Por Mike Burgstein

La naturaleza nos da mucha inspiración para preservar productos para que no se pudran prematuramente. Un ejemplo que viene al caso son las frutas con envoltura super-bien diseñada, la banana, probablemente, siendo la más citada. Su cáscara es ideal, retardando el proceso de maduración,   pero una vez pelada   se pone manchado, estropeándose rápidamente, aun con refrigeración. Al principio los seres humanos consumían lo que cazaban o encontraban, en el lugar donde lo hallaban, sin embargo, el desafío desde entonces ha sido coleccionar, cargar,   preservar y empacar productos para su uso en el futuro. Lo sorprendente es que muchos de los materiales de la antigüedad están todavía entre nosotros en una forma u otra.

Las grandes ocurrencias del pasado tuvieron su impacto en la historia del empaque. El uso de papel para envoltura, los frascos de vidrio para agua mineral, hasta la introducción de aleaciones y recubrimientos metálicos contribuyeron al progreso inexorable de esta industria. Un invento abrumador nació de la necesidad de alimentar a la armada de Napoleón en la campaña de Rusia. Encontraron un paisaje devastado por la guerra sin posibilidad de sostener a la armada que sufría de escorbuto y moría de hambre. El gobierno francés ofreció 12.000 francos para quien pudiera desarrollar un método para preservar alimentos.

El ciudadano francés Nicolás Appert , hombre orquesta, fabricante de dulces y panadero, acepto el reto. Tras mucho experimentar logró poner comida en contenedores de cristal sellados herméticamente con corcho y sumergidos en agua hirviendo. Así sin saber lo esterilizó, eliminando el crecimiento bacterial, prolongando el sabor utilidad   por mucho tiempo, tal como en botellas de vino bien sellados, recibió el premio directamente de los manos del emperador. Poco después un hombre inglés, Peter Durand, resolvió el problema de la fragilidad del cristal poniendo comestibles en cajas de metal estaño con cobertura soldada. Así nació la lata, el estaño prevenía la descomposición y no se rompía, el resto es progreso.

La necesidad aguza el ingenio , la industria del empaque se convirtió en una industria científica en la que materiales de empaque y lo que envuelven se complementan. Del guaje empleado como vasija hasta los materiales plásticos y de celulosa hay un camino largo. Nada es fácil, estamos sólo al principio del descubrimiento de nuevos materiales. La industria de empaques es principal contribuyente para el bienestar, la salud, y el placer   de todas las sociedades del mundo. Combina tecnologías actuales y a futuro. Para los que están involucrados representa una contribución industrial que apenas esta comenzando.

El diseño del empaque ideal combina dos necesidades, lo atractivo para que el   comprador se anime comprarlo y la protección máxima del producto. Métodos y materiales modernos siguen reduciendo la cantidad y volumen anteriormente usados para proteger el contenido de las cajas y bolsas. La electrónica y la computadora ayudan en la creación del diseño y luego en la reproducción y elaboración de placas y cilindros. Los troqueles están fabricados mediante tecnología láser. El diseño de la mercancía   es lo único que queda al concepto artístico, el resto es cálculo matemático para maximizar la utilización del sustrato para la impresión y para el acabado.

La clasificación de materiales para empaques pueda ser por categorías: según su rigidez, flexibles, semi-flexibles, o semi-rígidos y rígidos. Pueden ser de productos de   celulosa, de plástico, de metal y de materiales vidriosos. Con frecuencia se utilizan mezclas de más de uno de estos materiales. El producto para empacar, el mercado, la competencia y la preocupación del consumidor requieren constantemente innovaciones,   abriendo nuevas oportunidades.

A continuación siga una breve descripción de la fabricación de los principales materiales para la impresión de empaques. Los tipos de materiales utilizados como sustratos para lograr y perfeccionar las propiedades   del producto terminado están fabricados con diferentes métodos según las características de la materia prima. Una serie de pruebas exhaustivas   y exactas son parte de la manufactura y calificación del material.

