Suprafața paharelor de hârtie are pori minuscule și texturi fibroase care necesită caracteristici speciale ale cernelei pentru o imprimare corespunzătoare. Cerneala flexografică pe bază de apă funcționează deosebit de bine, deoarece devine mai lichidă atunci când este aplicată presiune în timpul imprimării, dar se îngroașă din nou odată ce ajunge pe suprafață. Această proprietate permite cernelei să curgă corespunzător în hârtie fără să se răspândească prea mult. Pe cartonul mai gros (aproximativ 300 de grame pe metru pătrat), cerneala este absorbită foarte repede, de obicei în jumătate de secundă, ceea ce ajută la fixarea culorilor și reduce petele neplăcute, denumite creștere a punctului. Ceea ce se întâmplă este destul de simplu din punct de vedere al materialelor: partea lichidă a cernelei pătrunde în fibre, în timp ce particulele de culoare rămân la suprafață, formând imagini clare fără a slăbi structura paharului. Majoritatea imprimantelor știu că echilibrul dintre penetrare și aderența la suprafață este esențial pentru o calitate ridicată a imprimării pe acest tip de material de ambalare.
Un test din 2023 efectuat cu un mare producător de pahare a demonstrat superioritatea cernelii flexografice pe bază de apă pe carton alimentar. În timpul unor serii de 10.000 de unități, formula a obținut:
Substratul stratificat de 350 gsm și-a păstrat strălucirea (valoarea L* de 94,5), în ciuda saturației cu cerneală, demonstrând compatibilitatea flexografiei cu ambalaje alimentare exigente. Deșeurile de producție au scăzut cu 18% față de anul anterior—validând scalabilitatea pentru aplicații cu volum mare.
Aniloxurile care vin în contact cu alimentele trebuie să respecte reguli internaționale stricte pentru a împiedica migrația substanțelor chimice în ceea ce mănâncă oamenii. FDA are reglementări prevăzute în secțiunea 21 CFR 175.105 care limitează substanțele care pot atinge alimentele în mod indirect, iar în Europa, Regulamentul 10/2011 stabilește praguri foarte scăzute pentru substanțe periculoase, cum ar fi agenții cancerigeni, la doar 0,01 miligrame pe kilogram. A avut loc de fapt o problemă majoră în 2005, când anumite produse lactate au trebuit retrase de pe rafturi deoarece anumiți compuși chimici provenind din aniloxuri UV curgente au migrat în acestea. Aceste organisme regulatorii cer laboratoarelor independente de testare să verifice conformitatea, utilizând adesea lichide specifice aprobate de FDA. Pentru alimentele grase se folosesc soluții de etanol, în timp ce pentru produsele acide sau neutre sunt mai potrivite cele pe bază de apă.
Tipărirea flexografică utilizând formule pe bază de apă elimină acele compuși organici volatili (COV) despre care știm cu toții că sunt dăunători pentru sănătate și mediu. Conform unui studiu din 2023 publicat în Packaging Technology and Science, aceste variante pe bază de apă reduc riscurile de migrație cu aproape 92% față de alternativele tradiționale pe bază de solvenți. Ce le face atât de eficiente? Pigmenții utilizați au mase moleculare mai mari, care aderă la fibrele hârtiei în loc să rămână la suprafață, așa cum se întâmplă cu cernealurile offset, lăsând în urmă acele reziduuri enervante de ulei mineral. Un alt avantaj major este capacitatea lor de a preveni fenomenul numit „transfer invizibil” atunci când paharele sunt stivuite, transferând substanțe nedorite de la unul la altul. În plus, rezistă foarte bine la temperaturi ridicate în timpul operațiunilor de umplere la cald, menținând nivelurile reziduale de solvenți extrem de scăzute, sub 0,1 părți pe miliard, în mod constant pe tot parcursul ciclurilor de producție.
Tușurile flexografice curabile UV se remarcă cu adevărat prin menținerea unui aspect lucios și uscarea extrem de rapidă — exact ceea ce au nevoie producătorii pentru tirajele masive de pahare de hârtie care circulă la viteze de peste 500 de metri pe minut. Faptul că aceste tușuri se întăresc instantaneu sub lumină UV face ca ele să nu se estompeze atunci când sunt stivuite, astfel încât grafica imprimată rămâne clară și curată, chiar și pe suprafețe din carton laminat. Dar există o problemă atunci când se lucrează cu boluri mai groase, realizate din hârtie de peste 350 de grame pe metru pătrat. Aceste materiale tind să fie prea poroase, permițând luminii UV să aibă dificultăți în a pătrunde în toate straturile pentru o întărire corespunzătoare. De ce se întâmplă acest lucru? Ei bine, tușurile în sine au o consistență mai groasă, care le face reticente să pătrundă adânc în fibre, deși își păstrează proprietățile de aderență. Atelierele de imprimare care se confruntă cu astfel de provocări se găsesc adesea nevoite să ajusteze formulele sau să modifice setările echipamentelor doar pentru a obține rezultate acceptabile.
Zilele tintelor flexografice pe bază de solvenți în ambalajele alimentare sunt numărate, deoarece aceste produse emit prea multe COV. Vorbim despre niveluri medii de aproximativ 250 de grame pe litru, ceea ce reprezintă de fapt de trei ori mai mult decât consideră sigur EPA. Reglementările din întreaga lume au devenit serioase în legătură cu această problemă. Luați, de exemplu, Directiva privind emisiile industriale a UE, companiile prinse încălcând-o ar putea face față unor penalități de până la 740.000 de dolari, conform rapoartelor recente ale Institutului Ponemon. Mai există o problemă ascunsă aici. Toluena și xilena rămase după imprimare pot migra în băuturi, făcând ca aceste tintele pe bază de solvenți să nu fie potrivite pentru orice produs care atinge direct alimentele. Chiar dacă anterior aderau bine la cartoanele acoperite cu polietilenă, acest avantaj nu mai are importanță. Peisajul pieței s-a schimbat dramatic în ultimii ani. Producătorii și-au pierdut aproape jumătate din afaceri utilizând aceste tinturi tradiționale din 2018, trecând în masă la alternative pe bază de apă care respectă atât standardele FDA (21 CFR §175.105), cât și reglementările Uniunii Europene (EU 10/2011).
Cernelele flexografice sunt cernele specializate utilizate în imprimarea flexografică, potrivite în special pentru materiale de ambalare precum paharele de hârtie și alte suporturi.
Cernelele flexo pe bază de apă sunt preferate datorită emisiilor reduse de COV, uscării rapide și compatibilității cu reglementările privind produsele alimentare, fiind astfel mai sigure pentru ambalajele alimentare.
Cernelele flexo curabile UV se confruntă cu provocări precum o penetrare limitată în suporturile mai groase și mai poroase, ceea ce le face mai puțin potrivite pentru anumite aplicații.