突出“绿色”包装设计,就是除了在设计上满足包装体的保护功能,视觉功能,经济方便,满足消费者的心愿之外,还要十分注意产品应符合绿色的标准,即对人体、环境有益无害;包装产品的整个生产过程符合绿色的生产过程,即生产中所有的原料、辅料要无毒无害;生产工艺中不产生对大气及水源的污染,以及流通、储存中保证产品的绿色质量,以达到产品整个生命周期符合国际绿色标准的目标。
作为一个完整的系统,绿色包装应该包括产品原料的采集,包装材料的生产,包装的设计(包括造型设计、结构设计、装潢设计及工艺设计),包装产品的加工制作及流通储存,包装废弃物的回收处理与再造及包装工程的成本核算。最后是生命周期评价。
若对整个系统划分成若干要素,则包括产品、流通的环境条件、包装材料、消费者、包装设计、加工制造(清洁生产)、生命周期评价、回收再利用、包装成本和环境保护等。
(一)产品
绿色包装设计时应考虑到产品的物理性质和化学性质,这涉及它的保护功能。从物理角度来看,要使内装物完好无缺,要求包装体的强度、结构、造型要合理,其形状在常温或其他温度下保持原有状态。从化学角度来看,要保证内装物不变质,也就是化学稳定性要好,即对温度、日光、湿度、气体要保持稳定。再有要考虑到包装的视觉效果;应用方便、经济;是否可重复使用或回收再造;最重要的是对人体、环境不产生损害和污染,具有绿色的实质。
(二)流通的环境条件
绿色包装在设计时应考虑到包装件流通的环境、条件、时间,包括库存、储存与运输。其中运输的工具,仓储的设施、温度、气候条件及变化,生物环境条件,流通过程中的装卸条件,原则是应保证在流通过程中内装物完好、质量不变、不受污染。
(三)绿色包装材料
绿色包装材料(包装原材料和成型前的材料)首先应具备自身无毒无害(无氯、无苯、无铅、无铬、无镉等重金属),对人体、环境不造成污染。制造该材料所耗用的原材料及能源少,并且生产过程中不产生对大气、水源的污染,废弃后易于回收再利用或易被环境消纳。材料具有所需的强度,与内装物不发生化学作用,性能稳定,易于加工制造,来源丰富,价格低等特点。
包装物是否符合绿色要求,一个重要因素在于是否采用了绿色包装材料。绿色包装材料应符合绿色的要求。
1.绿色包装材料的特征
绿色包装材料具有以下四个特征。
(1)废弃后的包装制品或材料,可回收处理,再生利用,或重复使用,不对生态环境构成污染和损害;
(2)不易回收的包装制品或材料,应在短期内腐蚀、降解,在自然条件下回归自然;
(3)在满足包装功能的要求下,可实现优质、轻量设计,减少自然资源的消耗及能源消耗,减少包装物废弃量;
(4)包装材料生产成本低,有合理的性能价格比,可以生产和推广使用。
2.绿色包装材料的分类
(1)可回收处理、利用的包装材料。
包装制品及其材料,能回收重复使用或再生利用,是一种对保护环境最经济有效的办法,世界各国都在大力推行。可重复使用、再生利用的包装材料有如下七类。
①纸质材料。纸包装材料在整个包装工业中占有重要地位,是包装支柱材料之一,约占整个包装工业总产值的45%。它分为包装纸、纸板和纸浆模塑三种,纸属软性薄片材料,主要用于制袋(图6-5),层合技术的发展弥补纸袋渗透性高、防潮性差及易撕裂等缺点;纸板则为刚性材料,主要用于制盒(图6-6),作为小型产品的内包装;纸浆模塑近年来的发展较快,主要用于制作缓冲衬垫(图6-7)。瓦楞纸板和纸浆模塑代替发泡材料作为缓冲包装材料已逐渐成为现代包装的发展趋势,并被人们所接受。
图6-5 可回收的纸袋
图6-6 可回收的纸盒
图6-7 可回收的纸浆模塑制品
前已述及,纸包装的特点有:经济、重量轻、缓冲性好、折叠成型性好、具有适当的坚牢度、耐磨耐冲击性较好、容易达到卫生标准,经化学方法处理可反复利用多次,直至纤维消失为止。
