Tăng trưởng trong ngành bao bì hiện đang được thúc đẩy bởi hai xu hướng lớn: tăng dân số toàn cầu và số lượng tầng lớp trung lưu ngày càng mở rộng. So với 7,5 tỷ hiện nay, dân số toàn cầu được dự đoán sẽ đạt 9,2 tỷ vào năm 2040. Trong khi đó, tầng lớp trung lưu toàn cầu dự kiến sẽ tăng 66% từ 3 tỷ lên hơn 5 tỷ trong 10 năm tới. Với những người sống lâu hơn, khỏe mạnh và có cuộc sống tốt đẹp hơn.
Mức sống được cải thiện sẽ dẫn đến tăng khả năng tiếp cận sản phẩm như ô tô, thiết bị gia dụng và điện tử. Điều này đặc biệt đúng ở Trung Quốc, nơi GDP bình quân đầu người được ước tính sẽ tăng gấp ba lần lên hơn 40.000 USD vào năm 2040, tương đương với sức mua của Châu Âu OECD (Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế) vào năm 2030.
Xin giới thiệu bạn đọc những đánh giá của ExxonMobil và Hiệp hội báo bì Châu Âu về xu hướng của vật liệu bao bì xanh trong tương lai. Khi sự an toàn của người tiêu dùng và vấn đề môi trường trở thành một tiêu chuẩn của chuỗi cung ứng vật liệu.
Triển vọng tăng trưởng nhu cầu hóa chất
Những xu hướng siêu lớn này, sẽ dẫn đến gia tăng nhu cầu hóa chất toàn cầu, ước tính gần 45% chỉ trong thập kỷ tới, tương đương khoảng 4% một năm. Mức tăng này lớn hơn các dự báo về năng lượng và tăng trưởng GDP so với cùng kỳ. Tác động đối với ngành công nghiệp nhựa dự kiến bao gồm:
Nhu cầu của người tiêu dùng đối với nhựa, phân bón và các hóa chất khác sẽ tăng lên khi thu nhập tăng.
Olefin và aromatics là các khối xây dựng cơ bản cho nhựa và các sản phẩm tiêu dùng khác
Các nhà sản xuất xem nhựa là vật liệu nhẹ, bền có thể cải thiện hiệu suất của sản phẩm, từ bao bì, các bộ phận ô tô cho đến các thiết bị y tế.
Gần như tất cả sự tăng trưởng này dự kiến sẽ xảy ra ở các nước đang phát triển, với 2/3 ở khu vực Châu Á – Thái Bình Dương. Ấn Độ và Trung Quốc dự kiến sẽ tiếp cận tầng lớp trung lưu hơn một tỷ người vào năm 2040, thúc đẩy nhu cầu về bao bì và polyethylene (PE) nói riêng.
Tổng quan Xu hướng của bao bì.
Trong khi nhu cầu về hóa chất và nhựa đang tăng trưởng mạnh bởi sự tiêu dùng của tầng lớp trung lưu và dân số toàn cầu ngày càng tăng, các xu hướng khác cũng ảnh hưởng đến ngành bao bì.
Áp lực chống lại nhựa sử dụng một lần: những người tham gia chuỗi giá trị bao bì và công chúng đã chứng kiến các phong trào chống lại bao bì nhựa sử dụng một lần. Trước khi đại dịch COVID-19 bùng phát, việc sớm loại bỏ nhựa đã được thực hiện tại một số nhà bán lẻ, đặc biệt là ở Châu Âu.
Một khi cuộc khủng hoảng qua đi, người ta có thể sẽ chú trọng nhiều hơn đến tính an toàn của bao bì, vì tâm lý của người tiêu dùng chuyển sang “sức khỏe và sự bảo vệ là trên hết”. Có khả năng điều này sẽ thay đổi quan điểm của người tiêu dùng về bao bì để tập trung vào vệ sinh hơn là tập trung vào tính bền vững.
Thương mại điện tử và tiện lợi: sự gia tăng của thương mại điện tử và nhu cầu ngày càng tăng về tính tiện lợi, đang định hình những nhu cầu mới của khách hàng B2B (business-to-business) và (B2C business-to-consumer). Các doanh nghiệp thương mại điện tử và dịch vụ giao hàng tận nơi có sự gia tăng hoạt động và doanh thu trong thời đại dịch. Bao bì cũng đòi hỏi khả năng chống va đập tốt hơn, vì chúng được xử lý bởi nhiều người hơn, di chuyển nhiều hơn so với hệ thống bán hàng truyền thống.
