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OPP瓶的时代来了吗是嘛

发布时间:2021-07-12 08:18:23 阅读: 来源:珍珠岩厂家

OPP瓶的时代来了吗?

你以前曾经听说过: 拉伸聚丙烯(OPP)瓶将隆重登场,并在广泛的食品和非食品容器中取代玻璃、PET和PVC。但是所预测的突破并未如期而至。当然,PP比PET成本更低,也更加耐热,但同时它的硬度也较低、透明度和阻隔性能较差、较为难于加工。尤其加工速度低使OPP在经济性上行不通。

现在,市场对OPP瓶和罐的兴趣再一次提升,而对期待以久的突破的讨论又是层出不穷。由一步式注拉吹成型和两步式再热拉伸吹塑机器做出来的硬质OPP容器再一次被宣称为一个良机,来转变对水、果汁、热填充食品、干粉和个人护理产品进行包装的成本。

Kraft食品研发主管Surendra Agarawal称:“我们期待着OPP瓶在制造成本上有一个逐级的改变。”与玻璃相比,OPP瓶更轻、更难破碎、更易用手抓住。

瓶级PET的密度达1.35 g/cc,现在售价为63¢/lb,而在拉伸瓶中应用的透明PP共聚物分别约为0.910 g/cc和56¢/lb。这使在体积相同的条件之下,OPP瓶要比PET瓶便反复几次宜40%。Agarawal也指出OPP瓶比PET要轻,而“实际透明度”是和PET瓶相等的。

2002年北美地区使用的PET瓶约为570亿只。在高产量旋转式再热拉伸吹塑机可以每小时吹出6万只瓶子。与此比较,OPP瓶目前被限制在婴儿营养品和药瓶这样狭窄的应用空间里,主要是在亚洲和南美地区。它们主要是在一步式注拉吹装置上制成的,这种方法无法在用量庞大的美国包装品市场有所作为。许多业界人士对PP瓶坯和OPP瓶的产量能否比得上PET而表示出怀疑。

克服OPP的缺陷

直到现在,与PET相比在加工速度和物理性能上的劣势已经阻碍了OPP瓶的发展。然而,PP的支持者们认为,通过先进的设备、更佳的瓶坯和瓶具设计、为瓶子量身定制的PP树脂和添加剂,这些缺点正在被克服掉。

“我们的研究显示,利用高产量设备,和恰当设计的PP瓶坯和OPP瓶,有可能在产量、透明度、硬度韧度性能和感官上与PET抗衡。”艾克森美孚公司市场开拓员Robert Portnoy称。他认为当在高速旋转式再热拉伸吹塑机器上生产OPP瓶时,如Sidel, SIG Corpoplast和其它公司出品的机器,那么OPP瓶就非常具有竞争力了。但是,那些竞争性设备的供应商指出,一步式注拉吹机器和纵列式再热拉伸吹塑机器也同样是可行的方法。

PP的问题是它与PET相比,对热量的吸收和消散有着更大的阻力,而OPP瓶用到的瓶坯壁一般较厚。所以,除了在瓶坯注射步骤时PP的加工温度较低(230℃)以外,周期也是较长的。OPP瓶在130℃下被吹出,与PET相比,能耗较高,成型和冷却周期较长。结果是已经达25%的处理速度要比PET慢。

PP拉伸吹塑的加工温度范围较窄,为5℃,而P本着严格、创新、求实、奋进的精神ET为15℃,增加了停机和不良品出现的机率。PP的拉伸也有不同,这是瓶坯和瓶具设计者将不得不去熟悉的东西。为了使OPP的透明度接近于PET,拉伸方向和拉伸率必须得到改善。瓶坯的某些部位,如底部和颈部,可能比瓶身受到的拉伸较弱,使它们容易变灰暗。

PP较低的硬度也意味着OPP瓶比PET有着较小的顶部负荷和环箍强度。这一点与不尽如人意的CO2阻隔性能,已使OPP瓶不能涉足碳酸饮料。为了获得同样的硬度,OPP瓶需要比同类PET瓶有更大的壁厚。因为PP较低的密度对所增加的壁厚进行了弥补,OPP瓶通常比同类PET瓶较轻。

OPP瓶的氧气和CO2渗透率约为PET的30倍,这使它们不能用作阻隔性容器,除非涂覆或共注塑上阻隔性树脂。

材料上的进步正在缩小OPP瓶的性能缺点。一种因素是由Milliken美利肯化学公司出品的高性能低残余量透明剂产品Millad 3988。在美国之外,它被广泛应用于维它命、水、茶、果汁、清洁剂和药品所用到的OPP瓶中。

“我们的透明剂解决了影响着OPP瓶的一些重要问题,”美利肯市场开发经理Raj Batlaw说。这些问题有朦胧不清(主要在颈部和底部)、瓶坯周期时间加长、拉伸吹塑工艺可靠性差。

