Megnövelt hőállóságú PET csomagolóanyag fejlesztése hulladékhasznosítással

2025.04.29.

Széchenyi Terv Plusz program keretében a PRO-FORM Ipari és Kereskedelmi Kft. és a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem közös fejlesztést valósított meg, melynek célja: Megnövelt hőállóságú PET csomagolóanyag fejlesztése hulladékhasznosítással. A GINOP_PLUSZ-2.1.1-21 program keretében PRO-FORM Kft. 417,92 millió forint vissza nem térítendő európai uniós támogatásban részesült.

A projekt eredményeként konzorciumi partnerünkkel közösen kifejlesztett új receptúráknak, illetve gyártástechnológiának köszönhetően elkészültek a készételek sütőben történő melegítésére alkalmas vákuum- és préslégformázott PET tálcák. A magas hőállóságú PET csomagolóipari termékek 80% felett tartalmaznak újrafelhasznált alapanyagot, így azok a körforgásos gazdasági modellbe is maradéktalanul beilleszthetőek. A termékek továbbá rövid ciklusidővel, gazdaságosan gyárthatóak, ami nemzetközi viszonylatban is versenyelőnyt biztosít. Az újonnan kidolgozott megoldás kulcsa a reciklált alapanyagot jellemző rövidebb molekulaláncok fokozott mozgékonyságának és reaktivitásának kontrollált kiaknázásában, valamint a vékony, hegesztéssel zárhatóságot biztosító amorf PET fedőréteg alkalmazásában rejlik. A gyártástechnológia során egyidejűleg került kihasználásra, hogy a reciklált alapanyag az originális polimernél gyorsabban rendeződik kristályrácsba, továbbá reaktív adalékokkal hatékonyan növelhető az ütőszilárdsága. A vákuum- és préslégformázási technológiai lépéshez szükséges formázó szerszámot az alapoktól kezdve, külön ehhez a terméktípushoz fejlesztettük ki, amely így alkalmassá vált a formázandó fólia minél gyorsabb kristályosítására, majd a megfelelő kristályossági fok elérését követően annak állandó szinten tartására, így pedig a hőállóság, a méretállandóság és a merevség biztosítására. A késztermék -40 és 220 °C között biztonságosan alkalmazható, fagyasztóban tárolva, illetve sütés közben is megfelelő merevséggel és ütésállósággal rendelkezik. A projekt során kidolgozásra került anyagfejlesztési és újrafeldolgozási módszerek kiterjeszthetőek a csomagolástechnika egyéb területére is, mint pl. hűtött élelmiszerek tárolására alkalmas vagy mikrohullámú sütőben felmelegíthető dobozok, illetve egyszer használatos poharak, tálcák és egyéb csomagolóeszközök gyártása.

A hőálló CPET tálcák nagyfokú kristályossága rendszerint fokozott ridegséggel társul, amelynek kompenzálása élelmiszerbiztonsági szempontok miatt elengedhetetlen. Erre többféle megoldást is részletesen kidolgoztunk konzorciumi partnerünkkel közösen, amelyek közül az alábbiakat jelen projekt keretein belül cégünk is hasznosítani tudott a fejlesztési folyamatok során.

Megállapításra került, hogy a hatékony reaktív szívósításban kulcs szerepet játszó, fokozott reaktivitású oligomer láncok származhatnak a hulladékból, de keletkezhetnek in-situ is, nedvesség jelenlétében az ömledék állapotú feldolgozás során. Ezért az extrudálási kísérletek során törekedtünk a minél nagyobb másodlagos anyaghányad alkalmazására, amit a feldolgozási technológia optimalizálásával sikerült egy igen magas szintre emelni, így biztosítva egyben a kellően magas ütésállóságot, valamint a gazdaságos gyárthatóságot. A fóliák illetve a belőlük készült termékek ütésállóságát ejtődárdás mérésekkel állapítottuk meg.

A kristályos PET/amorf PET (CPET/APET) rétegstruktúrák kialakítása során átfogóan vizsgáltuk az APET fólia réteg szerepét, helyzetét, a törékenység eliminálásához szükséges minimális vastagságát. Az amorf PET fedőréteg kettős szerepet tölt be, ugyanis amellett, hogy biztosítja a koextrudált fóliák, majd az azokból vákuum- és préslégformázással készült termékek megfelelő ütésállóságát, lehetővé teszi, hogy a formázott termékek sík peremeire utólagosan egy vékony zárófólia úgymond ráhegeszthető legyen, így biztosítva a tálcában készült ételek élelmiszerbiztonságát.

A magas hőállóságú, és kellő ütésállósággal rendelkező CPET tálcák formázásához elengedhetetlenül szükséges a speciális formázó szerszámok használata. Ilyen formázó szerszámot terveztünk és készítettünk el házon belül, amely két főbb részre osztható. A szerszám első felében lévő, magas hőmérsékleten temperált formázó üregek teflonnal béleltek, hogy biztosítsák a fólia gyors kristályosodását annak szerszámra való rátapadása nélkül. Ebben a szekcióban még csak a formázott termék egy nem teljesen méretazonos, de magas kristályossági fokkal rendelkező mása alakul ki, amely egy lépéssel később a következő, jelentősen alacsonyabb hőmérsékleten temperált szerszámfélbe kerül. Itt alakul ki a termék végső geometriája, illetve itt áll meg annak további kristályosodása, így biztosítva a magas hőállóság mellett a termékek kellő ütésállóságát. A kísérletek során keletkező formázott termékek kristályossági fokának megállapításához differenciál pásztázó kaloriméteres méréseket végeztünk.

A projekt címe: Megnövelt hőállóságú PET csomagolóanyag fejlesztése hulladékhasznosítással.

A projekt azonosítószáma: GINOP_PLUSZ-2.1.1-21-2022-00041

Kedvezményezett: PRO-FORM Ipari és Kereskedelmi Kft., mint konzorciumvezető, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, mint konzorciumi tag

Megvalósulás helyszínei: Ecser, Törökbálint

BME-nek megítélt támogatási összeg: 224 568 270 Ft

PRO-FORM Kft-nek megítélt támogatási összeg: 417 917 126 Ft

A projekt időtartama: 2022. március 1. – 2025. február 28.