Ocena możliwości wytwarzania płyt dla potrzeb budownictwa ze zużytych opakowań typu tetra-pak

ARCHIVES of FOUNDRY ENGINEERING Published quarterly as the organ of the Foundry Commission of the Polish Academy of Sciences ISSN (1897-3310) Volume 10 Special Issue 3/2010 119 124 23/3 Ocena możliwości wytwarzania płyt dla potrzeb budownictwa ze zużytych opakowań typu tetra-pak K. Korniejenko*, S. Kuciel, J. Mikuła Zakład mechaniki eksperymentalnej i biomechaniki, Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki, ul. Jana Pawła II 37, 31-864 Kraków, POLSKA * Kontakt korespondencyjny: kinga@mech.pk.edu.pl Received 30.04.2010; accepted in revised form 30.05.2010 Streszczenie Tetra-pak jest popularnym materiałem opakowaniowym, używanym do pakowania produktów płynnych, w szczególności soków, napojów bezalkoholowych i mleka. Opakowania są jednorazowe i są wyrzucane po użyciu. Kartony nie mogą być użyte ponownie, ponieważ mają kontakt z żywnością, a więc musza być aseptyczne. Artykuł prezentuje możliwości recyklingu odpadów z tetra-paku na świecie oraz wyniki badań własnych prezentujące możliwości optymalizacji własności mechanicznych kompozytu oraz modyfikacji własności płyt wytworzonych z tetra-paku w zależności od rodzaju i ilości dodanego polietylenu oraz sposobu wytworzenia. Zostają również przedstawione możliwości wykorzystania przetworzonych odpadów z tetra-paku w budownictwie. Słowa kluczowe: tetra pak, właściwości mechaniczne, odpady, recykling materiałowy 1. Wstęp Według danych Krajowego Planu Gospodarki Odpadami w Polsce powstaje rocznie około 12,5 mln Mg odpadów komunalnych, co w przeliczeniu na statystycznego mieszkańca daje poziom 350 kg/rok. Z tego ponad 20% stanowią odpady z tworzyw sztucznych, a w szczególności odpady opakowaniowe. Według założeń tego planu w 2009 roku odpady opakowaniowe miały być poddane w 50% odzyskowi, a w 25% recyklingowi. Wskaźników tych nie udało się jednak osiągnąć. Szczególny problem wśród odpadów stanowią wyroby wielomateriałowe. Powtórne przetwarzanie tych wyrobów jest często związane ze znacznie wyższymi kosztami niż recykling podobnych wyrobów z jednolitego materiałów. Przekłada się to m.in. na wysokie ceny surowców wtórnych pozyskiwanych z tych materiałów, a więc również ich niską konkurencyjność wobec cen surowców pierwotnych. Jednym z surowców tego typu, szczególnie trudnych do dalszego przetwarzania, jest tetra-pak. Tetra-pak jest popularnym materiałem opakowaniowym używanym w szczególności do pakowania wyrobów żywności płynnej np. soków owocowych, mleka oraz innych produktów mlecznych. Jest on materiałem wielowarstwowym (z reguły opakowanie ma od 5 do 7 warstw). Warstwy są spajane pod wpływem temperatury, bez dodatku kleju lub innej substancji je zlepiającej. Po pojedynczym użyciu opakowania są wyrzucane. Ze względu na swój wielomateriałowy charakter materiał ten jest trudny do naturalnej biodegradacji. Tetra-pak jest wykonany najczęściej z trzech różnych materiałów, które połączone razem dają bardzo trwałe, bezpieczne i lekkie opakowanie. Jednolitrowy karton waży tylko 28 gramów [4]. Kartony składają się za następujących warstw [6, 7]: 75% wagi całego opakowania stanowi papier, który odpowiada za wytrzymałość i sztywność opakowania. ARCHIVES of FOUNDRY ENGINEERING Volume 10, Special Issue 3/2010, 119-124 119

