Etikettierung von Kunststoffverpackungen

In-Mould-Labeling und der Einfluss der Elektrostatik

In-Mould-Labeling (IML) gehört zu den modernsten Verfahren zur Etikettierung von Kunststoffverpackungen. Die Technologie ist jedoch recht anspruchsvoll und erfordert entsprechendes Know-how. Besonders beim Einlegen des Etiketts in die Gussform kommt es auf höchste Präzision an. Der Elektrostatik-Spezialist Meech bietet hierzu entsprechende Produkte an.

Im Auge des Verbrauchers spielt die Verpackung eines Produktes eine wesentliche Rolle bei der Erhaltung des Markenimages. Das Etikett eines Produktes dient als Firmengesicht einer Marke, was bedeutet, dass ein schlecht angebrachtes Etikett (ob es zerknittert ist, schlecht ausgerichtet ist oder eine schlechte Qualität aufweist) die Verbraucherwahrnehmung des Produktes und damit die Marke beeinflusst.

Für Unternehmen, die ihre Verbraucherfreundlichkeit steigern und ihre Produkte vor Verschmutzung und Fälschung schützen wollen, bietet In-Mould-Labelling (IML) das ideale Etikettierungsverfahren. In den letzten Jahrzehnten erfreute sich diese Methode der Produktdekoration einer wachsenden Popularität. Heute gibt es zahlreiche Branchen, die sich aktiv für dieses Verfahren interessieren – darunter Nahrungsmittel, Getränke, Kosmetik, Gesundheitswesen, Pharma und sogar der Automobilbereich.

Ein wachsender Markt

Der Markt für In-Mould-Etiketten wird voraussichtlich von 2,58 Milliarden USD im Jahr 2015 auf 3,23 Milliarden USD bis 2020 anwachsen, mit einer geschätzten jährlichen Wachstumsrate von 4,54%[1]. Dieses Wachstum ist auf eine Reihe von Faktoren zurückzuführen, wie z.B. die zunehmende technologische Weiterentwicklung im Verpackungssektor, die zu kosteneffizienten Herstellungsprozessen führt, oder ein wachsendes Bewusstsein der Verbraucher gegenüber nachhaltiger Etikettierung und Verpackung. Das unablässige Wachstum der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie bietet auch eine Chance für weitere Marktexpansionen, vor allem in den aufstrebenden Regionen Asien-Pazifik und Lateinamerika.

IML zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, eine bessere Haltbarkeit zu gewährleisten, Ausschuss und Kosten zu senken und die Qualität der Verpackung sichtbar zu verbessern. Beim IML werden hochwertige Etiketten direkt in die Form eingefügt und sind nach dem Formprozess Teil der Verpackung. So wird der Verbraucher eher durch das geniale Design überzeugt und daher mehr inspiriert, das Produkt zu kaufen.

Wie funktioniert IML?

Der Begriff „In-Mould Labelling“ steht für das Herstellungsverfahren, bei dem ein Etikett auf einen Kunststoffverpackungsbehälter aufgebracht wird. Beim Formen des Behälters wird das Etikett direkt in die Form gelegt, anstatt mit einem Klebstoff auf die Oberfläche des fertigen Produktes angebracht zu werden.

Die relative Inkompatibilität des traditionellen Papiers für das Recycling mit Kunststoff war lange Zeit ein großer Nachteil für IML. Beispielsweise könnten Unterschiede in der Schrumpfdynamik zu Beulen und Blasen führen, die dann die Gesamtpräsentation des Produktes beeinflussen würden. Infolgedessen würde der durch solche Probleme erzeugte Ausschuss weitere Kosten- und Handhabungsprobleme verursachen, insbesondere wenn es notwendig ist, die Papieretiketten von den Kunststoffbehältern zu entfernen, um ein Recycling zu ermöglichen.

Recycling ist seit langem einer der Hauptanreize in synthetische Papiere für IML-Anwendungen zu investieren. Da Kunststofffolien (wie Polypropylen oder Polyethylen) viele der chemischen Eigenschaften der Behälter, die sie verzieren, teilen, können sie mit dem Behälter recycelt werden.

Weitere Vorteile gegenüber traditioneller Etikettierung sind eine bessere Feuchtigkeits- und Produktbeständigkeit sowie eine hervorragende Reiß- und Abriebfestigkeit, die die Haltbarkeit der Verpackung verlängern. Außerdem weisen die Kunststofffolien Schrumpfeigenschaften auf, die für die Behältermaterialien besser geeignet sind, wodurch die Qualitätsprobleme, die bei herkömmlichen Etiketten auftreten, deutlich reduziert werden.

