“綠色包裝”的兩層含義:1)整個包裝過程對生態(tài)環(huán)境和人體健康不會造成污染與損害;2)使用的包裝材料必須是可再生利用的可持續(xù)發(fā)展物質(zhì)。所以,綠色包裝材料須是取之于自然又能回歸自然。綠色包裝發(fā)端于上個世紀(jì)白色污染的泛濫,但治理白色污染并非是要遏制包裝業(yè)的發(fā)展,而是促進(jìn)對包裝材料的類型與數(shù)量的合理使用,以及對包裝廢棄物的有效回收利用。
一、綠色包裝材料及分類
綠色包裝材料就是我們在生產(chǎn)、制造、使用和回收的包裝物中,對人體建康無害,對生態(tài)環(huán)境有良好保護(hù)作用和回收再用的包裝物料。例如聚丙烯、瓦楞紙、可食用的糯米紙、粟米紙、可食用再生的保鮮紙以及我們?nèi)粘S玫募堉瓢b品及紙制手袋、紙杯、紙飯盒等。總之可溶解或聚合的各種保護(hù)生態(tài)可降解的塑料制品包裝物及其原材料等??山到獾乃芰现破钒b物即用光敏劑降解聚合、用生物或化學(xué)物降解的各種塑料制品和其他包裝物品,這是我們選用包裝材料的重要方面。
現(xiàn)在,全球性大力研究和發(fā)展的新型綠色包裝材料(可降解材料),都是針對難于處理的“白色污染 而提出的。因此,綠色包裝材料按照環(huán)境保護(hù)要求及材料使用后的歸屬大致可分為三大類:~是可回收處理再造的材料。包括紙張、紙板材料、模塑紙漿材料、金屬材料、玻璃材料,通常的線型高分子材料(塑料、纖維),也包括可降解的高分子材料。二是可自然風(fēng)化回歸自然的材料。包括:1、紙制品材料(紙張、紙板、模塑紙漿材料);2、可降解的各種材料(光降解、生物降解、氧降解、光/氧降解、水降解)及生物合成材料、草、麥桿填充、貝殼填充、天然纖維填充材料等;3、可食性材料。三是準(zhǔn)綠色包裝材料一即可回收焚燒,不污染大氣且可能量再生的材料。包括部分不能回收處理再造的線型高分子、網(wǎng)狀高分子材料、部分復(fù)合型材料(塑一金屬)、(塑一塑)、(塑一紙)等。
二、綠色包裝材料的發(fā)展
1、綠色包裝印刷用紙
現(xiàn)代包裝的四大支柱一一紙、塑料、金屬、玻璃。在這四種包裝材料中紙制品的增長最快,紙和塑料價格最便宜,原料來源廣泛,且不如玻璃那樣易碎,也不如鐵重,便于攜帶。因此紙和塑料包裝在日常生活中應(yīng)用極廣。國際衛(wèi)生組織和國內(nèi)環(huán)保專家認(rèn)為,塑料廢棄后可能造成自色污染,不利于環(huán)境保護(hù),因此應(yīng)逐步禁止使用塑料食品袋,規(guī)定必須使用環(huán)保紙袋包裝。今后購物要用無毒、無害的“紙質(zhì)環(huán)保袋 。紙包裝材料不但資源豐富、易回收,而且容易降解。紙制品腐化后,既可以回收再生紙張或作植物肥料,又可以減少空氣污染,凈化環(huán)境。因此,與塑料、金屬、玻璃其它三大包裝相比,用LCA (L1 fe CyC1 e Assessment,即“生態(tài)循環(huán)評估法 )技術(shù)進(jìn)行量化評估,紙包裝將成為最有前途的綠色包裝材料之一。紙箱、紙袋、紙桶、紙漿模塑制品成為現(xiàn)代包裝工業(yè)的重要組成部分。紙包裝容器由于具有質(zhì)輕、易加工、成本低、廢棄物易回收處理等特點(diǎn)而廣泛用于運(yùn)輸包裝和食品包裝。目前,紙和紙板的產(chǎn)量逐年增長,包裝紙及紙板占全國紙及紙板總產(chǎn)量的50%以上,紙張人均消耗量已成為國際上衡量一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和文明程度的重要標(biāo)志。在世界各國包裝產(chǎn)品所用材料的比例中,紙的使用量占首位。
