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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 來源:cpp114 文/張曉丹 責編:張曉丹

摘要:
軟包裝需要滿足一系列包裝功能,具體取決于要包裝的產品——阻氣和防潮、抗菌性能、硬度等。過去,通過使用多層材料實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


   軟包裝需要滿足一系列包裝功能,具體取決于要包裝的產品——阻氣和防潮、抗菌性能、硬度等。過去,通過使用多層材料實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之類的倡議——它正在歐洲率先向軟包裝領域過渡,并創建可行的循環經濟,目前已經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,工業界做出了許多創新來應對,僅舉一些最近的例子。


   為回收而重新設計的許多創新集中在要求更高的軟包裝應用上。制藥行業在消費者安全和產品保護方面有著必然的嚴格要求,在涉及單一材料基材時提出了特殊的挑戰。安姆科醫療保健部門發布的AmSky泡罩系統是一種可回收的泡罩包裝,帶有熱成型底網和封蓋。兩種元件均由HDPE制成,可實現整個包裝的可回收性,這也是行業首創。


   在制藥領域也很活躍的是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侵蝕性產品的多材料包裝,同時遵循“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。


   普樂宣布推出Push Tab,這是一種用于醫療保健和制藥行業的無鋁單一材料PET 泡罩蓋。該公司表示,這是向前邁出的一大步,因為它是市場上第一個用于固體藥物產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,為無處不在的泡罩包裝創造了一個可行的替代方案——迄今為止市場上還沒有這種包裝。


   與此同時,食品包裝應用正在取得進展,例如,近年來用于蒸煮應用的單一解決方案已進入市場。氣調包裝也帶來了挑戰,因為回收傳統上存在問題。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,Mono Formable PP的重量比同等厚度的同類聚酯 (PET) 托盤輕約30%,同時提供同樣高水平的產品保護。它還表示,它可以作為多材料不可回收PET托盤行業標準的替代品。


   Taghleef Industries和Gerosa Group于2022年受到可持續發展獎評委的慶祝開發了一種可回收的PP基阻隔袋,具有高度的產品保護和易于撕開的特點,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,這些例子簡化了由多個部分組成的剛性包裝中所含的材料。今年可持續發展獎的決賽入圍者是Liquibox,它開發了據稱是第一個用于敏感產品的可回收盒中袋包裝,并結合了其單一材料 VINIflow 點膠龍頭。據該公司稱,Liquipure 消除了對不可回收材料的需求,同時仍超出了性能要求。


   Aptar的Future單材料泵是專門滿足蓬勃發展的電子商務領域需求的分配解決方案——榮獲2022年可持續發展獎。當與PE或PET瓶搭配使用時,該解決方案是完全可回收的。它對電子商務的適用性取決于其集成的鎖定/解鎖環,它具有 360° 自由旋轉致動器,有助于最大限度地減少運輸途中的潛在破損。


   管材市場也在簡化。例如,Albéa推出了EcoFusion Top,這是一種用于個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,它顯著減輕了重量。單一的開合系統將管子的組件減少到只有兩個,管子和單個蓋子,該公司聲稱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。這推動了對基于纖維的包裝創新的大量投資,特別關注提高包裝的阻隔性能、耐用性和可加工性。


   在過去兩年中,歐洲包裝所發布的“可持續發展獎”反映了該領域出現的一系列創新,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,向基于纖維的包裝的轉變不需要材料創新,而是在新的結構設計中使用現有的紙基材料,類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品,還是說會大規模取代塑料,這還有待觀察。關于正在進展中的各種研發,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題和爭議。


   Paboco的瓶子采用紙質外殼,內部有一層薄薄的塑料阻隔層,自2015年問世以來一直備受市場期待。該瓶子現已被嘉士伯、可口可樂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,聯合利華為洗衣品牌奧妙推出了紙質洗衣液瓶。這些瓶子內部噴有專有的防水涂層,使包裝材料能夠容納液體產品,如洗衣粉、洗發水和護發素,這些產品含有表面活性劑、香料和其他活性成分。該技術是與Pulpex聯盟合作開發的,該聯盟是聯合利華、帝亞吉歐、Pilot Lite和其他行業成員之間的合作。聯合利華表示,它也在試用相同的技術來制造紙質護發瓶。


   在其他地方,已經大規模生產的傳統模塑纖維生產商,如Cullen Packaging,正認識到市場對紙瓶形式的興趣,并為一系列非液體產品創造新產品。


   塑料瓶蓋是自然環境中一次性塑料垃圾的主要來源。Blue Ocean Closures的紙質瓶蓋是與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,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發基于纖維素的螺旋蓋,并計劃于2023年投放市場。


