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高質高效綠色包裝新産品——吸塑紙闆開發技術交流
編輯:AG海底漫游   發布時間:2018-12-11

改革開放40年以來,人們的物質生活水平不斷提高,但是随着工業化的發展,與之伴随的就是環保的壓力不斷加大。北方的霧霾、南方的水污染等都在困擾着我們。如何實現綠色包裝,一直是我們公司緻力研發和追求的目标。       

包裝的四大主要材料有紙闆、塑料、玻璃和金屬。塑料的性價比很高,但是塑料造成的白色污染也一直困擾大家,過去大家都知道一些塑料垃圾無法降解,但是随着研究的深入,發現塑料不隻是處理困難,而且已經對我們的身體健康造成了實實在在的危害。《紐約時報》一篇文章顯示,研究人員在來自8個國的志願者的糞便中,都發現了微塑料顆粒;全球83%的水龍頭樣本中被檢測出微塑料;目前世界上超過90%的食鹽品牌,都已被微塑料污染,其中,海鹽被污染的比例很高。為此,2018年10月24日,歐洲議會通過“限塑令”:到2021年禁止使用有替代品的一次性塑料産品:今年5月28日,歐盟委員會提出“限塑令”,拟禁止銷售有現成替代品且經濟上可承受的一次性塑料用品,包括吸管、刀叉勺、盤子、棉簽棒、飲料攪拌棒和氣球棒等。此外,“限塑令”還規定,歐盟各國必須減少塑料食品容器和飲料杯的使用。       

塑料的問題就是我們造紙業的機遇,這也是綠色包裝的方向。包裝用紙也面臨一些新的挑戰,比如全球一體化(保護、文化、競争);大型、超大型超市的普及,包裝如何去匹配不同的需求;90後、00後(追求個性)逐漸成為消費的主力等,這就對包裝的功能提了5個要求,分别是保護與盛載;儲運與促銷;成組化與防盜功能;标識品牌、提升體驗、引發傳播;衛生與環保。這也是我們為什麼要開發吸塑包裝的原因。       

1、什麼是吸塑包裝?       

吸塑包裝是一種新型的包裝形式,一般是将不規則物體(如玩具、文具、工具、日用品等)通過使用PVC或PET泡殼對其加以密封防護,再将泡殼與紙卡黏合在一起,形成完整規則透明的包裝形式。有以下4個優點:外形整齊,儲運方便;一目了然,便于銷售;阻隔保護,不被污染;很大程度地減少塑料的應用。       

經測算,吸塑包裝可以節省1/3的塑料包裝用量,甚至更多,因此它将是取代塑料包裝的一種形式。       

吸塑包裝是把兩種材料結合在一起,在工藝上有些難點。吸塑熱合封裝工藝是将泡殼與塗有吸塑油的紙卡壓合,同時使用電熱或高周波方式将泡殼與紙卡加熱,軟化後的泡殼與熔化後的吸塑油進行牢固的黏合,冷卻後,泡殼、吸塑油、紙卡形成一體,完成吸塑封裝過程。如圖1所示,是吸塑包裝的五個分層。       

在這個工藝中,關鍵的部分是吸塑油,有三個重要作用:黏合作用,光澤、耐磨作用和滿足部分滲透作用。通常上吸塑油的量大于上光油,大部分留在紙闆表面,小部分滲透至紙内。       

2、我國吸卡包裝紙分市場應用量       

吸塑包裝的市場是非常有前景的,涉及到我們生活的方方面面。如圖2,是吸塑卡紙在不同行業中的應用。表1是2017年,國内吸塑卡紙市場的需求量,而且不考慮未來增長。目前占主導的還是灰底白紙闆,約20萬噸,白卡紙有2萬噸。這主要是因為技術原因。灰底白的吸塑效果好,白卡紙還比較困難。       

熱合吸塑包裝應用有兩大特點:一是大多應用在對商品展示有較高要求的小商品上。二是前6大終端應用占比較高,其餘應用大多分散、量少,小作坊即可進行包裝。目前前6大主要應用在吸塑市場上的産品份額占到了總用量的58%。       

