Polietilén fólia a csomagolásban

Átírás

1 Polietilén fólia a csomagolásban Dr. Lehoczki László, a M!anyag és Gumi szerkeszt"je 1. ábra. A globális csomagolófólia felhasználás megoszlása alkalmazási terület szerint 2012-ben Csomagolófóliák világpiaci helyzete A SMITHERS RAPRA tanulmányában megállapítja, hogy a m!anyag fóliák piaca talpra állt a 2009-es nagy visszaesés után ban várhatóan 4%-kal b"vül az 54,4 millió tonnás globális piac, legnagyobb ütemben Ázsiában, Kelet-Európában, a Közel-Keleten és Afrikában. A növekedés f"leg a flexibilis termékek keresletének tudható be a feltörekv" gazdaságokban, míg a fejlett piacokon lassabb ütem! a b"vülés. A CERESANA piackutató szerint, a nagyon eltér" ipar - ágaknak és a lehetséges alkalmazási területek széles skálájának köszönhet"en, a m!anyag fóliák kereslete a világon 2020-ra elérheti 71 millió tonnát. A globális csomagolófólia piac várhatóan megfelel" növekedést fog mutatni az elkövetkezend" tíz évben, áll a MARKETSANDMARKETS piackutató cég 2013 novemberében kiadott tanulmányában. Ennek hajtómotorja a kínai és az indiai középosztály fogyasztásának b"vülése lesz. A gyors urbanizációval és az emelked" jövedelmekkel a csomagolt élelmiszerek és gyógyszeripari termékek kereslete is n" ebben a két országban, és más feltörekv" nemzeteknél. Ez utóbbiak várhatóan pozitív hatással lesznek a csomagolófólia iparágra. Ezen belül a polietilén a legnagyobb mennyiségben használt anyag, ugyanakkor a polipropilén is preferált alapanyagnak számít a fóliagyártásban. A speciális fóliák, mint pl. a vízoldható és nagy gázzáróságú fóliák, fontos szerepet játszanak Észak-Amerika és Európa kiforrott gazdaságaiban. Az élelmiszerek csomagolásával foglalkozó iparág a csomagolófóliák f" felvev"je, ez a terület 2018-ig évi 6,2%-kal fog b"vülni. Azonban, a gyógyszerek és testápolási termékek (szappan, sampon és más kozmetikumok) csomagolása is egyre inkább megtalálja a fólia alkalmazásokat (1. ábra). Ezeket extruziós fúvással, -öntéssel és -bevonással állítják el". A polietilének és polipropilének mellett alapanyagként szóba jönnek a PET, a PVC, az EVOH, a PLA, a PVDC, a PVOH és mások is. Földrajzilag Ázsia-Óceánia volt a f" szegmens a csomagolófólia piacon a 35%-os részesedésével 2012-ben. Észak-Amerika 25%-on, Európa 24%-on áll (2. ábra). A globális csomagolófólia felhasználás várhatóan 4,5%/év ütemben fog n"ni 2013 és 2018 között. Értékben számolva ez 5,8%/év mérték! lesz. 2. ábra. A globális csomagolófólia felhasználás földrajzi megoszlása 2012-ben Alapanyagok tekintetében a polietiléné a vezet" szerep, 2012-ben 64%-os részesedéssel. Ugyanakkor a polipropilén fóliák kereslete is b"vül, mégpedig gyorsabb ütemben, mint a polietiléné. A flexibilis csomagolásokban leginkább a BOPP-t részesítették el"nyben a közel évfolyam 6. szám