Używany do produkcji kartonów papier jest bardzo wysokiej jakości. Charakteryzuje się on długim włóknem papieru, dzięki czemu karton jest bardzo mocny [12]. 20% wagi stanowi 4 do 5 warstw polietylenu niskiej gęstości, który stanowi barierę dla mikroorganizmów i sprawia, że opakowanie jest odporne na wilgoć, pełni również funkcje spoiwa pomiędzy pozostałymi warstwami kartonika. 5% wagi stanowi aluminiowa folia, która izoluje zawartość opakowania od powietrza i światła (zapewnia aseptyczność). Szacuje się, że w Polsce odpady z tetra-paku stanowią około 50% odpadów opakowaniowych, a ich ilość wynosi 45 000 Mg [16]. 1. Możliwości przetwarzania zużytych opakowań z tetra-paku Jednym z głównych priorytetów Unii Europejskiej jest zrównoważony rozwój, którego częścią jest racjonalna gospodarka opakowaniami. Najkorzystniejsze dla środowiska jest oczywiście zapobieganie powstaniu nadmiernej ilości odpadów. Jeśli jednak one już powstają to według wytycznych unijnych najpierw powinniśmy rozważyć możliwość ponownego użycia wyrobów, potem powinniśmy rozważyć recykling. Kolejną możliwością jest spalanie (najlepiej z odzyskiem energii), na ostatniej pozycji według możliwości określonych przez Unię Europejską, znajduje się unieszkodliwianie na składowiskach [18]. W przypadku opakowań z tetra-paku, które mają zachować aseptyczność, nie ma możliwości powtórnego ich użycia do celów spożywczych. Biorąc pod uwagę powyższe zalecenia i możliwości techniczne najkorzystniejszy dla środowiska jest recykling materiałowy odpadów z tetra-paku. W tym przypadku nie tylko nie tworzymy odpadu, który zalega na składowisku, ale dodatkowo odzyskujemy materiał, a więc oszczędzamy surowce naturalne. Nie jest jednak możliwe oddzielenie ręczne ani przy użyciu prostych metod mechanicznych poszczególnych warstw opakowania. Pomimo tej trudności zostało opracowanych kilka możliwości przetwarzania wyrobów z tetra-paku [14]: Oddzielanie składników: - odzysk masy celulozowej - odzysk polietylenu i aluminium Rozdrabnianie całych opakowań i tworzenie z nich materiału kompozytowego dla dalszej produkcji różnych wyrobów Globalną tendencją jest spalanie odpadów z odzyskiem energii. Spalanie odpadów z tetra-paku przynosi bardzo dobre efekty, ponieważ wartość opałowa aluminium jest taka sama jak węgla kamiennego, a polietylenu nawet wyższa [14]. Przy czym istotne jest, że tetra-pak nie zawiera pierwiastków tj. F, Cl, Br, S, N, P czy metale ciężkie [20], które przy spalaniu są niebezpieczne dla zdrowia ludzkiego. Opakowania z tetra-pak są wykonane głównie z pierwiastków tj.: C, H, O i Al. Głównymi frakcjami w opakowaniach są więc: związki węgla, wodór i tlen, przeciętne opakowanie ma następujące wartości procentowe tych związków: 49.28; 7.32; 35.71% [20]. W ostatnich latach, na świecie są rozwijane badania nad procesem pirolizy opakowań z tetra-paku. Piroliza jest chemiczną dekompozycją substancji przy udziale wysokiej temperatury (beztlenowo) [6, 17]. Piroliza jest procesem szeroko rozpowszechnionym w zastosowaniu do odpadów organicznych. Za optymalną temperaturę dla mieszanki biomasy (np. masy celulozowej) i odpadów z tworzyw sztucznych uznaje się temperaturę około 400 o C i ciśnienie, w atmosferze argonu, ponad 0,1 MPa. W wyniku destrukcji tworzywa w procesie pirolizy otrzymujemy gaz i ciekłe produkty węglowodorowe. Substancje te mogą być użyte jako komponenty paliwa. Ponadto produkty te mogą być użyte jako surowiec dla różnego rodzaju produkcji chemicznej materiałów z tworzyw sztucznych [6, 17]. Odpady z tetra-paku są więc wygodnym źródłem do przetwarzania i dalszego wykorzystania w procesie pirolizy [6]. W procesie spalania jest np. możliwy odzysk aluminium [20]. Odzysk aluminium jest możliwy również w nieco innym procesie