Etykietowanie w formie (ang. in-mould labelling, IML) – technologia stosowana w przetwórstwie tworzyw sztucznych, polegająca na umieszczeniu etykiety (nazywanej w literaturze również filmem lub overlayem) wewnątrz formy wtryskowej lub rozdmuchowej bezpośrednio przed procesem formowania detalu. W rezultacie etykieta zostaje trwale zintegrowana ze ścianką produktu, tworząc jednolitą powierzchnię. Metoda ta jest powszechnie wykorzystywana w produkcji opakowań, m.in. dla przemysłu spożywczego (np. pojemniki na lody, jogurty), chemicznego (np. wiadra na farby), a także artykułów gospodarstwa domowego (np. zastawa stołowa z melaminy).
Historia rozwoju Technologia IML została po raz pierwszy zastosowana komercyjnie w Stanach Zjednoczonych we wczesnych latach 70. XX wieku. Za jedno z pierwszych dużych wdrożeń uważa się współpracę firm Owens-Illinois i Procter & Gamble przy produkcji butelek szamponu Head & Shoulders. Początkowo w procesie wykorzystywano głównie etykiety papierowe, jednak wraz z rozwojem technologii i rosnącym naciskiem na recykling, dominującym materiałem stała się folia polipropylenowa (PP). Umożliwiło to tworzenie opakowań monomateriałowych, co ułatwia proces ich późniejszego przetwarzania .
Zasada działania Proces IML jest zazwyczaj w pełni zautomatyzowany. Cykl produkcyjny w przypadku formowania wtryskowego tworzyw termoplastycznych składa się z następujących etapów: Pobranie etykiety – ramię robota pobiera pojedynczą, zadrukowaną etykietę z podajnika (magazynka). Umieszczenie w formie – etykieta jest precyzyjnie umieszczana na wewnętrznej ścianie otwartej formy. W celu stabilizacji jej położenia wykorzystuje się zjawisko elektrostatyki – etykieta może być naładowana elektrostatycznie, co powoduje jej przywieranie do metalowej powierzchni formy. Formowanie detalu – po wycofaniu robota forma zamyka się, a do jej wnętrza wtryskiwane jest pod ciśnieniem tworzywo sztuczne (np. polipropylen). Gorący materiał stapia się z warstwą klejową etykiety lub bezpośrednio z nią, trwale ją integrując. Usunięcie wypraski – po schłodzeniu i zestaleniu materiału forma otwiera się, a gotowy produkt z wtopioną etykietą jest usuwany z gniazda formującego.
W przypadku tworzyw termoutwardzalnych (np. żywic melaminowych) proces jest dwuetapowy: po częściowym utwardzeniu wyrobu forma jest otwierana, umieszcza się w niej etykietę, a następnie zamyka w celu dokończenia cyklu utwardzania.
Komponenty systemu IML Wdrożenie technologii IML wymaga zastosowania specjalistycznych urządzeń peryferyjnych zintegrowanych z maszyną formującą (np. wtryskarką). Do kluczowych komponentów systemu należą: Magazynek etykiet – zautomatyzowane urządzenie służące do przechowywania stosu etykiet i precyzyjnego separowania pojedynczych sztuk w celu podania ich robotowi. System automatyzacji – najczęściej w postaci robota, którego zadaniem jest transport etykiety z magazynka do formy oraz odbiór gotowego produktu. Narzędzie aplikujące (kopyto) – element końcowy ramienia robota (ang. End-Of-Arm-Tooling, EOAT), określany również jako mandrel. Jego zadaniem jest nie tylko transport etykiety, ale również jej precyzyjne pozycjonowanie w formie wtryskowej, często z wykorzystaniem ładunku elektrostatycznego. Od projektu i wykonania kopyta zależy finalna jakość produktu oraz powtarzalność całego procesu.
thumb|Przykład rdzenia formującego (tzw. kopyta) stosowanego w technologii IML.
Rodzaje etykiet i materiały Etykiety stosowane w technologii IML wykonane są najczęściej z tego samego materiału, co finalny produkt, zazwyczaj z polipropylenu (PP). Zapewnia to jednorodność materiałową opakowania, co jest istotne dla efektywności recyklingu.
Oprócz standardowych funkcji informacyjnych i marketingowych, etykiety IML mogą pełnić dodatkowe role, np. jako etykiety barierowe. Zawierają one wewnętrzną warstwę z materiału o wysokiej barierowości (np. kopolimeru etylenu i alkoholu winylowego, EVOH), która stanowi barierę dla tlenu. Zastosowanie takich etykiet w opakowaniach z polipropylenu – materiału o naturalnie niskiej barierowości – może przyczynić się do wydłużenia okresu przydatności do spożycia przechowywanego produktu.
Zalety i wady technologii W literaturze technicznej jako jedną z głównych zalet technologii IML wskazuje się wysoką trwałość zdobienia, uznawaną za jedną z najtrwalszych metod dekoracji tworzyw sztucznych. Integracja procesu etykietowania z procesem formowania eliminuje dodatkowe operacje technologiczne, co może skracać czas produkcji.
Z perspektywy gospodarki o obiegu zamkniętym, istotną zaletą jest możliwość tworzenia opakowań monomateriałowych (gdy etykieta i opakowanie wykonane są z tego samego polimeru), co upraszcza proces recyklingu.
Główną wadą technologii IML są koszty inwestycyjne, związane z koniecznością modyfikacji form wtryskowych oraz zakupu specjalistycznych urządzeń peryferyjnych, takich jak systemy automatyzacji.
Przypisy
Kategoria:Tworzywa sztuczne