Tubetti per rossetto in PCR: quali parti possono essere sostituite e quali no

Mentre il PPWR (Regolamento sugli imballaggi e i rifiuti di imballaggio) dell'UE spinge verso i requisiti di contenuto riciclato per gli imballaggi in plastica entro il 2030, e mentre i proprietari di marchi si muovono per soddisfare i propri impegni ESG per il 2030, sempre più marchi di cosmetici stanno orientandosi versoTubetti per Rossettoverso il PCR. Sambound ha recentemente ricevuto un numero crescente di richieste da parte di proprietari di marchi che chiedono se i tubetti per rossetto possono essere realizzati con PCR, se la qualità della superficie diminuirà, se i colori potranno ancora corrispondere agli standard desiderati e di quanto aumenteranno i costi.

È risaputo nel settore che un tubetto di rossetto non è mai un prodotto monomateriale. Scomponendolo, contiene diversi componenti molto diversi: il guscio esterno, il tappo e la base in ABS; il set del meccanismo interno – perno, forcella e spirale, che costituiscono la struttura di azionamento; parti decorative in alluminio nei design ibridi alluminio-plastica; e, in alcune versioni premium, blocchi di peso aggiuntivi più un piccolo magnete nascosto all'interno di un tappo magnetico. Ogni tipo di componente ha requisiti di materiale diversi. Pertanto, la possibilità di utilizzare il PCR deve essere valutata componente per componente. Cosa può essere sostituito, in che misura, cosa non può ancora essere sostituito e perché – tutto deve essere esposto chiaramente.

Quali componenti costituiscono un tubetto di rossetto?

Un tubetto di rossetto standard può essere suddiviso in diversi gruppi di componenti.Parti estetiche—il guscio esterno, il cappuccio e la base— sono solitamente realizzati in ABS nella maggior parte del settore.Parti di azionamento—conosciuto nel gergo industriale come il meccanismo interno— è composto da tre pezzi: la perlina, che muove lo stick su e giù; la forcella, che blocca la perlina in modo che possa muoversi solo verticalmente e non ruotare; e la spirale, i cui filetti interni di sollevamento spingono la perlina verso l'alto e verso il basso quando la confezione viene ruotata. Il materiale principale qui è il POM, o poliossimetilene.Parti metallicheincludere il rivestimento in alluminio utilizzato nei design ibridi alluminio-plastica, i pesi aggiunti in ferro o zinco in alcuni modelli premium per migliorare la sensazione al tatto e il piccolo magnete nascosto all'interno dei cappucci magnetici per il posizionamento della chiusura.

I requisiti di precisione del nucleo del meccanismo interno sono di un altro livello. La tolleranza del passo della spirale deve essere controllata entro ±0,01 mm. Il gioco di accoppiamento tra la sfera e la spirale è tipicamente impostato tra 0,03 e 0,08 mm, rientrando nell'intervallo di specifiche del materiale POM ASTM D4181. L'imballaggio deve inoltre resistere a 3.000 cicli di apertura e chiusura. Il nucleo del meccanismo interno è il motore del tubetto di rossetto.

Il PCR è più di una semplice “plastica riciclata”

PCR sta per materiale riciclato post-consumo. Si riferisce alla plastica recuperata dopo l'uso da parte del consumatore, quindi smistata, pulita e pellettizzata. Non è la stessa cosa del PIR, o materiale riciclato post-industriale. Il PIR proviene da scarti di produzione e materozze interne allo stabilimento, quindi la fonte è pulita e le prestazioni sono stabili. Il PCR proviene dai flussi di rifiuti dei consumatori, quindi la complessità del lotto è molto più elevata. Ciò che marchi e normative solitamente desiderano è il PCR, perché è il materiale veramente recuperato dai rifiuti dopo l'uso.

Due forze stanno guidando questa ondata di PCR. Una è la regolamentazione. La direttiva europea PPWR richiede che gli imballaggi in plastica contengano una certa percentuale di contenuto riciclato entro il 2030. L'altra sono gli impegni ESG dei marchi stessi. Grandi gruppi come L'Oréal ed Estée Lauder hanno annunciato pubblicamente obiettivi di imballaggio sostenibile per il 2030. Quando ciò raggiunge i team di approvvigionamento degli imballaggi, la domanda diventa semplice: quanto contenuto di PCR è presente nella soluzione proposta?

