Революция в переработке: будущее дизайна бутылок и крышек из ПЭТ-материала

Пластиковые бутылки из ПЭТ являются основным потоком отходов после потребления, а технологии переработки достаточно развиты, чтобы повторно использовать переработанный ПЭТ в продуктах, контактирующих с пищевыми продуктами. Каждый год производятся триллионы бутылок из ПЭТ, и с эффективными механизмами переработки их можно преобразовать обратно в новые бутылки с помощью замкнутого цикла. Кроме того, бутылки из ПЭТ можно перерабатывать в волокна или листы. Однако остается проблема разделения крышек для бутылок, которые часто изготавливаются из разных материалов, что затрудняет высокоценную переработку и усложняет конструкцию для более легкого разделения.

Популярные варианты крышек для бутылок с напитками: материалы ПП и ПЭ

Спиральные крышки для бутылок с напитками обычно изготавливаются из гомополимеров и сополимеров полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и полипропилена (ПП).

Колпачки из ПЭ известны своей высокой механической прочностью и жесткостью, что делает их превосходными в выдерживании внутреннего давления газированных напитков и газированной воды. Их выдающаяся химическая стойкость гарантирует, что они остаются стабильными при контакте с водой, газированными напитками и кислыми напитками. Кроме того, более низкая плотность ПЭ способствует снижению веса, что соответствует целям устойчивости и экологичности.

С другой стороны, крышки из ПП широко используются для негазированных или низконапорных напитков, таких как молочные продукты и соки, благодаря их высокой жесткости и хорошей термостойкости. Термическая стабильность ПП позволяет ему сохранять структурную целостность в условиях высоких температур. Универсальность ПП также позволяет оптимизировать производительность с помощью добавок, таких как антистатики и зародышеобразователи, что еще больше улучшает его механические свойства и эффективность производства.

Проблемы переработки ПЭТ-бутылок: разделение крышек и корпусов

С точки зрения экологического дизайна, дизайн пластиковых бутылок должен быть ориентирован на удобство и безопасность пользователя, а также соответствовать требованиям переработки. Это означает, что в некоторых случаях бутылки должны быть изготовлены из одного материала, чтобы упростить конструкцию и избежать неперерабатываемых компонентов. Кроме того, для повышения эффективности переработки дизайн должен минимизировать этикетки, отпечатки и другие элементы, которые могут помешать переработке, тем самым увеличивая потенциал повторного использования как корпусов бутылок, так и крышек.

Отсутствующие крышки от бутылок стали одним из самых распространенных одноразовых пластиковых отходов, которые можно найти на пляжах. Для продвижения круговой экономики пластика ЕС недавно принял законодательство об усилении переработки бутылок, включая цели раздельного сбора и обязательное содержание перерабатываемых материалов. Согласно директиве ЕС, выпущенной в 2018 году, все государства-члены должны поэтапно отказаться от использования отсутствующих крышек на пластиковых бутылках для напитков емкостью до 3 литров к 3 июля 2023 года. Директива также требует прикрепления пластиковых полосок для фиксации крышек к бутылке, чтобы сократить количество пластиковых отходов.

С другой стороны, разница в материалах между крышками и корпусами бутылок усложняет процесс переработки, представляя собой значительную проблему для пластиковой промышленности в ее движении к круговой экономике. Обычно крышки бутылок изготавливаются из ПЭ (полиэтилена высокой плотности) или ПП (полипропилена), в то время как корпуса бутылок изготавливаются из ПЭТ (полиэтилентерефталата). 

Из-за различий в химических и физических свойствах этих материалов их необходимо разделять во время переработки. Это не только усложняет ручную и механическую сортировку, но и повышает затраты на переработку. Различная температура плавления этих материалов может привести к неравномерному плавлению во время смешанной переработки, что влияет на эффективность переработки и может даже ухудшить качество переработанного материала. Неполное разделение может привести к загрязнению в цепочке переработки, что еще больше повлияет на качество переработанных продуктов. Кроме того, многие предприятия по переработке не оснащены оборудованием для эффективной обработки крышек и бутылок, изготовленных из разных материалов, что приводит к растрате ресурсов и усугубляет проблемы инициатив круговой экономики. 

Поэтому оптимизация соответствия материалов крышек и корпусов бутылок при проектировании является ключевым направлением для будущего экологичного дизайна.

Изучение возможности разработки мономатериалов для бутылок и крышек для напитков

С ужесточением глобальных экологических норм использование ПЭТ для крышек бутылок привлекло внимание как средство повышения пригодности к переработке и устойчивости. Высокие барьерные свойства ПЭТ, такие как его устойчивость к кислороду и углекислому газу, помогают сохранять напитки и продлевать срок их годности. Кроме того, ПЭТ имеет преимущество перед традиционными материалами, такими как ПП и ПЭВП, в процессе переработки.

Многие компании сейчас изучают цельные колпачки из ПЭТ, используя переработанный или 100% биоматериал ПЭТ, подход «мономатериала», который повышает как эффективность переработки, так и экологические показатели. Такая конструкция упрощает переработку за счет сокращения разнообразия материалов, что упрощает отделение колпачков от бутылок во время переработки и снижает затраты. Более того, она соответствует принципу экологичного дизайна «из одного материала».

Однако крышки из ПЭТ сталкиваются с трудностями в процессе производства. Более высокая жесткость и хрупкость ПЭТ может привести к растрескиванию или поломке в средах с высоким давлением, таких как газированные напитки. Для решения этой проблемы внедряются инновации для повышения прочности и устойчивости ПЭТ к давлению, включая использование добавок или смешивание с другими пластиками.

Процесс производства ПЭТ также более сложен, требует специализированного оборудования, что увеличивает производственные затраты. Таким образом, оптимизация производственных процессов для повышения эффективности и снижения затрат имеет решающее значение для широкого внедрения ПЭТ-колпачков.

Применение крышек из ПЭТ выходит за рамки газированных напитков, находя применение в напитках низкого давления, соках и молочной упаковке. По мере развития спроса разработка крышек из ПЭТ все больше фокусируется на приложениях низкого давления, расширяя свой рыночный потенциал.

Достижения в области технологий переработки играют решающую роль в широком использовании крышек для бутылок из ПЭТ. Благодаря усовершенствованиям в области перерабатывающих предприятий и интегрированных конструкций крышек и бутылок эффективность переработки неуклонно повышается. Ожидается, что к 2030 году рынок интегрированных инноваций в области дизайна корпусов и крышек бутылок из ПЭТ достигнет 96 миллиардов долларов США, а рост этого рынка обеспечивает значительный коммерческий потенциал для популяризации крышек из ПЭТ.

Заключение

Несмотря на технические проблемы переработки крышек бутылок, особенно в отношении разделения материалов, оптимизация дизайна, повышение эффективности переработки и принятие инновационных решений, таких как крышки для бутылок из ПЭТ, могут значительно продвинуть круговую экономику пластиковых бутылок. По мере роста спроса на рынке разработка более прочных и устойчивых к давлению крышек из ПЭТ обеспечит лучшие решения для будущих экологически чистых конструкций и устойчивого развития.