Haftlaminate für den wässrigen Inkjet-Druck

Als Ende 2010 die ersten Anfragen zu Inkjet-Haftmaterialien bei der VPF Veredelungsgesellschaft in Sprockhövel eintrafen, ahnte noch niemand, mit welcher Dynamik sich der Markt für Inkjet-Etiketten entwickeln würde.

Aus einzelnen Anfragen über spezielle Inkjet-fähige Papiere hat sich in den vergangenen fünf Jahren ein stetig steigender Bedarf an unterschiedlichsten Haftmaterialien für den wässrigen Inkjet-Druck auf Basis Farbstoff- und Pigment-basierter Tinten entwickelt.

von Kai Klimek und Rainer Rauberger

 

Inhalt

Vorteile des Inkjetdrucks

Individuelle Lösungen

Chemikalien- und Seewasserbeständige Etiketten

Lösungen für Reifenetiketten

Inkjet-Systeme weiter auf dem Vormarsch

 

Bedeutende Anwendungsvorteile haben zu der dynamischen Entwicklung von individuellen Etikettenlösungen im wässrigen Inkjet-Druck geführt: Inhouse-Etikettendruck in Fotoqualität: Kleinen und mittleren Unternehmen bietet der wässrige Inkjet-Druck ideale Voraussetzungen, um bei geringen Produktionsmengen oder Kleinserien hochwertige Farbetiketten „on demand“ hausintern zu produzieren.

Gerade bei häufig wechselnden Produktserien entfällt die Vorratshaltung vorgedruckter Farb-Etiketten, die anschließend über Thermotransfer- oder Laser-Eindruck individualisiert werden. Das Inkjet-Verfahren bietet ab dem ersten Ausdruck eine gute Druckqualität, während der An- und Abfahrverlust beim Farb-Laserdruck gerade bei Kleinauflagen zu deutlich höherem Ausschuss führt.

Vorteile des Inkjetdrucks

Individuelle Etikettengestaltung:

Bei hochwertigen Markenartikeln lässt sich durch individuell gestaltete Etiketten eine höhere Aufmerksamkeit für das Produkt erzielen. Der wässrige Inkjet-Druck ermöglicht jederzeit die einfache und schnelle Produktion von Sonder- und Einzeletiketten, so auch bei kurzfristigen Änderungen des Produktdesigns. Dies bedeutet mehr Individualität, höhere Flexibilität und größere Schnelligkeit in der modernen Markenkommunikation.

Geringe Investitionskosten:

Marktübliche Inkjet-Etikettendrucker zeichnen sich gegenüber herkömmlichen Digitaldruckverfahren auf Tonerbasis (HP Indigo, Xeikon) durch wesentlich geringere Investitionskosten aus und sind auch für Kleinstunternehmen im Bereich Kunst, Design sowie in der handwerklichen Fertigung erschwinglich. Größere Unternehmen mit einer Vielzahl von Fertigungs- und Abpacklinien können dank der geringen Anschaffungskosten eigene Inkjet-Drucksysteme in jede Produktionslinie integrieren.

Komplexitätsreduzierung und geringere Lagerkosten:

Selbst mit den besten Lagerverwaltungsprogrammen ist es häufig schwer vorherzusehen, welche Etiketten in welcher Sprache kurzfristig gebraucht werden, um tagesaktuell die anfallenden Aufträge zu erfüllen. Der firmeninterne Etikettendruck senkt die Kosten speziell für kleine Etikettenauflagen und ermöglicht zugleich, durch schlanke Fertigungsverfahren Lagerbestände und Logistikosten zu reduzieren. Darüber hinaus entfällt das Risiko, dass vorgedruckte Etiketten überlagert werden oder veraltet sind, wenn das Produktdesign oder die Verpackung geändert werden.

Aufgrund dieser Vorteile hat sich der wässrige Inkjet-Druck in den letzten Jahren in vielen Nischen als zukunftweisende Alternative zu herkömmlichen Haftetiketten fest etabliert. Typische Anwendungsfelder mit den jeweils benötigten Materialeigenschaften sind in der folgenden Tabelle beispielhaft zusammengefasst:

 

Abb.01: Typische Einsatzgebiete und Anwendungsanforderungen für wasserbasierte Inkjet-Etiketten

Individuelle Lösungen

Für kleine oder große Abnehmer ebenso wie für künstlerische, mittelständische oder industrielle Endanwender gilt: Um die zahlreichen Vorteile des wässrigen Inkjet-Digitaldrucks wertschöpfend zu realisieren, müssen die zur sicheren Etikettierung notwendigen Materialspezifikationen eingehalten werden. Dazu werden für die Vielfalt der angebotenen folien- und papierbasierten Inkjet-Materialien auch die der Endanwendung entsprechenden Klebstoffeigenschaften erforderlich – und zwar am besten auch in geringen Mindestabnahmemengen, da es sich häufig um Auflagen handelt, die in Kleinserien gedruckt werden.