C'è un dettaglio che il mercato spesso trascura:la distribuzione dei gradi di resina PCR commerciale è altamente disomogenea.L'offerta matura di PCR è concentrata nel PET derivante dal riciclo delle bottiglie di bevande, insieme a PP, PE, ABS e PS. Si tratta di plastiche di consumo ad alto volume con sistemi di raccolta e smistamento consolidati. Le plastiche ingegneristiche come POM e PC hanno volumi di recupero post-consumo molto inferiori e sono più difficili da smistare.I gradi commerciali maturi di PCR per POM e PC sono molto meno disponibili rispetto alle plastiche di massa come PET, PP e ABS. Esistono, ma le scelte sono limitate, la scala di produzione è minore e la stabilità del lotto è più debole.

Il corpo, il tappo e la base possono essere convertiti a PCR?

Per le parti estetiche realizzate in ABS, gli aggiornamenti PCR sono i più facili da implementare. Sono disponibili gradi commerciali maturi di ABS PCR: INEOS offre Terluran ECO GP-22 con il 50% di contenuto PCR; il Magnum ECO ABS di Trinseo può raggiungere il 60% tramite stirene PCR riciclato chimicamente; e anche Chimei, di produzione cinese, offre la serie POLYLAC PA-757 ECO. Si tratta di gradi commerciali reali con capacità di produzione di massa e certificazioni come GRS o ISCC PLUS, non concetti di laboratorio.

Per le parti estetiche come gli involucri, l'ABS PCR può soddisfare le esigenze di prestazione, ma richiede due compromessi.

Il primo aspetto riguarda le prestazioni meccaniche. I dati dei test di settore mostrano che con un contenuto di PCR del 50%, l'ABS PCR offre tipicamente una resistenza alla trazione da 38 a 43 MPa e un modulo di flessione da 2.000 a 2.200 MPa secondo ASTM D790. Questo è circa il 10-15% inferiore rispetto alla resina vergine, ma rientra comunque in un intervallo accettabile per gli involucri dei tubetti di rossetto, poiché l'involucro non sopporta il carico del meccanismo interno. Una volta che il contenuto di PCR supera il 70%, la resistenza all'urto inizia a diminuire più drasticamente, e gli involucri a parete sottile affrontano un rischio molto più elevato di fessurazione nei test di caduta. Nella produzione effettiva di tubetti per rossetto, l'intervallo di utilizzo principale è del 30-50% di PCR. Un contenuto superiore al 70% è ancora per lo più limitato alla validazione di piccoli lotti.

Il secondo problema — e quello più difficile — èuniformità del coloreLa materia prima ABS PCR proviene da alloggiamenti di elettrodomestici ed involucri elettronici riciclati, pertanto la tonalità della resina di base non è uniforme. Con la stessa formulazione, un lotto può produrre il rosso Pantone 186C con un ΔE qualificato di 0,8, mentre il lotto successivo con la stessa ricetta può deviare a un ΔE di 2,3 ed essere rifiutato dal proprietario del marchio. Questo non è insolito nelle fabbriche di imballaggi a Dongguan. Il motivo è semplice: la tonalità di base della resina PCR cambia da un lotto di riciclo all'altro, quindi il masterbatch deve essere regolato di conseguenza. L'approccio comune del settore è quello di affidarsi a un fornitore fisso di PCR, richiedere dati di riferimento CIE Lab per ogni lotto e applicare una compensazione del colore di base. Ciò può mantenere il ΔE al di sotto di 0,6, ma aumenta i costi del masterbatch colorato. I marchi premium richiedono tipicamente un ΔE ≤ 1,5 secondo la norma ASTM D2244. L'ABS PCR con codice 50% può raggiungere tale soglia, ma richiede più lavoro rispetto al materiale vergine.

