把脈金屬包裝的未來
文/何曉剛，張正長、廖時龍
深圳市大滿包裝有限公司
在四大包材中，金屬包裝扮演了極其重要的角色，在社會生活中地位日隆。憑藉印刷精美、堅固耐用、開啟方便，以及勝過紙包裝、塑料包裝的密封性能，金屬包裝在食品飲料行業具有十分重要、不可替代的作用。
據世界包裝工業協會統計，目前在中國、日本和歐洲，金屬包裝的使用量在包裝材料總量中的佔比排在第三，落後於紙包裝和塑料包裝；在美國，金屬包裝的用量佔比已取代塑膠包裝躍居第二，而紙包裝依然安坐包裝工業的頭一把交椅。
兩大因素讓金屬包裝用量大幅增長
塑料垃圾被禁止出口至中國，讓塑料包裝的應用受到抑制。由於塑料大多不可降解，為進一步規範固體廢物進口管理，防治環境污染，根據《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》、《固體廢物進口管理辦法》及有關法律法規，我國生態環境部、商務部、發改委、海關總署對現行《限制進口類可用作原料的固體廢物目錄》和《禁止進口固體廢物目錄》進行了調整，進一步明確規範了洋垃圾的具體內容，其中塑料廢棄物是首批被規範的禁止進口物質。
據美國官方統計，2016年在美國向中國出口的洋垃圾中，僅塑料廢棄物就超過140萬t，紙類廢棄物1320萬t。由於中國對「洋垃圾」說不，歐美國家長期將廢棄物出口到中國的做法得到控制，這將迫使上述國家對塑料包裝的使用愈加謹慎。
圖1 2016年美國出口到中國的固體廢物
紙包裝過度使用將損害自然資源，而金屬包裝不僅資源豐富，而且還可以無限循環再生利用。由於紙包裝的材料主要來源於森林，過度使用將會給自然資源造成巨大的損害，而金屬材料不僅資源豐富，而且還可以無限次循環利用。由此可見，金屬包裝在未來將大有可為，使用量有望穩步增長。
根據國際制罐工業協會統計和預測，2014年全球年需求金屬罐數量為3644億隻，交易金額為448.6億美元，預計到2020年達到4300億隻，交易額為528.3億美元，增長率為2.9%。
根據相關統計數據，在2006~2015年的10年間，金屬罐使用量增長了106%，預計2020年將達到130億美元，佔全球總量的1/4。
金屬罐的分類
目前，金屬罐沒有一個官方統一的規範和明確的分類方法。不過，我們仍然可以根據金屬罐的用途、製造工藝的差異性，將之綜合分類成二片飲料罐、三片飲料罐、三片食品罐、奶粉罐、氣霧罐、鋼桶、雜罐等七大類。
金屬包裝五大發展趨勢概述
金屬包裝未來的發展趨勢包括：金屬包裝減量化符合節能減排、綠色包裝的行業發展基調；異形罐、特效印刷以及面向奶粉罐的塑膠蓋創新等包裝差異化手段可幫助品牌提升市場競爭力；消費者對簡約包裝設計的推崇，影響了包裝裝潢的要求；諸如「一罐一碼」以及AR（Augmented Reality，增強現實）技術的應用讓金屬包裝變得數字化。
金屬包裝減量化符合節能減排、綠色包裝的行業發展基調
全球氣候越來越惡劣，國際環境政策對金屬包裝提出了更高的要求，避免過度包裝、節約資源，以及減少排放已成為未來包裝工業的發展基調，金屬包裝減量化已是大勢所趨。
金屬包裝減量化的四個實現途徑金屬包裝減量化有四個實現途徑。一是通過提高機械加工工藝技術和改變包裝結構，實現了「提高罐體強度，減少金屬材料使用量」的目的。
二是通過飲料灌裝工藝的革新來配合金屬材料的減量化。在飲料罐的使用上，通過氮氣置換替代高溫殺菌，通過殺菌釜技術革新，採取動態反壓殺菌，確保罐內外壓差最小化。
三是材料基礎。新材料，如DR材（二次冷軋鍍錫板）和日本JFE鋼鐵公司研發的JATT材料的廣泛應用，為減量化及罐型差異化提供了良好的材料基礎。DR材強度好，在直接減薄材料厚度的同時還可確保罐體軸向和徑向強度不被減弱。不過由於DR材加工性能差，在制罐過程中會導致翻邊、滾筋、拉伸、縮頸等工藝更加困難。而JATT材料通過對金屬分子結構的調整，有效提高了金屬的加工性能，同時通過二次冷軋使之具有DR材料同等的強度，為金屬罐的加工和異形化提供了更好的解決方案。
四是化學物減量使用。通過裝潢圖案的簡約化設計，避免過度印刷。此外，UV印塗、水性塗料、覆膜鐵等新工藝和新材料的應用，極大減少了化學物質的使用，降低了VOCs的排放。
包裝差異化助品牌提升市場競爭力
異形罐隨著消費者審美觀的改變，人們對於包裝產品的外觀愈加挑剔，讓異型罐日益受到青睞。包裝產品的製造商正在不斷研究和設計新型結構和外觀的金屬包裝，改變包裝的單一性，以提高產品貨架吸引力，提升品牌市場競爭力；特別是根據消費者的喜好，設計和製造出個性化特徵明顯的包裝產品，大大吸引了具有不同個性特質和喜好的消費人群。
