Qual der Wahl – welche Digitaldrucktechnik eignet sich für welche Anwendung?

Seit Jahrzehnten ist der Name Xeikon mit der Trockentoner-Technologie verbunden. Seit März ist das Unternehmen mit der Einführung seiner Panther-Technologie zudem in den Markt für den UV-härtenden Inkjetdruck vorgedrungen. Damit erweitert das Unternehmen sein Leistungsspektrum für den digitalen Etikettendruck. Xeikon nahm dies zum Anlass, ein White Paper zu erstellen, um die optimale Technologie für den jewiligen Einsatzbereich aus Xeikon-Sicht zu erläutern. 

Der strategische Schritt wurde gegangen, um einer breiten Palette von Anforderungen für den digitalen Etikettendruck gerecht zu werden. Was mit welcher Technologie am besten produziert wird, beschreibt Xeikon-Marketing-Chef Filip Weymans in der nächsten Ausgabe der Etiketten-Labels.

Der Trockentoner steht für eine bewährte Technologie. Er hat dem Etikettendruck eine Menge zu bieten. Xeikon wird auch in Zukunft in diese Technologie investieren und den Kunden weitere Innovationen zur Verfügung stellen. Allerdings gibt es bestimmte Endanwendungen, die sich besser mit dem UV-härtenden Inkjetdruck produzieren lassen. Die umfassenden Erfahrungen, die Xeikon auf dem Gebiet der Etikettenproduktion besitzt und die Kenntnis der Kunden-Anforderungen haben das Unternehmen in die Lage versetzt, die Panther-Technologie zu entwickeln und die neue Xeikon PX3000 als erste kommerzielle Umsetzung dieser Technologie zu schaffen.

Jedes Etikettenprojekt ist anders und verschiedene Anwendungen erfordern verschiedene Technologien. Genau das macht das Drucken so interessant. Unabhängig davon, ob es sich um Pharmaprodukte, Lebensmittel, Bier, Wein, Spirituosen, Gebrauchsgüter, Gesundheits- und Kosmetikprodukte oder Industriechemikalien handelt, auf den Primärmärkten hat jedes Etikett besonderen ästhetischen und funktionellen Anforderungen gerecht zu werden. Weinetiketten müssen nicht unbedingt chemikalienbeständig sein, was bei Etiketten für die Industrie sowie für Gesundheit- und Kosmetikprodukte unverzichtbar ist. Pharmazeutische Etiketten werden mit sehr kleiner Schrift bedruckt, während Lebensmitteletiketten dagegen lebensmittelsicher sein sollten. Kurz gesagt, die Auswahl der optimalen digitalen Drucktechnologie für ein konkretes Projekt ist von der Endanwendung abhängig.

Beispiel: Etiketten für Lebensmittel

Lebensmitteletiketten stellen eine ganz besondere Anwendung dar, da hier strenge Vorschriften zur Lebensmittelsicherheit zu beachten sind sowie eine hohe Bildqualität gefordert ist. Wenn es um die Lebensmittelsicherheit geht, ist die Trockentoner-Technologie sowohl in Hinblick auf die Migration als auch auf die chemische Zusammensetzung gegenüber anderen Verfahren im Vorteil. Zudem gewährleistet dieser Prozess einen zuverlässigen und konsistenten Druck, so dass die Etiketten im Verkaufsregal am besten zur Geltung kommen. Sich hier für eine andere Technologie zu entscheiden, würde die Lebensmittelsicherheit beeinträchtigen.

Wenn es um Lebensmittelsicherheit geht, spielt die Migration, d.h. die Übertragung von Substanzen von der Verpackung auf die verpackten Lebensmittel, eine ganz wesentliche Rolle. Um die Migrationswahrscheinlichkeit von Substanzen durch die Verpackung und die damit verbundene Verunreinigung der Lebensmittel nachzumessen, werden spezifische Migrationswerte festgesetzt. Sie setzen die maximal erlaubte Menge einer bestimmten Substanz fest, die von einem Verpackungsmaterial oder einer bedruckten Schicht freigesetzt werden darf.