In termini semplici,Il guscio esterno, il cappuccio e la base possono essere convertiti in ABS PCR, e queste sono le parti in cui il PCR è più spesso utilizzato nella produzione. Il compromesso è una maggiore difficoltà nell'abbinamento dei colori, una minore stabilità del lotto e una più frequente lucidatura degli stampi, perché la resina PCR contiene più impurità e accorcia la vita degli utensili con finitura a specchio.Questi sono i “piccoli compromessi” che la maggior parte dei marchi può accettare.

Il meccanismo interno può essere convertito a PCR?

Il nucleo del meccanismo interno è la parte più difficile di un tubetto di rossetto da convertire in PCR. Ciò non significa che sia impossibile. Significa che il costo è elevato, i tempi sono lunghi e la soluzione richiede solitamente un percorso tecnico diverso.

Innanzitutto, è utile chiarire cosa fa questo meccanismo. Quando l'utente ruota la base del rossetto, lo stick si muove fluidamente in verticale. Questo movimento deriva dal nucleo del meccanismo interno a tre componenti che lavorano insieme: il perno sostiene la formula, la forcella blocca il perno in modo che possa muoversi solo verticalmente, e le filettature interne della spirale azionano il movimento di sollevamento. Il sistema si basa sul basso attrito e sull'elevata stabilità dimensionale del POM.

Il POM ha una specifica definita secondo ASTM D4181 e il suo ruolo nel meccanismo interno è difficile da sostituire. Offre resistenza all'usura, autolubrificazione e dimensioni stabili dopo lo stampaggio a iniezione. La tolleranza richiesta per il passo della spirale è di ±0,01 mm. Il gioco di accoppiamento tra la perla e la spirale è di 0,03-0,08 mm. Il riferimento del settore per la durata rotazionale è di almeno 3.000 cicli. Queste sono esattamente le ragioni per cui questa parte non può essere modificata casualmente. Se uno qualsiasi di questi limiti viene allentato, il rossetto inizia a oscillare, incepparsi o scivolare dopo un breve periodo di utilizzo.

Un malinteso comune deve essere chiarito: i gradi di POM PCR esistono sul mercato.Delrin RE di DuPont, Ultraform RE di BASF, Duracon RE di Polyplastics e Hostaform RE di Celanese offrono tutti POM con un contenuto riciclato dal 25% al 50% o anche superiore. Fornitori nazionali come Kingfa e GEM offrono anche materiali della serie rPOM. Quindi il problema non è che il POM PCR non possa essere reperito. La vera domanda è se possa resistere nel nucleo del meccanismo interno.

Ci sono tre ragioni principali per cui il PCR è difficile in questa componente:

Innanzitutto,la variazione di lotto nel POM PCR riciclato meccanicamente è troppo elevata per mantenere una precisione di ±0,01 mmI dati dei test di settore mostrano che la variazione del flusso di fusione tra i lotti di POM PCR riciclato meccanicamente può raggiungere ±15% al 30%, mentre la resistenza alla trazione può diminuire dal 10% al 20% rispetto al materiale vergine. A questo livello di precisione, le dimensioni stampate seguono il flusso di fusione. Se il flusso di fusione varia, anche il passo della spirale varia di conseguenza. Se il colore dell'involucro varia, il risultato è una discordanza cromatica. Se il passo della spirale varia, il rossetto potrebbe non ruotare affatto.

Secondo,La resistenza all'usura del POM dipende fortemente dalla purezza del materialeLa resina PCR contiene inevitabilmente impurità e frazioni degradate. Anche il POM è sensibile alla storia termica. Dopo molteplici passaggi di rilavorazione, l'attrito aumenta e la resistenza all'usura diminuisce. Una volta che la resistenza all'usura cala nella spirale, i filetti iniziano a usurarsi dopo poche centinaia di giri, il gioco aumenta e lo stick inizia a oscillare. I riferimenti tecnici internazionali per l'imballaggio sono diretti su questo punto: se la tolleranza della spirale è anche leggermente fuori, il rossetto può oscillare, incepparsi o persino rompere lo stick.

