Patrocinado por Plastic Technologies Inc. y SBA-CCI, The Packaging Conference 2017 se entregó, como suele ocurrir, cuando se trata de nuevas tecnologías. Tal vez la presentación más impresionante fue una actualización de Sonoco en su lata de plástico retortable de varias capas TruVue. A diferencia de la presentación preliminar del año pasado sobre el mismo tema, la presentación de este año incluyó una aplicación comercial de McCall Farms. Asegúrese de ver nuestra historia de portada en la página 66 para obtener un recuento completo.
Otra presentación que incluyó una aplicación comercial fue la realizada por el Gerente de Desarrollo de Mercado Ted Harris de Total Petrochemicals and Refining USA, Inc. Harris comenzó describiendo, a los asistentes a la conferencia, una prueba de concepto que involucra el uso de polietileno de alta densidad (PEAD) en moldeo por inyección estirado soplado de dos etapas (ISBM).
El PEAD, por supuesto, es ampliamente utilizado para contenedores en productos lácteos, líquidos y aplicaciones químicas domésticas, donde es conocido por sus propiedades de resistencia química y barrera contra la humedad. Además, es adecuado para la esterilización con vapor y el llenado aséptico, tiene una infraestructura bien establecida de recuperación y reciclaje, y la disponibilidad es muy buena.
Sin embargo, el procesamiento de PEAD se realiza casi siempre en sistemas de moldeo por extrusión soplado (EBM), y el ISBM tiene algunas ventajas distintas sobre el EBM, especialmente la mayor rigidez debida a la orientación biaxial. Además, la consistencia del peso botella a botella y el brillo son mejores con ISBM, mientras que las oportunidades para los detalles de moldeo se mejoran.
Todo esto llevó al equipo europeo de investigación y desarrollo de Total a explorar el uso de PEAD en ISBM, un método de fabricación de botellas históricamente dominado por el PET, una resina que cuesta mucho más que el PEAD. Como cualquier discusión que compara las ventajas de usar una resina sobre otra, el precio es un factor. Pero Harris de Total enfatiza que es sólo un factor.
"Creo que a lo que se reduce es si la máxima claridad es una prioridad, tu vas con PET como sea. Si la claridad no es un atributo clave de desempeño, entonces el precio es más probable que juegue un papel más grande en la elección entre PET y PEAD. También es importante que si se necesita una barrera específica o una resistencia química mejorada, entonces la elección se convierte en PEAD independientemente del precio. Las otras cosas a considerar son las tasas de producción de conversión, la necesidad de secar la resina o no, los insumos de energía, etc. Un montón de cosas deben tenerse en cuenta al considerar una resina sobre otra. El costo total de propiedad es una de esas cosas, al igual que elegir la resina que mejor se adapte a las demandas de desempeño ".
Pero los méritos relativos de la utilización de PET frente a PEAD en ISBM no fue el tema de discusión en The Packaging Conference. Fue el uso de PEAD en ISBM en comparación con su uso en EBM que Harris llegó a comparar, y los beneficios del uso de HDPE en la ISBM que identificó son los siguientes:
La resina específica de PEAD seleccionada para esta prueba de concepto fue SB1359NA de Total. El moldeo por inyección se realizó en un sistema Toshiba de una sola pieza y el moldeo por soplado por estiramiento se realizó en un sistema de dos cavidades de ADS.
Estos fueron los hallazgos claves de una comparación lado a lado de una botella de EBM redonda de 1 litro y una botella de ISBM de 1 litro redonda que fue un 24% más ligera:
- La botella EBM mostró más del doble de deformación bajo tensión que la botella ISBM.
- A pesar de ser un 24% más ligero, la botella ISBM exhibió la misma resistencia de apilamiento de carga superior y tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) que la botella EBM.
También parte de la presentación de Harris fue una mirada a la primera aplicación comercial de este uso de HDPE en un enfoque de ISBM: una botella de 1-L de repuesto de líquido para lavar platos comercializado por Magenta, Italia I.C.E. FOR SpA, Industria Chimica Ecologica. Incoplas Group fabrica la botella. Curiosamente, aunque la prueba de concepto descrita por Harris en The Packaging Conference incluyó el uso de la tecnología de recalentamiento y soplado en dos etapas, Incoplas utiliza una máquina ISBM de una sola etapa, el modelo ASB-12M de Nissei. Lo que también vale la pena señalar es que la resina Total utilizada por Incoplas no es SB1359NA. "Nuestro SB1359 europeo está siendo utilizado", dice Harris. "Son grados similares, pero debido a que están hechos en dos regiones diferentes y tienen nombres diferentes, también tienen propiedades ligeramente diferentes"
Harris concluyó su presentación indicando que el uso de PEAD en la ISBM es de hecho una alternativa viable.
