Digitaldruck mit Trockentoner wird produktiver, vielseitiger und nachhaltiger
von Redaktion Etiketten-Labels,
In dem hier abgebildeten Prototyp eines Kurz -Veredelungsmoduls wird die Veredelungsfolie auf den Bedruckstoff übertragen (Quelle: Xeikon)
Gleich mehrere Neuentwicklungen von Xeikon setzen frische Highlights im Digitaldruck. Einerseits, die auf Geschwindigkeit getrimmte Digitaldruckmaschine LX3000 mit höherer Produktivität im Etikettendruck. Ebenso die Titon-Toner-Technologie, die neue Anwendungsgebiete in der Flexiblen Verpackung als auch in der Druckveredelung erschließt. Und schließlich eine grundlegende Verbesserung der Nachhaltigkeit des Trockentoner-Verfahrens selbst.
Die Trockentoner-Technologie hat über zwei Jahrzehnte den Erfolg digitaler Druckverfahren entscheidend mitgeprägt. Trockentoner steht dabei für Prozessstabilität im Druck als auch für hohe Lebensmittelsicherheit. Beide Eigenschaften haben wesentlich zu einem anhaltenden organischen Wachstum des Verfahrens beigetragen. Was bislang fehlte, war der Entwicklungsschub in Richtung höhere Druckgeschwindigkeit und höhere Produktivität. Den setzt Xeikon nun um. Vorangetrieben wird diese Entwicklung durch eine intensive Forschungsarbeit der Industrie sowie die Verfügbarkeit neuer Materialien. Aber auch gesetzliche Auflagen und geänderte Marktbedingungen forcieren die Entwicklung des Verfahrens.
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Patentsituation
Trockentoner besitzt ein anhaltend hohes Innovations-Potential, das sich auch in der Patentsituation widerspiegelt. Die Grafik gibt die Anzahl an Patent-Anmeldungen internationaler Marktteilnehmer wieder, die sowohl im Inkjetdruck als auch in den Tonerverfahren aktiv sind. Eine Zahl über 1 in der Grafik bedeutet, dass ein Unternehmen mehr Toner- als Inkjet-Patente einreicht.
Seit 2018/2019 steigt das Verhältnis angemeldeter Toner-Patente von internationalen Firmen, die in Toner und Inkjet aktiv sind, gegenüber Inkjet-Patenten deutlich an (Quelle: Xeikon)
Auf der Zeitachse ist zu erkennen, dass Inkjet-Anmeldungen bei diesen Unternehmen bis etwa 2017/2018 bei Patentanmeldungen überwogen. Seit 2018/2019 nimmt das Verhältnis von Toner- Patenten gegenüber Inkjet-Patenten deutlich zu. Das zeigt die steigende Relevanz, die Toner-Patente heute für diese Unternehmen haben. Während die Entwicklung der Inkjet-Verfahren in Bezug auf Geschwindigkeit an physikalische Grenzen zu stoßen scheint, erfahren Tonerverfahren den ersehnten Aufschwung im Sinne einer Kombination aus Produktivitätssteigerung, Portfoliovergrößerung, Nachhaltigkeit sowie Lebensmittelsicherheit.
Xeikon LX3000
Mit der auf höhere Geschwindigkeit getrimmten Digitaldruckmaschine LX3000 setzt Xeikon den wichtigen Schritt zur Produktivitäts-Steigerung im Trockentoner-Druck um. Konzipiert ist die Maschine als Highend-Lösung für den Markt für selbstklebende Etiketten. Sie druckt mit einer maximalen Druckgeschwindigkeit von 42 m/min (137 ft/min) und besitzt damit eine um 40% höhere Druckgeschwindigkeit gegenüber vergleichbaren Maschinentypen. 1200 dpi Druckauflösung entspricht den hohen Anforderungen an hochwertige Etiketten. Die LX3000-Digitaldruckmaschine hat fünf Druckwerke CMYK + White und ist auf eine Bahnbreite von 330 mm (13″) ausgelegt, mit einer Druckbreite von 322 mm (12.67″).
