Dall'Alu-Lam alle strutture riciclabili: come sostituire i materiali dei tubi

I tubi in laminato barriera di alluminio (ABL) hanno dominato per decenni il confezionamento dei tubi flessibili. Le loro eccezionali prestazioni barriera li hanno resi la scelta predefinita per prodotti farmaceutici, cosmetici e alimentari che richiedono una lunga durata di conservazione. Ma quell’era sta finendo. Le normative più stringenti, gli impegni di sostenibilità del marchio e i progressi nella tecnologia delle pellicole barriera stanno spingendo i produttori a trovare alternative riciclabili, senza sacrificare le proprietà funzionali fornite da ABL.

Questo articolo spiega cosa rende ABL difficile da sostituire, mappa le alternative realistiche disponibili oggi e offre un quadro pratico per abbinare la giusta struttura del materiale al tuo prodotto e alla tua applicazione.

Cos'è l'Alu-Lam e perché verrà gradualmente eliminato

Un tubo laminato con barriera in alluminio, comunemente chiamato Alu-Lam o ABL, è una struttura multistrato che in genere combina uno strato interno di polietilene (PE) per il contatto con il prodotto, uno o più strati di foglio di alluminio per prestazioni barriera e PE esterno o strati stampati per struttura e decorazione. Lo strato di alluminio è ciò che conferisce ad ABL la sua eccezionale protezione: blocca l'ossigeno, l'umidità, la luce e i composti volatili con un livello di efficacia che pochi altri materiali possono eguagliare.

Per unguenti e creme farmaceutici soggetti ad approvazione normativa, o per prodotti cosmetici con principi attivi complessi, questa prestazione è stata indispensabile. I tubi ABL raggiungono tipicamente tassi di trasmissione dell'ossigeno (OTR) inferiori a 0,01 cm³/m²/giorno – molto migliori della maggior parte delle alternative in plastica, motivo per cui sono diventati lo standard nelle applicazioni sensibili.

Il problema è la riciclabilità. Poiché ABL fonde alluminio e plastica in un composito inseparabile, i flussi di riciclaggio meccanico standard non possono elaborarlo. Nella maggior parte dei mercati, i tubi ABL vengono inceneriti, trasformati in materiali di bassa qualità o inviati in discarica. In Europa, circa il 38% degli 11,5 miliardi di tubi stimati prodotti ogni anno sono tubi laminati, la maggior parte sono ABL, e praticamente nessuno di questi viene riciclato negli impianti esistenti.

La pressione normativa sta accelerando la transizione. Il regolamento UE sugli imballaggi e sui rifiuti di imballaggio (PPWR), che impone che tutti gli imballaggi siano riciclabili entro il 2030, mette i tubi ABL in una posizione difficile. I marchi con obiettivi pubblici di sostenibilità stanno anticipando i tempi normativi, riformulando attivamente gli imballaggi per qualificarsi per i flussi di materiali riciclabili. Il risultato è una domanda in rapida crescita di strutture di tubi che mantengano prestazioni di barriera credibili pur essendo lavorabili nelle infrastrutture di riciclaggio esistenti o del prossimo futuro.

Le principali alternative alle strutture tubolari ABL

Nessun singolo materiale sostituisce ABL in ogni situazione. L'alternativa giusta dipende dai requisiti di barriera del tuo prodotto, dal flusso di riciclaggio disponibile nel tuo mercato di riferimento e dai vincoli di costo. Sono emerse tre direzioni principali come alternative realistiche, ciascuna con diversi compromessi tecnici:

• Tubi monomateriale — estruso da un'unica famiglia di polimeri (tipicamente PE o PP), spesso con uno strato barriera EVOH integrato. Questi si qualificano come riciclabili nei flussi di poliolefine se il contenuto di non poliolefine rimane inferiore al 5%.
• Tubi coestrusi con film barriera (PBL) — laminati barriera in plastica realizzati mediante coestrusione di più strati di polimeri compatibili con un nucleo EVOH o PVDC. Offrono una barriera sostanzialmente migliore rispetto ai tubi monomateriale standard e sono sempre più accettati nei flussi di riciclaggio.
• Strutture cartacee e ibride — tubi che incorporano strati di carta per un ridotto impatto ambientale e un vantaggio in termini di comunicazione in termini di sostenibilità, anche se con limitazioni significative nelle applicazioni sensibili all'umidità.

