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Perché il cartone richiede inchiostri personalizzati per la stampa in rilievo
Come la porosità variabile, la struttura delle fibre e il trattamento superficiale del cartone ondulato compromettono le prestazioni degli inchiostri standard
La struttura complessa del cartone ondulato altera notevolmente il comportamento degli inchiostri tradizionali per stampa in rilievo. Il materiale presenta diverse porosità, dalle superfici compatte della carta kraft ai soffici strati ondulati che assorbono tutto. Ciò genera svariati problemi per un assorbimento uniforme dell'inchiostro, poiché il cartone è composto da fibre non regolarmente distribuite. Esistono infatti dei microspazi tra le fibre di cellulosa che provocano strani effetti capillari durante la stampa. La situazione peggiora ulteriormente con l'uso di trattamenti superficiali di collatura, i quali creano zone che sostanzialmente respingono le formulazioni standard degli inchiostri. Cosa accade allora? La penetrazione dell'inchiostro diventa irregolare e i pigmenti si depositano in modo disomogeneo, compromettendo l'intero processo di stampa. Gli inchiostri tradizionali per stampa in rilievo semplicemente non possiedono le proprietà adatte a gestire tutte queste interazioni contemporanee così complesse, costringendo gli stampatori ad affrontare forti variazioni nell'assorbimento e un asciugamento eccessivamente rapido degli inchiostri in macchina.
Le conseguenze funzionali: aumento della tonalità, cattiva posa, trasferimento e colore non uniforme su supporti in carta kraft e riciclati
I problemi specifici legati a diversi substrati provocano effettivi problemi di stampa misurabili con chiarezza. Prendiamo ad esempio la carta kraft e il cartone riciclato, che spesso contengono circa il 60% di fibre post consumo. Quando questi materiali assorbono troppa inchiostro, si verifica quello che viene definito allargamento del punto (dot gain), superando ampiamente i valori considerati accettabili dall'industria, solitamente compresi tra il 15% e il 22%. Si riscontra anche una cattiva stesura dell'inchiostro, poiché quest'ultimo non riesce a riempire adeguatamente le piccole irregolarità e depressioni presenti sulle superfici fibrose, causando aree con copertura irregolare. Un altro problema deriva dai solventi a rapida essiccazione, che provocano il cosiddetto trasferimento indesiderato (set off), per cui l'inchiostro ancora umido passa da un foglio all'altro quando vengono impilati. L'accostamento dei colori diventa ancora più complesso con i materiali riciclati, poiché residui di sbiancanti e minuscole particelle alterano la reazione chimica della superficie, determinando evidenti variazioni cromatiche. Alcuni produttori hanno effettivamente registrato un aumento delle percentuali di scarto pari a circa il 40% nella stampa su substrati riciclati rispetto al cartone vergine, qualora non adeguino opportunamente le formulazioni dei loro inchiostri.
Principali leve di personalizzazione nella formulazione degli inchiostri per stampa in rilievo
Regolazione della reologia e del carico di pigmento per un trasferimento e un'assorbenza ottimali su cartone a bassa energia superficiale
Ottenere la reologia corretta e ottimizzare le concentrazioni di pigmenti è fondamentale per trasferire in modo costante l'inchiostro su superfici di cartone porose e a bassa energia superficiale. I modificatori della reologia consentono di regolare il flusso dell'inchiostro in modo che si trasferisca pulitamente dalla piastra al substrato, evitando problemi come l'allargamento dei punti o ricolmi. Quando la viscosità diminuisce, l'inchiostro penetra meglio nelle fibre del cartone. Tuttavia, c'è un aspetto critico: è necessario bilanciare con attenzione le concentrazioni di pigmento per mantenere un'adeguata opacità e una buona copertura durante tutta la tiratura di stampa. Nel caso specifico del kraft riciclato, che tende ad avere una porosità non uniforme, regolare con precisione la viscosità fa davvero la differenza. Contribuisce a produrre immagini più nitide e riduce il rischio di trasferimento indesiderato (set off) quando i fogli stampati vengono impilati. E non dimentichiamo i dati: secondo recenti rapporti dell'associazione tecnica Flexographic Technical Association, una gestione inadeguata della reologia può causare fino al 25% di spreco in più nelle operazioni di stampa su cartone.
