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El aligeramiento, la reciclabilidad y la polimerización en cadena están empujando las tapas de plástico en nuevas direcciones - Maypak

Puede 26, 2023


La combinación de aligeramiento, reciclabilidad y resinas posconsumo (PCR) serán tres áreas clave de enfoque a medida que las partes interesadas de la industria continúen trabajando para hacer que las tapas y las resinas para tapas sean más sostenibles. (Los envases cosméticos también han comenzado a innovar gradualmente, prestando más atención a sostenibilidad:Botellas de bomba sin aire de PP,Bomba de plástico,Botellas de plástico, etc.)



Mirar ligero


En las últimas dos décadas, el peso de los envases de bebidas ha mostrado una tendencia a disminuir cada vez más. Los avances en el diseño, el procesamiento y los materiales de las piezas han permitido a la industria desarrollar soluciones de botellas y cierres que tienen un menor impacto ambiental porque se necesita producir, procesar y transportar menos materias primas.


Una actualización de los criterios de diseño para el acabado del cuello, es decir, el área de aplicación de la gorra, respalda la tendencia hacia el aligeramiento. Por ejemplo, la transición del acabado PCO 1810 utilizado para refrescos carbonatados al diseño ahora estándar PCO 1881 resultó en una reducción del 25-35 % en el peso del cierre, con una reducción similar en el acabado final. Se espera que la adopción del último estándar de acabado de cuello (26/22) marque otro cambio importante en los próximos años.


En aplicaciones como botellas de agua livianas, algunos creen que la oportunidad de reducir el peso se ha estancado. Por lo tanto, aumentar la capacidad de producción tiene mayor importancia. A medida que se ajustan las tolerancias dimensionales y de rendimiento para estos cierres livianos, los grados específicos de resinas de polietileno (PE) que eran comunes hace solo una década a menudo ya no pueden cumplir con los requisitos funcionales y de procesamiento en los nuevos diseños.


Para abordar estas limitaciones de las resinas comerciales, los proveedores de materiales han desarrollado resinas de PE de alto rendimiento con propiedades mecánicas mejoradas que pueden reducir aún más el peso de las tapas y cierres.


Estas propiedades provienen de los avances en el diseño de resinas, como la distribución bimodal del peso molecular y el uso de comonómeros de octeno, que ofrecen ventajas únicas sobre las resinas de PE tradicionales.


Las resinas de alto rendimiento pueden agregar la resistencia al agrietamiento por tensión necesaria para las piezas de paredes delgadas, mejorar las propiedades de barrera y de fluencia necesarias para las bebidas carbonatadas o dosificadas, y proporcionar un mayor flujo para moldes más grandes y de gran cavidad que fabrican más piezas a la vez. La industria seguirá avanzando con tapones más finos y ligeros, utilizando modernas resinas de PE de alto rendimiento para garantizar el rendimiento.


  


Diseño para reciclabilidad


A medida que la circularidad continúa cobrando impulso, el diseño para la reciclabilidad se ha convertido en un área de mayor preocupación que nunca en toda la cadena de valor. Los cierres que alguna vez consistieron en dos o más materiales para requisitos como la resistencia a la manipulación o el rendimiento del sellado ahora tienen soluciones de un solo material totalmente reciclables.


Si bien el costo y la eficiencia de la producción siguen siendo factores importantes, las nuevas pautas y regulaciones de reciclaje darán forma a los tapones modernos y aumentarán el interés en elementos como las resinas de barrera reciclables y aglutinantes.


En el pasado, los cierres de dos piezas que consistían en una cubierta exterior de polipropileno (PP) con un PE de baja densidad (LDPE) o un revestimiento alternativo para garantizar un rendimiento de sellado adecuado eran estándar. Los tapones de dos piezas todavía son comunes en algunas partes de América del Norte y en algunas aplicaciones de bebidas, pero en la mayoría de las regiones, los tapones de dos piezas se están reemplazando gradualmente por tapones sensoriales, sin forro, de PE de alta densidad (HPDE). Estos cierres de una pieza no solo simplifican la cadena de suministro, reducen la distorsión del cuello y mejoran los sellos, sino que también facilitan la adopción de un flujo de cierre de un solo material.


Otra área en la que se consideran diseños de cierres reciclables es el mercado de envases flexibles para alimentos. La bolsa de pie (SUP) totalmente de PE está diseñada para reemplazar los SUP tradicionales, que utilizan una combinación de materiales para ayudar a cumplir con los requisitos de rendimiento.


Con el desarrollo de resinas de PE avanzadas con propiedades significativamente mejoradas, como barrera y capacidad de sellado, cada vez más aplicaciones pueden reemplazarse con estructuras de película a base de PE para crear bolsas verticales totalmente reciclables. Algunas de estas bolsas también contienen boquillas y accesorios de PP o PE, especialmente para productos como alimentos para bebés, aderezos y salsas. Para que todo el paquete sea reciclable, se espera que el uso de todas las bolsas, accesorios y cierres de PE sea más común.


