Czego potrzebuje drukarz, by drukować etykiety niskomigracyjnymi farbami inkjet UV w zgodzie z Dobrą Praktyką Produkcyjną (albo – inaczej mówiąc – spełniając zasady GMP)? Odpowiedzi udzieliła firma Gallus, producent maszyn drukujących, podczas Dnia Otwartego w lutym bieżącego roku. Zaprezentowała w jego trakcie maszynę Gallus Labelfire wyposażoną we wszechstronne rozwiązania opracowane z myślą o zleceniach na druk o niskiej migracji, a także nową generację farb UV od Heidelberga, które w testach praktycznych potwierdziły swoją skuteczność w tym zakresie.
Na własności migracyjne zadrukowanych etykiet wpływa wiele czynników. Nie da się całkowicie zapobiec migracji niewielkiej ilości substancji z takich materiałów; niemniej konieczne jest zagwarantowanie, że wąski zakres tolerancji wartości migracji nie został przekroczony. Nawet jeśli drukarnia etykiet spełnia wszystkie parametry Dobrej Praktyki Produkcyjnej (GMP) w produkcji materiałów etykietowych, istnieje prawdopodobieństwo, że testy migracji przeprowadzone przez producenta żywności mogą wykazać wartości przekraczające dopuszczalne wielkości. Przyczyn takiego stanu rzeczy może być wiele; na zachowania migracyjne może przykładowo wpływać czas magazynowania lub temperatura, w jakiej przechowywany jest produkt. W takim przypadku niezwykle ważna z punktu widzenia drukarza jest możliwość udowodnienia, że wszystkie etapy procesu produkcji etykiet są zgodne z praktykami GMP.
Techniczne rozwiązanie plus dokumentacja
Gallus pokazał Labelfire z nowo zaprojektowanym dwustopniowym systemem suszącym w swoim centrum prezentacyjnym Print Media Center Label w St. Gallen jako rozwiązanie do realizacji analogicznych wyzwań stojących przed drukarzami etykietowymi. Na innowację składa się sam zespół suszący z dodatkowym boosterem. Oba ulokowane są w centralnym miejscu hybrydowego systemu drukującego, w skład którego wchodzą konwencjonalne zespoły druku flekso UV oraz zespół cyfrowego druku inkjet UV z maksimum 8 kolorami. Nowy zespół suszący z boosterem gwarantuje wyjątkową wydajność procesu utwardzania. Co więcej, wszystkie kluczowe parametry procesu suszenia są nieustannie rejestrowane przez oba zespoły w trakcie produkcji. Uzupełniając go o prepressowy system Prinect oraz nową serię inkjetowych farb UV otrzymujemy kompletny zestaw, który w wyraźny sposób ogranicza ryzyko migracji składników farby z etykiety do wnętrza opakowania.
Wymagania wobec niskomigracyjnych farb inkjet UV
Wymóg stosowania w produkcji wyłącznie zarejestrowanych substancji o poziomie migracji nieprzekraczającym ustalonych limitów dotyczy wszystkich farb niskomigracyjnych (Low Migration, LM). Atramentowe farby UV stanowią dodatkowe wyzwanie w fazie recepturowania, ponieważ uzyskanie pożądanej jakości nafarbienia i jednocześnie zagwarantowanie możliwie najniższej migracji farb są wobec siebie sprzeczne. O wysokiej jakości nafarbienia mówimy wówczas, gdy poszczególne substancje w formie kropelek są transferowane na podłoże precyzyjnie i z zachowaniem stałej konsystencji przy najwyższych prędkościach drukowania. Aby to osiągnąć, składniki farb muszą być idealnie rozdrobnione lub tak małe, by bezproblemowo przecisnąć się przez drobniutkie dysze cyfrowych głowic drukujących. Z drugiej strony w przypadku farb zoptymalizowanych pod kątem migracji bardziej właściwe byłyby cząsteczki zbudowane z dłuższych łańcuchów, które ze względu na swoją wydłużoną budowę są mniej ruchliwe. Głowice o natywnej rozdzielczości 1200 dpi, natryskujące krople o rozmiarze 2 pl, wykorzystuje się do uzyskiwania szczegółowych półtonów w druku etykiet, tak jak to się dzieje w przypadku modelu Gallus Labelfire 340. Tego typu precyzyjne dysze ograniczają swobodę wyboru surowców wykorzystywanych w niskomigracyjnym druku atramentowym ze względu na wspomniane wcześniej wymogi.
