プラスチックリサイクルが直面する課題

世界では、年間約 3 億 1,800 万トンのプラスチックが生産されていると推定されており、そのうち 2 億 1,800 万トンが固体または硬質プラスチック廃棄物です。 世界の平均プラスチックリサイクル率は、2016年の15％と比較して21％となっています。2021年5月7日に発行されたISWAレポート（国際固形廃棄物協会）によると、年間約5000万トンのプラスチック廃棄物が焼却され、そのうち1000万トンが海に流れ込み、このことはパブリックドメインで広く知られるようになり、この問題に取り組む方法を見つける圧力がさらに高まっていますが、プラスチック業界自体が不当に非難されています。

加工業者にとっては、大きな課題が残っている。ポリマーの価格は下がっているとはいえ、2020年9月と比較すると、依然としてトン当たりのコストが2倍である。材料品質の変動、在庫の不安定さ、プラスチック税（再生プラスチックが30％未満の場合）などの問題がある。使用されている）は、リサイクルにさらに重点を置くようになりました。 これにより、スクリューやバレルの摩耗が大きくなりました。 リサイクルされたプラスチックは、残留する汚染物質や水分によってメルト フローが大きく変化する可能性があります。 異なるプラスチックが組み合わされることが多く、内容物をポリマーの種類、色、構造に分離することが困難または不可能になります。 たとえば、PET と PVC は完全に分離する必要があります。 特に PET では、水分管理が依然として大きな問題となっています。

農業および林業用途の包装材には PVOH、チューブ材には Bio-PP などの生分解性ポリマーをさらに使用する動きがあります。 デンプン、セルロース、大豆、ゼラチンなどの天然繊維充填剤は、再生可能で環境への影響が少ないため、ますます使用されています。 たとえば、いくつかの研究では、木質繊維フィラーと再生 PVC を組み合わせると、最大 5 ～ 7 サイクルまで再生材料が安定し、最大 10 ～ 15 サイクルまで材料強度が向上することがわかりました。

しかし、ガラス繊維、タルク、炭酸カルシウムなどの粒子充填剤は、より優れた強度、剛性、熱たわみ、および耐クリープ性を備えた安価な複合材料を生成するため、依然として人気があります。 プラスチック業界では、ガラス繊維添加剤は 15% ～ 50% の範囲にあり、加工がさらに困難になります。材料と接触するネジ、バレル、機械部品の摩耗が大きくなるだけでなく、材料自体も次のような理由で急速に劣化する傾向があります。粘度が高く、研磨剤が含まれています。

オペレーターにとって、リサイクル材料の使用と制御は、さまざまな温度、スクリュー速度、圧力の調整などのさらなる課題を伴います。 機械部品の摩耗が増加すると、追加のランニングコストが発生します。

PMM (プラスチック機械製造) によると、バッテンフェルド シンシナティやコペリオンなどの押出機 OEM は、バイオプラスチックやリサイクル材料を処理する機械の需要が高まっているため、汚染、脱気 (ベント) などの課題に対応するために処理ラインを再設計しています。 )、湿気、腐食。

たとえば、大きな表面積を備えた特殊なスクリーン チェンジャーと共回転二軸押出機は、特にベント セクションを移動したり追加したりできるセクション バレルが使用される場合に、より大きな柔軟性を提供します。 これは、湿気を制御する必要がある PET の場合に特に当てはまります。 前述の天然繊維フィラーには、かなりのレベルの水分が含まれる可能性があります。デンプンベースのバイオポリマーには最大 12 パーセント、セルロースと木繊維が最大 8 パーセント含まれます。

バイオプラスチックは温度に敏感であるため、Magog Industries はせん断を最小限に抑えるために押出スクリューを再設計しました。 加工業者がバイオポリマー (天然または生物由来の細胞を含む) やバイオベースのポリマー (部分的または完全に化学合成されたもの) を使用することが増えているため、これらのプロジェクトは増加しています。 材料処理挙動 (レオロジー) の変化は、スクリューの再設計を意味する場合があります。たとえば、圧縮比やミキサーの設計の変更が必要です。

ベストプラクティスと品質管理にもかかわらず、リサイクルされた材料は、樹脂が完全に溶けていない、硬い破片がスクリューフライトやバレルボアの摩耗や損傷を引き起こすなどの問題を引き起こす可能性があります。 コストがかかる前に、可能であれば早期に問題に対処できるように、定期的に監視することをお勧めします。