   與此同時,斯道拉恩索發布了其Cupforma Natura Aqua+材料,這種材料可以轉換成用于餐飲服務應用的紙杯蓋,例如咖啡杯。該公司表示,它可在現有紙張流中回收,并在工業環境中可堆肥。該材料具有雙面水基分散性,取代了傳統的塑料層。據報道,該材料在使用過程中不吸收液體,增加了其在餐飲服務應用中的適用性。


   斯道拉恩索還推出了Papira,這是一種輕質泡沫,據稱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合作開發PaperBarrier Seal,這是一種紙基食品包裝材料,帶有紙質涂層,該公司稱其具有密封性。據Coveris稱,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,紙包裝的另一個挑戰是可加工性。最近開發的一種解決方案是FormerFab GmbH為具有不對稱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,而不會影響性能。據該公司稱,該解決方案的新穎之處在于——雖然紙質流動包裝通常包括中央縱向接縫,但其開發的“偏心”縱向接縫,為紙質包裝提供了與塑料包裝相同的作用。


   在開發塑料紙替代品時,機械供應商和包裝生產商之間的合作也很關鍵。在電子商務領域,盟迪與德國機器供應商beck packautomaten合作推出FunctionalBarrier Paper,這是一種基于紙質的柔性包裝解決方案,可在在線零售產品的運輸過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,FunctionalBarrier Paper可替代電商應用中的塑料包裝,并為各種產品創建尺寸合適的包裝。盟迪最近還將基于牛皮紙的AdvantageStretchWrap推向市場,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細分市場和地區發生。最近一個著名的例子是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經濟方面已經采取了一些重要步驟,但它們本身并不是可再生的,因此人們越來越關注開發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,目前它們只占市場份額的1%左右,但對新原料產能引進的投資,以及創新擴展功能,將增加未來的市場份額。然而,雀巢飲用水和百事可樂等幾個大品牌已承諾擴大生物塑料的市場規模,這對行業來說是令人鼓舞的。


   UPM Biochemicals正將新一代可持續來源的可再生材料推向市場,據稱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可再生乙二醇技術是與可口可樂公司和長春美禾科技共同開發的。它說Bio-MEG的性能與油基同類產品完全相同,這意味著不需要重新設計流程,而且它們“無縫”集成到現有的制造和回收系統中。


   利用化學回收技術由工業后和消費后廢物制成的生物塑料也越來越受到關注。Total Corbion在該領域的最新更新是其Luminy PLA,它聲稱這是世界上第一個可商用的同類生物塑料產品。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用于商業分銷。Luminy rPLA的早期合作伙伴包括比利時的Looplife和韓國的Sansu,它們支持工業后和消費后PLA廢物的收集、分類和清潔。


   新型原料越來越成為研究和開發的重點,但需要重申的是,此類材料的市場份額仍然很小。塑料技術中心AIMPLAS正在歐盟資助的BeonNAT項目中,致力于開發用于由樹木和灌木制成的活性化妝品包裝的生物塑料。具體來說,作為該項目的一部分,AIMPLAS將從乳酸中生產PLA,乳酸將從植物生物質廢料中的可發酵糖中獲得,并用作生物塑料來制造化妝品包裝。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開發了它所謂的“唯一真正可持續的、100%大麻衍生的”生物塑料,專為注塑成型應用而設計,據稱,它還可以在家庭堆肥。Dama的生物塑料源自廢生物質,旨在作為石油基產品的直接解決方案。


   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,其生產商稱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,FlexSea的分解不會危害環境。相反,海藻中的高氮含量使土壤肥沃,促進附近植被的健康生長。


   圍繞可堆肥基質作為可回收和再循環材料的替代品的可取性存在重要問題。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越來越大的挑戰,而全球疫情加劇了這一挑戰,當時越來越多的消費者開始購買家用咖啡機?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,可替代使用農業植物廢料制成的一次性塑料,最近又加入了市場。


   除了從可再生原料中制造塑料外,應該指出的是,可持續發展獎還記錄了利用未開發的有機廢物流生產纖維包裝的相當大的市場活動。烏克蘭的Re-Leaf是2022年競賽的決賽入圍者之一,該公司開發了一種技術,可以利用在城市收集的數千噸落葉落葉生產包裝級紙——這是一個將廢物挑戰轉化為寶貴資源的機會。另一個是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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