Para la producción de película se aplican siguientes pasos. La extrusión se logra principalmente mediante calor y acción mecánica para obtener material tubular y plano. Material soplado mediante molde circular produce el material en forma tubular. Aire a presión entra   por el molde expandiendo y controlando el espesor de las paredes de película. Se aplica enfriamiento de inmediato antes de reembobinarla.

Para la extrusión en forma plana se estruje el material en dirección hacia abajo a través de un baño de agua o a través de rodillos de enfriamiento. Luego se embobina o corta el material fabricado en ambos procesos. Otros métodos constan de calandria de la materia mezclada mediante calor y acción de trabajo o por mezcla con solvente para solución viscosa. Los solventes son evaporados y recuperados dejando la película seca para enfriarse y embobinar. Muchos materiales de polímero tal como polipropileno,   poliestireno, poliéster y nylon logran claridad mediante el proceso de orientación. Después de fabricarlos los productos son recalentados y estirados para orientación molecular, lo que mejora el producto.

El celofán es un producto celuloso parecido al papel pero sin la estructura fibrosa. Esto se logra con solubilidad de la pulpa de madera con una serie de tratamientos tal como cocinar con hidróxido de sodio, machacar mecánicamente y dispersión coloidal, entre otros.

La impresión emplea todos los métodos conocidos de acuerdo a las características del material a utilizar:   Offset,   Flexografía,   Huecograbado y combinaciones de ellos.   

Las características para la impresión sobre las película son las siguientes.

Por la sensibilidad al calor y su   baja resistencia a la tensión requieren más cuidado en maquina, con ajustes mecánicos exactos en prensa para evitar rompimientos.

Este material tiene baja polaridad y baja reactividad. La tensión de humectación superficial es baja, lo que significa que la tinta tedrá poca adhesión   si no se   activa la superficie a través de una descarga de tratamiento corona.

Celofán sin y con recubrimiento tienen diferentes propiedades para la impresión. La superficie sin recubrimiento absorbe fácilmente los líquidos. Pese a esta característica, retiene solventes de tinta más que el celofán con recubrimiento. Algunas tintas sangran y emigran a través del celofán. Esto precisa buena ventilación y fuerza del aire para secar la tinta. Las tintas deben tener buena adhesión y evaporación de solventes. El celofán con recubrimiento contiene ceras que podrían causar problemas ya que requieren que la tinta tenga afinidad con la cera. Tintas con esteres penetran mejor el recubrimiento de la película produciendo una superficie lisa. El celofán con recubrimiento de polímero tiene ambos lados idénticos para la impresión. El celofán no requiere tratamiento de descarga corona para imprimirse.

Película metálica delgada - foil

La película delgada de aluminio es el material comúnmente usado para empaques flexibles, proporciona una barrera absoluta contra gases, humedad, aislamiento térmico, y penetración de luz. Muchas veces se combina con otros sustratos para impresión, recubrimiento o realzado. Generalmente es de aluminio puro, o formando aleacionescon pequeñas   cantidades de otros metales para ajustar sus propiedades para ciertas aplicaciones. Generalmente se produce con un lingote de aluminio que se funde en una cámara de vacío con unas fuentes de evaporación calentadas con resistencia y se deposita sobre un sustrato. Las películas metalizadas para impresión, frecuentemente están   laminadas para resistencia contra agua, flexibilidad y para mejorar la adhesión de la tinta.

Una de las definiciones tradicionales para describir el papel es: fieltro de fibras formando una retícula fina de una suspensión de agua. Así suficiente con una de las explicaciones científicas. Aparte de madera, el papel contiene muchos otros materiales preparándolo para el uso comercial, particularmente para la impresión. La mayoría de los papeles está fabricada con fibras de madera que contienen celulosa y lignina que son lo adhesivos naturales, unificando la madera. La madera se convierte en pasta mecánica y pasta química   y luego se refina para lograr uniformidad. Los blanqueadores cambian el color natural (que es marrón, Kraft) para lograr matices blancos u otros tonos.

