粟穎

（廣州市城市管理技術(shù)研究中心，廣東 廣州 510170）

1 現(xiàn)狀

1946 年,英國發(fā)表了第一個制備PET 的專利，20 世紀(jì)70 年代美國杜邦公司制成了世界第一個PET瓶[1]。與玻璃瓶、鋁罐相比，PET 飲料瓶以其質(zhì)量輕、透明度高、熔點(diǎn)低、耐高溫、耐沖擊、無毒無味、運(yùn)輸方便和運(yùn)輸價格便宜等特點(diǎn)[2]，廣泛應(yīng)用于飲用水、碳酸類、茶飲類、果蔬汁類、乳類、功能類等飲料容器。從2014 年到2021 年，我國PET 瓶產(chǎn)能從746 萬t 增長至1 270 萬t。隨著產(chǎn)能快速增長和大量使用，PET 飲料瓶的回收利用成為全球熱切關(guān)注的問題之一[3]。

1.1 我國回收現(xiàn)狀

我國PET 飲料瓶回收率達(dá)94%，已形成“生活垃圾分類投放點(diǎn)、專項(xiàng)回收箱、環(huán)衛(wèi)工人—可回收物（資源）回收站點(diǎn)—可回收物（資源）中轉(zhuǎn)站—可回收物分揀中心—再生資源處理企業(yè)”的完整PET 飲料瓶回收利用鏈條。

雖然我國PET 飲料瓶回收率高，但是，我國受行業(yè)產(chǎn)業(yè)化程度不高、業(yè)內(nèi)企業(yè)規(guī)模小散亂、工藝技術(shù)較落后、回收PET 瓶雜質(zhì)較多等問題的影響，目前主要以降級利用為主，我國目前超過75%的PET 瓶片只能降級生產(chǎn)再生PET 纖維，而再生PET 纖維作為混合材料無法再次回收利用，僅實(shí)現(xiàn)一次再生利用[4]。

1.2 國內(nèi)外PCR 利用現(xiàn)狀

為提高廢塑料的回收率和回收品質(zhì)，歐美等發(fā)達(dá)國家或地區(qū)已加強(qiáng)立法，規(guī)定了強(qiáng)制性再生材料含量比例。這些政策促進(jìn)PCR 需求快速增長的及生產(chǎn)與利用。

我國從國家、省、市等層面印發(fā)了塑料污染治理的文件，但是，沒有相關(guān)文件提出以PET 為主要成分的飲料容器中R-PET 含量要求，在強(qiáng)制使用PCR 塑料的政策上落后于歐美等國家。

目前，除了部分國家或地區(qū)從國家層面制定PCR含量目標(biāo)，多個知名飲料和食品品牌也訂立相關(guān)目標(biāo)，減少原生塑料的用量，增加PCR 塑料的使用量。據(jù)悉，全球多家知名企業(yè)簽署艾倫麥克阿瑟基金會（Ellen MacArthur Foundation）《印度塑料公約》，到2025 年，包裝中再生塑料的使用量從4%增加到22%；到2025 年，每年對包裝中再生材料的總需求超過500 萬t[10]。

全球PCR 塑料市場必然呈現(xiàn)增長趨勢。我國是塑料制品大國，PCR 塑料市場具有巨大的市場空間?！捌康狡俊奔夹g(shù)是指將PET 瓶加工成食品級R-PET 粒料，然后重新加工成PET 瓶。與石油原料制成的PET 瓶相比，再生PET 瓶可降低59%的二氧化碳排放，減少76%能量消耗，既節(jié)約資源，又減少碳排放。“瓶到瓶”的高端利用技術(shù)是未來國內(nèi)外的發(fā)展趨勢，未來“瓶到瓶”的R-PET 塑料將有很大的市場空間。

