Stampa diretta sul contenitore: etichette e sleeve

Una breve rassegna dell’innovazione in tema di stampa diretta su bottiglie, vasi e flaconi in vetro o in plastica. In evidenza nuovi brevetti, specifici inchiostri UV oppure organici, algoritmi per ottenere quintilioni di combinazioni di colori, stazioni di stampa digitale inserite nelle linee di confezionamento.

La vera innovazione non è solo un’idea, un brevetto, una tecnologia, è un hub dove approdano e si fondono lavoro, denaro, visione e quant’altro permetta di ridisegnare finanche un processo industriale consolidato come il decorare e riportare informazioni su bottiglie, vasi o flaconi in plastica o in vetro. La qualità di etichette e sleeve raggiunge punte di eccellenza, ma il 2016 potrebbe scompaginare le carte: sono infatti attese le prime applicazioni su larga scala della stampa diretta sui contenitori. Le nuove macchine digitali saranno presto presso i confezionatori e integreranno le linee di riempimento. I loro costruttori elencano vantaggi come la semplificazione della logistica grazie al non dover più gestire etichette ed etichettatrici e ancora la possibilità d’incrementare le velocità delle linee di produzione.

A proposito di decorazione su vetro

L’arte di decorare vetri trasparenti ricorrendo a smalti policromi fusibili e oro risale al 1400 e nel tempo ha avuto corsi e ricorsi. La serigrafia a caldo consente di “vestire” le bottiglie con grafiche ottenute spalmando colori termofusibili ricavati da polvere di vetro, resi cremosi grazie all’aggiunta di un apposito olio e depositati secondo gli schemi riportati su una griglia di nylon o di metallo applicata a un telaio in acciaio. Il telaio è realizzato partendo da un’immagine digitale trasferita su un supporto trasparente la cui griglia è trattata con una particolare fotoemulsione sensibile alla luce.

In corrispondenza delle zone prive dell’immagine l’emulsione, colpita dalla luce, si ancora al tessuto del telaio e si indurisce, mentre nelle zone dove la luce non agisce l’emulsione si scioglie liberando le maglie che permetteranno all’inchiostro di attraversare il telaio durante la stampa e di depositarsi sul contenitore. Come anticipato, si utilizzano colori termo fusibili che, previo riscaldamento a 600-620 °C, rendono la decorazione indelebile. La serigrafia a freddo utilizza telai in poliestere, il colore è stampato direttamente sul vetro a temperatura ambiente o dopo una prima cottura a 180 °C.

La stampa è più soggetta ad abrasioni rispetto a quella realizzata con la serigrafia a caldo ed è poco resistente agli agenti di lavaggio utilizzati nelle lavabottiglie. Altre tecniche utilizzate sono la tampografia e la decalcomania. La prima ricorre a un tampone flessibile che trasferisce l’inchiostro da un clichè tampografico al contenitore. Può essere utilizzata in quadricromia anche su superfici curve, o irregolari. La decalcomania è una tecnica serigrafica indiretta, l’immagine è riportata su fogli colloidali, poi trasferiti sul vetro manualmente a freddo o in automatico a caldo. Segue la stabilizzazione in forno a 600 °C. Le decorazioni rilevabili al tatto sono il frutto di una resinatura che porta a effetti solo colorati, gommati, cromati o metallizzati. Sono tecniche classiche, innovate dal poter oggi sostituire la polvere vetrosa con inchiostri organici termoattivati. In questi casi la temperatura d’impostazione dei forni scende anche del 30% con considerevole risparmio energetico. Un’altra soluzione interessante si deve al brevetto di P&P Promotion (Cuneo), consente di decorare le bottiglie tramite un cambio molecolare del colore del vetro. Non si utilizzano vernici, ma si colorano le bottiglie con polveri di vetro che hanno lo stesso coefficiente dilatometrico di quest’ultimo e sono esenti da metalli pesanti. Le bottiglie non necessitano di pre-trattamenti specifici. Si ottengono effetti traslucidi, coprenti o satinati e si possono anche creare delle decorazioni con finestre, giocando con la trasparenza della bottiglia.

