プラスチック使用量を 35% 削減する軟包装?

リサ・マクティーグ・ピアース | 2022 年 4 月 28 日

フレキシブル パッケージングは​​、特にリジッド コンテナーと比較してすでに軽量です。 しかし、製品メーカーは、包装におけるプラスチックの使用を削減する方法を模索し続けています。

VOID Technologies の新しい VO+ マスターバッチは、プラスチックの設置面積を最小限に抑えるための別のオプションを提供します。 VOID Technologies の CEO、James Gibson が、このパッケージング ダイジェスト独占記事で、これがどのようにして可能になるのかについて説明します。

ギブソン: VO+ は、より持続可能なプラスチックと柔軟なパッケージングへの移行を加速することを目的としています。 これは広範囲に特許を取得したキャビテーション/ボイド技術であり、プラスチック内にナノおよびマイクロスケールのボイド (エアポケット) を作り、密度と材料使用量を削減し、性能を向上させ、リサイクル性を向上させます。 VO+ は、ポリオレフィンやポリエステルなどの熱可塑性プラスチックや、フィルム、シート、繊維、フィラメントなどのさまざまな製品形態で効果的です。 ご参考までに、当社の社名は、VO+ がポリマー内に作り出す空隙構造にちなんで付けられました。

現在、VO+ テクノロジーは機械方向配向 (MDO) ポリエチレン (PE) フィルムで最も開発されています。 MDO の利点と VO+ テクノロジーを組み合わせることで、当社は材料削減、パフォーマンス、リサイクル可能性の間の矛盾に対処します。 その意味で、VO+ は包装メーカーや消費財企業にとって独自の提案をもたらす画期的な製品です。 これにより、ポリマーの密度が低下し、穴あきや靭性などの機械的特性が向上します。その結果、フィルムのダウンゲージ化が可能になり、さらに材料を削減できます。

さらに、VO+ ボイド構造が作成されると、TiO2 (二酸化チタン) のような顔料を必要とせずに、フィルムによって光が回折され、高レベルの不透明度が生成されます。 これは、色の汚染を引き起こすことなく、VO+ フィルムを透明なプラスチック廃棄物の流れでリサイクルできることを意味するため、重要な利点です。

VO+ MDO PE フィルムは、軟包装、農業、工業製品などの幅広い市場に関連しています。

ギブソン:ナノクレイと VO+ はまったく異なるテクノロジーです。 通常、ナノクレイはプラスチックフィルムの熱特性とバリア特性を向上させるために使用されます。

比較すると、VO+ は、マスターバッチ樹脂ペレットとしてフィルムおよび包装メーカーに供給されるポリマー添加剤システムです。 通常、VO+ を従来の用語の使用法に基づいて「ナノテクノロジー」とは説明しません。むしろ、ポリマー含有物を使用してプラスチック内にナノおよびマイクロスケールのボイド構造を作成し、重量を軽減し、機械的特性を向上させる別のテクノロジーです。 、TiO2 なしで不透明度を作成します。 これらの利点を組み合わせることで、リサイクル可能性が向上した、より持続可能な製品の開発が可能になります。

VO+ をキャビテーション剤として使用できる CaCO3 と比較したくなるかもしれません。 CaCO3 は現在、衛生用途で二軸延伸ポリプロピレン (BOPP) や PE 通気性フィルムなどのポリオレフィンに使用されています。 しかし、私たちの分析では、直鎖状低密度ポリエチレン (LLDPE) フィルムでは、VO+ が同等の添加レベルではるかに効率的なキャビテーション剤であり、より高い不透明度とより低い密度を可能にすることが示されています。 さらに、VO+ は PE フィルムのバリア性能を低下させません。一方、CaCO3 は、水蒸気透過率の高い通気性のあるフィルムを意図的に製造するためによく使用されるため、VO+ は食品包装などの用途により適しています。

ギブソン:個々の空隙のサイズは、数百ナノメートルから最大 10 マイクロメートルの範囲です。

ギブソン: VO+ は二軸延伸フィルムまたは横方向延伸フィルムに適用できます。 私たちは、急速に成長している MDO フィルム市場に主に焦点を当ててきました。 業界はプラスチックの持続可能性と脱炭素化の需要に早急に対応する必要があるため、多くの新しい MDO 資産が導入されています。 多くの多国籍消費財（CPG）企業はプラスチック削減を公に約束している。 ヨーロッパでは新しい規制やプラスチック税も急速に施行されています。

MDO は、フィルムのゲージをダウンしてプラスチックの使用量を削減するための優れた技術です。 すでにオール PE パウチ (延伸ポリエステル/OPET の代替品) で大きな効果を発揮しています。 VO+ を MDO と組み合わせると、環境フットプリントがさらに低い高性能製品の作成に基づく優れた提案が提供されます。

ギブソン:そうです、この技術は吹き込みおよびキャスト MDO フィルムに使用できます。

ギブソン: VO+ は、単層または共押出フィルム構造のいずれかに添加できます。 VO+ は、共押出フィルムの 1 つ以上の層に含まれると非常に効率的であることがわかりました。 これにより、印刷、封緘、処理などの下流工程における柔軟性が可能になります。

