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三菱化學(xué) | 成功開發(fā)按材質(zhì)分離塑料的化妝品容器技術(shù)
寶麗化成工業(yè)株式會社(總部：日本神奈川縣橫濱市、代表董事社長：片桐崇行)負(fù)責(zé)寶麗奧蜜思集團的研發(fā)和生產(chǎn)，成功開發(fā)出一種分離不同塑料材質(zhì)的容器技術(shù)。該技術(shù)采用由三菱化學(xué)株式會社(總部：日本東京都千代田區(qū)、代表董事社長：筑本學(xué))制造的水溶性特殊材料(Nichigo G-PolymerTM)作為中間層，只需要將廢棄容器浸入水中攪拌，即可使不同的材質(zhì)分離(圖1)。這一突破性技術(shù)實現(xiàn)了高品質(zhì)回收材料的回收與再利用，使以往難以進行材料回收的層壓結(jié)構(gòu)容器的回收成為可能。
圖1.開發(fā)出的“水分離型”容器
為實現(xiàn)可持續(xù)的化妝品容器而努力
寶麗奧蜜思控股集團致力于到2029年實現(xiàn)化妝品塑料容器和包裝材料的100%可持續(xù)設(shè)計(4R*)，減少塑料使用量并促進回收利用。
*Reduce/Reuse/Replace/Recycle
化妝品容器除了需要保護內(nèi)容物免受紫外線和氧氣等的影響，還要兼顧使用便利性和設(shè)計美觀，因此通常會根據(jù)容器的種類采用多層塑料復(fù)合結(jié)構(gòu)。然而，由于不同材質(zhì)間緊密粘合，導(dǎo)致按材質(zhì)分離變得困難，造成了難以高品質(zhì)地回收材料這一課題。
以分離為前提的容器設(shè)計
采用水溶性中間層實現(xiàn)不同材質(zhì)的分離
針對該課題，寶麗化成工業(yè)采用可溶于水的特殊材料(Nichigo G-PolymerTM：乙烯醇系樹脂)作為中間層，開發(fā)出材質(zhì)分離技術(shù)，將廢棄容器粉碎后在水中進行清洗處理，即可使不同的材質(zhì)分離(圖2)。該技術(shù)適用于多層結(jié)構(gòu)容器，可簡便且低成本地回收高質(zhì)量再生材料，為推動材料回收做出了很大貢獻。
本技術(shù)的核心是Nichigo G-PolymerTM，除了具備溶于水的特性外，還具有阻隔氣體和油脂的屏障性能，有助于保持內(nèi)容物的品質(zhì)。該材料還是一種具有生物降解性的環(huán)保材料，有助于實現(xiàn)可持續(xù)的容器設(shè)計。在日本將本材料應(yīng)用于化妝品容器屬首次嘗試。
圖2. 研發(fā)技術(shù)概念
應(yīng)用范圍的擴大與回收創(chuàng)新
以“可分離”為標(biāo)準(zhǔn)
這項技術(shù)已在被認(rèn)為回收難度較大的軟管容器上得以實現(xiàn)，且其應(yīng)用范圍并不局限于軟管容器，還有望在更廣泛的領(lǐng)域得到利用?；诜蛛x前提的容器設(shè)計，有可能成為推動塑料回收概念大幅進化的里程碑。
寶麗化成工業(yè)將致力于向全球大范圍推廣按材質(zhì)分離回收廢棄容器的新型回收方案，助力實現(xiàn)材料回收的革新以及達(dá)成可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)(SDGs)。
三菱化學(xué)則將通過提供有助于資源循環(huán)的原材料，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的社會做出貢獻。
關(guān)于Nichigo G-Polymer™
Nichigo G-PolymerTM 的特性
Nichigo G-PolymerTM 是一種兼具氣體阻隔性、擠出成型性、水溶性、延展性、生物降解性的丁二醇-乙烯醇共聚樹脂(BVOH)。如圖3所示，與被廣泛用于食品包裝材料阻隔材料的乙烯-乙醇共聚樹脂(EVOH)相比，在低濕度環(huán)境下展現(xiàn)出更優(yōu)秀的阻隔性能。在氣體阻隔包裝中，可防止空氣中的氧氣滲入從而抑制內(nèi)容物的氧化，且在向包裝內(nèi)注入惰性氣體時可防止惰性氣體逸散，從而有助于延長保質(zhì)期并減少食品損耗。目前，以歐洲為中心，該材料作為干燥食品包裝等領(lǐng)域的阻隔材料，其應(yīng)用范圍正在不斷擴大。
圖3. Nichigo G-PolymerTM 的氣體阻隔性
Nichigo G-PolymerTM水溶性
包裝材料的回收利用
采用Nichigo G-PolymerTM 作為多層包裝材料的中間氣體阻隔層，可實現(xiàn)利用其水溶性進行材料回收的包裝設(shè)計。
對采用了Nichigo G-PolymerTM 作為中間層的多層包裝進行粉碎和水洗處理，使Nichigo G-PolymerTM 溶解在水中，即可使多層包裝的各層分離。經(jīng)過三菱化學(xué)的驗證，分離、干燥后的塑料膜，擠出造粒后成功獲得了純度95%以上的再生粒料。
圖4. 利用了Nichigo G-PolymerTM
水溶性性能的新型材料回收方案
水溶性性能的新型材料回收方案
多種不同材料
復(fù)合包裝的分離回收方案
為了實現(xiàn)功能性，由尼龍和鋁箔等不同材質(zhì)組成的多層包裝材料被廣泛使用，但這些包裝材料的回收是個難題。不過，即便對于這些多層包裝，將Nichigo G-PolymerTM 作為中間層，經(jīng)粉碎和水洗處理后，也能剝離各層。同時，還能利用剝離后的樹脂比重差異來分選不同的樹脂。
三菱化學(xué)驗證表明，已確認(rèn)在由聚乙烯(PE)和尼龍(Ny)組成的多層包裝中，使用Nichigo G-PolymerTM 作為中間層，能高純度地回收PE與Ny這兩種樹脂。
圖5. 使用不同樹脂的多層體的比重分離實驗
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