Bugün
piyasada, karton kutulardan plastik filmlere, teneke kutulardan kağıt poşetlere
kadar hemen hemen her çeşit ambalaj malzemesine yönelik çok çeşitli mürekkepler
bulunmaktadır. Birbirinden farklı
fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip ambalaj malzemeleri, teknik açıdan da
farklı mürekkepler talep etmektedir.
Genellikle
tipik bir baskı mürekkebi, aşağıda belirtilen karışım malzemelerini içerir:
- Pigmentler – Renk
oluşumunu sağlarlar. % 5 – 30
oranında eklenir.
- Bağlayıcılar – Pigment
parçalarını birbirine bağlayan ve onları baskı katmanına yapıştıran reçine
türü bir bileşendir. % 15 – 60 oranında eklenir.
- Çözücüler – Reçineleri
çözer ve karışım formülünü, akışkanlığını sağlayacak ve baskı katmanını
ıslatacak şekilde sulandırır. % 20
– 70 oranında eklenir.
- Katkı maddeleri – Nemlendirme
maddeleri, kurutucular, viskozite (akmazlık) kontrolünü sağlayan maddeler,
yapıştırıcılar, vb. % 1 – 10 oranında eklenir.
Baskı
mürekkepleri ve kullanıldığı baskı teknikleri için aşağıdaki sınıflandırma
yapılabilir:
- Sıvı mürekkepler – Flekso
baskı, rotogravür, serigrafi, inkjet
- Macun mürekkepler – Ofset,
tipo baskı, intaglio
- Enerji ile kür olan
mürekkepler – Flekso baskı, ofset, serigrafi, dijital
Baskı
mürekkeplerinin kullanıldığı substratlar yani ambalaj malzemeleri plastik,
kâğıt, oluklu mukavva, ahşap, metal, cam ve karton gibi birbirinden farklı
özelliklerde malzemelerdir. Söz konusu
ambalaj için en uygun baskı yöntemi tabloda kısaca
özetlenmiştir.
Tablo 1: Ambalaj
ve Baskı Yöntemi
Baskı Yöntemi
|
Substrat
|
Flekso
|
Kâğıt,
karton, plastik
|
Tipo
baskı
|
Kâğıt
|
Ofset
|
Kâğıt,
karton
|
Rotogravür
|
Kâğıt,
karton, plastik
|
Intaglio-bir
çeşit gravür baskı yöntemidir.
|
Kâğıt,
Karton
|
Serigrafi
|
Kâğıt,
karton, plastik, metal, cam, ahşap
|
Inkjet
– dijital baskı
|
Kâğıt,
karton
|
Elektrofotograf
– dijital baskı
|
Kâğıt
|
Hangi
baskı yöntemi ile ne tip ürünlere baskı yapıldığına ilişkin aşağıdaki örnekler
verilebilir:
Ofset
– Gazete, broşür, dergi, kitap, katalog
Serigrafi
– Cam, sert (rijit) plastikler, metal
Inkjet
– Ofis ve evlerde, teşhir pano ve posterlerinde
Flekso
– Oluklu mukavva, fleksibıl (esnek) filmler, gazeteler
Intaglio
– Para, pullar
Rotogravür
– Dergi, fleksibıl (esnek) filmler
Mürekkepler,
aşağıda şu yöntemlerle katılaşmaktadırlar:
- Çözücü maddenin ya da
suyun buharlaşmasıyla.
- Çözücü maddenin ya da
suyun emilmesiyle (penetrasyon). Bu yöntem temel kurutma yöntemi olmamasına
rağmen emici yüzeylere tatbik edilen bütün mürekkepler, bir şekilde
emilerek kurutulurlar.
- Yağlı maddelerin oksijeni
emdiği ve sert bir film oluşturacak şekilde polimerleştiği oksidasyon ile
- Mürekkep sistemi dahilinde
kimyasal bir reaksiyonun gerçekleştiği ve kuru bir filmin oluştuğu
kimyasal işlemler ile. Kimyasal reaksiyon şu şekilde başlatılır:
- İkinci bir bileşenin
ilave edilmesi (iki parçalı sistemler).
