IMPRESIÓN DE ETIQUETAS Y ENVASES


El papel de la etiqueta en el proceso de reciclaje: prestaciones de los adhesivos multicapa

02/10/2019

CATEGORíA: Etiquetas MARCA: Herma

Europa ha decidido combatir la gran cantidad de residuos generados por los embalajes de plástico. A principios de año entró en vigor la nueva ley de embalajes. Esta ley tiene como objetivo principal aumentar la cuota de recuperación de los plásticos. Gracias a los adhesivos multicapa es posible quitar las etiquetas de una forma sencilla, eficiente y económica del embalaje correspondiente y optimizar de este modo todo el proceso de reciclaje.


Marcus Gablowsk

 

En el futuro deben reciclarse más residuos provenientes de los embalajes. Esto es lo que prevé la nueva ley de embalajes que ha entrado en vigor el 1 de enero de este año. Según el Ministerio Federal de Medio Ambiente, Protección de la Naturaleza y Seguridad Nuclear, la cuota de reciclaje prevista para embalajes de plástico aumentará de un 36% a un 58,5% y en el año 2022 alcanzará un 63%. Asimismo, la nueva ley compromete todavía más a los comerciantes y a las empresas. Deben licenciar los embalajes puestos en circulación por primera vez. Las empresas que no cumplan la nueva normativa deberán pagar multas y recibirán amonestaciones de la competencia.

 

Pero el mundo empresarial también se está poniendo al día: 30 empresas de gran renombre, entre ellas BASF, Procter & Gamble y Henkel se han unido para formar una alianza global con el fin de desarrollar productos y tecnologías que reduzcan los residuos de plástico, especialmente en el mar. La Alianza para Acabar con los Residuos Plásticos (AEPW) planifica invertir en los 5 próximos años 1 500 millones de dólares estadounidenses en este proyecto. En octubre del año pasado, algunos proveedores de la cadena de suministro de embalajes y etiquetas ya se habían unido al Nuevo Compromiso Económico Global sobre el Plástico, una iniciativa global para luchar contra los residuos y la contaminación causada por los plásticos. Y Nestlé, en calidad de principal productor de alimentos y bebidas del mundo, se ha comprometido también con la iniciativa STOP (Stop Ocean Plastics). El objetivo: "STOP ha sido desarrollado para [...] demostrar que el plástico viejo (proveniente de embalajes) puede recolectarse y transformarse en recursos de gran valor", como dice un fundador.

 

En muchos casos, el concepto ideal es el del reciclaje. Detrás de este concepto todavía se albergan muchos mitos. La verdad es que hasta ahora era posible quemar los embalajes de plástico para cumplir con las cuotas de reciclaje. Ahora, el nuevo reglamento comunitario lo prohíbe. Asimismo, reciclar significa literalmente que de un embalaje antiguo puede conseguirse como mínimo una aplicación equivalente: de una botella de champú se hace otra botella de champú. Pero esto prácticamente no sucedía en el pasado. En realidad, en la actualidad a menudo se habla de infrarreciclaje o downcycling: la botella de champú se convierte en una lámina de ensilado. Sin embargo, el verdadero arte sería el suprarreciclaje o upcycling, es decir, mejorar los residuos provenientes de los embalajes. En este caso, el plástico no solo debe ser de gran pureza varietal sino que además debe entregarse al proceso de recuperación lo más libre posible de otras sustancias. Aquí, los colores que se imprimen directamente en el plástico son un gran problema. Las etiquetas no solo ofrecen la ventaja de que se basan en una tecnología muy conocida y extremadamente polivalente, tienen muchas posibilidades de perfeccionamiento y pueden equiparse posteriormente con datos variables, sino que, además, gracias a ellas el proceso de eliminación de la tinta puede realizarse al mismo tiempo que se separan de las partes valiosas de plástico. Durante este proceso, la dificultad radica especialmente en la separación y requiere, en su caso, un proceso de lixiviación o lavado. Los problemas solo aparecen si no se sueltan las uniones adhesivas y las etiquetas se mantienen adheridas al producto influyendo en sus cualidades físicas. Esto podría reducir considerablemente el valor del plástico que debe reciclarse. El material adhesivo compatible con el reciclaje debe cumplir en parte con exigencias considerablemente contradictorias: dentro del proceso de reciclaje debe permitir la eliminación limpia de las etiquetas durante el proceso de lavado. Sin embargo, las etiquetas deben seguir cumpliendo con su tarea de forma ilimitada durante el período de uso. Esto significa, entre otras cosas, que no deben limitarse las propiedades de adherencia.

