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. 2013-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- 226 2014. 51. évfolyam 6. szám
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- 2014. 51. évfolyam 6. szám 227
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- 228 2014. 51. évfolyam 6. szám
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 2014. 51. évfolyam 6. szám 229
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, www.smithersrapra.com. Market Study: Plastic Films World, Ceresana piaci tanulmány, 2013. augusztus, www.ceresana.com. Packaging film market by application and type Global trends and forecast to 2018, MarketsAndMarkets piaci tanulmány, 2013. november, www.marketsandmarkets.com. PE film market: rising in the East, Film and Sheet Extrusion, 2014. március, www.filmandsheet.com. Making the grade, Film and Sheet Extrusion, 2014. január/február, www.filmandsheet.com. VLDPE now available in EMEA, Film and Sheet Extrusion, 2013. november/december, www.filmandsheet.com. 230 2014. 51. évfolyam 6. szám