หมึกฟเลกโซใดที่เหมาะกับการพิมพ์บรรจุภัณฑ์ถ้วยกระดาษแบบจำนวนมาก

การปฏิบัติตามมาตรฐานหมึกฟเลกโซที่ปลอดภัยสำหรับอาหารสำหรับถ้วยกระดาษ

การปฏิบัติตามข้อกำหนด FDA 21 CFR และข้อบังคับพลาสติกของสหภาพยุโรปสำหรับผลิตภัณฑ์ที่สัมผัสอาหารโดยตรง

สำหรับผู้ผลิตถ้วยกระดาษ การเลือกหมึกพิมพ์ฟลีโอกราฟิกที่เหมาะสมนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากต้องสอดคล้องกับกฎระเบียบด้านการสัมผัสอาหารที่เข้มงวด ในสหรัฐอเมริกามีข้อกำหนดเรียกว่า FDA 21 CFR Part 175.300 ซึ่งเกี่ยวข้องกับวัสดุที่สัมผัสกับอาหาร โดยทั่วไป หมึกพิมพ์จะต้องไม่เกินระดับที่กำหนดไว้เมื่อสัมผัสกับสิ่งของต่างๆ เช่น ของว่างมันเยิ้มหรือเครื่องดื่มที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบ ในยุโรปก็มีสถานการณ์ที่คล้ายกัน โดยกฎระเบียบพลาสติก EU No 10/2011 ได้กำหนดขีดจำกัดที่ชัดเจนสำหรับปริมาณสารที่อาจแพร่จากบรรจุภัณฑ์เข้าสู่ผลิตภัณฑ์อาหาร ตัวอย่างเช่น สารเร่งปฏิกิริยาภายใต้แสง (photoinitiators) จะถูกจำกัดไว้เพียง 0.01 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ตามการทดสอบภายใต้เงื่อนไขที่ใกล้เคียงกับการใช้งานจริง เช่น ของเหลวร้อนที่อุณหภูมิระหว่าง 60 ถึง 90 องศาเซลเซียส รวมถึงช่วงเวลาเก็บรักษานาน หากหมึกพิมพ์ไม่สอดคล้องตามข้อกำหนด สารเคมีอาจซึมออกมาในระดับที่อันตรายเกิน 10 ส่วนในพันล้าน (parts per billion) ซึ่งอาจทำให้หน่วยงานดำเนินการลงโทษบริษัท หรือแม้แต่บังคับให้ถอนผลิตภัณฑ์ออกจากชั้นวางสินค้า ผู้ผลิตที่รอบคอบจะทำการตรวจสอบวัสดุล่วงหน้าด้วยวิธี GC-MS เพื่อให้มั่นใจว่าสอดคล้องตามมาตรฐาน พร้อมทั้งปฏิบัติตามคำแนะนำจากหน่วยงานด้านความปลอดภัยอาหารของทั้งอเมริกาและยุโรปเกี่ยวกับวิธีการวิเคราะห์ที่เหมาะสม

การประเมินความเสี่ยงจากการเปลี่ยนระบบเทียบกับการลดปริมาณสารอินทรีย์ระเหยง่ายในงานพิมพ์ฟเลกโซ่ความเร็วสูงจำนวนมาก