Selezione del legante (acrilico, PVA, nitrocellulosa) per massimizzare l'adesione e l'integrità del film su superfici fibrose
La chimica alla base dei leganti svolge un ruolo fondamentale per ottenere un'ottima adesione e formare film resistenti sulla superficie ruvida e fibrosa del cartone. Le resine acriliche si distinguono perché offrono flessibilità e resistenza all'umidità, risultando una scelta ideale quando i contenitori devono resistere a condizioni umide durante lo stoccaggio o il trasporto. Per gli strati interni dell'imballaggio, dove le sollecitazioni sono minori, l'acetato di polivinile (PVA) funziona bene poiché è un'opzione più economica che comunque garantisce una resistenza accettabile. Il nitrocellulosa si asciuga rapidamente ma tende a perdere flessibilità nel tempo, quindi non è sempre la migliore scelta per applicazioni a lungo termine. Raggiungere il giusto equilibrio tra l'elasticità del legante e la rigidità del cartone aiuta a prevenire quelle fastidiose crepe che compaiono durante il montaggio o lo spostamento dei contenitori. Test hanno dimostrato che gli inchiostri acrilici pigmentati in rilievo aderiscono alle superfici ondulate con un'efficienza del 90%, molto meglio rispetto alle formulazioni standard che raggiungono solo circa il 70%. Ciò che conta davvero, tuttavia, è se questi leganti creano film uniformi e continui che non si sfaldino anche quando sottoposti all'usura normale derivante dalla manipolazione.
Bilanciare personalizzazione e praticità: costi, conformità e realtà produttiva
Conformità alimentare per migrazione, resistenza ai raggi UV e durata all'abrasione – come l'uso finale influisce sulle scelte di chimica degli inchiostri
Ciò che accade alla fine della linea di produzione stabilisce limiti rigorosi che le normali inchiostri da rilievo semplicemente non riescono a soddisfare. Per quanto riguarda gli imballaggi a contatto con alimenti, le aziende devono seguire norme severe del FDA 21 CFR o degli standard UE 10/2011 riguardo alla quantità di sostanze che possono migrare dall'inchiostro. Ciò implica l'uso di speciali leganti in grado di impedire il rilascio di sostanze chimiche pericolose. E non dimentichiamo nemmeno le implicazioni sui costi. Il Ponemon Institute ha riportato nel 2023 che i prodotti non conformi portano tipicamente a richiami che costano circa 740.000 dollari ciascuno. Per quegli ampi display esterni che vediamo ovunque, i produttori necessitano di pigmenti che non si scoloriscano quando esposti al sole per lunghi periodi. Tali pigmenti dovrebbero avere una resistenza pari ad almeno ASTM 5 secondo gli standard di settore. Poi ci sono tutti quegli imballaggi che transitano attraverso magazzini e camion di consegna: hanno bisogno di film resistenti a graffi e all'usura generica durante il trasporto. Tutte queste esigenze reali determinano fondamentalmente la composizione di questi inchiostri speciali.
- Sicurezza Alimentare : I leganti acrilici a bassa migrazione sostituiscono le alternative plastificate con ftalati
- Resistenza ai UV : Pigmenti inorganici resistenti alla luce o pigmenti organici di alta prestazione sostituiscono opzioni meno stabili
- Difesa contro l'abrasione : Sistemi resinifici modificati con nitrocellulosa o a reticolazione incrociata potenziano la resistenza superficiale
Ignorare il contesto d'uso finale non compromette soltanto la qualità della stampa, ma espone i marchi a sanzioni normative, interruzioni della catena di approvvigionamento e danni reputazionali. La personalizzazione degli inchiostri specifica per substrato e applicazione è quindi non opzionale, bensì fondamentale per una produzione di imballaggi affidabile, conforme e commercialmente valida
Domande Frequenti
Perché il cartone rappresenta una sfida per gli inchiostri da stampa in rilievo?
Il cartone ha una struttura complessa con porosità e struttura delle fibre variabili, che rende difficoltoso un assorbimento uniforme dell'inchiostro. Ciò provoca un irregolare deposito dei pigmenti e problemi di penetrazione dell'inchiostro
Quali sono i principali problemi riscontrati con gli inchiostri standard sul cartone?
Le inchiostri standard presentano problemi come aumento dei punti, scarsa deposizione dell'inchiostro, trasferimento indesiderato e colore inconsistente quando utilizzati su supporti in cartone kraft e riciclato.
Come può essere personalizzato l'inchiostro per stampa in rilievo per ottenere migliori risultati sul cartone?
La personalizzazione può includere la regolazione della reologia e del contenuto di pigmenti, la selezione di leganti appropriati e la garanzia che le formulazioni degli inchiostri soddisfino specifiche esigenze d'uso, come la sicurezza alimentare e la resistenza ai raggi UV.