綠色包裝材料

綠色包裝材料1、包裝與環(huán)境關(guān)系2、綠色包裝材料的概念及內(nèi)涵3、綠色包裝材料的類型4、綠色包裝材料開發(fā)與設(shè)計原則1、包裝與環(huán)境概述

1.1包裝的功能物品為什么要包裝?從包裝的本身分析，包裝具有多種功能，但概括起來，主要的功能可歸納為3種：即保護功能、方便功能和促銷功能。a)、保護功能

保護是商品包裝的重要功能之一。商品從生產(chǎn)到消費之間，要經(jīng)歷運輸、保管、

裝卸、儲存、分發(fā)等環(huán)節(jié)。在這個過程中，要使商品免受損害、使商品質(zhì)量不致

降低和變化，必須防止各種不利因素出現(xiàn)。例如：①揮發(fā)或滲漏因素；②震蕩或

擠壓因素；③冷熱變化因素；④酸堿腐蝕因素；⑤微生物與昆蟲危害因素；⑥光照或輻射的因素；⑦失竊因素等。b）便利功能

便利是商品的又一重要功能。商品包裝必須能夠方便裝填、方便運輸、方便裝

卸、方便堆碼、方便陳列、方便銷售、方便攜帶、方便開啟、方便使用和方便處。簡而言之：包裝必須具有省地、省力、宜人的特點。

c)銷售功能

包裝應(yīng)具有良好的商業(yè)銷售宣傳功能，包裝設(shè)計實際是商品銷售策略的設(shè)計。，

將商品的特征和銷售意識融入設(shè)計中，從而提高商品的形象和價值，以達(dá)到促進(jìn)

銷售和刺激市場的目的。除上述幾點以外，包裝還有方便消費，防止丟失、散失、盜失等功能。

1.2包裝與環(huán)境的關(guān)系

包裝的功能體現(xiàn)了對環(huán)境的保護思想；體現(xiàn)了包裝有利于環(huán)境的實質(zhì)。正是由于有了包裝，各種商品才能安全地運送到各地，使資源合理分布，從而減少了資源和能源的浪費。隨著商品經(jīng)濟的發(fā)展，包裝的使用量日趨增大，包裝對資源和能源的消耗就越多，勢必對環(huán)境的污染及生態(tài)環(huán)境的破壞。包裝廢棄物與污染

一些包裝材料難以回收和處理，或回收管理不利，以及人們的環(huán)境意識還很差，隨意丟棄廢棄物，造成了極其嚴(yán)重的環(huán)境污染,如圖所示。常見的包裝廢棄物主要有紙質(zhì)、玻璃、陶瓷、金屬、塑料和復(fù)合材料等幾類。塑料包裝廢棄物帶來的“白色污染”更是令人擔(dān)憂?！鞍咨廴尽贝嬖趦煞N污染：視覺污染和潛在危害。其中潛在危害又分為很多類：一次性發(fā)泡塑料飯盒當(dāng)溫度達(dá)到65度時有害物質(zhì)就會滲入到食品中去；使土壤環(huán)境惡化，影響農(nóng)作物生長；用焚燒法處理包裝廢棄物，也會造成空氣的“二次污染”，危害著人類的健康等等；我國塑料包裝制品的產(chǎn)量已達(dá)到

250萬噸左右，但總的回收率僅

10％-13％。由于包裝產(chǎn)品大多屬于一次消費品，從原材料到制品加工成型、消耗乃至廢棄的周期一般較短，廢棄物的排放比例大?？梢灶A(yù)見，隨著包裝工業(yè)的發(fā)展，包裝廢棄物將成為一種新的污染源。2、綠色包裝材料的概念及內(nèi)涵A區(qū)：天然材料B區(qū)：高性能先進(jìn)材料C區(qū)：低成本材料D區(qū)：綠色包裝材料ABDC功能性經(jīng)濟性環(huán)境協(xié)調(diào)性包裝材料的三角形性能框架

