La superficie delle tazze di carta presenta microscopici pori e una trama fibrosa che richiede caratteristiche speciali dell'inchiostro per una corretta stampa. L'inchiostro flessografico a base d'acqua funziona particolarmente bene perché si assottiglia quando viene applicata pressione durante la stampa, ma si ispessisce nuovamente una volta che raggiunge la superficie. Questa proprietà permette all'inchiostro di fluire adeguatamente nella carta senza diffondersi troppo. Su cartoncini più pesanti (circa 300 grammi per metro quadrato), l'inchiostro viene assorbito molto rapidamente, solitamente entro mezzo secondo, il che aiuta a mantenere i colori ben definiti e riduce quegli spiacevoli aloni noti come dot gain. Quello che accade è piuttosto semplice dal punto di vista dei materiali: la parte liquida dell'inchiostro penetra nelle fibre mentre le particelle di colore rimangono in superficie, creando immagini nitide senza indebolire la struttura della tazza. La maggior parte delle stampanti conosce bene questo equilibrio tra penetrazione e adesione superficiale, cruciale per ottenere risultati di qualità su questo tipo di materiali per imballaggi.
Una prova del 2023 condotta con un importante produttore di bicchieri ha dimostrato la superiorità dell'inchiostro flexo a base acquosa su cartoncino idoneo al contatto con alimenti. Durante corse di 10.000 unità, la formulazione ha raggiunto:
Il supporto patinato da 350 g/m² ha mantenuto la brillantezza (valore L* 94,5) nonostante la saturazione dell'inchiostro, dimostrando la compatibilità della tecnica flexo con imballaggi alimentari impegnativi. Gli scarti di produzione sono diminuiti del 18% rispetto all'anno precedente, confermando la scalabilità per applicazioni ad alto volume.
Gli inchiostri flexo che vengono a contatto con alimenti devono seguire rigorose normative internazionali per impedire il trasferimento di sostanze chimiche nei prodotti alimentari. La FDA ha stabilito regolamenti nel paragrafo 21 CFR 175.105 che limitano le sostanze a contatto indiretto con gli alimenti, mentre in Europa il Regolamento 10/2011 fissa soglie molto basse per sostanze pericolose come agenti cancerogeni, pari soltanto a 0,01 milligrammi per chilogrammo. Nel 2005 si verificò un problema significativo quando alcuni prodotti lattiero-caseari dovettero essere ritirati dagli scaffali a causa del trasferimento di sostanze chimiche provenienti da inchiostri polimerizzati a raggi UV. Queste autorità richiedono laboratori indipendenti per verificare la conformità, utilizzando spesso liquidi specifici approvati dalla FDA. Per alimenti grassi si usano soluzioni a base di etanolo, mentre per prodotti acquosi, acidi o neutri sono più adatte soluzioni a base acquosa.
La stampa flessografica che utilizza formulazioni a base d'acqua elimina quei fastidiosi composti organici volatili (VOC) che tutti sappiamo essere dannosi per la salute e per l'ambiente. Secondo una ricerca pubblicata su Packaging Technology and Science nel 2023, queste alternative a base d'acqua riducono i rischi di migrazione di quasi il 92% rispetto alle tradizionali opzioni a base solvente. Cosa le rende così efficaci? I pigmenti utilizzati hanno pesi molecolari più elevati che aderiscono alle fibre della carta invece di depositarsi in superficie come accade con le inchiostri offset, evitando così i fastidiosi residui di olio minerale. Un altro vantaggio significativo è la capacità di prevenire il cosiddetto "trasferimento invisibile" quando le tazze vengono impilate, trasferendo sostanze indesiderate da una all'altra. Inoltre, resistono molto bene al calore durante le operazioni di riempimento a caldo, mantenendo i solventi residui a livelli estremamente bassi, inferiori a 0,1 parti per miliardo, in modo costante durante tutta la produzione.
Gli inchiostri flexo curabili a UV si distinguono particolarmente per la capacità di mantenere una finitura lucida e di asciugarsi estremamente velocemente, proprio ciò di cui hanno bisogno i produttori per le grandi tirature di bicchieri di carta che scorrono a oltre 500 metri al minuto. Il modo in cui questi inchiostri induriscono istantaneamente sotto la luce UV fa sì che non si sfreghino quando impilati, garantendo che i grafici stampati rimangano nitidi e puliti anche su superfici in cartoncino patinato. Tuttavia, sorge un problema quando si lavora con ciotole più spesse realizzate in carta con grammatura superiore ai 350 grammi per metro quadrato. Questi materiali tendono ad essere troppo porosi, impedendo alla luce UV di raggiungere tutti gli strati per una corretta polimerizzazione. Perché accade questo? Gli inchiostri stessi hanno una consistenza più densa che li rende riluttanti a penetrare in profondità nelle fibre, pur mantenendo buone proprietà di adesione. Le tipografie che affrontano queste difficoltà spesso si trovano costrette a modificare le formulazioni o regolare le impostazioni delle attrezzature solo per ottenere risultati accettabili.
I giorni delle inchiostri flexo a base solvente per l'imballaggio alimentare sono ormai contati, poiché questi prodotti emettono un'elevata quantità di COV. Parliamo di livelli medi intorno ai 250 grammi per litro, il che corrisponde a tre volte la soglia considerata sicura dall'EPA. Anche le normative mondiali hanno iniziato a prendere seriamente in considerazione questo problema. Prendiamo ad esempio la Direttiva europea sulle emissioni industriali: secondo recenti rapporti dell'Istituto Ponemon, le aziende sorprese a violarla potrebbero incorrere in sanzioni fino a settecentoquarantamila dollari. C'è anche un altro problema nascosto. Toluene e xilene residui dopo la stampa possono migrare direttamente nelle bevande, rendendo questi inchiostri a base solvente inadatti a qualsiasi materiale a diretto contatto con gli alimenti. Anche se storicamente aderivano bene ai supporti rivestiti in polietilene, ormai questo vantaggio non conta più. Il panorama di mercato è cambiato drasticamente negli ultimi anni. I produttori hanno perso quasi la metà del loro fatturato derivante dall'uso di questi inchiostri tradizionali dal 2018, passando massicciamente ad alternative a base acquosa conformi sia agli standard della FDA (21 CFR §175.105) che alle normative dell'Unione Europea (EU 10/2011).
Gli inchiostri flessografici sono inchiostri specializzati utilizzati nella stampa flessografica, particolarmente adatti per materiali da imballaggio come bicchieri di carta e altri supporti.
L'inchiostro flessografico a base d'acqua è preferito per le basse emissioni di COV, l'essiccazione rapida e la compatibilità con le normative per materiali a contatto con alimenti, risultando più sicuro per l'imballaggio alimentare.
Gli inchiostri flessografici indurenti sotto UV incontrano sfide come la limitata penetrazione in supporti più spessi e porosi, rendendoli meno adatti per determinate applicazioni.
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