Mûanyag fóliák a csomagolástechnikában

Átírás

1 Mûanyag fóliák a csomagolástechnikában 1. Bevezetés Az APPLIED MARKET INFORMATION (AMI) piackutató cég szerint, Európában 2006-ban a hõre lágyuló mûanyagok felhasználása (a mennyiségi növekedés 3% volt), megközelítette a 40 millió tonnát. A HDPE iránti kereslet viszonylag gyenge volt, csökkent az általános célú polisztirol alkalmazása, de jobban teljesített a PVC, az LDPE és az ABS. A PP és a PET kissé a várakozások alatt szerepelt, ugyanakkor igen erõs volt a lineáris polietilén felhasználása. A felhasználás szempontjából továbbra is legjelentõsebb a csomagolás területe, ezen belül is fõleg az élelmiszeripari flexibilis fóliák, a vékonyfalú, fröccsöntött PP termékek, a HDPE kupakok, valamint a folyamatosan bõvülõ PET palackok és a lemezek. Az európai csomagolóipar számára a legnagyobb kihívás (az olajár növekedésnek köszönhetõen) az alapanyagárak emelkedése és a környezetvédelmi problémák megoldása. Kérdéses még, hogy a bio-polimerek megjelenése mennyire lesz hatással a hagyományos hõre lágyuló mûanyagok alkalmazására. A 1. ábrán a mûanyag csomagolások európai megoszlását látjuk alkalmazási területek szerint. DR. LEHOCZKI LÁSZLÓ a Mûanyag és Gumi szerkesztõje Az extrudált mûanyagok piacáról az USA-ban a FREEDONIA GROUP készített tanulmányt. Évi 2,8%-os növekedéssel az extrudált mûanyagok iránti kereslet re elérheti a 18 millió tonnát, ami értékben 32 milliárd dollárt jelent. A PVC-t és az LDPE-t használják a legnagyobb mennyiségben extrudálásra (együttesen 60%-ot tesznek ki). Az élelmiszer csomagolásoknak köszönhetõen az LDPE felhasználása gyorsabb ütemû. Legintenzívebben a polipropilén alkalmazása nõ (lemezek, fóliák). Az extrudált HDPE mennyisége évi 3,4%- kal bõvül, alkalmazási területei közé tartozik a csõ, a fólia, a vezetékek és a kábelek. Lassúbb a bõvülése a polisztirolnak a poliolefinekhez és a poliészterekhez képest. Fõ felhasználása az eldobható csomagolások, mint pl. a habosított poharak, tálcák és egyéb tartók, valamint az építõipari szigetelõanyagok ban a mûanyag csomagolóanyagok 23%-a volt merevfalú és 15%-a flexibilis. A mûanyag fóliák kereslete 2012-ig várhatóan évi 2,6%-kal nõ, mennyiségileg elérheti a 7,3 millió tonnát, értékben pedig a 13,4 milliárd dollárt (csak alapanyag költség). A teljes mûanyag fólia piac (alapanyagok, adalékok, feldolgozási és egyéb költségek) értéke várhatóan 32 milliárd dollár lesz. Az LDPE marad a vezetõ fólia alapanyag (2. ábra). Mûanyagipari stratégiák 2. ábra. A mûanyag fóliák iránti kereslet az USA-ban ben (összesen 6,4 millió tonna) 1. ábra. A mûanyag csomagolások alkalmazási területek szerinti megoszlása Európában 2007-ben Az LDPE fóliák kereslete közel 3%-kal nõ évente, 2012-re elérheti a 4,8 millió tonnát. Alkalmazása az élelmiszereknél, a snack termékeknél, a sztreccs- és zsugor csomagolásoknál, valamint a szemetes zsákoknál nõ. A HDPE fóliák kereslete átlag alatti szinten bõvül, mivel a kiskereskedelemben felhasználásuk csak lassan emelkedik. A PP fóliák növekedése várhatóan 3,4%/év mértékû lesz 2012-ig, jellemzõ alkalmazási területeik a gabonaõrlemények, a tejtermékek és más élelmiszerek csomagolása. A PET fóliák számára is kedvezõ tendenciák mutatkoznak az élelmiszereknél (snack termékek, édességek és fagyasztott áruk) az igen jó gázzáró tulajdonságaik miatt. A PVC fóliák (1%-os növekedés 2012-ig) alkalmazása csak olyan határterületeken nõ, mint pl. a vörös húsok. Egyre több mûanyag fóliát használnak másodlagos csomagolásra, sztreccs- és zsugorfóliákhoz, évfolyam, 11. szám 423

