Domino en Futamura slaan de handen ineen
Overzicht
Futamura produceert hernieuwbare en composteerbare cellulosefolies voor de voedselverpakkingensector. Onder het merk NatureFlex™ produceert het bedrijf een reeks composteerbare verpakkingsfolies, die zijn vervaardigd uit houtpulp van verantwoorde oorsprong.
Domino Printing Sciences (Domino) en Futamura hebben de handen ineengeslagen om te achterhalen of lasercodering geschikt is voor NatureFlex composteerbare folie. Het doel hiervan is om klanten in de voedselverpakkingensector een printvrije oplossing te bieden voor het coderen en markeren van hun verpakkingen.
Na een aantal voorlopige tests om de geschiktheid te bepalen, heeft men met een D-Serie CO2-laser van Domino het NatureFlex composteerbare folie gecodeerd. Het resultaat was een scherpe, heldere en witte code, zonder de integriteit, chemische samenstelling of vochtwerende eigenschappen van de folie aan te tasten.
Enkele feiten
- Futamura, in 1947 opgericht in Japan, is wereldwijd actief en heeft meer dan 1.500 medewerkers in dienst. Het bedrijf produceert cellulosefolie in Japan, het VK en de VS.
- Futamura's NatureFlex-folies worden gebruikt door fabrikanten in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, voor bijvoorbeeld zoetwaren, tussendoortjes, verse producten, thee en koffie.
- NatureFlex-folie wordt gemaakt van houtpulp die afkomstig is van verantwoorde houtproducenten.
- Deze folies voldoen aan alle wereldwijde normen op het gebied van industriële compostering, waaronder BS EN 13432, en voldoen aan het OK Compost Home-keurmerk voor thuiscomposteren.
Context van het project
Wie bedrijven de beste oplossingen voor het coderen en markeren van hun producten wil bieden, heeft een diepgaande kennis nodig van nieuwe en opkomende trends in de verpakkingswereld. Domino's experts van de Domino Laser Academy in Hamburg houden zich voortdurend bezig met onderzoeken en experimenten met nieuwe ondergronden.
"We besteden veel tijd aan het analyseren van nieuwe verpakkingsmaterialen, zowel naar aanleiding van klantverzoeken als ons eigen onderzoek", vertelt Dr. Stefan Stadler, teamleider bij de Domino Laser Academy.
"Wegens de nieuwe Europese regelgeving inzake gerecycled plastic bestaan de voedselverpakkingmonsters die we ter analyse ontvangen momenteel voor zo'n 95 procent uit recyclebaar of na consumptie gerecycled (PCR) plastic. We hebben met onze F-Serie fiberlasers en U-Serie UV-lasers nu een groot aantal oplossingen voor dit soort ondergronden in huis."
"We verwachten echter dat er de komende jaren steeds meer vraag komt naar composteerbare oplossingen. Daarom willen we klaarstaan om klanten te kunnen adviseren en een oplossing te bieden voor deze nieuwe materialen."
Met het oog op deze ambitie kreeg het laserteam van Domino monsters van Futamura's toonaangevende NatureFlex-cellulosefolies in handen. Het doel hiervan was om te bepalen welke lasercodeeroplossing van Domino de beste optie zou zijn voor fabrikanten die deze nieuwe ondergronden in hun productielijnen gebruiken.
Codeervereisten voor composteerbare folies
De NatureFlex-folies zijn ontwikkeld als antwoord op de groeiende vraag naar milieuvriendelijke verpakkingen en zijn bedoeld voor de voedselverpakkingensector. Deze folies voldoen aan alle wereldwijde normen op het gebied van industriële compostering, waaronder BS EN 13432, en zijn erkend als thuiscomposteerbaar door het OK Compost Home-keurmerk.
NatureFlex-folies worden meestal gebruikt voor verse producten, zoals groente en fruit. Hierbij kan het folie ook gebruikt worden om voedselresten of groenteschillen bij elkaar te houden tijdens het composteren. NatureFlex-folies worden ook regelmatig gebruikt voor lang houdbare voedingsmiddelen en dranken, zoals zoetwaren, thee en koffie. Het folie wordt in dit soort gevallen omhuld door een kartonnen doos.
