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Leveza, reciclabilidade e PCR estão empurrando as tampas de plástico em novas direções - Maypak

Poderia 26, 2023


A combinação de leveza, reciclabilidade e resinas pós-consumo (PCR) serão três áreas principais de foco, pois as partes interessadas da indústria continuam trabalhando para tornar as tampas e resinas de tampas mais sustentáveis. (As embalagens de cosméticos também começaram a inovar gradualmente, prestando mais atenção ao sustentabilidade:Garrafas de bomba sem ar PP,Bomba de Plástico,Garrafas plásticas, etc.)



Parece leve


Nas últimas duas décadas, o peso das embalagens de bebidas apresentou uma tendência cada vez menor. Avanços no design de peças, processamento e materiais permitiram que a indústria desenvolvesse soluções de garrafas e tampas com menor impacto ambiental porque menos matérias-primas precisam ser produzidas, processadas e transportadas.


Uma atualização dos critérios de design para o acabamento do pescoço, ou seja, a área de aplicação da tampa, reforça a tendência de leveza. Por exemplo, a transição do acabamento PCO 1810 usado para refrigerantes carbonatados para o agora padrão PCO 1881 resultou em uma redução de 25 a 35% no peso da tampa, com uma redução semelhante no próprio acabamento. Espera-se que a adoção do mais recente padrão de acabamento do pescoço (26/22) marque outra grande mudança nos próximos anos.


Em aplicações como garrafas de água leves, alguns acreditam que a oportunidade de reduzir o peso estagnou. Portanto, aumentar a capacidade de produção tem maior significado. À medida que as tolerâncias dimensionais e de desempenho para esses fechamentos leves diminuem, graus específicos de resinas de polietileno (PE) que eram comuns apenas uma década atrás muitas vezes não são mais capazes de atender aos requisitos funcionais e de processamento em novos projetos.


Para lidar com essas limitações das resinas de commodities, os fornecedores de materiais desenvolveram resinas de PE de alto desempenho com propriedades mecânicas aprimoradas que podem reduzir ainda mais o peso das tampas e fechamentos.


Essas propriedades decorrem dos avanços no design da resina, como a distribuição bimodal do peso molecular e o uso de comonômeros de octeno, que oferecem vantagens únicas em relação às resinas de PE tradicionais.


As resinas de alto desempenho podem adicionar resistência a rachaduras por tensão necessária para peças de paredes finas, melhorar as propriedades de fluência e barreira necessárias para bebidas carbonatadas ou dosadas e fornecer maior fluxo para moldes maiores e de alta cavidade que fazem mais peças de uma só vez. A indústria continuará avançando com tampas mais finas e leves, usando resinas PE modernas de alto desempenho para garantir o desempenho.


  


Design para reciclagem


À medida que a circularidade continua a ganhar força, o design para a reciclabilidade tornou-se uma área de maior preocupação do que nunca em toda a cadeia de valor. Fechamentos que antes consistiam em dois ou mais materiais para requisitos como resistência a adulteração ou desempenho de vedação agora têm soluções de material único totalmente recicláveis.


Embora o custo e a eficiência de produção continuem sendo fatores importantes, novas diretrizes e regulamentos de reciclagem moldarão as tampas modernas e aumentarão o interesse em elementos como resinas de barreira recicláveis ​​e de ligação.


No passado, as tampas de duas peças consistindo em um invólucro externo de polipropileno (PP) com PE de baixa densidade (LDPE) ou revestimento alternativo para garantir um desempenho de vedação adequado eram padrão. As tampas de duas peças ainda são comuns em algumas partes da América do Norte e em algumas aplicações de bebidas, mas na maioria das regiões, as tampas de duas peças estão sendo substituídas por tampas de PE (HPDE) de alta densidade, sem forro e sensorial. Esses fechamentos de peça única não apenas simplificam a cadeia de suprimentos, reduzem a distorção do gargalo e melhoram as vedações, mas também facilitam a adoção de um fluxo de fechamento de material único.


Outra área em que projetos de tampas recicláveis ​​são considerados é o mercado de embalagens flexíveis para alimentos. A bolsa stand-up totalmente em PE (SUP) foi projetada para substituir as SUPs tradicionais, que usam uma mistura de materiais para ajudar a atender aos requisitos de desempenho.


Com o desenvolvimento de resinas de PE avançadas com propriedades significativamente aprimoradas, como barreira e capacidade de vedação, mais e mais aplicações podem ser substituídas por estruturas de filme à base de PE para criar bolsas totalmente recicláveis. Algumas dessas sacolas também contêm bicos e encaixes de PP ou PE, principalmente para produtos como papinhas, temperos e molhos. Para tornar toda a embalagem reciclável, espera-se que o uso de todas as sacolas, acessórios e fechamentos de PE se torne mais comum.


