Présentation
Futamura produit des films en cellulose renouvelables et compostables pour le marché des emballages alimentaires. Sa marque NatureFlex™ est constituée d'une gamme de films d'emballage compostables fabriqués à partir de pulpe de bois écoresponsable.
Domino Printing Sciences (Domino) et Futamura ont travaillé en partenariat pour évaluer l'adéquation du codage laser sur les films compostables NatureFlex, afin de proposer une solution de codage et de marquage spécifique.
Après de premiers tests d'adéquation, le laser CO2 Série D Domino a été utilisé pour coder le film compostable NatureFlex. Résultat : un code blanc propre et net, sans impact sur l'intégrité, la composition chimique ou les propriétés anti-humidité du film d'origine.
En bref
- Fondée au Japon en 1947, Futamura est une marque internationale qui emploie plus de 1 500 personnes à travers le monde. Ses sites de production de films en cellulose sont basés au Japon, au Royaume-Uni et aux États-Unis.
- Les industriels du secteur agroalimentaire utilisent les films NatureFlex de Futamura pour les confiseries, les produits de grignotage, les produits frais, le thé et le café, entre autres.
- Les films NatureFlex sont fabriqués à partir de pulpe de bois issue de plantations gérées de manière écoresponsable.
- Les films NatureFlex sont conformes à toutes les normes internationales en matière de compostage industriel, y compris la norme BS EN13432, et ils sont également certifiés conformes à la norme « OK Compost Home » qui garantit la compostabilité à domicile.
Le contexte
Afin de proposer les meilleures solutions possibles pour coder leurs produits, il faut connaître parfaitement les nouvelles tendances et les tendances émergentes du secteur de l'emballage. À la Domino Laser Academy, basée à Hambourg, les experts Domino étudient et testent en permanence de nouveaux substrats.
« Nous passons beaucoup de temps à analyser les nouveaux matériaux d'emballage, aussi bien sur demande des clients qu'à travers nos propres travaux d'investigation », affirme le Dr. Stefan Stadler, Chef d'équipe à la Domino Laser Academy.
« Actuellement, en raison de la nouvelle réglementation européenne sur les plastiques recyclés, environ 95 % des échantillons d'emballages alimentaires qu'on nous demande de tester sont des plastiques recyclés (PCR) ou recyclables. Nous disposons aujourd'hui de nombreuses solutions pour ce genre de substrat avec nos gammes Série F (laser fibré) et Série U (laser UV).
Mais nous estimons que les demandes portant sur des solutions compostables vont devenir de plus en plus fréquentes au cours des années à venir. Nous voulons donc nous assurer d'être prêts à conseiller nos clients et à leur proposer une solution pour ces nouveaux matériaux. »
Dans cette optique, l'équipe de spécialistes laser Domino a obtenu des échantillons de films en cellulose NatureFlex produits par Futamura afin de déterminer quelle solution de codage laser Domino constituerait la meilleure option pour les industriels qui utilisent ces nouveaux substrats sur leurs lignes de production.
Exigences liées au codage des films compostables
Les films NatureFlex ont été conçus pour les applications d'emballages alimentaires, afin de répondre à la demande croissante d'emballages écoresponsables. Ces films sont conformes à toutes les normes internationales en matière de compostage industriel, y compris la norme BS EN13432, et ils sont certifiés compostables à domicile en vertu de la norme « OK Compost Home ».
Les applications types des films NatureFlex comprennent les produits frais, comme les fruits et les légumes, pour lesquels le film peut aussi servir pour le compostage des restes alimentaires ou des épluchures de légumes. Les films NatureFlex sont aussi largement utilisés pour les aliments qui se conservent à température ambiante, comme les confiseries, le thé et le café, sous forme de revêtement interne à l'intérieur d'un contenant en carton.
Sur les films en plastique classiques, les exigences de codage exactes varient selon les applications. Bien souvent, les codes sont nécessaires uniquement lorsqu'on utilise un film comme élément de l'emballage externe d'un produit. Mais avec les produits compostables comme NatureFlex, une impression directe peut être nécessaire sur les films internes et externes, afin que les marques puissent inclure des instructions destinées aux consommateurs sur le mode de traitement de l'emballage.
« Les marques sont toujours à la recherche de moyens de communiquer avec les consommateurs sur leurs emballages » explique Amaia Cowan, Directrice du développement commercial EMEA chez Futamura UK. « Tous nos films NatureFlex sont certifiés pour prouver qu'ils sont compostables au niveau industriel et au niveau domestique. Bon nombre de nos clients veulent afficher la certification de l'emballage et les informations complémentaires relatives à la mise au traitement des déchets sur le film afin d'informer les consommateurs finaux. »
L'option consistant à coder au laser un message simple sur le film souple NatureFlex est intéressante car la méthode de codage utilisée ne nécessite pas d'ajout d'additifs sur le substrat compostable. Ainsi, le consommateur peut trouver facilement la certification sur l'emballage final.
Comment les experts de Domino ont-ils choisi la solution appropriée ?
Les experts en codage de Domino ont analysé six versions différentes de film compostable NatureFlex pour identifier la solution de codage laser la mieux adaptée, avant de procéder à des tests d'adéquation approfondis.
« Dans un premier temps, nous avons effectué une analyse spectroscopique des substrats pour déterminer quelle longueur d'onde lumineuse interagissait le mieux avec le matériau du substrat. Cela nous a permis d'identifier le type de laser que nous allions tester de manière plus approfondie », explique le Dr Stadler.
