绿色包装材料

绿色包装材料1、包装与环境关系2、绿色包装材料的概念及内涵3、绿色包装材料的类型4、绿色包装材料开发与设计原则1、包装与环境概述1.1包装的功能物品为什么要包装?从包装的本身分析，包装具有多种功能，但概括起来，主要的功能可归纳为3种：即保护功能、方便功能和促销功能。a)、保护功能保护是商品包装的重要功能之一。商品从生产到消费之间，要经历运输、保管、装卸、储存、分发等环节。在这个过程中，要使商品免受损害、使商品质量不致降低和变化，必须防止各种不利因素出现。例如：①挥发或渗漏因素；②震荡或挤压因素；③冷热变化因素；④酸碱腐蚀因素；⑤微生物与昆虫危害因素；⑥光照或辐射的因素；⑦失窃因素等。b）便利功能便利是商品的又一重要功能。商品包装必须能够方便装填、方便运输、方便装卸、方便堆码、方便陈列、方便销售、方便携带、方便开启、方便使用和方便处。简而言之：包装必须具有省地、省力、宜人的特点。c)销售功能包装应具有良好的商业销售宣传功能，包装设计实际是商品销售策略的设计。，将商品的特征和销售意识融入设计中，从而提高商品的形象和价值，以达到促进销售和刺激市场的目的。除上述几点以外，包装还有方便消费，防止丢失、散失、盗失等功能。1.2包装与环境的关系包装的功能体现了对环境的保护思想；体现了包装有利于环境的实质。正是由于有了包装，各种商品才能安全地运送到各地，使资源合理分布，从而减少了资源和能源的浪费。随着商品经济的发展，包装的使用量日趋增大，包装对资源和能源的消耗就越多，势必对环境的污染及生态环境的破坏。包装废弃物与污染一些包装材料难以回收和处理，或回收管理不利，以及人们的环境意识还很差，随意丢弃废弃物，造成了极其严重的环境污染,如图所示。常见的包装废弃物主要有纸质、玻璃、陶瓷、金属、塑料和复合材料等几类。塑料包装废弃物带来的“白色污染”更是令人担忧。“白色污染”存在两种污染：视觉污染和潜在危害。其中潜在危害又分为很多类：一次性发泡塑料饭盒当温度达到65度时有害物质就会渗入到食品中去；使土壤环境恶化，影响农作物生长；用焚烧法处理包装废弃物，也会造成空气的“二次污染”，危害着人类的健康等等；我国塑料包装制品的产量已达到250万吨左右，但总的回收率仅10％-13％。由于包装产品大多属于一次消费品，从原材料到制品加工成型、消耗乃至废弃的周期一般较短，废弃物的排放比例大。可以预见，随着包装工业的发展，包装废弃物将成为一种新的污染源。2、绿色包装材料的概念及内涵A区：天然材料B区：高性能先进材料C区：低成本材料D区：绿色包装材料ABDC功能性经济性环境协调性包装材料的三角形性能框架2.1绿色包装材料的定义绿色包装材料是指在制备、生产、使用、废弃以及回收处理再利用的整个生命周期过程中,对环境和人体不会造成危害,能节约资源和能源,废弃后能迅速自然降解或再利用,不会破坏生态平衡,而且来源广泛,耗能低,易回收且再生循环利用率高的材料或材料制品。1）保护性能对包装产品具有好的保护功能,在流通过程中不破损、不变质,能保鲜、防潮、防水,具有良好的阻隔性.2）加工适应性能具有一定的强度、刚度、韧性,易于机械加工,并具有加工中所需要的热合性、光滑性能.2.2绿色包装材料的性能3）装饰性能具有好的印刷性能,易上色彩、造型、装饰等,并具有装饰加工所需要的抗吸尘性、光泽度、透明度等性能.4）经济性能即具有合理性价比,有足够的功能,而成本较低或适中.5）环境性能在生命周期过程中对环境污染小,即原材料制备提取、加工生产、运输流通复合清洁生产要求,使用废弃后便于循环再用或能在自然界中自行消解.6）资源性能材料来源丰富,价格经济,在制品生产过程中消耗资源、能源少.7）减量化性能是指材料制作的包装在履行保护、方便、促销功能的同时,能够轻量化,即节省资源又经济,还可以减少废弃物的数量.8）回收处理性能易回收、易处理、易再用、易再生或易降解是绿色包装材料最重要的特性,因为具有这种特性,绿色包装材料才能循环利用,节省资源,同时又保护了环境.绿色包装材料3.