Diagnóstico de envases y sistemas de envasado 2015

Informe final
Diagnóstico de envases
y sistemas de envasado
2015
INFORME DIAGnósticoS de sistemas de envasado
Sumario
1
2
3
4
5
6
7
8
Introducciónpágina 3
Envases de cartón compactopágina 4
Los envases de cartón onduladopágina 8
Los envases rígidos y semirrígidos de plásticopágina 13
Los envases de plástico flexiblepágina 25
Los envases metálicospágina 32
Los envases de vidriopágina 37
Los procesos de decoración de envases. Las etiquetas.página 41
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INFORME DIAGnósticoS de sistemas de envasado
1
Introducción
El presente informe resume las principales
conclusiones que se obtienen de los 15 estudios de
Diagnóstico de Sistema de Envasado realizados en
el año 2015 por Ecoembes a empresas adheridas.
Este informe pone de manifiesto aquellos temas que han despertado más interés por parte de
las empresas adheridas y han generado más recomendaciones por parte de Ecoembes. También
será útil para aquellas empresas que no hayan podido participar en un diagnóstico.
El contenido del informe no reflejará información interna ni confidencial de las empresas diagnosticadas.
El objetivo principal del diagnóstico es identificar posibles vías de optimización del packaging,
incidiendo principalmente en el diseño, los tipos de envases, los parámetros técnicos, especificaciones y sus procesos de fabricación, todo ello para mejorar la eficiencia y calidad de toda la cadena de valor, focalizándolo en la minimización de los residuos siguiendo criterios de ecodiseño.
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Envases de cartón compacto
2.1 |Introducción
Los estuches y cajas plegables de cartón compacto, constituyen la familia de envases de papelcartón más utilizada en el acondicionamiento y envasado de productos sólidos. Su amplio y extendido uso es debido a una serie de ventajas que ofrecen. Las más destacadas son:
• Higiene: Una caja cerrada y plegada proporciona garantía contra el polvo y otros agentes atmosféricos.
• Seguridad: Al tratarse de envases cerrados, quedan protegidos de la sustracción de su contenido al igual que de usos indebidos.
• Facilidad de almacenamiento, consumo y optimización del espacio ocupado en el uso doméstico.
• Gran maquinabilidad: Al ser envases plegables, su acondicionamiento y envasado se simplifica debido al doblado en las máquinas automáticas.
• Ventaja logística: Suponen un óptimo aprovechamiento logístico durante el transporte gracias
a su plegamiento y a su geometría rectangular, adaptadas a las dimensiones modulares específicas en la norma ISO.
• Su estructura, gracias al número de cantos, contribuye a ofrecer una gran resistencia al conjunto.
• Ventaja de impresión, buena “size impresion”: Los envases de cartón compacto disponen de
superficies aptas para la impresión dando lugar a la posibilidad de utilizar técnicas tan usuales
como: offset, huecograbado y flexografía.
• Ventaja económica: tienen un coste económico bajo pero hoy en día existe un gran competidor, los envases flexibles de plástico.
• Sostenibilidad, fabricados a partir de materiales de fuentes renovables: Los envases están
formados por varias capas de celulosa compuestas de fibras de diversas calidades: primarias
(vírgenes) o secundarias (recicladas). Las fibras de celulosa secundaria pueden ser incorporadas en el ciclo de fabricación del papel hasta un máximo de 5 veces, siempre que se incorpore
un porcentaje de fibra virgen. Esto es debido a que las fibras recicladas se van acortando con
cada proceso. El uso de material reciclado puede suponer un 90% del total en la fabricación de
dichos envases otorgando, el más utilizado, un color gris característico al dorso.
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Muestras de envases de cartón compacto
2.2 | Parámetros técnicos a considerar en una
especificación de envases de cartón compacto
A continuación, se exponen los parámetros técnicos más relevantes a tener en cuenta en una
especificación de envases de cartón compacto:
• Peso del envase (Tara): Expresado en gramos (g).
• Gramaje: Es la manera de expresar la densidad del cartón. Se debe escoger un gramaje u otro
en función de la aplicación. El gramaje se expresa en g/m2.
• Dimensiones: Expresadas en milímetros (mm).
• Calidad: Indica que características y tipo de cartón compacto es necesario para un envase
específico.
• Tintas (colores): Pueden ser color directo en el que normalmente se usa una carta de color
PANTONE, o cuatricromía (CMYK). Esta última permite la reproducción de cualquier color mediante la combinación de cuatro colores básicos: cian, magenta, amarillo y negro.
• Barniz: Se usa para proteger la impresión de fenómenos como el desgaste por fricción o de la
radiación ultravioleta. Para esta aplicación concreta se usan barnices UV.
• Rigidez: Es un parámetro de control clave para conocer el comportamiento del estuche en la
línea de envasado. Le confiere un mejor comportamiento tanto durante las fases de fabricación
de los estuches como durante la incorporación del producto final en las líneas de envasado. La
rigidez se mide en dos direcciones, la dirección de máquina o machine direction y la dirección
transversal o cross direction. Dicha rigidez está expresada en mN.m.
• Compresión: Este parámetro marca la resistencia del envase unitario. Una buena resistencia
a la compresión implica evitar estuches aplastados durante las operaciones de transporte y
almacenamiento, se mide en milímetros.
• Absorción de agua (COBB): Es un parámetro clave en las operaciones de encolado y en el
acondicionamiento en general. El estuche se comporta de forma variable en función del grado
de higroscopicidad y humedad del mismo. Está expresado en g/m2.
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• Resistencia al estallido (MULLEN): Es un parámetro importante en la evaluación de la calidad
del cartón, se mide en KPa.
• Resistencia a la abrasión de la decoración: Es importante para evitar el degradado de la impresión por causa de la fricción. Proporciona una idea de la calidad de la impresión de nuestro
envase.
2.3 | Ensayos de los parámetros técnicos de la especificación
Para la obtención de datos significativos y relevantes acerca de los envases de cartón compacto,
se realizan una serie de ensayos. Estos proporcionan información acerca de las cualidades del
envase como la resistencia, rigidez, la absorción de agua, entre otras:
• Ensayo de Rigidez Lorentzen & Wettre (mN.m): Este ensayo tiene como objetivo recoger
información sobre el almacenado y transporte de cartón y papel. La rigidez al plegado da una
idea del comportamiento del estuche durante el proceso de envasado. Se basa en la norma DIN
53121.
• Ensayo de compresión (mm): Tiene como objetivo evaluar la resistencia de cajas de cartón
compacto a la compresión vertical durante las operaciones de transporte y almacenamiento,
mediante un método dinámico que mide la fuerza máxima soportada por un estuche o caja
individualmente. Se basa en la norma DIN EN 22872.
• Ensayo de COBB (g/m2): Determinar la absorción de agua. Este valor es relevante para conocer la capacidad de encolado y la resistencia a la humedad tanto interior como exterior. Un
valor en el ensayo de COBB adecuado es crítico durante el proceso de encolado para que la
adhesión de las capas y las solapas sea la adecuada. Este ensayo se centra en determinar la
cantidad de agua absorbida en una superficie concreta para papel, cartón compacto y cartón
ondulado tanto en las zonas impresas como en las zonas sin imprimir. Se basa en la norma DIN
EN 20535.
• Ensayo de MULLEN (kPa): Determinar la resistencia al estallido. Aporta una idea de las propiedades mecánicas del cartón. Durante el ensayo, la presión aumenta lo más uniformemente
posible hasta que se produce la ruptura. Mediante este parámetro se puede evaluar la calidad
del cartón compacto. Los estallidos bajos indican que la calidad está por debajo de la deseada.
Se basa en la norma DIN 53141. Antiguamente, con este test, se consideraba suficiente para
expresar el nivel de resistencia del cartón.
• Ensayo para la determinación de la resistencia a la abrasión de las tintas sobre papel y
cartón (Rub Test): La resistencia a la abrasión de la decoración o la impresión deberá ser suficiente para asegurar que la fricción entre cajas no va a deteriorarlo. Se basa en la norma según
el método Prüfbau.
