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2 019 年 3 月 13 日至 14 日,“2019 橡塑创新材料应用及加工技术高峰论坛”于上海松江开元名都大酒店举行。会议获上海市松江区投资促进服务中心及相关协会支持。紧抓当前橡塑行业发展趋势,会议设置汽车、医疗、 消费电子、包装四大会场,并融入产业平台及工厂参观等环节, 使来宾从多角度、多形式了解当下行业发展情况,并为大家提供了交流平台。
上海荣格展览有限公司华东区总经理商蕾女士致开幕辞, 对现场来宾致以最热烈的欢迎和谢意,并特别感谢上海市松江区投资促进服务中心对此次峰会的支持和帮助。商蕾说, 塑料行业通过不断革新技术推动行业发展,许多新材料和创新技术相继涌现。2019 橡塑加工技术及创新材料应用高峰论坛共开设 4 大分会场,着重讨论汽车、包装、消费电子、医疗市场的一些热门技术和应用,涉及 40 个左右的热点议题, 同时还有相关的展区交流,大家可以根据自己的需求了解最先进的解决方案。
来自此次论坛支持单位的上海市松江区投资促进服务中心主任、松江区经济委员会主任陈容女士也发表讲话。陈容介绍,松江拥有国家级经济技术开发区,2017 年,经济技术 开发区完成工业总产值 2438.5 亿元,占全区工业产值的比重 为 61.9%,全区实现出口产品总额 283.6 亿美元。近年来, 松江创新发展思路与开发机制,成功探索园区发展新模式, 形成了以上海临港松江科技城为代表的 3.0 版产业园区,并 正在全区快速复制推广。2017 年,松江区的三次产业增加值比重为 0.6:53.1:46.3。作为上海重要的先进制造业基地之 一,2017 年松江完成工业总产值 3938 亿元,形成了电子信息、现代装备、都市型工业等优势产业。同时,在人工智能、 集成电路、新能源、生物医药、智慧安防、新材料等重点领域实现了突破,2017 年战略性新兴产业实现产值 960.2 亿元。 近年来,松江加快发展以总部经济、总集成总承包、检验检测为主的生产性服务业,同时大力培育发展“四新”经济,为 松江制造业转型升级提供支撑能力。
中国塑料机械工业协会常务副会长粟东平女士从专业角度 介绍了近年来橡塑行业的发展形势。橡塑作为电子电器、医疗、 汽车、包装等领域必不可少的材料,其产品、技术、加工工艺 的创新,深刻影响着人们的日常生活和生产。粟东平表示,经过数十年的快速发展,我国塑料制品行业发生了巨大的变化。 特别是近年来,我国塑料制品行业在产业结构调整、转型和升级中不断发展,保持快速发展的态势,产销量都位居全球首位。 同时也涌现了诸多新型材料和新技术。这对我国橡塑制品向中高端过渡具有重要意义。粟东平说,此次论坛的主旨是致力于为橡塑行业打造一个信息分享、技术交流、市场合作的平台, 从新材料、新工艺的角度出发,探讨橡塑材料在汽车、医疗、 消费电子和包装行业的创新应用,为行业的健康快速发展建言献策。
上海塑料行业协会信息部主任侯培民先生发表题为“对中 国橡塑制品行业的解读与预判”的演讲,他从具体数据和案例分析了 2018 年中国橡塑制品行业面临的困难,也从政府和企业两方面对 2019 年中国橡塑制品行业形势进行预判。
吉玛泰克自动化工程(常熟)有限公司中国区总经理王峰先生发表题为“智能 EOAT 技术助力塑料应用行业工业 4.0” 的演讲,他强调,“以自动化为依托,全面衔接、统筹各生产 独立因素,缩短生产辅助时间,是成为提高整个生产系统效能、 实现无人化智能工厂的关键!”
酷捷干冰设备(上海)有限公司中国区总监(销售 & 服务) 孙刚先生就“干冰清洗在塑料加工中的创新应用”进行分享; 兰蒂奇工程塑料 ( 苏州 ) 有限公司战略市场开发经理祁源先生发表题为“兰蒂奇高性能工程塑料延伸您的疆界”的演讲;香港塑料业厂商会副主席、源辉表面装饰科技有限公司 CEO 欧杰豪先生分享议题“表面装饰技术(IMD/DOD)的应用 — 汽车、 消费电子及包装”。
消费电子会场
究竟是谁在加速改性材料的升级?
2019 年伊始,各大厂商上演角逐 5G 及可折叠手机的戏码, 5G 材料与柔性材料大火。VR/AR 设备升级、可穿戴设备持续升级、传统家电也持续转变,这些都在加速改性塑料的发展与应用。
5G时代来临,手机外壳材料与工艺趋势去向何方?
