El embalaje flexible plástico es un segmento en crecimiento en la industria del embalaje. La investigación de Smithers muestra que las ventas totales de embalaje flexible en todo el mundo alcanzará los $ 228 mil millones en 2019 y crecerá a una tasa promedio anual de 3.3 por ciento, llegando a $ 269 mil millones en 2024. Los fabricantes de embalaje flexible están interesados en resaltar los beneficios de las bolsas parables, sachets, películas, bolsas, revestimientos o envolturas en comparación con los empaques rígidos, destacando su potencial para salvaguardar la calidad e integridad del contenido del empaque, al mismo tiempo siendo liviano, lo que puede resultar en una huella de carbono en general más baja en comparación con las alternativas de embalaje rígido como como vidrio y metal.
Sin embargo, si bien los materiales rígidos se basan principalmente en monomateriales, los materiales flexibles han sido tradicionalmente multimateriales, consistiendo en varias capas de diferentes tipos de plásticos y, a menudo, también incluyendo aluminio, lo que dificulta el reciclaje.
Diseño para reciclaje
Una herramienta publicada en la plataforma de colaboración Borealis EverMinds, los "10 Códigos de Conducta para el Diseño para la Reciclabilidad", presenta un conjunto de pautas para el diseño de embalaje de poliolefina. Los monomateriales juegan un papel importante en esto.
Borealis y Borouge se propusieron desarrollar nuevas soluciones monomateriales basadas en poliolefinas. Geert Van Ballaer, jefe de marketing de productos de consumo de Borealis, explica las razones detrás de esto. “La mayoría de los centros de reciclaje están equipados para PE, PP y PET. El uso de monomateriales hace que la recolección, la clasificación y el reciclaje sean más eficientes. Nuestro nuevo laminado todo PP con altas propiedades de barrera es una alternativa a los empaques que usan folio de aluminio como capa de barrera. Esto mejora la reciclabilidad porque, como capa de barrera inseparable, el folio de aluminio es problemático en el proceso de reciclaje ”.
"Con la excepción del laminado Todo PE hecho usando Ecoplast r-LDPE, el cual contiene material virgen y reciclado, las nuevas soluciones están compuestas de material virgen basado en la tecnología Borstar®", explica el Sr. Van Ballaer.
Bolsas con boquilla
Al abordar también el desafío de hacer que los materiales flexibles sean más fácilmente reciclables, Dow y Menshen anunciaron a principios de este año su nueva Tecnología de Sellado de Boquilla en Reversa, que permite la producción de bolsas con boquilla hechas de películas monomateriales.
"Básicamente, revertimos la idea de dónde y cuándo se debe aplicar el calor durante el proceso de sellado de la boquilla", explica el Dr. Peter Sandkuehler, líder mundial en tecnología de aplicaciones en el negocio de embalaje y plásticos especiales de Dow. “Al transferir el calor de la base de la boquilla pre-fundida directamente a la capa selladora de la película, hemos resuelto dos desafíos al mismo tiempo: cómo sellar fácilmente las boquillas a películas monomateriales y cómo evitar que las costillas duras de la boquilla corten la película ".
El nuevo proceso está diseñado para sellar fácilmente las boquillas en estructuras monomateriales más sensibles al calor hechas de todas las capas de embalaje de todo polipropileno o todo polietileno. En lugar de aplicar tradicionalmente el calor desde el exterior de la película que forma la bolsa para fundir la capa de sellado y la boquilla, esta última se funde previamente en su base antes de insertarla en la bolsa y sellarla.
"La belleza del proceso es su simplicidad", dice Sarah De La Mare, oficial de desarrollo comercial de Menshen. “En realidad, es más lógico aplicar el calor desde adentro que desde afuera, ya sea que uses monomateriales o no. Actualmente estamos trabajando con varios fabricantes de máquinas para garantizar que esta tecnología se pueda integrar en líneas de fabricación de bolsas con boquilla nuevas y existentes ".
Revertir el proceso de sellado tradicional ayuda a reducir el exceso de calor que se necesita aplicar desde el exterior de la película para sellar las capas de película internas de menor densidad a una base de boquilla de alta densidad. Al mismo tiempo, la estructura del embalaje depende menos de la resistencia térmica de una película y se evita el corte de la película, resultando en lo que la compañía describe como sellado de boquillas de buena calidad y una bolsa con un atractivo en el anaquel.
