韋麗明黎 壇
中國雙向拉伸聚丙烯(BOPP)煙用包裝薄膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
韋麗明1黎 壇2
本文分析了我國的雙向拉伸聚丙烯(BOPP)煙用包裝薄膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,探討和預測了發(fā)展趨勢,提出了推進產(chǎn)業(yè)升級的建設性意見以促進產(chǎn)業(yè)的整體進步。
雙向拉伸聚丙烯薄膜 煙用包裝薄膜 收縮煙膜 卷煙包裝機
BOPP生產(chǎn)技術于1958年由意大利蒙特卡蒂公司首創(chuàng),1962年BOPP薄膜工業(yè)化,70年代形成商業(yè)規(guī)模,在80年代成為軟包裝市場的重要力量。該時期BOPP薄膜市場主要集中在日本、美國和西歐等發(fā)達國家。中國BOPP包裝薄膜工業(yè)起步慢,技術薄弱。早期國內(nèi)BOPP包裝薄膜供應缺口大,大多從國外進口。國內(nèi)卷煙行業(yè)使用過賽璐玢、BOPP煙膜(平膜法、管泡法)、聚偏二氯乙烯(PVDC)涂布膜、聚氯乙烯(PVC)收縮膜作為煙用包裝薄膜(簡稱煙膜)。1996年之后,國產(chǎn)BOPP收縮煙膜研制成功并逐步取代進口收縮煙膜,國外煙膜進口量逐年下降。BOPP煙膜因具有低霧度高光澤、較寬熱封范圍及較高熱封強度、優(yōu)異水汽阻隔能力、均勻厚度以及較寬收縮率調(diào)控范圍、高挺度、環(huán)境友好等其它材料不可比擬的特性,逐漸成為卷煙的主要薄膜包裝材料。
經(jīng)過三十余年的發(fā)展,BOPP煙膜的產(chǎn)量及品質(zhì)已不可同日而語,獲得巨大突破和進展。2015年末,全國卷煙產(chǎn)量約5124.3萬大箱[1],約需各類香煙包裝膜7.69萬噸左右(以膜厚為21μm平均計算)?,F(xiàn)在除Innovia煙膜及Bimo公司進口少量煙膜之外,國內(nèi)煙膜幾乎全部國產(chǎn)化[2]。
1.發(fā)展歷程
1972~1973 年,桂林電器科學研究所、晨光化工研究院開始研究BOPP薄膜。20世紀70年代初,末80年代初,國內(nèi)幾家大型國有企業(yè)先后引進平面逐次雙向拉伸聚丙烯(BOPP)包裝薄膜生產(chǎn)線工業(yè)化生產(chǎn),1981年北京燕山石化引進第1條BOPP生產(chǎn)線[3],廣石化、北京化工六廠的BOPP生產(chǎn)線投產(chǎn)時間為1983年。當時BOPP生產(chǎn)線及配套部件、原輔材料依賴進口,薄膜生產(chǎn)工藝技術薄弱,產(chǎn)能低,市場供應缺口大,BOPP包裝薄膜大多從國外進口。
卷煙行業(yè)用包裝薄膜(簡稱煙膜)最初也以國外品牌為主,第一代煙膜用賽璐玢(cellophane)包裝。80年代末90年代初,湛江包裝、佛山塑料(后更名為佛山科技)、海南塑膠(后更名為海南賽諾)等幾家具有國資背景的企業(yè)先后引進BOPP生產(chǎn)線,定位生產(chǎn)BOPP煙膜,但當時廣石化的BOPP廠等煙膜企業(yè)主要生產(chǎn)普通型(非收縮型)煙膜。這個時期同時存在幾種包裝薄膜類型:賽璐玢(包裝條盒煙包、小盒煙包)、PVDC涂布膜(包裝小盒煙包)、平膜法及泡管法BOPP煙膜(包裝條盒煙包、小盒煙包),仍以國外品牌為主。90年代中期,卷煙行業(yè)硬盒包裝逐漸增加,逐漸使用煙用收縮包裝膜(簡稱收縮煙膜)提高煙包的美觀性。佛山塑料、湛江包裝、海南塑膠三家同期著力研制BOPP收縮煙膜,但綜合性能仍與國外品牌收縮膜有一定差距,因而此時BOPP收縮煙膜市場以ILENE,ARLENE、ICI(1998年,英國帝國化學公司煙膜業(yè)務被比利時聯(lián)合化工收購后,以UCB品牌進入中國)、Bimo等國外品牌為主。這個時期同時存在幾種包裝薄膜類型:PVDC涂布膜、BOPP煙膜(平膜法、管泡法)、PVC收縮膜。約1996年之后,國產(chǎn)收縮煙膜成功研制并逐步取代進口收縮煙膜,國外煙膜進口量下降,這時期廣石化的BOPP廠未及研制收縮煙膜退出煙膜市場。1995年ILENE品牌所屬的總公司在中國設立了云南昆嶺(1996年投產(chǎn))、蘇州昆嶺(2003年投產(chǎn)),ILENE品牌煙膜開始中國本地化生產(chǎn)、銷售?,F(xiàn)在除Innovia(2004年UCB被澳大利亞英諾收購,以英諾品牌進入中國)進口數(shù)量約為4000~5000噸及Bimo公司進口少量煙膜外,國內(nèi)煙膜市場現(xiàn)已幾乎全部國產(chǎn)化。
