Empaque y etiqueta: una sola pieza

Tradicionalmente, la decoración y adición de información sobre un producto se realizan en una fase posterior al moldeo de la pieza, con procedimientos de impresión y etiquetado. Sin embargo, en los últimos años se han dado grandes pasos en las tecnologías de transformación, y se observa una marcada tendencia a integrar el proceso de decoración al proceso de moldeo por inyección. Es así que la técnica de etiquetado dentro del molde, oIn-Mold Labeling(IML) está ganando cada vez más presencia en la producción de artículos plásticos, sobre todo en el sector de envases.

La elección del IML para los envases alimentarios viene motivada por varios factores: un diseño más atractivo e impactante del producto, la inclusión de códigos de barras, y el cumplimiento de la normativa legal en materia de información sobre alimentos. Con una etiqueta impresa es posible incluir información mucho más detallada; y si además la etiqueta hace parte del envase, se asegura que no podrá ser removida sin dañar la integridad del producto.

Actualmente el 40% de los nuevos empaques que se hacen en Europa emplean la tecnología IML, y se proyecta que ésta tendrá un crecimiento del 20% anual. En Estados Unidos la tasa de crecimiento ronda el 9%. Husky, proveedor de sistemas completos de IML, asegura que la demanda global de este tipo de soluciones está creciendo a tasas de dos dígitos, y que el principal motor de crecimiento es la habilidad de los contenedores de diferenciar productos con mejor calidad en la decoración. La empresa sostiene que en algunos casos, el etiquetado dentro del molde ha incrementado el volumen de ventas de un producto en más de 30%.

¿Cuáles son las ventajas del IML?
La tecnología de etiquetado en el molde ofrece una gran cantidad de ventajas, en comparación con los procedimientos de impresión y etiquetado convencionales:

• El IML ofrece una decoración de alta calidad y colores brillantes, que se puede realizar con films impresos tanto en offset como en flexograbado. No existe un límite en la cantidad de colores que pueden ser usados.
• La impresión del fondo del recipiente (p.ej. con el código EAN) es cada vez más importante. La técnica IML permite decorar en un solo paso las cinco superficies exteriores del recipiente.
• El método IML puede mejorar el efecto barrera del contenedor, aplicando etiquetas de varias capas en toda la superficie exterior del recipiente, lo que permite conservar el producto durante más tiempo.
• El producto no se contamina a causa de posibles cargas electroestáticas.
• El film introducido en el envase mediante la técnica IML confiere una mayor rigidez a la pieza moldeada.
• El IML permite fabricar recipientes decorados que se embalan en la misma operación, con lo cual se evita el transporte interno y el almacenamiento intermedio; por tanto, el envase se contamina menos, se reducen inventarios y logística asociada al proceso de almacenamiento.
• El IML permite cambiar de decoración (de etiqueta) sin interrumpir la producción, y la apariencia de un contenedor puede cambiar radicalmente solamente cambiando la película con que es decorado.
• Debido a que puede rodearse completamente un producto con una etiqueta impactante y diferenciada, se reduce la inversión necesaria en publicidad y posicionamiento de marca.
• El envase es completamente reciclable, ya que la etiqueta es del mismo material que el contenedor.
• Se generan ahorros en el rechazo de contenedores producidos, ya que las tolerancias dimensionales que se alcanzan con una pieza inyectada son muy superiores a las que se logran con procesos alternativos de moldeo, como el termoformado. Además, se obtienen piezas cierres más apropiados entre tapa y contenedor, y se pueden lograr mejores capacidades de apilamiento.
• Los productos inyectados con etiqueta tienen una superficie lisa sin cantos que les permite cumplir los estrictos requisitos higiénicos de los sectores farmacéutico y alimentario.
• La etiqueta IML no se pela ni se cae, nisiquiera cuando el recipiente se lava.

Oportunidades de aplicación
Por lo general, el IML se puede utilizar en cualquier artículo que deba decorarse; los límites de su aplicación vienen determinados únicamente por la complejidad del film. Por ejemplo, en el caso de contenedores rectangulares, se pueden decorar las cinco caras o bien sólo tres. La decoración de sólo tres caras supone un ahorro de film, por lo que constituye una alternativa más económica. La decoración completa de productos redondos u ovalados mediante IML requiere de procedimientos de fabricación especiales.

Cada vez se están diseñando más empaques rectangulares que requieren gráficas en tres lados. En este tipo de aplicaciones el IML es el proceso idóneo, ya que puede reducir el tiempo de ciclo necesario en la impresión, y a toda vista reduce la manipulación posterior requerida.