圖2 隨著消費者審美觀的改變，人們對於包裝產品的外觀愈加挑剔，讓異型罐日益受到青睞。
受標準罐產量化、制罐工藝和設備標準化、灌裝設備和工藝標準化的限制，在過去近乎200年的時間內，食品飲料標準罐的結構和外形一直沒有任何變化，讓消費者對它產生了視覺疲勞。制罐工藝技術的日新月異，給金屬罐的結構和外觀差異化提供了更多的可能性。通過脹罐技術、縮頸技術、滾筋技術及金屬表面衝壓和滾壓技術，制罐廠製造出結構差異化和外觀多樣化的異形罐，以下是市面上已經出現的一些結構及外觀差異化的產品。
圖3 在市面上已經出現的結構及外觀差異化的產品中，包括腰鼓型奶粉罐、異形啤酒罐等。
特效印刷印鐵技術的發展為金屬包裝產品差異化提供了更多選擇，諸如爆炸光油、啞光光油、鐳射印刷工藝、溫感油墨等技術已經在一些中高端的日用品包裝、乾果食品包裝上得到了廣泛使用。
圖4 包括爆炸光油、鐳射印刷工藝、溫感油墨、啞光光油在內的印鐵技術的發展為金屬包裝產品差異化提供了更多選擇。
塑膠蓋成為奶粉罐差異化創新的組成部分相對於飲料罐，金屬奶粉罐具有其特殊性，如：使用壽命更長、附加值更高、二次密封的要求等。因此，藉助於塑膠蓋來提升包裝產品的競爭力成為奶粉罐製造商及使用者在未來的一種有效手段。
憑藉較子母蓋開啟更加方便的優勢，鋁箔易撕蓋的使用率越來越高。但鋁箔易撕蓋不具備二次密封性，開啟後極易使奶粉在使用過程中吸水受潮。通過設計和製造出具有良好密封性能的塑膠蓋，可有效解決奶粉罐二次密封的問題。同時，加工性能的多樣化讓塑膠蓋具有不斷創新的潛力，大大提升了包裝產品的差異化。總之，塑膠蓋的創新已成為奶粉罐差異化創新的一部分。
圖5 深圳大滿包裝有限公司為奶粉罐設計的系列膠蓋（已經申請專利）。
消費觀念的變化影響了包裝裝潢的要求
簡約是一種既時尚又環保的包裝設計。一方面，簡約的圖案設計符合當代年輕人的審美觀，流暢簡潔的線條，對比分明的顏色使得包裝具有更高的檔次感和藝術感。另一方面，簡潔的印刷圖案設計可以極大的簡化印刷工藝，最大限度減少塗料、油墨等有化學物質的使用，從而減少了VOCs的排放，同時也降低了食品包裝在生產過程中發生有害化學物質遷移的可能性，提升了包裝的食品安全性，降低了製造成本。
以下為簡約設計在二片罐上的經典應用案例。
圖6 簡約是一種既時尚又環保的包裝設計。
金屬包裝的數字化
緊隨紙包裝之後，如今「一罐一碼」在金屬包裝領域已變得隨處可見。應用噴墨印刷設備在包裝上噴印出獨特、可變的數字二維碼，且每一個二維碼都是唯一的。二維碼為包裝物注入了新的生命力，它既可以讓包裝物成為唯一，又能賦予包裝物多樣性。具有唯一性的包裝物通過掃描可變二維碼實現了製造過程追溯、防止假冒、防止串貨等功能，此外也能通過掃碼換取積分和獎勵。具有多樣性特徵的包裝物甚至還可以通過二維碼連接物聯網，讓包裝物展現更加豐富的內涵，如：連接網站、廣告宣傳片、動畫短片等。
圖7 二維碼為包裝物注入了新的生命力，它既可以讓包裝物成為唯一，又能賦予包裝物多樣性。
鑒於噴墨「二維碼」易受外界因素作用而損壞、失效，也易被惡意掃碼，深圳市大滿包裝有限公司聯合有關研發機構推出了「微碼」技術。通過專利演算法和層層加密，以及使用高清覆碼技術，「二維碼」的尺寸被縮至40μm；並可將無數的「微碼」組成一個可見「二維碼」，這樣即便在絕大部分受損的情況下，這個可見「二維碼」依然可以通過掃碼來獲取數據。此外，為了不影響印刷圖案的效果，「微碼「還可以通過隱形印刷技術被印刷在罐體的特定區域，然後使用特定的掃碼設備讀取「隱形二維碼」，這樣極大提升了「防串貨」的有效性。
圖8 在微碼技術中，「二維碼」的尺寸被縮至40μm，並可將無數的「微碼」組成一個可見「二維碼」，這樣即便在絕大部分受損的情況下，這個可見「二維碼」依然可以通過掃碼來獲取數據。
AR技術的應用是一種實時計算攝影機影像的位置及角度並加上相應圖像的技術，以便在屏幕上把虛擬世界套在現實世界並進行互動。消費者通過使用手機照相機對特定圖案進行拍照，瞬刻之間便可讓圖案立即活動起來並呈現在面前，同時還可將特定的場景展現在眼前，就如同在現實生活中一樣，極大提高了金屬包裝物的科技感和藝術性。
結語
以上總結了當前金屬包裝所面臨的問題以及發展趨勢。特別是在互聯網時代，我們不得不重新審視過去近200年以來一直不變的金屬包裝。它已經不再是一個簡單的包裝物，而是正在被賦予新的使命。它可以是信息的媒介，也可以集廣告、娛樂、知識於一體。
傳統包裝的概念正在被顛覆。
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