2 hordtáskákhoz, zacskókhoz, az élelmiszereknél fõleg az édességeknél és a mélyhûtött termékeknél. Az 1. táblázatban a TOP 10 európai mûanyag csomagolóanyag gyártót láthatjuk az AMI összeállítása alapján. Az AMCOR a legjelentõsebb gyártó ebben a régióban, mûanyag csomagolási árbevétele eléri a 2,07 millió eurót. Az 50 legnagyobb európai mûanyag csomagolás gyártó teszi ki Európában a teljes mûanyag csomagolási piac kb. 40%-át, értékesítésük több mint 21 milliárd euró volt 2006-ban, 650 üzemben közel 7,7 millió tonna polimert használt fel. 2. Csomagoló fóliák 2.1. A legnépszerûbb flexibilis alapanyag A csomagolási célra szánt polietilén fóliák szívósak, vegyszer- és nedvességállók, ellenállók a lyukasztással szemben, ezért a nehéz és éles szélû termékek nem károsítják. Jó az átlátszóságuk és könnyû a feldolgozhatóságuk. Ellenállnak a szélsõséges hõmérsékleteknek és UV stabilizálhatók. Az európai polietilén fólia gyártás megoszlását 2006-ban a 3. ábra mutatja. Olaszországban mûködik a legtöbb feldolgozó, a gyártás középpontjában a sztreccsfólia áll. Közép-Európában egyre nõ a feldolgozó cégek száma, ez a régió az európai polietilén fólia gyártásból (a növekedési ütem 12%/év volt az elmúlt években, összehasonlítva a nyugat-európai 3%-kal) 9%-kal részesedik. 3. ábra. Polietilén fólia gyártás megoszlása Európában ban (forrás: AMI) 1. táblázat. TOP 10 mûanyag csomagolóanyag gyártó Európában 2007-ben Vállalat Szektor Gyártótechnológia Amcor flexibilis/merev csomagolás fröccsöntés, fólia extrudálás Alpla-Werke merev csomagolás fúvás Alcan Packaging flexibilis/merev csomagolás fólia extrudálás, fröccsöntés Huhtamaki flexibilis/merev csomagolás lemez extrudálás Sealed Air flexibilis/merev csomagolás fólia/lemez extrudálás LINPAC flexibilis/merev csomagolás lemez extrudálás RPC merev csomagolás fúvás, fröccsöntés, hõformázás RKW flexibilis/merev csomagolás fólia extrudálás Global Closure Systems merev csomagolás fúvás, fröccsöntés Klöckner Pentaplast merev csomagolás lemez extrudálás Az LDPE-t fõleg fóliagyártásra használják, további alkalmazási terület az extruziós- és kábelbevonás, valamint a fröccsöntés. Piaci pozícióit bár lassuló ütemben Észak-Amerikában, Európában és Japánban az LLDPE és az LLDPE/LDPE blendek veszélyeztetik. Az LDPE fóliák közel felét a csomagolóipar használja fel. Az élelmiszereknél (hús- és baromfitermékek burkolófóliája, mélyhûtött áruk zacskói, folyadékok bag-inbox csomagolása) a nagyteljesítményû fóliák kerülnek elõtérbe, melyek zárótulajdonságai jobbak és növelik az eltarthatóságot. A nem-élelmiszerek csomagolásában szintén az LLDPE a versenytárs, mivel nagyobb a szilárdsága, ezért vékonyabb fóliák gyárthatók belõle, ami anyag- és költségmegtakarítást jelent. Ugyanakkor az LDPE nagy átlátszósága továbbra is elõnyt jelent pl. a zacskóknál és a pékáru fóliáknál. Az LDPE második legnagyobb alkalmazási szegmense a papír- és kartonlemezek extruziós bevonása, ami jelentõs innovációs terület a csomagolástechnológiában. A világon 2006-ban több mint 17 millió tonna LDPE-t használtak fel, az éves növekedési ütemet pedig 2%-ra becsülik es évek közepétõl 2004-ig kevés új LDPE kapacitás épült, de azóta számos projekt fejezõdött be vagy tart még Európában, a Közel-Keleten és Kínában. Az LDPE piac növekedési üteme az USA-ban korábban statikus volt, csökkenõ fólia felhasználás mellett, köszönhetõen annak, hogy nõtt az LLDPE részaránya ebben a szegmensben. Mára ez a tendencia kiegyenlítõdött, ugyanis az extruziós bevonás és fröccsöntés területén bõvülés tapasztalható. Az LDPE alkalmazás várhatóan 1%-kal fog emelkedni, és a kereslet 2009-ben elérheti a 2,87 millió tonnát. Az LDPE fóliáknál 2010-ig 2,8%/év növekedést várnak, az okok: versenyképes költségszerkezet, sokoldalúság, számos lehetõség olyan területeken, mint pl. a snack termékek csomagolása, a sztreccs- és zsugor-, valamint szemetes fóliák. Nyugat-Európában a piaci növekedés stagnált, míg Közép- és Kelet-Európában 3 4%/év ütemû volt. Az LDPE gyártás Európában (EU15 + Norvégia, Svájc, Málta és Ciprus) 2006-ban 4,43 millió tonna volt. 2.2 A lehetséges helyettesítõk Az LLDPE iránti kereslet a világon évi 6 7%-kal bõvül, Észak-Amerikában és Európában valamivel kisebb, évfolyam, 11. szám

