減塑各有妙招,創(chuàng)新永無止境:Dow包裝創(chuàng)新大獎獲獎作品賞析 | 包裝前哨

Foodaily每日食品
2022.06.27
紙包裝、單一材料包裝,哪個才是減塑高手?


文:Kelly Wang  

來源:Foodaily每日食品(ID:foodaily)

 

可持續(xù)風潮席卷全球?!熬G色、低碳”成為眾多行業(yè)生產(chǎn)的基本準則,在食品包裝領域更是被予以格外關(guān)注。與之相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新、革新發(fā)明則愈發(fā)生機勃勃。

 

多層與復合型塑料依舊是當前使用最為普遍的包裝材料,但其在使用后的回收處理卻非常麻煩,也是造成環(huán)境污染的重要因素之一?;诖?,包裝設計界對塑料包裝替代物的重視程度與日俱增,各大品牌商紛紛承諾使用可替代性包裝。一些材料制造企業(yè),如北歐化工、陶氏、埃克森美孚等,近年來相繼推出多種可回收的單一材料薄膜和紙質(zhì)包裝,以此緩解不可降解塑料造成的環(huán)境創(chuàng)傷。

 

除了自家生產(chǎn)外,這些品牌商也在大力支持相關(guān)企業(yè)的自主研發(fā)和創(chuàng)新。比如由杜邦在1986年創(chuàng)立,如今由陶氏接棒主持的包裝創(chuàng)新大獎,就連續(xù)多年以可持續(xù)作為最重要的主題,獲獎作品大多圍繞“減塑”、“可再生”、“方便回收處理”等進行設計。今年3月31日,2021年度包裝創(chuàng)新大獎公布獲獎名單,組委會將多個獎項頒發(fā)給了在可持續(xù)材質(zhì)和使用性能等維度上開拓創(chuàng)新的袋式包裝。這些獲獎產(chǎn)品,或通過看似更環(huán)保的紙包裝解決塑料不可降解問題,或直接對癥塑料回收難題,在材質(zhì)構(gòu)成上突破技術(shù)難點,展示出當下包裝行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展趨勢。

 

01
減塑新思維:紙包裝打頭陣

塑料自發(fā)明以來得到廣泛利用,源于其特有的幾大優(yōu)勢:生產(chǎn)原材料來源豐富;可塑性強,強度彈性均為上乘;同時重量輕盈,阻隔性強,性價比十分優(yōu)秀。

 

然而,塑料的可持續(xù)性卻備受詬病。塑料本身容易回收,可一旦泄露到土壤、水體等自然環(huán)境中,不僅難以降解,且廢棄后會分解成粒徑小的微塑料,造成視覺污染和土壤破壞。

 

近年來多項研究表明:塑料包裝與食品直接接觸時易釋放大量化學品和添加劑,由此又會造成新的環(huán)境污染和生態(tài)健康風險。


圖片來源:materialdistrict.com

 

在替代塑料的各類包材中,紙包裝憑借輕量、低碳、可循環(huán)的先天優(yōu)勢,成為最受青睞的選項。與塑料、金屬和玻璃等其他包材相比,紙包裝在環(huán)保和適用性方面都更勝一籌。Smithers前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示,包裝紙市場將從 2022 年的 453 億美元擴大到 2032 年的 724 億美元。而在國內(nèi),隨著去年1月1日升級版“限塑令”落地實施,包裝用紙的市場需求也得到進一步拉動。中國包裝聯(lián)合會數(shù)據(jù)顯示,2021年紙和紙板容器收入占包裝容器市場總收入的44.67%。

 

不過,紙包裝也并非完美無缺,最大的劣勢在于其阻隔性。紙多孔親水,阻隔效果有限。如果要承裝易腐或敏感食物,仍需要與某些聚合物或某種涂布技術(shù)結(jié)合,但這樣形成的聚合物包裝在回收處理中依舊棘手。同時,由于紙張的機械性能顯弱于塑料,能否適應當前的包裝機器也是一大難題。

 

為此,包裝行業(yè)以提升紙的阻隔性能作為紙包裝革新的最大目標。在本屆陶氏包裝創(chuàng)新大獎中,斬獲金獎的Mondi`s FunctionalBarrier Paper便是此類革新的代表作之一。

 

圖片來源:Twitter@Mondi

 

這是一款沙拉包裝袋,由 95% 的紙和功能阻隔層組成,具有良好的機械性能,包括抗穿刺性、柔韌性、適印性和阻隔性;生產(chǎn)中采用的涂層技術(shù)構(gòu)建出獨立的油脂和水蒸氣屏障,確保與前款塑料包裝相同的長達 10 天的新鮮保質(zhì)期。

 