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2.4 | Especificación para cartón compacto
Especificación para cartón compacto
Identificación no.:
Descripción:
Material:
Fecha:
Rev:
Peso (g):
Rango de Peso (g):
Gramaje (g/m2)
Dimensiones
Largo (mm):
Ancho (mm):
Alto (mm):
Materiales Aprobados
Calidad:
Impresión
Tintas:
Barniz:
Para códigos técnicos revise el plano o el arte final
Otros Parámetros Técnicos
Rigidez en Dirección de Máquina (DL) (mN.m):
Rigidez en Dirección Transvesal (DT) (mN.m):
Artes
Propiedades Mecánicas
Maquinabilidad
Ensayo de Rigidez (Lorentzen & Wettre Test) (mN.m)
Resistencia a la compresión (dN) *
Ensayo de COBB Interior y Exterior (g/m2)
Ensayo de MULLEN Test (Resistencia al Estallido) (kPa)
Test de Abrasión (Tintas) (Estándar)
(*) El 90 % de las muestras debe cumplir el valor
Requerimientos Medioambientales
Punto Verde
Preparado por:
Aprobado por
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Los envases de cartón ondulado
3.1 |Introducción
Los envases y embalajes de cartón ondulado constituyen una familia destinada al acondicionamiento de productos cuando se exigen niveles elevados de resistencia mecánica. Son envases
utilizados mayoritariamente para formatos primarios con contenidos medios altos (pastelería y
pasta seca, estuches de licores…), embalaje de protección (pequeños electrodomésticos y equipos) y sobre todo como embalaje secundario.
El cartón ondulado puede clasificarse atendiendo al número, características y forma de las hojas
de las que se compone. Cuando está formado por 3 hojas, las lisas exteriores se designan caras
o cubiertas, las intermedias, pueden ser lisas, las cuales se denominan como caras lisas, y onduladas, que forman los canales, y se pueden nombrar como ondulado, “fluting”, tripa o “medium”.
Los diferentes papeles están unidos entre sí mediante un adhesivo. Cada elemento asegura una
función:
• Las caras (liner) aportan al embalaje acabado la resistencia y cohesión necesaria para la protección de su contenido y sirven además de soporte de información.
• El papel ondulado (fluting o médium) da la elasticidad para la absorción a los choques, asegura
la rigidez del embalaje y le permite soportar esfuerzos debidos al apilamiento.
• El adhesivo asegura la unión entre las caras y el ondulado y, en algunos casos, la resistencia a
la humedad o al agua.
Arquitectura cartón ondulado
Outside liner
Outside liner
Medium
Medium
Center liner
Medium
Inside liner
Inside liner
Machine direction
Machine direction
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El cartón ondulado puede clasificarse según su estructura en:
• El Simple Cara o Simplex (SF) está formado por una hoja lisa (una cara) y un ondulado, unidos
entre sí con adhesivo. Es el módulo elemental de todo cartón ondulado, impuesto por la tecnología de fabricación.
• Al añadir una segunda cara se forma la Doble cara o Doble (D). Si a la doble cara se le añade
un segundo módulo Simple Cara, se obtiene una Doble-doble cara o Dúplex (DD). Análogamente, si se añade un tercer módulo Simple Cara, se obtiene un Triple canal o Triplex. La mayor parte de la producción es D y DD. El Triplex se reserva para usos específicos. En la siguiente
imagen se pueden observar los diferentes tipos:
Tipos de cartones ondulados
Simple cara
Doble cara
Doble-Doble cara
El cartón ondulado se puede clasificar según el tipo de onda confiriendo una serie de propiedades:
• Onda tipo A: Posee poder de amortiguación a los choques, buena rigidez y resistencia a la
compresión de canto gracias al gran grosor que posee el cartón. El tamaño de onda K es similar.
• Onda tipo B: Buena resistencia al aplastamiento en plano debido al número de canales por
metro, pero poca rigidez debido al reducido grosor que tiene.
• Onda tipo C: Cronológicamente es posterior a las ondas A y B. Apareció como una mejor
adecuación entre precio/consumo de papel/calidad (resistencia). Está dotada de una buena
resistencia al aplastamiento en plano y a la compresión vertical. Es la más extendida en Europa.
• Onda tipo E: Buena superficie lisa debido al elevado número de ondulaciones por metro que
confiere unas excelentes características para la impresión y lo convierte en el competidor del
cartón compacto. Las ondas bajas (F, G, N y O) aparecieron recientemente y sólo se pueden
fabricar utilizando papeles ligeros. Su objetivo es proseguir en el alcance de una mayor planimetría de la plancha de cartón ondulado con el fin de conseguir un registro de impresión más nítido
y uniforme.
Las ondas E, F, G, N, O, K son las consideradas como microcanal. Su aplicación más importante
es la fabricación de estuches y cajas primarias pensadas como embalajes de protección.
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Características de las ondas
Características de las ondas
Tipo
h (mm)
d (mm)
a (º)
Coeficiente
ondulación
A
4,1-5,1
8,6-9,1
45-50
1,48-1,52
98-121
B
2,5-3,0
6,3-6,6
60
1,33-1,36
151-164
C
3,4-4,1
7,3-8,1
50-60
1,41-1,45
125-135
E
1,1-1,6
3,2-3,4
60-70
1,23-1,30
200-310
F
0,75-0,8
2,4-28
1,23
350-420
G
0,6
2
1,19
480
N
0,5
1,7
1,12
560
12,1
1,55
O
0,35
K
6,6-7
Tipos de ondas
nº ondas/m
α
h
b
650
82
Muestras de envases en cartón ondulado
3.2 | Parámetros técnicos a considerar en una especificación
de envases de cartón ondulado
A continuación se exponen los parámetros técnicos más relevantes en una especificación técnica
de envases de cartón ondulado:
• Peso del envase (Tara): Expresado en gramos.
• Dimensiones: Expresadas en milímetros.
• Dirección de onda: Puede ser horizontal o vertical.
• Tipo de onda en la capa ondulada o fluting: Confiere unas características específicas dependiendo del tipo de onda.
• Material de layers (papel encolado al ondulado) y flutings (ondulado): Proporciona, según
el tipo de material, una idea de la calidad final de la caja.
• Compresión: Este parámetro marca la resistencia del envase unitario. Una buena resistencia a
la compresión implica evitar encontrar estuches aplastados durante las operaciones de transporte y almacenamiento. Está expresada en milímetros.
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• Absorción de agua (COBB): La absorción de agua es un parámetro clave a controlar en las
operaciones de encolado y el proceso de acondicionamiento. El estuche se comporta de forma
variable en función del grado de higroscopicidad y humedad del mismo. Se expresa en g/m2.
• Resistencia al estallido (MULLEN): Es un parámetro importante en la evaluación de la calidad
del cartón. Está expresado en KPa.
• Resistencia a la abrasión de la decoración: Se debe conocer este parámetro para evitar el
degradado de la impresión por causa de la fricción. Da una idea de la calidad de la impresión
del envase.
3.3 | Ensayos de los parámetros técnicos de la especificación
En la obtención de datos característicos de los envases de cartón ondulado, se realizan varios
tipos de ensayos tales como:
• Ensayo de compresión (mm): Este ensayo tiene como objetivo evaluar la resistencia de cajas
de cartón ondulado durante el transporte y almacenamiento, mediante un método dinámico que
mide la fuerza máxima soportada por una unidad de envasado. Se basa en la norma DIN EN
22872.
• Ensayo de COBB (g/m2): Determinar la absorción de agua. Este valor es relevante para conocer la capacidad de encolado y la resistencia a la humedad tanto interior como exterior. Un
valor en el ensayo de COBB adecuado es crítico durante el proceso de encolado para que la
adhesión de las capas sea la correcta. Este ensayo se centra en determinar la cantidad de agua
absorbida en una superficie concreta para papel, cartón compacto y cartón ondulado tanto en
las zonas impresas como en las zonas sin imprimir. Se basa en la norma DIN EN 20535.
