Quattro sfide da affrontare lavorando con la resina post-consumo (PCR)

La resina post-consumo è un pellet di resina riciclata ottenuto dalla lavorazione di prodotti in plastica già esistenti.

La produzione di PCR prevede i processi illustrati di seguito:

Fasi del riciclo dei rifiuti plastici per la produzione di granuli di plastica

La lavorazione/il riciclo della plastica sembra entusiasmante, ma presenta anche delle sfide. Queste sono:

Che cos’è la resina post-consumo (PCR) e come viene prodotta?

La resina post-consumo è un pellet di resina riciclata ottenuto dalla lavorazione di prodotti in plastica già esistenti.

La produzione di PCR prevede i processi illustrati di seguito:

Fasi del riciclo dei rifiuti plastici per la produzione di granuli di plastica

Perché l’adozione della PCR è in crescita, ma non senza ostacoli

La lavorazione/il riciclo della plastica sembra entusiasmante, ma presenta anche delle sfide. Queste sono:

Sfida 1: Raccolta su larga scala dei rifiuti di plastica

1. Collezione

In un mondo densamente popolato e diversificato, è facile trovare grandi quantità di rifiuti di plastica, ma è difficile raccoglierli per il riciclo. Esistono metodi consolidati per la raccolta e l’invio agli impianti di trasformazione in PCR (plastica riciclata post-consumo).

Centri di riciclaggio e distributori automatici per il riciclo

Innanzitutto, l’installazione di centri di riciclaggio della plastica in ogni punto vendita al dettaglio sensibilizza le persone sull’esistenza di tali centri. Le organizzazioni possono anche installare distributori automatici per la restituzione dei rifiuti di plastica, in cui le persone vengono remunerate per la loro restituzione.

Metodi di raccolta in discarica e a domicilio

In secondo luogo, gli operatori ecologici/addetti alla raccolta raccolgono tonnellate di bottiglie di plastica e rifiuti dalle discariche e li vendono alle industrie per il riciclo. Nelle città in via di sviluppo, questo compito viene ora svolto da macchinari.

Il ruolo dell’educazione dei consumatori nella raccolta differenziata dei rifiuti

In terzo luogo, educare i consumatori a separare i rifiuti umidi da quelli secchi presso le proprie abitazioni, in modo che le organizzazioni pubbliche o private possano facilmente raccogliere tali rifiuti e inviarli al riciclo presso specifici impianti di trattamento.

Raccolta dei rifiuti prima

Raccolta rifiuti seconda

Raccolta rifiuti Terza

Sfida 2: Contaminazione — Il rischio nascosto per la qualità nella PCR

1. Contaminazione

Per separare la plastica dai rifiuti, è importante capire quali sono le conseguenze di tale separazione. La plastica viene raccolta in diversi luoghi dove le persone utilizzano vari tipi di prodotti. Questi prodotti, al momento della raccolta, sono combinati con diversi altri materiali. Ad esempio, tappi in PP, bottiglie in PET, prodotti in PS, componenti metallici, componenti in legno e molti altri.

Gradi misti e problemi di separazione dei colori

Anche dopo la separazione in base alla qualità, rimangono microparticelle di materiali indesiderati come legno, metalli e altre materie plastiche. La presenza di prodotti di diverso colore appartenenti alla stessa qualità rappresenta un ulteriore problema in questa fase. I tempi e i costi rendono la separazione basata sul colore praticamente impossibile.

Il problema del riciclo del PET: un caso di studio

Cerchiamo di capire il processo con un esempio. La plastica commerciale più comune è il PET (polietilene tereftalato). Tutte le bottiglie di bibite e acqua sono fatte di questo materiale. Il riciclo del PET è complesso perché vengono utilizzati diversi tipi di plastica per le bottiglie di bibite, succhi di frutta e acqua.

La differenza di colore e di proprietà dei materiali (viscosità, ad esempio) delle bottiglie in PET, così come la presenza di contenitori in PET con caratteristiche diverse, rende difficile il riciclo della plastica su larga scala. La differenza di viscosità intrinseca dei vari materiali può creare plastica riciclata con viscosità intrinseca variabile in diverse sezioni. La viscosità intrinseca è la misura del contributo di un soluto alla viscosità della soluzione.

Microcontaminanti e loro effetto sui pezzi stampati

Altri additivi che contaminano il lotto sono particelle microscopiche di sabbia, vetro, plastica o metalli. Queste vengono lavorate insieme ai principali prodotti in plastica e il PCR ottenuto contiene le loro microparticelle. Le piccole particelle/contaminanti producono macchie nere o un disegno a strappo o a flusso durante lo stampaggio del PCR.

