Quali inchiostri acquei per incisione sono adatti per imballaggi in plastica?

Perché gli Inchiostri Standard per Incisione Acquei Falliscono sulla Plastica – Fondamenti di Adesione e Bagnabilità

Differenza di Energia Superficiale: PET, PP e BOPP vs. Requisiti degli Inchiostri Acquei

I livelli di energia superficiale dei comuni materiali per imballaggi in plastica come PET (Polietilene Tereftalato), PP (Polipropilene) e BOPP (Polipropilene Biorientato) si collocano tipicamente al di sotto di 35 mN/m, un valore ben al di sotto della soglia di 40 mN/m necessaria affinché gli inchiostri acquosi per incisione bagnino correttamente le superfici e aderiscano. L'acqua pura ha una tensione superficiale piuttosto elevata, pari a circa 72 mN/m; pertanto, quando entra in contatto con queste plastiche a bassa energia, si assiste a un'immediata repulsione. Queste superfici lisce in plastica sono fondamentalmente diverse dalla carta o dal cartone poiché non presentano pori microscopici o asperità in cui l'inchiostro possa effettivamente ancorarsi. Per questo motivo, gli inchiostri tradizionali a base d'acqua tendono a scivolare via invece di diffondersi uniformemente sul materiale. In assenza di un'adeguata adesione, le immagini stampate non resistono alle normali operazioni di manipolazione e trasporto.

Modalità Critiche di Guasto: Formazione di gocce, Dewetting e Trasferimento Incompleto del Film

La differenza di energia superficiale provoca direttamente tre principali guasti operativi:

• Formazione di gocce : L'inchiostro si aggrega in gocce distinte anziché formare strati uniformi, causando una copertura irregolare.
• Ritiro del film (dewetting) : L'inchiostro parzialmente aderente si ritrae durante l'essiccazione, esponendo il substrato nudo e compromettendo opacità e funzionalità barriera.
• Trasferimento incompleto : Le celle dell'incisione rilasciano l'inchiostro in modo non uniforme sotto la pressione della macchina, causando immagini fantasma e perdita di dettagli fini.
  Complessivamente, questi difetti aumentano i tassi di scarto fino al 25% a causa di ristampe e fermi imprevisti—particolarmente critico nelle linee ad alta velocità per imballaggi alimentari, dove film d'inchiostro discontinui compromettono anche l'integrità delle saldature e la garanzia della durata commerciale.

Innovazioni nella resina che abilitano inchiostri acquosi per stampa rotocalco su plastica

Dispersioni acriliche, poliuretaniche e ibride: bilanciare adesione, flessibilità e resistenza allo sfregamento

Gli inchiostri acquei di oggi per materiali plastici si basano su sistemi di resine appositamente progettati, in grado di gestire l'equilibrio delicato tra potere adesivo, flessibilità e durata. Le dispersioni acriliche funzionano particolarmente bene nell'adesione a superfici difficili come i film BOPP e PET, grazie a speciali gruppi superficiali integrati e alla formazione di pellicole ottimali per un'elevata adesione. Vi sono poi le resine poliuretaniche, che conferiscono agli stampati elasticità e resistenza ai prodotti chimici, caratteristica fondamentale quando gli imballaggi vengono piegati, increspati durante la produzione o sottoposti a maneggiamento pesante durante il trasporto. Quando i produttori combinano acrilici e poliuretani in formulazioni ibride, ottengono il meglio da entrambi i mondi, ottenendo stampe resistenti a ogni tipo di sollecitazione reale. Questi moderni sistemi di inchiostro possono trasferire oltre il 90 percento dell'inchiostro su plastiche trattate con scarica al corona (con una tensione superficiale di almeno 40 mN/m), rispettando comunque le rigorose normative FDA 21 CFR e il Regolamento UE 10/2011 sui requisiti di sicurezza per il contatto con alimenti, anche quando realizzati con contenuti bassi di COV e devono resistere all'usura causata dall'uso quotidiano.

Integrazione tra Preparazione della Superficie Pronta per il Processo e Pressa

Ottimizzazione del Trattamento Corona: Raggiungere Livelli di Dyne Stabili >40 mN/m per un Trasferimento dell'Inchiostro Costante

Il trattamento a scarica coronale rimane l'approccio più utilizzato per preparare PET, PP e BOPP per applicazioni di stampa rotocalco a base acquosa. Ciò che accade è l'ossidazione della superficie polimerica, che genera i gruppi funzionali polari di cui abbiamo bisogno. Queste modifiche aumentano i livelli dyne oltre la soglia critica di 40 mN/m, che rappresenta sostanzialmente il valore minimo necessario per un corretto bagnamento e trasferimento dell'inchiostro senza problemi. La maggior parte dei trattamenti innalza l'energia superficiale di circa 15-25 mN/m, ma esiste un inconveniente: gli effetti non durano in eterno. Se lasciati a riposo o immagazzinati troppo a lungo, questi film tendono a ridiscendere al di sotto del valore di 38 mN/m, causando diversi problemi come la formazione di gocce d'inchiostro (beading) e una scarsa adesione. Per questo motivo, molte aziende eseguono oggi test dyne in tempo reale abbinati a regolazioni automatiche della potenza. Questa configurazione mantiene costante il livello di trattamento durante tutta la produzione e i cambi turno. Le aziende di imballaggio riportano una riduzione di circa il 70% dei difetti di stampa quando implementano questo sistema, anche se i risultati possono variare in base alla qualità delle attrezzature e alle competenze degli operatori.

