Quando a folha de alumínio recua gradualmente: o futuro das embalagens flexíveis para alimentos de alta-barreira
No campo de embalagens flexíveis para alimentos, a folha de alumínio já foi sinônimo de “desempenho de barreira absoluto”. Uma camada de folha de alumínio com apenas 6 mícrons de espessura pode tornar o oxigênio e a umidade quase incapazes de penetrar, ajudando a manter batatas fritas, leite em pó, produtos cárneos e outros alimentos frescos.
Mas hoje, uma profunda transformação em direçãoredução de alumínio e embalagens-de alimentos sem alumínioestá acontecendo.
Esta não é uma rejeição da folha de alumínio. Pelo contrário, é uma escolha natural para a indústria de embalagens sob as tendências de proteção ambiental, redução de materiais, reciclabilidade, transparência e design de embalagens mais sustentáveis.
No entanto, uma vez removida a folha de alumínio, como ainda pode ser garantido o desempenho de barreira das embalagens de alimentos?
A resposta está em uma função que muitas vezes é esquecida, mas é extremamente importante:adesivos para laminação de material-de alta barreira.
1. A resistência e as limitações da folha de alumínio
Nas embalagens flexíveis tradicionais de alimentos, a folha de alumínio é frequentemente usada como camada intermediária e laminada com materiais como PET, BOPP e PE.
É amplamente utilizado em aplicações como embalagens de leite em pó, embalagens de carne e bolsas de retorta, onde é necessário um desempenho de barreira muito alto.
Sua taxa de transmissão de oxigênio pode ser inferior a 0,1 cm³/(m²·24h·atm), enquanto sua taxa de transmissão de vapor d'água é próxima de zero. Ele também oferece excelente proteção contra luz.
No entanto, a folha de alumínio não é perfeita.
A sua produção consome uma grande quantidade de energia, as estruturas laminadas que contêm folhas de alumínio são difíceis de reciclar e a sua flexibilidade relativamente fraca pode causar furos.
Também é opaco, o que impede que os consumidores vejam o produto embalado, e as embalagens-que contêm metal não podem passar por determinados sistemas de detecção de metais.
Estas desvantagens estão a tornar-se cada vez mais significativas sob as metas de redução de carbono e a pressão da economia circular.
Como resultado, a redução do alumínio está a passar de um conceito para uma acção real em todo o mundo.indústria de embalagens flexíveis de alimentos.
2. Três forças que impulsionam a redução do alumínio
Existem três forças principais que impulsionam o movimento em direção à redução do alumínio.
Política:As regulamentações de embalagens na Europa e as metas de redução de carbono da China estão empurrando a indústria para uma melhor reciclabilidade. Estruturas multicamadas contendo folhas de alumínio podem ser difíceis de separar e reciclar.
Indústria:Os proprietários das marcas esperam reduzir custos, diminuir o peso das embalagens, evitar flutuações nos preços do alumínio e atender a novos requisitos de aplicação, como aquecimento por microondas.
Consumidores:As embalagens transparentes de alta-barreira estão mais alinhadas com as preferências modernas, já que os consumidores querem cada vez mais ver o alimento real dentro da embalagem.
O que realmente torna possível a redução do alumínio, no entanto, é o desenvolvimento demateriais de embalagem de alta-barreira e tecnologias de embalagens flexíveis multicamadas.
Materiais como EVOH, PVDC, filmes metalizados e filmes transparentes revestidos de óxido, como SiOx e AlOx, estão sendo cada vez mais usados para substituir parte do papel tradicionalmente desempenhado pela folha de alumínio.
Na Haide Packaging, embalagens flexíveis de alta-barreira são usadas em aplicações onde os produtos exigem proteção contra oxigênio, umidade, aroma e outros fatores externos. Haide também fornecesoluções de embalagens transparentes de alta-barreira e bolsas de retorta transparentespara aplicações alimentícias onde tanto o desempenho da barreira quanto a visibilidade do produto são importantes.
