Które atramenty flexo nadają się do druku masowego opakowań w formie papierowych kubeczków?

Zgodność bezpiecznych dla żywności tuszów flexo w zastosowaniach do kubków papierowych

Spełnianie wymagań FDA 21 CFR oraz unijnego rozporządzenia o materiałach plastikowych w kontakcie z żywnością

Dla producentów kubeczków papierowych poprawne dobrane farb flexograficznych ma absolutnie kluczowe znaczenie, ponieważ muszą one spełniać rygorystyczne przepisy dotyczące kontaktu z żywnością. W Stanach Zjednoczonych obowiązuje przepis FDA 21 CFR Part 175.300, który reguluje sytuacje, gdy materiały wchodzą w kontakt z pokarmem. Farba musi zachować się poniżej określonych poziomów migracji przy stykaniu się z takimi produktami jak tłuste przekąski czy napoje wodne. Sytuacja w Europie nie jest zbyt odmienna. Rozporządzenie Plastikowe UE nr 10/2011 określa ścisłe limity ilości substancji migrujących z opakowań do produktów spożywczych. Na przykład inicjatory fotopolimeryzacji są ograniczone do zaledwie 0,01 mg na kg, według badań przeprowadzonych w warunkach podobnych do rzeczywistych scenariuszy użytkowania, obejmujących gorące ciecze o temperaturze od 60 do 90 stopni Celsjusza oraz długotrwałe okresy przechowywania. Jeśli farba nie będzie zgodna z wymogami, szkodliwe chemikalia mogą wydostawać się w stężeniach powyżej 10 części na miliard, co może skutkować działaniami przeciwko firmom lub nawet wymuszonym wycofaniem produktów z rynku. Oszczędni producenci z góry testują swoje materiały metodą GC-MS, aby upewnić się, że wszystko spełnia normy, stosując się do rekomendacji amerykańskich i europejskich władz ds. bezpieczeństwa żywności dotyczących odpowiednich metod analiz.

Ocena ryzyka migracji w porównaniu z redukcją substancji lotnych w szybkobieżnej drukarni flexo

Drukowanie na dużą skalę musi jednocześnie radzić sobie z dwoma dużymi problemami: zapobieganiem przemieszczaniu się chemikaliów oraz kontrolowaniem irytujących lotnych związków organicznych (VOC). Ryzyko staje się szczególnie duże podczas szybkiego druku fleksograficznego powyżej 300 metrów na minutę, ponieważ jeśli materiał nie ulegnie pełnemu utwardzeniu, pozostaje wiele reaktywnych substancji, takich jak oligomery i fotoinicjatory, które mogą potencjalnie wyciekać. Farby utwardzane UV redukują emisję VOC o około 60–70 procent w porównaniu do tradycyjnych rozwiązań opartych na rozpuszczalnikach, ale wymagają precyzyjnej dawki energii światła LED – zazwyczaj około 800 milidżuli na centymetr kwadratowy lub więcej – aby osiągnąć ponad 95-procentową polimeryzację niezbędną do zapobiegania migracji. Systemy wodne praktycznie nie wykazują problemów z migracją i całkowicie eliminują obawy związane z VOC, jednak wiążą się z własnymi trudnościami, ponieważ suszenie trwa dłużej, co ogranicza prędkość linii produkcyjnych do maksymalnie około 250 metrów na minutę, a drobne detale są łatwiejsze do uszkodzenia. Osiągnięcie optymalnego wyniku zależy od znalezienia złotego środka między trzema głównymi czynnikami: stopniem utwardzenia materiałów, utrzymaniem poziomu VOC poniżej 25 gramów na metr kwadratowy oraz zapewnieniem, że migracja pozostaje bezpiecznie w granicach połowy dopuszczalnych norm regulacyjnych. Większość nowoczesnych zakładów drukujących duże nakłady polega obecnie na spektrofotometrach inline oraz specjalnie opracowanych farbach o niskiej migracji, które spełniają zarówno amerykańskie standardy FDA 21 CFR, jak i wymagania Unii Europejskiej zgodnie z rozporządzeniem 10/2011, jako część swojego standardowego procesu technologicznego.