 

Die Rolle der Elektrostatik

Die größte Herausforderung im IML besteht darin, das Etikett gemäß den Vorgaben korrekt in die Form einzulegen. Während die meisten Unternehmen versuchen, Elektrostatik in ihren Produktionsumgebungen zu begrenzen, um Qualitätsprobleme zu vermeiden und die Arbeitssicherheit zu verbessern, setzen In-Mould-Labelling-Unternehmen in ihrem Produktionsprozess auf elektrostatische Aufladung.

In den frühen Tagen des IML wurde das Etikett in das Formwerkzeug eingebracht und mittels eines Vakuumsystems an der gewünschten Position gehalten. Diese Methode erwies sich aufgrund einer Reihe mechanischer Probleme als mangelhaft, wie beispielsweise ein falsch in das Werkzeug eingelegtes Etikett oder blockierte Vakuumkanäle durch geschmolzenen Kunststoff. Darüber hinaus erforderte dieses Verfahren ein hohes Maß an Wartung und war teurer als moderne Systeme.

Folglich wurde statische Aufladung als eine gangbare Alternative betrachtet, um Etiketten in Formwerkzeuge einzulegen. Hierbei wurden die Etiketten statisch aufgeladen und anschließend im Werkzeug der Spritzgießmaschine angebracht. Damit dieses Verfahren erfolgreich ist, müssen jedoch bestimmte Arten von Tinten, Lacken und Materialien verwendet werden, damit die statische Aufladung das Etikett auf der Oberfläche des Spritzgießwerkzeuges halten kann.

Vorgeladene Etiketten sind außerdem anfälliger für Verunreinigungen, da von der Ladestelle bis zur Anbringung im Spritzgusswerkzeug Staub und Partikel aufgrund von Elektrostatik auf ihre Oberfläche angezogen werden können. Hinzu kommt, dass Etiketten, in Produktionsumgebungen mit hoher Feuchtigkeit, die Ladung schneller verlieren, was die Leitfähigkeit beeinflusst und zu höheren Ausschussraten führt.

Aufladeköpfe und ein kompakter Generator

Meech International hat sich seit Jahrzehnten auf Elektrostatik-Kontrolle spezialisiert und genügend Erfahrung, um IML-Lösungen zu entwickeln, die den Anforderungen von Maschinenherstellern und Endnutzern entsprechen.

Eine der häufigsten Herausforderungen im IML-Markt ist die verstärkte Präsenz verkleinerter Behälter und Etiketten. Die Lösung dieses Problems ist ein miniaturisiertes IML-Aufladesystem, das speziell für Anwendungen entwickelt wurde, in denen kleine Gegenstände geformt werden.

Das Meech 994 Hydra ist ein solches System, das leistungsstarke, wiederholbare Aufladung ohne laufzeitbedingte Leistungsminderung liefert. Die Komponenten des 994-Hydra-Systems sind einfach zu montieren und während des Werkzeugwechsels leicht anzuschließen und zu trennen. Das Design beseitigt das Risiko von Funkenbildung und einer kostspieligen Beschädigung des Formwerkzeuges. Die Wahl der Materialien stellt sicher, dass keine Probleme im Zusammenhang mit Verschmutzung des Behälters, wie manchmal mit leitfähigen schaumbasierten IML-Systemen beobachtet, entstehen. Das serienmäßige 994-Hydra-System besteht aus widerstandsgekoppelten Verteilern, die an den neuen 994CG angeschlossen sind. Der 994CG ist ein kompakter Generator, der den höheren Anforderungen des IML-Sektors entspricht.

Der kompakte 994CG Generator ist mit seinen vier 4 kV bis 25 kV Hochspannungsausgängen der leistungsstärkste auf dem Markt. Der Generator arbeitet mit 24 V DC, da dies laut Kundenrückmeldungen die bevorzugte Versorgungsspannung auf Maschinen ist und somit kein Hochspannungskabel benötigt wird. Außerdem reduziert der IML-Generator den Stromverbrauch und ermöglicht, dank kompakter Abmessungen von nur 150/170 (L) x 45 (B) x 40 (H) mm, eine einfache Installation.

Dass der 994CG äußerst vielseitig ist, zeigt die direkte Anschlussmöglichkeit von vier sechsköpfigen Hydra-Mini-IML-Aufladesystemen an den kompakten Generator. So kann er bei Anwendungen mit mehreren Werkzeugen hervorragend eingesetzt werden. Weitere Details zu diesem Thema lesen Sie in der aktuellen Ausgabe 1/2017 der Etiketten-Labels.