艾克森美孚、basell和 Atofina推出了透明级PP,促进了OPP在瓶具中的应用前景。专用的拉伸吹塑级产品提供出高透明度和流动性,以及突出的硬度与韧度平衡。

basell为拉伸吹塑市场提供一种茂金属PP。Metocene X50182已经在Sidel设备上进行了测试。它将瓶侧壁的模糊度降低到1.5%,而将光亮度提高到82%。

OPP瓶的优点

真正在北美制造OPP瓶的几家公司之一是加拿大的CCC公司,其CEO Norman Gottlieb称价格和环境上的优点促进了CCC在几年前进行OPP瓶市场。他称所造EnviroClear瓶结合了OPP瓶身、PP瓶盖,是一个完全可回收的全PP系统。Gottlieb还称标准的PP瓶盖有效地遮住了OPP瓶颈的灰暗外观。

Gottlieb称:“我们也看到了OPP瓶在隔首先潮性、可挤榨性和可热填充性等方面的机会。”

尽管单层PET瓶的氧气和CO2阻隔性一般,但它们要远远胜于单层OPP瓶。这把单层OPP限制到了那些货架寿命极短的应用中,多数瓶子容积在500 cc以下,不需要很多的气体阻隔性。

第二个机会源于OPP出众的耐热性,能承受95℃下的热填充。PET瓶只能在℃下进行填充。它们也需要真空通道,防止在80℃以上填充时的毁坏。多数PET热填充应用需要加热装置,这增加了20%的成本。

单层OPP瓶不需要加热装置,在许多热填充食品市场是可行的,特别是在较高热填充温度范围(℃)进行填充时。这为果汁、果酱、果冻、泡菜、沙拉和蕃茄酱的阻隔性和非阻隔性包装打开了希望。

第三个机会是在PET和OPP瓶都需要更大的气体阻隔性的市场中。只要阻隔性材料的成本对于每种容器差不多是相同的,阻隔性OPP瓶就将是取代玻璃的更好方法,因为它们具有成本优势。

三种生产方法

针对OPP生产能力以前存在的局限性,Bekum 和CCC两家公司已经对PET设备进行了改良。他们认为模腔达8个的纵列式线性再加热拉伸吹塑规格规范化系统对于中等规模的OPP生产应用是具有经济而高效的。

Gottlieb说:“我们不经意就为OPP瓶具提供生产设备,”他指出,因为从商业渠道缺乏适合的机器和模具,CCC最初于六七年前生产OPP瓶的努力而被搁浅。所以,CCC为OPP设计出一种合适的纵列式再加热拉伸吹塑生产线。其EnviroClear装置(也能加工PET)是由中国的合作伙伴所建造,具有个模腔。机器每小时每穴能生产900只瓶,但下一代机器有望升级到1100只。CCC提供中国制造的瓶坯和模腔达32个的拉伸吹塑模具,而价格比加拿大本地产模具要低上40%-80%。

CCC称改进的瓶坯设计是很重要的。其自制的瓶坯被设计得比PET要高出50%的拉伸率,以提高透明度。

Bekum美国公司将其再加热拉伸吹塑装置(如双穴RBU-225)设计得能在PET和PP瓶生产之间转换。几年前Bekum专门为PP设计出了首款全电动再加热拉伸吹塑机SB-6。这种6穴机的生产能力为每小时7200只瓶,比具有同样数量模腔的PET机器刚好慢上了15%。

PTI公司的Scott Steele鼓吹一种不同的生产方法,他称获得OPP瓶成本利益的最佳方法是在旋转再加热拉伸吹塑机上,以1000只瓶/腔/小时的稳定速度来生产。PTI在Sidel机器上以这种速度,以计算机模拟生产24g的OPP瓶,估计平均单价要比PET瓶低了10¢。

提高OPP瓶产量需要对工艺的严格控制。如果在略低于OPP温度范围之下吹瓶,它们不能很好地拉伸,导致透明度不佳或瓶坯爆裂。在温度范围之上吹OPP瓶会引起瓶身、瓶颈和瓶底灰暗,以及瓶壁中材料分布不良,可能会破坏后续的操作。1000只瓶/腔/小时的速度在经济上是必要的。为达到这个速度,PTI利用了实验室研究和其可视原型制作软件。PTI还对目前在利用的空气和水冷却方法进行了改良,加速PET瓶加工过程。PTI发现这些技术成功转化到OPP瓶生产当中,实现了目标速度。

Sipa公司称其“1.5步法”集成式注拉吹塑机是OPP瓶生产的第三种有效选择。这种款式的机器结合了瓶坯注射和吹瓶步骤,虽然是机械性分开的,但通过集成式机械手和线性传送 器而被联结在一起。其中一款专门针对OPP的FX20/80E速度达到了30000只瓶/小时。它利用了特殊的螺杆和重新设计的再加热炉。(完)

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