- Uygulama sonrasında
fırınlanan metal levhaların lito (ofset) baskısında olduğu gibi yüksek
sıcaklıkta kurutma.
- Doğru dalga boyundaki UV
radyasyonuna maruz bırakılma. Foto reaksiyon başlatan bir elemanı içeren
özel formüllü mürekkeplerin kullanılması gerekir.
- Isı oluşturan kızıl ötesi
radyasyon (IR) kullanımı. Özel mürekkeplerin kullanılması gerekmez (UV
radyasyonundakinin aksine).
- Elektron ışını, radyo
frekansı ya da mikro dalgaların kullanımı.
Tablo 2: Mürekkep Kurutma Mekanizmaları
Yöntem
|
Buharlaştırma
|
Absorbsiyon-Emilim (Penetrasyon)
|
Oksidasyon
|
Kimyasal olarak ya da ışıkla başlatılan
mekanizmalar
|
Flekso
|
XX
|
|
|
*
|
Rotogravür
|
XX
|
|
X
|
|
Lito
|
X
|
X
|
XX
|
*
|
Serigrafi
|
X
|
X
|
XX
|
*
|
Tipo
baskı
|
|
X
|
XX
|
*
|
XX Temel kurutma yöntemi
X İkinci kurutma yöntemi
* Alternatif yöntem
Mürekkeplerin
büyük kısmı, birçok mekanizmanın bir arada kullanılmasıyla katılaşmaktadır.
Mürekkepler,
özel baskı katmanlarında kullanılmak üzere formülleştirilmekte olup, bir kâğıt ya
da plastik için hazırlanmış olan mürekkebin her zaman diğer baskı malzemelerine
uyum sağlaması beklenmemelidir. Bkz. Tablo 2.
Polar
olmayan polietilen gibi birçok baskı katmanı için yüzey işlemlerinin
uygulanması gerekir. Film katmanlarına uygulanan korona deşarj işleminde olduğu
gibi mürekkebin yapışmasını kolaylaştırmak için polietilen şişelere alevli
işleme uygulaması yaygın şekilde yapılmaktadır.
Alüminyum, baskıdan önce genellikle bir astar ile kaplanmaktadır.
Tutunma
özelliği, önceden mürekkeplenmiş alanlar ya da çıplak baskı katmanı üzerinde her
birine eşit miktarda mürekkep aktararak, bir mürekkebin homojen şekilde baskı
yapabilme yeteneğini ifade etmektedir. Hâlihazırda mürekkeplenmiş olan bir
alana az miktarda mürekkep aktarıldığında, özellikle yüksek hızlı baskı
makinelerinde ciddi bir sorun ortaya çıkmaktadır. Formülleri doğru şekilde
hazırlanmamış olan mürekkepler, katmana zayıf şekilde tutunurlar ve bunun
sonucunda da renklerin reprodüksiyonu istenilen seviyede gerçekleşmez.
Ne
yazık ki en parlak renkli ve ışıktan etkilenmeyen malzemelerin büyük kısmı
kurşun, cıva, bizmut, antimon ve kadmiyum gibi ağır metallerden türetilen
oksitler ve bileşiklerdir. Bu malzemelerin mürekkep pigmenti olarak
kullanılmasını önlemek ya da azaltmak için büyük çabalar gösterilmiştir ve söz
konusu malzemeler, günümüzde baskı mürekkeplerinde nadiren kullanılmaktadır.
Elverişli olduğu takdirde ihmal edilebilir oranlarda ağır metal içeren
mürekkepler tercih edilmelidir.
