¿Cuál es la problemática?
Un industrial de la Cosmética hace evolucionar una de sus gamas, en particular su envase que desea ahora en biopolímero de origen biológico PLA - Ácido Poliláctico (PolyLactic Acid). Este material innovador responde a una voluntad de ecodiseño y de reducción de la huella plástica, al tiempo que conserva el aspecto premium exigido por el mercado cosmético.
Durante la fase de marcado de los envases mediante marcado láser, el cliente constata una adhesión irregular de las tintas y una decoloración localizada del material, e incluso una deformación bajo el efecto del marcado láser.
Estas anomalías ponen en cuestión la compatibilidad del biopolímero con los procesos industriales existentes.
Para resolver esta problemática, FILAB buscó comprender el comportamiento del biopolímero frente al proceso de marcado con el fin de identificar las causas de los defectos observados y orientar la elección de las soluciones técnicas (ajuste de formulación, parametrización del marcado o tratamiento superficial).
Índice
Comprender las razones del defecto de marcaje gracias a un enfoque analítico múltiple
Para ayudar al cliente a caracterizar su biopolímero e identificar los factores que originan los defectos, FILAB puso en marcha un enfoque multitécnico combinando análisis químicos, térmicos y de superficie :
En una primera fase, procedimos alanálisis de la composición química del material mediante ATG , GCMS y LC-MS, Py-GC/MS e IRTF con el fin de identificar la naturaleza del polímero, los aditivoso plastificantes.
En una segunda fase procedimos a la observación de las superficies (antes y después del marcado) mediante microscopía óptica y MEB para detectar la posible presencia de microfisuras, depósitos o deformaciones térmicas.
La tercera etapa consistió en elestudio de la topografía y de la rugosidad del biopolímero a fin de determinar su perfilometría 3D, las mediciones del ángulo de contacto para evaluar la energía superficial y la compatibilidad con las tintas.
Después procedimos alanálisis de los efectos térmicos del marcado láser mediante ATG y DSC con el fin de identificar las zonas deoxidación o de carbonización del polímero.
Por último, procedimos a la comparación del comportamiento de este nuevo biopolímero de origen biológico utilizado con un material de referencia en PET anteriormente utilizado. Este enfoque tiene como objetivo cuantificar las diferencias de comportamiento y orientar la reflexión técnica.
Resultados e interpretación del estudio del biopolímero de origen biológico en PLA
Los análisis realizados por los equipos del laboratorio FILAB sobre el biopolímero de origen biológico en PLA utilizado por nuestro cliente para el envase de sus productos cosméticos permitieron:
- Identificar una sensibilidad térmica del biopolímero que explica las alteraciones observadas bajo marcaje láser.
- Poner de relieve una baja energía superficial, lo que dificulta la adherencia de las tintas sin pretratamiento.
- Descartar cualquier contaminación química o degradación prematura del material.
Estos resultados condujeron a una comprensión precisa del mecanismo de fallo del marcaje láser de los nuevos envases de nuestro cliente.
Las soluciones propuestas por FILAB para resolver este defecto de marcaje
A la luz de los resultados analíticos obtenidos, el laboratorio FILAB pudo acompañar a su cliente proponiéndole varias líneas concretas de optimización para resolver su problema de marcado en sus envases de PLA.
Para resolver los problemas de adherencia, una primera vía consiste en aplicar un tratamiento de superficie (de tipo corona, plasma o flameado) con el fin de mejorar la mojabilidad del material. Paralelamente, el cliente puede ahora intervenir directamente en sus equipos realizando una revisión técnica de sus parámetros láser, como el ajuste de la potencia, la frecuencia y la duración del pulso. Esto le permitirá afinar por sí mismo la precisión del marcado.
Los beneficios de este estudio para el cliente
Gracias al acompañamiento de FILAB en esta problemática de marcado sobre un envase de biopolímero, nuestro cliente se beneficia ahora de una comprensión profunda de las interacciones complejas entre su material y el proceso de marcado.
Esta experiencia científica ha permitido a nuestro cliente una mejora de la producción gracias a un ajuste óptimo de las máquinas de marcado y, en consecuencia, una optimización del tiempo de desarrollo de su nueva gama de envases.
En definitiva, este enfoque garantiza una mejora notable de la calidad, tanto en el plano estético como funcional, asegurando así la fiabilidad y el atractivo de los productos finales en el mercado.
Conclusión
Para concluir, gracias a su experiencia en caracterización de biopolímeros, el laboratorio FILAB ha permitido a su cliente identificar con precisión el origen del problema de marcado y definir palancas correctivas para adaptar su proceso industrial a este nuevo material de origen biológico.
Este enfoque, que combina el rigor analítico del laboratorio FILAB con un verdadero acompañamiento técnico, se sitúa directamente al servicio de la innovación sostenible, un reto que se ha convertido en estratégico para el sector Cosmética.
