Les films d'emballage souples sont une pierre angulaire de l'emballage moderne, largement utilisés dans les industries comme les aliments, les produits pharmaceutiques et les biens de consommation pour leur conception légère, leur durabilité et leur commodité. Ces films, souvent composés de multiples couches de polymères, offrent des fonctions essentielles comme les barrières à l'humidité, la protection de l'oxygène et la résistance aux altérations. Toutefois, l'impact environnemental des plastiques à usage unique a entraîné un changement important vers la durabilité, incitant les fabricants à intégrer du contenu recyclé dans ces films.

L'importance croissante du contenu recyclé dans les emballages souples

En détournant les matières plastiques des décharges et des océans, les matériaux recyclés contribuent à réduire l'empreinte carbone de la production d'emballages, ce qui est particulièrement important étant donné que le secteur de l'emballage plastique représente une part importante des déchets plastiques mondiaux, les films flexibles étant un facteur important en raison de leur volume élevé et de leur faible taux de recyclage. L'utilisation de matières recyclées réduit la dépendance à l'égard des combustibles fossiles vierges, qui sont à forte intensité énergétique pour extraire et traiter, et atténue les émissions de gaz à effet de serre associées à la production. Par exemple, le polyéthylène recyclé postconsommation (PCR) peut réduire les émissions de carbone jusqu'à 50 % par rapport aux matières vierges.

Impact environnemental et conservation des ressources

L'incorporation de la teneur en matières recyclées réduit le volume de déchets plastiques qui se retrouvent dans les écosystèmes, en s'attaquant à la pollution et à la perte de biodiversité. Les emballages souples, en particulier dans les denrées alimentaires et les biens de consommation, finissent souvent dans des flux de déchets mixtes où il est difficile de récupérer. En utilisant des matériaux recyclés, les fabricants ferment la boucle pour ces films, transformant les déchets potentiels en une ressource précieuse.

Conducteurs réglementaires et engagements de l'industrie

Aux États-Unis, des États comme la Californie et le Maine ont adopté des lois exigeant un contenu recyclé minimum dans certaines catégories d'emballages, comme les contenants de boissons et les plastiques rigides. Pour les films souples, la taxe britannique sur les emballages plastiques impose désormais une taxe sur les emballages contenant moins de 30 % de plastique recyclé, ce qui incite les fabricants à augmenter le contenu recyclé. Les géants de l'industrie, dont Unilever, Procter & Gamble, et Nestlé, se sont engagés à augmenter le contenu recyclé de leurs emballages à 25-50% d'ici 2025-2030, ce qui entraîne une demande de matériaux recyclés de haute qualité adaptés aux films souples. Ces engagements sont encore renforcés par des certifications volontaires telles que la certification ISCC+ et la certification SCS Recycled Content, qui fournissent une vérification par des tiers des allégations de matériaux recyclés, renforçant la confiance des consommateurs et des régulateurs.

Types de contenu recyclé et leurs sources

Le contenu recyclé des films d'emballage flexibles est classé en fonction de son origine et du processus de recyclage utilisé. La compréhension de ces catégories aide les fabricants à choisir le bon matériau pour des applications spécifiques tout en conciliant les performances, les coûts et les objectifs de durabilité.

Contenu recyclé après consommation (PCR)

Les matériaux PCR sont récupérés des déchets de consommation après utilisation, tels que les bouteilles en plastique, les sacs et autres emballages. Ce flux est souvent contaminé par des résidus alimentaires, des adhésifs et des polymères mélangés, nécessitant un tri, un lavage et une décontamination approfondis. PCR est largement utilisé dans les films flexibles pour les applications non alimentaires ou dans les couches qui ne contactent pas les aliments, comme les couches extérieures de l'emballage rétractable, l'emballage industriel et l'emballage secondaire.

Contenu recyclé après l'industrie (PIR)

Le RIP, également connu sous le nom de préconsommation recyclé, provient de déchets produits pendant les procédés de fabrication, tels que les parures, les rejets et les dépassements. Ce matériau est généralement plus propre et plus cohérent que le RCP, car il n'a pas été contaminé par l'usage du consommateur. Le RIP est couramment utilisé dans les films où une grande clarté ou une grande résistance est requise, comme dans les stratifiés d'emballage alimentaire, parce qu'il peut être retransformé dans des conditions contrôlées.

