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再生料
21 novembre 2005

何谓再生料?

使用再生塑料须知 

塑料随处可见,几乎每种产品都用到它。而由于成型塑料制品 (molded plastics) 的特性,会影响消费性产品的品质及安全,因此改变这些特性的因素就成为极为重要的研究对象。本文重点在说明塑料的再生制程,再生制程对塑料制品的特性有何作用,及模具师使用再生塑料的须知事项。



 







  再生塑料 (regrind plastic) 与新塑料 (virgin plastic) 的混合比例,对电子电机设备的塑料零件性能影响甚钜。UL已与产业界合作,发展出能确保再生料使用安全的标准及测试方法。
何谓再生料?

再生料包括渣滓或切碎的溢料 (flash)、流道结块 (runners)、溶渣及无污染废弃零件等,是制造商厂内模具师在初次成型制程中所产生的物料。这些再生料碾压成更小的材料后,与新料混合再利用。我们这里所说的再生料,不包含经过化学再制或化学再聚合的材料,或大批买进并由另一家公司使用的再生料;我们的再生料只适用于同一家制造商的工业废料 (用前废料)。

使用再生料是为了节省成本并达成环保的目的。
再生料的使用有何限制?

1980 年,UL 融合业界的意见,制订 UL 746D:聚合材料 — 成品零件 (Fabricated Part) 安全标准,规定了当时对再生料的使用限制。已经认可的用法是:使用热塑性 (thermoplastic) 再生料的比重在 25% 以下 (热固性塑料 (thermoset) 为 0%) 时,不会明显损害新料的特性,且不需做进一步的检验。但是热塑性再生料使用的比重超过 25% 时,必须进行个别检验,以确认该材料符合重要特性所要求的最低性能水准。

增加再生料比例对塑料特性有何不利作用?

与新料混用的再生料比例提高,将会严重劣化合成零件的机械特性。

图1 显示新料中热塑性再生料比例增加的后果。超过某个临界值之后,合成材料的特性即开始劣化。劣化作用使我们使用设备里的塑料零件时会发生危险。因此,只要是机械特性很重要的应用产品,当新料中的再生料比例增加时,其安全系数就会降低。

图1

包含下列情况的应用产品已日趋普遍采用塑料零件:

机械装载 — 工程应用
直接接触传输电流的导体
暴露在紫外线、湿气、化学品及高热环境等
对这类应用产品而言,强度、耐冲击性、软化温度 (softening temperature)、光透明度、绝缘及户外耐候性 (weatherability) 等都是非常重要的特性。某些材料的分子量对上述多项特性有很大的影响力。再生料因在成型过程中经过多次高温处理会产生断链作用 (chain scission),其分子量会比新料低,使得新料与再生料的合成品平均分子量低于 100% 的新料。因此,再生料太多会对材料的特性产生负面作用。

再生料比例如何影响塑料零件性能的范例说明 — 电线与电缆

为说明上述理论,在此以电流传输导体 — 电线与电缆 — 所使用的塑料绝缘材料为例。

塑料绝缘材料所要求的特性是

可支持导体的良好机械强度。
良好的绝缘特性
良好的耐漏电性 (tracking resistance)
再生料的上述特性因分子量低,性能会比完全的新料差。而导体上使用再生料的绝缘材料,其特性也会劣于 100% 新料的绝缘材料。

图2 说明机械特性和分子量的相关性。分子量较低的材料会很快丧失其强度,严重时更会断裂或产生裂缝。受到这种损害的绝缘材料,会造成导体暴露于外,进而可能引发火灾、电击或其它伤害事件。

图2

此外,塑料料品如经纤维强化处理并重复与新料混合,也会劣化材料的特性。用以强化特性的长玻璃纤维,每经一次再利用流程,就会机械性地断成更短的纤维,而减弱了最终成品的强度。其后果是,此塑料零件的性能将降到不能接受的水准。

UL 建议如何使用再生料?

热固性塑料 (thermoset)、热塑性人造塑料 (thermoplastic elastomers) 及循环再用材料 (recycled material) 不可使用再生料。

至于其它应用,UL 同意,在同一个模具工厂、同等级的热塑性新料下,再生料比重不超过 25% 时,不必再行测试。再生料比重超过 25%,UL 即要求执行特别测试,其中包括相关的性能检验测试如强度、耐冲击性、软化温度、燃烧性、引燃性 (Ignition)、漏电电痕 (Tracking) 及长期老化测试。有关再生料比重超过 25% 但能通过认证的信息,请浏览 UL iQTM for Plastics 网站:ul.com/plastics。

此外,UL 的追踪服务 (Follow-Up Service) 人员会确认塑料料品的成型系统主要控件。此系统在保障安全使用再生料、色料 (colorant)、阻燃材料 (flame retardant)、脱模润滑剂 (mold release lubricant) 及其它可能影响塑料特性的添加剂。

UL 的现场服务专员 (Field Representatives) 则根据 UL 追踪服务模具师计画,持续与制造商共同作业,在定期拜访制造商时,确定制造商符合再生料的比重规定。

模具师使用再生料时应做什么?

使用热塑性再生料的比重必须低于25%, 但 UL 已验证可以使用更高比例的情形则为例外 (参见下一项)。
如必须使用 25% 以上的热固性再生塑料,请只使用网站UL iQTM for Plastics 中所述较高再生料比例的塑料等级。
不要使用任何一种热固性塑料、热塑性人造塑料、或循环再用材料的再生料。
处理癈料时即应马上磨碎,或将废料装入密封的容器中,以避免因材料表面产生静电荷而受到灰尘的污染。
不要使用清理过的 (purged) 再生料。
最终产品制造商使用再生料零件时应注意什么?

如果再生料零件的成型地点即最终产品的生产地点,为符合 UL 追踪服务 (UL Follow-up Service) 的要求,制造商应保留生产纪录,供 UL 专员检验再生料的使用比例。

如果再生料零件的成型地点即最终产品的生产地点,为符合 UL 追踪服务 (UL Follow-up Service) 的要求,制造商应保留生产纪录,供 UL 专员检验再生料的使用比例。

如果成型的再生料零件来自外部,且此外部供应来源不属于「UL 追踪服务计画」的服务对象,此时制造商应准备一份合格完工证书 (Certificate of Compliance, C of C)。UL 追踪服务计画的现场服务专员将检验合格完工证书中的再生料比例资料。该资料应宣告,制造商验收的热塑性成型零件的再生料比重未超过 25%。UL 服务专员也将接受一份向模具师下采购单的采构需求书。’每次出货的文件上应具载合格 (conformance) 声明,且这份文件必须能追踪到所运交成型零件的个别批号。所有检验资料的格式,应采用一般公认的商业实务,并让 UL 服务专员能够理解。信息科技设备制造商请浏览网站:ul.com/ite/regrind.htm,本站概述了与信息科技设备业有关的再生热塑性塑料的问题。

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