深度 | 從以紙代塑、單一材料等探索可持續包裝的解決方案
2023-07-25 12:18 來(lái)源:cpp114 文/張曉丹 責編:張曉丹
- 摘要:
- 軟包裝需要滿(mǎn)足一系列包裝功能,具體取決于要包裝的產(chǎn)品——阻氣和防潮、抗菌性能、硬度等。過(guò)去,通過(guò)使用多層材料實(shí)現了必要的資源效率,但這些材料在現有廢物流中的回收利用極具挑戰性。
【CPP114】訊:單一材料
軟包裝需要滿(mǎn)足一系列包裝功能,具體取決于要包裝的產(chǎn)品——阻氣和防潮、抗菌性能、硬度等。過(guò)去,通過(guò)使用多層材料實(shí)現了必要的資源效率,但這些材料在現有廢物流中的回收利用極具挑戰性。
諸如CEFLEX之類(lèi)的倡議——它正在歐洲率先向軟包裝領(lǐng)域過(guò)渡,并創(chuàng )建可行的循環(huán)經(jīng)濟,目前已經(jīng)為可回收的基于單一材料的柔性基材制定了指導方針。近年來(lái),工業(yè)界做出了許多創(chuàng )新來(lái)應對,僅舉一些最近的例子。
為回收而重新設計的許多創(chuàng )新集中在要求更高的軟包裝應用上。制藥行業(yè)在消費者安全和產(chǎn)品保護方面有著(zhù)必然的嚴格要求,在涉及單一材料基材時(shí)提出了特殊的挑戰。安姆科醫療保健部門(mén)發(fā)布的AmSky泡罩系統是一種可回收的泡罩包裝,帶有熱成型底網(wǎng)和封蓋。兩種元件均由HDPE制成,可實(shí)現整個(gè)包裝的可回收性,這也是行業(yè)首創(chuàng )。
在制藥領(lǐng)域也很活躍的是Constantia Flexibles,該公司最近推出了一種可回收的單一PP復合材料—— PERPETUA ALTA,具有適用于制藥應用的高耐化學(xué)性。該公司表示,該解決方案可以替代藥用液體和水醇凝膠組合物等化學(xué)侵蝕性產(chǎn)品的多材料包裝,同時(shí)遵循“回收設計”指南。據報道,該解決方案可以承受具有挑戰性的制藥應用,其性能與符合HCR要求的含鋁復合材料相似。
普樂(lè )宣布推出Push Tab,這是一種用于醫療保健和制藥行業(yè)的無(wú)鋁單一材料PET 泡罩蓋。該公司表示,這是向前邁出的一大步,因為它是市場(chǎng)上第一個(gè)用于固體藥物產(chǎn)品的可回收單位劑量包裝。Push Tab為條形包裝增加了推入功能,為無(wú)處不在的泡罩包裝創(chuàng )造了一個(gè)可行的替代方案——迄今為止市場(chǎng)上還沒(méi)有這種包裝。
與此同時(shí),食品包裝應用正在取得進(jìn)展,例如,近年來(lái)用于蒸煮應用的單一解決方案已進(jìn)入市場(chǎng)。氣調包裝也帶來(lái)了挑戰,因為回收傳統上存在問(wèn)題。最近,盟迪推出了Mono Formable PP,這是一種由單一PP制成的可回收高阻隔MAP解決方案。據該公司稱(chēng),Mono Formable PP的重量比同等厚度的同類(lèi)聚酯 (PET) 托盤(pán)輕約30%,同時(shí)提供同樣高水平的產(chǎn)品保護。它還表示,它可以作為多材料不可回收PET托盤(pán)行業(yè)標準的替代品。
Taghleef Industries和Gerosa Group于2022年受到可持續發(fā)展獎評委的慶祝開(kāi)發(fā)了一種可回收的PP基阻隔袋,具有高度的產(chǎn)品保護和易于撕開(kāi)的特點(diǎn),能夠取代由PET/Alu/PE或PET/metPET/PE制成的傳統多材料結構。
除了替換多材料柔性結構外,我們還看到了一些有趣的例子,這些例子簡(jiǎn)化了由多個(gè)部分組成的剛性包裝中所含的材料。今年可持續發(fā)展獎的決賽入圍者是Liquibox,它開(kāi)發(fā)了據稱(chēng)是第一個(gè)用于敏感產(chǎn)品的可回收盒中袋包裝,并結合了其單一材料 VINIflow 點(diǎn)膠龍頭。據該公司稱(chēng),Liquipure 消除了對不可回收材料的需求,同時(shí)仍超出了性能要求。