opartym na tzw. cyklu zamkniętym recyklingu dla folii aluminiowej. Proces ten został opracowany i wdrożony jako element programu rozwojowego opracowanego razem przez firmy GRANGES Eurofoil companies i Tetra-Pak [14]. W tym procesie, na początku następuje rozdrobnienie kompozytu na małe elementy, które są następnie sortowane (grawitacyjnie i indukcyjnie). Proces ten prowadzi do uzyskania frakcji, która zawiera około 17% aluminium. Następnie przeprowadzany jest proces termicznego wydzielania aluminium, podczas którego precyzyjnie regulowana jest temperatura i cyrkulacja gazów, tak aby nie doszło do utlenienia metalu. Na tym etapie możliwy jest odzysk energii pochodzącej ze spalania pozostałych elementów kompozytu (LDPE i masy celulozowej). Uzyskane w wyniku tego procesu aluminium może być dalej przetwarzane (wytłaczanie, walcowanie, itp.), w wyniku przetwórstwa można otrzymać folię, której użycie jest możliwe w produkcji opakowań do napojów (ponownego wytworzenia kompozytu wielomateriałowego). Efektywność procesu odzyskiwania folii aluminiowej jest znacząca i dochodzi do 30-35% masy wyjściowej [14]. Jedną z najpowszechniej stosowanych metod recyklingu jest proces odzysku masy celulozowej, np. w tzw. hydropulpingu - cienkie warstwy polietylenu i aluminium są oddzielane od włókien celulozowych w urządzeniu nazywanym hydropulperem. Wysokiej jakości włókna odzyskane z odpadów z tetra-paku są następnie używane do produkcji nowych wyrobów tj. chusteczki higieniczne, ręczniki papierowe czy papier piśmienniczy [6]. Warstwy aluminium i polietylenu, stanowiące odpady z tego procesu mogą być zagospodarowane na trzy podstawowe sposoby [6, 10]: 1) Odzysk energii przy spalaniu. Po usunięciu włókien celulozowych polietylen i aluminium są używane do produkcji brykietów opałowych (odzyskanie energii produkcja ciepła lub energii elektrycznej) 2) Odzysk aluminium w piecach do pirolizy (rozkład na substancje podstawowe - dekompozycja materiału). 3) Przetwarzanie kompozytu złożonego z mieszaniny polietylenu i aluminium w wytłaczarkach w celu jego dalszego użycia przy wykorzystaniu w procesie wtrysku jako alternatywy dla wyrobów z LDPE lub HDPE. [9,10]. Uzyskany kompozyt składający się z macierzy polietylenowej wzmocnionej aluminium, nosi nazwę PEAL i jest stosunkowo niskonakładowym materiałem 120 ARCHIVES of FOUNDRY ENGINEERING Volume 10, Special Issue 3/2010, 119-124

(niskie koszty produkcji). Doświadczenia pokazują, że ze względu na dobre właściwości mechaniczne może być on wykorzystywany w bardzo wielu dziedzinach [10]. Opisywany wyżej system odzysku masy celulozowej został rozwinięty przez firmę Regenex. W tym systemie odzysku wykorzystywane są urządzenia i maszyny, które oddzielają poprzez wypłukiwanie włókna papieru. Polietylen i aluminium, po odseparowaniu od włókien, stanowią produkt odpadowy w tym procesie, nie są poddawane one poddawane dalszej obróbce. Odzyskane włókna nie mogą być w całości ponownie wykorzystywane w produkcji opakowań aseptycznych, do produkcji których wymagane jest stosowanie minimum 80% pierwotnego włókna (włókna z odzysku mogą stanowić jedynie niewielki dodatek). W związku z tym, w przypadku odzysku masy celulozowej, można osiągnąć jedynie otwarty cykl recyklingu, w których włókno wtórne może być wykorzystywane na produkty inne niż produkt wyjściowy [19]. Z surowców wtórnych uzyskanych w wyniku pracy systemu Regenex można wytwarzać wiele produktów, np. wyroby z papieru, formowane produkty z pulpy, izolacje, płyty gipsowe (ścienne) [14]. Ten typ systemu recyklingu