Os avanços nas resinas de polietileno que oferecem melhor barreira e reciclabilidade em filmes de embalagens flexíveis para alimentos

Os recentes avanços de mudança em resinas de polietileno (PE) para filmes soprados aumentaram significativamente o desempenho do filme barreira para embalagens de alimentos, ao mesmo tempo em que quebraram as barreiras à reciclabilidade, gama de uso, flexibilidade de design e processabilidade.

As mais recentes resinas de PE de alta densidade permitem a substituição de filmes de barreira multimateriais não recicláveis ​​por estruturas recicláveis ​​totalmente em PE que são finas, leves, resistentes e fáceis de processar. Com as taxas de transmissão de vapor de umidade ultrabaixas (MVTR) das resinas, uma ampla variedade de alimentos que dependiam de uma camada de filme metalizado agora também pode fazer a transição para embalagens de filme reciclável que são produzidas em equipamentos existentes.

Antes considerados impossíveis de serem usados ​​em aplicações exigentes de embalagens de alimentos, as películas de barreira plásticas monomaterial recicláveis ​​fornecem um caminho para as indústrias de plásticos, embalagens e alimentos preencherem uma lacuna significativa na economia circular.

Filmes com uma estrutura mais fina e simples.

As estruturas de filme de barreira normalmente usam filmes metalizados para manter a umidade dentro ou fora conforme necessário e prolongar a vida útil dos produtos alimentícios. Essas estruturas são complexas, geralmente consistindo de laminações de dois filmes (duplex) ou três filmes (triplex) de materiais mistos. Esta composição multimaterial torna o filme difícil ou impossível de reciclar com tecnologia convencional.

Produzir um filme de barreira reciclável foi considerado um desafio significativo, pois o pensamento predominante era que o filme teria que ser muito espesso para obter um desempenho de barreira suficientemente alto. Um avanço veio em 2008 com a introdução da resina Surpass HPs167-AB PE da Nova Chemicals . A resina de segunda geração lançada em 2021 – a resina Surpass HPs267-AB da Nova Chemical – elevou o desempenho da barreira para o próximo nível.

Os filmes de barreira de PE avançados de hoje têm um laminado duplex simplificado de estrutura de PE coextrudado que agora pode ser reciclado. As propriedades de resistência e vedação necessárias podem ser ajustadas usando graus de PE complementares ao redor da camada de barreira de PE. O laminado duplex resultante pode substituir os laminados triplex (PET/MetPET/PE) e pode ser personalizado para alcançar o equilíbrio necessário de desempenho de barreira, resistência e vedação.

Além do desempenho consistente de barreira à umidade em uma ampla gama de condições de processamento, os filmes de barreira PE mais recentes têm rigidez e resistência ao calor suficientes para funcionar em equipamentos de embalagem tradicionais e substituir o PET com ajustes apropriados às condições do processo. Eles também oferecem alta resistência a rachaduras por flexão e não são suscetíveis à perda de barreira devido a furos de pinos e abrasão, como filmes metalizados podem ser.

Imagem cortesia de Nova Chemicals

Não desperdice

À medida que as marcas continuam avançando em direção a embalagens mais sustentáveis, a reciclabilidade dos filmes de barreira de PE desempenhará um papel importante no desvio de resíduos plásticos dos aterros sanitários. As embalagens desenvolvidas com esses filmes podem atender aos requisitos dos programas de reciclagem de descarte de lojas, como How2Recycle e NexTrex, que atendem à crescente demanda do consumidor por embalagens responsáveis ​​e à demanda do proprietário da marca e do varejista por mais reciclados de alta qualidade.

Fabricantes de alimentos como alimentos básicos para assar, queijos, produtos à base de carne, massas, batatas fritas, bolachas e frutas secas, que anteriormente não tinham opções de embalagens flexíveis recicláveis, agora têm. Um bom exemplo é o Anita’s Organic Mill, um fabricante canadense de farinha orgânica, cereais e misturas secas.

Reconhecendo que suas sacolas de papel não recicláveis ​​revestidas com plástico não se alinhavam com seu compromisso de fabricar produtos que sejam bons para as pessoas e para o planeta, a Anita mudou para um filme de barreira de PE para suas embalagens resseláveis.

A estrutura do filme de seis camadas consiste em dois filmes laminados juntos – um filme de impressão externo de três camadas e um filme selante interno de três camadas contendo resinas PE de alto desempenho da Nova Chemicals. Todos os cerca de 70 produtos de varejo da Anita agora são vendidos em embalagens recicláveis, permitindo aproximadamente 300.000 sacos com potencial para evitar o aterro a cada ano.