• Ensayo de MULLEN (kPa): Determinar la resistencia al estallido. Aporta una idea de las propiedades mecánicas del cartón. Durante el ensayo, la presión aumenta lo más uniformemente
posible hasta que se produzca ruptura. Se basa en la norma DIN 53141.
• Ensayo para la determinación de la resistencia a la abrasión de las tintas sobre papel y
cartón (Rub Test): La resistencia a la abrasión de la decoración o la impresión deberá ser suficiente para asegurar que la fricción entre cajas no va a deteriorarlo. Se basa en norma según el
método Prüfbau.
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3.4 | Especificación para cartón ondulado
Especificación para cartón ondulado
Identificación no.:
Descripción:
Material:
Fecha:
Rev:
Peso (g):
Rango de Peso (g):
Dimensiones
Medidas de Pliegue (mm):
Dimensiones exteriores caja abierta (mm):
Dimensiones interiores caja abierta (mm):
Largo (mm): Exterior:
Interior:
Ancho (mm): Exterior:
Interior:
Alto (mm): Exterior:
Interior:
Superficie (m2):
Materiales Aprobados
Adhesivo:
Onda (H/V):
Capa Interior:
Capa Central:
Capa Exterior:
Material Fluting:
Tipo de Onda:
Otros parámetros técnicos
Artes
Propiedades Mecánicas
Maquinabilidad
Resistencia a la compresión (dN) * XX
Ensayo de COBB Interior y Exterior (g/m2)
Ensayo de MULLEN Test (Resistencia al Estallido) (kPa)
Test de Abrasión (Tintas) (Estándar)
(*) El 90 % de las muestras debe cumplir el valor
Requerimientos Medioambientales
Punto Verde
Preparado por:
Aprobado por
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Los envases rígidos y
semirrígidos de plástico
4.1 |Introducción
Se entiende por envases rígidos y semirrígidos de plásticos aquellos que mayoritariamente se obtienen a partir de los procesos de extrusión-soplado, inyección, inyección-soplado y termoconformado.
Son mayoritariamente envases para contener productos líquidos o semilíquidos, sin descartar algunas aplicaciones para productos sólidos. Están muy condicionados a las propiedades, exigencias
de envasado y aplicaciones de los propios productos ya que precisan recipientes con determinadas
propiedades mecánicas, fisicoquímicas, criterios de diseño y ergonomía que no pueden ofrecer
otros tipos. Se destacan las botellas plásticas, terrinas, botes, bandejas, elementos de cierre y dosificadores. La rigidez es precisamente la característica mecánica que los distingue.
En casi todos los procesos de fabricación de piezas plásticas, y por supuesto en este caso para los
envases, se parte de plástico en estado sólido, suministrado desde las petroquímicas en forma de
granza o “pellet”, que se transforma en una masa fundida, mediante la aplicación de presión y temperatura, dándole finalmente una forma. La máquina que realiza esta función es denominada extrusora.
Dependiendo del accesorio que se instale en la parte final de la máquina se puede obtener resultados y procesos diferentes. Si se instala una boquilla y un sistema de calandrado o soplado tipo
burbuja se obtiene film, mientras que instalando un cabezal y una hilera se extruye una manguera o
parison para poder soplar un envase hueco, generalmente botellas. La particularidad se obtiene si se
instala en la fase final un émbolo o pistón al proceso, el cual se le da nombre de inyección.
El principio de extrusión se basa en un desplazamiento positivo de un material empujado por un
tornillo helicoidal que gira en el interior de una camisa o cañón. La camisa esta calefactada, generalmente por resistencias eléctricas, para llegar a los valores de temperaturas de plastificación
recomendadas para cada material.
Extrusora
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En máquinas más modernas de extrusión, se incorpora en el tornillo, zonas de mezcla para homogenizar los aditivoo, dependiendo del tipo de envase que se quiere hacer, se incorporan al plástico.
Estos aditivos pueden ser estabilizadores UV, agentes deslizantes, antiestáticos y colorantes, casi
todos ellos en forma de masterbatch.
Las tecnologías más comunes en la industria para la fabricación del envase de plástico son:
• La extrusión-soplado
• La inyección
• La inyección-soplado
• El termoconformado
A. Extrusión - soplado
El moldeo por extrusión - soplado es un proceso de soplado dividido en varias fases, en el que
la preforma es una manga tubular conformada por extrusión, llamada parison o tubo. Cuando
el parison ha llegado a la longitud requerida se cierra el molde por la parte inferior de forma hermética, debido al pinzamiento que ejercen las dos partes de éste al cerrarse. Posteriormente se
sopla, se deja enfriar y se expulsa la pieza produciéndose el desmolde y la obtención del envase
terminado. Este tipo de fabricación se utiliza para la producción de cuerpos huecos con material
termoplástico.
Fase previa al moldeo
Fase de moldeo
Fase de desmoldeo
Molde
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Botellas fabricadas mediante extrusión-soplado
B. Inyección
El proceso de moldeo por inyección consiste en introducir el plástico fundido en un molde de múltiples
cavidades no requiriendo el soplado para dar forma a la pieza. Es vital que todas las cavidades del molde
queden perfectamente rellenas. Una vez que el plástico ha sido inyectado se produce el proceso de
enfriamiento, apertura del molde, desmolde y expulsión de la pieza, generalmente este último proceso
se realiza mediante un expulsor que lo facilita.
Dentro de las características de fabricación por inyección se destaca que la pieza se obtiene en una sola
etapa y que los acabados son de gran calidad, por lo tanto, entre sus aplicaciones se destacan terrinas,
cierres y taponería, fabricación de aplicadores, dispensadores y tubos.
Proceso de inyección
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Molde multicavidad de inyección
Tapones fabricados mediante inyección
C. Inyección-Soplado
El proceso de inyección soplado se ha desarrollado paralelamente a la introducción y desarrollo
del PET. En los últimos 20 años, se han fabricado la mayor parte de las botellas desplazando a los
envases de vidrio. El número de unidades de botellas producidas supera a la extrusión-soplado,
siendo el proceso que ha experimentado el crecimiento más rápido. Esta tecnología combina los
dos procesos descritos anteriormente.
El moldeo por inyección-soplado consiste en la obtención de una preforma que posteriormente, se
calienta y se introduce en el molde con la forma deseada. Posteriormente, se inyecta aire con lo que se
consigue la expansión del material y la forma final de la pieza. Por último, se procede a su extracción.
En muchas ocasiones, el espesor de la preforma se modifica debido a que en la fase de soplado
no se deforman por igual todas las zonas del material. La ventaja de usar estas preformas consiste en que se pueden inyectar, almacenar, producir en diferentes colores y tamaños, los cuales
pueden hacerse en lugares distintos a donde se realizará el soplado. Las preformas son estables
y pueden ser sopladas a velocidad alta según la demanda requerida.
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Ejemplos de preformas
Partiendo de esta preforma se realiza el proceso de calentamiento y de soplado para la obtención
del envase.
Calentamiento de preformas
Proceso de estirado y soplado
Vista del molde, la preforma y el envase terminado
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Entre todas las aplicaciones se destaca la fabricación de botellas PET para bebidas refrescantes,
agua mineral, aceites y algunas aplicaciones para detergentes y suavizantes. En el sector farmacia
se utiliza para la fabricación de envases de colirio y otros pequeños envases, y también cosmética
fabricados en LDPE y PP.
La utilización de la inyección-soplado es idónea cuando existen altas exigencias dimensionales en
los cuellos y bocas de ciertos envases, ya que aporta una gran precisión señalándolo como una
ventaja importante del proceso de inyección, inigualable hasta el momento por ningún otro método.
Botellas fabricadas mediante inyección-soplado
D. Termoconformado
El termoconformado es un proceso que consiste en calentar una lámina o film de polímero que al
reblandecerse, puede adaptarse a la forma de un molde por acción de presión vacío o mediante un
contramolde. Este molde es una cavidad denominada “macho” o “hembra”.
