绿色包装材料论文绿色制造技术论文.pdf

绿色包装的材料应用 胡海燕 1 刘 晶2 逯海勇1 1 山东农业大学水利土木工程学院 山东 泰安 271018 2 山东科技大学资源与土木工程系 山东 泰安 271009 摘要 在当今世界环保大潮的冲击下 进行绿色设计已经成为包装业发展的必然趋势 绿色设计是针对传统设计 的种种不足而提出的全新的设计理念与方法 绿色材料是绿色设计的基础 本文从保护环境与资源的角度对绿 色包装的材料设计与应用原则进行探究 这也是我国工业艺术设计面临的重要课题之一 关键词 绿色包装 绿色材料 生态性 可循环性 中图分类号 S969 358 1 文献标识码 A 文章编号 1000 2324 2009 03 0451 04 收稿日期 2009 07 24 作者简介 胡海燕 1973 女 山东农业大学水利土木工程学院教师 主要从事平面设计研究 通讯作者 Author for correspondence E mai l luhaiyong 1 126 co m RESEARCH ON THE APPLICATION OFMATERIALS USED IN GREEN PACKAGING DESIGN HU H ai yan L I U Jing LU H ai yong 1 College ofW aterConservancy and C ivil Engineering Shandong A griculturalUniversity Taian 271018 China 2 Shandong University of Science and Techno logy Resources and Department of Civil Eng ineering Taian 271009 China Abstract Nowadays influnced by themovement of environmental protection green design has become an trend in packaging design industy Comparedw ith traditional design which has too many drawbacks green design is a totally ne w design idea andm ethod Greenmaterials are the base of green packaging design From the prospec tive of environmental protection and resources protection this paper discusses the application ofm aterials used in green packaging design which is also one of themost i mportant problems faced by fine arts design in China Key words Green packaging green materials ecology recycle 1 包装对环境的影响 与其他污染源相比 包装应用范围广泛 使用寿命短 废弃物对环境的污染可见性高 特别是塑料化工 类复合包装材料不易回收 降解时间长 对环境造成极大的污染 2005年美国包装废弃物占城市废弃物 体积的 50 重量的 33 在中国 据环卫部门统计 100万吨垃圾中 各种商品的包装物约为 28万吨 其 中 20万吨为可减少的过度包装物 见图 1 包装工业生产对环境的危害主要体现在包装材料在生产过 程中排放大量的废水 废气与废渣 制浆造纸企业排放的大量废水成为水污染的重要来源 塑料工业 玻 璃工业 金属制品业排放出大量有毒 有害气体如二氧化碳 硫化物 氛化物对大气造成严重污染 此外 包装行业还消耗了巨大的资源 以美国为例 包装铝箔占铝箔生产总量的 90 包装塑料占塑料树脂总 量的 20 其他各种包装材料也占有相当的比率 痛定思痛 人类在对自身行为方式进行了深刻反思后 绿色环保 意识越来越受到重视 各国纷纷 通过立法 来制定复杂的环保公约和法律法规用于限制别国的商品进入 也就是 绿色贸易壁垒 当然 由包装的环保要求而引发的贸易争端 同时也加速了绿色包装在世界各国的发展 在进行产品的包装设 计时 越来越多的环保思维被纳入其中 绿色包装设计顺理成章地登上了历史舞台 2 绿色包装设计的概念 绿色包装是指对生态环境不造成污染 