可持续的包装

采用不同的材料和包装方案,制造商可以满足当前市场对可持续包装解决方案的要求。

自 2019 年初以来,新的包装法已在德国生效。它主要规定了有关包装可回收性和可重复使用性。为包装行业引入行之有效的循环经济并将塑料构建为可回收的有价值资源是朝着正确方向迈出的重要步骤。与此同时,包装行业也在推动替代材料包装的发展。因为除了引入塑料循环经济之外,在包装生产中减少塑料消耗也是包装行业可持续发展的另一种合理方法。

现如今,塑料包装占最终消费者塑料垃圾的 60%。全球每年加工约 3.25 亿吨塑料,其中约 8000 万吨用于制造包装——其中欧洲、亚洲和美国占据最大的份额。并且塑料生产持续增长。在接下来的二十年中,预计全球塑料产量将进一步翻番。

特别是在食品行业中,塑料包装具有明显的优势。人们可以通过组合不同聚合物层生产塑料复合材料,并可以根据所包装产品的要求对其阻隔性能进行精确设计。同时,(热塑性)塑料在其成型方面提供了非常高的灵活性。因此,塑料包装可在整个物流链中提供最佳的产品保护,并最大限度地保护消费者的安全。此外,通过延长食品的货架期,有助于减少食物浪费。

行之有效的整体性解决方案

为了实现食品行业的可持续包装理念,从整体上考虑由生产到物流链直至消费者使用的完整价值创造链不可或缺。除了引入密封的回收循环,并实现塑料包装多次使用之外,减少包装制造中的塑料消耗或使用替代包装材料也是可选方案。

对于玻璃、纸张、铝和马口铁以及 PET 瓶,已经实现封闭且有效的循环利用。例如,在德国,大约 99% 的 PET 饮料瓶以收退押金的方式进行收集,其中近 94% 会被回收。

然而,在塑料包装方面却是另一幅画面:尽管德国凭借 65% 的比例在塑料回收方面是无可争议的领先者,远高于奥地利、比利时和斯洛文尼亚——然而,计算仅基于交付相应再利用设施的废物数量,不是实际再利用的数量。大部分废物都将经过分类,并进行例如热回收 – 或在国外进行废弃处理。其中一个主要原因是,目前许多材料尚不能分离。在食品行业中,使用的包装材料主要是多层复合材料。它们具有很大的优势,除了材料需求量相对较小外,还提供了与各种食物单独匹配的阻隔性能,从而提供了最佳保护功能。然而,目前在工业规模上还无法对其进行机械分离。

目前正在全力以赴开发的是复合材料化学回收系统。其目的在于引入循环经济,使得塑料材料能够投入进一步使用。在化学回收中,塑料分子链通过化学变化(例如氢化、水解或热解)分解成其成分,从而获得新包装的新原料。与成本高昂的机械回收相比(例如 PET 瓶回收),实际上所有塑料都适合进行这种回收,至少适合进行氢化和热解——而不必事先分类。但是,这些解决方案尚处于试验阶段,目前还不是适当且具有经济效益的替代方案。

开发可回收替代材料

因此,有针对性的方法是开发基于材料的包装方案,其中所用材料已经具有封闭的回收循环。一个很好的例子是基于纸张的包装解决方案,因为纸张可以在使用后送入现有的纸张循环。即使材料混入普通包装废物而不是在纸黏土中进行废弃处理,现在也能够在现代回收设备中对其进行检测、分类提取并送入纸张循环。

通过 PaperBoard,莫迪维克为纸纤维材料包装生产提供了不同的解决方案。与领先的制造商共同开发的包装材料,在阻隔和保护功能方面满足食品行业的要求,可在标准机器上加工。
PaperBoard 产品组合可用于托盒封口包装机和热成型包装机,用于生产MAP 和贴体包装。另外,包装机能够分别根据客户的性能要求进行调整。

