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迎难而上的多层包装回收新技术

来源:国际塑料商情 发布时间:2022-09-28 412
化工塑料橡胶塑料加工设备模具及零件材料处理、计量与检测原料及混合物添加剂及母粒其他增强塑料 特别报道
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随着包装相关法规的约束,塑料包装的利益相关者纷纷承诺,将提高包装使用的循环性。

回收多层包装一直是一项巨大的挑战。因为这种包装可能包含多达11个独立超薄层,如PE/PA、PP/PET薄膜以及铝、纸和印刷层,且每一层都有其特定的功能。它们组合在一起后,形成的轻质包装结构具有阻隔性能、强度和储存稳定性,为包装内容物提供了良好的保护。


但从回收角度看,人们很难将这些包装的各层分离。如果这些薄层是由不同材料制成的,即使它们能被分离,也可能会对回收流造成污染。因此,大多数多层包装在消费后都被填埋或焚烧,而进入回收流的废弃包装多数也会被“降级循环”,用来生产低质量的商品。这无疑也是资源浪费的一种表现。


随着包装相关法规的约束,塑料包装的利益相关者纷纷承诺,将提高包装使用的循环性。而要真正达到这些目标,相关前沿技术的支持必不可少。

利乐包装也能回收生产薄膜级LDPE


喝过牛奶或者饮料剩下的利乐包装盒、饮料盒可以回收吗?这其实不是一件容易的事情。因为这些由铝箔、木浆纸、聚乙烯塑料复合而成的铝塑纸包装材料不易自然分离,常被当作垃圾焚烧或填埋。既污染环境又浪费大量的可再生资源。


但科学家们总能找到合适的方法。K 2022期间,来自德国的Saperatec公司将展示一种新的扩展回收方法,用于解构薄层复合包装,并将其重新制成接近原始质量的材料。


在取得初步成功之后,2021年12月,Saperatec开始在其位于萨克森-安哈尔特州(Saxony-Anhalt)德绍(Dessau)的工厂建造其首个针对塑料、铝和纸制成的复合包装废弃物回收工厂。该工厂预计明年投产,每年处理约1.8万吨包装垃圾。



Saperatec是如何解构薄层复合包装的?简单来说,这家公司研发了一种神奇的分离液,可以渗透到包装多层结构的层与层中间,打开它们的通道,最终将它们分解成单独的层,从而将这些复合包装废弃物重新制成接近原生料质量的材料。


据悉,使用该技术的复合包装分离过程可大致分为五步。


1、粉碎。第一步是减小材料的尺寸,为分离液创造尽可能多的接触表面,简化材料处理的过程。


2、Saperatec的分离液。核心工艺包括在分离液中处理切碎的复合材料。分离过程通过搅拌和加热进行,直到各个部分完全分离。


3、洗涤。筛选出已经分离的产品,修复分离液可用于下次使用,然后用洗涤水清除产品上残留的化学物质。洗涤水也可以被修复并在下次使用。


4、分选。清洁后的产品进入传统的程序进行分类,如浮沉、过筛等。


5、干燥。如果有必要,可以进行最后的干燥和后处理,使得产品达到销售标准。


Saperatec用于复合包装分层的水基热洗液不含溶剂,可重复使用超过30次。该方法在材料科学实验室和接近工业的试点试验中进行了测试,生产的材料可以替代原始原材料,包括薄膜或箔基包装中使用的原材料。使用的所有化学品均符合欧盟食品接触法规。



Saperatec首席执行官Thorsten Hornung表示:“在我们的第一个工厂,我们将回收利用消费后饮料纸盒废弃物,以及工业后铝复合包装废弃物,生产薄膜级低密度聚乙烯 (LDPE) 。薄膜级rLDPE是有针对性的,目前正在测试其在非接触敏感包装的应用。未来计划向接触敏感应用发展。”


Thorsten继续解释说,通过避免塑料降解,Saperatec的分层工艺将处理后的废塑料输送到下游,“其质量与机械回收相同”。“因此,回收聚合物的质量通常很可观,这同时取决于废弃物原本的材料组成。此外,分层工艺旨在保护铝箔免受氧化,因此我们可以回收金属含量大于95%且氧化铝含量低于2%的铝。”


Thorsten补充说,Saperatec的方法,从分层前的预处理到之后的提纯,都使用来自知名供应商的标准回收设备。“工艺设备针对特定类型的输入进行配置。例如,对于饮料纸盒废弃物,使用脱纤维设备将纤维含量降低到足以分层的水平。”包括搅拌容器和脱水机在内的标准设备用于热洗阶段,也专门针对Saperatec的要求进行配置。



在全世界焚烧或填埋的1.4亿吨塑料包装垃圾中,复合包装占了很大一部分。谈及回收生产过程,Hornung强调,Saperatec 正在从造纸厂采购使用过的饮料纸盒废料 (UBC),这些造纸厂专门将消费后的UBC从德国包装废弃物收集和分类系统中挑选出来。“目前,我们正在与行业协会和垃圾分类公司开展一个项目,以确定从德国普通家用包装垃圾收集和分类系统中供应铝箔复合包装废弃物的最佳途径。在第一个运营阶段,该工厂将从这种类型的废弃物搜集转运途径中找到合适的废弃物。”Hornung说道。

