Il polietilene ad alta densità (HDPE), come polimero di base, ha una resistenza naturale limitata alle radiazioni ultraviolette (UV). Nella sua forma non messa in scena o traslucida, HDPE può consentire la trasmissione parziale di raggi UV, specialmente nelle gamme UVA (320–400 nm) e UVB (280–320 nm). Ciò può portare a un graduale degrado dei contenuti sensibili ai raggi UV come oli essenziali, prodotti farmaceutici, agrochimici o alcuni ingredienti per la cura personale. Inoltre, un'esposizione UV prolungata può anche influire sul materiale HDPE stesso, causando fragilità, chalking di superficie o scolorimento. Le bottiglie a forma di HDPE utilizzate in applicazioni sensibili ai raggi UV richiedono in genere miglioramenti per mitigare questa limitazione.
Per migliorare le prestazioni di schermatura UV di Bottiglie a forma di HDPE , i produttori incorporano spesso stabilizzatori UV o additivi che assorbono UV durante la fase di composizione della formulazione della resina. Gli additivi comuni includono stabilizzatori di luce ammina ostacolati (HALS) e assorbitori UV basati su chimici benzotriazolo o benzofenone. Questi additivi sono progettati per assorbire le radiazioni UV dannose o neutralizzare i radicali liberi generati dall'esposizione UV, proteggendo così sia la bottiglia che il suo contenuto. L'efficacia di questi additivi dipende dalla concentrazione, dalla qualità della dispersione e dalla compatibilità con la resina di base. L'uso di additivi UV può essere particolarmente importante nelle applicazioni in cui la durata della conservazione e la stabilità del prodotto sono direttamente influenzate dall'esposizione alla luce.
Il colore della bottiglia a forma di HDPE influisce significativamente sulle sue proprietà della barriera UV. La pigmentazione - in particolare l'uso di black di carbonio o biossido di titanio - può aumentare drasticamente l'opacità e ridurre la trasmissione UV. Ad esempio, le bottiglie HDPE nere offrono una schermatura UV quasi completa, rendendole ideali per contenuti altamente sensibili. Le bottiglie di HDPE di colore ambra sono anche comunemente utilizzate per una protezione UV moderata, in quanto possono bloccare efficacemente le radiazioni UVB consentendo una trasmissione di luce visibile minima. Al contrario, le bottiglie di HDPE e color pastello naturali (non depigmentate) forniscono una resistenza UV molto più bassa e sono generalmente adatte solo a prodotti che non sono sensibili alla luce.
Lo spessore delle pareti della bottiglia a forma di HDPE contribuisce direttamente alla sua capacità di schermatura UV. Le pareti più spesse riducono la penetrazione della luce e se combinate con pigmenti bloccanti UV ben dispersi, forniscono una protezione maggiore. Tuttavia, l'incoerenza nello spessore della parete, come sezioni sottili vicino al collo, alla base o alla maniglia, può diventare punti deboli per l'ingresso UV. Pertanto, durante la progettazione della bottiglia e il processo di stampaggio del soffiaggio, lo spessore della parete uniforme deve essere controllato per garantire una protezione UV completa. La dispersione dei pigmenti deve essere coerente in tutta la matrice polimerica per evitare la trasmissione della luce localizzata.
Per le applicazioni di imballaggio che richiedono livelli elevati di protezione UV senza compromettere l'estetica o il marchio, è possibile produrre bottiglie a forma di HDPE multistrato utilizzando tecniche di coestrusione. Questi tipicamente sono costituiti da uno strato interno (che può essere bloccante o scavenging UV), uno strato di barriera media (come EVOH o HDPE nero) e uno strato decorativo o stampabile esterno. Questa struttura consente ai produttori di combinare i requisiti funzionali e visivi in una sola bottiglia. Le bottiglie coestruse sono particolarmente vantaggiose per i prodotti di alto valore, come sieri cosmetici o prodotti farmaceutici, dove sia l'aspetto che la conservazione sono fondamentali.
Per quantificare la protezione UV, le bottiglie a forma di HDPE possono essere sottoposte a test di invecchiamento accelerati standard del settore. I metodi di prova comuni includono ASTM G154 (esposizione ai raggi UV fluorescenti) e ISO 4892 (agenti atmosferici artificiali). Questi test simulano un'esposizione prolungata alle radiazioni UV e valutano l'impatto sulle proprietà dei materiali, sulla stabilità del colore e sulle prestazioni protettive. Per le bottiglie piene di liquido, ulteriori test possono includere studi sulla fotostabilità del contenuto: monitoraggio della degradazione del principio attivo o spostamento del colore dopo l'esposizione. Questi risultati dei test forniscono dati misurabili sull'efficacia della schermatura UV della bottiglia e sono in genere richiesti per la conformità normativa nei settori farmaceutico, cosmetico e degli imballaggi alimentari.