Wydajność farby flexo zależnej od podłoża na materiałach do produkcji kubków

Papier powlekany, niepowlekany, laminowany folią PE oraz powlekany PLA: pochłanianie, przyleganie i rozrost kropki

Właściwości papieru do kubeczków mają duży wpływ na sposób, w jaki farby flexo działają podczas drukowania na dużą skalę. W przypadku papierów niepowlekanych szybko one wchłaniają farbę, dlatego drukarze muszą stosować farby o niższej lepkości i szybkim wysychaniu, aby zapobiec zbyt wczesnemu wyschnięciu i zapychaniu dysz podczas długich serii produkcyjnych. Papier powlekany nie wchłania tak intensywnie, jednak stwarza własne wyzwania, wymagając dokładnej kontroli przepływu farby, by uniknąć nierównomiernego rozprowadzenia koloru oraz niestabilnej grubości warstwy na powierzchni wydruku. Papier laminowany polietylenem jest często wybierany ze względu na możliwość przechowywania cieczy, jednak uzyskanie dobrej przyczepności wymaga uwagi na poziom energii powierzchniowej. Badania wskazują, że gdy energia powierzchniowa tych podłoży przekracza 38 dyn/cm, co zwykle osiąga się poprzez obróbkę koronową, odporność na odwarstwianie wzrasta o około 40%. Papier powleczony PLA oferuje korzyści środowiskowe, jednak powoduje problemy z jakością druku. Naturalnie odpychające wodę powierzchnie powodują, że kropki rozpływają się o około 15% bardziej niż przy standardowym PE przy 150 linii na cal, co oznacza konieczność dostosowania objętości komórek aniloksu oraz precyzyjnej regulacji lepkości farby. Z badań migracyjnych wynika, że najważniejsze nie jest tylko to, co zawarte jest we farbie, ale także to, czy dobrze współdziała ona z konkretnym podłożem, podkreślając dlaczego kompleksowe testowanie całego systemu – materiałów, farb i warunków procesowych – pozostaje kluczowe dla uniknięcia ryzyka zanieczyszczenia.

Reologia farb flexo i stabilność procesu dla produkcji masowej

Optymalizacja lepkości, zachowania przy ścinaniu i stabilności zbiornika przy 120–180 LPI

Poprawne ustawienie reologii ma duże znaczenie podczas masowej produkcji kubeczków papierowych. Przy pracy z rozdzielczością około 120–180 linii na cal, tusz musi zachować określony zakres lepkości, aby uniknąć problemów takich jak powiększanie się kropek, jednocześnie zapewniając wyraźne obrazy. Zachowanie tuszu zmienia się również pod wpływem naprężeń – staje się cieńszy w warunkach wysokich sił ścinających generowanych przez rolki aniloksowe wirujące z prędkością przekraczającą 2500 odwrotnych sekund, a następnie szybko wraca do poprzedniej konsystencji po przeniesieniu na podłoże. Taka właściwość umożliwia efektywne naniesienie tuszu bez powodowania mgły czy rozbryzgów. Utrzymywanie odpowiedniej grubości warstwy staje się szczególnie ważne, gdy maszyny pracują z prędkościami przekraczającymi 150 metrów na minutę. Stabilność wanny farbowej to kolejny duży problem. Wysokiej jakości tusze powinny być w stanie długotrwale cyrkulować bez znacznej zmiany swoich właściwości, rozdzielenia na fazy lub tworzenia niechcianej piany – wszystkie te zjawiska mogą poważnie zakłócić proces produkcyjny trwający miliony jednostek bez przerwy. Analiza danych branżowych wskazuje, że firmy precyzyjnie dostosowujące profile reologiczne osiągają zwykle redukcję powiększania się kropek w zakresie od 12% a nawet do 18% w porównaniu do standardowych cieczy newtonowskich. Ponadto często mogą pracować dłużej przed koniecznością przestoju serwisowego, czasem wydłużając ciągłość produkcji o około 30%. Te usprawnienia przekładają się bezpośrednio na wyższe wydajności i bardziej spójne kolory w dużych partiach drukowanych produktów.

