低碳观念中包装制作的简述

作者：詹伟锋 单位： 莆田学院

低碳设计不同于传统设计，低碳设计包含产品从概念形成到生产制造、使用乃至废弃后的回收再利用、重复利用及处理的各个阶段，即涉及产品的整个生命周期，使传统的从“摇篮到坟墓”的全过程转变为“从摇篮到摇篮”的全过程[1]。低碳设计与传统设计相比，无论在涉及的知识领域、方法还是过程等方面都比传统设计要复杂得多。低碳设计涉及机械制造学科、材料学科、电子技术、化学化工、管理学科、社会学科、环境学科等诸多学科的知识内容，具有明显的多学科交叉特性。低碳设计是现代设计方法的集成和设计过程的集成，是一种综合了面向对象技术、并行工程、生命周期设计等的发展中的系统化设计方法，是集产品的质量、功能、寿命和低碳属性为一体的设计系统。

一、低碳包装设计理念

低碳包装设计利用低碳技术，促进产品环保效益的最大化，达到低碳、少污染甚至无污染、可循环发展的目标，在保护生态环境、人体健康和资源的再利用的原则下，促进经济永续发展[2]。包装材料从原料的选择、产品生产、利用、回收再利用遵循生态环境平衡的要求，特别是在焚烧的废气控制或可再生材料的降解方面达到生态环境保护的最大化。低碳包装可在五个方面着力：一是包装材料的最少化，即包装材料在满足环保、经济适用的条件下，原材料使用最少化；二是包装材料的再利用，可以是回收再利用，也可以是重复利用、还可以焚烧利用、堆肥改善土壤品质，达到持续利用的目的；三是包装废弃物的降解，不对环境造成破坏，从而保护生态环境；四是包装材料无毒无害处理，包装材料中不应含有对人体有害的病菌、重金属等材料；五是包装产品从产品的生产、运输、销售、回收，整个流程不对人体及环境造成危害。

二、低碳时代包装设计面临的改革

当今世界，气候变暖、环境污染、能源危机等已成为威胁人类生存和发展的首要问题，引起了全世界各国的的强烈关注。节能减排成为一种流行的理念、一种舆论，甚至成为一种价值观，从而产生了现实的行动和影响。近年来，中国的能源消费和温室气体排放增长迅速。1980～2000年的20年间，能源消费总量只增加了7亿吨标煤，而2001～2008年的短短8年就增加了近15亿吨标煤。目前，中国人均温室气体排放量已经高出世界人均水平，排放总量也已超过美国，成为全球第一排放大国。一方面，中国应对气候变化的不利影响的能力相对脆弱；另一方面，随着经济的快速增长，至少在2050年，中国排放持续增长不可避免。包装废弃物的污染防治也是当今世界上治理环境污染的重要课题。全世界每年产生100亿吨固体垃圾，其中包装废弃物所形成的固体垃圾约占1/3，按体积计算，包装废弃物更占到总体积的l/2。美国年产固体垃圾2亿吨，其中包装废弃物大约有6000万吨。我国每年包装废弃物总量在1500万吨以上。包装废弃物污染已成为仅次于废气污染、废液污染、重金属污染外的重要污染源，严重影响人类的身心健康。[3]目前，我国从包装制品总量来看已跨入世界包装大国的行列，塑料制品几乎占全球食品包装制品总量30%的市场份额，我国塑料制品年需求总量达550万吨；2011～2015年，纸包装制品达到3600万吨。中国包装联合会数据显示，2010年前，我国的纸、塑料、玻璃、金属四大类包装以9%～10%、11%～12%、6%～7%、10%～11%的年增长率递增，中国包装工业2010年完成工业总产值1.2万亿元，其中规模以上企业实现工业总产值首次突破1万亿元。包装业在“十二五”期间仍将是持续快速发展的行业之一。[4]作为包装大国，目前我国包装废弃物回收再利用率低，资源的二次利用率只相当于发达国家的l/4～1/3。统计资料表明：我国县以上城市固态垃圾年产量约2亿吨，美国约1.5亿吨，日本约0.5亿吨；其中包装废弃物发达国家约占垃圾总量的1/3，我国约占1/10，即每年达2000万吨。据日本的调查表明：包装废弃物中塑料占总量的37.8%、纸占34.8%、玻璃占16.9%、金属占10.5%。[5]在我们生活的周边环境中，塑料造成的白色污染到处可见，按照塑料在自然界的降解速度推算，我们生活的城市很快就会被塑料等包装废弃物所包围。综上所述，人类在进行产品包装的同时，惟有注重生态环境的保护，从单纯的解决人类最基本的功能性需求转向人类生存环境条件的各方面要求，最终使产品包装与产品本身一起与人及环境建立一种共生的和谐关系。近年来，我国经济快速发展，人民生活水准迅速提高，物质上获得极大的改善，但是，我们的发展基本上是建立在对资源能源大量的无节制消耗的基础之上，这种经济增长不具有可持续性，在一些资源型省份和地区，经济发展严重依赖资源能源，导致环境破坏，污染严重，生存条件恶化，这种短视行为造成严重的恶果，发展的后劲严重不足。依赖消耗大量不可再生资源能源的经济发展具有不可持续性，时代呼唤摒弃发展中的短视行为，走一条低碳发展的道路，低碳设计和低碳包装设计应运而生。包装制品在发挥保护商品、方便流通、促进销售、提高商品价值的同时，也存在消耗资源、污染环境的负面影响，低碳包装适应新时代的需要，展现出广阔的发展前景。因此，包装工业应力求低耗高效，使产品获得合理包装的同时，解决好废旧包装的回收利用和适当处理。低碳设计与低碳包装设计正逢其时。