Farby trzeciej generacji
Heidelberg zdołał jeszcze bardziej ograniczyć właściwości migracyjne dzięki stworzeniu farb UV trzeciej generacji – wyjaśniał podczas Dnia Otwartego Martin Leonhard, dyrektor ds. rozwoju biznesu w firmie Gallus Ferd. Rüesch AG, prezentując nową serię niskomigracyjnych farb UV. Było to możliwe dzięki doborowi i czystości surowców, które spełniają wymogi rozporządzenia szwajcarskiego (Swiss Ordinance), rozporządzenia Reach, przepisów Nestlé Guidance oraz Dobrych Praktyk Produkcyjnych. Seria farb ma bardzo niską lepkość dopasowaną do drobniutkich dysz. Mimo ograniczonego wyboru fotoinicjatorów dla tego zakresu lepkości Heidelberger Druckmaschinen AG (Heidelberg) zdołał wykorzystać je we wspomnianym, zoptymalizowanym pod kątem migracji rozwiązaniu.
Suszenie w obojętnych warunkach
Efektywność nowego systemu suszenia zastosowanego w maszynie Gallus Labelfire w porównaniu z poprzednią wersją została znacznie poprawiona. W jego skład wchodzą dwa systemy utwardzania w atmosferze obojętnej, każdy o mocy 238 W i chłodzone wodą.
Wyjątkową własnością wspomnianego zespołu suszącego jest fakt, że utwardzanie odbywa się w warunkach beztlenowych w dwóch komorach wypełnionych gazem obojętnym, w których tlen został zastąpiony azotem. Skutkuje to poprawą jakości utwardzania oraz zwiększeniem reaktywności fotoinicjatorów. W trakcie procesu czujniki UV nie tylko bezustannie kontrolują moc lamp UV, ale dodatkowo rejestrują ilość tlenu w obu obojętnych komorach. W ten sposób wykluczamy usterki, a dokumentacja produkcji może polegać na pełnym zapisie wszystkich parametrów suszenia – podsumował zalety nowego zespołu suszącego dla farb zoptymalizowanych pod kątem migracji Martin Leonhardt.
W swojej prezentacji Leonhard odniósł się również do specyficznych wymogów stawianych podłożom wsiąkliwym. W przypadku używania materiałów papierowych lub tekturowych konieczne jest zastosowanie wstępnego poddruku wodorozcieńczalnym podkładem, który zapobiega przenikaniu farb UV do wnętrza podłoża. Jak wyjaśniał: Gdyby farby UV były w stanie spenetrować podłoże, nastąpiłaby zmiana proporcji monomerów, oligomerów i fotoinicjatorów na powierzchni, co doprowadziłoby do pojawienia się niesieciowanych składników. Jeśli farba UV pozostaje na powierzchni podłoża, zostaje usieciowiona dzięki suszarkom o wysokiej wydajności. Warto podkreślić, że zastosowany podkład, podobnie jak wszystkie surowce i środki pomocnicze, także musi spełniać wymogi stawiane produktom zoptymalizowanym pod kątem migracji.
Komory suszące są zasilane azotem zgodnie z zasadą adsorpcji z pomocą węglowego sita molekularnego. Proces adsorpcji prowadzi do oddzielenia cząsteczek azotu z zasysanego powietrza atmosferycznego od cząsteczek tlenu lub gazów obojętnych i gwarantuje nieprzerwaną produkcję azotu o pożądanym stopniu czystości – nawet 99,99%.
Booster utwardza przy wysokich prędkościach produkcyjnych
Jako dodatek do zespołu suszącego dostępny jest booster służący do utwardzania farb inkjet UV, który przyspiesza proces suszenia do prędkości produkcyjnych przekraczających 35 m/min. Booster jest wyposażony w cztery lampy, każda o mocy utwardzania 140 W/cm2, które gwarantują pełne utwardzenie farb inkjet UV nawet przy maksymalnych prędkościach produkcyjnych. Każda z tych lamp jest dodatkowo wyposażona w czujniki, które kontrolują i rejestrują jego pracę, dzięki czemu również ten etap przetwarzania jest udokumentowany i możliwy do weryfikacji – tak Martin Leonhard komentował drugi element nowego systemu suszącego.