Terzo,il POM riciclato chimicamente può avere prestazioni simili alla resina vergine, ma è costosoIl cPOM depolimerizzato e ripolimerizzato chimicamente può mantenere circa l'85% al 95% delle prestazioni del materiale vergine in termini di resistenza alla trazione, secondo la letteratura pubblicata. In teoria, questo lo rende un sostituto diretto del POM vergine nel nucleo del meccanismo interno. Il problema è il costo. È tipicamente dal 40% al 60% più costoso della resina vergine, il che ha poco senso per i prodotti di rossetto destinati al mercato di massa.

Ecco perché l'approccio che l'industria adotta realmente non è "forzare il POM PCR nello stesso design", ma cambiare completamente la strategia tecnica.

L'opzione principale è riprogettare il nucleo del meccanismo interno attorno al PP riciclato post-consumo (PCR PP). Il PP è più morbido e meno resistente del POM, quindi la struttura deve essere riprogettata con pareti più spesse, un passo della filettatura rivisto e l'aggiunta di nervature di precarico per la compensazione. Tuttavia, i gradi di PCR PP sono maturi, l'offerta è stabile e il costo è inferiore. I principali fornitori mondiali di imballaggi cosmetici hanno già prodotto in serie tubetti per rossetto con meccanismi interni in PCR PP per le linee di prodotti sostenibili di marchi di bellezza internazionali, con una produzione annuale di decine di milioni di unità. Ciò dimostra che la soluzione funziona tecnicamente. Il compromesso è che la struttura del meccanismo richiede nuovi stampi e la sensazione di rotazione deve essere nuovamente calibrata.

Un'altra strada è la sostituzione a base biologica. Il PA11 a base di olio di ricino, una poliammide bio-based, può essere impiegato nel meccanismo interno. La sua impronta di carbonio è di gran lunga inferiore a quella delle plastiche ingegneristiche convenzionali a base di petrolio. Secondo la letteratura LCA, è circa il 50%-60% inferiore rispetto al PA66. Fornitori internazionali di imballaggi lo hanno già utilizzato nei meccanismi a rotazione degli imballaggi per rossetti premium. Questo non è PCR in senso stretto, perché è a base biologica piuttosto che riciclato, ma può comunque essere incluso nella rendicontazione ESG di un marchio.

Quindi, per il meccanismo interno,La questione non è "il PCR non può essere utilizzato", ma "il suo utilizzo implica la modifica del processo produttivo, l'apertura di nuovi stampi, la riconvalida della precisione e il calcolo dei costi".Per i marchi sotto pressione per aumentare i rapporti PCR a causa dei KPI ESG, il meccanismo interno è attualmente la parte più costosa e con i tempi di consegna più lunghi dell'aggiornamento. L'involucro e il cappuccio possono passare al PCR in circa tre mesi. La modifica del percorso del meccanismo interno richiede solitamente da sei mesi a un anno. La raccomandazione di Sambound ai marchi non è mai stata un tutto o niente: se il budget e le tempistiche lo consentono, optare per una riprogettazione in PCR-PP; se il budget è limitato e la velocità è importante, mantenere il POM vergine nel meccanismo interno e lasciare che l'involucro e il cappuccio portino il rapporto PCR.

Le parti placcate e le parti in alluminio possono essere convertite a PCR?

Gli alloggiamenti galvanizzati rappresentano un altro ostacolo. Per ottenere una finitura metallica a specchio sul guscio di un tubetto di rossetto — l'aspetto metallico squadrato tipico dei design premium — l'industria utilizza ABS di grado galvanico. Questi gradi sono ottimizzati per l'adesione del nichel chimico e del cromo decorativo, grazie a una fase gomma controllata e a caratteristiche superficiali ad alta lucentezza. Il substrato deve trattenere in modo affidabile gli strati di nichel chimico e cromo decorativo. La galvanizzazione ha requisiti molto elevati per la purezza del substrato. Se la resina base contiene impurità o materiale degradato, lo strato placcato può sviluppare microfori, difetti di placcatura o scarsa adesione.

È proprio qui che il PCR ABS incontra difficoltà. Indipendentemente da quanto bene la resina riciclata venga selezionata e pulita, è difficile eguagliare la purezza della resina vergine. Di conseguenza, la resa della galvanizzazione diminuisce chiaramente. Pertanto, rispetto agli alloggiamenti di colore naturale o verniciati, gli alloggiamenti galvanizzati sono molto più difficili da convertire in PCR. È possibile farlo, ma la perdita di resa e i costi devono essere calcolati attentamente.

