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軽量化、リサイクル性、PCR がプラスチック キャップを新たな方向へ押し上げる - Maypak

5月 26, 2023


業界関係者がキャップとキャップ樹脂をより持続可能なものにする取り組みを続ける中、軽量化、リサイクル可能性、使用済み樹脂(PCR)の組み合わせが 3 つの主要な焦点となるでしょう。(化粧品の包装も徐々に革新を始めており、より多くの注意を払っています。)持続可能性:PPエアレスポンプボトルプラスチックポンプペットボトル、など)



軽量に見える


過去 20 年間で、飲料パッケージの重量はますます低くなる傾向にあります。部品の設計、加工、材料の進歩により、製造、加工、輸送に必要な原材料の量が減り、業界では環境への影響がより少ないボトルと蓋のソリューションを開発できるようになりました。


ネックの仕上げ、つまりキャップの適用領域の設計基準を更新し、軽量化の傾向をサポートします。たとえば、炭酸ソフトドリンクに使用される PCO 1810 仕上げから現在の標準的な PCO 1881 設計に移行すると、クロージャーの重量が 25 ~ 35% 削減され、仕上げ仕上げ自体も同様に削減されました。最新のネックフィニッシュ規格(26/22)の採用により、今後数年間でさらなる大きな変化が起こることが予想されます。


軽量ウォーターボトルなどの用途では、軽量化の機会が行き詰まっていると考える人もいます。したがって、生産能力を増強することの重要性はより大きくなります。これらの軽量クロージャの性能と寸法公差が厳しくなるにつれて、ほんの 10 年前まで一般的だった特定グレードのポリエチレン (PE) 樹脂は、新しい設計の加工要件や機能要件を満たすことができなくなることがよくあります。


汎用樹脂のこれらの制限に対処するために、材料サプライヤーは、キャップとクロージャーの重量をさらに削減できる、機械的特性が強化された高性能 PE 樹脂を開発しました。


これらの特性は、二峰性分子量分布やオクテンコモノマーの使用などの樹脂設計の進歩から生まれ、従来の PE 樹脂にはない独自の利点をもたらします。


高性能樹脂は、薄肉部品に必要な応力亀裂耐性を追加し、炭酸飲料または投薬飲料に必要なクリープ特性とバリア特性を改善し、より多くの部品を一度に製造する大型の高キャビティ金型に高い流量を提供します。業界は、性能を確保するために最新の高性能 PE 樹脂を使用し、クロージャーのより薄く、より軽い製品の開発を今後も進めていくでしょう。


  


リサイクル性を考慮した設計


循環性がますます勢いを増す中、リサイクル性を考慮した設計はバリューチェーン全体でこれまで以上に大きな関心事となっています。かつては不正開封防止やシール性能などの要件を満たすために 2 つ以上の素材で構成されていたクロージャは、現在では完全にリサイクル可能な単一素材のソリューションになっています。


コストと生産効率は依然として重要な要素ですが、新しいリサイクルガイドラインと規制は現代のクロージャを形成し、結合剤やリサイクル可能なバリア樹脂などの要素への関心を高めるでしょう。


以前は、適切なシール性能を確保するために、ポリプロピレン (PP) の外殻と低密度 PE (LDPE) または代替ライナーで構成される 2 ピースのクロージャーが標準でした。北米の一部の地域や一部の飲料用途では、ツーピース クロージャが依然として一般的ですが、ほとんどの地域では、ツーピース クロージャは段階的に廃止され、感覚に優れた裏地のない高密度 PE (HPDE) キャップが採用されています。これらの一体型クロージャーは、サプライチェーンを簡素化し、ネックの歪みを軽減し、シールを改善するだけでなく、単一素材のクロージャーフローの採用も促進します。


リサイクル可能なクロージャーの設計が考慮されるもう 1 つの分野は、柔軟な食品包装市場です。オール PE スタンドアップ ポーチ (SUP) は、性能要件を満たすために混合材料を使用する従来の SUP に代わるものとして設計されています。


バリア性やシール性などの特性が大幅に向上した先進的な PE 樹脂の開発により、ますます多くの用途が PE ベースのフィルム構造に置き換えられ、完全にリサイクル可能なスタンドアップ パウチを作成できるようになりました。これらのバッグの中には、特に離乳食、ドレッシング、ソースなどの製品向けに、PP または PE 製の注ぎ口や金具が含まれているものもあります。パッケージ全体をリサイクル可能にするために、すべての PE 袋、付属品、留め具の使用がより一般的になることが予想されます。


