Az újrahasznosított műanyag ma már általános téma a csomagolásban. Az emberek csökkenteni akarják a hulladékot. A törvény előírja a cégeknek, hogy vegyék vissza a régi csomagolást. A márka több újrahasznosított anyag felhasználását ígéri. A gyártók tehát tesztelik, mennyi újrahasznosítható műanyagot tudnak a gépekbe tenni. Ide tartoznak a műanyag zacskós gépek is. A válasz egyszerű: több mint egy évtizede. De ez még mindig messze van sok céltól.
A nagy ígéret és a gépek teljesítménye közötti szakadék alapos tanulmányozást érdemel. Az újrahasznosított műanyagok sok problémát okoznak. Gyorsabban koptatják a gépet. Csökkentik a kimeneti minőséget. Megváltoztatják a folyamat stabilitását. Csökkentik a termék konzisztenciáját. E korlátozások megértése nem jelenti azt, hogy ne használjunk újrahasznosított anyagokat. Ez azt jelenti, hogy okosan kell használnunk őket.
1. A szennyeződési probléma a gép előtt
Minden polimert összegyűjtenek, szétválogatnak, tisztítanak és granulálnak, mielőtt a műanyag bevásárlótáska gépekbe kerülnének. Minden lépés olyan különbséget ad, amely nem található az új gyantában.
A fogyasztás utáni-újrahasznosított polietilén (PCR-PE) az újrahasznosított bevásárlótáskák kulcsfontosságú összetevője. De ritkán tiszta típus. Kever benne LDPE fóliát, nagy-sűrűségű polietilén (HDPE) palackokat, polipropilén kupakokat, papírcímkéket, ragasztót és apró élelmiszerdarabokat. A mechanikai újrahasznosítás még tisztítás és válogatás után sem teszi olyan tisztává, mint az új anyagok.
Így a gyakorlatban a regenerált részecskék különböző fokúak:
- Nedvesség: Ha a visszanyert részecskék nem száradnak jól, buborékok, vonalak és felületi hibák képződhetnek a fújt filmen. Amikor az új LDPE belép az extruderbe, általában kevesebb, mint 200 ppm vizet tartalmaz. Azonban több PPE kerül újrahasznosításra elfogyasztás után, ha nem szárítják megfelelően.
- Nem{0}}PE elemek: A polipropilén és más különböző polimerek gyenge pontot képezhetnek a filmben. Még akkor is, ha a teljes tömeg 1%-ánál kisebbek, helyi gyengeségekhez vezethetnek. Ezek a foltok csökkentik a nyílvessző hatását.
- Maradék szín és tinta: A régi csomagolásból származó festék- és tintamaradékok kevésbé egyenletessé teszik a végső film színét. A természetes vagy világos színű{1}}zacskókat különösen nehéz tisztítani, ha nagy mennyiségű újrahasznosított anyagot használnak.
2. A reológiai változékonyság és az extrudálási stabilitás hatásai
Minden fúvott fóliát használó műanyag bevásárlótáska géphez állandó olvadékáramlás szükséges a polimerből az extruderbe. Az olvadékáramlási index (MFI) annak mértéke, hogy a polimerek milyen könnyen áramlanak egy bizonyos súly alatt. Ez a legfontosabb beállítás annak érdekében, hogy a buborékok stabilak maradjanak, és a rétegvastagság egyenletes legyen.
Az új LDPE-ket általában szűk MFI-tartományban gyártják, használattól függően általában 0,3-2,0 g/10 perc. A fogyasztás utáni újrahasznosított polietilén MFI változásai azonban még egyszeri használat után is általában ± 30-50%. Ennek az az oka, hogy az újrahasznosított anyag különböző gyártóktól eltérő minőségű gyanta keverékéből készül.
Ha az MFI működés közben megváltozik, akkor ugyanazt a kimeneti sebesség változást kell fenntartani, mint a csavar fordulatszáma. Megváltozik a nyomás a szerszámrésben. fagyvonal magasságának változásai. Mindezek a változások befolyásolják a film vastagságát. A szélesség ± 3-5% maradhat a stabil nyersgyanta vonalon. Az újrahasznosítható anyagok víztartalma ± ± 10 – 15%, rossz anyagállaga mellett. Ez közvetlenül befolyásolja a textilzacskó szilárdságát és tömítési minőségét.
Az üzemeltetők a csavar ellennyomásának növelésével vagy a formák hőmérsékletének megváltoztatásával próbálják megoldani ezt a problémát. Azonban van egy korlát, hogy mennyit állíthatnak be, ha a takarmány jelentősen változik egyik tételről a másikra.
