我国塑料软包装的绿色化发展述评
随着软包装材料种类的日益丰富和加工技术的不断提高，塑料软包装在许多领域正扮演着越来越重要的角色，人们日常生活中已经离不开购物袋、商品袋、垃圾袋、冰箱保鲜袋；而工业品包装、家庭日用品包装、服装包装、药品包装也大量采用塑料软包装。进入二十一世纪，随着我国经济的快速发展和人们消费水平的提高，人们的环保意识和自身健康安全意识不断增强，对塑料软包装提出了越来越高的要求，绿色包装因此应运而生。绿色包装是包装工业发展的潮流，是提高产品市场竞争力、避免新贸易壁垒的重要内容之一[1]。与此相适应，塑料软包装的绿色化是顺应时代发展要求的必然选择。我们结合我国塑料软包装发展现状，对国内塑料软包装的绿色化发展途径进行简要述评。
1 绿色包装的内涵
绿色包装是指能够循环利用、再生利用或降解腐化，在产品的整个生命周期中对人体及环境不造成公害的适度包装，称为绿色包装。绿色包装最重要的含义是保护环境，同时也兼有资源再生的意义。具体来讲，它应具备以下涵义：（1）实行包装减量化。绿色包装在满足保护商品、方便储运、促进销售等功能的条件下，应该是用量最少的适度包装，以节省资源和能源，同时最大限度地降低包装废弃物数量。（2）易于重复利用或回收再生。通过多次重复使用，或通过回收废弃物，生产再生制品、焚烧利用热能、堆肥化改善土壤等措施，达到再生利用的目的。（3）废弃物可以降解腐化。为了不形成永久垃圾，包装废弃物要能分解腐化，进而达到改善土壤的目的。（4）材料对人体和生物应无毒无害。包装材料中不应含有有毒性的元素、卤素、重金属，或含量应控制在有关标准以下。（5）在包装产品的整个生命周期中，均不应对环境产生污染造成公害。即包装制品从原材料采集、材料加工、制造产品、产品使用、废弃物回收再生，直至最终处理的全过程均不应对人体及环境造成公害[2，3]。根据绿色包装的上述要求，塑料软包装业不论是材料选用还是加工工艺，都需要经历一场绿色化的深刻变革。
2 塑料软包装生产工艺过程的绿色化
根据我国现有塑料软包装生产线普遍采用的生产工艺，塑料软包装的绿色化途径主要有凹版印刷加工过程的绿色化、复合加工过程的绿色化等。
2.1 凹版印刷加工过程的绿色化
凹版印刷是塑料软包装加工的第一个环节，在凹版印刷油墨中含有大量挥发性有机溶剂，几乎占凹版印刷油墨重量的50%，如二甲苯、甲苯、醋酸乙酯、丁酮等。一方面，这些低沸点高挥发性溶剂既有毒又可燃，是环境污染的主要因素。另一方面，凹版印刷速度高，又必须使用挥发性极强的快干油墨，还需要红外线辅助加热进行外部干燥，才能满足印刷要求，因此溶剂排放量大，造成凹版印刷在所有印刷工艺的环保问题中尤为突出。印刷界权威人士认为，必须采取切实可行的措施解决凹版印刷严重的污染问题，否则凹版印刷将失去市场竞争力，最终被其它印刷技术所替代，因此，凹版印刷加工过程的绿色化问题非常迫切。
2.1.1减少有机溶剂对环境的影响
凹版印刷加工过程中大量使用溶剂，是造成塑料软包装业环境污染的重要原因之一。随着人们环保意识的增强，凹版印刷所使用溶剂的环境污染问题已得到了广泛的重视。近年来，人们开始从以下几方面进行改进： (1)整个印刷单元实现全封闭，减少溶剂在车间内的扩散；(2)采用超声波凹版印刷滚筒清洗系统，以减少溶剂的使用量。这种清洗装置可完成印版滚筒的大部分清洗工作，显著减少人工清洗工作量，对改善操作环境也有好处；(3)在凹版印刷排放系统中通过溶剂回收处理等手段对溶剂进行回收，以减少向空气中排放；(4)减少油墨溶剂用量。为了减少溶剂的总体用量，开发适用于浅版的高浓度低粘度油墨是一个重要的研究方向，甚至不含溶剂的固体油墨也有可能推向市场。Siegwerk油墨公司的有关人士认为他们正在开发的HofTech油墨技术很有应用潜力。这种已获专利的HofTech油墨是一种不含溶剂的固体凹版印刷油墨，在转移到印刷版辊上之前可立刻溶化，有望几年内推向市场[4]。
2.1.2开发应用无苯溶剂油墨、水性油墨和醇溶性油墨[5，6]
