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Ventajas de la impresión digital en envases de papel barrera apto para alimentos y termosellable

  • Publicado el 17 de Abril de 2023
  • Dieter Finna

Si bien las soluciones de envase flexible seguras para los alimentos y, al mismo tiempo, sostenibles no han sido anteriormente uno de los puntos fuertes de la impresión digital, la tecnología de tóner de Xeikon TITON ha supuesto un avance en esta área de aplicación. Los papeles barrera impresos con tóner seco ofrecen soluciones de envase flexibles que abren nuevas oportunidades. Y llegan exactamente en el momento adecuado porque la presión sobre la industria para ofrecer este tipo de soluciones en impresión digital va en aumento.

La industria del embalaje se enfrenta al enorme desafío de rediseñar sus soluciones de embalaje para una economía circular. Un inventario publicado por Systemic en abril de 2022 muestra que en 2020 solo alrededor del 19 % del volumen de envases en Europa se recicló mecánicamente. Una de las razones de esta baja tasa de reciclaje radica en la gran cantidad de materiales compuestos en uso, que consisten en laminados multicapa de aluminio y plástico. Estas películas compuestas solo se pueden separar en fracciones utilizables con gran esfuerzo y, por lo tanto, generalmente se reciclan térmicamente.

Esta es una de las razones por las que el método más común de eliminación de materiales de envases de plástico en Europa es la recuperación de energía (incineración). En segundo lugar, se encuentra la disposición en vertedero, y solo en tercer lugar se encuentra el reciclaje de materiales. Esta última, sin duda, es la promovida por todos los involucrados como la solución más significativa, manteniendo el ciclo del carbono en marcha y utilizando el carbono actualmente disponible sin agregar nuevo carbono fósil o convertirlo en CO2.

Alrededor del 19 % del volumen de los envases se destinó al reciclaje mecánico en un sistema circular en 2020. (Fuente: extracto de Systemic, Reshaping Plastics, abril de 2022)
Alrededor del 19 % del volumen de los envases se destinó al reciclaje mecánico en un sistema circular en 2020. (Fuente: extracto de Systemic, Reshaping Plastics, abril de 2022)

Para cambiar esta situación y facilitar el reciclaje, se requiere un replanteamiento en el desarrollo de envases. Un enfoque para una solución circular es el uso de laminados monofilm o monofilm de polietileno orientado (MDOPE), sobre los que, según el diseño, se aplica un blanco barrera y un barniz barrera al oxígeno en impresión inversa o frontal. Con esta estructura, se pueden lograr valores notables de tasa de transmisión de oxígeno (OTR) para la impermeabilidad al oxígeno, que ya cubre una amplia gama de requisitos para varios alimentos grasos.

Sin embargo, las soluciones de envase hechas con materiales a base de fibra también están en auge en los envases flexibles y se les asignan nuevas tareas, y no solo por su alta tasa de reciclaje o porque están hechos de recursos renovables. La cartera actual de papeles barrera termosellables se amplía constantemente con todos los fabricantes de papeles especiales conocidos, tanto para aplicaciones alimentarias como no alimentarias. Ahora cubre numerosos requisitos de protección de productos en términos de barreras de vapor de agua, oxígeno y grasa, así como resistencia a la perforación. En combinación con estos papeles de barrera, la impresión digital basada en tóner seco está ganando importancia.

Impresión de envases con tecnología de tóner seco TITON

El hecho de que la impresión digital con prensas de impresión de tóner seco se pueda utilizar para envases flexibles se debe al mayor desarrollo de la tecnología de tóner seco. Xeikon lo introdujo en el mercado con el nombre de “TITON”. En comparación con los tipos de tóner seco convencionales, los papeles barrera que se imprimen con él tienen la resistencia de sellado necesaria cuando el embalaje impreso se cierra en las máquinas llenadoras.

Las capas de tóner seco convencionales tienen una resistencia de sellado insuficiente para su uso en envases flexibles, en contraste con el tóner seco TITON. (Fuente: pack.consult)
Las capas de tóner seco convencionales tienen una resistencia de sellado insuficiente para su uso en envases flexibles, en contraste con el tóner seco TITON. (Fuente: pack.consult)

La resistencia al sellado lograda de esta manera abre el uso de tóner seco en envases flexibles. Y aquí es donde este proceso de tóner puede demostrar una fortaleza general sobre otros sistemas de tinta digital: sus propiedades de seguridad alimentaria, así como su calidad de imagen y no fusión en papel. Si bien el tóner líquido, la inyección de tinta a base de agua o la inyección de tinta UV tienen limitaciones significativas en su compatibilidad con este tipo de aplicaciones, también existe un riesgo muy bajo de migración de alimentos debido a la composición específica de los tóners TITON basada en los pesos moleculares muy altos de los ingredientes utilizados.

