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Tintas y adhesivos sostenibles para soluciones de envase y embalaje

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Itene Centro Tecnológico
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En los últimos meses, Europa está liderando la transición hacia un nuevo paradigma económico, la economía circular y, para ello ha puesto el foco en la producción y gestión del plástico. Fruto de ello es la estrategia europea para el plástico en una economía circular, publicada en 2018 por la Comisión Europea, que establece que en 2030 todos los envases de plástico puestos en el mercado de la Unión Europea (UE) deberán ser reciclables, compostables o reutilizables.

A estos lineamientos generales se añade la Directiva que prohíbe, a partir de 2021, la venta de varios productos de usar y tirar y que fue aprobada el pasado 28 de marzo por el Parlamento Europeo. Ahora deberá ser ratificada por los gobiernos de los veintiocho y publicada en el Diario Oficial de la UE. El objetivo es reducir el consumo de plásticos monouso: desaparecerán de las estanterías del supermercado los cubiertos, vasos, platos y bastoncillos de algodón que no sean biodegradables o compostables.

Algunas de las medidas que la industria del envase y el embalaje están aplicando para adaptarse a este nuevo marco normativo están orientadas a mejorar el diseño (ecodiseño), aumentar la reciclabilidad, impulsar el desarrollo de plásticos biodegradables y compostables, promover el uso de materiales reciclados, simplificar los envases (menos capas, menos materiales…), mejorar la recogida separada de residuos, etc.

Ante esta situación, el sector del envase se ha volcado en la evaluación de sus envases, trabajando para conseguir una mayor reciclabilidad de los mismos. En concreto, los envases flexibles multicapa barrera están migrando a soluciones minimalistas, donde se usan los materiales con las mejores prestaciones posibles (propiedades barrera mejoradas respecto al envase original) en la menor cantidad aceptable, al mismo tiempo que se buscan alternativas de reciclado de los distintos componentes del envase multicapa. Los procesos de separación de las capas tienden a la sencillez. Los adhesivos juegan un papel importante en este proceso, ya que cada vez poseen funcionalidades más avanzadas que ayudan en la reciclabilidad del producto final.

El uso de adhesivos “autodeslaminables” es una realidad en sectores como la automoción o la construcción. En este sentido, el profesor Christopher Barner-Kowollik y su equipo de investigación en el Karlsruhe Institute of Technology (KIT) de Alemania han desarrollado un nuevo adhesivo termolábil, el cual es estable a temperatura ambiente, pero puede degradarse de manera precisa y rápida a temperaturas relativamente bajas. Actualmente, se trabaja en trasladar esta tecnología al sector del envase, donde las plantas de reciclaje pueden llevar a cabo con relativa facilidad la separación de capas y, por tanto, la valorización de los distintos materiales que conforman estos envases complejos.

Con el objetivo también de reducir la complejidad de los materiales de envase, en los últimos años se están logrando grandes avances en el desarrollo de recubrimientos/barnices barrera. En el caso de los envases plásticos, actualmente se utilizan distintos tipos de materiales para mejorar las propiedades barrera, principalmente a vapor de agua y oxígeno, y para permitir la sellabilidad del envase final.

Una alternativa muy utilizada en la formulación de estos recubrimientos es la dispersión de distintas cargas de refuerzo en su matriz polimérica, de forma que, al imprimirlo, las propiedades barrera del film son modificadas por la creación de un camino tortuoso para la difusión del gas. Como los materiales de refuerzo son esencialmente impermeables, las moléculas de gas se deben difundir alrededor de ellos en vez de tomar un camino recto perpendicular a la superficie del film.

El resultado es un camino medio más largo para la difusión de gas a través del film con la presencia de aditivos para reforzar la estructura del material. El tipo de refuerzos utilizados en Itene en sus últimos proyectos de investigación son el grafeno, usado en el proyecto Desink para mejorar la barrera de sustratos de polipropileno orientado (OPP) 30µm y polietilentereftalato (PET) 12 µm; o arcillas laminares en el proyecto europeo Biosmart, en el que se está desarrollando un recubrimiento compostable para mejorar la barrera al oxígeno y vapor de agua de sustratos de ácido poliláctico (PLA).

Por otro lado, en el caso de los envases de papel y cartón, en muchas ocasiones estos contienen en su estructura un laminado plástico que protege al producto del exterior. En otras ocasiones, lo que se necesita es mejorar la barrera del envase para que pueda contener determinados productos, como por ejemplo productos líquidos o grasos. En este caso, se suelen utilizar derivados del petróleo como polietileno, ceras o fluoruros. En un caso u otro, si bien la barrera del envase mejora, la reciclabilidad de este se reduce.

Alternativamente, los biopolímeros que incluyen polisacáridos, proteínas, lípidos y poliésteres pueden usarse para formular nuevas vías para recubrimientos de papel totalmente biobasados y reciclables o compostables. Sin embargo, las dificultades en su procesado pueden obstaculizar su explotación a escala industrial.

En este contexto, el quitosano presenta una gran variedad de propiedades biológicas como biodegradabilidad, biocompatibilidad, baja toxicidad y actividad antimicrobiana de amplio espectro, además de su capacidad de formación de films continuos. Posee una buena barrera frente al oxígeno y al dióxido de carbono y es el polímero base que se está utilizando en el proyecto Bio-ConductiveInks para la formulación de tintas de impresión respetuosas con el medioambiente.

Los ejemplos anteriores son solo algunos de los desarrollos del futuro que permitirán a la industria del envase y embalaje cumplir con las nuevas directrices marcadas por la Unión Europea y contribuir a reducir el impacto ambiental de este sector.

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