目前使用的里印凹版油墨一般由氯化聚合物制成。在油墨生产过程中，氯化聚合物需使用强极性溶剂（如甲苯等芳香族溶剂）来溶解，并在印刷过程中用甲苯来调节油墨的粘度。现在，氯化聚合物油墨被认为不适合环保的要求。这是因为氯化聚合物油墨在油墨生产和印刷过程中，芳香族溶剂（甲苯）的使用会对操作工的健康和安全产生极大危害。除此之外，在包装物中溶剂残留也是一个备受关注的重要问题。由于甲苯是高沸点慢干溶剂，极易残留在油墨与薄膜夹层中，会污染包装内的食品。塑料凹版印刷油墨生产正受到消防法、劳动安全法、食品卫生法等法规的制约，因此积极开发和应用符合环保要求的绿色凹版印刷油墨如水性油墨和醇溶性油墨将成为一个必然趋势。(1)塑料软包装凹版印刷油墨水性化。尽管水性凹版印刷油墨作为甲苯类油墨的替代品已引起许多关注，但包装薄膜印刷中的油墨水性化时至今日仍未达到真正的实用阶段。从总体上看，水性油墨迟迟得不到普及的重要原因是印刷性能和质量仍达不到溶剂型凹版印刷油墨的标准。这主要是由于水的表面张力较高，导致油墨难以润湿。如果要达到溶剂油墨的印刷速度和印刷质量，不但水性油墨本身需要先进的技术，而且凹版印刷设备及印刷版辊也需要改进。例如，将槽深大约38-42微米腐蚀或雕刻版辊筒改变为槽深大约24-28微米激光制版辊筒，还需要更强力的干燥设备以及必须使用耐腐蚀材料制造的印刷版辊、墨泵和刮刀等组件。(2)开发应用醇溶性油墨。由于水性油墨还不能全面替代甲苯类油墨，所以油墨行业一直致力于开发符合环保要求的醇溶性油墨。醇溶性油墨能够解决甲苯类油墨对人体健康所产生的伤害和溶剂残留影响包装食品安全性等问题。在欧洲和美国，醇溶性油墨已成为一种趋势，甲苯类油墨正在被逐步淘汰。可以预见，不久的将来，醇溶性油墨将占据中国软包装用油墨市场的主要份额。凹版醇溶性复合塑料油墨具有低气味、不含甲苯等特点，这类环保油墨的推广应用必将提高凹版印刷在包装印刷领域的竞争力。
2.2塑料薄膜复合加工过程的绿色化
塑料薄膜复合加工过程的绿色化途径主要是采用环保型复合胶粘剂，在满足复合软包装性能要求的基础上，最大限度减少溶剂排放量或不使用挥发性有机溶剂。
2.2.1开发应用高固体含量、低粘度的复合粘合剂[7]。
将传统双组分聚氨酯粘合剂主剂的固体含量从50%提高到75%或80%，固化剂固体含量也由原来的75%提高到80%以上。目前软包装行业使用高固含量低粘度粘合剂已成为干式复合工艺的一个重要发展方向。由于高固含量低粘度的特点，使得采用较高的固含量进行高速涂布复合加工成为可能。在相同的涂布量下使用高固含量的粘合剂，可以有效减少溶剂的使用量，并有以下优点：减少溶剂消耗，减轻干燥负荷，提高生产效率，降低能耗，降低残留溶剂。目前国内一些粘合剂生产企业通过分子量和分子结构的调整，已生产出具有较高初粘力的高固体含量、低粘度粘合剂产品。
2.2.2开发应用水溶性粘合剂[8]。
水溶性粘合剂的优点是以水代替有机溶剂，在干式复合生产过程中无有害溶剂挥发，从根本上消除了残留溶剂，不存在易燃易爆的危险，不会对环境和操作人员带来危害，在现有干式复合薄膜生产线上无需设备改造就可以直接使用。但是，这种粘合剂的涂布性能较差，对复合薄膜的润湿性不佳（因为水的表面张力为72mN/m，而基材的表面张力大多数只有38mN/m左右），水性粘合剂合成过程中为了减少溶剂用量和确保乳化成功，需要对粘度进行控制，因此对交联剂的用量必须控制，导致大分子网络交联密度偏低，剥离强度不高。还有水的热容量大，干燥速度慢，这不仅限制了生产速度，还提高了生产的成本，同时水蒸汽对设备还造成一定的腐蚀。这些因素在一定程度上限制了水性粘合剂的广泛使用。
2.2.3发展无溶剂复合工艺[9]。
