In questo articolo Matteo Maffeis, esperto di applicazioni laser nel packaging flessibile, analizza lo stato dell'arte e i recenti miglioramenti nella Micro e Nano perforazione laser su imballaggio flessibile e guarda alle tecnologie e alle tendenze future che potrebbero migliorare questo processo.
Il mercato dei prodotti preconfezionati cresce incessantemente. Riducendo i tempi di preparazione, tali prodotti sono estremamente pratici. Motivo per il quale il mercato li richiede in quantità sempre più abbondanti. L'imballaggio gioca un ruolo fondamentale nella possibilità di usufruire di prodotti pronti all'uso e, in modo particolare, nel mettere a disposizione dei film flessibili con un grado di trasmissione adatto a ciascun prodotto contenuto, in modo da massimizzare la conservazione.
L'importanza dei film microforati per imballaggi flessibili
La tecnologia degli imballaggi flessibili svolge un ruolo cruciale nell'ottimizzare la durata di conservazione dei prodotti e nel garantire la qualità complessiva del prodotto alimentare, riducendo al contempo il deterioramento nella catena di approvvigionamento. Effettivamente, l'imballaggio giusto, abbinato alla corretta temperatura di conservazione, può contribuire a creare condizioni all'interno della confezione che ritardano la maturazione e l'invecchiamento dei prodotti. Pertanto, è possibile aumentare la durata di conservazione e/o raccogliere il prodotto più tardi, garantendo una migliore qualità. Il packaging può fare la differenza.
È essenziale controllare la trasmissione di ossigeno, anidride carbonica, etilene e vapore acqueo attraverso la confezione di ogni specifico prodotto. Le condizioni ottimali di conservazione variano a seconda del tipo di prodotto, del grado di lavorazione e di maturazione, del periodo di raccolta e altro ancora. Produrre un film flessibile per ogni prodotto alimentare non è né economico né tecnicamente fattibile. In questo ambito, la micro e nano perforazione laser contribuisce a mantenere l'atmosfera desiderata e a rallentare il processo di invecchiamento dei prodotti. Ciò si traduce in una riduzione del deperimento e degli scarti, contribuendo a un risparmio per produttori di alimenti e consumatori.
La microperforazione laser nel dettaglio
Sebbene esistano altri processi di perforazione per gli imballaggi flessibili, come la perforazione ad ago ed elettrostatica, la tecnologia di Micro e nano perforazione laser è emersa come il processo di produzione dominante. La capacità del laser di produrre fori perfettamente circolari (a prescindere della velocità di avanzamento materiale) e di dimensioni inimmaginabili con i metodi tradizionali lo ha reso la scelta preferita, ed è proprio su questo tipo di tecnologia che ci siamo concentrati in questo articolo.
L'uso del laser per micro-nano perforazione di vari materiali, non è certo una novità, dato che la si usa da decenni e lo è anche nel mercato del packaging flessibile come tecnologia consolidata. I sistemi laser dotati di sorgente CO2 sono comunemente utilizzati a questo scopo. Questi sistemi sono in grado di perforare un'ampia gamma di materiali, tra cui film mono e compositi e carta, la cui larghezza può variare da 250 mm a 2000 mm per soddisfare le diverse esigenze di confezionamento. Inoltre, il numero di sorgenti laser per sistema può variare da 1 a 8, con ciascuna sorgente che in genere ha una potenza di 150 W e delle velocità massime materiale fino a 600 m/min. fori perfettamente circolari e di diametro definito, a queste velocità di lavorazione, hanno permesso alla tecnologia laser di non avere rivali. Vapore, anidride carbonica, ed eventualmente altri gas (MAP, Gas protettivi) vengono scambiati con l'esterno seguendo una specifica curva. Il diametro fori, il numero fori per package e il tipo di materiale utilizzato per l'imballaggio, determinano il posizionamento sulla curva sopra descritta. Di conseguenza, lo scambio controllato e deterministico con l'aria esterna all'imballaggio, determina un'ottimizzazione della deperibilità dell'alimento, allungando la vita dello stesso.
Versatilità nelle applicazioni di perforazione
La microperforazione laser offre diversi vantaggi rispetto ad altri metodi di perforazione. Uno dei principali è la possibilità di personalizzare il processo di perforazione in base a requisiti specifici: per ottenere la di trasmissione desiderata, i diversi materiali di imballaggio richiedono fori di dimensioni e densità diverse. Ad esempio, quando si perforano film mono, le dimensioni dei fori variano in genere da 50µm a 200µm. inoltre, è possibile all'interno dello stesso package, avere perforazioni con diametro variabile, oppure posizionate in alcune zone ben definite dell'imballaggio.
Inoltre, la micro-nano perforazione laser favorisce gli sforzi di sostenibilità ambientale. Utilizzando la tecnologia laser per creare le perforazioni, si riduce al minimo la necessità di materiali aggiuntivi, quali adesivi, lacche, vernici.
Il sistema laser PackMaker, sviluppato da SEI Laser, è ampiamente utilizzato nell'industria dell'imballaggio. Trova applicazione nella perforazione di film mono, plastiche riciclate/riciclabili, film laminati e vari altri materiali da imballaggio. PackMaker, non solo è un sistema laser dedicato alla micro e nano perforazione, ma con questo sistema è possibile effettuare le classiche "aperture facilitate", macro perforazioni, fustelle. Il sistema può essere integrato con qualsiasi taglia-ribobinatrice e più in generale con sistemi avvolgitore/svolgitore. Il processo di perforazione laser non si limita all'industria alimentare, ma si estende anche all'industria farmaceutica e automobilistica e molto altro.
Conclusioni
La tecnologia laser consente di prolungare la durata di conservazione dei prodotti deperibili, di ridurre gli sprechi e di perseguire la sostenibilità ambientale. Con i continui progressi della tecnologia laser e dei sistemi di controllo, il futuro della microperforazione laser è promettente e attuale.