Warum ist Flexodruckfarbe für den Druck auf Pappbechern und Papptellern geeignet?

Leistung von Flexodruckfarben auf porösen Papierkarton-Substraten

Wie die Rheologie von Flexodruckfarben und schnelle Absorption die Oberflächeneigenschaften von Pappbechern treffen

Die Oberfläche von Pappbechern weist winzige Poren und faserige Strukturen auf, die besondere Tinteneigenschaften für einen korrekten Druck erfordern. Wasserbasierte Flexodruckfarben eignen sich besonders gut, da sie sich unter Druck während des Druckvorgangs verdünnen, sich aber wieder verfestigen, sobald sie die Oberfläche erreichen. Diese Eigenschaft ermöglicht es der Farbe, gleichmäßig in das Papier einzudringen, ohne sich zu stark auszubreiten. Bei schwereren Papierbögen (rund 300 Gramm pro Quadratmeter) saugt sich die Farbe sehr schnell ein, gewöhnlich innerhalb einer halben Sekunde, wodurch die Farben fixiert werden und jene störenden unscharfen Stellen, die man als Punktzunahme bezeichnet, reduziert werden. Materiell betrachtet ist der Vorgang recht einfach: Der flüssige Teil der Farbe zieht in die Fasern ein, während die Farbpigmente an der Oberfläche verbleiben und so klare Abbildungen erzeugen, ohne die Struktur des Bechers zu schwächen. Die meisten Drucker wissen, dass die Balance zwischen Eindringen und Oberflächenhaftung für eine hochwertige Ausgabe bei diesen Verpackungsmaterialien entscheidend ist.

Fallstudie: Wasserbasierte Flexodruckfarbe auf 350 g/m² gestrichenem Papierkarton (führender Becherhersteller, 2023)

Ein Testlauf im Jahr 2023 bei einem großen Becherhersteller zeigte die Überlegenheit wasserbasierter Flexodruckfarben auf lebensmitteltauglichem Papierkarton. Bei Serien von 10.000 Einheiten erreichte die Formulierung:

• 99,2 % Farbübertragungseffizienz
• 40 % schnellere Trocknung im Vergleich zu lösemittelbasierten Alternativen
• Keine Verwischungen nach Simulationstests mit Heißgetränken

Der 350 g/m² gestrichene Werkstoff behielt trotz hoher Farbsättigung seine Helligkeit bei (94,5 L*-Wert), was die Eignung des Flexodrucks für anspruchsvolle Lebensmittelverpackungen belegt. Der Produktionsabfall sank um 18 % gegenüber dem Vorjahr – ein Nachweis für die Skalierbarkeit bei Anwendungen mit hohem Volumen.

Lebensmitteltaugliche Flexodruckfarb-Formulierungen: Konformität, Migrationskontrolle und regulatorische Übereinstimmung

FDA 21 CFR §175.105 und EU 10/2011 Anforderungen für direkten Lebensmittelkontakt

Flexodruckfarben, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, müssen strengen internationalen Vorschriften entsprechen, um zu verhindern, dass Chemikalien in die Nahrung gelangen. Die FDA hat Regelungen gemäß 21 CFR Abschnitt 175.105 erlassen, die Stoffe begrenzen, die indirekt mit Lebensmitteln in Kontakt kommen. In ganz Europa legt die Verordnung 10/2011 sehr niedrige Schwellenwerte für gefährliche Substanzen wie krebserregende Stoffe fest, und zwar lediglich 0,01 Milligramm pro Kilogramm. Tatsächlich gab es 2005 ein großes Problem, als bestimmte Milchprodukte vom Markt genommen werden mussten, weil Chemikalien aus UV-härtenden Druckfarben in diese eingewandert waren. Diese Aufsichtsbehörden verlangen, dass unabhängige Prüflabore die Einhaltung überprüfen, wobei häufig spezielle, von der FDA zugelassene Flüssigkeiten verwendet werden. Bei fetthaltigen Lebensmitteln erfolgt die Prüfung mit Ethanol-Lösungen, während wasserbasierte Lösungen besser zur Untersuchung saurer oder neutraler Produkte geeignet sind.

Warum wasserbasierte Flexodruckfarben aufgrund geringer Restlösemittel und Migrationsrisiko dominieren

Der Flexodruck mit wasserbasierten Formulierungen eliminiert die lästigen flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs), von denen wir alle wissen, dass sie gesundheits- und umweltschädlich sind. Laut einer Studie aus dem Jahr 2023 im Fachjournal Packaging Technology and Science reduzieren diese wasserbasierten Alternativen das Migrationsrisiko um fast 92 % im Vergleich zu herkömmlichen lösemittelbasierten Varianten. Worin liegt der Grund für ihre hohe Effizienz? Die verwendeten Pigmente weisen höhere Molekulargewichte auf, die an den Papierfasern haften, anstatt wie bei Offsetdruckfarben oberflächlich aufzuliegen, wodurch lästige Mineralölrückstände entstehen. Ein weiterer großer Vorteil ist ihre Fähigkeit, das sogenannte „unsichtbare Abfärben“ zu verhindern, das auftritt, wenn sich beim Stapeln von Bechern unerwünschte Substanzen von einem Becher auf den anderen übertragen. Zudem bewähren sie sich hervorragend bei hohen Temperaturen während des Heißabfüllprozesses und halten die Rückstände an Lösungsmitteln konstant auf einem extrem niedrigen Niveau von unter 0,1 Teilen pro Milliarde über die gesamte Produktionsdurchlaufzeit.