การดำเนินงานการพิมพ์ในระดับใหญ่ต้องเผชิญกับปัญหาใหญ่สองประการพร้อมกัน: การหยุดยั้งสารเคมีไม่ให้เคลื่อนที่ไปมา และการควบคุมสารอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) ที่น่ารำคาญเหล่านี้ให้อยู่ในเกณฑ์ที่ปลอดภัย ความเสี่ยงจะเพิ่มขึ้นอย่างมากในระหว่างกระบวนการพิมพ์ฟลักโซกราฟิกความเร็วสูงที่เกิน 300 เมตรต่อนาที เพราะหากหมึกไม่แห้งสนิท จะมีสารที่ยังคงปฏิกิริยาได้เหลืออยู่มากมาย เช่น โอลิโกเมอร์ และโฟโตอินิเทียเตอร์ ซึ่งอาจค่อยๆ ซึมออกมานอกพื้นผิวได้ หมึกที่แข็งตัวด้วยแสงยูวีสามารถลดปริมาณ VOCs ลงได้ประมาณ 60 ถึง 70 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเปรียบเทียบกับหมึกที่ใช้ตัวทำละลายแบบดั้งเดิม แต่หมึกประเภทนี้ต้องการพลังงานแสงจากหลอด LED ในปริมาณที่แม่นยำพอสมควร โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 800 มิลลิจูลต่อตารางเซนติเมตร หรือมากกว่านั้น เพื่อให้เกิดโพลิเมอไรเซชันได้ถึงระดับ 95 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไป ก่อนที่สารใดๆ จะเริ่มแพร่ซึมออกมาได้อีก ระบบหมึกที่ใช้น้ำเป็นฐานแทบไม่มีปัญหาการแพร่ซึมเลย และกำจัดความกังวลเรื่อง VOCs ได้โดยสิ้นเชิง แต่ก็มีข้อเสียของตนเอง เนื่องจากต้องใช้เวลานานในการแห้ง ทำให้สายการผลิตสามารถทำงานได้สูงสุดเพียงประมาณ 250 เมตรต่อนาทีเท่านั้น และรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ มักจะเบลอหรือเสียรูปทรงได้ง่ายกว่า การทำให้ทุกอย่างถูกต้องเหมาะสมจึงขึ้นอยู่กับการหาจุดสมดุลที่ดีที่สุดในสามปัจจัยหลัก ได้แก่ ประสิทธิภาพในการแข็งตัวของวัสดุ การควบคุมระดับ VOCs ให้อยู่ต่ำกว่า 25 กรัมต่อตารางเมตร และการรับประกันว่าอัตราการแพร่ซึมจะยังคงอยู่ภายในครึ่งหนึ่งของขีดจำกัดที่กฎระเบียบกำหนดไว้ ปัจจุบัน โรงงานพิมพ์ขนาดใหญ่ส่วนใหญ่พึ่งพาเครื่องสเปกโทรโฟโตมิเตอร์แบบติดตั้งถาวร (inline) ร่วมกับหมึกที่ออกแบบพิเศษเพื่อลดการแพร่ซึม ซึ่งสอดคล้องตามมาตรฐาน FDA 21 CFR และข้อกำหนดของสหภาพยุโรปภายใต้ 10/2011 เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการทำงานปกติ

ประสิทธิภาพหมึกออฟเซตตามชนิดของสื่อพิมพ์บนวัสดุสำหรับทำถ้วย

กระดาษที่เคลือบผิว ไม่เคลือบผิว ลามิเนตด้วยพีอี และเคลือบด้วยพีแอลเอ: การดูดซึม การยึดเกาะ และการเพิ่มขนาดจุด

คุณสมบัติของกระดาษที่ใช้ทำถ้วยกระดาษมีผลกระทบอย่างมากต่อการเคลือบหมึกฟเล็กโซในกระบวนการพิมพ์ขนาดใหญ่ เมื่อทำงานกับกระดาษที่ไม่ผ่านการเคลือบ กระดาษเหล่านี้มักดูดซึมหมึกอย่างรวดเร็ว ผู้ประกอบการจึงจำเป็นต้องใช้หมึกที่มีความหนืดต่ำและแห้งเร็ว เพื่อป้องกันไม่ให้หมึกแห้งเร็วเกินไปและอุดตันหัวพิมพ์ในระหว่างการผลิตจำนวนมาก ส่วนกระดาษที่ผ่านการเคลือบจะดูดซึมน้อยกว่า แต่มีปัญหาเฉพาะของตนเอง ซึ่งต้องควบคุมลักษณะการไหลของหมึกอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันสีไม่สม่ำเสมอและชั้นฟิล์มที่มีความหนาไม่เท่ากันบนพื้นผิวที่พิมพ์ออกมา กระดาษที่เคลือบด้วยโพลีเอทิลีนนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในการบรรจุของเหลว แต่การยึดเกาะที่ดีนั้นต้องอาศัยการควบคุมระดับพลังงานผิว โดยผลการทดสอบระบุว่าเมื่อพลังงานผิวของวัสดุฐานเหล่านี้สูงกว่า 38 ไดน์ต่อตารางเซนติเมตร ซึ่งโดยทั่วไปทำได้โดยการรักษาพื้นผิวด้วยไฟฟ้าคอรอน่า (corona treatment) ความสามารถในการต้านทานการแยกชั้นจะเพิ่มขึ้นประมาณ 40% กระดาษที่เคลือบด้วย PLA มีข้อดีทางด้านสิ่งแวดล้อม แต่กลับสร้างปัญหาให้กับคุณภาพการพิมพ์ เนื่องจากพื้นผิวที่ทนต่อน้ำตามธรรมชาติทำให้จุดหมึกแผ่ขยายตัวมากขึ้นประมาณ 15% เมื่อเทียบกับ PE มาตรฐานที่ความละเอียด 150 เส้นต่อนิ้ว ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องปรับปริมาตรเซลล์อาณิล็อกและการปรับแตะหมึกอย่างแม่นยำ สิ่งที่สำคัญที่สุดจากการทดสอบการแพร่ของสาร ไม่ใช่แค่ส่วนประกอบของหมึกเองเท่านั้น แต่ยังรวมถึงว่าหมึกนั้นทำงานร่วมกับวัสดุฐานที่ใช้พิมพ์ได้อย่างเหมาะสมหรือไม่ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าทำไมการทดสอบแบบครอบคลุมทั้งระบบ รวมถึงวัสดุ หมึก และเงื่อนไขการประมวลผล จึงเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงจากการปนเปื้อน

