نویسنده: اندی توماس ایمانز
منبع: نشریه Labels & Labeling
صنعت لیبل قالبی یا (In- mold Label) در حال حاضر از رشد سالانه ۸ درصد برخوردار است. دلیل این رشد چشمگیر فناوری‌های جدید قالبسازی، (Molding) و توجه هر چه بیشتر به توسعه پایدار و دغدغه‌های زیست‌محیطی به ویژه پس از بحران ویروس کرونا است.
لیبل‌های IML در مجموع بین ۲ تا ۳ درصد از کل تولید لیبل در جهان را به خود اختصاص داده است و در حال حاضر از رشد خوبی برخوردار است زیرا مصرف‌کنندگان نهایی لیبل نسبت به مزایای کاربردی و زیست‌محیطی این نوع لیبل آگاه شدند.
لیبل‌های قالبی را می‌توان روی ظروف پلاستیکی که از طریق روش‌های تزریقی (injection molding)، دمشی (blow Molding) و یا ترموفورم (thermoform) ساخته شده‌اند نشاند و آن را به بخش جداناپذیر بسته‌بندی تبدیل کرد. فرایند IML شامل قرار دادن یک لیبل چاپ شده که می‌تواند از جنس کاغذ طبیعی، کاغذ مصنوعی یا فیلم باشد درون یک قالب است، قبل از اینکه ظرف پلاستیکی با یکی از روش‌هایی که گفته شد ساخته شود. از این طریق لیبل به بخش جداناپذیر ظرف بسته‌بندی تبدیل می‌شود به‌گونه‌ای که لبه‌های لیبل به هیچ‌وجه قابل شناسایی نبوده و به یک فرایند ثانویه برای لیبل‌گذاری روی بسته‌بندی نیز نیازی نیست.
بین ۴۰ تا ۴۵ درصد از لیبل‌های IML تولیده شده در صنایع غذایی و آشامیدنی مورد استفاده قرارمی‌گیرد، به‌ویژه برای ظروف بسته‌بندی حاوی شیر، ماست، بستنی و دیگر موادغذایی زردرنگ چرب (Yellow Fat) از جمله کره. موارد دیگر استفاده لیبل‌های قالبی در بسته‌بندی تولیدات صنعتی، لوازم خانگی، آرایشی بهداشتی، باغبانی، شیرینی‌جات، غذای حیوانات و اسباب‌بازی است.
رشد چشمگیر
در سال ۲۰۲۰ استفاده از لیبل‌های تزئینی قالبی رشدی معادل ۵/۴ درصد را تجربه کرد و ارزش این بازار در سال ۲۰۲۰ به ۳۲/۳ میلیارد دلار رسید. بیش از ۶۰ درصد از لیبل‌های قالبی در جهان در اروپا به مصرف می‌رسد. پس از آن، آمریکا با ۲۲ درصد و منطقه آسیا باسیفیک با ۱۱ درصد درمقام‌های بعدی قرار دارند.
روش مورد استفاده برای قالبسازی در قاره‌های گوناگون متفاوت است. در اروپا بیش از ۸۰ درصد از لیبل‌های IML در سیستم‌های قالبسازی تزریقی و یا ترموفورمینک مورد استفاده قرار می‌گیرند. در حالیکه در آمریکا قالبسازی دمشی (blow – molding) بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
با این حال قالبسازی تزریقی در آمریکا هر روز طرفداران بیشتری پیدا می‌کند و همین امر باعث شده که رشد بازار لیبل‌های IML در آمریکا در مقایسه با اروپا که بین ۴ تا ۶ درصد است به ۸ درصد برسد. این روند باعث شده تا تبدیل کارانی که در سیستم تولید لیبل قالبی با استفاده از روش تزریقی تخصص دارند جذب بازار آمریکا بشوند.
تأثیر برند
لیبل‌های قالبی موقعیت‌های بازاریابی و تبلیغاتی بی‌نظیری برای صاحبان برند به عنوان مصرف‌کنندگان نهایی لیبل‌ها فراهم می‌آورد. این لیبل‌ها انحنا و پیچ و خم‌های ظرف بسته‌بندی را دنبال کرده و پوشش می‌دهند و می‌توانند همه بخش‌ها و دیواره‌های ظرف را بپوشانند و از این طریق یک فضای ۳۶۰ درجه در اختیار برندها قرار دهند تا کالای خود را تبلیغ کنند.
