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包装设计与环境融合

近年来，包装在工业中占据着及其重要的位置，据不完全统计，世界每年包装用材料的销售额约为500亿美元，从业人员超过500万，占国民生产总值的1.5~2.3%，发达国家的包装工业在其国内属于第九或第十位大产业。我国自改革开放以来，包装工业取得了迅速发展，但因受技术、资金、管理水平等的限制，对包装材料与环境的有机融合、生态化循环再生的研究和实施上还处于较低水平。

一、包装与环境的矛盾

包装材料由于使用寿命短、使用量大、废弃后难以降解，固体废弃物量大并难以集中，对城市环境和人体造成严重危害，所以是最早引起公众关注的产品。美国每年产生的城市垃圾达1.5亿吨，其中1/3是包装废弃物。欧共体国家每年城市固体废弃物均为1亿吨，其中包装废弃物为8000多万吨。日本每年城市固体废弃物约为5000万吨，其中包装废弃物为2100万吨。据统计，中国每年生产的包装制品有70%在使用后被抛弃，按照2000年包装生产量计算，就有1500万吨包装废弃物，人均12电机轴承Kg。

随着经济发展，消费观念的变化，包装材料消费量日益增大，出现了“白色污染”并日趋严重，白色污染主要是指塑料包装品使用后被遗弃在环境中造成的污染。1997年国家环保总局提出了“以宣传教育为先导，强化管理为核心，回收利用为手段，产品替代为补充”的防治对策。“白色污染”造成的危害包括：在铁路、公路、内河和海洋航道、旅游景点、城市街道，地水面上、地面、空中和树上到处漂浮飞舞，严重破坏生态景观；塑料包装品难以降解，在自然界的降解周期约为200~400年，在土壤中破坏结构，溶出助剂污染土壤和地下水；进入河流、湖泊和海洋航道，影响航运，使水质变坏，并影响水电站正常运行；被陆地或海洋动物误食可致病直至死亡。关于塑料包装与环境的矛盾，应主要从以下几个方面进行研究：

1、就目前来讲，塑料包装与传统包装材料相比，环境负荷低，并且性能优秀，并具有经济性，所以塑料包装的社会需求还会不断的增长，但可以考虑尽量少用。

2、目前的塑料包装材料大部分是热塑性塑料，可以回收并再资源化，并且已经有相对成熟的回收技术，所以应当通过综合措施，提高回收塑料包装材料再资源化比例，提高经济效益，减轻对环境的压力。

3、任何新型塑料包装材料和非塑料包装材料取代目前所使用的包装材料都必须通过环保化研究，防止只注意末端污染，防止以一种污染形式或场所代替另一种污染形式或场所。

二、包装的环保化设计

包装的环保化设计，应充分考虑包装的整个生命周期过程对资源、能源及生态环境的影响。包装材料根据其用途不同，要求具有不同的功能，为了满足同时具有不同的功能，往往采用几种不同材料的复合，而多种材料复合无疑给循环再生带来困难。所以要求在设计中考虑功能性和环境适应性的平衡和统一。包装材料的环保化设计应当考虑降低材料生命周期的环境负载，主要包括以下各项要求。

1、考虑有害性。需要考虑对水、油和溶剂可溶出物质的有害性，例如泡沫聚苯乙烯碗面容器、聚碳酸酯食品盒、聚碳酸酯奶瓶被列入环境激素可疑包装；聚氯乙烯食品包装袋游离单体氯乙烯是否低于标准要求（0.5μg/g以下）；所使用的辅料是否含有铅、汞、镉、六价铬等有毒、有害金属；包装材料回收处理是否有有害物质排放。

2、节省资源。设计时应考虑以下要求。

(1)包装设计应避免叠床架屋，过度包装；

(2)在便于使用情况下，内容物重量与包装材料重量比，尽量最大化；

(3)采用高性能材料，降低材料消耗。

3、包装废弃物的循环再生性。包装的环保设计应考虑包装废弃物的循环再生，包括下列几方面。

(1)包装材料应选择适合现有的回收再生系统，或将来可能建立的回收再生系统的材料，可提高回收率和降低回收费用。尽量采用目前回收技术已经成熟的材料。采用易于识别材质的材料或附有识别标志的材料，利于分类回收。

(2)玻璃容器采用透明或茶色玻璃，尽量不使用杂色玻璃。

(3)塑料包装尽量采用使用后可降解、可堆肥的塑料材料。

(4)尽量选择包装废弃物焚烧或降解、堆肥、填埋处理过程没有二次污染的材料。

(5)尽量采用再生材料或废材做包装材料。

三、环保化包装材料的使用

1、塑料包装材料

塑料包装材料具有重量轻、透明性好，有良好的加工性能，有很好的抗腐能力，机械性能好，阻隔性高，易于多元复合而获得多功能，价格低，资源和能源消耗少，环境负载小等很多优点。现代包装是随着塑料工业的发展而发展起来的。但由于消费量迅速增大，造成严重的白色污染，导致人们认识到必须采取相应措施，进行彻底的治理，采用环保型包装。解决的途径是塑料包装环保化，其中包括以下几项措施。

