纸基材料:
如今,环保纸产业正从替代材料向系统性技术革新转型。水性阻隔涂层与PHA(聚羟基脂肪酸酯)材料的突破,不仅为以纸替塑提供了可量产的解决方案,更重新定义了包装纸的环保边界。
新技术规模化应用
经过过去几年产业链的共同努力,水性阻隔涂层材料的应用落地得到了快速发展。以国内纸杯纸为例,涂层纸的产能每年已超过5万吨,相比2019年的几十吨,有了很大增长,接近传统PLA(聚乳酸纤维)纸杯纸的市场占有率。根据目前全球替塑和国内外政策的引导,未来水涂纸的发展将会进一步扩大。
随着水涂纸市场的不断发展,机内涂布的市场基础具备,发展方向从机外转向机内涂布,从而实现规模化生产并大幅降低水涂纸的生产成本。简单来说,相比机外涂布,机内涂布工艺减少了原纸的运输成本、二次涂布加工的能耗成本以及纸损等,每吨纸的生产成本将节约至少1500—2000元,这是非常有竞争力的成本优势。所以国内的造纸企业尤其是大型纸业集团,从一开始就致力于研究和发展水性阻隔材料的机内涂布工艺。早在2019年,山东太阳纸业集团和珠海红塔纸业就率先在国内实现纸杯原纸的机内水性材料涂布。
近两年,水涂纸市场需求逐渐增加,尤其是水涂纸杯出口市场的进一步拓展,国内造纸企业积极布局机内涂布的商业落地。其中,博汇纸业经过几年的深入研究,在今年实现了机内阻隔卡纸涂布的规模化生产,其批量化的成本优势和更稳定的品质管控,必将影响和促进水涂纸尤其是水涂纸杯纸市场的大力发展。而薄纸的机内涂布,也在过去几年间得到发展。以江河纸业为代表的食品白牛皮生产企业,已成功实现水性阻隔材料和生物基材料的机内涂布。在幅宽超过4米的生产条件下,此类薄纸涂布将会大幅降低抄造成本,未来发展中会极大促进无氟、替塑和循环回收类环保纸张的快速发展。
功能性融合化演进
纸张新材料的应用体现在多功能水性涂层、生物基材料融合等多个方面。多功能水性涂层从单一阻隔向阻气、阻氧高阻隔和抗菌、耐高温集成发展。例如东莞锐泽开发的充气缓冲袋热封纸和阻隔型镀铝转移热封纸,安徽紫江喷铝开发的高结晶度纸基多维复合食品包装材料,鼎茂科技的水性热封阻隔涂层及涂层纸系列等。
纳米纤维素、PHA、淀粉基等材料与纸基复合,提升了功能与降解回收的兼容性。尤其在非热封领域的阻隔应用,例如汉堡纸、包覆纸等,率先实现可再生、可回收的目标,这也是终端品牌商最关注的发展方向。
除了材料和功能性发展外,设备工艺的升级改良得到极大发展,也是新材料落地的重要一环。例如水涂纸杯的生产,可以在原有淋膜杯生产设备中加装杯底的预热,从而改善生产效率并提高成品率。目前涂层杯的生产速度可突破每分钟150个,国内纸杯机企业以新德宝和上易为主。而水性阻隔材料的涂布机供应商,则以西安华阳、沙市轻机和温州峰明为主。
全面性系统化储备
整体来看,水性阻隔涂层和PHA材料的生产成本仍明显高于传统塑料,需通过规模化生产、工艺优化降低成本。现阶段水涂纸需要大力驱动市场发展,并推进机内涂布的逐步实现。而PHA材料的纸基应用,仍需要着力优化材料本身结晶特点,探索提升淋膜车速并发展水性化的工艺,为其全面应用落地做好技术方案的储备。
与此同时,标准体系与全球合规压力也带来挑战。可降解、可回收认证标准尚未全球统一,企业面临多区域合规难题。目前,行业正在积极推动《食品接触用无氟防油植物纤维基材料评价》等团体标准国际化,助力企业应对欧盟、北美等市场准入壁垒。鉴于欧洲新规的发力,产业链可关注可回收相关技术和应用的发展,同时协调推进可回收、可再浆测试的细节。
此外,消费者对环保纸性能存疑,部分区域缺乏分类回收设施,也需通过品牌联合政企共建回收网络从而破局。
(作者系中国化工情报信息协会环保纸产业专业委员会常务副主任兼秘书长)
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