Pārstrādāta plastmasa tagad ir izplatīta tēma iepakojumā. Cilvēki vēlas samazināt atkritumu daudzumu. Likums nosaka, ka uzņēmumiem ir jāņem atpakaļ vecais iepakojums. Zīmols sola izmantot vairāk pārstrādātu materiālu. Tāpēc ražotāji pārbauda, cik daudz pārstrādājamas plastmasas viņi var ievietot mašīnās. Tas ietver plastmasas maisiņu iekārtas. Atbilde ir vienkārša: pirms vairāk nekā desmit gadiem. Bet tas joprojām ir tālu no daudziem mērķiem.
Plaisa starp lielo solījumu un to, ko var darīt mašīnas, ir pelnījusi rūpīgu izpēti. Pārstrādāta plastmasa rada daudz problēmu. Viņi ātrāk nolieto mašīnu. Tie samazina produkcijas kvalitāti. Tie maina procesa stabilitāti. Tie grauj produkta konsistenci. Šo ierobežojumu izpratne nenozīmē, ka mums nevajadzētu izmantot pārstrādātus materiālus. Tas nozīmē, ka mums tie ir jāizmanto gudri.
1. Piesārņojuma problēma pirms iekārtas
Jebkuri polimēri tiek savākti, šķiroti, iztīrīti un granulēti pirms nonākšanas plastmasas iepirkumu maisiņu iekārtās. Katrs solis pievieno atšķirību, kas nav atrodama jaunos sveķos.
Pēc-patērētāju otrreizēji pārstrādāts polietilēns (PCR-PE) ir galvenā pārstrādāto iepirkumu maisiņu sastāvdaļa. Bet tas reti ir tīrs veids. Tajā tiek sajaukta LDPE plēve, augsta -blīvuma polietilēna (ABPE) pudeles, polipropilēna vāciņi, papīra etiķetes, līme un mazi pārtikas gabaliņi. Pat pēc tīrīšanas un šķirošanas mehāniskā pārstrāde nepadara to tik tīru kā jauni materiāli.
Tādējādi praksē reģenerētajām daļiņām ir dažādas pakāpes:
- Mitrums: ja atgūtās daļiņas labi neizžūst, uz izpūstās plēves var veidoties burbuļi, līnijas un virsmas defekti. Kad jauns LDPE nonāk ekstrūderī, tas parasti satur mazāk nekā 200 ppm ūdens. Tomēr pēc patērēšanas vairāk IAL tiks pārstrādāti, ja tie netiks pareizi izžāvēti.
- Ne{0}}PE izstrādājumi: polipropilēns un citi dažādi polimēri var radīt plēves vājo vietu. Pat ja tie ir mazāki par 1% no kopējā svara, tie var izraisīt lokālus trūkumus. Šie plankumi samazina šautriņu kritiena ietekmi.
- Krāsas un tintes paliekas: krāsas un tintes paliekas no vecā iepakojuma padara galīgo plēvi mazāk viendabīgu. Dabiskas vai gaišas krāsas{1}}maisus ir īpaši grūti iztīrīt, ja tiek izmantots liels daudzums otrreiz pārstrādātu materiālu.
2. Reoloģiskā mainība un tās ietekme uz ekstrūzijas stabilitāti
Katrai plastmasas iepirkumu maisiņu mašīnai, kurā tiek izmantota pūta plēve, ir nepieciešama vienmērīga kausējuma plūsma no polimēra ekstrūderā. Kušanas plūsmas indekss (MFI) ir mērs, cik viegli polimēri plūst zem noteikta svara. Tas ir vissvarīgākais iestatījums, lai burbuļi būtu stabili un plēves biezums būtu vienāds.
Jaunie LDPE parasti tiek ražoti šaurā MFI diapazonā, parasti 0,3-2,0 g/10 min atkarībā no lietošanas veida. Tomēr MFI izmaiņas pēc patēriņa otrreizējā polietilēnā parasti ir ± 30 – 50% pat pēc vienreizējas lietošanas. Tas ir tāpēc, ka pārstrādātais materiāls ir izgatavots no dažādu ražotāju sveķu maisījuma ar dažādām kategorijām.
Kad MFI darbības laikā mainās, ir jāsaglabā tādas pašas izejas ātruma izmaiņas kā skrūves ātrumam. Spiediens presēšanas spraugā mainās. sala līnijas augstuma augstuma izmaiņas. Visas šīs izmaiņas ietekmē plēves biezumu. Platums var palikt ± 3–5% uz stabilas neapstrādātu sveķu līnijas. Pārstrādājamo materiālu ūdens saturs ir ± ± 10 – 15% ar sliktu materiāla konsistenci. Tas tieši ietekmē auduma maisiņa izturību un blīvējuma kvalitāti.
Operatori mēģina atrisināt šo problēmu, palielinot skrūves pretspiedienu vai mainot veidņu temperatūru. Tomēr ir ierobežojums, cik daudz viņi var pielāgot, ja barība būtiski mainās no vienas partijas uz nākamo.