Einige der wesentlichen Faktoren, die zur Migration beitragen sind:

• Die Größe der Moleküle der Farbe, bzw. des Toners: je größer das Molekül, desto geringer die Tendenz zur Migration.
• Temperatur: Hitze beschleunigt die Migration.
• Die Beschaffenheit der Lebensmittel: hoch fetthaltige Lebensmittel sind eher für Migration anfällig als trockene Lebensmittel.
• Die Beschaffenheit des Verpackungsmaterials.
• Die Art der Beschichtung.

Lebensmittelsicherheit und Trockentoner

Wenn es um die Lebensmittelsicherheit geht, ist die Trockentoner-Technologie sowohl im Hinblick auf die Migration als auch auf die chemische Zusammensetzung gegenüber anderen Verfahren, wie beispielsweise Flüssigtoner oder Inkjet, im Vorteil. Das Farbmittel zum Beispiel, das zur Herstellung von Trockentoner verwendet wird, ist ein Pigment und wird nicht als Migrationsmittel angesehen. Es werden keine flüssigen Substanzen verwendet und die Pigmentteilchen sind von Polyesterharz umgeben, welches als Polymer mit hoher Molekülmasse nicht zur Migration tendiert. Flüssigtoner ist für den Druck von Lebensmitteletiketten weniger geeignet, da dieser eine Trägerflüssigkeit benötigt. Üblicherweise wird hier Mineralöl verwendet, welches während und nach dem elektrofotografischen Verfahren verdunstet. Wenn jedoch nicht genügend Zeit für die Verdunstung von restlicher Trägerflüssigkeit gelassen wird, können einige Teilchen übrig bleiben.

Lebensmitteletikettendruck mit Inkjet: Die Kosten

Wasserbasierte Inkjet-Druckfarben bestehen hauptsächlich aus Pigmenten, die nicht zur Migration tendieren, ebenso wenig wie die Dispersionsmittel mit sehr hohen Molekulargewichtsverbindungen. Die einzigen potenziellen Migranten in Druckprodukten, die mit wasserbasierten Inkjet-Farben hergestellt wurden, sind Feuchthaltemittel, die sich vor der kompletten Verdunstung im Substrat befinden. Jedoch wird der wasserbasierte Inkjet-Druck wegen seiner schwierigen Haftung auf polymeren Substraten nur selten verwendet.

UV-härtende Inkjet-Tinten migrieren leicht in Papiersubstrate aufgrund ihrer niedrigen Viskosität (sechsmal niedriger als UV-Flexo). Die niedrige Viskosität ist notwendig, um der Druckfarbe das Ausstrahlen durch die engen Inkjet-Düsen zu ermöglichen, ist also daher ein wesentliches Element dieser Technologie. Wenn die Druckfarbe in das Substrat eindringt, kann sie nicht richtig verhärten, wodurch gefährliche Bestandteile der Migration ausgesetzt sind – dieses Risiko kann man keinesfalls eingehen. Mit einem Primer kann dieses Problem zwar verringert, aber nicht völlig ausgemerzt werden. Ein Primer ist beim Drucken auf Papiermaterialien sowieso notwendig, um gute Volltöne und einen korrekten Farbraum zu erreichen. Dies erhöht allerdings die Kosten. Mit Trockentoner hingegen lässt sich auf gängigen Papieretikettenmaterialien ohne Primer drucken; daher ist dieser die weitaus beste Lösung für den Lebensmitteletikettendruck.

Etiketten für Bier und Getränke

Getränkeetiketten sind ein interessanter und wachsender Nischenmarkt, allein wenn man an die zahllosen neuen Craft-Biere denkt, die auf den Markt drängen. Sie erfordern eine andere Herangehensweise, um das gewünschte Deckweiß und die besondere Anmutung zu erzielen. Wenn Offsetdruckqualität benötigt wird, bietet sich Trockentoner an. Der UV-Inkjetdruck ist dagegen zu empfehlen, wenn stark glänzende Farben und eine besondere Haptik gewünscht sind.

