La possibilità di incollare porta molti vantaggi alle persone. Unire due cose senza viti, chiodi o rivetti: questa capacità rende possibili molti prodotti, dai telefoni cellulari agli aeroplani. Gli adesivi sono anche uno dei componenti più importanti nell'industria dell'imballaggio.

Dopo tutto, un sofisticato involucro di cartone o plastica serve a poco se non si tiene insieme nei punti cruciali. Proprio come i materiali di imballaggio, anche gli adesivi sono oggi soggetti al cambiamento di tendenza verso una maggiore sostenibilità e l'uso di materie prime rinnovabili.

Vi spieghiamo quali tipi di adesivi sono in primo piano per gli imballaggi e quali alternative sostenibili sono in fase di sviluppo o già presenti sul mercato.

Adesivi sostenibili: un'innovazione con una lunga tradizione

All'inizio della storia degli adesivi si usavano solo formulazioni sostenibili. Nell'età della pietra, i nostri antenati utilizzavano principalmente resina di alberi e catrame di legno per incollare. La mummia del ghiacciaio Ötzi, ad esempio, aveva nel suo bagaglio un'ascia la cui lama era stabilizzata da cinghie di cuoio e da pece di betulla nel manico di legno di tasso.

La pece di betulla si forma come residuo appiccicoso quando la corteccia di betulla viene bruciata ed è nota come adesivo primordiale da almeno 180.000 anni. Molto più tardi, all'epoca degli Egizi e dei Sumeri, si iniziò a cucinare la colla dalle ossa e dalle pelli degli animali da allevamento.

Le resine e le colle ricavate da ossa, latte, farina e vesciche di pesce rimasero gli adesivi più importanti fino alla fine del XIX secolo. Solo con l'invenzione di materie prime sintetiche si è aperto un campo di nuovi tipi di adesivi e usi.

Un secolo di adesivi sintetici: proprietà migliorate per un maggior numero di utilizzi

Nel XIX secolo si è cercato sempre più di sviluppare adesivi sintetici. Gli scienziati volevano imitare chimicamente le sostanze con un potere adesivo naturale, ad esempio le resine degli alberi o le catene molecolari di amido o proteine della colla (polimeri naturali).

Leo Hendrik Baekeland lo realizzò per primo con la polimerizzazione della resina fenolica. Poco dopo, Fritz Klatte in Germania scoprì il primo polimero artificiale: l'acetato di polivinile. Ad oggi, è considerato il materiale plastico più utilizzato nella produzione di adesivi.

Le resine sintetiche e i polimeri hanno aperto nuovi processi e utilizzi. Sono stati inventati nastri adesivi trasparenti, sono stati sviluppati nuovi metodi di polimerizzazione con luce UV e umidità e sono state rese possibili connessioni intermateriche, ad esempio tra plastica e metallo.

Nel frattempo, la gamma di adesivi disponibili spazia dagli adesivi PSA a presa leggera che conferiscono alle note adesive la loro tenuta sulle pagine dei libri e sugli oggetti, ai robusti adesivi da costruzione a base epossidica che incollano le parti degli aerei.

Quali requisiti devono soddisfare oggi gli adesivi?

Gli ultimi sviluppi mirano a inventare adesivi che non si legano in modo permanente, ma che possono essere rilasciati nuovamente a scopo di riparazione e riciclaggio. Questo meccanismo può essere innescato, ad esempio, dall'effetto della temperatura, dell'elettricità o da una variazione del pH.

Ma oltre alla ridissolubilità, un'altra proprietà di un adesivo gioca il ruolo più importante nel riciclo e nella tutela dell'ambiente: le materie prime utilizzate e la loro impronta di carbonio. Questo perché sia le resine sintetiche che i polimeri sintetici sono prodotti (in parte) dal petrolio. I consumatori e le industrie che utilizzano gli adesivi chiedono di sviluppare fonti di materie prime compatibili con l'ambiente e di creare formulazioni alternative.

Quali sono gli adesivi che svolgono il ruolo più importante nell'imballaggio?

I tipi di adesivo più importanti per l'imballaggio sono i seguenti:

1. Adesivi a caldo

   Questi adesivi sono chiamati in gergo tecnico anche "hot melt". Sono caratterizzati dalla loro adesività quando vengono riscaldati, mentre polimerizzano a temperatura ambiente. Gli adesivi hotmelt sono utilizzati nell'industria dell'imballaggio per l'incollaggio di scatole di cartone, sacchetti e buste, ma anche per l'incollaggio di rivestimenti per imballaggi su grandi superfici. In dettaglio, gli adesivi hotmelt sono oggi costituiti da

   • Polimeri
   • Resina
   • Stabilizzatori e
   • Cera.
     