Ácido Bio-SuccínicoEl ácido isoftálico purificado (IPA) es un producto petroquímico comúnmente utilizado como aditivo en resinas de PET para reducir la velocidad de cristalización, mejorando así el procesamiento y la transparencia sin tener un impacto negativo sobre la cristalinidad final u otras características de desempeño de una botella de PET terminada. BioAmber Inc., con sede en Montreal, ha estado explorando el uso del ácido bio-succínico (BIO-SA™) como reemplazo de IPA que tendría las siguientes ventajas:
- Debido a que proviene del maíz, aumenta el contenido renovable, reduce la huella de carbono y ofrece una volatilidad de precios más baja que un petroquímico como el ISA.
- Aumenta la productividad a través de tiempos de procesamiento más rápidos y menores temperaturas de procesamiento.
- El estudio de BioAmber muestra que se puede utilizar aproximadamente un 30% menos que el IPA en botellas de gaseosas carbonatadas.
Entonces, ¿qué es BIO-SA? Como explicó Chris Ellen, Vicepresidente de Ventas de BioAmber, a los asistentes a The Packaging Conference, está hecho de materias primas renovables como el maíz (ver Figura 1). La planta de producción de la firma en Sarnia, Canadá, tiene una capacidad de 30.000 toneladas métricas.
 |
| Como se hace BIO-SA |
Ellen describió los resultados una evaluación de prueba de concepto realizada en cooperación con PolyTech Resources, que preparó resina PET incorporando BIO-SA y un control usando IPA, y Plastic Technologies Inc., que manejó el moldeo por inyección de preformas y el moldeo por estiramiento soplado de esas preformas. Se compararon tres variantes de concentración de co-monómeros:
- 2,8% molar de BIO-SA o 1,72% de peso
- 1,4% molar de BIO-SA y 1,4% molar de IPA
- 2,8% molar de IPA o 2,42% de peso
A continuación se resumen cuatro características clave de la evaluación:
- Polimerización en estado fundido: se observaron índices idénticos de esterificación y policondensación.
- Polimerización en estado sólido (SSP): no hubo diferencias significativas entre las tres variantes, ni hubo pegamento de pellets o BIO-SA en la sobrecarga.
- Fabricación de botellas: no hubo diferencias significativas entre las tres variantes.
- Propiedades de la botella: Se observaron resultados equivalentes, aunque la estabilidad térmica necesita alguna corrección.
BioAmber ahora se está involucrando con productores de resinas PET y actores aguaa abajo en la cadena de suministro global. Los propietarios de marcas, que están en condiciones de meter este nuevo material en uso, están mostrando gran interés. Los productores de resina, por supuesto, están altamente optimizados para usar IPA, por lo que traer este nuevo monómero, que tiene un precio competitivo en comparación con el IPA petroquímico actualmente utilizado, no será tarea facil. Pero el interés está creciendo, dice Ellen.
Opciones de FibreFormDe la mano de Billerudkorsnas EE.UU. estuvo Gary Robinson, Director de Business Development-Formable Papers América del Norte y del Sur, que destacó el progreso reciente en FibreForm. Esta solución de embalaje 3D, personalizada, renovable y moldeable en frío, es un papel natural con certificación FSC, con capacidades patentadas de formación en frío 3D de hasta 10 veces más profundo que los papeles tradicionales. Vasos, bolsas y bandejas prensadas están entre las opciones que los propietarios de marcas pueden explorar.
En el caso de los vasos, un vaso de papel normal es la base, y luego la FiberForm se aplica con adhesivo al exterior para un efecto 3D. La impresión del material de FiberForm viene primero y es seguida por el troquelado, y en el mismo paso que el troquelado se imparte el efecto 3D. Además, una barrera térmica es creada por la mecánica de la formación 3D. "Debido a que podemos formar tan profundo", dice Robinson, "en realidad se puede crear un bolsillo de aire que atrapa el aire y permite que sus dedos se eleven por encima de la superficie caliente del núcleo del vaso".
 |
| La mecánica de formación de FibreForm 3D no sólo crea un efecto visual asombroso sino que también crea una barrera térmica en el vaso de papel.
|
Las bolsas de FibreForm son bastante nuevas para Billerudkorsnas, pero de nuevo traen el elemento de "haptics" - cualquier forma de interacción que involucra el toque - dentro del juego. Una vez más, el material FibreForm, esta vez suministrado en una laminación alimentada en rollos y posiblemente con un revestimiento compostable tal como PLA, pasaría a través de una máquina de fabricación de bolsas (de Modern Manufacturing, Totani o KHS); gracias a herramientas especiales el efecto 3D se aplicaría al sustrato en el registro con los gráficos conforme la bolsa se está haciendo. "Las laminaciones personalizadas de FibreForm producen una bolsa que puede ser completamente compostable o fabricada con propiedades de alta barrera", dice Robinson.