无溶剂粘合剂是双组分聚氨酯粘合剂，其主剂和固化剂在室温下的粘度较高，但仍具有流动性，是半固态物质。在进行涂布使用时，将主剂和固化剂按一定比例混合，加入到具有加热保温功能的粘合剂胶槽中，通过加热使粘度降低到满足均匀涂布要求，然后通过具有加热保温功能的网纹辊涂布到基材上去。涂布后不需要加热干燥就可以直接与另一种基材进行复合。无溶剂复合工艺不存在溶剂排放的问题，不需要庞大复杂的加热鼓风干燥装置，能耗减少。无溶剂复合工艺流程短，设备占地面积小，宜于降低涂布复合成本，节省资源，保护环境，因此它将是未来复合工艺发展的主要方向。近年来，无溶剂复合工艺越来越受到软包装业内人士的青睐，国内已有多台无溶剂复合机开始运行，但由于复合薄膜外观质量欠佳等因素影响，还不能完全取代干式复合工艺。虽然粘合剂的发展终究要走向无溶剂化，但由于无溶剂粘合剂需要专用的复合机，设备投资较大，广泛推广使用还需要一个较长的时间。因此目前溶剂型聚氨酯粘合剂依然是市场上的主流产品。
2.2.4开发应用醇溶型聚氨酯粘合剂[10]。
在塑料软包装领域，目前开发出的水性和无溶剂型聚氨酯粘合剂还未完全达到溶剂型粘合剂的水平，醇溶性聚氨酯粘合剂由于其符合绿色环保要求，同时又具有双组分、溶剂型聚氨酯粘合剂的主要性能优点，并且用乙醇作稀释剂，乙醇与醋酸乙酯相比具有更低的毒性，在通常的情况下溶剂残留较少，同时乙醇价格便宜，可有效降低复合成本。因此醇溶型聚氨酯粘合剂近几年得到快速发展。
3 绿色包装薄膜的新进展
3.1可食性薄膜[11]
可食性包装薄膜是以天然可食性物质（如多糖、蛋白质等）为原料，通过不同分子间相互作用而形成的具有多孔网络结构的薄膜。如壳聚糖可食性包装薄膜，玉米蛋白质包装薄膜、改性纤维素可食性包装薄膜及复合型可食包装薄膜等，可食性薄膜可应用于各种即食性食品的内包装，在食品行业具有巨大的市场。
3.2可降解包装薄膜[12]
可降解塑料包装薄膜既具有传统塑料薄膜的功能和特性，又可在完成使用寿命以后，通过土壤中微生物作用或通过太阳光的紫外线作用，在自然环境中分裂降解，最终以还原形式重新进入生态环境中，回归大自然。国内开发的可降解包装薄膜已涵盖光降解、光生物降解、高淀粉含量型生物降解、高碳酸钙填充型光氧降解、全生物降解等大类，降解塑料制品在包装方面的应用已遍及普通包装薄膜、收缩薄膜、购物袋、垃圾袋等，为塑料软包装的绿色化发挥了积极的作用。
3.3水溶性塑料包装薄膜[13]
水溶性塑料包装薄膜作为一种新颖的绿色包装材料，主要原料是低醇解度的聚乙烯醇，利用聚乙烯醇成膜性、水溶性及降解性，添加各种助剂，如表面活性剂、增塑剂、防粘剂等制备成水溶性塑料包装薄膜。水溶性薄膜产品属于绿色环保包装材料，在欧美、日本等国均得到国家环保部门的认可。经过生物试验证明聚乙烯醇既无毒，也不会阻止微生物的生长繁殖，对废水处理和环境卫生没有影响。有关部门微生物分解试验研究也表明聚乙烯醇几乎完全被分解，使化学需氧量（COD）降得很低。国内已有少数企业投入生产，其产品正在走向市场。
3.4 加强回收与再利用，实现包装废弃物的生态化循环[14]
绿色包装在其整个生命周期过程中，遵循循环经济“减量化、再利用、资源化”的经济活动行为原则，使包装对环境的影响降到最低限度。近年来在塑料废弃物资源化和再利用等方面都不断取得进展，并逐步解决了二次污染问题。包装废弃物法规共同的原则是：鼓励少用原材料；在包装设计上应尽量使用同一材料、可分离可共存的材料并趋向于使用结构简单、容易循环再生的材料；在满足包装功能的前提下，尽量减少垃圾的产生量，从而使包装薄膜向轻量化发展。
4 结语
塑料软包装材料绿色化工作是一个系统工程，一方面要调动全社会方方面面的力量与积极性，加强环境保护工作的宣传力度和提高人们的环保意识；另一方面我们要加强科学研究，发展新工艺新技术，在塑料薄膜凹版印刷加工过程中通过减少溶剂排放量、推广使用水性油墨和醇溶性油墨等途径实现绿色化；在塑料薄膜复合工艺过程中，针对不同薄膜和不同包装性能要求，分别选用高固体含量低粘度复合粘合剂、水性粘合剂、无溶剂粘合剂或醇溶性粘合剂，达到减少溶剂排放量的目的，实现复合加工过程绿色化。同时，还要不断推出新型绿色包装材料，提高人们的生活质量。
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