塑料材质在包装设计中的应用

一、塑料材质在包装设计中应用的现状

包装作为商品的附属品，在设计的过程中，除了要保证商品的使用价值以及形象需求之外，更重要的是要考虑到包装自身的成本，因此包装材料的开发利用是一门重要的学问。它不仅可以降低包装成本，而且会带来各方面的社会效应。通常我们把包装材料分为塑料、纸材、玻璃、陶瓷、金属、复合材料以及一些自然材料。而其中发展最快的就是塑料材质的包装，塑料制品与我们的生活息息相关，如塑料袋、塑料餐具、饮料瓶、保鲜膜、儿童玩具、电脑、电视、冰箱等等，不胜枚举，可以说塑料在生活中无处不在。

随着时代的发展，快餐效应成为人们对待生活的一种态度，而塑料包装符合人们的这种需求，它不仅价格低廉，而且具有重量轻、强度好、易加工、方便使用等特点。与传统包装材料比较，它更加节省能量(塑料比纸少1/2)，节约资源(材料用量比纸少1/5)，废弃物产生量更少。因此塑料包装在很多方面已经替代了其他的包装材料，成为现代商品包装不可缺少的必要部分。比如在饮料行业，塑料就替代了大部分的玻璃和易拉罐，甚至有专家正在研制塑料啤酒瓶，这样可以节约能源，保护环境，减少物流成本，彻底解决玻璃啤酒瓶爆炸伤人问题。据统计，我国塑料包装材料行业经过20多年的发展,已初步形成门类齐全，具有相当技术水平和一定规模，在包装市场中占有重要地位，并且以平均年增长率15%的速度进一步发展。

二、塑料材质包装发展的主要原因

塑料包装材料按照用于包装上的形式，还可以分为塑料薄膜和塑料容器两大类。塑料薄膜以其强度高、防水防油性强、高阻隔性等特点，已发展成为使用广泛的内层包装材料和生产包装袋的材料。塑料容器是以塑料为基材制造出的硬质包装容器，是可以取代木材、玻璃、金属、陶瓷等传统材料的包装容器。塑料包装之所以能够广泛使用，主要是因为塑料制造成本低、可着色、易生产，耐用、防水、质轻，抗腐蚀能力强，不与酸、碱反应，同时塑料可以通过挤塑、注塑、吹塑等成型方法很容易被塑制成不同形状，而且是良好的绝缘体。因此塑料材质可以从材料、形态、结构等方面改变包装设计整体造型，提高包装对商品使用价值的保护能力，并有效的降低成本。

三、塑料材质包装带来的影响

塑料包装通常由以上几种不同的材质制成，为了分类的需要，由正规企业生产出来的产品，包装上一般都会在容器底部标注出来，编号从1到7号分别代表不同材质的塑料（如下图）。“1号”PET主要用于矿泉水、饮料瓶，耐热至65℃，耐冷至零下20℃，装高温液体或加热有对人体有害的物质融出，长时间使用可能释放出致癌物DEHP，对睾丸具有毒性；“2号”HDPE主要用来装沐浴露等洗涤剂，重复使用容易产生细菌；“3号”PVC高温时容易有有害物质产生，进入人体后，可能引起乳癌、新生儿先天缺陷等疾病；“4号”LDPE用于生产保鲜膜、塑料膜，耐热性不强，通常合格的PE保鲜膜在遇温度超过110℃时会出现热熔现象，会留下一些人体无法分解的塑料制剂；“5号”PP是微波炉餐盒、保鲜盒的主要材料，耐高温120℃，耐低温-20℃，唯一可放进微波炉的塑料盒，而通常为了节约成本，盖子是由PET制成，因此不能同时放入微波炉。“6号”PS用于生产碗装泡面盒、快餐盒，在70℃时即释放出化学物，盛装强酸、强碱性物质，会分解出对人体不好的聚苯乙烯，容易致癌。“7号”PC是水壶、水杯、奶瓶的主要材料，PC胶遇热有可能释放双酚A，有毒性。由于回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合算，我国每年生产的包装制品有70%在使用后被抛弃，而废弃后难以降解，对城市环境和人体造成严重危害。另一方面塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体。例如聚苯乙烯燃烧时产生甲苯，这种物质少量会导致失明，吸入有呕吐等症状。PVC燃烧会产生氯化氢等有毒气体，高温环境也会导致塑料分解出有毒成分，例如苯环等。此外，由于缺乏有效的管理手段和有力的政策干预及法律处罚，塑料行业存在相互压价、恶性竞争，生产发展处于放任自流的混乱中，在塑料包装材料行业中普遍存在使用再生料、填充料生产假冒伪劣产品，出现有毒包装制品，严重损害了消费者的利益。因此，塑料包装在使用的过程中还有很多急需解决的问题，科学家也在不断努力的过程中取得了很大的进展。

