Endurunnið plast er nú algengt umræðuefni í umbúðum. Fólk vill minnka sóun. Lögin kveða á um að fyrirtæki taki gamlar umbúðir til baka. Vörumerkið lofar að nota meira endurunnið efni. Þannig að framleiðendur eru að prófa hversu mikið endurvinnanlegt plast þeir geta sett í vélar. Þetta felur í sér plastpokavélar. Svarið er einfalt: fyrir meira en áratug síðan. En það er samt langt frá mörgum markmiðunum.
Bilið á milli stórra loforða og þess sem vélar geta gert verðskuldar vandlega rannsókn. Endurunnið plast veldur miklum vandræðum. Þeir slitna vélinni hraðar. Þeir draga úr framleiðslugæðum. Þeir breyta stöðugleika ferlisins. Þeir grafa undan samræmi vörunnar. Að skilja þessar takmarkanir þýðir ekki að við ættum ekki að nota endurunnið efni. Það þýðir að við þurfum að nota þau á skynsamlegan hátt.
1. Mengunarvandamálið framan við vélina
Öllum fjölliðum er safnað, flokkað, hreinsað og kornað áður en farið er í plastinnkaupapokavélar. Hvert skref bætir við mun sem ekki er að finna í nýju plastefni.
Endurunnið pólýetýlen (PCR-PE) er lykilefni í endurunnum innkaupapoka. En það er sjaldan hrein tegund. Það blandar saman LDPE filmu, há-þéttleika pólýetýlenflöskum (HDPE), pólýprópýlenhettum, pappírsmiðum, lími og litlum matarklumpum. Jafnvel eftir hreinsun og flokkun gerir vélræn endurvinnsla það ekki eins hreint og nýtt efni.
Þannig hafa endurmyndaðar agnir í reynd mismikið af:
- Raki: Ef endurheimtar agnir þorna ekki vel geta loftbólur, línur og yfirborðsgallar myndast á blásnu filmunni. Þegar nýtt LDPE kemur inn í extruderinn inniheldur það venjulega minna en 200 ppm af vatni. Hins vegar verður meira af persónuhlífum endurunnið eftir neyslu ef það er ekki þurrkað á réttan hátt.
- Non-PE hlutir: Pólýprópýlen og aðrar mismunandi fjölliður geta skapað veikan blett í filmunni. Jafnvel þótt þau séu innan við 1% af heildarþyngdinni geta þau leitt til staðbundinna veikleika. Þessir blettir draga úr áhrifum pílufallsins.
- Litur og blekleifar: Leifar af málningu og bleki úr gömlum umbúðum gera lokafilmuna minna einsleita á litinn. Náttúrulegir eða ljós-litaðir pokar eru sérstaklega erfiðar að þrífa þegar notað er mikið magn af endurunnum efnum.
2. Rheological breytileiki og hvað það gerir til útpressunar stöðugleika
Sérhver plastinnkaupapokavél sem notar blásna filmu krefst stöðugs bræðsluflæðis frá fjölliðunni inn í extruderinn. Melt Flow Index (MFI) er mælikvarði á hversu auðveldlega fjölliður flæða undir ákveðinni þyngd. Það er mikilvægasta stillingin til að halda loftbólum stöðugum og filmuþykkt einsleitri.
Nýtt LDPE er venjulega framleitt á þröngu MFI-sviði, venjulega 0,3-2,0 g/10 mín eftir notkun. Hins vegar eru MFI breytingar á endurunnu pólýetýleni eftir neyslu venjulega ± 30 – 50%, jafnvel eftir einnota notkun. Þetta er vegna þess að endurunnið efni er búið til úr blöndu af plastefni frá mismunandi framleiðendum með mismunandi einkunnum.
Þegar MFI breytist meðan á notkun stendur er nauðsynlegt að viðhalda sömu framleiðsluhraðabreytingu og skrúfuhraðinn. Þrýstingurinn í bilinu breytist. frostlínuhæðarhæðarbreytingar. Allar þessar breytingar hafa áhrif á filmuþykkt. Breidd getur haldist ± 3 – 5% á stöðugri hráefnislínu. Vatnsinnihald endurvinnanlegra efna er ± ± 10 – 15% með lélegu efnissamkvæmni. Þetta hefur bein áhrif á styrkleika og þéttingargæði klútpokans.
Rekstraraðilar reyna að leysa þetta vandamál með því að auka skrúfubakþrýsting eða breyta moldarhitastigi. Hins vegar eru takmörk fyrir því hversu mikið þeir geta stillt sig þegar fóðrið breytist verulega frá einni lotu til annarrar.
