Lab life: revolutionaire R&D in Neder-Over-Heembeek

INEOS NOH als drijvende kracht achter een revolutionaire flexibele verpakking INEOS is de eerste harsproducent die investeert in filmblaasapparatuur gekoppeld aan een MDOeenheid (Machine Direction Orientation). Dankzij dit nieuwe instrument kon het onderzoekscentrum van INEOS in Neder-Over-Heembeek een staande zakverpakking in monomateriaal ontwikkelen dat voor meer dan 95% uit polyethyleen bestaat en volledig recycleerbaar is. Er werd ook een tweede rigide MDO-monomateriaalrol gemaakt met meer dan 50% plasticafval, een absolute primeur op de markt. Wat daar zo bijzonder aan is? Ontdek de labo's en volg met ons mee de film van de ontwikkeling van de nieuwe verpakkingsfolie in Neder-Over-Heembeek.

14

01

Onderzoekslaboratorium

Een laagje circulariteit

Éléonore Triffaux is Technical Service & Development Engineer en werkt al zeven jaar bij INEOS O&P. Ze maakt deel uit van het team dat projecten rond circulariteit ontwikkelt. Met name onderzoek naar flexibele polyethyleenverpakkingen.

Sinds ze in 2016 bij INEOS aan de slag ging, is het landschap van de plasticsector en meer bepaald van de flexibele plasticverpakkingen volledig veranderd als gevolg van milieuoverwegingen en Europese regelgeving zoals de PPWRverordening (Plastic Packaging Waste Regulation).

Tegen 2030 moeten alle verpakkingen recycleerbaar zijn en daartoe moeten ze voldoen aan de recycleerbaarheidscriteria.

“Als je een verpakking ziet, zie je niet dat die uit meerdere lagen bestaat.

In feite hebben al die verschillende lagen specifieke functies: stijfheid, transparantie, bedrukbaarheid, verzegeling, barrière ... En om elk van deze kwaliteiten te benutten, combineren we verschillende materialen.

Bovendien zijn er nog bijkomende lagen nodig om al die lagen compatibel te maken.

Maar dat was vroeger. Sinds 2019 is het concept van de circulaire economie steeds belangrijker geworden. Een van de initiatieven was CEFLEX (Circular Economy for FLEXible packaging).

Dat had onder meer als taak om regels op te stellen om recycleerbare verpakkingen te creëren. Polyethyleen heeft zich dan ook ontpopt tot een van de beste monomaterialen vanwege zijn intrinsieke kwaliteiten en omdat de recyclageketen reeds aanwezig was."

De investering van INEOS in een filmblaaslijn in combinatie met een MDO-eenheid (Machine Direction Orientation) past perfect in de context van circulariteit en monomateriaal. Deze technologie om polymeerfolies te verhitten en uit te rekken verhoogt immers de stijfheid en vervangt bijgevolg de BOPET-folie in flexibele verpakkingen. Dat draagt bij tot de ontwikkeling van recycleerbare monomateriaalfolies zoals het model dat door INEOS werd ontwikkeld.

Dit nieuwe ontwikkelingsinstrument speelt ook een rol in de verwerking van gerecycleerde materialen in verpakkingen zoals beschreven in de nieuwe Europese regelgeving.

De MDO-film, die voor meer dan 50% uit plastic afval bestaat, werd op basis van Recycl-INhybriden ontwikkeld door het team van INEOS O&P, waarbij diverse onderzoeksprojecten in deze innovatie werden geïntegreerd. De hybride Recycl-IN-harsen bestaan uit minimaal 50% gerecycleerde materialen en een nieuw materiaal, booster genaamd, waarmee een hybride wordt verkregen met eigenschappen die vergelijkbaar zijn met de virgin harsen, waardoor ze kunnen worden gebruikt in kritische toepassingen zoals de MDO-folie.

15

02

Laboratorium voor katalyse en polymerisatie

Hars-booster, polymerisatierecepten ...

Een woordje uitleg is ongetwijfeld op zijn plaats!

Het polymerisatielaboratorium staat aan het begin van het hele proces. Chemicus Robin Peters, goed voor 20 jaar anciënniteit, wacht ons op om ons het ontwikkelingsproces van zo’n hars uit te leggen.

Robin werkt in het laboratorium en heeft de leiding over een soort minifabriek om kleine hoeveelheden polymeer (500 g -1 kg) te maken, die dan geanalyseerd worden om na te gaan of hun eigenschappen aan de gewenste eisen voldoen. Op basis van de eerste resultaten herhaalt Robin de tests indien nodig en optimaliseert hij de polymerisatieparameters (temperatuur, druk, enz.) tot hij een product verkrijgt dat aan de eisen voldoet.

