Вплавляемые этикетки

Дмитрий Гудилин

Изготовление вплавляемых этикеток

Способы декорирования упаковки

Технология нанесения вплавляемых этикеток

Рост объемов использования пластиковых мини-контейнеров и коробочек для упаковки масел, маргаринов, плавленых сыров, мороженого, салатов и других подобных пищевых продуктов привел к необходимости создать эффективные технологии этикетирования этих видов упаковки. Одной из перспективных разработок в области этикетирования пластиковой упаковки является вплавление этикеток (in-mould labeling, IML).

Технология вплавления этикеток была разработана около четверти века назад. Она основана на совмещении процессов литья под давлением пластиковой коробочки или крышки для нее и этикетирования. Для вплавления в коробочку или в крышку запечатанная и высеченная этикетка помещается в форму для литья под давлением (пресс­форму). После впрыска в пресс­форму расплавленного полимера происходит прочное соединение упаковки и этикетки. Вплавление позволяет интегрировать упаковку и этикетку — они смотрятся как единое целое. Благодаря этому этикетка эффективно выполняет свои маркетинговые функции, привлекая внимание покупателя.

По сравнению с печатью на упаковке применение вплавляемых этикеток обеспечивает гораздо более широкие изобразительные возможности, включая воспроизведение высоколиниатурных многокрасочных растровых изображений и тонких штриховых элементов. По сравнению с нанесением этикеток на готовые пластиковые коробочки и крышки вплавление дает возможность сократить производственный цикл, удешевить продукцию и добиться визуального единства этикетки и упаковки.

Другие достоинства технологии вплавления этикеток:

•  высокая прочность соединения этикетки с упаковкой позволяет выполнять высокоскоростную фасовку продукта;

•  при сохранении прочности упаковки снижается ее стоимость за счет экономии полимера;

•  повышение степени защиты товара от подделки, поскольку вплавление этикеток экономически выгодно только при достаточно высоких тиражах;

•  если этикетка и упаковка выполнены из одинакового материала, возможна их совместная вторичная переработка.

Изготовление вплавляемых этикеток

Вплавляемые этикетки изготавливаются способами флексографской, высокой, глубокой и офсетной печати, а также при совместном использовании нескольких перечисленных технологий. Печать выполняется на рулонных и листовых машинах. Листовые машины применяются только в случаях, когда конечным продуктом являются высеченные этикетки. Печатные краски должны быть совместимы с запечатываемым материалом и иметь сертификат, разрешающий их применение в производстве пищевой упаковки (без прямого контакта с продуктом питания).

Этикетки могут изготавливаться из разных материалов, однако их основа должна состоять из термопласта, способного формировать под воздействием высокой температуры и давления прочную связь с материалом упаковки. Наиболее прочное соединение достигается в случае, если этикетка и упаковка изготовлены из одного и того же материала. В последнее время наиболее широкое применение нашли этикеточные материалы на основе полипропилена (в том числе ориентированного) и полиэтилена.

Декорированная вплавляемой этикеткой упаковка для творога

В зависимости от конструкции установленных в формовочных прессах (термопластавтоматах) устройств для подачи этикеток, последние могут высекаться заранее или непосредственно перед вплавлением. В первом случае стапель запечатанных и высеченных этикеток укладывается в магазин, откуда они поштучно подаются в пресс­форму. Во втором случае подача этикеток выполняется из рулона, а высечка производится непосредственно перед вставкой этикетки в пресс­форму (технология CIP — cut­in­place). Следует отметить, что высокая точность высечки — важное условие качественного этикетирования.

Для стабилизации процессов транспортировки и установки этикеток в пресс­форму они должны обладать определенной жесткостью, которая зависит от типа и толщины материала. Предварительно высеченные этикетки должны иметь толщину 50­80 мкм, при рулонной подаче допустимо применение материалов толщиной до 30 мкм.

Образцы декорирования вплавляемыми этикетками пластиковой упаковки разной формы

Способы декорирования упаковки

Этикетки наносятся на нижние и боковые поверхности коробочек различной формы — с прямоугольным (с закругленными краями), круглым или овальным сечением,  а также на крышки.

При этикетировании крышек и донышек коробочек этикетка может покрывать всю их поверхность или только ее часть.

Этикетирование боковых поверхностей коробочек возможно двумя способами. При первом способе этикетка обматывается вокруг боковой поверхности коробочки, которая может иметь округлую, овальную или прямоугольную форму горизонтального сечения. Достоинством этого решения является наличие только одного шва. При втором способе этикетка наносится на донышко и боковые поверхности прямоугольной коробочки. Если этикетка наносится на четыре боковые поверхности, она имеет крестообразную форму, если на две — прямоугольную. При декорировании всех боковых поверхностей может быть предусмотрено смыкание этикеток на углах коробочки — в этом случае образуются четыре вертикальных шва. Недостатком такого решения является повышенная вероятность протекания пластика через швы в момент его подачи в пресс­форму. Кроме того, при разработке дизайна следует принять во внимание, что боковые этикетки могут сходиться не совсем ровно, поэтому макет не должен содержать проходящих через углы коробочки надписей, рисунков или горизонтальных линий.

Возможно и одновременное нанесение на коробочку двух раздельных этикеток: одной — на дно, другой (обматывающей) — на боковую поверхность.