« La spectroscopie est une technique d'analyse qui nous renseigne sur la réaction du substrat vis-à-vis du laser. Grâce à cette technique, nous avons identifié les codeurs laser CO2 Série D comme solution possible pour les films compostables NatureFlex. »
L'étape suivante consistait à coder les échantillons. Cette opération a été effectuée en utilisant un des codeurs laser CO2 D120i de Domino.
« Je m'attendais à un résultat similaire à l'effet que l'on obtient avec le codage laser des bouteilles en PET : un code gravé tout en haut du substrat », commente le Dr Stadler. « Mais le laser a eu pour effet de changer la couleur du film, ce qui nous a permis d'obtenir un code blanc propre et net. »
Les films ont ensuite été soumis à d'autres tests d'adéquation pour déterminer la puissance du laser et la vitesse de codage minimum requises pour obtenir un code lisible. Les résultats étaient encourageants. Ils ont révélé que le laser CO2 le moins puissant de Domino, le D120i, était capable de coder le substrat avec une puissance laser de seulement 40 %, même à grande vitesse de production.
« Les applications sur film souple classiques, comme celles utilisées par les clients de NatureFlex, nécessiteront rarement des vitesses de codage maximales. Cependant, d'après nos analyses, les films NatureFlex peuvent être codés efficacement avec le D120i à très grande vitesse de production si nécessaire », confirme le Dr Stadler.
Comment les experts de Domino ont-ils vérifié que le laser ne compromettait pas l'intégrité du film ?
Après avoir été codés avec le D120i, les films NatureFlex ont été analysés à l'aide d'une imagerie microscopique en 3D pour étudier de plus près la manière dont le code était formé.
« Avec ce type d'image en 3D, on peut mesurer la profondeur de la gravure au laser pour vérifier que le substrat n'est pas perforé ni endommagé. Le laser avait un effet moussant sur les films NatureFlex : il entraînait un épaississement du film d'environ 11,5 micromètres dans les zones irradiées. »
L'imagerie microscopique a permis d'établir que la structure du film était intacte, même aux endroits où les vecteurs des lettres ou chiffres individuels se croisaient (par exemple, là où les courbes du B se chevauchent sur l'image ci-dessus), c'est-à-dire les zones ayant été soumises à la plus grande puissance laser).
En plus de l'imagerie microscopique 3D, les échantillons ont également été analysés par spectroscopie FT-IR pour déterminer si le codage laser entraînait ou non des modifications chimiques du matériau. Des échantillons de film NatureFlex codés et non codés ont été soumis à différentes longueurs d'ondes infrarouges et les résultats ont été comparés.
« D'après ces tests, nous pouvons certifier que le code sur le matériau est le résultat d'une modification physique du matériau, et non d'une modification chimique. Le matériau lui-même demeure inchangé », explique le Dr Stadler.
Les matériaux codés ont été remis à Futamura afin de procéder à une évaluation préliminaire des propriétés anti-humidité des films codés. Les données ont montré que le codage avait peu d'impact sur ces propriétés spécifiques.
La différence Domino
« Le codage et le marquage des produits sont importants pour nos clients. Mais cela échappe à notre domaine d'expertise, nous étions donc ravis de collaborer avec une société telle que Domino sur ce projet », raconte Amaia Cowan.
« Nous avons été rassurés par l'approche scientifique adoptée par Domino pour tester et coder les substrats. Ils nous ont fourni les résultats et l'assurance dont nous avions besoin pour confirmer que les codeurs laser CO2 de Domino constituaient une solution adaptée pour nos films compostables. »
La qualité et la netteté des codes font du codage laser sur les films souples NatureFlex un choix idéal pour les industriels de l'agroalimentaire qui veulent créer des codes simples, tels que les dates limites de consommation et les codes de lots, mais aussi des motifs et des messages plus complexes, comme des graphismes et des codes 2D à scanner.
« Les résultats du projet sont très positifs », commente Amaia. « Cette nouvelle méthode de codage va nous permettre d'inclure un message destiné aux consommateurs sur le film lui-même. Puisqu'aucun matériau n'est ajouté aux films compostables, il nous sera facile d'obtenir la certification de l'emballage final. »
Préparer l'avenir avec les lasers Domino
Le projet mené à bien avec Futamura et le film compostable NatureFlex marque une avancée majeure dans le développement du codage laser pour les substrats écoresponsables. Et il illustre parfaitement le travail accompli par Domino pour soutenir ses clients tout au long de leur parcours vers la durabilité.
« Nous voulons rester à la pointe des nouveaux matériaux d'emballage pour continuer à répondre aux besoins de nos clients de tous les secteurs », affirme le Dr Stadler. « Nous avons une vision pour notre Laser Academy : nous voulons en faire un centre d'excellence où nous pourrons investir dans des études scientifiques et dans le codage de nouveaux matériaux, en nous basant sur notre travail de recherche mais aussi sur les demandes directes de nos clients.
Dans le domaine du codage laser, en adoptant une approche scientifique, nous pouvons non seulement accélérer le processus visant à créer des codes à fort contraste, visuellement attrayants, de manière constante et fiable, mais aussi faire en sorte de préserver les propriétés protectrices des emballages. Ce qui présente un énorme avantage pour nos clients. »
Domino est là pour accompagner toutes les entreprises qui envisagent d'utiliser des substrats écoresponsables. Nous pouvons tester des échantillons et fournir des recommandations pour satisfaire à toutes les exigences de codage spécifiques. Domino vous ouvre les portes de sa Laser Academy et de ses autres sites d'essai de pointe pour vous montrer les technologies de Domino et leurs capacités.
Si vous êtes à la recherche de nouveaux substrats durables pour vos produits et si vous souhaitez en savoir plus sur les solutions de codage laser et autres applications de codage et de marquage de Domino, n'hésitez pas à nous contacter.