Bir
mürekkebin reçine bileşeni, baskı katmanıyla uyumlu olacak şekilde
(“compatible”) seçilmelidir. Bileşen,
katmana tutunabilmelidir. Modern
mürekkeplerde kullanılan araçların çoğu, çözücü bileşenler vasıtasıyla
eritilmesi gereken sentetik reçinelerdir. Çevresel faktörler, bu noktada da kolayca
kontrol edilebilen çözücüleri kullanan ya da su ile yayılabilen reçinelerin
geliştirilmesinde yönlendirici rol oynamaktadır. Akrilik emülsiyon bazlı bazı
reçineler, dikkate değer başarı sağlamıştır. Bununla birlikte, su bazlı mürekkepler
hala uygulamaların tamamında kullanılamamaktadır ve muhtemelen de kolaylıkla temin
edilebilmeleri bir süre daha mümkün olmayacaktır. Bitkisel yağ esaslı
mürekkepler, son zamanlarda oldukça popüler bir duruma gelmiştir ancak bunların
kullanımları da bazı sınırlamalara tabidir. Bu mürekkepler, çoğu zaman önemli
ölçüde modifiye edilmekte ya da küçük miktarlarda kullanılmaktadır. Bazı
otoritelerce, bunları kullanmanın çevresel açıdan önemli avantajlar sağladığına
dair kuşkular bulunsa da bu alandaki gayretler hala devam etmektedir. Baskı ile
uğraşan bazı firmalar İngiltere gibi ülkelerde tercihlerini soya ve diğer sebze
yağlarından hazırlanan mürekkepler için kullanmaktadır.
Ticari olarak
piyasada bulunan bazı mürekkep sistemlerinden örnekler
NC (Nitroselüloz)
veya PVB (polivinil bütral) bazlı Cold Seal: Şekerleme endüstrisinde
sıklıkla, çikolata veya dondurma gibi sıcaklığa karşı dayanımı zayıf gıdaların
hassas ambalajlama şartları ile karşı karşıyadır. Cold seal ambalajları bu amaca hizmet etmektedir. Cold seal tutkalları, release laklar ve
farklı basınç uygulama teknikleri, üreticilere ısı kullanmadan ambalajları
hazırlama imkanı sağlamaktadır.
- Sıcaklık
hassasiyeti olan ürünlerin güvenli ve etkili hazırlanması,
- Yüksek
yoğunluk, kabul edilebilir ürün kalitesi,
- Son tüketici
için maksimum rahatlık sağlamaktadır.
Yüksek örtücülere
sahip barkodlar için özel beyaz: Bir mürekkep üreticisi tarafından yapılan
açıklamada, laminasyonlu ürünlerde, tek kat uygulanabilen özel bir beyaz
komponentin, çift katlı beyazın yerine geçebileceği belirtilmiştir. Üretici bu ürünle birlikte aşağıdaki
avantajların sağlanabileceğini iddia etmektedir:
- Maliyet
avantajı:
- İki
yerine tek baskı
- Daha
sofistike dizaynlara ayrılabilecek bir üniteden tasarruf etmek
- Yüksek
örtücülükte beyaz
PV (polivinil) mürekkepler-dilimlenmiş
ve işlem görmüş soğutulmuş gıdalar için raf ambalajları:
- Özel
PVB bazlı renkler ile yine özel tek komponentli PVC (polivinil klorür)
bazlı beyaz kombinasyonu
- Jambon
ve peynir ambalajları ile retort (sterilizasyon) işlemine tabi tutulan
ambalajlarda kullanılan tüm baskı malzemelerinin yüksek laminasyon
özellikleri için
- Tüm
malzemelere uygunluk (OPA (oryente poliamid), PET (polietilen teraftalat),
kaplı PET, SiOx (silisyum oksit) kaplı PET)
- Flekso
sistemlerde de basılabilirlik (beyaz için özel kauçuk silindir gerekebilir)
Laminasyon yerine tek
kat uygulamalar: Çift komponentli beyaz ve uygun mürekkepler ile OPP/OPP
(oryente polipropilen) laminasyonu yerine tek kat baskı.
