中国双向拉伸聚丙烯(BOPP)烟用包装薄膜产业发展现状与趋势

2016-09-15 08:54:10韦丽明黎
塑料包装 2016年1期
关键词:烟用烟包卷烟

韦丽明黎 坛

中国双向拉伸聚丙烯(BOPP)烟用包装薄膜产业发展现状与趋势

韦丽明1黎 坛2

本文分析了我国的双向拉伸聚丙烯(BOPP)烟用包装薄膜产业发展现状,探讨和预测了发展趋势,提出了推进产业升级的建设性意见以促进产业的整体进步。

双向拉伸聚丙烯薄膜 烟用包装薄膜 收缩烟膜 卷烟包装机

一、前言

BOPP生产技术于1958年由意大利蒙特卡蒂公司首创,1962年BOPP薄膜工业化,70年代形成商业规模,在80年代成为软包装市场的重要力量。该时期BOPP薄膜市场主要集中在日本、美国和西欧等发达国家。中国BOPP包装薄膜工业起步慢,技术薄弱。早期国内BOPP包装薄膜供应缺口大,大多从国外进口。国内卷烟行业使用过赛璐玢、BOPP烟膜(平膜法、管泡法)、聚偏二氯乙烯(PVDC)涂布膜、聚氯乙烯(PVC)收缩膜作为烟用包装薄膜(简称烟膜)。1996年之后,国产BOPP收缩烟膜研制成功并逐步取代进口收缩烟膜,国外烟膜进口量逐年下降。BOPP烟膜因具有低雾度高光泽、较宽热封范围及较高热封强度、优异水汽阻隔能力、均匀厚度以及较宽收缩率调控范围、高挺度、环境友好等其它材料不可比拟的特性,逐渐成为卷烟的主要薄膜包装材料。

经过三十余年的发展,BOPP烟膜的产量及品质已不可同日而语,获得巨大突破和进展。2015年末,全国卷烟产量约5124.3万大箱[1],约需各类香烟包装膜7.69万吨左右(以膜厚为21μm平均计算)。现在除Innovia烟膜及Bimo公司进口少量烟膜之外,国内烟膜几乎全部国产化[2]。

二、中国BOPP烟用包装薄膜产业发展历程与现状

1.发展历程

1972~1973 年,桂林电器科学研究所、晨光化工研究院开始研究BOPP薄膜。20世纪70年代初,末80年代初,国内几家大型国有企业先后引进平面逐次双向拉伸聚丙烯(BOPP)包装薄膜生产线工业化生产,1981年北京燕山石化引进第1条BOPP生产线[3],广石化、北京化工六厂的BOPP生产线投产时间为1983年。当时BOPP生产线及配套部件、原辅材料依赖进口,薄膜生产工艺技术薄弱,产能低,市场供应缺口大,BOPP包装薄膜大多从国外进口。

卷烟行业用包装薄膜(简称烟膜)最初也以国外品牌为主,第一代烟膜用赛璐玢(cellophane)包装。80年代末90年代初,湛江包装、佛山塑料(后更名为佛山科技)、海南塑胶(后更名为海南赛诺)等几家具有国资背景的企业先后引进BOPP生产线,定位生产BOPP烟膜,但当时广石化的BOPP厂等烟膜企业主要生产普通型(非收缩型)烟膜。这个时期同时存在几种包装薄膜类型:赛璐玢(包装条盒烟包、小盒烟包)、PVDC涂布膜(包装小盒烟包)、平膜法及泡管法BOPP烟膜(包装条盒烟包、小盒烟包),仍以国外品牌为主。90年代中期,卷烟行业硬盒包装逐渐增加,逐渐使用烟用收缩包装膜(简称收缩烟膜)提高烟包的美观性。佛山塑料、湛江包装、海南塑胶三家同期着力研制BOPP收缩烟膜,但综合性能仍与国外品牌收缩膜有一定差距,因而此时BOPP收缩烟膜市场以ILENE,ARLENE、ICI(1998年,英国帝国化学公司烟膜业务被比利时联合化工收购后,以UCB品牌进入中国)、Bimo等国外品牌为主。这个时期同时存在几种包装薄膜类型:PVDC涂布膜、BOPP烟膜(平膜法、管泡法)、PVC收缩膜。约1996年之后,国产收缩烟膜成功研制并逐步取代进口收缩烟膜,国外烟膜进口量下降,这时期广石化的BOPP厂未及研制收缩烟膜退出烟膜市场。1995年ILENE品牌所属的总公司在中国设立了云南昆岭(1996年投产)、苏州昆岭(2003年投产),ILENE品牌烟膜开始中国本地化生产、销售。现在除Innovia(2004年UCB被澳大利亚英诺收购,以英诺品牌进入中国)进口数量约为4000~5000吨及Bimo公司进口少量烟膜外,国内烟膜市场现已几乎全部国产化。

