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            FFS重包装膜的应用和发展趋势

            发布时间:2016-11-12 09:43:39     点击数:648

            FFS重包装膜的应用和发展趋势

            目前国内重包装袋包装形式包括塑料编织袋、纸塑复合袋、纸袋FFS薄膜等。虽然以前三种包装为主体的传统包装形式在国内市场上仍占据主导地位,但由于其中一些包装有其局限性,随着国际、国内对安全、环保及节约资源的限制要求,传统包装形式应用范围将越来越小,这为新兴环保产品FFS薄膜的快速发展提供了很好的机遇。

            1  FFS重包装膜简介

            按照欧美国家的分类方法,通常把能承载10~50 kg固体颗粒或粉状物料的包装膜通称为重包装膜。一般情况下采用25 kg装的包装袋又称25 kg另因为托盘码垛的需要,袋两侧进行折边处理,截面形似M,故又称M折袋或边袋

            1.1 FFS重包装膜

            FFS:先进的自动包装系统,其中包括三个主要环节截底成form→包装线自动灌装(fill→袋口封合(seal)。特点是快速包装、一次成型,具备良好的密封防潮性和印刷性能。FFS技术可用于重包装、食品包装、洗护用品包装等方面。

            FFS重包装膜:利用FFS生产技术生产的适用于重型包装的薄膜。一般为管膜形式。FFS膜可以是多层复合挤出,也可以是单层挤出,但必须适应 formfillseal整个生产流程。

            FFS重包装膜在快速包装、一次成型、无污染、节省材料、人工成本低、良好的密封防潮性和印刷性能等方面占据优势地位,近年来发展势头迅猛,大有取代传统包装的趋势。而且随着生产技术的不断进步,“FFS”项目逐渐列为国内各大公司的改造目标,对于新建生产线,则在计划之初就已经列入其设备配置及预算表。

            1.2 生产设备及生产工艺

            FFS重包装膜生产主要包括两道工序:吹膜线和印刷线。

            由于重包装膜不仅需要强度保证,还要考虑到包装、热封、码垛、运输等各个环节的要求,因此性能指标较多且复杂,靠单层挤出难以达到要求。而利用三层共挤法可以将质量指标层层分解,通过不同膜层满足客户不同的质量指标,从而达到满足整体质量指标的要求[1]。因此,重包装膜生产时吹膜线一般以国际通用的三层共挤管膜法为生产基础,以线型低密度聚乙烯原料为主要原料。生产过程中通过调整工艺参数、层间比例和原料配比,实现薄膜的功能化。

            印刷过程中根据客户版面要求,通过调整薄膜穿膜路径,实现双面电晕和多色印刷。印刷线一般配备压花、折边装置,要求产品印刷图案清楚、完整,压花力度适宜,折边及收卷侧面整齐。FFS重包装膜以吹膜线生产获得的半成品薄膜为产品质量基础,通过印刷线一系列设施操作实现袋体预成型,保证重包装膜拥有优异的热封性能、拉伸性能、表面性能等,满足客户在上机使用、码垛、运输及跌落各环节的要求。

