© 2017 Sorpol Ltd.

מגמות וחידושים בענף יריעות הניילון העולמי

February 14, 2017

 עוד יישום לפוליאמיד- גרבוני ניילון

 

אחד ממנועי הצמיחה המובילים את תחום יריעות הניילון העולמי הוא ענף האריזה הגמישה. יריעות ניילון מהוות כ-10% מהיישומים לשרפי הפוליאמיד בעולם כיום, כאשר למעלה מ-90% מאותן יריעות משמשות ביישומי אריזה גמישה. ענף האריזה הגמישה האירופאי מעבד למעלה מ-3.8 מיליון טון של חומרי גלם בשנה, מתוכם כ-130,000 טונות של ניילון שמהווים כ-5% מהענף ומשמשים במערכות חד ורב-שכבתיות שכוללות פוליאמיד נקי, שילוב בקו-אקסטרוזיה עם EVOH וניילון במשיכה דו-צירית (BOPA = Bi Oriented PolyAmide).

המוצרים שזקוקים לתכונות הייחודיות של יריעות הניילון לאריזה גמישה

 

אלה כוללים דברי מתיקה, בשרים טריים ומעובדים של בקר ועופות וכן דגים ופירות-ים, מוצרי חלב, קפה טחון ופולי קפה, מוצרי מזון טריים וגלידה, חטיפים, צנימים ואגוזים, מזון מיובש ודגני בוקר, לחם, עוגות וביסקוויטים, פירות וירקות טריים, סיגריות וצומרי טבק אחרים, מוצרים רפואיים ותרופות, מוצרי היגיינה וקוסמטיקה, מזון בע"ח ןאחרים.

כדי לקבל מושג יותר פרטני על הלך המחשבה של הלקוחות בבואם לבחור את סוג היריעה המיטבי למוצר שלהם, להלן ניתוח השוואתי של יריעות לאריזה גמישה במשיכה דו-צירית מניילון, PET ופוליפרופילן שבוצע בסוף 2011 באירופה :

אלא שניתוח מושכל של הליך בחירה של יריעה מיטבית לאריזת מוצר אסור שיהיה פשטני עד כדי כך. וכדאי לעבור על מגוון השיקולים שמערך ייצור של מוצר רגיש חייב לקחת בחשבון כשהוא בוחר את סוג האריזה הגמישה שתמקסם את הערך שלו. ראשית, מהן הסיבות שבגללן אנחנו אורזים מוצר? הגנה והארכת חיי מדף; מניעת פיזור התכולה ומזעור רמת הפחת; שיווק ומידע ללקוחות; יכולת מעקב; נוחות; מניעת\יצירת עדות למקרי מגע בלתי רצויים (tamper evidence).

 

 

המהלך המחשבתי של בחירת אריזה גמישה המשלבת יריעת ניילון

 

המהלך מתחיל בשלוש שאלות מרכזיות ושלושה שלבים בכל הנוגע להחלטה כיצד לשווק את המוצר -   

  1. האם המוצר ישווק באריזה או בתפזורת? כאן נכנסים שיקולים כמו:

    1.  האם ניתן לחסוך בכמות האריזה?

    2. האם המוצר זקוק להגנה?

    3. האם הוא נמכר בערוץ שיווק קמעונאי?

  2.  האם האריזה המיטבית תהייה קשיחה או גמישה? כאן מתמקדים בשאלות כגון:

    1. האם ניתן לצמצם את משקל האריזה על ידי בחירה באריזה גמישה?

    2. האם האריזה מתאימה לאופן שבו אנחנו רוצים להציג ולשווק את המוצר?

    3. מהי רמת ההגנה שלה זקוק המוצר?

  3. לבסוף, האם לשלב יריעת ניילון או לא? 

    1. מהי רמת החסם לחמצן שאנחנו מחפשים?

    2. מהי העמידות הדרושה לחירור וקריעה (puncture resistance)?

    3. מהן עלויות האריזה שהמוצר יכול לשאת?