Aptar的Future單材料泵是專(zhuān)門(mén)滿(mǎn)足蓬勃發(fā)展的電子商務(wù)領(lǐng)域需求的分配解決方案——榮獲2022年可持續發(fā)展獎。當與PE或PET瓶搭配使用時(shí),該解決方案是完全可回收的。它對電子商務(wù)的適用性取決于其集成的鎖定/解鎖環(huán),它具有 360° 自由旋轉致動(dòng)器,有助于最大限度地減少運輸途中的潛在破損。
管材市場(chǎng)也在簡(jiǎn)化。例如,Albéa推出了EcoFusion Top,這是一種用于個(gè)人護理應用的二合一HDPE管蓋解決方案,據報道,與標準管相比,它顯著(zhù)減輕了重量。單一的開(kāi)合系統將管子的組件減少到只有兩個(gè),管子和單個(gè)蓋子,該公司聲稱(chēng)這使其比標準的頭部和蓋子解決方案輕80%。EcoFusion Top也由HDPE制成,以保證單一材料并有助于提高其可回收性。
以紙代塑
在對未回收塑料廢物的強烈關(guān)注的背景下,對一系列包裝解決方案中的替代紙解決方案的需求不斷增長(cháng)。這推動(dòng)了對基于纖維的包裝創(chuàng )新的大量投資,特別關(guān)注提高包裝的阻隔性能、耐用性和可加工性。
在過(guò)去兩年中,歐洲包裝所發(fā)布的“可持續發(fā)展獎”反映了該領(lǐng)域出現的一系列創(chuàng )新,包括軟包裝、紙瓶和瓶蓋、瓦楞多件包裝聚合解決方案、紙漿模塑形式和紙張兼容機械解決方案。有時(shí),向基于纖維的包裝的轉變不需要材料創(chuàng )新,而是在新的結構設計中使用現有的紙基材料,類(lèi)似這樣的例子可以在下面的“形式重新設計”部分找到。
在今年可持續發(fā)展獎的決賽入圍者中,有代表兩大紙瓶平臺——Paboco和Pulpex 的參賽作品。紙瓶注定只能是小眾產(chǎn)品,還是說(shuō)會(huì )大規模取代塑料,這還有待觀(guān)察。關(guān)于正在進(jìn)展中的各種研發(fā),是否能夠應對廢紙流中完全可回收性的挑戰,也存在懸而未決的問(wèn)題和爭議。
Paboco的瓶子采用紙質(zhì)外殼,內部有一層薄薄的塑料阻隔層,自2015年問(wèn)世以來(lái)一直備受市場(chǎng)期待。該瓶子現已被嘉士伯、可口可樂(lè )和絕對伏特加等公司試用。該瓶子的最新原型還采用了Blue Ocean Closures的紙質(zhì)瓶蓋,預計將于2023年推出用于化妝品、家庭護理和非碳酸飲料等品牌應用。
同時(shí),聯(lián)合利華為洗衣品牌奧妙推出了紙質(zhì)洗衣液瓶。這些瓶子內部噴有專(zhuān)有的防水涂層,使包裝材料能夠容納液體產(chǎn)品,如洗衣粉、洗發(fā)水和護發(fā)素,這些產(chǎn)品含有表面活性劑、香料和其他活性成分。該技術(shù)是與Pulpex聯(lián)盟合作開(kāi)發(fā)的,該聯(lián)盟是聯(lián)合利華、帝亞吉歐、Pilot Lite和其他行業(yè)成員之間的合作。聯(lián)合利華表示,它也在試用相同的技術(shù)來(lái)制造紙質(zhì)護發(fā)瓶。
在其他地方,已經(jīng)大規模生產(chǎn)的傳統模塑纖維生產(chǎn)商,如Cullen Packaging,正認識到市場(chǎng)對紙瓶形式的興趣,并為一系列非液體產(chǎn)品創(chuàng )造新產(chǎn)品。
塑料瓶蓋是自然環(huán)境中一次性塑料垃圾的主要來(lái)源。Blue Ocean Closures的紙質(zhì)瓶蓋是與Glatfelter的合作,利用可再生木纖維制造基于纖維素的螺旋蓋作為塑料的替代品。瓶蓋可以在紙流中回收,據該公司稱(chēng),在土壤和海洋中完全可生物降解。Blue Ocean Closures正與The Absolut Company合作,為絕對伏特加酒瓶開(kāi)發(fā)基于纖維素的螺旋蓋,并計劃于2023年投放市場(chǎng)。