テザーは、北米で新たに登場したオプションであり、キャップをコンテナとともに確実に回収しながら、ゴミの削減にも役立ちます。 2024 年に、欧州連合 (EU) は、使い捨てプラスチック指令の一環として、3 リットル未満のすべての容器にプラスチック製の蓋を取り付けたままにすることを義務付けます。この法律は飲料業界に大きな混乱を引き起こし、新しく革新的なデザインが必要となりました。

EU と同じ理由に従って、同様の法律が北米や他の地域でも導入される可能性があります。テザリングは製品を差別化する機会も提供しており、多国籍企業がグローバルなクロージャ設計の統合を目指す中、北米でも普及する可能性があります。樹脂サプライヤーとクロージャ設計者との共同開発により、これらの新しい設計が促進され、テープおよびヒンジ付きテザークロージャ向けに、より高い引張強度と流動特性を備えた材料の可能性が解き放たれます。


  


PCRとの併用


加工業者は長年にわたり、スクラップ/再生材料としても知られる工業用廃樹脂 (PIR) を特定の業界の成形部品に組み込むことに成功してきました。消費者や産業用最終用途で以前に使用されていたコンテンツを使用して、PCR をさらに一歩進めます。


食品と接触する用途および食品と接触しない用途のシールに PCR を効果的に組み込むには、多くの要因を考慮する必要があります。今後、組織がキャップやキャップのリサイクル含有量を最大化することを目指す中、バージン樹脂とどの程度の PCR を混合できるかを決定する上で、これらの要素がより大きな役割を果たすことになります。


おそらく今日、PCR をキャップに組み込む際に最も困難な点は、特に食品および飲料の包装に適した PCR 供給ストリームの入手可能性が限られていることです。 PE の場合、吹き込みミルクやジャグからのリサイクル HDPE (rHDPE) が現在、食品と接触する用途で承認されている唯一の主流材料です。


もともとブロー成形用に設計された樹脂を使用する場合の課題の 1 つは、その特性が射出成形 (および程度は低いですが圧縮成形) に最適化されていないことです。これらの製造方法はまったく異なり、ブロー成形樹脂の粘度が高いため、キャップやクロージャーに一般的に使用されるはるかに低い粘度の樹脂を使用するように設計されたラインの加工中に課題が生じます。供給に関するその他の考慮事項には、品質、一貫性、信頼性が含まれます。


大まかに言うと、PCR コンテンツを含むキャップを開発する際の主な技術的考慮事項は、材料、加工、アプリケーション要件、および部品設計です。 PCR 特性は元の樹脂の特性とは異なります。機械的特性、レオロジー、色と光学、感覚などの材料特性によって、材料が特定の用途に適しているかどうかが決まります。


同時に、成形業者は、既存の成形装置やスループットに大きな変更を加えずに部品を製造できるかどうか、または保管、取り扱い、配合に関連する追加の手順が必要かどうかを判断する必要があります。


ほとんどの場合、PCR の材料仕様は非常に広範囲です。現在入手可能な PCR と元のキャップおよびクロージャー樹脂の間の固有の特性の違いと組み合わせると、サイズと部品の性能にさらなるばらつきを伴う変更されたプロセスウィンドウが現れます。成形業者がクロージャーの製造中にこれらの違いを十分に理解して対処しないと、下流の瓶詰めや最終使用中にさらなる問題が発生する可能性があります。


この課題に対処するには、アプリケーション要件と併せてチップの設計を評価する必要があります。持続可能性の観点からは、軽量化の利点と PCR の利点を比較検討し、どちらのアプローチがより実行可能で、環境への影響と比較してより大きな利点をもたらすかを判断することが重要です。


新しいリサイクル PE の供給ストリームを導入する取り組みが強化されるにつれて、PCR 用に調整された「PCR 対応」バージン樹脂がさらに一般的になる可能性があります。多くの場合、軽量化を促進するキャップ樹脂の同様の開発により、機械的特性やレオロジー特性も向上し、加工業者やブランド所有者がキャップや食品包装にリサイクルされた内容物をより多く使用できるようになります。


クロージャおよびクロージャ樹脂におけるこれらの持続可能性主導のイノベーションは、議員や消費者の需要が新しい商用ソリューションを推進するにつれて、今後 10 年間継続すると予想されます。サプライチェーンの関係者(製造業者、工具メーカー、ブランドオーナー、材料サプライヤー)間の協力により、この取り組みは年々前進するでしょう。


今世紀末までに閉鎖がどのように変化するかを正確に言うことは不可能ですが、それらは確かに今日の初期の持続可能性イノベーションを組み込んでいます。


  



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