日本許多造紙企業(yè)紛紛為印刷包裝領(lǐng)域研究和生產(chǎn)綠色包裝EDBU用紙,活躍了綠色包裝產(chǎn)品市場。日本N1 ppon紙業(yè)有限公司研制開發(fā)出完全以天然纖維為原料,品名為“Npimo1 d Paper 深度沖壓紙,其伸縮性是普通紙的5—1 O倍。這種沖壓紙模壓成形時可壓制文字、圖案和三維曲面,類似塑料制品的加工,將其凸像加工平滑可實(shí)現(xiàn)更好的密封。該產(chǎn)品的制作可采用當(dāng)前的塑料制品設(shè)備,根據(jù)設(shè)計(jì)方案模壓成形。由于加工前不需要加熱軟化,可提高生產(chǎn)效率和節(jié)約能源。Cha1]enge Fi ve有限公司推出了由Mi t Sub1 Sh1公司生產(chǎn)的可生物降解薄膜和信封。這種薄膜和封信也是從玉米淀粉中提取的聚乳酸為原料而生產(chǎn)的,可使用大豆油墨進(jìn)行膠版EDBU。Dyn1 C有限公司以玉米淀粉和脂肪類聚酯為原料,開發(fā)出可生物降解的柔軟板材“Au Pa1 r C0rn Sheet ,目標(biāo)是最終替代PVC。這種材料易于加工切削,易于EBB0,可根據(jù)使用要求調(diào)整其厚度。廢棄物填埋處理不會污染環(huán)境,焚燒處理時由于熱值低而不致產(chǎn)生諸如二惡英的有毒物質(zhì),故對環(huán)境危害小。
新型紙包裝的最新應(yīng)用市場是酒類包裝。例如日本現(xiàn)正流行以紙盒包裝取代玻璃瓶作為酒類包裝。西方國家也有使用紙材料包裝葡萄酒,把酒灌裝入利樂無菌磚型紙盒中。之所以使用利樂無菌磚,主要是因?yàn)檫@種利樂包具有安全、保質(zhì)、不易碎及爆炸的優(yōu)點(diǎn),而且攜帶方便又容易開啟。此外,它的一個突出之處是由6層復(fù)合材料組成,加強(qiáng)了密封性,也增強(qiáng)了包裝的防酒精滲漏、揮發(fā)的作用;同時,又可阻擋陽光直接照射,避免變質(zhì)。另一種傳統(tǒng)紙包裝難以逾越的是油包裝,因?yàn)橛头肿訕O小,很容易透過紙包裝滲至表面。日本近期研發(fā)了一種盒裝食油的復(fù)合紙盒,以紙為基材,經(jīng)鋁塑6層復(fù)合而成,其結(jié)構(gòu)是:PE/紙/PE/AL/PETIPE。以該復(fù)合材料制成的包裝不僅重量輕、安全,而且適合印刷,因而包裝商可在盒上印上精美圖案,提高產(chǎn)品的價值。
日本一家公司開發(fā)出一種不用加熱或添加劑而具有脫水功能的包裝紙。其被稱為P S的包裝紙能使食品組織細(xì)胞被破壞。它通過沿細(xì)胞間隙吸水,不僅能吸收食品表面的水分,而且可吸收內(nèi)部深入的水分,還具有在低溫下吸水等功能。這樣,該包裝紙就能抑制酶的活性,防止蛋白質(zhì)分解,減少微生物繁殖,達(dá)到保持食品鮮度,濃縮鮮味成分、去掉水氣、提高韌性的效果。用該包裝過的魚、肉做菜肴,能減少加熱用的熱能,防止加熱油的劣化,便于進(jìn)行調(diào)理加工,且不因經(jīng)冷凍而失去鮮味。該包裝紙的機(jī)理在于選樣只能透過水的半透膜為表面材料,內(nèi)側(cè)則放置向滲透壓物質(zhì)和高分子吸水劑。由于食品中水分以液體狀態(tài)的滲透壓差,可通過半透膜向高滲透壓物質(zhì)移動,所以,這些水分就被高分子吸水劑固定。
紙材料一向被認(rèn)為是環(huán)保的材料,因?yàn)榭梢灾瞥杉垵{循環(huán)再造。然而,有些紙包材料為提高強(qiáng)度而添加了其他物質(zhì),影響了再造性。歐美現(xiàn)時流行一種PLMEX食品專用包裝紙,不含螢光劑和危害人體的化學(xué)物質(zhì)。由紙張制成的P LMEX只有防水、防油、抗粘及耐熱特點(diǎn),而且在使用后可以清水洗凈再用,使用次數(shù)多達(dá)5O次。巴斯夫化工集團(tuán)也研制了一種涂于包裝紙表面的保障性涂料,這種被聚合物分散液涂過的包裝紙耐水、耐濕、耐油及脂。而且無須改變現(xiàn)有生產(chǎn)工藝就能制造出來,也不影響回收再造的效果。
2、聚乳酸包裝材料
美國Col 1 egeFa rm牌糖果采用了以生物降解樹脂聚乳酸(P LA)NatureWorks天然材料包裝薄膜,這種薄膜外觀和性能與傳統(tǒng)糖果包裝膜(玻璃紙或雙向拉伸聚丙烯膜)相同,具有結(jié)晶透明性、極好的扭結(jié)保持性、可EDBU JI生和強(qiáng)度,并且阻隔性較高,能更好地保留糖果的香味。日前該公司高速扭結(jié)包裝設(shè)備中已有一套采用P LANatureWorks薄膜,生產(chǎn)能力為1300塊/mi n。丹麥Faerch塑膠公司發(fā)明使用聚乳酸為包裝材料,新制品適用包裝低溫新鮮食品,包括各種面食、肉及沙拉等。Faerch公司日前的包裝產(chǎn)品包括各種盤、瓶,能熱封包裝的原有加工樹脂為PS、PP和PET。采用這種全新產(chǎn)品將使公司和其用戶位于包裝工業(yè)的前端。德國一公司采用聚乳酸作原料成功地開發(fā)出具有快速自然分解功能的綠色食品杯,為解決以往一次性塑料包裝物降解難題,開辟了一條實(shí)用化的新路子。該公司開發(fā)成功的這種可降解材料,屬于聚酯類聚合物,乳酸可以從甜菜發(fā)酵的糖液中提取,進(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng),生成聚乳酸。
