“以紙代塑”在食品包裝中的應(yīng)用

亓輝 河北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 孫洪波 陜西煙印包裝科技有限責(zé)任公司

2008年6月1日，我國(guó)正式實(shí)施“限塑令”，大幅度減少了“白色垃圾”。歐盟通過法案擬2021年起全面禁止使用10項(xiàng)一次性塑料制品。全面禁塑時(shí)代的到來，給紙張行業(yè)的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

一、紙張與塑料性能對(duì)比

目前國(guó)內(nèi)外食品包裝材料大都以石油基為主，其廢棄物難以生物降解，嚴(yán)重污染了大自然環(huán)境，容易引發(fā)一系列食品安全問題，不利于人類身體健康。而紙張是由木材加工而成，因其可降解、可持續(xù)的優(yōu)勢(shì)得到了包裝人士的青睞。

（一）飲料包裝的碳足跡對(duì)比

采用紙質(zhì)包裝材料，在倉儲(chǔ)、運(yùn)輸和回收三個(gè)階段都有石油基包裝材料不能比擬的優(yōu)勢(shì)。其中，倉儲(chǔ)時(shí)紙張的重量偏輕，如果疊放占用的空間較小，從而節(jié)約很多能耗；運(yùn)輸時(shí)，有了紙張的保護(hù)，飲料就不會(huì)受光線和外界的干擾；回收時(shí)，紙張可以實(shí)現(xiàn)全部回收。從圖1可以看出，紙質(zhì)瓶所產(chǎn)生的碳排放量遠(yuǎn)低于塑料瓶。

圖1 不同飲料包裝碳足跡

（二）紙張與塑料的環(huán)保對(duì)比

紙張與塑料在再生性、減量化、回收性、生物降解性等方面有明顯的差異，具體見表1。

表1 紙張與塑料的環(huán)保對(duì)比

（三）紙張與塑料的性能對(duì)比

紙張與塑料在性狀、原料來源、光學(xué)性能、穩(wěn)定性、強(qiáng)度與可加工性、阻隔性、環(huán)保性、成本等方面不同，具體見表2。

表2 紙張與塑料的性能對(duì)比

二、新型紙基材料

未經(jīng)加工的紙基材料在強(qiáng)度、耐久性、阻隔性等方面都弱于塑料，使其應(yīng)用范圍受到限制。為了擴(kuò)大紙基材料的應(yīng)用范圍，涂布法和加入功能性材料是當(dāng)下較實(shí)用可行的一些方法。通過開發(fā)新型紙基材料，紙張的阻隔性、抗菌性和機(jī)械性都有所提高。

（一）阻隔性

紙張的多孔性和纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)會(huì)影響其阻隔性[1]，較弱的耐油性、耐水性嚴(yán)重限制了紙基包裝材料的應(yīng)用范圍。業(yè)內(nèi)人士也在改善紙張阻隔性方面提出了新的方法，一是在紙張表面涂布疏水化合物，諸如液體蠟、乳液涂料等；二是在紙張表面涂布?xì)ぞ厶?；通過探索新涂布技術(shù)，大大提升了紙張的抗水性，為食品保鮮提供了條件，使紙張?jiān)谑称钒b領(lǐng)域有巨大的發(fā)展前景。

（二）抗菌性

食品包裝紙很重要的一個(gè)功能是抑制微生物的繁衍，防止食品腐爛。目前抗菌紙[2]在潮濕的環(huán)境下也能具有效抑制細(xì)菌、霉菌，可廣泛用于存儲(chǔ)水果、蔬菜、牛奶、面粉、大米、糖果等各類食品。加入抗菌劑對(duì)紙基材料進(jìn)行改性，擴(kuò)大抗菌范圍、提升抗菌率和增強(qiáng)穩(wěn)定性是新型抗菌性紙基包裝材料開發(fā)的方向。

