บรรจุภัณฑ์มีประวัติศาสตร์อันยาวนานซึ่งเกี่ยวพันกับอารยธรรมของมนุษย์ แนวคิดนี้เกิดขึ้นเมื่อมนุษย์ยุคแรกใช้เครื่องมือเป็นครั้งแรก ตัวอย่างแรกๆ ของ 'บรรจุภัณฑ์' น่าจะเป็นการใช้ใบไม้ห่ออาหาร ในยุคปัจจุบัน บรรจุภัณฑ์โดยทั่วไปหมายถึงวัตถุที่ปิดล้อมและปกป้องผลิตภัณฑ์เพื่อการจำหน่าย การจัดเก็บ การขนส่ง การขาย การใช้ และการนำกลับมาใช้ใหม่ หน้าที่หลักของบริษัทคือการปกป้องผลิตภัณฑ์อย่างปลอดภัย แต่เมื่อความเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อมแย่ลงเนื่องจากขยะบรรจุภัณฑ์ที่เพิ่มขึ้น ความต้องการบรรจุภัณฑ์ที่ได้รับการออกแบบ ผลิต บริโภค และรีไซเคิลอย่างยั่งยืนก็เพิ่มมากขึ้น
เมื่อเทียบกับความต้องการเร่งด่วนสำหรับระบบนิเวศที่ดีต่อสุขภาพและยั่งยืน แนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียน (CE) ได้รับการเสนอโดยผู้กำหนดนโยบายของสหภาพยุโรปและจีน เพื่อจัดการกับความท้าทายระดับโลกด้วยการปิดวงจรวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ การเปลี่ยนไปใช้ CE จำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่จากแบบจำลองเศรษฐกิจเชิงเส้น หลักการพื้นฐานของมันคือวงจรทรัพยากรแบบปิดซึ่งมีการใช้วัสดุ นำกลับมาใช้ใหม่ และรีไซเคิล ซึ่งสร้างมูลค่าตลอดวงจรชีวิตที่หลากหลาย สินค้าเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งานจะถูกแปลงเป็นทรัพยากรสำหรับผู้อื่น ช่วยลดของเสียให้เหลือน้อยที่สุดผ่านระบบวงปิดนี้
การพัฒนา CE ต้องการความร่วมมือจากภาคส่วนต่างๆ ได้แก่ ซัพพลายเออร์ ผู้ผลิต ผู้รีไซเคิล ผู้จัดจำหน่าย ผู้ค้าปลีก ผู้บริโภค และผู้ให้บริการเก็บขยะ อุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์เป็นภาคเศรษฐกิจที่สำคัญและเติบโตอย่างรวดเร็ว โดยมูลค่าการซื้อขายในยุโรปตะวันตกคิดเป็นประมาณ 2% ของ GDP โดยมีอุตสาหกรรมอาหารเป็นผู้ใช้อันดับต้นๆ (เกือบ 60% ของการผลิตทั้งหมด) บรรจุภัณฑ์แทรกซึมอยู่ในชีวิตประจำวัน แต่ข้อเสียคือปัญหาสิ่งแวดล้อมขนาดใหญ่จากโมเดล 'การผลิต-การขนส่ง-บริโภค-ทิ้ง' เชิงเส้นแบบดั้งเดิม พลาสติกครองวัสดุบรรจุภัณฑ์: การบริโภคบรรจุภัณฑ์พลาสติกทั่วโลกเพิ่มขึ้นนับตั้งแต่ทศวรรษ 1950 คิดเป็น 40.5% ของพลาสติกทั้งหมดที่ผลิต (ภาคการบริโภคพลาสติกที่ใหญ่ที่สุดของสหภาพยุโรป) อย่างไรก็ตาม อัตราการรีไซเคิลยังคงต่ำ—34.6% ในสหภาพยุโรป โดยมากกว่า 23% ถูกฝังกลบ; จีนและสหรัฐอเมริกามีอัตราที่ต่ำกว่า (25% และ 9% ตามลำดับ) ทำให้เกิดมลพิษอย่างรุนแรง
บรรจุภัณฑ์เกี่ยวข้องกับผู้มีส่วนได้ส่วนเสียหลายราย ได้แก่ ผู้ผลิตวัตถุดิบ ผู้ออกแบบ ผู้ผลิต ผู้ขนส่ง ผู้จัดจำหน่าย ผู้บริโภค และเจ้าหน้าที่ การออกแบบบรรจุภัณฑ์เป็นส่วนเชื่อมโยงที่สำคัญในห่วงโซ่คุณค่า เนื่องจากเป็นตัวกำหนดวัสดุ กระบวนการผลิต และทางเลือกในการสิ้นสุดอายุการใช้งาน ซึ่งทั้งหมดนี้มีความสำคัญต่อโมเดลแบบวงปิดของ CE แต่การทบทวนวรรณกรรมที่มีอยู่ไม่ค่อยกล่าวถึงการออกแบบบรรจุภัณฑ์ที่เน้น CE อย่างเป็นระบบ ส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่พฤติกรรมผู้บริโภค การจัดการขยะพลาสติก หรือเทคนิคการรีไซเคิล โดยละเลยขั้นตอนการออกแบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การออกแบบมีอิทธิพลต่อ ~80% ของผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของบรรจุภัณฑ์ แม้ว่าการศึกษาบางส่วนจะกล่าวถึงการพัฒนาบรรจุภัณฑ์ทางอุตสาหกรรมและเครื่องมือการออกแบบขั้นพื้นฐาน แต่กระบวนการออกแบบโดยละเอียดและข้อควรพิจารณายังคงไม่ได้รับการสำรวจ ไม่มีการตรวจสอบล่วงหน้าโดยเฉพาะเจาะจงเกี่ยวกับการออกแบบบรรจุภัณฑ์สำหรับ CE จากมุมมองที่เน้นการออกแบบเป็นหลัก
ดังนั้น การศึกษานี้จึงมุ่งเน้นไปที่การออกแบบบรรจุภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับ CE และดำเนินการทบทวนวรรณกรรมที่ล้ำสมัย ผลการวิจัยจะถูกสังเคราะห์เป็นกรอบการออกแบบบรรจุภัณฑ์ทรงกลม โดยสรุปปัจจัยสำคัญและข้อควรพิจารณาสำหรับกระบวนการออกแบบ บทความนี้มีโครงสร้างดังนี้: ส่วนที่ 1 แนะนำพื้นหลังของ CE และบรรจุภัณฑ์ ภาพรวมส่วนที่ 2 กฎระเบียบ/นโยบายการออกแบบบรรจุภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับ CE ในระดับรัฐบาลต่างๆ ส่วนที่ 3 ให้รายละเอียดเกี่ยวกับวิธีการทบทวนวรรณกรรม ส่วนที่ 4 นำเสนอการทบทวนสิ่งพิมพ์ทางวิชาการเกี่ยวกับการออกแบบบรรจุภัณฑ์ที่เน้น CE อย่างเป็นระบบ ส่วนที่ 5 กล่าวถึงผลลัพธ์และแนวโน้มการวิจัยในอนาคต
ส่วนนี้ให้ภาพรวมของกฎระเบียบและนโยบายที่รัฐบาลนำมาใช้ในระดับต่างๆ เพื่อจัดการกับความท้าทายของขยะบรรจุภัณฑ์และการบรรลุเศรษฐกิจแบบวงกลม
เพื่อจัดการกับความท้าทายด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมที่เร่งด่วน สหภาพยุโรปจึงได้ออกกฎระเบียบและนโยบายต่างๆ มากมาย กฎหมายของเสียของสหภาพยุโรปกำหนดเป้าหมายและข้อกำหนดสำหรับการรีไซเคิลขยะ: ตามรายละเอียดในคำสั่งกรอบของเสีย 2018/851 อัตราการนำขยะกลับมาใช้ใหม่และอัตราการรีไซเคิลของชุมชนจะต้องสูงถึง 55% ภายในปี 2025, 60% ภายในปี 2030 และ 65% ภายในปี 2035 เนื่องจากขยะจากบรรจุภัณฑ์ถือเป็นส่วนแบ่งขนาดใหญ่ของขยะในครัวเรือน การบรรลุเป้าหมายเหล่านี้จึงต้องออกแบบบรรจุภัณฑ์สำหรับการนำกลับมาใช้ซ้ำหลายครั้งและเพิ่มความสามารถในการรีไซเคิล
ในบรรดาขยะประเภทต่างๆ เช่น กระดาษและแก้ว ขยะบรรจุภัณฑ์พลาสติกได้รับการเน้นเป็นพิเศษในคำสั่ง 2018/852 ซึ่งกำหนดเป้าหมายการรีไซเคิลตามน้ำหนักที่เข้มงวด: อย่างน้อย 65% ของขยะบรรจุภัณฑ์ทั้งหมดจะต้องได้รับการรีไซเคิลภายในปี 2568 และเพิ่มขึ้นเป็น 70% ภายในปี 2573 เพื่อให้สอดคล้องกับนโยบายและกฎหมายของเสียของสหภาพยุโรป ยุทธศาสตร์ยุโรปฉบับแรกสำหรับพลาสติกในเศรษฐกิจแบบวงกลมจึงได้รับการเปิดตัว โดยมีเป้าหมายเพื่อปรับปรุงการออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติก เพิ่มอัตราการรีไซเคิลขยะพลาสติก และปรับปรุงคุณภาพของ พลาสติกรีไซเคิล
