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復合軟包裝材料發展趨勢與生命周期評價
時間:2013-05-08   來源: 包裝前沿   閱讀:11101次

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???? 一、復合軟包裝材料國內外發展趨勢
???? 1、國內復合軟包裝材料發展趨勢
???? 發展環保型復合軟包裝薄膜。目前,世界公認PET為環保型材料,它可以回收和再利用。由于人民生活水平的提高,超市食品的貨架壽命要增加,BOPET的用量也將不斷增加,而且有利于回收利用,三層共擠可熱封的BOPET薄膜將很快進入市場,滿足對軟包裝貯存期的要求。
???? 軟塑包裝膜向專用功能化方向發展。如高阻隔性材料正成為熱點開發的軟包裝材料,常用的有PVDC類材料、尼龍類包裝材料、EVOH類材料、無機氧化物涂覆薄膜等,它對食品起到了保質、保鮮、保風味以及延長貨架壽命的作用。高阻隔復合材料將不斷增加市場容量。將來,加工簡單、阻隔氧氣、水蒸氣性能強、提高貨架壽命為優點的高阻隔薄膜,是將來超市食品軟包裝的主流。多層復合、共混、共聚、蒸鍍技術在軟包裝行業也發展極為迅速。
???? 通過微孔或改進薄膜配方結構。微孔材料能改善薄膜性能,可改良包裝袋內的氣調環境。通過使用除氧劑,然后選擇性透過薄膜組合的方法,可以達到保鮮目的。
???? 軟包裝材料向薄型化發展。薄膜的薄型化是指減薄材料厚度而各項包裝性能指標仍然能完全滿足包裝的要求。主要有三種方法可達到這個目的:一是研制新材料,用PEN作原料,生產的PET強度可提高3.5倍,薄膜的厚度比BOPET減少1/3,就可滿足BOPET薄膜的要求。二是采用納米無機物與高聚物的復合材料制造軟包裝薄膜。納米無機物與高聚物復合材料,可以同時提高薄膜的強度和韌性,在軟塑包裝的薄型化上起到重要作用。與純同類高聚物制成的薄膜相比,納米無機物與高聚物復合材料制成薄膜的強度和韌性提高50%。三是采用多層復合包裝材料,提高軟包裝材料的綜合性能,減少塑料在軟包裝上的使用量,減少環境污染和節省資源。
???? 2、國外復合軟包裝材料發展趨勢
???? 高阻隔性材料。鋁塑復合包裝材料的性能優越,卻不透明。在塑料薄膜表面沉積薄層無機物(如氧化硅和氧化鈦)制成的薄膜,其涂層性能穩定,即使經過高溫殺菌后阻氣性能也較優越。
???? 抗菌材料。微生物引起的食物腐敗或變質給包裝材料提出了很高要求??咕巴ǔJ竊詘安牧現刑砑有灤臀藁咕?,從而達到對多種病原菌有抗菌效果。目前應用廣泛的是抗菌薄膜,它是在聚烯烴薄膜中加入抗菌劑和增效劑制成的。這種抗菌包裝材料對大多數常見微生物如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等都有抗菌效果。
???? 功能性包裝材料。常見的有防銹型、防霉型、保鮮型、納米型功能材料等。由于人們對高水平生活的要求,保鮮包裝得到了迅速發展,現已研制成功的系列保鮮功能材料,為了使用方便通常加工成袋或片材。
???? 北京11选5胆拖复式投注表材料。通常是用光電、溫敏、濕敏等功能材料與包裝材料復合制成,它可以識別和指示包裝空間的溫度、濕度、壓力以及密封的程度、時間等一些重要參數,有廣泛的應用前景。