2.1綠色包裝材料的定義

綠色包裝材料是指在制備、生產(chǎn)、使用、廢棄以及回收處理再利用的整個生命周期過程中,對環(huán)境和人體不會造成危害,能節(jié)約資源和能源,廢棄后能迅速自然降解或再利用,不會破壞生態(tài)平衡,而且來源廣泛,耗能低,易回收且再生循環(huán)利用率高的材料或材料制品。1）保護性能對包裝產(chǎn)品具有好的保護功能,在流通過程中不破損、不變質(zhì),能保鮮、防潮、防水,具有良好的阻隔性.2）加工適應(yīng)性能

具有一定的強度、剛度、韌性,易于機械加工,并具有加工中所需要的熱合性、光滑性能.2.2綠色包裝材料的性能3）裝飾性能具有好的印刷性能,易上色彩、造型、裝飾等,并具有裝飾加工所需要的抗吸塵性、光澤度、透明度等性能.4）經(jīng)濟性能即具有合理性價比,有足夠的功能,而成本較低或適中.5）環(huán)境性能在生命周期過程中對環(huán)境污染小,即原材料制備提取、加工生產(chǎn)、運輸流通復(fù)合清潔生產(chǎn)要求,使用廢棄后便于循環(huán)再用或能在自然界中自行消解.6）資源性能材料來源豐富,價格經(jīng)濟,在制品生產(chǎn)過程中消耗資源、能源少.7）減量化性能是指材料制作的包裝在履行保護、方便、促銷功能的同時,能夠輕量化,即節(jié)省資源又經(jīng)濟,還可以減少廢棄物的數(shù)量.8）回收處理性能易回收、易處理、易再用、易再生或易降解是綠色包裝材料最重要的特性,因為具有這種特性,綠色包裝材料才能循環(huán)利用,節(jié)省資源,同時又保護了環(huán)境.綠色包裝材料3.綠色包裝材料的類型與特點3.1紙和紙板材料紙和紙板在包裝中的地位2002年我國主要包裝材料的產(chǎn)量紙和紙板在包裝材料中所占比例最大。全球主要包裝材料的比例來源廣，價格低紙質(zhì)容器有一定的剛度和強度，又具有良好的彈性和韌性,另外優(yōu)良的印刷適應(yīng)性。重量輕，可折疊，節(jié)省貯存，降低運輸費用無毒、衛(wèi)生，有較好的耐熱性紙容器可以回收利用，降低成本。容易為土壤中的微生物水解成二氧化碳和水，重新在自然界循環(huán)容易為土壤中的微生物水解成二氧化碳和水，重新在自然界循環(huán)。3.1.1紙質(zhì)材料的優(yōu)點主要缺點：阻隔性差（防水、防油、阻氣性差）生產(chǎn)過程污染大，成本高等，使其應(yīng)用范圍受到一定的限制。造紙制漿紙漿

紙

紙包裝材料是公認(rèn)的綠色包裝材料，隨著民眾環(huán)保意識的增強，紙包裝愈來愈受到重視。

(1)一次性紙制品容器：一次性紙制品容器是用180-400g/m2雙面白板紙進(jìn)行淋膜PE或浸蠟處理后制成容器(紙杯、紙盤、紙碗、紙飯盒)。紙容器可以代替各種塑料容器．廢棄物可以做造紙業(yè)的二次纖維．這在某種程度上減少了塑料污染。

3.1.2紙包裝材料發(fā)展方向

(2)紙包裝薄膜：開發(fā)高性能紙包裝薄膜來替代食品包裝中常用的塑料薄膜，是非常有前景的綠色包裝。比如經(jīng)防潮處理的玻璃紙可以用于食品、化妝品的包裝。德國弗朗霍凡爾應(yīng)用聚合物研究所最近研制成功厚度只有幾微米的高強度紙膜，具有抗撕裂、防潮生物分解速度快的特點。(3)可食性紙制品可食性紙制品包裝材料是利用植物淀粉、蛋白質(zhì)、植物纖維和其他天然物質(zhì)經(jīng)過改性和其他方式處理制成薄膜用于食品的內(nèi)包裝，也可以制造飲料杯和快餐盒。比如利用大豆提取植物蛋白質(zhì)、可以加工成膜進(jìn)行包裝，具較好的防潮阻氧能力。還可以用蝦蟹蚌蠣等貝類為原料，從中提取殼聚糖，經(jīng)改性后制成耐油性好、防水防潮性好、透明的可食性包裝材料。