เพื่อให้บรรลุเป้าหมายระยะยาวที่ระบุไว้ในกฎหมายขยะของสหภาพยุโรป 'แผนปฏิบัติการเศรษฐกิจแบบวงกลมฉบับใหม่สำหรับยุโรปที่สะอาดกว่าและมีการแข่งขันมากขึ้น' ของสหภาพยุโรปจึงได้เสนอแผนปฏิบัติการ องค์ประกอบหลักของแผนนี้คือการออกแบบและผลิตผลิตภัณฑ์ที่ยั่งยืนในขณะที่เปลี่ยนรูปแบบการบริโภค แผนดังกล่าวมุ่งเน้นไปที่หลายภาคส่วน โดยบรรจุภัณฑ์และพลาสติกระบุว่ามีศักยภาพหมุนเวียนสูง ผู้ออกแบบบรรจุภัณฑ์จึงมีบทบาทสำคัญในการขับเคลื่อนเศรษฐกิจหมุนเวียน โดยการสร้างบรรจุภัณฑ์ที่ยั่งยืน พวกเขาสามารถมีอิทธิพลต่อพฤติกรรมของผู้บริโภคและลดของเสียให้เหลือน้อยที่สุดตลอดทั้งขั้นตอนการผลิตผลิตภัณฑ์และการบริโภค
ระดับประเทศ
เพื่อตอบสนองต่อข้อบังคับด้านบรรจุภัณฑ์และขยะบรรจุภัณฑ์ของสหภาพยุโรป 2018/852 และกฎหมายขยะของสหภาพยุโรป รัฐบาลแห่งชาติหลายแห่งได้กำหนดนโยบายที่เกี่ยวข้องขึ้นมา ตัวอย่างเช่น รัฐบาลสหราชอาณาจักรได้ออกแถลงการณ์นโยบายบรรจุภัณฑ์เศรษฐกิจหมุนเวียน (CEP) ซึ่งสรุปข้อกำหนดหลักสามประการสำหรับบรรจุภัณฑ์:
(i) บรรจุภัณฑ์ต้องได้รับการออกแบบ ผลิต และจำหน่ายในเชิงพาณิชย์เพื่อให้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่หรือนำกลับมาใช้ใหม่ได้
(ii) เนื้อหาของสารอันตรายหรือสารพิษในบรรจุภัณฑ์จะต้องลดลงให้เหลือน้อยที่สุด
(iii) น้ำหนักและปริมาตรของบรรจุภัณฑ์ต้องถูกจำกัดให้เหลือน้อยที่สุด ในขณะเดียวกันก็รับประกันระดับสุขอนามัย ความปลอดภัย และการยอมรับของผู้บริโภคตามที่กำหนด
นอกจากนี้ ฝรั่งเศสยังได้ออกกฎหมายใหม่ในปี 2020 โดยกำหนดเป้าหมายไปที่การลดการใช้พลาสติก การเพิ่มการใช้ซ้ำและการรีไซเคิล การขยายความรับผิดชอบของผู้ผลิต และการบังคับให้ข้อมูลผู้บริโภคเพื่ออำนวยความสะดวกในการคัดแยกบรรจุภัณฑ์ สวีเดนยังได้ประกาศยุทธศาสตร์เศรษฐกิจหมุนเวียนระดับชาติด้วยผลิตภัณฑ์ที่ยั่งยืนและการออกแบบบรรจุภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง ควบคู่ไปกับการใช้วัสดุที่ยั่งยืน ซึ่งระบุว่าเป็นสองในสี่ประเด็นสำคัญ สำหรับรายละเอียดเกี่ยวกับนโยบายและกลยุทธ์ในประเทศอื่นๆ ผู้อ่านจะอ้างอิงจากเอกสารที่เกี่ยวข้อง
ระดับภูมิภาค
เพื่อให้สอดคล้องกับนโยบายและกฎหมายเศรษฐกิจหมุนเวียนแห่งชาติ (CE) หน่วยงานท้องถิ่นได้เผยแพร่กลยุทธ์และแผนงาน CE ระดับภูมิภาคที่ปรับให้เหมาะกับบริบททางเศรษฐกิจในท้องถิ่นของตน แผนระดับภูมิภาคเหล่านี้ได้รับการกำหนดขึ้นไม่เพียงแต่โดยการพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผลประโยชน์ของภาคส่วนสำคัญของภูมิภาคด้วย
เอกสารไวท์เปเปอร์ 'รัฐบาลเมืองและบทบาทของพวกเขาในการเปิดใช้งานการเปลี่ยนแปลงของเศรษฐกิจแบบวงกลม' สรุปแผนงาน CE ของเทศบาล ซึ่งหลายแผนใช้แนวทางเฉพาะภาคส่วน ตัวอย่างเช่น แผนเศรษฐกิจหมุนเวียนของรอตเตอร์ดัมจัดลำดับความสำคัญของภาควัสดุชีวภาพเป็นจุดสนใจหลัก แผนงาน CE ของเมืองอื่นเสนอมาตรการเพื่อลดการใช้ถุงบรรจุภัณฑ์พลาสติกแบบใช้ครั้งเดียว ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากการท่องเที่ยวในท้องถิ่น ซึ่งเป็นตัวขับเคลื่อนเศรษฐกิจที่สำคัญ ยังสร้างขยะบรรจุภัณฑ์แบบใช้ครั้งเดียวจำนวนมากอีกด้วย ปารีสมีเป้าหมายที่จะติดตั้งน้ำพุดื่มได้เพื่อลดการใช้น้ำดื่มบรรจุขวดและขยะพลาสติกที่เกี่ยวข้อง
กลยุทธ์เศรษฐกิจหมุนเวียนของกลาสโกว์กระตุ้นให้นักออกแบบเลือกวัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม กำจัดของเสียผ่านการออกแบบ และปฏิบัติตามหลักการออกแบบเพื่อการถอดประกอบและปรับเปลี่ยนได้ เมืองต่างๆ ทั่วโลก เช่น [ตัวอย่างละเว้น] ได้พัฒนากลยุทธ์ที่คล้ายคลึงกัน เอกสารไวท์เปเปอร์ที่เกี่ยวข้องจะให้ภาพรวมโดยละเอียดของโครงการริเริ่มหมุนเวียนของเทศบาลทั่วโลก
ในกลยุทธ์ CE ที่นำโดยรัฐบาลท้องถิ่นเหล่านี้ มีการเน้นอย่างต่อเนื่อง: เพื่อให้ตระหนักถึงความเป็นวงกลม นักออกแบบและผู้ผลิตจะต้องรับผิดชอบมากขึ้นสำหรับของเสียหลังการใช้จากผลิตภัณฑ์ของตน ซึ่งเป็นความรับผิดชอบที่พวกเขาไม่ได้แบกรับอย่างเต็มที่ในปัจจุบัน
วิธีการ
เพื่อระบุการศึกษาเชิงวิชาการที่เน้นการออกแบบบรรจุภัณฑ์ภายในบริบทของเศรษฐกิจหมุนเวียน จึงได้มีการทบทวนวรรณกรรมอย่างเป็นระบบ โดยใช้วิธีการที่เสนอ การทบทวนเป็นไปตามขั้นตอนหลักสามขั้นตอน ได้แก่ การวางแผน การดำเนินการ และการรายงาน
ในขั้นตอนการวางแผน คำสำคัญในการวิจัยจะถูกระบุควบคู่ไปกับระเบียบการทบทวนโดยละเอียด ขั้นตอนการดำเนินการเกี่ยวข้องกับการค้นหาวรรณกรรมจากฐานข้อมูลทางวิชาการที่มีชื่อเสียงหลายแห่ง รวมถึง ISI Web of Science, Scopus, Google Scholar และ Ei Compendex ตามด้วยการคัดกรองเบื้องต้นและการวิเคราะห์เชิงลึกของแหล่งข้อมูลที่เกี่ยวข้อง สุดท้าย ข้อค้นพบจากการทบทวนได้รับการสังเคราะห์และบันทึกไว้ในขั้นตอนการรายงาน
เพื่อให้สอดคล้องกับวิธีการที่นำมาใช้ มีการเลือกคำหลักและคำค้นหาเฉพาะ (ตามรายการด้านล่าง) เพื่อให้แน่ใจว่ามีการทบทวนอย่างครอบคลุม จึงมีการใช้คำสำคัญเหล่านี้ร่วมกันในการค้นหาฐานข้อมูลหลายรายการ เพื่อค้นหาการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบบรรจุภัณฑ์ที่เน้นเศรษฐกิจหมุนเวียน การค้นหาดำเนินการผ่านฐานข้อมูลทางวิชาการที่กล่าวมาข้างต้นโดยเฉพาะ เพื่อคัดสรรวรรณกรรมที่เหมาะสมสำหรับการวิจัย
ผลลัพธ์และการอภิปราย
ในส่วนนี้จะเน้นไปที่การทบทวนงานวิจัยล่าสุดเกี่ยวกับการออกแบบบรรจุภัณฑ์ในบริบทของเศรษฐกิจแบบวงกลม ผลลัพธ์ของการทบทวนวรรณกรรมนี้สามารถพบได้ในการเลือกวัสดุ ขั้นตอนการออกแบบแนวคิด ขั้นตอนการพัฒนาการออกแบบ และเครื่องมือและตัวชี้วัดสำหรับการตรวจสอบการออกแบบ มีการอภิปรายเชิงลึกเกี่ยวกับผลลัพธ์และระบุโอกาสในการวิจัยในอนาคต
การเลือกใช้วัสดุ
หลักการเลือกใช้วัสดุ
การเลือกใช้วัสดุเป็นหัวใจสำคัญของแนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียน (CE) ความสำคัญของการนำวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมาใช้ได้รับการเน้นย้ำซ้ำแล้วซ้ำเล่าในวรรณกรรมเชิงวิชาการ ยุทธศาสตร์ของรัฐบาลแห่งชาติ และวาทกรรมสาธารณะ บรรจุภัณฑ์สามารถประดิษฐ์ขึ้นจากวัสดุต่างๆ เช่น กระดาษ แก้ว โลหะ พลาสติก และอื่นๆ โดยพลาสติกได้รับความสนใจเป็นพิเศษ ขยะจากบรรจุภัณฑ์พลาสติกถือเป็นขยะบรรจุภัณฑ์ที่มีสัดส่วนมากที่สุดทั่วโลก ก่อให้เกิดภัยคุกคามร้ายแรงต่อระบบนิเวศของโลก