ギブソン:当社独自の VO+ マスターバッチ プロセスにより、フィルム押出時の降下時に均一な添加剤の分散が生成されます。

ギブソン:これはポリマーと用途の要件によって異なります。 MDO PE フィルムでは、通常、最終フィルムの 11% の VO+ 添加剤に基づいて約 35% の材料削減を達成します。 ただし、最大 50% の材料削減を実現できる添加剤システムを開発中です。

材料の削減だけでなく、多くの当社の顧客が非常に不透明度の高いフィルムに関連するリサイクルの課題を解決するために VO+ を使用していることも強調する価値があります。 これらのフィルムは、TiO2 の添加レベルが高いため、密度が 1g/cm3 を超えることが多く、シンク/フロートのリサイクル プロセス中にフィルムを簡単に分離できないため、リサイクルが困難になります。 VO+ フィルムは、密度を 0.90g/cm3 未満に維持しながら、非常に高い不透明度レベルを実現できます。

ギブソン:インフレーションフィルムでは、VO+ は 0.8 ミル (20 μm) から 2 ミル (50 μm) のフィルムゲージで使用されています。 メーカーが崩壊バブルを使用する場合、最大ゲージを 2 倍の 4 ミル (100μm) にすることができます。 キャストでは、VO+ フィルム ゲージを 40 ミル (1mm) 以上に増やすことができます。

ギブソン:私たちの業界のすべての原材料サプライヤーに共通していることですが、当社は価格を公表することを好みません。 VO+ は、サプライチェーンにとって非常に魅力的な ROI を備えた独自の価値提案を提供していると言えます。

ギブソン: VO+ テクノロジーは、研究イニシアチブの一環としてキンバリー クラークで発明されました。 当時、VOID のチーフエンジニアである Ryan McEneany は、Kimberly-Clark の持続可能性チームの一員でした。 彼は VO+ テクノロジーの共同発明者の 1 人です。 その後、2015 年に VO+ のさらなる開発と商業化を目的として、VOID がスピンアウトされ、独立した会社として発足しました。

ギブソン:これらの企業はVOIDの投資家および株主です。 これ以上に、私たちは現在、機密プロジェクトについて話し合う立場にありません。

ギブソン: VO+ は、一軸および二軸延伸技術を活用して、ポリオレフィンの機械的性能を強化します。 フィルムを延伸するとポリマー鎖が整列し、機械的強度が高まります。 当社のテストでは、VO+ フィルムは通常、標準的な MDO フィルムと比較して同等または向上した機械的特性を備えていることが示されています。

ギブソン: VO+ フィルムは、不透明度が顔料ではなくフィルム構造によって生成されるため、より汎用性が高く、不透明および低ヘイズの両方の用途でリサイクルできることを意味します。 逆に、伝統的に着色されたフィルムは、低ヘイズ/透明なリサイクル流では汚染物質であるため、白色および着色流でのみ使用され、リサイクル可能性が制限されます。 VO+ スクラップを VO+ フィルムに組み込むこともできます。

2 番目の重要な利点は、VO+ フィルムが低密度 (0.90g/cm3 未満) で高い不透明度レベルを備えていることです。 これは、VO+ フィルムがシンク/フロート リサイクル プロセス中に簡単に分離できることを意味します。これは、密度が 1g/cm3 に近づくかそれを超えるほど TiO2 が多量に含まれている、今日市場にある一部の高不透明フィルムにとっては制限です。

VO+ で作られたフィルムとパッケージに関して、メーカーは最終製品の観点からリサイクル可能性を評価する必要があります。 VO+ はフィルム構造と最終製品の小さな割合を占めます。 私たちは、VO+ がリサイクル可能性を阻害するのではなく、改善すると期待しています。

ギブソン:これは素晴らしい質問です。 当社の技術は、構造によって不透明性が生じるため、白色フィルムに最適です。 しかし、私たちは、熱を加えて空隙を潰すことで透明な窓を作り出す、いくつかのエキサイティングな新しい方法に取り組んでいます。 それは現在開発中です。

ギブソン:当社は最近、数百万ドルの投資を完了し、ウィスコンシン州ニーナに研究開発ラボを開設しました。 当社のラボには、インライン MDO を使用したパイロットスケールのインフレーションフィルム押出、実験室および商業規模の二軸スクリューコンパウンディングなど、さまざまな押出装置のほか、さまざまな試験および分析装置が備えられています。 この最先端の機能により、当社の研究開発および製品開発プログラムを加速することができます。

さらに、当社は最近、プラスチック、包装、CPG 企業が VOID の新しい機器にアクセスできる R&D サービス ビジネスを立ち上げました。 これは、企業がパイロット規模の試験を迅速に実施して、VO+ テクノロジーと自社のイノベーションを評価できることを意味します。

ギブソン:私たちは、消費者と法律による持続可能なソリューションの需要、技術的適合性、バリュー チェーンへのアクセスという 3 つの基準に基づいて、これらの大容量アプリケーションに焦点を当てるという選択をしました。 また、フローラッパー、工業用包装、農業用フィルムなど、いくつかの大きなカテゴリのアプリケーションも開発中です。

ギブソン: VOID は、主に北米とヨーロッパの多数の大手フィルムおよび包装メーカー、消費財企業と協力しています。 私たちは、今年後半に消費者向けパッケージ製品を発売する予定です。 機密保持契約があるため、どの顧客と協力しているのかを正確に言うことはできませんが、たとえば、食品、パーソナル、ホームケア分野の主要なサプライヤーやブランドが含まれています。

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