Alternatywne systemy farb flexo: porównanie systemów utwardzanych UV i wodnych

Wybór odpowiedniej farby flexo do masowej produkcji papierowych kubeczków to delikatny kompromis dla przetwórców między opcjami utwardzanymi UV a tradycyjnymi systemami wodnymi. Co czyni farby UV tak atrakcyjnymi? Utwardzają się niemal natychmiast po naświetleniu światłem UV, co oznacza, że prasy mogą pracować o około 30–40 procent szybciej niż przy zastosowaniu systemów wodnych. Ponadto, te farby zmniejszają zużycie energii o mniej więcej połowę, według danych branżowych. Szybki czas schnięcia pomaga również kontrolować rozrost kropki w ustawieniach okołok 120–180 linii na cal i zapewnia dokładne trzymanie się rejestru druku nawet podczas długich serii produkcyjnych. Istnieje jednak pewna istotna wada. Rozpoczęcie pracy z technologią UV wymaga dużych początkowych inwestycji w specjalistyczne urządzenia utwardzające LED lub parą rtęci. A także nie należy zapominać o formalnościach — producenci muszą dokładnie przetestować migrację fotoinicjatorów zgodnie z przepisami FDA (21 CFR część 175.300) oraz normami Unii Europejskiej (UE 10/2011). Te kontrole zgodności to poważne wyzwanie.

Farby wodne w ogóle nie wydzielają lotnych związków organicznych (VOC) i zazwyczaj są tańsze pod względem modyfikacji istniejącego sprzętu, co czyni je atrakcyjnym wyborem dla zakładów troszczących się o jakość powietrza wewnętrznego oraz spełnienie standardów EHS. Nowa generacja katalitycznych farb hybrydowych oferuje lepszą odporność chemiczną i szybsze prędkości schnięcia w porównaniu z tradycyjnymi rozwiązaniami, jednak nadal schną o około 15–20 procent dłużej niż systemy UV. Może to znacząco spowolnić produkcję przy próbie osiągnięcia wysokich objętości rzędu 20 tysięcy kubków na godzinę lub więcej. Gdy chodzi o drukowanie bezpośrednio na powierzchniach stykających się z żywnością, farby wodne ogólnie stanowią mniejsze ryzyko migracji, szczególnie jeśli są łączone z odpowiednio certyfikowanymi żywicami i pigmentami o niskiej zdolności migracji. Wybór między tymi opcjami nie jest jednak prostym rachunkiem. Zakład musi przeanalizować rzeczywiste objętości produkcji, rodzaje materiałów, na których drukuje, przepisy obowiązujące na jego rynkach oraz stopień zaangażowania w cele zrównoważonego rozwoju, zanim podejmie decyzję, która najlepiej odpowiada jego konkretnym potrzebom.

Sekcja FAQ

Co to jest zgodność tuszu flexo dla kubeczków papierowych?

Zgodność tuszu flexo dla kubeczków papierowych oznacza zapewnienie, że używany tusz jest bezpieczny przy bezpośrednim kontakcie z żywnością poprzez przestrzeganie przepisów takich jak FDA 21 CFR i rozporządzenie UE dotyczące tworzyw sztucznych.

W czym różni się tusz utwardzany UV od wodnego tuszu flexo?

Tusz utwardzany UV wysycha natychmiast po naświetleniu światłem UV i umożliwia szybkie prędkości druku, podczas gdy tusz wodny nie emituje lotnych związków organicznych, ale dłużej schnie.