闻泰通讯市场总监薛智先生分享的数据显示,2018 年在全球智能手机市场中,仅中国品牌实现正向增长。在中国市场, 华为、OPPO、vivo、小米和苹果占据前五。2019 年世界移动通信大会(MWC)于 2 月 25 日在西班牙巴塞罗那开幕,各家手机厂商纷纷亮出杀手锏,从发布的手机中不难看出,“折叠屏” 和“5G 商用”手机的时代已逐渐拉开帷幕。薛智围绕“5G 时 代智能手机外壳材料与工艺趋势”议题进行了分享。
据薛智介绍,目前智能手机有塑料、金属、玻璃和陶瓷这四种主流外壳材料。得益于塑料易着色、重量轻、易制造、成本低、 可塑性强和不阻挡无线信号的特性,这类材料主要用于手机的中框 / 后盖、包裹式一体和前壳材料,在制造塑料机身外壳时,通常使用的工艺为喷涂 /NCVM(塑料)、阳极氧化(塑料 + 金属)。但塑料作手机外壳的廉价感和不耐用问题还有待解决。
随着近年来全面屏手机的流行,手机屏占比也不断提升。 手机外壳尺寸减小的同时,也对材料强度、材料 RF 性能提出更多挑战。目前,全金属外壳越来越少,金属中框搭配玻璃后盖更加流行。金属渐变色成新风潮,完美搭配渐变色玻璃快速流行。不过,随着色彩多样性创新需求的增加,单色、双色、 多色渐变限制了金属和陶瓷后盖的应用。仿金属质感的塑料后 盖装饰因此而流行,通过金属质感漆 / 仿阳极喷涂而使塑料外壳带有金属触感,以及增加金属机器显性元素:仿亮线 / 仿天 线白带(镭雕)。此外,仿玻璃陶瓷质感的塑料后盖装饰也逐渐流行,可根据不同工艺的叠加实现不同效果:通过在塑胶素 材上进行油漆及光学镀和 NCVM 的叠加处理,并利用激光镭雕的处理,呈现多层次、真实的效果;使用全新高光喷涂工艺, 实现时尚镜面外观,流光变幻;加色层由色漆和光学镀膜双重颜色赋予灵魂,中间加上 UV 层过渡,增加色彩深度,生动立体。 除以上材质及工艺,薛智还介绍了复合板材和 IMT 工艺等。
随着5G时代的来临,5G对智能手机外壳材料提出更高要求。 薛智介绍,5G 手机天线的增加,使壳体与天线集成成为一个创新方向。而手机外壳材料及工艺(油漆、镀层等)会对毫米波段信号传输产生影响,这还需进一步研究论证。薛智表示,市场需要创新的外壳与工艺,其重点有:产品严重同质化,需要新颖的外观; 核心产品,需要高度可辨识的外观;成本限制下,需要创新的解决方案。基于此,使用塑料材质,运用仿金属、仿陶瓷、仿玻璃 工艺,达到多色渐变和炫光纹理的创新装饰技术,将大有可为。
热塑性弹性体材料用于可穿戴智能化设备
“什么叫技术?在过去异想天开,在现在勉为其难,在将来习以为常。” 四川大学高分子研究所高分子材料合成理论与技术研究室主任张爱民先生分享的这句话,用来形容近些年快速发展的可穿戴智能设备领域异常贴切。
在智能手表、手环以及 VR 设备等卷起一阵阵时尚风潮的时代,现在我们对可穿戴设备已不陌生。可穿戴设备即直接穿在身上,或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备,其不仅仅是一种硬件设备,更能通过软件支持以及数据交互、云 端交互来实现强大的功能。
可穿戴设备可给我们的生活、感知带来很大的转变。除我 们熟悉的头戴设备、腕带设备和手部设备,可穿戴智能设备还包含服饰设备、腰部设备和下肢设备等。谈及与人体部位发生接触的设备,那么不可避免地,我们必须正视材料安全性及舒 适性等问题。张爱民介绍,常用于可穿戴设备的外壳材料为硅橡胶材料,其特点在于与人体生物相容性好、硬度宽范围可调, 不过其也存在强度差、成本高、热固性橡胶成型加工工艺复杂等问题。张爱民介绍了热塑性弹性体材料,作为一种非化学交联、 可循环再生的安全环保材料,热塑性弹性体采用塑料装备加工成型,易实现自动低成本,边角料和产品循环再生可降低材料使用成本,且生产环境更安全。 热塑性弹性体作为第三代橡胶在世界各地取得了极为迅猛的发展。现在,热塑性弹性体的产量早已逾越第二代的液体橡胶,成为当今橡胶工业的新型材料。
热塑性弹性体所具有的橡胶与塑料的双重性能和宽广的特性,使之在橡胶工业中广泛用于制造胶鞋、胶布等日用制品和胶管、胶带、胶条、胶板、 胶件以及胶粘剂等各种工业用品。张爱民从热塑性弹性体合成工业的源头讲起,进而介绍到热塑性弹性体的原材料种类、 共聚热塑性弹性体的分类及热塑性弹性体的产业结构等,让 听众对热塑性弹性体形成系统了解,并对其在可穿戴设备上的应用加以介绍。
谈及可穿戴智能化设备的创新与发展,张爱民表示,可穿戴智能化设备将经历三大技术阶段:从现有技术整合到电路板柔性化,再到电路元件柔性化,技术的增强将促使可穿戴智能化设备更加先进与贴合人体。他以去年大火的电影《头号玩家》为例,表示基于高速大容量数据实时通信、虚拟现实网络和柔性智能穿戴设备,三者结合将创造巨大的市场需求。而柔性智能穿戴设备研究的关键就在于材料、制作工艺和用途。
创新在变,智能家电创新材料发展之路如何走?
