FFS重包裝膜的應用和發展趨勢
FFS重包裝膜的應用和發展趨勢
目前國內重包裝袋包裝形式包括塑料編織袋、紙塑復合袋、紙袋、FFS薄膜等。雖然以前三種包裝為主體的傳統包裝形式在國內市場上仍占據主導地位，但由于其中一些包裝有其局限性，隨著國際、國內對安全、環保及節約資源的限制要求，傳統包裝形式應用范圍將越來越小，這為新興環保產品FFS薄膜的快速發展提供了很好的機遇。
1 FFS重包裝膜簡介
按照歐美國家的分類方法，通常把能承載10~50 kg固體顆?；蚍蹱钗锪系陌b膜通稱為重包裝膜。一般情況下采用25 kg裝的包裝袋，又稱25 kg袋；另因為托盤碼垛的需要,袋體兩側進行折邊處理,截面形似M字,故又稱M折袋或折邊袋。
1.1 FFS重包裝膜
FFS：先進的自動包裝系統，其中包括三個主要環節：截底成型（form）→包裝線自動灌裝（fill）→袋口封合（seal）。特點是快速包裝、一次成型,具備良好的密封防潮性和印刷性能。FFS技術可用于重包裝、食品包裝、洗護用品包裝等方面。
FFS重包裝膜：利用FFS生產技術生產的適用于重型包裝的薄膜。一般為管膜形式。FFS膜可以是多層復合擠出，也可以是單層擠出，但必須適應 form→fill→seal整個生產流程。
FFS重包裝膜在快速包裝、一次成型、無污染、節省材料、人工成本低、良好的密封防潮性和印刷性能等方面占據優勢地位，近年來發展勢頭迅猛，大有取代傳統包裝的趨勢。而且隨著生產技術的不斷進步，“FFS”項目逐漸列為國內各大公司的改造目標，對于新建生產線，則在計劃之初就已經列入其設備配置及預算表。
1.2 生產設備及生產工藝
FFS重包裝膜生產主要包括兩道工序：吹膜線和印刷線。
由于重包裝膜不僅需要強度保證，還要考慮到包裝、熱封、碼垛、運輸等各個環節的要求，因此性能指標較多且復雜，靠單層擠出難以達到要求。而利用三層共擠法可以將質量指標層層分解，通過不同膜層滿足客戶不同的質量指標，從而達到滿足整體質量指標的要求[1]。因此，重包裝膜生產時吹膜線一般以國際通用的三層共擠管膜法為生產基礎，以線型低密度聚乙烯原料為主要原料。生產過程中通過調整工藝參數、層間比例和原料配比，實現薄膜的功能化。
印刷過程中根據客戶版面要求，通過調整薄膜穿膜路徑，實現雙面電暈和多色印刷。印刷線一般配備壓花、折邊裝置，要求產品印刷圖案清楚、完整，壓花力度適宜，折邊及收卷側面整齊。FFS重包裝膜以吹膜線生產獲得的半成品薄膜為產品質量基礎，通過印刷線一系列設施操作實現袋體預成型，保證重包裝膜擁有優異的熱封性能、拉伸性能、表面性能等，滿足客戶在上機使用、碼垛、運輸及跌落各環節的要求。
1.3 FFS重包裝膜性能特點
（1）能承受70 ℃以下物料的灌裝和多次的搬運周轉。
（2）袋面平整、光潔、美觀，圖案內容豐富，色彩清晰，并具有防偽性。
（3）密封性、防潮性、防水性和防污性能優越，可露天堆放，便于運輸和儲存，內在產品不融化、不結塊、不失量、品質不流失。
（4）包裝袋配方特殊，遇高溫不軟化變形，遇嚴寒不脆斷破裂；抗紫外線，色澤穩定；與塑編袋等相比，可使外包裝及內在產品的儲存、保質期延長一倍時間。
（5）裝包容量靈活，可針對不同商家對色澤、厚度、規格的不同要求設計制作，能適合不同廠家及不同區域的需求。
（6）提高包裝效率，降低勞動強度。由于采用自動化包裝形式，包裝速度達到1 200~2 000 袋/h，大大超過傳統復合袋的包裝效率，操作工人數量減少70%左右。
（7）隨著新型材料的應用，薄膜厚度逐漸降低，強度逐漸增強，綜合包裝成本優于傳統包裝形式。
（8）符合國家產業政策，易于回收處理，最大限度地保護了生態。
2 FFS重包裝膜在我國的應用
