Khi ưu tiên đối với bao bì thân thiện với môi trường tăng lên, xét rằng bao bì giấy hoạt động tốt trong việc giảm ô nhiễm nhựa, ngày càng nhiều thương hiệu và nhà sản xuất đã bắt đầu chuyển sang bao bì giấy.
Các vật liệu trên giấy truyền thống thường có vấn đề về không đủ các đặc tính rào cản, chẳng hạn như khả năng thấm mạnh đối với nước, oxy và các khí khác, điều này hạn chế ứng dụng của chúng trong một số bao bì đồ uống yêu cầu cao. Để để giải quyết vấn đề này, việc giới thiệu vật liệu rào chắn đã trở thành một phần quan trọng trong việc cải thiện chức năng và khả năng cạnh tranh thị trường của bao bì đồ uống giấy. Các vật liệu rào cản truyền thống bao gồm polyethylene ( PE ), polypropylene ( PP ), v.v., có thể ngăn chặn một cách hiệu quả sự sự xâm nhập của độ ẩm và oxy, kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm và đảm bảo chất lượng và hương vị của sản phẩm. Tuy nhiên, loại vật liệu rào chắn này vẫn chủ yếu là vật liệu nhựa, rất khó tái chế và bền vững. Do đó, các ngành công nghiệp thượng nguồn và hạ nguồn có xu hướng nghiên cứu phát triển và ứng dụng các vật liệu mới bảo vệ môi trường nhiều hơn.
Hiện tại, một loạt các vật liệu rào cản mới đã xuất hiện trên thị trường. Chúng không chỉ có đặc tính chống ẩm và rào cản tuyệt vời mà còn có thể cải thiện khả năng cạnh tranh trên thị trường của sản phẩm trong khi duy trì khả năng bảo vệ tổng thể về môi trường của bao bì. Ví dụ: các vật liệu mới nổi chẳng hạn như nhựa có thể phân hủy sinh học, lớp phủ trong nước và vật liệu được biến đổi công nghệ nano có thể cải thiện chức năng của bao bì giấy đồ uống trong khi vẫn duy trì khả năng phân hủy và khả năng tái chế, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng hiện đại về bao bì thân thiện với môi trường. Trong số đó, sự phát triển của nhũ tương rào cản thân thiện với môi trường trong nước thân thiện với môi trường là đặc biệt nhanh chóng. Do quy trình sản xuất thuận tiện, hiệu suất chi phí cao, và những lợi thế của tái chế và tính bền vững, nó đã đạt được hơn hai lần mức tăng trưởng trong hai năm qua, từ bao bì thực phẩm đến ngành công nghiệp và nhiều ứng dụng thị trường được chia nhỏ hơn. Phát triển thêm, chủ yếu dựa trên nhũ tương acrylic trong nước.
Theo dữ liệu của PTS và các tổ chức có liên quan, tỷ lệ đẩy lùi trung bình của vật liệu rào cản acrylic gốc nước trong các ứng dụng trên giấy là hơn 90 %, có thể đạt được tái chế tốt và giải quyết vấn đề mà các sản phẩm giấy phép truyền thống không thể tái chế . Đồng thời, theo dữ liệu nghiên cứu có liên quan, từ góc độ về dấu chân carbon trong toàn bộ vòng đời, lớp phủ acrylic gốc nước có lợi thế đáng kể về việc giảm cacbon trong toàn bộ chuỗi giá trị so với cốc giấy phủ PE truyền thống. Khi đơn vị chức năng được đặt thành 1000 cốc giấy, lượng phát thải carbon của cốc giấy 8 ounce phủ PE ( từ nôi đến mộ ) là 24,77 kg CO2e. Lượng khí thải cacbon của cốc giấy phủ acrylic trong nước là 21,92 kg CO2e. Mở rộng ranh giới nghiên cứu Xem xét sự phục hồi và tái tạo, bột giấy tái chế được sản xuất trên mỗi 1000 cốc giấy có thể giảm thêm 2,45 kg CO2e. Do đó, xem xét toàn bộ chuỗi giá trị, lượng khí thải carbon trên mỗi 1000 cốc giấy được phủ acrylic gốc nước sẽ thực sự là 19,47 kg CO2e.
Do đó, so với cốc giấy được phủ PE, hàm lượng cacbon của 5,3 kg CO2e đã giảm và mức giảm đạt đến 21,4 %, tương đương với lượng cacbon cô lập của một cây trong nửa năm. Bằng sự tương tự, tổng lượng giảm carbon được tạo ra do 36226 cốc giấy phủ acrylic gốc nước gần tương đương với việc trồng một cây 20 tuổi cao chót vót.
Các vật liệu mới thân thiện với môi trường khác bao gồm sự phát triển dần dần của polyhydroxyalkanoates ( PHA ) và polyesters dựa trên sinh học ( PEF ). PHA đã được phát triển đến mức của thế hệ thứ ba và thứ tư thế hệ tương đối giải quyết các vấn đề về sự thủy phân và mùi của vật liệu. Sau sự phát triển và tích lũy trong năm năm qua, nhiều doanh nghiệp trong trong nước và ở nước ngoài đã nhận ra sự đổ bộ công nghiệp hóa và sự hợp tác và thúc đẩy thượng nguồn và hạ nguồn trong các tài liệu trên giấy. Tuy nhiên, việc phát triển vật liệu PHA trên vật liệu giấy vẫn gặp phải vấn đề về hiệu quả sản xuất. So với quy trình đúc truyền thống, tốc độ đúc PHA nhanh nhất trên thế giới là 50-80 m / phút, trong khi tốc độ cao nhất của đúc PE là hơn 300 m/phút, và thậm chí tốc độ của axit polylactic ( PLA ) là 100 -150 m/ phút. Do đó, cách tối ưu hóa quy trình ứng dụng vật liệu và thậm chí phát triển các sản phẩm ứng dụng trên giấy hoàn thiện hơn vẫn là hướng đi mà PHA, PEF và các doanh nghiệp sản xuất và nghiên cứu cần làm việc chăm chỉ.
Các vật liệu rào chắn đa chức năng có thể không chỉ đối phó với các điều kiện môi trường khác nhau, mà còn đạt được sự linh hoạt cao hơn và hiệu quả về chi phí trong quy trình thiết kế và sản xuất đóng gói. Việc ứng dụng vật liệu rào cản mới trong bao bì đồ uống bằng giấy sẽ tiếp tục phát triển theo hướng hiệu quả và thân thiện với môi trường hơn. Đổi mới công nghệ sẽ tập trung vào việc cải thiện các đặc tính rào cản của vật liệu, giảm việc sử dụng nguyên liệu thô, giảm tiêu thụ năng lượng sản xuất và cải thiện khả năng phân hủy và khả năng tái chế của vật liệu.