Ya que papel y cartón   tienen como propósito principal su uso en impresión, empaques y envolturas, sus propiedades son las que influyen en la calidad y durabilidad del producto final. El acabado del papel incluye los procesos de recubrimiento, impregnación, pergamino y laminación. El recubrimiento es uno de los pasos más importante porque deliberadamente afecta la superficie con propiedades importantes para el paso de la impresión. La facilidad con que se deja manipular para una impresión bien hecha, requiere que la tinta sea depositada en el sustrato de manera controlada y uniforme para textos, sólidos, o medios tonos. Es imprescindible que las propiedades del papel que afectan la relación entre tintas, el proceso de impresión y el sustrato, estén bien definidas y controladas. Lo que complica esto es que diferentes procesos de impresión operan con diferentes características   físicas, diferentes velocidades de equipo y diferentes reologías de tinta.

Las características del papel y del cartón se dividen en estos criterios, aplicables a todos los sistemas de impresión. La capacidad con la que el sustrato recibe la impresión y el comportamiento del sustrato en máquina.   El primero, es la capacidad de reproducir imágenes según los estándares, con consistencia y uniformidad. El segundo criterio es la manera en que se comporta   en máquina. Es primordial calificar las propiedades del sustrato durante el proceso de producción y acabado. Son infinitas las pruebas diseñadas para las diferentes aplicaciones de papeles y cartones. La cooperación cercana entre el papelero, el tintero y el impresor es obligatoria para lograr   las condiciones que impone la industria de empaques.

Cada proceso de impresión para empaques tiene su sistema particular de tintas y químicos. Una revisión breve destaca las principales características de las tintas en los sistemas más importantes.  

La tinta Offset en pasta es de alta viscosidad, está estructurada para que no se seque durante el proceso de transferencia de los rodillos del tintero a la mantilla y a las placas. En sistemas convencionales con sistema de humectación consta de la mezcla de la tinta con la solución de la fuente que la absorbe en cierta cantidad. En la impresión sin agua, el silicón evita que las partes de no-imagen tomen tinta. El espesor de tinta depositada en el sustrato es delgado entre 0.5- 1.5 micras. Componentes adicionales agregados a la tinta Offset para una gran cantidad de sustratos y aplicaciones, varían según su aplicación.

La diferencia principal entre las tintas de Huecograbado y las de Offset es la viscosidad. La tinta de Huecograbado es líquida, para llenar las celdas del cilindro grabado girando a alta velocidad. El espesor de tinta depositada puede llegar a dos micras y su rango abarca desde tintas de proceso hasta tintas de alto contenido metálico. Importante es el uso de solventes adecuados a los sustratos, especialmente para empaques en los que los solventes orgánicos reemplazan a los que se utilizan para la impresión de publicaciones.

Las tintas flexográficas están muy parecidas a las tintas de huecograbado, tienen casi la misma viscosidad. La tinta impresa llega a una micra de espesor. La transferencia va del tintero al rodillo anilox y de allí a la placa flexible de relieve. Al igual que en el huecograbado los solventes se evaporan después de la aplicación al sustrato. Las tintas para empaques   con base de agua están reemplazando a los solventes.

Aquí hablaremos sólo del curado mediante radiación. En la industria del empaque siguen aplicándose todos los métodos de impresión y de secado conocidos, sin embargo, las tendencias y   requerimientos nuevos   muestran una dirección muy clara.   Las tintas modernas requieren sobrellevarse con grandes cambios   de tecnologías de   aplicación en diferentes sustratos. Las tintas sin agua para Offset y tintas base agua para Huecograbado y Flexografía presentan un desafió continuo. La industria de empaques ha acelerado el desarrollo de nuevos materiales para impresión en sustratos no convencionales. La demanda por alta calidad de impresión de hasta 600 líneas y tramado estocástico requiere gran control   de pigmentos y vehículos. Las consideraciones del medio ambiente y las restricciones legisladas por los gobiernos para eliminación de solventes dañinos generan alto interés en tintas y barnices de base   agua, vehículos de tinta UV con curado mediante radiación y tintas para curar con haz de electrones - EB.