(4)蜂窩夾心紙板蜂窩夾心紙板也是一種EPS(聚苯乙烯)替代紙制品，上下兩側(cè)紙板粘合，中間為自然蜂窩狀紙芯，具有非常好的緩沖性能和機械強度，適于包裝貴重易損商品如玻璃儀器或精密儀器等。

塑料：用天然的或合成的高分子化合物為主要原料，并與填料、色料和各種輔助劑混合，在一定的溫度和壓力下塑造成一定形狀，并在常溫下能保持既定形狀的高分子材料。

3.2塑料3.2.1塑料的含義3.2.2塑料的性能優(yōu)點：質(zhì)輕、比強度高優(yōu)異的電絕緣性能，優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性能減摩、耐磨性能好透光及防護性能減震、消音性能優(yōu)良防水、防潮性好易加工成型

價廉缺點：耐熱性比金屬等材料差，一般塑料僅能在100℃以下溫度使用，少數(shù)200℃左右使用；塑料的熱膨脹系數(shù)要比金屬大3-10倍，容易受溫度變化而影響尺寸的穩(wěn)定性；塑料在大氣、陽光、長期的壓力或某些質(zhì)作用下會發(fā)生老化，使性能變壞等。塑料最大的缺點是不易降解。塑料包裝材料對環(huán)境所造成的污染也是各類包裝材料中最嚴(yán)重的。

比如EPS泡沫塑料飯盒及其緩沖包裝材料給城市帶來大量的“白色垃圾”—僅廣州每年有10萬噸的EPS泡沫飯盒廢棄物。另外，EPS所用的發(fā)泡劑(氟氯烷烴)對大氣臭氧層有破壞作用。

3.2.3塑料的分類（1）根據(jù)合成樹脂的成分確定聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚四氟乙烯等塑料（2）從受熱的變化確定熱塑性塑料：受熱時軟化，冷卻后硬化，可以經(jīng)反復(fù)加工的塑料，如聚乙烯、聚氯乙烯等。熱固性塑料：受熱時軟化成型，冷卻后再加熱不能再次軟化，如酚醛樹脂等，一般用來做電器用品。3.2.4塑料危害a)塑料本身有毒聚乙烯、聚丙烯是安全的塑料，可以用來盛裝食品。

多數(shù)聚氯乙烯塑料有毒，高溫分解，釋放氯化氫，且未聚合的氯乙烯對人體有害。且垃圾焚燒時會生成二惡英。雙酚（BPA）是用于聚碳酸酯塑料的重要原料。是食品包裝和化妝品包裝的可塑劑。雙酚的危害據(jù)路透社報道，雙酚A不僅會導(dǎo)致心臟病，還會導(dǎo)致糖尿病和某些肝臟疾病，影響胎兒及兒童的大腦發(fā)育，甚至增加前列腺癌和乳腺癌的風(fēng)險。公共衛(wèi)生領(lǐng)域的一份國際知名科學(xué)期刊《環(huán)境醫(yī)學(xué)展望》，近年來也陸續(xù)刊登了塑料中另一種成分鄰苯二甲酸酯類增塑劑對人類健康的危害，指出它會導(dǎo)致早產(chǎn)，造成肝臟和其他器官中毒。b)填充物有害c）印染材料有害