3. Hita niðurbrot og mólþyngdarlækkun
Pólýetýlen brotnar niður úr hita og súrefni í hvert sinn sem það er unnið. Við fyrstu himnumyndun er fjölliðan hituð einu sinni. Við vélrænan endurheimt eru þau endurhituð við kornun. Endurunnu agnirnar eru hitnar þrisvar sinnum þegar þær fara í plastpokavélina.
Hvert skref upphitunar veldur því að keðja slitnar. Þetta þýðir að langar fjölliðakeðjur geta brotnað í styttri hluta. Þetta lækkar mólþunga. Þetta mun draga úr togstyrk og lenging við brot. Hver dropi var öðruvísi. Mikið veltur á sveiflujöfnuninni í upprunalegu plastefninu. En heildaráhrifin eru mælanleg.
Rannsóknir á vélrænt endurunnið LDPE sýna að togstyrkur minnkar um 15–30% miðað við ný efni eftir tvær eða þrjár endurvinnslulotur. Í mörgum tilfellum minnkar brotlenging hraðar en togstyrkur.
Með því að bæta andoxunarstöðvum við efnasambandið getur það hjálpað til við að draga úr þessari niðurbroti. En þeir eyða meira. Þeir þurfa nákvæmar upphæðir. Í því ferli var annað til að stjórna bætt við.
4. Slit og viðhaldstíðni véla
Mengað endurunnið efni slitnar hraðar en ný efni. Þetta endurspeglast í eftirfarandi:
Slípiefni á skrúfjárn og byssuhlaup: kalsíumkarbónat á sandi, glerbrot og pappírsmiða er eins og sandpappír á skrúfjárn og byssuhlaup. Á nýrri plastefnislínu geta pinnar virkað samfellt í nokkur ár. Með óhreinum endurvinnanlegum efnum verður tíminn styttri. Það fer eftir því hversu mikil óhreinindi eru og hversu harðar skrúfur og tunnur eru.
Tæringarslit halógenaðra aðskotaefna: Ef PVC kemst inn (þegar aðskilnaður er ófullkominn) losar það saltsýru við vinnsluhitastig. Vetnisklóríð ræðst á tunnustál og mygluflötur. Jafnvel bara 0,1–0,5% PVC.
vöruppbygging (Mold Lip Slobber): Lítil brotnar sameindir og leifar í endurvinnanlegu efni sem safnast fyrir á Mold Lip. Það þýðir að fleiri þrif stöðvast. Á nýrri plastefnislínu eru venjulegir pokar framleiddir og hreinsaðir á hverri vakt. Á línum með mikið af endurunnum efnum og lélegum sveiflujöfnum þarf að þrífa þær á klukkutíma fresti eða oftar. Þetta dregur beint úr notkunartíma vélarinnar.
Þessi viðhaldsvandamál auka kostnað á hvert kíló af framleiðslu. Þegar litið er til heildarkostnaðar við að nota endurunnið efni er sá kostnaður oft ófullnægjandi.
5. Film Optical og Mechanical Quality Thresholds
Hægt er að búa til plastpokavélar úr blöndu af nýjum og endurunnum efnum. En eftir því sem magn endurunnar efnis eykst fara gæðin sífellt minni. Af reynslu í iðnaðinum eru hagnýt mörk venjulegs smásölupoka 30–50% PCR. Að auki fóru gæðin að minnka verulega, svo framarlega sem endurunnið efni er hreint og hefur stöðugt MFI.
Fyrir utan það versna nokkrir gæðavísar:
- Höggstyrkur pílufalls (ASTM D1709): Þetta er lykilstyrkur öryggisprófunarpoka. Vegna hlaupsins og lægri mólþunga minnkar það með meiri PCR. Töskur geta brotnað ef þær eru notaðar undir mörkum. Þetta getur leitt til kvartana viðskiptavina og hugsanlegra lagalegra vandamála.
- Þoka og skýrleiki: Endurunnið PE er næstum alltaf drullara en nýtt. Fyrir töskur sem þarf að fjarlægja-eins og framleiðslutöskur, fatatöskur eða töskur í flutningabúðum-uppfyllir mikil PCR ekki eftirspurn eftir vöru.
- Samræmi þéttingarstyrks: Saumar verða þynnri vegna óhreininda á þéttingarsvæðinu. Með aukningu PCR verður hitastigssvið hitaþéttingar sífellt þrengra. Þetta þýðir að þörf er á strangari hitastýringu. Margir gamlir töskuframleiðendur geta það ekki.