2 múltban, és várhatóan nagyobb ütemben fog n"ni az alkalmazása, mint az öntött polipropilénnek. A biodegradálható fóliák szintén nagy fogyasztás b"vüléssel számolhatnak a következ" években, f"leg a fejlett országokban. 3. ábra. A globális polietilén fólia piac típusonkénti megoszlása 2013-ban Polietilén fólia piac A globális polietilén fólia piacon a 2008-as gazdasági válság után bekövetkez" visszaesés jelent"sen kihat az iparág jelenlegi történéseire is. A PE alapanyag árak 2008 augusztusában érték el a csúcsot, és ez a nem várt helyzet nyomást gyakorolt a fóliagyártókra is, hogy javítsanak a termelékenységen az áremelkedés hatását úgy mérsékelték, hogy a végfelhasználók számára megnövelték a négyzetméter/kilogramm fólia kihozatalt, vagyis ahol megvalósítható volt, jelent"sen csökkentették a termékek méretét. Ez, összefüggésben a f"leg a nyugati országokban jelentkez" recesszióval, a növekedési ráta komoly visszaeséséhez vezetett tonnában számolva. A pénzügyi válság nemcsak Nyugat-Európára és Észak-Amerikára volt hatással, hanem az exportcsökkenések miatt olyan országokra is, mint pl. Dél-Korea. Északkelet-Ázsia, amely magában foglalja Kínát is, jelenleg a legnagyobb fóliagyártó régió, a globális poli - etilén fóliatermék termelés egyharmadával. Délkelet- Ázsia ehhez további 10%-ot tesz hozzá, így Ázsia dominanciája meghaladja a 40%-ot. Összehasonlítva, Észak- Amerika és Nyugat-Európa külön-külön 15%-os hányadot hasít ki a világpiacból. A gazdasági válság el"tt három évvel Ázsia kevesebb mint 40%-kal részesedett, míg Észak-Amerikának és Nyugat-Európának 20 20%-a volt. Az ázsiai b"vülés motorja els"sorban a kínai fogyasztás növekedése volt, ugyanakkor Észak-Kelet- és Dél-Kelet- Ázsiában az exportra való termelés emelkedett. Alkalmazásban a legnagyobb azonosítható piaci szektor a kereskedelmi célú zacskók, amelyek a teljes polietilén fólia gyártás egynegyedét teszik ki (3. ábra). Tovább folytatódik az egyes környezetvédelmi csoportoktól érkez" nyomás, miszerint adókat kell bevezetni a m!anyag hordtáskákra, vagy plusz költségeket kell terhelni a nembiodegradálható zacskók használatára. A kereskedelemre szintén hatással van az újrafelhasználható zacskók alkalmazása, illetve az a trend, hogy csökkentsék az ingyenes zacskók számát. További fontos piaci területek a raklapos stretch fóliák és a mez"gazdasági fóliák, amelyeket szorosan követnek a zsugor- és a m!szaki fóliák. Az LDPE/LLDPE legnagyobb individuális piacát a stretch fóliák jelentik, ez jelenleg az egyik legdinamikusabban fejl"d" alkalmazás. F"leg raklapok stabilizálására és védelmére használják (4. ábra), de más területeken is terjednek, mint pl. a silózásban és a háztartási élelmiszer fóliáknál. A stretch fólia gyártás az LLDPE egyik legfontosabb alkalmazása, és tulajdonképpen f" fejlesztési területe is. Emellett a metallocénes polietilének kulcspiaca is. Az ipari stretch fóliák gyártására f"leg öntési technológiát használnak, a legnagyobb gyártók nagy kihozatalú gépekbe fektetnek be. A fóliafúvási technológia részesedése kisebb, viszont nagyobb rugalmassággal rendelkezik ahhoz, hogy specifikus tulajdonságokkal rendelkez" fóliát lehessen el"állítani. Ugyanakkor, a stretch silófóliák gyártásában els"- sorban ezt a technológiát használják, valamint számos más fóliánál is, a jobb molekula orientációs egyensúly miatt, ezt a módszert részesítik el"nyben az öntéssel szemben. 