Quali inchiostri flexo sono adatti per la stampa in grande quantità di imballaggi per bicchieri di carta?

Conformità degli inchiostri flexo atossici per bicchieri di carta

Rispetto delle normative FDA 21 CFR ed UE sui materiali plastici a contatto diretto con alimenti

Per i produttori di bicchieri di carta, ottenere la giusta formulazione degli inchiostri a stampa flessografica è assolutamente fondamentale, poiché devono rispettare severe normative riguardanti il contatto con alimenti. Negli Stati Uniti esiste un regolamento chiamato FDA 21 CFR Part 175.300 che disciplina ciò che accade quando materiali vengono a contatto con cibi. In pratica, l'inchiostro deve rimanere al di sotto di determinati limiti quando entra in contatto con alimenti grassi o bevande acquose. Anche in Europa la situazione non è molto diversa. Il Regolamento Plastica UE n. 10/2011 stabilisce limiti rigorosi sulla quantità di sostanze che possono migrare dagli imballaggi verso i prodotti alimentari. Prendiamo ad esempio i fotoiniziatori: sono limitati a soli 0,01 mg per kg secondo test effettuati in condizioni simili a scenari reali di utilizzo che prevedono liquidi caldi tra i 60 e i 90 gradi Celsius, oltre a periodi di conservazione prolungati. Se un inchiostro non è conforme, sostanze chimiche potrebbero migrare a livelli pericolosi superiori a 10 parti per miliardo, con conseguenti azioni contro le aziende o addirittura il ritiro forzato dei prodotti dal mercato. I produttori più attenti sottopongono i propri materiali a test GC-MS in anticipo per verificare che tutto sia conforme alle normative, seguendo le raccomandazioni delle autorità statunitensi ed europee per la sicurezza alimentare riguardo ai metodi d'analisi appropriati.

Valutazione del rischio di migrazione vs. Riduzione dei VOC nella stampa flessografica in serie ad alta velocità

Le operazioni di stampa su larga scala devono affrontare contemporaneamente due grossi problemi: impedire che i prodotti chimici si spostino e mantenere sotto controllo quei fastidiosi composti organici volatili (VOC). Il rischio diventa particolarmente elevato durante la stampa flessografica ad alta velocità, superiore a 300 metri al minuto, poiché, se il processo di indurimento non è completo, rimangono diverse sostanze reattive come oligomeri e fotoiniziatori che restano in attesa di fuoriuscire. Le inchiostri curabili con UV riducono i VOC del 60-70 percento circa rispetto alle opzioni tradizionali a base solvente, ma richiedono quantità piuttosto precise di energia luminosa a LED, solitamente intorno a 800 millijoule per centimetro quadrato o più, per raggiungere un livello di polimerizzazione superiore al 95 percento necessario prima che inizi nuovamente qualsiasi migrazione. I sistemi a base acqua presentano praticamente nessun problema di migrazione ed eliminano del tutto le preoccupazioni relative ai VOC, ma comportano comunque inconvenienti propri, poiché richiedono tempi di asciugatura più lunghi, limitando così la velocità delle linee di produzione a circa 250 metri al minuto al massimo, oltre al fatto che i dettagli fini tendono a deteriorarsi più facilmente. Ottenere risultati ottimali dipende dal trovare il giusto equilibrio tra tre fattori principali: l'efficacia dell'indurimento dei materiali, il mantenimento dei livelli di VOC al di sotto di 25 grammi per metro quadrato e l'assicurazione che la migrazione rimanga sicuramente entro la metà del valore accettabile stabilito dalla normativa. La maggior parte delle moderne aziende di stampa su larga scala si affida ora a spettrofotometri in linea insieme a inchiostri formulati appositamente a bassa migrazione, conformi sia agli standard FDA 21 CFR che ai requisiti dell'Unione Europea secondo il regolamento 10/2011 nell'ambito del proprio flusso di lavoro abituale.

Prestazioni dell'inchiostro flexo specifico per supporto su carte per tazze

Carte rivestite, non rivestite, laminata PE e con rivestimento PLA: assorbimento, adesione e guadagno del punto

Le proprietà del supporto per bicchieri di carta hanno un impatto significativo sul comportamento degli inchiostri flexo durante operazioni di stampa su larga scala. Quando si lavora con carte non patinate, queste tendono ad assorbire l'inchiostro piuttosto rapidamente, quindi è necessario utilizzare inchiostri a bassa viscosità e rapida asciugatura per evitare che si asciughino troppo presto e intasino le bocchette durante le lunghe tirature. Le carte patinate assorbono meno, ma presentano comunque delle sfide che richiedono un controllo accurato delle caratteristiche di flusso dell'inchiostro per prevenire una distribuzione irregolare del colore e uno spessore del film inconsistente sulle superfici stampate. Le carte laminate con polietilene sono comunemente scelte per contenere liquidi, ma per ottenere una buona adesione è necessario prestare attenzione ai livelli di energia superficiale. I test indicano che quando l'energia superficiale di questi substrati supera i 38 dyne per centimetro, generalmente ottenuto mediante trattamento al corona, la resistenza al delaminamento aumenta di circa il 40%. Le carte rivestite con PLA offrono vantaggi ambientali ma creano problemi per la qualità della stampa. Le loro superfici naturalmente idrofobiche causano una diffusione dei punti del 15% maggiore rispetto al normale PE a 150 linee per pollice, il che rende necessario regolare i volumi delle celle anilox e ottimizzare l'aderenza dell'inchiostro. Ciò che conta maggiormente, secondo i test di migrazione, non è solo il contenuto dell'inchiostro stesso, ma se questo funziona correttamente con il substrato specifico su cui si sta stampando, evidenziando così perché i test completi dell'intero sistema – compresi materiali, inchiostri e condizioni di lavorazione – rimangono essenziali per evitare rischi di contaminazione.