Getränkeetiketten lassen sich in zwei Kategorien einteilen. Da gibt es zum einen die papierbasierten Etiketten für Craft-Biere aus Naturpapier oder beschichteten Obermaterialien, die üblicherweise im Vierfarbdruck produziert werden. Zum anderen gibt es Premium-Etiketten, bei denen oft transparente und BoPP-Obermaterialien verwendet werden. Eine hohe weiße Deckkraft ist notwendig, um die Farbe zur Geltung zu bringen. Für beide Kategorien empfiehlt Xeikon sowohl Trockentoner als auch den UV-Inkjet-Druck. Wie soll man aber wissen, welche Technologie am besten für ein bestimmtes Getränkeetikettenprojekt geeignet ist?

Zwei Faktoren bestimmen, inwiefern eine Drucktechnologie für ein bestimmtes Substrat geeignet ist: die Haftung (ob und wie gut das Druckbild auf dem Substrat fixiert bleibt) und die Pigmentdurchdringung (ob und wie gut die Druckfarbe, bzw. der Toner, das Substrat durchdringt). Für Getränkeetiketten sollte eine hohe Haftung bei diversen Umweltbedingungen bestehen (im Kühlschrank, draußen, in einem Eiskübel usw.), wohingegen die Pigmentdurchdringung vermieden werden sollte, da diese die Farbbeständigkeit reduziert und den Farbraum sprengt.

Weiße Deckkraft

Transparente Etiketten für Premium-Getränkeetiketten erfordern eine ausreichend weiße Deckkraft. Bei der Farbe Weiß wird die Deckkraft von der Pigmentdichte, der Pigmentteilchengröße und der erreichbaren Schichtendicke bestimmt. Trockentoner schneidet hier durchweg gut ab, da die Technologie dicke Tonerschichten ermöglicht. Weißer Trockentoner vereint die höchste Pigmentmenge mit der höchsten Teilchengröße. Er erreicht in einem einzigen Arbeitsgang eine höhere Deckkraft als Flüssigtoner.

Etiketten für Wein und Spirituosen

Label für Weinflaschen und Hochprozentiges werden häufig auf schwierigem Material (Naturpapier) gedruckt und mit aufwändigen Veredelungen versehen. Daher gehören sie für jeden Etikettenverarbeiter zu den technisch anspruchsvollsten Produkten. Sie erfordern eine Drucktechnologie, die in der Lage ist, auf einer Vielzahl unterschiedlicher Bedruckstoffe, die Flüssigtinten absorbieren, qualitativ hochwertige Etiketten auszugeben. Genau hier ist der Trockentoner unübertroffen.

Bei Weinen und Spirituosen werden unterschiedliche Substrate, wie synthetische Materialien und gestrichenes Papier, bis hin zu anspruchsvollem strukturierten Naturpapier verwendet. Bei letzterem handelt es sich um ein sehr poröses Material, das sich nur mit Trockentoner richtig bedrucken lässt, da es keine Vorbehandlung oder Primer vor dem Drucken benötigt. Flüssigtinte wird vom Obermaterial absorbiert, was die Farbbeständigkeit vermindert. Im Übrigen erweist sich das Auftragen eines Primers immer als schwierig, da die Schicht teilweise vom Papier absorbiert wird. Trockentoner hingegen verbleibt auf der Papieroberfläche, wird nicht absorbiert und behält seine Farbbeständigkeit bei.

Spotlackierungen und Folienprägungen werden gern bei der Herstellung von Etiketten für Weine und Spirituosen verwendet, da sie so gut zur Geltung kommen. Da keine Lösemittel, Fixieröle oder andere Flüssigkeiten verwendet werden, ist Trockentoner für alle Veredelungen wie Spotlackierung und Heiß- und Kaltfolienprägung geeignet. Darüber hinaus lassen sich Veredelungen auch digital durchführen, unter Verwendung der Fusion-Technologie von Xeikon, einer einzigartigen Lösung für den digitalen Kombinationsdruck. So kann das Bedrucken und Veredeln von Etiketten und Verpackungen im digitalen Vollfarb-Produktionsdruck als volldigitaler Produktionsprozess in nur einem Durchgang erfolgen.