4. ábra. Raklapok stabilizálása stretch fóliával A mez"gazdasági fóliák csoportjába tartoznak a talajtakaró-, az üvegház- és a silófóliák. A talajtakaró fóliák többféle színben állnak rendelkezésre, hogy megel"zzék a gyomnövekedést a talaj h"mérsékletének növelésével vagy csökkentésével, a fény növényekre való visszaverésével. A speciális tulajdonságú fóliák közé tartoznak a kis gázáteresztés! fert"tlenít" fóliák a talaj sterilizálásához, az UV blokkoló- és biodegradálható fóliák. A zsugorfóliák két kategóriába oszthatók: gy!jt"- és raklap zsugorba. A gy!jt" zsugorfóliák másodlagos csomagolóanyagok, több termék összefogására és egységbe rendezésére használják a szállítás során. Alapanyaga ha évfolyam 6. szám 227

3 gyományos LDPE, amit h"kezeléssel zsugorítanak. A multipack csomagolási megoldások terjedése az alkoholos és nem-alkoholos italoknál jelent"sen növelte a kiváló min"ség! és vonzó megjelenés!, nyomtatott gy!jt" zsugorfóliák használatát (5. ábra). A raklapos zsugor volt az els" fólia alkalmazás, ami biztonságossá tette a rakodólapos szállítást, és még mindig az egyik legjobb megoldást nyújtja a vízhatlan csomagolások közül. Azonban, a zsugorsapkák használata jelent"sen csökkent, mivel a vev"k áttértek a raklapoknál a stretch fóliákra, és inkább stretch sapkákat használnak, ami a rakomány jobb fedését nyújtja, a zsugorhoz képest kevesebb anyaggal, és nincs szükség h"kezelésre sem. 5. ábra. Tetszet!s multipack zsugor gy"jt!fólia csomagolás A m!szaki fóliák az alkalmazások széles skáláját fedik le. Általában koextrudált, többréteg! termékek olyan rétegekkel, amelyek speciális tulajdonságokat adnak a fóliának, mint pl. oxigénzárás, szilárdság, rugalmasság, záróképesség és nagyon jó min"ség! nyomtathatóság. Jellemz"en 7 réteg!ek, a fólia nemcsak polietilént, hanem más anyagokat is, úgymint EVOH, poliamid, PET vagy PP, tartalmazhat. Alkalmazási területeik közé tartozik a 6. ábra. Állateledel csomagolófólia friss, snack és szárított élelmiszerek, állateledelek (6. áb - ra), orvosi termékek csomagolása, talpas és FFS (formfill-seal) zacskók. A fólia felépítésekor biztosítani kell a feldolgozhatóság, az ütésállóság és átlátszóság közötti bonyolult egyensúlyt, amit közel az összes polietilén fólia típussal meg lehet oldani. Az interregionális polietilén fólia kereskedelem menynyiségileg közel 1 millió tonnával n"tt 2005 és 2012 között, Északkelet- és Délkelet-Ázsia vezette az export"rök listáját 1 1 millió tonnával 2012-ben. A legnagyobb importáló Nyugat-Európa volt az 1 millió tonna feletti polietilén fóliával és zacskóval, amelyek nagyrészt Észak- Kelet- és Dél-Kelet-Ázsiából, Közép-Európából és a Közel-Keletr"l származnak. Észak-Amerika a második nagy import"r. A következ" öt évben a globális kereskedelem el"reláthatólag félmillió tonnával fog b"vülni, míg a fóliák kereskedelme 600 ezer tonnával n"ni, addig a zacskóké 100 ezer tonnával csökken. Öt évre el"retekintve, a polietilén fóliák kereslete világviszonylatban több mint 6%/év mértékben fog emelkedni, ami további 20 millió tonnás használatot jelent. Észak-Kelet-Ázsiában várhatóan ez 8%/év mérték! lesz, részesedését is tovább növeli a világpiacon, mialatt Dél- Kelet-Ázsiában és Észak-Amerikában is jó eredményekre számítanak, fenntartva világpiaci poziciójukat. A Közel-Kelet növekszik a leggyorsabb