¿Embalaje flexible que utiliza un 35 % menos de plástico?

Lisa McTigue Pierce | 28 de abril de 2022

Los envases flexibles ya son livianos, especialmente en comparación con los contenedores rígidos. Pero los fabricantes de productos continúan buscando formas de reducir el uso de plástico en los envases.

El nuevo masterbatch VO+ de VOID Technologies ofrece otra opción para minimizar su huella plástica. El CEO de VOID Technologies, James Gibson, explica cómo es esto posible en esta exclusiva de Packaging Digest.

Gibson: VO+ se trata de acelerar la transición hacia plásticos y envases flexibles más sostenibles. Es una tecnología de cavitación/vacío ampliamente patentada que crea vacíos (bolsas de aire) a escala nano y micro en plásticos para reducir la densidad y el uso de materiales, mejorar el rendimiento y mejorar la reciclabilidad. VO+ es eficaz en termoplásticos, incluidas las poliolefinas y los poliésteres, y en una variedad de formas de productos, como películas, láminas, fibras y filamentos. Y en caso de que se lo pregunte, nombramos a nuestra empresa por la estructura vacía que crea VO+ en los polímeros.

Hoy en día, la tecnología VO+ está más desarrollada en películas de polietileno (PE) con orientación en la dirección de la máquina (MDO). Al combinar los beneficios de MDO con la tecnología VO+, abordamos el conflicto entre la reducción de materiales, el rendimiento y la reciclabilidad. En ese sentido, VO+ es un avance que presenta una propuesta única para los fabricantes de envases y las empresas de bienes de consumo. Reduce la densidad del polímero al tiempo que mejora las propiedades mecánicas como la punción y la tenacidad, lo que a su vez permite reducir el calibre de las películas, lo que ofrece una reducción aún mayor del material.

Además, cuando se crea la estructura vacía de VO+, la película difracta la luz creando altos niveles de opacidad sin necesidad de pigmentos como TiO2 (dióxido de titanio). Este es un beneficio importante porque significa que las películas VO+ se pueden reciclar con flujos de residuos de plásticos transparentes sin causar contaminación de color.

Las películas de PE VO+ MDO son relevantes para una variedad de mercados, incluidos los envases flexibles, la agricultura y los productos industriales.

Gibson: Nanoclays y VO+ son tecnologías muy diferentes. Por lo general, las nanoarcillas se utilizan para mejorar las propiedades térmicas y de barrera de las películas plásticas.

En comparación, VO+ es un sistema de aditivos poliméricos que se suministra a los fabricantes de películas y envases como gránulos de resina masterbatch. En general, no describiríamos VO+ como una "nanotecnología" basada en el uso convencional de ese término, sino que es una tecnología diferente que utiliza inclusiones de polímeros para crear estructuras vacías a nanoescala y microescala en plásticos para reducir el peso y mejorar las propiedades mecánicas. y crea opacidad sin TiO2. Estos beneficios combinados nos permiten desarrollar productos más sostenibles con una reciclabilidad mejorada.

También podría ser tentador comparar el VO+ con el CaCO3, que puede usarse como agente de cavitación. El CaCO3 se utiliza hoy en día en poliolefinas como el polipropileno orientado biaxialmente (BOPP) o las películas transpirables de PE en aplicaciones higiénicas. Sin embargo, nuestro análisis muestra que en las películas de polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), el VO+ es un agente de cavitación mucho más eficiente a niveles de carga equivalentes, lo que permite una opacidad mucho mayor y una densidad más baja. Además, el VO+ no reduce el rendimiento de barrera de las películas de PE, mientras que el CaCO3 se utiliza a menudo para fabricar deliberadamente películas transpirables con una alta transmisión de vapor de agua, lo que hace que el VO+ sea más adecuado para aplicaciones como el envasado de alimentos.

Gibson:El tamaño del vacío individual varía desde cientos de nanómetros hasta 10 micrómetros.

Gibson: VO+ es aplicable a películas orientadas biaxialmente o en dirección transversal. Nuestro enfoque principal ha estado en el mercado de películas MDO, que está creciendo rápidamente. Vemos que se instalan muchos activos MDO nuevos porque la industria necesita abordar con urgencia la demanda de sostenibilidad y descarbonización de los plásticos. Muchas empresas multinacionales de bienes de consumo envasados ​​(CPG) se han comprometido públicamente a reducir el plástico. También hay nuevas regulaciones e impuestos sobre plásticos que están entrando en vigor rápidamente en Europa.

MDO es una tecnología excelente para reducir el calibre de las películas y usar menos plástico. Ya se está utilizando con gran eficacia en bolsas totalmente de PE (reemplazo de poliéster orientado/OPET). Cuando VO+ se combina con MDO, ofrece una propuesta superior basada en la creación de productos de alto rendimiento con una huella ambiental aún más baja.

Gibson:Correcto, la tecnología se puede utilizar en películas MDO sopladas y fundidas.

Gibson: VO+ se puede agregar a estructuras de película monocapa o coextruidas. Encontramos que VO+ es muy eficiente cuando se incluye en una o más capas de una película coextruida. Esto permite flexibilidad para el procesamiento posterior, como la impresión, el sellado y el tratamiento.

Gibson:Nuestro proceso patentado de masterbatch VO+ crea una dispersión uniforme de aditivos durante la extrusión de la película.

