Ktoré flexografické farby sú vhodné pre hromadný tlač na obaly z papierových pohárikov?

Zhoda potravinových flexo tlačidiel pre papierové poháriky

Splnenie predpisov FDA 21 CFR a Európskej únie o plastoch pre priamy kontakt s potravinami

Pre výrobcov papierových pohárikov je správne nastavenie flexografických farieb absolútne kritické, pretože musia spĺňať prísne predpisy týkajúce sa kontaktu s potravinami. Vo Spojených štátoch platí nariadenie FDA 21 CFR Part 175.300, ktoré sa zaoberá tým, čo sa deje, keď materiály prídu do kontaktu s jedlom. Základné požiadavky vyžadujú, aby farba neprekračovala určité úrovne migrácie pri kontakte s mastnými potravinami alebo tekutinami. Situácia v Európe nie je o nič jednoduchšia. Nariadenie o plastoch (EÚ) č. 10/2011 stanovuje prísne limity množstva látok, ktoré môžu migrovať z obalov do potravín. Napríklad fotoiniciátory sú obmedzené na len 0,01 mg na kg podľa testov vykonaných za podmienok podobných reálnemu použitiu, vrátane horúcich tekutín medzi 60 a 90 stupňami Celzia a dlhodobého skladovania. Ak farba nespĺňa tieto požiadavky, chemikálie by mohli vylučovať vo nebezpečných hladinách nad 10 častíc na miliardu, čo môže viesť k opatreniam voči firmám alebo dokonca k nútenému stiahnutiu výrobkov z trhu. Chytrí výrobcovia preveria svoje materiály pomocou analýzy GC-MS už vopred, aby zabezpečili dodržanie noriem, pričom nasledujú odporúčania amerických aj európskych úradov pre bezpečnosť potravín týkajúcich sa správnych analytických metód.

Posúdenie rizika migrácie oproti zníženiu emisií VOC vo vysokorýchlostnom hromadnom flexografickom tlači

Tlačové operácie v rozsahu musia naraz riešiť dva veľké problémy: zamedziť pohybu chemikálií a udržať tie otravné prchavé organické zlúčeniny (VOC) pod kontrolou. Riziko sa výrazne zvyšuje pri vysokorýchlostnom flexografickom tlačení nad 300 metrov za minútu, pretože ak sa materiály nepolia úplne, zostáva tam množstvo reaktívnych látok, ako sú oligoméry a fotoiniciátory, ktoré len čakajú, aby sa uvoľnili. UV vytvrdzované farby znižujú emisie VOC o približne 60 až 70 percent voči tradičným rozpúšťadlovým variantom, no vyžadujú presné množstvo LED svetelnej energie, zvyčajne okolo 800 milijoulov na štvorcový centimeter alebo viac, aby dosiahli polymerizáciu nad 95 percent, než by mohlo dôjsť k opätovnému migrácii. Vodné systémy prakticky nemajú žiadne problémy s migráciou a úplne eliminujú obavy týkajúce sa VOC, no prinášajú si vlastné komplikácie, keďže sušia dlhšie, čo znamená, že výrobné linky môžu bežať maximálne približne 250 metrov za minútu, a jemné detaily sa tiež ľahšie poškodia. Dosiahnutie optimálneho výsledku závisí od nájdenia správneho kompromisu medzi tromi hlavnými faktormi: účinnosťou vytvrdzovania materiálov, udržaním hladiny VOC pod 25 gramami na štvorcový meter a zabezpečením, aby migrácia bezpečne zostala v rámci polovice hodnôt povolených predpismi. Väčšina moderných prevádzok masovej tlače teraz vo svojom bežnom pracovnom postupe využíva inline spektrofotometre spolu so špeciálne formulovanými nízkomigračnými farbami, ktoré spĺňajú požiadavky FDA 21 CFR aj európskej normy 10/2011.

Výkon flexografickej farby špecifickej pre podklad na hrnčekových materiáloch

Potiahnuté, nepotiahnuté, PE-laminované a PLA-potiahnuté papierové materiály: absorpcia, adhézia a zväčšenie bodu

Vlastnosti papierovej šálky majú významný vplyv na to, ako sa flexografické farby správajú počas veľkých tlačových operácií. Pri práci s nepokovenými papiermi má tendenciu rýchlo vsakuje farbu, preto musia tlačiarenské prevádzky používať farby s nižšou viskozitou a rýchlym nastavením, aby sa zabránilo prílišnému vyschnutiu a ucpávaniu trysiek počas rozsiahlej produkcie. Pokovené papierne materiály nevsakujú toľko, ale prinášajú vlastné výzvy, ktoré vyžadujú dôkladnú kontrolu tokových charakteristík farieb, aby sa predišlo nerovnomernému rozloženiu farieb a nekonzistentnej hrúbke vrstvy na tlačených povrchoch. Papier laminovaný polyetylénom je bežne zvolený na uchovávanie kvapalín, avšak dosiahnutie dobrej adhézie si vyžaduje pozornosť na úroveň povrchovej energie. Testy ukazujú, že keď povrchová energia týchto podkladov presiahne 38 dyn/cm, čo sa zvyčajne dosahuje korónovou úpravou, odolnosť voči delaminácii stúpa približne o 40 %. Papier s PLA povlakom ponúka environmentálne výhody, no spôsobuje problémy s kvalitou tlače. Ich prirodzene vodoodpudivé povrchy spôsobia, že sa bodíky roztiahnu približne o 15 % viac ako pri štandardnom PE pri 150 riadkoch na palec, čo znamená, že je potrebné upraviť objemy anilox buniek a jemne doladiť lepiacosť farby. Podľa testov migrácie najdôležitejšie nie je len to, čo obsahuje samotná farba, ale aj to, či správne funguje s konkrétnym použitým podkladom, čo zdôrazňuje, prečo je komplexné testovanie celého systému vrátane materiálov, farieb a podmienok spracovania nevyhnutné pre predchádzanie rizikám kontaminácie.