Aufbau der Hochgeschwindigkeits-Trockentoner-Maschine LX3000 mit Konditionier-Einheit, Druckturm und Fixiereinheit (Quelle: Xeikon)
Verpackungsdruck mit Titon-Trockentoner-Technologie
Neben der Steigerung der Produktivität gelang Xeikon auch die Erweiterung des Verfahrens auf neue, lebensmittelsichere Anwendungen. Umgesetzt wurde dies durch eine Weiterentwicklung im Tonerbereich, die unter der Bezeichnung Titon Toner auf dem Markt ist.
TITON-Toner ist siegelbeständig im Gegensatz zu herkömmlichem Trockentoner, der eine unzureichende Siegelbeständigkeit beim Einsatz in der Flexiblen Verpackung aufweist, wie die Abbildung zeigt (Quelle: pack.consult)
Titon-Toner wurde zum Bedrucken faserbasierter Bedruckstoffe wie Barrierepapiere in der Flexiblen Verpackung entwickelt. Dafür ist der Toner mit der benötigten Siegelbeständigkeit beim Verschließen der bedruckten Verpackungen in den Abfüllautomaten ausgerüstet, die herkömmliche Trockentoner Typen nicht aufweisen. Die Siegelbeständigkeit wird durch vernetzbare Polymere in der Rezeptur des Toners erreicht, wobei die Vernetzung in der Druckmaschine durch einen zusätzlichen LED-Härtungsschritt erfolgt.
Durch diesen Vernetzungsschritt, der unmittelbar nach dem Fixieren erfolgt, wird der Titon-Toner heißsiegelbeständig und resistent gegen mechanische und thermische Beanspruchung, was ihm die erforderlichen Eigenschaften für den Einsatz in der flexiblen Verpackung verleiht. Die gedruckte Toner Schicht ist völlig geruchsneutral und unterscheidet sich in dieser Hinsicht von herkömmlichen Farbsystemen im Verpackungsdruck, die im getrockneten Farbfilm Rückstände von Lösungsmitteln enthalten können.
Die Xeikon TX500 Digitaldruckmaschine verfügt über eine LED-Einheit zur Vernetzung des Titon-Toners. Sie erfolgt nach der Übertragung des Pulverbildes auf das faserbasierte Substrat erfolgt nachdem die Tonerbestandteile bei einer Temperatur von ca. 100 C auf dem Bedruckstoff verschmolzen wurden. (Quelle: pack.consult)
Druckveredelung
Ein weiteres Einsatzgebiet, das der Titon-Toner durch seine Temperaturbeständigkeit eröffnet, liegt in der Druckveredelung für Etiketten. Druckereien, die bereits digital gedruckte Etiketten im Tonerverfahren herstellen und auf der Suche nach erweiterten Design-Möglichkeiten für ihre Kunden sind, bietet Titon-Toner die Möglichkeit, Etiketten und Verpackungen digital inline in einem Arbeitsgang zu veredeln. Dazu wird ein Veredelungsmodul von Kurz eingesetzt, das inline hinter einer Xeikon TX500-Digitaldruckmaschine installiert wird.
Der Druckturm der TX500-Digitaldruckmaschine besitzt fünf Druckeinheiten, wovon vier mit den Skalenfarben des Titon-Toners bestückt sind. Im fünften Farbwerk wird eine bildgerechte Trockentoner-Schicht mit dem bekannten QB-CH-Toner aufgetragen. Wenn die Bahn danach in die Kurz-Veredelungseinheit einläuft, sind die mit Titon-Toner gedruckten Bildteile wärmestabil, während die mit QB-CH-Toner gedruckte Tonerschicht von einer beheizten Walze zum Schmelzen gebracht wird. Sie bildet die bildgerechte und völlig variable Transferschicht für die Veredelungsfolie, die sich mit dem Substrat verbindet.
