Glass Imaginings : petites usines modulaires ; Contenants biodégradables/biorecyclables

Sans doute le matériau d'emballage le plus ancien, le verre dégage une vigueur juvénile dans ses explorations récentes de nouvelles technologies de fabrication (certains diraient révolutionnaires), de formats, de caractéristiques de matériaux et d'applications de produits.

L'industrie du verre d'aujourd'hui élargit les horizons des attentes en matière d'emballage de demain. Les développements entourant les matériaux en verre et leurs procédés de fabrication démentent le statut de longue date du matériau en tant qu'option d'emballage solide.

Selon de nombreux témoignages, le marché mondial des emballages en verre devrait passer d'environ 76 milliards de dollars l'an dernier à environ 98 milliards de dollars en 2027, soit un taux de croissance annuel composé de 4,4 %.

L'attrait croissant des emballages en verre est motivé par son statut GRAS (Generally Regarded as Safe) de la Food and Drug Administration des États-Unis, son imperméabilité, sa non-porosité, sa résistance à la chaleur et sa recyclabilité infinie. Pour certaines applications telles que les boissons, les récipients en verre sont facilement rechargeables et réutilisables.

Pourtant, certaines activités récentes montrent que les convertisseurs de matériaux en verre et les fabricants de récipients en verre augmentent de manière inventive le nombre de méthodes de fabrication, de formulations et de formats, élargissant ainsi encore plus l'attrait du matériau pour l'emballage.

Les petites usines de fabrication de récipients en verre mobiles et modulaires vont au-delà de l'imagination chez OI Glass. Envisageant des usines à plus petite empreinte (à la fois environnementale et physique) pouvant être déplacées à proximité ou colocalisées avec les lignes de remplissage des clients, OI investit jusqu'à 240 millions de dollars pour construire sa première installation MAGMA (Modular Advanced Glass Manufacturing Asset) spécialement conçue à cet effet. Il devrait être mis en service à Bowling Green, dans le Kentucky, d'ici la mi-2024. Un groupe d'usines MAGMA est en préparation au-delà de Bowling Green.

Selon OI, les usines MAGMA auront des fondoirs d'environ un tiers de la taille des fours de fabrication de verre conventionnels et disposeront d'une fonction marche/arrêt pour permettre des changements fréquents de travail et de couleur. Parmi les "technologies avancées et processus innovants" de MAGMA, on trouve ULTRA, une innovation OI permettant de réduire le poids des conteneurs jusqu'à 30 % sans sacrifier les niveaux de performance.

Si vous transportez un smartphone, vous avez probablement un morceau de verre Gorilla Glass en aluminosilicate incassable de Corning Glass dans votre poche ou votre sac à main. Il est utilisé pour protéger l'écran de votre téléphone. Lorsqu'il est utilisé pour fabriquer des flacons de vaccins, le verre d'aluminosilicate de Corning, de marque Valor, résiste à la rupture sur une plage de températures extrêmes que les vaccins en flacon sont susceptibles de subir. Valor défie le verre borosilicaté pour le marché des flacons de vaccins. Schott Glass produit la part du lion des flacons en verre borosilicaté pour les vaccins qui doivent être conservés à des températures comprises entre -50°C (-58°F) et -15°C (5°F).

SiO2 Materials Science, un autre challenger pour le marché de la production de flacons de vaccins, propose un hybride plastique/verre sous la marque Vyterial. À la base, l'hybride tricouche de SiO2 comprend un flacon fin en polymère d'oléfine cyclique (COP) ou copolymère (COC) de qualité médicale moulé par injection-étirement. La surface intérieure du flacon en plastique incorpore un revêtement barrière à trois couches de silicate amorphe appliqué via un procédé modifié de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD).

Enfin, imaginez ceci : du verre à la fois biodégradable et biorecyclable. C'est la revendication de développement d'une équipe de chercheurs de l'Académie chinoise des sciences dirigée par le professeur Yan Xuehai de l'Institut de génie des procédés (IPE).

Le Dr Yan et son équipe ont déposé une demande de brevet pour leur développement, qu'ils ont décrit dans un article intitulé "Verre biomoléculaire avec nanoarchitectonique d'acides aminés et de peptides" publié dans le numéro du 17 mars 2023 de Science Advances.

L'équipe de recherche a utilisé des acides aminés et des peptides d'origine biologique et chimiquement modifiés pour créer "une famille de verres respectueux de l'environnement". Le verre biomoléculaire a ensuite été transformé via un moulage de verre conventionnel et une fabrication additive en verre présentant à la fois des caractéristiques de biodégradabilité et de biorecyclabilité. Les chercheurs ont ensuite suivi la capacité de formation du verre, la cinétique liée à la transition vitreuse et les paramètres thermodynamiques du matériau, ainsi que sa dégradabilité in vitro et in vivo.

"En utilisant des verres dérivés de molécules… nous avons créé une variété de composants en verre à la fois par fabrication 3D et moulage par moulage. Le concept de verre biomoléculaire, au-delà des verres ou des plastiques utilisés dans le commerce, peut sous-tendre une technologie de vie verte pour un avenir durable", Yan dit. "Cependant, le verre biomoléculaire est actuellement au stade de laboratoire, et loin d'être commercialisé à grande échelle."

Ben Miyares, Packaging Sherpa, est un analyste du marché et de la technologie de l'emballage et est président de The Packaging Management Institute, Inc. Il peut être contacté à [email protected].