Resumen
Sappi es uno de los mayores proveedores mundiales de productos de fibra, entre ellos envases de papel flexibles que incorporan propiedades de termosellado y barrera contra la oxidación, el vapor de agua, la grasa, los aromas y el aceite mineral.
Sappi se dio cuenta del atractivo de la codificación láser para las marcas de alimentos internacionales que necesitan códigos de alta calidad en los envases con papel film, por lo que decidió colaborar con Domino Printing Sciences (Domino) para determinar la solución de codificación ideal.
Se utilizaron codificadores láser de la Serie D de Domino para codificar una gama de seis productos diferentes de Sappi y, en todos los casos, se obtuvieron códigos nítidos y de calidad sin que se vieran afectadas las propiedades de barrera.
Datos clave
- Sappi es líder del mercado en papel film para envases flexibles.
- La empresa empezó a desarrollar innovadoras soluciones de envasado en 2013 y ha ejecutado más de 100 proyectos en aplicaciones relacionadas con el té, el chocolate, los cereales y el tabaco.
- El papel barrera de Sappi es totalmente reciclable y se ha diseñado para cumplir los reglamentos futuros sobre envases reciclables, incluidos los compromisos de la UE de conseguir que todos los envases sean reciclables o reutilizables de aquí a 2030.
- Los productos de papel de Sappi provienen de pasta de madera procedente de plantaciones con las certificaciones FSC y PEFC gestionadas de forma responsable y situadas a menos de 100 km de las plantas de fabricación.
Antecedentes del proyecto
Sappi ha desarrollado una gama de papeles barrera para sustituir a los tradicionales compuestos plásticos de varios materiales que no se pueden reciclar. Este catálogo de productos incluye revestimientos barrera con base agua que protegen contra la humedad, la oxidación, los aromas, la grasa y el aceite mineral.
«Nuestros materiales de envasado se han diseñado para ajustarse a los diversos requisitos de los clientes», declara Mike Zywietz, ingeniero de aplicaciones de productos de Sappi. «Cuando desarrollamos una solución de envasado nueva e innovadora para nuestros clientes, primero estudiamos las demandas del producto y el material de envasado actual, y seleccionamos uno o dos papeles barrera de nuestro catálogo para proceder con las pruebas».
«Sin embargo, reproducir el rendimiento es tan solo una pequeña parte. También pretendemos asegurarnos de que nuestros materiales funcionan en las líneas de producción existentes de los clientes, que actualmente emplean materiales de varias capas», señala Zywietz. «En la mayoría de los casos, los propietarios de las marcas no pueden gestionar el cambio por sí mismos; de ahí que tratemos de proporcionarles una solución para toda la cadena de valor. La colaboración es fundamental para encontrar la solución perfecta, por eso Sappi coopera con los principales fabricantes para poner a su disposición los mejores conocimientos técnicos en sus campos».
Cuando se trató de desarrollar la nueva gama de papel film, Sappi solicitó la colaboración de Domino para determinar la idoneidad de la codificación láser para los materiales de envasado acabados.
Requisitos de codificación para el papel film
Los papeles barrera de Sappi son una alternativa a los compuestos de plástico en diversas aplicaciones. Entre las aplicaciones habituales figuran:
- bolsas de fondo plano para ingredientes deshidratados como el azúcar y la pasta;
- retractilados para aperitivos, chocolate y confitería; y
- bolsas y tapas para alimentos frescos y procesados.
Los requisitos exactos de la codificación varían en función de la aplicación específica del cliente; sin embargo, todas las líneas de envases de alimentos normalmente requieren la impresión de las fechas de caducidad y consumo preferente obligatorias, así como los códigos de lote y producto habituales. Además, muchos fabricantes de alimentos y bebidas barajan actualmente el uso de soluciones de codificación más sofisticadas, que comprenden la aplicación de códigos 2D para facilitar el intercambio y la trazabilidad de los datos.
«Estamos notando un incremento en el número de marcas que se plantean añadir códigos 2D a sus envases acabados, a menudo con el fin de facilitar la trazabilidad de los productos, aunque también como respuesta a la demanda de los consumidores de más información sobre el origen de los productos envasados», señala Zywietz.
«No es posible añadir este tipo de información como parte del diseño del envase original, ya que los códigos de trazabilidad necesitan información nueva para cada lote o producto individual», prosigue Zywietz. «Con un láser, nuestros clientes pueden incorporar un código 2D al final del proceso, sin necesidad de hacer cambios en la imagen impresa o el diseño del envase del producto: se puede añadir un código nuevo junto a los códigos obligatorios en cuestión de milisegundos sin coste adicional».
¿Cómo eligió Domino la solución más adecuada?
Como los láseres CO2 son el sistema más adecuado para los envases de papel, el primer paso consistió en determinar qué tipo de láser CO2 sería más eficaz. Para identificar la longitud de onda del láser ideal, los especialistas de Domino realizaron un análisis con un espectrómetro de infrarrojos con transformación de Fourier a seis papeles film diferentes de Sappi para medir la tasa de respuesta.
«El análisis espectroscópico se utiliza para identificar la longitud de onda del láser que tiene mejor interacción con el material del sustrato», declara el Dr. Stefan Stadler,Team Lead en la Academia de Láser de Domino. «Tras este análisis inicial, identificamos a nuestro láser CO2 de tubo azul de la Serie D como la posible solución para los papeles film de Sappi».
En el gráfico que figura más arriba se indica la respuesta del sustrato a los láseres CO2 de tubo azul, negro y rojo de Domino, donde el láser de tubo azul presenta una tasa de absorción ligeramente más favorable. En posteriores pruebas de idoneidad se determinó que el láser D320i de tubo azul era la solución óptima.