Tether é uma opção emergente na América do Norte que ajuda a garantir que as tampas sejam coletadas com o recipiente, ajudando a reduzir o lixo. Em 2024, como parte da diretiva de plásticos descartáveis, a União Europeia (UE) exigirá que todos os recipientes de plástico com menos de 3 litros permaneçam presos/amarrados. Essa legislação causou grandes transtornos à indústria de bebidas e exigiu designs novos e inovadores.

Seguindo o mesmo raciocínio da UE, uma legislação semelhante poderia ser introduzida na América do Norte e em outros lugares. Tethering também apresenta uma oportunidade para diferenciar produtos e pode se tornar popular na América do Norte, à medida que empresas multinacionais buscam integrar projetos de tampas globais. O co-desenvolvimento entre fornecedores de resinas e projetistas de tampas facilitará esses novos projetos e liberará o potencial de materiais com maior resistência à tração e propriedades de fluxo para fitas e tampas articuladas.


  


Combinado com PCR


Durante anos, os processadores incorporaram com sucesso resinas pós-industriais (PIR), também conhecidas como materiais de refugo/remoído, em peças moldadas em certas indústrias. Dê um passo adiante no PCR usando conteúdo usado anteriormente por consumidores ou em aplicações industriais de uso final.


Muitos fatores devem ser considerados para incorporar efetivamente a PCR em vedações para aplicações de contato com alimentos e sem contato com alimentos. No futuro, esses fatores desempenharão um papel maior na determinação de quanta PCR é viável misturar com resina virgem, pois as organizações visam maximizar o conteúdo reciclado em tampas e tampas.


Indiscutivelmente, o aspecto mais difícil de incorporar PCR em tampas hoje é a disponibilidade limitada de fluxos de suprimento de PCR adequados, especialmente para embalagens de alimentos e bebidas. Para PE, HDPE reciclado (rHDPE) de leite soprado e jarras é atualmente o único material convencional aprovado para aplicações de contato com alimentos.


Um dos desafios do uso de resinas originalmente projetadas para moldagem por sopro é que suas propriedades não são otimizadas para moldagem por injeção (e moldagem por compressão, em menor grau). Esses métodos de produção são bastante diferentes, e a alta viscosidade das resinas de moldagem por sopro representa um desafio durante o processamento da linha, que é projetada para usar resinas de viscosidade muito menor, que são comumente usadas em tampas e tampas. Outras considerações de fornecimento incluem qualidade, consistência e confiabilidade.


Em alto nível, as principais considerações técnicas para o desenvolvimento de tampas com conteúdo de PCR são materiais, processamento, requisitos de aplicação e design de peças. As propriedades de PCR diferem daquelas da resina original. As propriedades do material, como propriedades mecânicas, reologia, cor e óptica, e sensoriais, determinam se um material é adequado para uma determinada aplicação.


Ao mesmo tempo, os moldadores devem determinar se as peças podem ser produzidas sem grandes mudanças no equipamento de moldagem e produtividade existentes, ou se etapas adicionais relacionadas ao armazenamento, manuseio e composição são necessárias.


Na maioria dos casos, a especificação do material para PCR é muito ampla. Quando combinado com as diferenças de propriedades inerentes entre os PCRs disponíveis hoje e as resinas de tampa e fechamento originais, o que surge é uma janela de processo alterada com variabilidade adicional no tamanho e no desempenho da peça. Se os moldadores não entenderem totalmente e abordarem essas diferenças durante a produção da tampa, outros desafios poderão surgir a jusante, durante o engarrafamento e o uso final.


Para enfrentar esse desafio, o design da ponta deve ser avaliado em conjunto com os requisitos da aplicação. Do ponto de vista da sustentabilidade, é importante pesar os benefícios da redução de peso em relação aos benefícios do PCR para ver qual abordagem é mais viável e qual traz maiores benefícios em relação ao impacto ambiental.


As resinas virgens “prontas para PCR” adaptadas para PCR provavelmente se tornarão mais comuns à medida que mais esforços são feitos para introduzir novos fluxos de fornecimento de PE reciclado. Em muitos casos, os mesmos desenvolvimentos em resinas de tampas que facilitam a redução de peso também oferecem propriedades mecânicas e reológicas aprimoradas, permitindo que processadores e proprietários de marcas usem mais conteúdo reciclado em tampas e embalagens de alimentos.


Espera-se que essas inovações voltadas para a sustentabilidade em tampas e resinas de tampa continuem nos próximos 10 anos, à medida que os legisladores e as demandas dos consumidores impulsionam novas soluções comerciais. A colaboração entre os participantes da cadeia de suprimentos (fabricantes, fabricantes de ferramentas, proprietários de marcas e fornecedores de materiais) avançará esse esforço ano a ano.


É impossível dizer exatamente quão diferentes serão os fechamentos até o final do século, mas eles certamente incorporarão as inovações de sustentabilidade nascentes de hoje.


  



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