a.輕量、薄型、高性能塑料；為了把塑料包裝廢棄物的總量減少，各國爭相發(fā)展高性能材料以減少容器或薄膜的厚度。日本研制出強韌超薄PET薄膜，其厚度為0.5微米，用于精密電子元器件包裝。b.無氟化泡沫塑料由于泡沫塑料飯盒及緩沖包裝材料用量巨大，人們正在研究開發(fā)新型的泡沫塑料發(fā)泡劑以取代CFC。如二氧化碳，偶氮類有機化合物如：偶氮二甲酰胺，2，2’-偶氮二異丁腈等3.2.5目前開發(fā)的主要綠色塑料包裝材料：c.可復(fù)用再生塑料塑料包裝材料如果能夠重復(fù)使用，可以大大減低原材料消耗及對環(huán)境的污染。通常塑料回收后用物理方法將塑料粉碎，再用于塑料容器或薄膜的制造。例如PET瓶經(jīng)粉碎后重新吹制成新瓶，在性能上幾乎沒有變化。另外，也將塑料分解成低聚物或單體，重新用作原料。或裂解為小分子燃油。所以包裝應(yīng)多采用PET、PP等易于復(fù)用和再生的材料。d.可降解塑料由于塑料分子的持殊結(jié)構(gòu)，其降解速度非常緩慢．埋藏在土壤中長達(dá)400年不降解，給生態(tài)環(huán)境造成很大的影響。近年來研究開發(fā)可降解塑料成為國內(nèi)外熱點：現(xiàn)有的可降解塑科主要包括①光降解塑料②生物降解塑料③生物/光降解塑料④水溶性塑料（1）國外降解塑料發(fā)展概況（2）國內(nèi)降解塑料發(fā)展概況3.3金屬材料金屬材料由于金屬資源豐富、品種多，作為包裝材料能較好地滿足衛(wèi)生和安全的要求，加之現(xiàn)代金屬包裝制品的生產(chǎn)工藝越來越先進(jìn)，生產(chǎn)效率明顯提高，生產(chǎn)成本大大降低，所以金屬包裝材料的應(yīng)用越來越廣泛，是近代四種主要包裝材料之一。目前，在我國、日本和歐洲等國，金屬包裝材料占第三位，美國占第二位。因此，金屬包裝材料的研究在包裝材料學(xué)中占有重要的地位。機械性能優(yōu)良、強度高加工性能優(yōu)良，加工工藝成熟，能連續(xù)化、自動化生產(chǎn)具有極優(yōu)良的綜合防護性能具有特殊的金屬光澤，也易于印刷裝飾資源豐富，能耗和成本也比較低可以回收爐再生3.3.1金屬材料的性能特點缺點：化學(xué)穩(wěn)定性差加工工藝復(fù)雜相對成本較高較重3.3.2金屬材料的分類a)按材質(zhì)分類可分為鋼系和鋁系兩大類。鋼系主要有低碳薄鋼板、鍍錫薄鋼板、無錫薄鋼板、鍍鉻薄鋼板、鍍鋁薄鋼板、鍍鋅薄鋼板等；鋁系主要有鋁合金薄板和鋁箔。b)按材料厚度分類可分為板材和箔材。板材主要用于制造包裝容器箔材是復(fù)合材料的主要組成部分

(1)以高強度、低厚度的馬口鐵代鋁制罐

提高材料的強度，降低容器壁的厚度，可以較大程度地節(jié)約金屬材料的用量，降低成本，而且減輕未能回收罐對環(huán)境的影響。用來制作三片罐的馬口鐵厚度減薄至0.13-0.21mm，而其機械強度沒有降低，企業(yè)可增加收益20％左右。由于鋁價值高，而且價格不穩(wěn)定，各國紛紛采用馬口鐵代替鋁生產(chǎn)兩片罐作食品和飲料罐。

