ADH-INK: Desarrollo de tintas y adhesivos inteligentes para el control de calidad de productos envasados

Contexto

El mercado de adhesivos para envase y embalaje a nivel mundial supuso 5.103 millones de euros en 2016, según un estudio de Smithers Pira, alcanzándose en ese mismo año una facturación total de más de 71 millones de euros en la Comunitat. El informe de Smithers Pira, titulado El Futuro de la Impresión Europea a 2021, indica que en 2016 el mercado de la impresión en toda Europa se valoró en 159.200 millones de euros, lo que equivale a unos 13,2 billones de impresiones A4 y consume poco más de 68 millones de toneladas de sustratos de impresión.

Resumen y objetivos

El proyecto ADH-INK tiene como objetivo el desarrollo de adhesivos y tintas inteligentes con diferentes funcionalidades para su aplicación en el control de calidad de productos envasados y en diferentes sustratos. En concreto, se trabajará en dos líneas de actuación.

Por un lado, buscará desarrollar adhesivos funcionales para productos envasados. Estos adhesivos deberán tener propiedades mejoradas en cuanto a barrera a gases (oxígeno y vapor de agua), conductividad eléctrica y marcadores aplicados en materiales de envase. Los adhesivos analizados en este proyecto son aquellos utilizados en la producción de envases flexibles (tanto de plástico como de papel) para la unión de diversas capas de materiales que aportan distintas propiedades necesarias en el envase final.

Estos adhesivos permitirán sustituir y reducir espesores en materiales multicapas. Además, empleados en la superficie del envase o también entre sus capas, pueden ser utilizados en la fabricación de circuitos impresos o en la impresión de marcadores que actúen como sistemas de comunicación y faciliten la interacción entre el envase y el consumidor. Esto puede ser aplicado para aportar información sobre la autenticidad o el origen del producto (como medida contra posibles falsificaciones) o como herramienta de marketing para comunicar promociones o posibles aplicaciones y recomendaciones de uso.

Por otro lado, se trabajará en el desarrollo de tintas indicadoras de frescura para productos perecederos envasados en condiciones aerobias (es decir, con oxígeno) que informen de su estado mediante un cambio de color.

ADH-INK aborda así el desarrollo de nuevas soluciones en línea con tendencias y necesidades actuales como son, por un lado, reducir el elevado desperdicio alimentario y, por otro, la necesidad de mejorar la sostenibilidad de los productos sin renunciar a las prestaciones que estos pueden ofrecer. ​

Resultados

• Se han obtenido adhesivos funcionales para productos envasados con propiedades barrera a gases, con conductividad eléctrica y con marcadores aplicados en materiales de envase.
• Los adhesivos han permitido sustituir y reducir espesores en materiales multicapa en envases flexibles.
• Se han incorporado propiedades conductoras en los adhesivos, por lo pueden ser utilizados en la fabricación de circuitos impresos. Además, al contar con marcadores en su formulación, pueden actuar como sistemas de comunicación, lo cual facilita la interacción entre el envase y el consumidor.
• También se han desarrollado tintas indicadoras con información sobre la frescura de alimentos perecederos envasados en condiciones aerobias, lo que permite conocer el estado del producto gracias al cambio de color de la tinta.

Descárgate el informe recopilatorio de acciones del proyecto ADH-INK

Ver el vídeo sobre los resultados de este proyecto:

Información adicional

Adhesivos barrera para envases

Los materiales poliméricos son los más empleados actualmente en el sector de envase como el alimentario (alrededor del 40% de cuota mercado) debido a su bajo peso, bajo coste, facilidad de procesado y diversidad de propiedades físicas, pero su principal inconveniente es su inherente permeabilidad a gases y otras moléculas pequeñas.

Además, dado que no existe un polímero puro que exhiba todas las propiedades mecánicas y de barrera requeridas para cada aplicación de envase, a menudo se emplean mezclas complejas de polímeros y sistemas multicapa con adhesivos. Si bien los films multicapa y las mezclas poliméricas han dado lugar a materiales de envase con buenas propiedades, estos sistemas dificultan su reciclaje y tienen altos costes de producción y de materiales.

Por esta razón, en los últimos años la investigación se ha enfocado en el desarrollo de nanocomposites poliméricos aplicados tanto en la composición propia del adhesivo como a modo de recubrimiento en materiales de más de una capa, para simplificar la estructura y optimizar en coste sin perder propiedades.

Concretamente los silicatos laminares (ej. nanoarcillas) han sido aplicados para la mejora de permeabilidad a gases, llegando hasta triplicar la barrera al oxígeno y vapor de agua del polímero puro con muy bajos porcentajes de adición a la matriz (típicamente menos del 5%).

Adhesivos conductivos

Distintos estudios evidencian que el internet de las cosas (IoT) y la impresión electrónica impulsarán el mercado del envase inteligente. Partículas metálicas o bien partículas recubiertas con metales junto con alternativas de menor coste como el uso de negro de carbono son algunos ejemplos en los que se basan este tipo de adhesivos funcionales.

Adhesivos con función marcadora

El uso de marcadores en la formulación de adhesivos para materiales de envase se corresponde con la demanda actual de incrementar la seguridad y trazabilidad de los productos que circulan a lo largo de la cadena de suministro. Cada agente de esta cada vez exige y a su vez le exigen más información sobre sus productos (ej. origen, composición, etc.).

Así, en esta línea, existen determinados estudios donde se emplean adhesivos que en su formulación contengan compuestos que, mediante un estímulo óptico externo, como puede ser una radiación UV, permitan ofrecer una respuesta óptica para garantizar el transcurso más seguro y controlado en la cadena de distribución.

Tintas indicadoras de frescura

La indicación de frescura de los alimentos no es solo importante para que los consumidores tengan más información sobre las características organolépticas de los alimentos, sino que también certifica que se han mantenido las condiciones de refrigeración correcta sin romper la cadena de frío. Además, un mayor control e información de la frescura de los productos contribuye a mermar el problema actual del desperdicio alimentario.