چنین ویژگی تاکنون توسط لیبل‌های شرینک ارایه می‌شد. ساختار مواد مورد استفاده در این لیبل‌های پهن و گسترده که به عنوان یک لایه ضدنفوذ عوامل خارجی (Barrier) عملی کنند دوام و عمر بسته‌بندی را افزایش می‌دهد.
یکی از تحولات جالب در عرصه لیبل‌های IMLتولید لیبل‌هایی است که به صورت پشت و رو چاپ شده‌اند. استفاده از این لیبل‌ها روی ظروف پلاستیکی شفاف این امکان را فراهم می‌رود تا مصرف کننده بتواند اطلاعات بیشتری درباره موارد ایمنی و ماده غذایی یا آشامیدنی دریافت کنند. زیرا اطلاعات را می‌توان پشت لیبل را چاپ کرد و دیواره شفاف بسته‌بندی امکان خواندن این اطلاعات را نیز فراهم می‌آورد. براساس نوع ماشین تزریقی می‌توان جلوه‌های سه بعدی لمس‌پذیر را نیز به لیبل اضافه کرد. می‌توان از مجموعه گسترده‌ای از مواد و سطوح چاپ‌پذیر از جمله فیلم‌های لنتیکولار و یا متالایز برای افزایش تأثیر بصری و جذابیت لیبل نیز استفاده کرد.
ظروف بسته‌بندی پلاستیکی تولیدات چرب زردرنگ (به محصولاتی چون کره، مارگارین و مشتقات آن که به راحتی روی نان مالیده می‌شوند Yellow Fat یا چربی‌های زردرنگ می‌گویند) دارای انحنا هستند و سطوح آنها با یکدیگر موازی نیستند و شکلی مثل وان حمام دارند. به همین خاطر به این نوع ظروف Tubs می‌گویند. لیبل IML برای استفاده در این نوع ظروف و تزئین آنها ایده‌آل است. در گذشته بیشتر از چاپ تامپو (Pad Printing) برای چاپ روی این سطوح استفاده می‌شد.
از سوی دیگر لیبل‌های IML دوستدار محیط‌زیست به شمار می‌آیند زیرا قابل استفاده مجدد و بازیافت هستند. هنگامی که یک لیبل قالبی از جنس پلی‌پروپیلن همراه با یک ظرف بسته‌بندی که آن‌هم از جنس PP است استفاده می‌شود می‌توان کل بسته‌بندی و لیبل را در یک مرحله بازیافت کرد و نیازی به جدا کردن لیبل از ظرف نیست و صد البته در مقایسه با لیبل‌های پشت چسبدار که همراه با زیره (release Liner) تولید شده و باعث تولید ضایعات می‌شود و حاوی چسب نیز هستند، مزایای زیست‌محیطی بیشتری دارد.
لیبل‌های IML بخشی از بازار شرینک را به خاطر مزایای زیست‌محیطی که دارند به خود اختصاص دادند. به عنوان مثال ظروف بسته‌بندی ترموفورمینگ با لیبل IML جایگزین ظروف ترموفورمینگ با لیبل شرینک شده‌اند زیرا علاوه بر کاهش هزینه راحت‌تر بازیافت می‌شوند.
در بازارهایی نظیر کشور هند لیبل‌های IML مزایای خود را به عنوان لیبلی که جعل آن امکان‌پذیر نیست ثابت کرده‌اند. این لیبل‌ها را بدون آسیب زدن به ظروف بسته‌بندی نمی‌توان از آن جدا کرد.
لیبل‌های IML در مقایسه با لیبل پشت چسبدار برای استفاده در ظروف مایعات از جمله مواد شیمیایی و شوینده‌ها مزایای بیشتری دارند. تولیدکنندگان شامپو اولین کسانی بودند که از این لیبل‌ها در تزئین بطری‌های شامپو استفاده کردند. زیرا چاپ تصاویر با کیفیت بالا، مقاومت در مقابل رطوبت و همچنین فشارپذیری در لیبل‌های ویژه بطری‌های شامپو الویت داشتند. از این لیبل‌ها نیز می‌توان روی بسته‌بندی‌هایی که با موادغذایی به طور مستقیم تماس برقرار می‌کنند استفاده کرد.
مشخصات مرکب و کوتینگ
در زمینه تولید IML آنچه اهمیت دارد هماهنگی کلیه زنجیره تأمین برای ارایه یک لیبل IML بی‌نقص است.
