PET与PP瓶比较.doc

PET与PP：未来饮料瓶市场谁是主力2010-09-07 08:51未来饮料市场PP瓶的优势不可忽略 一、PP瓶的优势 上世纪90年代中期以来，中国聚丙烯生产和消费驶入快车道，产量由1995年的107.35万吨增至2005年的522.95万吨，同期表观消费量由212.92万吨增至823万吨，成为全球聚丙烯消费增长最快的国家。高速增长的消费市场，催生聚丙烯工业投资热潮。预计2008年前后，中国聚丙烯工业将进入新一轮投资高峰期，届时将有近600万吨年产能陆续投产。因PP的透明度高、光洁、加工性好，与其它材料复合可制作多种饮料包装容器，近年来在饮料包装方面的应用也有所提高。 目前，PP瓶主要是在一步法注拉吹（ISBM）和二步法加热拉吹（SBM）成型机中模塑成型的，具有透明、结实、耐热的优点，价格也比传统材料低。 1、PP瓶可在100进行热填充，例如果汁和果酱产品就需要在这个温度下包装，而普通的PET瓶填充温度不能高于玻璃化转变的76。BOPP瓶因为能够耐受100以上的高温，在功能饮料包装上获得广泛的应用。 2、PP对水分的阻隔性能约为PET的5倍， PP预成型品生产装备比PET的预成型品生产装备的价格要低。 3、与PET相比，PP的价钱比PET便宜10%30%，0.9 g/cc的密度小于PET的密度1.35g/cc，PP瓶的质量比PET瓶轻，而PP瓶比PET瓶的循环利用时间长，因此生产成本更低。 4、研究表明，混合透明无硅共聚聚丙烯中加入15%的乙烯/茂金属催化剂制备的聚烯烃后，能把PP瓶的冲击强度从4.7ft提高到7.8ft。 二、PP瓶的存在缺陷 PP瓶比PET瓶的加工速度慢，物理特性也较差，是其不能得到广泛应用的主要原因。 1、PP比PET吸收和分散热量的速率要慢。PP的刚性较低，意味着PP瓶比PET瓶的顶负荷和周强度低。在同等的刚性条件下，PP瓶的瓶壁必须厚于同等PET瓶的瓶壁。尽管PP在瓶坯注塑阶段的加工温度较低，但对PP瓶的吹塑则需要在130下完成。因此，不仅比PET瓶的能耗高，而且模塑和冷却周期也更长，致使PP的生产效率比PET低25%。 2、PP瓶拉吹模塑的加工温度仅为5，和PET瓶15的加工温度相比，停车率和废品率大大增高。为了使PP的透明度接近PET，技术人员必须优化取向和拉伸比。PP瓶的拉伸方式不同，容易导致如瓶底和瓶颈的某些瓶坯部位出现雾化。 3、PP瓶的氧气和二氧化碳透过性是PET瓶的30倍左右，使其不可能像PET一样广泛地应用在碳酸饮料的阻隔性包装上。 PP瓶比PET瓶的加工速度慢，物理特性也比较差，使其未得到广泛应用。但日益发展的机械设备、瓶坯设计、改进树脂和专用助剂使这些问题得以克服。随着透明改性剂成核剂的开发成功，在普通PP中加入0.1%0.4%的山梨醇缩二甲苯（苯甲醛）成核剂，通过吹挤、吹拉、注射、挤压等方法可以生产出高透明PP包装瓶。该产品可广泛用作新鲜果汁、乳品饮料、饮料瓶等。Millad 3988增透剂已被广泛用于水、茶、果汁的包装上，具有高性能、低残留率的特点，可解决PP瓶生产过程中的雾化、瓶坯成型周期长、吹拉时的加工稳定性差等问题。增强PP瓶的出现，是使用了具有低残留率的催化剂取代了可影响瓶子外观的过氧化物催化剂，使OPP瓶具有高透明度和高流动性，刚性和韧性也达到了很好的平衡，从而提高了PP瓶在包装市场的竞争力。Basell公司针对拉吹PP瓶市场开发出了茂金属PP（mPP）。18-MFR（熔体流动速率为18g/10min）的MetoceneX50182树脂已经在Sidel机器上试用，它可以将瓶身的雾度降低至1.5%，将光泽度提高至82%。Atofina公司在生产PP瓶时用的mPP，这种树脂可用来与常规PP掺混，以提高透明度。 PP瓶的耐温性能好，瓶型设计灵活，在安全性、卫生性和内容物的口感保持方面表现出色，价格比PET、PS、PE等材料便宜。