wyrobów z tetra-paku został również zastosowany w Polsce w projekcie pod nazwą Rekarton. W hydropulperze odzyskiwane są włókna celulozowe - kartony pochodzące z odpadów są mieszane przez około 20 minut i pod wpływem działania temperatury i wody włókna celulozowe oddzielają się od pozostałych składników [16]. Inną możliwością odzysku włókien celulozowych zawartych w pudełkach kartonowych jest ich odzysk pod wpływem czynników chemicznych. W Europie pracuje kilka tego rodzaju instalacji m.in. w Niemczech, Finlandii i w Szwecji. Ta technologia jest używana przez fińską firmę Corenso. Fragmenty pudełek (wstępnie pocięte) są mieszane i przetwarzane w masę celulozową. Proces odbywa się w środowisku płynnym o odczynniku alkalicznym ph (np. wodorotlenku sodu), przez okres 15-60 min. przy ciągłym mieszaniu. Włókna odzyskane w tym procesie używane m.in. do produkcji kartonu opakowaniowego [19]. Interesujący proces przetwarzania tetra-paku został opracowany i wprowadzony w Alcoa Aluminio, przy udziale firm Tetra - Pak, Klabin i TSL Ambiental w Brazylii jako spółek joint venture. W 2005 został tam zastosowany pierwszy na świecie proces mogący rozseparować komponenty z: papieru, aluminium i polietylenu przy użyciu technologii plazmowej. Nowa technologia plazmowa polega na użyciu energii elektrycznej produkującej strumień plazmy o temperaturze 15 000 o C. Jonizacja w takiej temperaturze mieszaniny aluminium i tworzywa sztucznego pozwala na uzyskanie parafiny i aluminium w czystej postaci [6]. Innym typem recyklingu opakowań wielomateriałowych jest ich rozdrobnienie, przetworzenie na nowy materiał i produkcja z niego różnego rodzaju wyrobów. W tej technologii można użyć przetworzonego materiału jako surowca do produkcji, bez konieczności kłopotliwego rozdzielania poszczególnych warstw materiału. Proces pozwala na przetworzenie całości opakowania, bez pozostawienia odpadów. Taki sposób odzysku opakowań jest wykorzystywany przez niemiecką firm EVD, hiszpańską FATEC S.A oraz Tetra Pak Company. Proces produkcji płyt z rozdrobnionego materiału składa się z następujących etapów [1, 16]: rozdrobnienie materiału na około 5 mm fragmenty, formowanie płyty, ogrzewanie i prasowanie ścinków (170 o C, ciśnienie 20-30 kg/cm 2 ), chłodzenie uformowanej płyty, cięcie na odpowiednie wymiary. Przykładowo w tej technologii są wytwarzane płyty pod nazwą handlową TECTAN. TECTAN jest płytą o gęstości 1,07 kg/cm 3, o właściwościach przypominających płytę wiórową, lecz o większej wytrzymałości na rozciąganie (około 0,35 N/mm 2 ) i wyższej odporności na wilgotność otoczenia. Płyty te są wytwarzane z rozdrobnionych fragmentów kartonów, które zostały poddane procesowi prasowania. Rolę spoiwa spełnia w produkcji płyt LDPE (w płytach TECTAN dodawana jest również dodatkowa ilość polietylenu w celu ujednorodnienia właściwości mechanicznych płyt), który jest zawarty w opakowaniach typu tetra-pak - stopione tworzywo pod wpływem temperatury spaja pozostałe element opakowań. Dodatkowo polietylen zapewnia płytom właściwości hydrofobowe. W zależności od późniejszego zastosowania wyrobu powierzchnia gotowych płyt może być uszlachetniana poprzez lakierowanie, laminowanie lub polerowanie. Poprzez odpowiednie formowanie płyty można ukształtować przestrzennie [14, 19]. Podobny produkt został opracowany przez firmę Tetra Pak - jest produkowany i sprzedawany pod marką Yekpan. W tym procesie rozdrobnione odpady z tetra-paku są poddawane kompresji pod wpływem wysokiego ciśnienia i temperatury, co pozwala na otrzymanie