在歐美等發達國家，FFS薄膜早已取代傳統包裝形式占據合成樹脂包裝領域的主流地位，亞洲的新加坡、馬來西亞及中東地區陸續引進該項技術并得到了成功應用。
我國最初引進FFS重包裝技術時，由于技術水平及配套設施能力不足，所生產重包裝薄膜質量偏低，不足以滿足重包裝要求。
目前我國的FFS重包裝形式基本集中在石化行業，包裝內容物主要為樹脂顆粒、粉狀化工原料，化肥行業有少量涉列。其中25 kg的樹脂類包裝占到90%以上。據粗略統計，雖然在中石化系統及南方市場較多使用FFS重包裝，但縱觀全國，整體市場占有率不到20%，與歐美國家相比，尚有很大差距。預計今后幾年內伴隨著全國大乙烯的擴建和業內人士的大力推進，為了適應現代物流運輸和生產的需要，FFS包裝也將獲得更深入的推廣使用。
3 FFS重包裝膜的發展趨勢
隨著中國經濟高速發展以及人民生活質量的提高，對FFS重包裝膜的需求量將不斷增加，這將直接帶動FFS膜在工業包裝特別是食品包裝的需求，FFS膜在食品應用今后將持續快速增長。預計“十一五”期間，中國包裝工業的總產值可望達到4 500億元人民幣，并保持年均7%的增長速度。從2011年到2015年，總產值可望突破6 000億元，每年平均增速約維持在16%的水平。以產品分類看，中國塑料包裝制品產量將達到946 萬t[4]。預計未來循環經濟將成為包裝行業發展的主要模式，包裝物廢資源回收利用將實現產業化，綠色包裝材料將獲得大力開發和發展，包裝基礎工業也將加快發展。
3.1 國際、國內包裝產品的需求情況
隨著社會對環保等方面要求的日益提高，環保、美觀的FFS重包裝膜順勢發展，潛力巨大。自2001年起，中國的重包裝袋市場隨著一些新的石化企業的投產而獲得發展機會。FFS重包裝膜取代傳統包裝形式的潛力巨大。
伴隨著國家大乙烯建設的逐步推進，將有更多的石化企業采用FFS包裝。
三層共擠技術成為生產高性能重包裝膜的主流加工工藝。
高速包裝線的投入與使用，使市場需要與之匹配的更先進的包裝形式。
除了樹脂包裝袋以外, 重包裝袋將逐步應用在化肥及其他化工產品的包裝，另外國家《食品安全法》的頒布實施，還將推動食品包裝的進一步優化。具體包括以下行業：
A樹脂、工業化學品、復合肥、專用化學品；
B水泥、混凝土、砂、砂漿、石灰、灰漿；
C稻米、糖、面粉、玉米等谷物；
D動物飼料、農業種子。
3.2 傳統包裝形式的局限性
傳統重包裝形式由于包裝材料自身存在的缺陷，直接限制了其在重包裝領域的進一步發展。
（1）紙塑復合袋、紙袋需要消耗大量的紙張，加速了森林資源的消耗；
（2）紙塑復合袋難以回收，對環境有污染；
（3）紙塑復合袋易破裂導致大量產品損失和不良外觀；
（4）塑料編織袋外表印刷需要使用含苯油墨，不符合食品安全法的要求，從而制約了其在食品包裝領域的使用；
（5）對貯存環境要求高，需要防潮、防高/低溫，必須堆放于室內；
（6）包裝速度低，難以適應包裝線的高速包裝要求；
（7）生產工序多，用工多，勞動密集型，人工成本高昂。
3.3 國內重包裝膜未來的發展方向
“可持續發展”是當今世界各國共同關注的焦點，節約資源、保護環境是可持續發展的重要手段和途徑，因而新型材料的研究和生產將持續圍繞這個主題開展。重包膜在中國才剛剛興起，它以環保、易回收得到了用戶的認同，但石油資源是有限的、不可再生的資源。未來重包裝的發展方向仍然是以節約資源和保護環境為目標。
（1）開發輕量、薄型優質薄膜，適度降低薄膜厚度
目前國外各大公司都在積極研究新型聚乙烯材料如茂金屬聚乙烯，通過使用新材料，可在保持薄膜性能不變的同時降低薄膜厚度，從而減少塑料包裝廢棄物總量?，F在國外在用的FFS膜最薄只有120 μm厚，實驗室中也已研制出100 μm厚的薄膜，它的性能同樣不低于180 μm厚的薄膜。而且，隨著薄膜生產工廠增多，競爭加劇，成本控制變得越來越重要，而降低成本的一個重要手段便是膜厚度減薄。如上海賽科所采購FFS重包裝膜的厚度已經從最初的200 μm降低到180 μm，中海油殼牌從160 μm減薄到140 μm，茂名石化從170 μm減薄到160 μm。