Die VPF hat den Trend zu kundenindividuellen Inkjet-Haftmaterialien frühzeitig erkannt und in Zusammenarbeit mit Spezialbeschichtern und Drucksystemherstellern ein umfangreiches Sortiment von 15 speziellen Inkjet-Obermaterialien entwickelt. Diese können im Baukastensystem mit über 25 Spezial-Klebstoffen in unterschiedlicher Grammatur sowie den verschiedensten silikonisierten Abdeckpapieren und -folien kombiniert werden.

Schon ab Mindestmengen von nur 500 m2 stehen Inkjet-Papiere (matt und glänzend zwischen 70 g und 166 g) und Inkjet-Folien aus Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und Polyester (PET) für verschiedenste Endanwendungen zur Verfügung. Bei den Folien finden sich neben Hauptprodukten wie Inkjet-PP 90 μ weiß matt, semi-glänzend, hochglänzend und transparent glänzend auch speziellere Materialien.

Dazu zählen eine PET-Folie transparent glänzend 50 μ für die Etikettierung um enge Radien sowie für Überlaminierungen, eine PET-Folie weiß glänzend für Anwendungen, bei denen eine Barrierefunktion gefordert ist, sowie eine silber glänzende PET-Folie für Schmucketiketten mit metallisierten Oberflächen.

Aufgrund der Vielfalt neuentwickelter Inkjekt-Druckträger in Kombination mit individuellen Spezialklebstoffen und Abdeckmaterialien aus seinem Baukastensystem ist die VPF mittlerweile europaweit zum Technologie- und Innovationsführer für Inkjet-Haftverbunde geworden. Der Sprockhöveler Spezialitätenbeschichter verarbeitet jährlich große Mengen wässriger Inkjet-Materialien in vielfältigsten Produktkombinationen.

Er ist für Hersteller von Inkjet-Druckern, für Konverter aus der Etikettenindustrie sowie für gewerbliche Endanwender häufig die erste Anlaufstelle, wenn es um noch nicht zufriedenstellen gelöste Aufgaben sowie die Entwicklung neuer Haftverbunde und Materiallösungen geht. Dies belegen zwei Produktinnovationen aus jüngster Zeit, die speziell für neue Kennzeichnungsvorschriften bei Gefahrgutetiketten sowie für Reifenanwendungen entwickelt wurden.

Chemikalien- und Seewasserbeständige Etiketten

Am 1. Juni 2015 traten neue internationale Richtlinien zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien nach dem GHS System (Globally Harmonised System of Classification and Labelling of Chemicals) in Kraft. Sie sind optisch erkennbar an neuen Gefahrenpiktogrammen mit rot umrandeten Rauten, welche die bisherigen Warnsymbole auf orangem Grund ersetzen.

Die herkömmliche, mehrstufige Produktionskette mit vorgedruckten farbigen Etiketten und nachträglicher Individualisierung (etwa mittels Thermotransfer- oder Lasereindruck) ist nur noch eingeschränkt möglich, weil die Anzahl der GHS-Piktogramme auf dem Etikett nach der neuen Norm der Anzahl der Gefahren entsprechen muss.

Es dürfen daher keine zusätzlichen, nicht zutreffenden Piktogramme sowie leere, nicht eingedruckte Kästen auf dem Label verbleiben. Speziell für diesen Einsatzzweck hat die VPF das neue GHS-geeignete Haftmaterial „Inkjet Spezial PP weiss matt (85 μ)“ auf den Markt gebracht. Bedruckt mit pigmentierten Tinten, ist es sowohl resistent gegen zahlreiche Chemikalien als auch besonders abrieb- und wasserbeständig.

Die Freigabe für Seewasserbeständigkeit nach der Britischen Norm BS 5609, die häufig für die Gefahrgutkennzeichnung im internationalen Warenverkehr gefordert wird, konnte von Etiketten im wässrigen Inkjet-Druck bisher nur sehr schwer erfüllt werden. Besonders die Beständigkeit wässriger Tinten bei langfristiger Meerwasserauslagerung sowie die Abriebfestigkeit der Inkjet-Beschichtung im Abrasionstest mit sandhaltigen Salzwasserlösungen wurde mit den bisherigen Inkjet-fähigen PP-Folien nicht erreicht.

