海藻包装：今天已经能做到什么？
封面示意图基于 Ocean Material 材料样品制作。
透过视窗，可以看到盒内的巧克力。涂层可以防止油脂渗透纸包装。在海藻纸中，斑点本身也成为设计的一部分。这些应用利用海藻的方式各不相同。
有些海藻包装应用已经进入市场，有些仍在通过样品逐步成形。选择应从产品出发：它需要防护什么、需要保护多久，以及包装使用后将如何处理？
“海藻包装”指的是什么？
海藻提供可用于开发薄膜和涂层的天然聚合物。另一种方式是在造纸过程中将海藻加入纸张。配方决定了最终得到的是透明薄膜、柔性涂层，还是具有可见纹理的纸张。
海藻成分可能只在包装中承担某一项功能。在开窗纸袋中，它可以构成视窗；在涂层纸板上，它可以形成保护表面；在海藻纸中，它则成为纸张本身的一部分。
海藻用于包装的三种方式
1. 视窗与柔性薄膜
视窗让消费者看见所购买的东西，从巧克力到礼品都适用。海藻基薄膜正在被开发用于这些视窗，也用于包裹膜和袋子。
对包装加工企业而言，透明度只是起点。薄膜如何与纸张粘合？包装折叠、运输后是否仍然完好？它能承受多少湿气？
2. 纸与纸板的涂层
纸张赋予包装形状和挺度。涂层可以增加有针对性的保护功能，例如在合适的食品包装应用中抵抗油脂渗透。
Ocean Material 既提供供加工企业施涂的涂层配方，也提供已涂覆海藻基涂层的牛皮纸。选择取决于现有设备和生产工艺。
3. 含海藻的纸张
海藻也可以在造纸时加入纸页。我们的海藻纸具有浅自然色和可见斑点，可融入纸盒、吊牌或印刷品的设计。
纸厂需要较大的最低订单量才会启动生产。目前，这种纸仍是面向较大项目的开发选项。品牌与加工企业如果能够汇集足够的需求，可以共同探讨生产安排。
包装视窗需要完成什么任务？
我们已与包装加工企业合作，使用海藻基材料开发多种样品，包括汉堡盒、巧克力盒、三明治包装和开窗信封。这些项目中开发出的部分包装已用于零售。
薄膜必须经受裁切、粘合、折叠和运输。对于食品包装，还需考虑产品保护和预期食品接触用途。对于信封，地址必须始终清晰可读，视窗也必须在邮寄过程中保持牢固。
海藻基薄膜遇水会怎样？
许多来自海藻的成膜物质，包括海藻酸盐，都具有亲水性，会吸引或吸收水分。湿气可能改变薄膜的触感、强度以及不同物质穿过薄膜的情况。
薄膜在水中的表现取决于配方、聚合物链之间的连接、各层的排列和使用条件。研究人员通过改变这些参数开发新的薄膜。
S3 · S4干货包装、盛放湿润食品的托盘和一杯热咖啡，面临的挑战各不相同。预期的湿气接触情况有助于确定应测试哪种材料。
油脂、水蒸气与氧气需要不同的阻隔性能
阻隔层会减缓特定物质的通过。不同测试分别反映包装对各类物质的阻隔表现。
| 阻隔对象 | 功能 | 包装设计需要回答的问题 |
|---|---|---|
| 油脂 | 限制油脂渗透或形成油渍。 | 纸张能否抵抗这种食品中的油脂？ |
| 液态水 | 限制直接接触造成的润湿或渗透。 | 能否在所需时间和温度下保持保护效果？ |
| 水蒸气 | 减缓与空气之间的水分交换。 | 储存和运输时，内容物能否保持在所需湿度范围内？ |
| 氧气 | 限制氧气透过。 | 在预期保质期内，产品能否获得足够保护？ |
一项关于海藻酸钙复合薄膜的研究发现，所测试配方具有良好的氧气阻隔潜力。研究人员认为，该配方更适合低湿度环境。
S4防油包装膜可能适合油脂较多、整体较干燥的食品。热饮则涉及液体与热量的持续接触，需要单独评估。
在开窗包装中，视窗面积、纸张、粘合剂和封口都会影响保护效果。应在相近条件下比较阻隔测量结果，并测试组装后的完整包装。
在一个包装中组合多种功能
纸张提供挺度。一层材料可以防油，另一层可以减缓水分传递，或使包装能够封合。有时一种配方也能同时承担多项功能。
功能互补的层结构为海藻包装提供了一条开发路径。涂覆顺序、对基材的附着力，以及折叠或封合能力必须相互配合。各层顺序取决于材料和具体应用。
目标是用尽可能简单、有效的结构实现所需保护，同时考虑使用后的回收利用。每增加一层，都应有明确的用途。
单个包装的成本由什么决定？