改性树脂、增透剂以及机械设备技术的不断发展，使得PP容器可以取代玻璃、PET和PVC容器，有着广阔的市场前景。 因此，我们可以预测PP瓶将成为PET吹塑瓶在饮料包装应用上强有力的竞争对手，挤出吹塑生产的PP瓶可以用来包装矿泉水和饮料，而拉伸吹塑模生产的PP瓶主要用于水、等压水和运动饮料的包装。PP的生产商和相关产品制造商正在克服PP的缺点，PP瓶在饮料包装市场中的应用范围已逐渐*进PET瓶。 PET瓶是饮料包装的主流。目前，在中国饮料包装材料中占据主导地位的应是PET切片粒子，因此PET瓶吹拉技术、PET热灌装、亚热灌装技术，以及现在流行的PET冷无菌灌装技术，这三项技术推动了全球PET瓶装饮料的蓬勃发展，成为继玻璃瓶、无菌纸盒、复合包装等包装形式后，最成功的一项包装技术革命。迄今为止，尚未发现更优或更好的包材替代PET。碳酸饮料、水、啤酒市场上，完全没有纸包装的市场；在果汁市场, 市场份额高于纸复合容器。PET瓶所具有的容量大、轻便、易携、可冷藏、坚固、可回收等特点，为它在饮料包装业的发展提供了广阔的前景。 一、PET瓶在饮料包装方面的应用 美国可口可乐公司最早开始使用PET瓶包装清凉饮料，他们用1.5L的聚酯瓶取代1L的玻璃瓶，结果使零售额上升了27%。之后，PET容器包装的饮料一路见涨。 PET容器质量轻、耐性强、适用性好、染色度高等优点使其在饮料包装的应用大受欢迎。目前，我国正处于PET饮料包装的高速发展阶段，包装用聚酯瓶的需求量每年以二位数增长。近年来，国内茶饮料市场异军突起，由于茶饮料要求在8590的条件下进行热灌装，而用于热罐装的PET瓶耐热温度可达到95左右，所以用于茶饮料的热灌装PET瓶已成为PET瓶增长最快的品种，年增长率超过50。 二、PET瓶作为饮料包装比PP瓶更具优势 1、PET对氧气和二氧化碳的穿透率比PP小30倍，气体阻隔性和弯曲性较差使PP瓶的运用受限，目前主要是辅料、食品配料、调味剂和其它熟食的包装材料，而不是取代PET作为碳酸饮料的主流包装材料。 2、PET瓶的热传导率比PP高，生产过程中的加热或冷却时间比PP短25%。 3、在室温条件下，PP冷却时的冲击性能比PET差。 4、在纯状态下，PP不如PET透明，因此需要加入透明添加剂或成核剂，使其透明性与PET相近。透明剂一般是可溶在热塑性熔体中的有机化合物，成核剂一般由滑石粉、羧酸盐或者磷酸酯组成。在19世纪70年代推出的山梨醇透明剂到现在还在广泛的应用中，这种透明剂存在着在特定情况下缺少透明性、高温不成片层、具有难闻的气味等方面的不利因素，限制了PP瓶在饮料包装方面的应用。三、PET瓶存在的缺点PET包装在包装啤酒等充气饮料时容易造成气体的渗透，氧气的渗入和二氧化碳的流失，影响饮料的风味和口感；聚酯类物质的化学性质活泼，因此很有可能会吸附啤酒中的一些风味物质，造成啤酒口感的变化；PET瓶冲洗、灌装和运输过程中很容易受到划伤和裂伤；目前PET瓶并没有完全解决热杀菌的问题，因此限制了它的应用范围。PET作为我国饮料包装容器的主力军，其包装用量至今保持着持续上涨的态势，因此它的地位不会轻易被一种材料所取代。制造厂商和技术人员还在大力研究加强PET瓶的性能，改进其缺点，因此，PET在今后饮料包装业的发展前途是无庸置疑的。 三、PP瓶的发展形势 吹塑PP瓶挑战PET瓶前言 由于以下几点原因，聚丙烯成为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)吹塑瓶应用的强有力的竞争对手：相比较于PET，聚丙烯价格更低、质轻、更好的耐热填充和较低的湿气渗透性；某种透明聚丙烯相比于PET具有更高的透明度和光泽。 另一方面，聚丙烯瓶的循环利用比PET瓶的循环利用的时间更长，同时聚丙烯与PET相比具有较窄的加工温度；聚丙烯的气体阻隔性能不如PET， 弯曲性不如PET，但聚丙烯树脂的生产商和添加剂的制造者在克服这些缺点上迈了一大步。 