Tether es una opción emergente en América del Norte que ayuda a garantizar que las tapas se recolecten con el contenedor mientras ayuda a reducir la basura. En 2024, como parte de la directiva sobre plásticos de un solo uso, la Unión Europea (UE) requerirá que los cierres de plástico en todos los contenedores de menos de 3 litros permanezcan unidos/atados. Esta legislación causó una gran interrupción en la industria de las bebidas y requirió diseños nuevos e innovadores.

Siguiendo el mismo razonamiento que en la UE, se podría introducir una legislación similar en América del Norte y en otros lugares. Tethering también presenta una oportunidad para diferenciar productos y puede volverse popular en América del Norte a medida que las empresas multinacionales buscan integrar diseños de cierre globales. El desarrollo conjunto entre los proveedores de resinas y los diseñadores de cierres facilitará estos nuevos diseños y desbloqueará el potencial de los materiales con mayor resistencia a la tracción y propiedades de flujo para cierres de cinta y de sujeción con bisagras.


  


Combinado con PCR


Durante años, los procesadores han incorporado con éxito resinas posindustriales (PIR), también conocidas como materiales de desecho/remolido, en piezas moldeadas en ciertas industrias. Lleve la PCR un paso más allá mediante el uso de contenido previamente utilizado por los consumidores o en aplicaciones industriales de uso final.


Se deben considerar muchos factores para incorporar de manera efectiva la PCR en los sellos para aplicaciones en contacto con alimentos y sin contacto con alimentos. En el futuro, estos factores desempeñarán un papel más importante en la determinación de la cantidad de PCR que es factible mezclar con resina virgen, ya que las organizaciones buscan maximizar el contenido reciclado en tapas y tapones.


Podría decirse que el aspecto más difícil de incorporar PCR en las tapas hoy en día es la disponibilidad limitada de flujos de suministro de PCR adecuados, especialmente para el envasado de alimentos y bebidas. Para el PE, el HDPE reciclado (rHDPE) de la leche soplada y las jarras es actualmente el único material principal aprobado para aplicaciones en contacto con alimentos.


Uno de los desafíos del uso de resinas diseñadas originalmente para el moldeo por soplado es que sus propiedades no están optimizadas para el moldeo por inyección (y el moldeo por compresión, en menor medida). Estos métodos de producción son bastante diferentes, y la alta viscosidad de las resinas de moldeo por soplado presenta un desafío durante el procesamiento de la línea, que está diseñada para usar resinas de viscosidad mucho más baja, que se usan comúnmente en tapas y cierres. Otras consideraciones de suministro incluyen calidad, consistencia y confiabilidad.


A un alto nivel, las principales consideraciones técnicas para desarrollar tapones con contenido de PCR son los materiales, el procesamiento, los requisitos de aplicación y el diseño de la pieza. Las propiedades de la PCR difieren de las de la resina original. Las propiedades del material, como las propiedades mecánicas, la reología, el color y la óptica, y las sensoriales, determinan si un material es adecuado para una aplicación determinada.


Al mismo tiempo, los moldeadores deben determinar si las piezas se pueden producir sin cambios importantes en el rendimiento y el equipo de moldeo existente, o si se requieren pasos adicionales relacionados con el almacenamiento, la manipulación y la composición.


En la mayoría de los casos, la especificación de materiales para PCR es muy amplia. Cuando se combina con las diferencias de propiedades inherentes entre los PCR disponibles en la actualidad y las resinas originales para tapas y tapones, lo que surge es una ventana de proceso alterada con una variabilidad adicional en el tamaño y el rendimiento de las piezas. Si los moldeadores no entienden completamente ni abordan estas diferencias durante la producción de tapas, pueden surgir más desafíos aguas abajo, durante el embotellado y el uso final.


Para abordar este desafío, el diseño de la punta debe evaluarse junto con los requisitos de la aplicación. Desde una perspectiva de sustentabilidad, es importante sopesar los beneficios de aligerar frente a los beneficios de PCR para ver qué enfoque es más viable y cuál brinda mayores beneficios en relación con el impacto ambiental.


Es probable que las resinas vírgenes "preparadas para PCR" diseñadas para PCR se vuelvan más comunes a medida que se hagan más esfuerzos para introducir nuevos flujos de suministro de PE reciclado. En muchos casos, los mismos desarrollos en resinas para tapas que facilitan el aligeramiento también ofrecen propiedades mecánicas y reológicas mejoradas, lo que permite a los procesadores y propietarios de marcas usar más contenido reciclado en tapas y envases de alimentos.


Se espera que estas innovaciones impulsadas por la sustentabilidad en tapones y resinas para tapones continúen durante los próximos 10 años a medida que los legisladores y las demandas de los consumidores impulsen nuevas soluciones comerciales. La colaboración entre los actores de la cadena de suministro (fabricantes, fabricantes de herramientas, propietarios de marcas y proveedores de materiales) impulsará este esfuerzo año tras año.


Es imposible decir exactamente qué tan diferentes serán los cierres para fines de siglo, pero ciertamente incorporarán las incipientes innovaciones de sustentabilidad de la actualidad.


  



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