Impresión sobre plástico biodegradable

En la lucha por hacer de la industria un ejemplo de respeto por el medio ambiente, la situación más crítica la soportan los exportadores a países desarrollados que exigen cada vez más que los productos estén avalados por certificaciones ISO; pero hay factores adicionales y críticos a contemplar además de la tecnología utilizada, como es el precio del producto final y la eficiencia en la producción del mismo.

El plástico convencional al desecharse permanece décadas en el ambiente y en muchos casos es imposible recogerlo. En el sector del packaging, la impresión en soporte plástico representa un alto porcentaje productivo. La materia prima está basada generalmente en polímeros, siendo éstos hidrocarburos (enlaces de átomos de hidrógeno y carbono), cuyas cadenas, de gran longitud, dotan al material de mayor flexibilidad y resistencia, pero que a su vez impide que se oxiden los carbonos e hidrógenos, evitando la degradación.

Las nuevas tecnologías están permitiendo el desarrollo de nuevos materiales que minimizan este impacto, mediante la fabricación de biopolímeros (o polímeros biodegradables) que sirvan como material para la impresión de envases y embalajes, siendo el período de degradación estimado en un máximo de 6 meses para un 90% del material. La descomposición puede llevarse a cabo por medio acuoso, suelo, medio marino, compost (materia orgánica, humus), diversas enzimas o por combinaciones de calor, humedad, luz o estrés mecánico que actuarían como catalizadores de la degradación.

Este nuevo producto también puede aportar ventajas y mejoras al proceso de producción y dotar al envase de algunas características técnicas necesarias. Si el biopolímero, por ejemplo, se fabrica a partir de un polímero natural como el almidón, es posible crear un almidón termoplástico, inadecuado para aplicaciones donde se requiera barrera anti-humedad, pero muy útil por su resistencia a grasas, barrera a gases y aromas, propiedades antiestáticas y buen sellado, además de permitir su uso en impresión sin necesidad de realizar un tratamiento superficial previo.

El objetivo será, por tanto, que los nuevos materiales creados cumplan con la normativa europea. UNE EN 13432: “Requisitos de los envases y embalajes valorizables mediante compostaje y biodegradación. Programa de ensayo y criterios de evaluación para la aceptación final del envase o embalaje”.

Una vez lograda la materia prima con las características necesarias para una rápida degradación, se requiere la fabricación industrial del material para su uso como soporte de impresión. Es en este momento donde es crucial la elección y empleo de tintas y otras materias con características similares de protección al medio ambiente, para que contribuyan al producto final biodegradable.

Las tintas se componen de 4 elementos clave: pigmentos (que proporcionan el color), resinas (actúan como vehículo en la molturación dotando a la tinta de propiedades en secado, adherencia al soporte, resistencia mecánica…), aditivos (mejoran la resistencia al roce, brillo…) y disolventes (modifican la viscosidad, inciden en la velocidad de secado…).

La elección de la tinta dependerá de las caracacterísticas del producto final, y debe ser un acuerdo entre el impresor (que conoce las características del sistema de impresión y acabados) y el fabricante de la tinta.

Las tintas se categorizan en tres grandes grupos:

Tintas en base solvente

Se emplean con soportes poco absorbentes tales como celofan, PVC, PET, polietileno y polipropileno. Son tintas que se formulan con solventes muy volátiles como acetato de etilo, cetonas y alcoholes (etanol y propanol), y cuyo vehículo principal es nitrocelulosa (NC), que debe ser modificada utilizando como aditivo un plastificante, y combinándose con otro tipo de resinas como poliamidas, uretanos y esteres de colofonia penta-fumáricos (solubles en etanol).

Tintas en base agua

Uno de los principales motivos para el desarrollo de esta clase de tintas son las restricciones cada vez más estrictas en cuanto a la emisión de compuestos orgánicos volátiles (COV) a la atmósfera.

Las tintas en base acuosa proporcionan mayor cromaticidad, una impresión limpia (alta resolubilidad), y una buena definición del punto. Tienen alta resistencia al frote y al agua y son versátiles en la impresión (altas y bajas velocidades de máquina). La viscosidad es estable y la característica clave es que se requiere un control sobre el PH que debe medirse durante la tirada de impresión.

Tintas UV

Las tintas de curado ultravioleta son especialmente utilizadas en el proceso de flexografía para la impresión de soportes plásticos y complejos metálicos, entre sus características el secado de las mismas se produce de forma instantánea, al recibir radiación UV, evitando problemas de repintado y proporcionando mayores resistencias físicas y químicas. Por otra parte, estas tintas carecen de disolventes en su formulación ya que todos los componentes del vehículo acaban formando la película de tinta y ninguno se emite a la atmósfera, con lo que tampoco posee compuestos orgánicos volátiles (COV)

Como conclusión, las tintas en base agua y las UV son las más adecuadas para emplearse en la impresión con material biodegradable, y sólo algunas de las “base solvente” podrían considerarse en función del origen del mismo.

Respecto a la tecnología de impresión a utilizar, la compañía DuPont realizó un estudio llamado Life Cycle Assessment (LCA), que se estructura en 2 partes, una orientada al proceso de pre-prensa (fotomecánica) para flexografía y huecograbado, y otro respecto a los procesos de impresión, ambos siguiendo las pautas de la normativa internacional ISO 14040 e ISO 14044.

Las conclusiones finales de dicho estudio fueron presentadas en septiembre de 2008. El estudio evaluaba el impacto medioambiental, considerando los requisitos de los clientes para el trabajo de impresión y a los proveedores de materias primas para procesos intermedios (tales como la fotomecánica), analizando en detalle los efectos de usar diversas materias primas, la energía, los residuos, y las emisiones involucradas en el proceso, desde la fabricación de la plancha virgen de impresión hasta el producto ya listo para la prensa, e incidiendo en los beneficios ambientales del empleo de materiales reciclados, reutilizados o incinerados, sin considerar procesos de post-impresión tales como acabados superficiales o laminación.

La consultora Five Winds International, de reconocida experiencia en el ámbito del desarrollo sostenible, coordinó un equipo de cinco expertos independientes para la revisión del estudio.

Una de las conclusiones del estudio fue que, en la comparación de la impresión flexográfica con el huecograbado, la flexografía presenta una reducción significativa, tanto de energías no renovables, como de emisiones de gases de efecto invernadero en, aproximadamente, un 50%, dentro de un modelo de trabajo sobre sustratos plásticos. Por tanto, concluye que entre ambas tecnologías de impresión la de menor impacto al medio ambiente, en cuanto a emisiones y uso de energías no renovables, es la flexografía.

Dada la gran importancia y actualidad del tema propuesto en este artículo, y con objeto de investigar en la fabricación de biopolímeros y en las posibilidades en la impresión, Aimplas y Aido han desarrollado un proyecto de investigación conjunto denominado Biopoli, para el estudio y mejora de las propiedades de impresión sobre polímeros biodegradables para la obtención de bolsa de un solo uso. Dicho proyecto, cuya ejecución es a dos años, ha sido financiado a través de Impiva en el marco del programa de cooperación en I+D de centros tecnológicos.

Este artículo se enmarca dentro de las acciones de difusión del proyecto Biopoli, financiado por el Instituto de la Pequeña y Mediana Industria Valenciana, Impiva y cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional, Feder.