與此同時(shí),斯道拉恩索發(fā)布了其Cupforma Natura Aqua+材料,這種材料可以轉換成用于餐飲服務(wù)應用的紙杯蓋,例如咖啡杯。該公司表示,它可在現有紙張流中回收,并在工業(yè)環(huán)境中可堆肥。該材料具有雙面水基分散性,取代了傳統的塑料層。據報道,該材料在使用過(guò)程中不吸收液體,增加了其在餐飲服務(wù)應用中的適用性。
斯道拉恩索還推出了Papira,這是一種輕質(zhì)泡沫,據稱(chēng)它是包裝中基于化石的泡沫材料的完全可回收、可生物降解的替代品。Papira有望取代基于化石的聚合物包裝泡沫,例如聚乙烯、聚氨酯和發(fā)泡聚苯乙烯。該解決方案仍在接受可回收性和可生物降解性認證的評估,目前正在測量其碳足跡,以確定提高其可持續性的方法。
在資源效率方面,密封性與阻隔功能一樣重要。Coveris Flexibles一直在與紙張制造商Brigl & Bergmeister合作開(kāi)發(fā)PaperBarrier Seal,這是一種紙基食品包裝材料,帶有紙質(zhì)涂層,該公司稱(chēng)其具有密封性。據Coveris稱(chēng),PaperBarrier Seal在現有紙流中完全可回收,并提供與現有替代品(包括塑料)相同的功能和產(chǎn)品保護。
除了食品保護和可回收性的需求外,紙包裝的另一個(gè)挑戰是可加工性。最近開(kāi)發(fā)的一種解決方案是FormerFab GmbH為具有不對稱(chēng)接縫的紙張設計的水平成型臺肩,旨在讓品牌更容易改用紙張解決方案,而不會(huì )影響性能。據該公司稱(chēng),該解決方案的新穎之處在于——雖然紙質(zhì)流動(dòng)包裝通常包括中央縱向接縫,但其開(kāi)發(fā)的“偏心”縱向接縫,為紙質(zhì)包裝提供了與塑料包裝相同的作用。
在開(kāi)發(fā)塑料紙替代品時(shí),機械供應商和包裝生產(chǎn)商之間的合作也很關(guān)鍵。在電子商務(wù)領(lǐng)域,盟迪與德國機器供應商beck packautomaten合作推出FunctionalBarrier Paper,這是一種基于紙質(zhì)的柔性包裝解決方案,可在在線(xiàn)零售產(chǎn)品的運輸過(guò)程中提供防水蒸汽和防潮保護,并且可在現有的廢紙流中回收。
據盟迪稱(chēng),FunctionalBarrier Paper可替代電商應用中的塑料包裝,并為各種產(chǎn)品創(chuàng )建尺寸合適的包裝。盟迪最近還將基于牛皮紙的AdvantageStretchWrap推向市場(chǎng),在某些碼垛應用中可替代塑料拉伸膜。
最后,軟包裝從塑料向紙的轉變繼續在多個(gè)細分市場(chǎng)和地區發(fā)生。最近一個(gè)著(zhù)名的例子是Kolmar Korea的Papertube化妝包,獲得了亞洲之星獎。
可再生原料
雖然在建立化石基塑料的循環(huán)經(jīng)濟方面已經(jīng)采取了一些重要步驟,但它們本身并不是可再生的,因此人們越來(lái)越關(guān)注開(kāi)發(fā)可回收或易于生物降解的生物塑料。生物塑料包含范圍廣泛的不同材料,其中最常用的是PHA和PLA。根據歐洲生物塑料的定義,如果一種塑料材料是生物基的、可生物降解的或兩者兼而有之,則它被定義為生物塑料。
令人懷疑的是,我們是否會(huì )像化石基塑料那樣看到同樣的生物塑料吸收,目前它們只占市場(chǎng)份額的1%左右,但對新原料產(chǎn)能引進(jìn)的投資,以及創(chuàng )新擴展功能,將增加未來(lái)的市場(chǎng)份額。然而,雀巢飲用水和百事可樂(lè )等幾個(gè)大品牌已承諾擴大生物塑料的市場(chǎng)規模,這對行業(yè)來(lái)說(shuō)是令人鼓舞的。