PVC收縮膜因其比重大(ρ≈1.4 g/cm3)、光學性能差、熱封性能無法滿足高速包機的要求、環(huán)境不友好等原因,未及全面推廣便被卷煙行業(yè)棄用。賽璐玢是再生纖維素,又稱玻璃紙,特點是透明度高、光澤度好、挺度高,良好適印性,印刷前不需經(jīng)過任何處理。具有抗靜電性,不易吸灰塵。但賽璐玢比重大(ρ≈1.31 g/cm3),具有親水性,防潮性差,薄膜受溫、濕度的影響易變形,且不能直接熱封,只能用手工包裝,不能適應高速卷煙包裝機,且用賽璐玢包煙包單價高,因而逐漸被取代。聚偏二氯乙烯(PVDC)涂布煙用薄膜具有極佳的低溫熱封性(熱封溫度為107℃~140℃),上機包裝過程中的摩擦系數(shù)低于0.3,抗靜電性能良好。2000年之前卷煙行業(yè)煙標紙普遍使用平版膠印,煙標印刷后殘留溶劑易使外包裝的BOPP煙膜產(chǎn)生溶脹,煙膜變皺和松垮[4]。PVDC涂布薄膜具有優(yōu)良阻隔性及抗溶劑溶脹性,因此被部分卷煙企業(yè)用于包裝小盒煙包。2000年之后,煙標印刷技術改進,普遍采用凹印和水性油墨,BOPP煙膜因殘留溶劑溶脹而變皺和松垮的問題已得到解決,BOPP煙膜因其綜合性能優(yōu)越,成為卷煙包裝的主要薄膜包裝材料。
2.卷煙產(chǎn)業(yè)對煙膜的需求分析
依照做大做強的發(fā)展思路,近些年卷煙行業(yè)采取了一系列重大舉措,深化改革及整合精簡品牌,對國內(nèi)卷煙行業(yè)的格局有著深遠的影響。2005年,中國煙草行業(yè)經(jīng)過重組,卷煙工業(yè)企業(yè)已從2000年的186家變身為46家,其中年產(chǎn)量超過百萬大箱的達15家。2005年12月在產(chǎn)的卷煙牌號為203個,比2004年同期減少87個。2005年全年行業(yè)生產(chǎn)的卷煙牌號為325個,比2004年減少169個[5]。原來卷煙廠是獨立法人單位,改革后各省的卷煙廠并入省中煙公司,這些廠不再具有獨立法人資格,法人代表全部在省中煙工業(yè)公司。目前中國卷煙工業(yè)由16家工業(yè)公司、1家煙草集團及1家實業(yè)公司組成,共有卷煙生產(chǎn)企業(yè)82家,分布在全國27省、直轄市。
圖1 中國卷煙工業(yè)分布圖
全國卷煙行業(yè)共有29個獨立采購企業(yè)(主體),面向現(xiàn)有的合格供應商招標實行統(tǒng)一的招標模式。各地卷煙企業(yè)因產(chǎn)量不同,對煙膜的需求量也不一樣。
圖2 2015年煙用BOPP包裝薄膜需求占比分布圖
2001 年至2014年,全國卷煙總產(chǎn)量年增長幅度基本保持在2~3%,2014年全國卷煙產(chǎn)量與2001年相比上升54.9%。但2015年全國卷煙產(chǎn)量中5124.3萬大箱,同比減少45.7萬大箱,下降0.88%[1]
圖3 2001~2015年全國卷煙產(chǎn)量
面對國際環(huán)境復雜多變、國內(nèi)經(jīng)濟下行壓力增加、控煙履約深入推進的嚴峻形勢,2014年卷煙單箱銷售額為2005年以來增速最低一年。近年來我國吸煙率發(fā)生了較大的變化,據(jù)統(tǒng)計,2013年吸煙率比2009年降低2.04%,吸煙人口下降3.44%。在未來人口數(shù)量和控煙政策趨勢不發(fā)生重大變化的情況下,2014年的銷量可能接近于國內(nèi)卷煙市場的最大容量[6]。
然而,機遇與困難總是并存,卷煙行業(yè)在尋求新的突破點。2014年,“雙15”品牌產(chǎn)銷量持續(xù)增長,對卷煙行業(yè)發(fā)展支撐作用不斷增強,高端卷煙銷量增長率同比提高2.63%,高端卷煙占總銷量比重為5.64%,同比提高0.64%,高價位卷煙銷量同比增長16.23%,增幅低于2013年同期22.84個百分點,高價位卷煙銷量占總銷量比重為0.41%,同比提高了0.04個百分點[6]。相應這些高端市場對煙膜的需求量也增加。
