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Ausgabe 1/2008

VERFAHREN | PRAXIS | PERSPEKTIVEN Verfahrenstechniken, Materialien und Anwendungen im Bogenoffsetdruck auf Folien, Karten und Datenträgern

Bedrucken von Kunststoffen und Verbunden Im Werbe- und Magazindruck wie auch im Display- und Verpackungsdruck suchen die Endkunden und Agenturen nach neuen Möglichkeiten, wie sich ihr Produkt optisch aus der Masse heraushebt, oder ob ihr Produkt bzw. Werbemittel einen Zusatznutzen bieten kann. Deshalb profilieren sich immer mehr Druckbetriebe über Papier- und Kartonprodukte hinaus mit dem Bedrucken von Kunststofffolien und synthetischen Papieren sowie von Verbunden aus Papier, Kunststofffolie und Aluminiumbeschichtung. Diese einstigen Domänen des Siebdrucks und der Verfahrenskombinationen auf Schmalbahndruckmaschinen sind längst ein Markt für den Bogenoffset geworden, der in Qualität und Wirtschaftlichkeit das Optimum bietet. Koenig & Bauer und KBA-Metronic haben auf dem Gebiet des UV- und Wasserlosoffsetdrucks Pionierarbeit geleistet und sich über viele Jahre einen großen Knowhow-Vorsprung erarbeit, der sich auch beim Bedrucken der nichtsaugenden Oberflächen von Kunststoffen und Aluminium auszahlt. Zusammen mit ausgewählten, zum Teil exklusiven Partnern wurden für diesen boomenden Markt innovative Lösungen entwickelt. So enthält das Plastikdruckpaket für die KBA Rapida-Maschinen spezielle Komponenten für den problemlosen Bogenlauf und bietet einzigartige Optionen wie den Corona-Turm (Foto

unten: an einer Rapida 105) oder die bedruckstoffschonenden Inert-UV-Zwischendecktrockner. Und mehrere Metronic-Lösungen erlauben den Direktdruck auf Kunststoffobjekte wie ISO-Format-Karten und CDs, DVDs und Blu-Ray Discs, auch in abweichenden Formen und Formaten. KBA hält das mit Abstand größte Portfolio für die Offsetbedruckung von Folienbogen und Datenträgern bereit. Kunststoffe sind eine Gruppe von Bedruck- und Packstoffen mit den unterschiedlichsten Eigenschaften in Bedruckung und Verarbeitung. Für ganz bestimmte Anwendungen wie Banner, Schilder, Logos, Lentikularbilder, Karten, In-Mould Labels oder Faltschachteln und Displays kommen nur jeweils geeignete Polymere in Frage. Aus diesem Grund soll diese Broschüre zugleich Inspiration und Entscheidungshilfe für Drucker sein, die in dieses zukunftsfähige Geschäftsfeld investieren möchten. Zu Wort kommen u.a. KBA-Partner mit Kompetenz in den Bereichen Polymerfolien, UV-Druckfarben und -Lacke, In-mould Labeling, Elektrostatik und Oberflächenbehandlung bzw. -prüfung. Auf die Erläuterung einiger Themen wie Wasserlosoffset, UV-Härtung, UVStrahlersysteme oder Fotoinitiatoren wurde verzichtet, da sie bereits in den bisherigen Ausgaben der Reihe „KBA Process“ ausführlich behandelt wurden. Diese leider schon vergriffenen Broschüren stehen aber noch zum Download auf der KBA-Website unter News & Presse\Presseservice\KBA Process in fünf Sprachen zur Verfügung. Wie bisher bemüht sich KBA wiederum um eine objektive Darstellung der Verfahren, Potenziale, Qualitätsanforderungen und Anwendungsbeispiele.

Aus dem Inhalt KBA Editorial

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Kunststoffe Junge Medien mit großem Potenzial: PVC, PE, PP, PET 3 Herstellung von Kunststoffbahnen: Hart-PVC, Eigenschaften 5 Polyester 8 In-mould Labels aus PP-Folie 10 Bedruckbarkeit Einfaches Bestimmen der Oberflächenspannung an Folien 12 Höhere Oberflächenspannung dank Corona-Turm 14 Verdruckbarkeit Entelektrisierungseinrichtungen an Bogenoffsetmaschinen 16 Farben und Lacke Ölbasierte und UV-härtende Farben für das Bedrucken von Folien 18 Lackieren von Kunststofffolien mit UV-härtenden Lacksystemen im Bogenoffset 21 Anwendungen KBA-Kunden erschließen neue Geschäftsfelder: Beispiele 23 Lentikularbilddruck eröffnet zukunftsorientierte Nischenmärkte 27 Glossar Kunststoffe Ressourcen und Partner

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Impressum

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Editorial

Verehrte Kunden und Freunde unseres Hauses, die bisherigen Veröffentlichungen in unserer Reihe „KBA Process“ dokumentierten die Pionierarbeit von Koenig & Bauer auf verschiedenen Gebieten des Offsetdrucks: Bogenoffset-Direktdruck auf Wellpappe, umweltorientierter wasserloser Offsetsetdruck ohne Zonenschrauben, effektvolle Hybridveredelung und wirtschaftliche Inline-Lackierung im Bogenoffset. Die aktuelle Ausgabe von KBA Process behandelt eine noch weniger verbreitete Bogenoffset-Anwendung, bei der KBA ebenfalls einiges zu bieten hat: das Bedrucken von Substraten mit nicht saugender Oberfläche. Also wie immer ein Thema mit Zukunftspotenzial. Denn Kunststoffe, Verbunde und synthetische Papiere mit ihren außergewöhnlichen optischen, haptischen und Gebrauchseigenschaften erweitern das Repertoire innovativer, aufgeschlossener Druckbetriebe um eine interessante Möglichkeit zur Differenzierung vom oft rein preisgetriebenen Standard-Markt. Der „Plastikdruck“ bietet hervorragende Chancen, sich mit Spezialitäten eine feste Basis anspruchsvoller Kunden zu schaffen. Es ist kein Geheimnis: Wer sich mit nicht alltäglichen Produkten in einem kleineren, aber zukunftsträchtigen Marktsegment profiliert, kann höhere Margen generieren. Ein gut vorbereiteter Einstieg in den Folien- und Plastikdruck mit einer dafür maßgeschneiderten Maschinenausstattung oder mit speziell für den Karten- bzw. Datenträger-Direktdruck konzipierten Systemen ist eine zukunftsträchtige Investition.

Ralf Sammeck, Vorstand Vertrieb Bogenoffsetmaschinen, Koenig & Bauer AG

eigenschaften und Prozesse auch für weniger fachkundige Leser verständlich zu erläutern. Wir würden uns freuen, wenn Ihnen KBA Process Nr. 5 beim Einstieg in den Plastikdruck oder beim Ausbau dieses Geschäftsfeldes den einen oder anderen wertvollen Tipp geben kann, denn dafür ist diese Publikationsreihe von KBA konzipiert. In der Hoffnung, dass wir damit zu Ihrem unternehmerischen Erfolg beitragen können, wollen und werden wir auch weiterhin Sie als Druckunternehmer zu attraktiven Geschäftsideen inspirieren und unseren Kunden neue Perspektiven eröffnen. Letztendlich leben wir alle davon, Print in seinen unzähligen Facetten zu stärken.

Ihr KBA verfügt in allen Formatklassen über zahlreiche Installationen im Plastikdruck und über hervorragende Referenzen. Wir zeigen Flagge und Kompetenz, wenn es darum geht, die hohe Produktivität, Qualität und Formatflexibilität des Bogenoffsetdrucks gegenüber konventionellen Plastikdruckverfahren auszuspielen. Kein anderer Druckmaschinenhersteller kann ein so breites Angebot und so viele Innovationen für dieses schnell wachsende Marktsegment vorweisen. So adaptierte KBA schon vor Jahren aus dem Schmalbahn-Rollenoffset stammende Verfahren für den Bogenoffset: die integrierte Corona-Vorbehandlung und die schonende Inert-UVZwischendecktrocknung. Bei beiden Lösungen haben unsere Radebeuler Ingenieure die Herausforderung bravourös gemeistert, trotz der durchlaufenden Bogengreifer die gewünschten Effekte zu erzielen. Selbstverständlich sind solche Erfolge nur mit exzellenten Partnern realisierbar, die in dieser Broschüre zum Teil zu Wort kommen und denen wir für die langjährige Zusammenarbeit an dieser Stelle herzlich danken. Ich denke, den Autoren ist es mit der bewährten redaktionellen Unterstützung durch den Fachautor Dieter Kleeberg gelungen, die Anwendungsvielfalt des Plastikdrucks aufzuzeigen sowie die ungewohnten Material-

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Ralf Sammeck Vorstand Vertrieb Bogenoffsetmaschinen

Kunststoffe | Bedruckstoffe

Junge Medien mit großem Potenzial Kunststoff – dieser Begriff ist eine relativ junge Bezeichnung für die so genannten Polymere. Dabei handelt es sich um organische Makromoleküle, die auf einfacheren Kohlenwasserstoffmolekülen (Monomeren) aufbauen. Durch Verkettung, Verzweigung oder Vernetzung der Monomere erhöht sich die Festigkeit des Molekülverbunds. Polymere lassen sich heute in vielseitiger Weise auch als Packstoffe und Druckmedien einsetzen.

Mit einem Blumendessin im Bogenoffset bedruckter Schuber aus Priplak, einer Corona-vorbehandelten Polypropylenfolie, die von Arjo Wiggins hergestellt und von der Papier Union vertrieben wird

Polymere entstehen bei weitem nicht immer synthetisch. In der Natur vorkommende Biopolymere wie Asphalt oder Baumharze werden schon seit vielen tausend Jahren vom Menschen genutzt. Wer heute von Kunststoff spricht, meint meistens technisch hergestellte Polymere, wie sie uns im täglichen Gebrauch begegnen, z.B. Polyvinylchlorid, Polypropylen, Polyethylen oder Polyester (siehe Kasten).

Veränderte Anforderungen an die Druck- und Verpackungsindustrie Durch neue Durchfärbungen, Oberflächen und Verarbeitungsmöglichkeiten werden Kunststoffe heute zunehmend interessant für Gestalter und somit relevant für Druckbetriebe. Experten schätzen, dass der Einsatz synthetischer Materialien in 2005 und 2006 um jeweils 10 bis 15 % angestiegen ist. Wurden in früheren Zeiten Papier und Karton vorwiegend als Träger von Informationen eingesetzt, kam es durch die industrielle Weiterentwick-

lung zu einer elementaren Verschiebung der Interessen. Waren mussten nach immer spezielleren Anforderungen verpackt, geschützt, versandt, präsentiert werden. So wurden auch die Anforderungen an den Bedruckstoff Papier immer spezieller: • Etiketten sollten reiß- und wasserfest sein, sich aber dennoch problemlos bedrucken und beschriften lassen. • Registerwerke sollten haltbarer sein und bei stärkerer Beanspruchung nicht einreißen. • Ware sollte durch transparente Verpackungen besser präsentiert werden können. • Präsentationsmöglichkeiten am Point of Sale sollten verbessert werden. Bei solchen Anforderungen stießen herkömmliche Papiere und Kartons schnell an die Grenzen seiner ihrer Leistungsfähigkeit – und die chemische Industrie sprang ein.