ütemben (10%/év felett), majd az indiai szubkontinens következik hasonló rátával (habár sokkal alacsonyabb kezd"pontról kiindulva). A gyártási mennyiségekhez Észak-Kelet-Ázsia 8 millió tonnát, míg Észak-Amerika 3 millió tonnát fog hozzáadni. A Közel-Kelet, Dél-Kelet-Ázsia, India és Dél-Amerika (benne Közép-Amerikával) 1,5 1,5 millió tonnával fog hozzájárulni ehhez. Nyugat-Európa részesedése a világpiacból várhatóan 3%-kal csökken, a gyártás az 1%/év ütemet kissé meghaladva n"het. Hosszabb távon nehezen képzelhet" el, hogy a globális exportban fontos szerepet játsszon a térség, f"- leg a standard fóliákat illet"en, amelyeknél magasak az alapanyag-, energia- és munkaer" költségek, és viszonylag öregek az extrudáló berendezések, ami az elmúlt évek beruházásainak mérsékl"déséb"l ered. Az alkalmazási területeket nézve, a stretch fóliák növekednek majd a leginkább, további 2 millió tonnával a következ" négy évben, amit szorosan követnek a zacskók és a zsákok. Jelent"s b"vülés várható a m!szaki és mez"gazdasági fóliáknál, a nagyméret! zsákoknál és a zsugorfóliáknál. Összefoglalva, a PE fólia iparág pozitív jöv" elé néz globális viszonylatban, de ennek lesznek gy"ztesei és vesztesei is régióktól függ"en. Új poliolefin fólia anyagfejlesztések A poliolefinek jól alkalmazható anyagok a fóliafúvástól a bevonásig, a csomagolástól a gyógyászati terméke évfolyam 6. szám

4 kig. A K 2013 kiállításon, nem meglepetésre, számos új fejlesztés el"ször volt látható, ezekb"l mutatunk be néhányat. A LYONDELLBASELL Toppyl poliolefin családja az élelmiszer csomagolásban használható, a készételeknél, a megfelel" védelem fenntartása mellett, extra kényelmes kezelhet"séget nyújt. A Toppyl RC3000 típust úgy alakították ki, hogy közvetlenül rátapad a hagyományos polietilén élelmiszeres dobozokra, biztosítva az er"s zárást a frissen tartáshoz, ugyanakkor könny! nyitást és visszazárást is biztosít (7. ábra). Ezáltal elkerülhet" a hotmelt ragasztók használata, ami nehézzé teszi a csomagolások kinyitását. A visszahajtott fólia is jól zárja a dobozt. A nagy fóliagyártók által tesztelt termék esetében megállapították, hogy tíz nyitás/zárás után is ugyanúgy tapadt a fólia, mint az els" esetben. 8. ábra. Topas COC fólia a gyógyszercsomagolásban A bevonatok terén is el"relépést értek el. A SABIC optimalizálta NexCoat 5 extruziós LDPE bevonat típusának gyártását (9. ábra). Ezt a típust a SABIC CTR cs"reaktoros eljárásával állítják el", ami jobb teljesítményt nyújt a hagyományos autokláv típusokhoz képest. A vev"knek lehet"séget ad a készletezési költségek csökkentésére és a feldolgozás egyszer!sítésére, mivel az anyag helyettesítheti a 4 8 melt index! típusokat. Emellett, 15 20%- kal kisebb az ökológiai lábnyoma, mint a standard piaci típusoknak. Az élelmiszer- és italcsomagolásokon kívül, számos más extruziós bevonásra, illetve laminálásra alkalmas. További tulajdonságai közé tartozik a nagyobb sebesség! feldolgozhatóság, a kiváló tapadás különböz" hordozókhoz és a kit!n" zárási jellemz"k. 7. ábra. Toppyl fólia Élelmiszerek többréteg! csomagolására alkalmas a TOPAS új ciklikus olefin kopolimer (COC) típusa, amely a nagy h"stabilitást kiváló extruziós