“创新的环境一直在变,所以创新必须开放。”海尔 HOPE 开放式创新平台高级创新经理王立满先生在介绍海尔开 放式创新平台 (HOPE,Haier Open Partnership Ecosystem) 时如是说。成立于 2009 年 10 月,最初是海尔集团基于“世界就是我的研发部”理念成立的开放式创新团队,经过 9 年的发展, 目前已成为海尔旗下独立的开放式创新服务平台。
凭借在 HOPE 的丰富经验,王立满总结创新要重视三个层面:“一是用户,我们必须考虑如今用户的信息极大丰富,同 时品牌得为用户营造归属感,还有用户个性化和品质化需求等, 我们都需要考虑;二是技术,加速进化的技术及跨界应用都是创新;三是产品,随着时代进步及消费理念的变化,如今产品生命周期大大缩短,同时替代品可能随时冒出,以上都是需要全方位考虑的问题。”
汽车会场
新能源、智能化等新技术、新模式正在改变汽车产业
为了助推中国汽车产业技术转型升级,抓住这一轮战略机 遇期,2018 年以来,从中央到地方,多个重磅政策陆续发布, 大力推进汽车产业转型。发改委等部门陆续发布了智能汽车创新发展战略、汽车企业及产品准入管理办法,以及新修订的汽车产业投资管理规定等重要文件,进一步加强了变革期汽车产 业发展的顶层设计和战略谋划。而材料行业,也在积极为汽车 产业变革贡献力量。
VOC 环保法规带来新能源汽车用材新挑战
在我国,由于汽车挥发性有害物质引发的危害人体健康的集体事件频频曝光,成为社会舆论的关注焦点。2011 年我国出台首个车内空气质量标准——《乘用车内空气质量评价指南》 (GB/T 27630-2011),终于让我国车内空气检测有了标准可依。江淮汽车技术总监黄家奇先生就“VOC 环保法规带来新能源汽车用材新挑战”议题发表主题演讲。他从我国乘用车空气相关法规最新进展及客户感知质量讲起,其中提到:“根据 J.D Power 的一份数据,在客户对汽车不同种类味道的抱怨数量中, 相较‘汽油味’和‘尾气的味道’,客户对汽车中‘所有材质闻起来都很差’以及‘化学品的味道’抱怨更多。其中绝大部分车主抱怨车内异味是来自座椅,此外,门内饰板和仪表板、 中控台等其他部位,车主也略有抱怨。”
黄家奇以选材维度和典型零部件提升案例为我们进行了详解,阐述了从 IQS 气味来源分析、内饰选材的维度,利用溯源排查、分析等手段对汽车座椅的气味问题进行改善的具体过程。 通过溯源分析,他提到,根据总成级零部件检测结果来看,醛 类(主要是甲醛、乙醛)为重点改进的方向;而从发泡与面套 排查数据对比结果来看,重点改进的零部件为发泡部件。就以 上问题,黄家奇认为,主要的提升措施有三种:一是从发泡配方入手,增加醛类消除剂,改善 VOC 中醛酮类物质的挥发量; 二是针对发泡产品,从发泡的工艺、设备、仓储等多个环节进行整改,并投产新的全自动机器人发泡生产线;三是厂房优化排风通风措施,减少挥发物在厂房中停留的时间,提升发泡部件在 VOC 方面的表现。
展望汽车行业,在新能源发展方向上,黄家奇认为,随着产业升级和“双积分”政策的实施,“油、电”车型的共平台同步开发获得主机厂越来越高的重视,其中在材料方面有三点需注意:一是在先进材料的应用上,会在源头处理好零部件通用性等问题;二是在材料性能要求上,尤其是内饰材料的要求将进一步提高,其中如 VOC(CH)排放、气味性、抗菌性和轻质轻量特点都是需要关注的问题;三是复合材料的设计、制造工艺的“交钥匙”需求加大,这主要体现在基于平台化的零部件设计。
纳米技术在汽车橡塑材料中有重要应用前景
我国是汽车的生产和消费大国,汽车行业作为我国重要的支柱产业,随着能源环境问题日益凸显,汽车节能与环保也越发重要。2016 年,国家强国战略咨询委员会、清华大学发布《节能与新能源汽车技术路线图》,其中指出,“轻量化是新能源 汽车的发展趋势”。
上海大学纳米科学与技术研究中心副研究员王金合先生分 享道:“汽车轻量化的核心路径有三条:高强轻质材料、先进制造工艺和优化车身结构。”其中,高强轻质材料主要指工程 塑料、纤维增强复合材料和高强度钢等。王金合表示,塑料部件代替昂贵有色金属及合金材料部件优势颇多,如:减轻车重、 降低油耗和碳氢化合物排放、提高动力、适应恶劣环境、增加安全性及减少制造过程中的资源消耗等。