Kunststoffe verändern die Welt Die Entdeckung und Weiterentwicklung verschiedenster Kunststoffe

veränderte unsere Welt in kurzer Zeit wie kaum eine Entwicklung zuvor. Die Spirale der Innovationen drehte sich zunehmend schneller. Neue Kunststoffe provozierten neue Ideen für ihren Einsatz, neue Druck-

farben, neue Verarbeitungsmaschinen und -techniken, neue Ansprüche an das Material. Und diese wiederum weckten Wünsche nach neuen Möglichkeiten und damit neuen Materialien … Während allerdings die Verpackungsindustrie mehr auf Transparenz und Stabilität als auf gute Bedruckbarkeit achtete, war für die grafische Industrie genau diese zwingend notwendig. So war vor geraumer Zeit das „Beflammen“ die einzige Möglichkeit, Polypropylen bedruckbar zu machen. Um die Oberfläche zu aktivieren und die Farbhaftung zu verbessern, wurde die Oberfläche kurzfristig mit einer Gasflamme erhitzt, ohne dabei jedoch den Kunststoff anzuschmelzen. Viele Verarbeiter schreckten vor diesem komplizierten und aufwändigen Verfahren zurück. Trotzdem reizte Polypropylen weiter die Fantasie der Entwickler; schließlich ist kaum ein anderes synthetisches Medium so vielseitig und – obwohl ein Kunststoff – so umweltfreundlich wie dieses. Also begannen einige Hersteller damit, Polypropylen bereits in der Fabrik mit einer speziellen Oberflächenbehandlung zu versehen, die den Druckprozess erleichterte. In Verbindung mit Spezialfarben und dem

Synthetische Polymere im Alltag Polyvinylchlorid (PVC) ist der am weitesten verbreitete chlororganische Kunststoff. Laut Umwelt-Bundesamt wurden in Deutschland Ende der 1990-er Jahre ca. 1,5 Mio. t PVC produziert und verarbeitet. 10 bis 20% des PVC werden für Verpackungen, weitere 20 bis 30 % für vielfältige Gebrauchsgegenstände verwendet. Als Polypropylen (PP) wird eine Reihe thermoplastisch schweißbarer Kunststoffe bezeichnet, die sich durch große Härte, Steifigkeit und Wärmebeständigkeit auszeichnen. PP wird u.a. zu Folien, Eimern und Flaschen verarbeitet und lässt sich durch schadstofffreies Verbrennen umweltverträglich entsorgen. Laut Wikipedia wurden im Jahr 2001 weltweit 30 Mio. t PP hergestellt. Polyethylen (PE) ist leicht an der weichen, wachsartigen Oberfläche erkennbar, an der nur schwer etwas haften bleibt. Es besitzt eine niedrige Dichte, aber hohe Festigkeit, Härte und Resistenz gegenüber Chemikalien. PE wird z.B. zu umweltfreundlichen Selbstklebefolien oder auch sehr reißfestem Bogen- und Rollenmaterial verarbeitet, z.B. dem vliesartigen DuPont Tyvek. Polyethylenterephthalat (PET) ist ein thermoplastischer Kunststoff aus der Familie der Polyester. Seine hohe Reißfestigkeit macht PET zum idealen Material für Folien von hauchdünnen 1 μm bis zu 500 μm Dicke. Ihr Einsatz reicht von der aromadichten LebensmittelVerpackung über eingefärbte Lichtschutzfolien bis zur Folie für Teststreifen in der pharmazeutischen Industrie. Auch aus dem Getränkebereich sind Ein- und Mehrwegflaschen aus PET heute nicht mehr wegzudenken. Daneben wird es als Textilfaser, z.B. für Sportbekleidung, und in vielen anderen Bereichen des täglichen Lebens verwendet.

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Kunststoffe | Bedruckstoffe

jeweils geeigneten Verfahren ermöglicht es diese so genannte Corona-Vorbehandlung heute, das einst „schwierige“ Material problemlos zu bedrucken. Auch andere synthetische Bedruckstoffe – wie Polystyrol, Hart-PVC und Selbstklebefolien – wurden weiter entwickelt und gehören mittlerweile in vielen Druckereien zum Alltag.

Neue Materialien, Techniken und Märkte

Tagungsprogramm aus bedrucktem Lucprint (Hart-PVC)

Solange Kunststoffe starre Materialien blieben, waren sie eine gesicherte Domäne der Siebdrucker. Nur deren Maschinen konnten mit dem „sperrigen“ Medium umgehen. Doch dann kamen Folien und andere flexible Synthetics auf den Markt. Und immer mehr Betriebe widmeten sich einer ganz neuen Herausforderung: dem Bedrucken flexibler Kunststoffe im Offsetverfahren. Kunststoffe bis zu 1 mm Dicke stellen bereits jetzt für spezialisierte Offsetdrucker kein Problem mehr dar. In Verbindung mit der UV-Härtung der Druckfarben steht der Kreativität so gut wie nichts mehr im Wege. Auch der wasserlose Offsetdruck mit UV-härtenden und oxidativ trocknenden Farben trug seinen Teil zur vermehrten Einsetzbarkeit von Kunststoffen bei. Relativ neu auf dem Markt sind digitale Flachbett-Drucksysteme, die mit lösemittelhaltigen oder UV-Farben arbeiten. Sie ermöglichen es, Synthetik-Aufträge auch in geringeren Stückzahlen kostengünstig anzubieten. Der interessanteste Markt für bedruckte Kunststoffe – und der zurzeit am schnellsten wachsende – ist die Werbetechnik. Die bunten Verpackungen, Hinweisschilder, Aufsteller, Plakate oder Displays begegnen uns auf Schritt und Tritt. Doch selbst im Office-Bereich hält Kunststoff zunehmend Einzug. So genanntes Permanent Paper kann erst im klassischen Offsetverfahren bedruckt und anschließend durch den Farblaserdrucker im Büro geschickt werden – Preprint für Synthetics.

Ausblick

Die lebensmittelechte PVCFolie Lucprint eignet sich u.a. für exklusive Verpackungen

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Auch in der Zukunft wird es unendlich viele Einsatzgebiete für den klassischen Karton geben. Insbesondere, wenn er durch Lacke, Prägungen und Kaschierungen usw. veredelt wird. Doch der Einsatz von Kunststoffen für verschiedenste Anwendungen wird weiter

Canvas-Banner PowerJet Texpo aus dem Polyesterfasergewebe Trevira CS B1, im InkjetVerfahren digital bedruckt

zunehmen. Großhändler wie die Papier Union haben auf diesen Trend bereits reagiert, indem sie für die neuen synthetischen Medien einen eigenen Verkaufsbereich mit entsprechend geschulten Spezialisten etablierten. Ob im Segment der synthetischen Bedruckstoffe auch künftig weiter auf die inzwischen „altbewährten“ Materialien zurückgegriffen werden muss oder sollte, wird sicherlich noch Gegenstand manch heißer Diskussion sein. Mit großer Wahrscheinlichkeit werden jedoch in der Zukunft Neuentwicklungen zum Einsatz kommen, die nicht mehr auf die sich verknappende Ressource Erdöl zurückgreifen, sondern Kunststoffe auf Basis regenerativer Rohstoffe produzieren. Diese Entwicklung wird neue Druckfarben, -maschinen und -techniken erfordern. Und neue Wünsche wecken. Wer dann noch an diesem interessanten Markt teilhaben will, wird jetzt auf den bereits fahrenden Zug aufspringen müssen – denn er wird schneller. Klaus Fischer (Papier Union GmbH), Cornelia Lillelund

Kunststoffe | Herstellung

Herstellung von Kunststoffbahnen Kunststofffolien werden nach völlig anderen Technologien hergestellt als Papier und Karton. Am Beispiel der Hart-PVCProduktion bei Klöckner Pentaplast wird ersichtlich, wie die späteren Folieneigenschaften auf HochtemperaturKalanderanlagen eingestellt werden.

schaften und der leistungsfähigen Herstellung auf deutlich breiteren Anlagen. Verwendet werden meist S- und M-PVC mit K-Werten (Polymerisationsgrade) um 58 bis 63, die es erlauben, Folien in höherer Transparenz, guter Tiefziehfähigkeit und deutlich höherer Dicke zu produzieren.

Hart-PVC 1

Schematische Darstellung einer Kalanderanlage

Die Herstellung von Folien nimmt einen festen Platz in der Verarbeitung von Polymeren ein, denn Folien sind universell einsetzbar. Als Halbzeuge oder Endprodukte erfüllen sie auf Grund ihrer breiten Modifikationsmöglichkeiten viele Voraussetzungen in verschiedenen Industriezweigen. Für die Erzeugung von Kunststoffbahnen wurden mehrere, voneinander abweichende Verfahrenstechniken entwickelt. Diese gestatten es, für umfangreiche Anwendungszwecke auf wirtschaftliche Weise geeignete Folienbahnen herzustellen. Es handelt sich hierbei um den Extrusionsprozess mit Breitschlitz- oder Blasausformung, das

Streichverfahren, das Gießverfahren und um das Kalandrieren.

Kalandrieren von Hart-PVC-Folien Unter Kalandrieren versteht man das Ausformen hochviskoser Mischungszubereitungen im Spalt zwischen zwei oder mehreren Walzen zu einer endlosen Bahn bei einer bestimmten Verarbeitungstemperatur. Somit ist das Kalandrieren ein Verformungsvorgang zum Urformen unter hohem Druck. Durch das Einstellen einer entsprechenden Spaltweite wird die Dicke der Folie oder Platte vorgegeben. Aus Spaltgeometrie und rheologischen Eigenschaften der zu kaland-

Einsatzgebiete für PVC Eine Bewertung der Entwicklung von Mengen und Kosten der letzten Jahre zeigt die Marktentwicklung von PVC abhängig von vier wesentlichen Einflussgrößen: der Wirtschaftsrezessionen, der Einführung der Verpackungsverordnung, mehreren Anti-PVCKampagnen und verbesserten Substitutionsfolien (Polypropylen, Polyester oder Polystyrol). Entgegen den Voraussagen einer großflächigen Verdrängung des PVC von den genannten Substitutionspolymeren ist in den letzten Jahren, speziell auf dem Verpackungsmarkt und im Bereich technischer Produkte eher eine stagnierende Marktaufteilung zu verzeichnen. Gründe hierfür sind die preisgünstige Herstellung und Modifikation des PVC sowie der in einem breiten Spektrum liegenden guten Verarbeitbarkeit der Halbzeuge und Endprodukte.

20 % 15

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Der westeuropäische Markt für Hart-PVC-Folien hat einen Gesamtverbrauch von 900.000 t. Davon entfallen 60 % auf Verpackungen (1 Nahrungsmittel, 2 Non-Food, 3 PVC-Verbunde, 4 Schachteldeckel, 5 Pharma, 6 gereckte Folien, 7 Sonstige) und 40 % auf technische Anwendungen (8 Klebebänder, 9 Bürofolien, 10 Möbel und Zargen, 11 Offset-/Sieb-/Digitaldruck, 12 Baufolien, 13 Sonstige)

rierenden Masse ergibt sich der resultierende Spaltdruck. Ein Kalander dient daher als Verarbeitungsmaschine der reinen Formgebung. Die ersten kalanderähnlichen Maschinen wurden vor 1800 zum Glätten von Textiloberflächen konstruiert. Aus dem Jahr 1836 stammen die ersten Patente für Kalander zum Gummieren sowie zum Aufbringen von Kautschuk auf Gewebebahnen. Die Forderung nach höheren Produktionsgeschwindigkeiten und engeren Toleranzen führte zu einer Weiterentwicklung der Kalander in ihrer Anwendungsbreite für die Verarbeitung von Polyvinylchlorid (Hart- und Weich-PVC) neben der des Kautschuks. Der erste HartPVC-Kalander war 1937 bis auf 220 °C beheizbar. Mit der Herstellung hochwirksamer Stabilisatoren konnte ab 1960, neben dem bislang genutzten Niedrigtemperaturverfahren (NT), das Hochtemperaturverfahren (HT) mit höherem Temperaturniveau innerhalb des Kalanders und modifizierten Rezepturen eingeleitet werden. Der technische Aufbau und die Einsatzformen sind in den letzten Jahrzehnten nahezu gleich geblieben. Letztlich einzige Variation ist die Erhöhung der Walzenbreite zur Steigerung der Ausbringung oder zur Spezialisierung der Folienproduktion. Für die Herstellung von HartPVC-Folien haben sich das HT-Verfahren und 4- oder 5-Walzen-Kalander in Breiten von 1800 bis 3000 mm etabliert. Die Vorteile des HTVerfahrens liegen in der breiteren Modifizierbarkeit der Folieneigen-

