魏衍亮:环保包装专利技术扫描

一、我国引领全球塑料袋行政管制立法潮流　

　　塑料废品是全球最重要的污染源之一。为此，国外对塑料废品采取了各种立法对策。例如，美国旧金山市已经禁止商店使用不可降解塑料袋。该市还禁止用财政资金购买瓶装水。美国有的城市则禁止商场提供免费塑料袋，鼓励消费者采用无纺布袋、环保纸袋、可重复使用的箱包，甚至较为昂贵的可降解环保塑料袋。尽管美国的环保组织、地方政府、行业协会做了很多工作，但是美国对塑料垃圾的管制立法缺乏力度。目前，美国每年消费塑料袋超过一千亿个，回收率不超过10%；美国每年未回收的瓶装水添埋塑料瓶数量约950亿个，回收率仅约23%，给环境造成了巨大污染。　

　　与美国不同，德国是一个小国，社会管理成本低，虽然缺乏强有力的立法措施，但是依靠地方政府和法院的引导，德国塑料袋、塑料瓶的回收率几乎达到100%；可重复使用的布袋虽然较为昂贵，但在德国消费习惯中已经取代塑料袋，成为主要的采购用具。在其他小国，例如英国、韩国，都没有通过全国性立法直接挑战塑料垃圾。这些国家的地方政府，例如某些大城市不久才开始禁止分发免费塑料袋；有的商场受环保组织的压力拒绝提供塑料袋，或者仅销售1美元到20美元不等的环保包装袋。这些举措也产生了有益的效果。但是，这些发达地区的塑料袋污染问题仍未得到解决，更重要的塑料垃圾，如塑料瓶的人均消费量、添埋量更是远远超过我国。　

　　相比之下，我国塑料瓶回收率超过60%，有些城市超过90%，远远领先于美国等发达国家。从2003年开始，我国各级政府开始向塑料袋宣战，在塑料袋行政管制方面正逐步引领全球立法潮流。例如，2003年6月，著名旅游城市丽江发起所谓“禁白运动”。政府大量张贴“禁白”宣传标语，官方电视台每小时播放一次政府“禁白”决定。从2003年7月21日至31日，丽江历史上最大的行政执法工作全面启动，大批环保、公安、工商、旅游、宣传等部门的官员对集散市场、农贸市场、商店、饭店、超市的塑料袋进行强制检查、强制没收，并视情节予以罚款。在有些大型商场，价值数万，甚至数十万元的塑料袋存货被强制没收。通过艰苦的行政执法工作，丽江一举成为全球最干净的旅游城市。在深圳，2007年11月，政府发布了《深圳经济特区环境保护条例(修改草案稿)》。它规定，任何商业单位不得免费分发塑料袋，否则可处以5000元以上5万元以下的罚款。我国还有其他一些地方政府对塑料袋造成的白色污染制定了更加严厉的管制措施。　

　　2007年12月，国务院办公厅下发《关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》。它规定，从2008年6月1日起，在全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的塑料购物袋；从2008年6月1日起，所有超市、商场、集贸市场等商品零售场所不得无偿提供塑料购物袋，或将塑料购物袋价款隐含在商品总价内合并收取。该法令还要求商务部会同发改委制订商品零售场所塑料购物袋有偿使用的具体管理办法，大力限制塑料袋的使用规模和频率。该法令显示，我国在塑料垃圾行政管制方面，已经走在大部分发达国家前面，尤其走在了各大国的前面。　

　　我国包装行业年产值超过4000亿，相当一部分依靠塑料制品。我国还是全球最大的塑料包装用品制造、消费国，仅大陆地区塑料袋年消费量就超过一万亿个。那么，随着白色塑料垃圾大量退出市场，包装袋行业今后如何发展，可能采用什么新技术？我国现有的技术储备能否支撑起一个绿色环保又物美价廉的包装袋新产业？环保包装行业的技术部署和知识产权分布情况如何？这需要我们研究、分析专利公报。　

