BIOSURFINK 2022: Tecnologías de tintas y tratamiento de superficies para mejorar la impresión y dotar de nuevas funcionalidades a distintas aplicaciones de envase

En el proyecto BIOSURFINK 2022, ITENE trabaja en el tratamiento de superficies mediante modificación superficial para ofrecer soluciones de fácil limpieza o autolimpieza y fácil vaciado, así como en la formulación de tintas biobasadas compostables y biodegradables para los sectores de artes gráficas y de envase y embalaje.

Contexto

La ligereza, la facilidad de transformación, el bajo coste y la versatilidad de los materiales poliméricos han contribuido a incrementar su producción a nivel mundial alcanzándose 5,52 millones de toneladas en España en 2018 de las que el 40,99% se destinó al sector de envase y embalaje (Informe El sector de los Plásticos 2019, CEP).

En España, el sector del envase de cartón también ha mantenido una tendencia al alza en los últimos años, incrementándose su producción en un 9,29% entre 2015 y 2020 (Asociación Española de Fabricantes de Envases de Cartón, Aspack), y alcanzándose los 5.286 millones de m² en 2018 (Asociación Española de Fabricantes de Envases y Embalajes de Cartón, AFCO, 2019). Según AFCO, este material se destina principalmente a la agricultura y a los productos alimenticios.

En línea con los objetivos europeos, en España se están impulsando medidas para fomentar la economía circular, reflejadas entre otros en la Ley de Residuos y Suelos Contaminados y el proyecto de Real Decreto de Envases y Residuos de Envase, que tienen un impacto directo en todas las etapas del ciclo de vida de los envases y embalajes, en un momento en el que los consumidores son cada vez más conscientes del impacto ambiental de estos.

Los componentes auxiliares de los envases deben cumplir los requerimientos de sostenibilidad y, en este contexto, el desarrollo y uso de tintas de impresión más respetuosas con el medio ambiente será una línea de negocio con una demanda creciente. Además, su aplicación en envases también supone un impacto económico en aumento. Un estudio estima que el mercado global de impresión en packaging representará 271.000 millones de euros en 2023 (The Future of Printing for Food Packaging to 2023, Smithers).

En esta línea, el plan sectorial para la industria de las artes gráficas, enmarcado en el Plan Estratégico de la Industria Valenciana (PEIV) de la Conselleria de Economía Sostenible, Sectores Productivos, Comercio y Trabajo, propone una serie de actuaciones para mejorar la competitividad de este sector, entre las que se encuentra incentivar el uso de materiales sostenibles, la reducción de estructuras en envase flexible y el uso de materiales biodegradables y compostables.

Por otro lado, las tecnologías de modificación superficial también pueden ayudar a cumplir objetivos de reciclado a través de la reducción de capas en materiales de envase o de los espesores de estas, así como de reutilización, facilitando el vaciado y limpieza de los envases.

Resumen y objetivos

El proyecto BIOSURFINK 2022, que da continuidad al proyecto BIOSURFINK, se centra por un lado en el tratamiento de superficies que permitan un fácil vaciado y limpieza de envases que reduzcan el desperdicio alimentario y faciliten el reciclado y la reutilización de envases y, por otro, en la formulación de nuevas tintas biobasadas que sean además biodegradables y compostables. Así, el proyecto se estructura en dos líneas tecnológicas.

Línea 1. Modificación de superficies para facilitar el vaciado y la limpieza de envases

Se emplearán técnicas de modificación superficial mediante la activación por tratamiento plasma o polimerización para aportar propiedades de baja adhesión y alto deslizamiento que permitirán facilitar la limpieza y el vaciado de los productos contenidos, respectivamente.

Este tratamiento de superficies funcionales se aplicará sobre materiales poliméricos flexibles destinados a envases y también sobre envases destinados al transporte de determinados alimentos, como pueden ser frutas, verduras o pescado. Este desarrollo permitirá prevenir el desperdicio de alimentos y facilitar el reciclado y la reutilización de los envases.

Línea 2. Formulación tintas biobasadas para productos sostenibles

Se desarrollarán tintas biobasadas para la impresión por flexografía e inkjet que se probarán sobre materiales celulósicos y también poliméricos (probablemente, PET, PE y PLA).

El objetivo es que estas tintas sean además biodegradables y compostables, de forma que contribuyan a que los envases en los que sean impresas también lo sean.

Tras haberse desarrollado tintas biobasadas de color negro y azul en el primer proyecto de BIOSURFINK, en esta ocasión se trabajará en la obtención de tintas amarillas y magentas, para lo que se trabajará con matrices diferentes. Posteriormente, las tintas formuladas se validarán a escala industrial. Asimismo, se realizarán distintas acciones para garantizar la transferencia del conocimiento al tejido empresarial valenciano.

Resultados

Línea 1. Modificación de superficies para facilitar el vaciado y la limpieza de envases

En esta línea tecnológica, se han obtenido tratamientos superficiales que reducen la adhesión de materiales y facilitan el vaciado de envases de plástico, lo que puede ayudar a su reciclabilidad y reutilización.

En concreto, mediante el proceso de deposición química asistida por plasma, se han desarrollado superficies con propiedades de alta repelencia a partir de materiales aptos para contacto alimentario. Así, se han obtenido poliolefinas recubiertas con propiedades de autolimpieza y/o fácil limpieza para su uso en cajas de transporte reutilizables.

La deposición química asistida por plasma también se ha aplicado para disminuir la adhesión de fluidos a papel apto para contacto alimentario, consiguiéndose aumentar su repelencia al agua y el aceite.

Adicionalmente, mediante tratamientos en vía húmeda, se ha aumentado la repelencia a agua y aceite del PET (tereftalato de polietileno).

Línea 2. Formulación tintas biobasadas para productos sostenibles

En esta línea, se han desarrollado tintas de base bio-solvente magentas y amarillas para impresión sostenible de envases por flexografía y huecograbado. Además, se ha verificado la compatibilidad de impresión de las tintas obtenidas mediante la realización de pruebas de impresión a escala industrial en diferentes sustratos plásticos (PET, OPP, PE blanco y film de celulosa).

Asimismo, se ha formulado una tinta en base agua de color magenta. Este desarrollo también se ha validado a escala laboratorio para su impresión por flexografía y huecograbado. Además, se ha realizado una prueba de impresión a escala industrial sobre cartón.

Adicionalmente, se ha formulado una tinta negra en base solvente también biobasada para impresión por inkjet.

Sesión de transferencia tecnológica