Comprendere le capacità e i vincoli di ciascuno è essenziale prima di prendere una decisione di sostituzione. Per i marchi che gestiscono portafogli di prodotti in più categorie, la risposta raramente è un solo materiale su tutta la linea: si tratta di una mappatura strategica dei requisiti del prodotto rispetto all’architettura dei materiali. Guida più ampia materiali di imballaggio flessibili e i loro compromessi funzionali possono aiutare a inquadrare questa decisione a livello di categoria.

Tubi monomateriale PE e PP: lo scambio più semplice

I tubi monomateriale rappresentano il percorso più diretto verso la riciclabilità. Costruendo l'intero tubo da una famiglia di polimeri – più comunemente polietilene ad alta densità (HDPE) per la spalla e polietilene a bassa densità (LDPE) per il corpo flessibile – il tubo finito può entrare nei flussi di riciclaggio delle poliolefine standard senza separazione.

Per i prodotti con esigenze di barriera moderate, può essere sufficiente un tubo mono-PE ben progettato. La permeabilità all'ossigeno attraverso la parete di un tubo in LDPE standard è generalmente compresa tra 2.000 e 4.000 cm³/m²/giorno: adeguata per prodotti come creme per le mani, balsami per capelli o bagnoschiuma che si consumano rapidamente e non richiedono protezione dall'ossidazione per lunghi periodi.

Quando i requisiti di barriera sono più esigenti, uno strato di EVOH (etilene vinil alcol) può essere incorporato nella struttura estrusa come sandwich a strati di collegamento. EVOH è una delle barriere all'ossigeno a base polimerica più efficaci disponibili, con valori OTR bassi fino a 0,01–0,1 cm³/m²/giorno a seconda dello spessore dello strato. Per mantenere la riciclabilità, lo strato di EVOH deve rimanere al di sotto del 5% del peso totale del tubo — una soglia riconosciuta dalle principali linee guida europee sul riciclaggio per la compatibilità delle poliolefine.

I limiti dei tubi monomateriale sono reali. Non possono eguagliare la barriera contro l'umidità dell'alluminio, rendendoli inadatti per prodotti altamente igroscopici o prodotti farmaceutici che richiedono tassi di trasmissione del vapore acqueo (WVTR) inferiori a 0,5 g/m²/giorno. Presentano inoltre una rigidità inferiore rispetto all'ABL, il che influisce sulla presentazione sullo scaffale e sulla percezione della qualità del prodotto da parte del consumatore. Per i marchi che effettuano il passaggio, il design del tubo (spessore delle pareti, geometria della spalla e sistema di chiusura) deve spesso essere riprogettato insieme al cambio del materiale.

Film Barriera Coestrusi: Prestazioni Senza Alluminio

Le strutture di film barriera coestruso – la base dei tubi in laminato plastico barriera (PBL) – offrono una via di mezzo tra la riciclabilità dei tubi monomateriale e le prestazioni barriera di ABL. Invece di unire strati di pellicola separati tramite laminazione adesiva, la coestrusione produce una pellicola multistrato unificata in un’unica fase di produzione, con tutti gli strati estrusi simultaneamente attraverso una matrice multicanale.

Una tipica pellicola tubolare coestrusa per applicazioni impegnative utilizza da cinque a nove strati: strati poliolefinici interni ed esterni per sigillatura, integrità strutturale e stampabilità; uno o più strati leganti per legare polimeri incompatibili; e un nucleo centrale della barriera EVOH. Poiché tutti gli strati sono legati chimicamente durante l'estrusione anziché laminati mediante adesivo, la struttura è più omogenea e non contiene residui di adesivo, un fattore che semplifica il recupero del materiale.

Strutture coestruse ben progettate possono raggiungere valori OTR di 0,1–1,0 cm³/m²/giorno , che soddisfa i requisiti di barriera di un'ampia gamma di formulazioni cosmetiche e per la cura personale, nonché di molte applicazioni per tubi alimentari. Ciò rappresenta un significativo passo avanti rispetto al PE monomateriale standard e pone i film coestrusi in diretta concorrenza con il limite inferiore della gamma di prestazioni di ABL.

Dal punto di vista dell’efficienza produttiva, la coestrusione offre vantaggi sia rispetto alla laminazione tradizionale che alla produzione ABL. L'eliminazione di fasi di laminazione separate riduce il consumo energetico, accorcia il ciclo di produzione e riduce il rischio di difetti di delaminazione, una modalità di guasto nota nelle strutture ABL incollate mediante adesivo sotto stress o variazione di temperatura. Per i produttori di tubi, ciò si traduce in un controllo di qualità più rigoroso e in una coerenza lotto per lotto più prevedibile.

