中國飲料市場規模達到2449萬t,尤其是茶、果汁、功能性飲料的高速增長繼續為熱灌裝PET瓶帶來機遇,若以60%的PET包裝采用率和1000ml的PET瓶標準測算,至少會有上百億只以上的PET瓶需求。
而啤酒,則是一個技術攻關和消費心理學的問題。除了保鮮、殺菌等問題,消費者能否接受塑料瓶裝的啤酒也是一個尚待驗證的問題。人們期望著在2005年能有3.5%的PET瓶裝啤酒。顯然,相對于2002年的0.1%而言,這是一個值得冒險的嘗試。
二、PET的吹瓶技術
“就業內有關人士中華包裝瓶網認為中國的包裝機械與pet瓶子生產,遠遠趕不上飲料的發展”。在吹瓶領域,中國目前發展的主要是兩步法,因為兩步法的效率相對比較高一些。從吹瓶來看,國外已經達到每小時50000多瓶,甚至70000多瓶,我國剛剛才25000瓶。
西得樂(Sidel)的亞太總裁張忠先生認為,全世界的一步法市場正在下降,二步法正在成長,主要原因有兩個:第一是,現在的瓶胚隨處可以買到,瓶胚的商業化非常普遍;一步法的成長當時是有一個因素,就是客戶在很多地方沒有方法找到合適的瓶胚,而現在由于瓶胚的大量生產,客戶可以很方便地獲得瓶胚而無需自己生產。第二是,二步法在成本和質量上都比一步法有優勢。在吹瓶市場中,包裝瓶的成本具有極其敏感的特性,兩個至關重要的因素決定了投資回報率:機器的生產能力和每個吹瓶工位的產量。西得樂推出的“雙模腔”概念(在同一模具上開出雙模腔),在同一工位上同時吹制2個瓶子,非常適合單人裝小型容器的規模化生產。西得樂的SB020二代雙模腔設備產率可以達到60000瓶/h。
SIG Corpoplast公司的董事總經理Olaf Weiland先生認為,“未來每一個生產廠商都會在自己的工廠里生產自己所需要的容器”。顯然從經濟效益講,運輸空瓶到灌裝廠會增加成本。現在飲料行業的生產是從吹瓶、灌裝到包裝一條龍,提高整線效率。兩步法具有重量輕、操作簡單、生產靈活等特點,可以直接使用瓶胚而不必考慮PET原料等諸多問題,將精力集中在成品灌裝等環節。中國區總監陳俊添先生介紹了SIG Corpoplast的吹瓶機,其更換模具時間短,每個模腔每小時產量可以達到1630瓶,速度是很快的。
Krones公司的Contiform H40拉伸吹塑制模機,可以進行熱成形瓶子和標準瓶子的生產,500ml的瓶子的產量為44000瓶/h,適合于熱灌裝PET瓶吹瓶。
三、綠葉對根的情意
瓶蓋是一個經常被消費者忽視的細節,但對于廠商,這卻是個大問題。意大利捷飛特的李克平先生對瓶蓋和瓶蓋模具有著多年的研究,“生產塑料瓶蓋看上去很簡單,但是,塑料瓶蓋模具的制造蘊藏著很高的專業技術”。捷飛特公司以設計和制造多腔位、高精度、熱流道的注塑模具著稱。2000年捷飛特公司研制出64腔快速成型瓶蓋模具,并在Nestal快速注塑機上實現3s一個開合,創造了64腔等級的瓶蓋模具開合周期的世界紀錄。“歐洲許多塑料瓶蓋生產廠家追求的是在確保瓶蓋物理功能的情況下,盡量減輕瓶蓋克重、提高生產率,以便降低成本增加市場份額。” 捷飛特公司順應市場需求,開發出MIVA系列瓶蓋。以MIWA L3P為例,28mm,僅有1.5~1.6g,比傳統的PET瓶塑料瓶蓋輕1g,這種瓶蓋只要旋轉90°就可以打開,開啟扭矩低,老少適宜。目前,已有7套捷飛特公司提供的這種64腔瓶蓋模具在娃哈哈集團使用。捷飛特公司還發明了非旋轉雙料注塑模具的專利技術,用于一次性生產帶襯墊瓶蓋。這一發明大大節省了帶墊瓶蓋對生產設備的投資。帶墊瓶蓋的傳統生產是由注塑瓶蓋設備、注塑或滴塑襯墊設備以及組裝設備來實現,用捷飛特公司的雙料注塑模具,可在原有的注機上增加一個注塑單元即可輕而易舉的實現帶墊瓶蓋的生產。
薩克米SACMI的壓制瓶蓋是另外一種技術,它與傳統的注塑瓶蓋不同,是第一個將壓塑制蓋設備推向市場的機械制造商。薩克米旋轉式液壓機使得模具簡單化,因此壓縮成型所需要的投資成本遠少于注射成形的成本。由于薩克米同時完全自行設計和制造塑膠蓋模具,使其具有較大的整體優勢。根據薩克米的介紹,這種壓制瓶蓋非常適合圓形瓶蓋的生產。薩克米在7月份ProPak展出了600個/min打蓋機,但他們最快的產品達到了1200個/min,目前已經有7臺這種產品售出。
注塑和壓制瓶蓋代表了兩種不同的工藝,前者可以買各種模具,進行靈活的式樣設計,可以設計相對復雜的蓋子,但模具成本較高;而壓制瓶蓋則相對成本較低。
