干货分享 | 塑料产品可回收再生设计理念(一)介绍了美国APR与欧洲PRE对于可回收再生的定义和分类,其思路在很大程度上是一致的,而美欧由此发布的可回收再生设计指南也具有相同的基础逻辑:
首先,APR和PRE都认可,可回收再生设计指南最重要的使用者是产业上游的塑料产品研发设计师,它可以帮助设计师更好地了解,塑料进入回收再生阶段加工处置的技术要求。在尊重现有规模化回收流的基础上,使新产品的设计匹配贴合现有回收流“顺势循环”,而不是要求回收再生行业再做技术改变或“凭空搭建”,去迎合解决某个塑料产品设计“尚不能实现”的回收再生问题。
其次,两地的设计指南都是以树脂品类为开发基础,例如:PET、HDPE、PP等,这与塑料回收再生行业生产特点一致,高度匹配现实塑料回收流的实际。塑料回收再生都是按树脂品类的材料物理特性和加工特点分开进行的,例如:同类PET材质的日化瓶、乳制品瓶、矿泉水瓶、饮料瓶、食用油瓶会出现在同一捆包里。
而基于对回收再生的定义和分类,美国APR 和欧洲PRE又分别发布了可回收再生设计指南,本篇将通过对比二者在规模化收集、分类级别、回收流数量、设计因素、判定指标和测试方法的差异,来了解各自的区域化特点。
规模化收集
技术可回收再生并不代表实际可回收再生,回收的前提是有规模化,要有一定的量才会形成回收流,才可保证连续生产的原材料需要,一个产品技术上可回收再生可以通过一系列加工测试被验证,但是没有足够的交易量,就不能形成或进入某个已知回收流,也不会被真正收集再生。
即使全球对于可回收再生的定义基于相同的底层逻辑,但各地区发布的定义也有细微的差别,主要就体现在对规模化的量化。APR对规模性提出了具体的要求,至少60%以上的消费者或社区可以通过现有的回收系统实现产品的收集。欧洲目前强调要有规模化和要通过收集、商业化的回收处,但没有要求数字化的覆盖率。
分类级别
根据可回收再生的定义,产品的回收再生性分为了不同的类别和等级,这取决于产品的设计因素对塑料回收再生系统的影响和相容性。美欧对于分类的基本原则是一致的,但是具体的分类方法和侧重点有所不同。
美国APR分为四个类别:优选、不利于回收再生、需要测试和不可回收再生,主要的目的明确哪些设计因素是优选的,更有利于提高塑料回收再生的效率和再生塑料的质量,推广更有利于塑料回收再生的设计,而被列为不利于回收再生和不可回收再生的设计因素是希望被避免的。
欧洲RecyClass对回收再生的分类更为细致,分为三大类别:完全兼容可回收再生、部分兼容可回收再生和低兼容可回收再生设计,和六个不同等级(A-F),除了明确不同设计因素对塑料回收再生的影响,还希望通过不同的等级划分与生产者责任延伸制度挂钩。与美国不同,欧洲的设计指南没有把需要测试作为单独的一个分类。
回收流数量
可回收再生设计指南必须要基于现实存在的回收流和再生应用方向,只有末端再生应用有出路,才会根据其材料应用场景,反向制定前端设计参数来保证再生产品质量。美国、欧洲发布的塑料可回收再生设计指南,目标都是指导塑料包装产品的设计,但从指南数量上来看,两个地区的差异较大。
欧洲PRE/RecyClass在设计指南的回收流分类更为细致,针对PET、HDPE、PP容器类和PE、PP薄膜几类产品根据不同颜色制定了不同的设计指南,以体现这些产品会进入不同的回收流分别进行高值化回收利用,例如:PET瓶设计指南一分为二:透明/浅蓝瓶和透明有色瓶,EPS容器同样细分为:渔箱EPS和白色家电EPS。
设计因素
不同塑料产品的设计指南所引入的影响回收再生的关键设计因素也有所差异。对比美国和欧洲发布的PET和HDPE容器类产品的设计指南,在评价可回收再生性的时候,需要考虑的主要设计因素包括基础树脂、颜色、封盖和泵头、标签、胶黏剂、油墨、阻隔层、添加剂和附件等。比如欧美的回收系统有MRF体系,基于自动化分选线,一定尺寸之内的塑料产品才会通过MRF进行分选,太大或太小都无法进行正确分拣,所以有尺寸和维度的要求。
此外,源于欧洲法规对塑料再生过程中废水水质的关注和严格要求,RecyClass还规定了塑料包装中基础树脂组成比例和残留物是否容易清空两个指标作为评价可回收再生级别的判定因素,并通过设定统一明确的比例区间作为不同回收再生级别的划分依据。
判定指标
美国和欧洲发布的不同塑料产品的设计指南对设计因素的分类有所不同,只能针对每一个设计指南、每一个设计因素具体分析,以下针对有代表性的几点不同进行说明:
PET设计指南
