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【观察】张顺淇：当前政策与材料背景下，技术面如何支持环保软包

来源：包装百企俱乐部公众号 日期 ：2022-04-13 作者 ：张顺淇
44.jpg
—— 作者张顺淇简历 ——

毕业于UCLA，材料科学工程博士学位。

曾任职于美国惠普纳米实验室研究员、以及永丰余集团、3M台湾、康师傅集团等研发主管近20年。


工作领域涉及纳米材料 / 元件、印刷 / 软性电子、造纸印刷 & 包装、工业品 & 消费品等材料与产品研发相关工作，以及包装趋势与市场调研。





01


环保政策与设计准则

近年来的气候变迁与各类污染不断被报导出来, 引起越来越多的国家与企业的重视, 各国纷纷提出环保政策。例如, 发改委等部门于2021年9月印发了《“十四五”塑料污染治理行动方案》, 提出推动可降解塑料的广泛推广应用。又如联合国环境大会(UNEA-5)上2022年3月2日批准了一项历史性决议, 到2024年结束塑料污染。在企业部分, 例如可口可乐2025年全球包装100%可回收、雀巢2025年包装100%可回收或可重复使用。


此外, 国际性组织, 如软包装循环经济CEFLEX与消费品论CGF, 也分别提出循环经济设计准则以及黄金设计原则。这两个设计原则在软包装的环保做法上有着类似的方向：1)单一材质与全聚烯烃皆在回收材料范畴；2)不可含有PET、尼龙、PVC以及可降解材料；3)阻隔层涂布层不可超过整体的5%。



02


技术面如何支持环保软包装

针对国内外相继出台的的环保政策, 技术面如何来支持软包装的环保？


首先, 除了可降解材料与技术, 国外大厂纷纷投入塑料回收再生、生物基塑料与制品的开发。例如美国伊士曼投资聚酯再生技术、日本东丽宣布开发生物基尼龙N510（如下图）、以及日本三得利集团2021年12月宣布成功创造100%生物基PET瓶原型。


51.png


其次, 针对国内禁止一次性塑料的政策, 除了可降解材料PLA, 国内也投入发展各类可降解材料如PBAT、PBS等材料与其相关应用。可降解材料的物性是否可以满足软包装多功能的需求？


从石化薄膜与可降解薄膜的物性比较（如下表）,可降解材料的阻隔性与传统薄膜还是有差距。此外, 虽有各种阻隔材料可再涂布在可降解材料上, 但涂布材料与工艺要再叠加成本, 对已是原有石化薄膜成本2-3倍的可降解材料在软包的应用上更加困难。因此可降解材料在软包装的应用, 还需要再投入原物料的研究开发, 以解决物性与成本的问题。


52.png


软包装有着相对复杂的各类材质组合, 以满足产品对包装整体的外观与功能性的要求。简单分类有印刷、特性功能以及热封的各类薄膜, 常用材质有OPP, PET, ONY, 铝箔或镀铝, PE与PP类的热封材料, PVC与PETG的热收缩膜以及近期热门的MDOPE与BOPE。


然而, 如果从回收再利用的循环经济的角度来看, 软包装循环经济CEFLEX与消费品论CGF的设计原则似乎是软包装环保方案的方向之一。


首先, 软包装已有不少是PP单一材质, 例如方便面包装BOPP/MCPP, 这个材质组合可符合循环经济的单一材质。


其次, 在符合经济效益条件下, 软包装的环保方案可朝着无PET、去尼龙的单一材质(PP & PE)或全聚烯烃材质的包装结构方向进行。待生物基材料或环保高阻隔材料更普遍, 再逐步分别替换石化材料与铝箔, 做到更环保的软包结构。


最后, 从环保趋势与材料特性来看, 软包装的环保解决方案极大可能性是针对不同客户与不同产品包装需求进行不同的环保方案设计, 而不是单一方案, 例如单一PE材质、可降解塑料或纸, 可套用到各种使用场景。因此建议在符合产品包装要求的前提下, 先将材质与结构逐步调整至当下较符合经济效益的环保方案, 待回收体系更完善, 软包装回收与再利用就是水到渠成的工作。