　　二、环保包装袋专利技术分布　

　　从技术内容看，环保包装袋以及相关聚合物、包装膜、包装填料、方法、设备专利文献主要分布在如下领域：　

　　第一，使用魔芋的生物降解包装膜。例如，02115955.6号文献涉及一种生物全降解包装膜及其制备方法。该包装膜将魔芋精粉用淀粉酶酶解制成水溶胶，水溶胶用醋酸酐酯化，再加入增塑剂制得魔芋精粉胶液；将魔芋精粉胶液和聚乙烯醇胶液混合，用双功能试剂制成均相交联胶，最后在流延机上烘干成膜。该包装膜具有较好的耐水性、耐酸碱性和足够的强度，废弃后可以被自然环境中的微生物完全分解成二氧化碳和水。该发明还公开了上述生物全降解包装膜的制备方法。99124933.X号文献涉及一种可降解增强型包装膜的制备方法。它将交联度为60厘米的复合魔芋胶经100目筛网过滤，去除其中颗粒状杂质后，真空脱泡，再挤压胶液经喷唇流涎出来，流涎液在饱和硫酸钠溶液中凝固成型，然后仍在硫酸钠溶液中拉伸4倍成膜，成膜后在140℃下经过热处理，用水洗涤、干燥后得到生物全降解包装膜。　

　　第二，使用马铃薯淀粉的生物降解包装用品。例如，02139279.X号文献涉及一种可食性马铃薯淀粉复合食品包装膜及其制备方法。该复合食品包装膜包括马铃薯淀粉、增稠剂、增塑剂。制备步骤包括：将马铃薯淀粉加水充分搅拌糊化，在淀粉糊化后期加入增稠剂搅拌成糊状，再加入增塑剂，搅拌均匀，将膜材浆液过滤后真空脱泡，采用流延干法成膜。该膜主要原料及辅料均为可食用物质，作为包装膜，其强度高，抗拉性强，适合不同食品的包装。它还可完全生物降解，无环境污染。98123552.2号文献涉及一种全马铃薯制做的可生物全降解内包装减震物的制做方法。它以马铃薯为原料，对马铃薯淀粉、薯渣进行分离，薯渣经过加工制做成添加剂。将马铃薯淀粉、渣添加剂、助剂、增塑剂共置在备有搅拌桨叶并可加热的容器内进行反应。反应充分的物料进行热造粒膨化。膨化后的颗粒，用低压水蒸气与水共混，定量注入模具内压力热造型、脱膜、边缘修整、检验、整体外表面涂层、压力定型烘干、包装。　

　　第三，使用玉米的可降解包装膜。例如，02115838.X号文献涉及一种玉米淀粉生活包装膜的制备方法。它以玉米淀粉为主料，以可降解的聚乙烯醇等为辅料，由制胶、共混、交联、烘干成膜、薄膜表面处理等工序构成。其产品具有薄膜均匀、厚度可调、透光性好、耐水性、耐酸碱性和物理性能良好等优点，可广泛用于轻工、食品、生活、服装等行业的产品包装。200410017260.6号文献涉及一种淀粉基生物可降解软包装材料及其制备方法。该包装材料为一种玉米淀粉基生物降解一次性薄膜软包装材料，其组分和重量百分比含量包括：淀粉50-80％，增塑剂10-20％，填充剂10-30％。该膜料外观淡白透明，表面光洁、无毒、无害、无异味，具有足够的机械强度和耐温性能，能在自然条件下降解，生物降解速度快，在常温下土埋20天后开始生物降解，3-4月内可全部降解。　

　　第四，可完全降解的纸质包装袋。例如，200410039488.5号文献涉及一种可降解包装纸。它以牛皮纸为基体，涂覆高分子膜。高分子膜为无毒低压聚乙烯和聚乙烯碳酸钙降解母料，其重量比为70-85％和15-30％。高分子膜还包括聚乙烯黑色母料和香料，聚乙烯黑色母料和香料分别为总量的5-8％和0.3-0.5％。其制备方法是：将无毒低压聚乙烯和聚乙烯碳酸钙降解母料均匀混合，并添加聚乙烯黑色母料和香料，加热变成液体，然后在基体上涂覆。它能在自然环境中较快降解为可消纳的碎片或粉末，并随时间推移进一步降解为二氧化碳和水。有微生物环境中6个月可彻底降解，达到环保要求。该包装纸及其延伸产品具有防水、防霉、不返潮、结实耐用等特点，适合制作包装袋。　

　　第五，可食用通用包装材料。例如，99104752.4号文献涉及一种包装物原料的制作方法。它将动植物纤维和淀粉类混合后，经膨化成颗粒状或其它形状的包装物原料，可用于生产塑料泡沫制品、快餐盒、农用薄膜、包装袋等。它可降解，防止环境污染，还可回收供动物食用。200610033533.5号文献涉及一种可食用食品包装膜及其制备方法。该包装膜的组分和重量百分比为：茁霉多糖20-50％、明胶20-50％、辅助膜剂1-17％、乳化剂0.05-2％、色素0-1％、水0.1-10％。它的制备步骤是：将原料配成混合均匀的物料，然后将物料过胶体磨、均质、脱气，经过成膜机流注刮膜成型，干燥成膜。　