PVC收缩膜因其比重大(ρ≈1.4 g/cm3)、光学性能差、热封性能无法满足高速包机的要求、环境不友好等原因,未及全面推广便被卷烟行业弃用。赛璐玢是再生纤维素,又称玻璃纸,特点是透明度高、光泽度好、挺度高,良好适印性,印刷前不需经过任何处理。具有抗静电性,不易吸灰尘。但赛璐玢比重大(ρ≈1.31 g/cm3),具有亲水性,防潮性差,薄膜受温、湿度的影响易变形,且不能直接热封,只能用手工包装,不能适应高速卷烟包装机,且用赛璐玢包烟包单价高,因而逐渐被取代。聚偏二氯乙烯(PVDC)涂布烟用薄膜具有极佳的低温热封性(热封温度为107℃~140℃),上机包装过程中的摩擦系数低于0.3,抗静电性能良好。2000年之前卷烟行业烟标纸普遍使用平版胶印,烟标印刷后残留溶剂易使外包装的BOPP烟膜产生溶胀,烟膜变皱和松垮[4]。PVDC涂布薄膜具有优良阻隔性及抗溶剂溶胀性,因此被部分卷烟企业用于包装小盒烟包。2000年之后,烟标印刷技术改进,普遍采用凹印和水性油墨,BOPP烟膜因残留溶剂溶胀而变皱和松垮的问题已得到解决,BOPP烟膜因其综合性能优越,成为卷烟包装的主要薄膜包装材料。

2.卷烟产业对烟膜的需求分析

依照做大做强的发展思路,近些年卷烟行业采取了一系列重大举措,深化改革及整合精简品牌,对国内卷烟行业的格局有着深远的影响。2005年,中国烟草行业经过重组,卷烟工业企业已从2000年的186家变身为46家,其中年产量超过百万大箱的达15家。2005年12月在产的卷烟牌号为203个,比2004年同期减少87个。2005年全年行业生产的卷烟牌号为325个,比2004年减少169个[5]。原来卷烟厂是独立法人单位,改革后各省的卷烟厂并入省中烟公司,这些厂不再具有独立法人资格,法人代表全部在省中烟工业公司。目前中国卷烟工业由16家工业公司、1家烟草集团及1家实业公司组成,共有卷烟生产企业82家,分布在全国27省、直辖市。

图1 中国卷烟工业分布图

全国卷烟行业共有29个独立采购企业(主体),面向现有的合格供应商招标实行统一的招标模式。各地卷烟企业因产量不同,对烟膜的需求量也不一样。

图2 2015年烟用BOPP包装薄膜需求占比分布图

2001 年至2014年,全国卷烟总产量年增长幅度基本保持在2~3%,2014年全国卷烟产量与2001年相比上升54.9%。但2015年全国卷烟产量中5124.3万大箱,同比减少45.7万大箱,下降0.88%[1]

图3 2001~2015年全国卷烟产量

面对国际环境复杂多变、国内经济下行压力增加、控烟履约深入推进的严峻形势,2014年卷烟单箱销售额为2005年以来增速最低一年。近年来我国吸烟率发生了较大的变化,据统计,2013年吸烟率比2009年降低2.04%,吸烟人口下降3.44%。在未来人口数量和控烟政策趋势不发生重大变化的情况下,2014年的销量可能接近于国内卷烟市场的最大容量[6]。