②玻璃陶瓷材料。玻璃包装材料在包装工业中也相当重要。从传统的包装发展到今天的现代包装,玻璃包装材料一直以它特殊的性能和特征用于液体包装。它干净、直观,造型优美,保质、保味,可回收重复再用(图6-8),或以回收碎料的形式再生利用,玻璃可以实施薄壁化、高强度、低脆性的轻量设计,其在包装上的优良品质是其他材料难以替代的。
图6-8 可回收复用的玻璃瓶
③金属材料。金属在包装材料中用量相对不大,其种类主要有钢材、铝材,成型材料是薄板和金属箔。前者属刚性材料,一般是直接制桶、制罐;后者为柔性材料,一般采取真空蒸镀的方法在其他材料上镀上一层金属膜,这样不仅节省金属材料,也能达到强化材料、阻光的效果。金属的特点有:延展性好、强度高、阻隔性好、表面光滑光亮易于印刷、可在包装上极大地轻量化节省材料、金属包装制品(如铝质罐)及其材料可回收回炉再造利用,或回收重复利用,利用率高。
金属包装制品的循环使用、轻质金属制品代替木制包装等都属于绿色环保设计。
④塑料材料。塑料包装是现代商品包装的重要标志。塑料包装从出现到大量广泛地应用,发展很快,可以说在包装历史上是具有里程碑意义的。它的出现大大地改变和调整了整个包装材料的结构和布局,令商品包装呈现出崭新的面貌,使包装水平上了一个台阶。塑料的特点与性质有:质轻、易成型加工、物理性能优越、强度高、韧性、耐磨性、防潮性好、阻隔性强、加工形式多样化、可配合各种新的加工技术、材料透明光泽、易于印刷、生产过程节能、原材料来源丰富。热塑性塑料可以回收后重新造粒生产塑料制品,如PS、PVC、PET等;也可以回收后再与其他杂物混合焚烧处理;有些塑料容器,回收清洗后可多次重复使用,如PET瓶、FC瓶等。(www.daowen.com)
塑料包装材料的合理使用,特别是通过改性增强塑料的环境可消纳性;选用易回收、易再生的塑料品种;选用不会产生危害的塑料等也是使塑料包装材料摆脱“白色污染”的重要措施。
⑤农作物秸秆包装材料及其制品。农作物秸秆可以制造秸秆纤维发泡材料、秸秆托盘、秸秆直接造纸、稻麦草纸浆压铸技术生产易拉罐,以及利用秸秆制作一次性餐具等。其问题主要是产品工艺、制品外观、性能均不成熟。
⑥木塑复合包装材料及其制品。用50%废旧塑料和50%木屑或其他纤维材料可以制造木塑复合材料,加工成木塑型材,在包装上主要是用于制造托盘、底座等。
⑦木制包装的绿色化。使用天然木材已经越来越和社会的潮流背道而驰了。推广使用人造木板及胶合板,使用如钢边箱、钢片箱和围板箱等可拆式木制包装制品(参见第4章)等都是使木材这种古老包装材料焕发青春的技术措施。
(2)可降解包装材料。
在一定条件下,可降解包装材料属于绿色环保包装材料。可降解材料,通常指可降解塑料。是指在特定的时间及造成性能损失的特定环境下,其化学结构发生变化的塑料材料。质量轻,加工方便,包装性能好,易于表面装饰,不污染环境,而且能回收再利用,体现出这种材料的优点和价值。但由于可降解材料的制造设备复杂,一次性经济投资大,加之多数可降解材料的降解性能并不稳定,所以,这种材料的开发与应用也受到了一定的制约。
可降解塑料,按降解机理的不同,可分为光降解、生物降解和复合降解塑料等类型。
①光降解塑料。塑料在光的作用下发生降解。分合成型与添加型两类。合成型光降解,是在聚合物合成过程中引入一些低能易断开的弱链,或接上一些见光分解的感光基团和转移的原子,这样遇到光的作用就会发生化学反应,从而导致聚合物大分子的降解,其长链断裂为易被微生物吞食的小分子碎片。而添加型光降解,是在塑料的配料中加入一定量的光敏剂,遇到光的作用同样也发生降解,方法较为简单,成本也较低。
②生物降解塑料。塑料在细菌、霉菌等各种微生物的作用下发生降解。因其材料内部结构或成分存在能被普通微生物分解的因素,当包装废弃后,在自然环境中经微生物的吞噬、吸收而分解成小分子化合物,直至最后被分解成水和二氧化碳等无机物。生物降解分为微生物合成型、合成高分子型和掺和型。掺和型生物降解塑料,是在塑料中掺和一定量的淀粉、天然秸秆、稻草、果壳等具有生物降解性的物质,经加工后形成有一定生物降解性的包装制品。