 

כבר ראינו שליריעות ניילון יש כמה תכונות שמייחדות אותן בכל הנוגע לאריזה גמישה והופכות אותן למתאימות במיוחד לשורה של יישומים. להלן שיכום של כמה מהתכונות הללו:

 

נושאים שיש לקחת בחשבון כשניגשים לשיחול של יריעות ניילון

 

גם כאשר ניגשים למלאכה המורכבת של שיחול יריעת ניילון, ישנן שלוש שאלות מרכזיות (כן, שוב שלוש...) שיש לקחת בחשבון:

  1. בחירת שרף הפוליאמיד הנכון – השיקולים העיקריים שינחו את בחירתו של שרף הפוליאמיד המיטבי כוללים: 

    1. התכונות הנדרשות מהיריעה – כלומר עמידות תרמית, עובי, תרמופורמביליות (עיצוב משיכה בחום) וכד'.

    2. שיטת שיחול היריעה – בניפוח, בקאסט וכו'

    3. בשיחול של יריעות בקו-אקסטרוזיה – יש לקחת בחשבון את הצמיגות של הפולימרים האחרים המעורבים כגון פוליאתילן וכד'.

  2. רמת הספיחה של הלחות – הפוליאמיד סופח לחות מהאטמוספירה במשך הזמן. המים שנסחפים אל השרף מגיבים כמו פלסטיסייזר ומשדרגים בצורה קיצונית את התכונות המכאניות של היריעה (לפעמים מדובר בשדרוג רצוי ולעיתים מדובר בשדרוג שפוגם משמעותית ביריעה). התכונות המכאניות שיש לקחת בחשבון הן:

    1. גמישות היריעה

    2. התארכות בשבר (elongation at break)

    3. עמידות לחירור (puncture resistance)

    4. עמידות בהולם (impact strength)

    5. תרמופורמאביליות (thermoformability)

  3. שיחול בקו-אקסטרוזיה של יריעות רב-שכבתיות מאפשר להקטין את כמות השרף תוך התגברות על החסרונות המובנים של הפוליאמיד – מה שהופך את השיחול בניפוח בקו-אקסטרוזיה 9 שכבתית למעניין כל כך הוא השימוש החסכוני שלה כל כך בניילון:

    1. יריעות תשע שכבתיות מפצלות יריעת חסם עבה אחת מניילון לכמה יריעות דקיקות שמעניקות לאריזה רמה גבוהה יותר של חסם תוך שימוש בפחות ניילון.

    2. לא רק רק החסם משתפרת אלא גם התרמופורמאביליות של היריעה – היכולת לעצב את צורתה במשיכה בחום מבלי לפגוע ברמת החסם – בעיקר בפינות של המוצר הסופי.

    3. יריעה תשע שכבתית מונעת סיכוי להסדקות תחת לחץ (stress cracking) ומפחיתה משמעותית את ה'תלתול' – רמת ההתקפלות כלפי פנים (curling) של היריעה.

 

מהן התכונות שמאפיינות את שרפי הניילון המשמשים בייצור יריעות?

 

הניילון 6 מתאפיין בהיותו זול יחסית, נוח לעיבוד, עמיד בפני חירור, חזק, עמיד בפני טמפ' גבוהות, בעל טמפ' היתך של 220 מעלות.

לניילון 6.6 יש יציבות תרמית גבוהה יותר שמצמצמת תופעות של זליגה (sagging) בבישול או סטריליזציה של התכולה.  תכונה נוספת של הניילון 6.6 היא היציבות המבנית הגלילית (cylindrical) שמאפשרת שליטה טובה יותר על התכולה (כמו במקרה של אריזת נקניקים רחבי קוטר). לניילון 6.6 טמפ' היתך של 260 מעלות.  

לקו-פוליאמיד 6/6.6 יש עמידות תרמית אפילו גבוהה יותר, הוא מתאפיין ביציבות גבוהה בתהליך השיחול, יש לו מאפייני התכווצות (shrink) טובים יותר וטמפ' היתך שנעה בין 190 ל-195 מעלות.