3. Termikus lebomlás és molekulatömeg-csökkentés
A polietilén hőtől és oxigéntől minden feldolgozáskor lebomlik. Az első membránképzés során a polimert egyszer felmelegítik. A mechanikai visszanyerés során a granulálás során újra felmelegítik. Az újrahasznosított részecskéket háromszor melegítik fel, amikor belépnek a műanyagzacskó gépbe.
A melegítés minden egyes lépése a lánc megszakadását okozza. Ez azt jelenti, hogy a hosszú polimer láncok rövidebb darabokra törhetnek. Ez csökkenti a molekulatömeget. Ez csökkenti a szakítószilárdságot és a nyúlást a törés során. Minden csepp más volt. Sok múlik az eredeti gyantában lévő stabilizátorokon. De az összhatás mérhető.
A mechanikusan újrahasznosított LDPE-vel végzett vizsgálatok azt mutatják, hogy két-három újrafeldolgozási ciklus után a szakítószilárdság 15-30%-kal csökken az új anyagokhoz képest. Sok esetben a törési nyúlás gyorsabban csökken, mint a szakítószilárdság.
Az antioxidáns stabilizátorok hozzáadása a vegyülethez segíthet csökkenteni ezt a károsodást. De többet költenek. Pontos mennyiségekre van szükségük. A folyamat során egy másik ellenőrizendő dolog is hozzáadásra került.
4. A gép kopása és karbantartási gyakorisága
A szennyezett újrahasznosított anyagok gyorsabban elhasználják az extruder alkatrészeit, mint az új anyagok. Ez a következőkben tükröződik:
Csiszoló kopás a csavarhúzókon és a fegyvercsöveken: a kalcium-karbonát a homokon, az üvegdarabokon és a papírcímkéken olyan, mint a csiszolópapír a csavarhúzókon és a fegyvercsöveken. Egy új gyantasoron a csapok több évig folyamatosan működhetnek. Piszkos újrahasznosítható anyagok esetén az idő rövidebb lesz. Attól függ, hogy mennyi a szennyeződés és milyen kemények a csavarok és a hordók.
Halogénezett szennyeződések korróziós kopása: Ha PVC bejut (amikor az elválasztás nem teljes), a feldolgozási hőmérsékleten sósav szabadul fel. A hidrogén-klorid megtámadja a hordóacélt és a penészfelületeket. Akár csak 0,1-0,5% PVC.
ajakfelhalmozódás (Mold Lip Slobber): Kis törött molekulák és maradványok újrahasznosítható anyagban, amelyek felhalmozódnak a penészajkakon. Ez több tisztítási leállást jelent. Egy új gyantasoron szabványos zacskókat gyártanak és tisztítanak minden műszakban. A sok újrahasznosított anyagot és gyenge stabilizátorokat használó vonalakon óránként vagy többször is meg kell tisztítani. Ez közvetlenül csökkenti a gép működési idejét.
Ezek a karbantartási problémák növelik a termelés kilogrammonkénti költségét. Ha figyelembe vesszük az újrahasznosított tartalom használatának teljes költségét, ez a költség gyakran nem elegendő.
5. A film optikai és mechanikai minőségi küszöbértékei
A műanyagzacskós gépek új és újrahasznosított anyagok keverékéből készülhetnek. De ahogy növekszik az újrahasznosított anyagok mennyisége, a minőség egyre gyengébb. Az iparági tapasztalatok szerint egy szabványos kiskereskedelmi táska gyakorlati határa 30-50% PCR. Ezenkívül a minőség jelentősen romlani kezdett mindaddig, amíg az újrahasznosított anyagok tiszták és állandó MFI-vel rendelkeznek.
Ezen túlmenően számos minőségi mutató romlik:
- Dart Drop Impact Strength (ASTM D1709): Ez a kulcsfontosságú biztonsági tesztzsák szilárdsága. A gél és az alacsonyabb molekulatömeg miatt több PCR-rel csökken. A zsákok eltörhetnek, ha a határérték alatt használják. Ez vásárlói panaszokhoz és esetleges jogi problémákhoz vezethet.
- Homály és tisztaság: Az újrahasznosított PE szinte mindig sárosabb, mint az új. Az eltávolítandó táskáknál,-mint például a terméktasakoknál, a ruhazsákoknál vagy az eltávolítandó bolti táskáknál-a magas PCR nem elégíti ki a termékigényt.
- A tömítési szilárdság összhangja: A varratok vékonyabbak lesznek a tömítési területen lévő szennyeződések miatt. A PCR növekedésével a hőzárás hőmérsékleti tartománya egyre szűkebb lesz. Ez azt jelenti, hogy szigorúbb hőmérséklet-szabályozásra van szükség. Sok régi táskagyártó erre nem képes.