聚乳酸現(xiàn)已成為世界范圍的研究開發(fā)熱點(diǎn),它是由眾多乳酸分子聚合成的一種可生物降解的新型高分子材料,可被徹底分解成水和二氧化碳,對環(huán)境無任何危害。2004年l1月,上海新立工業(yè)微生物科技有限公司與同濟(jì)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院合作研制的可降解聚乳酸材料已開發(fā)成功,并被列為上海市科教興市重大產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。聚乳酸生產(chǎn)是以乳酸為原料,傳統(tǒng)的乳酸發(fā)酵大多用淀粉質(zhì)原料,目前美、法、日等國家己開發(fā)利用玉米、甘蔗、甜菜、土豆等農(nóng)副產(chǎn)品為原料發(fā)酵生產(chǎn)乳酸,進(jìn)而生產(chǎn)聚乳酸。美國LLC公司用玉米制造生物降解塑料的工藝過程如下:首先把玉米磨成粉,分離出淀粉,再從淀粉中提取出原始的葡萄糖。再用乳酸桿菌厭氧發(fā)酵,發(fā)酵過程用液堿中和生成乳酸,發(fā)酵液經(jīng)凈化后,用電滲析工藝,制成純度達(dá)99.5%的L一乳酸。再把提取出來的乳酸制成最終的聚合物一一聚乳酸。全球每年達(dá)6億t的玉米產(chǎn)量,使它成為了生物降解塑料的首選原料。
3、天然生物包裝材料
天然生物包裝材料如木材、竹編材料、木屑、麻類棉織品、柳條、蘆葦以及農(nóng)作物莖稈、稻草、麥秸等均在自然環(huán)境中極易分解;不污染生態(tài)環(huán)境,而且資源可再生,成本低。竹包裝材料可實(shí)現(xiàn)減量化(Reduce),如編成空洞形的竹筐箱等。能重復(fù)利用(ReuSe)和循環(huán)再生(Recyc]e),竹包裝制品能二次利用,廢物可焚燒利用熱量;堆肥腐化,可以用作肥料。物能自然降解(Deg radabl e)。從伐竹、竹材加工,竹包裝材料制造和使用,廢棄物的回收利用或降解的全過程不會對人體和環(huán)境造成危害,符合綠色包裝3 R I D原則和生命周期分析((LCA)法要求。竹編膠合板具有強(qiáng)度高、價格低、重量輕、廢棄物易回收、不污染環(huán)境等特點(diǎn),是~種優(yōu)良的綠色包裝材料。竹編膠合板是根據(jù)竹片纖維條理結(jié)構(gòu)相互垂直,按經(jīng)緯編織成席后經(jīng)干燥、涂膠、組坯、熱壓合而成,制成的竹膠板具有良好的物理性能和化學(xué)性能,產(chǎn)品幅面大,縱橫方向物理力學(xué)性能差異小、強(qiáng)度高、防濕性能好。
4、食品垃圾環(huán)保包裝
據(jù)美國《新科學(xué)家》雜志介紹,夏威夷自然能源研究院的生化學(xué)家們將食品垃圾制成了一種可被生物降解的聚合物,研究人員們風(fēng)趣地稱之為“完美塑料”。這種可在短時間內(nèi)被降解的塑料應(yīng)用廣泛,不僅可用來制造瓶子、袋子等包裝物,還可制成藥物的膠囊外衣。據(jù)《新科學(xué)家》引用自然能源研究院生化學(xué)家的話說,新型可降解塑料的原料是水與各種食品垃圾的混合物,每100 kg混合物可生產(chǎn)22—25kg可降解塑料,大大降低了生產(chǎn)成本。
三、促進(jìn)綠色包裝材料發(fā)展的措施
1、制定綠色包裝材料發(fā)展規(guī)劃
