A csomagolóipar egyik leginnovatívabb, ugyanakkor legösszetettebb területe a többrétegű (multilayer) műanyagok alkalmazása. Ezek az anyagok tipikusan 2–11 rétegből állnak, amelyeket úgy kombinálnak, hogy a végtermék egyszerre legyen könnyű, nagy szakítószilárdságú, vízgőz- és oxigénzáró, zsírálló vagy éppen hőálló. A rétegek lehetnek különböző polimerek (pl. polietilén (PE), polipropilén (PP), poli(etilén-tereftalát) (PET), poliamid (PA), etilén-vinil-alkohol (EVOH)), fémfóliák (alu), lakkok vagy ragasztók.
A funkcionalitás kiváló – de mi történik a használat után?
A válasz: a többrétegű csomagolások jelentik ma az egyik legnagyobb újrahasznosítási kihívást.
Miért olyan nehéz a többrétegű műanyagok újrahasznosítása?
- Inkompatibilis polimerek egy termékben
A PE/PA, PP/PET vagy PE/EVOH kombinációk mechanikai újrahasznosítása azért problémás, mert az egyes polimerek nem, vagy csak korlátozottan keverhetők egymással.
Az inkompatibilis polimerek keverékei:
- fázisszeparációt okoznak,
- romló mechanikai tulajdonságokhoz vezetnek,
- heterogén, gyenge minőségű regranulátumot eredményeznek.
- A rétegek szétválasztása ipari méretben szinte lehetetlen
A ragasztó- és adhéziós rétegek miatt a termékeket gyakorlatilag nem lehet gazdaságosan szétszedni tiszta frakciókra.
- Szennyeződések és élelmiszer-maradványok
A többrétegű csomagolások gyakran élelmiszeripari termékeket védenek, ezért nagyobb valószínűséggel szennyezettek, ami tovább csökkenti az újrahasznosítási arányt.
- Alacsony tömegarány, magas komplexitás
A csomagolóiparban a többrétegű fóliák tömegaránya alacsony, de a hulladék-áramban óriási arányban jelennek meg – ami logisztikai és gazdasági problémát okoz.
Milyen lehetőségek vannak mégis az újrahasznosításukra?
- Mechanikai újrahasznosítás kompatibilizálással
Bizonyos esetekben a többrétegű csomagolásokból kialakuló polimerkeverék mechanikailag újrahasznosítható, ha:
- kompatibilizáló adalékokat (pl. maleinsav-anhidriddel ojtott polimerek) alkalmaznak,
- vagy reaktív extrúziós technológiával javítják a fázisok összeférhetőségét
Ez azonban csak részmegoldás, és nem minden többrétegű rendszerre működik.
- Kémiai újrahasznosítás – egyre fontosabb szerepben
A kémiai újrahasznosítás (pirolízis, gázosítás, depolimerizáció) lehetőséget ad arra, hogy a többrétegű hulladékot molekuláris szinten bontsák vissza.
Legfontosabb előny: A szennyezett, vegyes összetételű hulladékok is feldolgozhatók.
Korlát: Magas energiaigény, drága technológia és még nem teljesen kiépült ipari háttér.
A legígéretesebb irányok:
- PET depolimerizáció (PET/PE vagy PET/alumínium rendszerek esetén)
- Pirolízisolaj előállítása poliolefin-alapú többrétegű hulladékból
- Oldószeres szétválasztás (szolvolízis)
Ez a módszer szelektíven old ki bizonyos polimereket a többiből, megőrizve azok molekulatömegét.
Példa:
- PE/PA fóliák → PA oldódik, PE visszamarad
- PET/PE rendszerek → a PET külön oldható
Előnye, hogy nagy tisztaságú frakciók nyerhetők, hátránya, hogy költséges és oldószerregenerációt igényel.
- Upcycling – értéknövelt újrahasznosítás
Egyre több kutatás vizsgálja, hogyan lehet a heterogén többrétegű hulladékot:
- kompozit alapanyagként,
- nagy szilárdságú töltőanyagként,
- vagy funkcionális adalékként hasznosítani.
Ilyen például a poliolefin/alu keverékekből készült UV-stabilizáló vagy töltőanyag mesterkeverék – ezek valódi hozzáadott értéket teremtenek.
- Új dizájnirányok: monomaterial csomagolások
A csomagolóipar egyik kulcsa a „design for recycling” (újrahasznosításra tervezés) elv. Egyre több gyártó tér át monomaterial (pl. tisztán PE vagy tisztán PP) fóliákra, EVOH minimális felhasználásával.
Ez hosszú távon csökkenti a többrétegű hulladék mennyiségét – de bizonyos termékeknél még nem helyettesíti teljes mértékben a jelenlegi szerkezeteket.
Hol jön a képbe az anyagvizsgálat? – Imsys Kft. Anyagvizsgáló Laboratóriuma
A többrétegű csomagolóanyagok vizsgálata nemcsak az újrahasznosítási lehetőségek meghatározásához, hanem a minőségbiztosításhoz és a hibaanalitikához is kulcsfontosságú.
Az Imsys Kft. Anyagvizsgáló Laboratóriuma a következő technikákkal támogatja a csomagolóanyagok vizsgálatát:
🔬 FTIR spektroszkópia:
- polimertípusok azonosítása.
🔥 DSC mérések (MSZ EN ISO 11357-1/-2/-3):
- kristályossági fok meghatározása,
- részben kristályos polimerek esetén több polimer jelenlétének kimutatása olvadáspontok alapján.
📏 Szakítóvizsgálat (MSZ EN ISO 527-1, 527-3):
- mechanikai tulajdonságok vizsgálata,
- újrahasznosított alapanyagból készült termék összehasonlítása szűz polimer-alapú mintákkal.
Anyagvizsgálattal kapcsolatos részletes tevékenységünk elérhető az alábbi linken: https://imsys.hu/anyagvizsgalo-laboratorium/
Konklúzió
A többrétegű műanyaghulladék újrahasznosítása jelenleg az egyik legösszetettebb kihívás a műanyagiparban. A megoldás a különböző technológiák kombinációjában rejlik:
- a tisztább frakciók mechanikailag hasznosíthatók kompatibilizálással,
- a heterogén, szennyezett hulladékok kémiai és oldószeres eljárásokkal kezelhetők,
- a nem újrahasznosítható rész energetikailag hasznosítható.
Mindezt kiegészíti a jövő kulcsstratégiája: a jól újrahasznosítható csomagolások tervezése már a gyártás pillanatában.
Borítókép forrása: https://recyclingportal.eu/archive/79170
Elérhetőségünk:
IMSYS Mérnöki Szolgáltató Kft.
Cím: 1033 Budapest, Mozaik utca 14/a
Tel.: 06 1 430 0014, 06 1 430 0015
Email: imsys@imsys.hu
