新环保背景下的软包装材料发展趋势

导读

塑料软包装材料从诞生至今经历了约100多年的历史，并跟随着各类材料技术的发展，逐步从简单的过程保护作用丰富成为视觉、卫生、防护以及延长食物保质期限多种用途合一体的功能材料。也正由于业界对塑料包装材料有此功能多样性的需求，塑料包装也同样从简单的单层或双层结构，逐步演变成为多层材料复合的结构。但塑料的不可降解问题，无疑对塑料包装废弃之后的回收处理工作带来了巨大的挑战。

中国从2008年6月1日开始发布限塑令，2018年1月1日起禁止进口四大类24种固体废弃物；2019年7月1日在上海市强制实行垃圾分类这些条例的实施脚步加快，说明目前国家对于塑料废弃物污染问题的重视程度，以及环保事业发展所面临的巨大挑战。

国际上，2018年10月在巴厘岛举行的“我们的海洋会议”期间，包括威立雅在内的250个生产商、零售商、包装回收商、政府与非政府组织签署了《从源头消除塑料污染的全球承诺》这项倡议，旨在从源头消除塑料污染。其主要追求3个目标：（1）消除有问题或不必要的塑料包装，从一次性使用转向可重复使用的包装模式；（2）通过创新，来确保到2025年10%的塑料包装可以方便、安全地重复使用、回收或堆肥；（3）循环使用所生产的塑料，显著增加塑料的重复使用或回收数量，并制成新的包装或产品。

在国内以及国际对塑料污染的密切关注下，环保塑料的开发及废弃塑料的处理问题成为了当今塑料包装行业的重要发展环境因素。

根据软包装的应用场合不同，一般会应用不同的材料作为复合基材，软包装的典型结构、材料及对应的功能如下:

1.外层

纸、BOFP、BOPA、BOFET、PVDC涂布膜、氧化铝氧化硅镀膜、EVOH或MKD-6双向拉伸膜。外层结构的主要功能是作为承印层、耐热层及耐受层同时有少部分可承担阻隔层的作用。

2.中间层

一般为铝箔、镀铝BOFET/BOPP以及PVDC涂布膜等。主要的功能是作为阻隔材料，隔绝外界的氧气和水汽进入软包装内部，影响内容物（即食品、药品等）的保质期限；阻隔性能优异的材料更具有保香性能，能保持内容物的香气不散发到包装袋之外，对产品维持其赏味期有更明显的提高效果。

3.内层

PE薄膜、PP薄膜、热封胶、密封胶等。主要为软包装装填内容物后，进行热封封口使用，要求材料的软化点较低，能适应快速生产下的紧密热合。

正是由于软包装组成材料的复杂性，也为其被废弃后的回收利用造成巨大困难。在现今愈加重视环保的背景下，软包装生产企业都主动承担起自身的使命，从软包装的生产原材料、过程及成品设计开始采用减量化、同质化、可降解的材料取代多层多种类塑料薄摸复合结构。即：（1）以高性能的材料代替其中的两层至两层以上的复合基材；（2）采用同类的材料如PP、PE等取代多种类材科复合的结构；（3）以可降解材料取代目前复合结构中不易降解的组分如BOPET、BOPP、PFE薄膜材料、复合胶水等。

1.全生物降解、生物基材料

全降解塑料是指该塑料在自然界的环境下可以通过堆肥过程由做生物代谢过程分解为水、二氧化碳和其他对环境不产生危险的小分子物质。按照来源划分可以分为天然化合物、微生物合成型和人工合成型。主要的产品有PHA、PLA、PBS、PBAT和PCL等。生物基材料则是利用可再生物质，包括淀粉、农作物、树木等作为原材料，与通用塑料混合经过一系列处理过程形成具有高效、高附加值的塑料加工原材料。

以生物基材料为例，现阶段国家处理垃圾的方式主要为垃圾焚烧发电，通过在PE材料中加入30%~50%的淀粉，制成软包装可减少相应用量的PE材料，并在垃圾焚烧过程中每10g材料可减排5g二氧化碳，相应石油化工产品的用量也会减少。但全降解材料及生协基材料在阻隔性能及撕裂强度上有所欠缺，目前的应用主要在于购物袋、垃圾袋和快递袋的民用行业上。主要是由于PLA及PBAT的相容性问题尚未得到解决，需要在相容剂上投入更多的开发精力。

市场上，现阶段国内的垃圾分类推行力度加强，包装行业开始讲究环保减塑。但目前国内的焚烧厂扩建速度快于堆肥厂，对于需要进行堆肥降解、生产成本高于生物基材料的全降解塑料来说并不符合目前的发展导向，因此可直接焚烧处理的生物基材料竞争力与全降解材料基本一致。

2.PVA高阻隔涂料/胶黏剂

聚乙烯醇(PVA)材料作为一种环境友好型的可降解材料，其优势在于相比普通的阻隔层，蒸镀材料、PVDC涂层一般只能应用在如BOPP、BOPET、PA等印刷基材上。而PVA涂层则可应用于内层的热封材料上，从结构上可减小从外界、表层、中间层及表层中间层胶黏剂残留的微量小分子彻质二次污染内容物的可能性。传统的复合结构则无法阻隔中间层及表层-中间层胶黏剂所产生的小分子物质，通过在热封材料上应用PVA高阻隔材料，一定意义上提高了食品安全性。

另外PVA高阻隔涂料/胶黏剂为目前类似于阻隔性能未能满足食品、药品包装要求的全降解材料、生物基材料提供了—套可行的解决方案：PVA材料在用量0.4~0.5g/m2的情况下有非常优异的氧气阻隔性能，为环保型材料补强阻隔性能，打破了此类材料应用的局限性。即使是在同质化的包装结构中，也不会超过5%不同质材料应用比例的要求，为绿色包装行业开拓一条新的开发思路。

3.全PP/PE包装材料

在针对企业所生产软包装要求100%可回收的背景下，同质化的绿色塑料包装结构成为了一个热门的研究方向。通常而言，不同材质复合而成的结构弥补了彼此在热封性、可印剧性、耐热性、机械强度等方面的不足，因此，同质化的软包装对材料生产技术提出了更高的要求。

生产同质化包装的首先一步是摒弃传统的复合结构中无法高温分解的铝箔及熔点较高(约265℃)的PET薄膜材料，进而以低溶点的PP或PE薄膜材料作为替代，以此降低后期回收利用加热所需的能源消耗。但因此带来的软包装阻隔能力不足则是下一步需要解决的问题。一般来说，是通过在PP或PE薄顶材料上蒸镀无机材料，如氧化铝、氧化珪乃至镀铝等。目前国际上更有新兴的BOPE技术，以HDPE-特殊PE材料-HDPE的ABA三层共挤结构进行吹膜，再经纵向拉伸成型，PE薄膜的机械强度将得到充足的提高，最终经蒸镀无机材料、表面涂层处理、印刷、复合可热封的PE材料，便可生产出100%可回收的同质化包装材料。

由于塑料包装材料能满足多种场合、性能要求，并且成本低廉，即使存在严重的环境污染问题，现阶段我们仍无法禁止塑料包装材料的使用。因此，寻找新材料、新工艺及新的解决塑料包装不可降解、回收或重复利用问题是目前新塑料包装材料的发展趋势；但我们同时得清楚地认识到环保塑料包装技术并非单一企业能够发展起来的，需要国际间的通力协作、国家政策的扶持、上下游产业链的相互配合，和企业内部的技术力量投入，方能促使软包装材料的发展。