Sistemas de producción IML
La producción rentable de productos IML requiere la perfecta sincronización de los distintos componentes del sistema: inyectora, molde y manipulador, a fin de garantizar una alta eficiencia y productividad. El traslado de la fase de decoración al proceso de inyección y el consiguiente aumento de la creación de valor demandan un nivel de producción determinado y constante, con un tiempo de ciclo tan corto como sea posible. Debido a que el espesor de la etiqueta reduce los requerimientos sobre el espesor de pared, es necesario emplear menos plástico en el empaque; por tanto, se necesita inyectar aún más rápido que en las aplicaciones normales de pared delgada.

La productividad requerida se consigue empleando una máquina inyectora con un alto grado de repetibilidad y una regulación precisa de la posición de molde abierto, para ubicar la etiqueta con la máxima exactitud. El esfuerzo de las compañías proveedoras se centra, por lo tanto, en evolucionar en sistemas de control precisos y en entregar configuraciones de máquina que permitan reducir el tiempo de ciclo.

Muchos sistemas de IML emplean etiquetas decorativas previamente cortadas. Para la transferencia de las etiquetas a las cavidades del molde se han impuesto los manipuladores que colocan de forma controlada las etiquetas y que descargan el producto acabado. Otros usuarios, sin embargo, han desarrollado métodos que utilizan bobinas de etiquetas estampadas cortadas "in situ" (cut in place, CIP). El corte de la etiqueta se realiza inmediatamente antes de su inserción, o bien al mismo tiempo que la inyección.

Un diseño especial del molde permite cubrir la pieza moldeada por completo, incluso en el punto de inyección. La inyección no se realiza, como es habitual, a través de la matriz, sino a través del núcleo. Otra variante es la etiqueta de fondo con perforación para el bebedero. En el caso del PP, actualmente el material más común en el moldeo por inyección de envases, cada vez se utiliza más la técnica de inyección con sistemas de canal caliente y boquillas de cierre de aguja. La producción con IML en moldes de pisos y en combinación con 2C también está técnicamente resuelta.

La tendencia está marcada por ofrecer sistemas integrales IML. Husky, por ejemplo, ha firmado una alianza con Hekuma, un proveedor de soluciones de automatización, para entregar sistemas IML llave en mano. Con el sistema de automatización de Hekuma se proveen ahorros en el tiempo de ciclo, y mejora la calidad de la pieza, según afirma la empresa. Adicionalmente, el amplio espacio entre barras de la máquinas Hylectric provee lugar para la entrada lateral del robot y para el posicionamiento del molde, con lo cual puede reducirse el tiempo y la eficiencia del ciclo, y la mejor distribución de la fuerza de cierre disminuye los requerimientos de tonelaje en la máquina, de acuerdo con representantes de la organización. La empresa ofrece a los clientes la posibilidad de evaluar el desempeño de las etiquetas a través de corridas de prototipos en el Centro de Manufactura Avanzada en Bolton.

Por otro lado, la oferta de Netstal se ha caracterizado por introducir un sistema de control de posición del cierre en lazo cerrado, que controla la remoción de piezas de robots y el movimiento del molde, minimizando el tiempo muerto de apertura. El sistema de control facilita el venteo, reduciendo la posibilidad de quemado de materiales, que se incrementa debido a que la etiqueta actúa como un aislante para uno de los lados del contenedor. La tecnología de Netstal adicionalmente usa un sensor de velocidad y un sensor de posición para mejorar la respuesta de inyección y la rapidez del ciclo.

Proceso de aplicación de la etiqueta
Para introducir la etiqueta dentro del molde, en la primera etapa el manipulador coloca en la cavidad la etiqueta completa (laterales y fondo). Las etiquetas se enrollan fuera del molde sobre un núcleo auxiliar (dummy), y la transferencia dentro del molde se realiza por medio del manipulador o mediante movimientos integrados en el molde (swing chut). El efecto electrostático permite enrollar las etiquetas directamente sobre el núcleo.

La etiqueta se sujeta dentro del molde mediante un sistema de vacío o por el efecto electrostático. La sujeción por vacío suele dejar una marca en la etiqueta a la altura de la ranura del molde, pero la sujeción electrostática no funciona en todos los tipos de etiquetas de film. Esto hace necesario comprobar en cada caso cuál es el tipo de sujeción idóneo.