“瓶到瓶” 技術(shù)對我國PET 回收利用現(xiàn)在是一項(xiàng)高難度的挑戰(zhàn)。實(shí)際上，我國的高回收率已基本具備“瓶到瓶”再生利用的回收基礎(chǔ)[4]。但是，由于“瓶到瓶”的R-PET 塑料需達(dá)到食品級要求，為保證純度穩(wěn)定，PVC 等雜質(zhì)的含量就必須穩(wěn)定控制在3.0×10-5以下。因此，將從PET 飲料瓶設(shè)計(jì)角度，探討影響PET 飲料瓶回收利用、可持續(xù)發(fā)展面臨的問題，提出促進(jìn)PET 瓶回收利用的建議，從設(shè)計(jì)角度提高PET 飲料瓶回收再生品質(zhì)、減少分選難度、降低回收利用成本，有助于得到高品質(zhì)、高純度PET 飲料瓶片。

表1 部分國家或地區(qū)塑料回收相關(guān)政策梳理[5-10]

表2 部分品牌PCR 含量比例目標(biāo)情況[11-13] %

2 存在問題

2.1 瓶身“輕量化”程度有待提升

近年來國際油價不斷上漲，PET 原料價格也一路攀升，以PET 水瓶為例，瓶身成本占產(chǎn)品總成本的60%[1]。如何有效利用不可再生的石油資源，減少資源浪費(fèi)，并保證產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，是國內(nèi)外的焦點(diǎn)。目前，我國500 mL 的PET 碳酸飲料瓶的瓶重范圍24～32 g，部分500 mL 的PET 水瓶的質(zhì)量約15～20 g。部分PET 飲料瓶瓶身質(zhì)量較重，瓶壁較厚，我國回收站點(diǎn)的自動化率不高，瓶身不易壓扁，不利于回收。

2.2 PET 瓶顏色繁多

制造商通常根據(jù)外包裝、飲料顏色等因素，選擇不同顏色的調(diào)色劑，制成顏色繁多的PET 飲料瓶。雖然回收企業(yè)可用分選機(jī)將有色瓶子篩選出來，但有色PET 飲料瓶會影響回收效率，成色較差的只能混合制成品質(zhì)、檔次較低的母粒，降低PET 瓶片的價值，生產(chǎn)產(chǎn)品應(yīng)用范圍狹窄，市場接受度低且價格便宜[14]。高效分選出淺藍(lán)色PET 飲用水瓶是分選中的難點(diǎn)，分選后的透明PET 瓶經(jīng)常夾雜一些淡藍(lán)色的飲用水瓶，由于顏色非常淺，肉眼或設(shè)備都難以分出。

2.3 回收標(biāo)志細(xì)化程度不夠

《包裝回收標(biāo)志》（GB/T 18455—2016）和《塑料包裝制品回收標(biāo)志》（GB/T 16288—2008） 要求標(biāo)明塑料制品材料、助劑以及含PCR 塑料等信息，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《包裝容器 聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET） 瓶胚》（BB/T 0060—2012）僅要求標(biāo)明產(chǎn)品名稱、生產(chǎn)企業(yè)等信息，中國合成樹脂協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET） 容器包裝產(chǎn)品可回收再生設(shè)計(jì)指南》（T/CSRA 16—2022）要求瓶蓋、標(biāo)簽須做可回收再生設(shè)計(jì)或不可回收再生設(shè)計(jì)。但是，這些標(biāo)準(zhǔn)均未明確要求標(biāo)明PET瓶各部分清潔、回收要求。

因此，我國大部分PET 飲料瓶都沒有細(xì)化瓶身清潔、瓶標(biāo)和瓶蓋處理等步驟，也沒有標(biāo)明瓶蓋、瓶標(biāo)是否可回收，應(yīng)投放至哪類收集容器，導(dǎo)致大部分居民在投放前不清楚應(yīng)如何清潔、處理PET 飲料瓶。缺乏強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)作用，不利于得到高質(zhì)量的PET 飲料瓶片[14]。

