把脉金属包装的未来
文/何晓刚，张正长、廖时龙 深圳市大满包装有限公司
在四大包材中，金属包装扮演了极其重要的角色，在社会生活中地位日隆。凭借印刷精美、坚固耐用、开启方便，以及胜过纸包装、塑料包装的密封性能，金属包装在食品饮料行业具有十分重要、不可替代的作用。
据世界包装工业协会统计，目前在中国、日本和欧洲，金属包装的使用量在包装材料总量中的占比排在第三，落后于纸包装和塑料包装；在美国，金属包装的用量占比已取代塑胶包装跃居第二，而纸包装依然安坐包装工业的头一把交椅。
两大因素让金属包装用量大幅增长
塑料垃圾被禁止出口至中国，让塑料包装的应用受到抑制。由于塑料大多不可降解，为进一步规范固体废物进口管理，防治环境污染，根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》、《固体废物进口管理办法》及有关法律法规，我国生态环境部、商务部、发改委、海关总署对现行《限制进口类可用作原料的固体废物目录》和《禁止进口固体废物目录》进行了调整，进一步明确规范了洋垃圾的具体内容，其中塑料废弃物是首批被规范的禁止进口物质。
据美国官方统计，2016年在美国向中国出口的洋垃圾中，仅塑料废弃物就超过140万t，纸类废弃物1320万t。由于中国对“洋垃圾”说不，欧美国家长期将废弃物出口到中国的做法得到控制，这将迫使上述国家对塑料包装的使用愈加谨慎。
图1 2016年美国出口到中国的固体废弃物
纸包装过度使用将损害自然资源，而金属包装不仅资源丰富，而且还可以无限循环再生利用。 由于纸包装的材料主要来源于森林，过度使用将会给自然资源造成巨大的损害，而金属材料不仅资源丰富，而且还可以无限次循环利用。由此可见，金属包装在未来将大有可为，使用量有望稳步增长。
根据国际制罐工业协会统计和预测，2014年全球年需求金属罐数量为3644亿只，交易金额为448.6亿美元，预计到2020年达到4300亿只，交易额为528.3亿美元，增长率为2.9%。
根据相关统计数据，在2006~2015年的10年间，金属罐使用量增长了106%，预计2020年将达到130亿美元，占全球总量的1/4。
金属罐的分类
目前，金属罐没有一个官方统一的规范和明确的分类方法。不过，我们仍然可以根据金属罐的用途、制造工艺的差异性，将之综合分类成二片饮料罐、三片饮料罐、三片食品罐、奶粉罐、气雾罐、钢桶、杂罐等七大类。
金属包装五大发展趋势概述
金属包装未来的发展趋势包括：金属包装减量化符合节能减排、绿色包装的行业发展基调；异形罐、特效印刷以及面向奶粉罐的塑胶盖创新等包装差异化手段可帮助品牌提升市场竞争力；消费者对简约包装设计的推崇，影响了包装装潢的要求；诸如“一罐一码”以及AR（Augmented Reality，增强现实）技术的应用让金属包装变得数字化。
金属包装减量化符合节能减排、绿色包装的行业发展基调
全球气候越来越恶劣，国际环境政策对金属包装提出了更高的要求，避免过度包装、节约资源，以及减少排放已成为未来包装工业的发展基调，金属包装减量化已是大势所趋。
金属包装减量化的四个实现途径 金属包装减量化有四个实现途径。一是通过提高机械加工工艺技术和改变包装结构，实现了“提高罐体强度，减少金属材料使用量”的目的。
二是通过饮料灌装工艺的革新来配合金属材料的减量化。在饮料罐的使用上，通过氮气置换替代高温杀菌，通过杀菌釜技术革新，采取动态反压杀菌，确保罐内外压差最小化。
三是材料基础。新材料，如DR材（二次冷轧镀锡板）和日本JFE钢铁公司研发的JATT材料的广泛应用，为减量化及罐型差异化提供了良好的材料基础。DR材强度好，在直接减薄材料厚度的同时还可确保罐体轴向和径向强度不被减弱。不过由于DR材加工性能差，在制罐过程中会导致翻边、滚筋、拉伸、缩颈等工艺更加困难。而JATT材料通过对金属分子结构的调整，有效提高了金属的加工性能，同时通过二次冷轧使之具有DR材料同等的强度，为金属罐的加工和异形化提供了更好的解决方案。
四是化学物减量使用。通过装潢图案的简约化设计，避免过度印刷。此外，UV印涂、水性涂料、覆膜铁等新工艺和新材料的应用，极大减少了化学物质的使用，降低了VOCs的排放。
包装差异化助品牌提升市场竞争力
异形罐 随着消费者审美观的改变，人们对于包装产品的外观愈加挑剔，让异型罐日益受到青睐。包装产品的制造商正在不断研究和设计新型结构和外观的金属包装，改变包装的单一性，以提高产品货架吸引力，提升品牌市场竞争力；特别是根据消费者的喜好，设计和制造出个性化特征明显的包装产品，大大吸引了具有不同个性特质和喜好的消费人群。