No entanto, cada um desses materiais possui características próprias. Para que funcionem juntos de forma eficaz, um elemento-chave é essencial: o adesivo.
3. Materiais alternativos-de alta barreira: diversas soluções que precisam de suporte adesivo
EVOH:Excelente desempenho de barreira ao oxigênio, mas sensível à umidade, por isso deve ser protegido entre camadas hidrofóbicas.
PVDC:Bom desempenho de barreira ao oxigênio e à umidade, mas contém cloro e tem estabilidade térmica relativamente baixa.
Filme metalizado:Reduz a quantidade de alumínio para um revestimento muito fino, mantendo parte das propriedades de barreira e de{0}bloqueio de luz.
Filme revestido-de óxido transparente:Fornece alta transparência e pode ser adequado para aplicações em micro-ondas, mas o revestimento pode ser vulnerável a defeitos.
A chave para a redução do alumínio não é mais um único material, mas a combinação precisa de múltiplosmateriais de embalagem flexíveis de alta-barreira.
Estruturas típicas podem incluir:
BOPP/EVOH/PE
PET/AlOx-PET/PE
BOPET/EVOH/CPP
Neste ponto, os adesivos de laminação de materiais de alta{0}barreira se movem do fundo para o centro da estrutura.
4. Adesivos de laminação: a "camada de barreira invisível" na era da-redução do alumínio
No passado, laminar folhas de alumínio com plástico era relativamente simples.
Como a folha de alumínio em si é densa e oferece excelente desempenho de barreira, o adesivo serviu principalmente como função de colagem.
Após a redução do alumínio, no entanto, as estruturas das embalagens mudam de "metal + plástico" para combinações precisas de múltiplos polímeros de alta-barreira.
As interfaces entre camadas podem tornar-se novos pontos fracos.
Tomemos como exemplo o EVOH e o PE.
O EVOH é hidrofílico, enquanto o PE é hidrofóbico, portanto os dois materiais têm pouca compatibilidade.
Os adesivos comuns podem não fornecer resistência de ligação interfacial suficiente.
Sob condições de retorta-de alta temperatura ou alta umidade, pode ocorrer delaminação.
Uma vez que a delaminação ocorre, a umidade pode migrar ao longo da interface e atingir a camada de EVOH, fazendo com que ela absorva a umidade e reduzindo drasticamente o desempenho da barreira de oxigênio.
Adesivos especializados de laminação de alta{0}barreira podem ser projetados para formar uma estrutura de ligação densa na interface.
Eles podem ajudar a reduzir a migração de umidade e retardar a perda de desempenho da barreira causada pela absorção de umidade do EVOH.
Neste sentido, o adesivo não é apenas um agente de ligação, mas também uma parte funcional do conjunto global.sistema de embalagem-de alta barreira.
Em estruturas com revestimento-de óxido transparente, o adesivo também precisa de excelente flexibilidade e características de baixa-tensão para evitar rachaduras no revestimento de barreira durante a laminação ou processamento posterior.
Em estruturas de filme metalizado, a resistência a ácidos e a resistência química do adesivo podem afetar diretamente a adesão da camada metálica e a estabilidade-de longo prazo do desempenho da barreira.
Sem uma correspondência precisa entre o material de barreira e o sistema adesivo, mesmo uma excelente película de barreira pode não ter o desempenho esperado.
5. Embalagem de laticínios: um teste importante para redução de alumínio
As embalagens de laticínios são uma das áreas mais difíceis para a redução do alumínio.
Embalagens assépticas de laticínios líquidos, bolsas de leite em pó e tampas de iogurte há muito dependem de papel alumínio.
Os produtos lácteos são ricos em gorduras e componentes-sensíveis à luz, e muitos exigem um prazo de validade de 6 a 24 meses.
Isto cria requisitos extremamente elevados para desempenho de barreira e proteção contra luz.
No desenvolvimento de embalagens à base de papel asséptico-livre de alumínio-, algumas soluções usam papelão com revestimento de alta-barreira ou EVOH e camadas de barreira com revestimento de óxido-para substituir a folha de alumínio.