Reologia dell'inchiostro flessografico e stabilità del processo per la produzione di massa

Ottimizzazione della viscosità, del comportamento pseudoplastico e della stabilità del serbatoio a 120–180 LPI

Ottenere la reologia corretta è fondamentale nella produzione su larga scala di bicchieri di carta. Quando si lavora con una risoluzione compresa tra circa 120 e 180 linee per pollice, l'inchiostro deve mantenere determinati intervalli di viscosità per evitare problemi come il dot gain, pur producendo immagini nitide. L'inchiostro si comporta in modo diverso anche sotto stress: in pratica diventa più fluido quando sottoposto a forze di taglio ad alta velocità generate dai rulli anilox che ruotano oltre i 2500 secondi inversi, riprendendosi rapidamente dopo il trasferimento sul supporto. Questo tipo di comportamento consente un'efficiente fuoriuscita dell'inchiostro senza causare nebbia o schizzi. Mantenere uno spessore uniforme del film diventa particolarmente importante quando le macchine superano velocità di 150 metri al minuto. Un altro aspetto cruciale è la stabilità del serbatoio dell'inchiostro. Gli inchiostri di buona qualità devono essere in grado di resistere a lunghi periodi di circolazione senza alterarne eccessivamente le proprietà, separarsi in fasi diverse o generare schiuma indesiderata, fattori tutti in grado di compromettere gravemente produzioni continue che devono raggiungere milioni di unità consecutive. Analizzando i dati del settore, le aziende che ottimizzano i propri profili reologici registrano tipicamente riduzioni del dot gain comprese tra il 12% e fino al 18% rispetto ai fluidi newtoniani comuni. Inoltre, tendono a funzionare più a lungo prima di richiedere interventi di manutenzione, estendendo talvolta i cicli produttivi di circa il 30%. Questi miglioramenti si traducono direttamente in rese più elevate e colori più costanti durante grandi lotti di prodotti stampati.

Sistemi alternativi di inchiostri per flessografia: confronto tra UV polimerizzabili e a base acquosa

Scegliere l'inchiostro flexo giusto per la produzione di massa di bicchieri di carta è un'operazione complessa per i trasformatori, che devono bilanciare opzioni indurenti a UV e sistemi tradizionali a base acquosa. Cosa rende così attraenti gli inchiostri UV? Si asciugano quasi immediatamente quando esposti alla luce UV, il che consente alle macchine di stampa di funzionare circa dal 30 al 40 percento più velocemente rispetto alle controparti a base acquosa. Inoltre, questi inchiostri riducono il consumo energetico di circa la metà, secondo i dati del settore. Il rapido tempo di asciugatura aiuta anche a controllare i problemi di guadagno del punto nelle configurazioni da 120 a 180 linee per pollice e mantiene la registrazione di stampa precisa anche durante lunghe tirature. Ma c'è un aspetto da considerare. L'avvio con la tecnologia UV richiede un ingente investimento iniziale per quelle specifiche unità di polimerizzazione a LED o a vapore di mercurio. E non bisogna dimenticare nemmeno la documentazione: i produttori devono testare accuratamente la migrazione dei fotoiniziatori conformemente sia ai regolamenti della FDA (21 CFR Parte 175.300) sia agli standard dell'Unione Europea (UE 10/2011). Questi controlli di conformità non sono certo una cosa da poco.

Gli inchiostri a base d'acqua non rilasciano affatto COV e in genere richiedono costi inferiori per la modifica delle attrezzature esistenti, rendendoli attraenti per gli stabilimenti preoccupati della qualità dell'aria interna e del rispetto degli standard EHS. La nuova generazione di inchiostri ibridi catalizzati offre una migliore resistenza chimica e velocità di asciugatura più elevate rispetto alle opzioni tradizionali, ma comunque richiede circa il 15-20 percento in più per l'asciugatura rispetto ai sistemi UV. Questo può rallentare notevolmente le operazioni quando si cerca di raggiungere obiettivi di alto volume intorno a 20 mila bicchieri all'ora o superiori. Per quanto riguarda la stampa direttamente su superfici a contatto con alimenti, gli inchiostri a base d'acqua tendono a presentare un rischio di migrazione complessivamente inferiore, specialmente se abbinati a resine e miscele di pigmenti certificate come a bassa migrazione. Tuttavia, la scelta tra queste opzioni non è un calcolo semplice. Uno stabilimento deve valutare i volumi effettivi di produzione, i tipi di materiali su cui stampa, le normative applicabili nei propri mercati e il grado di impegno verso gli obiettivi di sostenibilità prima di decidere quale soluzione funzioni meglio nella propria situazione specifica.

Sezione FAQ

Che cos'è la conformità dell'inchiostro flexo per bicchieri di carta?

La conformità dell'inchiostro flexo per bicchieri di carta consiste nell'assicurare che l'inchiostro utilizzato sia sicuro per il contatto diretto con alimenti, rispettando regolamenti come il FDA 21 CFR e il Regolamento europeo sulle materie plastiche.

In che modo l'inchiostro indurente a UV differisce dall'inchiostro flexo a base d'acqua?

L'inchiostro indurente a UV si asciuga immediatamente a contatto con la luce UV e consente velocità di stampa elevate, mentre l'inchiostro a base d'acqua non rilascia COV ma richiede più tempo per asciugarsi.