Soluciones de alta barrera
Muchas empresas han estado desarrollando soluciones de embalaje de barrera monomaterial durante los últimos dos años, desde gigantes químicos como Dow, Borealis y ExxonMobil hasta la cadena de valor con líderes del mercado como Mondi, Amcor, Huhtamaki y Constantia. Por ejemplo, el finalista de Sustainability Awards 2019, Jindal Films, lanzó recientemente soluciones de PP de alta barrera monomateriales en cooperación con Mondi y Unilever. El nuevo laminado de barrera de película "rica en PP" puede funcionar en maquinaria horizontal de formado de bolsas de alta velocidad para llenar sopas de polvo deshidratado sensibles para Knorr.
"El mercado es extremadamente receptivo a nuestras innovaciones técnicas recientes que permiten el cambio a películas o laminados de OPP, ya que la mayoría de los clientes son cada vez más conscientes de las pautas de diseño pendientes que CEFLEX desarrollará para 2020", dice Laurent Chantraine, gerente de desarrollo de negocios de empaque flexible de Jindal Films Europe.
El reconoce que algunos segmentos de uso final más exigentes, como el envasado de líquidos, tienen mas altos requisitos de desempeño y se necesitará más tiempo para encontrar un compromiso adecuado, pero está satisfecho con los resultados de la cooperación.
"El cambio a una solución rica en PP ofrece a las empresas un buen compromiso en términos de protección del producto (barrera a la humedad, aromas o gases), promoción (mate o brillante, alta rigidez, buena estética y háptica) y desempeño (impresión, laminación, operaciones de envasado y llenado) ".
La perspectiva de la maquinaria.
“Las películas compuestas multicapa convencionales son difíciles de reciclar debido a la necesidad de separar las diferentes capas de película. Además, muchos países no cuentan con los sistemas y procesos de reciclaje necesarios para reciclar laminados complejos. En contraste, las películas monomateriales son totalmente reciclables ya que todas las capas están hechas del mismo tipo de plástico, lo que facilita la clasificación y conduce a corrientes de reciclaje más limpias. Las barras, caramelos y galletas, por ejemplo, generalmente se envuelven con polipropileno (PP), que a menudo es una barrera suficiente. Dependiendo de la aplicación de empaque, puede ser CPP (película plana) u OPP (película orientada).
Desde el punto de vista de la maquinaria, la transición de los compuestos a las películas monomateriales puede ser compleja, como explica, lo más importante ya que los monomateriales imponen altas demandas a la tecnología de sellado, especialmente en el rango de alta velocidad.
“El termosellado sigue siendo la tecnología más utilizada, debido a su robustez y buenos resultados de sellado. La ventana de sellado es mucho más pequeña para los monomateriales, lo que significa que los parámetros de tiempo y temperatura de sellado deben alinearse con precisión para evitar daños a la capa externa termosensible y al mismo tiempo garantizar la integridad del sellado de la capa interna. Con compuestos termoresistentes esto no es problemático; pero en el caso de monomateriales termosensibles, esto puede conducir fácilmente a sellos defectuosos y productos dañados, lo que resulta en una menor eficiencia de producción ".
El señala que esto debe abordarse coordinando de manera óptima los tres parámetros de sellado de presión, temperatura y tiempo para crear la costura perfecta usando películas monomateriales a diferentes velocidades de película y entrada de energía constante. "Lo que es más, estos desafíos técnicos deben ser dominados para una gama de monomateriales diferentes. Esto solo puede lograrse mediante la mejora continua de las tecnologías de sellado para ajustar las mordazas de sellado tipo aleta y transversal a las nuevas condiciones. Además, un cambio en la rigidez y la elasticidad del material puede influir en el desempeño de la máquina de envasado, por ejemplo, cuando las velocidades de la película varían durante la producción.
Bosch Packaging Technology ha estado probando una amplia variedad de materiales de embalaje con clientes y socios de cooperación en su centro técnico en Beringen, Suiza, con el objetivo de optimizar sus sistemas y tecnologías de sellado para cumplir con los requisitos específicos de los diferentes materiales. El objetivo general es lograr una mayor sostenibilidad sin comprometer la protección del producto, la integridad del sello y la velocidad de envasado. Las envolturas de flujo se han establecido como embalajes populares para una amplia gama de productos.
“Con los monomateriales, el mayor desafío es el sellado de las películas a altas velocidades. Aquí ya estamos logrando buenos resultados en las pruebas en nuestras máquinas de envoltura de flujo horizontal ”, concluye el Sr. Sauer.
Elisabeth Skoda
Packaging Europe
17 Diciembre 2019
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