然而,机遇与困难总是并存,卷烟行业在寻求新的突破点。2014年,“双15”品牌产销量持续增长,对卷烟行业发展支撑作用不断增强,高端卷烟销量增长率同比提高2.63%,高端卷烟占总销量比重为5.64%,同比提高0.64%,高价位卷烟销量同比增长16.23%,增幅低于2013年同期22.84个百分点,高价位卷烟销量占总销量比重为0.41%,同比提高了0.04个百分点[6]。相应这些高端市场对烟膜的需求量也增加。

表1 部分“双15”、高端品牌卷烟销量及烟膜用量

3.BOPP烟用包装薄膜产业市场现状

统计数据表明[7],截止至2015年末,全国有85家BOPP包装薄膜企业(集团),总产能为515.6万吨。但成为卷烟公司的合格烟膜供应商并不多,1998年之后,基本没有BOPP生产企业成为卷烟行业新增烟膜供应商。

卷烟行业建立一套严密的采购制度和供应商资质认证体系,目的是与供应商建立稳固的战略同盟关系,与传统的供应关系相比,新型采购供应链战略协作体系采用多标准并行对供应商进行资质认证,供应商的数量少而精,供需方长期稳定合作、信息共享,供应商对质量全部负责。战略协作体系要求供应商建立完善质量管理体系,具备积极的客户反馈响应机制和良好的技术服务体系。采购主管部门对供应商守法经营、企业信誉、产品及服务质量、质量管理体系、持续配套供货和发展能力等方面提出量化指标、综合评价,按评分及投标情况,在有资质供应商中优选,确立每种原辅材料的主供应商、辅助供应商、备选供应商。部分省中烟工业公司以7:2:1比例分配供应量给主、辅、备选供应商,并对供应商实行动态管理,定期对供应商进行第二方审核,结合供应商的供货业绩动态评价,建立优胜劣汰、有序竞争机制。

目前主要烟膜生产厂商如下表:

表2 国内主要烟膜生产企业[2]

在卷烟采购的原辅料中,BOPP烟膜所占份额比较小,仅约占每包香烟成本的0.01元左右。但中国卷烟产量占世界卷烟产量的比例大,为国内烟膜市场造就了一定的空间。新控健康发展研究中心发布的中国年度控烟观察报告指出[8],自2003年至2013年我国卷烟产量增加近50%,占全球卷烟产量的43%,超过了全球另外9个烟草生产大国产量总和。

随着卷烟产量的逐年递增,2014年以前烟膜需求量也是以年均2~3%幅度递增。

国内烟膜企业总产量与国外进口的烟膜合计总量,超过了国内烟用包装市场实际需求量。这是因为BOPP烟膜企业生产的BOPP收缩包装薄膜除供烟用包装外,在非烟包领域也应用广泛,方形盒装保健品、药品、茶叶、食品、娱乐用品、化妆品等,例如市面上方盒装避孕套大多采用BOPP中收缩或高收缩膜包装,扑克牌用中收缩膜或高收缩膜包装,方盒装口香糖用微收缩或中收缩膜包装,方盒装红枣用中收缩膜包装,方盒装高档化妆品用高收缩膜包装。

图4 2001~2015年烟膜用量对比图

4.BOPP烟用包装薄膜产业技术发展现状

BOPP烟膜产业作为一个特定的细分应用领域,产业技术发展与卷烟行业的发展和要求息息相关。相较于GB/T 12026-2000《热封型双向拉伸聚丙烯薄膜》国家标准,卷烟行业标准YC/T 266-2008《烟用包装膜》的某些要求更高,更适应烟草行业的特点和要求,能够满足不同烟草企业个性化发展的需要。各烟膜企业根据《烟用包装膜》行业标准制定的内控标准普遍严于行标(见表3)。

卷烟行业对烟膜品质的高要求,主要表现在:厚度均匀性好、低雾度、高光泽、高弹性模量、高拉伸强度、低断裂伸长率、抗静电性能优良、起热封温度低及宽热封温度范围、高温爽滑性好、优良耐磨性。