市场/应用 尽管聚丙烯的单位价格低于聚对苯二甲酸乙二醇酯，但添加填料，额外加工或者添加阻隔层来提高聚丙烯相对于PET的竞争力的同时，可能降低其价格低的优势。但是与PET相比，PP作为包装材料在很多应用上具有更经济的选择。 由于聚丙烯对二氧化碳的渗析，所以聚丙烯还不能取代PET作为饮料包装材料；但吹塑聚丙烯瓶相比较于PET瓶在水、热果汁、冰茶和运动饮料包装上有一定的进展。聚丙烯瓶正在成为辅料、食品配料、调味剂和其它熟食的包装材料，同时也作为洗涤剂和清洁剂的包装瓶。不断扩大的食物容器，是未来聚丙烯的发展有利前途。 图 1: 考虑成本效益左边透明装水的聚丙烯瓶是临近PET瓶的最佳选择。 相应的性能 相比较于聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚丙烯的价钱便宜10-30%，且其密度小于PET（0.9 g/cc对1.35 g/cc），因此聚丙烯瓶的质量比聚对苯二甲酸乙二醇酯的质量轻。聚丙烯瓶可在100C进行热填充，如果汁和果酱产品需在这样的温度下使用。相反普通的PET瓶不能在高于玻璃化转变温度76C进行填充（然而，最近一些增强处理已允许PET在更高的温度进行填充）。 图 2: 无规聚丙烯的共聚物制造的瓶子可在100C进行热填充，而没有任何的永久变形聚丙烯对水分的阻隔性能大约是PET的5倍，但PP对氧气和二氧化碳的穿透率大约是PET的30倍，因此，PP瓶需要一层阻隔层，阻止气体进入或者从容其中溢出，而PET瓶不需要该阻隔层。 在纯状态下，PP不如PET透明，因此PP需要添加透明添加剂，使其透明性与PET相近；与PET相比，PP的热传导率低，因此在加工过程中需要较长的时间来进行加热或冷却PP，所以PP瓶生产循环时间比PET瓶长25%；成核剂在冷却过程中可以加速结晶，缩短循环时间，所以缩短循环时间可以提高透明度。 PP的加工温度范围较小仅仅是3-5C，而PET的加工温度范围是10-15C；在生产吹塑瓶时，PP预成型品生产线的装备相比较于PET预成型品生产线不是那么太昂贵。 加工 挤出吹塑生产的PP瓶可以用来包装番茄酱和调味剂、清洁产品、矿泉水、食物和饮料 图3: 挤出吹塑PP瓶有一个手柄，不能用于PET注射吹塑加工。 拉伸吹塑模生产的PP瓶主要用于水、药物、晒干的食物和调味剂、家庭清洁剂、等压水和运动饮料、小孩用品、家用器件、液态肥皂和洗涤剂的包装。 PP PET吹瓶比较PP的缺点1、PP比PET难以吸收和分散热量，而且OPP瓶坯的瓶壁较厚（为了达到同样的刚性，OPP瓶需要比同等PET瓶的瓶壁厚）。因此，尽管PP在瓶坯注塑阶段的加工温度较低（230），但对OPP瓶的吹塑则需要在130下完成，不仅比PET塑料瓶的能耗高，而且模塑和冷却周期也更长，致使OPP的产率比PET低25%。2、对OPP拉吹模塑的加工温度较窄，仅为5，而PET是15，从而增大了停车和产出废品的机率。另外，对OPP的拉伸方式也不同。这是因为瓶坯的某些部位，如瓶底和瓶颈，可能比瓶身的取向少，更容易造成雾化。因此，为了使OPP的透明度接近PET，瓶坯和OPP瓶的设计人员必须优化取向和拉伸比。3、OPP的刚性较低，意味着OPP瓶比PET瓶的顶负荷和周强度低。为了达到同样的刚性，OPP瓶需要比同等PET瓶的瓶壁厚。目前，许多公司通过对PP的研究开发，改善了OPP瓶的某些不足之处。例如3988，可解决包括雾度（主要是瓶颈和瓶底）、瓶坯成型周期长（通过增强PP成核作用解决）以及吹拉时的加工稳定性差等问题。OPP瓶具有优异的耐热性，在热灌装时可耐205的温度，而非耐热级的PET瓶在热灌装时只可承受160170的温度。此外，PET瓶还需要使用真空盘来预防热灌装温度超过180时的塌陷，当瓶壁增厚时，生产速度减慢，造成生产成本增加20%。单层OPP瓶可以在多种热灌装食品市场上使用，尤其适合于热灌装温度较高时（180205）的情况，从而为果汁、果酱、果胶、腌制品、酱汁和番茄酱等食品的阻隔性和非阻隔性包装开辟了市场。OPP瓶