3、吸塑卡的制作       

整個吸塑的難點在于流程多,包括印刷、包裝、上吸塑油等,這幾個流程中,都看不出包裝的效果,直到把終級産品放進去,才能知道這個包裝到底能不能用。一旦吸塑效果不好,會污染到包裝盒裡的産品。美國CLEARWATER公司的吸塑紙闆是世界首家也是當時隻一家承諾完全吸塑的産品,我們甯波中華紙業吸塑卡也要做到承諾完全吸塑。       

(1)制作流程       

了解吸塑包裝的制作,首先看一下吸塑包裝的結構,共有5層組成。吸塑包裝加工流程也比較複雜,需要紙廠、印刷廠和終端用戶共同協作完成。       

(2)吸塑泡殼材料及常用熱封方法       

吸塑包裝除了對紙闆有特殊要求外,對泡殼和熱封的選擇也是不一樣的。具體來說,泡殼分為五種,熱封的方法有3種       

(3)吸塑包裝成功與否的判斷       

依實際包裝的結果,泡殼與紙闆分離的情形,大概可歸納為六種情形,好的吸塑包裝要求塑料必須吸到原紙層,而且要在芯層。       

4、影響吸塑效果的因素       

影響吸塑效果的因素有很多,如紙闆、印刷工藝、吸塑油等,見圖6。我們是造紙企業,有時候我們不能要求印刷企業去使用更好的印刷技術、更好的吸塑油來符合我們的紙闆需求,我們要通過技術改進,怎樣提高我們紙闆的适應性,來滿足不同客戶的需求。符合條件的吸塑紙闆應能滿足實地印刷、水性光油、低溫短時吸塑的工藝。       

圖6  影響吸塑效果的主要因素       

(1)吸塑紙闆塗料配方研究       

吸塑油的作用,一部分要把泡殼去掉,一部分要滲透到紙闆中。紙闆的塗料配方就顯得非常重要。紙闆裡孔隙的分布要非常均勻,而且孔隙的直徑要足夠大,要适合吸塑油的滲透。       

(2)吸塑紙闆強度結構分布       

解決了滲透隻是解決了首步,能讓吸塑油發揮應有的作用,但不表示能夠完全控制吸塑油的破壞位置。我們必須保證吸塑油正好破壞在原紙層,尤其是芯紙層,這就對紙闆的強度提出了要求。簡單來說,就是哪裡薄弱,就破壞在哪裡。這就要求對紙闆做強度梯度的設計,       

(3)各種加工參數對吸塑效果的影響       

雖然隻生産紙闆,但是我們也給客戶承諾了終端的吸塑效果,所以我們也對整個流程做了大量的調研和實驗,找到一些規律。     

5、吸塑的品控管理       

吸塑有一個難點就是預測,我們的産品要大規模地生産,要保證每個月每一批産品都要滿足客戶的需求,質量難免有波動,但是不能等到客戶使用出問題了才去找原因,我們必須要找到規律,制定一套内部産品質量管控标準。       

我們在内部會進行打樣實踐,雖然這個産品沒有國有标準,但是我們内部會根據實踐經驗設定評估的标準。因為客戶的工藝不一樣,用的泡殼、吸塑油也不一樣,我們就會把客戶用的油拿過來,在我們内部做實踐,給客戶看結果的效果和評價,這樣可以很大程度上保證我們的産品質量和可靠性。       

6、結論       

(1)吸塑包裝具備綠色、可視化等優點,未來增長趨勢良好。其中:随着消費升級,白卡吸塑将逐步取代灰底/白底白吸塑。     

(2)吸塑包裝的吸塑效果影響因素:紙闆的可吸塑性、泡殼選擇、吸塑油選擇、吸塑工藝(吸塑方式、吸塑溫度、時間、壓力等)、印刷工藝(印刷油墨的選擇、油墨密度等)。       

(3)紙闆的可吸塑性的關鍵在于紙闆的開放性設計和紙闆的強度結構分布。       

(4)甯波廠通過自主開發,獲得了吸塑紙闆的相關“技術訣竅”,并于2016年在市場上正式推出了國内目前隻一家承諾完全吸塑效果的“吸塑王”吸塑白卡、銅卡紙。       

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