De precieze codeervereisten voor traditionele plastic folies verschillen al naargelang de toepassing. Zo zijn codes vaak alleen nodig als de folie fungeert als de buitenste verpakking. Bij composteerbare producten als NatureFlex is het soms echter nodig om rechtstreeks te printen op zowel de binnenste als buitenste folies. Merken kunnen op deze manier consumenten informeren over hoe ze de verpakking het beste weg kunnen gooien.
"Merkeigenaren zijn altijd op zoek naar manieren om via hun verpakkingen met consumenten te communiceren", vertelt Amaia Cowan, Business Development Manager – EMEA bij de Britse tak van Futamura. "Al onze NatureFlex-folies hebben certificaten ontvangen die bewijzen dat ze geschikt zijn voor industriële en thuiscompostering. Vaak willen onze klanten eindgebruikers informeren over hoe ze de verpakking weg moeten gooien door informatie hierover en de certificering van de uiteindelijke verpakking toe te voegen aan de folie."
Om een simpele boodschap op het flexibele NatureFlex-folie te lasercoderen, hoeven er geen extra materialen aan de composteerbare ondergrond te worden toegevoegd. Dat maakt deze codeermethode interessant, aangezien het certificeren van de uiteindelijke verpakking hierdoor eenvoudig zou moeten zijn.
Hoe heeft Domino de geschikte oplossing gevonden?
Om te bepalen welke lasercodeeroplossing zich het beste zou lenen voor verdere geschiktheidstests, analyseerden de codeerexperts van Domino zes verschillende varianten van het NatureFlex composteerbare folie.
"We voerden in eerste instantie een spectroscopische analyse uit op de ondergronden om te bepalen op welke golflengte van het licht de ondergrond het beste reageert. Zo konden we achterhalen welke laser we voor verdere tests moesten gebruiken", vertelt Stadler.
"Spectroscopie is een analytische methode die laat zien hoe het materiaal van de ondergrond reageert op de laser. Op basis hiervan kwamen we uit bij de D-Serie CO2-lasercodeersystemen als mogelijke oplossing voor NatureFlex composteerbare folies."
De volgende stap was het coderen van de monsters. Hiervoor werd een D120i CO2-lasercodeersysteem van Domino gebruikt.
"Ik verwachtte een soortgelijk resultaat te zien als bij het lasercoderen van PET-flessen, namelijk een code die bovenop de ondergrond is gegraveerd", vertelt Stadler. "In werkelijkheid liet de laser de folie van kleur veranderen, met als resultaat een scherpe, witte code."
Vervolgens werden er verdere geschiktheidstests uitgevoerd op de folies om te bepalen welke lasersterkte en codeersnelheid er minimaal nodig zijn om een leesbare code te produceren. De resultaten waren veelbelovend: de D120i, de CO2-laser met het laagste vermogen in het assortiment van Domino, kon de ondergrond coderen met een laservermogen van slechts 40 procent, zelfs bij hoge productiesnelheden.
"De gebruikstoepassingen van flexibele folie vragen zelden om maximale codeersnelheden, en dat geldt dus ook voor NatureFlex-klanten. Onze analyse wijst echter uit dat NatureFlex-folies met de D120i waar nodig ook bij enorm hoge productiesnelheden effectief gecodeerd kunnen worden", vertelt Stadler.
Hoe heeft Domino ervoor gezorgd dat de laser de integriteit van de folie niet beschadigt?
Nadat de NatureFlex-folies waren gecodeerd met de D120i, heeft Domino deze geanalyseerd met behulp van microscopische 3D-beelden. Dit gaf een duidelijk beeld van hoe de code is ontstaan.
"Aan de hand van dit soort 3D-beelden kunnen we de graveerdiepte van de laser meten, zodat we zeker weten dat de ondergrond niet beschadigd of geperforeerd is. De laser leidt tot schuimvorming op de NatureFlex-folies. De bestraalde gebieden van het folie werden hierdoor ongeveer 11,5 micrometer dikker."
De microscoopbeelden toonden aan dat de structuur van het folie intact is gebleven, zelfs op plekken waar delen van individuele letters of cijfers elkaar kruisen (bijvoorbeeld in de letter B hierboven, waar de codering overlapt). Dit zijn de plekken die het meest zijn blootgesteld aan de laser.
