宝丽化成工业株式会社(总部:日本神奈川县横滨市、代表董事社长:片桐崇行)负责宝丽奥蜜思集团的研发和生产,成功开发出一种分离不同塑料材质的容器技术。该技术采用由三菱化学株式会社(总部:日本东京都千代田区、代表董事社长:筑本学)制造的水溶性特殊材料(Nichigo G-PolymerTM)作为中间层,只需要将废弃容器浸入水中搅拌,即可使不同的材质分离(图1)。这一突破性技术实现了高品质回收材料的回收与再利用,使以往难以进行材料回收的层压结构容器的回收成为可能。
图1.开发出的“水分离型”容器
为实现可持续的化妆品容器而努力
宝丽奥蜜思控股集团致力于到2029年实现化妆品塑料容器和包装材料的100%可持续设计(4R*),减少塑料使用量并促进回收利用。
*Reduce/Reuse/Replace/Recycle
化妆品容器除了需要保护内容物免受紫外线和氧气等的影响,还要兼顾使用便利性和设计美观,因此通常会根据容器的种类采用多层塑料复合结构。然而,由于不同材质间紧密粘合,导致按材质分离变得困难,造成了难以高品质地回收材料这一课题。
以分离为前提的容器设计
采用水溶性中间层实现不同材质的分离
针对该课题,宝丽化成工业采用可溶于水的特殊材料(Nichigo G-PolymerTM:乙烯醇系树脂)作为中间层,开发出材质分离技术,将废弃容器粉碎后在水中进行清洗处理,即可使不同的材质分离(图2)。该技术适用于多层结构容器,可简便且低成本地回收高质量再生材料,为推动材料回收做出了很大贡献。
本技术的核心是Nichigo G-PolymerTM,除了具备溶于水的特性外,还具有阻隔气体和油脂的屏障性能,有助于保持内容物的品质。该材料还是一种具有生物降解性的环保材料,有助于实现可持续的容器设计。在日本将本材料应用于化妆品容器属首次尝试。
图2. 研发技术概念
应用范围的扩大与回收创新
以“可分离”为标准
这项技术已在被认为回收难度较大的软管容器上得以实现,且其应用范围并不局限于软管容器,还有望在更广泛的领域得到利用。基于分离前提的容器设计,有可能成为推动塑料回收概念大幅进化的里程碑。
宝丽化成工业将致力于向全球大范围推广按材质分离回收废弃容器的新型回收方案,助力实现材料回收的革新以及达成可持续发展目标(SDGs)。
三菱化学则将通过提供有助于资源循环的原材料,为实现可持续发展的社会做出贡献。
关于Nichigo G-Polymer™
Nichigo G-PolymerTM 的特性
Nichigo G-Polymer
TM 是一种兼具气体阻隔性、挤出成型性、水溶性、延展性、生物降解性的丁二醇-乙烯醇共聚树脂(BVOH)。如图3所示,与被广泛用于食品包装材料阻隔材料的乙烯-乙醇共聚树脂(
EVOH)相比,在低湿度环境下展现出更优秀的阻隔性能。在气体阻隔包装中,可防止空气中的氧气渗入从而抑制内容物的氧化,且在向包装内注入惰性气体时可防止惰性气体逸散,从而有助于延长保质期并减少食品损耗。目前,以欧洲为中心,该材料作为干燥食品包装等领域的阻隔材料,其应用范围正在不断扩大。
图3. Nichigo G-PolymerTM 的气体阻隔性
Nichigo G-PolymerTM水溶性
包装材料的回收利用
采用Nichigo G-PolymerTM 作为多层包装材料的中间气体阻隔层,可实现利用其水溶性进行材料回收的包装设计。
对采用了Nichigo G-PolymerTM 作为中间层的多层包装进行粉碎和水洗处理,使Nichigo G-PolymerTM 溶解在水中,即可使多层包装的各层分离。经过三菱化学的验证,分离、干燥后的塑料膜,挤出造粒后成功获得了纯度95%以上的再生粒料。
图4. 利用了Nichigo G-PolymerTM
水溶性性能的新型材料回收方案
多种不同材料
复合包装的分离回收方案
为了实现功能性,由尼龙和铝箔等不同材质组成的多层包装材料被广泛使用,但这些包装材料的回收是个难题。不过,即便对于这些多层包装,将Nichigo G-PolymerTM 作为中间层,经粉碎和水洗处理后,也能剥离各层。同时,还能利用剥离后的树脂比重差异来分选不同的树脂。
三菱化学验证表明,已确认在由聚乙烯(PE)和尼龙(Ny)组成的多层包装中,使用Nichigo G-PolymerTM 作为中间层,能高纯度地回收PE与Ny这两种树脂。
图5. 使用不同树脂的多层体的比重分离实验
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