“以纸代塑”在食品包装中的应用

亓辉 河北交通职业技术学院 孙洪波 陕西烟印包装科技有限责任公司

2008年6月1日，我国正式实施“限塑令”，大幅度减少了“白色垃圾”。欧盟通过法案拟2021年起全面禁止使用10项一次性塑料制品。全面禁塑时代的到来，给纸张行业的发展带来了新的机遇和挑战。

一、纸张与塑料性能对比

目前国内外食品包装材料大都以石油基为主，其废弃物难以生物降解，严重污染了大自然环境，容易引发一系列食品安全问题，不利于人类身体健康。而纸张是由木材加工而成，因其可降解、可持续的优势得到了包装人士的青睐。

（一）饮料包装的碳足迹对比

采用纸质包装材料，在仓储、运输和回收三个阶段都有石油基包装材料不能比拟的优势。其中，仓储时纸张的重量偏轻，如果叠放占用的空间较小，从而节约很多能耗；运输时，有了纸张的保护，饮料就不会受光线和外界的干扰；回收时，纸张可以实现全部回收。从图1可以看出，纸质瓶所产生的碳排放量远低于塑料瓶。

图1 不同饮料包装碳足迹

（二）纸张与塑料的环保对比

纸张与塑料在再生性、减量化、回收性、生物降解性等方面有明显的差异，具体见表1。

表1 纸张与塑料的环保对比

（三）纸张与塑料的性能对比

纸张与塑料在性状、原料来源、光学性能、稳定性、强度与可加工性、阻隔性、环保性、成本等方面不同，具体见表2。

表2 纸张与塑料的性能对比

二、新型纸基材料

未经加工的纸基材料在强度、耐久性、阻隔性等方面都弱于塑料，使其应用范围受到限制。为了扩大纸基材料的应用范围，涂布法和加入功能性材料是当下较实用可行的一些方法。通过开发新型纸基材料，纸张的阻隔性、抗菌性和机械性都有所提高。

（一）阻隔性

纸张的多孔性和纤维网状结构会影响其阻隔性[1]，较弱的耐油性、耐水性严重限制了纸基包装材料的应用范围。业内人士也在改善纸张阻隔性方面提出了新的方法，一是在纸张表面涂布疏水化合物，诸如液体蜡、乳液涂料等；二是在纸张表面涂布壳聚糖；通过探索新涂布技术，大大提升了纸张的抗水性，为食品保鲜提供了条件，使纸张在食品包装领域有巨大的发展前景。

（二）抗菌性

食品包装纸很重要的一个功能是抑制微生物的繁衍，防止食品腐烂。目前抗菌纸[2]在潮湿的环境下也能具有效抑制细菌、霉菌，可广泛用于存储水果、蔬菜、牛奶、面粉、大米、糖果等各类食品。加入抗菌剂对纸基材料进行改性，扩大抗菌范围、提升抗菌率和增强稳定性是新型抗菌性纸基包装材料开发的方向。

（三）机械性

在网络购物时代，食品的包装防护对纸张的机械性[3]要求越来越高。只有提升纸张的耐磨度、耐撕裂度，才能满足物流和消费者的需求。目前提升纸张的强度有三种比较流行的方法，一是在纸浆中加入化学物质改变纸张的性能；二是在纸张表面增加干强剂；三是在纸张表面施加施胶剂。

三、纸张在食品包装的应用

纸张凭借其可回收、可再浆性能等优势，加之现在先进的涂布技术和新型功能性材料，使得纸张在食品包装中应用越来越广泛。

（一）纸质饮料瓶

可口可乐公司与丹麦Paboco公司合作打造新型纸质饮料瓶（见图2），瓶身使用的主要材料是可100%回收、可降解的北欧木浆纸，其图案采用可持续墨水或激光雕刻进行打印，大幅度减少材料用量。瓶身内壁设有一层生物材料保护膜，防止饮料渗透或泄露，瓶盖使用可生物降解塑料制作，瓶颈是塑料制成。为了提升饮料瓶的强度，防止在运输过程中破损，将单张纸纤维运用到包装中，采用一体成型的工艺制作完成。

图2 可口可乐瓶

（二）Bruk饮料纸盒

Bruk饮料纸盒（如图3）采用两层包装，内包装是HDPE塑料软包装，外包装是纸包装，回收时消费者可以顺着易撕线把纸盒撕成两半，内外包装实现完全分离。该包装盒解决了饮料纸盒的回收难题，使内外包装100%回收利用。

图3 Bruk饮料纸盒

（三）UPM环保白牛皮

UPM环保白牛皮系列产品是一款可取代塑料膜类应用的食品级本白牛皮纸，紧度高、强度佳、克重低、平滑度高、合适的吸水值、加工性能优异。具有可再生、可回收和可生物降解性能。

帝斯曼阻隔涂层采用树脂乳液产品，水性乳液以水作为溶剂，不含有对人体有害的有机溶剂，同时涂布后的纸产品不影响其回收效率，对环境无污染。但水性乳液在涂布加工时候，对原纸的表面性能和纸张强度要求比较高。将UPM纸板和帝斯曼阻隔涂层结合可制作口杯热封盖、纸塑餐盒热封盖等食品餐饮类包装。

（四）黄油包装

Billerudkorsnas旗下的ConFlex Repel Pure系列一款用于软包装的100%天然防油纸，基于初级纤维纸上的植物防油脂隔离，使得其具有耐油脂性、出色的成型性和可印刷性。可替代传统的含氟聚合物处理的耐油纸，且可回收，可降解。此款也适用于冰淇淋包装、糖果包装、快餐和脆皮袋。

四、结语

在全球禁塑和限塑的大形势下，以纸代塑是一个可以从源头上减少塑料生产和使用的绝佳方案。考虑纸张在其功能特性方面至关重要，提升撕裂、抗张、耐破强度等机械强度，纸张的印刷适应性，加工适应性，安全环保和可持续要求，成本效率等综合的成本效率决定了市场的可接受程度。随着涂布技术的提高，相信“以纸代塑”将成为食品包装的主流。