三、包装材料低碳设计途径

1.传统的包装设计与现代包装设计有机融合

如何做到低碳化设计，既能满足人们日益增长的物质精神文化需求，又能最大程度的保护生态资源、保护人类健康，符合低碳经济发展理念，正成为全球设计领域的革新焦点之一。基于低碳包装设计，就是要通过排除传统包装中不利于环境承载限度的设计因素，使所创造的包装产品既能满足传统设计愿望又能满足适应环境与可持续发展的要求。博大精深的中国传统文化是很多优秀艺术及商业作品的创意源泉，通过对优秀传统包装设计的收集、整理与考证，发现其中许多作品堪称绿色环保的典范之作，与低碳经济发展理念相吻合。若将这些传统元素与理念应用到现代的包装设计改良中，相信会造就越来越多新颖独到又顺应低碳经济发展趋势的包装设计。

2.低碳包装材料的选择

在产品总成本可合理调控的基础上，包装的低碳设计尽可能地利用原材料，控制包装材料的种类、规格，最大程度地合成各种材料元素，并且严控原材料，从源头杜绝污染[6]。包装原材料低碳技术创新可以从以下几方面考虑。（1）选择和开发绿色包装材料例如，英国ICI综合化学公司利用名为Alcaligenceseutrophus的微生物，用葡萄糖和丙酸发酵生产出名为Biopol的“生态聚合物”，这种聚合物可以融化、注塑和回收，性能和基于石油的塑料非常近似。而且，废弃后可以完全分解为二氧化碳。在这种材料问世之初，由于其价格昂贵，主要应用于医疗器械和高档化妆品的包装。还应研究现有包装材料中有害成分的控制技术与替代技术，以及自然“贫乏材料”的替代技术。如美国一家公司用资源丰富的稻草和一些有机材料作为运输包装设计中的缓冲材料，取代对环境危害极大的发泡塑料。（2）尽量利用可再生资源材料产品包装采用再生材料，不仅节约包装材料，而且降低资源消耗，从而节约生产成本，减少碳排放。例如铝制饮料罐在世界用量巨大，在日本铝制饮料罐的年产量高达三十几万吨，占铝总产量的8%，而再利用率不到7%，然而铝的生产过程耗费巨大能量，而金属铝的再生只需适当加热熔化，其单位能量消耗与电解铝相比是1/20。另外，金属铝的循环利用可有效降低对矿产资源的依赖，从而有效减少污染，获取最大的经济效益，通过加大废铝罐的收集、分类、再加工，实现铝的重用，将产生巨大的社会效益、经济效益和环境效益。[7]（3）尽量选用无毒性材料，减少使用危险材料进行包装设计时应尽量避免采用有毒有害的包装材料。欧美一些发达国家对此已有越来越严格的立法和规定，要求减少和避免使用含铅、铬、镉等对人体健康和生态环境有害的材料；一些国家和组织还限制PVC（聚氯乙烯）等材料的使用，以减少其制造和废弃后对环境造成的危害，尤其是对添加了Phthalate（邻苯二甲酸酯，一种增加PVC塑性的材料）的PVC，因为这种添加剂极易污染所包装的食品，对人体健康有很大危害。（4）改进产品结构，改善包装改进产品结构，减小质量，也可改善包装、降低成本并减小对环境的不利影响。增加产品的结构强度及抗破坏能力，从而降低对包装材料的要求。DEC公司的研究表明，增加其产品的内部结构强度，可以减少54％的包装材料需求，并可降低62％的包装费用[8]。（5）加强包装废弃物的回收处理包括直接重用包装、修复重用包装和废弃物的再生、降解等。如法国依云公司的矿泉水包装废弃后，可沿垂直方向压缩2/3的体积，减少废弃包装在回收箱中所占的空间，便于大量回收、再生。（6）使用可食性包装材料可食性包装材料利用天然的无污染可食性植物提取。