 

La solución a este dilema son los materiales adhesivos multicapa que facilitan y flexibilizan el reciclaje de plásticos y que permiten una recuperación sustanciosa de un material reciclado de alta calidad. HERMA también ha demostrado en múltiples ocasiones que con la tecnología multicapa a menudo pueden solucionarse exigencias contrarias a las etiquetas sin tener que hacer compromisos, por ejemplo, si se trata de combinar una seguridad contra la migración óptima con propiedades de adherencia excelentes. HERMA prácticamente ha transformado su surtido completo estándar a la tecnología multicapa. El éxito en el mercado de estos materiales adhesivos es tan grande porque generan a los usuarios un valor añadido sin que se produzca un aumento de costes. Esto se debe a que, en contra de alguna opinión, no se trata de un material especial muy caro, sino que es un material convencional y, de este modo, un producto que en principio puede emplearse de forma universal y que abarca un gran abanico de aplicaciones. Y puesto que sus capas de adhesivo se basan en adhesivos por dispersión que hace tiempo que están en el mercado y ya han demostrado su fiabilidad, estos materiales adhesivos también se caracterizan por sus excelentes propiedades de aplicación - otro punto que los diferencia considerablemente de muchos materiales especiales.

 

Antes de que explique con detalle nuestra forma de proceder para optimizar los procesos de reciclaje en los que están implicados las etiquetas, desearía volver a explicar el principio de la tecnología multicapa. Los materiales adhesivos usuales están compuestos por el material de la etiqueta, una única capa homogénea de sustancia adhesiva, una capa de separación (en general, sobre la base de silicona) y un material de soporte llamado liner (véase fig. 1).

 

 

Fig. 1: Estructura esquemática de un material adhesivo convencional.

 

 

En cambio, los sistemas de adhesivos de varias capas tienen entre el material de la etiqueta y el liner recubierto una capa de adhesivo que, a su vez, está compuesta de dos capas individuales (véase fig. 2).

 

 

Fig. 2: Estructura esquemática de un material adhesivo de dos capas.

 

Si ahora comparamos una etiqueta convencional (con una sola capa de adhesivo) con un sistema de adhesivos de dos capas, puede apreciarse que en el caso del sistema de dos capas la capa interior (capa intermedia) ofrece otra posibilidad de controlar las propiedades de reciclaje de la etiqueta sin que ello influya en las propiedades de adherencia. Al contrario de la capa exterior, que debe ajustarse a la adherencia específica, que a su vez depende en gran medida de la composición química, la capa interior no necesita (al menos para la adherencia) enfocarse tanto en la química. Las propiedades reológicas son suficientes. A continuación se explica con detalle cómo pueden emplearse los adhesivos multicapa para el proceso de reciclaje con el objetivo de crear valor. Para ello se han sometido a varias pruebas tanto etiquetas convencionales con una sola capa de adhesivo como etiquetas con un sistema de adherencia de dos capas. Mediante las pruebas se intenta comprobar y, en su caso, demostrar tres propiedades esenciales de un material reciclable: la fuerza adherente excelente, la propiedad de eliminación por lavado y la seguridad de una eliminación completa.

 

La prueba del cubo de hielo

Al principio se procedió con la prueba del cubo de hielo, un ensayo de dureza muy cercano a la realidad de una etiqueta sometida al agua. Para ello hemos expuesto a la acción del agua a 4 grados de temperatura cuatro etiquetas convencionales, usuales en el mercado y con una capa de adhesivo única, y tres etiquetas con un adhesivo de dos componentes. En el caso de los adhesivos multicapa, que provienen todos del laboratorio propio de HERMA, hemos empleado tres variantes diferentes: una variante estándar convencional, una variante en la que hemos aumentado la sensibilidad al agua de la capa de adhesivo exterior (fig. 3, véase 2, I/D) y, finalmente, una variante en la que hemos reducido adicionalmente el grosor de la capa intermedia (fig. 4, véase 2, II/D). Nuestra tesis de trabajo fue: el uso de una capa intermedia mejora el anclaje pero reduce la disolubilidad en agua.


Fig. 3: Aumentar la solubilidad en agua en la prueba del cubo de hielo.

 


Fig. 4: La capa intermedia se reduce.

 

 

Se comprueba en determinados intervalos (veinte minutos, una hora, dos horas y cuatro horas) el desprendimiento y una posible generación de arrugas de la etiqueta en cuestión. Nuestro objetivo autoimpuesto era: la etiqueta debe aguantar durante cuatro horas en el cubo de hielo sin desprenderse ni crear arrugas. Una etiqueta convencional se disolvió después de dos horas (véase fig. 5, 1B). Otra etiqueta formó arrugas (véase fig. 5, 1 D). Todas las etiquetas con adhesivos de dos capas han aprobado sin dificultades la prueba del cubo de hielo de 4 horas y no han mostrado reacciones negativas. Importante: en el caso de la variante con una capa intermedia reducida no existen diferencias con respecto a la adherencia con las otras dos variantes multicapa.

 

 

Fig. 5: Los resultados de medición de la prueba del cubo de hielo mostró debilidades en las etiquetas con una sola capa de adhesivo.