不过,如何在提高力学等综合性能的同时,又使材料具有 良好的加工特性和较高的性价比,是高品质高分子复合材料开 发过程中迫切需要解决的关键性难题之一。常用功能填料有层 状无机填料、晶须材料、纳米填料、玻璃纤维和无机纳米复合功能粉体等。其中,均匀而稳定的分散是高分子复合材料生产 的重要技术瓶颈。
王金合向大家介绍了纳米塑料,纳米塑料是指金属、非金属和有机填充物以纳米尺寸分散在基体树脂中形成的树脂基纳米复合材料。基于分散相的纳米尺寸效应、大的比表面积和强界面结合,纳米塑料具有一般工程塑料所不具备的优异性能, 成为复合材料发展的最前端产品之一。相比于传统塑料,纳米塑料在某些物理性能上得到大幅提升,比如:强度、耐热性、 长期耐紫外线性、导电性、阻隔性、降低密度等,从而大大拓 展塑料的应用空间。
王金合对纳米材料的分类、影响纳米材料性能的关键因素、 纳米复合高分子材料的基本制备方法等进行介绍,此外还重点介绍了多尺度复合聚丙烯材料核心技术开发及工程化应用等内容。多尺度复合聚丙烯材料开发的核心技术在于多尺度颗粒均匀复合技术,通过功能填料与材料多尺度复合技术等的有机集成,结合工艺调整和设备选型,制备高性能塑料复合材料。其所解决的问题是无机颗粒精细化加工及在高分子基体中均匀稳定分散与协同增强,以及在抗冲击、耐刮伤、低气味等综合性能提高的同时,使复合材料具有良好加工特性和高性价比。
先进工业 CT 技术应用于汽车橡塑制品领域
迎合行业需求,蔡司射线系统应用于通用研究、产品及过程质量控制和批量化生产,从全面的产品线覆盖更广泛的应用, 满足高分辨率、高精度、高速等要求。卡尔蔡司(上海)管理有限公司产品销售经理韩定中先生介绍,先进工业 CT 技术技术原理在于高精度锥束 X 射线计算机断层扫描测量,典型的汽车检测领域 CT 应用实例有汽车喷油嘴微孔测量、塑料玻纤分 布及走向、动力电池缺陷及失效分析、参考模型比对偏差、车用按键装配分析和接插件内部装配分析等。
在产品制造过程中,制造高精密模具及高附加值产品、模 具及产品的交货期、模具及产品的品质等,这些都是业界面临 的挑战。“如何有效缩短试模时间及提高注塑产品质量?” 韩定中通过对塑料制品形状误差高精度坐标测量应用实例、微细 精密塑料齿轮参数测量、软薄橡胶制品三维轮廓测量、快速色 差数模比对、快速模具修正及逆向工程等案例进行分析说明。
先进 CT 技术质量解决方案在注塑领域的应用,贯穿模具 开发过程、过程参数优化、首件检测报告、装配控制及生产 过程控制。韩定中介绍,CT 测量为三维体积数据,其中可分 NDT(无损测试)和几何量(尺寸测量),无损测试又包括材 料检验、装配控制,尺寸测量包含元素提取及测量、数模比对、 实际值比对、厚度分析和逆向工程。通过高精度 CT 产品,可 实现内外尺寸测量、获取工件整体三维信息、隐藏结构无损测量、 大轮廓偏差工件无障碍分析、借助同一数据集进行测量及缺陷 分析、自由状态工件摆放避免测量误差等。
除以上分享,中国塑料机械工业协会常务副会长粟东平女 士、北京化工大学教授谢鹏程先生、新科益系统与咨询(上海) 有限公司 Moldflow 技术经理王成先生、百旺塑料设备(苏州) 有限公司销售经理梁五州先生、优傲机器人华东区域销售经理 吴非先生、苏州华特时代碳纤维有限公司综合技术经理廖玲女 士、泰瑞机器股份有限公司研发工程师刘波先生等分别就“中 国塑机发展概况及未来在新能源汽车生产中发挥的作用”、“连 续增强热塑性复合材料在汽车塑料件上的应用”、“Moldflow 仿真分析在微发泡中的应用”、“百旺中央送料系统及工业 4.0 在汽车行业应用和案例分享”、“人机协作机器人改变汽车行 业生产模式”、“碳纤维复合材料在汽车轻量化上的应用”、“超 大型二板多组分成型机在汽配领域的优势剖析”等议题作出分 享,也让人收获颇丰。
王立满具体分析了洗衣机、空调、冰箱等领域的材料解决 方案。总结而言,王立满认为,要提升家电竞争力,材料的应 用趋势主要在六点:外观色彩更加亮丽和环保、安全模块指标 持续提升、轻量化由汽车过渡到家电、健康模块的市场需求、 低成本是永恒主题、节能低碳材料。
消费升级,厨房小家电材料如何变化?