niezwykle wytrzymałego panelu. Odpad z tetra - paku wykorzystywany jest jako wnętrze panelu, zaś warstwy zewnętrzne stanowi opracowany przez firmę laminat. Ten typ skompresowanego panelu składa się z: 70 90% papieru, 10 25% polietylenu niskiej gęstości i około 5% aluminium. W procesie nie są używane żadne dodatkowe substancje klejące (poza dodatkiem 20% polietylenu) [1]. W Polsce również prowadzone były badania nad możliwościami zastosowania tego rodzaju technologii przetwarzania zużytych opakowań. Kompleksowe badania pozwoliły na opatentowanie w 2004 roku Kompozycji termoplastycznej na bazie poliolefin 1. Patent przedstawia szczegółowo propozycje materiałów, oraz sposób ich otrzymywania i obejmuje znaczną ilość możliwych do uzyskania kompozycji materiałowych: Kompozycja termoplastyczna na bazie poliolefin, znamienna tym, że zawiera 10-50% wagowych w stosunku do polimeru, napełniacza stanowiącego produkt rozdrobnienia i rozwłóknienia odpadów opakowań warstwowych złożonych z warstw celulozowej, aluminiowej i polietylenowej, o cząstkach, których największy wymiar nie przekracza 6 mm. Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera napełniacz w ilości 20-40% wagowych, o cząstkach, których największy wymiar nie przekracza 3 mm, w stosunku do polimeru (w szczególności polietylenu lub polipropylenu). Niestety, żadna 1 Polski patent: Kompozycja termoplastyczna na bazie poliolefin, nr 370290 data 23.09.2004, właściciel patentu: Instytut Chemii Przemysłowej im. Prof. Ignacego Mościckiego, Warszawa ARCHIVES of FOUNDRY ENGINEERING Volume 10, Special Issue 3/2010, 119-124 121

z opatentowanych kompozycji nie została do tej pory wdrożona do produkcji przemysłowej. 2. Przykłady zastosowań w branży budowlanej W budownictwie wykorzystuje się produkty pochodzące z odzysku masy celulozowej lub uzyskane z rozdrobnionych opakowań. Masa celulozowa uzyskana z przerobu zużytych opakowań po znajduje zastosowanie m.in. na izolacje celulozowe (porowate), włókna wilgotne (kleje wodne) oraz na płyty ścienne [14]. Z kolei rozdrobnione odpady ze zużytych opakowań typu tetra-pak mogą być wykorzystane w budownictwie, jako materiał konstrukcyjny, izolacyjny oraz szalunkowy. Po odpowiednim przetworzeniu płyty utworzone z odpadów z tetra - paku posiadają właściwości zbliżone do płyt wiórowych [14]. Z przetworzonych z dodatkiem polietylenu odpadów niemiecka firma EVD produkuje płyty o nazwie TECTAN. Wg informacji zamieszczonych na stronie produkcja płyt możliwa jest w grubościach od 4 do 25 mm, o gęstości 1,07 kg/cm 3 i o właściwościach przypominających płytę wiórową, lecz o większej wytrzymałości na rozciąganie około 3,4 MPa (0,35 N/mm 2 ), odporności na wilgotność otoczenia i przewodności cieplnej na poziomie 0,13 W/(m*K). Płyty te zawierają około 20% dodatku polietylenu. Jeszcze lepsze własności tego rodzaju kompozytów zostały zadeklarowane przez autorów wspomnianego patentu, przy czym należy zaznaczyć, że udział materiału pochodzącego z odpadów jest w tym przypadku dużo niższy (odpady z tetra - paku są dodawane w ilości 20% wagowych w stosunku do polietylenu LDPE). Otrzymane kompozycje, w zależności od udziału procentowego i rodzaju tworzywa charakteryzowały się następującymi właściwościami: Moduł Younga przy zginaniu E f : 624-3798 MPa Moduł Younga przy rozciąganiu E t : 566-3847 MPa Naprężenie zginające σ fc : 12,0-37,0 MPa Naprężenie zrywające σ B : 11,3-29,8 MPa Wytrzymałość na rozciąganie σ M : 12,1-29,8 MPa Granica plastyczności σ y : 12,1 18,5 MPa Z kolei badania prowadzone w Ośrodku