I componenti decorativi in alluminio sono un caso diverso. Il guscio in alluminio utilizzato sui tubetti di rossetto compositi alluminio-plastica è di per sé un metallo altamente riciclabile. Mariciclabile non significa PCRIl PCR si riferisce a materiale che è già stato recuperato e riprocessato in nuova materia prima. I gusci in alluminio possono supportare una narrativa ESG basata su materiale riciclabile, ma non aumentano la percentuale di PCR del prodotto.

I blocchi di peso rimanenti — ferro, zinco o ceramica — e i magneti nascosti all'interno dei cappucci magnetici non sono plastiche, quindi il PCR non si applica a essi. La loro quota è piccola, ma è comunque rilevante nel calcolo della percentuale totale di PCR in peso, poiché riducono il rapporto complessivo.

Come configurare un tubo rossetto ad alto contenuto di PCR

Una volta che la scomposizione componente per componente è chiara, diventa molto più facile rispondere alla domanda che tutti continuano a porre: quanto PCR può effettivamente raggiungere un tubetto di rossetto?

In termini di peso, il corpo, il tappo e la base costituiscono la maggior parte della massa plastica di un tubetto di rossetto. Il meccanismo interno è il cuore funzionale della confezione, ma è piccolo sia in termini di dimensioni che di quota di peso. Pertanto, la percentuale totale di PCR di un tubetto di rossetto dipende principalmente dal fatto che le parti estetiche siano state convertite e in quale percentuale.

Le opzioni sono più facili da visualizzare in forma tabellare:

Una strategia mista è l'approccio prevalente nel settore:utilizzare ABS PCR 50% per il guscio esterno e il cappuccio, mantenere il POM vergine nel meccanismo interno, sostituire la galvanica con la verniciatura e mantenere il guscio in alluminio come materiale riciclabile.Con tale configurazione, il rapporto PCR totale dell'intero imballaggio può tipicamente raggiungere un intervallo dal 40% al 60% in peso. Questo è sufficiente per essere incluso nel rapporto ESG di un marchio e può anche allinearsi alla direzione degli obiettivi PPWR 2030.

Alcuni brand indipendenti d'oltremare hanno già lanciato tubetti per rossetto in PCR 100%. Ma il loro approccio è undesign monomateriale interamente in plastica senza placcatura, senza alluminio e senza magneti o pesi aggiuntiIn altre parole, hanno rimosso ogni categoria di componenti che il PCR non può realisticamente coprire. Questa strada conferisce un'estetica più semplice e meno premium e privilegia la narrazione della sostenibilità. Se possa funzionare per un prodotto specifico dipende dal posizionamento del marchio.

Quando Sambound sviluppa una soluzione PCR per i clienti del marchio, il metodo è sempre lo stesso: scomporre il tubetto di rossetto per componente. Innanzitutto, definire l'obiettivo ESG, il livello di qualità e aspetto richiesto e la flessibilità di budget. Quindi assegnare le percentuali di PCR componente per componente per guscio, cappuccio e base. Per il meccanismo interno, decidere in base al budget e ai tempi di sviluppo se modificare il percorso con una riprogettazione in PCR-PP o mantenere il POM vergine. Non esiste una risposta univoca alla domanda: "Questo tubetto di rossetto può utilizzare il PCR?". La vera domanda è: "Quanto di ciascun componente il progetto è disposto a destinare al PCR?"

L'integrazione del PCR nei tubetti per rossetto coinvolge molti componenti ed è molto più complessa rispetto aTubetti per LucidalabbraEcco perché il progetto deve decidere quali componenti possono essere affidati per primi al PCR e quali devono rimanere come sono. Maggiore è la disponibilità di un brand a scendere a compromessi, maggiore può essere la percentuale di PCR. Più strettamente deve attenersi all'elettroplaccatura a specchio, ai gusci in alluminio e a una sensazione premium finemente calibrata, minore sarà la percentuale di PCR raggiungibile.