过去,消费者购买东西主要基于产品本身的价值,而随着消费升级,人们也愈发注重产品的附加值。除了关注产品本身的功能和品质,消费者愿意花更多的钱,换取产品的更多附加价值(如体验、氛围、品牌、便利性)。
而在此趋势下,厨房小家电也迎来变革。九阳股份有限公司总工办主管材料工程师张国伟先生从消费升级出发,谈到了我国小家电的发展从低端走向高端品质化的发展历程。他表示, 当今中国的消费者在厨房小家电的选择上,越来越倾向于选择健康、便捷易用、环保节能、舒适愉悦、智能物联以及包含人性化、时尚化工业设计的小家电产品。
随着消费者对产品要求的提升,对产品材料的要求自然而也提高了:安全放心的食品接触材料、过程可视化的透明材料、 有利于清洗保养的轻材料、可经受极端环境的耐热阻燃材料、 材质及材料加工中能够尽量减少污染物的材料以及降噪、无异味的材料等,受到市场欢迎。
在小家电产品中,安全问题可谓重中之重,张国伟全面介绍了食品接触材料 (FCM) 安全标准体系,并对 FCM 标准安全技术要求等进行说明。不过,据他介绍,当下 FCM 材料需求还存在问题:尽管标准已清晰规定,但供应链对标准认识不足, 源头控制存在不足。对此,张国伟对 FCM 材料需求要点进行 说明:符合 GB 4806.7 对树脂和添加剂正面清单要求;能提供 食品安全符合性声明;能结合 GB 31604 食品模拟物提供安全 使用条件(报告为依据);生产过程符合 GB 31603;性能符 合配件基本要求的塑料材料。例如 POM 100P、POM 500P、 M90、PPO 材料及其它食品接触改性塑料。此外,张国伟还对阻燃材料和免喷涂材料在小家电中的应用及需求进行介绍。
除以上分享,上海家电行业协会专家委员会主任孙中敏先 生、In Mind Cloud Pte Ltd 高级项目顾问文一先生、锦湖日丽塑可丽事业部部长周雷刚先生、路博润公司 TPU 应用开发工程 师杨小青先生、戴尔笔记本 CMF 总监 Carol Tian 先生、灿浦设计咨询创始人邢国达先生、公牛集团材料工艺技术研究所所长何洋先生分别就“智能家电 / 消费电子行业发展趋势及塑料应用”、“制造业销售数字化”、“家电创新材料解决方案应 用与研究”、“路博润 Estane TPU 在消费性电子产品的应用”、 “笔记本电脑机壳材料轻量化发展方向”、“‘设计界的新旧动能转换’——CMF 当今的地位”、“PC 制件喷涂应力开裂因素与改善措施分析”的议题作出分享。
包装会场
塑料可循环和绿色包装趋势下的转型革命
进入 2019 年,塑料回收问题愈发引人重视,在全球倡导 循环经济的趋势下,各大企业纷纷作出反应。今年 1 月,巴斯夫、 科莱恩、科思创、陶氏化学、帝斯曼等近 30 家跨国企业成立终 结塑料垃圾的全球联盟——The Alliance to End Plastic Waste (AEPW),目标在未来五年内投入 15 亿美元帮助终结环境中 存在的塑料垃圾。绿色包装、塑料可循环等被大力提倡。
塑料包装物循环再利用现状和解决方案
中国禁废推动了 2018 年全球塑料循环产业的演变。中国合 成树脂协会塑料循环利用分会副秘书长王韧先生从欧洲、美国、 日本、中国等国家在塑料包装物可循环再利用方面的现状和对 策出发,分享了自己的心得。
谈到中国在“禁塑”过程中的一些做法和面临的问题,王 韧说:“中国塑料循环产业已经发展了很多年,但此前,没有 专注帮助国内解决塑料垃圾污染问题,反而引发了许多问题。 2017 年年底的禁废是一个重要节点,由于该政策的出台,中国 塑料循环产业经历巨变,一部分企业被迫退出了市场,一部分 企业出走东南亚和其他一些国家,而更多的企业开始寻找国内 资源,处理国内塑料垃圾。在政策层面,产业内还没有可以促 成塑料行业循环体系形成的政策,欧洲的经验告诉我们,该政 策的出台很可能需要中央政府的引导,多个部委的协同配合, 以及其他利益相关方共同努力和沟通的结果。
王韧表示,概括中国塑料包装处理现状,针对部分硬质塑 料包装自成回收体系;垃圾分类效果甚微,导致塑料包装回收 物污染多、价值低;填埋和焚烧是目前塑料包装的主要处理方式。 而在 2013 至 2017 年间,超过 50% 的快递包装增长率也给环 境问题带来巨大压力。
外卖和快递行业的高速发展,导致中国塑料污染愈加严重。 王韧指出:“对过度包装没有约束机制,社会急需解决方案。 减量、禁行和循环都需要考虑,针对不同问题采取不同的方案, 这些都需要大决心才能解决,需要政府、消费者、生产企业、 流通渠道和宣传媒体的共同努力,缺一不可。”此外,从再生 塑料利用的层面来讲,王韧认为:“目前,市场在这块还没有 稳定的需求。但是,欧洲的循环经济大潮已经逐渐对中国产生 影响。在这一背景下,很多国内企业开始与欧美品牌企业合作, 为他们的产品生产提供再生塑料,因此,国内对再生塑料的市 场需求是增长的,而且未来更为可期。”
对于我国目前塑料循环发展情况,王韧表示,行业正处于 变革阶段,国内政策完善需要时日和思考过程。目前由于我国 还没有成系统的分类回收规则,塑料循环只能在低位徘徊,所 幸国家正积极推进分类回收。此外,80% 的塑料循环问题与设 计端相关,从源头开始将循环纳入思考范畴,可以极大促进循 环产业发展。现阶段很多国际品牌作出全球承诺,引发中国循 环产业变化,国际石化巨头纷纷开发塑料循环再生业务,但目 前国内品牌和石化企业还未将塑料包装循环战略提上重要日程。 塑料循环企业经营挣扎,需多方寻求突破。
当前塑料包装循环工作方向在于:促进循环产业有序健康 发展,提升 PCR 塑料质量,开展塑料包装可循环指数评估,扩 大再生塑料应用市场。
环保友好材料在日化和食品饮料包装上的应用
近年来,由于塑料包装导致的环境污染问题愈发严重,世 界各地一致强调要保护环境、减少污染,包装行业开始趋向于 环保、绿色。食品包装按材料来分有金属、塑料、玻璃等,按 包装方式分忧瓶装、封口、贴标等。目前的日化和食品饮料行 业已有不少生产企业、科学团队研制出创新环保包装材料及容 器,推进绿色包装趋势的发展。然而,在演讲一开始,达能(中 国)食品饮料有限公司包装经理朱菁先生就为“环保”概念纠正了许多误区:使用帆布袋比塑料袋环保?垃圾分类就一定环 保?你知道微塑料污染吗?