此款紙包裝袋由Les Crudettes 公司與Mondi 共同研發(fā)設計。通過減少包裝中的塑料用量以實現(xiàn) Mondi公司的可持續(xù)發(fā)展目標。該包裝面世以來,每年可節(jié)減少 137 噸塑料消耗;在它的帶動下,到 2025 年,Mondi公司將在全線產(chǎn)品中達成“100% 可重復使用、可回收、可堆肥”。

 

圖片來源:www.trbusiness.com

 

獲得本屆Diamond Finalist(鉆石獎入圍)的雀巢旗下 Smarties 糖果包裝紙也同樣可圈可點。這款包裝為Smarties贏得“第一個改用可回收紙包裝的全球糖果品牌”的美譽。新包裝采用涂層紙、紙標簽和紙板制成,如何正確處理使用過的紙包裝的提示信息被印在其上,教育公眾提高環(huán)保意識。

 

來自阿根廷的 Yerba maté SALUS 也贏得了“第一”稱號——第一款100%可回收的馬黛葉自立式包裝袋。Yerba maté 是一種在阿根廷等南美國家非常受歡迎的飲料。在當?shù)?,幾乎每一個成年人每天都要泡上一杯。一般情況下,這種濃烈味道的茶葉通常采用不具保護性的紙質(zhì)包裝,或難以回收的分層層壓袋進行盛裝。但新的 Yerba maté SALUS 解決了這一難題,不僅可以很好地阻隔水蒸氣和異味,同時還設計了一個可剝離封口及“透明窗口”,以便讓消費者易于打開,也能清晰地窺見依偎在其中的茶葉形態(tài)。

 

圖片來源:brookfarm.com.au

 

日益趨向可持續(xù)的消費意識是紙包裝創(chuàng)新的強勁動力,而真正讓夢想變?yōu)楝F(xiàn)實的是食品包裝技術(shù)的突破,例如層壓紙和涂布紙的普遍使用,具有適當阻隔性能的纖維素基材料也已出現(xiàn),紙包裝市場正在新材料的助推下成為整個包裝行業(yè)增長最快的領域。

 

凡事都有兩面性。紙包裝的發(fā)展過程中,我們也需注意到“非環(huán)保”的一面。資源密集型造紙就是一個繞不開的話題,生產(chǎn)過程中消耗的大量水和能源、因樹木砍伐造成的森林凈砍伐,導致出現(xiàn)了(比塑料生產(chǎn))更多的碳排放。如何做到“win- win”,紙包裝替代還有較長的路要走。

 

02
留塑新方法:單一材料來接任

當前,開發(fā)“低碳包裝”的主流思路是尋找以紙為代表的塑料替代包材,而如何優(yōu)化塑料自身所存在的缺陷,則成為另一種值得重視的解決方案。大量研究數(shù)據(jù)表明:后者更具性價比。

 

塑料是由聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及其他樹脂制成的變性高分子聚合物。嚴苛條件下制成的復合材料在回收過程中需要進行復雜的剝離,很難與其他廢物分離開。據(jù)歐洲塑料制造商協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù),全球塑料產(chǎn)量和消費量將持續(xù)增長,2020年產(chǎn)量為3.67億噸,預計到2050年,塑料產(chǎn)量將達到11億噸。因此,許多包裝創(chuàng)新開始著眼于消除二次包裝,例如使用單一材料進行設計以提高回收效率。

 

單一材料,即指由單一類型聚合物(如PE或PP)制成的產(chǎn)品。相對于傳統(tǒng)包裝,單一材料在回收時不再需要剝離不同的復合層,極大程度上降低了流程復雜度。與此同時,它仍具有阻隔性、可印刷性等傳統(tǒng)塑料的優(yōu)勢功能。知名包裝研究公司Smithers Research 發(fā)布的一份報告顯示:單材料薄膜包裝預計將保持 3.8% 的年均增長率,到 2025 年市場規(guī)??蛇_ 710 億美元,且增長勢頭在食品、糖果和制藥等行業(yè)尤為顯著。

 

在本屆包裝創(chuàng)新大獎中,采用單一材質(zhì)的包裝也大放異彩,比如榮獲銀獎的兩款產(chǎn)品。

 

Recyclable Polyethylene Pouches,是由Constantia Flexibles 與 Hershey's India 合作開發(fā)的可持續(xù)阻隔包裝,由單材料聚乙烯(PE)層壓而成,完全可回收,同時滿足所有功能和美學要求,不僅能保證食品在整個供應鏈中的完整性,且在包裝的色調(diào)、裝飾面等維度上也毫不妥協(xié);并保證與傳統(tǒng)塑料一樣易撕。

 

圖片來源:tz.linkedin.com

 