　　第六，防潮防水复合包装材料。例如，03121420.7号文献涉及一种多层复合包装材料。它将聚乙烯层、白牛皮纸层、聚乙烯层、黑白膜层压合在一起，可制成液态食品、潮湿物品的包装、携带用具。200410037609.2号文献涉及一种可完全生物降解的包装膜及地膜。它用可完全生物降解的组份，辅以甘油及EVA相容剂和聚酯多元醇类耐寒剂的三元复合增塑剂体系以及补强剂，改性经共混反应，造粒后吹塑成膜。它具有普通聚乙烯膜的机械性能，在半年左右可经微生物作用完全降解，其使用范围接近聚乙烯膜，可用作可完全降解的包装材料，如购物袋、垃圾袋及其它包装或铺垫用膜、农用地膜。200310101989.7号文献涉及一种可降解的复塑膜包装纸。它将一种可降解的塑料母粒添加于涂膜树脂材料中，或添加于涂膜黑色母粒和涂膜树脂混合材料中，淋涂在各种纸基表面，再根据需要制作成各种功能和用途的包装产品，经堆腐后可被环境消纳。　

　　第七，快速降解的可食用包装材料。例如，98124852.7号文献涉及一种由植物纤维制做的全降解餐具和包装物及其制造方法。该包装物由植物秸秆粉末、无毒粘合剂、食用填加剂组成，按重量百分比各占如下比例：植物秸秆粉末50-95、无毒粘合剂0.5-30、食用填加剂0.5-30，在其表面浸固有防渗膜。其制造方法为，秸秆去杂粉碎到20-80目，再加入粘合剂、填加剂、水混匀后加入到模具中加压加温，压力为50-1500kg/cm2，温度为50-230℃，固化时间为5秒-15分钟，脱膜后浸涂防渗膜，烘干、消毒、包装。该包装产品在48天左右可以完全自然降解，粉碎后可作为饲料，降解后可成为肥料。　

　　第八，可降解金属包装膜。例如，01138946.X号文献涉及一种三层复合包装膜。它由防水层、增强层、防锈层共同挤压而成。这种三层复合包装膜厚度为140-160μm，典型厚度为150μm±5％，三层的厚度比为3.5-4.5∶1.5-2.5∶3.5-4.5。各层配料重量百分比为：防锈层LDPE∶VCI等于75-85∶25-15，增强层LDPE∶LLDPE等于45-55∶55-45，防水层LDPE∶防水剂等于87-93∶13-7。防水剂由抗氧剂、增塑剂和环氧脂组成。这种包装膜强度较大，适合包装金属材料，使之防水、防锈、防划伤。它还可回收，可自然降解，有利于保护环境。　

　　第九，纤维复合包装材料。例如，02134789.1号文献涉及一种纤维复合材料和利用该材料的模塑包装材料及其用途。该纤维复合材料具有缓冲、承重性能，主要由粗纤维、细纤维通过胶粘剂复合而成，其中粗纤维为长度3-60mm的管状纤维，细纤维为10-60目的纤维粉，粗纤维与细纤维的重量比为5-100∶10。利用该纤维复合材料制成的膜塑包装材料主要包括外壳层、实心层和底板层，其中实心层采用上述纤维复合材料。该膜塑包装材料可大量利用农业废弃纤维制备环保型包装材料。　

　　第十，增强型易降解包装膜。例如，99113690.X号文献涉及一种易降解增强纸塑复合包装膜。它为层状结构，该层状结构含有外层和可降解塑料层，外层依次由涂层、纸张层和粘合剂层组成，纸张层与可降解塑层之间为粘合剂层，涂层位于外层的表面。该包装膜适合用作包装材料。00113099.4号文献涉及一种双向抗拉塑料复合膜环保包装袋，其筒形袋体采用的基材是由至少一层“经向”单向拉伸塑料膜片与至少一层“纬向”单向拉伸塑料膜片复合而成，或由至少一层“经向”抗拉强度高于“纬向”抗拉强度的塑料膜片与至少一层“纬向”抗拉强度高于“经向”抗拉强度的塑料膜片复合而成的双向抗拉塑料复合膜片。它的强度高，不渗漏，防滑，节约原料，可保护环境。　