Tóner seco TITON

El tóner Xeikon Titon consta de polímeros reticulables, pigmentos, agentes de control de carga y otros aditivos. A diferencia de los tóneres secos convencionales, las moléculas de tóner TITON se pueden reticular con un paso de curado LED adicional, lo que da como resultado pesos moleculares muy altos. Como consecuencia de la etapa de curado, el tóner TITON se vuelve resistente a los esfuerzos mecánicos y térmicos, lo que le da al tóner las propiedades necesarias para su uso en envases flexibles.

Componentes del tóner seco Titon muy ampliados (izquierda) y fusionados en la capa impresa de la resina de poliéster (derecha). (Fuente: Xeikon)
Componentes del tóner seco Titon muy ampliados (izquierda) y fusionados en la capa impresa de la resina de poliéster (derecha). (Fuente: Xeikon)

Después del proceso de creación de imágenes en la imprenta, la imagen en polvo se transfiere al sustrato y las partículas se fijan al sustrato a una temperatura de aproximadamente 110 °C. Las partículas de tóner se derriten y coagulan para formar una película homogénea con un espesor de hasta 4 µm por capa de tóner. Además, el equipo de impresión digital Xeikon CX500t está equipado con una unidad de curado LED. La radiación LED inicia el proceso de reticulación de los polímeros del tóner. Eventualmente, todos los polímeros de tóner TITON se entrecruzan para formar una matriz con propiedades únicas.

Dado que el peso molecular de la capa de tóner y la estructura de la matriz en la que se incrustan los componentes son los factores decisivos para el comportamiento de migración, los componentes de la capa de poliéster son prácticamente inmóviles. Por esta razón, el riesgo de migración del tóner seco es extremadamente bajo. Esto es único en la impresión digital de envases, especialmente porque la capa sólida es completamente inodora y, además, antes de la impresión, completamente sólida y segura de manipular.

La Xeikon CX500t tiene una unidad de curado LED para reticular el tóner TITON. (Fuente: pack.consult)
La Xeikon CX500t tiene una unidad de curado LED para reticular el tóner TITON. (Fuente: pack.consult)

Características adicionales del tóner TITON

Los polímeros curados y reticulados de la capa de tóner no solo la hacen resistente al calor cuando se sella un paquete. También le confieren sus propiedades mecánicas en términos de resistencia al rayado y a la abrasión, así como a la resistencia química. Además, este tóner seco tiene una alta solidez a la luz debido a la elección de los pigmentos. Al mirar el envase impreso, uno nota el brillo aterciopelado de los sólidos resultantes de la superficie cerrada del tóner, lo que significa que no se requiere un recubrimiento decorativo.

Aplicación en envases Flexibles

Con el uso creciente de papeles de barrera en envases flexibles, las posibles aplicaciones de envases impresos digitalmente con tóner seco también están creciendo. El fabricante de pasta Bschüssig en Frauenfeld fue el primer fabricante en Suiza en cambiar sus 33 envases de pasta diferentes a papel barrera. Para su línea de envases ecológicos recientemente agregada, prefirieron la impresión digital ya que era ideal para la producción inicial en el lanzamiento. El envase se imprimió con tóner TITON sobre papel kraft, sin barniz de sobreimpresión. El hecho de que el envase con este diseño no pueda almacenarse en un ambiente húmedo no es un problema para los clientes de Bschüssig. A cambio, pueden desechar el embalaje a través del flujo normal de papel usado después de su uso.

En la línea de envasado verde del fabricante suizo Bschüssig, los fideos se envasan en papel barrera impreso con tecnología de tóner TITON. (Fuente: pack.consult)
En la línea de envasado verde del fabricante suizo Bschüssig, los fideos se envasan en papel barrera impreso con tecnología de tóner TITON. (Fuente: pack.consult)

Para la imprenta de envases ACM en Cremosano, Italia, la razón para imprimir envases digitalmente es la tirada. La empresa está orientada a la producción de bolsas de tiradas cortas. ACM es uno de los primeros en utilizar una prensa Xeikon CX500t para este propósito. Los argumentos de venta clave de la empresa para las bolsas de papel impresas con tóner seco son que son seguras para los alimentos y sostenibles.

Ambos son criterios que se exigen más que nunca en los envases flexibles. Las soluciones de envasado que cumplen estos criterios cubren los requisitos actuales. En impresión digital con tóner TITON, es la tecnología inocua para los alimentos debido a la ausencia de cualquier sustancia líquida de bajo peso molecular (móvil). Y los papeles barrera fabricados con recursos renovables representan la sostenibilidad de la solución de embalaje. En esta combinación, existe un amplio potencial para su mayor desarrollo en envases flexibles.

ACM imprime digitalmente tiradas cortas de bolsas resellables con tóner seco TITON. (Fuente: pack.consult)
ACM imprime digitalmente tiradas cortas de bolsas resellables con tóner seco TITON. (Fuente: pack.consult)

Dieter Finna

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