Vergleichende Eignung von Flexodruckfarben für Pappbecher und -schalen

UV-härtbare Flexodruckfarbe: Stärken in Glanz und Geschwindigkeit gegenüber Substratbeschränkungen

UV-härtbare Flexodruckfarben zeichnen sich besonders durch ihre glänzende Oberfläche und extrem schnelle Trocknung aus – genau das, was Hersteller für große Mengen an Pappbechern benötigen, die mit über 500 Metern pro Minute durchlaufen. Die Tatsache, dass diese Farben unter UV-Licht sofort aushärten, verhindert Verwischungen beim Stapeln, sodass die bedruckten Grafiken auch auf beschichteten Papierbögen klar und scharf bleiben. Doch gibt es eine Herausforderung bei dickeren Schalen aus Papiermaterialien mit einem Flächengewicht über 350 Gramm pro Quadratmeter. Diese Materialien neigen dazu, zu porös zu sein, wodurch das UV-Licht Schwierigkeiten hat, alle Farbschichten ausreichend zu durchdringen, um eine vollständige Aushärtung zu gewährleisten. Warum passiert das? Die Druckfarben selbst weisen eine dickflüssigere Konsistenz auf, wodurch sie nur ungern tief in die Fasern eindringen, obwohl sie gute Haftungseigenschaften behalten sollen. Druckereien, die mit solchen Herausforderungen konfrontiert sind, müssen oft die Farbzusammensetzung anpassen oder die Maschineneinstellungen verfeinern, um akzeptable Ergebnisse zu erzielen.

Lösungsmittelbasierte Flexodruckfarbe: Rückgehender Einsatz aufgrund von VOCs und behördlichem Druck

Die Tage der lösemittelbasierten Flexodruckfarben in Lebensmittelverpackungen sind schnell gezählt, da diese Produkte viel zu viele flüchtige organische Verbindungen (VOCs) emittieren. Wir sprechen hier von durchschnittlich etwa 250 Gramm pro Liter, was tatsächlich das Dreifache dessen ist, was die EPA als sicher ansieht. Auch weltweite Vorschriften haben dieses Thema ernst genug genommen. Nehmen Sie beispielsweise die Industrieemissionsrichtlinie der EU: Unternehmen, die dabei erwischt werden, dagegen zu verstoßen, könnten laut jüngsten Berichten des Ponemon Institute mit Strafen in Höhe von bis zu 740.000 Dollar rechnen. Hier gibt es noch ein weiteres verborgenes Problem. Toluol und Xylol, die nach dem Druckvorgang zurückbleiben, können in Getränke selbst übergehen und machen diese lösemittelbasierten Farben damit für alles ungeeignet, was Lebensmittel direkt berührt. Obwohl sie historisch gut an polyethylenbeschichteten Kartonagen hafteten, spielt dieser Vorteil heute keine Rolle mehr. Die Marktlage hat sich in den letzten Jahren dramatisch verändert. Hersteller haben seit 2018 fast die Hälfte ihres Geschäfts mit diesen traditionellen Farben verloren, da sie massenhaft auf wasserbasierte Alternativen umgestiegen sind, die sowohl den FDA-Standards (21 CFR §175.105) als auch den Vorschriften der Europäischen Union (EU 10/2011) entsprechen.

Häufig gestellte Fragen

Was sind Flexodruckfarben?

Flexodruckfarben sind spezialisierte Farben, die im Flexodruck verwendet werden und besonders geeignet für Verpackungsmaterialien wie Pappbecher und andere Substrate sind.

Warum werden wasserbasierte Flexodruckfarben bevorzugt?

Wasserbasierte Flexodruckfarben werden aufgrund ihrer geringen VOC-Emissionen, schnellen Trocknung und Verträglichkeit mit lebensmittelrechtlichen Vorschriften bevorzugt, wodurch sie sicherer für Lebensmittelverpackungen sind.

Welche Herausforderungen bestehen bei UV-härtbaren Flexodruckfarben?

UV-härtbare Flexodruckfarben stehen vor Herausforderungen wie einer begrenzten Durchdringung dickerer, poröserer Substrate, wodurch sie für bestimmte Anwendungen weniger geeignet sind.