③复合降解塑料。塑料在光、生物共同作用下发生降解。在塑料中加入生物降解淀粉、可控降解光敏剂及自动氧化剂等物质,使塑料经使用后性能下降,并定时分裂成碎片,此后再经微生物作用和自动氧化剂的反应,塑料将迅速分解。
(3)可食性包装材料。
即对人体无害,可以被人食用的材料。这种材料既然可被人体自然吸收,当然也可以在自然环境中风化销蚀。所用原料都是天然有机小分子和高分子物质,如氨基酸、凝胶、蛋白质、植物纤维等,具有无毒、无味、透明、质轻和卫生的特点。可食性包装材料可以有效地解决污染问题,其应用、开发前景极好。我国以特有的植物—魔芋制成的替代包装,具有可食性和较好的强度、韧性和包装性。
材料的选择固然重要,但除此之外,在进行包装设计中注意节省包装材料、尽量不用复合材料也是符合绿色环保包装理念的做法。
(四)消费心理
绿色包装应符合消费者心理特点,尤其是当今“绿色浪潮”的兴起,国内外消费者尤其偏爱采用绿色包装的商品。各国也为了推广和宣传环境保护的思想,设计出了各具特色的环境标志,如图6-9所示。
图6-9 世界各国的环境标志
图6-9中的标志自上排从左至右依次为欧盟、北欧理事会、中国和印度的;下排从左至右是以色列、新西兰、中国台湾和津巴布韦的(摘自《环境与包装》:美国绿色商标指南,包装与可再循环,汤普生出版社授权使用,华盛顿特区,1997年)。
绿色包装还应考虑到消费者应用的便利,好开启、好装卸、好携带等体现包装方便性的设计,是一般消费者所普遍追求的。同时还应顾及人们的风俗习惯及个性、喜好等。
(五)包装设计
设计前,应对绿色包装订货单位进行设计定位,核定设计条件和设计要求。包括企业形象、内装产品、消费对象、销售市场、竞争环境等方面的定位。绿色包装的设计要根据最终产品的需要而设计。①要有保护功能,结构要符合力学强度,即对产品的形态完整和质量有保证。②产品的外观、造型要符合内装物的需要和美观,同时轻量化、材料单一化,外装潢要典雅、美观。具有很好的广告效果。加工制作工艺设计要简单、经济、清洁、节能、无污染。
包装设计的绿色化技术还包括包装材料的简单化、单一化、减量化、易拆解、易回收、重复使用等设计原则及其运用。
(六)包装加工制造(清洁生产/绿色生产)
绿色包装加工制造工艺要考虑采用“清洁生产”,即生产过程中不使用任何有害的辅料,不产生任何污染环境的副产物和废气废水等、节省材料,节省能源,充分利用现有设备的能力。
(七)包装设计的节本增效
绿色包装设计还应关注包装的成本问题。这也是大多数企业在进行包装改进时首先考虑到的问题。应当分析包装成本与内装产品的价值,杜绝“过分”包装,在满足使用、保护功能的前提下,应尽量减少包装材料的消耗,减少加工制造的工序,降低能源消耗,人力资源有效使用,以有效地降低包装成本,增加利润。
(八)包装的循环复用和回收再利用
在进行某些产品的包装设计时,应尽可能选用合理的循环复用技术,并应考虑到包装的回收再利用及包装废弃物的处理。选用的原料必须是可回收再造的原料,或者是可降解材料。
(九)生命周期评价(LCA)
包装设计的绿色评价应采用生命周期评价方法,即考察包装的整个生命周期—原料的采集、包装产品的制造、包装产品的流通、使用废弃后的回收处理、再造等过程中对环境的影响,以达到国家及国际的绿色生产标准和环境保护标准为目的。若包装产品达到我国绿色包装标准要求,就可以赋予绿色包装标志(图6-10)。
图6-10 中国环境科学学会绿色包装标志
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