Recubrimiento en plasma: la innovadora forma de lograr alta barrera y al mismo tiempo ser reciclable

Uno de los grandes desafí­os de la economí­a circular es lograr que los empaques producidos sean 100% reciclables, lo que exige el desarrollo de soluciones mono-material. A la vez, sin embargo, la sociedad sigue incrementando su consumo de alimentos y productos quí­micos que requieren envases de alta barrera.

Existe una tecnologí­a para lograr barrera en envases, que evita el uso de multicapa. Se trata del recubrimiento con plasma. Uno de los proveedores de esta tecnologí­a es Delta Engineering, una empresa belga fabricante de soluciones de moldeo por soplado. Se trata de una tecnologí­a que puede adaptarse a equipos de extrusión soplado y soplado de PET ya existentes, para lograr propiedades de barrera en materiales monocapa, incluyendo el PEAD. 

El plasma se ha catalogado como “el cuarto estado de la materia”, junto a los estados lí­quido, sólido y gaseoso. Se logra al llevar gases a estados energéticos muy altos, que generan el desprendimiento de iones. Estos gases activados son entonces capaces de interactuar con el plástico y depositar capas de elementos en su superficie, para lograr modificar las propiedades de la materia prima plástica. Entre las propiedades que pueden modificarse está la permeabilidad, o capacidad de permitir el paso de oxí­geno o agua desde adentro o desde afuera del envase.

De acuerdo con Delta Engineering, esta solución es mucho más económica que la tecnologí­a de soplado multi-capa. Además de respetar la capacidad del material de ser reciclado, una ventaja adicional es que puede emplearse en envases de espesor delgado, con lo cual se lograrí­an productos más livianos, y por tanto con menos impacto ambiental. Y al poder adaptarse a lí­neas existentes, permitirí­a generar un valor agregado a lí­neas existentes de producción.

Plasma en tres etapas

La tecnologí­a de Delta Engineering se denomina “deposición quí­mica de vapor asistida por plasma”. En el proceso se depositan pelí­culas delgadas dentro de las botellas, y el recubrimiento se obtiene a partir de un material en estado gaseoso. Se hace uso de una fuente de microondas para lograr la excitación energética del gas.

La empresa ofrece una nueva tecnologí­a, que tiene tres etapas. En este caso, una vez se ha producido el envase se somete a una cámara de vací­o, para lograr una buena reacción quí­mica dentro de la botella. A partir de este momento se inicia la primera etapa, donde se deposita argón dentro de la botella, y se genera plasma a partir de la fuente de microondas. Este paso limpia la botella. En un segundo paso, se añade una capa de carbono de la misma manera, partiendo de gas de acetileno. Y en el tercer paso, se deposita flúor a partir de compuestos como el R134a, nuevamente a través de plasma. “Activando las moléculas en la etapa final se logra la deposición de flúor y este micro recubrimiento se deposita dentro de la botella”, explica Steve Steenhoudt, gerente de ventas de Delta Engineering.

El espesor de la capa depositada es apenas de 100 a 150 nm. “Esta capa es suficiente para lograr el efecto de barrera en envases monocapa, y asegura que el material base en las botellas y contenedores pueda ser recuperado”, afirma Steenhoudt. La empresa también afirma que es posible recubrir materiales bio basados, como bio-PET y bio-PEAD.

La tecnologí­a de fluoración por plasma ha estado disponible en el mercado por más de 10 años, y ya goza de aprobación FDA.

Diseño para plasma

Delta Engineering afirma que es más fácil controlar el espesor del recubrimiento de barrera en el método de plasma que en la tecnologí­a de coextrusiónmulti-capa. Para lograr resultados óptimos, es necesario ajustar la fuente de microondas, la boquilla que se introduce dentro del envase y los parámetros del proceso al tamaño y forma del envase que se desea recubrir. La empresa brinda asesorí­a en el diseño del envase y selección del equipo correcto, para lograr los resultados deseados. La empresa actualmente se encuentra avanzando en desarrollos para recubrimientos de envases de PP y envases espumados.

En América Latina, la representación de la tecnologí­a la hace BMI Machines LLC.