对人体健康不造成危害 能循环和再生利用 可促进可持续发 山东农业大学学报 自然科学版 2010 41 3 451 454 JournalofShandong AgriculturalUniversity NaturalScience 展的包装 它以不污染环境 保护人体健康为前提 以充分利用再生资源 节约自然资源与降低能源消耗 为发展方向 既取之于自然 又能回归自然 也就是说 它所用的材料来自自然 通过无污染的加工形成绿 色包装产品 使用后又可以回收处理 或回归自然 或循环再利用 所以 绿色包装材料是指那些具有良好 使用性能或功能 在整个生命周期中 都能与环境协调共存的一大类材料 3 绿色包装设计的材料应用策略 绿色设计是针对传统设计的种种不足而提出的全新的设计理念与方法 绿色材料是绿色设计的基础 虽然绿色材料不一定能构成绿色产品 但绿色产品设计首先要选择绿色材料 因此大力研究和开发绿色 材料必然有助于推进绿色产品的开发和推广 图 2 质朴的天然材料包装 Fig 2 Plain packaging of naturalmaterials 3 1 利用天然生物包装材料 在包装设计中 应广泛利用天然生物包装材料 并使其发挥最大的效用 这类材料主要有竹 木屑 麻类 棉织物 柳条 芦苇 农作物秸秆 稻草等 中华 民族是一个在以采集业为主体 游猎与鱼猎为辅助基础上建立起来的农业文化 民族 为天然材质包装的利用提供了得天独厚的优势 如荷叶大而清香 晒干 后便成为肉食 酱菜的天然包装纸 箬叶包裹的糯米 天然香气可随蒸煮的热气 而渗入到糯米之中 民间常用葫芦贮酒 竹筒盛饭等 不仅达到了包装物品 交 换便利的作用 并且因这些天然材质有毛细孔与外界氧气相通 有利于延长食 品储存期 巧妙地体现出包装的保护功能 如通过巧妙的设计 开发 利用 还 可赋予产品独特的自然魅力 在包装特定产品中发挥很好的作用 充分利用天 然生物包装材料 扩大包装品种 提高技术含量 是包装生态化的重要方向 见 图 2 3 2 大力发展纸制品包装 纸质包装的主要成分是植物纤维素 易被微生物分解 不会污染环境 减少了废 弃物的处理成本 而原材料丰富易得 因此纸质包装是当前国际流行的 绿色包装 纸包装应用极为广泛 能承担多种包装任务 纸箱 纸袋 纸桶 纸浆模型制品成为现 代包装工业的重要组成部分 在美国 日本和西欧等国家大量采用纸制品替代塑料 及薄膜包装 瑞典人经过 10年的研究实验 发明了利乐砖无菌纸盒包装 采用这种包装的牛奶 果汁 饮料 无需 冷藏便可保鲜 6个月 其回收后又可制成彩板 用来制做家具 玩具 音箱设备等 这种包装方式已成为世界液体 食品包装的主流 见图 3 当然 在提倡使用纸质包装的同时 还要加大对造纸行业的污染治理 图 3 环保的纸制品包装 Fig 3 Environmental protection paper product packing 3 3 使用可重复利用 可再生包装材料 德国 废物法 规定 凡是能利用的东西绝不让它成为废物 无法避免 的就要加以利用 让它回到经济循环中去 选用可再循环的材料 回收和 再利用性能良好的包装材料是实现绿色包装的有效途径之一 如啤酒 饮料等采用玻璃瓶包装 可以反复使用 聚酯瓶在回收之后也以可用于再 生 再生材料的使用 不仅能提高包装材料的利用率 减少生产成本 而 且可以节省大量的能源和减少其他资源的消耗 同时也减少对环境的排 放 例如 阿维达公司生产的化妆盒 粉饼盒和口红所采用的铝质包装材 料 85 来自饮料罐回收所得 与使用原始铝资源相比 可节约近 97 的 水 电 生产过程中的污染也减少了 95 可见对包装废弃物予以循环利 用 无论在经济效益还是环境效益上都有着重要的意义 此外 再生材料应用的另一方面也需要考虑 那就是在每次再生循环 过程中 都要经过重新分解 掺入新资源 再加工等环节 设计师在进行包 装设计的选材时 要充分考虑所用材料将来的可循环利用难度 应尽可 能选用保留原生状态的单一材料 避免对材料过多的加工 在满足包装功能和外观要求的条件下 尽量避 免使用不必要的高品质包装材料 以减少在每一级资源循环中的损耗 为与循环再生相适应 还要尽量采 452 山东农业大学学报 自然科学版 第 41卷 用再生材料或废材做为包装材料 以获得整个资源循环过程的闭合 放缓资源的物质流动速度 3 4 使用可降解的塑料包装材料 伴随我国加入 WTO 国外市场已经不能限制我国产品的进入 可是很多企业却碰到另一种贸易壁 垒 绿色壁垒 如广东顺德一家电企业的产品在欧盟国家 不但不准许销售 还要面临罚款 