Etiketten für pharmazeutische Produkte

Pharmaetiketten unterscheiden sich darin von allen anderen Etiketten, da sie häufig gefälscht werden. Um die Marken vor diesen betrügerischen Praktiken zu bewahren, ist ein robuster Fälschungsschutz, zum Beispiel durch Mikrotext und erhabene Bildelemente unverzichtbar. Darüber hinaus enthalten diese Etiketten feine Details und werden häufig auf zertifizierten Substraten gedruckt. Wer angesichts dieser Anforderungen hochwertige Ergebnisse erzielen möchte, kommt am digitalen Trockentonerdruck nicht vorbei.

Um Fälschern zuvor zu kommen, stehen Etikettenverarbeitern und Markeninhabern mehrere Möglichkeiten zur Verfügung. Zum ersten besteht die Möglichkeit, Technologien zur Fälschungsabschreckung, Produktauthentifizierung und Markenschutz in den Entwurf des Etiketts, bzw. der Verpackung, von Anfang an zu integrieren. Eine weitere Alternative besteht darin, Technologien zu verbinden, um den besten Gesamtschutz für die Marke zu bieten, und diese Lösungen regelmäßig zu erneuern, um den Fälschern immer einen Schritt voraus zu bleiben. Schließlich kann eine individuelle Gestaltung für jedes Etikett und jede Verpackung Schutz vor möglichen Fälschungen bieten. Anders ausgedrückt, man sollte Produkte so einmalig wie möglich gestalten, um das echte Produkt vom gefälschten unterscheiden zu können.

Gebrauchsgüteretiketten

Etiketten für Waschmaschinen, PCs, Kraftfahrzeuge, Kühlschränke und andere Gebrauchsgüter sollen mehrere Jahre halten. Häufig sind sie extremen Umgebungsbedingungen, wie hohen oder niedrigen Temperaturen, starker UV-Einstrahlung oder Chemikalien, ausgesetzt. Um die Erwartungen des Endnutzers und der Markeninhaber zu erfüllen, müssen die Etiketten ebenfalls lange haltbar sind. Hier bietet sich der UV-Inkjetdruck an.

Bei der Bildgebung im Trocken- und Flüssigtonerdruck handelt es sich um Polymere, die mit dem Substrat verschmelzen. Bei Erhitzen können diese daher auch wieder schmelzen. Das Auftragen einer hitzebeständigen Laminierung beseitigt dieses Problem. UV-härtende und wasserbasierte Inkjet-Tinten sind hitzebeständig; die Polymere, die sich nach der vollständigen Härtung der UV-härtenden Inkjet-Tinte bilden, haben einen hohen Schmelzpunkt. Bei wasserbasierten Tinten ist die Dichte der Polymere auf der Substratoberfläche zu niedrig, um die Tinte zum Schmelzen zu bringen und klebrig zu werden. Darüber hinaus können UV-Inkjet-Tinten, die UV-Licht ausgesetzt wurden, mechanischer Belastung widerstehen.

Lichtbeständigkeit ist für hochwertige Etiketten entscheidend. Sie ist ein Maßstab dafür, wie gut ein Druckbild der Verfärbung, bzw. dem Ausbleichen, das bei längerer Lichtbelastung auftritt, widerstehen kann. Produkte im Ladenregal oder im Lager sind oft stundenlang direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Das UV-Licht beeinträchtigt die Farbpigmente und so verliert das Bild im Laufe der Zeit an Leuchtkraft. Dies ist ein ganz natürlicher Prozess, den man durch Hinzufügen von UV-Schutzschichten mit Lack oder Laminat auf dem Etikett verlangsamen kann. Xeikon hat von Anfang an in hochwertige Toner und UV-Tinten mit sehr guten Lichtbeständigkeitswerten investiert, bei denen kein zusätzliches Schutzmaterial benötigt wird.

Health & Beauty Etiketten

Kosmetiketiketten müssen in Bezug auf den Bedruckstoff und die weiße Deckkraft sehr spezifischen Anforderungen gerecht werden. Kosmetika-, Parfüm- und Makeup-Etiketten werden hauptsächlich mit synthetischen Materialien produziert und sollten feuchtigkeitsbeständig sein, bei transparenten Ausführungen eine ausreichende weiße Deckkraft aufweisen sowie im Regal zum Blickfang werden. Hier sind sowohl der Trockentonerdruck (Offset-Look) als auch der UV-Inkjetdruck (Haptik) geeignet. Letzten Endes hängt die Entscheidung jedoch von der Bildqualität ab, die der Markeninhaber wünscht.