 

 

La prueba de lavado

¿Realmente existen ventajas si se reduce la capa intermedia? La prueba de lavado es un método de medición efectivo para valorar la velocidad a la hora de eliminar etiquetas. Durante el procedimiento de ensayo se sometieron las etiquetas a una lejía sódica al 1,5% con una temperatura de 65 grados. Estos parámetros corresponden a un proceso de desprendimiento cuidadoso. Hasta el desprendimiento completo de la etiqueta no solo se comprobó el tiempo sino que también se registraron visualmente los cambios del material y los restos de adhesivo que podían haber quedado en la placa de ensayo. En este caso, los adhesivos multicapa no fueron automáticamente los mejores, situación que ya habíamos previsto (véase fig. 6). Pero quedó claro que la aceleración del proceso de desprendimiento pudo demostrarse mediante la reducción de la capa interior en el caso de los adhesivos multicapa. En este caso, pudo retirarse la etiqueta en menos de dos minutos (fig. 6, véase 2, II/D). Admitido: una de las variantes del adhesivo monocapa alcanzó durante esta prueba un valor similar; sin embargo, este adhesivo había mostrado debilidades en la prueba del cubo de hielo.

 

Fig. 6: El uso del adhesivo multicapa permite acelerar el proceso de desprendimiento de la etiqueta si se reduce la capa intermedia.

 

 

La prueba de calcinación

¿Realmente se desprendieron todos los restos de adhesivo y etiqueta durante el proceso de lavado? Durante la prueba de calcinación se someten los copos de plástico lavados en un armario de secado a una temperatura de 220 grados Celsius durante un tiempo aproximado de veinte minutos. Los resultados de esta prueba fueron muy claros. Todos los copos cuyas etiquetas tenían una sola capa de adhesivo tenían un color marrón: tanto el adhesivo como en determinados casos el material de la etiqueta no fueron eliminados debidamente durante el proceso de lavado. En el caso de los materiales adhesivos de varias capas esto se consiguió fácilmente en dos de las tres etiquetas (fig. 7, véase 2, I/D + 2, II/D). Los restos de adhesivo que quedaron en los copos de plástico estaban por debajo de un valor límite crítico. Esto significa que la receta especial de la capa intermedia y, por consiguiente, la orientación clara correspondiente de toda la estructura de adhesivo del material de etiqueta demuestra que el adhesivo permanece casi en su totalidad en el material de la etiqueta y, de este modo, no molesta durante el proceso de reciclaje. Menos del 10% de la superficie probada mostró una decoloración (véase fig. 7). En las dos variantes de dos capas que habían podido eliminarse mediante lavado no se produjo decoloración alguna en condiciones de laboratorio.

 

Fig. 7: Resultados de la prueba unívocos: ninguna etiqueta con un adhesivo monocapa supera la prueba de calcinación.


Si después de finalizar estas tres pruebas se estudian los resultados de las siete variantes de adhesivo diferentes en su conjunto, puede verse que solo el adhesivo multicapa con una capa intermedia modificada cumple con las exigencias en todas las series de ensayo (véase fig. 8). 

 

Fig. 8: Solo el adhesivo multicapa con una capa intermedia modificada cumple con las exigencias en todas las series de ensayo.

 

Conclusión

Para poder efectuar un proceso de reciclaje óptimo, en la fase final el granulado debe ser de gran pureza varietal y estar libre en lo máximo posible de otros restos. Las etiquetas que no se desprenden o que lo hacen con dificultad pueden perjudicar, entre otros, el color, las propiedades mecánicas y la resistencia a la temperatura. Asimismo, los restos de adhesivos en los embalajes pueden causar decoloración del producto reciclado o, en el caso de los adhesivos de fundición baja, formación de gas durante la extrusión. El adhesivo multicapa especialmente ajustado de HERMA hace que el reciclaje de los plásticos sea más simple, eficiente y, en consecuencia, económico, puesto que soporta durante el proceso de reciclaje un desprendimiento limpio y rápido de las etiquetas en el proceso de lavado. Los resultados de las pruebas muestran que esto es posible mediante una combinación adecuada. Y todo ello sin limitar las propiedades de adherencia. De esta forma se posibilita una recuperación sustanciosa de material de reciclaje de alta calidad. Gracias a que la etiqueta puede desprender simultáneamente todas las sustancias problemáticas (especialmente, tintas de impresión) forma parte de la solución y no del problema. Por tanto, a la hora de reciclar embalajes de plástico hay que considerar obligatoriamente los sistemas de adherencia multicapa. 

 

Sobre el autor

Marcus Gablowski dirige en HERMA el desarrollo de las sustancias adhesivas y los recubrimientos especiales. Este ingeniero químico de 39 años estudió en la Escuela Superior de Esslingen y desde 2004 se encarga en HERMA de los ámbitos de técnica de procedimientos y desarrollo. En los últimos años ha acompañado y promovido de forma decisiva la introducción de la innovadora tecnología multicapa.

 

 

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