2.4 瓶標(biāo)難去除

PET 飲料瓶處理過程中，為確保回收的PET 飲料瓶片的純度和高品質(zhì)，必須將瓶片與標(biāo)簽、瓶蓋分離。由于瓶標(biāo)設(shè)計(jì)問題，增大了回收的難度和成本。國內(nèi)PET 飲料瓶瓶標(biāo)有PVC、PP、PE 和可降解塑料等各種材質(zhì)，70%的PET 飲料瓶瓶標(biāo)是PVC 材質(zhì)[15]。PVC 材質(zhì)的飲料瓶瓶標(biāo)成本低，透明度、穩(wěn)定性好，收縮率適中[15]。PVC 的密度約1.40 g/cm3，PET 的密度約1.35～1.41 g/cm3，兩者密度相近，PET 飲料瓶的預(yù)處理過程有水洗工序，水選時PVC 會和PET 一起下沉，無法用簡單的浮選進(jìn)行分選，需人工處理。PVC 的混入不僅會嚴(yán)重影響PET 瓶片質(zhì)量，再生過程中還會產(chǎn)生有毒有害含氯物質(zhì)，產(chǎn)生致癌因素。

另外，PET 飲料瓶瓶標(biāo)常用的膠粘劑有溶劑型和水溶型兩種，其中溶劑型膠黏劑因成本低而被大量使用，但此類膠粘劑大部分含有機(jī)試劑，對環(huán)境影響大，難以清除，給后端處理造成困擾，需人工處理，增加成本[2]。

2.5 瓶蓋

目前PET 飲料瓶瓶蓋的材質(zhì)大部分為PE 和PP兩種，PE 和PP 硬度都比PET 小，材質(zhì)越軟越適合做瓶蓋，PET 瓶密封性越好。而PE 硬度比PET、PP 都小，材質(zhì)更軟、價格更低廉、模具更簡易，因此應(yīng)用更廣泛，大部分PET 飲料瓶瓶蓋材質(zhì)為PE。瓶蓋降低了回收瓶片的純度和回收再生品的品質(zhì)，因此，PET 飲料瓶處理過程中，需要在破碎前去除瓶蓋，增加了回收利用成本。

2.6 PET 瓶拉手、鋁口、橡膠密封墊

《瓶用聚對苯二甲酸乙二酯（PET） 樹脂》（GB/T 17931—2018） 等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定瓶用PET 樹脂應(yīng)無機(jī)械雜質(zhì)，無帶有可見黑斑的粒子。少量PET 瓶有拉手、鋁口、橡膠密封墊等設(shè)計(jì)，在一定程度上增加了PET 瓶的回收難度，混合雜質(zhì)的PET 瓶會影響分選難度、影響雜質(zhì)含量。

微量的鋁會影響PET 瓶的透明性，因此，R-PET中鋁含量應(yīng)低于5.0×10-5。部分PET 瓶子的蓋子和塞子有PVC 襯層或PVC 密封，PVC 會影響PET 瓶色澤，因此，PET 回收過程中需要去除PVC。最有效的PVC去除方法是人工分選，人工費(fèi)用較高[16]。

3 建議

3.1 瓶身“輕量化”

減少資源浪費(fèi)的最有效方式就是PET 瓶實(shí)現(xiàn)“輕量化”。目前，全球多家知名企業(yè)正在推進(jìn)瓶身輕量化的工作。德國克朗斯公司推出了僅6.6 g 的500 mL PET 水瓶，該瓶的頂部選擇較小的直徑，瓶身下部的壁厚小于0.1 mm，并用氮?dú)夥€(wěn)定，避免運(yùn)輸過程瓶身內(nèi)陷，克朗斯公司和百利蓋公司為該瓶聯(lián)合開發(fā)了僅重1.3 g 的瓶口、瓶蓋僅重1.1 g，在螺口、瓶蓋、材料分布、外形設(shè)計(jì)和氮?dú)鈶?yīng)用等多方面共同作用下，實(shí)現(xiàn)了只有6.6 g 的瓶重[17]。百事可樂北美公司推出的500 mL冰紅茶和果汁飲料PET 瓶比原重量減輕了20%，從23.5 g 減輕到18.6 g，估計(jì)每年可減少大約2 000 萬磅的廢塑料[18]。法國西得樂公司推出的X-LITE Still PET水瓶，重量僅為6.5 g[19]，日本飲料業(yè)將2 L 的PET 水瓶從65 g 減輕至36 g[20]，KHS 集團(tuán)推出的55 g 的1 L容量瓶比原重量減輕了10 g[21]。

