Cuando el papel de aluminio retrocede gradualmente: el futuro de los envases flexibles para alimentos de alta-barrera
En el campo del envasado flexible de alimentos, el papel de aluminio alguna vez fue sinónimo de "rendimiento de barrera absoluta". Una capa de papel de aluminio de sólo 6 micrones de espesor puede hacer que el oxígeno y la humedad sean casi incapaces de penetrar, lo que ayuda a mantener frescos las patatas fritas, la leche en polvo, los productos cárnicos y otros alimentos.
Pero hoy, una profunda transformación haciareducción de aluminio y envasado de alimentos-sin aluminioestá teniendo lugar.
Esto no es un rechazo del papel de aluminio. Más bien, es una elección natural para la industria del embalaje bajo las tendencias de protección ambiental, reducción de materiales, reciclabilidad, transparencia y diseño de embalaje más sostenible.
Sin embargo, una vez que se retira el papel de aluminio, ¿cómo se puede seguir garantizando el rendimiento de barrera de los envases de alimentos?
La respuesta está en un papel que a menudo se pasa por alto pero que es extremadamente importante:adhesivos para laminación de materiales de alta-barrera.
1. Fortalezas y limitaciones del papel de aluminio
En los envases flexibles tradicionales para alimentos, el papel de aluminio se utiliza a menudo como capa intermedia y se lamina con materiales como PET, BOPP y PE.
Se utiliza ampliamente en aplicaciones como envasado de leche en polvo, envasado de carne y bolsas de retorta, donde se requiere un rendimiento de barrera muy alto.
Su tasa de transmisión de oxígeno puede ser inferior a 0,1 cm³/(m²·24h·atm), mientras que su tasa de transmisión de vapor de agua es cercana a cero. También proporciona una excelente protección contra la luz.
Sin embargo, el papel de aluminio no es perfecto.
Su producción consume una gran cantidad de energía, las estructuras laminadas que contienen papel de aluminio son difíciles de reciclar y su flexibilidad relativamente pobre puede provocar poros.
También es opaco, lo que impide que los consumidores vean el producto envasado, y los envases que contienen metal-no pueden pasar a través de ciertos sistemas de detección de metales.
Estas desventajas son cada vez más significativas bajo los objetivos de reducción de carbono y la presión de la economía circular.
Como resultado, la reducción del aluminio está pasando de ser un concepto a convertirse en una acción real en todo el mundo.industria de envasado de alimentos flexible.
2. Tres fuerzas que impulsan la reducción del aluminio
Hay tres fuerzas principales que impulsan el avance hacia la reducción del aluminio.
Política:Las regulaciones de embalaje en Europa y los objetivos de reducción de carbono de China están empujando a la industria hacia una mejor reciclabilidad. Las estructuras multicapa que contienen papel de aluminio pueden resultar difíciles de separar y reciclar.
Industria:Los propietarios de marcas esperan reducir costos, reducir el peso de los envases, evitar fluctuaciones en los precios del aluminio y cumplir con nuevos requisitos de aplicaciones, como el calentamiento por microondas.
Consumidores:Los envases transparentes de alta-barrera se ajustan más a las preferencias modernas, ya que los consumidores quieren cada vez más ver el alimento real dentro del paquete.
Sin embargo, lo que realmente hace posible la reducción del aluminio es el desarrollo demateriales de embalaje de alta-barrera y tecnologías de embalaje flexible multicapa.
Materiales como EVOH, PVDC, películas metalizadas y películas recubiertas de óxido-transparente como SiOx y AlOx se utilizan cada vez más para reemplazar parte del papel que tradicionalmente desempeñaba el papel de aluminio.
En Haide Packaging, los envases flexibles de alta-barrera se utilizan en aplicaciones donde los productos requieren protección contra el oxígeno, la humedad, el aroma y otros factores externos. Haide también proporcionasoluciones transparentes de embalaje de alta-barrera y bolsas de retorta transparentespara aplicaciones alimentarias donde tanto el rendimiento de la barrera como la visibilidad del producto son importantes.
Sin embargo, cada uno de estos materiales tiene sus propias características. Para que funcionen juntos de forma eficaz, un elemento clave es fundamental: el adhesivo.
