Powierzchnia kubeczków papierowych ma drobne porowatości i włóknistą fakturę, które wymagają specjalnych właściwości farby do prawidłowego drukowania. Farba flexo na bazie wodnej sprawdza się szczególnie dobrze, ponieważ pod wpływem ciśnienia podczas drukowania staje się cieńsza, a gdy trafia na powierzchnię, ponownie zguszcza się. Ta właściwość pozwala farbie odpowiednio przepływać w głąb papieru, nie rozlewając się zbyt mocno. Na grubszych kartonach (około 300 gramów na metr kwadratowy) farba wchłania się bardzo szybko, zazwyczaj w ciągu pół sekundy, co pomaga utrwalić kolory i ogranicza irytujące rozmazane plamki, tzw. dot gain. Z punktu widzenia materiału proces jest prosty: ciekła część farby wchłania się we włókna, podczas gdy cząstki barwnika pozostają na powierzchni, tworząc wyraźne obrazy bez osłabiania struktury kubka. Większość drukarzy wie, że równowaga między przenikaniem a wiązaniem na powierzchni jest kluczowa dla jakości wydruków na tego typu materiałach opakowaniowych.
Test przeprowadzony w 2023 roku u dużego producenta kubków wykazał wyższość farby flexo na bazie wodnej na tekturze przeznaczonej do kontaktu z żywnością. W trakcie serii 10 000 jednostek osiągnięto:
Podłoże powlekane 350 gsm zachowało jasność (wartość 94,5 L*) mimo nasycenia farbą, co potwierdza kompatybilność technologii flexo z wymagającym opakowaniem spożywczym. Odpady produkcyjne spadły o 18% w ujęciu rok do roku — potwierdzając skalowalność dla aplikacji wielkoseryjnych.
Farby flexo, które wchodzą w kontakt z żywnością, muszą przestrzegać surowych międzynarodowych przepisów mających na celu zapobieganie przenikaniu chemicznych substancji do spożywanych produktów. FDA wydało przepisy zawarte w sekcji 21 CFR 175.105, które ograniczają stosowanie substancji, które pośrednio stykają się z żywnością, a w Europie rozporządzenie 10/2011 wprowadza bardzo niskie progi dla niebezpiecznych substancji, takich jak czynniki rakotwórcze, wynoszące zaledwie 0,01 miligramów na kilogram. W rzeczywistości w 2005 roku wystąpił poważny problem, gdy część produktów mlecznych musiała zostać wycofana z półek ze względu na migrację do nich niektórych chemicznych składników farb utwardzanych UV. Organizacje regulacyjne wymagają od niezależnych laboratoriów badawczych sprawdzania zgodności, często przy użyciu cieczy specjalnie zatwierdzonych przez FDA. W przypadku pokarmów tłustych stosuje się roztwory etanolowe, podczas gdy do testowania produktów o charakterze kwasowym lub neutralnym lepiej nadają się te o podstawie wodnej.
Druk flexograficzny z wykorzystaniem formulacji na bazie wodnej eliminuje irytujące lotne związki organiczne (VOC), które wszyscy znamy jako szkodliwe dla zdrowia i środowiska. Zgodnie z badaniami opublikowanymi w 2023 roku przez Packaging Technology and Science, opcje te zmniejszają ryzyko migracji o prawie 92% w porównaniu z tradycyjnymi rozwiązaniami opartymi na rozpuszczalnikach. Dlaczego działają one tak skutecznie? Pigmenty, których się używa, mają wyższe masy cząsteczkowe i przyczepiają się do włókien papieru, zamiast osiadać na powierzchni jak farby offsetowe, co pozostawia niechciane pozostałości oleju mineralnego. Kolejną dużą zaletą jest zapobieganie tzw. „niewidzialnemu przenoszeniu” się substancji, gdy kubki są ze sobą składowane, przenosząc niepożądane składniki z jednego na drugi. Dodatkowo świetnie wytrzymują temperatury podczas procesów wypełniania gorącymi produktami, utrzymując resztkowe ilości rozpuszczalników na bardzo niskim poziomie – poniżej 0,1 części na miliard – konsekwentnie przez cały cykl produkcji.
Farby flexo utwardzane UV naprawdę wyróżniają się pod względem zachowania połysku i bardzo szybkiego schnięcia – dokładnie tego, czego potrzebują producenci przy masowych produkcjach kubeczków papierowych przemieszczających się z prędkością ponad 500 metrów na minutę. Natychmiastowe utwardzanie się tych farb pod wpływem światła UV zapobiega rozmyciu nadruków podczas składowania, dzięki czemu grafiki pozostają wyraźne i czyste nawet na powierzchniach pokrytych tektury papierowej. Istnieje jednak pewien problem przy pracy z grubszymi miseczkami wykonanymi z papieru o gramaturze powyżej 350 gramów na metr kwadratowy. Takie materiały są zbyt porowate, co utrudnia promieniom UV dotarcie do wszystkich warstw i skuteczne utwardzenie. Dlaczego tak się dzieje? Farby te charakteryzują się większą lepkością, przez co niechętnie wnikają głęboko w strukturę włókien, mimo że zachowują dobre właściwości przylegania. Drukarnie borykające się z takimi wyzwaniami często muszą modyfikować skład farb lub dostosowywać ustawienia urządzeń, aby osiągnąć akceptowalne wyniki.
Dni rozpuszczalnikowych farb flexo w opakowaniach na żywność szybko się kończą, ponieważ te produkty emitują zbyt wiele lotnych związków organicznych. Mówimy o średnich poziomach rzędu 250 gramów na litr, co jest aż trzy razy więcej niż bezpieczny poziom uznany przez EPA. Przepisy na całym świecie również potraktowały ten problem poważnie. Weźmy na przykład dyrektywę Unii Europejskiej dotyczącą emisji przemysłowych – firmy złapane na jej naruszaniu mogą ponieść kary sięgające siedmiuset czterdziestu tysięcy dolarów amerykańskich, według najnowszych raportów instytutu Ponemon. Istnieje tu także inny problem. Toluen i ksylol pozostawione po druku mogą przenikać do napojów, przez co farby rozpuszczalnikowe są niewłaściwe do każdego materiału bezpośrednio stykającego się z jedzeniem. Nawet jeśli wcześniej dobrze przylegały do powlekanych polietylenem tektur, ta przewaga już nie ma znaczenia. Krajobraz rynkowy diametralnie się zmienił w ciągu ostatnich kilku lat. Producenci stracili niemal połowę swojego biznesu wykorzystując tradycyjne farby od 2018 roku, przechodząc masowo na alternatywy wodne spełniające zarówno normy FDA (21 CFR §175.105), jak i przepisy Unii Europejskiej (UE 10/2011).
Farby flexo to specjalistyczne farby stosowane w druku flexograficznym, szczególnie odpowiednie dla materiałów opakowaniowych, takich jak kubki papierowe i innych podłoży.
Farby flexo na bazie wodnej są preferowane ze względu na niskie emisje lotnych związków organicznych (VOC), szybkie wysychanie oraz zgodność z przepisami dotyczącymi materiałów przeznaczonych do kontaktu z żywnością, co czyni je bezpieczniejszym wyborem dla opakowań spożywczych.
Farby flexo utwardzane UV napotykają wyzwania, takie jak ograniczone przenikanie w grubsze i bardziej porowate podłoża, przez co są mniej odpowiednie dla niektórych zastosowań.