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L'allègement, la recyclabilité et la PCR poussent les bouchons en plastique dans de nouvelles directions - Maypak

Peut 26, 2023


La combinaison de l'allègement, de la recyclabilité et des résines post-consommation (PCR) sera trois domaines clés d'intérêt alors que les acteurs de l'industrie continuent de travailler pour rendre les bouchons et les résines de bouchons plus durables. (Les emballages cosmétiques ont également progressivement commencé à innover, en accordant plus d'attention à durabilité:Flacons à pompe sans air en PP,Pompe en plastique,Bouteilles en plastique, etc.)



Aspect léger


Au cours des deux dernières décennies, le poids des emballages de boissons a eu tendance à diminuer de plus en plus. Les progrès réalisés dans la conception, le traitement et les matériaux des pièces ont permis à l'industrie de développer des solutions de bouteilles et de fermetures qui ont un impact environnemental moindre car moins de matières premières doivent être produites, traitées et transportées.


Une mise à jour des critères de conception pour la finition du col, c'est-à-dire la zone d'application du capuchon, soutient la tendance à l'allégement. Par exemple, la transition de la finition PCO 1810 utilisée pour les boissons gazeuses au design désormais standard PCO 1881 a entraîné une réduction de 25 à 35 % du poids de la fermeture, avec une réduction similaire de la finition elle-même. L'adoption de la dernière norme de finition du manche (26/22) devrait marquer un autre changement majeur dans les prochaines années.


Dans des applications telles que les bouteilles d'eau légères, certains pensent que la possibilité de réduire le poids est au point mort. Par conséquent, l'augmentation de la capacité de production a une plus grande importance. Alors que les performances et les tolérances dimensionnelles de ces fermetures légères se resserrent, des qualités spécifiques de résines de polyéthylène (PE) qui étaient courantes il y a seulement dix ans ne sont souvent plus en mesure de répondre aux exigences de traitement et fonctionnelles des nouvelles conceptions.


Pour répondre à ces limitations des résines de base, les fournisseurs de matériaux ont développé des résines PE hautes performances avec des propriétés mécaniques améliorées qui peuvent encore réduire le poids des bouchons et des fermetures.


Ces propriétés découlent des avancées dans la conception des résines, telles que la distribution bimodale du poids moléculaire et l'utilisation de comonomères d'octène, qui offrent des avantages uniques par rapport aux résines PE traditionnelles.


Les résines hautes performances peuvent ajouter la résistance aux fissures sous contrainte nécessaire pour les pièces à parois minces, améliorer les propriétés de fluage et de barrière nécessaires pour les boissons gazeuses ou dosées, et fournir un débit plus élevé pour les moules plus grands et à cavité élevée qui fabriquent plus de pièces à la fois. L'industrie continuera d'aller de l'avant avec des fermetures plus fines et plus légères, en utilisant des résines PE modernes à haute performance pour garantir la performance.


  


Conception pour la recyclabilité


Alors que la circularité continue de gagner du terrain, la conception pour la recyclabilité est devenue un domaine plus préoccupant que jamais dans toute la chaîne de valeur. Les bouchons qui consistaient autrefois en deux matériaux ou plus pour des exigences telles que la résistance à l'effraction ou les performances d'étanchéité ont désormais des solutions mono-matériau entièrement recyclables.


Bien que le coût et l'efficacité de la production restent des facteurs importants, de nouvelles directives et réglementations en matière de recyclage façonneront les fermetures modernes et augmenteront l'intérêt pour des éléments tels que les résines barrières liantes et recyclables.


Dans le passé, les bouchons en deux parties constitués d'une coque extérieure en polypropylène (PP) avec un PE basse densité (LDPE) ou un revêtement alternatif pour assurer une performance d'étanchéité adéquate étaient la norme. Les bouchons en deux pièces sont encore courants dans certaines régions d'Amérique du Nord et dans certaines applications de boissons, mais dans la plupart des régions, les bouchons en deux pièces sont progressivement abandonnés au profit de bouchons sensoriels, non doublés et en PE haute densité (HPDE). Ces bouchons monobloc simplifient non seulement la chaîne d'approvisionnement, réduisent la distorsion du col et améliorent les étanchéités, mais facilitent également l'adoption d'un flux de bouchons à matériau unique.


Un autre domaine où les conceptions de fermetures recyclables sont envisagées est le marché des emballages alimentaires flexibles. La pochette stand-up (SUP) entièrement en PE est conçue pour remplacer les SUP traditionnels, qui utilisent un mélange de matériaux pour aider à répondre aux exigences de performance.


Avec le développement de résines PE avancées avec des propriétés considérablement améliorées telles que la barrière et la scellabilité, de plus en plus d'applications peuvent être remplacées par des structures de film à base de PE pour créer des sachets debout entièrement recyclables. Certains de ces sacs contiennent également des becs verseurs et des raccords en PP ou PE, en particulier pour des produits tels que les aliments pour bébés, les vinaigrettes et les sauces. Pour rendre l'ensemble de l'emballage recyclable, on s'attend à ce que l'utilisation de tous les sacs, raccords et fermetures en PE devienne plus courante.