Das in Produktionskapazität und Verbrauch an dritter Stelle stehende Polymer ist PVC mit 28,6 Mio. Tonnen pro Jahr. Es reiht sich nach Polyethylen (57 Mio. t/a) gemeinsam mit Polypropylen (35 Mio. t/a) bei den am meisten eingesetzten Standardkunststoffen ein. Der seit ca. 60 Jahren stetig steigende Verbrauch von rund 10.000 t/a auf fast 30 Mio. t/a zeigt die anhaltende großtechnische Bedeutung von PVC. Aufgrund seiner Verträglichkeit mit einer Reihe von Hilfsstoffen hat PVC ein sehr breites Produktspektrum, das sich in den letzten Jahrzehnten kaum gewandelt hat. Die Anwendungen reichen von Fensterprofilen über Folien bis zu Pasten und Beschichtungen. In Deutschland und Europa wird etwa doppelt so viel Hart-PVC wie Weich-PVC verarbeitet. Der Anteil von Hart-PVC-Folien beträgt ca. 15 % des Gesamtverbrauchs an PVC. Mit rund 60% stehen Verpackungsfolien im Gesamtfolienverbrauch an erster Stelle. Weitere wichtige Anwendungen liegen bei technischen Folien und Druckfolien. 20% des Hart-PVC werden durch Kalandrieren zu Folien verarbeitet. Dabei decken sie die wichtigsten Marktsegmente bei Verpackungen und technischen Anwendungen ab. Vinylchlorid wurde erstmals 1835 von Henri Victor Regnault gewonnen. Die erste großtechnische Produktion startete 1938 bei der IG Farbenindustrie und etwa zeitgleich bei Union Carbide und DuPont in den USA. Heute erfolgt die Gewinnung überwiegend durch ein- oder zweistufige Anlagerungen von Chlor an Ethylen. PVC, mit einem Chloranteil von 57 % das erdölsparsamste

Process 5 | 2008 5

Kunststoffe | Herstellung

Polymer, wird großtechnisch nach drei Verfahren hergestellt: • Emulsionspolymerisation (EPVC) – für Pasten und Folienanwendungen; • Suspensionspolymerisation (SPVC) – Haupttyp, für alle Anwendungen; • Massepolymerisation (M-PVC) – hauptsächlich für Hart-PVC-Anwendungen. Der Einsatz dieser PVC-Sorten richtet sich nach den Anforderungen der Weiterverarbeitung und ihren Einkaufspreisen. S- und M-PVC sind vielseitig einsetzbar und untereinander austauschbar. M-PVC wird aufgrund seiner Reinheit für transparente Produkte bevorzugt.

Folieneigenschaften Neben dem Herstellungsverfahren lässt sich PVC auch nach seinen Stoff- und Verarbeitungseigenschaften unterscheiden (Abb. 2 und 3). International übliche Bezeichnungen sind PVC-U (für Hart-PVC, „unplasticized“) und PVC-P (für Weich-PVC, „plasticized“). Das für die Produktion bedruckbarer Folien geeignete Hart-PVC hat folgende ausgewählte Eigenschaften: • hohe mechanische Festigkeit, Steifheit und Härte, • schlagempfindlich bei Kälte in unmodifizierter Form, • unterschiedlich transparent, • gute elektrische Eigenschaften

Verarbeitungshilfsmittel

kalandrierte Hart-PVC-Folien in Bereichen zwischen 3 und 10% (siehe Tabelle). Die Dickenschwankungen sind nach eigenen Forschungsergebnissen kaum rezepturabhängig.

Oberflächenbeschaffenheit in den Druckverfahren 2 Vergleich der Stoffeigenschaften vier verschiedener Polymere: GB = Gasbarriere, WB = Wasserdampfbarriere, Mi = Migration, Mo = Modifizierbarkeit, Tr = Transparenz, EM = Elastizitäts-Modul, HR = Wärmeformbeständigkeit, SpW = Spezifisches Gewicht

3 Vergleich der Verarbeitungseigenschaften vier verschiedener Polymere: Pr = Bedruckbarkeit, Th = Thermoformbarkeit, Fo = Faltbarkeit, Se = Siegelbarkeit, AS = Antistatikverhalten, En = Prozessenergie, Gl = Verklebbarkeit, Sc = Kratzempfindlichkeit

im Niederspannungs- und Niederfrequenzbereich, • hohe Beständigkeit gegen den Angriff durch Chemikalien, • selbsterlöschend nach Entfernen der Zündquelle. Dieses Eigenschaftsbild entsteht weniger durch das Herstellungsverfahren des PVC, sondern wird durch in der Weiterverarbeitung zugeführte Zusatzstoffe wie Stabilisatoren, Gleitmittel, Pigmente, Füllstoffe und Antistatika verstärkt (Abb. 4).

wird sie während des Produktionsprozesses radiometrisch, im Labor aber mechanisch durch Dickenmesser mit Tastflächen unter vorgegebenem Anpressdruck. Dickenabweichungen können in Quer- und Längsrichtung sowie diagonal auftreten. Abweichungen in Querrichtung werden durch die in der Anlage vorhandenen Kompensationssysteme im Wesentlichen ausgeregelt. Verbessert wird das Dickenprofil durch Maßnahmen wie „Walzenbombage“, „Roll-Bending“ und „Walzenverschränkung“ sowie Anblasvorrichtungen für eine zonenweise Dickenkorrektur. Abweichungen in Längsrichtung entstehen in der Regel durch ein zu hohes Spiel im Lager der Kalanderwalzen, durch Rundlauffehler oder durch Geschwindigkeitsschwankungen ab der letzten Kalanderwalze. Unabhängig davon können auch schwankende Belastungen im Walzenspalt die Ursache sein. Darüber hinaus können so genannte Fließlinien auftreten – eine linienförmige Verdickung schräg zur Laufrichtung. Auf Grund der unterschiedlichen Lichtbrechung beeinflussen die ca. 10 μm dicken Erhebungen die optische Qualität der Folie. Fließlinien entstehen durch Inhomogenitäten der Polymerschmelze in der Walzenvorlage (Knet), die wiederum ihre Ursache in Durchsatzschwankungen und Temperaturunterschieden haben. Die derzeitigen Grenzwerte für Dickenabweichungen verschiedener Anwendungstypen liegen für

Foliendicke und Dickenschwankung Die Foliendicke wird im Kalander über die Walzenanstellung eingestellt. Bei Verpackungsfolien liegt die Dicke in der Regel im Bereich von 100 bis 800 μm. Gemessen

Folienrezeptur

Thermo-Stabilisatoren

Anwendungshilfsmittel UV-Stabilisatoren

intern und extern wirkende Gleitmittel

PVC S, M, E

Kalandrierhilfsmittel

Schlagzähkomponente Farbmittel Antistatitka Antiblockmittel, Mattierung, Flammschutz Hochtemperaturkomponenten SAN und ABS

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Aufbau einer PVC-U-Rezeptur

Grenzwerte für Dickenabweichungen Foliendicke unter 100 μm unter 200 μm unter 400 μm über 400 μm

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maximale Dickenschwankungen bei Verpackungsfolien Folien für Kredit- und Kundenkarten ± 10% ± 7% ± 10% ± 5% ± 7% ± 3% ± 5% ± 3%

Hart-PVC-Folien werden grundsätzlich in den Oberflächen glänzend, matt und geprägt produziert. Diese Oberflächengestaltung wird erreicht durch matte oder glänzende Walzenoberflächen bzw. durch eine separate Prägevorrichtung, durch Mattierungsmittel in der Rezeptur sowie durch die Temperaturführung auf den letzten Kalanderwalzen und im Abzug. Besonders für Druckfolien ist die Homogenität der Oberfläche von entscheidender Bedeutung, da sie spezifische Eigenschaften für die verschiedenen Druckverfahren aufweisen muss. Für Siebdruck und UV-Offsetdruck sind glänzende, matte und geprägte Folien geeignet. Im Offsetdruck mit oxidativ trocknenden Farben kommen besonders matte Folien und im Tiefdruck vor allem glänzende Folien zur Anwendung.

Folienschrumpf Als Schrumpf bezeichnet man die Längen- bzw. Breitenänderung einer Folie infolge Wärmeeinwirkung. Der Schrumpf kann beeinflusst werden durch • die Temperatur- und Geschwindigkeitsführung im Abzug nach dem Kalander, • die Glastemperatur beeinflussende Zusätze und Additive, • das Streckverhalten beeinflussende Additive, • konstruktive Maßnahmen zur Relaxationsminderung. Die Ursache des Schrumpfes liegt in der Dehnung der Folie oberhalb der so genannten Glastemperatur, die den relativ schmalen Übergangsbereich zwischen Härte und Elastizität markiert. Durch die Dehnung werden die Molekülketten orientiert und durch die dann folgende Abkühlung unterhalb der Glastemperatur „eingefroren“. Bei einer späteren Wiedererwärmung oberhalb der Glastemperatur wer-

Kunststoffe | Herstellung

100 % 75

160 ˚C 120

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5 Transparenz (%) verschiedener Kunststoff-Folien, bezogen auf PMMA (100%): 1 PP-Random-Copolymer, 2 PVC schlagzäh modifiziert, 3 PETG, 4 Hart-PVC, 5 PC, 6 PS (Styrolux), 7 PMMA schlagzäh modifiziert, 8 PMMA

6 Wärmeformbeständigkeit verschiedener Polymere gemäß ihrer Vicat-Erweichungstemperatur (°C): 1 PP, 2 APET, 3 PETG, 4 PVC schlagzäh modifiziert, 5 Hart-PVC, 6 PS, 7 PMMA, 8 PC

den die eingefrorenen Spannungen wieder frei, und die Molekülketten nehmen ihre ursprünglich vorhandene Konfiguration wieder ein. Die dabei entstehenden Rückstellkräfte machen die anfängliche Deformation wieder rückgängig (Schrumpfkräfte).

lauf genannt – aufweisen. Solche Temperaturdifferenzen können ebenso zu Ausdehnungen über die Folienbreite führen, genau wie unterschiedliche Dehnprozesse, infolge von Nichtparallelitäten einzelner Walzen und Walzenrundlauffehlern. Diese Fehler wirken bevorzugt auf den Rand der Folienbahn, sodass im Extremfall die Foliennutzen am Rande nicht mehr für die Weiterverarbeitung geeignet sind. Zu große Verweilzeitspektren infolge ungünstiger Strömungsprozesse im Plastifizieraggregat oder im ersten Walzenspalt führen ebenfalls zu stark unterschiedlichen thermischen Beanspruchungen der Folienteile und verursachen unterschiedlichen thermischen Abbau. Die sich daraus ergebenden Inhomogenitäten in der Molekülstruktur bewirken unterschiedliche Festigkeitswerte bei Dehnung oder Biegung der Folie. Das kann z.B. zum Abriss oder zur Lochbildung beim Querverstrecken der Folie führen.

Transparenz Eine wichtige optische Eigenschaft von Folien ist die Transparenz (Abb. 5). Sie charakterisiert die Durchsichtigkeit der Folie und die so genannte Konturengenauigkeit, d.h. die Erkennbarkeit hinter der Folie liegender Konturen, z.B. von Packstoffen oder Schriftzügen. Beeinflusst wird die Transparenz durch die Rezepturgestaltung, die Oberflächen der letzten Kalander- und ersten Abzugswalzen sowie durch die Temperaturführung dieser Walzen. Die Transparenz mindernde Folienfehler sind z.B. die oben genannten Fließlinien, die als kurzwellige Dickenschwankung zu optischen Verzerrungen führen.

Schlagzähigkeit und Steifigkeit Folienhomogenität und Planlage Unter Folienhomogenität versteht man die Gleichmäßigkeit bestimmter optischer und mechanischer Folieneigenschaften, die besonders für weiterverarbeitende Prozesse wie z.B. Recken, Bedrucken oder Tiefziehen von Bedeutung sind. Temperaturdifferenzen über die Walzenbreite und in Walzenumlaufrichtung bewirken Dickenänderungen in Form von Planlagefehlern, sodass beispielsweise Formatbogen nicht eben liegen oder Rollen beim Abwickeln Abweichungen von der Längsrichtung – Säbel bzw. Bogen-

Folien sind bei der Weiterverarbeitung oder beim Gebrauch oft mechanischen Stoßbeanspruchungen ausgesetzt. Der Widerstand, den die Folie solchen Belastung entgegensetzt, wird Schlagzähigkeit genannt. In der Regel unterscheidet man zwischen spröden, halbschlagzähen, schlagzähen und hochschlagzähen Folien. Die Schlagzähigkeit wird durch geeignete Schlagzäh-Modifier wie MBS, CPE, ABS oder Acrylat variiert. Deren Wirkung ist umso höher, je höher der K-Wert des jeweiligen PVCs ist. Die optimale Plastifizie-

7 Barriereeigenschaften verschiedener Kunststoffe, bezogen auf Hart-PVC = 1, gegenüber Wasserdampf und Sauerstoff

8 Lage der Permeationskoeffizienten von Polymeren für Sauerstoffpermeation [cm3 μm m–2 d–1 bar –1] und Wasserdampfpermeation [g μm m–2 d–1]

rung und Kalandrierung bezüglich Homogenisierung und Temperaturregime sind ebenfalls bedeutsam für die Einstellung einer bestimmten Schlagzähigkeit. Die Steifigkeit einer Folie hängt von ihrem E-Modul (Elastizitätsmodul) und ihrer Dicke ab. So müsste beispielsweise eine PVC-Folie durch eine PP-Folie von 1,3-facher Dicke ersetzt werden, um die gleiche Biegesteifigkeit wie die PVC-Folie zu erhalten.