表1 部分“雙15”、高端品牌卷煙銷量及煙膜用量
3.BOPP煙用包裝薄膜產(chǎn)業(yè)市場現(xiàn)狀
統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明[7],截止至2015年末,全國有85家BOPP包裝薄膜企業(yè)(集團),總產(chǎn)能為515.6萬噸。但成為卷煙公司的合格煙膜供應商并不多,1998年之后,基本沒有BOPP生產(chǎn)企業(yè)成為卷煙行業(yè)新增煙膜供應商。
卷煙行業(yè)建立一套嚴密的采購制度和供應商資質(zhì)認證體系,目的是與供應商建立穩(wěn)固的戰(zhàn)略同盟關系,與傳統(tǒng)的供應關系相比,新型采購供應鏈戰(zhàn)略協(xié)作體系采用多標準并行對供應商進行資質(zhì)認證,供應商的數(shù)量少而精,供需方長期穩(wěn)定合作、信息共享,供應商對質(zhì)量全部負責。戰(zhàn)略協(xié)作體系要求供應商建立完善質(zhì)量管理體系,具備積極的客戶反饋響應機制和良好的技術服務體系。采購主管部門對供應商守法經(jīng)營、企業(yè)信譽、產(chǎn)品及服務質(zhì)量、質(zhì)量管理體系、持續(xù)配套供貨和發(fā)展能力等方面提出量化指標、綜合評價,按評分及投標情況,在有資質(zhì)供應商中優(yōu)選,確立每種原輔材料的主供應商、輔助供應商、備選供應商。部分省中煙工業(yè)公司以7:2:1比例分配供應量給主、輔、備選供應商,并對供應商實行動態(tài)管理,定期對供應商進行第二方審核,結(jié)合供應商的供貨業(yè)績動態(tài)評價,建立優(yōu)勝劣汰、有序競爭機制。
目前主要煙膜生產(chǎn)廠商如下表:
表2 國內(nèi)主要煙膜生產(chǎn)企業(yè)[2]
在卷煙采購的原輔料中,BOPP煙膜所占份額比較小,僅約占每包香煙成本的0.01元左右。但中國卷煙產(chǎn)量占世界卷煙產(chǎn)量的比例大,為國內(nèi)煙膜市場造就了一定的空間。新控健康發(fā)展研究中心發(fā)布的中國年度控煙觀察報告指出[8],自2003年至2013年我國卷煙產(chǎn)量增加近50%,占全球卷煙產(chǎn)量的43%,超過了全球另外9個煙草生產(chǎn)大國產(chǎn)量總和。
隨著卷煙產(chǎn)量的逐年遞增,2014年以前煙膜需求量也是以年均2~3%幅度遞增。
國內(nèi)煙膜企業(yè)總產(chǎn)量與國外進口的煙膜合計總量,超過了國內(nèi)煙用包裝市場實際需求量。這是因為BOPP煙膜企業(yè)生產(chǎn)的BOPP收縮包裝薄膜除供煙用包裝外,在非煙包領域也應用廣泛,方形盒裝保健品、藥品、茶葉、食品、娛樂用品、化妝品等,例如市面上方盒裝避孕套大多采用BOPP中收縮或高收縮膜包裝,撲克牌用中收縮膜或高收縮膜包裝,方盒裝口香糖用微收縮或中收縮膜包裝,方盒裝紅棗用中收縮膜包裝,方盒裝高檔化妝品用高收縮膜包裝。
圖4 2001~2015年煙膜用量對比圖
4.BOPP煙用包裝薄膜產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展現(xiàn)狀
BOPP煙膜產(chǎn)業(yè)作為一個特定的細分應用領域,產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展與卷煙行業(yè)的發(fā)展和要求息息相關。相較于GB/T 12026-2000《熱封型雙向拉伸聚丙烯薄膜》國家標準,卷煙行業(yè)標準YC/T 266-2008《煙用包裝膜》的某些要求更高,更適應煙草行業(yè)的特點和要求,能夠滿足不同煙草企業(yè)個性化發(fā)展的需要。各煙膜企業(yè)根據(jù)《煙用包裝膜》行業(yè)標準制定的內(nèi)控標準普遍嚴于行標(見表3)。
卷煙行業(yè)對煙膜品質(zhì)的高要求,主要表現(xiàn)在:厚度均勻性好、低霧度、高光澤、高彈性模量、高拉伸強度、低斷裂伸長率、抗靜電性能優(yōu)良、起熱封溫度低及寬熱封溫度范圍、高溫爽滑性好、優(yōu)良耐磨性。