Ví dụ, bao bì đựng thịt tươi bị rò rỉ là khiếu nại nhiều nhất, khi giao hàng tươi sống, bị hỏng niêm phong hoặc bị thủng do vật sắc nhọn, xử lý bất cẩn hoặc lựa chọn vật liệu đóng gói kém. Cũng đã có sự thay đổi từ bao bì cứng sang bao bì mềm cho các sản phẩm lỏng, vì tính toàn vẹn được nâng cao, cần thiết khi mua hàng trực tuyến.
Bao bì trong thời kỳ ảnh hưởng covid-19
Thương mại điện tử và sự tiện lợi: sự gia tăng của thương mại điện tử và nhu cầu ngày càng tăng về sự tiện lợi đang định hình cách tiêu dùng mới của khách hàng B2B và B2C. Các doanh nghiệp thương mại điện tử và giao hàng tận nhà đang có sự gia tăng mạnh mẽ trong thời kỳ đại dịch, nhưng các gói hàng đòi hỏi khả năng chống va đập và đâm thủng tốt hơn, vì chúng được xử lý bởi nhiều người hơn so với một chuỗi giá trị truyền thống.
Chuỗi giá trị thông minh: Công nghiệp 4.0 và Internet vạn vật (IoT) đang chuyển đổi nền sản xuất công nghiệp và tạo ra những cơ hội mới trong chuỗi giá trị PE. Giúp bảo đảm quyền truy xuất nguồn gốc, từ sản xuất đến bao bì và sản phẩm cuối cùng được đặt trên kệ bán lẻ. Công nghiệp 4.0 sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng hơn, trong việc đảm bảo rằng thành phần bao bì có thể theo dõi được, nhất là hàm lượng tái chế.
Các lĩnh vực trọng tâm về tính bền vững
Tuy nhiên, nhu cầu tạo ra các giải pháp bền vững hơn, trong chuỗi giá trị ngành bao bì sẽ tiếp tục phát triển. Tập trung vào ba khía cạnh của việc sử dụng PE:
Thiết kế để tái chế: các giải pháp có thể cung cấp các vật liệu đơn chất lượng cao vào dòng tái chế, sau đó được kết hợp vào các cấu trúc PE ở các bước tiếp theo.
Nâng cấp dòng tái chế: các giải pháp sử dụng chất tương hợp để tăng hiệu suất tái chế của màng PE, đã bị nhiễm các polyme không hòa tan bên ngoài như EVOH hoặc polyamide (PA).
Tăng hàm lượng tái chế: các giải pháp cho phép tăng hàm lượng tái chế, bằng cách sử dụng các polyme PE hiệu suất cao ‘tăng cường’, để duy trì các đặc tính cơ học của sản phẩm cuối cùng.
Tăng tính hợp tác trong chuỗi giá trị rất cấp thiết, giúp tăng tỷ lệ tái chế trong khi vẫn phải duy trì hiệu suất. Sử dụng vật liệu tái chế nhưng vẫn phải đảm bảo hiệu quả và chức năng của bao bì. Tại Châu Âu, mục tiêu do EU đặt ra đến năm 2025 phải đạt 10 triệu tấn nhựa tái chế hàng năm.
Thiết kế để tái chế
Nhiều bao bì thường sử dụng cấu trúc đa lớp (laminates), bao gồm màng PE, được sử dụng làm chất bịt kín, với các màng định hướng như màng polyester hoặc PA được sử dụng làm vật liệu in. các cấu trúc đa vật liệu này rất khó tái chế trong các quy trình tái chế cơ học.
Cấu trúc màng thông thường
Các giải pháp thay thế vật liệu in bằng loại màng PE, có thể tái chế dễ dàng hơn đã được sử dụng trong những năm gần đây, cũng như nhiều loại màng mới đang được phát triển. Một trọng tâm cụ thể là màng PE định hướng, hoặc định hướng đơn (MDOPE-mono-oriented) hoặc định hướng đôi (BOPE-bi-oriented). Màng đa lớp PE//PE này có thể nâng cao khả năng tái chế và đóng góp vào nền kinh tế tuần hoàn.