Imagem cortesia de Keith Homan/Alamy Stock Photo

Expandindo os graus de liberdade de projeto

Os atributos de flexibilidade, simplificação e desempenho de um filme de barreira PE estão expandindo as possibilidades de design de embalagens sem afetar a processabilidade.

O mais importante é a capacidade do filme de atender à maioria das especificações de vida útil com uma estrutura reciclável. O prazo de validade é essencialmente quanto tempo o alimento permanece fresco, e a flexibilidade no projeto de filmes de barreira de PE facilita a criação de uma estrutura que atende à maioria dos requisitos da categoria de produtos. Além disso, a clareza aprimorada do HPs267-AB em comparação com as tradicionais resinas de barreira HDPE oferece às marcas a opção de incorporar janelas em seus designs de embalagem para atrair a prateleira e permitir a confirmação visual de que o alimento não estragou.

Os filmes de barreira de PE avançados também abrem uma janela para trazer a reciclabilidade para formatos de embalagem existentes que anteriormente podem ter sido retidos, como bolsas standup de barreira. O conteúdo de alta densidade dos filmes facilita a usinabilidade em equipamentos de embalagem e oferece mais liberdade de design para substituir materiais não recicláveis, ao mesmo tempo em que atende aos critérios estéticos e de desempenho existentes, incluindo qualidade de impressão e toque e toque.

Essa maior resistência ao abuso reduz danos e desperdícios em todo o processo de produção e cadeia de suprimentos, o que significa que mais alimentos chegam aos consumidores, além de benefícios de sustentabilidade e cuidados com o clima.

Ao contrário dos filmes de barreira metalizados, que são facilmente danificados durante as operações de conversão, enchimento e logística com o risco de perda catastrófica de desempenho, os filmes de barreira à base de PE são mais duráveis. Sem nenhum revestimento delicado que possa ser danificado, o desempenho da barreira das embalagens permanecerá intacto mesmo se for arranhado ou esticado. Essa maior resistência ao abuso reduz danos e desperdícios em todo o processo de produção e cadeia de suprimentos, o que significa mais alimentos chegando aos consumidores, além de benefícios de sustentabilidade e cuidados com o clima.

As resinas também são mais simples de processar do que os materiais de barreira tradicionais do ponto de vista da fusão e da viscosidade e funcionam mais facilmente em equipamentos de extrusão com restrição de carga do motor ou pressão de fusão. Os benefícios de processamento, combinados com a espessura reduzida da camada de barreira do filme acabado, permitem que os extrusores produzam filmes de barreira de PE reciclável em seus equipamentos existentes, que anteriormente não podiam fazê-lo devido a restrições de proporção de camada de filme. Por exemplo, em aplicações que requerem apenas barreira à umidade, uma linha simples de filme soprado de três camadas pode produzir ambos os componentes de um laminado acabado todo em polietileno baseado em Surpass HPs167-AB ou Surpass HPs267-AB.

Uma vez que o filme de barreira PE é convertido em sua forma de embalagem final, ele continua a oferecer desempenho superior durante as operações de enchimento e vedação sem diminuir as taxas de linha existentes.

Os filmes barreira de PE reciclável são um avanço significativo nas embalagens de alimentos, trazendo uma opção sustentável para a mesa com poucas compensações em processabilidade, estética e desempenho.

Sobre os autores

Rob Clare é especialista em desenvolvimento de aplicativos na Nova Chemicals.  Ele tem mais de 30 anos de experiência em conversão de embalagens, P&D, engenharia de serviços técnicos e design de estrutura de materiais de embalagem para alimentos e medicamentos. Seu foco nos últimos cinco anos tem sido o design de soluções para embalagens flexíveis sustentáveis, incluindo várias estruturas patenteadas.

Eric Vignola é o líder de gestão de mercado do negócio de polietileno da Nova Chemicals, supervisionando a estratégia de foco no mercado para os segmentos de embalagens rígidas e flexíveis. Ingressou na Nova Chemicals em 2003.  Anteriormente, foi gerente de mercado de embalagens de alimentos, responsável por lançamentos de novos produtos nas áreas de selantes, barreira e resinas de filme orientado. Ele também liderou a equipe de P&D de produtos. Vignola é bacharel em Química pela Université de Montréal, possui MBA pela University of Florida e doutorado em Energia e Ciência dos Materiais pelo Institut National de la Recherche Scientifique (INRS). Ele é autor ou co-autor de cinco patentes, com várias outras pendentes, e é membro executivo da Divisão de Ciência e Engenharia Macromolecular do Instituto Canadense de Química. Eric vive e trabalha em Alberta, Canadá.