比如用于果糖包装的糯米纸及冰激淋外皮的玉米烘烤层，还有用大豆做成的大豆蛋白外层。这些材料不但原料丰富，加工简便，而且营养丰富，卫生环保，完全符合低碳环保理念。（7）延长包装产品使用寿命或扩展使用范围应根据被包装产品的实际需求，在考虑重复使用的前提下，适当提升产品的使用寿命，体现经久耐用的品性，同时提升外在审美设计，使消费者不产生审美疲劳。同时，要尽力扩展包装产品的使用范围，达到“一品多用”的目的，从而大大提升产品的使用率。3.低碳包装适度设计适度设计就要做到尽量简约，最大限度利用原材料，降低材料的使用量，提高材料的使用率，把简约与美观适用结合起来，简洁而不简单，简洁而不简陋，尽量发挥包装材料的最大效益，提高企业经营的利润[9]。例如，超强度酒瓶寿命比原瓶增加一倍，周转使用时间可达16年之久，环保意义大大优于一次性酒瓶；利乐枕牛奶包装，在常温下可保鲜6个月，节约了大量因冷藏而耗费的能源。四、包装材料再利用的低碳设计案例本文以中国台湾研扬科技公司计算机包装的低碳设计为例，说明包装产品的低碳设计过程。研扬科技公司于1997年通过ISO14001环境管理系统审核验证，公司的环境政策是“在计、生产活动中，尽可能采用3R（Reuse，Recycle，Reduce）方法，预防污染产生”，低碳设计已是公司现阶段及未来的发展方向。本案例针对现有包装进行低碳设计，经过低碳设计后的产品将与原设计产品进行环境效益比较分析。[10]参照产品选为目前使用的PC/104Module产品包装。总之，面对国际上发展低碳经济的趋势，我国应把发展包装低碳经济确立为包装工业发展的战略目标，进行全面规划和实施。包装工业摒弃传统的粗放型的生产方式，由传统的“原材料―产品―废物”的直线方式，转变为“原材料―产品―原材料”的环形生产模式。

包装行业要以原材料高效利用为中心，以“低碳化、再循环”为原则，以人本主义可持续发展为出发点，积极开展低碳包装生产、环境友好型生产和资源循环利用生产。经济的可持续发展就有了坚实的基础，从而对节约资源、减少浪费、控制污染都具有积极的影响。当然，在包装产品的生产过程中也要重视包装产品的低碳生产，包装低碳经济除需重视回收再利用包装废弃物外，在许多领域，例如，制浆造纸、金属桶制作、玻璃熔炼、塑料制品，在制作生产过程中均会产生水、大气、固体、噪声等严重污染，因而也需十分重视实施清洁生产。各类包装在设计中，更应遵循减量化原则，大力反对浪费资源的过分设计包装，严格限制手提袋、餐饮具等一次性包装；推行模块化和长寿命设计方法；推行方便于清洗、杀菌、可重复利用的金属、玻璃包装设计。

政府应为低碳设计生产创造良好的外部环境，加大产业扶持力度，政府应优先采购经过生态设计、清洁生产的低碳环保产品，对从事低碳生产的企业实施优先上市、优惠利税、优惠融资的政策，并为低碳生态产品创设良好的市场营销环境，并为其扩大规模提供条件，特别是提供智慧支持，在人才培养上创设可持续发展的机制，加强产、学、研的结合，在节能、替换、再利用、新材料、新工艺、新技术等方面加大科技和研发力度的投入，为低碳设计技术的升级和创新提供源源不竭的智慧支持，使低碳设计真正具备可持续发展的内生动力；另一方面，政府要加速淘汰高碳设计，综合利用金融、税收等方面的经济杠杆，有效降低单位产品的碳排量，从而使包装工业按照低碳经济模式得到更全面的发展，增强中国低碳产品在国际上的竞争力，企业的可持续发展是中国低碳设计发展的最重要基础。