???? 除臭薄膜。該類薄膜主要有三種類型。一類是化學除臭型,能除去氮系化合物和硫系化合物,如氨氣、二甲胺、硫化氫等臭味。二類主要用于除去硫化氫、甲酸等類臭氣,其特點是對高濃度硫化氫除臭效果好。三類是物理除臭型,用活性除臭劑制成,低濃度除臭力好。除臭薄膜用于食品包裝,除可以起到保鮮作用外,還主要用于那些各具特殊氣味的食品、農產品、水產品的包裝,此外在用于醫療材料、衛生材料、日用雜品等包裝方面也取得了進展。但除臭薄膜具有選擇性,因而使用時要根據臭氣成分、濃度、環境濕度等因素加以選擇。
???? 低溫封口材料。包裝機械要求簡單方便、節約能源、提高速度、增加效率以適應現代大批量包裝的需要,因此使用低溫封口包裝材料是必要的條件。低溫封口材料對包裝內容物不產生熱影響,因而特別適于厭熱物品的包裝,可適用難于熱封的基材,簡化包裝結構、降低成本、節約能源,能實現高速包裝。封口耐寒性好,即使在-20℃下封口強度也不降低。
???? 高速封口材料。常見的為涂有低溫熱封層HSS,在低溫下能夠高速封口的包裝材料。它比其它材料如EVA、丙烯酸樹脂、熱封清漆、微量石蠟等優異。因此可用于要求嚴格限制產生異味影響的包裝。其特點是封口速度快,適于高速機械,如用OPP/KOP/HSS包裝材料時,制袋機速度可達500個/min。低溫層HSS不僅可涂于紙、鋁箔表面,還可涂布在OPP、KOP、PET、PVC、PE等各種塑料薄膜表面,一般HSS涂層厚度為幾微米左右即可滿足要求。
???? 新型復合紙。其為一種高強度復合紙,白度高、極薄、特柔軟,反復折疊后仍能完好如初,而且價格低廉。復合紙是以巖石粉為原料,在高溫中制成纖維,浸漬酚醛樹脂并滲入白土粉后成型,長期貯存不會發生變脆、發霉、蟲蛀等現象,而且可以染印色彩,常制成無塵紙、滅菌紙、防帶電紙、抗電磁干擾紙、高透明紙等。
???? 導電性包裝材料。該類材料主要用于對靜電敏感產品的防止帶電、消除靜電等包裝,以及精密儀器和導彈的防電磁包裝等。
???? 二、復合軟包裝材料生命周期評價
???? 1、生命周期范圍
???? 生命周期評價(LCA)作為一項用于評價產品的環境因素與潛在影響的技術,由四個相互聯系的要素組成,即目標和范圍界定(GSD)、清單分析(LCI)、影響評價(LCIA)和結果解釋。生命周期范圍是影響范圍界定最主要的因素,一般可根據LCA評價目的選擇以下生命周期全過程或部分階段。
???? (1)原材料獲取階段。在產品制造前,處于制造商直接控制范圍之外,企業作產品環境影響評價時,一般難以考慮此階段,但也需獲取一些生產制造階段必須的信息。
???? (2)產品制造階段。即從原材料運入工廠門到產品出廠門,也稱為“門到門的階段”。企業作LCA主要是這一階段,如實施清潔生產和進行環境管理。
???? (3)產品包裝運輸階段。包裝與產品緊密相關,故評價產品的LCA通常均應將包裝考慮在內,如減量化、綠色材料選用均需考慮包裝;運輸階段涉及石油消耗和排出廢氣及光化學煙霧,故產品的LCA也均需考慮此階段。
???? (4)產品的使用或消費階段。本階段往往是產品對環境污染和資源消耗較嚴重的階段,但對包裝材料進行評價時卻視情況選擇。
???? (5)產品回收利用及最終處置階段。無論是產品回收利用或進行最終處置,均要消耗能源、資源和排出廢物,故必須納入LCA評價。
???? 2 、生命周期系統邊界和清單分析
???? 在進行數據收集和評價前要對功能單位和系統邊界進行界定。在比較評價中,相同的功能單位和系統邊界界定可得出公平公正的結果。評價內容在生產階段若一些輔助材料用量較小,所產生的環境負荷也較小,可以被排除在評價范圍之外。
???? 以紙塑鋁復合的利樂包為例,評價內容不涉及包裝產品的使用階段,這主要是由于大多數牛奶包裝產品生產線和牛奶灌裝線基本同步進行,不存在異地運輸情況。最后將產品廢棄后的再生利用加入到生命周期之中,即紙塑鋁復合包裝的回收再生,因此可將利樂包的生命周期評價界定為原材料獲取、包裝生產、包裝運輸、包裝處置四個階段,鋁塑廢物部分按垃圾填埋處置表示,具體見圖1(虛線表示不在評價范圍之內)。