teljesítménnyel kombinálja. A TOPAS 7010F-600 üvegesedési h"mérséklete 110 C. Fóliafúvás (hornyolt adagolóextruderrel vagy anélkül) el"tt nincs szükség el"szárításra, a feldolgozási h"mérséklete 230 C vagy feletti lehet. Fóliaöntésre is alkalmas széles h"mérséklet-tartományban, kis homályosságú termék állítható el". Az anyagot jellemz"en többréteg! szerkezetekben használják poliolefinekkel vagy barrierekkel, mint pl. a poliamid és az EVOH. A többréteg! csomagolófóliák lehetnek fémbevonatúak, csavartak, melegen tölthet"k, valamint zsugorcímkék 100 mikron vastagságig. Hagyományos extruderekkel feldolgozható, átlátszó, hibamentes fólia állítható el" (8. ábra). 9. ábra. Sabic NexCoat 5 LDPE használata az extruziós bevonásban évfolyam 6. szám 229

5 A BOREALIS hasonló területen, vagyis extruziós bevonásra alkalmas LDPE fejlesztésén dolgozott. A CT7200 anyagot nagynyomású cs"reaktorban állítják el", a kiváló organoleptikus (érzékszervi) tulajdonságai mellett számos el"nnyel rendelkezik, mint a nagy zéró nyíróviszkozitás, ami el"segíti a tapadási viszkozitás javítását, a jobb folyóképesség, ami növeli az adhéziót különböz" hordozókhoz, a kisebb feldolgozási h"mérséklet és az azonos kihozatal melletti kisebb energiafogyasztás. A jó optikai tulajdonságok és az alacsony gélesedési szint szélesítik a típus alkalmazási lehet"ségeit a flexibilis csomagolásoknál. A TOTAL két metallocénes típussal b"vítette a Lumicene Supertough családját többréteg! fólia el"állításához. A 32ST05 típus a flexibilis csomagolóanyag feldolgozókat segíti abban, hogy 25%-kal vékonyabb és er"- sebb fóliát tudjanak gyártani, vagyis anyagot takaríthatnak meg. A könnyebb feldolgozás kit!n" mechanikai tulajdonságokkal jár, és jó az egyensúly a merevség és az optikai jellemz"k között is. A Lumicene típusok kis-, közepes- és nagy s!r!ség!ek. A Supertough 22ST05 ipari célú fóliánál a buborék stabilitás, a mechanikai tulajdonságok és a 25%-os potenciális méretcsökkentés kombinációja új lehet"ségeket nyit a mez"gazdaságban, a szállításnál és az áruvédelemben. A fóliák módosított tulajdonságai javítják a teljesítményt és a költséghatékonyságot. Az EXXONMOBIL CHEMICAL Exceed 1012 metallocénes nagyon kis s!r!ség! polietilén (mvldpe) zárórétegként szolgál laminált fóliákban, 10 C-kal kisebb kezdeti tömítési h"mérséklettel, mint az Exceed 1018 mpe esetében. Ez 20%-kal csökkenti a maximális tömítési szilárdság eléréséhez szükséges id"t, ami potenciálisan 7%-kal növeli a csomagolósor sebességét. Sok feldolgozó plasztomerrel keveri a 1018 mpe típust, hogy alacsony kezdeti tömítési h"mérsékletet érjen el a fóliában. A 1012 ilyen szempontból egyedi alternatívát nyújt. Források The future of global plastic films to 2018, Smithers Rapra piaci tanulmány, Market Study: Plastic Films World, Ceresana piaci tanulmány, augusztus, Packaging film market by application and type Global trends and forecast to 2018, MarketsAndMarkets piaci tanulmány, november, PE film market: rising in the East, Film and Sheet Extrusion, március, Making the grade, Film and Sheet Extrusion, január/február, VLDPE now available in EMEA, Film and Sheet Extrusion, november/december, évfolyam 6. szám