Které flexografické inkousty jsou vhodné pro hromadný tisk na obaly papírových kelímků?

Potravinářská flexotisková barva vyhovující pro papírové kelímky

Splnění předpisů FDA 21 CFR a evropského nařízení o plastech pro přímý kontakt s potravinami

Pro výrobce papírových kelímků je naprosto zásadní správně nastavit flexografické barvy, protože musí splňovat přísná pravidla pro styk s potravinami. Ve Spojených státech existuje předpis FDA 21 CFR Part 175.300, který se zabývá tím, co se děje, když materiály přijdou do styku s jídlem. Zjednodušeně řečeno barva nesmí překročit určité limity, pokud přijde do styku například s mastnými pochutinami nebo vodnatými nápoji. Situace v Evropě není o nic rozdílná. Nařízení o plastech EU č. 10/2011 stanoví přísné limity pro množství látek, které mohou migrací přejít z obalů do potravin. Vezměme si například fotoiniciátory – jejich obsah je omezen na pouhých 0,01 mg na kg podle testů prováděných za podmínek podobných skutečnému použití, jako jsou horké kapaliny mezi 60 až 90 stupni Celsia a dlouhá doba skladování. Pokud barva neprojde správnou kontrolou, chemikálie by mohly vyluhovat v nebezpečných úrovních nad 10 částic na miliardu, což může vést k opatřením proti firmám nebo dokonce k nucení stáhnout výrobky z trhu. Chytrý výrobci předem nechá své materiály otestovat metodou GC-MS, aby zajistil soulad se standardy, a dodržuje doporučení amerických i evropských úřadů pro bezpečnost potravin týkající se vhodných analytických postupů.

Posouzení rizika migrace versus snížení emisí těkavých organických sloučenin ve vysokorychlostním masovém flexotisku

Tiskové operace ve velkém měřítku musí současně řešit dva velké problémy: zabránit pohybu chemikálií a udržet ty otravné těkavé organické sloučeniny (VOC) pod kontrolou. Riziko se výrazně zvyšuje při rychlostech flexografického tisku nad 300 metrů za minutu, protože pokud nedojde k úplnému vytvrzení, zůstávají po reakci různé látky, jako jsou oligomery a fotoiniciátory, které tam jen čekají, až budou unikat. UV vytvrditelné inkousty snižují emise VOC o 60 až 70 procent ve srovnání s tradičními rozpouštědlovými variantami, ale vyžadují přesné množství světelné energie LED, obvykle kolem 800 milijoulů na čtvereční centimetr nebo více, aby bylo dosaženo polymerizace nad 95 procent, než by mohlo dojít k opětovné migraci. Vodné systémy prakticky nemají žádné problémy s migrací a úplně eliminují obavy týkající se VOC, ale mají své vlastní komplikace, protože sušení trvá déle, což znamená, že výrobní linky mohou běžet maximálně asi 250 metrů za minutu, a jemné detaily se také snadněji rozmazávají. Dosáhnutí optimálního výsledku závisí na nalezení správné rovnováhy mezi třemi hlavními faktory: účinností vytvrzení materiálů, udržením hladiny VOC pod 25 gramy na čtvereční metr a zajištěním, že migrace zůstane bezpečně pod polovinou povolených regulačních limitů. Většina moderních tiskařských provozů nyní spoléhá na inline spektrofotometry a speciálně formulované nízkomigrační inkousty, které splňují jak normy FDA 21 CFR, tak požadavky Evropské unie podle nařízení 10/2011, a to jako součást běžného pracovního postupu.

Výkon flexografických nátěrů specifických pro podklad na papírech pro kelímky

Potištěné, nepotištěné, PE laminované a PLA-potahované papíry: absorpce, adheze a zvětšení bodu

Vlastnosti papíru pro kelímky mají velký vliv na to, jak se flexografické barvy chovají při tisku ve velkém rozsahu. Při práci s nepotištěnými papíry tyto materiály barvu rychle nasávají, takže tiskaři musí používat barvy s nižší viskozitou a rychlým zasycháním, aby se zabránilo předčasnému vyschnutí a ucpání trysky během rozsáhlých výrobních sérií. Potištěné papíry absorbují méně, ale přinášejí vlastní výzvy vyžadující pečlivou kontrolu toku barvy, aby nedocházelo k nerovnoměrnému rozložení barev a nekonzistentní tloušťce vrstvy na tištěném povrchu. Papíry laminované polyethylenem jsou běžně voleny pro uchovávání kapalin, avšak dosažení dobré adheze vyžaduje pozornost k úrovni povrchové energie. Testy ukazují, že když povrchová energie těchto podkladů překročí 38 dyn/cm, což je obvykle dosaženo koronovou úpravou, odolnost proti odloupávání stoupne přibližně o 40 %. Papíry potažené PLA nabízejí environmentální výhody, ale způsobují problémy s kvalitou tisku. Jejich přirozeně vodoodpudivé povrchy způsobují, že tečky se šíří přibližně o 15 % více než u standardního PE při rozlišení 150 bodů na palec, což znamená, že je nutné upravit objem anilox buněk a jemně doladit lepivost barvy. Podle testů migrace není rozhodující pouze složení samotné barvy, ale i to, zda správně funguje s konkrétním tiskovým podkladem, což zdůrazňuje, proč je komplexní testování celého systému – včetně materiálů, barev a provozních podmínek – nezbytné pro předejití rizik kontaminace.