Temperaturbeständigkeit (Vicat) Für die Weiterverarbeitung und Anwendbarkeit von Folien in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie ist die Wärmeformbeständigkeit, z.B. für Mikrowellengeschirr oder für Sterilisationsprozesse, von wichtiger Bedeutung. In Abbildung 6 sind die so genannten Vicat-Erwei-

chungstemperaturen verschiedener Polymere dargestellt. Herausragend für solche Eigenschaftsprofile sind Polycarbonate geeignet.

Barriereeigenschaften Je höher die Barrierewirkung einer Folie (Abb. 7), umso geringer ist ihrer Durchlässigkeit (Permeabilität) gegenüber bestimmten Medien. Bewertet wird die Barrierewirkung auf Grund des Durchlasses (Permeation, Abb. 8) eines Gasvolumens („Gasdurchlässigkeit“) oder einer Dampfgewichtsmenge (z.B. „Wasserdampfdurchlässigkeit“), die bei festgelegtem Druckgefälle des Gases oder Dampfes innerhalb eines Tages durch einen Quadratmeter der Folie bei vorgegebener Dicke hindurchgeht. Frank Waßmann (Klöckner Pentaplast GmbH, Montabaur)

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Kunststoffe | Vielseitigkeit

Polyester – ein Beispiel für Vielseitigkeit Die Kunststoffgruppe der Polyester hat in den letzten Jahren in viele Bereiche des Verpackungs-, Werbemittel- und Datenträgerdrucks Eingang gefunden. Gegenüber den am häufigsten verwendeten PVC- und Polypropylen-Substraten fallen Polyester durch viele Modifikationen auf, die sich für die unterschiedlichsten Druck- und Verpackungsanwendungen eignen – und sogar als Substrat für elektrisch leitfähige Farben.

Ester ist die Kurzform des Trivialnamens Essig-Ether, das eigentlich Ethylacetat heißt. Polyester sind thermoplastische Polymere, die in ihrem Hauptkettenmolekül die „Esterbindung“ –[–CO–O–]– aufweisen. Thermoplastisch heißt, dass sich diese Polymere in einem höheren Temperaturbereich verformen lassen und nach Abkühlung die neue Form behalten. Hergestellt werden Polyester in verschiedenen Polykondensationsverfahren, je nach chemischer Zusammensetzung.

Polyethylenterephthalat (PET, PETB) Das bekannteste und vielseitigste Polyester ist PET. Es wird aus den Monomeren Terephthalsäure und Ethylenglykol gewonnen. Teilkristalline PET-Moleküle (CPET) sind linear ohne seitliche Vernetzungen aufgebaut – ideal für knitterfreie, reißfeste und witterungsbeständige Gewebe wie Trevira oder Fleece,

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aber auch für Tennisschlägersaiten. Aus farblos-klartransparentem, amorphem PET (APET) bestehen Folien mit einer Dicke von 1 μm bis hin zu Kinofilm; als Magnetbandmaterial hat PET ausgedient. Aus APET bestehen ebenfalls spritz- oder streckgeblasene Behältnisse, z.B. die PET-Mehrweg-Getränkeflaschen. Diese werden allerdings immer mehr durch Polyethylennaphthalat (PEN) ersetzt. Ihre hohe Reißfestigkeit sowie Wärme-, Gas- und Wasserundurchlässigkeit bei geringer Dicke macht APET-Folien zu idealen Barriereschichten in Folienverbunden für aromadichte Lebensmittelbeutel, die sich problemlos im Flexoverfahren bedrucken lassen. Biaxial gereckte APET-Beschichtungen (BOPET, DuPont Mylar) isolieren sogar Astronautenanzüge. APET-Folienbogen, eventuell mit unterschiedlich glänzender Oberfläche vorn und hinten, eignen sich

Eine Auswahl von CDs und DVDs aus Polycarbonat, die sechsfarbig im Wasserlos-UV-Offset mit der KBA-Metronic CD-Print bedruckt wurden

sehr gut für den Laserund Inkjet-Digitaldruck, z.B. für Projektionsfolien und Point-ofSale-Werbung. Verstärkt werden sie auch im UVOffsetdruck (nass und wasserlos) eingesetzt. APET, besser noch mit Glykol coextrudiertes PET (PETG) stellt darüber hinaus die Basis für Lentikularfolien. Vorderseitig besitzen sie schmale Linsenstreifen, rückseitig erfolgt die hochpräzise Bedruckung im Bogenoffset mit Wasserlos-, UVoder UV-Wasserlos-Farben. Im Druck sowohl auf glatten PET-Folien als auch Lentikularfolien haben sich Mini-Movie auf PET-Lentikularfolie, gedruckt im wasserlosen Anwender der KBA Bogenoffset auf einer 74 Karat von KBA Rapida 74 UV und 105 UV, Rapida 74 G, 74 Karat und der KBAMetronic Genius 52 UV einen Bank- und Kundenkarten – eine der KBA-Metronicbeachtlichen Marktanteil erobert. Domäne In der boomenden Produktion von Maschinen – dient APET als Laminierfolie. PETG wird außerdem für schrumpffähige Wickeletiketten verwendet. Getränkeflaschen und Sleeve-Etiketten bestehen heute oft aus PET oder PEN Quer oder längs gerecktes PETG

Kunststoffe | Vielseitigkeit

Polybutylenterephthalat (PBT)

AttoP-Check ist ein vorproduziertes PETEtikett, das auf klartransparente Verpackungsfolien appliziert wird. Die NanoInk reagiert optisch durch starke Verfärbung, sobald sich der darunter liegende Packungsinhalt leicht verfärbt. Der Papierhersteller Mondi produziert und verwendet solche Tags, die auf korrekte Papierfeuchte geeicht sind, für größere Papierchargen. Fotos: Attophotonics.com

erlaubt das vollständige Umhüllen beliebig geformter Behältnisse wie Weinflaschenköpfe oder Konservengläser mit Folienetiketten (Full Body Sleeves, Wrap-around Labels, Shrink Sleeves), die im Flexodruck rückseitig bedruckt werden (Konterdruck). Wie PVC und Polypropylen kann auch APET bzw. der APET-Verbund mit Polyethylen für Tiefziehbehältnisse verwendet werden. In der Coextrusionsfolge PETG–APET– PETG entsteht GAG-PET, das den Blisterkörper von Durchdrückverpackungen bildet, z.B. für Tabletten, aber auch für kleine Gegenstände. Dann besteht der Verschluss der Blisterpackung aus 4/1-farbig bedrucktem Chromolux-Karton, die Vorderseite wird mit heißsiegelfähigem Blisterlack veredelt. Durch Coextrusion von APET mit Isophthalsäure-haltigem PET (PETIP) werden siegelfähige Folien hergestellt, die meistens zu metallisierten Verbunden verklebt werden, z.B. für aromadichte Kaffeeverpackungen.

PBT wird für Spritzgussteile verwendet, die eine hohe Maßstabilität und geringen Reibungsverschleiß bieten müssen, z.B. Bedienelemente in Fahrzeuginnenräumen oder Elektrikbauteile. Die Wärmeschockbeständigkeit macht PBT zum Werkstoff für Kaffeemaschinen und Dampfbügeleisen. In Faserform begegnet uns PBT als Borsten von Zahnbürsten oder als Ummantelung von Lichtwellenleitern – und somit auch in den Kabeln für die Vernetzung von Druckmaschinen-Leitständen – sowie in Coextrusion mit CPET als Stretchcord für Hosen. Seit kurzem findet PBT Anwendung als Nanofüllstoff. In transparenten Folienbahnen, die durch Recken opak werden sollen, dienen die Nanopartikel als Kavitationsmittel. Dabei füllen sie die entstehenden Hohlräume und verhindern, dass die Folienhohlräume zum Festigkeitsverlust führen. Manche opake Folie für den UV-Offsetdruck enthält also PBT. In Spritzgussteilen wirken sich PBT-Nanopartikel als Fließmittel aus, d.h. sie verbessern das Fließverhalten erhitzter Thermoplaste, die dadurch zu filigraneren und geschmeidigeren Teilen verarbeitet werden können.

Polycarbonat (PC) PC ist das teuerste Polyester. Es wird aus dem giftigen Kohlenoxiddichlorid (Phosgen) und einem Glykol hergestellt. Alle CDs, DVDs und Bluray-Discs bestehen aus PC, weil dieses Polyester besonders klartransparent ist und ein fehlerfreies Beschreiben der Datenschicht auch

Zurzeit lassen sich noch nicht alle Bestandteile eines RFID-Transponders drucken

durch das Polymer hindurch erlaubt. Das schnellste Dekorationsverfahren für diese Scheiben ist der wasserlose UV-Offsetdruck, mit dem sich zugleich eine fotorealisitische Bildqualität erzielen lässt. KBAMetronic bietet mit den zonenschraubenlosen Maschinen CDPrint (6000 sechsfarbige Discs/ Stunde) und Premius (7200 vierfarbige Discs/Stunde) zwei optimale Lösungen für diesen Markt. Fotorealistische Bedruckung schafft zwar auch der Thermo-Retransferdruck, der aber zu langsam ist. Sieb- und Inkjet-Druck bleiben in Geschwindigkeit und Qualität hinter dem Wasserlos-UV-Offset zurück. In der Druckvorstufe ist Polycarbonat für die durchsichtigen und durchgefärbten Gehäuse der AppleRechner bekannt. Auf Grund seiner perfekten Transparenz hat PC das Polymer Polymethylmethacrylat (PMMA, Plexiglas) in vielen Anwendungsgebieten verdrängt.

Bedruckung mit elektrisch leitfähigen Polymeren Je nach Anwendungsziel sind Polyester – nämlich die flexiblen PET und PEN sowie das starre PA – neben Papier die bevorzugten Bedruckstoffe für die aufstrebende Technologie des industriellen Drucks mit elektrisch leitfähigen Druckfarben. Diese „Druckfarben“ sind selbst spezielle Polymere, deren teilweise ionischer Aufbau für den Elektronentransport sorgt – man spricht von „Ionomeren“ oder „Organic Electronics“. Ein solches viel versprechendes Copolymer ist PEDOT:PSS, das aus den beiden Ionomeren Polyethylendioxythiophen und Polystyrensulfonat besteht. PEDOT:PSS erscheint derzeit am besten geeignet für das Verdrucken im Bogen- oder Schmalbahnoffset, weil es auch mit einer geringeren Zügigkeit als pastöse Offsetfarbe zuverlässig aufgebracht werden kann und feine Strukturen korrekt abbilden kann. Erfolgreich sind auch schon Versuche verlaufen, bei denen PEDOT:PSS dem Feuchtmittel beigemischt wurde und die Farbwerke leer mitliefen.

