Colaboração entre a Domino e a Sappi
Apresentação
A Sappi é um fornecedor global de produtos à base de fibra, nomeadamente embalagens flexíveis de papel com propriedades de termosselagem integradas e barreiras contra oxigénio, vapor de água, gordura, aroma e óleo mineral.
A Sappi, apercebendo-se das vantagens da codificação a laser para as marcas globais do setor alimentar que necessitem de códigos de qualidade elevada em embalagens de papel de barreira, procurou uma colaboração com a Domino Printing Sciences (Domino) para identificação da melhor solução de codificação.
Foram utilizados os codificadores a laser D-Series da Domino para codificar seis produtos da Sappi, tendo conseguido, em todos os casos, um código nítido e limpo sem afetar as propriedades de barreira.
Informações rápidas
- A Sappi é líder de mercado de papel de barreira para embalagens flexíveis.
- A empresa começou a desenvolver soluções de embalagem inovadoras em 2013, tendo concluído mais de 100 projetos em aplicações como chá, chocolate, cereais e tabaco.
- Os papéis de barreira da Sappi são totalmente recicláveis e foram projetados para cumprir os regulamentos esperados relativamente às embalagens recicláveis, nomeadamente o compromisso da UE em tornar todas as embalagens recicláveis ou reutilizáveis até 2030.
- Os produtos de papel da Sappi são derivados de pasta de madeira proveniente de plantações com gestão responsável e certificadas ao abrigo do PEFC e FSC a 100 km das fábricas.
Enquadramento do projeto
A Sappi desenvolveu uma gama de papéis de barreira para substituir os compósitos de plástico multimaterial não recicláveis. A gama de produtos inclui revestimentos de barreira de base aquosa para proteção contra humidade, oxigénio, aroma, gordura e óleo mineral.
"Os materiais das nossas embalagens foram desenvolvidos para se adequarem a diversos requisitos dos clientes", explica Mike Zywietz, Técnico de aplicação de produto da Sappi. "Quando desenvolvemos uma solução de embalagem inovadora para os nossos clientes, começamos por analisar as exigências em termos de produto e os materiais de embalagem atuais, e posteriormente selecionamos um ou dois papéis de barreira da nossa gama de produtos para testagem."
"Porém, replicar o desempenho é apenas uma pequena porção de todo o cenário. Também pretendemos garantir que os nossos materiais funcionam com as linhas de produção que os clientes têm e que atualmente funcionam com materiais multicamadas", avança Zywietz. Na maioria dos casos, os donos das marcas não conseguem gerir esta mudança sozinhos, e nós pretendemos proporcionar-lhes uma solução para toda a cadeia de valor. Tendo em conta que a colaboração é fundamental para se encontrar a solução certa, a Sappi coopera com as principais empresas de fabrico no sentido de proporcionar as competências mais especializadas nas suas respetivas áreas."
Para desenvolver a nova gama de papéis de barreira, a Sappi procurou colaborar com a Domino para determinar se a codificação a laser seria adequada para os materiais de embalagens finais.
Requisitos de codificação para papéis de barreira
Os papéis de barreira são uma alternativa aos compósitos de plástico em várias aplicações. São exemplos de aplicações típicas:
- sacos de papel com fundo plano para ingredientes secos, como o açúcar e a massa;
- películas para snacks, chocolate e bolos; e
- saquetas e tampas para alimentos frescos e processados.
Os requisitos de codificação exatos variam consoante a aplicação específica do cliente. Todavia, todas as linhas de embalagens de alimentos têm habitualmente de imprimir as obrigatórias datas "consumir de preferência antes de" ou "consumir até", bem como os códigos padrão de lote e produto. Além disso, muitos fabricantes de alimentos e bebidas procuram soluções de codificação mais sofisticadas, como a aplicação de códigos 2D, para facilitar a partilha de dados e a rastreabilidade.
"Notamos um aumento no número de marcas que procuram adicionar códigos 2D às embalagens finais, muitas vezes para facilitar a rastreabilidade dos produtos, mas também como resposta à procura dos consumidores por mais informações sobre a origem dos produtos embalados", explica Zywietz.
"Não é possível acrescentar este tipo de informação ao design original da embalagem, uma vez que as informações constantes nos códigos de rastreabilidade são diferentes para cada lote ou produto individual", continua Zywietz. Com um laser, os nossos clientes podem acrescentar um código 2D precisamente na fase final do processo, sem ser necessário alterar a imagem impressa ou o design da embalagem do produto. É possível acrescentar um código novo ao lado dos códigos obrigatórios em milissegundos e sem custos adicionais."
Como é que a Domino selecionou a solução apropriada?
Os Lasers CO2 são a aplicação a laser mais adequada para as embalagens de papel, pelo que o primeiro passo foi determinar o tipo de laser CO2 mais eficaz. Para identificar o comprimento de onda ideal do laser, os especialistas da Domino realizaram testes espectroscópicos FTIR em seis papéis de barreira diferentes da Sappi para medir a taxa de resposta.
"Utiliza-se a análise espectroscópica para identificar o comprimento de onda do laser que melhor interage com o material da superfície", clarifica o Dr. Stefan Stadler, Líder de equipa da Laser Academy da Domino. "Através desta análise inicial, identificámos o nosso laser de tubo azul CO2 da D-Series como uma solução possível para os papéis de barreira da Sappi."
O gráfico acima mostra a resposta da superfície aos lasers CO2 de tubo azul, preto e vermelho da Domino, sendo que o laser de tubo azul apresentou uma taxa de absorção ligeiramente mais favorável. Uma testagem de adequabilidade mais aprofundada identificou o laser de tubo azul D320i como a melhor solução.
