塑料制品在人類的經(jīng)濟發(fā)展和日常生活中發(fā)揮了重要作用,但是由于其不可降解性,塑料對環(huán)境帶來的危害日益明顯,在海洋污染物中,一次性塑料制品已經(jīng)占到50%。為遏制不斷加劇的海洋污染,歐盟委員會于2018年底通過了“史上最嚴(yán)限塑令”,規(guī)定從2021年開始,歐盟成員國將全面禁止使用棉簽、吸管、餐具等一次性塑料制品。對于其他尚無理想替代品的一次性塑料制品,例如包裝袋、擦拭巾、女性衛(wèi)生用品,生產(chǎn)商則要支付廢物管理和污染治理的費用,有些還需標(biāo)注塑料成分和垃圾處理信息。這些一次性塑料制品加上塑料漁具,幾乎涵蓋了70%的海洋垃圾。
圖1 海洋污染物分類
根據(jù)計劃,2019年歐盟成員國應(yīng)通過垃圾分類,對廢塑料回收率達到90%;到2025年,須有至少25%的塑料瓶來自可再生原料;到2030年,該百分比應(yīng)該達到30%。法案倡議者認(rèn)為,限塑令至少可以減少220億歐元由環(huán)境問題帶來的經(jīng)濟損失。
表1 歐盟限塑令對10種主要的一次性塑料制品的限制
此法令在歐盟委員會通過之后,歐盟各成員國先后通過了限制一次性塑料制品使用的法律法規(guī)。除了歐盟之外,中國、美國等世界主要國家也都對塑料制品的使用出臺了不同的限制方案。減少塑料制品的使用,尋求可持續(xù)的解決方案已經(jīng)成為世界各國的共識。
圖2 擦拭巾包裝上的提示標(biāo)識
擦拭巾給人們的生活和工作帶來了很大的便利,在日常生活中的應(yīng)用越來越多。在歐盟的限塑令中,特別提到了擦拭巾產(chǎn)品,雖然沒有禁止使用,但是對行業(yè)以及生產(chǎn)商都提出了更高的要求。根據(jù)該法令,擦拭巾生產(chǎn)商要在包裝上標(biāo)明產(chǎn)品的塑料成分、對環(huán)境造成的影響及妥善處理廢棄物的方法,并要支付廢物管理和污染治理相關(guān)的費用。另外,還應(yīng)該提示消費者市場存在的可重復(fù)使用替代品,讓他們認(rèn)識到隨意丟棄或不恰當(dāng)處理廢棄物對環(huán)境,特別是海洋環(huán)境以及城市下水道系統(tǒng)造成的影響。
歐盟的限塑令在各成員國都得到了積極的響應(yīng),有些國家和組織針對擦拭巾提出了更嚴(yán)格的要求。英國《衛(wèi)報》報道,英國保健品巨頭荷柏瑞保健品公司從英國和愛爾蘭的800家門店下架全部34種濕巾產(chǎn)品,從2019年7月起以環(huán)保替代品,包括雙面可用的棉布、原色棉布、棉墊和去角質(zhì)手套等產(chǎn)品替代。分布在其他國家和地區(qū)的門店在2019年9月底前完成下架和替代工作。公司還呼吁其他零售商效仿它的做法。
其實,在此之前擦拭巾就已經(jīng)被歐洲和美國的一些機構(gòu)指責(zé)污染海洋和堵塞城市下水道系統(tǒng)。INDA和EDANA已就此問題與相關(guān)機構(gòu)和政府部門進行了溝通。INDA指出,只有可沖散擦拭巾才能通過下水道系統(tǒng)處理,而可沖散擦拭巾只占所有擦拭巾的7%,且擦拭巾使用的塑料只占全球塑料使用總量的0.1%,一些研究已經(jīng)表明可沖散性擦拭巾并不是造成環(huán)境污染和城市下水道堵塞的主要原因。