Essiccazione, cura e controllo della tensione in presse rotocalco ad alta velocità

È molto importante eseguire correttamente la lavorazione post-trasferimento quando si utilizzano inchiostri a base d'acqua su materiali plastici sensibili al calore. I sistemi di asciugatura a infrarossi con zone multiple, che operano tra circa 60 e 80 gradi Celsius, consentono di rimuovere l'umidità rapidamente ma con attenzione, evitando problemi di deformazione. Allo stesso tempo, controlli precisi della tensione mantengono tutto stabile durante la lavorazione, mantenendo la tensione del nastro entro circa mezzo Newton per millimetro quadrato. L'intera configurazione include rulli di trascinamento sincronizzati insieme a guide speciali a basso attrito che riducono notevolmente i problemi di allungamento. Questo aiuta a mantenere una precisione di registro adeguata anche a velocità elevate superiori a 200 metri al minuto. Per quanto riguarda i tempi di asciugatura, si mira tipicamente a circa un secondo, più o meno, permettendo il completo incrocio dei sistemi leganti acrilici e poliuretanici. Ciò produce superfici in grado di resistere a oltre 500 test di doppio sfregamento secondo gli standard ASTM, mantenendo nel contempo i materiali riciclabili e compatibili con le fasi successive della produzione.

Conformità, Sicurezza e Sostenibilità per Imballaggi in Plastica a Contatto con Alimenti

Test di Migrazione e Allineamento Normativo (EU 10/2011, FDA 21 CFR) per Inchiostri Intaglio Acquosi

La creazione di inchiostri acquosi per incisione adatti a contatto con plastica alimentare richiede test approfonditi di migrazione secondo il Regolamento (UE) n. 10/2011 e gli standard FDA 21 CFR Parti 175-177. Questi test di estrazione simulano ciò che accade in scenari reali, misurando quanto di varie sostanze potrebbe migrare verso simulanti alimentari in diverse condizioni di temperatura, durata e superficie di contatto. Anche i materiali coinvolti sono importanti, poiché PET, PP e BOPP non assorbono facilmente le sostanze in quanto non porosi. Ciò significa che qualsiasi migrazione avviene soltanto nel livello superficiale, rendendo fondamentali la formulazione degli inchiostri e l'adesione dell'inchiostro stesso. Negli ultimi tempi, le autorità regolatorie hanno notevolmente inasprito i requisiti. Ad esempio, la FDA ora richiede livelli di rilevamento per metalli pesanti e sostanze non intenzionalmente aggiunte (NIAS) inferiori a 1 parte per miliardo. Nel frattempo, le linee guida europee impongono il tracciamento completo di ogni componente utilizzato, inclusi additivi e catalizzatori. La conformità non riguarda più soltanto la composizione chimica. I produttori devono garantire che questi film di inchiostro mantengano le loro proprietà anche dopo essere stati sottoposti a processi di sterilizzazione, riscaldamento in forno a microonde o stoccaggio in ambienti freddi. Ciò assicura la sicurezza dei consumatori di prodotti confezionati con tali materiali e supporta allo stesso tempo gli sforzi di riciclaggio, operando all'interno dei sistemi esistenti di gestione dei rifiuti.

Sezione FAQ

D1: Perché gli inchiostri acquei standard per incisione non aderiscono alle superfici plastiche?

R: Gli inchiostri acquei standard per incisione non aderiscono alla plastica perché questi materiali hanno un'energia superficiale bassa, causando il raggruppamento o il ritiro dell'inchiostro, con conseguente scarsa adesione.

D2: Quali innovazioni aiutano gli inchiostri acquei per incisione ad aderire alla plastica?

R: Innovazioni nelle resine, come dispersioni acriliche, a base di poliuretano ed ibride, offrono una migliore adesione, flessibilità e resistenza, rendendo gli inchiostri adatti alle superfici plastiche.

D3: In che modo il trattamento al corona migliora l'adesione dell'inchiostro?

R: Il trattamento al corona ossida le superfici polimeriche, aumentando i livelli dyne e l'energia superficiale, creando condizioni migliori per l'adesione dell'inchiostro.

D4: Come vengono effettuati i test di migrazione per le normative sugli inchiostri?

R: I test di migrazione simulano scenari d'uso per misurare la migrazione di sostanze dagli inchiostri nei simulanti alimentari, garantendo la conformità agli standard UE e FDA.