1)在PET设计指南中,PETG和改性PET作为基础树脂一直是讨论的焦点,APR认为熔点在225℃-255℃的PET树脂都是易于回收再生的,而RecyClass认为PETG和其他改性PET树脂都是不可回收再生的(特别是在无色透明PET设计指南中),因为不同的PETG材料与无色透明瓶级PET材料有不同的熔点,在共同再生加工过程中会严重影响瓶到瓶再生材料的品质。
2)在PET设计指南中,针对阻隔层和添加剂,APR有一套完整的测试方法来判定哪些阻隔层和添加剂可以被回收再生,RecyClass针对不同的阻隔层和添加剂判定了分类的指标。
HDPE设计指南
1)在HDPE设计指南中,APR和RecyClass都指出,黑色的HDPE瓶能否被近红外分选识别,是判定其是否可回收的标准。
2)在HDPE设计指南中,对于封盖、泵头、标签的判定都PE材质为易于回收再生的,密度小于1的PP或PO材质也是可以接受的,但是对于不同形式的标签包括胶黏剂、油墨等不同的设计指南规定有所不同,RecyClass考虑到不同的标签形式对不同颜色的HDPE回收流不同,分别给出了判定指标,而APR也有明确的测试方法判定不同标签的可回收性。
案例
以全塑泵头为例,很多日化包装生产企业开发了可以满足市场使用要求的全塑料泵头产品来代替传统金属泵头,面对这一新型产品设计,欧美的态度和要求是不同的。
APR对于此类创新产品的态度是比较开放和鼓励的,在PET、HDPE、PP容器包装产品设计指南中,泵头的可回收再生设计要求是一致的,并没有按照回收流材质的不同而设定不同标准,只要符合APR设计指南中“优选”的设计就会被认可。而欧洲RecyClass将此类产品仍然归为封盖部件,评判标准也是严格按照材质、密度、重量占比等信息进行审核。
阿普塔(Aptar)曾推出一款新开发的Future瓶泵头,完全由单一材质PE组成,可以完全回收,并在2021年8月30日获得了APR MPG (Meets Preferred Guidance) 认可。但按照PRE RecyClass评分要求,此类全PE泵头作为包装产品的一个部分不能直接申请等级认可,只能申请PRE中的PET/HDPE可回收再生认可兼容性评价函(Letter of compatibility),并且因其PE材料会对PP在再生料有影响,因此会降低其兼容性等级。(RecyClass要求是PE含量不能超过10%)。
测试方法
虽然设计指南针对市场上已有的包装设计因素给出了系统的可回收再生的判定,但针对创新的包装仍需要进行测试,APR建立了一整套完善的测试体系,针对整体的包装、某一设计因素都有相应的测试方法,并在不断完善中。
RecyClass目前开发出针对整体包装的测试评估方案和一部分快速测试方法,主要针对标签、油墨的测试。
基础思想和技术逻辑的相同一致,不是简单的巧合或模仿,深层次原因是在理解“可回收再生设计”到底是什么的问题上,各区域塑料产业链环节秉持了相同的认知和尊重了回收再生的基本事实:一件塑料产品是否可以循环再生,80%在其设计阶段就已经决定了。但至于如何实现可回收再生设计,一定是下游塑料回收再生企业根据实践中遇到的问题总结出的一系列降低塑料回收流杂质、保障再生工艺效率,提高再生塑料质量的设计指导思想,广大塑料回收再生企业拥有实践话语权和设计指南制定权。
而各区域具体设计指南里细微差异,则体现了各自区域尊重回收再生体系发展阶段的差异、再生处置及应用能力的差异、政策法规的差异、以及产业链中各环节沟通妥协后最终方案的差异。
重塑包装:中欧合作赋能回收循环价值链项目受德国联邦经济合作与发展部(BMZ)develoPPP专项资金委托,德国国际合作机构(GIZ)联合汉高(Henkel)、利乐(Tetra Pak)、陶朗(Tomra)、农夫山泉、芬欧蓝泰(UPM Raflatac)一同于2021年8月开始执行,项目执行期为3年。重点关注塑料软包、纸基复合包装、快递包装、PET瓶以及日化硬质包装等五类包装废弃物的收集及回收。同时,通过结合试点经验及生态设计、生产者责任延伸制等先进理念,为包装废弃物的综合管理提供政策及标准建议,提升包装废弃物回收价值链,促进包装行业的低碳可持续发展。
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钱名宇,部门主任,mingyu.qian@giz.de
文案 | 董力菲
排版 | 董力菲
审校 | 钱名宇 刘晓男