纸质环保标签材料的选择和使用

2022-07-15郭向飞

上海包装 2022年2期

■ 文/郭向飞

（上海际研生物医药开发有限公司，上海 201702）

0 引言

如今，作为商品的主要组成部分，标签正面临越来越大的挑战——标签材料必须向环保、可持续且更易于处理的方向发展。品牌商、零售商、消费品制造商等主要标签用户越来越多地要求标签供应商提供环境或可持续性评估文件，对材料环境效率提出要求，如使用来源可靠的原材料、第三方认证的材料供应链、材料生产地点和方式，以及材料废弃物处理的透明度，等等，造纸行业、标签底纸制造商、黏合剂涂布和标签材料加工商等都一直在推出新产品、新服务和新举措以应对这些苛刻的要求。所有这些挑战都促使标签材料朝着更轻、更薄的材料、来自可持续管理森林的纸产品、标签纸加入再生材料、无化学溶剂标签纸、可生物降解基材、可堆肥标签、玉米淀粉和其他生物标签薄膜、可回收标签、监管链认证和循环再生等解决方案的方向发展[1]。图1显示了标签生产商、加工商和终端用户的主要解决方案的基本流程图，以及可能出现在标签产品上的一些相关环境认证标志。

图1 可持续、绿色和环保的纸质标签解决方案及目前使用的相关环境标志

1 使用来自可持续和负责任管理森林的纸张

目前标签材料制造商大多按照ISO 14001标准生产，并且得到可持续林业倡议（Sustainable Forestry Initiative，SFI）采购认证，能够把SFI采购认证、森林管理委员会（Forest Stewardship Council，FSC）认证、监管链（Chain Of Custody，CoC）认证延伸到标签加工商，直到最终用户。标签造纸厂还可能与另一个促进可持续森林管理的独立、非营利、非政府组织——森林认证体系认可计划（Programme for the Endorsement of Forest Certification Schemes，PEFC）及其他一些全球组织合作[2]。

1.1 SFI采购认证

SFI公司是一个完全独立的慈善组织，致力于促进可持续森林管理。其森林认证标准基于可持续森林管理的原则，已广泛应用于北美地区，在全球市场上得到了广泛的认可。SFI采购认证跟踪从认证地到生产和制造，再到最终产品的纤维含量，消费者购买贴有SFI“含量百分比”标签的产品就能确认产品是负责任的。图2为SFI认证标志。

图2 SFI认证标志

1.2 FSC认证

FSC是一个非盈利组织，鼓励对世界森林进行负责任地管理，并为森林管理提供涵盖环境、社会和经济方面的全球标准。FSC系统还提供了一种通过独立验证和记录的CoC认证来跟踪森林产品的方法。这必须涵盖处理、加工、运输和印刷等每一个阶段，才能确保最终产品可使用FSC标志。标签加工商的产品上印有FSC认证标志（见图3），相当于告诉标签行业和客户，加工商在生产和使用标签的领域达到最高的社会和环境标准。

图3 FSC认证标志

1.3 CoC认证

CoC认证是跟踪和记录原材料从森林到消费的整个过程，包括制浆、造纸、黏合剂涂布与层压、印刷与加工，以及所有运输和配送等所有连续阶段。产品只有经过独立认证整个过程，才有资格附加SFI、FSC或PEFC标志。本质上讲，CoC认证的基础是任何有FSC标志的产品都可以追溯到经过认证的来源。

1.4 PEFC认证

PEFC理事会是一个独立的、非营利、非政府组织，通过独立的第三方认证促进森林可持续管理。PEFC向纸制品买家提供保证，确保他们促进森林的可持续管理。图4为PEFC认证标志。

图4 PEFC认证标志

2 使用含有再生纤维的纸张

越来越多的标签纸含有一定量的再生纤维。据称，标签纸中使用再生纤维可以减少28%～70%的能源消耗，节省高达55%的水资源，还可以大幅减少碳排放——一些标签纸厂使用再生纤维的比例可高达20%。此外，循环再生纸也能减少空气和水的污染。因此，使用再生纤维的标签纸具有良好的经济效益和社会效益。

消费后废纸（Post Consumer Waste，PCW）是经过印刷并使用过的废纸，然后收集起来循环利用。这类废纸问题颇多，因为需要在制浆阶段除去油墨和其他污染物。虽然脱墨过程使用水和化学物质，但对环境的危害仍然小于制造新纸的过程。

