Kierrätettävät yksittäismateriaalirakenteet ovat olleet täydessä vauhdissa kotimaisilla pakkausmarkkinoilla. Useimmat sovellukset keskittyvät kuitenkin edelleen matalan ja keskisuuren eston aloille. Miten kierrätettävät yksittäismateriaalirakenteet voidaan toteuttaa korkean eston alalla tai jopa korkean lämpötilan kypsennyksen korkean eston alalla? Tällä hetkellä jotkut yritykset tuottavat yleensä yhdestä materiaalista valmistettuja pakkauksia, täyttävätkö ne täysin kierrätysvaatimukset? Ensinnäkin, mitä on kierrätettävä yksimateriaalinen rakenne? Vaikka kierrätettävät yksittäismateriaalirakenteet ovat olleet erittäin suosittuja kotimarkkinoilla, jotkut yritykset tuottavat kierrätyssertifioituja yksimateriaalisia pakkauksia, joiden talteenottoprosentti ei ole korkea. Kuva 1 esittää Saksan riippumattoman ammatillisen arviointi- ja sertifiointiyrityksen "Institute Cyclos-HTP Institute" -laitoksen toimittamia testitietoja komposiittipakkausten talteenottoasteesta. Tällä hetkellä se on myöntänyt kymmeniä tuhansia kierrätyssertifikaatteja maailmanlaajuisesti. Kiinassa kymmenet yritykset, kuten Huizhou Baoba ja Daoco, ovat myös saaneet tämän laitoksen myöntämiä sertifikaatteja. Nämä talteenotot ovat komposiittipakkaustuotteiden testituloksia, joiden kokonaisrakenne vastaa yhden materiaalin rakennetta. Miksi ero on niin suuri?
Eurooppalaisten CEFLEX-ohjeiden ja saksalaisen Institute Cyclos-HTP:n tietojen mukaan erittäin puhtaiden materiaalien talteenottoasteet ovat seuraavat: yksinkertainen polypropeenikalvo (PP), yksinkertainen polyeteenikalvo (PE) ja yksinkertainen polyesterikalvo (PET) tarjoavat korkeimmat talteenottoasteet: Korkean talteenoton omaava polyolefiinikomposiittirakennekalvo: kierrätettävä ja komposiittirakenteessa ei saa olla PA:ta, PVDC:tä tai alumiinifoliota, eikä siinä saa olla muita kuin päämateriaalikomponentteja (kuten mustetta, liimaa, alumiinipinnoitusta, EVOH:ta jne.) yhteensä enintään 5 %. Sallittu määrä ainesosia on kokonaispitoisuus, ei erillisiä osia. Tämä on altis virheille yritysten suunnittelussa ja tuoterakenteessa, mikä johtaa alhaiseen talteenottoasteeseen sertifioinnin yhteydessä.
Tyhjiöhaihdutusprosessi voi parantaa veden ja hapen kestävyyden kaksoisestotoimintoa, mikä on myös tapa parantaa tällä hetkellä korkeinta estetoimintoa ja prosessi, jolla on korkein veden ja hapen kestävyyden ominaisuus. Tyhjiöhaihdutus on yksi prosesseista, joissa on pienin ei-päämateriaalien osuus kaikista nostoesteprosesseista. Alumiinipinnoituskerroksen paksuus on vain 0,02–0,03 u, mikä on hyvin pieni osuus eikä vaikuta kierrätettävyyden periaatteeseen. Kierrätettävyyden lähtökohtana yleisimmin käytetty pinnoitusprosessi on PVA-pinnoitus, joka voi parantaa hapen kestävyyttä. Pinnoitusprosessin paksuus on noin 1–3 u, mikä on suhteellisen pieni määrä. Hapen kestävyyden kannalta se on kustannustehokas prosessi, joka noudattaa kierrätettävyyden periaatetta. Mutta PVA:lla on kaksi ilmeistä heikkoutta: ensinnäkin se ei pysäytä vettä; toiseksi, se menettää helposti hapen kestävyyden veden imeytymisen jälkeen. Kierrätettävyyden lähtökohtana EVOH-koekstruusio on tällä hetkellä yleisimmin käytetty koekstruusioprosessi, kun taas laajalti käytetty PA-koekstruusio ei ole kierrätysperiaatteen mukainen. Kierrätysperiaatteen mukaan PA on kielletty, ja EVOH:n enimmäisosuus on enintään 5 %. EVOH:n koekstruusiokerroksen paksuus on noin 4–9 μm. Päämateriaalin paksuudesta riippuen EVOH:n koekstruusiokerroksen paksuus voi helposti ylittää 5 %:n osuuden, erityisesti ohuen rakenteen kokonaispaksuudessa, ja sen esteellä on myös suora yhteys paksuuteen. Kierrätettävyyden periaatteen mukaisesti EVOH:ta rajoittaa lisäaineen osuus, eikä esteen parantuminen ole juurikaan parantunut. Kuten PVA-pinnoite, EVOH parantaa vain hapenkestävyyttä eikä vedenkestävyyttä. Nykyisen yleisesti kypsän teknologian perusteella BOPP- ja PET-kalvot voivat saavuttaa parhaan veden- ja hapenkestävyyden. Bolene-kalvo on alumiinipinnoitetun BOPP:n paras este, kaksoiseste on alle 0,1 μm; Tällä hetkellä on olemassa kehittyneitä teknologioita, joilla voidaan soveltaa kolmea tai kahta suojaprosessia ohutkalvoihin samanaikaisesti ja joilla on toisiaan täydentäviä etuja paremman suojauskyvyn saavuttamiseksi. Seuraavassa taulukossa luetellaan nykyisen kehittyneen teknologian perusteella tärkeimpien kierrätettävien rakenteiden korkeat suojausominaisuudet sekä kunkin rakenteen vastaava mahdollinen talteenottoaste ja sovellusskenaario, jolla on eniten etuja.
Julkaisun aika: 23.3.2023