ตัวอย่างฟิล์มหดบรรจุภัณฑ์พิมพ์ด้วยหมึกพิมพ์เฟล็กโซกราฟี ชนิด UV, UV LED, EB
เครดิตภาพ: https://www.flexography.org/industry-news/ultraviolet-electron-beam-uv-eb-flexography/
Power Up บรรจุภัณฑ์ด้วยหมึกพิมพ์ปลอดไอระเหย
รศ.ดร.จันทิรา โกมาสถิตย์
(D.Eng., Material Engineering, Gifu University, Japan)
หมึกพิมพ์ UV และ หมึกพิมพ์ EB เป็นหมึกพิมพ์อาบรังสี แห้งตัวด้วยพลังงานแสงอัลตร้าไวโอเลต และแสงอิเล็กตรอน ตามลำดับ หมึกพิมพ์ประเภทเหล่านี้สามารถผลิตใช้งานมาเป็นระยะเวลานานนับหลายสิบปีมาแล้ว และยังพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องขึ้นมาเรื่อย ๆ จวบจนทุกวันนี้ ท่ามกลางกระแสอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม ลดสภาวะโลกร้อน ซึ่งปัญหานี้มีความตึงเครียดเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ทุกปี เห็นได้จากสภาพอากาศแปรปรวนและภัยธรรมชาติรุนแรง ปัจจุบันจัดหมึกพิมพ์อาบรังสี UV และ EB เข้าเป็นกลุ่มหมึกพิมพ์ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม เพราะเหตุผลใด ? คำตอบคือเพราะในกระบวนการทำแห้งของหมึกพิมพ์ที่อาบรังสี UV และ EB นั้น กลไกที่ชั้นหมึกพิมพ์แห้งตัวนั้นปราศจากไอระเหยของตัวทำละลายซึ่งเป็นสาร VOCs ซึ่งอันตรายทั้งต่อมนุษย์และบรรยากาศโลก หากแก่การแห้งตัวด้วยปฏิกิริยากับรังสีนั้นหมึกพิมพ์จะเปลี่ยนสภาพจากของเหลวกลายเป็นของแข็งทั้งหมดเมื่อถูกอาบแสงตามที่ได้เคยอธิบายในหัวข้อหมึกพิมพ์ยูวี (UV printing inks) หมึกพิมพ์ที่แห้งตัวด้วยแสงยูวี ฉ.144 (ดูภาพเปรียบเทียบการแห้งตัวหมึกพิมพ์) ในทุกวันนี้หมึกพิมพ์พวกนี้ซึ่งได้แก่ หมึก UV และ หมึก EB มีศักยภาพต่องานพิมพ์บรรจุภัณฑ์ ซึ่งพัฒนาให้พิมพ์งานบรรจุภัณฑ์ประเภทฟิล์มพลาสติกบรรจุภัณฑ์ชนิดต่าง ๆ ด้วยระบบเฟล็กโซกราฟีอย่างโดดเด่น ด้วยเหตุที่เป็นหมึกที่ปลอดภัยมีไมเกรชั่นต่ำและวิจัยพัฒนาต่อได้
เทคโนโลยีหมึกพิมพ์แห้งโดยการอาบรังสี แห้งเร็วกว่าหมึกพิมพ์ชนิดตัวทำละลาย มีผลให้สามารถพิมพ์ที่ printing speed มากกว่า รวมทั้งลดปัญหา dot gain หมึกพิมพ์แห้งโดยการอาบรังสีที่ใช้สำหรับการพิมพ์สำหรับบรรจุภัณฑ์ในระบบเฟล็กโซกราฟี มี 3 ชนิด คือ หมึกพิมพ์ UV, หมึกพิมพ์ UV LED และ หมึกพิมพ์ EB
หมึกพิมพ์ UV ดั้งเดิม ใช้หลอดไฟสิ้นเปลืองพลังงาน คือหลอดไฟไอปรอท ต้อง warm up หลอดไฟก่อนใช้งาน หมึกพิมพ์ LED UV ไม่ต้องเปลืองพลังงาน warm up และไม่ปล่อยก๊าซโอโซน (O3) เหมาะกับบรรจุภัณฑ์อาหารเพราะเกิด migration ต่ำมาก หมึกพิมพ์ LED UV จึงเป็นตัวเลือกที่ดีมีการเติบโตอย่างรวดเร็วเมื่อพิจารณาด้านพลังงานและปริมาณการผลิต หมึกพิมพ์ EB นำมาใช้ในอุตสาหกรรมการพิมพ์บรรจุภัณฑ์ล้าหลังกว่า UV แม้มีหมึกพิมพ์ชนิดนี้มานานแล้วก็ตาม EB ย่อมาจาก Electron Beam คือ ลำอิเล็กตรอน มีลักษณะเป็นแสงขาว มีระดับพลังงานสูง มากกว่าแสงอัลตร้าไวโอเล็ต (UV) จึงทำแห้งได้ที่ความเร็วสูงกว่าชนิด UV และปราศจากความร้อนปล่อยออกมาพร้อมแสง ต่างจากหลอดเปล่งแสง UV เทคโนโลยี EB ใช้มากในกระบวนการตกแต่งสำเร็จงานพิมพ์บรรจุภัณฑ์ เช่น เคลือบผิว ส่วนประกอบของหมึกพิมพ์ EB และกลไกการแห้งตัวมีความแตกต่างจากหมึกพิมพ์ UV ในบางส่วน นั่นคือ หมึกพิมพ์ชนิดอาบแสง EB ไม่ต้องมีสารริเริ่มรับแสง photoinitiator อย่างที่มีในหมึกพิมพ์ชนิดอาบแสงยูวี จึงตัดช่วงเวลาของการเกิดปฏิกิริยาเคมีของสารริเริ่มตัวนี้ออกไป ระยะเวลาการแห้งตัวจึงสั้นกว่า อย่างไรก็ตามการเกิดปฏิกิริยาเคมีเมื่ออาบแสงนั้นเป็น free radical polymerization เหมือนกันทั้งชนิด UV และ EB
ข้อดีของการอาบแสง EB
- เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
1.1 ปลอดสารระเหย VOCs ในกระบวนการทำแห้ง
1.2 ให้พลังงานประสิทธิภาพสูง รวมทั้งไม่ปล่อยก๊าซ เรือนกระจก - เป็นมิตรกับบรรจุภัณฑ์อาหารประเภทฟิล์มอ่อนตัว
2.1 ไร้กลิ่น หรือมีในระดับต่ำ
2.2 มีสารปนเปื้อนตกค้างบนบรรจุภัณฑ์ระดับต่ำ - ให้จำนวนการผลิตสูงด้วยคุณภาพสูงสุด
- ปราศจากการปลดปล่อยความร้อนออกมาในกระบวนการอาบแสง จึงทำงานบนฟิล์มพลาสติกพอลิโอลิฟินที่เสียรูปต่อความร้อนได้
- มีความมันเงาสูงมากที่สุด
- มีความทนทานต่อการขูดขีด ขัดถูมากที่สุด