Reológia flexografických farieb a procesná stabilita pre hromadnú výrobu

Optimalizácia viskozity, správania sa pri strihových silách a stability fontány pri 120–180 LPI

Správna reológia je veľmi dôležitá pri hromadnej výrobe papierových pohárov. Pri práci s rozlíšením okolo 120 až 180 čiar na palec musí mať farba určitý rozsah viskozity, aby sa predišlo problémom ako zväčšovanie bodov, a zároveň poskytovala ostré obrazy. Farba sa tiež správa inak pod mechanickým namáhaním – v podstate ztenkne pri vysokorýchlostných strihacích silách anilox valcov rotujúcich viac ako 2500 sekúnd na mínus jednu a potom rýchlo zotrvá po prenose na podklad. Takéto správanie pomáha efektívne vytlačiť farbu bez tvorby spreja alebo striekania. Udržiavanie tejto hrúbky vrstvy sa stáva mimoriadne dôležitým, keď stroje dosahujú rýchlosti vyššie ako 150 metrov za minútu. Stabilita zásobníka je ďalšou veľkou výzvou. Kvalitné farby by mali byť schopné dlhodobo cirkulovať bez výraznej zmeny svojich vlastností, separácie do rôznych fáz alebo tvorby nežiaducej peny – všetky tieto javy môžu vážne narušiť výrobné dávky, ktoré musia pokračovať milióny kusov bez prestávky. Podľa odborných údajov spoločnosti, ktoré jemne doladiace svoje reologické profily, zaznamenávajú zníženie zväčšovania bodov o 12 % až dokonca až o 18 % v porovnaní so štandardnými newtonskými kvapalinami. Tieto farby tiež bežia dlhšie bez nutnosti údržby, niekedy sa výrobné dávky predlžia približne o 30 %. Tieto vylepšenia sa priamo prejavujú vo vyšších výťažkoch a konzistentnejšej farebnej reprodukcii po celých veľkých sériách tlačených výrobkov.

Alternatívne systémy flexografických farieb: kompromisy medzi UV-vytvrdzovanými a vodnými

Výber správnej flexografickej farby pre masovú výrobu papierových pohárikov je pre spracovateľov kompromisom medzi UV-vytvrdzovanými možnosťami a tradičnými vodnými systémami. Čo robí UV farby tak atraktívnymi? Tieto farby okamžite vyschnú pri vystavení UV žiareniu, čo znamená, že tlačiarne môžu bežať približne o 30 až 40 percent rýchlejšie v porovnaní s vodnými alternatívami. Navyše podľa údajov odvetvia tieto farby šetria spotrebu energie približne na polovicu. Rýchle vysychanie tiež pomáha kontrolovať problémy s nárastom bodov pri nastaveniach okolo 120 až 180 čiar na palec a zabezpečuje presnú tlačovú registráciu aj počas dlhých výrobných sérií. Existuje však jeden dôležitý aspekt, ktorý si vyžaduje zváženie. Zavedenie UV technológie si vyžaduje vysoké počiatočné investície do špecializovaných LED alebo ortuťových parných vytvrdzovacích zariadení. A nemali by sme zabudnúť ani na administratívu – výrobcovia musia dôkladne testovať migráciu fotoiniciátorov v súlade s predpismi FDA (21 CFR Part 175.300) aj európskymi normami (EU 10/2011). Tieto kontroly dodržiavania predpisov nie sú malá záležitosť.

Vodné atramenty vôbec neuvolňujú prchavé organické zlúčeniny (VOC) a prechod na ne je všeobecne lacnejší pokiaľ ide o úpravu existujúceho vybavenia, čo ich robí atraktívnymi pre prevádzky, ktoré sa zaujímajú o kvalitu ovzdušia vo vnútorných priestoroch a plnenie noriem EHS. Nová generácia katalyzovaných hybridných atramentov ponúka lepšiu odolnosť voči chemikáliám a rýchlejšie schnutie v porovnaní s tradičnými možnosťami, no stále schnú približne o 15 až 20 percent dlhšie ako UV systémy. To môže výrazne spomaliť výrobu pri pokuse dosiahnuť vysoké objemy okolo 20 tisíc šálok za hodinu alebo viac. Pokiaľ ide o potlač priamo na povrchy v kontakte s potravinami, vodné atramenty vo všeobecnosti predstavujú nižšie riziko migrácie, najmä ak sú použité spolu s vhodne certifikovanými nízkomigračnými živica a pigmentovými zmesami. Voľba medzi týmito možnosťami však nie je jednoduchou matematikou. Prevádzka musí zvážiť skutočné výrobné objemy, aké materiály tlačí, aké predpisy sa vzťahujú na jej trhy a ako vážne sa angažuje voči cieľom udržateľnosti, aby mohla rozhodnúť, čo najlepšie vyhovuje jej konkrétnej situácii.

Číslo FAQ

Čo je to súlad flexografických farieb pre papierové poháriky?

Súlad flexografických farieb pre papierové poháriky znamená zabezpečiť, že použité farby sú bezpečné pri priamom kontakte s potravinami a vyhovujú predpisom ako FDA 21 CFR a nariadenie EÚ o plastoch.

Ako sa líšia UV vytvrdzované farby od vodných flexografických farieb?

UV vytvrdzované farby okamžite vyschli po vystavení UV žiareniu a umožňujú rýchlejšie tlačové rýchlosti, zatiaľ čo vodné farby neuväľujú VOC, ale trvajú dlhšie, kým vyschnú.