另一款產(chǎn)品是 Nescafé Protect Proslim? ——全球首個可循環(huán)由單一結(jié)構(gòu)塑料制成的層壓棒。該包裝采用雀巢專有技術(shù)生產(chǎn),僅使用基于聚烯烴的薄膜且不含鋁箔,更易于回收,也不會影響產(chǎn)品的保質(zhì)期。新袋中設計了一個 PE 拉鏈,大大增加了使用便利性,是飛機、火車、酒店客房等場景使用中的鋁制速溶咖啡棒的完美替代物。

 

圖片來源:www.nescafe.com

 

作為全球食品飲料行業(yè)的領導者,雀巢通過不斷開發(fā)環(huán)保包裝創(chuàng)新技術(shù),展現(xiàn)應有的社會責任與企業(yè)抱負。早在去年,Nescafé Protect Proslim? 就曾將其二次包裝改為紙質(zhì)包裝。此次推出更加低碳的層壓棒,是雀巢踐行2025可持續(xù)目標(“到2025年所有包裝100%可回收或可重復使用”)的組成部分。

 

盡管彌補了傳統(tǒng)塑料缺陷,單一材料仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)。為了產(chǎn)出安全且有效性能的包裝,涂料配方設計師和包裝制造商必須防止材料遷移到食品包裝中,也需要確保多層層壓系統(tǒng)中的附著力和內(nèi)聚力,保證品牌的獨有感官。就目前而言,最終產(chǎn)品的功能和整體質(zhì)量的呈現(xiàn)效果尚且難以達到“完美”。

 

那么,是否存在兼具紙包裝和單一材料包裝優(yōu)點的產(chǎn)品呢?鉆石獎得主Brookfarm’s curbside recyclable, high barrier stand up pouch給出了答案。

 

圖片來源:brookfarm.com.au

 

該款包裝由澳大利亞食品包裝供應商 OF Packaging 設計。起初,OF Packaging 的客戶 Brookfarm 向他們提出了一項挑戰(zhàn)——設計一款高阻隔包裝,用來盛裝美味的格蘭諾拉麥片。經(jīng)過與合作伙伴 PREP Design and Results Group 的共同努力,這款Roll 'n' Recycle? 包裝終于在12個月后問世:它由單一聚乙烯材料制成,帶有非常薄的非金屬薄膜層,方便消費者將空的扁平包裝卷合為適合其回收箱的3D柱狀筒,讓回收毫無阻力。

 

一般而言,單一材料十分柔軟,很少用于自立袋的生產(chǎn)。但這款包裝用一種特殊的 PE 材料重新設計,具有與其他多層層壓材料相類似的性能表現(xiàn)。略硬的袋身能保護酥脆麥片免于破碎或受潮,同時內(nèi)部涂層也不會影響食品質(zhì)量。

 

Smithers Research 在專題研究報告《單一材質(zhì)塑料包裝薄膜市場的未來:2025年》中指出:亞太、北美和西歐是全球單一材質(zhì)塑料包裝的三大消費市場。2020年,上述三個區(qū)域市場占全球的比重分別為48.6%、17.2%和15.5%。隨著全球包裝的可持續(xù)計劃如火如荼地開展,不斷問世的各類創(chuàng)新包裝也將成為國內(nèi)企業(yè)可資借鑒的優(yōu)秀案例。

 

03

關(guān)于Dow Packaging Innovation Awards


由 DuPont 創(chuàng)立于1986 年,目前由 Dow 接替主辦。該獎項旨在表彰通過增強用戶體驗和提高可持續(xù)性來改變包裝格局的新鮮原創(chuàng)作品,長期以來一直被全球公認為領先的優(yōu)秀包裝評選國際賽事。每年,陶氏創(chuàng)新包裝獎都聚焦于挑戰(zhàn)極限的新設計、新觀點和新想法。來自全球各地多個學科的行業(yè)領先專家組成國際獨立評審團,根據(jù)技術(shù)、可持續(xù)性和用戶體驗三個標準共同審查和評判所有參賽作品,旨在推選出優(yōu)秀的參賽作品,致力于表彰激勵包裝方面的卓越創(chuàng)新,并為設計、工程、零售、電子商務、加工和學術(shù)界等領域提供全球視角。

 

參考文獻:

[1]塑料食品包裝材料的環(huán)境污染綜述,藍敏怡等,生態(tài)毒理學報,2021

[2]軟包裝全PE單一材料的應用現(xiàn)狀,許朝華等,塑料包裝,2021

[3]2025年,單一材料塑料包裝全球市場需求將達到710億美元,印刷工業(yè),2020

[4]Challenges and Opportunities for Mono-Material Packaging Businesses in Asia,DKSH,2021

[5]Mono-material v. Multi-material flexible plastic packaging,Caspak,2021

[6]Mono-material packaging: Why is it more sustainable?,Knaufappliances,2021

[7]Seizing opportunities in sustainable food packaging,Aegispackaging,2021

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