ท่ามกลางการเปลี่ยนแปลงทางกฎหมายที่สำคัญของสหภาพยุโรป วัสดุโพลีเมอร์ที่ใช้ในบรรจุภัณฑ์ต้องได้รับการจัดการอย่างเหมาะสมตลอดวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ทั้งหมด ลำดับความสำคัญที่สำคัญสองประการในการบรรลุเป้าหมายของสหภาพยุโรป ได้แก่ การลดการสร้างของเสียจากบรรจุภัณฑ์ และการเพิ่มความสามารถในการรีไซเคิลของวัสดุบรรจุภัณฑ์สำหรับการนำวัสดุกลับมาใช้ใหม่ การลดของเสียสามารถทำได้โดยการลดการใช้วัสดุให้เหลือน้อยที่สุดผ่านการออกแบบที่รอบคอบ (รายละเอียดในส่วนถัดไปเกี่ยวกับการออกแบบแนวความคิด การพัฒนาการออกแบบ และการนำบรรจุภัณฑ์กลับมาใช้ใหม่) และการนำวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพมาใช้ ซึ่งหลีกเลี่ยงการฝังกลบหรือการเผา ในขณะเดียวกัน การรีไซเคิลวัสดุสามารถทำได้โดยใช้วัสดุรีไซเคิลหรือวัสดุที่มีการรีไซเคิลสูง เมื่อการรีไซเคิลไม่สามารถทำได้ การนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ (จากขยะเป็นพลังงาน) ก็เป็นทางเลือกหนึ่งที่ใช้การได้ ตัวอย่างที่ใช้ได้จริง ได้แก่ บรรจุภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของ Dell ซึ่งถาดใช้พลาสติกรีไซเคิลได้มากกว่า 93% ตามน้ำหนัก ซึ่งรวมถึงพลาสติกจากมหาสมุทร 25% และโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงรีไซเคิล (HDPE) จากขวดและภาชนะบรรจุอาหาร และกลยุทธ์ AIR ของ Adidas-Parley ซึ่งรองเท้าวิ่งโฟมทะเลประกอบด้วยเส้นใยโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) จากขวดพลาสติก และไนลอนจากอวนเหงือกที่ถูกทิ้ง
นอกเหนือจากหลักการเลือกใช้วัสดุเฉพาะของ CE แล้ว เกณฑ์การออกแบบบรรจุภัณฑ์แบบดั้งเดิมยังคงมีผลบังคับใช้:
(i) การปรับปรุงการทำงานของวัสดุเพื่อปกป้องคุณภาพของผลิตภัณฑ์
(ii) การลดต้นทุน;
(iii) การใช้วัสดุที่สะอาดและปลอดภัยซึ่งไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์และระบบนิเวศ
ส่วนย่อยต่อไปนี้จะสรุปข้อควรพิจารณาที่สำคัญในการเลือกวัสดุในการออกแบบบรรจุภัณฑ์ทรงกลม
คุณสมบัติของวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่ใช้ซ้ำและรีไซเคิล
วัสดุและสมบัติทางกลของวัสดุที่ใช้ซ้ำและรีไซเคิล
ความมีชีวิตของลูปวัสดุปิดจะขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุที่นำกลับมาใช้ใหม่และรีไซเคิล โดยเฉพาะว่าวัสดุเหล่านี้ (หรือส่วนประกอบและผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้นจากวัสดุเหล่านั้น) สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ แปรรูปใหม่ และแจกจ่ายซ้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่หรือรีไซเคิลได้หรือไม่ โดยพิจารณาจากคุณสมบัติ คุณลักษณะ และฟังก์ชันการทำงานที่ตกค้าง
นักวิชาการได้กระตุ้นให้นักออกแบบและวิศวกรเข้าใจถึงวัสดุและคุณสมบัติทางกลของพลาสติกบรรจุภัณฑ์ เนื่องจากสิ่งเหล่านี้สามารถค่อยๆ ลดลงได้หลังจากการใช้งานหลายครั้งหรือผ่านกระบวนการรีไซเคิลหลายครั้ง การวิจัยระบุว่าโดยทั่วไปแล้วพลาสติกจะเสื่อมสภาพจนใช้ไม่ได้หลังจากการรีไซเคิลซ้ำถึง 7 ครั้ง ตัวอย่างเช่น การศึกษาพบว่าโมดูลัสยืดหยุ่นของโพลีโพรพีลีน (PP) ลดการผ่านกระบวนการซ้ำ ส่งผลให้วัสดุมีความยืดหยุ่นน้อยลงและเปราะมากขึ้น การล้างซ้ำๆ ยังส่งผลเสียต่อคุณภาพบรรจุภัณฑ์ PP นอกจากนี้ การแปรรูปโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) รีไซเคิลจะเพิ่มความหนืดหลอมเหลว ลดความสามารถในการไหลของวัสดุในระหว่างการขึ้นรูปแบบเป่า และนำไปสู่ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่ต่ำกว่ามาตรฐาน ในทางตรงกันข้าม โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) ยังคงรักษาคุณสมบัติเชิงกลที่เกือบจะไม่เปลี่ยนแปลงตลอดวงจรการประมวลผลใหม่หลายรอบ ทำให้เหนือกว่า PP และ PET ในเรื่องนี้ งานวิจัยอื่นๆ สำรวจอัตราส่วนการผสม PET บริสุทธิ์ต่อการรีไซเคิล โดยพบว่าส่วนผสม 70/30 มีคุณสมบัติทางรีโอโลยี เชิงกล และทางความร้อนที่ดีในระหว่างการอัดขึ้นรูป การศึกษาวิเคราะห์ความสามารถในการแปรรูปและสมรรถนะเชิงกลของตัวอย่าง PET, โพลิเอทิลีน (PE) และ PP ที่แปรรูปแล้ว พบว่าของเสียจาก PET แม้ว่าจะมีความหลากหลายสูงก็ตาม เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการรีไซเคิลแบบวงปิดและสามารถรีไซเคิลได้หลายครั้ง ในขณะที่ของเสียจาก PP (ไม่ว่าจะเป็นแบบผสมหรือแบบเดี่ยว) จะไม่เกิดขึ้นเนื่องจากการย่อยสลายอย่างมากในระหว่างการรีไซเคิล การวิจัยเพิ่มเติมประเมินผลกระทบของปริมาณเอทิลีนไวนิลแอลกอฮอล์ (EVOH) ในบรรจุภัณฑ์อาหาร HDPE หลายชั้นรีไซเคิล (เช่น ขวดโยเกิร์ตที่ดื่มได้สำหรับการบริโภคนอกบ้าน) ตามที่ระบุไว้ในงานก่อนหน้านี้ พลาสติกที่ออกสู่ทะเลและ HDPE รีไซเคิลอื่นๆ จะถูกผสมในอัตราส่วน 1:3 ในการใช้งานบรรจุภัณฑ์บางประเภท เพื่อให้มั่นใจว่าองค์ประกอบทางเคมีและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะไม่ถูกทำลายลงอย่างมีนัยสำคัญจากสิ่งเจือปนในพลาสติกรีไซเคิล เมื่อเลือกวัสดุสำหรับการออกแบบบรรจุภัณฑ์ทรงกลม นักออกแบบต้องพิจารณากระบวนการรีไซเคิลที่ตามมาด้วย เช่น การรีไซเคิล PET ใช้พลังงานมากขึ้นเนื่องจากมีความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงและความเฉื่อยสัมพัทธ์ การศึกษาผลกระทบทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมของโพลีเมอร์หลายชนิดระบุว่า PP, PE, โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) และกรดโพลิแลกติก (PLA) เป็นตัวเลือกที่ต้องการ เนื่องจากการผลิตช่วยลดการสูญเสียฟอสซิล และการรีไซเคิลต้องใช้พลังงานน้อยลง นอกจากนี้ โพลีโอเลฟินส์ยังมีอัตราการดูดซับสารปนเปื้อนสูงกว่า PET ซึ่งจำเป็นต้องทำความสะอาดอย่างเข้มข้นในระหว่างการรีไซเคิลและเพิ่มต้นทุนที่เกี่ยวข้อง หากต้องการข้อมูลเชิงลึกโดยละเอียดเกี่ยวกับเทคนิคการรีไซเคิลและการจัดการขยะพลาสติก ผู้อ่านจะอ้างอิงจากเอกสารที่อ้างถึง