לאחרונה התווסף למועדון שרפי הפוליאמיד הוותיקים שרף חדש:

הטר-פוליאמיד 6/6.6/12 – פיתוח ייחודי של חברת Ube  היפנית – שרף שמשלב עמידות חסרת תקדים בפני חירור (שמאפשר לארוז איתו נתחים עצומים של בשר עם עצמות חדות ובולטות מבלי לחשוש מקרע במהלך הלוגיסטי), תרמופורמאביליות יוצאת דופן, יחס ניפוח (blow-up ratio) גבוהה יותר, תכונות הצמדות משופרות, רך יותר ונוח יותר למשיכה מיריעות PA6 עם רמת שקיפות גבוהה יותר.

שרפי PA עם רמה נמוכה של אוליגומרים – של חברת DSM – שמצמצמים את הזיהום מאידוי הקאפרולאקטאם בתהליך משיכה דו-צירית לייצור BOPA.

 

מה הם המאפיינים הכמותיים של השוק העולמי ליריעות ניילון?    

 

פילוח כמותי של השימוש בשרפי ניילון על ידי שוק יריעות הניילון חייב להתייחס לשלושה (נכון, שוב שלושה...) היבטים מהותיים: ניתן לייצר יריעות של PA ויריעות של CoEx PA על אותם קווים (כלומר על ידי אותם לקוחות לשרפי הניילון); הלקוחות שצורכים את הכמויות הגדולות ביותר מתאפיינים במקרים רבים באינטגרציה אנכית – במקרים מסויימים הם מייצרים גם את חומרי הזינה, גם את השרף וגם את היריעה; מרבית הצריכה העולמית מתרחשת כיום באסיה – סין, יפן וקוריאה.  

כמה מילים על השרשרת הערכית של ייצור הניילון:

 

מהם חומרי הזינה המשמשים לייצור פוליאמיד?

 

כאשר מבצעים ניתוח פשטני של מרכיבי התמחור שמשפיעים על הניילון לוקחים לרוב בחשבון שלושה (ולא בפעם האחרונה!) מרכיבים: ביקוש, היצע וזמינות חומרי זינה. חומרי הזינה העיקריים לייצור ניילון הם בנזן, פרופילן, אמוניה ובוטאדיאן.

 

הבנזן יקר, אבל לא רווחי במיוחד עבור בתי הזיקוק; האמוניה יקרה ורווחית מאד; הפרופילן הוא תוצר לוואי של זיקוק נפט והזמינות שלו תלויה אף היא ברווחיות של בתי הזיקוק מתזקיקים שונים; הבוטאדיאן תלוי בביקוש העולמי לגומי ובעיקר לצמיגים.

סך הביקוש העולמי לניילון PA6 הגיע ב-2011 ל-4.3 מיליון טונות – שיא של שבעים שנות ייצור. בין השנים 2000 ל-2010 גדל הביקוש השנתי הסיני לניילון 6 ב-1.3 מיליון טונות שמשקפים שיעור צמיחה שנתי מורכב של  11%. באפריל 2011 נסק מחיר הניילון באסיה לשיא היסטורי של 3,975 דולר לטונה כשהממוצע השנתי ב-2011 עמד על 3,535 דולר לטונה – עליית מחיר של 26% בהשוואה לשנה הקודמת.

 

נפלאות ייצור הקאפרולאקטאם

 

ההפרש בין חומר הזינה בנזן לקאפרולאקטאם (CPL/BZ) הגיע אף הוא לשיא של 2,408 דולר לטונה באפריל 2011 וקבע ממוצע שנתי של 2,210 דולר לטונה, תוך שהוא משקף עלייה של 37% לעומת השנה הקודמת. רק כדי לקבל מושג על המשמעויות ליצרני חומרי הזינה - עבור יצרן קאפרולאקטאם עם כושר ייצור שנתי של 100,000 טונות למשל, מדובר בתוספת הכנסה שנתית של 80 מיליון דולר! ההערכה היא שעלות ייצור קאפרולאקטאם ב-2011 עמדה על 1,939 דולר בממוצע – במילים אחרות, במונחי רמות מחיר אסייאתיות, מדובר ברווח גולמי של 1,596 דולר בממוצע – או 45% שמשקפים החזר השקעה על מתקן לייצור קאפרולאקטאם תוך 3 שנים. 