朱菁从废弃材料、可降解材料、替代性重复使用材料、友 好性材料、行为 & 思想的决定性友好环保这五个角度出发,分 享了一些为大家所熟知的日化和食品饮料品牌在环保友好材料 方面的鲜活应用案例。
在废弃材料再利用方面,如大家熟知的戴尔跨界回收海洋 垃圾塑料,并将其循环利用制成包装盒;宝洁公司在马耳他海 洋会议 (Our Ocean Conference) 上宣布,正式推出仙女海洋瓶 (Fairy Ocean Plastic Bottle),其中 10% 来自海洋塑料,90% 来自消费后的再生塑料;阿迪也加入大公司抵制塑料的环保队 伍,计划在 2024 年之前将制造鞋服过程中用到的塑料全部替 换成再生聚酯。
在可降解材料上,使用如聚乳酸 (PLA)、聚丁二酸丁二醇 酯 (PBS)、聚己二酸丁二醇酯二醇 (PBAT) 和聚羟基脂肪酸酯 (PHA) 等生物降解塑料,也可有效解决塑料污染问题。如 2015 年 2015 年春季可口可乐展示的第一个使用 100% 对苯二甲酸 (PTA) 的生物塑料饮料瓶,再如利乐推出的全球首个获得最高 级别认证的无菌纸包装——采用生物质塑料、搭载 30 毫米轻巧 盖的 1 升装利乐峰无菌包装。
通过设计型友好以及小包装等形式,生产商们不断改进技 术,力求对环境产生更小的影响。朱菁在演讲中强调:“在日 化和食品饮料行业,从原料、印刷包装到生产的各个环节,都 要关注减少对生态环境的影响,不仅通过环保友好材料实现, 更需要同时实施闭环流程,将可回收性材料重新使用,实现资 源循环利用和生态环境的融合。”
包装行业绿色转型之路
“过去一年多来,中央环保督查、冬季错峰生产、限停产 等风波不断,绿色化发展已经成了包装行业不可逆转的趋势。” 包装行业如何在当前紧迫的形势下,实现可持续发展,这既是 挑战也是机遇。中国包装联合会副秘书长、中国贸促会包装行 业委员会常务副会长兼秘书长吴红军先生在演讲中对于包装行 业中绿色化之路该如何前行做了精彩阐述。
从软包装行业环保治理现状出发,吴红军揭示了存在的问 题与不足。通过借鉴如欧盟、星巴克、可口可乐、宝洁、麦当 劳等国际化企业和经济体的做法,吴红军将眼光转向中国,以 快递行业的绿色包装为切入点,从国家、社会、行业、企业层 面进行剖析,五大物流、快递、电商企业的绿色“匠心”体现 了企业在包装绿色化的决心。吴红军介绍了中国包装行业的“当 下”和“未来”,并配合实际案例和造成目前困局的原因分析, 指出绿色环保将成为企业的“必修课”。他认为:技术创新是 包装绿色化最大的推动力,但同时也应该建立面向消费者和企 业的激励机制。当前特殊时期企业应当主动转型,走绿色化、高质量发展之路。
面对当前国际经济形势和发展中面临的诸多困难,吴红军 说道:“一定要坚定信念,充满信心,在新旧动能交换(新动 能如电商包装、快递包装、食品饮料包装、农产品包装、军民 融合包装等大幅度增长)的特殊时期,不能被动等待,要主动 转型升级,走绿色高质量发展之路。绿色包装不仅是一个行业 问题,更是一个综合性社会问题。解决这个问题,推进包装绿 色化,有待政府、行业、企业、消费者共同参与,广泛支持, 形成强大合力,以快递绿色包装的治理为切入点,推动整个包 装产业实现绿色化高质量发展。”
包装智能化趋势
国际知名机构 Technavio 发布的一份报告称,预计全球智 能包装市场将以近 8% 的复合年增长率增长,到 2019 年市场规 模将超过 310 亿美元。智能包装正日益成为产品功能的延伸, 并成为集成各种创新技术手段的载体。
智能包装通过对包装材 料的更新换代升级、通过改造包装结构、通过整合被包装物信 息管理,实现被包装物的人性化及智能化的要求、目的或效能。 智能包装可划分为功能材料型智能包装、功能结构型 智 能 包 装 及 信 息 型 智 能 包 装 三 种 类 型。 壹 行 研(INNOVA Research)创始人、总经理厉俊先生分别介绍了以上几类智能 包装。如含有微生物保鲜指示、氧化指示、光敏、压敏、湿敏、 抗菌包装等,都属于功能材料型智能包装。许多智能包装技 术来自于材料和电子的创新,未来智能包装的应用场景将越 来越多。
此外,厉俊还特别介绍了 RFID 智能包装,其特点在于无 接触识别、信息可加密以及支持全程记录和追溯,应用前景广阔。 他表示,未来几年中国 RFID 市场将显著增长,而 RFID 的价格 将会持续下降,这会进一步促进基于 RFID 的智能包装市场的 发展。
除以上分享,中国商业联合会商贸物流分会副秘书长杨昊 鹏先生、联合利华研究中心包装经理马思文女士、百旺塑料设 备(苏州)有限公司华北区销售工程师马文智先生、美锴机械 贸易(上海)有限公司销售经理单张敬先生、摩丹卡勒多尼塑 料机械有限公司销售工程师潘健先生、上海海洋大学教授杨福 馨先生、普派 ( 苏州 ) 包装有限公司产品开发经理石玉和先生、 上海锦瑞祥食品有限公司(寿全斋旗下供应链企业)Ecolean 业务负责人林磊先生分别就“中国电商物流绿色包装技术现 状”、“如何让从包装设计透露出产品天然新鲜”、“面向智 能包装工厂的百旺原料处理系统”、“Maguire 混料机在包装 行业的应用”、“摩丹设备在包装行业案例分享”、“塑料技 术核心在抑菌,阻隔不是关键”、“超高压低温杀菌及其高阻 隔塑料容器”、“打造饮料轻量化环保包装”等议题进行精彩 分享。
医疗会场
如何抓住医疗器械市场的新机遇?