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อเลือกวัสดุที่มีศักยภาพ การใช้งานผลิตภัณฑ์ควรเป็นข้อพิจารณาเบื้องต้น เนื่องจากส่วนใหญ่จะจำกัดความพร้อมของวัสดุ ตัวอย่างเช่น บรรจุภัณฑ์เจลล้างมือแบบรีฟิลได้ต้องใช้วัสดุที่แข็งและทนทาน ซึ่งโปร่งแสงได้ดีที่สุดในบางพื้นที่ ในขณะที่ขวดเครื่องดื่มที่ส่งคืนได้ต้องการวัสดุที่ยืดหยุ่นและมีน้ำหนักเบา (เพื่อลดต้นทุนการขนส่ง) พร้อมนำไปแปรรูปใหม่ได้ดีเยี่ยมสำหรับรอบการรีไซเคิลหลายรอบ
อันตรายจากวัสดุรีไซเคิล
แม้ว่าแผนปฏิบัติการเศรษฐกิจหมุนเวียนของสหภาพยุโรปสนับสนุนการใช้วัสดุรีไซเคิลเป็น 'กฎทอง' หลัก แต่สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าวัสดุรีไซเคิลบางชนิดอาจมีอันตรายโดยธรรมชาติ นักออกแบบต้องตระหนักดีถึงความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นเหล่านี้เมื่อใช้วัสดุดังกล่าวในการใช้งานเฉพาะด้าน โดยเฉพาะบรรจุภัณฑ์อาหารและบรรจุภัณฑ์ของเล่นเด็ก
โพลีเมอร์รีไซเคิลก่อให้เกิดอันตรายสาเหตุหลักมาจากพทาเลท ซึ่งเป็นสารเคมีประเภทหนึ่งที่สร้างความเสียหายต่อสุขภาพของมนุษย์ที่มักเติมลงในพลาสติไซเซอร์ในระหว่างการผลิตพลาสติก อย่างไรก็ตาม การกำจัดพทาเลทโดยสมบูรณ์นั้นไม่สามารถทำได้เสมอไป เนื่องจากเป็นสารเติมแต่งที่สำคัญสำหรับการปรับรูปร่างผลิตภัณฑ์ให้อยู่ในรูปแบบที่ต้องการ อาจมีการใช้พาทาเลทเพิ่มเติมในระหว่างการแปรรูปพลาสติกรีไซเคิลหรือขั้นตอนการผลิตในภายหลัง (เช่น การติดฉลากและการติดกาว) และโดยทั่วไปสารเหล่านี้จะไม่ถูกกำจัดออกในระหว่างการรีไซเคิลขยะพลาสติกในครัวเรือน
นักวิจัยได้พัฒนาฐานข้อมูลที่บันทึกสารเคมีที่ใช้ในบรรจุภัณฑ์พลาสติก รวมถึงสารเคมีที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม การศึกษาการวัดปริมาณพาทาเลทในพลาสติกบริสุทธิ์ พลาสติกรีไซเคิล และขยะพลาสติก เผยให้เห็นว่าพลาสติกรีไซเคิลจะสะสมพาทาเลทมากขึ้นในระหว่างกระบวนการรีไซเคิล การวิจัยเพิ่มเติมเชื่อมโยงการใช้ขวด PET รีไซเคิลในบรรจุภัณฑ์อาหารที่เพิ่มขึ้นกับการสัมผัสสารพาทาเลทในวัยเด็กที่สูงขึ้น นอกเหนือจากพทาเลทแล้ว สารเติมแต่งอื่นๆ เช่น สารหน่วงการติดไฟ ยังถูกตรวจพบในของเล่นเด็ก โดยมีหลักฐานที่บ่งชี้ว่าสารเหล่านี้เข้าสู่วงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์ใหม่ผ่านวัสดุรีไซเคิล สารหน่วงไฟโบรมีนไดฟีนิลอีเทอร์ (BDE) ที่ถูกห้ามยังพบได้ที่ความเข้มข้นสูงในผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภคและบรรจุภัณฑ์ใหม่และนำกลับมาใช้ใหม่ได้ (รวมถึงของเล่นเด็กและส่วนประกอบยานยนต์) BDE ที่สะสมทางชีวภาพและสารตกค้างอื่นๆ ไม่สามารถแยกออกจากกระแสขยะพลาสติกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงควรมีการกำหนดข้อจำกัดที่เข้มงวดมากขึ้นในการใช้พลาสติกรีไซเคิลสำหรับผลิตภัณฑ์และการใช้งานเฉพาะอย่าง
ขั้นตอนการออกแบบแนวความคิด
เมื่อเลือกวัสดุที่เหมาะสมแล้ว ขั้นต่อไปคือการสร้างแนวคิดการออกแบบบรรจุภัณฑ์ที่หลากหลาย ควรเน้นย้ำว่านี่เป็นกระบวนการที่ทำซ้ำตั้งแต่การเลือกวัสดุไปจนถึงการออกแบบแนวความคิดโดยคำนึงถึงธรรมชาติที่เชื่อมโยงถึงกัน ส่วนย่อยนี้จะทบทวนและสรุปปัจจัยที่นักออกแบบควรพิจารณาในระหว่างขั้นตอนการสร้างแนวคิด
บรรจุภัณฑ์ที่ใช้ซ้ำได้
บรรจุภัณฑ์ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้สอดคล้องกับแนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียนอย่างสมบูรณ์แบบ และควรเป็นจุดประสงค์หลักของนักออกแบบเมื่อเป็นไปได้ การใช้บรรจุภัณฑ์ดังกล่าวจะช่วยหลีกเลี่ยงต้นทุนเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับการประมวลผลบรรจุภัณฑ์รีไซเคิลและการผลิตซ้ำในภายหลัง โดยทั่วไป บรรจุภัณฑ์ที่นำกลับมาใช้ใหม่สามารถแบ่งได้เป็นสี่ประเภท: เครื่องจ่ายแบบรีฟิลจำนวนมาก (นำกลับมาใช้ใหม่ได้) บรรจุภัณฑ์หลักแบบรีฟิลได้ (ขวดและภาชนะบรรจุ) บรรจุภัณฑ์ที่ส่งคืนได้ (ภาชนะบรรจุ ขวด ถ้วย และจาน) และบรรจุภัณฑ์สำหรับการขนส่ง (กล่องและบรรจุภัณฑ์แบบอ่อน)
นักวิชาการได้วิเคราะห์ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อผลกระทบทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมของบรรจุภัณฑ์ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ พบว่าอัตราการส่งคืน ระยะทางในการขนส่ง ความยากและค่าใช้จ่ายในการคัดแยก การทำความสะอาด และการบำรุงรักษา ส่งผลเสียต่อประโยชน์ของบรรจุภัณฑ์ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ โดยการเพิ่มขึ้นของปัจจัยเหล่านี้จะทำให้มูลค่าลดลง ต้องมีความสมดุลอย่างระมัดระวังระหว่างบรรจุภัณฑ์แบบใช้ซ้ำและแบบใช้ครั้งเดียว โดยคำนึงถึงการผลิตวัสดุ การกำจัดวัสดุแบบใช้ครั้งเดียว และความต้องการในการขนส่งบรรจุภัณฑ์แบบใช้ซ้ำที่เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ เมื่อออกแบบบรรจุภัณฑ์ที่นำกลับมาใช้ซ้ำได้สำหรับตลาดที่แต่เดิมต้องพึ่งพาตัวเลือกแบบใช้ครั้งเดียว นักออกแบบจำเป็นต้องเข้าใจอุปสรรคในการนำไปใช้ การวิจัยระบุว่าการนำบรรจุภัณฑ์ที่นำกลับมาใช้ใหม่มาใช้นั้นจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงอย่างเป็นระบบไม่เพียงแต่สำหรับผู้ผลิตและผู้ค้าปลีกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผู้บริโภคด้วย ซึ่งสามารถทำได้ผ่านการปรับโครงสร้างห่วงโซ่อุปทานใหม่และการลงทุนใหม่ในสายการผลิตเท่านั้น ด้านล่างนี้คือบทสรุปของอุปสรรคสำคัญสำหรับผู้มีส่วนได้ส่วนเสียแต่ละราย:
ผู้ผลิต: เพิ่มความซับซ้อนด้านลอจิสติกส์ การปรับโครงสร้างห่วงโซ่อุปทานเพื่อปรับให้เข้ากับสถานการณ์บรรจุภัณฑ์และสินค้าคงคลังใหม่ ต้นทุนที่สูงขึ้นและความล่าช้าในการจัดการกับบรรจุภัณฑ์รีฟิลที่ส่งคืน (เช่น ภาชนะบรรจุ) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในห่วงโซ่อุปทานทั่วโลก การลงทุนที่สำคัญเพื่อสร้างระบบการผลิตบรรจุภัณฑ์แบบใช้ซ้ำได้