یکی از مواردی که بسیار اهمیت دارد انتخاب مرکب مناسب است. روش قالبسازی تزریقی، دمشی و یا ترموفورمینگ هر کدام به مرکبی با ویژگی‌های مشخصی نیاز دارند، ازجمله مقاومت صددرصد در مقابل دمای بالا و کوچک شدن ابعاد لیبل، ترک برداشتن، پریدگی رنگ و ورقه ورقه شدن در طول عملیات قالبسازی. از سوی دیگر ممکن است لیبل‌هایی که به ظروف بسته‌بندی چسبیده‌اند درون یخچال و تحت دمای انجماد نگهداری شوند.
مشخصات مرکب‌ها با توان نفوذ بسیار ناچیز به درون بسته‌بندی (Low Migration) برای هر یک از ظروف بسته‌بندی حاوی ماده غذایی باید تعریف شود. در عین حال بسیاری از تبدیل کاران اکنون از فناوری اشعه الکترونی برای خشک کردن و تثبیت مولکول‌های مرکب استفاده می‌کنند. در این فناوری از آغازگرهای نوری استفاده نمی شود به همین خاطر مرکب‌ها بوی کمتر و کیفیت بهتری در مقایسه با مرکب‌های یووی دارند.
انتخاب و تعیین نوع مناسب کوتینگ نیز برای اینکه لیبل IML کارآیی بی‌عیب و نقصی داشته باشد اهمیت ویژه‌ای دارد. به تازگی در سمیناری که توسط شرکت Actega Coatings برگزار شد ویژگی‌های کوتینگ مناسب برای لیبل‌های IML تشریح شد. این شرکت در عرصه تولید مرکب‌ها و کوتینگ‌های ویژه IML در جهان پیشگام است. در این سمینار متخصصان شرکت Actega توضیحات دقیق و فراوانی در مورد کوتینگ‌های IML ارایه کردند.
کوتینگ‌های IML یا پایه یووی و یا آب پایه هستند. هنگامی که از کوتینگ آب پایه همراه با خشک‌کن IR استفاده می‌شود جریان هوا به عامل مهمی تبدیل می شود. زیرا دمای بالا می‌تواند به لیبل آسیب برساند.
پس از چاپ و کوت کردن، قبل از عملیات تکمیلی لیبل‌ها باید ۲۴ ساعت یا بیشتر نگهداری شده و سپس برای عملیات تکمیلی وارد تجهیزات تکمیلی شوند. لیبل‌های چاپ شده به صورت ورق و یا رول وارد تجهیزات تکمیلی می‌شوند.
برای لیبل‌هایی که لایه کوتینگ آنها یووی است به تبدیل کاران توصیه می‌شود بین عملیات چاپ ودایکات ۱۲ ساعت فاصله بگذارند، زیرا رطوبت، جمع شدن فیلم و دیگر عوامل می‌تواند باعث موج خوردن لیبل‌ها شود. کوتینگ نقش مهمی در هنگام عملیات دایکات بازی می‌کند، زیرا نه تنها از لایه مرکب محافظت می‌کند بلکه با کاهش بار الکتریکی ساکن به عملیات دایکات سرعت می‌بخشد.
در دستگاه تزریق، کوتینگ‌ها چندین کارکرد دارند. اول اینکه باعث می‌شوند لیبل‌ها کاملا صاف و تخت درون خشاب (کاست) قرار بگیرند. برای اینکه لیبل چروک نخورد و صاف و مستقیم درجای خودقرار بگیرد کوتینگ مناسب همراه با سطح چاپ‌پذیر باکیفیت و نحوه صحیح حفظ و کنترل دما و رطوبت مکانی که لیبل‌ها در آن انبار می‌شوند اهمیت دارد. از سوی دیگر هنگامی که لیبل‌ها از درون کاست برداشته می‌شوند نباید هیچگونه الکتریسیته ساکنی تولید کنند. در عین حال همین لیبل هنگامی که وارد یونیت قالبسازی می‌شود باید توسط الکتریسیته ساکن بار دیگر باردار شود.
هنگام تزریق، قالب با پلاستیکی که بیش از ۲۰۴ درجه سانتیگراد حرارت دارد پر می‌شود. به همین خاطر به کوتینگ مقاوم در برابر حرارت نیاز است. در عین حال ممکن است درون قالب قطرات آب و رطوبت شکل بگیرد. به همین خاطر کوتینگ باید ضد‌آب نیز باشد.
پس از تزریق ظروف روی هم چیده شده و به بخش پرکن فرستاده می‌شود. در اینجا نیز کوتینگ باید در مقابل سایش مقاوم باشد. و از آنجائیکه بیشتر لیبل‌های IML در ظروف بسته‌بندی مواد غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند کوتینگ نباید به هیچ وجه به درون بسته‌بندی نفود کنند.