Технология нанесения вплавляемых этикеток

Процесс вплавления этикетки включает следующие основные этапы:

•  отделение этикетки от стопы (или отрезание от ленты) и вставка в пресс­форму термопластавтомата;

•  фиксация этикетки в пресс­форме;

•  смыкание пресс­формы и ее перемещение к соплу;

•  впрыск расплава полимера в пресс­форму;

•  выдержка давления в пресс­форме до отвердения полимера;

•  отвод пресс­формы от сопла, ее размыкание и извлечение этикетированного изделия.

Для изготовления пластиковых контейнеров и коробочек с одновременным вплавлением этикеток, как правило, применяются автоматизированные системы, объединяющие термопластавтомат, устройство хранения и подачи этикеток, а также приемное устройство для готовых изделий. Автоматизация всех операций и агрегатирование оборудования позволяют добиться максимальной производительности при минимизации брака и рациональном использовании производственных площадей.

Структура полипропиленового этикеточного материала EUH компании Treofan

Принципиальная схема процесса нанесения вплавляемых этикеток: а — высеченная этикетка; б — установка этикетки в пресс-форму; в — замыкание пресс-формы и ее перемещение к соплу; г — впрыск расплава полимера через канал в пуансоне; д — размыкание пресс-формы; е — этикетированное изделие

Вставка этикетки в пресс­форму, а иногда и извлечение этикетированного изделия выполняются роботехническими устройствами.

Фиксация этикеток в пресс­форме осуществляется с применением вакуума или электростатических сил. Фиксация этикеток с помощью вакуума требует интеграции в пресс­форму пневматических элементов, поэтому данный метод используется в основном в случаях, если этикетируемая поверхность является плоской. Вакуумная система требует регулярной чистки и проверки состояния трубок и клапанов, которые подвержены загрязнению и забиванию. Кроме того, при применении вакуумной фиксации этикеток на готовом изделии остаются следы от пневмоэлементов.

Электростатическая фиксация этикеток предполагает сообщение этикеткам электростатического заряда, благодаря которому они притягиваются к электроду устройства фиксации. Система электростатической фиксации включает мощный генератор постоянного тока и стоит дороже, чем вакуумная система, однако она надежнее, фактически не требует обслуживания и не оставляет следов на упаковке. Поэтому в последнее время предпочтительным считается применение электростатической фиксации этикеток, использовать же вакуумную фиксацию рекомендуется лишь в случаях, когда невозможно применение электростатики, например при работе с металлизированными этикетками.

Электростатическая система отделения от стопы, транспортировки и позиционирования этикетки компании Haug

В зависимости от способа декорирования упаковки, этикетки могут устанавливаться на переднюю поверхность пуансона пресс­формы, обматываться вокруг него, а также помещаться на внутреннюю поверхность матрицы.

На переднюю поверхность пуансона этикетки устанавливаются при декорировании крышек, донышек коробочек разной формы, а также донышек и боковых стенок прямоугольных в горизонтальном сечении коробочек. Может применяться как вакуумная, так и электростатическая фиксация этикеток. При декорировании дна и боковых стенок коробочки этикетка состоит из основы, наносящейся на дно, и «крылышек», которыми этикетируются две или четыре боковые поверхности коробочки. Основа фиксируется на передней поверхности пуансона, а «крылышки» при замыкании пресс­формы свободно облегают его по бокам. Метод с закреплением этикетки на передней поверхности пуансона характеризуется минимальными временными затратами на позиционирование этикетки.

Вокруг пуансона этикетки обматываются при декорировании боковых поверхностей коробочек. Фиксация при этом может выполняться только с помощью электростатики. Позиционирование производится следующим образом: этикетка подается из магазина или из рулона, при необходимости высекается, после чего устанавливается на пуансон таким образом, чтобы ее центр был расположен над центральной осью симметрии пуансона. В этом положении этикетка придерживается специальным захватом подавателя, а после активации интегрированных в пуансон электродов она надежно фиксируется на его поверхности. Поскольку этикетка должна располагаться относительно пуансона симметрично, то при этикетировании прямоугольных коробочек ее концы смыкаются посередине одной из боковых поверхностей тары.

Описанный способ характеризуется относительно большими временными затратами на позиционирование этикетки, а также невозможностью выемки готового изделия и вставки этикетки за один цикл работы робота. Однако этот способ все равно является экономически более эффективным, чем этикетирование готовых пластиковых коробочек.

Модуль для нанесения вплавляемых этикеток на боковую поверхность стаканчиков

Для установки этикеток на внутреннюю поверхность матрицы пресс­формы используются более сложные роботы, чем для позиционирования этикеток на пуансоне. Такие роботы должны иметь специальное приспособление­захват, позиционирующее этикетку на боковой или фронтальной поверхности матрицы. Захват, устанавливающий этикетку на боковую поверхность матрицы, часто выполняется ротационным. Возможна установка двух раздельных этикеток — для донышка и для боковых поверхностей коробочки. Фиксация этикетки обычно выполняется электростатическим способом.

К достоинствам установки этикетки внутрь матрицы относятся постоянство ее позиции в процессе впрыска полимера, возможность извлечения роботом готового изделия и позиционирование этикетки за один рабочий цикл.

Канал для впрыска полимера в пресс­форму может располагаться как в матрице, так и в пуансоне. Технически проще конструкция с впрыском полимера через канал в матрице, однако этикетки для декорирования донышек и крышек коробочек при таком направлении впрыска должны иметь отверстие напротив сопла.

Мир Этикетки 1'2006