Ein HDTV-Flachbildschirm von Samsung, aufgebaut nicht aus FlüssigkristallPolymeren, sondern Aktivmatrix-OLEDs auf PET-Träger – eine Perspektive für den Bogenoffset? (Foto: Aving.net)

So wurden die nichtdruckenden Aluminiumoxidpartien der Druckplatte plötzlich zu den druckenden Partien, wobei der PEDOT:PSSAnteil über ein spezielles Drucktuch vollständig auf das Substrat übertragen wurde. Allgemeines Ziel der gedruckten Elektronik ist die eminente Senkung der Stückkosten gegenüber Silizium-Wafers und FlüssigkristallPolymeren. So stehen bislang vor allem die Kosten für Herstellung und Applikation einer breiten Einführung der Funketiketten (RFID – Radio Frequency Identification) im Wege. Noch werden nur die trivialen RFID-Komponenten – Elektroden und Bipol-Antenne – gedruckt. Kompliziertere elektronische Bauteile wie Transistoren, Dioden, Kondensatoren, Oszillatoren, Schaltkreise, Stromversorgung oder Licht aussendende (OLED: Organic Light Emitting Diodes, z.B., für Logos, Schriftzüge oder Displays) bzw. Licht absorbierende Strukturen (OPV: Organic Photovoltaics, also Fotozellen) müssen im Druck mehrschichtig aufgebaut werden. Dieter Kleeberg

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Kunststoffe | Bedruckstoffe

In-mould Labels aus Polypropylenfolie im Bogenoffset In-mould Labels (IML) sind kostengünstig produzierte Etiketten zum Dekorieren von Behältern und Deckeln. Anders als Selbstklebeetiketten sind sie unablösbar in die Oberfläche des Objekts integriert. In den meisten Fällen werden IML im Bogenoffset gedruckt, sodass eine maximale Druckqualität auch in diesem Segment des Etikettenmarkts zur Verfügung steht. Aus Sicht der Treofan GmbH werden Herstellung und Wahl von IML-Folien erläutert.

Die meisten Spritzgussbehälter für Eiscreme und Salate erhalten eine Dekoration mit der IML-Folie Treofan Decor EUH. Die fünfschichtig aufgebaute, beidseitig Corona-vorbehandelte Folie hat eine Dichte von nur 0,55 g/cm³, besitzt sehr gute antistatische Eigenschaften und ihr Verhalten beim Spritzguss ist unterschiedlich. Ihr Zellstrukturkern ist in zwei weiße OPP-Zwischenschichten eingebettet

Unter IML ist im Allgemeinen ein Prozess zu verstehen, bei dem ein durch Spritzguss, Blasformen oder Thermoformen hergestellter Behälter bereits in seiner finalen Form mit einem Etikett versehen wird. Durch die besonderen Eigenschaften der Oberfläche des IML verbindet sich dieses permanent mit dem Behälter und ist im Normalfall nicht mehr ablösbar.

lohnt sich auch bei Folien für IML ein Aggregat, dass die Folienrolle vor der Anlage zu Bogen schneidet. Tiefdruck wird meistens dort verwendet, wo Massenauflagen gedruckt werden, z.B. bei Etiketten für Margarineverpackungen. Mittelgroße Auflagen gehen oft in den Rollenoffset. Das Stanzen erfolgt je nach Druckverfahren inline oder offline.

Etikettendruck

Folienherstellung

IML können in verschiedenen Verfahren bedruckt werden: • Bogenoffset mit oxidativ trocknenden oder UV-härtenden Farben, • Tiefdruck, • Schmalbahn-Rollenoffset mit UVFarben, • Flexodruck mit UV-Farben, • Buchdruck mit Fotopolymerplatten und oxidativ trocknenden oder UV-Farben. Die Reihenfolge entspricht in etwa der Häufigkeit des angewandten Druckverfahrens. Der Bogenoffset wird besonders häufig wegen der guten Kombinierbarkeit verschiedener Motive auf einem Druckbogen und wegen der sehr guten fotorealistischen und Detailwiedergabequalität des Druckbilds genutzt. Auf Grund preisgünstigerer Rollenware

Die Verwendung von Polypropylenfolien – genauer gesagt OPP („orientiertes“, d.h. gerecktes oder verstrecktes PP) und CPP (Cast PP) – für die Dekoration spritzgegossener Verpackungen hat in den letzten 15 Jahren ein enormes Wachstum gezeigt. In der Mehrzahl werden OPP-Folien eingesetzt, die manchmal auch für besonders große Etiketten, z.B. für Farbeimer, zur Anwendung kommen.

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Im Falle von CPP-Folien wird eine ein- oder mehrschichtige PP-Folie mittels Extrusion durch eine Schlitzdüse hergestellt. Die Folie wird besäumt und danach üblicherweise mittels Corona-Vorbehandlung für die Bedruckung vorbereitet. Danach wird diese Folie aufgewickelt und in einem nachgeschalteten Schneidprozess auf die von den Kunden gewünschte Breite zugeschnitten. Die üblichen Foliendicken liegen im Bereich von 80 bis 100 μm. Die Herstellung einer OPP-Folie ist weitaus komplexer. Zunächst wird,

ähnlich einer CPP-Folie, mittels Extrusion eine mehrschichtige PPFolie erzeugt. Bei den IML-Folien werden üblicherweise drei bis fünf Schichten zusammen extrudiert. Die verschiedenen Schmelzströme werden bereits in der Düse zusammengeführt und gemeinsam auf eine Kühlwalze abgelegt. Nachdem die so genannte Vorfolie durch Abkühlung verfestigt wurde, wird diese wieder auf eine definierte Temperatur aufgeheizt und in Längsrichtung verstreckt. Das Verstrecken erfolgt durch Walzen, die mit unterschiedlicher Oberflächengeschwindigkeit rotieren. Üblicherweise wird die Folie um einen Faktor vier bis fünf in Längsrichtung verstreckt. Dementsprechend reduziert sich die Foliendicke. Nach dem Verstrecken in Längsrichtung erfolgt das Verstrecken in Querrichtung. Zu diesem Zweck wird die Folie in einen so genannten Stenter eingebracht, wo sie an beiden Kanten durch eine Kluppenkette gehalten wird. Zunächst wird die Folie unter Beibehaltung der Breite wieder aufgeheizt. Nach dem Erreichen einer konstanten Temperatur erfolgt eine Querverstreckung um den Faktor acht bis zehn. Bei Treofan werden die IML-Folien üblicherweise in einer Breite von sieben Metern hergestellt. Nachdem die Folie verstreckt wurde, erfolgt ihre Stabilisierung, um Spannungen in der Folie abzubauen, und ihre Abkühlung, da die Folie kurz danach mit Walzen in Berührung kommt.

Typische Produkte, die in IML-dekorierte Behälter verpackt werden Behälterformgebung

Food-Produkte

Non-Food-Produkte

Spritzguss

Margarine, Butter, Käse, Joghurt, Quark, Eis- und Nusscreme, Salate, Desserts, Trockensuppen

Anstreichfarbe, Waschmittel, Gartenprodukte

Blasformen

—

Weichspüler, Kosmetik, Autopflegeprodukte

Thermoformen

Joghurt, Käse (in Entwicklung)

—

Anforderungen an die Wechselwirkungen von IML-Folien und Druckfarben zwischen Folie und Formgebung: • Produktanwendung • Form • Kühlung

zwischen Folie und Druck • Register • Planlage • Temperatur • chemische Verträglichkeit

zwischen Druck und Formgebung • Vereinzelbarkeit • elektrostatische Aufladung • Wärmebeständigkeit • Design

Kunststoffe | Bedruckstoffe

IML-Folienprogramm Treofan Decor für PP- und PE-Spritzgussbehälter Produkt

optische Eigenschaften

Foliendicke

Flächenmasse

OPP-Folien EUH* EWR ETR

opak/weiß, glänzend/matt weiß, glänzend/matt glänzend, transluzent

50 bis 90 μm 57 μm 57 μm

27,5 bis 49,5 g/m² 54,7 g/m² 54,7 g/m²

CPP-Folien CWD CTD

weiß transparent

80 und 100 μm 82 μm

74,2 und 92,8 g/m² 72,2 g/m²

wendet werden, die möglichst keine Rollneigung verursachen. Diese Spritzgussbehälter und -deckel für Eiscreme wurden mit der IML-Folie Treofan Decor ETR dekoriert. Die dreischichtig aufgebaute, beidseitig Corona-vorbehandelt Folie hat eine Dichte von 0,91 g/cm³ und besitzt einen transparenten OPP-Kern

Um die Bedruckbarkeit zu gewährleisten, wird die Oberfläche der Folie mittels Corona-Entladung auf eine Oberflächenspannung von ca. 40 mN/m vorbehandelt. Es folgen das Aufwickeln der Folie als Maschinenrolle und ein nachgeschalteter Schneidprozess, um Rollen in der gewünschten Breite für die Druck- bzw. Bogenschneidbetriebe herzustellen.

Eigenschaften von Folien für die IMLAnwendung OPP-Folien für den Anwendungsbereich IML stellen besondere Anforderungen an das Eigenschaftsprofil. Im Gegensatz zur Verwendung von OPP-Folien als Verpackungsmaterial werden IML-Folien oft als Zuschnitt (Bogen) oder Einzeletikett verwendet. Deswegen besitzen IML-Folien meistens eine höhere Dicke (57 bis 90 μm) als übliche OPP-Verpackungsfolien. Weiterhin müssen

sich die IML-Bogen bzw. -Etiketten gut vereinzeln lassen. Dies wird in der Regel dadurch erreicht, indem typische IML-Folien meistens eine glänzende und eine matte Seite aufweisen. Durch die matte Folienseite kann Luft viel leichter zwischen die Oberflächen gelangen, was das Entstapeln wesentlich erleichtert. Weiterhin reduziert die Mattschicht zusammen mit der Ausrüstung der Folie mit spezifischen Additiven die durch das Trennen der Oberflächen erzeugte statische Aufladung. Die Forderung nach möglichst flach liegenden Etiketten, also nach minimaler Rollneigung, erfordert außerdem eine spezielle Auswahl der Rohstoffe für die verschiedenen Schichten sowie eine genaue Abstimmung der Schichtdicken zueinander. In diesem Zusammenhang muss beim Bedrucken auch darauf geachtet werden, dass Druckverfahren sowie Farbsysteme ver-

Aufbau einer fünfschichtigen IML-Folie: Die Oberfläche (1) ist für den Glanz, das Antistatikverhalten und – mittels Corona-Vorbehandlung – die Haftung der Druckfarben und eventuell der Metallisierungsschicht verantwortlich. Die beiden Zwischenlagen (2, 4) bestimmen zusammen mit dem Kern (3) den Weißgrad, die Opazität und die Dichte und somit auch die Festigkeit und Biegesteifigkeit der Folie. Die Unterseite (5) haftet selbstklebend auf dem Behälter

Wahl der IML-Folie Der Verfahrensschritt der Behälterherstellung wird in besonderem Maße durch die Wahl der IML-Folie beeinflusst. Bei spritzgegossenen Behältern orientiert sich die Wahl des geeigneten Folientyps im Wesentlichen an den Forderungen nach dem Aussehen der etikettierten Oberfläche (glänzend oder matt) sowie an der Beeinflussung der Behälterform. Behälter mit hochglänzenden Etiketten können nur hergestellt werden, wenn eine so genannte massive OPP-Folie (z.B. EWR, ETR) oder CPP-Folie (CWD, CTD) verwendet wird. Besonders die OPP-Folien haben aber in diesem Fall den unerwünschten Nebeneffekt, dass bei nicht symmetrischen Behältern mit geringer Wanddicke ein starker Verzug nach dem Spritzgießen zu beobachten ist. Um dies zu verhindern, werden Folien mit Zellstruktur (EUH) eingesetzt. Diese haben allerdings die Nebenwirkung, dass damit keine hochglänzenden Etiketten kreiert werden können, sondern nur matt-raue Oberflächen. Aus der Not dieser Orangenhautbildung macht das Marketing eine Tugend und spricht von „Soft Touch“-Oberflächen. PP-cast-Folien zeigen kaum einen Einfluss auf den Verzug eines spritzgegossenen Behälters. Sie werden allerdings wegen ihrer höheren Dicke und des damit verbundenen höheren Flächengewichts seltener für Lebensmittelbehälter, sondern eher für sehr große Behälter wie Farbeimer von 5 bis 25 Liter Fassungsvermögen eingesetzt. Auf Grund des geringeren Druckes bei der Formung geblasener Behälter wie HDPE- oder PP-Flaschen wer-

den für diesen Prozess meistens Folien verwendet, die mit einem spezifischen Siegellack beschichtet sind. Dieser Siegellack wird zusätzlich noch in einem bestimmten Muster aufgebracht, um das Entweichen der Luft zwischen dem geblasenen Behälter und dem Etikett zu fördern. Versuche, diesen Effekt mit einer OPP- oder CPPFolie, die für die Spritzgussanwendung ausgelegt wurde, zu erzielen, haben bisher zu keiner verlässlichen Lösung geführt. Die Treofan GmbH verfügt mit UND jedoch über ein Entwicklungsprodukt, bei dem die Entlüftung mittels Luftdurchlässigkeit der Folie erzeugt wird. Außerdem braucht diese Folie keine Beschichtung. Bei thermogeformten Behältern bestehen ähnliche Probleme wie beim Blasformen. Es war in der Vergangenheit sehr schwierig, die Luft zwischen dem geformten Behälter und der Etikettenoberfläche zu verdrängen. In früheren Versuchen wurde dies durch Perforieren des Etiketts erreicht. Dies erforderte jedoch einen zusätzlichen Verarbeitungsschritt und hatte den Makel, dass die erzeugte Perforierung nachträglich sichtbar blieb. Seit 2006 gibt es jedoch neue Ansätze in diesen Bereich. Durch Optimierung des Tiefziehprozesses und Verwendung einer Folie mit Zellstruktur und einer modifizierten Siegelschicht konnte eine Blasenfrei-IML-Etikettierung erzielt werden. Dabei ergibt sich jedoch wiederum eine matte Etikettenoberfläche mit Orangenhaut. Bei der Verwendung einer luftdurchlässigen Folie wie Treofan UND kann jedoch auch ein glänzendes Etikett bei Verwendung geeigneter Lacke erzielt werden. Wilfrid Tews (Treofan GmbH, Neunkirchen und Raunheim)