綠色包裝材料的開發(fā)涉及到許多高新技術(shù),工業(yè)發(fā)達(dá)國家研究完全生物降解塑料已經(jīng)數(shù)年,但至今真正的工業(yè)化產(chǎn)品還不多,這其中涉及到許多試驗(yàn)研究和工業(yè)生產(chǎn)的難題。綠色包裝材料的開發(fā)工作不僅是包裝工業(yè)的事,而且需要整個工業(yè)協(xié)作;不僅是工業(yè)企業(yè),而且也需科研院所、高等院校合作。因此應(yīng)該制定5—1 0年綠色包裝材料的開發(fā)計(jì)劃,提出主要的研究開發(fā)項(xiàng)目和目標(biāo),如高性能、低成本的紙漿模塑一次性餐飲具和包裝制品,取代木箱包裝的蜂窩紙板箱及生產(chǎn)裝備,植物纖維緩沖包裝制品,可完全生物降解塑料,可食性包裝材料,高強(qiáng)度薄壁輕量化玻璃瓶,廢棄包裝的高質(zhì)量回收再生技術(shù),尤其是廢塑料的高質(zhì)量回收再生技術(shù),廢塑料的綠色化技術(shù)等,集中人財物,組織精干隊(duì)伍,有計(jì)劃有目標(biāo)的開展攻關(guān)協(xié)作,使我國綠色包裝材料的開發(fā)工作走入世界前列。
2、制定和完善綠色包裝法律制度
綠色包裝材料的法規(guī)內(nèi)容應(yīng)包括綠色包裝材料的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、控制排放物總量的行政法規(guī),以及防止和消除排入環(huán)境中污染物的環(huán)境凈化技術(shù)法規(guī),還應(yīng)建立對使用過的包裝廢棄物進(jìn)行再循環(huán)再使用的體系,并制定5年、10年須達(dá)到的包裝材料再循環(huán)的目標(biāo)。綠色包裝材料法規(guī)也可納入綠色包裝法規(guī),如“包裝廢棄物限制法 或“包裝法”當(dāng)中。
近十幾年來,發(fā)達(dá)國家相繼采取措施,制定了種種法律和指令,主要有以下幾種:一是以立法形式規(guī)定禁止使用某些包裝材料。如立法禁止使用含有鉛、汞和銅等成分的包裝材料;不能再利用的器具;能達(dá)到特定的再循環(huán)比例的包裝材料。二是建立存儲返還制度。許多國家規(guī)定,含酒精飲料及軟飲料一律應(yīng)使用可循環(huán)使用的容器。有些國家(如丹麥)要求,若不能達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn),則拒絕進(jìn)口。三是實(shí)行稅收優(yōu)惠或罰金。即對生產(chǎn)和使用包裝材料的廠家,根據(jù)其生產(chǎn)包裝的原材料或使用的包裝中是否安全,或部分使用可以再循環(huán)的包裝材料,分別給予免稅、低稅優(yōu)惠或征收較高的稅賦,以鼓勵使用可再生的資源。四是倡導(dǎo)適度包裝。過度的包裝造成資源浪費(fèi),也造成不必要的環(huán)境污染。一些發(fā)達(dá)國家正倡導(dǎo)適度包裝,并相繼出臺了一些法規(guī)。如美國就以商品包裝復(fù)雜豪華程度按照一定的比例作了規(guī)范限制,過度包裝超出要求則重罰,以此迫使廠家簡化包裝,日本甚至提出零包裝的想法。
我國雖沒有綠色包裝法,但是并不等于沒有調(diào)控綠色包裝的法律法規(guī)。由于包裝對環(huán)境的污染是環(huán)境問題的一部分,綠色包裝是保護(hù)自然資源、防治環(huán)境污染的一個重要方面,因此理應(yīng)受到《環(huán)境保護(hù)法》的調(diào)控?!董h(huán)境保護(hù)法》確定了環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展相協(xié)調(diào)的原則;預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理的原則;污染者付費(fèi)、利用者補(bǔ)償、開發(fā)者保護(hù)、破壞者恢復(fù)的原則以及依靠群眾保護(hù)環(huán)境的原則。此外,《環(huán)境保護(hù)法》還規(guī)定了環(huán)境影響評價制度,“三同時”制度、排污收費(fèi)制度、許可證制度、限期治理制度等基本制度。立法管理作為環(huán)境管理中的強(qiáng)制性手段,是世界各國普遍采用的一項(xiàng)行之有效的措施,要保護(hù)綠色包裝體系的順利運(yùn)行,必須建立健全完善的法律制度,通過立法來管理包裝的生產(chǎn)、 流通和使用,以法律法規(guī)促進(jìn)綠色包裝的發(fā)展。