- İki
kat OPP/OPP laminasyon yerine üst baskı, tek kat OPP
- Parlaklık
veya halftone gibi görsellikler birbirine çok yakındır.
- Çok
düşük çözücü kalıntı miktarı [mg/m2]
- Çok
düşük koku seviyesi
- Yüksek
mekanik, ısı ve kimyasal dirençler
Yüksek sıcaklıktaki
sterilizasyon (retort) uygulamalar için alüminyum kapaklara baskı:
- Çift
komponentli lak ve tek komponentli mürekkep sistemlerinin kombinasyonu
- Sterilizasyon
direnci
- Yüksek
ısı dayanımı (350°C)
- Alüminyum
için sterilizasyona dayanıklı, maliyet avantajı yaratan baskı uygulaması.
Shrink sleeve (giydirme
ambalajlar) için NC bazlı mürekkepler: Primer lak uygulamadan tüm
malzemeler için tek bir mürekkep sistemi (PET, OPS (oryente polistiren), PVC,
PP)
- Özellikle
halftone dizaynlarda mükemmel basılabilirlik
- Çok
düşük çözücü kalıntı miktarı
- Maliyet
avantajı, daha az atık, baskı kolaylığı
Metalizasyon yerine
“super-silver”: Bir üretici tarafından geliştirilen bu ürün;
- Metalize
film kadar parlaklık,
- Uygulanan
mürekkep alanına bağlı olarak, metalize filme baskı yapmak yerine “super-silver”
mürekkebin uygulanmasının getireceği maliyet avantajı,
- Mürekkebin
uygulama alanı çok yüksek değil ise kullanım kolaylığının getireceği
maliyet avantajı sağlayabilmektedir.
Çift komponentli
sistemler: Çift komponentli sistemler; metal yüzeyler, metalize filmler ve
baskı yapması zor filmler üzerinde; yüksek ısı dayanımı, yüksek parlaklık ve
mükemmel adezyon özellikleri sağlar.
Bu sebeple, sıklıkla primer ve koruyucu laklar ile adezyon
sağlayıcı primerler ve beyaz olarak kullanılırlar.
Tek komponentli sistemler ile birlikte kullanılması
durumunda, yüksek ısı dayanımı, sterilizasyona uygunluk ve yüksek parlaklığa
sahip ambalajlar üretilmesine olanak verir.
Bükümlü şekerleme
ambalajları için twistlak: Kendinden bükümlü özelliği olmayan filmlere bu
özelliği verir (örn. OPP).
- Bükümlü
ambalajlar için özel uygulamalara ve yeniden baskı ayarı yapmaya gerek
kalmaz.
- Daha
ucuz filmlere uygulama imkanı sağlar.
- Maliyet
avantajı yaratır.
Yüksek sıcaklıktaki
sterilizasyona (retort) uygun Doypack ambalajlar için mürekkepler
- PET/Alüminyum/PP
yapılar için uygun renkler ve PV bazlı beyaz ile sterilizasyon dayanımı
- Yüksek
hız ve mükemmel basılabilirliğe olanak sağlaması
Gıda ambalaj
mürekkepleri ile ilgili bazı yasal konular
Ticari olarak piyasada bulunan mürekkep sistemlerinden örnekler
daha da genişletebilir. Ancak, en
doğrusu, mürekkebi kullanacak olan ambalaj üreticisi veya konverter ile
mürekkep üreticisinin sürekli bağlantıda olarak; uygun olan sistemi birlikte
yaratmasıdır. Öte yandan, özellikle konu
ve uygulama ile ilgili mevcut yönetmelikler sürekli göz önünde
bulundurulmalıdır.