表3 行標、膜企內(nèi)控標準與實測值對比表
表4 熱收縮率指標對比表
卷煙分小盒、條盒煙包,小盒煙包有軟、硬盒兩種包裝形式。根據(jù)煙包設計,煙膜通常有四種產(chǎn)品結(jié)構(gòu):普通膜、微收縮膜、中收縮膜、高收縮膜。硬盒煙包要求使用高收縮煙膜,使煙盒包裝更挺括、貼體、立體、美觀[2],軟盒煙包用普通膜或微收縮膜,條盒煙包用普通膜或中收縮膜包裝。隨著煙包軟、硬盒數(shù)量比例改變,煙膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比例也發(fā)生改變。2002年,軟盒與硬盒比例約為5.5:4.5;2005年,軟盒與硬盒比例約為4.5:5.5,數(shù)量上硬盒的增長率超過20%;2013年末,軟盒與硬盒比例約為3:7。目前BOPP中、高收縮煙膜約占市場供應量80%。
1.提高煙膜光學性能
低霧度、高光澤度是煙膜追求極致的性能指標之一。90年代初卷煙廠對霧度的入廠驗收指標為2.5%左右,現(xiàn)在普遍要求高收縮煙膜霧度應達1.5%及以下。光澤度應達90%以上(45°光澤度儀)。通過原料精心選型及配方、生產(chǎn)工藝方面改進,部分煙膜企業(yè)的高收縮煙膜在制膜下線四周時測得霧度值仍低于0.9%。
2.提高煙膜表面耐磨性
在卷煙包裝、運輸環(huán)節(jié),小盒煙包和條盒煙包都會有不同程度的擦傷,嚴重影響卷煙的外觀質(zhì)量,卷煙企業(yè)要求提高煙膜的耐磨性能。為統(tǒng)一測試方法,2007年國家煙草專賣局下達[2007]146號文件,由紅云煙草(集團)有限公司牽頭起草《煙用包裝薄膜耐磨性能測定方法》(YC/T 315-2009)行業(yè)標準。2015年國家標準GB/T 31727-2015《透明薄膜磨花程度試驗方法》發(fā)布,2016年1月1日實施。部分煙膜企業(yè)通過配方改進,相對提高了煙膜表面耐磨性。
卷煙包裝機經(jīng)歷了由低速到高速,豎式包裝機到橫式包裝機,整機引進到自主設計制造的過程。
煙廠為提高產(chǎn)量和生產(chǎn)效率,采用高速香煙包裝機,常見的機型為GDX1、GDX2、YB25、YB45、FOCKE、BE、GDH1000、GD2000及DT等,平均速度為400包/min。GDH1000型包裝機速度為800包/min,F(xiàn)OCKE703型包裝機速度更高達1000包/min。包裝機速度越快,對煙膜的厚度均勻性、挺度、熱爽滑等性能要求越高[2](見表5)。
中國是煙草生產(chǎn)大國,也是煙草消費大國,隨著物質(zhì)文化水平提高,人們對健康方面及保護環(huán)境日益重視。卷煙行業(yè)重視呼聲漸高的綠色環(huán)保要求,采取一系列舉措,希望在滿足消費者吸煙嗜好的同時,能降低對人體健康的危害,降低對環(huán)境的影響。綠色環(huán)保舉措包括包裝輔材的減量化、輕量化、薄型化。各煙膜企業(yè)也紛紛采取措施推進節(jié)能降耗、技術轉(zhuǎn)型升級。
表5 國內(nèi)常見卷煙包裝機組
綠色環(huán)保舉措之一是BOPP煙膜向薄型化發(fā)展。目前常見厚度是18~22μm,通常以21μm為主,部分煙膜廠已成功研制適應高速煙包機的16微米高收縮煙膜。
另一綠色環(huán)保舉措是減量化。部分卷煙廠條包產(chǎn)品不使用傳統(tǒng)的盒皮包裝,十小包煙盒外用直接用丙烯酸涂布或PVDC涂布薄膜包裝,既環(huán)保又經(jīng)濟。
完全生物降解煙膜是將來發(fā)展趨勢之一。據(jù)文獻[9]記載,快速消費品領域的塑料包裝被丟棄后回收工作不易,形成了巨大的土壤污染源,普通塑料完全降解需要200~400年的時間,生物降解法是一種很好解決廢棄包裝材料的新方法。完全生物降解煙膜研制的技術難點在于既不能影響現(xiàn)有的光學性能及物理力學性能,且必須在完成包裝生命周期前不能產(chǎn)生降解。
BOPP煙膜領域技術創(chuàng)新不斷,開發(fā)出多功能型BOPP煙膜是發(fā)展趨勢之一。如:阻隔型BOPP煙膜、防偽煙膜以及印刷型煙膜等。