绿色包装材料的类型与特点3.1纸和纸板材料纸和纸板在包装中的地位02004006008001000万吨纸玻璃塑料金属2002年我国主要包装材料的产量纸和纸板在包装材料中所占比例最大。35.56%36.90%31.11%22.10%26.67%11.20%6.64%29.80%0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%纸和纸板塑料金属玻璃产值产量全球主要包装材料的比例来源广，价格低纸质容器有一定的刚度和强度，又具有良好的弹性和韧性,另外优良的印刷适应性。重量轻，可折叠，节省贮存，降低运输费用无毒、卫生，有较好的耐热性纸容器可以回收利用，降低成本。容易为土壤中的微生物水解成二氧化碳和水，重新在自然界循环容易为土壤中的微生物水解成二氧化碳和水，重新在自然界循环。3.1.1纸质材料的优点主要缺点：阻隔性差（防水、防油、阻气性差）生产过程污染大，成本高等，使其应用范围受到一定的限制。造纸制浆纸浆纸纸包装材料是公认的绿色包装材料，随着民众环保意识的增强，纸包装愈来愈受到重视。(1)一次性纸制品容器：一次性纸制品容器是用180-400g/m2双面白板纸进行淋膜PE或浸蜡处理后制成容器(纸杯、纸盘、纸碗、纸饭盒)。纸容器可以代替各种塑料容器．废弃物可以做造纸业的二次纤维．这在某种程度上减少了塑料污染。3.1.2纸包装材料发展方向(2)纸包装薄膜：开发高性能纸包装薄膜来替代食品包装中常用的塑料薄膜，是非常有前景的绿色包装。比如经防潮处理的玻璃纸可以用于食品、化妆品的包装。德国弗朗霍凡尔应用聚合物研究所最近研制成功厚度只有几微米的高强度纸膜，具有抗撕裂、防潮生物分解速度快的特点。(3)可食性纸制品可食性纸制品包装材料是利用植物淀粉、蛋白质、植物纤维和其他天然物质经过改性和其他方式处理制成薄膜用于食品的内包装，也可以制造饮料杯和快餐盒。比如利用大豆提取植物蛋白质、可以加工成膜进行包装，具较好的防潮阻氧能力。还可以用虾蟹蚌蛎等贝类为原料，从中提取壳聚糖，经改性后制成耐油性好、防水防潮性好、透明的可食性包装材料。(4)蜂窝夹心纸板蜂窝夹心纸板也是一种EPS(聚苯乙烯)替代纸制品，上下两侧纸板粘合，中间为自然蜂窝状纸芯，具有非常好的缓冲性能和机械强度，适于包装贵重易损商品如玻璃仪器或精密仪器等。塑料：用天然的或合成的高分子化合物为主要原料，并与填料、色料和各种辅助剂混合，在一定的温度和压力下塑造成一定形状，并在常温下能保持既定形状的高分子材料。3.2塑料3.2.1塑料的含义3.2.2塑料的性能优点：质轻、比强度高优异的电绝缘性能，优良的化学稳定性能减摩、耐磨性能好透光及防护性能减震、消音性能优良防水、防潮性好易加工成型价廉缺点：耐热性比金属等材料差，一般塑料仅能在100℃以下温度使用，少数200℃左右使用；塑料的热膨胀系数要比金属大3-10倍，容易受温度变化而影响尺寸的稳定性；塑料在大气、阳光、长期的压力或某些质作用下会发生老化，使性能变坏等。塑料最大的缺点是不易降解。塑料包装材料对环境所造成的污染也是各类包装材料中最严重的。比如EPS泡沫塑料饭盒及其缓冲包装材料给城市带来大量的“白色垃圾”—仅广州每年有10万吨的EPS泡沫饭盒废弃物。另外，EPS所用的发泡剂(氟氯烷烃)对大气臭氧层有破坏作用。3.2.3塑料的分类（1）根据合成树脂的成分确定聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚四氟乙烯等塑料（2）从受热的变化确定热塑性塑料：受热时软化，冷却后硬化，可以经反复加工的塑料，如聚乙烯、聚氯乙烯等。热固性塑料：受热时软化成型，冷却后再加热不能再次软化，如酚醛树脂等，一般用来做电器用品。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，可以用来盛装食品。多数聚氯乙烯塑料有毒，高温分解，释放氯化氢，且未聚合的氯乙烯对人体有害。