Für die Inline-Druckveredelung stehen zahlreiche verschiedenfarbige Veredelungsfolien sowie Hologrammfolien zur Verfügung (Quelle: Xeikon)
Verbesserte Nachhaltigkeit mit ECO-Toner
Ein Innovationssprung des Trockentoner-Verfahrens liegt in der verbesserten Nachhaltigkeit der neuen Tonergeneration „ECO Toner“. Die Vorteile, die das dafür eingesetzte neue Toner-Harz bei seiner Herstellung bietet, wirken sich auf die Nachhaltigkeit des Trockentoner Verfahren insgesamt aus.
Im modifizierten Herstellungsprozess des ECO-Toners stammen ca. 60% des Polyesters aus zuvor gesammelten, gereinigten, transparenten PET-Flaschen, die einem chemischen Recyclingprozess zugeführt wurden, um das ECO-Tonerharz mit denselben Eigenschaften, derselben Zusammensetzung und Reinheit wie das fossilbasierte Harz herzustellen, jedoch mit einem geringeren CO2-Fußabdruck.
60% Gewichtsprozent des erneuerbaren Kohlenstoffs des Tonerharzes stammen aus gesammelten und gereinigten transparenten PET-Flaschen (Quelle: Xeikon)
Noch nachhaltiger wird das so hergestellte Tonerharz, indem neben den wiederverwendeten Monomeren aus den gereinigten transparenten PET-Flaschen auch andere erneuerbare Monomere hinzugefügt werden, was den Gehalt des Harzes an erneuerbarem Kohlenstoff auf 66,9 % erhöht.
Da das Harz den größten Anteil in der Tonerrezeptur ausmacht, hat dieser Entwicklungsschritt eine ganz wesentliche Auswirkung auf die Nachhaltigkeit des Trockentoner-Verfahrens insgesamt. Xeikon gibt an, dass durch Verwendung von ECO-Toner der CO2-Fußabdruck des Druckvorgangs mit Trockentoner um 10 % reduziert wird.
Was fordert der Markt?
Xeikon stellt seine Innovationen und seine Innovationskraft in einer Situation auf dem Markt vor, in der sich das Trockentoner-Verfahren stärker als zuvor gegenüber anderen Digitaldruckverfahren behaupten muss. Zudem sind Lösungen in einem Marktumfeld gefragt, das geprägt ist von der Forderung nach mehr Flexibilität bei der Belieferung mit Etiketten und Verpackungen, von kürzeren Vorlaufzeiten und einer höheren Agilität sowie von möglichst kurzen Abrufzeiten der wirklich benötigten Mengen. In dieser Situation liegt für zahlreiche Converter die Antwort in einer höheren Druckgeschwindigkeit und höherer Produktivität. Mit der neuen, schnelleren Trockentoner-Maschine LX3000 kann Xeikon hier mitreden.
Gleichzeitig erhöht die Erweiterung des Trockentoner-Verfahrens auf neue Anwendungsgebiete die Attraktivität des Verfahrens. Anwendern bietet sich die Möglichkeit, den Markt mit einem erweiterten Portfolio zu bedienen. Und beim Einstieg in den Digitaldruck oder der Ergänzung des Maschinenparks erleichtern größere Marktperspektiven die Entscheidung über eine Investition in neue Maschinentechnik.
Xeikon legt viel Wert darauf, die Nachhaltigkeit des Trockentoner-Verfahrens zu verbessern. Höhere Nachhaltigkeit erhöht die Akzeptanz des Verfahrens im Markt in einer Zeit, in der der Nachhaltigkeitsgedanke immer mehr Bedeutung gewinnt. Der neuentwickelte ECO Toner ist für Xeikon bereits ein wichtiger Bestandteil für eine höhere Nachhaltigkeit des Verfahrens.
Und ökologische Fragen erfordern Transparenz, um Technologien vergleichen zu können. Derzeit arbeitet Xeikon an einem Tool, das aufzeigt, wie groß der CO2-Fußabdruck eines jeden Digitaldruckverfahrens im Vergleich ist. Es handelt sich um einen Vergleich unter definierten Bedingungen, zu dem Xeikon andere Druckmaschinenhersteller und Interessente einlädt, daran mitzuwirken. Ein Tool, das größtmögliche Transparenz bei der Bewertung der digitalen Druckverfahren hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit ermöglicht.