3 Ázsiában pedig nagyobb mértékben. Az LLDPE rövidláncú elágazásai miatt nagyobb a húzószilárdsága, lyukasztással és tépéssel szembeni ellenállása, ezért különösen alkalmas fóliák gyártásához. Az LLDPE több mint 80%-ából csomagoló-, zsugor-, sztreccs- és egyéb fólia készül. A leginkább fejlõdõ alkalmazási területük az átlátszó-, a gázzáró vékony fólia- és az aktív csomagolások, melyek növelik az eltarthatóságot és megtartják az ízeket. Az LLDPE egyre inkább helyettesíti az LDPE-t, vagy pedig LDPE/ LLDPE blendeket használnak, mivel ezek olcsóbbak, jobbak a tulajdonságaik és technológiai elõnyökkel is rendelkeznek (pl. a metallocén katalizátoros alapanyagok). Az új katalizátorok fejlesztésével az LLDPE olyan piaci területeken is megjelenhet, ahol a fém, a papír, az üveg és a PVC volt eredetileg a meghatározó anyag. Az élelmiszer csomagolófóliáknál elõtérbe kerülnek a nagyteljesítményûek, melyek kevésbé gázáteresztõk, így növelik az eltarthatóságot. A nem-élelmiszer csomagolásoknál erõsebb fóliákra van szükség, hogy méretet, anyagfelhasználást és költségeket is lehessen csökkenteni. A fóliatermékek iránti gyors keresletnövekedés hajtómotorja a kínai polietilén piac, ami dupla számjegyû bõvülést mutat, ugyanakkor egyes piackutatók a jövõre nézve csak 6 8%/év emelkedést jósolnak. A fúvás és a fröccsöntés után az extrudálás a HDPE harmadik legnagyobb feldolgozási területe. HDPE fóliát széleskörûen használnak göngyöleg csomagolásra, szemeteszsákok és hordtáskák készítésére, valamint bélelõanyagként. A HDPE kereslet bõvülése Nyugat-Európában 3%/év, Kelet-Európában 3 5%/év (de ez sokkal kisebb piac), az USA-ban pedig 3%/év. A leggyorsabb ütemben fejlõdõ térség Ázsia, azon belül is Kína (6 8%/év) Zsugorítsuk Zsugorfóliák gyártására Európában 2006-ban 800 e- zer tonna polietilént használtak fel, ami értékben 1,2 milliárd eurót jelentett, állítja az AMI piaci tanulmányában. Jelentõsen fejlesztették a polietilén típusokat is, ami a fólia szerkezetének és vastagságának átalakulásához vezetett. Ide tartottnak a metallocénes és bimodális LDPE-k. A metallocénes mûanyagok felhasználása a zsugorfóliákhoz 2000 óta 60%-kal nõtt évente, ugyanakkor mennyiségileg kevesebb mint 3%-kal (2006) részesednek a piacból re ez az érték 20%-ra is emelkedhet. Négyzetméterben számolva tovább nõ a felhasználás, ugyanakkor a vastagság csökkentésnek köszönhetõen súlyban ez kisebb mértékû növekedést jelent. A nyomtatási minõség javítására koextrudált zsugorfóliákat fejlesztenek, ahol a külsõ réteg metallocénes PE, ami igen fényessé teszi a nyomtatható felületet, javítja az átlátszóságot és potenciálisan csökkenti a vastagságot megfelelõ magréteggel. 