Một ví dụ điển hình, là giải pháp cho sản phẩm túi đứng nhiều lớp (SUP- stand-up pouch), hoàn toàn bằng PE (SUP màu đỏ & trắng), để thay thế các cấu trúc đa vật liệu thông thường. Các SUP PE nguyên chất này có thể được tái chế dễ dàng khi có các chương trình và cơ sở thu thập và tái chế màng nhựa. Đây là bước 1.
Bước 2 là tái chế túi SUP được làm hoàn toàn bằng PE (SUP màu xanh lá cây). Nó được làm bằng màng MDO sử dụng 100% PE nguyên chất, được ép thành lớp màng kín kết hợp vật liệu tái chế từ PE SUP của bước 1. Vật liệu tái chế được kết hợp với polyme PE Exceed ™ XP, Exceed ™ và Enable ™ nguyên chất , và hạt Exact ™, để duy trì các đặc tính cơ học của SUP. Toàn bộ lớp màng này kết hợp 30% màng PE tái chế với 70% PE nguyên chất.
Thiết kế để tái chế
Vật liệu tái chế này đem lại tính toàn vẹn của bao bì, độ chịu thủng và tính chất quang học rất tốt. Sản phẩm này thích hợp bao gói cho sản phẩm phi thực phẩm, ví dụ như chất tẩy rửa và vệ sinh. Việc tạo ra SUP đã tận dụng những nỗ lực hợp tác với Hosokawa Alpine (thiết bị đùn màng và MDO), Erema (máy tái chế) và Henkel, Công ty đã phát triển chất kết dính được tối ưu hóa để tái chế cơ học với khả năng xử lý được cải thiện trong quá trình tái đùn, giảm mùi và đổi màu của vật liệu tái chế.
MDO tăng khả năng chống kéo giãn dài
Quá trình MDO, giúp tăng cường đáng kể khả năng chống kéo giãn dài theo hướng máy, làm cho màng PE bền hơn để in và ghép màng, là chìa khóa thành công của SUPs.
Cấu trúc màng như hình 3, cho thấy màng PE 5 lớp được phát triển cho MDO và ghép màng. Bởi vì nhiều máy đóng gói ngày nay được thiết kế để xử lý màng ghép mỏng chịu nhiệt cao, nên một lượng đáng kể PE mật độ cao (HDPE) được thêm vào, để tránh hoặc giảm thiểu sự biến dạng nhiệt trong quá trình hàn.
Để đảm bảo hiệu suất quang học sau quá trình MDO, polyetylen mật độ trung bình Enable ™ 4002 và Enable ™ 4009 (mật độ 0,940) được đặt xen giữa mỗi lớp. Chúng là lớp màng có tính thấu quang rất tuyệt, với tỷ lệ giãn thấp hơn so với các giải pháp khác, chẳng hạn như sử dụng HDPE giữa các lớp. Tính quang học rất tốt đạt được chỉ với 4,6 lần định hướng, trong khi nhựa HDPE thông thường cần khoảng 6 lần. Bộ chuyển đổi cần ít lực hơn để kéo màng, giảm thiểu nguy cơ tách lớp gây bất lợi cho hiệu quả sản xuất.
Để tăng cường các đặc tính cơ học và chịu va đập (rơi), polyethylene Exceed ™ XP được thêm vào lớp lõi. Một số loại HDPE cũng có thể được thêm vào lớp lõi, khi cần tăng khả năng chịu nhiệt. Màng MDO này được ghép với màng PE mang lại khả năng chịu rơi tương tự như màng mỏng OPA//PE. ExxonMobil hiện đang nghiên cứu giải pháp kết hợp tính cản khí vào màng MDOPE//PE, đồng thời vẫn đảm bảo tính sử dụng và khả năng tái chế.
Loại bỏ polyamide
Các cấu trúc màng nhiều lớp có chứa PA, có thể là vấn đề lớn đối với việc tái chế. Những loại màng này thường được sử dụng cho các ứng dụng tạo hình nhiệt, có chứa 30 đến 50% PA. PA rất linh hoạt, nhiều thuộc tính tốt, như khả năng chống đâm thủng, chống mài mòn, dễ tạo hình nhiệt và các cản khí…
Loại bỏ PA khỏi các cấu trúc nhiều lớp này là mục tiêu chính để cải thiện khả năng tái chế. Các polyetylen Exceed ™ XP 6026 và 6056 có thể được sử dụng, để tăng khả năng chống đâm thủng, đồng thời có thể giảm độ dày của lớp PA. PA có thể giảm 30%, trong khi khả năng chống đâm xuyên được tăng cường.