Recyclage mécanique et chimique

Le recyclage mécanique consiste à laver, déchiqueter et retraiter les plastiques en granulés, qui sont ensuite utilisés pour produire de nouveaux films.Cette méthode est rentable et largement adoptée pour des flux plastiques homogènes comme les bouteilles en PET, mais elle est soumise à des limitations avec des films flexibles multicouches en raison de la contamination et de la dégradation des polymères. Le recyclage chimique, également connu sous le nom de recyclage avancé, décompose les polymères en monomères ou matières premières par des procédés tels que la pyrolyse, la gazéification ou la dépolymérisation. Cela permet l'élimination des impuretés et la production de matériaux de qualité vierge pouvant être utilisés dans des applications de qualité alimentaire. Le recyclage chimique est particulièrement prometteur pour les films souples qui sont difficiles à recycler mécaniquement, tels que ceux contenant des couches de polyéthylène et de polypropylène.

Défis liés à l'incorporation de contenu recyclé

L'intégration du contenu recyclé dans les films flexibles n'est pas sans obstacles. Les propriétés mécaniques, la sécurité, l'esthétique et les facteurs économiques présentent tous des obstacles importants qui doivent être abordés pour atteindre des niveaux élevés de contenu recyclé sans compromettre les performances.

Dégradation des biens mécaniques

Pour maintenir la résistance au film, comme la fabrication de sacs, l'étanchéité et la manipulation pendant les opérations de remplissage. Pour maintenir la performance du film, les fabricants doivent soigneusement mélanger les matériaux recyclés avec des matériaux vierges ou ajouter des compatibilisants, tels que des polyoléfines maléiques greffées à l'anhydride, qui améliorent la malcibilité des différentes chaînes de polymères. Toutefois, l'augmentation du pourcentage de contenu recyclé nécessite généralement des ajustements de formulation plus importants pour atteindre des objectifs de rendement précis, tels que l'impact de la chute de fléchettes ou la résistance aux déchirures. Dans certains cas, un niveau de contenu recyclé de 30 % peut être atteint avec une perte minimale de propriété, mais des niveaux plus élevés peuvent nécessiter un équipement de traitement spécialisé ou un traitement post-extrusion.

Salubrité et conformité des aliments

Les matériaux PCR peuvent contenir des contaminants provenant d'une utilisation antérieure, y compris des encres, des adhésifs et des résidus chimiques, ce qui pose des risques de migration chimique dans les aliments. Par conséquent, le contenu recyclé dans les films souples de qualité alimentaire se limite souvent à des couches sans contact ou nécessite une validation par des procédés de décontamination stricts qui respectent les normes des agences comme la FDA des États-Unis et l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA). La FDA a publié des lignes directrices pour l'utilisation de plastiques recyclés dans les applications de contact avec les aliments, exigeant que le processus de recyclage élimine efficacement les contaminants à des niveaux inférieurs aux seuils réglementaires.

Couleur et esthétique

Les matériaux PCR ont souvent une teinte grise ou jaune en raison de sources de polymères mixtes et de l'oxydation, tandis que les maîtres-maîtres noirs ou blancs peuvent masquer ces problèmes mais limiter les options de couleur. Les technologies avancées de tri et de filtrage, telles que la spectroscopie infrarouge (NIR) et la filtration de fusion, aident à atténuer ces problèmes, mais ils ajoutent au coût de traitement. Pour les applications où l'esthétique est critique, telles que les emballages alimentaires de qualité supérieure, les fabricants peuvent limiter le contenu recyclé à des pourcentages inférieurs ou utiliser des matériaux PIR qui offrent une meilleure cohérence des couleurs.

Contamination et tri

Les emballages flexibles comprennent souvent plusieurs couches de matériaux différents, tels que le PET, le PE, le PP et l'EVOH, ce qui rend le recyclage difficile. La contamination par les adhésifs, les encres et les résidus alimentaires complique encore davantage le processus. Des systèmes de tri efficaces, tels que les capteurs NIR et la séparation des flottations, sont nécessaires pour séparer les matériaux, mais de nombreuses installations de recyclage ne disposent pas de l'infrastructure nécessaire pour les films souples, qui ont un faible poids et sont difficiles à manipuler dans les procédés automatisés.