L’innovazione passa da inchiostri e algoritmi

Molto attiva è la ricerca nel settore degli inchiostri, tra gli inchiostri UV per stampa diretta su bottiglie spicca il caso di Hartness International. Il testimonial più rappresentativo della loro efficacia è la linea di birre Lips of Faith prodotte dalla nota birreria artigianale New Belgium Brewing USA. Sono inchiostri a base di composti organici, pertanto non apportatori di contaminanti durante il riciclo del cullet (rottame di vetro). Sono caratterizzati da una rapidissima reticolazione (meno di 0,25 secondi) consentendo un considerevole risparmio energetico rispetto alle classiche linee ACL (applied ceramic labeling) molto diffuse negli Stati Uniti.
La personalizzazione è un fattore chiave nelle strategie di marketing; il consumatore è il vero arbitro del mercato e una confezione dalla grafica unica può rafforzare la sua percezione della qualità del prodotto.
Particolarmente significativa in tal senso è la case history di Absolut Vodka, azienda che si rivolge a un target giovane, anticonformista, coinvolto proponendo un’ampia scelta di aromatizzazioni, campagne promozionali di lunga durata, sovraesposizione mediatica, eventi nei locali più trendy, collaborazioni con artisti noti o emergenti e soprattutto edizioni limitate. La più interessante dal punto di vista della tecnica grafica è stata Absolut Unique. Nel 2012 l’azienda ha creato un’edizione limitata formata da quattro milioni di bottiglie decorate in modo che ognuna fosse unica e l’etichetta riportasse un numero di serie altrettanto unico. Per ottenere questo risultato ha coinvolto la vetreria Glass Sweden & Denmark e Ardagh Group.

Si è intervenuti sui formati 700 ml, 750 ml e 1 litro. Per stendere il colore base della bottiglia sono stati utilizzati tre alimentatori di inchiostri connessi a sette testine di stampa spray, posizionate in modo da coprire rispettivamente parte alta, media, base e fondo.

Il sistema era completato da un’ulteriore stazione di stampa che erogava un mix di colori sempre diversi per tinta, trasparenza e opacità. Risultato ottenuto tramite una valvola computerizza abbinata a un sistema di controllo gestito da un software o meglio da un algoritmo che di volta in volta modificava random colori e aree da colorare. Le bottiglie passavano poi in una stazione per serigrafia dove erano aggiunti ulteriori disegni anamorfici. Dopo il riempimento era poi applicata un’etichetta bianca con il logo Absolut Vodka e, in grassetto, un numero progressivo. In teoria, l’algoritmo avrebbe potuto produrre 94 quintilioni (94 seguito da 18 zeri) di bottiglie decorate con una grafica sempre diversa. Per questa serie, limitata a 4 milioni di pezzi, sono stati utilizzati trentotto diversi colori e cinquantuno diversi schemi.

Stampa diretta su contenitori di plastica

Tra i molti comunicati che annunciano la stampa diretta su contenitori di plastica, vetro o lattine, spiccano quelli di tre aziende tedesche e di un gruppo USA pronti a proporre una vera innovazione ai settori bevande, detergenza, fai da te, oggettistica. La start up tedesca Till ha progettato una macchina rotativa per stampa digitale su contenitori di plastica (PET e PE), lattine, vetro. Nata nel 2011, l’azienda ha messo a punto Smart Print, sistema che consente di ottenere immagini di qualità fotografica fino a 8 colori. Alla base del sistema una stazione di stampa idonea a produrre fino a 800 contenitori/ora. Aumentando il numero delle stazioni di stampa è possibile raggiungere fino a 36mila pezzi all’ora. Il software in dotazione alla macchina corregge le distorsioni dovute alla curvatura, al crescere della distanza tra superficie da stampare e testina di stampa, alle tolleranze dimensionali del contenitore. La conformità di quanto stampato è verificata da sei telecamere che controllano il contenitore a 360 gradi; tutti i codici e i testi sono riletti e convalidati.

