کدام جوهرهای فلکسو برای چاپ انبوه بسته‌بندی لیوان کاغذی مناسب هستند؟

مطابقت مرکب فلکسو غیره خوراکی برای لیوان‌های کاغذی

هماهنگی با مقررات FDA 21 CFR و مقررات پلاستیک‌های اتحادیه اروپا برای تماس مستقیم با مواد غذایی

برای تولیدکنندگان لیوان کاغذی، تنظیم صحیح جوهرهای فلکسوگرافی امری حیاتی است، زیرا این جوهرها باید با قوانین سختگیرانه تماس با مواد غذایی مطابقت داشته باشند. در سراسر ایالات متحده، مقرراتی به نام FDA 21 CFR Part 175.300 وجود دارد که به موضوع تماس مواد با مواد غذایی می‌پردازد. در عمل، مقدار جوهری که با مواد غذایی مانند نوشیدنی‌های آبی یا غذاهای چرب تماس پیدا می‌کند، باید در سطوح مشخصی باقی بماند. وضعیت در اروپا نیز چندان متفاوت نیست. مقررات پلاستیکی اتحادیه اروپا شماره 10/2011 محدودیت‌های سختگیرانه‌ای برای میزان موادی که می‌توانند از بسته‌بندی به مواد غذایی مهاجرت کنند، تعیین می‌کند. به عنوان مثال، فتواینیشیتورها (photoinitiators) طبق آزمایش‌هایی که در شرایطی مشابه کاربرد واقعی — شامل مایعات داغ بین 60 تا 90 درجه سانتی‌گراد و دوره‌های نگهداری طولانی‌مدت — انجام شده‌اند، تنها به 0.01 میلی‌گرم در کیلوگرم محدود شده‌اند. اگر جوهر مطابق استانداردها نباشد، مواد شیمیایی ممکن است به میزان خطرناکی بالاتر از 10 قسمت در میلیارد آزاد شوند که می‌تواند منجر به اقدامات قانونی علیه شرکت‌ها یا حتی عقب‌کشی محصولات از قفسه‌ها شود. تولیدکنندگان هوشمند قبل از هر اقدامی مواد خود را از طریق آزمایش GC-MS بررسی می‌کنند تا اطمینان حاصل کنند تمام استانداردها رعایت شده است و از توصیه‌های مقامات ایمنی مواد غذایی آمریکا و اروپا در مورد روش‌های تحلیل مناسب پیروی می‌کنند.

ارزیابی ریسک مهاجرت در برابر کاهش ترکیبات آلی فرار در چاپ انبوه فلکسوسرعت بالا

چاپ در مقیاس بزرگ با دو مشکل عمده همزمان مواجه است: جلوگیری از حرکت مواد شیمیایی و کنترل ترکیبات آلی فرار مزاحم (VOCs). خطر زمانی به شدت افزایش می‌یابد که در چاپ فلکسوگرافی با سرعت بالا (بالاتر از ۳۰۰ متر در دقیقه) مواد به‌طور کامل پخته نشوند؛ زیرا در این صورت مواد واکنش‌پذیر متعددی مانند اولیگومرها و فتواینیسیاتورها باقی می‌مانند که تنها منتظر نشت شدن هستند. جوهرهای قابل پخت با نور ماوراء بنفش (UV)، ترکیبات آلی فرار را در مقایسه با گزینه‌های سنتی مبتنی بر حلال، حدود ۶۰ تا ۷۰ درصد کاهش می‌دهند، اما برای دستیابی به درجه پلیمریزاسیون بالاتر از ۹۵ درصد (قبل از هرگونه نشت مجدد)، به انرژی دقیق نور LED نیاز دارند که معمولاً حداقل به میزان ۸۰۰ میلی‌ژول بر سانتی‌متر مربع یا بیشتر است. سیستم‌های مبتنی بر آب تقریباً هیچ مشکل نشتی ندارند و کاملاً نگرانی‌های مربوط به VOC را از بین می‌برند، اما معایب خاص خود را دارند؛ زیرا خشک شدن آن‌ها طولانی‌تر است و در نتیجه خطوط تولید حداکثر تنها می‌توانند تا حدود ۲۵۰ متر در دقیقه کار کنند و همچنین جزئیات ظریف به راحتی آسیب می‌بینند. دستیابی به عملکرد ایده‌آل به یافتن نقطه بهینه بین سه عامل اصلی بستگی دارد: میزان کامل شدن پخت مواد، نگه داشتن سطح VOC زیر ۲۵ گرم بر متر مربع و اطمینان از اینکه میزان نشت حداکثر به نصف حد مجاز تعیین‌شده توسط مقررات برسد. امروزه اغلب کارگاه‌های چاپ حجم بالا در فرآیند عادی کار خود به دستگاه‌های اسپکتروفتومتر داخل خط و همچنین جوهرهای فرموله‌شده کم‌مهاجرت متکی هستند که هم استانداردهای FDA 21 CFR و هم الزامات اتحادیه اروپا تحت 10/2011 را رعایت می‌کنند.