（2）開發可降解塑料
FFS包裝作為一種塑料包裝，在工業品的包裝材料中占有很重要的位置，而在包裝廢棄物中塑料成分占有很大的比例，約40%[5]。其最大的缺點是不易降解，造成污染。通過開發可降解塑料，大幅度降低塑料包裝廢棄物。降解方式主要包括兩種：生物降解和化學降解，降解的最終產物是二氧化碳和水，徹底解決了包裝廢棄物的處理問題。
（3）開發可回收重復使用塑料
塑料包裝材料如果能夠重復使用，可以大大降低原材料的消耗以及對環境的污染。
3.4 結合國內形勢及企業狀況，合理控制“減薄”進度
雖然“減薄”是國際、國內重包裝膜未來的發展方向，薄膜厚度降低可在一定程度上降低生產成本，節約資源，但“減薄”應有序有度，要根據國內物流的形式和裝卸的方法選擇合適的薄膜厚度，不可盲目躍進。
目前，國內樹脂類包裝都是25 kg包裝，自動碼垛，每托盤碼垛層數一般為8~12層，每個托盤位可能采用1~3個托盤堆疊形式，但托盤外部基本都沒有保護性包裝。在包裝成品發貨過程中，碼垛好的整托盤料包被拆開了分裝入拖拉機、卡車、火車等，幾經倒運，到達最終用戶手中。而國外的樹脂產品幾乎都采用外罩膜如（收縮膜、拉伸膜或者纏繞膜），方便船運、汽運，保持整托盤原料的美觀、整潔，同時防潮、防塵。以此為基礎，國外的薄膜才可以考慮“減薄”。如果不考慮國內物流形式，盲目降低薄膜厚度，過分追求包裝成本的降低勢必導致破包率上升。由于當前國內物流裝卸操作不規范，也沒有統一的跌落試驗標準，一旦發生破包，不但易引起薄膜供應商和用戶之間的分歧，也會影響雙方的企業形象。
4 國內FFS重包裝膜主要相關企業
目前國內FFS重包裝膜設備生產企業和包裝設備的生產企業寥寥可數，兩者的代表分別是廣東金明塑膠設備有限公司、大連冰山橡塑股份有限公司和哈爾濱博實自動化有限責任公司。由于我國FFS重包裝薄膜發展較晚，而國外此種包裝形式已是廣泛普及。因此，國內的FFS重包裝設備（主要是多層共擠吹膜設備）在很大程度上落后于國外設備，主要表現在產量不高，薄膜的厚薄均勻性差。盡管多層共擠設備非常復雜，但是真正的核心部分主要有四個：螺桿、多層共擠模頭、風環（內風環和外風環）、薄膜自動測厚系統。在印刷線的設備技術方面國內外也不同，國外多已經使用橡膠輥凸版用于FFS重包裝膜的印刷，相對于國內的銅版印刷形式，橡膠輥印刷須使用醇溶性的油墨和稀釋劑，更加適應世界日益強烈的環保要求。
相對于設備生產企業來說，國內薄膜的生產廠家更多一些，采用的薄膜生產設備各不相同，生產水平良莠不齊。
表2 國內FFS重包裝膜主要生產企業一覽表
企業名稱 | 生產能力 /t·a-1 | 生產設備 |
南京揚子塑料化工有限責任公司 | 15 000 | 歐洲進口設備：8條吹膜線、3條印刷線 |
四川美豐化工股份有限公司射洪分公司 | 10 000 | 來自于芬蘭凱威赫技術公司和德國哈斯特技術公司的6條吹膜線 |
中石化天津分公司 | 6 000 | 德國Alpine：3條吹膜線、2條印刷線 |
上海冠品包裝材料有限公司 | 5 000 | 臺灣設備：3條吹膜線 |
上海東鴻塑料制品有限公司 | 5 000 | 臺灣設備：7條吹膜線 |
其他公司 | 20 000 |
5 結語
隨著我國重包裝市場的逐步國際化，中國包裝業面臨更嚴峻的挑戰和前所未有的機遇，采用更先進的FFS包裝形式，實現重包裝形式的更新換代，有利于提高我國重包裝產品形象，增強國際競爭力。