No entanto, o desempenho do EVOH diminui em condições de alta-umidade, enquanto o próprio papelão pode absorver umidade.
Isto torna a resistência à água e a coordenação da barreira do adesivo especialmente importantes.
Um bom adesivo pode ajudar a formar uma interface resistente-à umidade entre o papelão e a camada de barreira, retardando o efeito da umidade no EVOH.
Nas embalagens de leite em pó, estruturas transparentes de alta-barreira, como BOPET/EVOH/PE, estão atraindo cada vez mais atenção.
No entanto, as gorduras do leite em pó podem afetar as camadas adesivas comuns, causando potencialmente delaminação e perda de desempenho de barreira.
Portanto, a resistência ao óleo e a baixa migração estão se tornando requisitos técnicos importantes para adesivos de alta-barreira usados em embalagens de laticínios.
Para embalagens menores, como tampas de iogurte e embalagens de queijo, o equilíbrio entre a facilidade de-desempenho de remoção e a resistência-da vedação térmica também é importante.
Ao mesmo tempo, sistemas com baixo odor e sem solventes-são cada vez mais necessários para atender às expectativas de segurança alimentar.
A embalagem transparente da retorta da Haide também reflete essa direção mais ampla de desenvolvimento. Suas estruturas transparentes de bolsas de retorta são projetadas para aplicações alimentícias exigentes e podem suportar processamento em altas-temperaturas enquanto combinameliminar altas-barreiras de desempenho e visibilidade do produto.
6. Desafios e Desenvolvimento Futuro de Adesivos de Laminação
A redução do alumínio ainda enfrenta muitos desafios, incluindo a sensibilidade à umidade do EVOH, defeitos em revestimentos de barreira transparentes e a lacuna de desempenho de barreira de estruturas plásticas totalmente recicláveis.
Adesivos de laminação de alta-barreira devem evoluir ao mesmo tempo.
Desenvolvimento-sem solvente:Reduza as emissões de COV e cumpra os requisitos ambientais e de segurança alimentar.
Maior resistência:Melhore a resistência às condições de retorta, óleo, ácidos e alta umidade para aplicações de embalagens mais exigentes.
Funcionalização:Fornece não apenas desempenho de ligação, mas também suporte para barreira de oxigênio, barreira de umidade e resistência à migração química.
Compatibilidade com embalagens de-monomaterial:Desenvolver sistemas adesivos que sejam mais compatíveis com todas as estruturas recicláveis de-PE e-PP, apoiando o desenvolvimento deembalagens flexíveis recicláveis.
No futuro, os adesivos de laminação de alta-barreira não serão mais considerados simples materiais auxiliares.
Eles se tornarão um elemento técnico central junto com o EVOH, filmes com-revestimento de óxido e revestimentos com-alta barreira.
Conclusão
O movimento em direção à redução do alumínio em embalagens flexíveis de alimentos é essencialmente uma transição da dependência de um "material de barreira absoluta" para a dependência de um sistema multicamadas coordenado de{0}}alta barreira.
Neste sistema, adesivos de laminação de alta-barreira atuam como "engenheiros de interface".
Eles ajudam a superar as diferenças de desempenho entre os materiais, estabilizar as camadas de barreira e permitir que embalagens com-redução de alumínio continuem protegendo o frescor e a segurança dos alimentos.
Esta direção também é consistente com o foco da Haide Packaging emembalagens flexíveis de alta-barreira, estruturas de barreira transparentes e embalagens de retorta transparentespara aplicações alimentares exigentes.
À medida que a folha de alumínio se afasta gradualmente de certas aplicações, o futuro das embalagens flexíveis para alimentos dependerá cada vez mais de tecnologia de laminação precisa, materiais de barreira avançados e engenharia de interface.
Adesivos de laminação de alta-barreira são uma parte indispensável desse desenvolvimento.
Siga a Haide Packaging para obter mais informações sobre embalagens flexíveis de alta-barreira, materiais de embalagem, tecnologias de laminação e inovação em embalagens sustentáveis.