???? 圖1 利樂包生命周期評價系統邊界

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???? 界定生命周期系統邊界后,則可進行清單分析。LCI是一種定性描述系統內外物質流和能量流的方法,通過對產品生命周期每一過程負荷的種類和大小進行登記列表,從而對產品或服務的整個周期系統內資源、能量投入和廢物的排放進行定量分析的過程。LCI的主要程序包括數據收集準備、確認數據的有效性與完整性、聯接系統邊界、分配流入及排出量和提出LCI的限制條件。
???? 3、生命周期影響評價和結果分析
???? 生命周期影響評價是根據清單分析過程中列出的要素對環境影響進行定性和定量分析。LCIA包括對清單分析過程中列出的要素進行分類、運用環境知識對所列要素進行定性和定量分析、識別出系統各環節中的重大環境因素和對識別出的環境因素進行分析和判斷?;肪秤跋斕睦嘈橢饕ㄖ苯傭隕?、人類有害和有毒性;對生活環境的破壞;可再生資源循環體系的破壞;不可再生資源的大量消耗。LCIA把清單分析的結果歸到不同的環境影響類型,再根據不同環境影響類型的特征化系數加以量化,來進行分析和判斷。
???? 生命周期影響評價目前主要采用“環境問題法”和“目標距離法”。前者主要著眼于環境影響因子和影響機理,對各種環境干擾因素采用當量因子轉換的方法進行數據標準化和對比分析,如瑞典EPS方法、瑞士和荷蘭的生態稀缺性方法(生態因子)以及丹麥的EDIP方法等;后者則著眼于影響后果,用某種環境效應的當前水平與目標水平(標準或容量)之間的距離來表征某種環境效應的嚴重性,其代表方法是瑞士臨界體積法。另外,環境指數法(Eco-Indicator)是一個全新的評價方法,它建立了資源消耗、土地使用、氣候變化、離子輻照、酸化富營養化和生態毒性的全新環境影響模型,常用的有EI95和EI99。結果解釋是LCA最后一個階段,是將清單分析和影響評估的結果組合在一起,使清單分析結果與確定的目標和范圍相一致,以便作出正確的結論和建議。
???? 謝明輝等采用生命周期評價法研究了牛奶利樂包裝和普通塑料袋包裝,并對其環境影響進行評價比較。結果表明,紙塑鋁復合牛奶包裝和塑料牛奶包裝采用EI99評價法的全生命周期環境影響值分別為5.225Pt 和4.670Pt,且在原材料獲取階段的環境影響在整個生命周期階段所占比重均在80%左右。而塑料包裝在化石資源消耗方面對環境影響占據整個生命周期環境影響的79%,是紙塑鋁復合包裝的兩倍多。紙塑鋁復合包裝在化石資源消耗、無機物排放和土地占用方面對環境影響較大,其次是氣候變化、酸化和富營養化??悸塹交試吹牟豢稍偕?,從可持續發展角度來看,發展紙塑鋁復合包裝比發展塑料包裝更具有優越性。改善紙塑鋁復合包裝的環境影響可以通過發展再生技術和提高回收率這兩種途徑,將鋁塑進一步分離成為塑料和鋁,這勢必大大降低其環境影響,且當其回收率超過43%時,則紙塑鋁復合包裝的環境影響小于塑料包裝。
???? 三、結束語
???? 復合軟包裝材料已滲透到制造領域的每個部分,以后將朝著高性能、多功能、無毒無害、綠色環保、物美價廉、使用方便的方向發展。生命周期評價對復合軟包裝材料的環境影響作了定量評估,在材料使用和廢棄后都產生了一些新的問題。

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