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2018年中国铝质包材行业应用及市场需求分析(图)

        铝是一种资源丰富的白色轻金属,全世界的铝产量仅次于钢铁。铝质材料之所以大量的被用来制造金属包装罐,是应为它具有许多独特的优点和特性铝的密度非常小,铝的性能的两大突出特点是重量轻和耐腐蚀。如今在金属罐制造业中,铝材多用于生产铝质两片罐(如可乐罐)铝质易拉盖,铝质易撕盖等产品,杂罐行业中已经逐步用于酒等高档礼 、食品包装。在食品、药品包装领域应用的铝材已不仅局限于单一的铝材形式,铝材与PET相结合已经成为一种新的时尚。目前铝质包装材料新的市场份额随着所谓有效包装的推进取得了新进展,铝质包装材料凭着自身的特点,在包装领域有着广阔的发展前景。随着铝质产品开发新技术的应用,铝材的需求量将进一步扩大。

        一、环境友好型的包材

        铝的化学性质中最特殊的性能是具有同氧强烈结合的倾向,对自然界的水、大气中的各种元素,以及油料与各种化学物品都有良好的耐蚀性,在空气中,其表面生成一层三氧化二铝膜,这层透明无色薄膜的存在能阻止氧化的进一步进行,从而使铝具有良好的耐蚀性,所以如果存放在一般环境下不改变,就不需要特定对铝进行防锈了,用铝箔制造的复合薄膜完全不透气和不透光,可有效保护内装食品。作为轻金属,纯铝的仅为铁、铜密度的三分之一左右,易于实现轻量化,而且使原材料的运输更为方便,可节约运输费用。无论是固体铝或熔融铝,其密度均随着纯度的提高而降低,同等纯度的熔融铝的密度,则随温度的提高而降低。

        作为金属包装材料,铝可制成与镀锡金属包装罐相媲美的形状,其表面银白色的光泽,印刷效果同样好。铝的加工性能好,延展性、拉拨性能优良,有着比马囗铁更好的拉伸性能,铝罐均为一次拉拔的两片罐,可以做得很薄,表面光洁美观,不必再镀金属保护层,而经表面涂料后可耐酸 碱、盐等介质。铝不会因重金属离子逸出而产生金属臭味,用镀锡马囗铁罐装食品时,由于蛋白质中含硫物质的分解会造成硫化变黑,改用铝罐包装,则不会发生这种现象。不影响被包装物的风味质量无硫化物和重金属污染。

        铝的力学性能在低温状态下能保持不变,特别适用于冷冻食品的包装,铝箔可以提高铝塑复合膜的强度,对光,热的反射性能和传导性能优异,可提高食品罐加热灭菌盒冷冻处理效果。铝无毒无味,符合包装食品的卫生标准,表面光泽度高,易于着色,印刷效果好。由铝材制成的易开盖开启性能优于镀锡板易开盖,近年来,在食品、医药品和化妆品等包装领域应用广泛。

        在包装材料回收方面,铝废料循环使用较容易,可回收再利用,既能节约能耗,又能防止废弃物造成的公害,满足环保的要求。目前国际市场对铝包装的主要争议是认为铝的生产能耗太高,增加了包装成本。对这点解决的办法是加强铝罐的回收工作。作为包装材料,近年来铝在包装方面用量越来越大,在包装工业中的应用在占有色金属的首位。铝板通常作为制罐资料或制盖材料,铝块用来制造挤压成形和减薄拉深成型的罐;铝箔用做防潮内包装或制造复合资料以及软包装等。

        当然,铝质材料作为包材也还存在一些不足,价格偏贵质地较软;原有利用磁性吸取原料的加工设备必须进行改造焊接困难,只能用冲压或粘接的方法制造。目前,在包装领域,普遍通过与其他材料的复合来弥补不足。比如,铝箔与纸或塑的复合,可增加它的刚度和抗拉强度,为克服铝罐强度低的缺点,在封闭容器之前填充少量液氮,汽化后产生的内压力可增加容器的刚度和抗压性能等。

        二、广泛应用的铝塑泡罩包装
        
        现代包装中几乎所有要求不透光或高阻隔复合材料的产品均采用铝箔作为阻隔层,这是因为铝箔有高度致密的金属晶体结构,有良好的阻隔性和遮光性,可以阻隔任何气体,因此应用十分广泛。近年来,药品的铝塑泡罩包装快速发展,具有贮存期长、携带方便的特点,越来越受到制药企业和消费者的欢迎,逐步取代传统的玻璃瓶包装,成为固体药品包装的主流。预计用于药品泡罩材料的包装将占未来药品的片剂、胶囊包装的七成左右,成为发展前景最好的药品包装材料之一。