且垃圾焚烧时会生成二恶英。双酚（BPA）是用于聚碳酸酯塑料的重要原料。是食品包装和化妆品包装的可塑剂。双酚的危害据路透社报道，双酚A不仅会导致心脏病，还会导致糖尿病和某些肝脏疾病，影响胎儿及儿童的大脑发育，甚至增加前列腺癌和乳腺癌的风险。公共卫生领域的一份国际知名科学期刊《环境医学展望》，近年来也陆续刊登了塑料中另一种成分邻苯二甲酸酯类增塑剂对人类健康的危害，指出它会导致早产，造成肝脏和其他器官中毒。b)填充物有害c）印染材料有害a.轻量、薄型、高性能塑料；为了把塑料包装废弃物的总量减少，各国争相发展高性能材料以减少容器或薄膜的厚度。日本研制出强韧超薄PET薄膜，其厚度为0.5微米，用于精密电子元器件包装。b.无氟化泡沫塑料由于泡沫塑料饭盒及缓冲包装材料用量巨大，人们正在研究开发新型的泡沫塑料发泡剂以取代CFC。如二氧化碳，偶氮类有机化合物如：偶氮二甲酰胺，2，2’-偶氮二异丁腈等3.2.5目前开发的主要绿色塑料包装材料：c.可复用再生塑料塑料包装材料如果能够重复使用，可以大大减低原材料消耗及对环境的污染。通常塑料回收后用物理方法将塑料粉碎，再用于塑料容器或薄膜的制造。例如PET瓶经粉碎后重新吹制成新瓶，在性能上几乎没有变化。另外，也将塑料分解成低聚物或单体，重新用作原料。或裂解为小分子燃油。所以包装应多采用PET、PP等易于复用和再生的材料。d.可降解塑料由于塑料分子的持殊结构，其降解速度非常缓慢．埋藏在土壤中长达400年不降解，给生态环境造成很大的影响。近年来研究开发可降解塑料成为国内外热点：现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）国外降解塑料发展概况050000100000150000200000250000300000t19701991199319951997199920012003200520072009time（2）国内降解塑料发展概况010000200003000040000500006000070000t801991199319951997199920012003200520072009timeAbout100000tpartlydegradableplasticsinmarketin20033.3金属材料金属材料由于金属资源丰富、品种多，作为包装材料能较好地满足卫生和安全的要求，加之现代金属包装制品的生产工艺越来越先进，生产效率明显提高，生产成本大大降低，所以金属包装材料的应用越来越广泛，是近代四种主要包装材料之一。目前，在我国、日本和欧洲等国，金属包装材料占第三位，美国占第二位。因此，金属包装材料的研究在包装材料学中占有重要的地位。机械性能优良、强度高加工性能优良，加工工艺成熟，能连续化、自动化生产具有极优良的综合防护性能具有特殊的金属光泽，也易于印刷装饰资源丰富，能耗和成本也比较低可以回收炉再生3.3.1金属材料的性能特点缺点：化学稳定性差加工工艺复杂相对成本较高较重3.3.2金属材料的分类a)按材质分类可分为钢系和铝系两大类。钢系主要有低碳薄钢板、镀锡薄钢板、无锡薄钢板、镀铬薄钢板、镀铝薄钢板、镀锌薄钢板等；铝系主要有铝合金薄板和铝箔。b)按材料厚度分类可分为板材和箔材。板材主要用于制造包装容器箔材是复合材料的主要组成部分(1)以高强度、低厚度的马口铁代铝制罐提高材料的强度，降低容器壁的厚度，可以较大程度地节约金属材料的用量，降低成本，而且减轻未能回收罐对环境的影响。用来制作三片罐的马口铁厚度减薄至0.13-0.21mm，而其机械强度没有降低，企业可增加收益20％左右。由于铝价值高，而且价格不稳定，各国纷纷采用马口铁代替铝生产两片罐作食品和饮料罐。(2)降低马口铁的镀锡量由于锡价格比较贵，现在多数国家采用低镀锡量马口铁。3.3.3金属包装材料的发展方向(3)采用新型焊接工艺马口铁传统上采用锡焊工艺，而锡焊材料中含有较多的铅，对人体有害。据统计,人体中的铅14％来自于马口铁的锡焊材料。现在、各国多采用高频电阻焊来