El curado UV ultravioleta está basado en vehículos que se dejan polimerizar radicalmente.   El curado se logra mediante radiación electromagnética de luz UV entre 100 - 380 nanómetros. La energía asociada con estas frecuencias es suficiente para excitar ciertos tipos de moléculas causando reacciones fotoquímicas, polimerizando el vehículo de la tinta, lo que resulta en una película de tinta con secado instantáneo.

El secado mediante haz de electrones EB seca las tintas rápidas por polimerización, utilizando la inducción de una incidencia de electrones con radiación de iones. El curado es instantáneo hasta con espesores gruesos de tinta. Este método de curado elimina por completo cualquier indicación o el olor directo. EB gana más y más aceptación en la industria del empaque, especialmente de productos alimenticios, aunque su costo es más alto para la instalación del sistema. Tiene la ventaja de destruir por completo cualquier micro organismo en el sustrato.

Empaque Activo , emisión   y eliminación de gases

La nueva tendencia y tecnología en desarrollo es el concepto del Empaque Activo que es la referencia de incluir aditivos en la película o contenedor de   empaque para extender el tiempo que de conservación de un producto sin que se deteriore.

Es la terminología para explicar el comportamiento del empaque en la preservación de productos, formando una barrera inerte contra agentes externos. Los pronósticos indican que esta tecnología crece mas de 30% anualmente, especialmente en un campo donde poco a poco se incorporan los conocimientos adquiridos acerca de la velocidad de deterioro de muchos productos.

Gases como el oxígeno tienen efectos que dañan los comestibles. La tecnología de Empaque Acti vo introduce agentes que escarban o hurgan en busca de   oxigeno, dióxido de carbono, etílicos, etc.   Por otro lado emiten gases que promueven el crecimiento de ciertos organismos tales como el etileno para inducir el florecimiento de las piñas y desarrollar el color en las naranjas.

Principalmente hallan su aplicación en la remoción de humedad causante de que los alimentos se echen a perder. Los experimentos han mostrado que el olor en zapatos de deporte podría ser controlado en la misma manera.

En muchos sentidos el concepto del empaque y del producto se ha vuelto borroso porque el el empaque juega el papel principal en lo que piensa el consumidor del producto. "Los beneficios superan los costos, vale la pena invertir en el empaque como medio para despertar nuevos intereses en la mercancía", dice Brian Hopkins, vicepresidente del grupo ConAgra de productos alimenticios congelados, empresa que gasta anualmente mas de $300 millones en cajas corrugadas y $165 millones envases plegadizos. Continúa observando, que..."con frecuencia el mismo producto viejo, con un nuevo empaque, luce nuevamente sólo por el nuevo diseño". Estas innovaciones representan para el impresor y convertidor de empaques retos tecnológicos e inversiones formidables que abarcan compra de derechos para el uso de patentes,   maquinaria de acabado sofisticada, capacitación del personal y nuevas instalaciones de clase mundial. Todo sobrepasa la adquisición de equipos del pasado de troqueles, maquinas para dobleces y laminadoras.

Estándares nacionales e internacionales deben ser observados para la protección e identificación de marca en base global. Es preciso recalcar la necesidad de cooperación entre diseñador, proveedor de tinta, de sustratos y el cliente para definir la combinación   de materiales y métodos que optimizan el producto final. Deben cumplir con los requerimientos ambientales y de la salud del consumidor.

La industria del empaque no sólo vende el producto mediante la buena calidad de impresión y del diseño sino por la integridad   y consideración que manifiestan todos que contribuyen.