Proceso de termoconformado
Calor
120-180ºC
Lámina de Plástico
1
Molde
Presión
Presión
2
Lámina de Plástico
3
Lámina de Plástico
Molde
Molde
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Molde de termoconformado
Con esta técnica se conforman numerosos tipos de envases de industria alimentaria como vasitos
de yogur, hueveras, envases con cavidades para repostería, terrinas individuales de mantequilla
o mermelada. El envase termoconformado es habitual encontrarlo en la industria farmacéutica y
cosmética.
Envase termoconformado industria alimentaria
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4.2 | Parámetros técnicos a considerar en una especificación
de envases rígidos y semirrígidos de plástico
A continuación, se exponen los parámetros técnicos más relevantes en una especificación de
envases rígidos y semirrígidos de plástico:
• Peso del envase (Tara): Expresado en gramos.
• Volumen: Para el cálculo del volumen del envase se tiene en cuenta la cámara libre, siempre
necesaria para absorber las características del proceso de envasado y las propiedades del producto. El volumen total de un envase siempre está referido al volumen a rebosar y es la suma
del volumen nominal más la cámara libre:
Vt = Vn + CL
Vt= Volumen total medido a rebosar.
Vn= Volumen nominal marcado por el contenido especificado.
CL= La cámara libre.
El volumen se expresado en mililitros.
• Dimensiones: Expresadas en milímetros.
• Diámetro de cuello: Este valor es relevante para seleccionar un tapón acorde con la botella. Se
mide en milímetros si se trata de una botella.
• Tipo de transformación:
• Extrusión-soplado
• Inyección
• Inyección-soplado
• Termoconformado
• Molde y cavidades: Se debe indicar el molde asociado al envase y las cavidades del mismo.
• Compresión: Este parámetro marca la resistencia del envase unitario. Una buena resistencia a
la compresión implica evitar encontrar envases aplastados durante las operaciones de transporte y almacenamiento. Está expresada en milímetros.
• Stress Cracking: Provoca la rotura del envase mediante una combinación de varios fenómenos
combinados entre los que se encuentran la presión, temperatura, ataque químico. Por ejemplo,
una botella de detergente paletizada que se transporta en un contenedor marítimo. Los cambios
de temperatura unidos al peso de las botellas superiores y el movimiento del barco favorecen la
rotura por stress.
• Se debe conocer la resistencia del envase a la caída: Se ha de tener en cuenta que uno de
los puntos más tensionados del envase es la base debido al propio proceso de transformación.
• Determinación de la estanqueidad: Se realiza para asegurar la inexistencia de fugas en la
interacción envase tapón.
• Permeabilidad al oxígeno OTR (cm³/m²*d*bar): Se valora la permeabilidad al oxigeno de
nuestro envase. Este factor es clave cuando el envase contiene un producto susceptible de
oxidarse.
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• Permeabilidad al agua WVTR (g/m²*d): En este caso, se evalúa la posible entrada de humedad a través del envase. Esta permeabilidad es indeseable cuando nuestro producto es sensible
a la humedad. Por lo tanto, se debe usar un material que sea lo suficientemente impermeable
para asegurar la calidad del producto durante el tiempo requerido.
4.3 | Ensayos de los parámetros técnicos de la especificación
En la obtención de datos característicos de los envases rígido y semirrígido de plástico, se realizan
varios tipos de ensayos tales como:
• Ensayo de compresión (mm): El objetivo de este ensayo es evaluar la resistencia de los envases de plástico a la compresión vertical con una prensa dinámica. La resistencia de una botella
de plástico da una idea de la resistencia de la geometría del diseño, el material utilizado y la
propia resistencia de la botella para transporte y uso. Se basa en la norma DIN 55526 parte 1.
• Ensayo de rotura por estrés (Stress Cracking): El objetivo de este ensayo es evaluar el comportamiento de los envases de plástico hacia el efecto de la formación de grietas debido a las
tensiones internas cuando el envase se ve sometido a fenómenos de presión y temperatura en
presencia de un tensoactivo. Se basa en la norma DIN 55457/1.
• Ensayo de caída (Drop Test): Este proceso determina la resistencia de las botellas de plástico
a una caída, a través de un método acumulativo de caída que establece la altura a la que 50 %
de las muestras analizadas se rompen. La resistencia de una botella de plástico a una caída da
una idea para cuantificar la resistencia del material, el propio peso de la botella, y la resistencia
para el transporte y uso.
• Ensayo de fugas (Leak Test): El ensayo consiste en llenar con una solución específica botellas
una vez estabilizadas tras el proceso de transformación. Una vez llenas se dejan reposar en
posición horizontal durante el tiempo que establezca el método y se comprueba si ha habido
fugas entre el tapón y la botella. Se basa en la norma ASTM D-5094.
• Permeabilidad al oxígeno OTR (cm³/m²*d*bar): Es la medición de la cantidad de gas oxígeno
que pasa a través de una sustancia durante un período determinado. Se lleva a cabo principalmente en materiales no porosos, en el que el medio de transporte es la difusión. Se basa en la
norma ISO 151051.
• Permeabilidad al agua WVTR (g/m²*d): La tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) de
acuerdo con esta norma se caracteriza por la masa de vapor de agua se mide en gramos que se
pasa en 24 horas (1 día) bajo condiciones definidas (temperatura, gradiente de humedad atmosférica) a través de una muestra con una superficie de 1 m². Se basa en la norma ISO 15106-1.
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INFORME DIAGnósticoS de sistemas de envasado
4.4 | Especificación para envase rígido y semirrído de plástico (botella)
Especificación para envases rígidos o semirrígidos de plástico (botella)
Identificación no.:
Descripción:
Material:
Fecha:
Rev:
Peso (g):
Rango de Peso (g):
Volumen max (a rebose). (mL):
Rango de Volumen (mL):
Dimensiones
Alto (mm):
Largo (mm):
Ancho (mm):
Diámetro de cuellor ø (mm)
Materiales Aprobados
Otros Parámetros Técnicos
Transformación
Molde
Cavidades
Grabado
Artes
Propiedades Mecánicas
Maquinabilidad
Resistencia a la compresión (dN) *
Ensayo de Rotura por Stress
Ensayo de Caida
Ensayo de Fugas
Permeabilidad
Transmisión de Oxigeno OTR (cm³/m²*d*bar)
Transmision de Agua WVTR (g/m²*d)
Requerimientos Medioambientales
Punto Verde
Preparado por:
Aprobado por
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4.5 | Especificación para envase rígido y semirrígido
de plástico (tapón)
Especificación para envases rígidos o semirrígidos de plástico (tapón)
Identificación no.:
Descripción:
Material:
Fecha:
Rev:
Peso (g):
Rango de Peso (g):
Diámetro orificio ø (mm)
Dimensiones
Alto (mm):
Largo (mm):
Ancho (mm):)
Materiales Aprobados
Otros Parámetros Técnicos
Transformación
Molde
Cavidades
Grabado
Artes
Propiedades Mecánicas
Maquinabilidad
Ensayo de Roturas
Ensayo de Fugas
Requerimientos Medioambientales
Punto Verde
Preparado por:
Aprobado por
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4.6 | Especificación para envase rígido y semirrígido
de plástico (Bandeja termoconformada)
Especificación para envases rígidos o semirrígidos de plástico (bandeja termoconformada)
Identificación no.:
Descripción:
Material:
Fecha:
Rev:
Peso (g):
Rango de Peso (g):
Diámetro orificio ø (mm)
Dimensiones
Alto (mm):
Largo (mm):
Ancho (mm):)
Materiales Aprobados
PE (g/m2)
Otros Parámetros Técnicos
Transformación
Molde
Cavidades
Grabado
Artes
Propiedades Mecánicas
Maquinabilidad
Ensayo de Abrasión
Espesor (μ)
Ensayo de calidad de Sellado
Ensayo de Caídas
Ensayo de Fugas
Permeabilidad
Transmisión de Oxigeno OTR (cm³/m²*d*bar)
Transmision de Agua WVTR (g/m²*d)
Requerimientos Medioambientales
Punto Verde
Preparado por:
Aprobado por
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Los envases de plástico flexible
5.1 |Introducción
Los envases flexibles se comienzan a potenciar y desarrollar en la década de los años 50 coincidiendo con el crecimiento de los productos envasados provocado por la alta demanda que origina
la implantación de los supermercados. De hecho, este tipo de envases elaborados con materiales
como papel y celofán, se sitúan mucho antes en acondicionamientos para preparaciones de farmacia y algunos alimentos sólidos.