به همین خاطر کوتینگ‌های IML با دقت مورد آزمایش قرار می‌گیرد تا میزان نفوذپذیری، انتقال و تخلیه آنها از مواد غذایی مشخص شود.
در خط پرکن و بسته‌بندی، باردیگر کوتینگ‌ها باید در مقابل خراش در طول حرکت روی تسمه تفاله مقاوم باشند. برخی مواقع بسته‌بندی حاوی مواد غذایی تحت فرایند پاستوریزاسیون و یا در معرض آب داغ قبل از عملیات پر کردن قرار می‌گیرند. کوتینگ در این موارد نیز باید مقاومت از خود نشان دهد. در برخی موارد ماده غذایی داغ درون ظرف بسته‌بندی ریخته می‌شود و پس از پر شدن برخی از تولیدات در دمای انجماد انبار می‌شوند. برخی از این تولیدات بسیار خورنده هستند (مثل شوینده‌ها). کوتینگ باید در برابر تمام این مواد مقاوم باشد.
فرایندهای چاپ
برای چاپ لیبل IML به طور سنتی از ماشین‌های افست ورقی و یا ماشین رول گراور استفاده می‌شده است ولی به تازگی و با پیشرفت ماشین‌آلات رول کم عرض این فناوری مورد استقبال چاپکاران و تبدیل کاران قرار گرفته است. چاپ گراور به علت هزینه بالا و مخاطرات زیست‌محیطی رفته رفته کنار گذاشته می شود.
فناوری قالبسازی تعویض سریع لیبل‌ها را در طول تولید امکان‌پذیر می‌کند و همین امر نیاز به تیراژهای کمتر را افزایش می‌دهد. به همین خاطر ماشین‌آلات رول کم‌عرض و افست بازار این لیبل‌ها را به خود اختصاص داده و گراور کم کم از گردونه رقابت خارج می‌شود. برای استفاده از فرایند افست باید تغییراتی در ماشین چاپ از جمله تعویض پنجه‌ها و دیگر موارد اعمال شود زیرا ضخامت لیبل‌های IML در حد ۵۰ میکرون است. شرکت‌های تولیدکننده ماشین‌آلات افست از جمله هایدلبرگ و کوئینگ اند بائر ماشین‌آلات جدید ویژه چاپ لیبل IML به بازار عرضه کرده‌اند.
تولید رول به رول
در حال حاضر تبدیل کاران هر چه بیشتر به استفاده از ماشین رول کم‌عرض و یا عرض متوسط برای چاپ لیبل IML رو آورده‌اند. برای عملیات دایکات این چاپکاران از ماشین دایکات ناپیوسته (off line) استفاده می‌کنند. از جمله مزایای استفاده از ماشین‌های رول فلکسو برای چاپ لیبل‌های IML امکان چاپ لیبل‌های کوچک‌تر و نازک‌تر است.
در فرایند چاپ رول IML، ماده چاپی پس از انجام چاپ به صورت رول جمع شده وپس از گذشت مدت زمان مورد نیاز برای نگهداری لیبل‌ها، رول‌ها به اشکال مختلف و مورد نیاز بریده می‌شود. لیبل‌های برش خورده از پوشال جدا می‌شود و سپس روی هم دسته می‌شوند. تمام این مراحل کل فرایند تکمیلی چاپ لیبل IML را تشکیل می‌دهند.
استفاده از اسلیو در چاپ فلکسو و رول کم‌عرض نقش مهمی در نفوذ این فناوری به بازار چاپ IML داشته است زیرا کار را می‌توان به صورت یکپارچه و بی‌وقفه چاپ کرد. دایکات این لیبل‌های نارک باید با دقت بسیار بالا انجام شود. زیرا این لیبل‌ها نهایتا وارد دستگاه تزریق می‌شود و اگر برش به درستی انجام نشده بود مراحل بعدی بسته‌بندی را دچار مشکل می‌کند.
برش در جا
چاپکاران فرمت عریض و فرمت متوسط که در بازار لیبل‌های IML فعال هستند می‌توانند رول‌های چاپ شده را مستقیما به تولیدکنندگان ظروف بستة‌بندی تحویل دهند و آن‌هانیز لیبل‌ها را وارد ماشین‌های قالبسازی خود می‌کنند که مجهز به سیستم‌های دایکات روتاری یا گیوتین هستند. به این روش cut – in – place یا برش در جا می‌گویند. استفاده از این سیستم باعث کاهش هزینه‌ها می‌شود زیرا می‌توان از فیلم‌های بسیار نازک بدون نیاز به استفاده از افزودنی‌های ضدالکتریسیته ساکن استفاده کرد.