4. ábra. Zsugorfóliák felhasználásának megoszlása Európában 2006-ban A zsugorfóliák legnagyobb felhasználói az italgyártók (46%-os részesedés), mely terület további fejlõdést jelenthet a gyártásban a dobozos italok göngyöleges kiszerelésének köszönhetõen. Más szektorokban csak csekély mértékû növekedés várható súlyban számolva, mivel a zsugorfóliák vastagságának további csökkentése várható (4. ábra) vagy nyújtsuk A sztreccsfóliák felhasználása a világon a évi 3 millió tonnáról 2011-re várhatóan 4 millió tonnára fog nõni, ami a 9%-át teszi ki a teljes polietilén keresletnek. Felhasználásuk az egész világon emelkedik, a legfejlettebb piac Európa és a NAFTA országok, a fejlõdõ térségek beruháznak és egyre több sztreccsfóliát használnak. Európa 47%-kal, a NAFTA országok 29%-kal részesednek a globális gyártásból. Erõteljes növekedést jósolnak a Közel-Keleten, ahol új kapacitások épülnek, ami csökkenteni fogja az elõbbi két térség összrészesedését, 76%-ról várhatóan 68%-ra. A fóliakereslet átlag 7%/év mértékben fog nõni a következõ években (Európa 5,8%, NAFTA 4,0%, Ázsia, Latin-Amerika 11%, a világ többi része 14% évenként) Orientáltan is szép az élet Az orientált polipropilén (OPP) fóliák sokoldalú anyagok mind a feldolgozás, mind a felhasználás tekintetében. Könnyûek, tartósak, nedvességállók, optikailag tiszták, kiválóan nyomtathatók, a grafikai megjelenítés költséghatékonyabban érhetõ el mint más flexibilis csomagolóanyagoknál. Laminálhatók papírral, alumíniummal vagy más mûanyag fóliával oldószeres és vizes bázison egyaránt. A polipropilén fólia és lemez piac igen jó eredményeket mutatott az elmúlt években, fõleg a hõformázható lemezeknek köszönhetõen. A laminált fóliák széleskörû évfolyam, 11. szám 425

4 en használhatók címkézésre és csomagolásra, pl. édességek, kekszek, snack termékek, pékáruk, üdítõitalok, aeroszolos flakonok, holografikus címkék és dohánytermékek (további felhasználási területük még a kondenzátor és elektronikai fóliák, fotó és grafikai alkalmazások, nyomásérzékeny szalagok és címkék). A fóliából zacskók, hordtáskák, gyógyszercsomagolások stb. készíthetõk. A PP lemezeket hõformázható élelmiszer tálcák gyártásához használják, ahol fõleg a polisztirolt helyettesíti. Az amerikai CMAI piackutató cég a PP felhasználás éves növekedési ütemét 2012-ig 6% alattira becsüli. Nyugat-Európában 4%/év, Közép- és Kelet-Európában 5-7%/év keresletbõvülés várható. Az USA-ban a PP felhasználás átlag 4,5%-kal nõ éves szinten. Kínában szintén erõs lesz a bõvülés üteme, errõl számadat azonban nem áll rendelkezésre. A BOPP iránti kereslet a világon 4,5 millió tonna volt 2006-ban. A piaci növekedése erõteljes, felhasználása a kevésbé fejlett országokban is bõvült. Ázsia piaci részesedése 40%, lényegesen nõtt a BOPP fóliák alkalmazása az indiai szubkontinensen, Közel-Keleten és Oroszországban, ahol új gyártósorokat helyeztek üzembe (5. ábra). 5. ábra. A BOPP fólia iránti kereslet megoszlása a világon 2006-ban (összesen 4,5 millió tonna) A BOPP fólia piac Nyugat-Európában, Japánban és a NAFTA régióban jól fejlett, ugyanakkor jellemzõ, hogy egyes feldolgozó kapacitásokat a kisebb költségû régiókba telepítik és nõ a feldolgozott termékek importja. A piaci növekedés mértékét az AMI a következõ évekre és e három területre átlag 2%/év alattira becsüli, míg a világ többi részén közel 9%/év ütemûre. A BOPP fóliák fõ felhasználási területe az élelmiszerek csomagolása, ami 2006-ban a kereslet 2/3-ad részét tette ki. Ezen belül a legnagyobb felhasználó a szárított ételek (rágcsálnivalók, gyorsételek) és a kávék csomagolása. Második fõ terület a kekszek és pékáruk, ami inkább a gazdaságilag fejlett területeken válik fontossá, mivel itt a vásárlók többet költenek ilyen termékekre, mint a fejlõdõ országokban. A nem-élelmiszeripari alkalmazások közül kiemelendõ a dohánytermékek csomagolása, a címkék, a szalagok és a kondenzátor fóliák. A fejlesztések mozgatórugója továbbra is az élelmiszeripar, ahol az értéknövelt fóliák gyártásával biztosítják a gáz- és nedvességzárást, a nyomtathatóságot és utólagos megmunkálást A gyógyszeripar kedvence A PVC fóliák oxigén- és gázáteresztõ-képessége