El gran desarrollo se produce en las décadas de los 80 y 90 con los nuevos progresos en materiales plásticos, sistemas de producción de films y el gran avance en los procesos de envasado. Todo
ello permite aumentar la protección del contenido y alargar su vida útil, incrementando la variedad
de productos envasados incluidos los líquidos.
Además, el envase flexible posee una serie de características importantes a destacar. En primer
lugar, su potencial de impresión respecto a los envases rígidos, ya que se puede estampar toda
la superficie sin apenas limitaciones. Y en segundo lugar, el bajo nivel de consumo de material de
envase por unidad de contenido representando una importante ventaja tanto económica como
medioambiental.
En la fabricación de films se utilizan polímeros de prácticamente todas las familias de plásticos
como poliolefinas, poliésteres, poliestirenos, cloruros de vinilo, poliamidas, y adhesivos poliméricos.
El gran desarrollo en el envase flexible sobre todo en el sector alimentación, se está produciendo
como envase alternativo para muchas aplicaciones, hasta ahora acondicionadas en los metálicos
y el vidrio. Los beneficios en cuanto a la durabilidad, conservación, protección, visibilidad, información y diseño han facilitado su amplia expansión para todo tipo de productos.
A partir del film de plástico que viene en bobina, se presenta las principales tecnologías de envasado con film flexible:
• Proceso Vertical VFFS
• Proceso Horizontal HFFS
• Flow Pack
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A. VFFS
El proceso de VFFS se basa en la formación del envase a partir de un film de plástico que envuelve
una horma y por la que se dosifica el producto. Durante la elaboración, se sella la costura vertical y
una vez se ha introducido dicho producto, se crea la horizontal. Hay que tener en cuenta que por
cada ciclo, se sella la costura superior del primer envase y la inferior del segundo.
Sistema VFFS
Este tipo de envase es adecuado para productos sólidos y líquidos pero con ciertas limitaciones.
Envases fabricados mediante el Sistema VFFS
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B. HFFS
El proceso de HFFS se basa en la formación del envase a partir de un film de plástico. Gracias a
unas guías van constituyendo y dando forma dicho envase. Se realizan las soldaduras tanto inferiores como laterales y se dosifica el producto. Posteriormente, se sella la parte superior.
Sistema HFFS
Este proceso es adecuado para productos líquidos y sólidos.
Envases fabricados mediante el Sistema HFFS
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C. Flowpack
El proceso de Flowpack se basa en la formación del envase a partir de un film de plástico, que
envuelve directamente el producto que avanza en la línea mediante una cinta transportadora.
Sistema Flowpack
Este tipo de proceso, es adecuado para productos sólidos.
Envase fabricado mediante el Sistema Flowpack
5.2 | Parámetros técnicos a considerar en una especificación
de envases de plástico flexible
A continuación se exponen los parámetros técnicos más relevantes en una especificación técnica
de envases de plástico flexibles:
• Peso del envase (Tara): Expresado en gramos.
• Gramaje: Es la manera de expresar la densidad del film. Se debe escoger un gramaje u otro en
función de la aplicación. Está expresado en g/m2.
• Dimensiones: Expresadas en milímetros.
• Volumen: En el caso de que contenga un líquido.
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• Materiales: Se indica que materiales conforman el film y los grosores de cada una de las capas
expresados en micras (µ).
• Tintas (colores): Pueden ser color directo en el que normalmente se usa una carta de color
PANTONE, o cuatricromía (CMYK). Esta última permite la reproducción de cualquier color mediante la combinación de cuatro colores básicos: cian, magenta, amarillo y negro.
• Barniz: Se usa un tipo de barniz de sobreimpresión si procede.
• Resistencia al desgaste de la decoración.
• Resistencia al producto contenido: Se debe asegurar que la decoración del envase es resistente a la acción del producto que contiene.
• Grosor del envase: Una variación en este parámetro conlleva problemas en el proceso de envasado.
• Control de calidad de sellado: Es relevante para asegurar la calidad del producto y evitar posibles fugas.
• Determinación de la resistencia a la punción de un film.
• Resistencia a la tracción y elongación: Son parámetros físicos indicadores de la calidad del film.
• Conocimiento de la resistencia a la caída.
• Estudio de la estanquidad: Parámetro clave para asegurar la calidad del producto una vez
envasado.
• Coeficiente de fricción: Proporciona una idea de la convertibilidad del mismo y del comportamiento del film en la línea de envasado.
• Permeabilidad al oxígeno OTR (cm³/m²*d*bar): Se valora la permeabilidad al oxigeno del
envase. Este factor es clave cuando el envase contiene un producto susceptible de oxidarse.
• Permeabilidad al agua WVTR (g/m²*d): En este caso, se valora la posible entrada de humedad a través del envase ya que el producto puede ser sensible a ella. Se debe usar un material
que sea lo suficientemente impermeable para asegurar la calidad del producto durante el tiempo
requerido.
5.3 | Ensayos de los parámetros técnicos de la especificación
Para la obtención de datos significativos y relevantes acerca de los envases de plástico flexible,
se realizan una serie de ensayos. Estos proporcionan información acerca de las cualidades del
envase como la resistencia, rigidez, la absorción de agua, entre otras:
• Ensayo para la determinación de la resistencia a la abrasión de las tintas sobre films
impresos (Rub Test): La resistencia a la abrasión de la decoración o la impresión deberá ser
suficiente para asegurar que la fricción no va a deteriorarlo. Se basa en una norma según el
método Prüfbau.
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• Ensayo de resistencia al producto contenido: Este procedimiento describe la determinación
de la resistencia de la impresión de embalajes con el producto que contiene. Es una medida
sobre el aguante de la tinta y el barniz contra la fricción, el plegado y la migración de la impresión
bajo la influencia del producto que contiene. Según norma DIN EN 22872.
• Ensayo para la determinación del gramaje: Para determinar el peso por m² para un lote de
film. El gramaje es una medida que describe la calidad del film. Según norma DIN ISO 536.
• Ensayo para determinar la resistencia del sellado de bolsas formadas a partir de film: La
fuerza de una costura es la fuerza máxima (Fmax) que se obtiene bajo cizallamiento hasta la
rotura. La fuerza relativa del sellado (F) es el valor de Fmax en relación con la fuerza de las capas
de material sin sellar, pero probado bajo las mismas condiciones. La fuerza relativa F se expresa
en % de Fmax. Según norma DIN 55543 parte 3.
• Ensayo destinado a determinar la resistencia a la perforación: Esta resistencia es la fuerza
máxima (N) necesaria para perforar una muestra. El examen se realiza determinando si una
muestra fija de film posee resistencia en contra de la punción y posterior deformación y penetración de un punzón. Esta prueba se puede aplicar para la película y papel/película laminada.
Según norma DIN EN 14477.
• Ensayo de las propiedades de tracción, explosión o resistencia a la rotura y la elongación
de los diversos tipos de plásticos, con un máx. espesor de 1 mm: Estos parámetros físicos
son claves para determinar la calidad del film que se basa en DIN EN ISO 527-1 and 527-3.
• Ensayo de resistencia a la rotura: Este procedimiento de ensayo describe la determinación
de la resistencia a la rotura de bolsas de plástico fabricadas a partir de film llenas de producto.
Durante las pruebas de caída, las bolsas se someten a situaciones comparables a las condiciones de transporte y de rotura previstos. Este tipo de pruebas permite determinar si este tipo de
bolsa (materiales) se puede utilizar para los fines indicados. No hay una norma específica para
este ensayo.
