複合膜的循環經濟：更佳可持續性、低成本、合規、廣為接受的新型複合膜

軟包裝行業正面臨轉型的陣痛期。各大品牌商為因應可持續發展的議題，紛紛重新檢視及檢討其產品包裝的方式及功能性要求。於是，通過價值鏈上各公司（包括品牌商、塑膠粒子供應商、設備製造商等）通力合作，開發出符合可持續性、可迴圈利用的複合膜替代品。

可持續性的要點之一就是可循環利用。軟包裝的傳統生命週期從石化原料開始，然後被製成樹脂，再通過鍍鋁、塗布、複合及印刷等具附加價值的加工程序賦予功能性。使用後則變成廢棄物被焚燒或填埋。

軟包裝這樣的生命週期行之有年，雖然有些地方開始有回收循環的機制，但多數是針對塑膠容器這類的包裝。

新的軟包裝循環機制剛剛開始建立：

• 物理回收方式：通過清洗、分離然後重新做成 PCR（回收利用）塑膠粒子，可重新製成薄膜或其他固體容器等。PET 薄膜能通過這種方式回收，回收率可達 90 %。但這種回收方式成本不低，並非將來發展的方向

• 化學回收方式：較新的解決方案，將混合的塑料廢棄物還原為初始材料。這個方案涉及熱解、催化裂解及加氫反應等技術，還原為原生樹脂

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單一組分材料

具高阻隔性、單一組分、便於回收的薄膜材料有很大的市場需求，這類產品包括聚烯烴、生物塑膠及紙質的解決方案。

傳統上產生高阻隔性有兩種途徑：

• 鋁箔，具最好的強度

  
  

• 帶乙烯-乙烯醇共聚物或尼龍的多層共擠膜，可以改善隔氧性

近年來複合技術及新材料的發展，出現兩種新趨勢：

• 包裝材料的簡化：減少吹膜或複合材料層數

• 包裝材料的減薄

這些環保新材料主要是在聚烯烴（通常是中密度 PE）上採用氧化鋁或氧化矽塗布很薄（大約 7-8 微米）的陶瓷層的透明無機阻隔材料。這提供了高阻隔性且透明的替代方案，同時滿足可持續性及成本的要求。其可回收性也被品牌商及環保部門所接受。

主要的發展趨勢是去除鋁箔、減層的高阻隔複合膜。傳統的鋁箔複合結構如圖 1，由印刷層、阻隔層及密封層組成。目標是去除高成本且不環保的鋁箔及 PET 材料，並且從三層結構變成兩層。阻隔層及熱封層都是由相同的聚烯烴材料組成，加上氧化鋁及阻隔塗布，形成鋁箔複合膜的替代品。這種只用聚烯烴的材料是一個重大突破！

圖 1 （左圖為傳統三層材料，右圖為新式兩層+塗布材料）

第二個趨勢是採用單一的樹脂材料來替代鍍鋁膜（見圖 2），原本的鍍鋁層被透明無機的氧化鋁或氧化矽阻隔層替代。這個阻隔層不會影響印刷的效果，因為氧化鋁及氧化矽在可見光及 UV 波長下都是透明的。但這種材料只能用於不要求 UV 阻隔性能的產品包裝。其阻隔性能相當良好，而且完全可以回收。

圖 2 取代鍍鋁膜的新型材料

因應軟包裝市場對單一組分兼具類似鋁箔阻隔性能的薄膜材料需求，聚烯烴（PE / PP）、紙質材料、生物樹脂（包括 PLA（乳酸）、PHA 及透明膠）等滿足堆肥、降解、海洋分解要求的材料被開發出來。

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薄膜生產技術

隨著樹脂及薄膜生產技術的提升，原本在乾式塗布上具有難度（物理及受熱特性因素）的材料，現在也有新的方案，尤其是 PE。PE 具有低密度及低熔點的特性，在回收上具有優勢。

包裝廠的在線吹膜 MDO（譯者註：Machine Direction-Oriented，雙向延伸）方案，可以改善材料的挺度及透明性。PE 樹脂的持續開發、MDO 技術的普遍使用以及一些高密度PE的參與，進一步提高阻隔性能。再加上乾式塗布的技術發展，讓具備高阻隔性能的 PE 材料變為可能。

透明無機的阻隔層對包裝回收有很多好處，氧化鋁及氧化矽製程不僅提供產品保護及保鮮的功能，也對後續的加工工序提供強度的支援。新一代的氧化鋁製程在提高聚烯烴的透明度及阻隔性能上有更好的表現。

以往的製程需要龐大、昂貴的設備及複雜的技術，只有規模以上的包裝廠能夠採用。最新的阻隔塗層聚烯烴材料則為今後數十年打開了機會之門。

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※ 本文翻譯自美國 FTA " FLEXO " 雜誌 2020 年 6 月刊

原文標題：Consider the Circular Economy

由「信華柔印科技 * 嘉昱有限公司」提供予「台灣柔版印刷協會」網站使用

※ 作者：Dennis Hughill

Bobst 集團真空鍍膜部門銷售總監

※ 譯者：信華柔印科技 * 嘉昱有限公司--林嘉彥 先生