削弱多层薄膜包装中聚氨酯(PU)胶粘剂的粘合强度帮助回收


除了利乐包装,由多层薄膜制成的软包装在现代日常生活中也是必不可少的。然而,使用后,此种软包装中的粘合薄膜很难彼此分离,最终难以进入回收流。


目前,科思创为回收公司和包装制造商开发了一种技术工艺来针对性地解决这个问题:在用聚氨酯(PU)胶粘剂复合的多层薄膜包装中,由于采用了新技术,相应的材料可以再次彼此分离。在今年K展上,科思创将隆重展示该技术。


在此过程中,一种特殊的分离剂会专门削弱PU粘合剂的粘合强度。由于分离剂是由天然成分和水组成,因此具有很好的可持续性。对于包装制造商和回收商来说,该工艺具有很大的优势。科思创胶粘剂新业务开发经理Thomas Fait领导了实验室规模的技术开发,并表示:“我们的专业知识可以帮助他们更好地利用包装的剩余价值,从而为回收行业提供更多的原料。通过这样的项目,我们为实现我们的企业愿景做出了贡献:让循环经济成为现实。”为此,科思创也在积极寻找来自包装盒回收行业的潜在合作伙伴,共同进一步开发该工艺。

涂料解决方案让多层包装干净利落地分离各层


在让多层包装干净利落地分离各层,从而实现废弃包装的机械回收的问题上,路博润也给出了独家的解决方案——该公司已经开发出了支持层间分离(机械)和单组分方法的涂料解决方案。这种方法涉及在层与层之间涂上一层涂料,使薄层能够被干净利落地分离开,以便在适当的位置被捕获。清洁分离后的多层包装可以被归类为可回收利用,有价值的材料可以被重新捕获并回馈到系统当中。机械回收之后,路博润将剩余的小碎片转移到化学处理,以完成整个回收过程。


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在K 2022上,科思创将展示一种分离层压薄膜的新工艺,使回收成为可能( © 科思创)


“我们从一开始就选择了这种方法,因为我们认为它的成功机会最高,而这已经在一家独立测试中心的最新结果中得到了证实。该测试证实,这种用于多层包装的机械分离解决方案可以完美地回收各种塑料薄膜,同时还能保持其透明度和机械性能,而且不需要改变标准的回收流程。”路博润表示。


该方法所使用的聚丙烯可以被回收和循环利用。路博润表示,其能够制造出一种可以再次使用的透明聚丙烯,并将对回收的聚丙烯进行更多的测试,以确定它是否符合欧盟食品包装使用标准。

Ampacet推出增容剂母粒用以回收多材料包装


利用增容剂实现废旧塑料的共混再生,使之成为新的塑料合金或改性塑料,是有效解决塑料污染问题、降低经济成本、提高社会效益的有效方式。


针对由聚烯烃和功能聚合物组成的多材料塑料包装,全球母粒领导者Ampacet 推出了REVIVETM 962 E 增溶剂母粒,使得该类包装薄膜在回收时,可以避免非聚烯烃成分干扰聚烯烃成分的回收流,确保废弃包装升级回收到新包装的质量水平。Ampacet将在今年的K展展示这项新材料。


据悉,REVIVETM 962 E 在保持光学和机械性能的同时,能将EVOH 基聚烯烃阻隔膜的工业废料返回到原始薄膜结构的内部回收利用。该款增容剂提高了再加工聚合物混合物的均匀性和透明度。用这些共混物制成的薄膜的机械性能与主要的基础聚合物相似。
 
关于PE/PA多层薄膜机械回收的新见解


近期,巴斯夫与cyclos-HTP 研究所合作,共同发表了关于含聚酰胺的共挤软包装薄膜(PE/PA 多层薄膜)的机械回收的新见解。


作为一个独立的测试和认证机构,cyclos HTP代表巴斯夫系统地研究了PE/PA多层膜的可回收性,并于2021确认了其结果。这些调查的结论现已在BASF和cyclos HTP网站上的出版物中提供。


在测试中,PA6和PA6/6.6浓度高达30%的共挤PE/PA多层薄膜与连接层材料一起使用。基于既定的CHI标准,cyclos-HTP测试了这些薄膜在来自家用软塑料包装废物的商业分拣过程的PE薄膜流中的回收兼容性和可回收性。


此外,cyclos HTP研究所通过逐案审查,利用这些最新结果对单个柔性PE/PA包装结构的可回收性进行了差异化认证。


出版物摘录指出,“由于包装材料的可回收性分类与政治和经济利益密切相关,因此,在考虑实际限制的同时,采用整体方法评估单个聚合物和相关包装解决方案的优缺点不仅是不可能的,而且在个别情况下也不需要。”


来源:荣格-《国际塑料商情》

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