四、对塑料包装的改良措施

面对生态环境问题提出的挑战，化学界在20世纪90年代提出了“绿色化学”这一新概念，其含义包括三个方面：一是提供给社会的化学品应是有益无害，而且是对环境友好的、可循环的；二是生产这些化学品的原料应可以再生，它们的利用不应引起生态环境的破坏；三是绿色化学最重要也是最主要的方面，即化学品的生产过程应该是环境友好的。

（一）对塑料包装辅料的改良

从软塑包装膜(袋)的生产过程来说，卫生安全性受到严重挑战。食品软包装的组成中塑料薄膜占包装总成分的70%，粘合剂占10%，油墨占10%，其他占10%。目前国内市场中普遍使用的是溶剂型聚氨酯粘合剂和甲苯油墨，在应用中存在着严重的卫生问题和安全隐患。在欧洲和美国，软包装的粘合剂已经逐渐转向水性或者无溶剂产品。而醇溶油墨（既不含甲苯和重金属，也不含迁移的小分子增溶剂）取代甲苯油墨也在欧美、日本甚至韩国成为主要的趋势。在法规方面，许多国家和地区都相应建立了法律法规，如美国的食品药品管理局(FDA)，欧盟的EU以及德国的BGVV，都明确地规定了用于食品或医药包装的粘合剂和油墨类型，只要是法规中没有提到的化学品，一律禁止采用。

（二）对塑料生产技术的改良

随着环保呼声日益高涨，在满足包装功能性前提下，尽量减少垃圾的产生量，从而使包装薄膜、包装容器向轻量化、薄壁化方向发展。因此多层共挤复合薄膜成为软包装膜(袋)发展新趋势，其工艺设备投资省、成本低、适应性强、操作方便，适用于液体食品、牛奶、鲜肉等包装。国产的共挤吹塑技术设备已经通过产品鉴定，它将改变多功能性薄膜的产品结构。

针对塑料包装的不可降解性，从而对环境造成的污染，很多国家都制定了降解塑料的研究开发计划和措施，投人了大量的人力和物力，研制各种真正能完全降解的塑料。目前针对可降解性开发出来了两类塑料包装材料，一是生物降解塑料，二是化学降解塑料。生物降解塑料主要采用性能优良，废弃后可被环境微生物完全分解的高分子材料。如英国帝国理工学院博士威廉斯领导开发出“糖做的塑料”能够自然降解，使用后可作为花园肥料。我国兰州大学化学化工学院研究出了以玉米或马铃薯淀粉和纤维素为基本原料可降解塑料，回收处理后可作为牲畜饲料。化学降解塑料是一种水溶性塑料包装薄膜，它的特点是降解彻底，使用安全方便。

目前我国生态塑料正在突破产业化瓶颈，最具前景的聚乳酸（PLA）（是一种由生物发酵生产的乳酸经化学合成而得到的聚合物）和聚经基脂肪酸醋（PHA）这种生物高分子材料将解决我国由于石油资源短缺、能源严重依赖进口“白色污染”加剧的严峻现实。生态塑料的产业化进程已成为我国新材料发展的一个重要方向。

（三）对塑料的回收利用方面的改良

要实现塑料包装的可持续发展必须从两个方面入手：一是从生产方面入手，设计、生产资源节约型、环境友好型的产品；二是建立起废弃塑料循环利用的体系和机制。欧、美、日等发达国家相继制订了有关法规，对一些塑料制品实施局部禁用、限用、强制收集或者收取污染费等措施。他们对塑料包装材料，特别是大量的食品塑料包装的处理、回收再生利用问题，都给予相当的重视。我国与欧美等发达国家在塑料包装材料回收再利用上还有很大差距，我们可以学习他们的先进经验采取分类收集、生产者责任、抵押金制度、产品生命周期全过程管理、回收塑料用于食品包装的控制措施等。我国是一个人口大国，对塑料包装回收的相关法律法规的制定，以及建立和规范塑料包装回收体系，使塑料回收能够进入一个良好运转的系统，这对我国的经济发展以及环境保护将起到举足轻重的作用。

五、结论

塑料包装就像是一把双刃剑，用好了就可以解决包装中的很多问题。塑料包装材料从产品整个生命周期评价分析来看，更加节省能量，节约资源，此外它重量轻、强度好、易加工、方便使用，防水、抗腐蚀能力强，不与酸、碱反应等特点都是其他材料无法比拟的。因此塑料的使用范围越来越广泛，使用的量也逐步增大，而它的不可降解性也是造成环境“白色污染”的主要原因，所以世界各国都在对塑料材质进行研究，通过对塑料生产辅料的改良以及塑料生产技术的开发，生态塑料将成为塑料材质的主要发展趋势。在塑料材质使用以及回收过程中，通过法律法规加强管理也是非常必要的。我想通过这些方面的改进，塑料包装材质的发展前景将大大提高。