原因是他 图 4 可降解的包装材料 Fig 4 B iodegradable packagingmaterials 们产品的塑料包装污染环境 同样江浙一带生产的布 匹 在销往欧美市场中 也因不可降解塑料问题而遭遇 绿色壁垒 所以 生物降解塑料被认为是现代最具有发 展前景的绿色包装材料 这种包装材料既具有传统塑料 的功能和特性 又可在完成使用任务后 在光合作用 土 壤及水中微生物的作用下 于自然环境中逐渐分解还 原 最终以无毒形式重新进入生态圈 见图 4 可广泛 用于食品包装 周转箱 杂货箱 工具包装及部分机电产 品的外包装箱等 作为农业大国 我国绿色包装生产原料非常丰富 以改性淀粉为主料的生物降解塑料 其淀粉资源十分充 足 国际上即使全降解塑料的需求仅占塑料总量的 5 那么需求量也将高达 680万吨 我国的需求则会达到 75万吨 因而可降解塑料是一种值得深入研发 的绿色包装材料 也是世界包装材料发展的大趋势 3 5 使用可食性包装材料 众所周知食品包装是包装工业产品大户 占包装业的 70 左右 其废弃物对环境污染也最大 因此解 决食品包装废弃物的问题是困扰包装业的一大难题 当前食品包装工业中兴起的可食性包装 成为解决 这一矛盾的好方法 可食性包装材料主要有可食性包装膜和可食性保鲜膜 大家熟知的糖果包装上使用 的糯米纸以及包装冰激凌的玉米烘烤杯都是典型的可食性包装 目前国内外可食性包装研制已初具成 效 例如 美国 纳蒂克 开发的胶原薄膜 采用动物蛋白质胶原制成 其强度高 耐水性性能好 解冻烹调 时会溶化食用 用于包装肉类食品不会改变食品味道 日本三菱人造纤维公司开发的角叉胶薄膜 以红藻 类提取的天然多糖为原料 半透明状 坚韧且热封性好 我国开发的可食性包装技术主要有大豆蛋白可食 性包装膜 壳聚糖可食性包装膜 蛋白质 脂肪酸 淀粉复合性可食性包装膜 以豆渣为原料的可食性包装 纸 玉米蛋白质包装膜等等 主要用于果蔬类包装保鲜 在可食性食品包装物的印刷方面 同时出现了柔 性版印刷技术 这种新型无公害印刷技术不含重金属元素 无毒无味 适应了可食用的要求 4 绿色包装设计材料的应用原则 包装材料的绿色性既是提高经济效益 改善人类生活的实际战略 也是保护资源 维护生态平衡 实现 社会经济可持续发展的关键 因此 在绿色包装设计时的材料选择应遵循如下原则 4 1 减量化原则 最好的绿色包装就是无包装 没有包装当然也就没有污染 因此 无包装化 是解决废弃物的最佳方 法 日本连锁店商会的调查显示 除了番茄 桃 草莓外 90 的蔬菜 水果都不需要销售包装 这样更有助 于保持蔬菜 水果的营养与新鲜 所以 在满足包装保护 审美 便利和销售的前提下 尽量减少包装材料 的使用 不但意味着减少了原材料成本和加工制造成本 同时还意味减少了运输和销售成本以及包装废弃 后的回收再利用和处理成本 4 2 单一化原则 在绿色包装设计中应尽量使用同一种包装材料 推广单层包装材料的使用 避免使用由不同材料组成 的多层包装体 以减少不同材料包装物的分离 提高包装物的回收和再利用性能 例如 W hirlpool的德国 伙伴包装设计师把用于包装的材料从 20种减少到 4种 处理废物的成本下降了 50 以上 材料成本减 少 性能也得到了改善 453 第 3期 胡海燕等 绿色包装的材料应用 图 5 绿色包装循环图 Fig 5 G reen packaging recycling plan 4 3 轻型化原则 包装的轻型化使货物搬运更加方便 塑料软包装和玻璃瓶轻量化包装都是轻型化包装的典型 由于 塑料包装较轻 托盘负荷相应减少 可以少用拖车和起重叉车 因此 塑料包装是轻型化包装的首选 玻璃 包装轻量化也是绿色包装的迫切要求 其轻量化就是在保证强度要求下 降低玻璃瓶的重量容积比 以提 高其绿色性与经济性 目前 金属包装材料也在向轻量化薄壁化的绿色性靠拢 相信随着包装材料生产 技术的飞速发展 包装轻型化这一绿色形式 将会继续取得进展 4 4 无毒无害化原则 绿色包装材料应是对人体和其他生物无毒无害的 不应含有毒性的元素 病菌和重金属 或这些物质 含量应控制在有关标准以下 欧洲包装与包装废弃物指令 中规定了重金属含量水平 铅 汞和铝等 我国也应以立法的形式规定包装材料中有害成分的含量 例如陶瓷中的铅 镉 印刷物中的铅 铬 塑料中 的铅 汞 乙烯 涂层中的甲醛之类排出物 应符合安全卫生标准 确保消费者健康 4 5 清洁生产的原则 所谓清洁生产是指以节能 降耗 减污 增效为目标 以技术管理为手段 设计生产出最优的生产工艺 和产品 以消除和减少工业生产对人类健康和生态环境