   Lo svantaggio: sia i polimeri che le resine dell'adesivo sono derivati sinteticamente da prodotti petroliferi.

2. Adesivi sensibili alla pressione

   Questi adesivi rimangono più o meno morbidi e appiccicosi a temperatura ambiente. Ciò consente di rimuovere nuovamente i Post-It o di richiudere i sacchetti per alimenti. Poiché gli adesivi sensibili alla pressione sviluppano la loro forza adesiva attraverso la pressione, vengono anche chiamati PSA (Pressure Sensitive Adhesives).

   Gli adesivi sensibili alla pressione sono spesso utilizzati nell'industria dell'imballaggio, ad esempio come adesivi, etichette, pellicole autoadesive e nastri adesivi.

   In passato, gli adesivi sensibili alla pressione erano prodotti con gomma naturale e resine. Oggi si utilizzano invece materie plastiche elastiche (elastomeri) e resine sintetiche, alcune delle quali ottenute da oli minerali.

3. Pasta e colla

   La pasta svolge il ruolo principale nella produzione del cartone ondulato. Per legare saldamente i nastri di carta liscia e ondulata, si utilizza la pasta di amido, che di solito si ottiene dal mais. Questa miscela è caratterizzata da forza adesiva e flessibilità. Quest'ultima è importante affinché gli strati di cartone ondulato non si rompano quando vengono arrotolati e piegati durante la produzione di imballaggi.

   La colla a base di amido di cereali è considerata il tipo di colla più ecologica e sana. La colla per legno ed etichette, invece, è disponibile in diverse varietà. Alcune sono a base di ingredienti sintetici, altre utilizzano amido o componenti del latte.
   
   

Tipo di adesivo	Adesivo hot melt	Adesivo	Colla e pasta
Proprietà	Si liquefa quando viene riscaldato, si solidifica quando viene raffreddato.	Rimane appiccicoso, può essere incollato e rimosso più volte.	Può essere lavorato bene grazie alla sua elevata viscosità.
Utilizzo	Incollaggio per cartoni e sacchi	Adesivi, nastri adesivi, chiusure autoadesive per borse.	Produzione di cartone ondulato, etichettatura.
Possibile svantaggio	Polimeri e resine a base di petrolio.	Elastomeri e resine a base di petrolio.	Prodotti lattiero-caseari, polimeri sintetici.
Soluzione alternativa	Resine e polimeri ottenuti da materie prime rinnovabili.	Resine e polimeri ottenuti da materie prime rinnovabili.	Biopolimeri dalle piante.

Sostenibilità: Perché gli adesivi alternativi sono ora richiesti per gli imballaggi?

La ricerca di adesivi compatibili con l'ambiente continua a seguire gli sviluppi dei materiali di imballaggio sostenibili. Per quanto riguarda la protezione del clima e la prevenzione dei rifiuti plastici, da anni l'attenzione è rivolta al cartone, alle bioplastiche e ai materiali ottenuti da materie prime rapidamente rinnovabili , come la carta di canapa e la carta d'erba.

Il passo logico successivo dovrebbe essere quello di chiedersi: quali adesivi vengono utilizzati per assemblare i nostri imballaggi ecologici e quali prodotti alternativi sostenibili sono disponibili per gli adesivi a base di petrolio?

La situazione odierna: la ricerca è in pieno svolgimento nello sviluppo di adesivi alternativi

In sostanza, due componenti sintetici dell'adesivo devono essere sostituiti o ricostituiti con materie prime ecologiche: Resine sintetiche e polimeri sintetici. La scienza vede attualmente le seguenti soluzioni alternative:

Resina sintetica da olio vegetale

Le resine epossidiche a base di petrolio sono oggi parte integrante degli adesivi per impieghi gravosi. La miscela di monomeri e di un indurente chimico non può più essere deformata una volta riscaldata e raffreddata. I ricercatori del Fraunhofer Institute for Microstructure of Materials and Systems IMWS sono riusciti a sviluppare adesivi in resina sintetica a base di olio vegetale.

Nel processo, gli acidi grassi vengono epossidati mediante l'aggiunta di carbonio e ossigeno, in modo da formare una plastica solida in combinazione con gli indurenti. Allo stesso tempo, è possibile regolare le proprietà utili dell'adesivo in bioresina, ad esempio la conduttività elettrica o l'aggiunta di sostanze antibatteriche.

L'adesivo risultante è privo di solventi e basato per l'86% su materie prime organiche. Si tratta di una percentuale elevata se si considera che gli adesivi con un contenuto organico del 35% sono già considerati sostenibili.