การไหลของหมึกฟลักโซ่และการควบคุมเสถียรภาพกระบวนการสำหรับการผลิตจำนวนมาก

การปรับความหนืด พฤติกรรมลดความหนืดตามแรงเฉือน และความเสถียรของอ่างหมึกที่ 120–180 LPI

การควบคุมเรื่องรีโอโลยีให้ถูกต้องมีความสำคัญมากเมื่อผลิตถ้วยกระดาษในปริมาณสูง โดยเฉพาะเมื่อทำงานที่ความละเอียดประมาณ 120 ถึง 180 เส้นต่อนิ้ว หมึกพิมพ์จำเป็นต้องคงอยู่ในช่วงความหนืดที่เหมาะสม เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาต่างๆ เช่น การขยายตัวของจุดพิมพ์ (dot gain) ขณะยังคงสามารถสร้างภาพที่คมชัดได้ หมึกพิมพ์ยังมีพฤติกรรมแตกต่างกันภายใต้แรงเครียดด้วย—โดยทั่วไปจะบางลงเมื่อถูกแรงเฉือนความเร็วสูงจากลูกกลิ้งแอนนิล็อกที่หมุนเร็วกว่า 2,500 รอบต่อนาที (s⁻¹) จากนั้นจะกลับคืนสภาพอย่างรวดเร็วหลังจากการถ่ายเทลงบนพื้นผิว พฤติกรรมลักษณะนี้ช่วยให้หมึกพิมพ์ถูกปล่อยออกมาอย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่เกิดปัญหาน้ำหมึกลอยละอองหรือกระเด็น สิ่งนี้มีความสำคัญมากขึ้นเมื่อเครื่องจักรทำงานที่ความเร็วเกินกว่า 150 เมตรต่อนาที ความเสถียรของถาดน้ำหมึก (fountain stability) เป็นอีกประเด็นสำคัญที่ต้องพิจารณา หมึกพิมพ์คุณภาพดีควรสามารถหมุนเวียนใช้งานได้เป็นระยะเวลานาน โดยไม่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติมากเกินไป ไม่แยกชั้น หรือสร้างฟองอากาศที่ไม่ต้องการ ซึ่งทั้งหมดนี้อาจทำให้การผลิตที่ต้องดำเนินต่อเนื่องหลายล้านชิ้นเกิดความผิดปกติได้ จากข้อมูลในอุตสาหกรรม บริษัทที่ปรับแต่งโปรไฟล์รีโอโลยีอย่างแม่นยำ มักพบว่าสามารถลดปัญหาการขยายตัวของจุดพิมพ์ได้ระหว่าง 12% ถึงแม้กระทั่ง 18% เมื่อเทียบกับของเหลวแบบนิวโทเนียนทั่วไป นอกจากนี้ พวกเขายังสามารถเดินเครื่องได้นานขึ้นก่อนต้องหยุดเพื่อบำรุงรักษา บางครั้งสามารถยืดระยะเวลาการผลิตได้นานขึ้นประมาณ 30% ผลลัพธ์เหล่านี้สะท้อนออกมาเป็นอัตราผลผลิตที่ดีขึ้น และสีที่สม่ำเสมอมากขึ้นตลอดกระบวนการผลิตสินค้าพิมพ์จำนวนมาก

ระบบหมึกพิมพ์ฟลิ้กโซทางเลือก: ข้อเปรียบเทียบระหว่างหมึกที่แข็งตัวด้วยรังสี UV กับหมึกชนิดน้ำ