但是不可否認(rèn),擦拭巾產(chǎn)品的主要原材料是非織造布,而目前非織造布的主要原料是PP/PET/PE等塑料。另外,擦拭巾的外包裝目前仍以塑料材料為主。面對各地政府越來越嚴(yán)格的限塑令,以及對擦拭巾行業(yè)的關(guān)注,行業(yè)企業(yè)必須積極應(yīng)對,找出相應(yīng)的對策。
從生產(chǎn)企業(yè),到非織造布生產(chǎn)商再到上游材料供應(yīng)商,行業(yè)企業(yè)都在積極響應(yīng)限塑令的號召,主動降低塑料的使用。
寶潔公司歐洲織物護理業(yè)務(wù)部承諾,到2025年,將塑料包裝使用量減少30%。到2022年實現(xiàn)所有品牌的包裝完全可回收。
2019年1月16日,貝里國際集團宣布作為創(chuàng)始會員加入“終結(jié)塑料廢棄物聯(lián)盟”(簡稱AEPW)。這一新機構(gòu)目前由27家公司組成,聯(lián)盟計劃在未來5年內(nèi)投入15億美元用于推進消除環(huán)境中的塑料廢棄物的解決方案。
伊士曼于2019年3月宣布計劃推出一種先進的循環(huán)回收技術(shù),將之前無法通過機械方法回收的聚酯廢料分解為聚合單體,這些單體可以重新引入到新的聚酯基聚合物的生產(chǎn)中,實現(xiàn)了真正的循環(huán)解決方案。伊士曼還推出了碳再生技術(shù),該技術(shù)能夠回收一些非常復(fù)雜的塑料廢棄物,包括無法用傳統(tǒng)回收技術(shù)進行回收的非聚酯塑料和混合塑料。通過這種新的回收技術(shù),軟包裝和塑料薄膜等材料將不再流入垃圾填埋場。
INDA和EDANA聯(lián)合其會員企業(yè),制定可沖散擦拭巾指南,嚴(yán)格規(guī)定可沖散產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。對于不可沖散的產(chǎn)品,生產(chǎn)商在產(chǎn)品包裝上貼上不可沖散標(biāo)識,引導(dǎo)消費者正確處理廢棄物,減少不恰當(dāng)?shù)靥幚韽U棄物對環(huán)境和城市下水系統(tǒng)的影響。
為了節(jié)約成本,并使產(chǎn)品達到所需的性能,大部分擦拭巾基材都使用不可生物降解的合成纖維材料,且產(chǎn)品用完之后會被污染,回收難度較大。
圖3 2018年各類擦拭巾消費量比例
圖4 2018年各類擦拭巾用非織造布生產(chǎn)工藝占比
要減少擦拭巾中塑料材料用量,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,就需要進行材料創(chuàng)新。這其中最重要的是非織造布基材的創(chuàng)新,一方面在非織造布的生產(chǎn)過程中就要盡量選擇可再生原料,減少中間加工環(huán)節(jié),有效利用能源,保證最小的碳足跡。另一方面,加工成的擦拭巾產(chǎn)品要具有較好的性價比,且使用后在正常環(huán)境條件下可生物降解。
要滿足這些條件,在選擇非織造布纖維原料時必須要考慮:其來源是否為經(jīng)過認(rèn)證的可持續(xù)來源;滅蟲劑、肥料和水的使用情況;原料產(chǎn)地的生態(tài)系統(tǒng)兼容性(動物棲息地、生物多樣性、生命周期長度)、與耕地的競爭關(guān)系;纖維制備的能源利用效率;非織造布生產(chǎn)工藝的兼容性,自然環(huán)境下可生物降解性等。綜合以上選取標(biāo)準(zhǔn),可供選擇的纖維材料有:木漿纖維、棉纖維、竹纖維、亞麻纖維、粘膠纖維、天絲等。
目前市場上用于可生物降解擦拭巾的非織造布生產(chǎn)工藝主要有:
● 100%棉纖維梳理/水刺非織造布;
● 100%粘膠纖維梳理/水刺非織造布;
● 木漿/再生纖維素纖維濕法成網(wǎng)/水刺非織造布。
其中,棉纖維梳理/水刺非織造布擦拭巾和粘膠纖維梳理/水刺非織造布擦拭巾都已經(jīng)有相應(yīng)的設(shè)備和生產(chǎn)工藝,但是材料成本較高。木漿/再生纖維素纖維濕法成網(wǎng)/水刺非織造布成本較低,是一種較新的生產(chǎn)工藝,作為新的產(chǎn)品種類與已有產(chǎn)品競爭存在風(fēng)險。
木漿纖維用于生產(chǎn)可持續(xù)擦拭巾具有很多優(yōu)勢:經(jīng)過認(rèn)證的可持續(xù)生命周期(FSC,PEFC認(rèn)證等);殺蟲劑、肥料和水等用量很少;碳固存量高;可以提供生物棲息地、保護生物多樣性,不與耕地競爭;制漿過程的副產(chǎn)物可以提供大量能源。
木漿纖維由于是短纖維,只有濕法成網(wǎng)和氣流成網(wǎng)兩種成網(wǎng)方式。梳理成網(wǎng)技術(shù)需要將木漿短纖維轉(zhuǎn)換成長纖維,會產(chǎn)生較多的碳足跡。在粘結(jié)技術(shù)方面,水刺和針刺是目前不需要使用粘合劑的粘結(jié)技術(shù),并能夠為非熱合塑料纖維帶來足夠的濕強度,但是需要一定量的長纖維來實現(xiàn)產(chǎn)品特性。對于30~100g/m2的低定量材料來說,水刺是最合適的技術(shù)。因此,木漿纖維濕法水刺非織造布具有較好的可持續(xù)性,能夠用來生產(chǎn)新一代不含塑料的擦拭巾。
這種非織造布材料的優(yōu)點是:原料為100%纖維素纖維,可生物降解;最大程度使用漿料,減少中間加工過程;在水刺過程中被沖刷的漿料還可以再循環(huán)利用;不使用不可生物降解的化學(xué)粘合劑。但是,這種材料也有其局限性:濕強度較低,只適用于可沖散的擦拭巾(濕廁紙),生產(chǎn)其他種類擦拭巾還要改進纖維結(jié)構(gòu);掉毛;濕彈性低,擠壓后容易成團,堵塞下水道。
為了解決這些問題,Glatfelter公司對木漿濕法成網(wǎng)水刺技術(shù)進行了改進,新技術(shù)使用纖維素粘合劑,通過木漿纖維和纖維素纖維共價交聯(lián)成網(wǎng),生產(chǎn)的非織造布具有3D立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。新材料的優(yōu)點有:
● 3D立體纖維結(jié)構(gòu)使材料的濕彈性提高,不易成團,不會堵塞下水道。
圖5 Glatfelter 新基材濕彈性提高
● 通過共價交聯(lián)粘合方式提高濕強度。
● 松厚度更高,不掉毛。
● 提高耐磨性。普通的水刺布擦拭粗糙硬表面時,會產(chǎn)生明顯的磨損痕跡,但是新型材料耐磨損性能增強,提高清潔效率。
圖6 Glatfelter新材料濕強度明顯提高
表2 Glatfelter新材料與其他水刺非織造布的性能比較(10為最高分)
據(jù)Glatfelter公司介紹,這種新型材料適用于:嬰兒擦拭巾、面部擦拭巾、硬表面清潔擦拭巾、消毒擦拭巾、多功能擦拭巾和面膜等。
除了非織造布外,包裝材料的創(chuàng)新對擦拭巾行業(yè)也非常重要,減少包裝材料中的塑料,增加可回收性材料的使用,對整個行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起到重要的推動作用。