图表:铝塑泡罩包装
 

图表来源:公开资料整理

        目前,保健食品和药品片剂、胶囊包装采用泡罩包装形式越来越普遍,铝塑泡罩又称水泡眼包装,先将透明塑料硬片吸塑成型后,将片剂、丸剂丶胶囊等固体药品填充在凹槽内,再与涂有粘合剂的铝箔片加热粘合在一起,形成独立的密封包装。铝箔有良好的阻隔性和遮光性,塑料硬片则要具备足够的对氧气、二氧化碳和水蒸气的阻隔性能、高透明度和不易开裂的机械强度等特性。目前最常见的医药用泡罩包装材料为PVC片及 PVDC0全自动的泡罩包装机包括了泡罩的成型、食品、药品填充、封合外包装纸盒的成型、说明书的折叠与 插入、泡罩板的入盒以及纸盒的封合,全部过程一次完成,多项安全检测装置,极大地提高安全性和卫生性,并可有效减少药品的误装。

        铝塑包装可以使产品避免受到生物、气候、物理化学方面等不利因素的影响,延长货架寿命期,并且具有美丽外观、安全卫生、携带方便等优点,得到了广泛应用。对药品、奶片、牙刷、水针、一次性注射器等包装更具安全方便性能。目前,国产固体药品仍有不少是玻璃瓶包装,虽然能避光、防潮、抗氧化,但包装容量大,科技含量不高。对于要求较高的特种药品,不能有效地防止药品潮解霉变,近年来大容量棕色玻璃瓶包装正迅速退市。与瓶装药品相比,泡罩包装最大的优点是便于携带,可以减少药品在携带和服用过程中造成的污染,在气体阻隔性、透湿性、卫生安全性、生产效率、剂量准确性和延长药品的保质期等方面具有明显的优势。

        铝塑包装未来的运用需要包装机械行业技术的开发,增强包装机械的科技创新,才是运用好资源的前提。

        同时,要在包装材料的开发上下功夫。 PVC易于成型和密封,价格低廉,透明度、阻隔性和机械强度基本上可以满足药品包装的要求,但阻隔水蒸气的能力和热稳定性较差。PVDC 膜是目前阻隔性能最好的一种薄膜, PVDC的分子密度大、结晶度和透明度高、耐候性好,而且对于水蒸汽的阻隔性能亦高于PVC,是泡罩包装的理想材料。采用PVDC与其它薄膜材料复合或涂层制成的多层复合硬片,透氧率、透湿率和防潮性、阻隔性能都明显高于单一材料的薄膜。另外一种泡罩包装的材料是真空镀铝膜,它是在高真空状态下将铝蒸汽沉淀到基膜上的一种薄膜。作为基膜,除了原有的特性外,还具有漂亮的装饰性和更好的阻隔性能,透光率、透氧率和透湿率等都只有原基膜的几十分之一甚至上百分之一,也是泡罩包装用材料今后重点发展的方向之一

        三、镀铝复合材料在包装领域的应用

        上世纪50年代以来,复合材料的兴起引发了包装领域的革命,材料复合技术不断发展,对铝箔应用产生一定影响,出现了现今广泛采用的真空包装、脱氧包装和换气包装等。为了适应这些包装技术,近年来发达国家开发成功了超高阻隔性的复合软包装材料,不仅对氧气、二氧化碳等有很高的阻隔性,还有低透湿性、高透明性、保香性和热封性等特点。复合包装材料比任何单一传统包装材料的性能要优越得多。一是保护性,有足够的力学强度,还具有密封性以及避光性、耐湿性、耐油性、绝缘性等  是操作性,方便包装作业、适应机械化操作,三是商品性,适宜印刷、利于流通、价格合理,四是卫生性,无臭、无毒、污染少,不含有危害人体健康的化学成分。

