綠色包裝材料1、包裝與環境關系2、綠色包裝材料的概念及內涵3、綠色包裝材料的類型4、綠色包裝材料開發與設計原則1、包裝與環境概述

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。商品從生產到消費之間，要經歷運輸、保管、

裝卸、儲存、分發等環節。在這個過程中，要使商品免受損害、使商品質量不致

降低和變化，必須防止各種不利因素出現。例如：①揮發或滲漏因素；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

包裝應具有良好的商業銷售宣傳功能，包裝設計實際是商品銷售策略的設計。，

將商品的特征和銷售意識融入設計中，從而提高商品的形象和價值，以達到促進

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包裝與環境的關系

包裝的功能體現了對環境的保護思想；體現了包裝有利于環境的實質。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。隨著商品經濟的發展，包裝的使用量日趨增大，包裝對資源和能源的消耗就越多，勢必對環境的污染及生態環境的破壞。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，以及人們的環境意識還很差，隨意丟棄廢棄物，造成了極其嚴重的環境污染,如圖所示。常見的包裝廢棄物主要有紙質、玻璃、陶瓷、金屬、塑料和復合材料等幾類。塑料包裝廢棄物帶來的“白色污染”更是令人擔憂。“白色污染”存在兩種污染：視覺污染和潛在危害。其中潛在危害又分為很多類：一次性發泡塑料飯盒當溫度達到65度時有害物質就會滲入到食品中去；使土壤環境惡化，影響農作物生長；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量已達到

250萬噸左右，但總的回收率僅

10％-13％。由于包裝產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。可以預見，隨著包裝工業的發展，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涵A區：天然材料B區：高性能先進材料C區：低成本材料D區：綠色包裝材料ABDC功能性經濟性環境協調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、使用、廢棄以及回收處理再利用的整個生命周期過程中,對環境和人體不會造成危害,能節約資源和能源,廢棄后能迅速自然降解或再利用,不會破壞生態平衡,而且來源廣泛,耗能低,易回收且再生循環利用率高的材料或材料制品。1）保護性能對包裝產品具有好的保護功能,在流通過程中不破損、不變質,能保鮮、防潮、防水,具有良好的阻隔性.2）加工適應性能

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）環境性能在生命周期過程中對環境污染小,即原材料制備提取、加工生產、運輸流通復合清潔生產要求,使用廢棄后便于循環再用或能在自然界中自行消解.6）資源性能材料來源豐富,價格經濟,在制品生產過程中消耗資源、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,即節省資源又經濟,還可以減少廢棄物的數量.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利用,節省資源,同時又保護了環境.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,另外優良的印刷適應性。重量輕，可折疊，節省貯存，降低運輸費用無毒、衛生，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。3.1.1紙質材料的優點主要缺點：阻隔性差（防水、防油、阻氣性差）生產過程污染大，成本高等，使其應用范圍受到一定的限制。造紙制漿紙漿

紙

紙包裝材料是公認的綠色包裝材料，隨著民眾環保意識的增強，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紙包裝材料發展方向

(2)紙包裝薄膜：開發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、植物纖維和其他天然物質經過改性和其他方式處理制成薄膜用于食品的內包裝，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、可以加工成膜進行包裝，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塑料的性能優點：質輕、比強度高優異的電絕緣性能，優良的化學穩定性能減摩、耐磨性能好透光及防護性能減震、消音性能優良防水、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200℃左右使用；塑料的熱膨脹系數要比金屬大3-10倍，容易受溫度變化而影響尺寸的穩定性；塑料在大氣、陽光、長期的壓力或某些質作用下會發生老化，使性能變壞等。塑料最大的缺點是不易降解。塑料包裝材料對環境所造成的污染也是各類包裝材料中最嚴重的。

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，可以經反復加工的塑料，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。雙酚的危害據路透社報道，雙酚A不僅會導致心臟病，還會導致糖尿病和某些肝臟疾病，影響胎兒及兒童的大腦發育，甚至增加前列腺癌和乳腺癌的風險。公共衛生領域的一份國際知名科學期刊《環境醫學展望》，近年來也陸續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，指出它會導致早產，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，人們正在研究開發新型的泡沫塑料發泡劑以取代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目前開發的主要綠色塑料包裝材料：c.可復用再生塑料塑料包裝材料如果能夠重復使用，可以大大減低原材料消耗及對環境的污染。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。所以包裝應多采用PET、PP等易于復用和再生的材料。d.可降解塑料由于塑料分子的持殊結構，其降解速度非常緩慢．埋藏在土壤中長達400年不降解，給生態環境造成很大的影響。近年來研究開發可降解塑料成為國內外熱點：現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）國外降解塑料發展概況（2）國內降解塑料發展概況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生和安全的要求，加之現代金屬包裝制品的生產工藝越來越先進，生產效率明顯提高，生產成本大大降低，所以金屬包裝材料的應用越來越廣泛，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中占有重要的地位。機械性能優良、強度高加工性能優良，加工工藝成熟，能連續化、自動化生產具有極優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：化學穩定性差加工工藝復雜相對成本較高較重3.3.2金屬材料的分類a)按材質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，可以較大程度地節約金屬材料的用量，降低成本，而且減輕未能回收罐對環境的影響。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，企業可增加收益20％左右。由于鋁價值高，而且價格不穩定，各國紛紛采用馬口鐵代替鋁生產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，現在多數國家采用低鍍錫量馬口鐵。3.3.3金屬包裝材料的發展方向

(3)采用新型焊接工藝馬口鐵傳統上采用錫焊工藝，而錫焊材料中含有較多的鉛，對人體有害。據統計,人體中的鉛14％來自于馬口鐵的錫焊材料。現在、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量。對于繼續沿用錫焊的廠家，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，可節約95％的能量，對環境幾乎沒有污染。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優點：化學惰性阻隔性高透明度高剛性大耐內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

現在玻璃容器的主要發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次數。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，經多次周轉后強度下降所致。

減量化包裝材料可復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可直接重復使用(Reuse)的包裝；②可修復的包裝；③可再生(Recycle)的廢棄物；④只能被掩埋、焚化處理的廢棄物。可降解包裝材料可回收再生包裝材料4綠色包裝材料開發與設計原則世界各國都在研制和發展自己的新型包裝材料和包裝結構設計。

瑞典人發明的“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、音響設備等。瑞典人環保意識非常強烈，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業部的科學家近期宣稱，一種新環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，非常符合環保要求，可能取代傳統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產品沒有什么區別，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廢棄的蘋果渣生產出果渣包裝用紙，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，不污染環境，