Molto pubblicizzata è anche la soluzione della tedesca KHS Innoprint per la stampa digitale diretta su bottiglie di PET. La versione base utilizza 5 gruppi stampa (bianco, ciano, magenta, giallo e nero) ma è possibile aggiungerne altri qualora si desiderino colori speciali. Si utilizzano inchiostri UV brillanti a bassa viscosità; reticolano nell’arco di alcuni millisecondi, hanno una buona coprenza e opacità, sono sovrastampabili, aderiscono bene anche a bottiglie di PET non trattate, sono utilizzabili su contenitori per alimenti. L’ottenere inchiostri a bassa migrazione è stata una delle sfide più importanti per l’azienda, infatti per evitare che monomeri residui passino nel prodotto, la polimerizzazione deve raggiungere il 99% contro il 70% ottenibile con la maggior parte degli inchiostri per stampa digitale. Il consumo di inchiostro è compreso tra 0,1 e 0,24 ml per bottiglia in funzione delle dimensioni della zona da stampare e della coprenza prevista. Anche KHS dichiara una capacità produttiva di 36mila pezzi/ora, sottolinea la possibilità di riprodurre con la massima precisione l’immagine desiderata (la risoluzione di stampa è 1.080×1.080 pixel) su un’ampia gamma di contenitori di PET dal diametro compreso tra i 4 e i 12 cm e di capacità compresa fra 33 cl e 1,5 litri. L’immagine trasferita dal computer all’unità di controllo della macchina può variare da contenitore a contenitore. Il cambio formato è velocissimo. Le bottiglie di PET sono alimentate con un nastro ad aria; l’azienda sta sviluppando anche una macchina da integrare con la soffiatrice. Per evitare contaminazioni la bottiglia è movimentata dal collo e prelevata da un morsetto, guidato da una trasmissione diretta. La bocca della bottiglia resta sigillata durante l’intero processo di stampa; qualora si ritenesse di doverla stabilizzare è possibile montare in linea un erogatore di azoto o di aria sterile. Il morsetto trasporta la bottiglia da una giostra colori alla successiva, bloccandola nella corretta posizione grazie a un sistema magnetico. Ogni giostra colori ha 12 sezioni di stampa, ma la macchina può essere equipaggiata con un numero inferiore ed essere integrata qualora se ne presentasse la necessità. Ogni stazione di stampa è dotata di lampade UV per reticolare e asciugare l’inchiostro; poco dopo la deposizione la decorazione resiste agli stress meccanici e termici tipici di linee di riempimento, confezionamento, logistica, utilizzo da parte del consumatore. Le bottiglie stampate con questa tecnica possono essere immesse nei circuiti di riciclo del PET perchè l’inchiostro è separabile dal polimero che compone la bottiglia. KHS Innoprint ha già in funzione, a titolo sperimentale, la prima macchina a uso industriale e il 2016 potrebbe essere l’anno del lancio su larga scala di questa soluzione la cui messa a punto ha richiesto otto anni di progettazione, verifiche e prove.

I vincitori dell’oscar dell’imballaggio 2015
La stampa diretta ha fatto capolino anche in Italia tanto è vero che l’Oscar dell’Imballaggio 2015 per l’innovazione tecnologica è stato assegnato ex aequo a due aziende, Krones AG e Plastipak Italia Holding Srl (azienda del gruppo Plastipak), che stanno proponendo con convinzione la stampa diretta UV su bottiglie e flaconi, pubblicizzata come razionalizzazione della produzione e vantaggio ambientale. Krones AG ha sviluppato DecoType, sistema di stampa digitale a getto di inchiostro utilizzabile per decorare direttamente contenitori di difficile etichettatura.

Il primo progetto si è focalizzato sulle bottiglie in plastica (ma l’azienda è impegnata anche sul fronte dei contenitori in vetro). La macchina è compatta e modulare, può decorare contenitori di PET, PE o PP alti fino a 20 cm, cilindrici o sagomati, con superfici regolari o irregolari. Oltre a confermare i già citati benefici logistici, questa soluzione garantisce la personalizzazione dei contenitori, l’integrazione di dati variabili, l’ottenimento di piccolissimi lotti. Le testine di stampa sono autopulenti, il rabbocco degli inchiostri è rapido e agevole, per la loro reticolazione si utilizzano lampade ad arco.

Plastipak Italia Holding Srl ha presentato Direct Object Printing nell’applicazione a bottiglie per acqua minerale Sangemini marchio del gruppo Norda: era già stata segnalata al grande pubblico dei confezionatori in occasione del Dupont Awards 2014 e si era classificata prima nella categoria Technological Advancement and Responsible Packaging.
Il prodotto presentato era il flacone di Tide Plus Bleach Alternative Liquid Laundry Detergent, un detergente per i panni prodotto da P&G. Sulla spalla del flacone era stampata direttamente la dicitura HE a significare la compatibilità del prodotto con le lavatrici ad alta efficienza. Altre applicazioni suggerite dall’azienda sono messaggi promozionali, coupon, codici QR, stampa completa su fronte, lato o retro del flacone. La tecnologia è completamente digitale, a getto d’inchiostro in un solo passaggio. Immagini e testi sono modificabili in pochi secondi, l’azienda si è focalizzata sullo stampare anche su superfici dalle forme più difficili (ovali, quadrate, rotonde, in rilievo). Gli inchiostri non contengono VOCs (composti organici volatili).