リサイクル可能な単一素材構造は、国内包装市場で本格的に普及しつつあります。しかし、その応用分野は依然として低・中バリア分野に集中しています。高バリア分野、さらには高温調理といった高バリア分野において、リサイクル可能な単一素材構造をどのように実現できるでしょうか？現在、一部の企業では単一素材を通常生産していますが、リサイクルの要件を完全に満たしているでしょうか？まず、リサイクル可能な単一素材構造とは一体何でしょうか？リサイクル可能な単一素材構造は国内市場で非常に普及していますが、リサイクル認証を取得している企業の中には、単一素材構造を生産しているものの、高い回収率を達成していない企業もあります。図1は、ドイツの独立した専門評価認証機関である「Institute Cyclos-HTP Institute」が提供した複合包装の回収率に関する試験データです。同社は現在、世界中で数万件のリサイクル認証を発行しています。中国でも、恵州宝宝やDaocoなど数十社の企業がこの機関の認証を取得しています。これらの回収率は、全体構造が単一素材構造に準拠した複合包装製品の試験結果です。なぜこんなに大きな違いがあるのでしょうか?
欧州CEFLEXガイドラインおよびドイツCyclos-HTP研究所のデータによると、高純度材料の回収率は以下の通りで、ポリプロピレンフィルム（PP）、ポリエチレンフィルム（PE）、ポリエステルフィルム（PET）の単体回収率が最も高い。高回収率ポリオレフィン複合構造フィルム：リサイクル可能で、複合構造にはPA、PVDC、アルミ箔を含んではならず、主材料以外の成分（インク、接着剤、アルミメッキ、EVOHなど）の合計含有量は5%以下とします。含有が認められる成分は、その総含有量であり、個別含有量ではありません。多くの企業は製品構造の設計ミスに陥りやすく、認証取得時の回収率が低くなります。
真空蒸着プロセスは、耐水性と耐酸素性の二重バリア機能を向上させることができ、これは現在最も高いバリア機能を向上させる方法であり、耐水性と耐酸素性の機能に関して最もコストパフォーマンスの高いプロセスでもあります。真空蒸着は、すべてのリフティングバリアプロセスの中で、非主要材料の割合が最も少ないプロセスの一つです。アルミニウムメッキ層の厚さはわずか0.02〜0.03uで、割合が非常に小さく、リサイクルと再生の原則に影響を与えません。リサイクル可能であることを前提として、最も広く使用されているコーティングプロセスは、耐酸素機能を向上させることができるPVAコーティングです。コーティングプロセスの厚さは約1〜3uで、比較的少量を占めています。耐酸素機能の観点から、それはリサイクルと再生の原則に適合するコスト効率の高いプロセスです。しかし、PVAには2つの明らかな弱点があります。1つ目は、水を止めることができないことです。2つ目は、水を吸収した後に耐酸素機能を失いやすいことです。リサイクル可能であることを前提として、現在最も広く使用されている共押出プロセスはEVOH共押出ですが、広く使用されているPA共押出はリサイクルの原則に適合していません。 リサイクルの原則では、PAは禁止されており、EVOHの最大割合は5％以下です。 EVOH共押出厚さは約4〜9uで、主材料の厚さによって異なりますが、EVOH共押出プロセスは、特に薄い構造の全体の厚さで5％の割合を超えやすく、そのバリアも厚さと直接関係しています。 リサイクル可能性の原則では、EVOHは添加の割合によって制限され、バリアの改善には限界があります。 PVAコーティングと同様に、EVOHは耐酸素性を向上させるだけで、耐水性には役立ちません。 現在の一般的な成熟技術に基づくと、BOPPおよびPETフィルムは、水と酸素に対する最高の耐性を実現できます。 ボレンフィルムは、アルミニウム化BOPPの最高のバリア性、0.1未満の二重バリアです。現在、薄膜に3つまたは2つのバリアプロセスを同時に適用し、相互に補完的な利点を生むことで、より優れたバリア性能を実現する成熟技術が存在します。以下の表は、現在の成熟技術に基づき、主要なリサイクル可能な構造物の高いバリア特性、各構造物の回収可能率、そして最も優れた適用シナリオを示しています。
投稿日時: 2023年3月23日