Prinect Prepress i Pressroom Manager
Wsparcie dążeń ku osiągnięciu możliwie najniższych wartości migracyjnych zapewnia również część prepressowa. System zarządzania produkcją Prinect wspiera pracowników działu prepress w sytuacji nadmiernego nagromadzenia farby na podłożu poprzez ograniczenie grubości jej warstwy. Zapobiega to niepożądanemu nawarstwianiu farb i ogranicza ryzyko migracji. Jako przykład Leonhard zaprezentował zmniejszenie poziomu nafarbienia dla tej samej wartości kolorów z biblioteki Pantone z 280% (C=100%, M=100%, Y= 80%) do 220% (C=80%, M=60%, O=40%; Y= 40%) dzięki wykorzystaniu „poszerzaczy gamutu” (gamut extenders), co zaowocowało uśrednioną całkowitą redukcją na poziomie 21%.
Testy migracji
Testy migracji lub obliczenia modelowe stanowią dla producenta zabezpieczenie pozwalające mu dowieść, że dostarczony materiał spełnia parametry techniczne. Drukarze wykonują testy migracyjne w wyspecjalizowanych laboratoriach, które przeprowadzają je w obecności ustalonych symulantów i w określonych warunkach laboratoryjnych.
W trakcie Dnia Otwartego Christoph Losher z Fabes Forschungs-GmbH zaprezentował urządzenie, które jego firma – wspólnie z przedsiębiorstwem Gaßner Glastechnik – stworzyła specjalnie w celu prowadzenia testów migracyjnych. Na potrzeby testu folia z nadrukiem jest mocowana w urządzeniu MigraCell (z obrazem skierowanym w dół), a następnie od góry podawany jest symulant żywności. Po upływie ustalonego czasu transferu masy symulant zostaje przeanalizowany w chromatografie gazowym. Ważne jest, by ośrodek badawczy wiedział, jakich substancji szuka. W przypadku farb drukarskich są one wymienione w „Oświadczeniu o składzie” farb. W tym miejscu należy podkreślić, że wyniki analizy chromatografem gazowym odnoszą się wyłącznie do przebadanej próbki w ustalonych warunkach badawczych.
Z myślą o drukarzach etykiet, którzy chcieliby samodzielnie przekonać się o praktycznej przydatności maszyny Gallus Labelfire w pracy z farbami niskomigracyjnymi, producent oferuje możliwość przetestowania standardowych prac według ich własnych kryteriów w swych centrach demonstracyjnych w szwajcarskim St. Gallen i niemieckim Wiesloch oraz sprawdzenia uzyskanych efektów w specjalistycznych labo- ratoriach.
Metody produkcji GMP w testach praktycznych
Produkcja etykiet realizowana w zgodzie z zasadami GMP to skomplikowane i trudne wyzwanie. Dzięki wykorzystaniu maszyny Gallus Labelfire w branży tytoniowej firma Gallus była w stanie szybko zaspokoić najbardziej restrykcyjne wymogi w zakresie technik drukowania i kontroli stawiane farbom inkjetowym oraz stworzyć dla obu praktyczne rozwiązania. Bazując na swych doświadczeniach, Gallus wykorzystał wiedzę specjalistyczną do dalszego rozwijania cyfrowych i hybrydowych systemów druku, które spełniają wymogi Dobrych Praktyk Produkcyjnych. Dodanie innowacyjnego zespołu suszącego oraz boostera do maszyny Labelfire jest rozwiązaniem stworzonym z myślą o praktycznych zastosowaniach, wspierającym drukarzy etykiet w ich codziennej pracy metodami produkcji zgodnymi z GMP. To konkretne rozwiązanie Gallusa znacznie upraszcza doskonalenie i wdrażanie do codziennych zastosowań wyjątkowo złożonej kwestii Dobrych Praktyk Produkcyjnych przez drukarnie działające w sektorze etykiet i opakowań drukowanych na wąskiej wstędze.
Dieter Finna
Tłumaczenie: TK
Alfa-Print Sp. z o.o.
ul. Świętokrzyska 14A
00-050 Warszawa