• Ensayo que mide el coeficiente de fricción de los materiales en plano: El COF de materiales
de embalaje permite aproximarse al proceso a través de su capacidad de deslizamiento. Este
parámetro es fundamental en las especificaciones del film ya que, como se explica anteriormente, mide la capacidad de deslizamiento. En las máquinas FFS se produce durante todo el
proceso de formación, un deslizamiento del film en la embocadura y el tubo provocando fricciones importantes entre plástico y acero. Un mayor o menor coeficiente de fricción condiciona
la velocidad de formación del envase y por consiguiente la eficiencia de la máquina. La fricción
depende del tipo de material (superficie) como del peso (FN) perpendicular a la superficie de
deslizamiento y se caracteriza por el índice de fricción μ. Según norma DIN EN ISO 8295.
• Permeabilidad al oxígeno OTR (cm³/m²*d*bar): Es la medición de la cantidad de gas oxígeno
que pasa a través de una sustancia durante un período determinado. Se lleva a cabo principalmente en materiales no porosos, en el que el medio de transporte es la difusión. Se basa en la
norma ISO 15105-1.
• Permeabilidad al agua WVTR (g/m²*d): La tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) de
acuerdo con esta norma se caracteriza por la masa de vapor de agua que se mide en gramos
y pasa 24 horas (1 día) bajo condiciones definidas (temperatura, gradiente de humedad atmosférica) a través de una muestra con una superficie de 1 m². Se basa en la norma ISO 151061.
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5.4 | Especificación para envase flexible de plástico (film)
Especificación para envase flexible de plástico (film)
Identificación no.:
Descripción:
Material:
Fecha:
Rev:
Peso (g):
Rango de Peso (g):
Volumen Máx (mL):
Rango de Volumen (mL):
Dimensiones
Largo (mm):
Ancho (mm):
Materiales Aprobados
PE (μ)
Alu (μ)
Surlyn (μ)
Impresión
Tintas:
Barniz:
Para códigos técnicos revise el plano o el arte final
Otros Parámetros Técnicos
Artes
Propiedades Mecánicas
Maquinabilidad
Ensayo de Abrasión
Ensayo de Resistencia de Producto
Espesor (μ)
Ensayo de calidad de Sellado
Ensayo de Resistencia al Punzado
Ensayo de la resistencia a la tracción y el alargamiento
Coeficiente de Fricción (COF)
Ensayo de Caída
Ensayo de Fugas
Permeabilidad
Transmisión de Oxigeno OTR (cm³/m²*d*bar)
Transmision de Agua WVTR (g/m²*d)
Requerimientos Medioambientales
Punto Verde
Preparado por:
Aprobado por
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INFORME DIAGnósticoS de sistemas de envasado
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Los envases metálicos
6.1 |Introducción
Se define envase metálico como un recipiente rígido para contener productos líquidos o sólidos que
además puedan cerrarse herméticamente. Son generalmente de hojalata electrolítica o de lámina
cromada libre de estaño (Tin Free Steel) y de aluminio.
El envase de hojalata presenta una gran resistencia al impacto y al fuego, así como características de
hermeticidad e inviolabilidad. Resisten muy bien tanto las presiones como el vacío, lo que les hace
adecuados para acondicionar productos que precisen tratamientos térmicos post envasado.
Son una perfecta barrera entre los alimentos y el medio ambiente, evitando la descomposición por
acción de microorganismos o por reacciones de oxidación.
La hojalata, para estar en contacto con los alimentos está formada por cinco capas: el acero base,
la aleación de acero, hierro, el estaño libre, la zona de pasivación y una película de aceite orgánico.
El aluminio es el otro metal que se utiliza en la fabricación de envases. Las grandes ventajas son su
ligereza, su resistencia a la corrosión y su ductilidad que facilita las fabricaciones de envases monobloc por embutición.
Ventajas y desventajas de envases metálicos
Ventajas
Desventajas
• Alta barrera. UV, WTR, OTR,..
• Económica
• Altas velocidades de producción
• Soluciones formales estándar
• Autoportantes, precisan embalajes secundarios
menos resistentes
• Dificultades en la apertura y dosificación
• Alta reciclabilidad
• Riesgo de corrosión
• Relación Peso/Volumen alta
Muestras de envases metálicos
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INFORME DIAGnósticoS de sistemas de envasado
Muestras de envases metálicos
La corrosión es el eslabón débil de los envases metálicos que puede acarrear consecuencias importantes tanto a nivel de contaminación al producto como afectaciones a la estructura del propio
envase. Las consecuencias más importantes son:
• Deterioro del material por una reacción química o electroquímica de su entorno.
• Química: Producido por el ambiente y el agua. Efectos superficiales (óxido).
• Electroquímica: Depende de la salinidad, temperatura y propiedades del metal. Existe riesgo
de producirse cavidades o perforaciones en las paredes del envase.
• Tipos de corrosión:
• Uniforme en toda la superficie.
• Local, afectando zonas concretas.
• Intercristalina, sin visualización aparente.
• Ciertos componentes del producto a acondicionar pueden agravar la corrosión del envase:
• Exceso de O2.
• Acidez, pH.
• Agua tratada (algunos componentes).
• Aceleradores de corrosión Cu++ (de tuberías, de fungicidas, fertilizantes,…).
• Colorantes sintéticos.
En estos casos hay una necesidad de proteger la superficie del envase, en los que se emplean
medios electrolíticos y aplicaciones de lacas o barnices que ejercen de aislantes entre las paredes del envase y el producto y también, entre el envase y el ambiente exterior. En la mayoría de
casos se distingue entre los tratamientos superficiales internos y externos del envase.
En los envases de tres piezas, el punto más crítico a proteger contra la corrosión es la zona afectada por la soldadura longitudinal del envase. En esta zona, durante el proceso de soldadura, se
puede producir FeO2, óxido de hierro, que se ha de evitar que evolucione, contamine el producto
y afecte a la resistencia misma del envase sobre todo aquellos que están sometidos a presión,
como es el caso de los aerosoles.
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INFORME DIAGnósticoS de sistemas de envasado
Se puede proteger el envase metálico mediante:
• Los tratamientos electrolíticos: Son recubrimientos con estaño y cromo.
• Procesos de lacado: Los barnices, son aplicados en el interior del envase y con ello se evita la
interacción entre el producto y el envase.
En la actualidad, existen alrededor de treinta tipos de lacas diferentes. Los recubrimientos se aplican
por medio de máquinas barnizadoras que distribuyen el barniz líquido en las láminas por medio de
rodillos de acero. Los requerimientos más importantes que deben cumplir estas lacas son:
• Deben ser atóxicas.
• No deben afectar el olor ni el sabor.
• Deben ser barrera entre envase y contenido.
• Fáciles de aplicar.
• Resistentes (no deben “romperse” mientras se fabrica en envase).
6.2 | Parámetros técnicos a considerar en una especificación
de envases metálicos
A continuación, se exponen los parámetros técnicos más relevantes en una especificación de
envases metálicos:
• Peso del envase (Tara): Expresado en gramos.
• Volumen: Para el cálculo del volumen del envase se tiene en cuenta la cámara libre, siempre
necesaria para absorber las características del proceso de envasado y las propiedades del producto. El volumen total de un envase siempre está referido al volumen a rebosar y es la suma
del volumen nominal más la cámara libre:
Vt = Vn + CL
Vt= Volumen total medido a rebosar.
Vn= Volumen nominal marcado por el contenido especificado.
CL= La cámara libre.
El volumen está expresado en mililitros.
• Dimensiones: Expresadas en milímetros.
• Diámetro máximo y mínimo: Expresado en milímetros.
• Tipo de material: Se debe definir el tipo de metal del que se va a componer el envase. Aluminio,
hojalata, acero, etc…
• Presión mínima y presión al estallido: Expresado en Bares.
