Барьерные свойства бумажной упаковки значительно улучшились в последние годы - настолько, что некоторые утверждают, что теперь они могут не уступать пластмассам, когда дело касается защиты продукта. Но могут ли они действительно «заменить» пластик? Виктория Хаттерсли поговорила с несколькими инсайдерами отрасли, чтобы изучить этот вопрос.

Было время, когда ответ на поставленный вопрос был проще; совсем не очень далеко. Но, как известно специалистам в отрасли, улучшение свойств материала для бумаги, когда дело доходит до защиты продукции, сокращает разрыв в возможностях этого материала.


Но как далеко «достаточно далеко»? Не будем забывать, что самым большим препятствием для производителей бумажной упаковки к достижению паритета с пластмассой в том, что касается защиты продукции, являются именно барьеры. Даже если упаковка почти полностью изготовлена ​​на бумажной основе, ей все равно потребуется какое-то покрытие, если она будет содержать скоропортящиеся продукты - и часто они будут на полимерной основе.

Проблемы с бумагой

«Бумага, безусловно, подходит там, где не нужны низкие барьеры или их отсутствие, - говорит Джеральд Ребитцер, директор по устойчивому развитию Amcor. «Однако для упаковки скоропортящихся или чувствительных продуктов бумага становится более сложным вариантом. Это связано с тем, что бумага по своей природе пористая и гидрофильная (притягивает влагу) и поэтому обеспечивает лишь ограниченный барьер. Она несравнима с пластиком, который может обеспечить высокий барьер для кислорода и влаги, поэтому маловероятно, что бумага сможет полностью заменить пластик во всех сферах применения. Чтобы обойти ограничения бумаги для скоропортящихся продуктов, ее обычно комбинируют с определенными полимерами или покрытиями для создания барьера, поэтому упаковка никогда не будет на 100% бумажной ».

«Другой проблемой, связанной с бумагой, является ее способность работать на существующих упаковочных машинах наших клиентов, поскольку бумага имеет значительно более слабые механические свойства, чем альтернативы на основе пластика. Amcor работает с несколькими партнерами по всей цепочке создания стоимости, чтобы решить обе эти проблемы ».

Также часто поднимается тема ресурсоемкого процесса изготовления бумаги. Это требует не только миллиардов тонн воды в год, но и значительного количества энергии, составляющей, по некоторым оценкам, около 2% от общего углеродного следа в мире. Это также, как утверждают многие, способствует чистому обезлесению и, следовательно, увеличению выбросов углерода, поскольку на вырубленных площадях накапливается СО2. Между тем, пластмассы дешевы и гораздо менее ресурсоемки в производстве.

Мы знаем обо всех этих аргументах, но это не так уж и банально, говорят сторонники бумаги. «С точки зрения экологичности - рециркуляции и выбросов CO2 - бумажная упаковка, полученная из ответственных источников, превосходит все пластмассы из-за ее возобновляемого источника и низкого или нулевого использования ископаемого топлива в производстве», - говорит Патрик Босандер, директор подразделения упаковочных решений BillerudKorsnäs. из Packz. «Еще предстоит проделать работу по дальнейшему снижению воздействия CO2 при производстве бумаги и увеличению и без того сравнительно высоких показателей вторичной переработки бумажной упаковки. Ответственные компании, такие как BillerudKorsnäs и ее коллеги, приняли и получили одобрение научно обоснованных целей воздействия на климат, чтобы еще больше сократить свои выбросы CO2, и предпринять действия в масштабах всей цепочки создания стоимости для дальнейшего увеличения объемов сбора и переработки бумажной упаковки.

«С точки зрения выбросов CO2 бумага превосходит пластик. Решающими являются два элемента жизненного цикла: производство сырья и окончание срока службы. Пока производство бумаги интегрировано с производством целлюлозы и преимущественно использует биотопливо - что характерно для большинства производств в Северной Европе - бумага производит сравнительно очень низкий уровень выбросов CO2. А поскольку сырье является возобновляемым, чистый вклад СО2 от природного углерода равен нулю ».

Что технически возможно

Наконец, еще одна важная проблема, которую необходимо решить, - это разработка коммерчески жизнеспособной технологии покрытия, которая обеспечивает необходимые барьерные свойства без отрицательного воздействия на репульпирование или выход волокна в потоке вторичного использования бумаги.

Фактически, некоторые могут возразить, что самая большая проблема выходит за рамки рассмотрения того, что технически возможно с материальной точки зрения, к тому, что работает в инфраструктуре переработки - всегда большой вопросительный знак, о каком материале мы говорим.

«Из-за физических и химических свойств бумаги самой большой проблемой является отсутствие пароизоляции», - говорит Джеральд Ребитцер. «Чтобы создать барьер, бумагу часто комбинируют с полимерами, но тогда нужно позаботиться о том, чтобы готовая упаковка действительно могла быть переработана в стандартных бумажных установках.

Основной проблемой является наличие потоков вторичной переработки для новых разработок бумажной упаковки. Чтобы придать бумаге необходимый барьер для скоропортящихся продуктов, ее необходимо комбинировать с другими материалами или покрытиями, однако принятие этих инновационных упаковок в текущие потоки вторичной переработки все еще остается открытым вопросом. Ограничение заключается не в том, что технически возможно производить, а в том, что можно переработать сегодня ».