badawczorozwojowym przemysłu płyt drewnopochodnych w Czarnej Wodzie na materiale o zawartości polietylenu około 12% do 15% i aluminium od 6% do 8%, pokazały, że płyty te cechują się lepszymi własnościami niż płyty wiórowe, ale gorszymi niż płyty MDF. Wartości dla płyt wytworzonych z tetra-paku wynosiły: wytrzymałość na rozciąganie w granicach: 0,18 0,22 MPa, wytrzymałość na zginanie: 12,0 19,9 MPa. Opisywany wcześniej produkt Yekpan cechują bardzo dobre właściwości mechaniczne, może on stanowić alternatywę dla tradycyjnych paneli wytwarzanych na bazie drewna tj. płyt pilśniowych średniej gęstości typu MDF, oraz płyt o zorientowanych włóknach (OSB). Podczas przeprowadzanych testów [1] fizyczne i mechaniczne właściwości próbek (wykonanych ze wzmocnionego kompozytu pochodzącego z odpadów z kartonów) spełniają wymagania stawiane dla paneli w normie EN 312 typ 3 płyty wiórowe, EN 622-5 dla płyt MDF i EN 300 typ 3 dla płyt OSB [1] przykładowo moduł sprężystości dla tych materiałów wynosi pomiędzy 1945,8 a 7249,6 (N/mm 2 ). Materiał ten może być rozważany jako alternatywny surowiec do użycia w wielu zastosowaniach tj. przemysł meblarski, narożniki, podłogi, pokrycie dachów, ścianki działowe oraz wyposażenie kuchenne [1]. Badania dotyczące przetwarzania i zastosowania odpadów z tetra-pak jako surowca do produkcji płyt zostały przeprowadzone również w Turcji. Testowano tam dwa typy dodatków w procesie produkcji płyt: octan poliwinylu (PVA) na bazie kleju (G) i mocznikowo-formaldehydowej (U F). Te dodatki były zastosowane w różnych stosunkach 1:1, 1:1,3 i 1:1,7 dla tetra-paku i kleju (m/m). Płyty były wytwarzane pod ciśnieniem 400 MPa w matrycy o średnicy 25 mm i w temperaturze 100 o C [15]. Autorzy sugerują, że materiał może być użyty w płytach grzewczych, ze względu na wysoką przewodność cieplną aluminium [15]. 3. Metody badawcze Próbki do badań wykonano z odpadów z pociętych opakowań z tetra-paku. Zbadane zostały najważniejsze właściwości mechaniczne, które determinują właściwości nowego materiału pod kątem użycia go w przemyśle budowlanym. Do badań używano trzech rodzajów próbek: 1) Prasowanych na gorąco w temperaturze 130-160 o C, w dwóch zakresach sił nacisku 40 i 100 kn przez okres około 3 min. 2) Próbek wtryskiwanych - wtrysk zmielonego materiału z tetra - paku zmieszanego z PEHD w temperaturze 190 200 o C. Wykonano dwa rodzaje próbek, zawierające 70% tetra-paku oraz 30% PEHD oraz zawierające 60% tetrapaku oraz 40% PEHD. 3) Prasowanych z 30% dodatkiem PEHD. W formie umieszczany był podgrzany materiał, który poddawany był prasowaniu pod naciskiem 100 kn przez okres około 10 min. Na przygotowanych próbkach zostały przeprowadzone na maszynie wytrzymałościowej. Badania były przeprowadzone w temperaturze 21 C i przy wilgotoności 65% RH na maszynie wytrzymałościowej Instron typ 4465 wg normy PN-EN ISO 527. Test został przeprowadzony przy prędkości rozciągania 5 mm/min. 4. Rezultaty Główne rezultaty badań właściwości mechanicznych zostały przedstawione w Tabeli 1. 122 ARCHIVES of FOUNDRY ENGINEERING Volume 10, Special Issue 3/2010, 119-124