En las pruebas de calidad del código, el D320i creó códigos nítidos y claros en los papeles film para mensajes simples, como la fecha de consumo preferente y los códigos de lote, y diseños más complejos, entre ellos gráficos y códigos 2D escaneables.
¿Cómo garantizó Domino que el láser no perjudicara la integridad del papel?
Los especialistas en láser de Domino crearon imágenes 3D microscópicas tras la codificación de las muestras de papel film de Sappi para examinar la formación del código.
«Podemos usar las imágenes 3D para calcular la profundidad del grabado láser y comprobar que el sustrato no se haya perforado o dañado», señala Stadler. «Estas muestras indican que el láser CO2 eliminó la capa superior de la impresión para crear un código indeleble sin grabar con demasiada profundidad la superficie del material».
«Nuestro análisis demostró que la profundidad total del grabado del láser fue mínima, de unos 6 µm», prosigue Stadler. «Según nuestra experiencia, es poco probable que un grabado tan mínimo tenga algún efecto en las propiedades barrera de un sustrato».
A continuación, los materiales codificados se devolvieron para que Alexander Schröder, ingeniero de aplicaciones de productos del centro de I+D de Sappi, los sometiera a pruebas adicionales con el fin de determinar si la codificación láser afectaba a las propiedades barrera del papel.
Para comprobar la protección contra la oxidación y al vapor de agua, Sappi utilizó analizadores de la permeabilidad para medir la tasa de transmisión de vapor de agua y la tasa de transmisión de oxígeno para los productos requeridos. Los papeles funcionales se colocaron entre dos cámaras, con gas nitrógeno en una cámara y aire o vapor de agua en la otra. Se utilizaron sensores de infrarrojos para medir la cantidad de oxígeno o de partículas de agua en la cámara de nitrógeno con el paso del tiempo a fin de calcular la tasa de transmisión. Se empleó un método similar para comprobar la tasa de transmisión del vapor de hexano con miras a examinar las propiedades de barrera a la grasa y al aceite mineral.
Sappi pudo determinar si la codificación láser tenía algún efecto en las propiedades de barrera del sustrato. Los resultados se muestran en el gráfico siguiente. Las pruebas de tasa de transmisión constataron que el codificador láser CO2 de la Serie D de Domino no afectaba significativamente a las propiedades de barrera de ninguno de los papeles.
Los resultados que se muestran en los gráficos son valores normalizados con una variación del 10 %, lo cual se considera dentro del rango normal. Por ejemplo, para mediciones de tasa de transmisión de oxígeno muy bajas (<3 cc(m².d) [centímetros cúbicos por metro cuadrado al día]), una variación del 10 % supone únicamente un 0,3 cc(m².d), una cifra que está dentro de un rango de medición normal.
«Nos impresionaron mucho los resultados de las pruebas de las propiedades de barrera», afirma Zywietz. «Esto, junto con la calidad y la claridad de los códigos, convierte a la Serie D de Domino en una elección acertada para los clientes de Sappi».
El factor diferenciador de Domino
Tras el éxito de las pruebas realizadas al papel barrera de Sappi, se invitó a algunos empleados de Sappi a que visitaran la Academia de Láser de Domino y experimentaran por su cuenta las pruebas en muestras.
«Fue una experiencia muy positiva para nosotros», dice Zywietz. «Vimos de primera mano el proceso de codificación de nuestros papeles film y una demostración de todos los equipos de pruebas y medición empleados en los ensayos con muestras habituales; los laboratorios están muy bien equipados».
«La visita demostró el beneficio de invitar a los usuarios finales a experimentar el proceso de pruebas con las muestras para ayudar a identificar la solución correcta», continúa Zywietz. «Nos gustaría recomendar una visita a la Academia de Láser de Domino a cualquiera de nuestros clientes de envases de alimentos que tenga interés por una solución de codificación».
Una mirada al futuro
El mercado de los envases de productos sostenibles está creciendo, y es probable que en los próximos años siga habiendo más avances en las alternativas a los plásticos flexibles difíciles de reciclar, como el papel barrera de Sappi.
«El mercado de los envases flexibles es enorme, aunque, actualmente, muchas soluciones son imposibles o muy difíciles de reciclar, y se necesita mucho trabajo para proporcionar alternativas sostenibles», afirma Ingo Kaiser, especialista en comunicaciones de marketing de Sappi.
«En Sappi, vamos a invertir en una nueva máquina de revestimiento para nuestra planta de fabricación de Alfeld, que nos ofrecerá más flexibilidad, espacio y capacidad para desarrollar nuevas alternativas sostenibles a los actuales envases flexibles», prosigue Kaiser. «Seguiremos colaborando con otros proveedores para facilitar tanto como nos sea posible la transición de los fabricantes al papel film».
«Esta reciente colaboración con Domino ha sido muy positiva, y esperamos tener muchos más proyectos exitosos con ellos en el futuro», concluye.
El proyecto con Sappi es otro ejemplo excelente de la labor que lleva a cabo Domino para ayudar a los fabricantes en su recorrido hacia la sostenibilidad. Domino, como proveedor de servicios de codificación y marcaje, siempre está dispuesto a colaborar con proveedores de envases innovadores para identificar soluciones que se ajusten a nuevos tipos de envases sostenibles.
Si es un proveedor de envases que quiere identificar una solución de codificación y marcaje para un nuevo tipo de envase, o un fabricante con la intención de explorar nuevas opciones de envases sostenibles, Domino está a su disposición.
Póngase en contacto para obtener más información o para concertar una visita a uno de nuestros centros de pruebas avanzadas en sustratos.