现在，有一小部分公益组织已经开始收集离型底纸，并通过相关企业将其循环再生为新的底纸。新开发的工艺讲对底纸进行脱硅处理和分离。

除了对由100%原生纤维制成的纸张进行认证外，FSC还对含有部分PCW纸张进行认证（见图5），其再生纸浆比例也各有不同。

图5 FSC对PCW纸张认证

鉴于市场上存在多种类型纸张，标签加工商应从标签材料生产商那里了解标签纸中含再生纸浆的比例范围，并评估其可能的用途和客户的应用领域。

3 使用更薄、更轻和克重更低的纸张

近年来，造纸厂努力降低标签纸中的纤维含量，逐步降低纸张克重，使纸张更薄、更轻，但不影响纸张在印刷、加工或贴标过程中的性能。

造纸技术的不断提高使得低克重纸张在标签材料和底纸应用中越来越普遍。现在，一些标签面纸或底纸的克重可降低至25 g/m2，图6显示的是采用克重25 g/m2化学浆纸和直接接触食品黏合剂的奶酪标签。这也意味着同样重量的纸卷将有更长的纸张，在制造过程中可节省大量的纸芯和包装材料，同时可减少换卷时产生的浪费，并且每卷材料的运行时间更长。

图6 奶酪标签

在过去几年中，底纸表面性能的改善不仅显著降低了硅涂布量，还降低了固化温度。把所有这些因素加在一起，极大地推动了包装行业的可持续发展。因此，对于标签加工商和终端用户来说，在可行的情况下使用更薄的标签材料是非常有意义的。

4 使用无氯或无其他化学物质的纸张

造纸制浆过程涉及多种化学物质，其中传统工艺中用于漂白木浆的氯气是危害最大的物质之一。目前大多数造纸厂，特别是在欧洲和北美地区的造纸厂，不使用氯气来漂白纸张，取而代之的是氧气、二氧化氯或其他化学品，因而生产出来的纸都是无氯（Elemental Chlorine Free，ECF）纸。这是一种对环境破坏较小的制浆过程，是逐步消除由氯漂白产生的二氧化物的重要措施。更加环境友好的是，那些使用全无氯漂白（Totally Chlorinefree，TCF）技术的造纸厂完全不使用任何氯化合物漂白的纸。在欧洲一些国家，无氯纸是非常常见的，瑞典就有一项法律要求消除纸张中有机氯化物的排放。可以说，ECF和TCF两种纸的纸浆漂白过程对环境影响的差别不大，而且两者的污染程度都明显低于传统的氯气漂白工艺。近年来，这些领域取得了巨大进步。任何带有蓝天使（Blue Angel）标志的纸都必须是TCF纸[3]。

有些再生纸被要求采用无氯工艺（Process Chlorine Free，PCF）。蓝天使标志也许是公认的最严格的再生纸制度，要求至少含有51%的印刷和生活/办公废纸，还需要公司报告制造过程中使用的能源。

现在无氯纸已被广泛使用，还有一些被要求不含其他化学成分的纸，如无酸标签纸，有其特定的用途，也越来越引起人们的关注。这些纸不含游离酸，pH值为7.0或更高。这种纸可以由棉纤维或化学木浆或其他纤维制成。

此外，由于持有的证书数量有限，无碳足迹的纸张比较少。纸张的碳足迹是根据联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）制定的方法计算的。

标签加工商及其客户应再次审查所使用的标签纸，以便在可能的情况下确定其化学成分和应用，或推荐最适合其产品和应用的EFC纸、TCF纸、PCF纸、无酸等级纸、无碳足迹纸等。

5 使用可堆肥和可生物降解的纸张

现在一些标签应用场合，需要可生物降解或可堆肥的标签材料，以符合ISO 14855或EN13432标准。ISO 14855是在受控制的堆肥条件下材料最终需氧生物降解性的标准。EN13432是欧洲可堆肥标准，如果标签在包装总重量中占比小于1%，就需要生物降解性认证[4]。例如，根据EN13432标准，可堆肥材料必须满足以下三个条件。

（1）生物降解性：可堆肥材料必须通过微生物作用分解，仅产生二氧化碳、水和腐殖质（土壤）。该标准规定这个过程必须在6个月内完成90%。

（2）能分解：堆肥过程开始3个月后，可堆肥材料必须满足分解测试。该标准要求在3个月后原材料中尺寸大于2 mm的颗粒不应超过原材料质量的10%。

（3）不含有毒物质：堆肥材料必须对堆肥过程不产生负面影响，并需要通过堆肥试验进行检查。

一些标签材料供应商目前提供符合这些标准的材料，特别适合有机食品包装和标签需要与包装一同堆肥的产品，以及要求环保的货架稳定产品和冷藏产品。标签基材的选择包括白色ECF漂白、未涂层、半光泽和天然未漂白牛皮纸。这些材料需要与可完全生物降解/可堆肥、环境友好的黏合剂一起使用，用于特殊需求的产品。

6 使用替代纤维制成的纸张

虽然目前大多数标签纸是由可持续或负责任管理的森林中生长的树木制造的，但人们更热衷于利用非木资源，特别是那些被视为农业废料，如甘蔗渣、香蕉茎、竹子和棉花短绒生产纸张。例如，艾利公司提供了白色非木可再生、未涂布标签面纸，是一种EcoFriendly系列中的一款产品。图7显示的是采用艾利公司非木标签纸印刷的SHILOH ROAD葡萄酒标签，但目前这种纸可能在美学表现上存在一定的局限性，这取决于应用场合。