Tabela 1. Właściwości próbek pochodzących z odpadów z tetra-paku i próbek z dodatkiem polietylenu [7] Rodzaj próbki Prasowana w gorącej formie, nacisk: 100 kn, Czas: 3 min. Prasowana w gorącej formie, nacisk: 40 kn, Czas: 3 min. Wtryskiwana 60% tetra-pak 40% PEHD Siła maksymalna Pmax [kn] Naprężenie maksymalne [MPa] Odkształcenie przy sile maksymalnej ε m [%] Moduł Younga [MPa] Wtryskiwana 70% tetra-pak 43% PEHD Prasowana z dodatkiem 30% PEHD Czas: 10 min 1,87 2,36 0,638 0,554 1,041 6,33 6,20 15,946 13,859 2,40 2,58 2,64 6,724 9,672 20,0 742,45 783,33 1119,086 715,151 426,75 5. Wnioski i przyszłe kierunki badań Rozwój rynku napojów i rosnąca konkurencja w tym obszarze, jak również podwyższające się wymagania ze strony przepisów dotyczących ochrony środowiska stawiają nowe wymagania przed przemysłem opakowaniowym. Wymagania te to, w szczególności zwiększenie jakości, estetyki i funkcjonalności opakowania, oraz zróżnicowanie ich asortymentu, z jednoczesnym uwzględnieniem aspektów ochrony środowiska, a przede wszystkim, możliwość ponownego przetworzenia. Opakowania są dla producentów napojów ważnym elementem w walce o zdobycie rynku oraz narzędziem służącym do stymulowaniu i kształtowania popytu na wyroby. Nie można jednak zapominać, że zarówno pod względem ekologicznym, jak i ekonomicznym powinno być wspieranie i rozszerzenie recyklingu odpadów opakowaniowych. Artykuł pokazuje, że istnieje wiele możliwości recyklingu opakowań wielomateriałowych. Niestety, w Polsce jak na razie stosowane są one w niewielkim zakresie. Do tej pory została wdrożona tylko jedna metoda pozwalająca na przetwarzanie tego typu odpadów. Jak pokazały przeprowadzone badania i informacje zawarte w literaturze materiał z rozdrobnionych odpadów z tetra-paku może być wykorzystywany do zastosowań konstrukcyjnych. Uzyskany kompozyt może w szczególności służyć jako element zastępujący płyty wiórowe w różnych zastosowaniach. Dodatek tworzywa pozwala na ujednorodnienie właściwości kompozytu oraz jego łatwiejsze przetwórstwo. Na poprawę własności korzystnie wpływa również rozdrobnienie cząstek pochodzących z odpadów. Własności kompozytu mogą się znacząco różnić w zależności od dodatku tworzywa sztucznego, wielkości cząstki, sposobu i parametrów przetwarzania. Materiał pozyskany z rozdrabniania i przerobu zużytych wielomateriałowych opakowań tetra-pak po napojach ma charakter kompozytu termoplastycznego, jest on dobrym materiałem do lekkich zastosowań konstrukcyjnych, w których nie będą wymagane duże właściwości wytrzymałościowe i mechaniczne przy obciążeniach ciągłych, ale do elementów obciążanych punktowo. Literatura [1] Ayrilmis N., Candan Z., Hiziroglu S. (2008), Physical and mechanical properties of cardboard panels made from used beverage carton with veneer overlay, Materials and Design, 29 (2008), s. 1897 1903. [2] Bockelmann B. A. H., Bockelmann I. L. I. (1986), Aseptic Packaging of Liquid Food Products: A Literature Review, J. Agric. Food Chem., 34, s. 384-392. [3] Cyras V. P., Soledad C. M., Analia V. (2009), Biocomposites based on renewable resource: Acetylated and non acetylated cellulose cardboard coated with polyhydroxybutyrate, Polymer 50 (2009), s. 6274 6280. [4] Hekkert M. P., Joosten L. A. J., Worrell E., Turkenburg W. C. (2000), Reduction of CO2 emissions by improved management of material and product use: the case of primary packaging, Conservation and Recycling, 29 (2000), s. 33 64. [5] Janikowski W., Pokrywka T., Podraza A. (2008), Rusza recykling kartonów po mleku i sokach w 2008r., [dok. elektr.], http://www.rekarton.pl [odczyt: 08/04/2010]. [6] Korkmaz A., Yanik J., Brebu M., Vasile C. (2009), Pyrolysis of the tetra pak, Waste Management, 29 (2009), s. 2836 2841. [7] Korniejenko K., Kuciel S., Mikuła J. (2009), Recykling materiałów z odpadów tetra paku, Czasopismo Techniczne, 1-M/2009 zeszyt 3 rok 106, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, s. 181 185. [8] Kuciel S., Mazurkiewicz S., Proszek M. (2001), Możliwości wykorzystania odpadów z tworzyw sztucznych, Fotobit, Kraków. [9] Lopes C. M. A., Felisberti M.I. (2006), Composite of Low- Density Polyethylene and Aluminum Obtained from the Recycling of Postconsumer Aseptic Packaging, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 101, s. 3183 3191. [10] Lopes C. M. A., Goncalves M. C., Felisberti M.I.