注：氧气透过率cm3/[m2 · day]、水气透过率g/[m2 · day]

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来源：包装百企俱乐部公众号 日期 ：2022-04-13 作者 ：张顺淇
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—— 作者张顺淇简历 ——

毕业于UCLA，材料科学工程博士学位。

曾任职于美国惠普纳米实验室研究员、以及永丰余集团、3M台湾、康师傅集团等研发主管近20年。


工作领域涉及纳米材料 / 元件、印刷 / 软性电子、造纸印刷 & 包装、工业品 & 消费品等材料与产品研发相关工作，以及包装趋势与市场调研。





01


环保政策与设计准则

近年来的气候变迁与各类污染不断被报导出来, 引起越来越多的国家与企业的重视, 各国纷纷提出环保政策。例如, 发改委等部门于2021年9月印发了《“十四五”塑料污染治理行动方案》, 提出推动可降解塑料的广泛推广应用。又如联合国环境大会(UNEA-5)上2022年3月2日批准了一项历史性决议, 到2024年结束塑料污染。在企业部分, 例如可口可乐2025年全球包装100%可回收、雀巢2025年包装100%可回收或可重复使用。


此外, 国际性组织, 如软包装循环经济CEFLEX与消费品论CGF, 也分别提出循环经济设计准则以及黄金设计原则。这两个设计原则在软包装的环保做法上有着类似的方向：1)单一材质与全聚烯烃皆在回收材料范畴；2)不可含有PET、尼龙、PVC以及可降解材料；3)阻隔层涂布层不可超过整体的5%。



02


技术面如何支持环保软包装

针对国内外相继出台的的环保政策, 技术面如何来支持软包装的环保？


首先, 除了可降解材料与技术, 国外大厂纷纷投入塑料回收再生、生物基塑料与制品的开发。例如美国伊士曼投资聚酯再生技术、日本东丽宣布开发生物基尼龙N510（如下图）、以及日本三得利集团2021年12月宣布成功创造100%生物基PET瓶原型。


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其次, 针对国内禁止一次性塑料的政策, 除了可降解材料PLA, 国内也投入发展各类可降解材料如PBAT、PBS等材料与其相关应用。可降解材料的物性是否可以满足软包装多功能的需求？


从石化薄膜与可降解薄膜的物性比较（如下表）,可降解材料的阻隔性与传统薄膜还是有差距。此外, 虽有各种阻隔材料可再涂布在可降解材料上, 但涂布材料与工艺要再叠加成本, 对已是原有石化薄膜成本2-3倍的可降解材料在软包的应用上更加困难。因此可降解材料在软包装的应用, 还需要再投入原物料的研究开发, 以解决物性与成本的问题。


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软包装有着相对复杂的各类材质组合, 以满足产品对包装整体的外观与功能性的要求。简单分类有印刷、特性功能以及热封的各类薄膜, 常用材质有OPP, PET, ONY, 铝箔或镀铝, PE与PP类的热封材料, PVC与PETG的热收缩膜以及近期热门的MDOPE与BOPE。


然而, 如果从回收再利用的循环经济的角度来看, 软包装循环经济CEFLEX与消费品论CGF的设计原则似乎是软包装环保方案的方向之一。


首先, 软包装已有不少是PP单一材质, 例如方便面包装BOPP/MCPP, 这个材质组合可符合循环经济的单一材质。


其次, 在符合经济效益条件下, 软包装的环保方案可朝着无PET、去尼龙的单一材质(PP & PE)或全聚烯烃材质的包装结构方向进行。待生物基材料或环保高阻隔材料更普遍, 再逐步分别替换石化材料与铝箔, 做到更环保的软包结构。


最后, 从环保趋势与材料特性来看, 软包装的环保解决方案极大可能性是针对不同客户与不同产品包装需求进行不同的环保方案设计, 而不是单一方案, 例如单一PE材质、可降解塑料或纸, 可套用到各种使用场景。因此建议在符合产品包装要求的前提下, 先将材质与结构逐步调整至当下较符合经济效益的环保方案, 待回收体系更完善, 软包装回收与再利用就是水到渠成的工作。

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