Una nuova tecnologia barriera stabilizza le geometrie in fibra stampata a secco in condizioni di processo umide e migliora la successiva lavorazione sulle linee di riempimento industriali.
Di Dieter Schwindt, esperto certificato in nanotecnologie e applicazioni di superficie
Gli imballaggi in fibra secca sono considerati un approccio promettente per ridurre le soluzioni di imballaggio a base di plastica. Nella pratica industriale, tuttavia, emerge un problema centrale: in condizioni di processo umide i materiali perdono rapidamente stabilità meccanica. Ciò può causare deformazioni, anomalie nella movimentazione in macchina e, nel peggiore dei casi, fermi delle linee di riempimento.
La situazione è particolarmente critica nelle applicazioni con elevata umidità o contatto diretto con liquidi, come avviene comunemente nell'industria alimentare e delle bevande. Le soluzioni di idrofobizzazione esistenti raggiungono spesso i propri limiti in questo ambito, poiché compromettono la formatura oppure non sono scalabili in modo ottimale dal punto di vista economico e di processo.
Le sfide della fibra stampata a secco in ambienti di processo umidi
Gli imballaggi in fibra secca sono sensibili all'umidità elevata e al contatto diretto con l'acqua. Già in condizioni climatiche moderate può verificarsi una significativa riduzione della stabilità meccanica.
Sulle linee di riempimento industriali – in particolare nelle zone con infiltrazioni di umidità o contatto diretto con liquidi – il problema si accentua ulteriormente. I componenti possono gonfiarsi o perdere la forma, compromettendo la movimentazione in macchina. Ne conseguono anomalie sulla linea di riempimento, tassi di scarto più elevati e possibili fermi.
Nella pratica, tali effetti comportano spesso cicli di pulizia aggiuntivi e il riavvio della linea di produzione – un evidente svantaggio economico.
I limiti delle soluzioni esistenti
I metodi di idrofobizzazione convenzionali come l'AKD sono utilizzabili solo in misura limitata con la fibra secca. Un approccio chiave nella lavorazione della fibra secca consiste piuttosto nel lasciare inalterate le fibre durante la formatura, affinché processi come lo stiramento e l'imbutitura possano essere eseguiti completamente e senza limitazioni.
La barriera funzionale viene quindi applicata deliberatamente solo dopo la formatura. In molti casi è pertanto necessario un rivestimento esterno aggiuntivo.
Approcci alternativi – come l'impiego di MFC per l'idrofobizzazione – sono noti, ma sono spesso associati a costi più elevati e a una minore velocità di processo. Una soluzione scalabile a livello industriale con un effetto barriera stabile e, al tempo stesso, una buona lavorabilità resta quindi una sfida.
SiOPack® come approccio risolutivo
Con la tecnologia SiOPack® è disponibile un sistema di rivestimento che consente una barriera all'acqua stabile su materiali a base di fibre senza influire sul processo di formatura. L'obiettivo è ridurre l'assorbimento di umidità migliorando al contempo la stabilità meccanica dei componenti durante la successiva lavorazione.
I risultati ottenuti finora mostrano che con l'impiego di barriere idonee è possibile ottenere miglioramenti significativi:
- minore assorbimento di umidità
- migliore stabilità dimensionale dei componenti in fibra secca
- movimentazione in macchina più stabile durante la successiva lavorazione
- tassi di scarto inferiori
- maggiore affidabilità di processo sulle linee di riempimento
Risultati delle prove in condizioni pratiche
I risultati ottenuti nel corso delle prove mostrano un miglioramento della stabilità di stoccaggio e di processo. In condizioni non climatizzate è stato possibile raggiungere tempi di stoccaggio superiori a 150 giorni senza perdite significative di resistenza al carico verticale (top-load).
I risultati indicano un potenziale per future applicazioni nel campo delle bevande calde e di altre applicazioni di imballaggio sensibili all'umidità.
Valutazione dalla pratica industriale
L'esperto di imballaggi Stephan Halstrick di HALSTRICK Consulting Services – The Packaging Experts – ha esaminato le barriere SiOPack® in prove proprie e vede un potenziale particolare per migliorare la stabilità di processo degli imballaggi in fibra stampata a secco:
“Proprio con la fibra stampata a secco, l'umidità può portare a una rapida perdita di stabilità meccanica. I risultati mostrano che barriere adeguate – come quelle offerte da SiOPack® – possono contribuire a rendere più robuste diverse geometrie in fibra stampata a secco e a migliorare la successiva lavorazione in ambienti di riempimento umidi.”
Presentazione a interpack 2026
I risultati presentati verranno mostrati per la prima volta a un pubblico specializzato e ulteriormente discussi a interpack 2026 a Düsseldorf. L'attenzione si concentra in particolare sulla stabilizzazione delle geometrie in fibra secca in condizioni di processo umide.