            1.3 FFS重包装膜性能特点

            1能承受70 ℃以下物料的灌装和搬运周转 

            2袋面平整、光洁、美观,图案内容丰富,色彩清晰,并具有防伪性

            3密封性、防潮性、防水性和防污性能优越,可露天堆放,便于运输和储存,内在产品不融化、不结块、不失量、品质不流失 

            4包装袋配方特殊,遇高温不软化变形,遇严寒不脆断破裂;抗紫外线,色泽稳定;与塑编袋等相比,可使外包装及内在产品的储存、保质期延长一倍时间 

            5装包容量灵活,可针对不同商家对色泽、厚度、规格的不同要求设计制作,能适合不同厂家及不同区域的需求

            6)提高包装效率,降低劳动强度。由于采用自动化包装形式,包装速度达到1 200~2 000 袋/h,大大超过传统复合袋的包装效率,操作工人数量减少70%左右。

            7)随着新型材料的应用,薄膜厚度逐渐降低,强度逐渐增强,综合包装成本优于传统包装形式。

            8)符合国家产业政策,易于回收处理,最大限度地保护了生态。

            2 FFS包装膜在我国的应用

            在欧美等发达国家,FFS薄膜早已取代传统包装形式占据合成树脂包装领域的主流地位,亚洲的新加坡、马来西亚及中东地区陆续引进该项技术并得到了成功应用。

            我国最初引进FFS重包装技术时,由于技术水平及配套设施能力不足,所生产重包装薄膜质量偏低,不足以满足重包装要求

            目前我国的FFS重包装形式基本集中在石化行业,包装内容物主要为树脂颗粒、粉状化工原料,化肥行业有少量涉列。其中25 kg的树脂类包装占到90%以上。据粗略统计,虽然在中石化系统及南方市场较多使用FFS重包装,但纵观全国,整体市场占有率不到20%,与欧美国家相比,尚有很大差距。预计今后几年内伴随着全国大乙烯的扩建和业内人士的大力推进,为了适应现代物流运输和生产的需要FFS包装也将获得更深入的推广使用。

            3 FFS重包装膜的发展趋势

            随着中国经济高速发展以及人民生活质量的提高,对FFS重包装膜的需求量将不断增加,这将直接带动FFS膜在工业包装特别是食品包装的需求,FFS膜在食品应用今后将持续快速增长。预计十一五期间,中国包装工业的总产值可望达到4 500亿元人民币,并保持年均7%的增长速度。从2011年到2015年,总产值可望突破6 000亿元,每年平均增速约维持在16%的水平。以产品分类,中国塑料包装制品产量将达到946 t[4]。预计未来循环经济将成为包装行业发展的主要模式包装废资源回收利用将实现产业化绿色包装材料将获得大力开发和发展包装基础工业也将加快发展。

            3.1 国际、国内包装产品的需求情况

            随着社会对环保等方面要求的日益提高,环保、美观的FFS重包装膜顺势发展,潜力巨大。自2001年起,中国的重包装袋市场随着一些新的石化企业的投产而获得发展机会。FFS重包装膜取代传统包装形式的潜力巨大

            1. 伴随着国家大乙烯建设的逐步推进,将有更多的石化企业采用FFS包装。

            2. 三层共挤技术成为生产高性能重包装膜的主流加工工艺。

            3. 高速包装线的投入与使用,使市场需要与之匹配的更先进的包装形式。

            4. 除了树脂包装袋以外重包装袋将逐步应用在化肥及其他化工产品的包装,另外国家《食品安全法》的颁布实施,还将推动食品包装的进一步优化。具体包括以下行业:

            A树脂、工业化学品、复合肥、专用化学品;

            B水泥、混凝土、砂、砂浆、石灰、灰浆;

            C稻米、糖、面粉、玉米等谷物;

            D动物饲料、农业种子。

            3.2 传统包装形式的局限性

            传统重包装形式由于包装材料自身存在的缺陷,直接限制了其在重包装领域的进一步发展。

            1)纸塑复合袋、纸袋需要消耗大量的纸张,加速了森林资源的消耗;

            2)纸塑复合袋难以回收,对环境有污染;

            3)纸塑复合袋易破裂导致大量产品损失和不良外观;

            4)塑料编织袋外表印刷需要使用含苯油墨,不符合食品安全法的要求,从而制约了其在食品包装领域的使用;

            5)对贮存环境要求高,需要防潮、防高/低温,必须堆放于室内;

            6)包装速度低,难以适应包装线的高速包装要求;

            7)生产工序多,用工多,劳动密集型,人工成本高昂。

            3.3 国内重包装膜未来的发展方向

            “可持续发展”是当今世界各国共同关注的焦点,节约资源、保护环境是可持续发展的重要手段和途径,因而新型材料的研究和生产将持续围绕这个主题开展。重包膜在中国才刚刚兴起,它以环保、易回收得到了用户的认同,但石油资源是有限的、不可再生的资源。未来重包装的发展方向仍然是以节约资源和保护环境为目标。

            1)开发轻量、薄型优质薄膜,适度降低薄膜厚度

            目前国外各大公司都在积极研究新型聚乙烯材料如茂金属聚乙烯,通过使用新材料,可在保持薄膜性能不变的同时降低薄膜厚度,从而减少塑料包装废弃物总量。现在国外在用的FFS膜最薄只有120 μm厚,实验室中也已研制出100 μm厚的薄膜,它的性能同样不低于180 μm厚的薄膜。而且,随着薄膜生产工厂增多,竞争加剧,成本控制变得越来越重要,而降低成本的一个重要手段便是膜厚度减薄。如上海赛科所采购FFS重包装膜的厚度已经从最初的200 μm降低到180 μm,中海油壳牌从160 μm减薄到140 μm,茂名石化从170 μm减薄到160 μm