Sfida 3: Variazione del materiale e suo impatto sulle prestazioni di stampaggio

1. Variazione:

Sebbene il PCR (plastica riciclata post-consumo) sia solitamente ottenuto da plastica dello stesso tipo, la contaminazione o la presenza di altri tipi di plastica che vengono lavorati durante il processo di riciclo ne altera le proprietà. Ad esempio, il polietilene (PE) può essere presente nel polipropilene (PP) durante il riciclo. Separare questi materiali è difficile e costoso. Pertanto, il PCR ottenuto riciclando PP al 100% contiene solitamente dal 5% al ​​20% di PE, il che rende il prodotto finale più morbido/fragile. Inoltre, la percentuale di PE nel PCR a base di PP varia da lotto a lotto.

Perché le proprietà della PCR variano da lotto a lotto

Inoltre, la percentuale di contenuto di PE nella PCR basata su PP varia da lotto a lotto.

Miscelare PCR con resina vergine: trovare il rapporto giusto

Per controllare le proprietà della confezione, le aziende mescolano resina PCR con resina vergine in percentuali variabili a seconda dei requisiti di qualità della confezione. Ad esempio, 25% PCR – 75% vergine, 50% PCR – 50% vergine, ecc.

Ottenere una colorazione uniforme nei prodotti PCR

Un altro problema riguarda l’aspetto del prodotto in PCR. L’aspetto naturale del PCR è grigiastro. Quando il PCR viene stampato, il prodotto ha un aspetto grigiastro. Per ottenere tonalità non grigiastre, ovvero un colore pieno, si aggiunge il masterbatch/pigmento alla resina PCR. La quantità di masterbatch dipende dall’intensità di colore desiderata e dalla geometria del pezzo. Per ottenere un colore blu scuro, è necessario aggiungere più masterbatch rispetto a quello utilizzato per la resina vergine. Pertanto, con il PCR, è difficile ottenere colori brillanti o traslucidi senza la giusta competenza.

Per lo stampaggio di PCR, le condizioni di processo sono in qualche modo diverse rispetto allo stampaggio di una resina vergine della stessa qualità. Ad esempio, la pressione di iniezione è solitamente diversa nel PCR rispetto al materiale vergine a causa della viscosità non uniforme del PCR. Talvolta, è necessario modificare anche la pressione di mantenimento.

Sfida 4: Investimenti infrastrutturali necessari per l’utilizzo della PCR

1. Investimento:

Sebbene ecocompatibile, alcune aziende devono talvolta spingersi oltre i propri limiti per utilizzare la PCR al posto della resina vergine. Un’azienda produttrice dovrebbe investire in determinati aspetti della propria infrastruttura produttiva per poter utilizzare la PCR.

Requisiti per i silos e lo stoccaggio PCR

Un silo per PCR è un requisito aggiuntivo fondamentale. Le proprietà del PCR variano da lotto a lotto. Per evitare fluttuazioni nella qualità del prodotto finale, un’azienda deve ordinare e immagazzinare il PCR in grandi quantità e conservarlo in un silo. Un silo aggiuntivo rappresenterebbe un investimento considerevole per alcune aziende.

Costi dei miscelatori gravimetrici e dei masterbatch

L’elevato fabbisogno di masterbatch nella resina PCR rispetto alla resina vergine comporterebbe anche un aumento del costo unitario. Quando la resina vergine deve essere miscelata con la PCR, è necessario installare un miscelatore gravimetrico per una miscelazione uniforme.

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Articolo di

Darshak Mehta

Responsabile del progetto

EIPL

Domande frequenti: Resina riciclata post-consumo (PCR) nello stampaggio a iniezione