表3 行标、膜企内控标准与实测值对比表

表4 热收缩率指标对比表

卷烟分小盒、条盒烟包,小盒烟包有软、硬盒两种包装形式。根据烟包设计,烟膜通常有四种产品结构:普通膜、微收缩膜、中收缩膜、高收缩膜。硬盒烟包要求使用高收缩烟膜,使烟盒包装更挺括、贴体、立体、美观[2],软盒烟包用普通膜或微收缩膜,条盒烟包用普通膜或中收缩膜包装。随着烟包软、硬盒数量比例改变,烟膜产品结构比例也发生改变。2002年,软盒与硬盒比例约为5.5:4.5;2005年,软盒与硬盒比例约为4.5:5.5,数量上硬盒的增长率超过20%;2013年末,软盒与硬盒比例约为3:7。目前BOPP中、高收缩烟膜约占市场供应量80%。

三、BOPP烟膜产业发展趋势

1.提高烟膜光学性能

低雾度、高光泽度是烟膜追求极致的性能指标之一。90年代初卷烟厂对雾度的入厂验收指标为2.5%左右,现在普遍要求高收缩烟膜雾度应达1.5%及以下。光泽度应达90%以上(45°光泽度仪)。通过原料精心选型及配方、生产工艺方面改进,部分烟膜企业的高收缩烟膜在制膜下线四周时测得雾度值仍低于0.9%。

2.提高烟膜表面耐磨性

在卷烟包装、运输环节,小盒烟包和条盒烟包都会有不同程度的擦伤,严重影响卷烟的外观质量,卷烟企业要求提高烟膜的耐磨性能。为统一测试方法,2007年国家烟草专卖局下达[2007]146号文件,由红云烟草(集团)有限公司牵头起草《烟用包装薄膜耐磨性能测定方法》(YC/T 315-2009)行业标准。2015年国家标准GB/T 31727-2015《透明薄膜磨花程度试验方法》发布,2016年1月1日实施。部分烟膜企业通过配方改进,相对提高了烟膜表面耐磨性。

四、升级烟膜技术,适应高速包装机要求

卷烟包装机经历了由低速到高速,竖式包装机到横式包装机,整机引进到自主设计制造的过程。

烟厂为提高产量和生产效率,采用高速香烟包装机,常见的机型为GDX1、GDX2、YB25、YB45、FOCKE、BE、GDH1000、GD2000及DT等,平均速度为400包/min。GDH1000型包装机速度为800包/min,FOCKE703型包装机速度更高达1000包/min。包装机速度越快,对烟膜的厚度均匀性、挺度、热爽滑等性能要求越高[2](见表5)。

五、绿色环保日益受重视

中国是烟草生产大国,也是烟草消费大国,随着物质文化水平提高,人们对健康方面及保护环境日益重视。卷烟行业重视呼声渐高的绿色环保要求,采取一系列举措,希望在满足消费者吸烟嗜好的同时,能降低对人体健康的危害,降低对环境的影响。绿色环保举措包括包装辅材的减量化、轻量化、薄型化。各烟膜企业也纷纷采取措施推进节能降耗、技术转型升级。

表5 国内常见卷烟包装机组

绿色环保举措之一是BOPP烟膜向薄型化发展。目前常见厚度是18~22μm,通常以21μm为主,部分烟膜厂已成功研制适应高速烟包机的16微米高收缩烟膜。

另一绿色环保举措是减量化。部分卷烟厂条包产品不使用传统的盒皮包装,十小包烟盒外用直接用丙烯酸涂布或PVDC涂布薄膜包装,既环保又经济。

完全生物降解烟膜是将来发展趋势之一。据文献[9]记载,快速消费品领域的塑料包装被丢弃后回收工作不易,形成了巨大的土壤污染源,普通塑料完全降解需要200~400年的时间,生物降解法是一种很好解决废弃包装材料的新方法。完全生物降解烟膜研制的技术难点在于既不能影响现有的光学性能及物理力学性能,且必须在完成包装生命周期前不能产生降解。