通過優(yōu)化瓶身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、適當(dāng)減輕瓶坯的重量和減少瓶壁厚度、減少加強(qiáng)筋等，實(shí)現(xiàn)外觀美觀、結(jié)構(gòu)牢固、瓶身輕量“三同步”[17]?！拜p量化”意味著減少原材料用量，減輕材料成本，減少了運(yùn)輸油耗，從而降低碳排放，同時便于回收站點(diǎn)人工壓縮瓶身，從而減少存儲空間、更便于運(yùn)輸。

3.2 瓶口“輕量化”

可通過改變瓶口壁厚、直徑、高度、螺紋厚度等尺寸實(shí)現(xiàn)瓶口“輕量化”，同時需配套更薄、更短、更輕的瓶蓋，可口可樂“冰露” PET 水瓶使用了“短瓶口”，克朗斯公司6.6 g 的500 mL PET 水瓶瓶口僅1.3 g，進(jìn)一步為節(jié)約資源做貢獻(xiàn)[17]。

3.3 連體瓶蓋

通過設(shè)計(jì)連體蓋，將有助于更好地回收PET 飲料瓶，瓶蓋連著防盜圈（環(huán)），去除瓶蓋時方便一起去除防盜圈（環(huán)）。目前，許多歐洲PET 飲料瓶制造商正在加快設(shè)計(jì)“輕量化”連體瓶蓋。據(jù)悉，貝里國際與可口可樂公司合作在德國、西班牙和英國等歐洲國家推出PET 碳酸飲料瓶輕量化連體瓶蓋，阿普拉（Alpla）、西得樂等公司也在抓緊開發(fā)連體瓶蓋。連體瓶瓶蓋能減少飲料瓶瓶蓋污染環(huán)境，更有助于回收，推動可持續(xù)發(fā)展[22]。

3.4 顏色

PET 飲料瓶顏色的多樣性是導(dǎo)致回收的PET 瓶片品質(zhì)較低的重要因素之一，增加了分選難度，難以得到高品質(zhì)、高純度PET 瓶片[2]。提高PET 瓶片的價值，減少PET 瓶顏色是得到食品級R-PET 的關(guān)鍵。

據(jù)悉，為得到更潔凈、無色的高品質(zhì)PET 瓶片，除了乳制品等光敏產(chǎn)品，日本國內(nèi)禁止生產(chǎn)有色聚酯瓶，根據(jù)顏色分類回收PET 飲料瓶[20]。為了促進(jìn)PET 瓶的高質(zhì)量循環(huán)利用，建議適度參考日本的經(jīng)驗(yàn)，除果汁、乳制品等容易因光敏或紫外線而變質(zhì)的產(chǎn)品以外，鼓勵飲料和飲料瓶制造商生產(chǎn)無色PET 飲料瓶。在回收環(huán)節(jié)，根據(jù)無色、茶色、其他有色3 種顏色分類投放、收集PET 飲料瓶[20]。再利用時，人工處理環(huán)節(jié)將減少，處理費(fèi)用將降低，R-PET 瓶片質(zhì)量將提高。