ผู้ค้าปลีก: การลงทุนเพิ่มเติมในคลังสินค้าเพื่อจัดเก็บบรรจุภัณฑ์ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ (เช่น ภาชนะบรรจุ) ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านสุขอนามัยสำหรับบรรจุภัณฑ์ที่ส่งคืน ค่าใช้จ่ายต่อเนื่องในการทำความสะอาดและบำรุงรักษาอุปกรณ์ (เช่น เครื่องจ่ายสำหรับการคัดแยกและจัดเก็บภาชนะที่ส่งคืน)
ผู้บริโภค: ข้อกังวลหลักมุ่งเน้นไปที่ความไม่สะดวก ได้แก่:
(i) ความท้าทายในการใช้งานในทุกกลุ่มอายุ (เช่น บรรจุภัณฑ์แบบรีฟิลบางชนิดอาจเป็นเรื่องยากสำหรับผู้สูงอายุ)
(ii) ความจำเป็นในการส่งคืนบรรจุภัณฑ์เปล่าให้กับผู้ค้าปลีกหรือสถานีที่กำหนดเพื่อเติม;
(iii) อาจไม่สามารถเติมหรือเปลี่ยนทดแทนได้ และ (iv) ต้นทุนบรรจุภัณฑ์ที่สูงขึ้น
นักวิจัยได้ระบุและประเมินปัจจัยแห่งความสำเร็จ 14 ประการสำหรับบรรจุภัณฑ์พลาสติกที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ ซึ่งได้แก่ การลดของเสียจากบรรจุภัณฑ์ ค่าใช้จ่ายในการขนส่ง/บรรจุภัณฑ์/การจัดการของเสียที่ลดลง และการใช้พื้นที่คลังสินค้าอย่างมีประสิทธิภาพนั้นเชื่อมโยงโดยตรงกับการออกแบบบรรจุภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม การศึกษาอื่นๆ เน้นย้ำว่าความมุ่งมั่นของผู้บริหารระดับสูง การจัดการสินค้าคงคลังอย่างเหมาะสม และการสนับสนุนแบบลีนเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดสามประการสำหรับการมีชีวิตของโมเดลธุรกิจบรรจุภัณฑ์พลาสติกที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ คุณลักษณะที่สำคัญของบรรจุภัณฑ์แบบรีฟิลที่มีประสิทธิภาพยังได้รับการระบุด้วย ได้แก่ คุณภาพและความคุ้มค่าที่ดี ใช้งานง่าย และปริมาณวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่ผลิตและจำหน่ายลดลงอย่างมาก
การใช้วัสดุหลายชนิด
แนวทางหลักสำหรับการออกแบบบรรจุภัณฑ์ทรงกลมคือการลดจำนวนวัสดุที่ใช้ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับบรรจุภัณฑ์พลาสติกในครัวเรือน โดยทั่วไปแล้วขยะพลาสติกในครัวเรือนจะมีความหลากหลายและอาจมีสารปนเปื้อน ส่งผลให้พลาสติกรีไซเคิลมีคุณภาพต่ำซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการรีไซเคิลแบบปิด การศึกษาตรวจสอบขยะบรรจุภัณฑ์ขวดนมผสมสำหรับทารกแบบใช้ครั้งเดียวในโรงพยาบาลคลอดบุตรในไอร์แลนด์ พบว่าขวดดังกล่าวมักได้รับการออกแบบด้วยวัสดุที่หลากหลายสูง (เช่น ขวด จุกนม และบรรจุภัณฑ์ด้านนอก) ทำให้เกิดความท้าทายในการระบุวิธีบำบัดของเสียที่เหมาะสม การวิจัยแนะนำให้ลดความหลากหลายของวัสดุเพื่ออำนวยความสะดวกในกระบวนการรีไซเคิล
นอกจากนี้ ควรหลีกเลี่ยงการใช้วัสดุมัลติโพลีเมอร์หากเป็นไปได้ มัลติโพลีเมอร์มักมีสิ่งเจือปนซึ่งส่งผลต่อความสามารถในการรีไซเคิลของวัสดุ และปนเปื้อนขยะพลาสติกอื่นๆ ที่นำกลับมาใช้ใหม่ โดยทั่วไปวัสดุเหล่านี้จะถูกปฏิเสธในระหว่างการแปรรูปซ้ำและถูกนำไปเผา ทำให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมเพิ่มเติม หากไม่สามารถหลีกเลี่ยงการใช้มัลติโพลีเมอร์ได้ นักวิชาการแนะนำให้ออกแบบส่วนประกอบแยกกันแต่ละส่วนได้ (เช่น ผ่านการออกแบบโมดูลาร์) เพื่อให้สามารถแยกและคัดแยกชิ้นส่วนมัลติโพลีเมอร์ในระหว่างการรีไซเคิลได้
ทางเลือกสุดท้ายของชีวิต
นักวิจัยได้ศึกษาผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมจากการนำบรรจุภัณฑ์กลับมาใช้ซ้ำและการรีไซเคิล โดยเน้นว่านักออกแบบจะต้องพิจารณาและกำหนดทางเลือกในการสิ้นสุดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม กฎหมายที่เกี่ยวข้อง คุณภาพบรรจุภัณฑ์ และต้นทุน (เช่น ค่าใช้จ่ายในการผลิตและการผลิตซ้ำ) ล้วนต้องมีการถ่วงน้ำหนักอย่างระมัดระวัง เนื่องจากปัจจัยเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อการกำหนดนโยบายการคืนสินค้า
นักวิชาการคนอื่นๆ แนะนำว่านักออกแบบควรคิดใหม่เกี่ยวกับธรรมชาติของบรรจุภัณฑ์ โดยวางกรอบไว้ไม่ใช่แค่เป็นอุปกรณ์ป้องกันเท่านั้น แต่ยังเป็นผลิตภัณฑ์ที่ผู้บริโภคซื้อ เป็นเจ้าของ และทิ้งในที่สุด แทนที่จะใช้รูปแบบการเป็นเจ้าของแบบดั้งเดิม ผู้บริโภคควรใช้บริการบรรจุภัณฑ์: หลังจากใช้งานแล้ว พวกเขาส่งคืนบรรจุภัณฑ์ให้กับผู้ค้าปลีก (และท้ายที่สุดคือผู้ผลิต) เพื่อแลกกับเครดิตที่สามารถนำไปใช้กับการซื้อบรรจุภัณฑ์ใหม่ได้
การออกแบบสำหรับโลจิสติกส์
นักวิจัยได้แสดงให้เห็นถึงความซับซ้อนด้านลอจิสติกส์ที่เพิ่มขึ้นและต้นทุนที่เกี่ยวข้องเพิ่มขึ้น ดังที่สรุปไว้ในการศึกษาก่อนหน้านี้ สำหรับองค์กรเชิงพาณิชย์ การสร้างสมดุลระหว่างต้นทุนและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมถือเป็นสิ่งจำเป็น นอกจากนี้ การประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมยังมีหลายแง่มุม เช่น บรรจุภัณฑ์ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ช่วยลดของเสีย แต่อาจเพิ่มการปล่อย CO₂ เนื่องจากการขนส่งบ่อยขึ้น การศึกษาเปรียบเทียบระบบบรรจุภัณฑ์และการจัดจำหน่ายสองระบบสำหรับผักและผลไม้ของอิตาลีทั่วยุโรป ได้แก่ ภาชนะลูกฟูกแบบใช้แล้วทิ้งทางเดียวและภาชนะพลาสติกที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ โดยระบุระยะทางในการขนส่งและขนาดบรรจุภัณฑ์เป็นสองปัจจัยที่มีอิทธิพลที่สำคัญที่สุด
สิ่งนี้ตอกย้ำว่านักออกแบบต้องคำนึงถึง เรื่อง
ลอจิสติกส์ เมื่อพัฒนาบรรจุภัณฑ์ที่นำกลับมาใช้ใหม่และส่งคืนได้ แม้ว่าระยะทางในการขนส่งมักจะคงที่ แต่บรรจุภัณฑ์ควรได้รับการกำหนดค่าใหม่เพื่อเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักสูงสุดและรองรับสินค้าได้มากขึ้นต่อการจัดส่ง กรณีศึกษาบันทึกการออกแบบ
กล่องจัดส่ง ใหม่เพื่อให้สามารถกำหนดค่าใหม่ได้ ช่วยให้สามารถยึดแผง LCD ในขนาดที่แตกต่างกันได้ และลดความจำเป็นในคอนเทนเนอร์เพิ่มเติมเพื่อขนส่งสิ่งของที่ส่งคืน การศึกษาอีกชิ้นหนึ่งได้พัฒนาแบบจำลองบรรจุภัณฑ์ตามแนวคิดที่บูรณาการการออกแบบทางเทคนิค ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม และระบบห่วงโซ่อุปทาน ซึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบบรรจุภัณฑ์ลูกฟูกเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมตลอดห่วงโซ่อุปทาน นักวิชาการยังตั้งข้อสังเกตอีกว่าการลดต้นทุนการขนส่งสามารถทำได้ผ่านบรรจุภัณฑ์แบบแยกส่วนและแนวปฏิบัติที่เป็นมาตรฐาน