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Kunststoffe | Oberflächenspannung

Einfaches Bestimmen der Oberflächenspannung an Folien Die Bedruckbarkeit einer Folie hängt entscheidend von ihrer Oberflächenspannung ab. Um Druckfarbe annehmen zu können, muss die Oberflächenspannung der Folie höher sein als die der Farbe. Mit einfachen Methoden lässt sich schnell feststellen, ob die Oberflächenspannung der Folie ausreichend hoch ist.

keit gezogen, dass ein Flüssigkeitsfilm daran haften bleibt. Die Zugkraft wird allmählich erhöht, bis der Flüssigkeitsfilm abreißt. Aus der maximalen Zugkraft, den Abmessungen des Eintauchkörpers und der Dichte der Flüssigkeit lässt sich die Oberflächenspannung berechnen.

Messverfahren für Festkörper

Die Kohäsionskräfte zwischen den Teilchen im Innern einer Flüssigkeit befinden sich in einem energetischen Gleichgewicht, an der Oberfläche jedoch nicht (Grafik:Schmid Rhyner)

Die Oberflächenspannung charakterisiert das Verhalten einer Grenzfläche zwischen einer Flüssigkeit (z.B. Wasser) oder einem Festkörper (z.B. Folie) und einem Gas (z.B. Luft) und wird deshalb auch Grenzflächenspannung genannt. Dieses Phänomen zeigt sich u.a. im Bestreben von Flüssigkeiten, ihre Oberfläche zu verringern. Die Folge davon ist, dass Flüssigkeitstropfen ohne äußere Krafteinwirkung – wie z.B. im freien Fall – annähernd die Form einer Kugel annehmen.

Atomare Wechselwirkungen Zwischen den benachbarten Teilchen wirken anziehende und abstoßende Kräfte, so genannte Kohäsionskräfte. Diese Kräfte unterliegen im Inneren einer Flüssigkeit Wechselwirkungen in alle Raumrichtungen. Dies gilt für die Teilchen an der Oberfläche nicht, da sie weniger Bindungsnachbarn haben als die Teilchen im Inneren. Die Bewegung der Teilchen innerhalb einer Flüssigkeit ist energetisch neutral, bei der Bewegung an die Oberfläche müssen Bindungen durch Energie getrennt werden. Wird die Oberfläche einer Flüssigkeit vergrößert, muss demzufolge

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Über die Young’sche Gleichung lässt sich aus dem Kosinus des Kontaktwinkels die Oberflächenspannung des Festkörpers (Solid) berechnen

Arbeit verrichtet werden. Die Arbeit zur Vergrößerung der Oberfläche ist abhängig von der Oberflächenspannung der Flüssigkeit. Das Verhältnis aus der verrichteten Arbeit und der daraus resultierenden Oberflächenvergrößerung ist die Oberflächenspannung (Formelzeichen „sigma“) σ = Δ W / ΔA mit der gebräuchlichen Maßeinheit mN/m (Millinewton pro Meter), was den SI-Einheiten 0,001 kg m/s² bzw. mJ/m² (Millijoule pro Quadratmeter) entspricht. Wasser hat bei 20 °C eine Oberflächenspannung von 72,8 mN/m, Quecksilber 484 mN/m und Isopropanol 21,7 mN/m. Die Oberflächenspannung ist temperaturabhängig und nimmt im Allgemeinen mit steigender Temperatur ab. Grenzflächenaktive Substanzen wie z.B. Tenside im Feuchtmittelzusatz setzen die Oberflächenspannung der Flüssigkeit herab, um so die Benetzung der Offsetdruckplatte zu verbessern.

nierter Art und Weise vergrößert und die dabei verrichtete Arbeit bestimmt wird. Beispiele dafür sind die Ringmethode nach Pierre Lecomte du Noüy, die Plattenmethode nach Wilhelmy und die Bügelmethode nach Philipp Lenard. Bei allen drei Methoden wird ein Körper (Ring, Platte oder Bügel) in die Flüssigkeit eingetaucht. Danach wird der Körper so aus der Flüssig-

Die Oberflächenspannung von Festkörpern ist ebenfalls nur indirekt bestimmbar. Bei der Kontaktwinkelmethode wird der Festkörper mit zwei verschiedenen Flüssigkeiten bekannter Oberflächenspannung benetzt. Häufig werden dafür Wasser und Methyleniodid eingesetzt. In der in der Grafik aufgeführten Young’schen Gleichung stehen die Indizes S und L für „Solid“ (Festkörper) und „Liquid“ (Flüssigkeit); die Formelzeichen σS und σL beschreiben die Oberflächenspannungskomponenten der beiden Phasen; γSL gibt die Grenzflächenspannung zwischen den beiden Phasen wieder, und θ steht für den Kontaktwinkel, der dem Winkel zwischen den Vektoren σL und γSL entspricht. Zur Bestimmung der Ober-

Messverfahren für Flüssigkeiten In den meisten Fällen beruht die Messung der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten darauf, dass die Oberfläche der Flüssigkeit in defi-

Damit eine ungeformte Flüssigkeit L die geformte Oberfläche eines Festkörpers S durch Spreiten benetzen kann, muss die Oberflächenspannung des Festkörpers größer als die der Flüssigkeit (Schema unten) sein,sonst perlt sie ab (Schema oben) (Grafik:Weilburger Graphics)

Kunststoffe | Oberflächenspannung

Ein handelsübliches Kamera-Kontaktwinkelmessgerät ist das Pocket Goniometer PG-2 der schwedischen Firma Fibro Systems

flächenenergie werden verschiedene Ausgangsgleichungen für γSL mit der Young’schen Gleichung kombiniert, wodurch sich cosθ als Funktion der Phasenoberflächenspannungen darstellen lässt. Dadurch entsteht ein Gleichungssystem, mit dem die Oberflächenspannung des Festkörpers berechnet werden kann. Für die einfache und schnelle Bestimmung von Kontaktwinkeln werden am Markt Goniometer angeboten. Diese Winkelmessgeräte bestehen aus einem System zur Injektion der Prüfflüssigkeiten und einer Kamera, die den Tropfenquerschnitt vermisst. Ausgegeben werden die daraus berechneten Randwinkelwerte. Ein Randwinkel von 0° entsteht, wenn die Flüssigkeit „spreitet“, d.h. wenn eine vollständige Benetzung des Festkörpers vorliegt. Bei einem Randwinkel zwischen 0° und 90 ° spricht man von einer guten Benet-

zung, und bei einem Randwinkel zwischen 90° und 180° liegt eine schlechte Benetzung vor. Ein Randwinkel von 180° bedeutet, dass die Flüssigkeit als kugelförmiger Tropfen abperlt. Diese Erscheinung wird umgangssprachlich auch als Lotuseffekt bezeichnet, weil Lotusblätter in der Natur diesen Effekt aufweisen. Eine weitere praxisübliche Möglichkeit, die Oberflächenspannung von Festkörpern zu bestimmen, ist der Einsatz von Prüftinten. Auf die zu prüfende Oberfläche wird dabei mit einem Pinsel eine Prüftinte mit definierter Oberflächenspannung aufgetragen. Wenn die Oberfläche von der Tinte benetzt wird, ist die Oberflächenspannung des Festkörpers gleich oder größer als die der Tinte. Zieht sich die aufgetragene Prüftinte innerhalb von 3 Sekunden zu Tröpfchen zusammen, ist die Oberflächenspannung des Festkörpers kleiner als die der Prüftinte.

Prüftinten im Einsatz: Links „spreitet“ die Tinte, d.h. diese vollständige Benetzung sagt aus, dass die Oberflächenspannung der Folie mindestens genau so hoch ist wie die bekannte Oberflächenspannung der verwendeten Prüftinte. Rechts findet keine Benetzung statt, d.h. die Oberflächenspannung der Folie ist niedriger als die die bekannte Oberflächenspannung der verwendeten Prüftinte

Mit einem Prüftintensatz tastet man sich an den Oberflächenspannungswert einer Folie heran

Prüftinten für Folien geeignet Der Prüftintenmethode liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass Flüssigkeiten dann einen Festkörper gut benetzen, wenn ihre Oberflächenspannung geringer ist als die des

Oberflächenspannungen verschiedener Kunststoffe

Am PC dargestelltes Kamerabild eines Tropfens in einem Goniometer. Der Tropfen benetzt die Oberfläche nur schlecht, der Kontaktwinkel ist eindeutig größer als 90°

Quelle: Fraunhofer IGB

Kunststoff

Oberflächenspannung

PTFE (Polytetraflourethylen,„Teflon“)

22,5 mN/m

PE (Polyethylen)

36,1 mN/m

PE (Polyethylen) nach Corona-Vorbehandlung

38 … 44 mN/m

PVC (Polyvinylchlorid)

38,4 mN/m

PS (Polystyrol)

43,5 mN/m

PET (Polyethylenterephthalat, „Polyester“)

47,0 mN/m

PMMA (Polymethylmethacrylat)

49,0 mN/m

PC (Polycarbonat)

46,7 mN/m

Festkörpers. Deshalb ist der Druck auf Folien niedriger Oberflächenspannung problematisch. Um eine ausreichende Benetzung der Folie durch die Druckfarbe zu gewährleisten, ist darauf zu achten, dass die Folie durch Materialauswahl, Vorbehandlung etc. eine höhere Oberflächenspannung als die Druckfarbe aufweist. Mit einem Satz Prüftinten lässt sich die Kondition der Folie also sehr schnell bestimmen. Beatrix Genest (SID Sächsisches Institut für die Druckindustrie GmbH, Leipzig)

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Bedruckbarkeit | Corona-Vorbehandlung

Höhere Oberflächenspannung dank Corona-Turm Die Corona-Vorbehandlung ist eine effektive Methode, die Oberflächenspannung von Kunststofffolien und metallisierten Substraten, aber auch von nichtsaugenden Papier- und Kartonoberflächen zu erhöhen. Erst oberhalb von ca. 38 mN/m reicht die Oberflächenspannung aus, dass die Druckfarbe haften bleibt. Weil die Corona-Wirkung auf herstellerseitig vorbehandelten Folien während der Lagerung nachlässt, verwenden viele Foliendrucker integrierte Corona-Einrichtungen. KBA-Partner in diesem Bereich ist die Ahlbrandt System GmbH.