阻隔型BOPP煙膜可以起到保香、阻濕防霉,保持香煙口感和延長儲存期作用。PVDC涂布膜具有優(yōu)越的阻隔性能,但局限性在于PVDC材料加工區(qū)間狹窄,薄膜不利回收造粒。因此,部分煙膜企業(yè)著力開發(fā)非涂層型、利于回收的阻隔型煙膜。海南賽諾通過配方和生產(chǎn)工藝的改進,開發(fā)出非涂布型阻隔高收縮薄膜。改進前21μm普通型煙膜氧氣透過率為1493 cm3/m2·24h(0 RH,23℃,等壓法),水汽透過率為5.29 g/(m2·24h)(90%RH,38℃)。非涂布型阻隔高收縮薄膜的氧氣透過率為989 cm3/m2·24h(0 RH,23℃,等壓法),水汽透過率為4.04 g/m2·24h(90%RH,38℃)。隨著原材料和生產(chǎn)工藝的改進,還將進一步研制非涂層型高阻隔型煙膜。
防偽油墨、綜合衍生技術和專門的編碼等防偽技術應用到BOPP煙膜上,可以不提高卷煙包裝材料總成本,不改變煙標與盒皮的外觀設計而能達到防偽效果。BOPP防偽膜功能包括激光全息防偽功能、定位印刷(防偽印刷、二維碼印刷)防偽功能、噴碼防偽功能等。國外煙廠一般是用普通油墨在煙膜上定位印刷簡單圖案、定位包裝,從而達到防偽效果。
作為卷煙行業(yè)的包裝材料之一,BOPP煙用包裝薄膜的應用與發(fā)展與卷煙產(chǎn)業(yè)的需求與發(fā)展休戚相關。目前中國煙膜技術發(fā)展已達世界先進水平,部分性能指標甚至是世界領先水平,但膜企管理水平、創(chuàng)新和環(huán)保意識與世界一流企業(yè)仍有差距。應進一步提高資源利用率、能源利用率、資金利用率,投入產(chǎn)出率、勞動生產(chǎn)率、人才紅利等全要素生產(chǎn)率,注重創(chuàng)新、注重精細化管理與加快產(chǎn)業(yè)升級,促進BOPP煙用包裝薄膜產(chǎn)業(yè)的整體進步。
[1]凌成興,2014年卷煙產(chǎn)業(yè)情況[EB/OL].http://www.eastobacco.com/zxbk/tpxw/201601/t20160115_392414.html,2016-01-15/2016-01-18.
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Study on the development status and trend of Biaxial Oriented Polypropylene Tobacco Packaging Film Industry in China
Wei Liming1Li Tan2
This papermainly analyzes the Biaxial Oriented Polypropylene(BOPP)tobacco packaging film's development status in China.The development trends have been deeply discussed and predicted.Based on these analyses,the constructive suggestions were put forward,which would contribute to upgrade of industry and enhancement for positive industrial development.
Biaxial oriented polypropylene film Tobacco packaging film Shrinkable cigarette film Tobacco packagingmachine
韋麗明,女,國家注冊高級工程師,中包聯(lián)塑料制品包裝委員會專家委專家,中國包裝產(chǎn)業(yè)培訓基地(漢高)特聘專家講師。畢業(yè)于四川大學塑料工程系(現(xiàn)更名為:高分子科學與工程學院)。具備豐富的BOPP包裝薄膜、PVDC涂布膜、功能改性母料的研制經(jīng)驗?!峨p向拉伸聚丙烯消光薄膜》國家標準參與制定者,長期跟蹤研究BOPP行業(yè)動態(tài)與發(fā)展趨勢。
黎壇,男,塑料工程師,中包聯(lián)塑料制品包裝委員會專家委專家