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INFORME DIAGnósticoS de sistemas de envasado
• Tintas (colores): Pueden ser color directo en el que normalmente se usa una carta de color
PANTONE, o cuatricromía (CMYK). Esta última permite la reproducción de cualquier color mediante la combinación de cuatro colores básicos: cian, magenta, amarillo y negro.
• Barniz: Se usa un tipo de barniz de sobreimpresión si procede. Este protege la impresión del
envase evitando que se degrade por fricción o por influencia de algún agente externo como la
luz. En este segundo caso, se aplicaría un barniz de sobreimpresión con un filtro UV.
• Compresión: Este parámetro marca la resistencia del envase unitario. Una buena resistencia a
la compresión implica evitar encontrar envases aplastados durante las operaciones de transporte y almacenamiento. Está expresada en milímetros.
• Resistencia del envase a la caída.
• Adhesión de la decoración al envase.
6.3 | Ensayos de los parámetros técnicos de la especificación
Para la obtención de datos significativos y relevantes acerca de los envases metálicos, se realizan
una serie de ensayos. Estos proporcionan información acerca de las cualidades del envase como
la resistencia, rigidez, la absorción de agua, entre otras:
• Ensayo de compresión en milímetros: El objetivo de este ensayo es evaluar la resistencia
de los envases metálicos a la compresión vertical con una prensa dinámica. Dicha resistencia
proporciona una idea de su geometría del diseño, el material utilizado y la propia resistencia de
la botella para el transporte y uso. Se basa en la norma DIN 55526 parte 1.
• Ensayo de caída (Drop Test): Este proceso determina la resistencia de los envases metálicos
a una caída, a través de un método acumulativo que establece la altura a la que un 50 % de las
muestras analizadas se rompen. El aguante de dichos envases a una caída da una idea para
cuantificar la resistencia del material, el propio peso de la botella, y la resistencia para el transporte y uso.
• Ensayo de adhesión de la decoración (Tape test): Este ensayo describe la determinación de
la resistencia adhesiva de la decoración o la impresión en recipientes de metal. La fuerza adhesiva es una medida de la adhesión entre la tinta de impresión y el material impreso, así como
para la cohesión dentro de la tinta. Se realiza la comparativa en base a unos patrones.
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6.4 | Especificación para envases metálicos
Especificación para envases metálicos
Identificación no.:
Descripción:
Material:
Fecha:
Rev:
Peso (g):
Rango de Peso (g):
Volumen Máx (mL):
Rango de Volumen (mL):
Dimensiones
Alto (mm):
Diámetro Máx ø (mm)
Diámetro del Cuello ø (mm)
Tolerancias Según Estádares FEA
Materiales Aprobados
Aluminio %
Barniz
Impresión
Tintas
Barniz
Para códigos técnicos revise el plano o el arte final
Otros Parámetros Técnicos
Ensayo de Presión Mínima (Bar)
Ensayo de Presión de Estallido (Bar)
Artes
Propiedades Mecánicas
Maquinabilidad
Resistencia a la compresión (dN) *
Ensayo de Caída
Test de Abrasión (Decoración)
(*) El 90 % de las muestras debe cumplir el valor
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Aprobado por
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Los envases de vidrio
7.1 |Introducción
El vidrio es una materia inorgánica amorfa. Las moléculas que lo forman están ordenadas al azar.
Es una sustancia dura y frágil cuando está fría, y pastosa y plástica a temperaturas elevadas. En
consecuencia, es de fácil transformación por moldeo y delicada de transformar por mecanizado.
Se obtiene fundiendo una mezcla de sílice y potasio o sosa a la que se añaden otras materias
para obtener la calidad apropiada. Es una composición compleja de materias vitrificantes (sílice y
óxido de boro), fundentes (álcalis y carbonato de sosa), elementos estabilizadores (cal) y de óxidos
metálicos, utilizados normalmente como colorantes.
Muestras de envases de vidrio
El proceso de fabricación de los envases de vidrio comienza cuando las materias primas son mezcladas y conducidas automáticamente al horno de fusión, a temperaturas próximas a los 1.600 grados
centígrados.
A continuación, se presentan las etapas fundamentales del proceso de fabricación del vidrio:
• Recepción y descarga de materia prima. Almacenamiento.
• Realización pesada y mezcla materias primas.
• Fusión del vidrio.
• Transporte del vidrio a la máquina de conformación.
• Conformación.
• Tratamiento térmico.
• Control de calidad. Escogido y embalado.
• Almacenamiento productos.
• Expediciones.
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INFORME DIAGnósticoS de sistemas de envasado
Proceso de fabricación de un envase de vidrio
Carga de materias
Evacuación de gases
de fusión
Incorporación de cargas
y colorantes
Agitador
Impulsión de la gota
Canal (Feader)
Corte de la gota
Manga
Ganga de vidrio
Moldes
Horno
Máquina de moldeo
Máquina de moldeo
Horno
Canal (Feader)
Carga de materias
Máquina de moldeo
Circulación de la masa de vidrio
Embalado
Máquina de moldeo
Temperatura
de reblandecimiento
7º
Arco de recocido
Evacuación de frascos
7.2 | Parámetros técnicos a considerar en una especificación
de envases de vidrio
A continuación se exponen los parámetros técnicos más relevantes en una especificación técnica
de envases de vidrio:
• Peso del envase (Tara). Expresado en gramos.
• Volumen: Para el cálculo del volumen del envase se tiene en cuenta la cámara libre, siempre
necesaria para absorber las características del proceso de envasado y las propiedades del producto. El volumen total de un envase siempre está referido al volumen a rebosar y es la suma
del volumen nominal más la cámara libre:
Vt = Vn + CL
Vt= Volumen total medido a rebosar.
Vn= Volumen nominal marcado por el contenido especificado.
CL= La cámara libre.
El volumen está expresado en mililitros.
• Dimensiones: Expresadas en milímetros.
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INFORME DIAGnósticoS de sistemas de envasado
• Diámetro de cuello: Relevante para seleccionar un tapón acorde con la botella. Se expresa en
milímetros si se trata de una botella.
• Tipo de transformación:
1. Soplado-soplado: Utilizado habitualmente para la fabricación de botellas. Esta técnica se
basa en el uso de un punzón que forma una pequeña cavidad en la masa de vidrio fundido
(gota de vidrio). Esta cavidad es posteriormente expandida mediante aire comprimido. Al
expandirse, la gota es forzada a adoptar una determinada configuración que corresponde al
molde preliminar que, por su diseño, se semiformará una botella, preforma. A continuación,
esta preforma es transferida al molde terminador que dará la forma final al envase, usando
aire comprimido y vacío.
2. Prensado: Un vástago es utilizado para dar forma a la superficie interior del artículo, al empujar el vidrio contra el molde exterior. El prensado puede ser hecho tanto con la ayuda de un
operador, como en forma completamente automática.
3. Prensado-soplado: Desarrollado inicialmente para los envases de boca ancha (tarros). Actualmente, también se utiliza para los de boca estrecha (botellas) al obtenerse un mejor control en el reparto del vidrio. El prensado-soplado comienza por el uso de un punzón relativamente largo, que forma una cavidad interior en la gota, prensando el vidrio contra la superficie
del molde preliminar de tal forma que, el espacio ocupado por el punzón, corresponde a la
burbuja de aire formada por el primer soplo del sistema tradicional. Esta forma del parison es
igualmente transferida al molde terminador donde, con la ayuda del aire comprimido y vacío,
es expandida de una forma simple y más uniforme hasta la forma final del envase.
• Molde y cavidades: Se debe indicar el molde asociado al envase especificado y las cavidades
del mismo.
• Compresión expresada en milímetros: Este parámetro marca la resistencia del envase unitario. Una buena resistencia a la compresión implica evitar encontrar envases rotos durante las
operaciones de transporte y almacenamiento.
