Uma nova era no PET Design? A SACMI explora a oportunidade da tampa em PET

Na vanguarda da tecnologia, é possível fazer uma tampa em PET para embalagens de bebidas? Ela deve ser substituída por HDPE (poliolefinas) e sob quais condições? As características funcionais e de desempenho são sobrepostas? Mas, acima de tudo: Isso poderia representar uma vantagem real do ponto de vista econômico (TCO) e da sustentabilidade ambiental?
Todas essas perguntas foram respondidas pela SACMI, que, em 20 de maio, falou na conferência AMI - Plastic Closures Innovation, em Málaga, na Espanha, com o artigo "A new era in PET design? SACMI’s perspective on PET beverage caps” (Uma nova era no PET Design? A perspectiva da SACMI nas tampas de bebidas em PET).

SACMI apresentou ao público em Málaga uma tampa para garrafa de água de 29 mm, feita em PET. A escolha do padrão não é coincidência; de fato, trata-se do bocal mais usado no mundo para esse tipo de bebida.
A tampa apresenta abas segmentadas e articuladas na base da faixa, para facilitar a aplicação; rosca segmentada, para facilitar a moldagem e a abertura, reduzindo o torque de remoção; plugue tipo ogiva para garantir a vedação.
A tampa, produzida em uma prensa CCM em um tempo de ciclo de 2,7 segundos, é perfeitamente transparente e, em temperatura ambiente, seu desempenho é comparável ao de uma tampa em HDPE. As etapas subsequentes do processo, como corte e dobragem, também apresentam boa estabilidade e repetibilidade em nível experimental.

A tampa é um elemento fundamental da embalagem, o primeiro ponto de interação entre o consumidor e a própria embalagem. A vedação e, portanto, a segurança e o frescor do produto dependem da tampa.
Em termos de suas propriedades físico-químicas, as poliolefinas demonstram ser um material particularmente adequado para esse tipo de aplicação. Atualmente, todas as tampas para bebidas são feitas em poliolefinas, especialmente de HDPE, e isso é muito eficiente tanto do ponto de vista econômico quanto ambiental. Nas últimas duas décadas, os principais fatores foram a redução do consumo de resina virgem (mais de 50% menos peso total entre a tampa e o bocal) e a energia.

Mais recentemente, a cadeia de reciclagem cap2cap está começando em alguns mercados.
Do ponto de vista da reciclagem, o processo de separação do HDPE (do qual a tampa é feita) do PET (do qual a garrafa é feita), é relativamente simples e barato: ao moer o material, o HDPE se separa do PET por flotação, e ambos os materiais podem ser recuperados e reutilizados.

Do ponto de vista da produção, é preciso considerar que o PET pode exigir um tempo de ciclo superior a 70% em relação à moldagem de HDPE e que, em igualdade de condições, o peso da tampa pode aumentar em comparação com a tampa feita de poliolefinas.
Então, por que mudar para PET? Dessa forma, uma embalagem monomaterial seria realizada, aumentando o rendimento do PET no processo de reciclagem. Além disso, a tampa PET é transparente e, portanto, esteticamente “bonita”.

• O PET tem uma densidade aproxima de 40% superior ao HDPE;
• a temperatura do processo do PET é significativamente mais alta (>270 °C) do que a do HDPE (<200 °C);
• o PET cristaliza muito mais lentamente do que o HDPE; a fase de transição vítrea está muito próxima da temperatura de trabalho da tampa.

A temperatura de fusão mais elevada do PET em comparação com a do HDPE significa necessariamente maior gasto de energia para derreter o material e, em seguida, resfriá-lo até uma temperatura que permita a extração do molde.
A produção de tampas em PET requer um tempo de ciclo até 70% superior em relação à tampa em HDPE (devido a temperaturas mais altas, do processo de cristalização lento, da menor difusividade térmica do PET) e requer moldes específicos devido às diferentes propriedades (encolhimento, módulo elástico).

O desempenho é comparável ao da tampa em HDPE, com duas ressalvas:

• PET é muito sensível a altas temperaturas, o que deve ser considerado durante as fases de logística e armazenamento do produto acabado;
• a tampa em PET pesa cerca de 20% a mais do que a tampa em HDPE para os mesmos requisitos de desempenho: a maior resistência "teórica" do PET deve, na verdade, ser comparada ao seu alto índice de absorção de umidade/água, que, de acordo com as medições feitas, pode reduzir as propriedades mecânicas da tampa em até 60%. Reduzir a espessura da parede (c.a. 0,4 mm nas cápsulas em HDPE) esbarra em limitações tecnológicas durante a moldagem, como tolerâncias mecânicas, cristalização induzida por estresse etc.

O estudo e o design da nova tampa em PET atendem aos padrões internacionais em termos do desempenho exigido da tampa. Além disso, o processo identificado pela SACMI evita a adição de aditivos e corantes que poderiam prejudicar a reciclagem subsequente: o PET usado é, portanto, um PET normal ou rPET para garrafas.
Com relação às tecnologias de produção e aplicação da tampa, a SACMI optou por não introduzir nenhum equipamento especial de aplicação de tampas, testando a produção em sua própria linha de CCM (continuous compression moulding). Ela também optou por corte e dobragem em linha, além de controle de qualidade.
Todo o processo foi testado em uma linha piloto composta por unidade de umidificação, extrusora, unidade de moldagem por compressão adequadamente adaptada, linha de corte e dobra e controle de qualidade com sistemas CVS.

Redução dos tempos de ciclo, alta cavitação. Esses são os fatores de mercado aos quais a SACMI respondeu com a apresentação recente da nova impressora CCM64MD. Com desempenho excepcional, a máquina pode produzir até 2.850 cápsulas por minuto (171.000 cápsulas por hora) em HDPE com apenas 64 moldes em um tempo de ciclo de apenas 1,35 segundos. Tudo isso contra uma redução de 50% na pegada e uma redução de 15% no consumo específico em comparação com a geração anterior, com 0,43 kWh por quilograma de HDPE processado.
Nesse contexto, uma possível transição de mercado do HDPE para o PET teria que levar em conta vários aspectos: desempenho comparável (com atenção às temperaturas de armazenamento, transporte etc.), TCO mais elevado, LCA a ser realizado caso a caso, de acordo com as condições ambientais e de produção etc. O Laboratório SACMI está à disposição dos clientes para a realização de projetos personalizados para os primeiros usuários.