L'attache est une option émergente en Amérique du Nord qui permet de s'assurer que les bouchons sont collectés avec le conteneur tout en aidant à réduire les déchets. En 2024, dans le cadre de la directive sur les plastiques à usage unique, l'Union européenne (UE) exigera que les fermetures en plastique de tous les récipients de moins de 3 litres restent attachées/attachées. Cette législation a provoqué des perturbations majeures dans l'industrie des boissons et a nécessité des conceptions nouvelles et innovantes.

Suivant le même raisonnement que dans l'UE, une législation similaire pourrait être introduite en Amérique du Nord et ailleurs. L'attache présente également une opportunité de différencier les produits et pourrait devenir populaire en Amérique du Nord alors que les multinationales cherchent à intégrer des conceptions de fermetures mondiales. Le co-développement entre les fournisseurs de résine et les concepteurs de fermetures facilitera ces nouvelles conceptions et libérera le potentiel des matériaux avec une résistance à la traction et des propriétés d'écoulement plus élevées pour les fermetures à ruban et à charnière.


  


Combiné avec PCR


Pendant des années, les transformateurs ont incorporé avec succès des résines post-industrielles (PIR), également connues sous le nom de matériaux de rebut/rebroyés, dans des pièces moulées dans certaines industries. Allez plus loin dans la PCR en utilisant du contenu précédemment utilisé par les consommateurs ou dans des applications industrielles d'utilisation finale.


De nombreux facteurs doivent être pris en compte pour incorporer efficacement la PCR dans les joints pour les applications en contact avec les aliments et sans contact avec les aliments. À l'avenir, ces facteurs joueront un rôle plus important dans la détermination de la quantité de PCR qu'il est possible de mélanger avec de la résine vierge, car les organisations visent à maximiser le contenu recyclé dans les bouchons et les bouchons.


L'aspect le plus difficile de l'intégration de la PCR dans les bouchons aujourd'hui est sans doute la disponibilité limitée de flux d'approvisionnement en PCR appropriés, en particulier pour les emballages d'aliments et de boissons. Pour le PE, le HDPE recyclé (rHDPE) issu du lait soufflé et des cruches est actuellement le seul matériau courant approuvé pour les applications en contact avec les aliments.


L'un des défis liés à l'utilisation de résines conçues à l'origine pour le moulage par soufflage est que leurs propriétés ne sont pas optimisées pour le moulage par injection (et le moulage par compression, dans une moindre mesure). Ces méthodes de production sont assez différentes et la viscosité élevée des résines de soufflage présente un défi lors du traitement de la ligne, qui est conçue pour utiliser des résines de viscosité beaucoup plus faible, couramment utilisées dans les bouchons et les fermetures. D'autres considérations d'approvisionnement incluent la qualité, la cohérence et la fiabilité.


À un niveau élevé, les principales considérations techniques pour le développement de bouchons contenant du PCR sont les matériaux, le traitement, les exigences d'application et la conception des pièces. Les propriétés PCR diffèrent de celles de la résine d'origine. Les propriétés des matériaux, telles que les propriétés mécaniques, la rhéologie, la couleur et l'optique, et sensorielles, déterminent si un matériau convient à une application donnée.


Dans le même temps, les mouleurs doivent déterminer si les pièces peuvent être produites sans modifications majeures de l'équipement de moulage existant et du débit, ou si des étapes supplémentaires liées au stockage, à la manipulation et au mélange sont nécessaires.


Dans la plupart des cas, la spécification matérielle pour la PCR est très large. Lorsqu'il est combiné avec les différences de propriétés inhérentes entre les PCR disponibles aujourd'hui et les résines de bouchon et de fermeture d'origine, ce qui émerge est une fenêtre de processus modifiée avec une variabilité supplémentaire de la taille et des performances des pièces. Si les mouleurs ne comprennent pas pleinement et ne traitent pas ces différences lors de la production de bouchons, d'autres défis peuvent survenir en aval, lors de la mise en bouteille et de l'utilisation finale.


Pour relever ce défi, la conception de la pointe doit être évaluée en conjonction avec les exigences de l'application. Du point de vue de la durabilité, il est important de peser les avantages de l'allègement par rapport aux avantages de la PCR pour voir quelle approche est la plus viable et laquelle apporte les plus grands avantages par rapport à l'impact environnemental.


Les résines vierges « prêtes pour la PCR » conçues pour la PCR sont susceptibles de devenir plus courantes à mesure que davantage d'efforts sont déployés pour introduire de nouveaux flux d'approvisionnement en PE recyclé. Dans de nombreux cas, les mêmes développements dans les résines de bouchons qui facilitent l'allègement offrent également des propriétés mécaniques et rhéologiques améliorées, permettant aux transformateurs et aux propriétaires de marques d'utiliser davantage de contenu recyclé dans les bouchons et les emballages alimentaires.


Ces innovations axées sur la durabilité dans les bouchons et les résines de bouchage devraient se poursuivre au cours des 10 prochaines années alors que les législateurs et les demandes des consommateurs conduisent à de nouvelles solutions commerciales. La collaboration entre les acteurs de la chaîne d'approvisionnement (fabricants, outilleurs, propriétaires de marques et fournisseurs de matériaux) fera progresser cet effort d'année en année.


Il est impossible de dire exactement à quel point les fermetures seront différentes d'ici la fin du siècle, mais elles intégreront certainement les innovations naissantes en matière de durabilité d'aujourd'hui.


  



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