En cuanto al prensado, lo que Robinson llama una "tecnología emergente para 2017", es un nuevo enfoque de la tecnología que se ha utilizado para hacer cosas como platos de papel durante muchos años. Pero la tecnología BillerudKorsnas produce un contenedor de paredes lisas que es mucho más atractivo. Y de nuevo, su calidad 3D le da ese elemento importante de la háptica (sensación táctil). Robinson dice que este enfoque de prensado tiene una serie de ventajas sobre la pulpa moldeada, incluyendo la economía, la estética y la eficiencia de la cadena de suministro. El interés por parte de las cuentas de servicio de alimentos es alto, pero también los que han mostrando interés son los vendedores de alimentos, la electrónica, bienes duraderos, y otros, dice Robinson.
"Todas estas ofertas de FibreForm - vasos, bolsas, bandejas prensadas - ayudan a la gente a salir de los plásticos, y más que nunca eso es lo que estamos escuchando a la gente decir que quieren hacer", dice Robinson.
RecycleReadyUna presentación de la conferencia por Lamy Chopin, PhD y Global Development Leader Packaging & Specialty Plastics de Dow, describió el progreso realizado por Dow en su iniciativa RecycleReady, cuyo objetivo es desarrollar tecnología para el reciclaje de envases de alimentos.
Gran parte de lo que hablaba se refería a las bolsas parables en particular. La bolsa parable típica para productos alimenticios ha sido una laminación adhesiva multicapa que incluye poliéster (para la rigidez, la capacidad de impresión, y alguna medida de barrera de gas) y polietileno (para sellabilidad y tenacidad). Pero cuando estos dos materiales se combinan, ese empaque se vuelve fundamentalmente inadecuado para el reciclaje. En los últimos años, la demanda de envases flexibles que son más reciclables ha hecho que Dow y otros consideren alternativas, incluyendo quitar el poliéster y reemplazarlo con Polietileno de Alta Densidad mientras se modifica el sellante para minimizar su temperatura de iniciación del sello.
Uno de los inconvenientes de este enfoque es que al reemplazar el poliéster con HDPE, las propiedades de barrera al gas están comprometidas. Así que Dow miró formas de incorporar EVOH para fines de barrera de gas. Reconociendo que el EVOH es casi tan inapropiado para la corriente de reciclaje como poliéster, Dow desarrolló un compatibilizador llamado Retain ™ que permite que el EVOH esté completamente disperso en el polietileno en lugar de quedar en trozos que causan opacidad y malas propiedades físicas.
Otro inconveniente de reemplazar el poliéster con HDPE es que la produccion en las máquinas de fabricación de bolsas tendía a caer. Dow abordó este problema mediante el desarrollo de Opulux HGT ™, un revestimiento que, cuando se aplica a la película, permite a la maquina bolsera pasar de un máximo de 150 bolsas/min a 250. Como Chopin lo dice, "este trae plena velocidad de funcionamiento y plena compatibilidad con la corriente de reciclaje ".
Entre los desarrollos más recientes que salen de la iniciativa RecycleReady está Innate ™, una tecnología de PE que aporta mayor rigidez y tenacidad a una bolsa parable que no tiene poliéster en ella. Como Chopin describió este y otros desarrollos de Dow, el enfatizó cuán importante es el papel desempeñado por la educación del consumidor, específicamente el programa de etiquetas How2Recycle iniciado por la Sustainable Packaging Coalition. "Programas como este", dice, "traen a los consumidores un mensaje importante: la película flexible cuando se recicla tiene valor y la ciencia lo respalda".
"RecycleReady, dice Chopin," ha sido una cuestión de ir separando los compromisos de desempeño en los que entramos una vez que se saca el poliéster de una bolsa parable para hacerlo reciclable ", dice Chopin. "Incluyo que salgamos y validemos lo que realmente funciona en la corriente de reciclaje haciendo pruebas a escala de campo con socios que son recicladores.