　　第十一，食品包装用具。例如，98112640.5号文献涉及一种无毒可降解乙烯基树脂包装薄膜。该薄膜由聚醋酸乙烯酯和食用明胶组成，先将聚醋酸乙烯酯用乙醇加热醇解待沉淀析出后过滤，滤渣用乙醇反复洗涤除杂，干燥后用水稀释，经蒸汽蒸煮至溶液透明再加入食用明胶，最后冷却，高压喷淋成型。该包装薄膜无毒、可降解，具有阻隔性、耐热性、耐寒性与透明性，适宜做食品包装袋等用具。02153092.0号文献涉及一种用于饮料、方便面系列食品的可降解包装袋，其基质由各类光降解、生物降解、双降解、复合降解等降解材料制成。该产品适合包装各类液体，固体食品，特别适用于饮料、方便面的包装。　

　　第十二，服装包装材料。例如，200410017585.4号文献涉及一种纳米改性聚乙烯醇服装用包装材料及其生产方法。该包装材料的组分为：聚乙烯醇、纳米碳酸钙、加工助剂。它的生产方法是：将聚乙烯醇、纳米碳酸钙、加工助剂按比例搅拌混合后，用流涎法或吹膜法生产。该发明适合制作服装的可降解包装材料。　

　　第十三，医用包装材料。例如，200610173345.2号文献涉及一种高阻隔可降解医用多层复合包装薄膜及其制备方法。它以改性聚酯、改性聚酰胺和聚乙烯醇做阻隔层，向聚烯烃添加光降解剂、生物降解剂。该产品是一种具有10层或12层结构的薄膜，并采用可消纳型无毒改性高分子材料以及可降解PVA树脂做阻隔层构成高阻隔可降解膜。它最适合制备医用塑料包装材料，也可制备各种食品、肉类、蔬菜、瓜果等的包装袋。　

　　第十四，无纺布包装袋。例如，200610066764.6号文献涉及一种无纺布包装袋及其制造方法。该包装袋包括袋体、封边、袋底和袋盖，袋体分前后两部分，两部分袋体的下边缘分别与袋底的两个侧边缘连接，袋体的前、后片的左右侧边分别热压合在一起形成封边，袋体的上部设置有袋盖。该包装袋的制造方法是：取一块无纺布，将其折叠形成前后两片；从折叠处量一定尺寸分别将前、后片反折过来，形成底部有对称折痕的长方形；从前片的上部量出一定尺寸往外折叠，从后片的上部量出一定尺寸往里折叠，并将折叠边插入前后片的中间；形成只露出前片盖子的长方形；将前、后片的两侧用封口机热压合。　

　　第十五，聚合物包装袋。例如，01814532.9号文献涉及一种可生物降解聚合物共混物，该共混物由至少一种“硬”生物聚合物和至少一种“软”聚合物制成，适用于层制品覆盖层、包裹物和其它包装材料。“硬”的生物聚合物倾向于更脆和更刚性，并通常具有10℃以上玻璃化转变温度。“软”的生物聚合物倾向于更软和柔韧，并通常具有0℃以下的玻璃化转变温度。可生物降解的聚合物包括聚酯、聚酰胺酯和可热塑性加工的淀粉。该聚合物共混物可选择性含有无机填料。该产品可有效阻隔水蒸汽，适合制作包装袋等。200510095746.6号文献涉及一种环保包装材料及其制造方法。该包装材料由常用合成纸与光氧降解聚乙烯膜通过水性胶复合而成。首先，将重量含量为80-95％的聚乙烯和重量含量为5-20％的光氧降解环保塑料混合后熔融拉制成光氧降解聚乙烯膜，其上均匀涂布水性胶，将涂布水性胶后的光氧降解聚乙烯膜连续经过至少两道的分段加温区进行烘干处理，将经烘干处理后的光氧降解聚乙烯膜与常用合成纸的处理面辊压复合为一体，制得环保包装材料粗品；将上述包装材料粗品经过固化处理即可得到成品。　

　　第十六，厚壁包装材料。例如，200510136757.4号文献涉及一种可降解的生物包装材料。其原料组成及重量百分比为：农作物粉料：55-63％、明胶13-18％、聚乙烯树脂8.2-10％、脂肪酸酯6.1- 8.3％、二氧化硅7.5-9.4％。该包装材料的制备步骤是：将选好的农作物干燥、粉碎至100目，其它原料粒径在2毫米以内即可；按重量百分比将上述原料在搅拌机内充分混合搅拌6分钟；将混配好的原料，放入模压机内加热150℃、8分钟，制坯；再将坯料粉碎成颗粒备融熔成包装用料。该包装材料适合制备1毫米以上厚度的包装物。　