Die mit zonenschraubenlosen Gravuflow-Farbwerken für den wasserlosen Offsetdruck ausgestattete KBA Rapida 74 G in den Vorführräumen des KBA-Werks Radebeul verfügt über einen CoronaTurm (rechter Pfeil) vor dem ersten Druckwerk und eine direkte Ozonaubsaugung (linker Pfeil). In dieser Konfiguration lassen sich auch ausgewählte Folienarten bedrucken. Die Rapida 74 G mit Corona-Turm gibt es auch in UV-Ausstattung, womit prinzipiell alle Folienarten bedruckt werden können

So funktioniert eine Corona-Vorbehandlung Die Corona-Vorbehandlung ist das am meisten verwendete Verfahren zur Verbesserung der Bedruckbarkeit von Folienoberflächen. Durch Erhöhen der Oberflächenspannung haften nicht nur UV-Farben und -Lacke oder Wasserlosoffsetfarben besser, sondern auch Klebstoffe. Das lateinische Wort Corona bedeutet Krone oder Kranz. Wird an eine Elektrode eine Hochspannung angelegt, zeigt sich bei einer unkontrollierten Entladung um die Elektrode ein bläulich leuchtender Strahlenkranz – die Umgebungsluft wird „ionisiert“. Genauer gesagt spaltet der Hochfrequenzstrom die Sauer-

Blick in den Corona-Turm einer KBA Rapida 74: Hinter den weißen Bogenführungsrollen leuchtet bläulich die eingeschaltete Quarzelektrode. Im Vordergrund glänzt die Chrombeschichtung des Gegenzylinders in der Größe eines doppeltgroßen Druckzylinders

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stoff- und Stickstoffmoleküle in der Luft in Radikale auf. In einer

Corona-Einrichtung werden diese Radikale gezielt von einer Quarzelektrode zu einer keramikbeschichteten Gegenwalze oder – im Falle der KBA Rapida – zu einem verchromten Gegenzylinder geführt. Sie werden dabei entlang der Feldlinien beschleunigt, wodurch sie bis zu 0,1 Nanometer tief in die Folienoberfläche eindringen und die Wasserstoffatome aus den Polymerketten herausschlagen. Aus metallisierten Oberflächen schlagen sie ebenfalls Atome heraus. Innerhalb weniger Millisekunden entstehen in der oberflächlichen Vernetzungsstruktur „Löcher“; dieser Effekt wird als „Aufrauung“ bezeichnet. Der Zylinder fungiert als Gegenelektrode, d.h. er führt die Ladung ab. Zugleich sorgt er für den korrekten Abstand der Folie zur Elektrode.

Anpassung an den Bogenoffset KBA bietet die Corona-Option für Rapida-Maschinen ab der Formatbreite 74 cm. Partnerfirma ist die Ahlbrandt System GmbH, Lauterbach/Hessen, die ihre an den Bogenoffset angepassten Corona-Einrichtungen exklusiv an KBA liefert. Ursprünglich handelt es sich beim AS Corona Star um eine Baureihe, die für Flexo- und Schmalbahndruckmaschinen sowie für Folienhersteller entwickelt wurde. In diesen Fällen läuft die Folienbahn im Abstand von nur 2 mm an der Quarzelektrode vorbei. An Bogenoffsetmaschinen ist dieser Abstand aber wegen der durchlaufenden Bogengreifer zu gering. Als Alternative scheidet eine Entladung bereits im Bereich des Schuppenstroms auf dem Anlegertisch jedoch wegen der Bogenüberlappung und Verlangsamung aus. Aus diesen Gründen bleibt nur eine Möglichkeit: Die Corona-Einrichtung muss in einem eigenen Turmgehäuse vor dem ersten Druckwerk untergebracht werden. In diesem Corona-Turm muss der Abstand zwi-

Bedruckbarkeit | Corona-Vorbehandlung

schen Elektrode und Folienbogen auf ca. 5 mm vergrößert werden – und damit auch die Entladungsleistung. Je nach Formatbreite und somit Platzangebot im Corona-Turm werden eine bis drei 15-kV-Elektroden mit einer jeweiligen Leistungsaufnahme von 3 kW oder mehr eingebaut. Bei voller Entladungsleistung sollte sich selbst bei maximaler Produktionsgeschwindigkeit die Ober flächenspannung in gewünschtem Maße erhöhen. Wichtig für ein gleichmäßiges „Aufrauungsbild“ ist, dass der Folienbogen großflächig auf dem Gegenzylinder aufliegt, der deshalb wie ein Druckzylinder dimensioniert ist. Eine Anpassung der Elektrodenlänge bei wechselnder Folienbreite ist nicht nötig. Das im Dielektrikum entstehende Ozon wird direkt abgesaugt.

Corona-Turm befreit den Drucker von Einschränkungen Der Hauptvorteil einer Inline-Corona-Einrichtung besteht darin, dass der Drucker nicht gezwungen ist, vorbehandelte Folien vor dem „Verfallsdatum“ der Corona-Wirkung aufzubrauchen. Er kann völlig bedarfsgerecht unbehandelte Folien einkaufen, die gegenüber vorbehandelten Folien natürlich preisgünstiger sind. Oder er kann sich einen Vorrat an verschiedenen Folien anlegen, um schneller auf Kundenwünsche reagieren zu können, ohne dass er sich Sorgen um das Schwinden der Corona-Wirkung auf den Folien machen muss. Hinzu kommt, dass bei herstellerseitig vorbehandelten Bogen die Corona-Wirkung bei der Bogentrennung und im Schuppenstrom des Anlegertischs regelrecht abgerieben wird. Selbst wenn die Oberflächenspannungfsprüfung (mit Prüftinte) ergeben hat, dass eine vorbehandelte Folie noch genügend Restwirkung besitzt, heißt das nicht, dass diese Oberflächenspannung auch wirklich im Druckwerk ankommt. Drucker, deren Maschine über einen CoronaTurm verfügt, müssen an unbehandelten Folienbogen aber trotzdem in jedem Falle die Oberflächenspannung prüfen. Schließlich müssen die Drucker ja wissen, mit welcher Entladungsleistung sie bei maximal möglicher Produktionsgeschwindigkeit arbeiten müssen. Denn im Interesse der Wirtschaftlichkeit und der Umwelt ist es wichtig, dass nicht mehr Energie entladen wird als nötig und nicht mehr Ozon entsteht als nötig.

Alternative Verfahren Herstellerseitig vorbehandelte Folien sind nicht in jedem Fall mit einer Corona-Einrichtung veredelt worden. Preisgünstiger werden die Folien durch die alternativen Verfahren allerdings nicht. So entwickelte der Folienhersteller Klöckner Pentaplast die so genannte Dynox-Behandlung, die zumindest für Hart-PVC-Folien zur Anwen-

Das von KBA gebaute Turmgehäuse nimmt das Gestell der Corona-Einrichtung von Ahlbrandt in optimalem Abstand zum Gegenzylinder auf (Foto oben). Alle drei Elektroden dieser Corona-Einrichtung verfügen über individuelle Absaugschläuche für das entstehende Ozon (Foto unten)

dung kommt. Hierbei wird die Oberflächenspannung auf über 45 mN/m angehoben. Im Unterschied zur Corona-Vorbehandlung hält der Vorbehandlungseffekt über ein Jahr an und wird bei der Bogentrennung nicht abgerieben. Ein anderes Verfahren ist die Plasma-Vorbehandlung. Die erwünschte Wirkung wird hier durch Ionenbeschuss der Oberfläche erzielt. Und auch hier ist die Wirkung längere Zeit stabil als beim Corona-Verfahren.

Eine dritte Alternative ist das Ausrüsten der Folie mit einer so genannten Top-Coat. Der Folienhersteller bringt eine Haftgrundierung aus einem speziellen Primerlack auf. Ähnlich ist das Prime-IT-Verfahren von Ciba, bei dem der Primerauftrag die Corona-Wirkung „konserviert“.

nen Inline-Corona-Einrichtung und den billigeren unbehandelten Folienbogen besser beraten ist. Auf jeden Fall kann er sich darauf verlassen, dass er die Bedruckbarkeit absolut reproduzierbar einstellen kann. Dieter Kleeberg Matthias Lange (KBA Radebeul)

Fazit Wer regelmäßig Folien bedruckt, kann es sich leicht ausrechnen, ob er mit einer eige-

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Verdruckbarkeit | Elektrostatik

Entelektrisierungseinrichtungen an Bogenoffsetmaschinen Das Vermeiden elektrostatischer Aufladungen hat im Bogenoffset ganz allgemein eine große Bedeutung für einen problemlosen Bogenlauf. Weil Kunststofffolien ungleich stärker als Papierbogen zum Aufladen neigen, müssen Bogenanleger und Bogenauslage mit Entelektrisierungseinrichtungen ausgestattet sein.

Prinzip der elektrostatischen Aufladung durch Elektronenübergang Prinzip der elektrostatischen Aufladung (Spannung U > 0) bei Bogentrennung

Was ist Elektrostatik? Sämtliche Materie ist aus einzelnen Atomen aufgebaut. Diese bestehen wiederum aus einem positiv geladenen Atomkern und den ihn umkreisenden negativen Elektronen. Den Atomkern umkreisen genau so viele negative Elektronen, wie dieser selbst positive Ladungen trägt. In der Summe heben sich somit die Ladungen auf, sodass in ihrem ursprünglichen, natürlichen Zustand alle Materie neutral ist – man spricht von ungeladener Materie. Das natürliche Gleichgewicht von positiven und negativen Ladungen kann gestört werden, wenn Gegenstände sich berühren, aneinander gerieben oder zusammengepresst und wieder getrennt werden. Dabei gehen negative Teilchen (Elektronen) von der Oberfläche des einen Gegenstandes auf die Oberfläche des anderen über – bildlich vorstebar, indem die Elektronen rein mechanisch durch Reibung vom anderen Gegenstand mitgerissen werden. In diesem Ungleichgewicht an Ladungen trägt der eine Gegenstand nun zu wenige Elektronen, um die positiven Ladungen der

16 Process 5 | 2008

Atomkerne auszugleichen, weshalb er „positiv geladen“ ist. Dagegen hat der andere Gegenstand zu viele Elektronen, er ist „negativ geladen“. Gleichartig aufgeladene Gegenstände – egal, ob positiv oder negativ – stoßen sich ab, unterschiedlich aufgeladene Gegenstände ziehen sich an. Treten Ladungsübergänge in größerem Ausmaß auf, können sich merkliche und sehr störende elektrostatische Ladungen bilden. Blitze sind z.B. Auswirkungen elektrostatischer Aufladung der Wolken während eines Gewitters. Hier sorgt die Windkraft durch Reibung der Wasserdampfmoleküle für die Aufladung. Dabei entstehen Spannungen und Stromstärken, die für einen Menschen tödlich sein können.

Elektrostatik an Bogenoffsetmaschinen Auch den Bogenoffset beeinflusst dieses Phänomen auf unterschiedliche Weise. Durch das Anziehen gleichartig geladener Bogen kann sich Elektrostatik auf den Produktionsprozess negativ auswirken und ihn sogar zum Erliegen bringen. Im Anleger führen die Anziehungsef-

fekte der Bogen zu einem Verkleben des Stapels, zu schlechter Vereinzelung, zu Doppelbogen und Wellen auf dem Bändertisch und zum schiefen Anlegen an den Vordermarken. In der Auslage lassen sich die aus den Kettengreifern herabfallenden Bogen nicht exakt ausrichten und bilden einen unregelmäßigen Stapel. Das wiederum verursacht eine eingeschränkte Weiterverarbeitbarkeit der Druckbogen. Bei ganz empfindlichen Materialien kann sich sogar der Farbauftrag verschlechtern. Wie stark ein Material zu elektrostatischer Aufladung neigt, hängt von seinen physikalischen Eigenschaften sowie von seiner Handhabung und den Umgebungsbedingungen im Drucksaal ab. Während Papier sich bei zu niedriger Luftfeuchtigkeit auflädt, ist bei Folienbogen vor allem die Gleitreibung beim Transport für Aufladungen verantwortlich.

Antistatikausrüstung ab Werk erhältlich Da die elektrostatischen Probleme vom Bedruckstoff abhängen, können KBA-Bogenoffsetmaschinen ab Werk mit verschiedenen Ausrüs-

tungsstufen an Entladungssystemen der KERSTEN Elektrostatik GmbH, Freiburg im Breisgau, bezogen werden. Für den grundlegenden Bedarf bei dünnen oder gestrichenen Papier- und Kartonsorten umfasst die Grundausstattung nur wenige Entladungsbauteile. Entsprechende Aufrüstungspakete decken höhere Anforderungen bis hin zur vollen Folientauglichkeit ab. Anhand der kompletten und folientauglichen Ausrüstung der Rapida 105-6+L, die in der KBA-Versuchsdruckerei installiert ist, sollen die einzelnen Bauteile vorgestellt und ihr Zweck kurz definiert werden.