（三）機(jī)械性

在網(wǎng)絡(luò)購物時(shí)代，食品的包裝防護(hù)對(duì)紙張的機(jī)械性[3]要求越來越高。只有提升紙張的耐磨度、耐撕裂度，才能滿足物流和消費(fèi)者的需求。目前提升紙張的強(qiáng)度有三種比較流行的方法，一是在紙漿中加入化學(xué)物質(zhì)改變紙張的性能；二是在紙張表面增加干強(qiáng)劑；三是在紙張表面施加施膠劑。

三、紙張?jiān)谑称钒b的應(yīng)用

紙張憑借其可回收、可再漿性能等優(yōu)勢(shì)，加之現(xiàn)在先進(jìn)的涂布技術(shù)和新型功能性材料，使得紙張?jiān)谑称钒b中應(yīng)用越來越廣泛。

（一）紙質(zhì)飲料瓶

可口可樂公司與丹麥Paboco公司合作打造新型紙質(zhì)飲料瓶（見圖2），瓶身使用的主要材料是可100%回收、可降解的北歐木漿紙，其圖案采用可持續(xù)墨水或激光雕刻進(jìn)行打印，大幅度減少材料用量。瓶身內(nèi)壁設(shè)有一層生物材料保護(hù)膜，防止飲料滲透或泄露，瓶蓋使用可生物降解塑料制作，瓶頸是塑料制成。為了提升飲料瓶的強(qiáng)度，防止在運(yùn)輸過程中破損，將單張紙纖維運(yùn)用到包裝中，采用一體成型的工藝制作完成。

圖2 可口可樂瓶

（二）Bruk飲料紙盒

Bruk飲料紙盒（如圖3）采用兩層包裝，內(nèi)包裝是HDPE塑料軟包裝，外包裝是紙包裝，回收時(shí)消費(fèi)者可以順著易撕線把紙盒撕成兩半，內(nèi)外包裝實(shí)現(xiàn)完全分離。該包裝盒解決了飲料紙盒的回收難題，使內(nèi)外包裝100%回收利用。

圖3 Bruk飲料紙盒

（三）UPM環(huán)保白牛皮

UPM環(huán)保白牛皮系列產(chǎn)品是一款可取代塑料膜類應(yīng)用的食品級(jí)本白牛皮紙，緊度高、強(qiáng)度佳、克重低、平滑度高、合適的吸水值、加工性能優(yōu)異。具有可再生、可回收和可生物降解性能。

帝斯曼阻隔涂層采用樹脂乳液產(chǎn)品，水性乳液以水作為溶劑，不含有對(duì)人體有害的有機(jī)溶劑，同時(shí)涂布后的紙產(chǎn)品不影響其回收效率，對(duì)環(huán)境無污染。但水性乳液在涂布加工時(shí)候，對(duì)原紙的表面性能和紙張強(qiáng)度要求比較高。將UPM紙板和帝斯曼阻隔涂層結(jié)合可制作口杯熱封蓋、紙塑餐盒熱封蓋等食品餐飲類包裝。

（四）黃油包裝

Billerudkorsnas旗下的ConFlex Repel Pure系列一款用于軟包裝的100%天然防油紙，基于初級(jí)纖維紙上的植物防油脂隔離，使得其具有耐油脂性、出色的成型性和可印刷性?？商娲鷤鹘y(tǒng)的含氟聚合物處理的耐油紙，且可回收，可降解。此款也適用于冰淇淋包裝、糖果包裝、快餐和脆皮袋。

四、結(jié)語

在全球禁塑和限塑的大形勢(shì)下，以紙代塑是一個(gè)可以從源頭上減少塑料生產(chǎn)和使用的絕佳方案。考慮紙張?jiān)谄涔δ芴匦苑矫嬷陵P(guān)重要，提升撕裂、抗張、耐破強(qiáng)度等機(jī)械強(qiáng)度，紙張的印刷適應(yīng)性，加工適應(yīng)性，安全環(huán)保和可持續(xù)要求，成本效率等綜合的成本效率決定了市場(chǎng)的可接受程度。隨著涂布技術(shù)的提高，相信“以紙代塑”將成為食品包裝的主流。