             

            2)开发可降解塑料

            FFS包装作为一种塑料包装,在工业品的包装材料中占有很重要的位置,而在包装废弃物中塑料成分占有很大的比例,约40%[5]。其最大的缺点是不易降解,造成污染。通过开发可降解塑料,大幅度降低塑料包装废弃物。降解方式主要包括两种:生物降解和化学降解,降解的最终产物是二氧化碳和水,彻底解决了包装废弃物的处理问题。

            3)开发可回收重复使用塑料

            塑料包装材料如果能够重复使用,可以大大降低原材料的消耗以及对环境的污染。

            3.4 结合国内形势及企业状况,合理控制“减薄”进度

            虽然“减薄”是国际、国内重包装膜未来的发展方向,薄膜厚度降低可在一定程度上降低生产成本,节约资源,但“减薄”应有序有度,要根据国内物流的形式和装卸的方法选择合适的薄膜厚度,不可盲目跃进。

            目前,国内树脂类包装都是25 kg包装,自动码垛,每托盘码垛层数一般为8~12层,每个托盘位可能采用1~3个托盘堆叠形式,但托盘外部基本都没有保护性包装。在包装成品发货过程中,码垛好的整托盘料包被拆开了分装入拖拉机、卡车、火车等,几经倒运,到达最终用户手中。而国外的树脂产品几乎都采用外罩膜如(收缩膜、拉伸膜或者缠绕膜),方便船运、汽运,保持整托盘原料的美观、整洁,同时防潮、防尘。以此为基础,国外的薄膜才可以考虑“减薄”。如果不考虑国内物流形式,盲目降低薄膜厚度,过分追求包装成本的降低势必导致破包率上升。由于当前国内物流装卸操作不规范,也没有统一的跌落试验标准,一旦发生破包,不但易引起薄膜供应商和用户之间的分歧,也会影响双方的企业形象。

            国内FFS重包装膜主要相关企业

            目前国内FFS重包装膜设备生产企业和包装设备的生产企业寥寥可数,两者的代表分别是广东金明塑胶设备有限公司、大连冰山橡塑股份有限公司和哈尔滨博实自动化有限责任公司。由于我国FFS重包装薄膜发展较晚,而国外此种包装形式已是广泛普及。因此,国内的FFS重包装设备(主要是多层共挤吹膜设备在很大程度上落后于国外设备主要表现在产量不高,薄膜的厚薄均匀性差。尽管多层共挤设备非常复杂,但是真正的核心部分主要有个:螺杆多层共挤模头风环(内风环和外风环)、薄膜自动测厚系统在印刷线的设备技术方面国内外也不同,国外多已经使用橡胶辊凸版用于FFS重包装膜的印刷,相对于国内的铜版印刷形式,橡胶辊印刷须使用醇溶性的油墨和稀释剂,更加适应世界日益强烈的环保要求。

            相对于设备生产企业来说,国内薄膜的生产厂家更多一些,采用的薄膜生产设备各不相同,生产水平良莠不齐。

            2 国内FFS重包装膜主要生产企业一览表

            企业名称

            生产能力   /t·a-1

            生产设备

            南京扬子塑料化工有限责任公司

            15 000

            欧洲进口设备:8条吹膜线、3条印刷线

            四川美丰化工股份有限公司射洪分公司

            10 000

            来自于芬兰凯威赫技术公司和德国哈斯特技术公司的6条吹膜线

            中石化天津分公司

            6 000

            德国Alpine:3条吹膜线、2条印刷线

            上海冠品包装材料有限公司

            5 000

            台湾设备:3条吹膜线

            上海东鸿塑料制品有限公司

            5 000

            台湾设备:7条吹膜线

            其他公司

            20 000


            5 结语

            随着我国重包装市场的逐步国际化,中国包装业面临更严峻的挑战和前所未有的机遇,采用更先进的FFS包装形式,实现重包装形式的更新换代,有利于提高我国重包装产品形象,增强国际竞争力。

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