 

לסיכום נושא הגורמים המשפיעים על מחיר הניילון כדאי לומר שכאשר מנסים לעקוב אחר הגורמים המשפיעים על מחירי הניילון מתחשבים במגמת הצמיחה המובנית של השרף; ביכולת להחליף סיבי ניילון בסיבי כותנה ו\או סיבי פוליאסטר; ובשינויים הדמוגרפיים בעולם בדגש על ענפי הרכב והטקסטיל בסין ובהודו.  

 

הקו השבע-שכבתי הגדול בעולם מרחיב את היכולות לייצור יריעות חסם גם לחקלאות ולתעשייה

 

באוגוסט 2011 דיווחו חברת Raven Industries וחברת Davis-Standard על תחילת ייצור של הקו השבע-שכבתי לניפוח יריעות הגדול בעולם. מדובר במערכת שתייצר את יריעות החסם (תוך שילוב של EVOH וניילון) העבות והרחבות ביותר בתעשייה העולמית. מדובר ביכולת להגיע לקוטר יריעה של 9.7 מטרים עם עובי של עד 2 מ"מ תוך אפשרות לשינויים בטקסטורת פני שטח.

 

 

לסיכום

 

יצרני הניילון משקיעים הרבה מאמצים בתמיכה ופיתוח של יישומי אריזה גמישה משום שאפשרויות הצמיחה מתרחבות מעבר לצמיחה בתוצר הגולמי העולמי ואף נראה כי הן חסינות למיתון הכלכלי העולמי. ליצרני הקו-פוליאמיד לעומתם יש שוק יעד מצומצם ויוקרתי יותר שמתאפיין בצמיחה איטית בהרבה. שילוב של יריעות ניילון בטכנולוגיות ייצור שונות – קאסט, ניפוח יריעה משיכה דו-צירית וקו-אקסטרוזיה – מאפשר ללקוח לבדל את המוצר שלו  ולהעניק לו ערך מוסף אלא שמדובר בהרבה עבודה קשה של שיווק יצירתי ושיתוף פעולה עם יצרני מזון שמוכנים להשקיע במערכות אריזה והלחמה חדשניות. יצרני יריעות הניילון נמצאים כיום בצומת דרכים שאיננה פשוטה – התחרות התרחבה הן בתוך הענף מצד ירצני יריעות ניילון והן מחוצה לו מצד יצרני יריעות חלופיות כגון BOPET וכד'. חלק מהיצרנים הצליחו לשדרג את השרשרת הערכית באמצעות אינטרגציה אנכית או רכישות של מתחרים. מתח הרווחים נמצא תחת לחץ מתמיד על רקע הזינוק במחירי חומרי הזינה, כשבראשם הנפט הגולמי. ובמקביל כל הלחצים הללו הם נמצאים במרוץ מתמיד אחר היריעה החדשנית הבאה שתיתן ערך מוסף ללקוחות ותבדל אותם מהמתחרים.

כאן המקום שבו יצרני השרף יכולים וחייבים לסייע ליצרני היריעות לקדם את הענף בכל הנוגע ליתרונות המובנים של הפוליאמיד: לשפר את השקיפות, לשדרג את העמידות ללחות (חסם וספיחה) להעניק ליריעה ביצועים מכאניים משופרים באקסטרוזיה, הדפסה ולמינציה, להמשיך ולשפר את החסם לחמצן. ולבסוף, לעשות מאמץ כביר להוריד את מחיר השרף.

 

 

Share on Facebook
Share on Twitter
Please reload

כתבות נבחרות 

שיטות בדיקה והיבטים אחרים של בקבוקי אקונומיקה והיסדקות תחת לחץ

March 15, 2017

1/10
Please reload

כתבות אחרונות