Trockentoner hat eine matte Wirkung, die durch das Auftragen von Lack zum Glänzen gebracht werden kann. Wenn feine Details oder der sogenannte Offset-Look gefragt sind, dann ist diese Technologie zu bevorzugen. Der UV-Inkjetdruck zeichnet sich durch stark glänzende Farben und Haptik aus, die manche attraktiv finden. Die Details des Bildes sind nicht so scharf wie bei Trockentoner, aber dies ist ja nicht unbedingt eine Voraussetzung. Bei beiden Technologien wird das Erscheinungsbild nicht durch den Gebrauchskontakt mit Wasser auf der Flasche beeinträchtigt.

Etiketten für Chemikalien

Chemieetiketten werden in der Industrie (für Farben) oder im Haushalt (unter dem Spülbecken) eingesetzt. Sie müssen optisch ansprechend und UV-beständig sein sowie Chemikalien und mechanischer Einwirkung widerstehen. Allgemein gilt der UV-Inkjetdruck aufgrund der Langlebigkeit hier als optimale Technologie. Doch auch der Trockentoner kann eine Rolle spielen, wenn eine hohe, mit dem Offsetdruck vergleichbare Qualität gewünscht wird, was eine vollwertige separate Schutzschicht erfordert.

Vernetzte Systeme sind in der Regel sehr chemikalienresistent. Dies erklärt die Leistungsfähigkeit von UV-härtenden Inkjet-Tinten gegenüber Toner, denn das Harz in Trocken- oder Flüssigtoner ist meist nicht vernetzt. Das Auftragen einer chemikalienbeständigen Laminierung beseitigt dieses Problem. Die Chemikalienbeständigkeit wasserbasierter Tinten beruht auf der Tatsache, dass diese Tinten keinerlei Bestandteile enthalten, die eine Affinität zu chemischen Lösemitteln haben.

Fazit

Der UV-härtende Inkjetdruck und die Trockentonertechnik sind sich gegenseitig ergänzende Angebote, die die Palette der Endanwendungen, die am besten digital produziert werden sollten, erweitert. Da Xeikon beide Technologien anbietet, versetzt man Etikettenverarbeiter in die Lage, das für ihre konkrete Endanwendung am besten geeignete Verfahren zu nutzen.

White Paper von Xeikon mit umfassenden Informationen

Anhand einer Analyse der einzelnen digitalen Etikettendruck-Technologien hat Xeikon Empfehlungen für die wichtigsten Etikettenmärkte erstellt und geprüft, ob seine UV-Inkjet- oder Trockentoner-Lösung am besten geeignet ist. Diese Analyse, deren Ergebnisse in einem Whitepaper[1] zusammengefasst wurden, berücksichtigt grundlegende Qualitätsparameter, wie die Positionierung und Größe der Punkte, die unterstützten Substrate und die Prozesszuverlässigkeit, sowie solche Eigenschaften wie die Anmutung, Lebensdauer und Nachhaltigkeit.

Unser Fachartikel gibt nur einen Teil des von Xeikon verfassten White Papers zum Digitaldruckdruck wieder. Das Originalmanuskript (englisch) beschreibt detailliert, welches die – aus Sicht von Xeikon – richtige Technologie für die jeweiligen Produkt- und Anwendungsbereiche ist. Ob Food oder Pharma, Sicherheitsdruck oder Getränkeetiketten, das White Paper beschreibt ausführlich, wo die optimalen Einsatzbereiche der jeweiligen Digitaldruck-, Farb/Toner-, Materialtechnologie liegen. Download-Link zum White Paper: http://go.xeikon.com/l/61642/2017-03-30/wd7cpq. [1908]

[1] Das Whitepaper „Digital Label Printing Technologies“ kann von http://panther.xeikon.com/ heruntergeladen werden.