Hướng phát triển hiện nay đang được tiến hành, nhằm giảm bớt hoặc loại bỏ PA ra khỏi các màng nhiều lớp, cũng như phát triển màng tạo nhiệt PE, hoặc màng tạo nhiệt polyolefin, có thể dễ dàng tái chế.
Nâng cấp quy trình tái chế
Các loại polyme hỗn hợp thường khó tái chế, sẽ là thách thức trong tương lai gần. Để tăng khả năng tái chế, các công ty đang phát triển một số hợp chất tương hỗ có thể liên kết polyolefin với các polyme, mà vẫn giữ được các thuộc tính của bao bì.
Nâng cấp quy trình tái chế, tăng khả năng tái chế
Ảnh hưởng của chất tương hỗ đến hỗn hợp PE + PA được thể hiện trong hai hình trên. Nếu không có hợp chất này, PA không phân tán vào nền PE, tạo thành các tạp chất lớn, làm giảm các đặc tính của PE. Việc thêm chất tương hỗ sẽ giúp phân tán PA hiệu quả, thành các hạt nhỏ hơn và liên kết nó với PE. (hình chụp bên phải)
Tác động của chất tương hỗ đến các thuộc tính rất lớn. Biểu đồ mô tả hiệu suất của chất tương hỗ khi polyme MAH-grafted Vistamaxx™ trong dây chuyền tái chế có chứa PE, polypropylene (PP), PA và EVOH. Vùng màu xám mô tả khả năng tái chế 100% nhưng có hiệu suất kém. Việc thêm chất tương hỗ làm tăng, các đặc tính cơ học như khả năng chống đâm thủng, xé rách, được thể hiện bằng đường viền màu xanh lam.(bên trái).
Tăng hàm lượng tái chế
Một vấn đề liên quan đến việc tăng hàm lượng tái chế, là những tác động bất lợi đối với các đặc tính của sản phẩm cuối cùng. Thêm các polyme hiệu suất cao như Exceed ™ XP có thể tăng cường các đặc tính cần thiết.
Gia tăng thành phần tái chế
Khu vực tô màu xám trong biểu đồ trên thể hiện cấu trúc màng cơ bản, được làm từ 70% LLDPE và 30% LDPE. Đường cong màu tím chấm gạch, là vật liệu được tạo ra từ 75% Exceed ™ XP 8656 polyethylene kết hợp trong các lớp, cho phép sử dụng tới 100% nhựa tái chế trong lớp lõi. Chất liệu này vẫn duy trì được các đặc tính tương tự như màng tham chiếu được làm bằng polyme nguyên chất. Một cách khác để xem xét tác động của polyme PE là sử dụng 38% Exceed ™ XP vào vật liệu, nâng khả năng tái chế lên đến 50%.
Với sự hợp tác giữa The Barbier Group, một công ty tái chế và chuyển đổi màng PE hàng đầu có trụ sở tại Pháp, và ExxonMobil đã dẫn đến việc chế tạo màng co có 50% thành phần nhựa tái chế và polyme Enable ™ 4002 hoạt động như một chất tăng cường hiệu suất. Vẫn giữ được các đặc tính cơ học về độ bền vỡ, các đặc tính quang học, độ bóng và độ trong suốt, cho phép chủ sở hữu thương hiệu quảng bá sản phẩm một cách hiệu quả.
Kết luận
Áp lực phát triển các giải pháp bền vững, đóng góp vào nền kinh tế vòng tròn sẽ vẫn tiếp tục gia tăng trong thời gian tới. Những nỗ lực hợp tác của chuỗi giá trị cung ứng, trong việc khai thác sức mạnh của ba lĩnh vực công nghệ trọng tâm, sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển các giải pháp sáng tạo, mang lại lợi ích bền vững đáp ứng các cam kết đang phát triển của chủ sở hữu thương hiệu, kỳ vọng của người tiêu dùng và các thay đổi của luật pháp.
Theo Prima.vn
DANH MỤC SẢN PHẨM