Bu yönetmeliklerden en önemlisi “gıda ile temas eden malzemeler”
için şuanda geçerli olan AB (Avrupa Birliği) Mevzuatıdır. Konu ile ilgili AB direktiflerinden
Yönetmelik (EC) No 1935/2004’e göre, ambalaj malzemeleri insan sağlığını
etkilememeli ya da gıdayı herhangi bir biçimde değiştirmemelidir. Bu yönetmelik, sadece pozitif listelerde yer
alan kimyasalların ambalajlarda kullanılmasını mümkün kılmaktadır. Kullanılacak mürekkep ve yapışkanların bu
pozitif listelerde yer alması; bu kimyasal maddelerin migrasyon değerlerinin de
kontrol edilmesi gerekmektedir.
AB’deki geçerli olan 93/10/EEC no’lu rejenere selüloz
filmlere yönelik direktif de bu tür filmler ve baskı yapılmış yüzeylerin gıda
ile temas etmemesi gerektiği belirtilmiştir.
Yukarıda bahsi geçen AB Çerçeve Direktif-Yönetmelik (EC) No
1935/2004 talimatlarına uygun olan 2002/72/EC no’lu direktif ise plastik
malzemelerle ve ürünleri ile ilgili AB direktifidir. Bu direktifte monomerler ve katkı maddeleri
için OML (toplam migrasyon limiti) ve SML (özel – spesifik migrasyon limiti)
değerleri belirtilir. Bu direktifte
monomerler ve diğer başlangıç malzemeleri için pozitif listeler
belirtilmiştir. Bu listelere mürekkepler
için söz konusu olan başlangıç maddeleri dahil edilmemiştir.
2006 Aralık ayında yayınlanan 2023/2006 – GMP Yönetmeliği,
gıda ile temas eden malzemelerle ilgili iyi imalat uygulamalarının polimer
üretimindeki başlangıç malzemelerinin onaylanması ve kabul edilmesiyle başlayan
ve üretimi, ambalajlamayı, depolamayı ve sevkıyatı kapsayacak polimerleştirme,
dönüştürme ve tedarik zinciri boyunca devam eden, eşyanın gıda ile temas ettiği
noktada biten bir zinciri takip ettiğini belirtir. Şu anda, sadece baskı mürekkepleri özellikle
kapsama dahildir.
Bu yönetmeliğe göre,
- Baskılı
yüzeyler gıdayla doğrudan temas etmemelidir.
- Baskı
mürekkeplerinin formülü hazırlanırken baskılı yüzeydeki maddelerin gıdayla
temas eden yüzeye 1935/2004’teki 3. maddeyi ihlal edecek
konsantrasyonlarda geçmemesine dikkat edilmelidir.
Aslında bu yönetmelik baskı mürekkebi komponentleri
migrasyonunun, polimer komponentleriyle aynı şekilde kontrol edilmesini işaret
etmektedir. Ve bir de onaylı maddeler listesi hazırlanacaktır.
Kimyasalların
kontrolüne yönelik uygulama
Ambalaj baskı mürekkeplerini ilgilendiren diğer önemli bir
uygulama ise geçtiğimiz yıl içerisinde yürürlüğe giren REACH yani kimyasallar
ve bunların güvenli kullanımına dair yeni bir AB düzenlemesidir. Uzmanların tahminlerine göre, Avrupa baskı
mürekkepleri sanayi bu yeni uygulama ile yaklaşık 660 milyon Euro’luk bir ek
maliyetle karşı karşıya kalabilir. Bunun ana nedeni olarak ise şuanda
kullanılmakta olan bazı önemli hammaddelerin gelecekte kullanılmaması gösterilmektedir. Bu yüzden mürekkep üreticileri yeni
formülasyonlar geliştirmek ve bunları REACH mevzuatı gereğince tescil ettirmek
zorunda kalacaklardır.
Kaynaklar:
- Soroka, W., “Fundemantals
of Packaging Technology”, Revised UK Edition, The Institute of Packaging,
UK (1999).
- Ambalaj Sanayicileri
Derneği Ambalaj Literatürü Kütüphanesi Arşivi, İstanbul.
- Siegwerk Baskı
Mürekkepleri San. ve Tic. A.Ş. yayınları