六、多功能化发展

BOPP烟膜领域技术创新不断,开发出多功能型BOPP烟膜是发展趋势之一。如:阻隔型BOPP烟膜、防伪烟膜以及印刷型烟膜等。

阻隔型BOPP烟膜可以起到保香、阻湿防霉,保持香烟口感和延长储存期作用。PVDC涂布膜具有优越的阻隔性能,但局限性在于PVDC材料加工区间狭窄,薄膜不利回收造粒。因此,部分烟膜企业着力开发非涂层型、利于回收的阻隔型烟膜。海南赛诺通过配方和生产工艺的改进,开发出非涂布型阻隔高收缩薄膜。改进前21μm普通型烟膜氧气透过率为1493 cm3/m2·24h(0 RH,23℃,等压法),水汽透过率为5.29 g/(m2·24h)(90%RH,38℃)。非涂布型阻隔高收缩薄膜的氧气透过率为989 cm3/m2·24h(0 RH,23℃,等压法),水汽透过率为4.04 g/m2·24h(90%RH,38℃)。随着原材料和生产工艺的改进,还将进一步研制非涂层型高阻隔型烟膜。

防伪油墨、综合衍生技术和专门的编码等防伪技术应用到BOPP烟膜上,可以不提高卷烟包装材料总成本,不改变烟标与盒皮的外观设计而能达到防伪效果。BOPP防伪膜功能包括激光全息防伪功能、定位印刷(防伪印刷、二维码印刷)防伪功能、喷码防伪功能等。国外烟厂一般是用普通油墨在烟膜上定位印刷简单图案、定位包装,从而达到防伪效果。

结束语

作为卷烟行业的包装材料之一,BOPP烟用包装薄膜的应用与发展与卷烟产业的需求与发展休戚相关。目前中国烟膜技术发展已达世界先进水平,部分性能指标甚至是世界领先水平,但膜企管理水平、创新和环保意识与世界一流企业仍有差距。应进一步提高资源利用率、能源利用率、资金利用率,投入产出率、劳动生产率、人才红利等全要素生产率,注重创新、注重精细化管理与加快产业升级,促进BOPP烟用包装薄膜产业的整体进步。

[1]凌成兴,2014年卷烟产业情况[EB/OL].http://www.eastobacco.com/zxbk/tpxw/201601/t20160115_392414.html,2016-01-15/2016-01-18.

[2]韦丽明.宽幅高速低雾度BOPP高收缩烟膜工艺研究[J].塑料包装,2014,24(3):9-13.

[3]涂志刚,王宗英,麦堪成,等.高性能双向拉伸聚丙烯(BOPP)的研究[J].2004,25(2):18-20

[4]韦丽明.PVDC乳液涂布薄膜的研制与应用[J].塑料包装,2000,10(1),25-30.

[5]吴增青.烟用包装BOPP薄膜的现状及发展趋势[J].塑料包装,2006(05):23-25

[6]韩彦东.2014年中国烟草发展报告[J/OL].http://www.eastobacco.com/pub/web/zxbk/dyzxzx/xyxw/201504/t20150415_363598.htm l,2015-04-15/2015-12- 27

[7]韦丽明.2015年第三季度大中华区域BOPP包装薄膜产能统计表.

[8]金振娅.我国卷烟产量占全球近五成吸烟人群逾3亿[N/OL].http://tech.gmw.cn/2013-12/04/content_9694021.htm,2013-12-04/2014-05-01

[9]韦丽明,梁雁扬,等.完全生物降解CPP薄膜的研制[J].塑料包装,2014,24(4):11-16

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

韦丽明,女,国家注册高级工程师,中包联塑料制品包装委员会专家委专家,中国包装产业培训基地(汉高)特聘专家讲师。毕业于四川大学塑料工程系(现更名为:高分子科学与工程学院)。具备丰富的BOPP包装薄膜、PVDC涂布膜、功能改性母料的研制经验。《双向拉伸聚丙烯消光薄膜》国家标准参与制定者,长期跟踪研究BOPP行业动态与发展趋势。

黎坛,男,塑料工程师,中包联塑料制品包装委员会专家委专家

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