عملکرد جوهر فلکسوی اختصاصی بستر بر روی انواع کاغذهای ساخته‌شده برای لیوان

کاغذهای پوشش‌دار، بدون پوشش، لاکه‌شده با پلی‌اتیلن و پوشش‌دار با PLA: جذب، چسبندگی و افزایش نقطه

ویژگی‌های کاغذ مورد استفاده در لیوان‌های کاغذی تأثیر بزرگی بر عملکرد جوهرهای فلکسو در عملیات چاپ مقیاس بزرگ دارند. هنگام کار با کاغذهای بدون پوشش، این کاغذها تمایل دارند جوهر را به سرعت جذب کنند، بنابراین چاپگرها باید از جوهرهایی با ویسکوزیته پایین و خشک‌شونده سریع استفاده کنند تا از خشک شدن زودهنگام و گرفتگی نازل‌ها در طول دوره‌های تولید بزرگ جلوگیری شود. کاغذهای روکش‌دار جذب کمتری دارند اما چالش‌های خاص خود را ایجاد می‌کنند و نیازمند کنترل دقیق ویژگی‌های جریان جوهر هستند تا از توزیع نامناسب رنگ و ضخامت ناهمگون فیلم در سطوح چاپ‌شده جلوگیری شود. کاغذهای لاکه‌شده با پلی‌اتیلن معمولاً برای نگهداری مایعات انتخاب می‌شوند، اما برای دستیابی به چسبندگی مناسب، باید به سطح انرژی سطح توجه شود. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که هنگامی که انرژی سطحی این زیرلایه‌ها از ۳۸ داین بر سانتی‌متر عبور کند — که معمولاً از طریق درمان کرونایی حاصل می‌شود — مقاومت در برابر جداشدگی لایه‌ها حدود ۴۰٪ افزایش می‌یابد. کاغذهای روکش‌شده با PLA مزایای زیست‌محیطی ارائه می‌دهند اما باعث مشکلاتی در کیفیت چاپ می‌شوند. سطوح ذاتاً آب‌گریز آن‌ها باعث می‌شود نقطه‌ها در ۱۵۰ خط در اینچ، حدود ۱۵٪ بیشتر از پلی‌اتیلن معمولی پخش شوند؛ این بدین معناست که تنظیم حجم سلول‌های آنیلاکس و تنظیم دقیق چسبندگی جوهر ضروری می‌شود. آنچه بر اساس آزمایش‌های مهاجرت مهم است، صرفاً ترکیب داخل جوهر نیست، بلکه این است که آیا جوهر به درستی با زیرلایه خاصی که روی آن چاپ انجام می‌شود کار می‌کند یا نه؛ این امر لزوم آزمایش جامع کل سیستم شامل مواد، جوهرها و شرایط فرآوری را برای جلوگیری از خطرات آلودگی برجسته می‌کند.

رئولوژی جوهر فلکسو و پایداری فرآیند برای تولید انبوه

بهینه‌سازی ویسکوزیته، رفتار سیال شونده با برش و پایداری فواره در 120 تا 180 خط در اینچ

در تولید انبوه لیوان‌های کاغذی، رعایت صحیح رئولوژی (رفتار جریان سیال) اهمیت بسیار زیادی دارد. هنگام کار در محدودهٔ حدود ۱۲۰ تا ۱۸۰ خط در اینچ، مرکب باید در محدودهٔ ویسکوزیتهٔ مشخصی باقی بماند تا مشکلاتی مانند افزایش نقطه (dot gain) رخ ندهد و در عین حال تصاویر شفافی تولید کند. رفتار مرکب تحت تنش نیز متفاوت است — به طوری که عملاً زمانی که تحت نیروهای برشی شدید با سرعت بالا قرار می‌گیرد (مانند غلتک‌های آنی لاکس که با سرعت بیش از ۲۵۰۰ بر ثانیه معکوس می‌چرخند)، رقیق می‌شود و پس از انتقال به سطح زیرلایه به سرعت دوباره ضخیم می‌گردد. این نوع رفتار به خروج کارآمد مرکب کمک می‌کند و از مشکلاتی مانند پاشش یا ایجاد مه جلوگیری می‌کند. حفظ این ضخامت فیلم در سرعت‌هایی که ماشین‌ها از ۱۵۰ متر در دقیقه فراتر می‌روند، بسیار مهم می‌شود. پایداری منبع مرکب (fountain stability) نیز یک چالش بزرگ دیگر است. مرکب‌های با کیفیت باید بتوانند مدت‌های طولانی در مدار گردش قرار بگیرند بدون اینکه خواص خود را تغییر دهند، به فازهای مختلف تقسیم شوند یا فوم ناخواسته ایجاد کنند — همه این موارد می‌توانند در تولیدهای طولانی‌مدت که باید میلیون‌ها واحد به صورت پیوسته تولید شوند، اختلالات شدیدی ایجاد کنند. با بررسی داده‌های صنعت، شرکت‌هایی که پروفایل رئولوژی خود را دقیق تنظیم می‌کنند، معمولاً کاهشی بین ۱۲٪ تا حتی ۱۸٪ در افزایش نقطه مشاهده می‌کنند، در مقایسه با سیالات نیوتنی معمولی. همچنین، این شرکت‌ها معمولاً قبل از نیاز به توقف‌های تعمیر و نگهداری، مدت زمان بیشتری کار می‌کنند و گاهی تولید پیوسته خود را تا حدود ۳۰٪ افزایش می‌دهند. این بهبودها مستقیماً به بازدهی بهتر و رنگ‌های یکنواخت‌تر در طول تولید انبوه محصولات چاپی منجر می‌شود.