นักวิจัยยังได้หยิบยกข้อกังวลเกี่ยวกับการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เพิ่มขึ้นจากการขนส่งบรรจุภัณฑ์ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้หลายครั้ง ตัวอย่างที่โดดเด่นคือการศึกษาเปรียบเทียบผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของวัสดุบรรจุภัณฑ์มะม่วงสองชนิดในบราซิล ได้แก่ กระดาษคอมโพสิตแบบใช้ซ้ำได้และกระดาษแข็งแบบใช้ครั้งเดียวแบบดั้งเดิม ข้อกังวลหลัก ได้แก่ การใช้ไฟฟ้าที่สูงขึ้นสำหรับการผลิตบรรจุภัณฑ์คอมโพสิต และการใช้เชื้อเพลิงที่มากขึ้นในการขนส่งคอนเทนเนอร์คอมโพสิตที่มีน้ำหนักมากขึ้น การศึกษาพบว่าหลังจากการใช้งานมากกว่าสี่ครั้ง การปล่อย CO₂ จากการขนส่งบรรจุภัณฑ์คอมโพสิตมีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลงเมื่อเทียบกับกล่องกระดาษแข็งแบบใช้ครั้งเดียว เนื่องจากขนาดทางภูมิศาสตร์ที่ใหญ่ของบราซิลต้องใช้การขนส่งทางไกล นอกจากนี้ กระดาษแข็งแบบใช้ครั้งเดียวในบราซิลยังถูกเผาเพื่อนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ ดังนั้นกระดาษแข็งแบบใช้ครั้งเดียวจึงเป็นทางเลือกที่ดีกว่าหลังจากนำบรรจุภัณฑ์คอมโพสิตกลับมาใช้ซ้ำสี่ครั้ง ในทางตรงกันข้าม ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าจุดคุ้มทุน (ที่บรรจุภัณฑ์คอมโพสิตกลายเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น) จะถึงจุดคุ้มทุนหลังจากใช้ซ้ำ 35 ครั้งในบริบทของยุโรปเท่านั้น สิ่งนี้บ่งชี้ว่าแม้ว่าโดยทั่วไปแล้วนักออกแบบจะได้รับการส่งเสริมให้ใช้วงจรการใช้ซ้ำบรรจุภัณฑ์ให้เกิดประโยชน์สูงสุด แต่ระยะทางในการขนส่งและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ตามมาก็ไม่สามารถมองข้ามได้
นอกจากนี้ หากผลิตภัณฑ์และบรรจุภัณฑ์มุ่งเป้าไปที่ตลาดท้องถิ่นหรือภูมิภาค อัตราผลตอบแทนในท้องถิ่นจะต้องถูกรวมเข้ากับกระบวนการออกแบบ การศึกษาได้ประเมินระบบรวบรวมขยะบรรจุภัณฑ์ในครัวเรือนในสโลวาเกีย โดยพบว่าอัตราการรีไซเคิลของวัสดุบางชนิด (เช่น บรรจุภัณฑ์เครื่องดื่ม PET) นั้นต่ำกว่าเป้าหมายของสหภาพยุโรปอย่างมีนัยสำคัญ โดยมีความแตกต่างที่สังเกตได้ระหว่างสองเมือง นักวิจัยเสริมว่าอัตราการรีไซเคิลเป็นปัจจัยกำหนดที่ส่งผลต่อต้นทุนด้านลอจิสติกส์ทั้งหมด เนื่องจากอัตราการรีไซเคิลที่สูงขึ้นมักมีความสัมพันธ์กับต้นทุนที่เกี่ยวข้องที่ลดลง ดังนั้นเมื่อเลือกวัสดุ นักออกแบบควรคำนึงถึงอัตราการส่งคืนหรืออัตราการรีไซเคิลในท้องถิ่นสำหรับวัสดุเหล่านั้น การเลือกใช้วัสดุที่มีข้อมูลครบถ้วนถือเป็นสิ่งสำคัญในการอำนวยความสะดวกในการรีไซเคิลขยะในท้องถิ่น และด้วยเหตุนี้จึงช่วยลดต้นทุนโดยรวม
ขั้นตอนการพัฒนาการออกแบบ
ฟังก์ชั่นบรรจุภัณฑ์
แม้ว่าหน้าที่หลักของบรรจุภัณฑ์คือการปกป้องผลิตภัณฑ์ที่ปิดล้อม แต่ปัจจัยอื่นๆ ที่มีอิทธิพลต่อคุณภาพบรรจุภัณฑ์และประสบการณ์ผู้ใช้ก็เชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับการสร้างของเสียเช่นกัน นักวิชาการได้ชี้ให้เห็นว่าการวิจัยในปัจจุบันมุ่งเน้นอย่างมากในการยืดอายุของผลิตภัณฑ์หรือการใช้ของเสียเป็นวัตถุดิบตั้งต้น แต่ยังให้ความสนใจไม่เพียงพอที่จะจัดการกับสาเหตุที่แท้จริงของของเสีย การศึกษาที่ตรวจสอบเศษอาหารที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบบรรจุภัณฑ์ที่ไม่เพียงพอ ระบุปัจจัยหลักสามประการที่ทำให้เกิดของเสียที่ไม่จำเป็น ได้แก่ 'ความยากลำบากในการเทบรรจุภัณฑ์ออกทั้งหมด' 'บรรจุภัณฑ์ที่เสียหาย' และ 'อาหารเน่าเสียอย่างรวดเร็วในบรรจุภัณฑ์ที่ปิดผนึกหรือเปิดได้' สิ่งนี้บ่งชี้ว่าบรรจุภัณฑ์อาหารควรได้รับการออกแบบเพื่อให้เทออกและปิดผนึกได้ง่าย ในขณะเดียวกันก็ให้การปกป้องทางกายภาพและเคมีที่เพียงพอสำหรับสิ่งที่อยู่ภายใน
นักวิจัยแนะนำให้นักออกแบบพิจารณามุมมองแบบคู่ในการออกแบบบรรจุภัณฑ์อาหาร แม้ว่าบรรจุภัณฑ์ โดยเฉพาะบรรจุภัณฑ์ที่ทำจากพลาสติก จะเพิ่มปริมาณขยะโดยรวม แต่ก็ช่วยลดขยะอาหารไปพร้อมๆ กันโดยการปกป้องผลิตภัณฑ์และยืดอายุการเก็บรักษา ตัวบ่งชี้หลักสำหรับการออกแบบบรรจุภัณฑ์อาหาร ได้แก่ การยืดอายุการเก็บรักษา ลดความเสียหายของอาหาร และการลดขนาดบรรจุภัณฑ์รอง การศึกษาเพิ่มเติมพบว่าบรรจุภัณฑ์อาหารมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับอาหารบรรจุนั้น
ในการศึกษาแยกกัน นักวิจัยได้ออกแบบบรรจุภัณฑ์แบบรีฟิลใหม่สำหรับผลิตภัณฑ์ล้างร่างกาย และพบว่าปัจจัยความสำเร็จที่สำคัญคือการทำให้ผู้บริโภคเข้าใจวิธีการเติมบรรจุภัณฑ์หลักและใช้ผลิตภัณฑ์ได้อย่างง่ายดาย นอกเหนือจากความทนทานที่คาดไว้ของบรรจุภัณฑ์รีฟิลแล้ว ฟังก์ชันการทำงานมีความสำคัญเท่าเทียมกันและไม่ควรลดทอนลง
ขนาด รูปร่าง และสี
จากมุมมองของการรีไซเคิล แนวปฏิบัติที่ดีที่สุดโดยทั่วไปคือการหลีกเลี่ยงการใช้พลาสติกสีดำหรือสีเข้มสำหรับบรรจุภัณฑ์ เหตุผลหลักก็คือ โรงงานคัดแยกส่วนใหญ่ใช้เครื่องสแกนสเปกโทรสโกปีแบบอินฟราเรดใกล้ (NIR) ซึ่งเผชิญกับความท้าทายทางเทคนิคในการตรวจจับพลาสติกสีดำหรือสีเข้ม อย่างไรก็ตาม 10–11% ของพลาสติก PET, PP และ PE ที่ใช้ในบรรจุภัณฑ์ในปัจจุบันนั้นเป็นสีดำ
ในด้านขนาดและรูปร่างของบรรจุภัณฑ์ นักออกแบบจะต้องสร้างสมดุลระหว่างปริมาณการเติมและราคา บรรจุภัณฑ์แบบรีฟิลมักได้รับการออกแบบให้มีขนาดใหญ่เพื่อบรรจุเนื้อหาได้มากขึ้น ซึ่งทำให้เกิดประโยชน์ทางเศรษฐกิจสูงสุด แต่บรรจุภัณฑ์ที่ใหญ่กว่าจะเพิ่มต้นทุนของบรรจุภัณฑ์ที่มีราคาแพงกว่าทางเลือกแบบใช้ครั้งเดียวอยู่แล้ว นักวิจัยแนะนำว่าบรรจุภัณฑ์อาหารควรปรับให้เข้ากับปริมาณอาหารได้ดี โดยพบว่าการใช้บรรจุภัณฑ์ที่มีขนาดเหมาะสมจะช่วยลดทั้งการสูญเสียอาหาร/ของเสียและของเสียจากบรรจุภัณฑ์ได้ นักวิชาการยังชี้ให้เห็นว่าบรรจุภัณฑ์ขนาดใหญ่เป็นสาเหตุสำคัญของขยะอาหารและควรหลีกเลี่ยง นอกจากนี้ เพื่อลดต้นทุนบรรจุภัณฑ์เพิ่มเติม การศึกษาเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการลดรูปร่างและขนาดบรรจุภัณฑ์ที่หลากหลาย