3. Materiales alternativos de alta-barrera: diversas soluciones que necesitan soporte adhesivo
EVOH:Excelente desempeño de barrera al oxígeno, pero sensible a la humedad, por lo que debe protegerse entre capas hidrofóbicas.
PVDC:Buen rendimiento de barrera contra el oxígeno y la humedad, pero contiene cloro y tiene una estabilidad térmica relativamente pobre.
Película metalizada:Reduce la cantidad de aluminio a una capa muy fina y al mismo tiempo conserva parte de las propiedades de barrera y de bloqueo de la luz-.
Película recubierta de óxido-transparente:Proporciona alta transparencia y puede ser adecuado para aplicaciones de microondas, pero el recubrimiento puede ser vulnerable a defectos.
La clave para la reducción del aluminio ya no es un único material, sino la combinación precisa de múltiplesmateriales de embalaje flexibles de alta-barrera.
Las estructuras típicas pueden incluir:
BOPP/EVOH/PE
PET/AlOx-PET/PE
BOPET/EVOH/CPP
En este punto, los adhesivos de laminación de materiales de alta-barrera se mueven desde el fondo al centro de la estructura.
4. Adhesivos para laminación: la "capa de barrera invisible" en la era de la reducción-del aluminio
En el pasado, laminar papel de aluminio con plástico era relativamente sencillo.
Debido a que el papel de aluminio en sí es denso y proporciona un excelente rendimiento de barrera, el adhesivo cumplió principalmente una función de unión.
Sin embargo, después de la reducción del aluminio, las estructuras de los envases pasan de "metal + plástico" a combinaciones precisas de múltiples polímeros de alta-barrera.
Las interfaces entre capas pueden convertirse en nuevos puntos débiles.
Tomemos como ejemplo EVOH y PE.
EVOH es hidrófilo, mientras que PE es hidrófobo, por lo que los dos materiales tienen poca compatibilidad.
Es posible que los adhesivos comunes no proporcionen suficiente fuerza de unión interfacial.
En condiciones de retorta de alta-temperatura o alta humedad, puede producirse delaminación.
Una vez que se produce la delaminación, la humedad puede migrar a lo largo de la interfaz y alcanzar la capa de EVOH, lo que hace que absorba la humedad y reduzca drásticamente su rendimiento de barrera al oxígeno.
Se pueden diseñar adhesivos de laminación especializados de alta-barrera para formar una estructura de unión densa en la interfaz.
Pueden ayudar a reducir la migración de humedad y ralentizar la pérdida del rendimiento de la barrera causada por la absorción de humedad del EVOH.
En este sentido, el adhesivo no es sólo un agente adhesivo, sino también una parte funcional del conjunto.sistema de embalaje de alta-barrera.
En estructuras recubiertas de óxido-transparente, el adhesivo también necesita una excelente flexibilidad y características de baja-tensión para evitar el agrietamiento del revestimiento de barrera durante la laminación o el procesamiento posterior.
En estructuras de película metalizada, la resistencia a los ácidos y a los productos químicos del adhesivo puede afectar directamente la adhesión de la capa metálica y la estabilidad-a largo plazo del rendimiento de la barrera.
Sin una combinación precisa entre el material de barrera y el sistema adhesivo, incluso una película de barrera excelente puede no funcionar como se espera.
5. Envases de lácteos: una prueba importante para la reducción del aluminio
El envasado de productos lácteos es una de las áreas más difíciles para la reducción del aluminio.
Los envases asépticos de lácteos líquidos, las bolsas de leche en polvo y las tapas de yogur se han basado durante mucho tiempo en papel de aluminio.
Los productos lácteos son ricos en grasas y componentes-sensibles a la luz, y muchos requieren una vida útil de 6 a 24 meses.
Esto crea requisitos extremadamente altos en cuanto al rendimiento de la barrera y la protección de la luz.
En el desarrollo de envases basados en-papel aséptico-sin aluminio, algunas soluciones utilizan cartón recubierto de alta-barrera o capas de barrera recubiertas de EVOH y óxido-para reemplazar el papel de aluminio.