涂层每公斤的价格只反映了部分成本。每个包装需要涂多少？对于水性配方，固含量表明水分蒸发后会留下多少干物质。
涂布量、涂布次数、干燥和生产线速度都会影响成本。损耗同样重要，包括加工中损失的材料和不符合规格的包装。
真正需要比较的是满足保护要求的成品包装成本。材料开发者与加工企业可以在项目早期共同评估这些取舍。
S9为什么关注海藻这种原料？
海中养殖的海藻提供可再生生物质，在养殖阶段不占用农田，也不需要淡水灌溉。评估负责任的供应链时，还要考虑原料采购和加工过程。
环境比较应覆盖整个路径：养殖或采收、干燥、加工、其他配料、运输和使用后处理，也要考虑包装保护内装产品的能力。
S5Ocean Material 在开发本文介绍的海藻基材料时，将家庭堆肥作为设计方向。我们也考虑材料意外进入环境后可能发生的情况。我们的开发目标是让它在这些情况下能够生物降解，且不造成危害。
一种原料已经有哪些其他用途？
其他农作物加工产生的副产物也可作为生物基包装的候选原料。有些已经有成熟用途。例如，啤酒糟用于动物饲料和沼气生产。公平的评估应考虑原料来源、现有用途及所需加工。
S8其中一些副产物经过加工后，可以满足较高的纯度和稳定性要求。是否适用，取决于能否可靠地提供达到所需质量的原料。
从材料样品到可实际使用的包装
Ocean Material 与全球研发伙伴及包装加工企业合作，推动海藻基材料进入包装应用。
我们协助伙伴选择材料、评估样品、协调加工，并建立合适的供应链。这项工作连接品牌的需求与加工企业的生产能力。
出发点是产品、所需保护和预期订单量。这些因素共同决定薄膜或涂层的选择、加工工艺和供应路径。
关于海藻的直接加工，请阅读通过挤出将海藻转化为聚合物。
如果您正在开发新包装，或考虑较大规模的纸张项目，欢迎联系 Ocean Material，讨论预期结构与用量。
资料来源
海藻包装常见问题
海藻基颗粒可以用来制作拒水包装吗？
可以，但需要针对用途设计配方。颗粒只是材料的供应形态。成品包装的拒水表现取决于其组成和结构。许多来自海藻的聚合物，包括海藻酸盐，都会吸收湿气。如果包装需要长时间接触水，可能要配合第二种材料或保护性外层。对于这类用途，另一种生物基材料可能是更简单的选择。当纸张需要防止油脂渗透，或干燥产品的薄膜需要限制氧气通过时，海藻基材料尤其值得关注。材料选择取决于包装是要抵抗水花、盛放热水，还是防止油脂渗透纸张。
此回答的直接链接海藻纸与回收纸混合，会影响纸页质量吗？
我们的纸样对回收纸混合料的影响仍是待研究问题。对比同一混合料加入和不加入纸样的结果，可以观察纤维得率、可见颗粒及纸页中粘连情况的变化。原纸上的斑点不能说明回收后纸页会呈现怎样的效果。
此回答的直接链接Ocean Material 的海藻基材料以家庭堆肥为设计方向吗？
Ocean Material 在开发本文介绍的海藻基材料时，将家庭堆肥作为设计方向。对于完整包装，还必须考虑纸张、粘合剂和其他组件。当地收集规则决定市政有机废物服务可以接收哪些材料。
此回答的直接链接包装接触食品前，需要检查什么？
最终结构必须适合食品及其使用条件。油脂和水分含量、温度、接触时间以及薄膜加工方式都很重要。食品接触文件和保护性能应针对该应用进行评估。单一材料的评估并不自动覆盖所有成品包装。
此回答的直接链接可以订购这里展示的海藻纸吗？
这些纸张是开发样品。纸厂需要足够大的订单才能启动生产。Ocean Material 正与有兴趣的品牌和加工企业讨论潜在需求。已涂覆涂层的牛皮纸是另一种材料，有自己的订购条件。
此回答的直接链接资料来源与延伸阅读: Dysjaland 等（2022），Molecules：含海藻粉的海藻酸盐薄膜 · Mohammed 等（2023），Food Hydrocolloids：用于食品包装的海藻酸钙复合材料 · 欧盟委员会：生物基、可生物降解与可堆肥塑料 · 德国联邦环境部：哪些物品可以进入有机废物收集桶？ · Cepi：纸和纸板可回收性实验室测试方法，第 3 版（2025） · 通过挤出将海藻转化为聚合物
