纸包装材料的现状及发展趋势
张玉坤
（郑州大学河南郑州450001）
【摘要】纸包装行业是包装业中发展最为迅速的领域之一,有着较大的发展空间,本文从几种纸包装材料新产品的性质、制备方法、应用领域等方面,介绍了纸包装材料近年来的发展状况,探讨了纸包装材料的发展趋势。
【关键词】纸包装、材料、绿色化
现代包装的四大支柱———纸、塑料、金属、玻璃材料中, 纸包装材料以其原料来源广泛, 印刷性能好, 便于复合加工, 便于工业化生产, 便于运输,成本低, 重量轻, 废弃物可回收利用等优点被广泛应用于食品、药品、运输等诸多领域。近年来, 随着经济的增长,人民生活水平的提高及环境保护意识的增强, 纸包装材料的用量呈现出快速增长的趋势, 并具有较大的发展空间。本文从几种纸包装材料新产品的性质、制备方法、应用领域等方面, 介绍纸包装材料近年来的发展状况, 探讨纸包装材料的发展趋势。
一、纸包装市场发展快
纸和纸板的消费水平是衡量国家现代化水平和文明程度的重要标志。在许多国家, 包装应用的纸和纸板都占最大比例。据有关资料报道: 世界上最大的产纸国——美国, 包装加工用纸产量占美国纸与纸板总产量的比例, 1994 年为49.3%, 2004 年提升到50.3%。日本包装材料与容器中, 纸包装无论在产值上还是产量上, 都居于世界前列。如2005 年日本纸包装的产值占总产值的40%多, 纸包装产量占总产量的比例则更大, 达60%多。在日本各类包装材料和容器中, 纸、纸板、纸制品的产值和产量都是最大的。韩国2005 年纸品总产量为1055 万吨,其中纸板和纸板合计528 万吨, 占总产量的一半。中国台湾的这一比例也高达70%。据世界包装组织预计, 到2009 年世界包装市场规模将增加到5560 亿美元, 同时纸包装市场规模将增加到2160 亿美元, 纸包装的市场前景看好。
纸包装行业也是中国包装行业中发展最为迅速的领域之一。从1999 年开始, 我国纸包装制品业的产值超过了塑料包装制品业的产值, 跃升为包装行业的第一位。纸包装制品产值已占包装工业总产值的三分之一。纸包装制品的产量, 正以平均每年9%的速度递增。近15 年来, 中国居民纸张的消费能力翻了 5 番。1990 年, 中国人均纸张消费量为10 千克, 2006 年达49 千克。1990 年至2006 年间, 中国纸张消费量增长390%。数据统计显示, 我国纸包装制品, 预计从2006 年到2010 年达到2700 万吨, 从2011年到2015 年达到3600 万吨。与此同时, 瓦楞纸板产量从2003 年开始, 成为世界第二大国, 超过日本、欧洲仅次于美国[1]。由此可见, 纸包装在中国包装行业中也占有很重要的地位。
除不断扩大在各种包装材料中所占的份额之外, 纸包装正向高质量、高强度、轻量化、多功能性、新工艺、新设备及拓宽应用领域等方向发展。比如近年来发展起来的具有各种特殊性能的纸包装材料的新产品, 已广泛应用于各个领域。
二、纸包装材料的新产品
近年来, 随着经济的快速发展, 普通纸质包装已经不能满足市场的特殊需求, 为了满足日益增长的各行业生产的需要, 研发出了许多有特殊功能的纸包装材料。
1.泡沫包装纸