Sin embargo, el rendimiento del EVOH disminuye en condiciones de alta-humedad, mientras que el propio cartón puede absorber la humedad.
Esto hace que la resistencia al agua y la coordinación de barrera del adhesivo sean especialmente importantes.
Un buen adhesivo puede ayudar a formar una interfaz-resistente a la humedad entre el cartón y la capa de barrera, lo que ralentiza el efecto de la humedad sobre el EVOH.
En los envases de leche en polvo, las estructuras transparentes de alta-barrera como BOPET/EVOH/PE están atrayendo cada vez más atención.
Sin embargo, las grasas de la leche en polvo pueden afectar las capas adhesivas ordinarias, provocando potencialmente delaminación y pérdida del rendimiento de la barrera.
Por lo tanto, la resistencia al aceite y la baja migración se están convirtiendo en requisitos técnicos importantes para los adhesivos de alta-barrera utilizados en los envases de productos lácteos.
Para envases más pequeños, como tapas de yogur y envases de queso, el equilibrio entre el rendimiento de fácil-pelado y la resistencia del termosellado-también es importante.
Al mismo tiempo, cada vez se requieren más sistemas con poco olor y sin disolventes-para cumplir con las expectativas de seguridad alimentaria.
El envase de retorta transparente de Haide también refleja esta dirección de desarrollo más amplia. Sus estructuras de bolsa de retorta transparente están diseñadas para aplicaciones alimentarias exigentes y pueden soportar procesamiento a alta-temperatura mientras combinaneliminar altas-barreras de rendimiento y visibilidad del producto.
6. Desafíos y desarrollo futuro de los adhesivos para laminación
La reducción del aluminio todavía enfrenta muchos desafíos, incluida la sensibilidad a la humedad del EVOH, defectos en los recubrimientos de barrera transparentes y la brecha en el rendimiento de la barrera de las estructuras plásticas totalmente reciclables.
Los adhesivos para laminación de alta-barrera deben evolucionar al mismo tiempo.
Desarrollo-sin disolventes:Reducir las emisiones de VOC y cumplir con los requisitos ambientales y de seguridad alimentaria.
Mayor resistencia:Mejore la resistencia a las condiciones de retorta, aceite, ácidos y alta humedad para aplicaciones de embalaje más exigentes.
Funcionalización:Proporcionan no solo rendimiento de unión, sino también soporte para la barrera contra el oxígeno, la barrera contra la humedad y la resistencia a la migración química.
Compatibilidad con embalajes mono-materiales:Desarrollar sistemas adhesivos que sean más compatibles con todas las estructuras reciclables de-PE y todas-PP, apoyando el desarrollo deenvases flexibles reciclables.
En el futuro, los adhesivos para laminación de alta-barrera ya no se considerarán simples materiales auxiliares.
Se convertirán en un elemento técnico central junto con EVOH, películas recubiertas de óxido-y recubrimientos de alta-barrera.
Conclusión
El avance hacia la reducción del aluminio en los envases flexibles para alimentos es esencialmente una transición de depender de un "material de barrera absoluta" a depender de un sistema multicapa coordinado de alta-barrera.
En este sistema, los adhesivos de laminación de alta-barrera actúan como "ingenieros de interfaz".
Ayudan a salvar las diferencias de rendimiento entre materiales, estabilizan las capas de barrera y permiten que los envases con contenido reducido de aluminio- sigan protegiendo la frescura y la seguridad de los alimentos.
Esta dirección también es consistente con el enfoque de Haide Packaging enEnvases flexibles de alta-barrera, estructuras de barrera transparentes y envases de retorta transparentes.para aplicaciones alimentarias exigentes.
A medida que el papel de aluminio se aleja gradualmente de ciertas aplicaciones, el futuro de los envases flexibles para alimentos dependerá cada vez más de una tecnología de laminación precisa, materiales de barrera avanzados e ingeniería de interfaz.
Los adhesivos para laminación de alta-barrera son una parte indispensable de este desarrollo.
Siga a Haide Packaging para obtener más información sobre embalajes flexibles de alta-barrera, materiales de embalaje, tecnologías de laminación e innovación en embalajes sostenibles.