“Bij de ontwikkeling van deze boosterhars voor de productie van hybride harsen om verpakkingen te maken, werden verschillende katalysatoren en verschillende polymerisatierecepten getest om het optimale platform en de beste productieomstandigheden te selecteren.”

Het katalyselaboratorium van INEOS O&P staat aan de top op het gebied van de synthese van katalytische platformen. In die hoedanigheid bracht Robin onder meer drie maanden door in de onderzoekslaboratoria van de universiteit van Luik om de productieprocessen van de katalysatoren te verbeteren en te optimaliseren.

Aanvankelijk was het een complexe taak, maar het resultaat van deze samenwerking tussen lokale expertises overtrof alle verwachtingen.

“Na drie maanden van onderzoek en ontwikkeling werden nieuwe, efficiëntere productiemethoden voor katalysatoren ontwikkeld.”

Een woordje uitleg P O LY M E E R

Stof die bestaat uit moleculen en die wordt gekenmerkt door de veelvuldige herhaling van een basismolecule, monomeer genaamd.

Voor polypropyleen (PP) is de basiseenheid propyleen, terwijl dat voor polyethyleen (PE) ethyleen is. Het industriële polymerisatieproces maakt gebruik van een katalysator om duizenden eenheden gecontroleerd aan elkaar te kunnen binden tot een lange keten.

VISCOSITEIT

Toestand van wat stroperig, plakkerig is.

Weerstand van een vloeistof tegen het verschuiven van de ene laag ten opzichte van de andere.

MDO

Dit staat voor 'Machine Direction Orientation', een technologie om een folie in de extrusierichting uit te rekken door een opeenvolging van verwarmde rollen.

16

03

Analyse­ laboratorium

Onder het oog van de microscoop en van Jacynthe Regout Om ontwikkelingen vooruit te helpen en te valideren hebben onderzoekers analyses en data nodig. Jacynthe, al 23 jaar verantwoordelijk voor analyses met infraroodspectrometrie en laborante bij INEOS O&P Neder-Over-Heembeek, neemt dit samen met haar collega’s op zich.

DICHTHEID

De kwaliteitscontroles van polyethyleen omvatten een dichtheidsmeting. Door de dichtheid te meten kan men het kristalgehalte schatten (direct gerelateerd aan de stijfheid van het materiaal).

Meestal gebeurt deze meting met behulp van een hydrostatische weegschaal en een polyethyleenbolletje, gegoten onder bepaalde temperatuur- en drukomstandigheden.

R E O LO G I E

Reologie kenmerkt het gedrag van een polymeer in gesmolten toestand. Deze karakteriseringstechniek geeft inzicht in het gedrag van een polymeer tijdens de toepassing ervan.

“Voor dit nieuwe project voor een filmblaasleiding ontwikkelde het laboteam microscopische infraroodtechnieken die het mogelijk maken om de verschillende lagen van een folie nauwkeurig te analyseren en te identificeren. Dat resulteert in volledigere informatie dan voorheen, die bijzonder waardevol is voor onderzoekers.

Daarnaast heeft het laboratorium in het kader van dit project ook reologie- en massadichtheidsanalyses uitgevoerd, die belangrijke kenmerken zijn in de uitvoeringsfase door afblazen.

Deze maatregelen zorgen ervoor dat het product voldoet aan de eisen van onze klanten."

EEN BOEIEND PROJECT!

“De ontwikkeling van deze monomateriaalfolie is erg interessant en motiverend. We hebben elke dag verpakkingen nodig. Werken aan polymeren op basis van gerecycleerde en recycleerbare materialen is een eervolle activiteit en noodzakelijk voor de toekomst.”

17

Duurzaam interessant!

04

Proceslaboratorium Monomateriaalverpakking met meerdere eigenschappen De uitdaging? Recycleerbaarheid bereiken door de voordelen van diverse materialen te combineren met alleen polyethyleen. Hoe doe je dat? We trekken naar een ander labo om de vraag te stellen aan Éric Melchior, Technical Leader voor de folie-applicatie.