การออกแบบและการติดฉลากแบบโมดูลาร์
การออกแบบโมดูลาร์เป็นทฤษฎีการออกแบบที่แบ่งย่อยผลิตภัณฑ์หรือระบบออกเป็นส่วนย่อยๆ ชิ้นส่วนเหล่านี้สามารถออกแบบ ดัดแปลง ผลิต เปลี่ยน หรือแลกเปลี่ยนได้อย่างอิสระภายในผลิตภัณฑ์เดียวหรือข้ามผลิตภัณฑ์และระบบต่างๆ สำหรับบรรจุภัณฑ์ที่ประกอบด้วยวัสดุหลากหลายชนิดหรือโพลีเมอร์หลายชนิด ควรนำการออกแบบโมดูลาร์มาใช้เมื่อเป็นไปได้ สิ่งนี้อำนวยความสะดวกในการแยกและคัดแยกวัสดุที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่สำคัญสำหรับมัลติโพลีเมอร์ ซึ่งไม่สามารถผสมกับโพลีเมอร์อื่นเพื่อการรีไซเคิลได้ เนื่องจากการผสมดังกล่าวจะทำให้วัสดุรีไซเคิลเสื่อมสภาพอย่างมาก
ในกรณีศึกษาเกี่ยวกับวงจรชีวิตของบรรจุภัณฑ์กระป๋องเครื่องดื่มของ Carlsberg นักวิจัยพบว่าการออกแบบตัวกระป๋องและฝาปิดเพื่อให้สามารถแยกส่วนได้ง่าย ช่วยให้สามารถรีไซเคิลได้ดีขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบรีไซเคิลแบบวงปิดหลายระบบ การติดฉลากที่ชัดเจนขององค์ประกอบของวัสดุและแนวทางการรีไซเคิลยังถูกระบุว่าเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรีไซเคิลคุณภาพสูง การศึกษาอื่นเสนอโครงสร้างโพลีเอทิลีน (PE) สามชั้นสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร ได้แก่ ชั้นนอก PE บริสุทธิ์ (เพื่อความปลอดภัยในการสัมผัสกับอาหาร) และชั้นกลางที่ทำจากฟิล์ม PE ที่มีความยืดหยุ่นรีไซเคิล การออกแบบนี้ช่วยลดการพึ่งพาวัสดุบริสุทธิ์โดยการรวม PE รีไซเคิลไว้ในชั้นที่ไม่สัมผัสกับอาหาร ซึ่งเป็นแนวคิดที่สามารถขยายไปสู่บรรจุภัณฑ์แบบโมดูลาร์ได้ โดยจะใช้วัสดุรีไซเคิลสำหรับส่วนประกอบเฉพาะ โรงพยาบาลก่อให้เกิดบรรจุภัณฑ์พลาสติกและของเสียจากผลิตภัณฑ์จำนวนมาก การศึกษาเกี่ยวกับขยะบรรจุภัณฑ์ขวดนมผสมสำหรับทารกแบบใช้ครั้งเดียวพบว่าการติดฉลากความสามารถในการรีไซเคิลที่ชัดเจนสำหรับแต่ละส่วนประกอบช่วยลดความซับซ้อนในการจัดการขยะและกระบวนการรีไซเคิล
การฝังแนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียนในการออกแบบ
ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมของบรรจุภัณฑ์ทรงกลมไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับลักษณะการออกแบบบรรจุภัณฑ์ (เช่น วัสดุที่ใช้และรูปลักษณ์ภายนอก) เท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความตั้งใจของผู้บริโภคที่จะซื้อผลิตภัณฑ์ดังกล่าวด้วย การศึกษาพบว่ารูปลักษณ์ภายนอกและการโฆษณามีอิทธิพลต่อการรับรู้ของผู้บริโภคเกี่ยวกับความยั่งยืนของบรรจุภัณฑ์ นักวิจัยที่ตรวจสอบการตอบสนองของผู้บริโภคต่อการออกแบบบรรจุภัณฑ์ จากมุมมองสองด้านของวัสดุและกราฟิก พบว่าผู้บริโภคยินดีจ่ายเบี้ยประกันภัยสำหรับบรรจุภัณฑ์ที่ยั่งยืน การศึกษาอีกชิ้นเกี่ยวกับแรงจูงใจของผู้บริโภคในการหลีกเลี่ยงขยะบรรจุภัณฑ์พลาสติก เผยให้เห็นความเต็มใจที่จะจ่ายเงินเพิ่มสำหรับวัสดุบรรจุภัณฑ์รีไซเคิลและรีไซเคิลได้ โดยเฉพาะพลาสติก อย่างไรก็ตาม คำว่า 'ความยั่งยืน' นั้นคลุมเครือสำหรับผู้บริโภค ซึ่งมักจะพึ่งพาความเชื่อที่ไม่ถูกต้อง และบางครั้งก็ทำให้เข้าใจผิดในการตัดสินความยั่งยืนของบรรจุภัณฑ์ นักวิชาการแนะนำอย่างยิ่งว่าแนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียน เช่น บรรจุภัณฑ์แบบรีฟิลสำหรับครีมอาบน้ำ ควรสื่อสารให้ผู้บริโภคทราบอย่างชัดเจน โดยมีความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างบรรจุภัณฑ์ดั้งเดิมและบรรจุภัณฑ์แบบเติม
สิ่งนี้เน้นย้ำถึงความจำเป็นที่สำคัญในการฝังหลักการเศรษฐกิจหมุนเวียนในการออกแบบบรรจุภัณฑ์ โดยเน้นย้ำถึงคุณประโยชน์เชิงบวกของผลิตภัณฑ์และ/หรือบรรจุภัณฑ์ต่อความเป็นหมุนเวียน การศึกษาทบทวนยังตั้งข้อสังเกตอีกว่าความเต็มใจของผู้บริโภคในการรีไซเคิลบรรจุภัณฑ์พลาสติกนั้นได้รับแรงผลักดันจากความกังวลด้านสิ่งแวดล้อม และข้อความที่เกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อมก็สามารถเพิ่มแรงจูงใจในการรีไซเคิลได้ ดังนั้นนักออกแบบจะต้องพิจารณาวิธีการบูรณาการและถ่ายทอดข้อความดังกล่าวอย่างเหมาะสมผ่านการออกแบบบรรจุภัณฑ์เพื่อเพิ่มการมีส่วนร่วมของผู้บริโภคในการรีไซเคิล อย่างไรก็ตาม นักวิจัยได้เตือนไม่ให้ใช้แนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียนมากเกินไป: การรวมหลักการดังกล่าวหลายข้อในการออกแบบบรรจุภัณฑ์เดียวไม่ได้เพิ่มความตั้งใจของผู้บริโภคในการซื้อหรือรีไซเคิล เนื่องจากจะทำให้เกิดความพึงพอใจทางศีลธรรมเพิ่มเติมเพียงเล็กน้อยจากการกระทำเหล่านี้
ข้อผิดพลาดในการออกแบบ
นอกเหนือจากข้อควรพิจารณาในการออกแบบต่างๆ ที่ปรับปรุงบรรจุภัณฑ์ทรงกลมแล้ว ยังมีข้อผิดพลาดทั่วไปในการออกแบบบรรจุภัณฑ์แบบดั้งเดิมที่นักออกแบบควรหลีกเลี่ยง ตัวอย่างเช่น แล็กเกอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์เครื่องดื่ม (เช่น กระป๋องอลูมิเนียม) อย่างไรก็ตาม นักวิชาการแนะนำว่าแม้แต่การใช้แล็คเกอร์และสารอื่นๆ ในระดับต่ำ (เช่น ที่ความเข้มข้นส่วนต่อล้านส่วน) ก็อาจส่งผลเสียต่อการรีไซเคิลได้ องค์ประกอบทางเคมีของแล็คเกอร์อาจทำให้เกิดการปนเปื้อนในระหว่างการรีไซเคิล จึงเป็นอุปสรรคต่อการนำวัสดุกลับมาใช้ใหม่ หลักการของ 'การออกแบบเพื่อการปนเปื้อนเป็นศูนย์' ควรฝังอยู่ในการออกแบบบรรจุภัณฑ์เพื่อให้สามารถรีไซเคิลแบบกระป๋องได้ นอกจากนี้ ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น การผสมผสานกลยุทธ์ทางชีวภาพและเทคนิค หรือการประยุกต์แนวทางการออกแบบเศรษฐกิจหมุนเวียนหลายๆ แนวทางมากเกินไป ไม่ได้ช่วยปรับปรุงฟังก์ชันการทำงานของบรรจุภัณฑ์อย่างมีนัยสำคัญ หรือเพิ่มความเต็มใจในการซื้อของผู้บริโภค