1. Che cos’è la resina post-consumo (PCR) e in cosa si differenzia dalla plastica vergine?
   La plastica PCR è plastica riciclata ottenuta da prodotti di consumo usati. A differenza della plastica vergine, presenta proprietà variabili a causa dell’utilizzo precedente, della contaminazione e dei processi di rilavorazione.
2. Quali sono le fasi principali del processo di conversione dei rifiuti di plastica in granuli PCR?
   Il processo comprende la raccolta, la separazione, la pulizia, la triturazione, la fusione e la pellettizzazione in granuli di plastica riutilizzabili.
3. Quali tipi di plastica vengono più comunemente riciclati in plastica post-consumo?
   Tra i tipi più comuni figurano PET, PP e HDPE, ampiamente utilizzati per bottiglie, tappi e imballaggi.
4. È sicuro utilizzare la PCR negli imballaggi per alimenti e bevande?
   Può essere sicuro se lavorato secondo rigide normative e certificato per applicazioni alimentari.
5. Quali sono i principali metodi utilizzati per la raccolta dei rifiuti di plastica destinati alla produzione di PCR?
   Tra i metodi utilizzati figurano i centri di riciclaggio, i distributori automatici per il riciclo, la raccolta in discarica e i sistemi di raccolta differenziata porta a porta.
6. Che cos’è un distributore automatico inverso e come contribuisce al riciclo della plastica?
   Si tratta di una macchina che accetta contenitori di plastica usati e premia gli utenti, incentivando il riciclo e migliorando l’efficienza della raccolta.
7. Perché la separazione dei rifiuti domestici è fondamentale per una produzione di PCR di alta qualità?
   Una corretta separazione riduce la contaminazione, migliorando la qualità e la riciclabilità dei materiali.
8. Quali tipi di contaminanti si trovano comunemente nelle resine per PCR?
   Tra i contaminanti figurano altre materie plastiche, metalli, legno, vetro, sabbia e additivi.
9. Perché la separazione delle plastiche in base al colore durante il riciclaggio è così difficile?
   Separare i colori misti in modo efficiente è difficile, e il processo è lungo e costoso.
10. In che modo i microcontaminanti come sabbia, vetro o metallo influiscono sui componenti stampati per PCR?
    Provocano difetti come macchie nere, linee di flusso e possono danneggiare gli stampi o i canali caldi.
11. Perché il riciclo del PET è particolarmente difficile rispetto ad altre materie plastiche?
    Le diverse qualità e viscosità intrinseche dei prodotti in PET creano incongruenze durante il processo di riciclaggio.
12. Quali sono le cause delle macchie nere o delle striature di flusso nei pezzi stampati in PCR?
    Microcontaminanti e impurità presenti nel materiale causano difetti visivi durante lo stampaggio.
13. Perché le proprietà dei materiali per la PCR variano da lotto a lotto?
    Le variazioni derivano da materie prime miste, contaminazione e condizioni di lavorazione non uniformi.
14. In che modo la contaminazione da PE nella PCR a base di PP influisce sul pezzo stampato finale?
    Rende il prodotto più morbido e meno rigido, influenzandone le prestazioni.
15. Quali sono i rapporti di miscelazione tra resina PCR e resina vergine comunemente utilizzati nella produzione?
    I rapporti più comuni includono 25:75, 50:50 o altre miscele a seconda dei requisiti di qualità.
16. Perché è più difficile ottenere colori brillanti o traslucidi con la PCR rispetto alla resina vergine?
    Il PCR ha una naturale tonalità grigia, che richiede una maggiore quantità di pigmento e rende difficile ottenere colori chiari o trasparenti.
17. In che modo la viscosità variabile dei reagenti PCR influisce sulle impostazioni della pressione di iniezione?
    Richiede regolazioni nella pressione di iniezione e di mantenimento per garantire un riempimento costante e una qualità ottimale dei pezzi.
18. Quali investimenti infrastrutturali sono necessari per iniziare a utilizzare la PCR nella produzione?
    Gli investimenti comprendono silos di stoccaggio, sistemi di miscelazione e ulteriori misure di controllo qualità.
19. Che cos’è un silo PCR e perché è necessario per una qualità di produzione costante?
    Un silo PCR immagazzina grandi lotti di materiale per ridurre al minimo la variabilità e garantire una produzione costante.
20. Che cos’è un frullatore gravimetrico e quando è necessario per la lavorazione tramite PCR?
    Miscela con precisione il PCR con la resina vergine, garantendo una composizione del materiale costante durante il processo.
21. In che modo il maggiore fabbisogno di masterbatch nella PCR influisce sul costo unitario?
    Per ottenere i colori desiderati è necessaria una maggiore quantità di pigmento, il che aumenta il costo del materiale per pezzo.
22. Perché i marchi stanno passando ai materiali PCR nonostante le difficoltà?
    Per raggiungere gli obiettivi di sostenibilità, ridurre l’impatto ambientale e rispettare le normative.
23. Quale percentuale di PCR può essere utilizzata senza compromettere le prestazioni del confezionamento?
    Varia a seconda dell’applicazione, in genere dal 10% al 100% a seconda delle esigenze di progettazione e qualità.
24. In che modo l’utilizzo della PCR contribuisce agli obiettivi di sostenibilità di un’azienda?
    Riduce la dipendenza dalla plastica vergine, diminuisce gli sprechi e supporta le iniziative di economia circolare.
25. In che modo EIPL supporta le aziende nella transizione dalla resina vergine alla PCR?
    EIPL offre ottimizzazione della progettazione, convalida dei processi, supporto alla ricerca e sviluppo e implementazione completa per l’adozione della PCR.