La riciclabilità delle strutture PBL coestruse dipende dalla composizione. I film costituiti principalmente da poliolefine con un nucleo EVOH a basso contenuto si qualificano per i flussi di riciclo del PE secondo le attuali linee guida europee. Poiché le infrastrutture di riciclaggio per film flessibili multimateriale continuano a svilupparsi, si prevede che i criteri di accettazione si amplieranno, rendendo gli attuali film a tubo coestrusi ben posizionati per il contesto normativo del 2028-2030.

Strutture tubolari a base cartacea e ibride

Le strutture tubolari a base di carta hanno acquisito un notevole appeal nei confronti dei consumatori poiché i marchi cercano di comunicare la responsabilità ambientale nel punto vendita. Uno strato esterno di carta crea un’estetica tattile e naturale che trova risonanza tra i consumatori attenti alla sostenibilità, e la carta è ampiamente considerata dal pubblico come un materiale riciclabile.

In pratica, le strutture dei tubi di carta utilizzate per prodotti liquidi o semiliquidi incorporano quasi sempre un rivestimento interno in polimero – tipicamente PE o PP – per garantire resistenza all’umidità e compatibilità del prodotto. Questo strato interno è necessario per qualsiasi prodotto con un contenuto significativo di acqua, poiché la carta non patinata non ha essenzialmente alcuna barriera contro l'umidità. Il risultato è un materiale ibrido che, pur apparendo a base di carta, richiede le stesse sfide di separazione di qualsiasi composito carta-plastica per ottenere un riciclaggio di alta qualità.

I tubi puramente a base di carta senza rivestimento interno in polimero sono limitati a prodotti secchi o solidi (formati in stick per deodoranti, balsami per labbra o cosmetici solidi) dove il contatto dell'umidità con la parete del tubo è minimo e le prestazioni di barriera non sono un requisito critico. In queste applicazioni, i tubi di carta sono realmente riciclabili e rappresentano una scelta sostenibile e credibile.

Per le applicazioni con tubi a riempimento umido, le strutture a base di carta dovrebbero essere valutate attentamente rispetto al loro effettivo percorso di fine vita nel mercato di riferimento. Un tubo che sembra riciclabile ma entra nel flusso dei rifiuti residui a causa dell’assenza di un percorso di lavorazione non fornisce alcun reale vantaggio ambientale su un tubo ABL e potrebbe generare dichiarazioni di sostenibilità fuorvianti. I marchi che prendono in considerazione formati di tubi cartacei dovrebbero verificare le infrastrutture di raccolta e smistamento in ciascun mercato prima di impegnarsi nel formato.

Scelta della sostituzione corretta in base all'applicazione

La decisione di sostituire ABL dovrebbe iniziare con una chiara specifica delle prestazioni barriera effettivamente richieste dal prodotto, non delle prestazioni che ABL è riuscita a fornire. Molti prodotti attualmente confezionati in tubi ABL sono stati specificati secondo tale standard per convenzione piuttosto che per necessità. Uno studio rigoroso sulla durata di conservazione utilizzando il materiale sostitutivo target spesso rivela che sono sufficienti strutture monomateriale o coestruse.

Diversi passaggi pratici dovrebbero accompagnare qualsiasi transizione materiale. Innanzitutto, condurre test accelerati sulla durata di conservazione con la struttura sostitutiva in condizioni che riflettono i casi peggiori di stoccaggio e trasporto. In secondo luogo, rivedere la compatibilità tra lo strato interno del tubo e la formulazione del prodotto: alcuni ingredienti attivi interagiscono in modo diverso con le superfici rivestite in PE rispetto a quelle rivestite in alluminio. In terzo luogo, conferma le affermazioni di riciclabilità della struttura prescelta rispetto alla specifica infrastruttura di smistamento e raccolta nei tuoi mercati primari, poiché i criteri di accettazione variano in modo significativo da una regione all'altra.

Infine, collabora con fornitori di film e tubi che possano fornire la documentazione completa dei materiali, inclusa la composizione degli strati, le dichiarazioni sugli additivi e i certificati di conformità alle linee guida sul riciclaggio. Una documentazione trasparente della catena di fornitura è sempre più richiesta dai clienti al dettaglio ed è essenziale per la conformità normativa nell’ambito dell’evoluzione degli schemi di responsabilità estesa del produttore (EPR). Il passaggio da Alu-Lam non è solo una decisione di ingegneria dei materiali: è una riprogettazione della catena di fornitura che premia azioni tempestive e ben documentate.