A través del uso de plasma es posible depositar dentro y fuera de envases rígidos capas muy delgadas de un recubrimiento cerámico, logrando de esta forma barrera en envases monomaterial sin afectar su reciclabilidad.

(Imagen de portada por TZIDO SUN)

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Algunas aplicaciones de empaque requieren barrera para proteger el producto envasado. La capa de barrera normalmente se venía generando a través de estructuras de múltiples capas, donde una capa interna de materiales como nylon o EVOH otorgaba los atributos de impedir la migración de agua, vapor o solventes hacia adentro o fuera del empaque.

Sin embargo, existe una alternativa que es generar un recubrimiento a través de plasma dentro de los envases. El recubrimiento, que es en principio un cerámico, se comporta de manera similar al vidrio y se deposita sobre el plástico de manera segura. La gran ventaja de esta alternativa es que la capa de este cerámico es delgada y no afecta la reciclabilidad de los envases.

Las barreras que se depositan tienen un espesor del orden de nanómetros. El plasma se genera a través de la de la excitación energética en un ambiente de gases. Esta energía, que puede provenir de diferentes fuentes de alta potencia como las microondas, genera activación química y con ello un recubrimiento.

Barrera para envases de químicos

La start-up IonKraft se creó en 2021 desde el IKV, Instituto de Procesamiento de Polímeros de la universidad RWTH de Aachen. Desde allí trabaja en la generación de un reactor para la aplicación de capas de plasma. El reactor permite el recubrimiento de los contenedores desde adentro o desde fuera, y de esta forma resulta flexible para adaptarse a envases de diversos tamaños y formatos.

En principio, la tecnología se puede adaptar a los requisitos individuales de una amplia variedad de productos finales, como películas, cuerpos huecos o envases de alimentos. Por ejemplo, en la industria agrícola frecuentemente se requiere una barrera a solventes, que se puede generar de manera confiable mediante la tecnología de plasma. Con el diseño del reactor, se espera que la empresa pueda recubrir envases hasta de 20 litros. Esto responde a las necesidades de la industria agrícola para el envasado de fertilizantes o productos fitosanitarios, que es una de las muchas aplicaciones posibles.

En aplicaciones recicladas, es posible que el recubrimiento en plasma se utilice tanto adentro como afuera del empaque, para encapsular olores del material posconsumo. Actualmente también se trabaja en entender de qué manera el recubrimiento en aplicaciones recicladas puede hacer el material seguro para su utilización en contacto con alimentos.

De acuerdo con la empresa, la barrera que se obtiene no solamente hace posible el posterior reciclaje de los envases, sino que además tiene un menor costo que las aplicaciones multi-material.

Barrera en PET reutilizable

Comparadas con sus pares de vidrio, las botellas de PET tienen menos resistencia a la migración de gases, lo que reduce la vida de anaquel de jugos o bebidas carbonatadas, como sodas, refrescos y cervezas. Esta desventaja puede superarse al aplicar una barrera de óxido de silicio (SiOx) a través de la tecnología de plasma.

Los recubrimientos de esta naturaleza convencionalmente no son resistentes a la agresiva soda cáustica que se emplea para lavar botellas retornables. Sin embargo, el IKV, Instituto de Procesamiento de polímeros y KHS Corpoplast han desarrollado un sistema de recubrimiento capaz de soportar el proceso de lavado. En el mismo proceso en el cual se usa el recubrimiento de barrera, un recubrimiento especial se aplica para hacer la capa de barrera resistente a la soda cáustica usada durante el lavado. De esta forma, los productores de bebidas y compañías embotelladoras podrían usar botellas de PET reutilizables con cualquier producto sin restricción.

 "Si asumimos que una botella de PET reutilizable puede reemplazar a 15 botellas de PET de un solo uso, en el evento de un cambio completo a botellas reutilizables ahorraríamos cerca de 260 mil toneladas de PET en Alemania cada año", afirman representantes del IKV.