Questions relatives aux coûts et à la chaîne d'approvisionnement

En outre, la fourniture de matières recyclées de haute qualité pour les films flexibles est limitée, car une grande partie du plastique recyclé est déclassée pour des applications de moindre valeur comme les matériaux de construction ou les pièces automobiles. Cette contrainte d'approvisionnement crée un marché concurrentiel pour les PCR, en particulier les matériaux de qualité alimentaire, qui font grimper les prix. Les économies d'échelle et les progrès technologiques réduisent progressivement l'écart de coûts, mais les investissements initiaux dans les infrastructures de recyclage et les technologies de traitement des films demeurent un obstacle pour de nombreuses petites et moyennes entreprises.

Innovations technologiques permettant un contenu recyclé plus élevé

Les innovations récentes visent à relever les défis ci-dessus, ce qui permet d'augmenter les pourcentages de contenu recyclé sans compromettre la qualité du film.

Compatibilisants avancés

Les compatibilisants sont des additifs qui améliorent la malcibilité de différents polymères dans les films multicouches, en particulier lors du mélange de matériaux recyclés et vierges. Ils aident à homogénéiser les mélanges recyclés, à améliorer les propriétés mécaniques et la consistance du traitement. Par exemple, les polyoléfines maléiques à greffe d'anhydride servent à lier les couches de polyéthylène et de polypropylène dans les films recyclables, à réduire la séparation de phase et à améliorer la résistance des films.

Technologies de recyclage des produits chimiques

Le recyclage chimique, ou recyclage avancé, gagne en traction pour des emballages flexibles. Des procédés comme la pyrolyse et la dépolymérisation transforment les déchets plastiques mélangés en monomères ou en matières premières qui peuvent être repolymérisés en matériaux de qualité vierge.Cette approche permet de surmonter les limites du recyclage mécanique en enlevant les contaminants et en décomposant les polymères à leurs composants de base.Par exemple, la pyrolyse des polyoléfines mélangées produit des huiles d'hydrocarbures qui peuvent être introduites dans des craquelins de vapeur pour produire de nouveaux plastiques.BASF sont des entreprises pionnières dans le recyclage chimique grâce à des programmes comme le ChemCycling, qui transforment les déchets plastiques en matières premières secondaires pour la production.

Optimisation de la structure des calques

La conception de films avec moins de couches ou l'utilisation de couches de liaison recyclables simplifie le recyclage et facilite une teneur en recyclage plus élevée. Les structures monomatériaux, comme les films tout-polyéthylène (tout-PE) ou tout-polypropylène (tout-PP), sont plus faciles à recycler parce qu'elles peuvent être traitées dans des flux de recyclage existants sans tri. Lorsqu'on incorpore le contenu recyclé, il peut être placé dans des couches centrales sans affecter la qualité de surface ou les propriétés des barrières.

Conception pour le recyclage et le tri

Au-delà de la composition des films, les innovations technologiques de tri sont cruciales pour permettre une plus grande quantité de matières recyclées. Le marquage numérique, comme l'initiative HolyGrail 2.0, utilise des marqueurs invisibles sur les emballages qui peuvent être détectés par des équipements de tri permettant une séparation précise des différents types et qualités de polymères. Cette technologie améliore la qualité des flux recyclés, les rendant plus adaptés aux applications de grande valeur comme les films flexibles.

Études de cas et applications industrielles

Plusieurs entreprises mènent l'adoption de contenu recyclé dans des emballages souples, démontrant la faisabilité d'utiliser des matériaux recyclés dans des applications exigeantes.Ces études de cas mettent en évidence comment l'innovation et la collaboration sont à l'origine de la circonspection.

Amcor a développé une gamme de films contenant des PCR pour les biens de consommation, y compris un stratifié pour les emballages alimentaires pour animaux domestiques qui contient jusqu'à 30% de polyéthylène PCR. L'entreprise utilise une approche de conception pour la recyclabilité, assurant que les films sont compatibles avec l'infrastructure de recyclage existante. Amcor's partnership with Dow se concentre sur la promotion des technologies de recyclage pour les emballages flexibles, visant à créer des systèmes de boucles fermées où les films postconsommation sont recyclés dans de nouveaux emballages.