นอกจากนี้ นักวิจัยยังได้เสนอข้อควรพิจารณาที่สำคัญในการออกแบบบรรจุภัณฑ์แบบรีฟิลสำหรับผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล (เช่น ครีมอาบน้ำ) ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกิดขึ้น: แม้จะมีความเป็นไปได้ทางเทคนิคในการเติมและนำบรรจุภัณฑ์ดังกล่าวกลับมาใช้ใหม่มากกว่า 10 ครั้ง แต่ผู้บริโภคก็ไม่เต็มใจที่จะจ่ายเบี้ยประกันภัยสำหรับศักยภาพการใช้ซ้ำที่ขยายเวลานี้ ผู้บริโภคกลับชอบที่จะเข้าถึงน้ำหอมที่หลากหลาย ซึ่งทำให้การเติมน้ำหอมเดิมซ้ำๆ ไม่เป็นที่ต้องการมากขึ้น
เครื่องมือและตัวชี้วัดสำหรับการตรวจสอบความถูกต้องของการออกแบบ
หลังจากเสร็จสิ้นการออกแบบโดยละเอียดแล้ว บรรจุภัณฑ์ที่นำเสนอจะต้องผ่านการประเมินและตรวจสอบอย่างเข้มงวด เครื่องมือต่างๆ เช่น เครื่องมือวิเคราะห์วงจรชีวิต (LCA) สามารถอำนวยความสะดวกในกระบวนการนี้ได้ และเป็นที่น่าสังเกตว่าเครื่องมือเหล่านี้ใช้ได้กับทุกขั้นตอนการออกแบบ ส่วนย่อยนี้สรุปเครื่องมือและตัวชี้วัดที่ระบุในเอกสารที่แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการสนับสนุนการออกแบบบรรจุภัณฑ์ทรงกลม
นักวิจัยได้พัฒนาเครื่องมือที่ใช้ LCA เพื่อประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม การสร้างของเสีย และการใช้ทรัพยากร การศึกษาอีกชิ้นหนึ่งได้กำหนดชุดตัวบ่งชี้สำหรับการประเมินผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมของการออกแบบบรรจุภัณฑ์ รวมถึงความเป็นพิษของวัสดุ ผลกระทบต่อความหลากหลายทางชีวภาพ และการใช้พลังงาน และนำเสนอตาราง 'ตัวบ่งชี้เชิงนิเวศน์' เพื่อประเมินแนวคิดบรรจุภัณฑ์ในสามมิติ ได้แก่ การผลิต การขนส่ง และการฝังกลบและการรีไซเคิล นอกจากนี้ยังมีการเสนอแบบจำลองการทำเหมืองข้อมูล ซึ่งจะลดความหลากหลายของขนาดบรรจุภัณฑ์โดยการจัดกลุ่มรูปร่างและขนาดที่คล้ายคลึงกัน และแทนที่ด้วยแบบจำลองบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสมในระดับสากลเพียงชุดเดียว นักวิชาการได้เสนอเกณฑ์ห้าประการในการประเมินการออกแบบบรรจุภัณฑ์ทรงกลม:
(i) ลด (การลดขนาดบรรจุภัณฑ์);
(ii) นำกลับมาใช้ใหม่;
(iii) การเรียกคืน (การนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่จากการเผาไหม้ของเสียบรรจุภัณฑ์โดยไม่มีมลพิษทุติยภูมิ);
(iv) รีไซเคิล;
(v) ความสามารถในการย่อยสลาย
นอกจากนี้ ยังได้เสนอแนะมาตรการที่สอดคล้องกันสำหรับการออกแบบบรรจุภัณฑ์ทรงกลม โดยกระตุ้นให้นักออกแบบเพิ่มความตระหนักรู้เกี่ยวกับเศรษฐกิจหมุนเวียนของผู้บริโภค และใช้ทรัพยากรบรรจุภัณฑ์ลอจิสติกส์อย่างมีเหตุผล นอกจากนี้ เครื่องมือ LCA ยังได้รับการพัฒนาเพื่อช่วยนักออกแบบในการประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในการผลิตวัสดุ การส่งคืนบรรจุภัณฑ์ การขนส่ง และกระบวนการจัดการของเสีย ในขณะที่เครื่องมือ LCA แบบบูรณาการอีกตัวหนึ่งถูกสร้างขึ้นเพื่อวิเคราะห์การแลกเปลี่ยนระหว่างฟังก์ชันการทำงานของบรรจุภัณฑ์และประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อม
นักวิจัยคนอื่นๆ เสนอกรอบการทำงานที่รวม LCA และโปรแกรมการรับรอง Cradle-to-Cradle (C2C) การศึกษาต่างๆ ได้ตรวจสอบเกณฑ์วิธีการออกแบบ C2C กรอบการประเมินความยั่งยืนของวงจรชีวิต และตัวบ่งชี้ความเป็นวงกลมของวัสดุ (MCI) แนวทางการออกแบบของ C2C มีพื้นฐานอยู่บนหลักการหลักสามประการ: 'ขยะเท่ากับอาหาร' 'ใช้รายได้จากพลังงานแสงอาทิตย์ในปัจจุบัน' และ 'เฉลิมฉลองความหลากหลาย' โดยมีเกณฑ์การรับรองที่เกี่ยวข้องกับบรรจุภัณฑ์ที่สำคัญ ได้แก่ สุขภาพของวัสดุและการนำกลับมาใช้ใหม่ การจัดการคาร์บอน และการใช้พลังงานหมุนเวียน MCI ประเมินศักยภาพในการฟื้นฟูวัสดุตั้งแต่การผลิตผลิตภัณฑ์ไปจนถึงการรีไซเคิล โดยมีปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบบรรจุภัณฑ์หลัก รวมถึงปริมาณวัสดุที่รีไซเคิล อัตราการรีไซเคิล และประสิทธิภาพในการรีไซเคิล การทบทวนแบบจำลองและเครื่องมือในการพัฒนาบรรจุภัณฑ์สามประเภท ได้แก่ โปรโตคอล แผนภาพ และการประเมินผล พบว่าแบบจำลองประเภทการประเมิน (เช่น LCA) มีประโยชน์มากที่สุดในขั้นตอนการพัฒนาในภายหลัง ในทางตรงกันข้าม โมเดลประเภทโปรโตคอลถือว่าขาดคำอธิบายที่จับต้องได้ ซึ่งจำกัดประสิทธิภาพในการรองรับการออกแบบบรรจุภัณฑ์ทรงกลม
ข้อสรุป
รูปแบบดั้งเดิมของการผลิตและการใช้บรรจุภัณฑ์เป็นแบบเชิงเส้น: บรรจุภัณฑ์ได้รับการออกแบบ ผลิต บริโภค ทิ้ง และท้ายที่สุดก็เผาหรือฝังกลบ ในทางตรงกันข้าม เศรษฐกิจแบบวงกลมมีเป้าหมายที่จะบรรลุขยะเป็นศูนย์โดยการเก็บรักษาทรัพยากรไว้ในวงจรปิดให้นานที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แทนที่จะปล่อยให้ทรัพยากรเหล่านั้นกลายเป็นของเสียที่เป็นอันตรายต่อระบบนิเวศของโลก การบูรณาการหลักการเศรษฐกิจหมุนเวียนจำเป็นต้องมีนวัตกรรมในการออกแบบบรรจุภัณฑ์ โดยในระหว่างขั้นตอนนี้จะมีการพิจารณาผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมประมาณ 80% ซึ่งส่วนใหญ่จะกำหนดวัสดุบรรจุภัณฑ์ กระบวนการผลิต รูปแบบการบริโภค ศักยภาพในการนำกลับมาใช้ใหม่ และความสามารถในการรีไซเคิล สิ่งนี้ทำให้การออกแบบมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการตระหนักถึงเศรษฐกิจแบบวงกลม จากความรู้ที่ดีที่สุด การศึกษานี้ถือเป็นการทบทวนทางวิชาการครั้งแรกเพื่อสำรวจการวิจัยในปัจจุบันเกี่ยวกับการออกแบบบรรจุภัณฑ์และเศรษฐกิจแบบวงกลมจากมุมมองที่เน้นการออกแบบเป็นศูนย์กลาง
แม้ว่าการทบทวนวรรณกรรมนี้จะมุ่งเน้นไปที่การวิจัยทางวิชาการเป็นหลัก แต่ก็เป็นที่น่าสังเกตว่าอุตสาหกรรมกำลังนำแนวทางปฏิบัติด้านบรรจุภัณฑ์ทรงกลมมาใช้อย่างจริงจัง การวิจัยในอนาคตควรทบทวนและสังเคราะห์ความก้าวหน้าทางอุตสาหกรรมในบรรจุภัณฑ์ทรงกลม ซึ่งสามารถให้คำแนะนำที่สามารถนำไปปฏิบัติได้สำหรับชุมชนผู้ปฏิบัติงานบรรจุภัณฑ์ในวงกว้าง นอกจากนี้ ผลลัพธ์ของการศึกษานี้คาดว่าจะเป็นประโยชน์ต่อนักออกแบบ ผู้จัดการฝ่าย R&D และผู้เชี่ยวชาญด้านอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ในการพัฒนาโซลูชันที่มุ่งเน้นเศรษฐกิจหมุนเวียน โดยมีการพิจารณาการออกแบบที่ระบุซึ่งทำหน้าที่เป็นข้อมูลอ้างอิงในทางปฏิบัติ นักการศึกษาอาจใช้ประโยชน์จากข้อค้นพบเหล่านี้เพื่อฝึกอบรมคนรุ่นใหม่ที่มีความสามารถที่มุ่งเน้นเศรษฐกิจหมุนเวียน