6. Reglugerðar- og merkingartakmarkanir
Auk líkamlegra takmarkana munu framleiðendur sem nota innkaupapokavélar úr plasti til að endurvinna efni þurfa að takast á við breyttar reglur. Þessar reglur hafa áhrif á hvernig þeir hugsa um lokaafurðina.
Í Bandaríkjunum eru Grænar leiðbeiningar FTC (16 CFR Part 260) settar fram reglur um umhverfisfullyrðingar, þar með talið „endurvinnsluefni“. Fullyrðingar verða að vera studdar af skjölum um raunverulegt PCR hlutfall. Þeir geta heldur ekki fært rök fyrir meiri umhverfisávinningi en hægt er að sanna.
Í Evrópusambandinu er gert ráð fyrir að evrópska tilskipunin um grænar kröfur (innleidd árið 2023 og enn í þróun) taki upp strangari vottunarreglur fyrir fullyrðingar um endurvinnsluefni. Þetta felur í sér skoðanir þriðju-aðila. Framleiðendur blendinga endurunninna efna þurfa að skrá og rekja allt ferlið til endurvinnslustöðvarinnar.
Þetta bætir við auka skrifstofuvinnu. Minni töskuframleiðendum-sem eru stór hluti töskuframleiðenda í heiminum-kann að finnast álagið of mikið miðað við lítið magn af endurunnu efni sem þeir hafa í raun tiltækt.
7. Hvaða merkingarbærar framfarir krefjast í raun og veru
Það er hægt að keyra meira endurunnið efni í gegnum innkaupapokavélar úr plasti. En það þarf peninga og vinnu í nokkrum hlutum kerfisins, ekki bara vélina sjálfa.
Gæðaeftirlit með hráefni: Settu skýrar reglur um fóður (MFI svið, rakamörk og óhreinindi) og prófaðu hverja lotu fyrir notkun. Án þess eru lagfæringar á vélum viðbragð, ekki skipulagt kerfi.
Samhæfingarefni og sveiflujöfnunarpakkar: Sérstök hárnæring getur hjálpað til við að draga úr styrktapi og draga úr hitaskemmdum frá endurunnum efnum. Þessar eru seldar af birgjum en krefjast tæknibúnaðar og eru dýrari.
Vélaruppfærslur: Skrúfur fyrir efni sem breyta þykkt, bæta hitastýringu og bæta lögun myglunnar geta aukið raunveruleg PCR mörk. Gamlar vélar gætu þurft nýja íhluti til að vinna í magni sem er vel yfir 30% endurunnið.
Niðurstaða
Takmarkanir á plastpokavélum sem nota endurunnið efni eru raunverulegar og skýrar: ósamræmi hráefna, ójafnt bræðsluflæði, hraðari slit á vélum, þrengra gæðasvið og ný reglusetning. Ekkert af þessu þýðir að við ættum að hætta að nota endurvinnanlegt efni. Það sem þeir meina er að við þurfum að nálgast það með tæknilegri varúð, frekar en að líta bara á prósentumarkmið sem markaðsbox til að athuga.
Framleiðendurnir sem eru að ná raunverulegum framförum eru þeir sem líta á endurunnið efni sem efnistækni, ekki bara spurning um að kaupa og skipta. Það þýðir að fjárfesta í efnisreglum, rekja ferli og uppfæra vélar eftir þörfum. PCR frá 20% til 50% er ekki bein lína. En það er hægt að gera það með réttum tæknilegum grunni.
Heimildir:
- Ellen MacArthur Foundation. The New Plastics Economy: Rethinking the Future of Plastics. 2016.
- Giles, Harold F., Wagner, John R., Mount, Eldridge M. Extrusion: The Definitive Processing Guide and Handbook. William Andrew Publishing, 2005.
- Hopewell, Jefferson, Dvorak, Robert, Kosior, Edward. "Endurvinnsla plasts: áskoranir og tækifæri." Philosophical Transactions of the Royal Society B, Vol. 364, 2009.
- White, James L., Potente, Helmut. Skrúfaútdráttur: Vísindi og tækni. Hanser Gardner útgáfur, 2003.
- ASTM International. ASTM D1709: Staðlaðar prófunaraðferðir fyrir höggþol plastfilmu með Free-Falling Dart-aðferðinni. Núverandi útgáfa.
- Bandaríska viðskiptanefndin. Guides for the Use of Environmental Marketing Claims (Green Guides), 16 CFR Part 260. Endurskoðaður 2012.