　　第十七，高密封降解包装袋。例如，200410036750.0号文献涉及一种纸塑全降解高密封复合包装型材。该型材结构共有五层：第一层是纸张，第二层是降解涂覆料层，第三层是铝箔，第四层是降解涂覆料层，第五层是可降解聚乙烯(PE)薄膜层。降解涂覆料层分别与第一层纸张、第三层铝箔粘接；降解涂覆料层分别与第三层铝箔另一面及第五层可降解聚乙烯薄膜层粘接，整体复合而成。纸张印刷表面美观，可上光、防潮；它具有高密封性能，可延长包装物品的保质期3-4年；在野外自然条件下，可制成包装袋、盒，抛弃后在6-8个月内完全降解。　

　　第十八，纳米降解包装材料。例如，200510000405.6号文献涉及一种纳米降解高阻隔包装膜及其制造方法，它用可降解纳米聚合物做为阻隔材料制备可降解复合膜。复合膜具有至少两个外层和一个中间层构成的层状结构，其中至少一层为阻隔层，该阻隔层为可降解纳米聚合物，其它层为可降解聚烯烃或聚烯烃。该高阻隔降解膜透明性好，对氧气、水蒸气具有阻隔性，经纳米级无机材料改性后，通过多层共挤膜、共挤收缩膜设备生产3-7层膜，使产品具有高阻隔性，并能保证被包装物品有较长的保存期，其降解周期为一至二年。　

　　第十九，发泡可降解包装材料。例如，200310110045.6号文献涉及一种可完全生物降解的泡沫缓冲包装材料及其制造方法。它以超过80％的淀粉作为基材，超细聚乙烯醇作为成膜增强剂，水作为发泡剂，辅以成核剂及流动改性剂组成。该混合物通过共混均质机混合之后，送入长径比为44的同向双螺杆挤出机，在螺杆转速为150-400rpm条件下，一次挤出成型。　

　　第二十，可降解包装袋、膜的制备方法。例如，200410016217.8号文献涉及一种可降解的植物纤维包装袋及其制备方法。它采用植物纤维为主要原料，首先，把麦秸秆回收集中，存放于水泥砖墙结构的地坑内，再把含有40％石灰和60％水的石灰水注入地坑内，使麦秸秆浸泡在石灰水中，然后用塑料薄膜盖紧地坑口；麦秸秆与石灰水在地坑内产生化学反应，自行脱去麦秸秆的外皮脂；取出麦秸秆，由磨浆机磨成浆料，放入配浆池备用。选择棉纱，用织布机织成网状卷筒布。采用普通造纸机，将上述浆料输送到造纸机的料槽，使浆料渐渐地流入造纸机前端的两个滚筒中，同时把织好的棉纱网布输送到两个滚筒中间，两个滚筒把棉纱网布夹在渐渐输入的浆料之中，使得棉纱网布与浆料结合在一起，然后通过滤水及烘干系统，制出坯料纸。裁剪坯料纸，制出卷筒坯料，再制出包装袋。该包装袋用后丢弃可自然降解。　

　　再如，200510017545.4号文献涉及一种低溶点环保包装膜的制备方法。该膜包括醋酸乙烯、醋酸乙烯、爽滑剂、油酸酰胺、硅藻土等，搅拌均匀后放入吹膜机的料斗里，在温度的控制下进行发泡吹塑，产品密度达到0.94g/cm3，溶点≤105℃，断裂强度小于10mpa，破坏伸长率不小于400％。该膜的溶点低，可与所包装的物料一起溶化，不污染环境。　

　　第二十一，环保包装袋的使用方法。01139579.6号文献涉及一种果蔬动态气调保鲜包装方法。它可用环保包装袋实现保鲜包装。首先，把经保鲜处理和预冷的果蔬装入密封的充有保鲜混合气体和乙烯吸附剂的内保鲜袋中，再将包装好的内保鲜袋装入充有保鲜混合气体的外包装袋中密封。上述内保鲜袋及外包装袋分别由渗透性薄膜材料和阻隔性薄膜材料制成；上述保鲜混合气体组成为氧气、二氧化碳和氮气，外包装袋充入的氧气及二氧化碳浓度分别高于和低于内保鲜袋充入的氧气及二氧化碳浓度，从而实现动态气调保鲜。　

　　此外，我国还有很多技术文献涉及保鲜环保塑料袋、水溶环保包装膜等技术。我国现有的技术储备完全可以再造一个新的绿色环保包装产业。例如，200580006282.5号文献涉及一种生物降解性包装膜。200710061540.0号文献涉及一种生物全降解淀粉包装材料及其制品的加工方法和设备。200610046010.4号文献涉及一种环保绿色包装保鲜降解塑料袋及其生产方法。200710062270.5号文献涉及一种淀粉基生物降解包装材料的功能添加剂及其生产方法。200610083699.8号文献涉及一种可降解的水溶解性包装膜。