תוכנית יישום של מחסום גבוה במיוחד עבור חומר יחיד הניתן למחזור

מבנה חומר יחיד הניתן למחזור נמצא בתנופה מלאה בשוק האריזות הביתיות. עם זאת, רוב היישומים עדיין מרוכזים בתחומים מסוימים בעלי מחסום נמוך ובינוני. כיצד ליישם מבנה חומר יחיד הניתן למחזור בתחום המחסום הגבוה או אפילו בתחום המחסום הגבוה של בישול בטמפרטורה גבוהה? כיום, חלק מהמפעלים מייצרים בדרך כלל חומר יחיד, האם הם עומדים במלואם בדרישות המיחזור? ראשית, מהו מבנה חומר יחיד הניתן למחזור? למרות שמבנה חומר יחיד הניתן למחזור זכה לפופולריות רבה בשוק המקומי, חלק מהמפעלים מייצרים מבנה חומר יחיד עם הסמכה למחזור, אך לא בעלי אחוז גבוה של שיעור שחזור. איור 1 מציג את נתוני הבדיקה של שיעור השחזור של אריזות מרוכבות שסופקו על ידי "מכון Cyclos-HTP של גרמניה", שהיא חברת הערכה והסמכה מקצועית עצמאית. נכון לעכשיו, היא הנפיקה עשרות אלפי תעודות מיחזור ברחבי העולם. בסין, עשרות מפעלים כמו Huizhou Baoba ו-Daoco קיבלו גם הם את התעודות שהונפקו על ידי מכון זה. שחזורים אלה הם תוצאות הבדיקה של מוצרי אריזה מרוכבים שהמבנה הכולל שלהם תואם את המבנה של חומר יחיד. מדוע יש הבדל כה גדול?
על פי הנחיות CEFLEX האירופיות ונתוני מכון Cyclos-HTP בגרמניה, שיעורי ההחזר של חומרים בעלי טוהר גבוה הם כדלקמן: סרט פוליפרופילן יחיד (PP), סרט פוליאתילן יחיד (PE) וסרט פוליאסטר יחיד (PET) עם שיעורי ההחזר הגבוהים ביותר: סרט מבנה מרוכב פוליאולפין בעל ניקיון גבוה: ניתן למחזור ובמבנה המרוכב אסור שיכיל PA, PVDC, נייר אלומיניום, מותר להכיל רכיבים שאינם חומר עיקריים (כגון דיו, דבק, ציפוי אלומיניום, EVOH וכו') בסך הכל לא יעלה על 5%. מותר להכיל רכיבים, כלומר תכולה כוללת, לא תוכן נפרד, שכן מבנה מוצר ארגוני נוטה לשגיאות, וכתוצאה מכך שיעור ההחזר נמוך בעת אישור.
תהליך אידוי בוואקום יכול לשפר את תפקוד המחסום הכפול של עמידות למים וחמצן, וזו גם דרך לשפר את תפקוד המחסום הגבוה ביותר כיום, ותהליך בעל ביצועי העלות הגבוהים ביותר של תפקוד עמידות למים וחמצן. אידוי בוואקום הוא אחד התהליכים עם החלק הקטן ביותר של חומרים שאינם עיקריים בכל תהליכי מחסום ההרמה. עובי שכבת ציפוי האלומיניום הוא רק 0.02~0.03u, שיש לו חלק קטן מאוד ואינו משפיע על עקרון המחזור והמחזור. בהינתן ההנחה של יכולת המחזור, תהליך הציפוי הנפוץ ביותר הוא ציפוי PVA, שיכול לשפר את פונקציית עמידות החמצן. עובי תהליך הציפוי הוא כ-1~3u, המהווה כמות קטנה יחסית. מבחינת פונקציית עמידות החמצן, זהו תהליך חסכוני, התואם את עקרון המחזור והמחזור. אך ל-PVA יש שתי חולשות ברורות: ראשית, הוא לא עושה דבר כדי לעצור מים; שנית, קל לאבד את תפקוד עמידות החמצן לאחר ספיגת מים. בהתבסס על ההנחה שניתן למחזר, תהליך האקסטרוזיה המשותפת הנפוץ ביותר כיום הוא אקסטרוזיה משותפת של EVOH, בעוד שאקסטרוזיה משותפת של PA הנפוצה אינה תואמת את עקרון המחזור. תחת עקרון המחזור, PA אסורה, והשיעור המרבי של EVOH אינו עולה על 5%. עובי האקסטרוזיה המשותפת של EVOH הוא כ-4~9u, בהתאם לעובי החומר העיקרי, תהליך האקסטרוזיה המשותפת של EVOH יכול בקלות לחרוג מ-5% מהשיעור, במיוחד בעובי הכולל של המבנה הדק, וגם המחסום שלו קשור ישירות לעובי. תחת עקרון המחזור, EVOH מוגבל על ידי שיעור התוספת ויש לו שיפור מוגבל במחסום. כמו ציפוי PVA, EVOH משפר רק את עמידות החמצן ואינו מסייע בעמידות למים. בהתבסס על הטכנולוגיה הכללית הבוגרת הנוכחית, סרטי BOPP ו-PET יכולים להשיג את העמידות הטובה ביותר למים וחמצן. סרט בולן הוא המחסום הגבוה ביותר של BOPP מצופה אלומיניום, מחסום כפול מתחת ל-0.1; כיום, קיימות טכנולוגיות בוגרות ליישום שלושה או שני תהליכי מחסום על שכבות דקות בו זמנית, עם יתרונות משלימים, על מנת להשיג ביצועי מחסום טובים יותר. בהתבסס על הטכנולוגיה הבוגרת הנוכחית, הטבלה הבאה מפרטת את מאפייני המחסום הגבוהים של המבנים הניתנים למחזור עיקריים, ואת שיעור ההתאוששות האפשרי המתאים של כל מבנה ואת תרחיש היישום בעל היתרונות הרבים ביותר.