3. Termiskā noārdīšanās un molekulmasas samazināšana
Polietilēns sadalās no siltuma un skābekļa ikreiz, kad to apstrādā. Pirmās membrānas veidošanās laikā polimērs tiek uzkarsēts vienu reizi. Mehāniskās reģenerācijas laikā tie tiek atkārtoti uzsildīti granulēšanas laikā. Pārstrādātās daļiņas tiek uzkarsētas trīs reizes, kad tās nonāk plastmasas maisiņu mašīnā.
Katrs sildīšanas solis izraisa ķēdes pārrāvumu. Tas nozīmē, ka garās polimēru ķēdes var sadalīties īsākos gabalos. Tas samazina molekulmasu. Tas samazinās stiepes izturību un pagarinājumu lūzuma laikā. Katrs piliens bija atšķirīgs. Daudz kas ir atkarīgs no stabilizatoriem oriģinālajos sveķos. Bet kopējais efekts ir izmērāms.
Mehāniski pārstrādāta LDPE pētījumi liecina, ka pēc diviem vai trim pārstrādes cikliem stiepes izturība, salīdzinot ar jauniem materiāliem, samazinās par 15–30%. Daudzos gadījumos lūzuma pagarinājums samazinās ātrāk nekā stiepes izturība.
Antioksidantu stabilizatoru pievienošana savienojumam var palīdzēt samazināt šo sadalījumu. Bet viņi tērē vairāk. Viņiem ir vajadzīgas precīzas summas. Šajā procesā tika pievienota vēl viena kontrolējama lieta.
4. Mašīnas nolietošanās un apkopes biežums
Piesārņoti pārstrādātie materiāli nodilst ekstrūdera daļas ātrāk nekā jauni materiāli. Tas ir atspoguļots tālāk norādītajā veidā.
Abrazīvs nodilums uz skrūvgriežiem un ieroču stobriem: kalcija karbonāts uz smiltīm, stikla lauskas un papīra etiķetes ir kā smilšpapīrs uz skrūvgriežiem un ieroču stobriem. Jaunā sveķu līnijā tapas var darboties nepārtraukti vairākus gadus. Izmantojot netīrus pārstrādājamus materiālus, laiks būs īsāks. Tas ir atkarīgs no tā, cik daudz netīrumu un cik cietas ir skrūves un mucas.
Halogenēto piesārņotāju korozijas nodilums: ja PVC nokļūst (kad atdalīšana nav pilnīga), apstrādes temperatūrā tas izdala sālsskābi. Ūdeņraža hlorīds uzbrūk mucu tērauda un veidņu virsmām. Pat tikai 0,1–0,5% PVC.
lūpu uzkrāšanās (Mold Lip Slobber): mazas sadalītas molekulas un atliekas pārstrādājamā materiālā, kas uzkrājas uz pelējuma lūpas. Tas nozīmē vairāk tīrīšanas pieturu. Uz jaunas sveķu līnijas standarta maisi tiek ražoti un tīrīti katrā maiņā. Līnijās, kurās ir daudz pārstrādātu materiālu un slikti stabilizatori, tie ir jātīra ik pēc stundas vai biežāk. Tas tieši samazina mašīnas darbības laiku.
Šīs apkopes problēmas palielina izmaksas par kilogramu produkcijas. Apsverot kopējās izmaksas par pārstrādāta satura izmantošanu, šīs izmaksas bieži vien ir nepietiekamas.
5. Filmas optiskās un mehāniskās kvalitātes sliekšņi
Plastmasas maisiņu mašīnas var izgatavot no jaunu un pārstrādātu materiālu maisījuma. Bet, palielinoties pārstrādātā materiāla daudzumam, kvalitāte kļūst arvien zemāka. No nozares pieredzes liecina, ka standarta mazumtirdzniecības maisiņu praktiskais ierobežojums ir 30–50% PCR. Turklāt kvalitāte sāka ievērojami samazināties, kamēr pārstrādātie materiāli ir tīri un tiem ir stabila MFI.
Turklāt vairāki kvalitātes rādītāji pasliktinās:
- Šautriņu kritiena triecienizturība (ASTM D1709): šī ir galvenā drošības pārbaudes maisa izturība. Gēla un mazākas molekulmasas dēļ tas samazinās, palielinoties PCR. Somas var saplīst, ja tās tiek izmantotas zem limita. Tas var novest pie klientu sūdzībām un iespējamām juridiskām problēmām.
- Migla un skaidrība: pārstrādāta PE gandrīz vienmēr ir dubļaināka par jaunu. Somas, kas ir jāizņem,-piemēram, ražošanas maisiņi, apģērba maisiņi vai izņemšanas veikala maisiņi-augsts PCR neatbilst produkta pieprasījumam.
- Blīvējuma stiprības konsistence: šuves būs plānākas netīrumu dēļ blīvējuma zonā. Palielinoties PCR, termiskā blīvējuma temperatūras diapazons kļūst arvien šaurāks. Tas nozīmē, ka ir nepieciešama stingrāka temperatūras kontrole. Daudzi vecie maisu ražotāji to nevar izdarīt.
