“以紙代塑”在食品包裝中的應用

亓輝 河北交通職業技術學院 孫洪波 陜西煙印包裝科技有限責任公司

2008年6月1日，我國正式實施“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項一次性塑料制品。全面禁塑時代的到來，給紙張行業的發展帶來了新的機遇和挑戰。

一、紙張與塑料性能對比

目前國內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，嚴重污染了大自然環境，容易引發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、可持續的優勢得到了包裝人士的青睞。

（一）飲料包裝的碳足跡對比

采用紙質包裝材料，在倉儲、運輸和回收三個階段都有石油基包裝材料不能比擬的優勢。其中，倉儲時紙張的重量偏輕，如果疊放占用的空間較小，從而節約很多能耗；運輸時，有了紙張的保護，飲料就不會受光線和外界的干擾；回收時，紙張可以實現全部回收。從圖1可以看出，紙質瓶所產生的碳排放量遠低于塑料瓶。

圖1 不同飲料包裝碳足跡

（二）紙張與塑料的環保對比

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 紙張與塑料的環保對比

（三）紙張與塑料的性能對比

紙張與塑料在性狀、原料來源、光學性能、穩定性、強度與可加工性、阻隔性、環保性、成本等方面不同，具體見表2。

表2 紙張與塑料的性能對比

二、新型紙基材料

未經加工的紙基材料在強度、耐久性、阻隔性等方面都弱于塑料，使其應用范圍受到限制。為了擴大紙基材料的應用范圍，涂布法和加入功能性材料是當下較實用可行的一些方法。通過開發新型紙基材料，紙張的阻隔性、抗菌性和機械性都有所提高。

（一）阻隔性

紙張的多孔性和纖維網狀結構會影響其阻隔性[1]，較弱的耐油性、耐水性嚴重限制了紙基包裝材料的應用范圍。業內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殼聚糖；通過探索新涂布技術，大大提升了紙張的抗水性，為食品保鮮提供了條件，使紙張在食品包裝領域有巨大的發展前景。

（二）抗菌性

食品包裝紙很重要的一個功能是抑制微生物的繁衍，防止食品腐爛。目前抗菌紙[2]在潮濕的環境下也能具有效抑制細菌、霉菌，可廣泛用于存儲水果、蔬菜、牛奶、面粉、大米、糖果等各類食品。加入抗菌劑對紙基材料進行改性，擴大抗菌范圍、提升抗菌率和增強穩定性是新型抗菌性紙基包裝材料開發的方向。

（三）機械性

在網絡購物時代，食品的包裝防護對紙張的機械性[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者的需求。目前提升紙張的強度有三種比較流行的方法，一是在紙漿中加入化學物質改變紙張的性能；二是在紙張表面增加干強劑；三是在紙張表面施加施膠劑。

三、紙張在食品包裝的應用

紙張憑借其可回收、可再漿性能等優勢，加之現在先進的涂布技術和新型功能性材料，使得紙張在食品包裝中應用越來越廣泛。

（一）紙質飲料瓶

可口可樂公司與丹麥Paboco公司合作打造新型紙質飲料瓶（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，其圖案采用可持續墨水或激光雕刻進行打印，大幅度減少材料用量。瓶身內壁設有一層生物材料保護膜，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度，防止在運輸過程中破損，將單張紙纖維運用到包裝中，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，內包裝是HDPE塑料軟包裝，外包裝是紙包裝，回收時消費者可以順著易撕線把紙盒撕成兩半，內外包裝實現完全分離。該包裝盒解決了飲料紙盒的回收難題，使內外包裝100%回收利用。

圖3 Bruk飲料紙盒

（三）UPM環保白牛皮

UPM環保白牛皮系列產品是一款可取代塑料膜類應用的食品級本白牛皮紙，緊度高、強度佳、克重低、平滑度高、合適的吸水值、加工性能優異。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品，水性乳液以水作為溶劑，不含有對人體有害的有機溶劑，同時涂布后的紙產品不影響其回收效率，對環境無污染。但水性乳液在涂布加工時候，對原紙的表面性能和紙張強度要求比較高。將UPM紙板和帝斯曼阻隔涂層結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。可替代傳統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、結語

在全球禁塑和限塑的大形勢下，以紙代塑是一個可以從源頭上減少塑料生產和使用的絕佳方案。考慮紙張在其功能特性方面至關重要，提升撕裂、抗張、耐破強度等機械強度，紙張的印刷適應性，加工適應性，安全環保和可持續要求，成本效率等綜合的成本效率決定了市場的可接受程度。隨著涂布技術的提高，相信“以紙代塑”將成為食品包裝的主流。