        铝塑复合包装材料和纸铝塑复合包装材料中的铝起到重要作用,铝的存在可起到和纸塑复合材料中塑料薄膜相似的作用,可增加包装材料对水和油的阻隔性能,同时,铝有很好的金属光泽,外观性能极佳,还可以对紫外线有较好的阻挡作用,有助于提高包装外观质量、增加对内容物的保护能力,在市场上用途很广,固体食品如方便面、各种奶糖、麦片、巧克力、紫莱、茶叶、各类干果(如葡萄干)、膨化食品的包装,液体食品如牛奶、甜酒、果汁、酱油、醋等的包装保鲜食品用于生鱼、鲜肉、禽蛋等的包装。

        参考观研天下发布《2018年中国瓦楞纸箱包装行业分析报告-市场运营态势与投资前景研究

        一般来说,复合包装材料的外层材料应当是熔点较高,耐热性能好,印刷性能好,光学性能好的材料。内层材料应当具有热封性、粘合性好、无味、无毒耐油、耐水、耐化学品等性能。三层以上复合材料的中层通常采用阻隔气体与水分及遮敝光线等性能好且机械强度高的材料。层与层之间则涂有粘合剂用于粘合。超高阻隔性复合软包装材料的结构是由基材 /超高阻隔层/黏结挤/热封层构成。铝塑、纸铝塑复合材料中的铝层有两种类型,一种为铝箔,另一种为真空镀铝膜。目前,复合包装材料已应用于各个领域,如食品、药品、军用品 生活用品等的包装上,在食品工业上使用的复合包装材料最多。例如,铝箔/蜡/薄纸(用于囗香糖包装)、铝箔/薄纸/蜡(用于巧克力包装)、铝箔/防油胶黏剂/羊皮纸〈用于牛油、奶酪包装)等。

        在复合包材发展方面,由于铝塑包装的食品不能直接进行微波加工,近来出现一种高阻隔微波食品包装材料,即在塑料等基材上镀硅氧化物,使材料具有高阻隔性、高微波透过性和透明性,适用于高温蒸煮、微波加工等食品包装,也可用于饮料和食用油包装,但是这种材料生产成本很高,大规模生产技术还不完善,纳米技术是21世纪最年轻的科学技术,也被认为是最有前途的包装技术。目前纳米包装还处在开发阶段,实际应用较少。此外,市场上还出现了各种新概念的包装材料,目前都没有形成规模市场和对铝箔包装的实质性影响。但目前和未来几年中,镀铝复合材料将作为传统压延铝箔的替代性材料,在部分市场代替铝箔材料。

        主流的铝板饮料罐市场纯铝板质软、强度低,故较少利用它作包装材料。包装上常用的铝合金有铝镁合金和铝锰合金,又称防锈铝合金。合金铝板的强度和硬度明显提高,耐腐蚀性能强、抛光性好,长期保存外表仍保持光亮。长期以来,尽管铝饮料罐一直受到镀锡板和PET 材料的挑战,但由于其重量轻,且具有可回收优势,仍是主要的饮料包装形式之一。世界上可生产铝合金罐料的国家有8个:美国、巴西、澳大利亚、日本、韩国、德国、法国和俄罗斯,还有一些国家和地区可以生产罐盖料和拉环料,如我国台湾省、加拿大、巴林、意大利等。目前,世界铝制易拉罐的用量正在逐年增长,美国铝制易拉罐的人均消费量超过400罐,是世界铝制易拉罐的最大生产国和消费国。欧洲的饮料罐中,铁皮罐和铝罐约各占一半。我国铝制易拉罐的人均消费量相对较低,具有广阔的发展空间。目前,随着西南铝板带有限公司在生产罐料方面的不断发展,南山集团铝加工有限公司热连轧生产线投产,亚洲铝业集团铝业工业园热连轧生产线投产,中国生产的罐料不断参与到全球罐料市场的竞争中。

        饮料包装市场是金属包装市场的最大市场之一,铝罐的外形也越来越重要,由于铝更易于成形,研究人员正在探讨铝罐卷轴扩展成形、旋压成形和流变成形技术,不久的将来会首先在啤酒罐方面得到使用。铝罐由于质量轻而且可以回收而受到饮料行业的欢迎,并不断普及到其他行业,有取代玻璃瓶与金属瓶的趋势。