Gibson: Esto depende del polímero y de los requisitos de la aplicación. En las películas MDO PE, generalmente logramos una reducción de material de alrededor del 35 % en función del 11 % de aditivo VO+ en la película final. Aunque tenemos sistemas aditivos en desarrollo que podrían ofrecer hasta un 50% de reducción de material.

Más allá de la reducción de material, vale la pena destacar que varios de nuestros clientes también están utilizando VO+ para resolver los desafíos de reciclaje relacionados con películas de muy alta opacidad. Estas películas a menudo tienen una densidad superior a 1 g/cm3 debido a los altos niveles de carga de TiO2 y esto crea un desafío de reciclaje porque la película no se puede separar fácilmente durante un proceso de reciclaje de hundimiento/flotación. Las películas VO+ pueden lograr niveles de opacidad muy altos manteniendo una densidad por debajo de 0,90 g/cm3.

Gibson: En película soplada, VO+ se ha utilizado en calibres de película de 0,8 mil (20 μm) a 2 mil (50 μm). Si un fabricante usa una burbuja colapsada, entonces el calibre máximo se puede duplicar a 4 mil (100 μm). En yeso, el calibre de la película VO+ se puede aumentar a 40 mil (1 mm) y más.

Gibson: Como es común con todos los proveedores de materias primas en nuestra industria, preferimos no divulgar públicamente los precios. Podemos decir que VO+ ofrece una propuesta de valor única con un ROI muy atractivo para la cadena de suministro.

Gibson: La tecnología VO+ se inventó en Kimberly-Clark como parte de una iniciativa de investigación. En ese momento, el ingeniero jefe de VOID, Ryan McEneany, formaba parte del equipo de sustentabilidad de Kimberly-Clark. Es uno de los co-inventores de la tecnología VO+. Más tarde, en 2015, VOID se escindió y se lanzó como una empresa independiente para seguir desarrollando y comercializando VO+.

Gibson: Estas empresas son inversores y accionistas de VOID. Más allá de esto, actualmente no estamos en posición de discutir proyectos confidenciales.

Gibson: VO+ aprovecha las tecnologías de orientación mono y biaxial para mejorar el rendimiento mecánico de las poliolefinas. Cuando las películas se estiran, las cadenas de polímero se alinean y esto genera resistencia mecánica. Nuestras pruebas muestran que las películas VO+ suelen tener propiedades mecánicas equivalentes o mejoradas en comparación con una película MDO estándar.

Gibson: Las películas VO+ son más versátiles porque la opacidad es creada por la estructura de la película, no por los pigmentos, lo que significa que pueden reciclarse tanto en aplicaciones opacas como de baja turbidez. Por el contrario, las películas tradicionalmente pigmentadas son un contaminante en los flujos de reciclaje transparentes/de baja turbidez y, por lo tanto, solo se usan en los flujos blancos y de color, lo que limita su reciclabilidad. La chatarra de VO+ también se puede volver a incorporar a las películas de VO+.

Un segundo beneficio importante es que las películas VO+ tienen altos niveles de opacidad con baja densidad (por debajo de 0,90 g/cm3). Esto significa que las películas de VO+ se pueden separar fácilmente durante un proceso de reciclaje de hundimiento/flotación, lo cual es una limitación para algunas películas de alta opacidad en el mercado actual que han estado muy cargadas con TiO2 de modo que su densidad se acerca o supera 1 g/cm3.

En términos de películas y empaques hechos con VO+, los fabricantes deben evaluar la reciclabilidad en el contexto del producto final. VO+ representa un pequeño porcentaje de la estructura de la película y el producto final. Esperamos que VO+ mejore, no inhiba, la reciclabilidad.

Gibson: Esta es una gran pregunta. Nuestra tecnología es ideal para películas blancas ya que la opacidad es creada por la estructura. Pero estamos trabajando en algunas formas nuevas y emocionantes de crear ventanas transparentes mediante la aplicación de calor, que colapsa los vacíos. Eso está en desarrollo ahora.

Gibson: Recientemente completamos una inversión multimillonaria y abrimos nuestros laboratorios de investigación y desarrollo en Neenah, Wisconsin. Nuestro laboratorio incluye una gama de equipos de extrusión, incluida la extrusión de película soplada a escala piloto con MDO en línea, compuestos de doble tornillo a escala comercial y de laboratorio, así como una gama de equipos analíticos y de prueba. Esta capacidad de vanguardia nos permite acelerar nuestros programas de I+D y desarrollo de productos.

Además, recientemente lanzamos un negocio de Servicios de I+D a través del cual las empresas de plásticos, empaques y CPG pueden acceder a los nuevos equipos de VOID. Esto significa que las empresas pueden realizar rápidamente pruebas a escala piloto para evaluar la tecnología VO+ y su propia innovación.

Gibson: Tomamos la decisión de centrarnos en estas aplicaciones de gran volumen en función de tres criterios: la demanda de soluciones sostenibles impulsada por los consumidores y la legislación, la idoneidad técnica y el acceso a la cadena de valor. También tenemos varias aplicaciones de categoría grande en desarrollo, como envolvedoras de flujo, empaques industriales y películas agrícolas.

Gibson: VOID está trabajando con varios fabricantes líderes de películas y empaques y empresas de bienes de consumo principalmente en América del Norte y Europa. Estamos en camino de lanzar productos de empaque de consumo con ellos a finales de este año. Debido a los acuerdos de confidencialidad, no puedo decir exactamente con qué clientes estamos trabajando, pero, por ejemplo, incluyen a los principales proveedores y marcas en los sectores de alimentos, cuidado personal y del hogar.

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