在推广和普及可回收循环PET瓶的大环境下,不仅需要成熟的收集系统和回收技术,对回收材料无故障处理工艺的可行性也提出了挑战。为此,KHS科埃斯推出多项针对性的解决方案、特殊系统和服务。据商业杂志《福布斯》报道,欧洲每年人均流通的PET瓶约140个,而在美国这个数字更是翻了一倍多,达到290个。尽管大众对塑料容器的争议颇多,但实际上,塑料容器的使用却越来越普遍,全球每年使用的塑料容器数量以约4%的速度增长。
尽管如此,对塑料容器的回收意识和关注也在不断提高。据《福布斯》估算,2019年全球所有使用过的PET瓶中,约有57%得到了回收利用,并预测,截至2029年,这一比例将增至68%,但不同地区间仍将存在较大差异。在欧洲57%的PET瓶可以得到回收,但在美国,这个比例仅为30%。另外,中国在这方面表现出色,在10年间其回收率达到了令人瞩目的82%。然而,回收并不意味着循环利用。在美国70%的回收塑料容器被运送到废物处理场,在欧洲的这一比例为30%。
原生PET与rPET
在德国,每年约有477,000公吨的PET被用于制造瓶子容器,其中约93%为回收和重复使用的PET。只有大约1/3被重复利用制成PET容器,其余则被用来生产薄膜以及纺织纤维。
PET是符合法律规定作为食品级材料的塑料。相较于其他塑料容器,PET更易于回收。通过深层清洁,可以去除这种材料在使用过程中可能吸附的有毒物质。而对于聚丙烯、聚乙烯和聚苯乙烯等其他材料,如果使用常规的回收方法,会对其质量造成不可逆转的损害。而rPET则始终可以达到新材料的标准。因此,这种优质的再生材料在包装瓶制造行业备受追捧。
“我们正在咨询大型塑料加工商,关于rPET进一步形变热处理过程的问题。”
——KHS Corpoplast产品经理
Arne Wiese
其价格发展趋势也值得考量:原生PET的成本以原油为基础,因此可以从目前的低价中得益。而rPET的价格在过去3年中却持续上涨。如今,企业在购买rPET瓶时,必须支付高于原生PET材料20%的费用,其中一部分原因在于供应无法满足不断增长的需求。如此一来,一切都回到了原点;在世界各地,PET瓶回收、分类和加工处理的基础设施仍有很大的优化空间。
大品牌承诺2025
问:
一些饮料生产商对于使用rPET仍然非常谨慎。他们对于瓶身的颜色有所顾虑,也担心固有粘度(IV)会下降。在多次回收利用后是否会影响其质量,这一材料安全性的问题也经常被反复提及。
答:
随着聚合物链改变,只要可以完全分离出添加成分,材料的质量就不会遭受任何损失。欧洲EPBP平台是确保PET瓶高质量标准的机构之一,该机构对此提出了明确的规格和认证标准。
近几年,通过反复和大量的实验,已进一步获得有关rPET的认识。从技术角度来看,在全球生产中普及大比例rPET为原料已是大势所趋,甚至有越来越多的饮料生产商和品牌选择使用100%再生材料制成的容器。虽然还未能完全在实际生产中实现这一点,但很多品牌企业对此自愿作出承诺:
Poland Spring和Evian(依云)等饮用水品牌希望到2025年前实现完全使用rPET。
Danone Waters(达能水事业部)、Pepsi(百事可乐)和Coca-Cola(可口可乐)等品牌计划在2025年前,在全球的生产中实现50%原材料为rPET。
即便,消费者有所察觉rPET制成的容器呈现淡灰色,但也会被视为是可持续包装的质量标志。
KHS科埃斯从2012年以来,一直在研究使用可回收材料。其Bottles & Shapes™瓶型设计服务专家更侧重于研究可回收材料在拉伸吹瓶系统以及灌装和包装生产线上的实际应用。
——KHS Corpoplast产品经理
Arne Wiese
为此,KHS科埃斯与瓶胚制造商密切合作。这些制造商通常将清洗后的PET薄片或回收PET颗粒进一步进行形变热处理,并注塑成形。
除此之外,KHS科埃斯还与多家工程公司合作,进行瓶胚生产。在与注塑制造商的合作中,获得的成果之一是发现注塑成型过程中的数据可以及时用于调整拉伸吹塑成形的过程。这样如此加快容器生产速度和效率,并提高成品容器的质量。
“我们为当前包装行业的一些挑战提供了许多可持续和有效的解决方案。”
——KHS Corpoplast技术主管
Frank Haesendonck
单模控制系统解决方案
挑战一
使用可回收材料,可能导致每个批次的包装瓶产生色差。较暗的材料能更好地吸收热量,而较低的加热能力消耗的能源更少。这能提高生产效率,但也意味着必须对拉伸吹瓶系统的吹塑工艺进行调整。因此,必须量化效果。
挑战二
可回收材料在真空下沸腾的时间越长,聚合物链就变得越长。这意味着其固有粘度会增加,质量也会提高。这会导致额外的成本。因此,我们将可回收材料从非关键性的部位(如不含汽饮用水瓶底座)重新分配到更关键的部位。
经验表明,高档品牌的饮品(其容器瓶壁较厚)与平价品牌相比,可做调整的更少,而在平价品牌中,几乎所有的轻量化都已被用尽。这也是可回收材料的局限所在。
在此背景下,KHS科埃斯与检测技术制造商Agr国际合作开发的一项技术脱颖而出——单模控制系统(Unit Mold Control)。
数字化的单模控制系统可对InnoPET Blomax拉伸吹瓶系统上的吹塑模站单独调节。该系统有助于更精确地控制材料分布,将壁厚差异减少达30%,并减少拉伸吹塑过程中产生的任何质量波动问题。
“该技术对于使用再生PET尤为重要。材料的质量可能会有所不同,这意味着瓶胚重量越轻,瓶子中材料的波动就越大,成品质量就越不稳定。在连续的壁厚检查过程中,新系统会识别出任何不必要的材料,并自动抵消。单元模具控制系统既能减轻重量,又保证了瓶子稳定性,是KHS科埃斯应对当前包装行业的挑战所提出的众多可持续、高效解决方案之一。”
——KHS Corpoplast技术主管
Frank Haesendonckx