Hagyományostól az új generációs csomagolóanyagokig

Átírás

1 Hagyományostól az új generációs csomagolóanyagokig 3. ÉMMK Konferencia Szabó Anita Magdolna Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gép- és Terméktervezés Tanszék Budapest, április 27.

2 2 Tartalom Téma ismertetése Csomagolóanyagok Konklúzió Feladatok Hagyományostól az új generációs csomagolóanyagokig Szabó Anita Magdolna 2011

3 Csomagolás A csomagolás a termék szerves része, a tervezés kezdetétől a termék és szolgáltatás teljes életciklusát veszi figyelembe, beleértve az újrahasznosítást vagy biológiai úton való lebontást is. Fő feladata a termékek értékvesztés nélküli tárolása és eljuttatása a gyártótól a fogyasztóig. A csomagolás világpiaci értéke ~564 Mrd USD A fogyasztói csomagolásé ~380 Mrd USD (2009) Környezetbarát csomagolás ma már alapvető követelmény Uniós vállalások, direktívák, hazai jogszabályok Környezetkímélő anyagok és technológiák elterjedése és az ehhez kapcsolódó kutatások előtérbe kerülése

4 Csomagolás A csomagolástervezés összetett feladat jogi műszaki gazdasági követelmények mellett Optimális kialakítás anyagválasztás forma ergonómia grafika logisztika marketing hatékony energiafelhasználás szempontjait mind a gyártó mind a felhasználó részéről Hagyományostól az új generációs csomagolóanyagokig Szabó Anita Magdolna 2011

5 Hagyományos csomagolóanyagok gyékény sás vessző agyag kő vas üveg bőr fa akácfa parafa nád rost papír

6 Csomagolások anyagfajták szerinti felhasználása 2009-ben 16% 6% 6% 38% 13% 21% papír, karton, hullámlemez merev és félmerev falú polimerek hajlékonyfalú polimerek fém üveg egyéb anyag PIRA International Ltd

7 Kibocsátott és hasznosított csomagolási hulladék mennyiség (tonna/év) kibocsátás hasznosítás lakossági begyűjtés Öko-Pannon Kht/MTI Zrt. sajtóadatbank

8 Papír Egyszerűen alakítható, változatos (anyagminőség, felület, szín), kedvező ár. Nedvességgel és hővel szemben kevéssé ellenálló (vegyi vagy mechanikai kezelés) Begyűjtése és újrahasznosítása a leghatékonyabb, de figyelembe kell venni, egyrészt, hogy a többszöri reciklálási folyamatban fizikai tulajdonságai megváltoznak, mert aprítás során a cellulóz szálak rövidülnek, így elvesztik rugalmasságukat, másrészt a reciklálás során nő a leválasztott iszap mennyisége, valamint a keletkezett technológiai víz szennyezettsége.

9 Üveg Jelentősen csökkent felhasználás (~40%-os visszaesés 2009-ben) oka az italcsomagolások PET palackos elterjedése. Olcsó alapanyag, kémiailag semleges, könnyen tisztítható, sterilizálható, újra felhasználható. Beolvasztható, ami után ugyanolyan minőségű anyagot kapunk. A finom porrá őrölt üveghulladékból, jó minőségű, kis falvastagságú, de kedvező szilárdságú terméket állítanak elő.

10 Fém (alumínium, acél) Az élelmiszer-, a kozmetikai-, a gyógyszer-, valamint a vegyipari cikkek csomagolásánál alkalmazzák. Sterilizálható, megvédi a terméket a külső fénytől, mikroorganizmusoktól. A csökkenő anyagfelhasználás (falvastagság), az újrahasznosítás (amely során nem veszít primer nyersanyag tulajdonságaiból), jelentős energiacsökkenést is eredményezhet.

11 Mesterséges polimerek (PE, HDPE, LDPE, LLDPE, PP, PET) Szerteágazó felhasználás, fóliák, tálcák, poharak, tégelyek, palackok, tasakok stb. Egy részük bevonható az újrahasznosítási láncba (begyűjtés aprítás - mosás - granulátum új anyag), de a reciklálási folyamat végén fizikai és kémiai tulajdonsága eltér az eredeti polimerétől.

