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La technologie de co-injection existe depuis plus de trois décennies, mais elle s'est récemment transformée en une alternative courante pour les fabricants de transformation des matières plastiques. Alors que les demandes des consommateurs continuent d’évoluer et que les normes gouvernementales de conformité en matière de durabilité pour les plastiques deviennent de plus en plus difficiles à respecter avec le moulage par mono-injection standard, l’alternative de co-injection attire l’attention des fabricants du monde entier.

Milacron a été le pionnier de la technologie de co-injection dès les années 1990. Avant que la co-injection ne soit utilisée dans l’industrie agroalimentaire, ces transformateurs utilisaient une monocouche de matériaux spéciaux et coûteux incorporant des barrières réduisant la perméation des gaz, de l’humidité ou de la lumière afin de prolonger la durée de conservation des produits. Grâce à la co-injection, ces barrières hautes performances sont minimisées et injectées dans la couche centrale pour représenter moins de 2 % du poids total de la pièce. Cela génère non seulement des économies significatives, mais permet également aux pièces moulées par injection de réintégrer le flux de recyclage.

Actuellement, l'industrie de l'emballage industriel répond aux demandes des clients en utilisant cette alternative de co-injection en réponse au prochain Pacte américain sur le plastique qui intègre quatre objectifs concernant les déchets plastiques prévus pour 2025. Une large gamme de matériaux d'emballage peuvent désormais être co-injectés pour incorporer la PCR ou rebroyer les matériaux dans la couche centrale.

Lorsque l'apparence extérieure d'une pièce moulée est d'une importance cruciale, les fabricants utilisent la co-injection pour remplir la couche centrale de la pièce avec de la résine PCR (ou rebroyée) tout en conservant l'attrait de la couche externe en utilisant de la résine vierge.

La co-injection est la capacité d’injecter un matériau entre un autre sous forme d’une couche interne entièrement encapsulée. Il s'agit de l'injection simultanée de deux matériaux dans un seul flux de fusion à trois couches. La façon la plus simple d’envisager ce processus est le « moulage en sandwich ». Avec la co-injection, différents polymères sont injectés dans le même moule pour produire un effet sandwich. Un matériau de peau au niveau du flux de fusion supérieur et inférieur (généralement vierge), et un flux de fusion de matériau de noyau, sont moulés ensemble. En termes simples, la co-injection produit une pièce en plastique avec une peau extérieure et un « noyau » intérieur moulés en un seul.

Dans les applications d'emballage d'aliments ou de boissons, le matériau de la peau (couche en contact avec les aliments) est généralement une résine vierge standard, tandis que le noyau est généralement une résine dotée de propriétés barrières qui empêchent l'oxygène, le dioxyde de carbone ou l'humidité de passer à travers les parois du récipient.

Le placement correct de cette paroi barrière dans les emballages alimentaires et de boissons est essentiel, et c'est pourquoi la co-injection est une option si viable pour cette application. « Généralement, le matériau barrière ne représente intentionnellement qu’un très faible pourcentage de l’ensemble du conteneur en raison du coût élevé du matériau barrière. Le placement dans la paroi latérale doit être contrôlé avec précision », a déclaré Andy Stirn, directeur général des systèmes avancés chez Milacron, un équipementier titulaire dans la fabrication et la distribution d'équipements et de solutions de transformation des matières plastiques.

Un système de barrière de co-injection efficace peut offrir la même efficacité de production en grand volume et les mêmes temps de cycle qu'une pièce moulée par injection monocouche standard grâce à une injection simultanée. Grâce aux progrès réalisés en matière de résine et de matériaux de couche barrière, une excellente clarté peut toujours être obtenue pour les propriétaires de marques qui souhaitent un emballage transparent pour leur application de biens de consommation.

Une cellule de machine de co-injection pourrait comprendre une machine de moulage par injection multi-matériaux avec au moins deux barillets. Milacron propose cela en option pour les nouvelles machines, ou une machine standard à un coup peut être mise à niveau avec une unité d'injection auxiliaire secondaire E-Multi™ de Mold-Masters.

Un autre composant proposé par Mold-Masters qui peut être essentiel dans le processus de co-injection est l'intégration des canaux chauds. Une application efficace de canaux chauds applique non seulement un contrôle précis et simultané du flux de fusion, mais garantit également un séquencement d'injection approprié – un processus essentiel dans l'emballage alimentaire, où le matériau central doit être enfermé.