7.3 | Ensayos de los parámetros técnicos de la especificación
Para la obtención de datos significativos y relevantes acerca de los envases metálicos, se realizan
una serie de ensayos. Estos proporcionan información acerca de las cualidades del envase como
la resistencia, rigidez, la absorción de agua, entre otras:
• Ensayo de compresión (mm): El objetivo de este ensayo es evaluar la resistencia de los envases de vidrio a la compresión vertical con una prensa dinámica. La resistencia de una botella
de vidrio da una idea de la firmeza de la geometría del diseño, el material utilizado y la propia
resistencia de la botella para transporte y uso. Se basa en la norma DIN 55526 parte 1.
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7.4 | Especificación para envases de vidrio
Especificación para envases de vidrio
Identificación no.:
Descripción:
Material:
Fecha:
Rev:
Peso (g):
Rango de Peso (g):
Volumen Máx (mL):
Rango de Volumen (mL):
Dimensiones
Alto (mm):
Largo (mm):
Ancho (mm):
Diámetro de cuellor ø (mm)
Materiales Aprobados
Otros Parámetros Técnicos
Transformación
Molde
Cavidades
Grabado
Artes
Propiedades Mecánicas
Maquinabilidad
Resistencia a la compresión de apilamiento
Resistencia al choque térmico
Resistencia a la presión interna
Requerimientos Medioambientales
Punto Verde
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8
Los procesos de decoración
de envases. Las etiquetas
8.1 |Introducción
El etiquetado de un producto es toda aquella mención, marca de fábrica o comercial que relaciona
el envase con el producto contenido. La decoración de un envase tiene los siguientes objetivos
principales:
• Comunicar
• Contener información legal
• Identificarse
• Diferenciarse
Entre los métodos decorativos, los más habituales son las etiquetas. Existen de varios tipos:
i. Etiqueta con cola blanca
ii. Etiqueta autoadhesiva
iii.Envolvente
iv. In mould labelling
v. Sleever
i. Etiqueta con cola blanca
Se basa en un sistema de transferencia de etiquetas donde desde un cargador se van transfiriendo las etiquetas a las que se les aplica cola blanca previamente al contacto con el envase. Este
sistema puede ser de alta velocidad por lo que no todos los materiales son aptos para trabajar en
estas condiciones. Las etiquetas deben tener las siguientes características:
• Rigidez suficiente.
• Buena resistencia a la perforación. Evitar roturas durante el proceso de transferencia.
• Elasticidad menor que los elementos de unión (capa adhesiva).
• Rápida absorción de agua.
Para ello es vital que la cara en contacto con la cola sea de papel, aunque pueda estar laminado
con un PET.
Otro de los factores importantes es el uso de barnices de sobreimpresión para proteger la impresión. Se debe minimizar el uso de barnices ya que estos reducen la capacidad de absorción de la
cola por parte de la etiqueta y en consecuencia una reducción en la adherencia.
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INFORME DIAGnósticoS de sistemas de envasado
ii. Etiqueta autoadhesiva
Este tipo de etiquetas contienen el adhesivo incorporado y se basan en un proceso dónde la
transferencia de la etiqueta se hace partiendo de una bobina. La bobina de soporte suele ser de
papel siliconado o de PET.
En este caso, al basarse en un proceso con bobina, aparte de controlar el registro para asegurar
que se etiqueta en la posición deseada, se debe tener en cuenta la tensión en el carro de etiquetado para evitar roturas de bobina, lo que acaba representando paros de máquina.
Esquema de proceso con etiqueta autoadhesiva
iii. Etiqueta envolvente
La etiqueta envolvente se basa en rodear el envase a etiquetar. Generalmente se aplica un punto
de cola para pegar la etiqueta una vez ha dado toda la vuelta al envase. Es un sistema adecuado
para trabajar a altas velocidades. Estas etiquetas suelen ser de papel o de PET.
Etiquetado wrap arround
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iv. In mould labeling
Este sistema se basa en incorporar la etiqueta al molde en el paso previo a la formación del envase, es decir, una vez formado el envase este queda etiquetado. En este caso, la gran ventaja
es reducir a un paso el proceso, ya que, mientras que en el resto de métodos se tiene una etapa
de formación del envase y otra etapa de etiquetado tras el llenado del mismo, aquí la formación y
etiquetado se hace en un solo caso.
Ahora bien, no todo son ventajas, hay dos inconvenientes que han hecho que este sistema este
cayendo en desuso.
El in mould labelling es un sistema poco flexible. Lleva a almacenar botellas etiquetadas, lo que en
la actualidad implica un problema logístico. Cada vez es un requisito más importante la flexibilidad
ya que para un mismo volumen de botellas anuales hay más lotes pequeños destinados a distintos
mercados. El otro factor que penaliza este sistema es que las tintas de la etiqueta, al formar parte
del envase, acaban contaminando la materia prima obtenida en proceso de reciclado.
v. Sleeve
Este sistema de etiquetado se basa en incorporar una funda termo retráctil de PVC, PETG, PLA u
OPS. Se debe tener en cuenta que en este caso se etiqueta con posterioridad al llenado y que el
diseño del sleeve debe contemplar el proceso de termoretractilado, es decir, el diseño toma forma
una vez pasa por el túnel de sleevado.
Etiquetado Sleeve
8.2 | Parámetros técnicos a considerar en una especificación
de etiquetas
A continuación se exponen los parámetros técnicos más relevantes en una especificación técnica
de etiquetas:
• Peso del envase (Tara): Expresado en miligramos.
• Grosor: Expresado en µ.
• Se debe especificar la posición de la etiqueta.
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• Materiales aprobados: Se debe especificar materiales de etiqueta, adhesivo y soporte, en
el caso de ser una etiqueta autoadhesiva. Si no lo es sólo hace falta especificar el material de
etiqueta.
• Tintas (colores): Pueden ser color directo en el que normalmente se usa una carta de color
PANTONE, o cuatricromía (CMYK). Esta última permite la reproducción de cualquier color mediante la combinación de cuatro colores básicos: cian, magenta, amarillo y negro.
• Barniz: Se usa un tipo de barniz de sobreimpresión si procede. El barniz se utiliza para proteger
la impresión de fenómenos como el desgaste por fricción o de la radiación ultravioleta. Para esta
aplicación concreta se usan barnices UV.
• Resistencia a la abrasión de la decoración: Se debe conocer este paramento para evitar el
degradado de la impresión por causa de la fricción. Proporciona una idea de la calidad de la
impresión de nuestro envase.
• Resistencia al producto contenido: Se debe asegurar que la decoración del envase es resistente a la acción del producto que contiene.
8.3 | Ensayos de los parámetros técnicos de la especificación
Para la obtención de datos significativos y relevantes acerca de las etiquetas, se realizan una serie
de ensayos. Estos proporcionan información acerca de las cualidades del envase como la resistencia, rigidez, la absorción de agua, entre otras:
• Ensayo para la determinación de la resistencia a la abrasión de las tintas sobre films
impresos (Rub Test): La resistencia a la abrasión de la decoración o la impresión deberá ser
suficiente para asegurar que la fricción no va a deteriorarlo. Se basa en una norma según el
método Prüfbau.
• Ensayo de resistencia al producto contenido: Este procedimiento describe la determinación
de la resistencia de la impresión de embalajes con el producto que contiene. Es una medida de
la resistencia de tinta y barniz contra la fricción, el plegado y la migración de la impresión bajo la
influencia del producto que contiene. Según norma DIN EN 22872.
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8.4 | Especificación para etiquetas
Especificación para etiquetas
Identificación no.:
Descripción:
Material:
Fecha:
Rev:
Gramaje (g/m2):
Espesor (μ):
Dimensiones
Alto (mm):
Ancho (mm):
Posición
Materiales Aprobados
Material:
Adhesivo:
Base:
Impresión
Tintas
Barniz
Para códigos técnicos revise el plano o el arte final
Otros Parámetros Técnicos
Las etiquetas deben ser resistentes al producto, el agua,
la fricción y deben tener Barniz UV Artes
Propiedades Mecánicas
Maquinabilidad
Test de Abrasión
Ensayo de Resistencia de Producto
Requerimientos Medioambientales
Punto Verde
Preparado por:
Aprobado por
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