Em testes de qualidade de código, o D320i criou códigos nítidos e claros nos papéis de barreira com mensagens simples, nomeadamente datas de validade e códigos de lote, e designs mais complexos, como gráficos e códigos 2D digitalizáveis.
Como é que a Domino garantiu que o laser não comprometia a integridade do papel?
Os especialistas de laser da Domino criaram imagens microscópicas pós-codificação 3D das amostras do papel de barreira da Sappi para examinar a forma como o código foi criado.
"Podemos utilizar imagens em 3D para verificar a profundidade da gravura do laser e garantir que a superfície não fica perfurada ou comprometida", clarifica Stadler. "As amostras demonstram que o laser CO2 removeu a primeira camada de impressão para criar um código indelével sem gravar com grande profundidade a superfície do material."
"A nossa análise demonstrou que a profundidade total da gravação a laser era mínima, a ~ 6 µm", continua Stadler. "Com base na nossa experiência, é pouco provável que uma marca tão pequena tenha qualquer efeito sobre as propriedades de barreira de uma superfície."
Os materiais codificados foram depois devolvidos para continuarem a ser testados por Alexander Schröder, Técnico de aplicação de produto do centro de I&D da Sappi, para determinar se a codificação a laser afetou as propriedades de barreira dos papéis.
Para verificar as barreiras de oxigénio e vapor de água, a Sappi utilizou analisadores de permeabilidade para medir a taxa de transmissão de vapor de água e a taxa de transmissão de oxigénio nos produtos. Os papéis funcionais foram colocados entre duas câmaras, com gás nitrogénio numa câmara e vapor de ar ou água na outra. Foram utilizados sensores infravermelhos para medir a quantidade de oxigénio ou partículas de água na câmara de nitrogénio ao longo do tempo, para calcular a taxa de transmissão. Utilizou-se um método semelhante para analisar a taxa de transmissão de vapor hexano, no sentido de avaliar as propriedades de barreira contra gordura e óleos minerais.
A Sappi conseguiu determinar se a codificação a laser afetou de algum modo as propriedades de barreira da superfície, e os resultados são apresentados no gráfico abaixo. Os testes da taxa de transmissão confirmaram que o codificador a laser CO2 D-Series da Domino não afetou significativamente as propriedades de barreira de nenhum dos papéis.
Os resultados apresentados nos gráficos são valores normalizados com uma variação de 10%, valor que se considera dentro do intervalo normal. Por exemplo, para medições da taxa de transmissão de oxigénio muito baixas (<3 cc(m².d) [centímetros cúbicos por metro quadrado por dia]), 10% de variação corresponde a apenas 0,3 cc(m².d), o que se encontra dentro de um intervalo de medição normal.
"Ficámos muito bem impressionados com os resultados dos testes de barreira", afirma Zywietz. "Este aspeto, aliado à qualidade e nitidez dos códigos, faz da D-Series da Domino uma escolha adequada para os clientes da Sappi."
A diferença da Domino
Depois do sucesso dos testes nos papéis de barreira da Sappi, um coorte da Sappi foi convidado a visitar a Laser Academy da Domino e a presenciar a testagem de amostras pelos olhos do cliente.
"Foi uma experiência muito positiva para nós", assegura Zywietz. "Tivemos a experiência em primeira mão do processo de codificação dos nossos papéis de barreira e uma demonstração de todo o equipamento de teste e medição utilizado nos testes de rotina de amostras. Os laboratórios estão muito bem equipados."
"A visita demonstrou o benefício de convidar os utilizadores finais a assistir ao processo de testagem de amostras para ajudar a identificar a solução adequada", continua Zywietz. "Temos todo o gosto em recomendar uma visita à Laser Academy da Domino a qualquer um dos nossos clientes de embalagens de alimentos que procurem uma solução de codificação."
Olhar para o futuro
O mercado de embalagens de produtos sustentáveis está em crescimento, e o desenvolvimento de alternativas aos plásticos flexíveis de difícil reciclagem, como é o caso do papel de barreira da Sappi, continuará a verificar-se durante muitos anos.
"O mercado das embalagens flexíveis é enorme. Todavia, muitas das soluções atuais são impossíveis ou muito difíceis de reciclar, pelo que se espera um trabalho significativo para que surjam alternativas sustentáveis", esclarece Ingo Kaiser, Especialista de comunicações de marketing da Sappi.
"Na Sappi, investimos numa nova máquina de revestimento na nossa fábrica em Alfeld, o que nos dará mais flexibilidade, espaço e capacidade para desenvolver novas alternativas sustentáveis às atuais embalagens flexíveis", continua Kaiser. "Continuaremos a colaborar com outros fornecedores para ajudar a facilitar o mais possível a transição para os papéis de barreira que os fabricantes terão de assegurar."
"Esta recente colaboração com a Domino tem sido muito positiva, e esperamos ter muitos mais projetos de sucesso no futuro", conclui.
O projeto com a Sappi é outro excelente exemplo de como a Domino está a trabalhar para auxiliar os fabricantes no seu percurso para a sustentabilidade. Como fornecedor de codificação e marcação, a Domino procura sempre colaborar com fornecedores de embalagens inovadores na identificação de soluções para novos tipos de embalagens sustentáveis.
Se é um fornecedor de embalagens que procura identificar uma solução de codificação e marcação para um novo tipo de embalagem, ou um fabricante que procura explorar novas opções de embalagens sustentáveis, a Domino está aqui para ajudar.
Entre em contacto para saber mais ou para marcar uma visita a um dos nossos espaços avançados de testagem de superfícies.