Reologie a procesní stabilita flexotiskových barev pro sériovou výrobu

Optimalizace viskozity, nenewtonského chování při smyku a stability nádrže na barvu při 120–180 LPI

Správné nastavení reologie je velmi důležité při sériové výrobě papírových kelímků. Při práci s rozlišením kolem 120 až 180 linií na palec musí mít inkoust určitý rozsah viskozity, aby nedocházelo k problémům jako je zvětšování bodů, a přitom stále poskytoval ostré obrazy. Chování inkoustu se navíc liší pod tlakem – v podstatě se ředí, když je vystaven silným smykovým silám rychle se otáčejících anilox válců nad 2500 s⁻¹ a poté rychle zpět nabývá původní konzistence po přenosu na podklad. Toto chování pomáhá efektivně odstranit inkoust, aniž by docházelo k vytváření mlhy nebo cákání. Udržování takovéto vrstvy filmu se stává velmi důležitým, jakmile stroje dosahují rychlosti vyšší než 150 metrů za minutu. Stabilita náplně fontány je dalším velkým problémem. Kvalitní inkousty by měly být schopny vydržet dlouhou dobu cirkulace bez výrazných změn svých vlastností, rozdělování do jednotlivých fází nebo tvorby nežádoucí pěny – což vše může způsobit vážné poruchy v produkčních sériích, které musí běžet miliony kusů bez přerušení. Podle průmyslových dat společnosti, které pečlivě ladí své reologické profily, obvykle dosahují snížení zvětšování bodů mezi 12 % až možná dokonce 18 % ve srovnání s běžnými newtonskými kapalinami. Navíc často mohou provozovat delší produkční série bez nutnosti údržby, někdy až s prodloužením o 30 %. Tyto vylepšení se přímo promítají do vyšších výtěžků a konzistentnějších barev v celých velkých sériích tištěných výrobků.

Alternativní systémy flexotiskových barev: UV vytvrzovací vs. vodou ředitelné kompromisy

Výběr správné flexografické barvy pro masovou výrobu papírových kelímků je pro zpracovatele kompromisem mezi UV-ztvrditelnými možnostmi a tradičními vodně disperzními systémy. Co činí UV barvy tak atraktivními? Tyto barvy okamžitě vytvrdnou po expozici na UV světlo, což umožňuje tiskovým strojům dosáhnout rychlosti o 30 až 40 procent vyšší ve srovnání s vodně disperzními barvami. Navíc tyto barvy snižují spotřebu energie přibližně o polovinu, podle průmyslových dat. Rychlý proces schnutí také pomáhá kontrolovat rozplývání bodů při rozlišení 120 až 180 linií na palec a zajišťuje přesné zasazení tiskových barev i během dlouhých výrobních sérií. Existuje však jeden zásadní aspekt, který stojí za zvážení. Zavedení UV technologie vyžaduje vysoké počáteční investice do specializovaných zařízení pro tvrzení pomocí LED nebo rtuťových par. Nelze zapomenout ani na dokumentaci – výrobci musí důkladně testovat migraci fotoiniciátorů v souladu s předpisy FDA (21 CFR Part 175.300) i evropskými normami (EU 10/2011). Tyto kontrolní opatření pro dodržení předpisů jsou náročnou záležitostí.

Vodou ředitelné inkousty vůbec neuvolňují těkavé organické sloučeniny (VOC) a obecně jsou levnější na úpravu stávajících zařízení, což je činí atraktivními pro provozy, které se zajímají o kvalitu vnitřního ovzduší a plnění norem EHS. Nová generace katalyzovaných hybridních inkoustů nabízí lepší odolnost proti chemikáliím a rychlejší rychlosti schnutí ve srovnání s tradičními variantami, ale přesto schnou zhruba o 15 až 20 procent déle než UV systémy. To může výrazně zpomalit výrobu při pokusu dosáhnout vysokých objemů kolem 20 tisíc kelímků za hodinu nebo více. Pokud jde o tisk přímo na povrchy ve styku s potravinami, vodou ředitelné inkousty obecně představují nižší riziko migrace, zejména pokud jsou kombinovány s vhodně certifikovanými nízkomigračními pryskyřicemi a pigmentovými směsmi. Volba mezi těmito možnostmi však není jednoduchou matematikou. Provoz musí zvážit skutečné výrobní objemy, jaké materiály tiskne, jaká na něj vztahující se předpisy platí na jeho trzích a jak vážně bere cíle udržitelnosti, než rozhodne, co bude pro jeho konkrétní situaci nejvhodnější.

Sekce Často kladené otázky

Co je to shoda flexografických inkoustů pro papírové kelímky?

Shoda flexografických inkoustů pro papírové kelímky znamená zajištění toho, že použitý inkoust je bezpečný pro přímý kontakt s potravinami, a to dodržováním předpisů, jako je FDA 21 CFR a nařízení EU o plastech.

Jaký je rozdíl mezi UV vytvrzovacím inkoustem a vodou ředitelným flexografickým inkoustem?

UV vytvrzovací inkoust okamžitě zaschne po vystavení UV světlu a umožňuje rychlé tiskové rychlosti, zatímco vodou ředitelný inkoust neuvolňuje těkavé organické sloučeniny (VOC), ale schnutí trvá déle.