3.5 去瓶標(biāo)化

傳統(tǒng)PET 瓶瓶標(biāo)會展示配料、成分、生產(chǎn)地、保質(zhì)期等產(chǎn)品的信息，難去除的瓶標(biāo)增加了回收的難度。為了減少污染，部分企業(yè)簡化了產(chǎn)品信息，使用無瓶標(biāo)的PET 瓶，減少回收工序，節(jié)約回收利用成本，提高瓶身的回收利用率。無瓶標(biāo)的PET 瓶有兩種形式，一種是商標(biāo)等產(chǎn)品信息印在瓶身上，例如可口可樂I L OHAS 礦泉水通過浮雕的方式展示產(chǎn)品信息，康師傅冰紅茶通過激光打印技術(shù)在瓶身打印產(chǎn)品信息。這種方式可避免因標(biāo)簽和瓶身材質(zhì)不同而增加回收難度，有助于更方便、有效地回收[21]。另一種是整體銷售形式，例如以可口可樂無瓶標(biāo)商品、日本雀巢無瓶標(biāo)咖啡、日本飲料生產(chǎn)商“伊藤園”為例，按整箱售賣、不直接零售，外包裝袋或箱體上印有產(chǎn)品信息[22-23]。

然而，這兩種方式目前仍在試水階段。失去標(biāo)簽后，產(chǎn)品信息被簡化、消費(fèi)者難以分辨真假。第一種方式直接在瓶身打印產(chǎn)品信息，會增加瓶身油墨清除、油墨廢水處理工序、增加利用成本，第二種只適合整體銷售、不適合零售。

3.6 瓶標(biāo)、回收標(biāo)志設(shè)計(jì)

由于去瓶標(biāo)化仍在試水階段，暫時無法大范圍推廣。因此，減少瓶標(biāo)污染、提高R-PET 品質(zhì)的最有效方式就是設(shè)計(jì)更有利于回收的瓶標(biāo)和回收標(biāo)志。日本各地要求投放飲料瓶時要撕掉瓶標(biāo)、去掉瓶蓋、清潔瓶身再投放，以便提高R-PET 瓶片的品質(zhì)，減少雜質(zhì)。參考日本經(jīng)驗(yàn)，為設(shè)計(jì)更便利的瓶標(biāo)、完善PET 瓶的回收標(biāo)志，建議設(shè)計(jì)容易撕開的瓶標(biāo)、便于回收的標(biāo)志和處理步驟，標(biāo)明各部分材質(zhì)、投放要求等（如圖1、2、3）。

圖1 PET 瓶瓶身回收標(biāo)志細(xì)化圖示

圖2 PET 瓶瓶標(biāo)回收標(biāo)志細(xì)化圖示

圖3 PET 瓶瓶標(biāo)圖示

由于國內(nèi)70%的PET 飲料瓶瓶標(biāo)是PVC 材質(zhì)，難以用簡單的浮選進(jìn)行分選，而且瓶蓋的材質(zhì)大部分是PE、PP，容易影響再生PET 瓶片的質(zhì)量，最好的處理方式是去掉瓶標(biāo)，建議將瓶標(biāo)歸為其他垃圾，瓶蓋根據(jù)實(shí)際情況可歸為可回收物或其他垃圾。圖3 的瓶標(biāo)設(shè)計(jì)將有助于更好地指導(dǎo)居民操作，減少分選難度，降低回收利用成本，有助于得到高品質(zhì)、高純度PET瓶片[14]。

3.7 盡量減少使用非PET 材質(zhì)

減少PET 瓶的拉手、鋁口、橡膠密封墊等設(shè)計(jì)，鋁、PVC 等材質(zhì)制成的部分建議改為使用與瓶體同樣的材料，方便循環(huán)處理，減輕PET 瓶的回收難度，降低分選成本，避免微量的鋁和PVC 等雜質(zhì)影響R-PET瓶片的質(zhì)量。

4 結(jié)論

我國“瓶到瓶”的PET 飲料瓶高端利用還有很長的路要走，應(yīng)從“輕量化”、連體瓶蓋、顏色、瓶標(biāo)設(shè)計(jì)、回收標(biāo)志設(shè)計(jì)、盡量減少使用非PET 材質(zhì)等設(shè)計(jì)角度，提高高品質(zhì)的食品級R-PET，減輕回收難度，降低回收再利用成本。