szabályozható. Kiválóan feldolgozhatók nagy sebességû csomagológépeken. Igen jól nyújthatók és könnyen hegeszthetõk. Húsok csomagolásánál pl. megakadályozzák a túlzott nedvességképzõdést, ugyanakkor óvja a terméket a kiszáradástól. Hõmérsékletre érzékenyek, hidegben hajlamosak a töredezésre és a repedésre, magas hõmérsékleten pedig zsugorodhatnak, illetve besárgulhatnak. A PVC fóliák típus szerint az alábbi csoportokba sorolhatók: merev fóliák: kitûnõen nyomtathatók, számos alkalmazási területük ismert, pl. bliszter csomagolás; félmerev fóliák: kitûnõen nyomtathatók, a csomagolás több területén használják; flexibilis fóliák: lágyítószert igényelnek, jól feldolgozhatók, színezhetõk és nyomtathatók. Kitûnõ hõformázhatóságának, jó vegyszerállóságának és optimális védõfunkciójának köszönhetõen standard anyagként és széleskörûen alkalmazzák a gyógyszer- és orvosi csomagolásban (tabletták bliszter csomagolása, kapszulák, tûk, fecskendõk, fiolák stb.). Az élelmiszereket védi és tartósítja. Egyenletes falvastagsága, kiváló átlátszósága, rugalmassága és hegeszthetõsége miatt elõszeretettel alkalmazzák automata csomagológépeken. Érdekes felhasználási területe még a jól nyomtatható, holografikus fóliák dekorációs és irodai célokra. A PVC felhasználás 65%-a merevfalú extrudált vagy fröccsöntött termék fõleg az építõ- és az autóiparban. Lágy PVC-bõl fóliákat és lemezeket készítenek a csomagoló-, a kábel- és az építõipar részére. A PVC kereslet a világon 4%/év, az USA-ban 2,8%/év, Nyugat-Európában 1%/év és Kínában 8%/év mértékben fog nõni Nem csak palack A poliészter fóliák kitûnõ kombinációját nyújtják az optikai, fizikai, mechanikai, termikus és kémia tulajdonságoknak. Jó oxigénzáró-képességét a flexibilis csomagolásban és a laminátumokban használják ki. Kiválóan nyomtathatók, fémgõzölhetõk és hidegen hegeszthetõk. Kitûnõ a kopásállósága és a feldolgozhatósága. Az orientált poliészter fólia, mint merev mûanyag erõs, tartós, méretstabil, nem csavarodik, kunkorodik. Tejekhez, tejtermékekhez, fagyasztott pékárukhoz és folyékony szintetikus mosószerekhez használják. A fóliából zacskókat, szatyrokat, tekercseket, élelmiszeripa évfolyam, 11. szám

5 ri laminátumokat, gyógyszercsomagolásokat stb. készítenek és cumisüveg A polikarbonát fólia átlátszó, fényes felületû, szilárd, méretstabil, idõjárásálló, megfelelõ alakra és méretre hõformázható anyag kiváló ütésállósággal és hõstabilitással, jó nyomtathatósággal. Ellenáll a vegyszereknek és a koptatásnak. Jellemzõ alkalmazási területe az orvosi eszközök (pl. sebészeti eszközök), integrált áramkörök csomagolása. 3. Összefoglalás A hõre lágyuló mûanyag termékek közel negyede extrudált fólia. Az elmúlt években a szektor piaci növekedése gyors volt, fõleg a csomagolóiparon belül, ahol a mûanyag fóliák sikeresen helyettesítik a papírt és az alumíniumot. Az extrudált fóliák nagy részét a csomagolástechnika fõleg az élelmiszerek csomagolása hasznosítja, ugyanakkor használnak polietilént mezõgazdaságiés építõipari fóliákhoz, PP-t és PVC-t szalagok gyártására is. A lemezgyártás a hõre lágyuló mûanyag-feldolgozás kevesebb mint 10%-át teszi ki Európában. Egyes szektorokban a lemezfelhasználás gyorsan bõvült az elmúlt években. A merev lemezeket extrudálják vagy öntik, elsõsorban a csomagoló-, építõipar és szállítmányozás részére. Az elmúlt években alkalmazásuk átlag 5%-kal nõtt évente. Fõ felhasználási területük az élelmiszeres tálcák hõformázása, illetve az építõipari szigetelõanyagok és autóipari alkatrészek. Források Applied Market Information (AMI) tanulmányok, Freedonia Group tanulmányok, ICIS, Packaging Film Products, évfolyam, 11. szám 427