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张信勤:PCL、PLA、PBAT等生物可降解材料目前应用
发布日期: 2020-01-14 03:33 发布人:必定赢体育 观注度:

  网红茶饮爆款销售的背后,也推动了饮料包装杯市场的迅猛增长。在网红茶饮当道的时代,包装将迎来哪些商机?卓高泰(广州)材料科技有限公司营运及研发技术总监张信勤(SK)接受《CPRJ中国塑料橡胶》专访,就此话题进行了分享。

  张信勤从事硬塑料包装与标签印刷行业20多年,成功开发了多款经典的包装产品,在开发的经典包装制品应用了许多前沿的包装材料技术与塑料工业技术,如多色注塑、激光微雕、注塑与吸塑的复合工艺等

  CPRJ:随着各种茶饮的走红以及外卖的流行,饮料杯和速食盒的市场需求被点燃,这一块主要带动哪些技术需求?不同成型方式有何优差异?

  张信勤:茶饮以及外卖产品以塑料杯与盒为主要包装方式,这些包装的佳工艺主要是制杯与吸塑热成型,也有部分的产品适合薄壁注塑,对一些产品外观要求的高的产品还可使用模内贴标工艺。

  这类包装制品需求量较大,且对成本要求严格,故需要配备更加与高速的设备,如高速挤出片材设备以及与制杯机或全自动吸塑的连线模式将更有优势,高速多腔的薄壁注塑设备也有很大的应用市场。

  张信勤从事硬塑料包装与标签印刷行业20多年,图为他在“CPRJ前沿包装与加工解决方案专业论坛暨展示会”上进行技术分享。

  全自动吸塑或全自动制杯设备的优势是:产量大、周期快、成本低,由于其是先经过多层共挤出做成片材再经过吸塑成型的,因此可使产品更具有阻隔功能以及其他复合材料的特性。该工艺也存在一定的缺点,如需要配合与密封时其尺寸不够,部分形状较难成型与脱模等。

  薄壁注塑的优点是:外观效果好,尺寸度高,能够保证一些复杂功能的实现,且相比较而言,更适合推行模内贴标,但缺点是生产周期长与制造成本高,以及对设备与模具的前期投入较大等。目前行业内还有些公司在尝试全自动吸塑与薄壁注塑的结合,相信一旦技术成熟,将在市场上具有一定的技术与成本优势。

  随着茶饮与外卖的流行,一次性的方便包装将需求量很大。随着环保理念的深入,在这些量大的一次性包装中推行各类绿色环保的包装制品将是一种必然的趋势。

  佳的解决方案就是开发出既能批量低成本的生产,又使用绿色可降解的包装材料。目前较为成熟的可降解包装材料是PBAT、PLA以及PCL等,这些包装材料虽然都是可以完全降解,是绿色环保的包装材料,但无论是成本还是供应量方面都不具有在该应用领域推广的条件。

  张信勤:挤出-热成型技术近年进步较多,主要是多层复合的高速机快速发展,通过进料方式的改进以及高速电机的推行,使得产能快速提升,且换单换色的速度也加快。

  PET挤出片材设备主要通过双螺杆挤出以及其他行星螺杆挤出等形式提升,使得挤出设备在加料前不需要再进行相应的预干燥处理,节约了能源以及前期投入,且该技术经过不断的完善,已经日渐成熟,生产出的片材质量以及能效均符合预期要求。

  挤出片材与全自动吸塑的连线技术也发展迅速,随着自动吸塑的速度越来越快,和挤出片材连线的速度损失越来越不明显,不仅可以节约人力,在吸塑成型的加热环节同时可以节约不少的能耗等。