百利蓋Bericap是專業提供瓶蓋的德國家族企業,下屬18家企業,2003年銷售額達到3.1億歐元。在中國的昆山公司成立于1998年,在中國主要提供30/25和PCO 28瓶嘴的瓶蓋,38mm、48mm和五加侖的Tamper Evident瓶蓋。以及功能性瓶蓋(如瓶裝水的防盜蓋)。其為中國的“非碳酸水飲料”行業生產了大約9億只30mm瓶蓋。目前推出的“百利蓋服務包”是與用戶一起研究的新的包裝形式,已經遠遠超出了標準瓶蓋的設計。如在38mm熱灌裝領域,SK 38/16 DoubleSeal熱灌裝瓶蓋成為大型設備進行高效灌裝的理想解決方案。
臺灣欣全屬于康師傅集團下屬的公司,也是食品飲料包裝用瓶蓋、瓶胚的專家,其創新的KingCan瓶蓋可以為各種可重復灌裝或不可回收日用包裝如玻璃瓶、塑料瓶、紙盒和金屬容器提供瓶蓋,也可以提供多種帶墊片或無墊片的瓶蓋;顏色可以多種多樣,提供單色到4色的頂部印刷或浮雕,以利于品牌宣傳;同時為PET瓶口提供專利的內塞式密封蓋的設計與制造。
挑戰無處不在的空氣
PET瓶具有透明性好、化學性質穩定、阻隔性能較好、質輕價廉和可回收利用等優點,但有3種PET瓶包裝需要阻隔性:一是對O2敏感的果汁和乳制品以及小瓶的碳酸飲料;二是含CO2的產品;三是既對O2敏感又含CO2的產品,如啤酒。作為啤酒瓶,PET瓶的阻隔性受到了嚴峻的考驗,啤酒包裝是所有飲料中要求最高的。這就是2002年全球2500億個啤酒容器中只有不足0.1%使用PET瓶的原因。
首先是耐壓強度,能夠阻止高壓下CO2的滲出和外界O2的滲入;其次是耐熱強度,要能耐得住巴氏滅菌的高溫;第三是耐沖擊度。提高PET瓶的阻隔性功能成為各大公司的主攻方向,這涉及到原料、設備、加工工藝以及PET的改性等。
目前,阻隔技術主要體現在幾個方面:第一是表面涂層法,如西得樂公司的Actis技術,采用無定形碳涂層,比普通PET瓶的隔氧效果提高30倍,成本僅是玻璃瓶的78%、金屬罐的65%,在回收利用上具有明顯的優勢。其Actis 20型等離子涂層機,每小時可以處理10000個0.6L的PET瓶。西得樂在2001年曾在中國大舉推廣了Actis涂層技術,但當時中國甚至全世界的PET瓶在啤酒市場的普及顯然被高估了。但今天已經不同了,20世紀70年代后期出生的年輕人幾乎是含著、抱著、提著PET瓶長大的,認可度已經大為提高;而Actis涂層的PET瓶在非常挑剔的德國啤酒市場已經獲得了客戶和消費品的高度接受率。西得樂集團執行副總裁Paul Holderith先生認為,在中國推廣的機會已經來臨,但西得樂將會尋找合作伙伴一起來推廣,中國的飲料行業有許多勇于創新的先鋒企業,因此雙贏的空間非常大。SIG Corpoplast公司的Plasmax涂層設備經理Arne Andersen先生告訴記者,Plasmax涂層設備采用“等離子激發化學制品氣化、沉降”(PIVCD)技術生產PET灌裝瓶身。這種等離子技術采用兩種氣體混合,點燃氣體產生化學反應在PET瓶內壁涂成一層SiO2。這種涂層完全透明,不會改變原來PET瓶的顏色;涂層可以用化學劑清洗,完全回收;由于涂層是無機物,不會與產品發生反應,因而保證了安全性。根據Andersen的數據,涂層PET瓶比未涂層的成本大約每1000個瓶子增加100元左右;但如果選擇涂層,就可以減薄PET瓶壁的厚度,減輕瓶重,從而降低制瓶成本。Plasmax 12D涂層瓶子及系統,各種尺寸(0.4~1L)的PET瓶的涂層速度為10000瓶/h。
采用真空等離子增強化學氣象沉積法的技術得到了來自日本公司的強有力支持。這種鉆石型碳處理工藝DLC,主要是由日本日精愛思比ASB、日本麒麟啤酒、三菱商事等公司合作開發的。這種鍍膜的DLC膜的PET瓶對O2阻隔性能比普通PET瓶提高了20多倍,對CO2提高了7倍。透明度非常高,涂層柔軟,不易龜裂,耐酸堿度強。目前正在開發相應的生產設備,并向中國市場推進。
而阻隔性硅膠涂層則由可口可樂公司與德國克朗斯KRONES等公司合作開發了“提高阻隔性的硅處理PET瓶”,其工藝費用比采用PEN瓶或多層涂層瓶更為經濟。但這種涂層可能使得PET瓶外層充滿針狀小孔;瑞士利樂TetraPak公司也開發了在PET瓶內等離子涂覆SiO2技術,在瓶內壁形成厚度為0.1~0.2mm的玻璃狀阻隔涂層,用這種瓶子罐裝啤酒,貨架期可延長到4~12個月。每小時可以處理18000個0.2~2L的啤酒瓶。
其他涂層技術如意大利的西帕SIPA公司采用美國PPG公司的環氧-胺阻隔涂料,生產了環氧-胺外涂層的PET瓶,形成光亮的耐劃傷阻隔層;利樂采用陶氏DOW化學公司的熱塑性環樹脂,用兩層的瓶來調整阻隔層的厚度;美國杜邦DuPont公司也在開發兩段涂覆技術,對O2和CO2的阻隔性可以提高到30倍以上。