(2)降低馬口鐵的鍍錫量由于錫價格比較貴，現(xiàn)在多數(shù)國家采用低鍍錫量馬口鐵。3.3.3金屬包裝材料的發(fā)展方向

(3)采用新型焊接工藝馬口鐵傳統(tǒng)上采用錫焊工藝，而錫焊材料中含有較多的鉛，對人體有害。據(jù)統(tǒng)計,人體中的鉛14％來自于馬口鐵的錫焊材料?，F(xiàn)在、各國多采用高頻電阻焊來焊接馬口鐵。既減輕污染又可以提高焊接質(zhì)量。對于繼續(xù)沿用錫焊的廠家，要求其錫焊材料中的鉛含量要降低50％。

(4)采用鋁箔代替塑料、紙由于鋁箔的阻隔性好，輕便美觀，更重要的是鋁箔的回收非常容易，可節(jié)約95％的能量，對環(huán)境幾乎沒有污染。所以鋁箔代替塑料和紙制品包裝材料是一個比較好的發(fā)展方向。許多食品、化妝品都采用鋁箔制成的容器來包裝。3.4玻璃包裝材料3.4.1優(yōu)點：化學(xué)惰性阻隔性高透明度高剛性大耐內(nèi)部壓力強耐熱性好制造原料易得充分，成本低廉缺點：脆性，重量大耐沖擊強度不大印刷等二次加工難等

現(xiàn)在玻璃容器的主要發(fā)展方向是提高玻璃強度，減小容器壁的厚度，以減小容重比，同時提高回收玻璃瓶的周轉(zhuǎn)次數(shù)。我國時有啤酒玻璃瓶爆炸事故，主要是由于玻璃瓶的強度低，經(jīng)多次周轉(zhuǎn)后強度下降所致。

減量化包裝材料可復(fù)用包裝材料加強包裝廢棄物的回收處理．還可以將包裝廢棄物分為不同種類型：如①可直接重復(fù)使用(Reuse)的包裝；②可修復(fù)的包裝；③可再生(Recycle)的廢棄物；④只能被掩埋、焚化處理的廢棄物?？山到獍b材料可回收再生包裝材料4綠色包裝材料開發(fā)與設(shè)計原則世界各國都在研制和發(fā)展自己的新型包裝材料和包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計。

瑞典人發(fā)明的“綠色包裝”——利樂磚包裝。用這種“綠色包裝”來包裝的牛奶、果汁、飲料，無需冷藏，在常溫下可保鮮六個月，節(jié)約了大量因冷藏而耗費的能源。同時，這種紙包裝回收后可做成“彩樂板”制作家具、地板、玩具、音響設(shè)備等。瑞典人環(huán)保意識非常強烈，在森林資源十分豐富的情況下依然“惜林如金”。

綠色包裝材料的發(fā)展方向2003年1月，美國的Biocope公司率先推出由谷物合成的塑料——PLA聚合物材料生產(chǎn)的水杯。它可以不加任何處理與食品垃圾一道扔掉，該杯子可以和食品垃圾一起降解成水、二氧化碳和有機物。用紙制品、植物纖維替代塑料餐具美國農(nóng)業(yè)部的科學(xué)家近期宣稱，一種新環(huán)保型食品包裝材料可望問世。這種新材料完全用粉碎的草莓制成，非常符合環(huán)保要求，可能取代傳統(tǒng)的聚乙烯塑料而成為食品包裝新材料。這種新研制成功的食品包裝材料從性能上說與傳統(tǒng)產(chǎn)品沒有什么區(qū)別，用它制成的食品包裝薄膜同樣能夠阻止氧氣的滲透，從而達(dá)到食品保鮮的效果。在測試中，用這種材料制成的包裝膜不僅可以起到保鮮的作用，而且還能夠改善香蕉和蘋果等水果的味道。在不久的將來，不僅草莓可以用作包裝材料，就連胡蘿卜、花椰菜等蔬菜也可以用作包裝材料。

日本高崎造紙公司用食品工業(yè)廢棄的蘋果渣生產(chǎn)出果渣包裝用紙，其制法是：除去果渣中的籽，將其搗成漿狀，加入適量的木質(zhì)纖維即成包裝紙。這種紙品使用后容易分解，可焚燒或做堆肥，不污染環(huán)境，