Abb. 02: Eigenschaften von Farbstoffbasierten und pigmentierten Tinten im wässrigen Inkjet- Druck im Vergleich

 

Anfang 2016 wurde das neu entwickelte VPF-Material „Inkjet SpePigmentierte zial PP weiß matt 85 μ“ erstmals nach BS 5609 freigegeben. Zusammen mit den seewasserbeständigen Klebstoffen auf Dispersions-, Hotmelt- und UV-Acrylat-Basis aus dem VPF-Programm sind nun neue Materialien für GHS-Etiketten im Inkjet-Druck verfügbar. Diese bieten auch auf schwer zu etikettierenden Oberflächen wie zum Beispiel auf rauen HDPE-Chemiefässern eine sichere Haftung und werden sowohl in Standard-Auftragsgewichten als auch in Übergrammaturen mit bis zu 40 g/m2 Klebstoffbeschichtung angeboten.

 

Lösungen für Reifenetiketten

Auch für Etikettierungen in der Reifenproduktion hat die VPF Inkjet-Haftmaterialien entwickelt. Diese werden in Verbindung mit dem Reifenklebstoff HM 371 F für die Inhouse-Reifenkennzeichnung eingesetzt. Die Herausforderung bestand darin, dass das Trägermaterial wie auch der stark Flüssigkeit aufnehmende Inkjet-Strich gegen Migration von Ölen aus dem aggressiven Reifenklebstoff sowie gegen Weichmacher und andere niedermolekulare Bestandteile des Reifenmaterials geschützt werden muss.

Speziell hierfür geeignet sind die neu entwickelte Inkjet-PET 80 μ Folie in weiß glänzend als Premium-Lösung sowie das bewährte Inkjet-Papier weiß glänzend im Festverbund mit einer PET 23 μ Barriere als kostengünstige Alternative.

 

Abb. 03: Verfügbare Klebstofftechnologien für Inkjet-Haftmaterial mit Anwendungsanforderungen

Beide Reifenmaterialien sind mit Klebstoff-Übergrammaturen von 35 bis 52 g/m2 erhältlich, bei Bedarf auch mit leimfreien Streifen links und rechts gegen das Ausbluten des Klebstoffs am Rand und/oder doppelseitig silikonisiertem Glassine-Abdeckpapier. So kann der Halt auf den schwierig zu etikettierenden Reifenoberflächen mit den geforderten Verarbeitungseigenschaften in der Weiterverarbeitung kombiniert werden.

Einzig für die Problematik, dass sich leicht flüchtige Ausgasungen aus den Reifenmaterialien auch über die Luft auf den Inkjet-Beschichtungen ablagern, wurde bisher noch keine endgültige Lösung gefunden. Da diese Spezialbeschichtungen per Definition stark saugfähig konzipiert sein müssen, lässt sich die Aufnahme dieser niedermolekularen Bestandteile nicht hundertprozentig vermeiden. Nach heutigem Stand der Technik besteht die einzige Lösung in der direkten Überlaminierung nach dem Inkjetdruck, wofür geeignete Materialien zur Verfügung stehen.

Inkjet-Systeme weiter auf dem Vormarsch

Die stetige Weiterentwicklung von Druckköpfen, Tinten und Drucksystemen sowie immer besser werdende Inkjet-Beschichtungen führen dazu, dass bei Endanwendern auch Produkte auf den Prüfstand kommen, die schon seit Jahrzehnten mittels Thermotransfer- oder Laseretiketten realisiert werden.

Die Möglichkeit der Vielfarbigkeit und der Wegfall der Hitzebelastung von Kleb- und Bedruckstoff im Vergleich zum Farblaser-Druck sprechen klar für die Anwendung von wässrigen Inkjet-Drucksystemen, ebenso die relativ geringen Anschaffungskosten.

Abb. 04: Anforderungen an seewasserbeständige Haftmaterialien nach BS 5609 (Sektion 2 und 3)

Durch weitere Innovationen im Bereich der Beschichtungen und Drucksysteme in Verbindung mit individuellen Anwendungslösungen bei der Kombination von Druckträger, Klebstoff und Abdeckmaterial sieht die VPF sehr große Chancen für die aktuellen Inkjet-Systeme.