医疗器械产业伴随人类健康需求增长而不断发展,被誉为 朝阳产业,是全球发达国家竞相争夺的领域。截止至 2017 年我 国医疗器械市场总规模约为 4450 亿元,比 2016 年的 3700 亿 元增加了 750 亿元,增长率约为 20.27%。不过“蛋糕”虽大, “佼佼者”稀缺,除了拟上市的迈瑞医疗实现超百亿的年营收外, 其他已上市的国内医疗器械企业均距离这一大关还有不小的距 离。有业内人士透露,行业门槛高,集中度低,面临外资企业 的强大压力是国内医疗器械企业所面临的挑战。不过随着分级 诊疗等政策的逐步推进,未来市场潜力依然相当可观。
透皮聚合物微针系统——让给药变得轻松
“聚合物微针的应用非常广泛,目前主要的市场需求在无痛给药、微针美容和微针植发。”北京化工大学副教授庄俭女 士简明扼要地进入主题,介绍了聚合物微针的一些市场需求, 比如微针无痛给药,它结合了透皮贴给药和皮下注射给药的优 点,刚好穿透角质层,不会伤害真皮,具有无痛微创的特点, 这种给药方式有良好的控释给药或缓释给药效果、能够避免肝 首过代谢作用。还有女士都比较感兴趣的微针美容,庄俭表示, 微针美容是一种很时尚的美容方法,利用微针滚轮上许多微小 的针头,刺激皮肤,在很短时间内微针可以打通微细管道,通 过刺激胶原蛋白的再生,达到美容的目的。
不过,目前市面上的微针主要为金属或硅材料微针滚轮。 金属微针经常接触体液或血液时可能会生锈,具有一定的感染 风险。硅材料质脆且不是生物相容性材料,如果折在皮肤里, 容易引起过敏等症状。而聚合物微针具有良好的生物相容性、 生物可降解性、低毒性、低加工成本以及足够的强度。聚合物 微针较之金属或者硅的材质,更适用于微针在医学领域的应用。
据庄俭介绍,现阶段国内外有很多关于微针的研究,但大 多停留在实验室的研发阶段,生产效率太低;通过完善微针生 产工艺、缩短微针的成型周期,为聚合物微针进入批量化生产做准备。目前,聚合物微针没有推向市场的主要限制是微针的 批量化生产,只要提高微针的成型效率,就可以使聚合物微针 产业化填补市场的空缺。
现在国外微针主要研发方向在疫苗和胰岛素两大方面,而 国内也有部分企业已经有单晶硅微针和高分子微针的研发生产, 但为数不多。庄俭所在的北京化工大学课题组目前正在研究紫 外压印微针和生物相容性可溶微针两种类型的产品,演讲中她 还进一步展开了不同工艺的介绍和测试分析。
生物医用材料生物学评价进展
“为什么要进行医疗器械生物学评价?”演讲之初,北京大学前沿交叉学科研究院、生物医用材料与组织工程中心主任奚廷斐先生便给了我们答案:因为医疗器械与人体接触、介入或植入体内后会与人体发生一个非常复杂的反应过程:组织反应、血液、免疫反应以及这三种反应所引起的全身反应。他以 一张生物材料与机体相互作用示意图的方式,简单明了地说明了这一问题。
奚廷斐表示,随着 ISO 10993-1:2018 的发布,生物学评价再次成为了业内讨论的热点,特别是大家所熟知的生物学评价试验附录 A 的整体更新,以及附录 B 生物风险管理整体引 入 ISO TR 15499 的更新等,将对医疗器械生产商、注册人及各检验机构产生结构性的影响。ISO10993-1:2018 取代了 ISO 10993-1:2009,后者随之失效。新版标准共计 41 页,相比上一版的 21 页,文字内容上有不小的增幅。
新标准引入了物理 / 化学信息 physical/chemical information 的新概念,优先度排在所有生物学评价试验的前面,在流程图中写入物理 / 化学信息,并为随后的其它生物学评价试验提供了产品信息依据。此外,他还说道,新版标准新增的试验项目主要参考了 FDA 关于 ISO 10993-1 使用指南 2016 版附件 A 的内容,对于参考 ISO 10993-1 附录 A 的医疗器械生产商来说是一个不小的挑战,特别是诸如慢毒、致癌性等长期 测试项目的加入。奚廷斐也对生物学评价试验和选择等作详细分享。
外科吻合器中高分子材料的应用