  多色注塑由于其功能性优势与外观优势,以及规模化后的成本优势,近几年的应用仍将越来越广泛,并有从保健品行业向调味品及饮料行业发展的趋势。

  多色注塑近几年在包装行业的应用较为成功,其多种材料复合形成的多性能叠加特点,使得其一经推向市场,就引起大家的广泛关注并被公认为是外观与性能俱佳的经典包装。

  由于其独特的外观优势,密封性好以及对灌装线的普适性强,且具有很强的防伪性等优点,多色注塑在国内被应用于保健品、化妆品等领域。

  近年来,随着多色注塑规模化后导致的低成本优势也被大家所认可,在调味品、乳制品、饮料制品等行业开始逐渐推广,也出现了更多非常实用与经典的包装。

  硬塑制品的生产辅助工序自动化的程度会越来越高。近年由于人工成本的提升,机械手、智能控制技术的快速发展,使得硬塑料成型后的模内贴标,自动取出与扣合、堆叠,自动套标,自动打包等体现自动化与智能化的操作越来越成熟,越来越广泛。

  CPRJ:从可持续角度来看,PCR(消费后回收材料)以及生物材料的使用有哪些新的热点或趋势?

  张信勤:PCL、PLA、PBAT等生物可降解材料目前应用广泛,其包装制品在多个领域能够替代常规塑料制品,如通过多层共挤出-吸塑工艺、注塑与吹塑成型工艺、吹膜工艺等生产出各类包装制品,能够应用于各类食品、化妆品、家居日化等快消行业,但受限于其产能瓶颈以及成本问题,目前仅在国外部分地区与行业小范围的应用,不具备大范围推广的可能。

  产能充足且应用潜力较大的改性淀粉等生物降解材料由于其生产加工性较差,需要生产厂家做更多的技术攻关,生产设备需做许多针对性的改造,且需面临天然材料存在一定的不稳定性等特点,生产工艺需随时依据材料的变化进行调整。

  目前的一种暂时性的解决方案是在PCL、PLA、PBAT等生物可降解材料中共混一些改性淀粉材料,可根据一定的加工性能与产品性能要求选择共混比例,这样制造模式既具备一定的加工性能,成本也得到了一定程度的降低,且是可以完全可生物降解的。

  这类操作模式目前部分的解决了常规可降解材料难量产而改性淀粉等天然可降解材料难加工的社会性难题,但由于共混比例有限,使得该问题的解决仍然需要更多的研究与探索。

  CPRJ:您曾筹建与运营了多家的包装制造工厂,探索出了高洁净度与运行的包装制品生产环境的实现方式,您觉得未来该如何实现包装制品智能工厂?

  张信勤:随着包装行业的技术进步以及包装制造周边设备的发展,必需不断的推进智能化与运作才可确保工厂的竞争优势,这也是包装企业所必需承担的社会责任。

  我希望紧随包装生产设备与模具制造技术的发展,构建产品的后发优势,积极推进包装行业的技术进步与产业变革。在各个环节实践与应用机械手、智能化控制、机器人操作等,提升工厂的人工效率,使得包装制造行业具备长远发展的基因。

  我也将积极应用包装制造周边设备的先进技术,在空压机、冷水机、空调系统等领域积极推广各项节能、环保、的技术,使得工厂实现全面的清洁制造。

  随着国内生活品味的提高以及消费升级的加速,更具品味、独特美感与艺术感的包装将独具魅力与市场竞争优势,通过设计的优化,工艺技术的优化等,各类材料技术与生产工艺的复合应用等,使得更具艺术感的包装制品能够低成本的批量化制造。这类包装制品将更多地应用于保健品、化妆品、家居日化用品、饮料食品等其他快消制品。

  随着近年生活节奏的加快,以及互联网对餐饮服务业的推进,一次性包装制品的需求量将会越来越大,若仍沿用传统的塑料作为原辅材料,将会带来严重的社会问题。好的解决方案就是开发出既绿色环保可降解又可以高速低成本制造,且材料的供应不存在短缺的环保材料。

  从目前的研究与应用进展来看,这类可降解材料与制品的研制与推广并非没有可能,如改性淀粉以及改性淀粉与其他可降解材料的不同比例共混就具有这类优势的潜力,这类一次性的包装制品对其自身的物理机械与阻隔防护等方面的性能要求不高,使得这类包装材料大范围推广具有一定的可能性。

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