UPM Biochemicals正將新一代可持續來(lái)源的可再生材料推向市場(chǎng),據稱(chēng)這將使品牌能夠重新定義其凈零排放目標并淘汰化石原料。公司的新一代Bio-MEG可再生乙二醇技術(shù)是與可口可樂(lè )公司和長(cháng)春美禾科技共同開(kāi)發(fā)的。它說(shuō)Bio-MEG的性能與油基同類(lèi)產(chǎn)品完全相同,這意味著(zhù)不需要重新設計流程,而且它們“無(wú)縫”集成到現有的制造和回收系統中。
利用化學(xué)回收技術(shù)由工業(yè)后和消費后廢物制成的生物塑料也越來(lái)越受到關(guān)注。Total Corbion在該領(lǐng)域的最新更新是其Luminy PLA,它聲稱(chēng)這是世界上第一個(gè)可商用的同類(lèi)生物塑料產(chǎn)品。該公司表示,它接收并解聚再加工的PLA廢物,然后將其純化并聚合成新的Luminy rPLA用于商業(yè)分銷(xiāo)。Luminy rPLA的早期合作伙伴包括比利時(shí)的Looplife和韓國的Sansu,它們支持工業(yè)后和消費后PLA廢物的收集、分類(lèi)和清潔。
新型原料越來(lái)越成為研究和開(kāi)發(fā)的重點(diǎn),但需要重申的是,此類(lèi)材料的市場(chǎng)份額仍然很小。塑料技術(shù)中心AIMPLAS正在歐盟資助的BeonNAT項目中,致力于開(kāi)發(fā)用于由樹(shù)木和灌木制成的活性化妝品包裝的生物塑料。具體來(lái)說(shuō),作為該項目的一部分,AIMPLAS將從乳酸中生產(chǎn)PLA,乳酸將從植物生物質(zhì)廢料中的可發(fā)酵糖中獲得,并用作生物塑料來(lái)制造化妝品包裝。具有不同活性特性(例如抗菌能力)的精油將添加到該包裝中。
在其他地方,Dama Bioplastics開(kāi)發(fā)了它所謂的“唯一真正可持續的、100%大麻衍生的”生物塑料,專(zhuān)為注塑成型應用而設計,據稱(chēng),它還可以在家庭堆肥。Dama的生物塑料源自廢生物質(zhì),旨在作為石油基產(chǎn)品的直接解決方案。
另一種新型原料衍生材料是FlexSea,這是一種“負碳”、可家庭堆肥的生物材料,源自養殖海藻和其他天然添加劑,其生產(chǎn)商稱(chēng)其有可能在干燥應用中取代一次性軟塑料包裝。據該公司稱(chēng),FlexSea的分解不會(huì )危害環(huán)境。相反,海藻中的高氮含量使土壤肥沃,促進(jìn)附近植被的健康生長(cháng)。
圍繞可堆肥基質(zhì)作為可回收和再循環(huán)材料的替代品的可取性存在重要問(wèn)題。然而,人們一致認為,可堆肥是一種很好的解決方案,因為食物殘渣對包裝的污染使其不適用于包裝廢物流。在這種情況下,一次性咖啡膠囊是一個(gè)越來(lái)越大的挑戰,而全球疫情加劇了這一挑戰,當時(shí)越來(lái)越多的消費者開(kāi)始購買(mǎi)家用咖啡機?啥逊誓z囊代表了一種解決方案,而由Solinatra制成的與Nespresso兼容的膠囊是一種生物材料,可替代使用農業(yè)植物廢料制成的一次性塑料,最近又加入了市場(chǎng)。
除了從可再生原料中制造塑料外,應該指出的是,可持續發(fā)展獎還記錄了利用未開(kāi)發(fā)的有機廢物流生產(chǎn)纖維包裝的相當大的市場(chǎng)活動(dòng)。烏克蘭的Re-Leaf是2022年競賽的決賽入圍者之一,該公司開(kāi)發(fā)了一種技術(shù),可以利用在城市收集的數千噸落葉落葉生產(chǎn)包裝級紙——這是一個(gè)將廢物挑戰轉化為寶貴資源的機會(huì )。另一個(gè)是AB InBev和Sustainable Fiber Technologies之間的合作,為包含大麥秸稈廢料的科羅納啤酒打造二次包裝。
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