2004 年12 月, 德国布莱梅的帕丝帕(PSP)公司开发出泡沫纸生产新工艺, 可替代泡沫塑料, 有效地减少对环境的污染和资源和浪费。这种泡沫纸, 采用旧书报废纸和面粉作原料, 先将回收的旧书报切成碎条, 再碾成纤维状的纸浆, 将其和面粉以2:1 的比例混合, 混合后的纸浆料注入挤压机压成圆柱颗粒。挤压过程中, 原料受水蒸气作用成为泡沫纸。用该种泡沫纸颗粒作原料, 可以根据不同的需要生产出多种包装物[2]。泡沫纸相对泡沫塑料来说, 生产工艺比较简单, 可以—次成型, 免去多次发泡和冷却的工序。由于泡沫纸发泡不需要化学添加剂,只需水蒸汽, 并且用过的泡沫纸还可以回收再利用, 因此泡沫纸的生产和使用都具有对环境有利的特点。从经济效益上来看, 生产同样数量的包装材料, 泡沫纸比泡沫塑料要便宜10%左右[3]。
2.阻燃包装纸
阻燃性, 就是在火焰中不燃烧, 对火焰的扩大起阻碍作用。经过阻燃剂加工后的阻燃纸, 遇到小火后不会被引燃, 还可能自熄[4]。该纸用于壁纸、隔板、绢花及装饰板表面等。
实现纸及纸制品阻燃的技术途径有以下几种:
( 1)浸渍法: 该方法适用于水溶性阻燃剂。要求纸张具有相当高的吸水性和湿强度指标, 最好是浸渍皱纹纸、棉纤维纸、合成纤维纸和无纺织物。具体方法是: 把水溶性阻燃剂配成溶液,浸渍到纸中, 经加热干燥即可得到。该方法得到的阻燃纸耐水性差, 吸潮性强, 纸的强度下降显著, 易发黄变硬。纸张在表面施胶机上或染纸机上就可完成浸渍。
(2)涂布法: 该方法适用于不溶或难溶的阻燃剂。具体方法是: 把阻燃剂粉料均匀分散在某种胶粘剂中, 制成乳状涂料, 然后用涂布的方法把涂料涂在纸的表面上, 经加热干燥即可。该方法的优点是阻燃剂大部分集中在纸的表面, 对纸的物理性能影响较小; 缺点是阻燃效果不理想。该方法可在涂布机上完成。
(3)内添法: 该方法适用于与水不溶性阻燃剂。具体方法是: 将阻燃剂与其它填料一起添加到纸浆中去, 然后抄造成纸。该方法的优点是适用于各种纸的生产, 工艺操作简单, 阻燃剂在纸中的分布比较均匀, 纸的阻燃功能比较均一; 缺点是阻燃剂流失比较严重。
阻燃剂的种类很多, 目前还在不断地研究开发中。初步归纳大约有以下4 类: (1)铵盐类化合物, 如硫酸铵等;(2) 锑卤类化合物, 如三氧化二锑等; (3)磷酸酯类化合物, 如磷酸酯、酚醛树脂等;(4)硼酸锌类化合物, 如硼酸锌、聚氯乙烯等[5]。
3.可食性包装纸
可食性包装纸是一种由可以食用的原料加工制成的像纸一样的包装材料。其材料原料主要有淀粉、蛋白质、植物纤维和其它天然物质。
可食性纸包装主要有两种生产工艺: 一是辊压成型法, 这种方法是让浆料经过两个反向旋转的压辊, 直接压成所需形状, 切片成型干燥即可; 另种方法是压模成型法, 即将浆料平铺在成型板上, 经两次烘烤成型后得到成品。
日本是最早研制开发蔬菜纸的国家, 酒井理化学研究所已成功研制从豆渣中提取蛋白质制成纯净的食物纤维, 然后加工成可食包装用纸, 其他还有水果纸、蔬菜纸、海藻纸等[6]。可食包装用纸在日本, 乃至在全球范围内都是研究的热点。其产品主要用于联合国的救灾和美国的军事行动, 还可以应用于方便休闲食品、可食性包装等众多领域[7]。使用的方式有: 将可食性包装材料制成薄膜, 作为商品的内包装及外包装; 作为粘性糕点的衬垫;作为包装袋用以密封包装食