6. Normatīvie un marķēšanas ierobežojumi
Papildus fiziskiem ierobežojumiem ražotājiem, kas izmanto plastmasas iepirkumu maisiņu iekārtas materiālu pārstrādei, būs jārisina mainīgie noteikumi. Šie noteikumi ietekmē to, kā viņi domā par galaproduktu.
Amerikas Savienotajās Valstīs FTC Zaļās rokasgrāmatas (16 CFR Part 260) nosaka noteikumus vides apgalvojumiem, tostarp "pārstrādes satura" etiķetēm. Pretenzijas jāpamato ar dokumentāriem pierādījumiem par patieso PCR procentuālo daļu. Viņi arī nevar argumentēt par lielāku ieguvumu videi, nekā var pierādīt.
Paredzams, ka Eiropas Savienībā Eiropas Zaļo apgalvojumu direktīva (ieviesta 2023. gadā un joprojām tiek izstrādāta) ieviesīs stingrākus sertifikācijas noteikumus satura apgalvojumu pārstrādei. Tas ietver trešo pušu-pārbaudes. Hibrīdu pārstrādāto materiālu ražotājiem būs jādokumentē un jāseko līdzi visam procesam līdz pārstrādes rūpnīcai.
Tas rada papildu biroja darbu. Mazākiem somu ražotājiem,-kuriem ir liela daļa no pasaules somu ražotājiem,-var šķist pārāk liels slogs salīdzinājumā ar nelielo otrreizēji pārstrādātā satura daudzumu, kas viņiem faktiski ir pieejams.
7. Kas patiesībā ir vajadzīgs nozīmīgam progresam
Izmantojot plastmasas iepirkumu maisiņu automātus, ir iespējams palaist vairāk pārstrādātu materiālu. Bet tas prasa naudu un darbu vairākās sistēmas daļās, ne tikai pašā mašīnā.
Izejvielu kvalitātes kontrole: izveidojiet skaidrus noteikumus barībai (MFI diapazons, mitruma ierobežojumi un netīrumu sliekšņi) un pārbaudiet katru partiju pirms lietošanas. Bez tā mašīnu labojumi ir reakcija, nevis plānota sistēma.
Saderīgie līdzekļi un stabilizatoru paketes: īpašie kondicionieri var palīdzēt samazināt stiprības zudumu un samazināt siltuma radītos bojājumus no pārstrādātiem materiāliem. Tos pārdod piegādātāji, taču tiem ir nepieciešams tehniskais aprīkojums un tie ir dārgāki.
Mašīnu jauninājumi: Skrūves materiāliem, kas maina biezumu, uzlabo temperatūras kontroli un uzlabo veidņu formu, var palielināt faktisko PCR robežu. Vecām iekārtām var būt vajadzīgas jaunas detaļas, lai tās darbotos daudz vairāk par 30 %.
Secinājums
Ierobežojumi plastmasas maisiņu iekārtām, kurās izmanto pārstrādātus materiālus, ir reāli un skaidri: nekonsekventi izejmateriāli, nevienmērīgas kausējuma plūsmas, ātrāks iekārtu nodilums, šaurāki kvalitātes diapazoni un jauni noteikumi. Nekas no tā nenozīmē, ka mums vajadzētu pārtraukt izmantot pārstrādājamus materiālus. To nozīme ir tāda, ka mums tas ir jāpieiet ar tehnisku piesardzību, nevis vienkārši jāuzskata procentuālie mērķi kā pārbaudāmie mārketinga lodziņi.
Ražotāji, kas gūst reālu progresu, ir tie, kuri uzskata, ka pārstrādāts saturs ir materiālu izstrādes jautājums, nevis tikai pirkšanas un maiņas jautājums. Tas nozīmē ieguldījumus materiālu noteikumos, procesu izsekošanu un iekārtu jaunināšanu pēc vajadzības. PCR no 20% līdz 50% nav taisna līnija. Bet to var izdarīt ar pareizo tehnisko pamatu.
Atsauces:
- Elenas Makartūras fonds. Jaunā plastmasas ekonomika: plastmasas nākotnes pārdomāšana. 2016.
- Giles, Harold F., Wagner, John R., Mount, Eldridge M. Extrusion: The Definitive Processing Guide and Handbook. Viljama Endrjū Publishing, 2005.
- Hopevels, Džefersons, Dvoržāks, Roberts, Kosiors, Edvards. "Plastmasas pārstrāde: izaicinājumi un iespējas." Karaliskās biedrības filozofiskie darījumi B, . 364. sējums, 2009. gads.
- Vaits, Džeimss L., Potente, Helmuts. Skrūvju ekstrūzija: zinātne un tehnoloģija. Hansera Gārdnera publikācijas, 2003.
- ASTM International. ASTM D1709: standarta testa metodes plastmasas plēves triecienizturībai, izmantojot brīvās krītošās šautriņas metodi. Pašreizējais izdevums.
- ASV Federālā tirdzniecības komisija. Vides mārketinga apgalvojumu izmantošanas rokasgrāmatas (zaļie ceļveži), 16. CFR 260. daļa. Pārskatīts 2012. gadā.