"RecycleReady es una plataforma de desarrollo permanente de innovaciones dirigidas a entregar embalaje en bolsa que puede reciclarse para el mayor número posible de aplicaciones. Responde a una necesidad específica del mercado de poder mostrar a los consumidores que el embalaje flexible es reciclable. Pero eso no es el final del juego. Nuestro enfoque holístico de la administración del producto nos dice que incluso las cosas no reciclables necesitan ir a otro sitio que no sea un vertedero. Dow no está directamente involucrado en la pirólisis, pero nuestro objetivo es utilizar el liderazgo de nuestra industria para ayudar a establecer la recolección y agregación apropiada de los plásticos para que puedan ser llevados eficientemente a una operación de pirólisis ".
La pirólisis es un proceso de despolimerización - tomar un polímero construido a partir de pequeñas moléculas y devolverlo a esas pequeñas moléculas para que puedan ser utilizados en la producción de combustibles y productos petroquímicos. El polímero se calienta en ausencia de oxígeno a una temperatura elevada, pero, debido a que no hay oxígeno, el polímero no se quema. En última instancia los enlaces del polímero se rompen para que vuelva a sus moléculas de base.
"Hay dos o tres firmas con planes serios para la pirólisis, pero la que por casualidad conozco mejor es RES Polyflow", dice Chopin. "Acaban de llevar a cabo una campaña de capital para una instalación de medio oeste, y ahora están listos para empezar a poner el acero en el suelo y escalarlo hasta donde realmente pienso que toda la región del Medio Oeste será capaz de suministrar plástico a ellos. Es el reciclaje químico en lugar de reciclado mecánico. Pero la clave para ambos, la clave para todo el reciclaje, es conseguir un flujo continuo a gran escala en su sistema ".
Un programa piloto de Fase 1 en Citrus Heights, CA, en julio de 2014 demostró que conseguir que el flujo continuo en un procesador de pirólisis es factible, dice Chopin. Y este pasado mes de septiembre, en Omaha, NE, 6.000 miembros de Recycle Bank fueron capaces de recolectar plásticos no reciclados previamente - bolsas de chips, envolturas de barra de chocolate, bolsas de bebida y en lugar de poner estos artículos en un vertedero que fueron capaces de poner dentro de Hefty Energy Bags y arrojarlos en sus recipientes regulares de reciclaje. Desde allí las llevaron a Systech Environmental Corp. donde las bolsas y todo su contenido se convierten en energía para hacer cemento.
Copolímeros PETNEl Director de Desarrollo de Nuevos Negocios Frank Embs de Indorama Ventures, líder mundial en la producción de PET y fibra de poliéster, hizo una presentación sobre las oportunidades que podrían existir en el uso de copolímeros PET/PEN para el embalaje.
Hace una década, hubo mucho entusiasmo por la posibilidad de mezclar PEN (polietileno naftalato) en PET para aplicaciones de embalaje como una forma de mejorar la barrera de gases, las tasas de transmisión de vapor de agua y la estabilidad dimensional en bandejas para microondas o botellas llenadas en caliente . Amoco en particular impulsó estas aplicaciones de PEN. Pero el panorama de costos nunca llegó a donde debía ser y, al mismo tiempo, la combinación de los dos polímeros juntos creó ciertos desafíos prácticos en procesabilidad.
Pero últimamente Indorama ha estado estudiando el uso de cuatro grados de PETN, un copolímero de PET / PEN en lugar de una mezcla, que tienen el potencial de satisfacer las necesidades no satisfechas del mercado . Embs los describió, todos comercializados bajo la bandera PolyClear® Preserve PET de Indorama, de la siguiente manera:
- 2222 - un PETN de baja modificación que muestra una mayor deflexión térmica y una mejor estabilidad dimensional, así como una resistencia mejorada a los productos químicos de limpieza
- 2224-un PETN de modificación media adecuado para productos cosméticos agresivos o para botellas de consumo que necesitan estar seguras en el lavavajillas a temperaturas de hasta 85 °C
- 2226 - un PETN de alta modificación adecuado para contenedores que necesitan soportar temperaturas de hasta 65°C y presión de 8 bar; las aplicaciones posibles podrían ser en cosméticos y latas de aerosol industriales para productos químicos agresivos
Mientras que las calidades anteriores son todas para ISBM, una grado P024 descrita por Embs es un PETN de modificación media que tiene una mayor resistencia de fundido y está diseñado para botellas moldeadas por extrusión soplado que pueden ser llenadas en caliente más allá de 80°C. Pensemos en botellas hechas por EBM para los tés listos para beber, por ejemplo.
Indorama no está sugiriendo que habrá cambios al por mayor de PET a PETN, pero Embs ve oportunidades para PETN en varias aplicaciones de nicho, especialmente en el mercado de EBM. Indica que las aplicaciones están siendo exploradas en todo el mundo.
Pat Reynolds, VP Editor
Packaging World
28 Marzo 2017
Entradas