        铝金属饮料包装罐在产品研发上不断创新。目前开发具有三大特征,即易拉盖、特型罐、自加热/自冷却饮料罐。新研发的铝瓶罐具有这些特征:一是与原来铝罐相比,外形美观且能再封囗、易携带、易回收,二是与PET瓶相比,避光性和阻隔性大为提高,且罐重减轻30% 三是对所装饮料保存性能优良,保质期延长。近年来,在日本包装市场上,由于PET 瓶的增多,新型铝瓶罐相继开发了具有保持内容物品质和易回收及再封囗功能的铝瓶罐饮料容器。日本大和制罐公司在世界上率先成功的开发出了饮料包装新容器新瓶型金属罐(新瓶罐)。它不仅应用了当前三片金属罐的复合技术、卷边加盖技术,而且也应用了二片罐深冲压成形技术制成罐身,然后再利用现有罐装内容物和配以螺纹旋盖的加工技术,从而实现了使用金属铝材,加工形成了具有瓶型和直径为28mm饮囗的新型金属瓶包装容器。考虑到环境问题,新瓶罐选用的是单一金属的铝合金材料,在罐身的内层和外表面均复合以PET薄膜材料,用低密度PET对瓶盖进行涂装,施以印刷。可以避免同内容物接触,无需使用金属罐传统使用的各种涂料。

        铝质饮料包装防盗瓶盖市场市场上品种丰富的饮料和各种酒类,其包装早已成为吸引人们目光的亮点,精美的设计、别致的瓶型为它们增色不少。瓶盖作为包装中的一个环节,对于保证产品质量和塑造产品个性同样是至关重要的。近年来酒类防伪越来越被厂家重视,酒瓶盖作为包装的一部分,其防伪功能和制作形式也朝着多样化、高档化发展,扭断式、开启式、多重防伪等酒瓶盖被厂家广泛应用。尽管防伪瓶盖功能不断变化,但其使用材料主要有两大类,即铝质和塑料两种。

        塑料防盗盖结构复杂,具有防倒灌功能,立体感强,外观造型独特新颖,但本身固有的缺陷却无法忽视。由于玻璃瓶采用热成型工艺,瓶囗尺寸误差较大,难以实现较高的密封性。由于存在较强静电,塑料瓶盖容易吸附空气中的灰尘,再加上超声波焊接时产生的碎屑很难清除,塑料碎屑对酒造成的污染问题目前尚无彻底解决办法。个别塑料瓶盖生产厂家为降低成本,在原料中掺杂使假,卫生状况令人担忧。由于瓶盖有一部分与玻璃瓶囗连在一起,不易回收,它对自然环境的污染是显而易见的。

        铝质防盗瓶盖主要用于酒类、饮料类和医药保健品类产品的封装,能克服塑料瓶盖的不足。铝质防盗盖结构简单,适应性强,密封效果好,不仅可以印刷丰富多彩的图案,也容易实现大批量生产,成本低,若采用特殊、先进的印刷方式,铝质防盗盖的防伪效果也很好,并可满足高温蒸煮杀菌等特殊要求。我国目前包装白酒、葡萄酒、药酒等多数仍以玻璃瓶为主,其中约有50%的酒瓶盖使用铝材制造的防盗盖,我国防盗瓶盖年用量达150亿只,需用铝板带材6万吨左右。生产商近200家,年设计能力约为90亿只,其中引进生产线30 条,产能为50多亿只,可生产近百种各类瓶盖。据统计资料,近几年的白酒年产量均在800万吨左右,其中约有50%的酒瓶盖使用防盗盖,防盗盖的使用率为7%一9%。

        国际上酒类包装瓶盖多数采用铝质瓶盖,外形简单,制作精细,给消费者带来高雅的视觉感受。铝质瓶盖外形简单,但制作精细,先进的印刷技术使之色泽一致,图案精美,给人以精致高雅的感觉。国外酒用瓶盖样式多采用传统模式,较少变化,如苏格兰威士忌的瓶盖,其纯正的黑色配以金色文字,在给人以吉朴、典雅、恒久享受的同时,也起到了它应有的标识作用。

        铝质瓶盖多在自动化程度相当高的生产线加工,因此对材料的强度、伸长率和尺寸偏差要求都很严格,否则会在加工时产生破裂或折痕。为保证瓶盖成形后便于印刷,要求瓶盖料板面平坦、无滚痕、划伤和污斑。铝质瓶盖材料的生产可分别采用热轧供坯或连铸连轧供坯,经冷轧轧制而成。目前我国防盗盖料的生产厂多用连铸连轧坯料,优于铸轧坯料。生产实践表明,在防盗盖的使用效果上热轧坯料要优于铸轧坯料。

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