由纸板复合材料或纸板坯料制成的托盒可以在托h盒封口机上进行处理,然后可以在使用后由最终用户分类分离。莫迪维克提供三种不同的解决方案,用于在热成型包装机上生产纸纤维包装。对于真空贴体包装的生产,可以使用具有不同克重和不同功能层的可塑性纸制复合材料。同样,纸板复合材料卷材也可用作真空贴体包装的载体材料。两种基材在使用后均可由最终用户分开。

此外,莫迪维克 还开发了一种机器方案,用于在热成型包装机上处理从单层纸板制成的纸板托盘。它们在热成型模具中配以相应的塑料封口层,相应的贴体膜可以在上面密封。通过此方案,最终用户同样也能够对包装材料进行分类分离。

开发单一材料

第二种方法是开发尽可能包含单一材料的包装。然后可以将它们再次分类提供给相应的循环。从目前来看,PP 和 APET 材料特别适用于这方面。

聚丙烯 (PP) 薄膜是一种常用的标准塑料包装。此材料以良好的阻隔性、耐热性和稳定性为特点。在所有标准塑料中,PP 具有最低的密度。PP 包装的重量比其他材料轻——在可持续性和环保方面,这是一个重要特点。然而,热成型包装机上对此材料进行加工比其他塑料加工要求更高。

高度透明的 APET(无定形聚对苯二甲酸乙二醇酯)也对水蒸气和气体具有非常好的阻隔值。它耐油和油脂,可在 -40° C至 +70° C 的温度范围内使用。APET 托盘和其他单一材料目前已经代替复合材料用于包装新鲜产品。为了获得可靠的包装结果,在这种情况下使用具有薄密封介质(例如密封漆)的盖膜。

但是,在将单一材料用于食品包装时,必须考虑与先前使用的复合材料相比,阻隔性能的变化及其对包装产品的影响。此外,由于删去了诸如密封层等的功能层,可能会改变材料的加工窗口,这一点在设计加工参数时也必须考虑。

生物聚合物 – 一种可行的替代品?

可持续性包装的研发也应将所谓的生物聚合物作为一种替代品考虑在内。生物聚合物这一术语包含两类材料:一方面是再生性原料制成的聚合物,例如 PLA(聚乳酸)或 PHA(聚羟基脂肪酸酯)。这些聚合物均可生物降解。另一方面,这一类材料包含可全部或部分使用再生性资源生产、但不可生物降解的聚合物,例如PET(聚对苯二酸乙二醇酯)或 PE(聚乙烯)。使用可再生资源制成的生物聚合物生产热成型包装方面,根据如今的认知水平,热塑性塑料 PLA 是最可行的选项。但是,由于其低障碍属性及其较低的拉升强度,此类材料制成热成型包装的应用范围相对来说比较有限。它经常用于新鲜水果及蔬菜领域。

整体评估生物聚合物,除了要考虑经济方面(价格及可用性),也要考虑此类材料在使用周期终点的可利用性。鉴于消费者宣传不足和通用系统缺乏,如今还无法描述如何完全单独地分离此类材料。根据具体情况,这可能导致生物可降解的聚合物进入传统塑料回收流,而不是工业堆肥设施。

当前的挑战

新的包装法旨在要求塑料包装的可回收性,以及显著增加包装材料的再生材料比例。但仅仅规定配额并不能实现这些目标。相反,必须创制适当的行业框架条件和激励措施,以便建立相应的回收流程。在这种情况下,确保再生材料始终具有高质量也带来了额外的挑战。因为只有这样才能将之加工成高质量的材料。在分离不纯净的情况下,例如初始材料中的染料、增塑剂或稳定剂会显着影响循环材料的质量。

另外,通过减少包装材料量来控制塑料废物也是一种针对性方法。目前已经可以通过实施创新的包装方案(如新的包装形式)或通过在包装生产中使用创新的机器技术来实现这一点,例如确保减少材料消耗或更高的材料产出量。