图2 随着消费者审美观的改变，人们对于包装产品的外观愈加挑剔，让异型罐日益受到青睐。
受标准罐产量化、制罐工艺和设备标准化、灌装设备和工艺标准化的限制，在过去近乎200年的时间内，食品饮料标准罐的结构和外形一直没有任何变化，让消费者对它产生了视觉疲劳。制罐工艺技术的日新月异，给金属罐的结构和外观差异化提供了更多的可能性。通过胀罐技术、缩颈技术、滚筋技术及金属表面冲压和滚压技术，制罐厂制造出结构差异化和外观多样化的异形罐，以下是市面上已经出现的一些结构及外观差异化的产品。
图3 在市面上已经出现的结构及外观差异化的产品中，包括腰鼓型奶粉罐、异形啤酒罐等。
特效印刷 印铁技术的发展为金属包装产品差异化提供了更多选择，诸如爆炸光油、哑光光油、镭射印刷工艺、温感油墨等技术已经在一些中高端的日用品包装、干果食品包装上得到了广泛使用。
爆炸光油 镭射印刷工艺 温感油墨 哑光光油
图4 包括爆炸光油、镭射印刷工艺、温感油墨、哑光光油在内的印铁技术的发展为金属包装产品差异化提供了更多选择。
塑胶盖成为奶粉罐差异化创新的组成部分 相对于饮料罐，金属奶粉罐具有其特殊性，如：使用寿命更长、附加值更高、二次密封的要求等。因此，借助于塑胶盖来提升包装产品的竞争力成为奶粉罐制造商及使用者在未来的一种有效手段。
凭借较子母盖开启更加方便的优势，铝箔易撕盖的使用率越来越高。但铝箔易撕盖不具备二次密封性，开启后极易使奶粉在使用过程中吸水受潮。通过设计和制造出具有良好密封性能的塑胶盖，可有效解决奶粉罐二次密封的问题。同时，加工性能的多样化让塑胶盖具有不断创新的潜力，大大提升了包装产品的差异化。总之，塑胶盖的创新已成为奶粉罐差异化创新的一部分。
消费观念的变化影响了包装装潢的要求
简约是一种既时尚又环保的包装设计。一方面，简约的图案设计符合当代年轻人的审美观，流畅简洁的线条，对比分明的颜色使得包装具有更高的档次感和艺术感。另一方面，简洁的印刷图案设计可以极大的简化印刷工艺，最大限度减少涂料、油墨等有化学物质的使用，从而减少了VOCs的排放，同时也降低了食品包装在生产过程中发生有害化学物质迁移的可能性，提升了包装的食品安全性，降低了制造成本。
以下为简约设计在二片罐上的经典应用案例。
图6 简约是一种既时尚又环保的包装设计。
金属包装的数字化
紧随纸包装之后，如今“一罐一码”在金属包装领域已变得随处可见。应用喷墨印刷设备在包装上喷印出独特、可变的数字二维码，且每一个二维码都是唯一的。二维码为包装物注入了新的生命力，它既可以让包装物成为唯一，又能赋予包装物多样性。具有唯一性的包装物通过扫描可变二维码实现了制造过程追溯、防止假冒、防止串货等功能，此外也能通过扫码换取积分和奖励。具有多样性特征的包装物甚至还可以通过二维码连接物联网，让包装物展现更加丰富的内涵，如：连接网站、广告宣传片、动画短片等。
图7 二维码为包装物注入了新的生命力，它既可以让包装物成为唯一，又能赋予包装物多样性。
鉴于喷墨“二维码”易受外界因素作用而损坏、失效，也易被恶意扫码，深圳市大满包装有限公司联合有关研发机构推出了“微码”技术。通过专利算法和层层加密，以及使用高清覆码技术，“二维码”的尺寸被缩至40µm；并可将无数的“微码”组成一个可见“二维码”，这样即便在绝大部分受损的情况下，这个可见“二维码”依然可以通过扫码来获取数据。此外，为了不影响印刷图案的效果，“微码“还可以通过隐形印刷技术被印刷在罐体的特定区域，然后使用特定的扫码设备读取“隐形二维码”，这样极大提升了“防串货”的有效性。
图8 在微码技术中，“二维码”的尺寸被缩至40µm，并可将无数的“微码”组成一个可见“二维码”，这样即便在绝大部分受损的情况下，这个可见“二维码”依然可以通过扫码来获取数据。
AR技术的应用是一种实时计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，以便在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。消费者通过使用手机照相机对特定图案进行拍照，瞬刻之间便可让图案立即活动起来并呈现在面前，同时还可将特定的场景展现在眼前，就如同在现实生活中一样，极大提高了金属包装物的科技感和艺术性。
结语
以上总结了当前金属包装所面临的问题以及发展趋势。特别是在互联网时代，我们不得不重新审视过去近200年以来一直不变的金属包装。它已经不再是一个简单的包装物，而是正在被赋予新的使命。它可以是信息的媒介，也可以集广告、娱乐、知识于一体。