12 Társított csomagolóanyagok Előnyös tulajdonságok egyesítése Bevonással Rétegeléssel (laminálás) Koextrúzióval Fémgőzöléssel Az újrahasznosításnál probléma az összetevők szétválasztása Elsődleges a rostanyag visszanyerés Pl. a karton/papír-műanyag társításnál hosszú, nagy szilárdságú cellulóz rostokat nyerhetünk vissza

13 Újgenerációs polimerek Előnyös tulajdonságaik közé tartozik biszfenol A (BPA)-mentes Kanada szeptember környezetbarát, energiatakarékos megmunkálás vegyi anyagokkal szembeni ellenállás széles hőmérséklet-tartományban alkalmazható könnyen alakítható többször felhasználható (újratölthető) a reciklálási folyamatba bevonható

14 Termékkoncepció Bio- babaápolási kozmetikai termékcsalád csomagolás Eastman Tritan kopoliészter biszfenol A (BPA) - mentes vegyi anyagokkal szemben ellenáll ütésálló, nem repedezik víztiszta/jól színezhető könnyű reciklálási folyamatba bevonható

15 Bio-polimerek Egyre több anyagnak létezik biológiailag lebomló (biodegradábilis) változata hagyományos technológiákkal feldolgozható, alakítható az eredeti anyaghoz hasonló tulajdonságokkal rendelkezik használat után maradék nélkül komposztálhatók, bomlástermékeik pedig beépülnek az elemek természetes körfogásába A biocsomagolásnál az anyagok utánnövő nyersanyagból (cukornád, ricinus, kukorica, búza stb.) vagy mezőgazdasági hulladékból készülnek és gombák és mikroorganizmusok segítségével lebonthatók Növény keményítő glükóz tejsav bio-polimer csomagolás komposzt 2008-ban a világ bioműanyag-termelése 260 ezer tonna volt (ebből Európában 160 ezer tonna, amely 2010-re megkétszereződött.) Nem lépi túl a világ összes műanyag felhasználásának 1%-át

16 Bio-polimerek Politejsav (PLA) Komposztálható, biológiai úton lebontható Alacsony CO2 kibocsájtás Tálcák, flakonok, fóliák Poli-Hidroxi-Alkanoát (PHA) széles körű felhasználás, elasztikus műanyag, poharak, palackok Biohab ötvenszer kevesebb energiába kerül előállítani, mint az eddig használt polisztirolt akár 90%-kal kevesebb az üvegházhatást okozó gázok kibocsátása jelentős, akár 60%-os tömegcsökkenéssel alacsonyabb szállítási költségek realizálhatók

17 A mesterségesen előállított bio-anyagokon kívül a használatosak még: pattogatott kukorica mogyoró törek szalma és más mezőgazdasági és élelmiszeripari hulladék

18 Nanokompozitok A komponensek egyik összetevője nanoméretű (10-9 ) Szálas, szemcsés vagy lemezes szerkezetű Fém valamint polimer mátrixú Eljárások: In-Situ (monomer+nanoanyag duzzasztás+térhálósító polimerizáció nanolkompozit) Oldószeres eljárás (monomer+nanoanyag duzzasztás+polimer beágyazódás elpárolgás+oldószer - nanolkompozit Ömledékes (hőre lágyuló műanyag+szervesanyag keverés hőkezelés nanolkompozit

19 Konklúzió A napjainkban tapasztalható globális változások, a kimerülő-félben lévő fosszilis energiahordozók és a szennyezőanyagok által okozott környezeti katasztrófák együttes hatása már mindenki számára kézzelfogható A fenntartható fejlődés központi téma kockázatelemzés K+F jelentősége Az újrahasznosítható és biológiai úton lebomló anyagok alkalmazása A fogyasztói csomagolások jelentős növekedése eldobó csomagolás A csomagolástervezésnél figyelembe kell venni a termék teljes életciklusát Forma funkció anyag - ökologikus kapcsolata

20 Feladatok A fosszilis energiahordozók átváltása megújuló energiaforrásokra Szelektív hulladékkezelés a meglévő termékekre Utánnövő nyersanyagok és mezőgazdasági hulladék hasznosítása, egyensúlyban az élelmiszertermeléssel Bio-polimerek és komposztálható (biodegrábilis) anyagok használata Magas minőség Környezetmenedzsment Környezetbarát csomagolási technológiák alkalmazása Tervezésfilozófia design elmélet kidolgozása

21 Köszönöm a figyelmet! szabo.anita@gt3.bme.hu