(2007), Blends of Poly(ethylene terephthalate) and Low Density Polyethylene Containing Aluminium: A Material Obtained ARCHIVES of FOUNDRY ENGINEERING Volume 10, Special Issue 3/2010, 119-124 123

from Packaging Recycling, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 106, s. 2524 2535. [11] Mahalik N. P., Nambiar A. N. (2010), Trends in food packaging and manufacturing systems and technology, Trends in Food Science & Technology, 21 (2010), s. 117-128. [12] Mourad A. L., Garcia E. E.C, Vilela G. B., Zuben F. (2008), Environmental Effects from a Recycling Rate Increase of Cardboard of Aseptic Packaging System for Milk Using Life Cycle Approach, Wood and Other Renewable Resources, Int J LCA 13 (2), s. 140 146. [13] Mourad A. L., Garcia E. E.C, Vilela G. B., Zuben F. (2008), Influence of recycling rate increase of aseptic carton for long-life milk on GWP reduction, Conservation and Recycling, 52 (2008), s. 678 689. [14] Mroziński A. (2005), Recyrkulacja opakowań kombinowanych, [dok. Elektr.]. http://opakowania.com.pl/recyrkulacja- opakowa%c5%84/recyrkulacja-opakowa%c5%84- kombinowanych-25717.html [odczyt: 06/04/2010]. [15] Murathan A., Murathan A. S., Guru M., Balbasi M. (2007), Manufacturing low density boards from waste cardboards containing aluminium, Materials and Design, 28 (2007), s. 2215 2217. [16] Orlikowski D., Rodzeń K., Danecki L. (2005), Badania nad możliwością wtórnego wykorzystania materiału ze zużytych opakowań z tworzyw kompozytowych do wytwarzania elementów kształtowych opakowaniowych, Ośrodek badawczo-rozwojowy przemysłu płyt drewnopochodnych w Czarnej Wodzie. [17] Wu C. H., Liu Y. F. (2001), Pyrolysis Products of Tetra Pack in Different Oxygen Concentrations, Energy & Fuels, 15, s. 841-847. [18] Wybrane odpady, właściwości i utylizacja, [dok. elektr.], http://www.pomcert.pl/pomdos/pliki/blok_c_lipiec.pdf [odczyt: 06/04/2010]. [19] Żakowska H. (2006), Recykling pudełek z laminatów po płynnych produktach spożywczych, [dok. elektr.], http://www.ekoportal.eu/artykuly/odpady_opakowaniowe. html [odczyt: 06/04/2010]. [20] Żukowski W., Baron J., Zabagło J., Kandefer S., Olek M. (2008), Recovery of aluminium from multi-component packaging using a fluidisedbed reaktor, Polish Journal of Chemical Technology, 4, s. 40 44. Summary Evaluation of possibilities of using tetra - pak waste as a material to plate production for construction industry Tetra-pak is a popular packing material, which is using as aseptic packaging of liquid food products, especially: fruit juice, beverages and milk. After single use a packing are throw out. Carton could not be reuse because the material has contact with food and must be aseptic. The paper describes the way of recycling tetra-pak waste in the world. It is focus on possibilities to optimize the mechanical properties of composite material and modifications of its property depending on the type and amount of added polyethylene and method of manufacture. Main physic-mechanical properties of plate made from tetra pak waste are presented. This property can be interesting for the construction industry. 124 ARCHIVES of FOUNDRY ENGINEERING Volume 10, Special Issue 3/2010, 119-124