Mars Incorporated utilise du contenu recyclé dans son emballage pour les aliments pour animaux familiers, avec pour objectif d'atteindre 30 % de plastique recyclé dans son emballage d'ici 2025. La société a collaboré avec des fournisseurs pour développer un film multicouches qui intègre PCR dans la couche extérieure tout en conservant les propriétés de barrière nécessaires à la durée de conservation. Mars participe également à des initiatives industrielles comme le Flexible Packaging Consortium pour améliorer l'infrastructure de recyclage des films flexibles.

Nestlé s'est engagé à 30 % de plastique recyclé dans son emballage d'ici 2025, y compris des films flexibles. La société a introduit des films contenant des PCR pour sa marque de confiserie, en utilisant un design à trois couches qui place le contenu recyclé dans la couche médiane pour éviter le contact avec les aliments. Nestlé investit également dans le recyclage chimique pour fournir des matériaux recyclés de qualité alimentaire pour des emballages souples, reconnaissant que le recyclage mécanique ne peut à lui seul atteindre ses objectifs.

Dow a développé une gamme de films tout-PE recyclables pour les applications d'emballage, tels que des sachets stand-up pour collations et détergents. Ces films sont conçus pour être recyclés dans des flux PE existants, et Dow offre des qualités qui incorporent jusqu'à 30% PCR ou PIR sans compromettre les propriétés mécaniques. La technologie RecycleReady de la société permet la production de films compatibles avec les processus de recyclage tout en maintenant des performances élevées.

Tendances futures et chemin vers la circonspection

L'avenir des emballages flexibles est de plus en plus circulaire, animé par les progrès technologiques, les mandats réglementaires et l'évolution des attentes des consommateurs.

Structures mono-matériaux et simplifiées

Le passage aux films monomatériaux s'accélérera, car ils sont plus faciles à recycler et peuvent intégrer plus efficacement le contenu recyclé. Les innovations dans les revêtements de barrière et les technologies adhésives permettent aux films tout-PE et tout-PP de correspondre aux performances des stratifiés multicouches, ouvrant de nouvelles applications dans les emballages alimentaires.

Recyclage enzymatique et biologique

Les technologies émergentes comme le recyclage enzymatique, où des enzymes spécifiques décomposent les polymères en monomères, offrent une solution prometteuse pour les films flexibles. Par exemple, Carbios a développé une enzyme qui peut effectivement dépolymériser le PET, un composant commun dans les emballages flexibles. Cette technologie pourrait permettre la circularité pour les films à haute barrière contenant du PET, mais il est encore aux premiers stades de la commercialisation.

Responsabilité élargie des producteurs (RPE) et normes harmonisées

De nombreux pays mettent en œuvre des programmes d'EPE qui obligent les producteurs d'emballages à financer la collecte et le recyclage de leurs produits, ce qui incite économiquement à concevoir des méthodes de recyclage et d'utilisation des matières recyclées. De plus, l'harmonisation des normes de recyclage entre les régions, comme l'exigence de l'UE en matière d'étiquetage et de tri normalisés, améliorera l'efficacité des flux de recyclage.

Films biodégradables et compostables

Les films biodégradables et compostables fabriqués avec des matériaux recyclés apparaissent comme des solutions de rechange durables, bien qu'ils soient confrontés à des défis d'évolutivité. Par exemple, les films d'acide polylactique (PLA) peuvent incorporer du contenu recyclé provenant de flux postconsommationnels, mais ils nécessitent des conditions de compostage spécifiques pour se dégrader efficacement.

Conclusion

L'utilisation de contenu recyclé dans les films d'emballage souples est une étape essentielle vers des solutions d'emballage durables, en répondant aux préoccupations environnementales tout en répondant aux exigences des consommateurs et de la réglementation.Bien que des défis subsistent en ce qui concerne le maintien des propriétés mécaniques, la sécurité alimentaire et la gestion des coûts, les progrès technologiques en cours dans les compatibilits, le recyclage des produits chimiques et la conception de films permettent des taux de contenu recyclé plus élevés sans compromettre les performances. L'industrie se dirige vers une économie circulaire où les matériaux recyclés deviennent la norme, appuyée par une infrastructure de tri améliorée, des normes harmonisées et des engagements de l'entreprise.