سیستم‌های جایگزین مرکب فلکسو: مزایا و معایب سیستم‌های پخت‌شونده با UV در مقابل آب‌پایه

انتخاب جوهر فلکسوی مناسب برای تولید انبوه لیوان‌های کاغذی، عملیاتی متعادل بین گزینه‌های قابل علامت‌گیری با نور ماوراء بنفش و سیستم‌های سنتی آب‌پایه برای تبدیل‌کنندگان است. چه چیزی باعث جذابیت جوهرهای UV می‌شود؟ این جوهرها تقریباً بلافاصله پس از قرار گرفتن در معرض نور ماوراء بنفش خشک می‌شوند، بدین معنا که دستگاه‌های چاپ می‌توانند حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد سریع‌تر از نمونه‌های آب‌پایه کار کنند. علاوه بر این، این جوهرها مصرف انرژی را تقریباً به میزان نصف کاهش می‌دهند، طبق داده‌های صنعتی. زمان خشک شدن سریع همچنین به کنترل مشکلات افزایش نقطه در تنظیمات حدود ۱۲۰ تا ۱۸۰ خط در اینچ کمک می‌کند و دقت ثبت چاپ را حتی در طول دوره‌های تولید طولانی حفظ می‌کند. اما نکته‌ای وجود دارد که باید در نظر گرفت. شروع به کار با فناوری UV نیازمند سرمایه‌گذاری اولیه بزرگی برای دستگاه‌های خاص علامت‌گیری LED یا بخار جیوه است. همچنین نباید اسناد را فراموش کرد؛ تولیدکنندگان باید به‌طور کامل آزمون نفوذ فتواینیشیتورها را مطابق با مقررات FDA (بخش 21 CFR 175.300) و استانداردهای اتحادیه اروپا (EU 10/2011) انجام دهند. این بررسی‌های انطباق اصلاً کار کوچکی نیستند.

جوهرهای پایه‌آب هیچ‌گونه ترکیبات آلی فرار (VOC) آزاد نمی‌کنند و معمولاً اصلاح تجهیزات موجود برای استفاده از آنها کمتر هزینه دارد، که این امر باعث جذابیت آنها برای واحدهای صنعتی که به کیفیت هوای داخلی و رعایت استانداردهای EHS اهمیت می‌دهند، می‌شود. نسل جدید جوهرهای ترکیبی کاتالیزوری در مقایسه با گزینه‌های سنتی مقاومت شیمیایی بهتری و سرعت خشک‌شدن بالاتری ارائه می‌دهند، اما همچنان حدود ۱۵ تا ۲۰ درصد طولانی‌تر از سیستم‌های UV زمان می‌برند تا خشک شوند. این موضوع می‌تواند در رسیدن به اهداف حجم بالا — حدود ۲۰ هزار لیوان در ساعت یا بیشتر — عملکرد را به‌طور قابل توجهی کند کند. در مورد چاپ مستقیم روی سطوح تماس با مواد غذایی، جوهرهای پایه‌آب به‌طور کلی خطر مهاجرت کمتری دارند، به‌ویژه زمانی که همراه با رزین‌ها و ترکیبات رنگ‌دهنده کم‌مهاجرتِ دارای گواهی مناسب استفاده شوند. با این حال، انتخاب بین این گزینه‌ها یک تصمیم ساده محاسباتی نیست. یک واحد تولیدی باید حجم واقعی تولید، نوع موادی که روی آنها چاپ انجام می‌دهد، مقررات حاکم در بازارهای هدف و جدیت خود در قبال اهداف پایداری را بررسی کند تا بهترین گزینه برای شرایط خاص خود را انتخاب کند.

بخش سوالات متداول

هماهنگی جوهر فلکسو برای لیوان‌های کاغذی چیست؟

هماهنگی جوهر فلکسو برای لیوان‌های کاغذی به معنای اطمینان از این است که جوهر مورد استفاده برای تماس مستقیم با مواد غذایی ایمن است و از مقرراتی مانند FDA 21 CFR و مقررات پلاستیک‌های اتحادیه اروپا پیروی می‌کند.

جوهر خشک‌شونده با نور ماوراء بنفش چگونه با جوهر فلکسو پایه آبی تفاوت دارد؟

جوهر خشک‌شونده با نور ماوراء بنفش بلافاصله با قرار گرفتن در معرض نور UV خشک می‌شود و سرعت چاپ سریعی را فراهم می‌کند، در حالی که جوهر پایه آبی بدون آزادسازی ترکیبات آلی فرار (VOCs) خشک می‌شود اما زمان بیشتری برای خشک شدن لازم دارد.