Почему флексографические чернила подходят для печати на бумажных стаканчиках и бумажных мисках?

Работа флексографической краски на пористых подложках из картона

Как реология флексографической краски и быстрое впитывание соответствуют характеристикам поверхности бумажного стаканчика

Поверхность бумажных стаканчиков имеет крошечные поры и волокнистую текстуру, для печати на которой требуются специальные характеристики чернил. Водные флексографические чернила работают особенно хорошо, поскольку при нанесении под давлением они разжижаются, но снова загустевают, как только попадают на поверхность. Это свойство позволяет чернилам равномерно проникать в бумагу, не растекаясь слишком сильно. На плотном картоне (примерно 300 грамм на квадратный метр) чернила впитываются очень быстро — обычно в течение половины секунды, — что помогает цветам оставаться на месте и уменьшает надоедливые размытые участки, которые мы называем увеличением точки. С точки зрения материалов всё происходит довольно просто: жидкая часть чернил впитывается в волокна, в то время как частицы пигмента остаются на поверхности, создавая чёткое изображение без ослабления структуры стаканчика. Большинство печатников знают, что баланс между проникновением и поверхностным закреплением крайне важен для получения качественного результата при печати на таких типах упаковочных материалов.

Пример из практики: водная флексографская краска на картоне 350 г/м² с покрытием (ведущий производитель стаканчиков, 2023)

Испытание 2023 года с крупным производителем стаканчиков показало превосходство водной флексографской краски на бумажном картоне пищевого качества. В ходе серийного производства 10 000 единиц продукции была достигнута следующая эффективность:

• коэффициент переноса чернил — 99,2%
• сушка на 40 % быстрее по сравнению с растворителями
• Отсутствие размазывания после имитации тестов с горячими напитками

Покрытый картон 350 г/м² сохранил яркость (значение L* — 94,5) несмотря на насыщение краской, что подтверждает совместимость флексографии с требовательной упаковкой для пищевых продуктов. Отходы производства снизились на 18 % в годовом исчислении — подтверждена масштабируемость для высокотиражных применений.

Флексографские краски, безопасные для пищевой упаковки: соответствие требованиям, контроль миграции и нормативная согласованность

Требования FDA 21 CFR §175.105 и ЕС 10/2011 к материалам, контактирующим с пищевыми продуктами

Флексографские краски, которые контактируют с пищевыми продуктами, должны соответствовать строгим международным правилам, предотвращающим попадание химических веществ в потребляемую пищу. Агентство FDA установило нормы в разделе 21 CFR 175.105, ограничивающие использование веществ, косвенно контактирующих с пищей, а в Европе Регламент 10/2011 устанавливает очень низкие пороговые значения для опасных веществ, таких как канцерогены — всего 0,01 миллиграмма на килограмм. На самом деле, в 2005 году возникла серьёзная проблема, когда некоторые молочные продукты пришлось изъять с полок из-за того, что определённые химические вещества из УФ-отверждаемых красок перешли в продукты. Эти регулирующие органы требуют проведения проверок в независимых испытательных лабораториях для подтверждения соответствия, при этом часто используются специальные жидкости, одобренные FDA. Для жирных продуктов применяют этанольные растворы, тогда как для водных продуктов более подходят растворы, имитирующие кислые или нейтральные среды.

Почему водные флексографские краски доминируют благодаря низкому содержанию остаточных растворителей и риску миграции

Флексографская печать с использованием водных составов устраняет надоедливые летучие органические соединения (ЛОС), которые, как всем известно, вредны для здоровья и окружающей среды. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Packaging Technology and Science в 2023 году, такие водные варианты снижают риски миграции почти на 92% по сравнению с традиционными растворителями. Что делает их настолько эффективными? Пигменты, используемые в них, имеют более высокую молекулярную массу и прочно удерживаются в волокнах бумаги, в отличие от офсетных красок, которые остаются на поверхности и оставляют нежелательные остатки минеральных масел. Еще одно большое преимущество — предотвращение так называемого «невидимого оттиска», когда при складывании стаканчиков друг в друга происходит перенос нежелательных веществ. Кроме того, они отлично выдерживают воздействие высоких температур при горячей заливке, поддерживая уровень остаточных растворителей на минимальном уровне — менее 0,1 части на миллиард — на протяжении всего производственного процесса.

Сравнительная пригодность типов флексографских красок для бумажных стаканчиков и мисок

UV-отверждаемые флексографские чернила: преимущества в блеске и скорости против ограничений подложки

Флексографские чернила, отверждаемые УФ-излучением, действительно выделяются способностью сохранять блестящую поверхность и сверхбыстрой сушкой — именно то, что нужно производителям для массового производства бумажных стаканчиков, проходящих со скоростью более 500 метров в минуту. Благодаря мгновенному затвердеванию этих чернил под ультрафиолетом они не размазываются при укладке в стопки, поэтому напечатанные изображения остаются четкими и чистыми даже на покрытых поверхностях бумажного картона. Однако существует проблема при работе с более толстыми чашами из бумаги плотностью выше 350 граммов на квадратный метр. Такие материалы, как правило, слишком пористы, из-за чего ультрафиолету сложно проникнуть во все слои для полноценного отверждения. Почему так происходит? Дело в том, что сами чернила имеют более высокую вязкость, из-за чего они неохотно проникают глубоко в волокна, хотя при этом сохраняют хорошие адгезионные свойства. Печатные мастерские, сталкивающиеся с такими трудностями, зачастую вынуждены корректировать составы или настраивать оборудование, чтобы получить приемлемый результат.

Растворительные флексографские чернила: снижение использования из-за ЛОС и регуляторного давления

Дни использования растворитель-содержащих флексографских чернил в упаковке для пищевых продуктов стремительно соходят на нет, поскольку эти продукты выделяют слишком много ЛОС. Речь идет о среднем уровне около 250 граммов на литр, что на самом деле в три раза превышает допустимую норму по данным Агентства по охране окружающей среды (EPA). Во всём мире ужесточились нормативные требования по этому вопросу. Например, согласно Директиве ЕС по промышленным выбросам, компании, нарушившие её положения, могут быть оштрафованы на сумму до семисот сорока тысяч долларов США, как сообщается в последних отчётах института Ponemon. Здесь также существует ещё одна скрытая проблема. Толуол и ксилол, остающиеся после печати, могут мигрировать в напитки, из-за чего такие растворитель-содержащие чернила непригодны для любой упаковки, контактирующей с пищей напрямую. Даже если ранее они хорошо держались на полиэтиленовых покрытых основах, это преимущество больше не имеет значения. Рыночная ситуация резко изменилась за последние несколько лет. Производители потеряли почти половину своего бизнеса, используя традиционные чернила, начиная с 2018 года, массово переходя на водорастворимые альтернативы, соответствующие стандартам FDA (21 CFR §175.105) и нормативам Европейского союза (EU 10/2011).

Часто задаваемые вопросы

Что такое флексографические краски?

Флексографические краски — это специализированные краски, используемые во флексографской печати, особенно подходящие для упаковочных материалов, таких как бумажные стаканчики и других субстратов.

Почему предпочтительны водные флексографические краски?

Водные флексографические краски предпочтительны благодаря низкому содержанию летучих органических соединений, быстрому высыханию и соответствию нормативам для контакта с пищевыми продуктами, что делает их более безопасными для упаковки пищевых продуктов.

С какими трудностями сталкиваются УФ-отверждаемые флексографические краски?

УФ-отверждаемые флексографические краски сталкиваются с такими трудностями, как ограниченное проникновение в более толстые и пористые субстраты, что делает их менее пригодными для определённых применений.