Los tiempos de ciclo que se pueden conseguir dependen del método utilizado. Generalmente, los sistemas IML actuales requieren un tiempo de inserción y descarga de entre 0,8 y 1,5 segundos. El método más económico y el diseño del sistema se determinan en función del volumen de producción deseado y de la frecuencia con la que se deben cambiar las etiquetas.

Algunos sistemas automatizados permiten insertar una etiqueta envolvente y una etiqueta de fondo, o bien sólo una etiqueta. Los manipuladores realizan movimientos horizontales, recogen las etiquetas y apilan el producto en el lado posterior de la máquina.

Costes de producción con IML
Resulta prácticamente imposible realizar una comparación extrapolable de los costes del etiquetado en molde contra los de rotulación convencional de los recipientes. Debe estudiarse cada caso concreto considerando numerosos factores cuantitativos. Cabe destacar que el alto nivel de calidad requerido en muchas aplicaciones sólo puede conseguirse con la técnica IML, puesto que utiliza unas técnicas de impresión que ofrecen no solamente unas imágenes de calidad fotográfica, sino también la inclusión de mucha más información en la etiqueta por la posibilidad de reducir el tamaño de letra.

Los costes más importantes derivados de la impresión posterior del envase son los logísticos, que además son difíciles de calcular. El reiterado embalaje y desembalaje, el almacenamiento intermedio y los transportes internos causan pérdidas de producto y conllevan costes de almacenamiento y salariales. Cubrir las cinco caras exteriores con procedimientos IML de recipientes cúbicos pequeños resulta en muchas ocasiones más caro que la impresión posterior. En cambio, si sólo se deben cubrir tres caras, o en recipientes con un volumen igual o mayor a 1 litro, resulta mucho más conveniente recurrir al IML.

Etiquetas empleadas
El film debe poseer una rigidez suficiente para facilitar su manipulación durante la impresión y la producción de la pieza. El espesor mínimo de las etiquetas precortadas debe ser de 50-80 micras. En los sistemas que trabajan con bobinas y corte directamente en la máquina, los films pueden ser más delgados (en algunos casos, hasta de 30 micras). Para conseguir un etiquetado en molde perfecto es imprescindible elegir el film adecuado para la etiqueta y efectuar una impresión y un corte correctos de la misma.

Para asegurar una buena adherencia de la etiqueta y evitar que se desprenda, el material con que se fabrica debe ser el mismo que el material plástico inyectado. Esto, además, facilitará el reciclaje posterior del envase. Debido a la "memoria" que tienen las materias plásticas, es importante que en las operaciones de impresión y corte se manipule el material en el mismo sentido que en la extrusión o estirado originales.

La utilización de films transparentes, recubiertos o de varias capas por su efecto barrera, se está generalizando cada vez más. Algunas imprentas ofrecen servicios de impresión reversible sobre film transparente, si bien la superficie impresa no puede superar ciertas dimensiones, por motivos de adherencia al plástico. Las etiquetas de este tipo ofrecen una óptima protección de la información de producto y de la publicidad impresas.

Actualmente, los mejores proveedores de etiquetas se encuentran en Europa. El precio de la etiqueta puede variar entre 0,01 y 0,5 centavos de dólar, dependiendo de los siguientes factores:

• Material del que se va a hacer la etiqueta
• Qué tamaño de recubrimiento va a tener en el envase
• Qué volumen anual se va a producir
• Cuántos colores se incorporarán
• Cuántas imágenes se necesitarán en el producto

En la tabla 2se lista el tipo de etiquetas más comunes. El tipo de núcleo más usado en etiquetas es el de piel de naranja, ya que tiene un costo menor y la estructura celular (con espacios vacíos) actúa como un refuerzo que minimza la distorsión en la pieza moldeada.

Se encuentran en desarrollo nuevas etiquetas en película cast de 3 capas. Debido a que este tipo de películas no tiene orientación, se logra menos distorsión en el impreso final.

En el ámbito de los envases se irán imponiendo los recipientes reutilizables, que más tarde se pueden utilizar en el microondas, el lavavajillas y el congelador. El número de envases decorados va en constante aumento, sobre todo en los productos "premium" y en combinación con sistemas de cierre de garantía. Es esperable que el IML se imponga en esta tendencia de consumo, y continúe su crecimiento en los próximos años.

Artículo desarrollado por el equipo editorial de Tecnología del Plástico, a partir de información entregada por Husky y Netstal.