در سیستم گردش کار cut – in – place، لیبل از قبل در ابعاد و اشکال موردنظر برش می خورد ولی برش کامل نیست و برخی نقاط ریز که برش نخورده‌اند لیبل‌ها را به پوشال متصل نگاه می‌دارند. سپس رول لیبل‌های جمع شده به کارخانه قالبسازی ارجاع می‌شود. در آنجا یک بازوی روباتیک روی یک میز مکش (واکیوم) لیبل‌ها را جدا می‌کند و آنها درون دستگاه قالبسازی قرار می‌دهد.
سطوح چاپ‌پذیر IML
در فرایند IML با استفاده از سیستم قالبسازی دمشی یک لابه کوتینگ هیت سیل (درزبندی گرمایی) پشت کاغذ، قبل از ورود به یونیت قالبسازی نشانده می‌شود. این لایه با بطری در طول فرایند قالبسازی و دمشی همجوشی (Fusing) پیدا می‌کند.
به تازگی بخاطر کارایی بیشتر و قابلیت بازیافت بجای کاغذ طبیعی، از کاغذهای مصنوعی برای تولید لیبل‌های IML استفاده می‌شود. زیرا میزان جمع شدن و کوچک شدن ابعاد لیبل و ظرف بسته‌بندی تقریبا یکی است. همین امر باعث حفظ کیفیت بسته‌بندی می‌شود. از سوی دیگر مشخصات کاغذ مصنوعی کاملاً شبیه ویژگی‌های شیمیایی پلاستیک PP و HDPE است و می‌توان هر دو را در یک مرحله بازیافت کرد.
برای تولید لیبل IML در سیستم قالبسازی دمشی بهترین انتخاب فیلم PP کست، HDPE و دیگر کوپلمیرها است. زیرا ا ین مواد نسبت به حرارت حساس هستند و در سیستم‌های تزریقی نمی‌توان از آنها استفاده کرد. برای سیستم‌های تزریقی بهترین انتخاب OPP است که مقاومت خوبی در برابر حرارت دارد و می‌توان تصاویر با کیفیت بسیار بالا روی آن چاپ کرد. این فیلم‌ها به صورت مات یا گلاسه بسیار براق، نیمه شفاف و طرح دار ارایه می‌شود. در حال حاضر بیش از نیمی از لیبل‌های IML با استفاده از موادPP تولید می‌شوند. رشد استفاده از این ماده در صنعت لیبل ۷/۵ درصد در سال است.
در حال حاضر تمایل فراوانی برای کاهش ضخامت لیبل‌های IML وجود دارد. ضخامت این لیبل‌ها در حد ۵۰ میکرون است. ولی گروه Coeis ادعا کرده که لیبل IML 40 میکرونی را نیز برای اولین بار وارد بازار کرده است. با کاهش ضخامت لیبل‌های IML می‌توان ضخامت ظروف بسته‌بندی را نیز کاهش داد و از این طریق در هزینه‌های نقل و انتقال و قالبسازی تزریقی صرفه‌جویی کرد. باید در نظر داشت که لیبل‌هایی قالبی که در تجهیزات قالبسازی دمشی مورد استفاده قرار می‌گیرد ضخامت بیشتری دارند.
کاربردهای لیبل‌های IML که مانع نفوذ رطوبت و اکسیژن به درون بسته‌بندی می‌شود در صنایع غذایی سیر صعودی پیدا کرده‌اند. از آنجائیکه که مصرف‌کنندگان امروزه هر چه بیشتر از شبکه اینترنت برای خرید موادغذایی استفاده می‌کنند محصولات و کالا زمان بیشتری را در قفسه مراکز پخش وتوزیع سپری می‌کنند تا به دست مشتری برسند. به همین خاطر آینده فناوری لیبل‌های IML تضمین شده به نظر می‌رسد. رویکرد به توسعه پایدار و تولیدات پایدار باعث افزایش مصرف لیبل‌های IML می‌شوند زیرا راحت‌تر بازیافت شده و قابلیت استفاده مجدد نیز دارند. از سوی دیگر توسعه و پیشرفت فناوری قالبسازی نیز درها را برای تولید لیبل در تیراژ کمتر و استفاده از جلوه‌های ویژه چاپی برای جذاب کردن عر چه بیشتر آنها باز کرده است.