Naast de microscopische 3D-beelden werden de monsters ook geanalyseerd door middel van FT-IR spectroscopie, met als doel om te achterhalen of de lasercodering een chemische invloed heeft gehad op het materiaal. Twee monsters van het NatureFlex-folie (één gecodeerd, één ongecodeerd) werden blootgesteld aan verschillende infrarode golflengtes, waarna de resultaten van de twee monsters met elkaar werden vergeleken.
De bovenstaande grafiek geeft de resultaten van deze infraroodscan weer.
"We hebben hier twee lijnen: de rode lijn is het ongecodeerde materiaal, de blauwe lijn het gecodeerde. De twee grafieken hebben hetzelfde aantal pieken en volgen dezelfde lijn, wat betekent dat het lasercodeerproces geen invloed heeft gehad op de chemische samenstelling van het materiaal", zo legt Stadler uit. "Uit deze tests kunnen we concluderen dat de code het resultaat is van een fysieke verandering in het materiaal, en niet een chemische. Het materiaal is hetzelfde gebleven."
De gecodeerde materialen werden vervolgens teruggestuurd naar Futamura, die de monsters verder analyseerde en een voorlopig onderzoek deed naar de vochtwerende werking van de gecodeerde folies. De gegevens suggereerden dat het codeerproces weinig invloed had gehad op deze specifieke eigenschap.
Het onderscheidend vermogen van Domino
"Het coderen en markeren van producten is een belangrijk onderwerp voor onze klanten, maar dit ligt buiten onze expertise. Daarom waren we blij dat we met een bedrijf als Domino aan dit project konden werken", vertelt Cowan.
"Domino benaderde het testen en coderen van ondergronden vanuit een wetenschappelijke invalshoek en was bereid om ons de resultaten te geven. Dat stelde ons gerust en hielp ons bevestigen dat de CO2-lasercodeersystemen van Domino geschikt zijn voor onze composteerbare folies."
Lasercoderen op NatureFlex flexibele folies produceert hoogwaardige en scherpe codes en is daarom een goede keuze voor voedingsmiddelenfabrikanten die niet alleen eenvoudige codes zoeken, zoals houdbaarheidsdatums en batchcodes, maar ook complexere ontwerpen, zoals afbeeldingen en scanbare 2D-codes.
"De resultaten van dit project zijn erg positief", vertelt Cowan. "Met deze nieuwe codeermethode kunnen fabrikanten een boodschap voor consumenten toevoegen aan het folie zelf, zonder daarvoor te hoeven printen. En omdat er hierbij geen materialen aan de composteerbare folies worden toegevoegd, is het eenvoudig om de uiteindelijke verpakking te laten certificeren."
Een blik op de toekomst met de lasers van Domino
Het project met Futamura en zijn NatureFlex composteerbaar folie is een interessante ontwikkeling wat betreft het lasercoderen van duurzame ondergronden. Ook is het slechts één voorbeeld van Domino's inspanningen om klanten te ondersteunen bij hun weg naar duurzaamheid.
"We willen voorop blijven lopen als het gaat om nieuwe en opkomende verpakkingsmaterialen. Zo kunnen we namelijk aan de behoeften van onze klanten in alle sectoren blijven voldoen", zo legt Stadler uit. "In onze visie voor de Laser Academy fungeert deze locatie als kenniscentrum voor ondergronden. Op basis van ons eigen verkennend onderzoek en naar aanleiding van rechtstreekse klantverzoeken kunnen we investeren in wetenschappelijke tests en het coderen van nieuwe materialen."
"Dankzij onze wetenschappelijke aanpak op het gebied van lasercoderen hoeven we niet steeds opnieuw te testen. Dit maakt het ontwikkelen van aantrekkelijke en contrastrijke codes betrouwbaarder en aanzienlijk sneller, maar garandeert ook dat het product veilig is en goed afsluit, iets waar onze klanten enorm veel profijt van hebben."
Domino staat klaar om elk bedrijf te helpen dat de mogelijkheden voor duurzame ondergronden wil verkennen en kan op basis van tests met monsters en specifieke codeervereisten aanbevelingen doen. Domino heet bedrijven graag welkom in haar Laser Academy en andere geavanceerde testfaciliteiten om technologieën en de mogelijkheden hiervan te demonstreren.
Verkent u momenteel nieuwe duurzame ondergronden voor uw productverpakkingen en wilt u bespreken welke mogelijkheden Domino kan bieden op het gebied van lasercoderen of andere codeer- en markeervereisten? Neem dan contact met ons op.