We kunnen gerust stellen dat Éric de site van NOH goed kent want hij is er al bij bij de start van INEOS O&P in 2006. Sinds 2019 zijn er steeds meer projecten rond de circulaire economie gekomen, die van dichtbij begeleid worden door het implementatielaboratorium. In deze context opent de investering in de proeflijn met MDO-eenheid (Machine Direction Orientation) nieuwe perspectieven op het gebied van innovatie en vormt ze een wereldprimeur voor harsproducenten.

18

De ontwikkeling van monomateriaalfolie op basis van gerecycleerde materialen vermindert de koolstofvoetafdruk van de verpakkingen.

En door slechts één polymeer te gebruiken bij de productie van deze folie wordt de folie recycleerbaar.

INEOS R&D in NOH werkt aan tal van oplossingen om de duurzaamheid en kwaliteit van polymeren in flessen, kurken, verpakkingen, auto's, medische apparatuur ... te optimaliseren en te verbeteren.

“In het kader van het project 'stand-up pouches' doen we aan folie-extrusie. We laten ze minstens 24 uur rusten in een lokaal op 23° met een relatieve vochtigheid van 50%.

Daarna worden ze beoordeeld op tractie, lassen, scheuren ... kortom, op alle vlakken.”

I N É É N R I C H T I N G : D I E VA N D E TO E KO M ST

"De nieuwe MDO-PE-hars is gemaakt van polyethyleen met hoge dichtheid die in één richting is gericht om een grotere stijfheid en een grotere transparantie te verkrijgen. Om een zakje te vormen, wordt een tweede verzegelbare polyethyleenfolie gelamineerd om hoogwaardige lasnaden te garanderen. Een goede lasverbinding is essentieel om de integriteit van de verpakte producten te behouden, vooral als deze folie ook bestemd is voor voedselverpakking.

Met onze recycleerbare monomateriaalfolie worden dezelfde eigenschappen gereproduceerd als we voorheen hadden met een mix van diverse materialen. MDO-PE is een monocomponent, maar biedt een groot ontwikkelingspotentieel en tal van toepassingsmogelijkheden voor de toekomstige behoeften van onze klanten."

05

Afdeling Productregelgeving “Product Stewardship”

Respectvol over de hele lijn Naast de naleving van nauwkeurige technische en mechanische criteria en de eisen van de klanten, moet deze nieuwe polyethyleenfolie voldoen aan steeds veranderende normen en reglementeringen. Dat is de missie van Colombe Vendeuvre, sinds 2,5 jaar Product Steward bij INEOS O&P. "We zorgen ervoor dat onze producten voldoen aan de gezondheids- en milieuvoorschriften. Vervolgens leveren we reglementaire certificaten af voor meer dan 450 graden die verschillende toepassingen dekken: contact met voedingsmiddelen, medische producten, auto's, cosmetica ...

Vandaag hebben veel projecten betrekking op circulariteit en duurzame ontwikkeling, in het bijzonder de integratie van gerecycleerde kunststoffen in onze polymeermaterialen.”

A N T I C I P E R E N E N V E R D E R G A A N DA N DE NORMEN EN REGLEMENTERINGEN

"Vaak vragen onze klanten ons om verder te gaan dan de officiële normen. Met MDO-PE hanteren we dezelfde aanpak en proberen we een niveau van recyclage en recycleerbaarheid te bereiken dat de toekomstige regelgeving overstijgt."

Van leverancier van grondstoffen naar leverancier van oplossingen Deze paradigmaverschuiving, veroorzaakt door de snelle opkomst van de circulaire economie, heeft alle actoren in de productieketen – transformatoren, merken en detailhandelaars – ertoe aangezet om partners te worden in de ontwikkeling, vervolmaking en productie van flexibele kunststofverpakkingen. Daarvoor hebben we geavanceerde instrumenten en machines nodig, die tests op ware schaal kunnen uitvoeren voor onze klanten. Dat is precies wat de meerlaagse MDO-lijn van Hosokawa Alpine doet, die de INEOS O&P-vestiging in NOH heeft aangekocht om samen met zijn klanten oplossingen te ontwikkelen. Zo kunnen zij ze rechtstreeks op hun eigen productielijnen toepassen.

Het gaat om een hoogtechnologische uitrusting die miljoenen euro's aan investeringen in Brussel vertegenwoordigt en die in de handen van de erkende experts en onderzoekers van de site van INEOS NOH een echte gamechanger is, zowel voor onze klanten als voor het milieu. Deze nieuwe lijn voor de ontwikkeling van verpakkingsproducten in flexibele monomateriaalfolie zou ertoe kunnen bijdragen dat jaarlijks ongeveer een miljoen ton afval wordt vermeden.

19