6. Szabályozási és címkézési korlátozások
A fizikai korlátozások mellett az anyagok újrahasznosítására műanyag bevásárlótáska-gépeket használó gyártóknak a változó szabályokkal kell megküzdeniük. Ezek a szabályok befolyásolják, hogyan gondolkodnak a végtermékről.
Az Egyesült Államokban az FTC Green Guides (16 CFR Part 260) szabályokat határoz meg a környezetvédelmi állításokra, beleértve az „újrahasznosítási tartalom” címkéket is. Az állításokat a valódi PCR százalékos okmányos bizonyítékkal kell alátámasztani. A bizonyíthatónál nagyobb környezeti előnyök mellett sem érvelhetnek.
Az Európai Unióban a (2023-ban bevezetett és még fejlesztés alatt álló) európai zöld állításokról szóló irányelv várhatóan szigorúbb tanúsítási szabályokat vezet be a tartalomra vonatkozó állítások újrahasznosítására vonatkozóan. Ez magában foglalja a harmadik felek által végzett ellenőrzéseket is. A hibrid újrahasznosított anyagok gyártóinak dokumentálniuk kell és nyomon kell követniük a teljes folyamatot az újrahasznosító üzemig.
Ez további irodai munkát jelent. A kisebb táskagyártók-amelyek a világ táskagyártóinak nagy részét teszik ki-, túl nagy terhet találhatnak a ténylegesen elérhető újrahasznosított tartalom kis mennyiségéhez képest.
7. Mire van valójában szükség az értelmes haladáshoz
Lehetőség van több újrahasznosított anyag futtatására a műanyag bevásárlótáska gépeken keresztül. De ehhez pénz és munka kell a rendszer több részében, nem csak magában a gépben.
Nyersanyag minőség-ellenőrzés: Határozzon meg egyértelmű szabályokat a takarmányozásra (MFI tartomány, nedvességhatárok és szennyeződési küszöbértékek), és minden egyes tételt használat előtt teszteljen. Enélkül a gépi javítások reakció, nem tervezett rendszer.
Kompatibilizátorok és stabilizáló csomagok: A speciális kondicionálók segíthetnek csökkenteni az erőveszteséget és az újrahasznosított anyagokból származó hőkárosodást. Ezeket a beszállítók értékesítik, de műszaki felszerelést igényelnek és drágábbak.
Gépfrissítések: A vastagságot megváltoztató, a hőmérséklet-szabályozást és a formák alakját javító anyagokhoz használt csavarok növelhetik a tényleges PCR határértéket. Előfordulhat, hogy a régi gépeknek új alkatrészekre van szükségük ahhoz, hogy jóval 30% feletti újrahasznosított szinten működjenek.
Következtetés
Az újrahasznosított anyagokat használó műanyag zacskós gépekre vonatkozó korlátozások valósak és egyértelműek: inkonzisztens nyersanyagok, egyenetlen olvadékáramlás, gyorsabb gépkopás, szűkebb minőségi tartományok és új szabályalkotás. Mindez nem jelenti azt, hogy fel kell hagynunk az újrahasznosítható anyagok használatával. Ez azt jelenti, hogy technikai körültekintéssel kell megközelítenünk, ahelyett, hogy a százalékos célokat csak marketingdobozként kezeljük, amelyet ellenőrizni kell.
Valójában azok a gyártók haladnak előre, akik az újrahasznosított tartalmat anyagfejlesztési kérdésnek tekintik, nem csak vásárlás és csere kérdésének. Ez azt jelenti, hogy be kell fektetni az anyagszabályokba, nyomon kell követni a folyamatokat és szükség szerint frissíteni kell a gépeket. A 20%-tól 50%-ig terjedő PCR nem egyenes vonal. De megfelelő műszaki alappal meg lehet csinálni.
Referenciák:
- Ellen MacArthur Alapítvány. Az új műanyaggazdaság: A műanyagok jövőjének újragondolása. 2016.
- Giles, Harold F., Wagner, John R., Mount, Eldridge M. Extrusion: The Definitive Processing Guide and Handbook. William Andrew Kiadó, 2005.
- Hopewell, Jefferson, Dvorak, Robert, Kosior, Edward. "Műanyag újrahasznosítás: kihívások és lehetőségek." Philosophical Transactions of the Royal Society B, . 364. kötet, 2009.
- White, James L., Potente, Helmut. Csavaros extrudálás: Tudomány és technológia. Hanser Gardner kiadványok, 2003.
- ASTM International. ASTM D1709: Szabványos vizsgálati módszerek műanyag fólia ütésállóságára a szabadeső{2}}dart módszerrel. Aktuális kiadás.
- Amerikai Szövetségi Kereskedelmi Bizottság. Útmutató a környezeti marketing állítások használatához (Zöld útmutatók), 16 CFR Part 260. Felülvizsgálva 2012-ben.