การเลือกหมึกฟลิ้วออินค์ที่เหมาะสมสำหรับการผลิตถ้วยกระดาษจำนวนมาก เป็นเรื่องของการหาจุดสมดุลสำหรับผู้แปรรูป ระหว่างตัวเลือกที่แห้งเมื่อได้รับแสงยูวี กับระบบแบบดั้งเดิมที่ใช้น้ำเป็นฐาน สิ่งที่ทำให้หมึกยูวีน่าสนใจคืออะไร? หมึกเหล่านี้จะแห้งเกือบในทันทีเมื่อสัมผัสกับแสงยูวี ซึ่งหมายความว่าเครื่องพิมพ์สามารถทำงานได้เร็วขึ้นประมาณ 30 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับหมึกที่ใช้น้ำเป็นฐาน นอกจากนี้ หมึกเหล่านี้ยังช่วยลดการใช้พลังงานลงได้ประมาณครึ่งหนึ่ง ตามข้อมูลจากอุตสาหกรรม เวลาในการแห้งที่รวดเร็วยังช่วยควบคุมปัญหาการขยายตัวของจุดพิมพ์ (dot gain) ที่ระดับความละเอียด 120 ถึง 180 เส้นต่อนิ้ว และช่วยรักษาความแม่นยำของตำแหน่งการพิมพ์ไว้ได้ แม้ในระหว่างการผลิตต่อเนื่องเป็นเวลานาน แต่ก็มีข้อควรพิจารณาอยู่ข้อหนึ่ง นั่นคือ การเริ่มต้นใช้เทคโนโลยียูวีจำเป็นต้องลงทุนก้อนใหญ่ในตอนแรกสำหรับเครื่องอบแห้งพิเศษ เช่น เครื่อง LED หรือเครื่องไอน้ำปรอท นอกจากนี้ อย่าลืมภาระงานเอกสารด้วย ผู้ผลิตจะต้องทำการทดสอบการเคลื่อนตัวของสารกระตุ้นการแข็งตัวภายใต้แสง (photoinitiator migration) อย่างละเอียด ตามข้อกำหนดขององค์การอาหารและยาสหรัฐอเมริกา (FDA regulations - 21 CFR Part 175.300) และมาตรฐานสหภาพยุโรป (EU 10/2011) การตรวจสอบความสอดคล้องเหล่านี้ไม่ใช่เรื่องเล็กน้อย

หมึกที่ใช้น้ำเป็นฐานไม่ปล่อย VOCs เลย และโดยทั่วไปมีค่าใช้จ่ายในการดัดแปลงอุปกรณ์เดิมต่ำกว่า ทำให้เหมาะกับโรงงานที่กังวลเกี่ยวกับคุณภาพอากาศภายในอาคารและการปฏิบัติตามมาตรฐาน EHS อย่างไรก็ตาม หมึกไฮบริดชนิดเร่งปฏิกิริยาเจนเนอเรชันใหม่สามารถให้ความต้านทานสารเคมีได้ดีขึ้นและแห้งเร็วกว่าทางเลือกแบบดั้งเดิม แต่ก็ยังใช้เวลานานกว่าระบบ UV ประมาณ 15 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งอาจทำให้ชะลอกระบวนการผลิตอย่างมากเมื่อต้องการบรรลุเป้าหมายปริมาณสูง เช่น ประมาณ 20,000 แก้วต่อชั่วโมงหรือมากกว่านั้น เมื่อพิมพ์ลงบนพื้นผิวที่สัมผัสอาหารโดยตรง หมึกที่ใช้น้ำเป็นฐานมักมีความเสี่ยงจากการเคลื่อนตัวของสารต่ำกว่าโดยรวม โดยเฉพาะเมื่อใช้ร่วมกับเรซินและส่วนผสมของสีที่ผ่านการรับรองว่ามีการเคลื่อนตัวต่ำอย่างเหมาะสม การเลือกระหว่างตัวเลือกเหล่านี้จึงไม่ใช่เรื่องคำนวณง่ายๆ โรงงานจำเป็นต้องพิจารณาปริมาณการผลิตจริง ประเภทของวัสดุที่ใช้พิมพ์ กฎระเบียบที่ใช้บังคับในตลาดเป้าหมาย และระดับความมุ่งมั่นต่อเป้าหมายด้านความยั่งยืน ก่อนตัดสินใจว่าวิธีใดเหมาะสมที่สุดสำหรับสถานการณ์เฉพาะของตนเอง

ส่วน FAQ

หมึกฟเลกโซที่ผ่านเกณฑ์สำหรับถ้วยกระดาษคืออะไร

หมึกฟเลกโซที่ผ่านเกณฑ์สำหรับถ้วยกระดาษหมายถึงการมั่นใจว่าหมึกที่ใช้มีความปลอดภัยต่อการสัมผัสอาหารโดยตรง โดยปฏิบัติตามข้อกำหนด เช่น FDA 21 CFR และข้อบังคับพลาสติกของสหภาพยุโรป

หมึกยูวีแข็งตัวต่างจากหมึกฟเลกโซแบบน้ำอย่างไร

หมึกยูวีแข็งตัวจะแห้งทันทีเมื่อได้รับแสงยูวี และให้ความเร็วในการพิมพ์สูง ในขณะที่หมึกแบบน้ำไม่ปล่อยสาร VOCs แต่ใช้เวลานานกว่าจะแห้ง