В рамках процесса разработки бумажной упаковки Amcor изучает «способность к повторному превращению в целлюлозу» своих недавно разработанных структур на бумажной основе, чтобы обеспечить восстановление максимального количества волокна в процессе переработки. Это требует правильного выбора бумаги и использования полимеров / покрытий, которые не мешают процессу переработки. Эта работа в настоящее время выполняется группой исследований и разработок Amcor с помощью внешних партнеров.

Поиск решений

Но как говорится: никогда не говори никогда. Многие компании, пока мы говорим, изучают способы решения этих различных проблем. Многие из наших постоянных читателей уже слышали о миссии Carlsberg по созданию первой в мире «бумажной» пивной бутылки из экологически чистых древесных волокон, которые на 100% изготовлены на биологической основе и полностью пригодны для вторичной переработки. На сегодняшний день было создано два многообещающих исследовательских прототипа «бутылки из зеленого волокна»: в одном используется барьер из тонкой перерабатываемой полимерной пленки из ПЭТ, а в другом - барьер из пленки из полимерной пленки из 100% биоосновы. Эти прототипы будут использоваться для тестирования барьерной технологии, хотя Carlsberg заявила, что ее цель - создать бутылку на 100% биологической основе без полимеров. Мы жадно следили за этой историей и будем продолжать это делать.

Мы также недавно сообщили о решении для картонной упаковки без пластика, разработанном AR Packaging, которое в настоящее время используется Bel Group для своей линейки сыров Boursin. Решение Safeboard позволило компании Bel отказаться от использования картона с полиэтиленовым покрытием, что эквивалентно сокращению производства пластика более чем на 35 тонн в год.

Однако даже в этом случае Ральф Мак, директор по инновациям AR Packaging, подчеркивает, что это не означает, что для всех чувствительных продуктов было найдено идеальное решение без использования пластика. Как и Джеральд Ребитцер, он говорит нам, что для этих продуктов по-прежнему будет необходимо специальное барьерное ламинирование - по крайней мере, в обозримом будущем - для обеспечения эффективности использования ресурсов.

«Да, гибкий барьерный материал с пластиковыми слоями останется незаменимым для сегодняшней и завтрашней упаковки, но он будет более пригоден для вторичной переработки и точно рассчитан на сбор, сортировку и переработку. Он также будет все более доступным, поскольку основан на материалах из возобновляемых источников ».

Еще одна компания, присоединившаяся к бумажной продукции, - это Toppan Printing, предлагающая новую бумажную версию пакета для тюбиков. По словам Toppan, этот новый продукт сохраняет функциональность чехла-тюбика, демонстрируя «еще лучшие экологические характеристики» за счет использования материала на основе бумаги для корпуса, что, по его словам, снижает объем пластика на 50%.

В целом, на горизонте есть и другие захватывающие перспективы. «Вакуумное осаждение SiOx и AlOx выглядит многообещающим с точки зрения барьеров, как и ряд разработок наноцеллюлозы», - говорит Патрик Босандер, директор подразделения упаковочных решений BillerudKorsnäs, который также выступает от имени совместной сети Packz. «Ближе к рынку находится дисперсионное покрытие барьерных материалов, в котором BillerudKorsnäs в последнее время добилась больших успехов. Я очень доволен достигнутыми нами влагобарьерными свойствами, и в этом году планируется запуск продукта на рынок ».

Еще не все

Так может ли бумага заменить пластик? Нет, пока нет, но его возможности для барьерной защиты, как мы видели, намного больше, чем раньше.

Это еще не все: «Мы надеемся увидеть производство материалов на основе целлюлозы с соответствующими барьерными свойствами в течение следующих нескольких лет», - говорит Патрик Босандер. Например, растет исследовательский интерес к технологии наноцеллюлозы, которая не токсична, биоразлагаема и биосовместима с минимальным или нулевым неблагоприятным воздействием на окружающую среду или здоровье человека.

«Сказав это, я считаю, что слишком упрощенно рассматривать проблему с точки зрения« или-или ». В обозримом будущем появятся, например, определенные продукты питания, для которых потребуется пластиковая упаковка. Но существует много ненужной пластиковой упаковки, и мы хотим помочь владельцам брендов и розничным продавцам CPG заменить их лучшими вариантами упаковки на бумажной основе ».

Но, наконец, давайте не будем забывать, что производители бумаги работают над улучшением барьерных свойств, а производители пластмасс делают то же самое с химическим составом, когда речь идет об улучшении возможности вторичной переработки. PEF - это всего лишь один полимер, о котором мы слышали, - полимер на 100% биологической основе, который, если он будет представлен на рынке, может оказаться реальной альтернативой обычным пластмассам на нефтяной основе.

Ответ, возможно, не так прост, как замена одного материала другим, а использование лучшего материала для каждого отдельного случая. Это требует, чтобы все участники цепочки поставок работали как единое целое - к чему мы ближе, чем когда-либо прежде, благодаря таким инициативам, как CEFLEX, Новая экономика пластмасс и многим другим.