(1)可降解塑料包装材料。随着ISO14000的实施，可降解塑料包装材料进一步受到关注。可降解塑料开发以来，由于光降解塑料分解为水、二氧化碳、塑料粉末或低分子齐聚物，还会成为新的污染源，装配平台一般淀粉填充破坏型分解慢，而且分解的碎片依然污染，微生物降解塑料较为理想，但价格较高。可降解塑料包装材料适用在特定应用领域和一次性包装材料。可降解塑料包装材料产量增加相当快，但在整个塑料中占的比例还相当低。近年全降解塑料工业化有了快速发展，德国工业标准DIN54900规定，180天内转化率达到60%的为全降解塑料，脂肪公司将在1小时内响应族二醇和芳香族二羧酸聚合物和聚乳酸均可达到标准。

(2)可回收塑料包装材料。聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）比PET耐热性更好，可承受低酸性食品要求的消毒条件（116℃，63min），而PET仅耐70℃，特别是阻气性防紫外线性更好，货架寿命长，可代替玻璃瓶，因而在啤酒、饮料、化妆品、食品等包装具有广泛的应用前景，并认为是可以重新使用的包装。

2、可食性包装材料

主要用于食品和药品包装，采用淀粉、蛋白质、植物纤维和其它天然物质为原料。包装对人体无害，可食用并具有一定强度。例如冰淋杯、药物胶囊等已被应用，目前研究成熟已在开发的有淀粉肠衣、淀粉餐具等，正在扩大应用范围。

3、纸包装

纸包装有以下独特的优点。

（1）原料来源广泛，容易大批量生产，生产成本低，可回收制再生纸；

（2）印刷性好，易吸收油墨和涂料；

（3）可与塑料膜、铝箔等其它材料制造复合材料包装；

（4）纸包装依然在世界包装材料中占据首位。我国森林资源贫乏，所以应积极发展非木浆造纸，采用芦苇、甘蔗渣、棉秆、麦秸、竹等代木造纸，扩大原料来源。另外，通过开发新型纸浆增强剂和改进瓦楞纸板结构，提高纸强度，减少纸板厚度，达到减量化的目的。

四、包装材料的循环再生

包装物使用后废弃物的回收利用主要有以下几个方面。

1、玻璃容器的回收

大量使用的是啤酒瓶、酒瓶、可乐瓶、饮料瓶，其次是各种药瓶。啤酒瓶回收再使用是废弃物循环再生成功的例子，主要有合理的回收机制，消费者形成良好的意识。药瓶一般混入城市垃圾。异型瓶和生产量较少的玻璃容器回收率低。对不能重新再用的玻璃瓶可用来作为玻璃材料，代替硅土砂、石灰石和苏打。

2、纸包装的回收

纸包装使用量较大的为包装用纸板和包装箱纸板，我国旧瓦楞纸有稳定的回收机制，基本上可以得到回收，但总体上还落后于发达国家。纸板、一般纸袋和包装纸的回收可采用一般纸回收处理方法，但要经过软化、分散、通过过滤、离心分离除去装订铁、胶和其它异物。与新浆区别，要用表面活性剂将印刷油墨乳化分解去。

3、塑料包装回收

推行可重复使用容器。容器重复使用是塑料容器最佳回收方式，环境负载低，废弃塑料垃圾可减量并降低成本，各国及大型公司都在积极努力推行。目前工业液体原材料或部分液体商品大型塑料容器重复使用已被工业和商业部门采用。饮料容器及其它液体商品容器，尤其周转量大的容器包装，通过制定标准瓶、容器大型化、标志化、功能化、开发灭菌洗涤技术、建立有效回收机制（如普及海鲜类回收点、押金制等）等措施得以实现重复使用。

五、国外包装材料的循环再生情况

欧洲最早在德国颁布了《包装管理条例》，并于1991年正式生效，由相关厂家和分销商建立了“二元废弃物处置系统”，这一系统的运行收到了明显的效果，从1其余标准均已于2017年4月19日起实施991年到1995年包装材料消费量降低了12%，然而1991年以前，消费量一直在上升。与此同时，废包装再循环比例也有了大幅度提高。

日本1995年制订了“容器包装再循环法”，1997年实施了铁、铝拉罐，玻璃瓶，饮料纸盒，PET瓶的回收，2000年4月扩大到所比如有的容器，包括纸板箱等各种纸容器和其它各类塑料容器。塑料包装按循环法要求再商品化，主要方法有材料的再循环，PET瓶的回收再循环和食品餐盒的回收再循环等已在实施，其外，使用化学方法回收，通过废塑料高温热分解，分解成油、气作为化工原料或燃料，1996年已建成装置，可直接用作高炉还原剂，用在焦炉做炭的代用品设置装置也在建设中。目前直接作为燃料，回收能源，不被认为是再商品化。

荷兰SVM组织是由200家包装公司所组成，其中包括包装材料生产、销售、饮料罐和回收处理等部门。英国1993年28家包装生产和销售公司组成生产工业集团。由于这此组织的建立完善了回收利用系统。

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