Polimeri da materie prime vegetali

I polimeri sono lunghe catene di molecole che si combinano per formare materiali solidi. Negli adesivi, vengono prima convertiti in forma liquida da solventi o riscaldamento, prima di sviluppare la loro forza adesiva durante l'essiccazione o il raffreddamento. Per sostituire i polimeri sintetici, i ricercatori di adesivi stanno sperimentando diversi materiali vegetali.

Ad esempio, l'amido di patate e cereali è particolarmente adatto come polimero per gli adesivi per la carta. L'acido lattico, che non si ottiene dal latte ma dalle piante, serve come materia prima per le resine adesive e i composti per vasi.

La lignina, che insieme alla cellulosa è responsabile della struttura del legno e dei materiali vegetali, può fungere da primer negli adesivi dopo un determinato trattamento. Anche le proprietà di un adesivo sensibile alla pressione, che può essere incollato e rimosso di nuovo, possono attualmente essere riprodotte con polimeri di acido lattico a base vegetale.

Quali soluzioni alternative sono già presenti sul mercato?

Gli adesivi ecocompatibili non sono solo un sogno del futuro. È già possibile trovare adesivi hot melt che contengono fino al 90% di ingredienti a base biologica e pasta biodegradabile al 100% e rispettosa dell'ambiente.

Adesivi vegani: dove è necessario sostituire costantemente i prodotti animali?

Negli ultimi decenni, i prodotti di origine animale come la farina d'ossa e le vesciche di pesce sono stati completamente sostituiti da resine e polimeri sintetici come componenti adesivi. Tuttavia, ancora oggi esiste un tipo di colla a base di proteine del latte: la colla di caseina. Questa colla è molto apprezzata come adesivo per legno resistente alle temperature e impermeabile.

Svolge anche un importante ruolo industriale come adesivo per etichette. L'adesivo soddisfa le elevate esigenze dell'industria: è facile da maneggiare nei processi automatizzati, conferisce alle etichette una tenuta salda anche su superfici difficili e può essere rimosso senza lasciare residui, ad esempio sulle bottiglie di deposito.

Il problema: gli aspetti legati al benessere degli animali e alla riduzione delle emissioni di CO2 ci impongono di ridurre le dimensioni dell'allevamento industriale di bestiame da latte e di sostituire i prodotti lattiero-caseari con prodotti a base vegetale in molti settori. Anche i consumatori sono sensibilizzati: Chi segue una dieta vegana vuole escludere il fatto che le etichette delle creme e delle bevande vegane siano attaccate con la colla della caseina.

Come funziona un'etichetta di colla senza latticini?

Le etichette vegane rappresentano attualmente una sfida per l'industria degli adesivi. Alcuni fornitori stanno sviluppando alternative che contengono polimeri completamente sintetici, ovvero nient'altro che plastica a base di petrolio.

Tuttavia, le materie prime fossili non offrono una soluzione migliore delle proteine del latte dal punto di vista ambientale. Soprattutto se si considera che i supporti delle etichette, bottiglie di vetro a rendere e barattoli a vite, sono considerati una soluzione di imballaggio particolarmente ecologica e sostenibile.

Un'alternativa adesiva più adatta potrebbe essere la colla vegana a base di amido. A differenza della formulazione completamente sintetica della colla, in questo caso non vengono utilizzate materie prime fossili. Dal punto di vista della "protezione dell'ambiente e della sostenibilità", questo aspetto è altrettanto importante della rinuncia ai prodotti animali. L'amido necessario può essere ottenuto, con un risparmio di risorse, anche da prodotti di scarto dell'industria alimentare, ad esempio l'amido di patate dalle acque di scarico della produzione di patatine fritte.

Guardate da vicino gli adesivi sostenibili: Attualmente sono presenti sul mercato adesivi con il 30-90% di ingredienti a base biologica, tutti contrassegnati dall'etichetta "sostenibile".

Conclusione: adesivi alternativi - le prime soluzioni sono utilizzabili e molto è in movimento!

Forza adesiva, flessibilità e buona lavorabilità: le richieste industriali di adesivi sono oggi elevate. Attualmente, i bioadesivi non convincono al 100% in alcuni campi di applicazione. Tuttavia, ricercatori e istituti specializzati si stanno impegnando a fondo per colmare questa lacuna, al fine di poter sostituire al 100% i componenti a base di petrolio. Ci sono buone prospettive che la nostra tecnologia di "incollaggio" possa essere etichettata come "compatibile con l'ambiente" in futuro.

Date un'occhiata al nostro sito web e lasciatevi ispirare dalla nostra ampia gamma di offerte e informazioni in un'ottica di compatibilità ambientale e sostenibilità. Se avete domande o suggerimenti, saremo lieti di ascoltarvi in qualsiasi momento!