吻合器适用于消化道重建及脏器切除手术中的吻合口创建和残端或切口的关闭。常州健瑞宝医疗器械有限公司研发副总 吴惟民先生从国内外科吻合器市场的概况讲起,分析了行业目 前的状况及特点。他表示,外科吻合器类产品的市场潜在容量 在 80—120 亿 (RMB)/ 年。外科吻合器系列产品几乎都为一次 性使用,所以用塑料代替金属来降低成本,这些都对塑料的性 能提出特殊要求。各类零部件在吻合器中的作用不同,会有各 种特殊要求,例如硬度、自润滑、抗拉强度、冲击韧性、耐磨性、 超声波的焊接性能等要求,目前材料应用会体现在高温料上居 多,常用的高分子材料有,PC、PC+G/C、PA、PPA、LCP、 Ultem、PARA POM、TPU、TPE、PTFE 、PETG 等。
吴惟民进一步谈到高分子零部件验证确认的重要性、外科 吻合器的高分子材料零部件案例、外科吻合器的风险管理等。 其中提到,外科吻合器高分子材料的应用原则及特点在于:外 科吻合器的灭菌方式(EO,Radial)确定及有效期;零部件的 外观要求高(硅胶垫、无流纹、不反光等);外科吻合器的很 多零部件多为受力零件,有较高的机械性能要求(抗拉、抗弯、 抗疲劳、耐磨、硬度等);有些零部件有尺寸精度要求,有位置、 形状及公差配合要求(GB/T4486-2008 不适合);零部件对颜 色有要求;吻合器零部件的连接,目前装配以超声波焊接为主, 等等。
此外,他还对外科吻合器的高分子材料零部件案例、超声 波焊接与高分子材料的选用及外科吻合器的风险管理等进行分析说明。
医疗器械注册人制度新规与质量控制
武汉致众科技股份有限公司技术法规经理李道成先生从我 国医疗器械监管法规体系说起,转而介绍到医疗器械法规监管 历程。在 2000 年,我国首次发布器械监管法规,中间走过医疗 器械政策法规年、医疗器械 GMP、GCP 时代,再到 2017 年, 条例修订,注册持有人制度开始试点。他重点介绍了医疗器械 注册人制度:是指符合条件的医疗器械注册申请人可以单独申 请医疗器械注册证,然后委托给有资质和生产能力的生产企业 (以下简称受托生产企业)生产,从而实现医疗器械产品注册 和生产许可主体的可分离。
注册人制度是现行医疗器械法规背景下的上市许可持有人制度。到 2019 年,注册持有人制度试点已在上海、广东、天津 和北京四座城市实施。李道成对医疗器械注册人制度进行了详细阐述,并就其流程、要点、分工、责任等加以说明。他表示, 要符合医疗器械注册申请人条件需具备三点:一是配备专职的法规事务、质量管理、上市后事务等相关人员,以上人员应具有相应的专业背景和工作经验,并不得相互兼职;二是具备医疗器械全生命周期管理能力,有对质量管理体系进行评估、审核和监督的人员条件;三是具备承担医疗器械质量安全责任的能力,确保提交的研究资料和临床试验数据真实、完整、可追溯。
除以上分享,聚民生物研发部经理丁友江先生、瓦克化学 (中国)有限公司高级技术经理邓超先生、百旺塑料设备(苏州) 有限公司销售总监杨军先生、BSI(英国标准协会)医疗业务总监计利方先生、河南驼人医疗器械集团有限公司研究院院长崔景强先生、山东大学轻纺医用材料研究所所长曹成波先生、上 海市增材制造协会副秘书长姜闻博先生分别就“塑料在医疗行 业应用涉及的相关标准及重点要求”、“瓦克硅橡胶在医疗行 业的应用”、“百旺医疗应用技术创新与案例分享”、“欧盟 MDR 法规及全球法规注册对比”、“从市场角度进行生物材料”、 “中国医用橡塑植介入器械研发现状及展望”、“3D 打印临床 转化应用与新材料”等议题进行精彩演讲。
最后,本刊代表荣格工业传媒感谢以下单位对本次大会的大力支持,主要包括上海市塑料工程技术学会、上海市松 江区投资促进服务中心、上海塑料行业协会、全国卫生产业 企业管理协会转化医学产业分会、上海家电行业协会、先进成型技术学会。此外,42 家来自全国各地的供应商也是本次大会顺利召开的功臣,他们是百旺、酷捷、兰蒂奇、吉玛泰克、In Mind Cloud、摩丹、优傲机器人、新科益、瓦克化 学、允圣贸易、卡尔蔡司、美锴、泰瑞机器、三卓韩一、正合、 富强鑫、锦湖日丽、台达、塑源、力劲集团、裕克施乐、海 天国际、伊诺艾克斯中国、井村塑料、威材、纳弗、格莱富、 天津莱沃、日之升、恬迅、尼嘉斯 、北京柯灵、前程包装、 肯天、占瑞、塑格、德信昌、广源化工、瑞蒙科技、江苏维 达机械、泰德激光、科乃而、必能信、麦多科等。
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