Entladungssysteme am Anleger Sämtliche Entladungsbauteile an den Stapelkanten unterstützen die Vereinzelung der Bogen und ermöglichen so erst eine reibungslose Funktion des Anlegers. An der Stapelhinterkante des Anlegers sind insgesamt sechs Entladungsbauteile installiert. Die beiden zentralen Bauteile sind Entladungsköpfe DK 106, die auf die KBA-Trennbläserdüse montiert werden (Position 1.1) und somit die Luft des Trennstoßes zur Entladung nutzen. Weiterhin werden vier Entladungsdüsen DD 406 eingesetzt, die als Lockerungsbläser konstant entladende Luft variabler Stärke in den Stapel blasen (Positionen 1.2 und 1.3). An der Stapelseitenkante sind ebenfalls jeweils zwei Entladungsbauteile montiert. Hier handelt es sich wieder um Entladungsköpfe, die auf die KBA-Lockerungsbläser montiert werden und diese damit zu Entladungsdüsen umfunktionieren. Auf dem Bändertisch kommen eine Entladungselektrode DE 206 (Position 4) zur Entladung der Bogenoberseite, eine Entladungsreihe DR 106-8 (Position 5) zur Entladung der Bogenunterseite sowie eine Entladungsreihe DR 206-6 (Position 7) zum Anheben des ersten Bogens zum Einsatz.

Verdruckbarkeit | Elektrostatik

Die KERSTEN-Entelektrisierungssysteme (gelb eingefärbt) am Anleger der KBA Rapida 105-6+L in der Versuchsdruckerei: zwei Entladungsköpfe DK 106 (Foto links oben, Pos. 1.1 an der Trennbläserdüse), eine der vier Entladungsdüsen DD 406 (rechts oben, Pos. 1.2 und 1.3 als Lockerungsbläser) sowie auf dem Bändertisch eine Entladungselektrode DE 206 (links unten, Pos. 4 zum Entladen der Bogenoberseite) und eine Entladungsreihe DR 206-6 (rechts unten, Pos. 7 zum Anheben des ersten Bogens). Wie das Schema des Anlegers zeigt, ist die Entladungsreihe DR 106-8 (Pos. 5 zum Entladen der Bogenunterseite) nicht sichtbar

Entladungssysteme an der Auslage An der Auslage werden ausschließlich Entladungselektroden vom Typ DE 206 eingesetzt, die das Material über die gesamte Formatbreite entladen. Die Bogenunterseite wird dabei am Bogenglätter (Position 8.2) und nach der Bogenbremse (Position 8.1), die Bogenoberseite wird am

50.1–3

Puderapparat (Position 9.1) sowie im Lüfterrahmen mit drei Elektroden (Positionen 50.1 bis 50.3) entladen. Ziel aller Bauteile ist es, einen sauberen Bogentransport, einen gleichmäßigen Puderauftrag sowie eine saubere und exakte Stapelbildung zu ermöglichen.

Funktionsweise der Entladungssysteme Wie erwähnt, stellt die elektrostatische Aufladung ein Ungleichgewicht von Ladungen auf atomarer bzw. molekularer Ebene dar. Um diese störende Aufladung zu beseitigen, muss das Ungleichgewicht neutralisiert werden, d.h. positive

9.1

8.1 8.2 Die KERSTEN-Entladungselektroden DE 206 in der Auslage der KBA Rapida 105-6+L in der Versuchsdruckerei: zum Entladen der Bogenunterseite am Bogenglätter (Pos. 8.2) und nach der Bogenbremse (Pos. 8.1) sowie zum Entladen der Bogenoberseite am Puderapparat (Pos. 9.1) und im Lüfterrahmen (Pos. 50.1 bis 50.3)

Aufladungen müssen durch negative Gegenladungen und umgekehrt ausgeglichen werden. Das Ergebnis ist wieder ein neutrales Gefüge. Elektrostatische Entladungssysteme erzeugen die benötigten Gegenladungen aus den Molekülen der sie umgebenden Luft. Dazu wird an Nadelspitzen eine Spannung von mindestens 2500 V angelegt, wodurch in direkter Umgebung der Nadelspitzen geladene Teilchen, Ionen, entstehen. Je nach Polarität der angelegten Spannung sind diese positiv oder negativ geladen. Ein Entladungssystem an einer Druckmaschine sorgt dafür, dass immer eine ausreichend hohe Anzahl positiver und negativer Ionen erzeugt wird. Bei den neXt®Entladungssystemen von KERSTEN wird dies durch die Verwendung einer bipolaren Gleichspannung sichergestellt. Zur selben Zeit liegen beide Polaritäten als geregelte Gleichspannung an den Entladungsbauteilen an. Somit wird zeitlich

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Farben und Lacke | Offsetdruckfarben

konstant das größtmögliche Maß sowohl positiver als auch negativer Ladungsträger erzeugt. Mit dieser Technologie entstehen deutlich mehr Ionen, als das bei der früher eingesetzten Wechselspannung der Fall war. Die Ionen werden durch ein erzeugtes elektrisches Feld in einem größeren Umfeld homogen verteilt. Dabei macht man sich das physikalische Gesetz zunutze, dass

sich Ladung und Gegenladung immer anziehen. Dadurch saugt sich der aufgeladene Bedruckstoff genau die Ionen aus dem zahlreichen Angebot heraus, die er benötigt, um die Oberfläche zu neutralisieren. Wenn genügend Ionen vorhanden sind, wird der Bedruckstoff dadurch vollständig entladen. Überschüssige Ionen werden vom Entladungsbauteil selbst wieder aufgenommen.

Resultate und Nutzen für den Anwender Mit diesen Entladungssystemen können selbst schwierige Bedruckstoffe problemlos verarbeitet werden, da genau an den Stellen neutralisiert wird, an denen es auf neutrales Material ankommt. Auf Grund der hohen Einkaufspreise für Folien amortisiert sich im Foliendruck die Investition in ein Entladungssystem in der Regel bereits nach wenigen Wochen. Die wichtigsten und vor allem sichtbaren Effekte für den Anwender noch einmal im Überblick: • bessere Vereinzelung im Anleger; • weniger Doppelbogen und Maschinenstopper; • reduzierte Standzeiten; • genaueres Positionieren an den Vordermarken; • höhere Produktivität durch höhere Maschinengeschwindigkeiten; • bessere und schnellere Weiterverarbeitbarkeit des bedruckten Materials; • Verarbeitung von Bedruckstoffen, die ohne elektrostatische

Entladung nicht zu bedrucken sind (Folien); • neutrale Stapel mit sauberen Stapelkanten in der Auslage; • schnelle Amortisation der Investition; • größere Zufriedenheit des Bedienpersonals.

Bedienung und Pflege Entladungssysteme sind pflegeleicht und weitgehend wartungsfrei. Elektrisch ist das System vollständig geregelt, d.h. es bedarf keiner besonderen Einstellung durch den Anwender. Die Nadelspitzen sind für die Produktion der Ionen als Gegenladung verantwortlich. Um die volle Entladungsleistung zu erhalten, ist darauf zu achten, dass die Nadelspitzen je nach Verschmutzungsgrad regelmäßig (in der Regel wöchentlich) gereinigt werden. Beim Positionieren und Einstellen der Entladungsdüsen, speziell bei der Luftzufuhr im Anlegerstapel, ist ein wenig Erfahrung nötig. Wolfgang Zierhut (KERSTEN Elektrostatik GmbH)

Arbeitsprinzip eines KERSTEN-Entladungssystems: In einem elektrischen Feld werden Ionen homogen bis zum Ladungsausgleich (elektrische Ladung Q = 0) verteilt

Ölbasierte und UV-härtende Farben für das Bedrucken von Folien In der Vergangenheit wurden im Offsetdruck auf Kunststofffolien meistens Druckfarben verwendet, deren Bindemittel auf Mineralölen basieren. In den letzten Jahren haben jedoch die Ansprüche der Drucker, Weiterverarbeiter und Endkunden an bessere Leistungssysteme zu der Erkenntnis geführt, dass die UV-Technologie die beste Alternative zu ölbasierenden Farben ist. Status und Innovationen beider Druckfarbensysteme werden aus der Sicht des Farbenherstellers Siegwerk genauer beschrieben. Spezielle Anforderungen für das Bedrucken von Folien Immer häufiger werden in der Druckindustrie, besonders im Offsetverfahren, synthetische Substrate wie Kunststoffe und andere nicht saugende Bedruckstoffe eingesetzt. Die Herausforderungen für ein gutes Offsetfarbensystem für

18 Process 5 | 2008

diese Anwendungen sind vor allem • die gute Verdruckbarkeit, • die Verbesserung der Laufeigenschaften auf immer schneller werdenden Druckmaschinen, • die Sicherheit für Haftung und Kratzfestigkeit auf nicht saugfähigen Bedruckstoffen.

1 Das Drehmoment (y-Achse) eines Rotationsviskosimeters in Abhängigkeit vom Wasseranteil (x-Achse) der Druckfarbe lässt Rückschlüsse zu, welchen Einfluss das Farbe-Feuchtmittel-Verhältnis auf die Verdruckbarkeit von Farben hat. Je mehr Wasser die Farbe aufnehmen kann, umso größer ist der Spielraum für das problemlose Bedrucken von Folien. Je höher dabei das Drehmoment ist, umso geringer ist der Einfluss der Feuchtmittelmenge. Ältere UV-Farben (1 und 2) nehmen zu wenig Wasser auf. UV-Farben der neuesten Generation (3) verhalten sich genauso vorteilhaft wie ölbasierte Farben (4)

Farben und Lacke | Offsetdruckfarben

Tabelle 1: Kriterien im Foliendruck mit Farben auf Ölbasis Kriterien

Parameter

Level

Feuchtmittel

pH-Wert IPA-Anteil Wasserzufuhr

>5* 3 … 12 % ** so niedrig wie möglich

Stapelbildung

Stapelhöhe Stapeltemperatur

begrenzt *** < 40 °C ***

Pudereinsatz

Pudermenge

vorgeschrieben

Wartezeit ****

Abstand zwischen Druck und Verarbeitung

< 48 h

*) zu saure Wischwasserlösungen verlangsamen den Trocknungsprozess; **) bis 12% wird empfohlen, um mit der geringsten Menge an Feuchtmittel drucken zu können; ***) um Verblocken und Abliegen zu vermeiden; ****) keine überhöhten Farbmengen drucken, bei nicht ausreichender Kratzfestigkeit ggf. überlackieren

Im Gegensatz zu den meisten Papier- und Kartonsubstraten haben typische Kunststofffolien eine Oberflächenstruktur, die das Wegschlagen der Druckfarben nicht zulässt. Eine Trocknungs- und Haftungshilfe durch Abfiltrieren in das Substrat ist unmöglich. Außerdem reduziert das Vorhandensein von Feuchtmittel bei ölbasierenden Farben grundsätzlich den Trocknungsprozess. Somit ist eine ausgewogene Farbe-WasserBalance ein Schlüsselfaktor, um das Trocknen der Farbe zu beeinflussen. Für synthetische Substrate wurden deshalb spezielle ölbasierende Farben entwickelt, die den besonderen technischen Anforderungen an die Qualität des Druckprodukts gerecht werden. Es ist jedoch mit ölbasierenden Farben sehr schwierig, einen guten Kompromiss zwischen Trocknungsgeschwindigkeit, Stapelsicherheit, Haftung und Scheuerfestigkeit zu erreichen (Tabelle 1).

• geringer Einfluss der Feuchtmittelmenge und • schnelle Weiterverarbeitbarkeit zu nutzen.

Entwicklung modifizierter strahlenhärtender Druckfarben Bei Einführung der UV-Farbsysteme in die grafische Industrie waren die Hauptkritikpunkte ihr nicht unproblematisches Offsetverhalten und ihre Haftungsqualität. Durch neu verfügbare Rohstoffe und innovative Farbenformulierungen konnten diese kritischen Eigenschaften erfolgreich beseitigt werden.

Verdruckbarkeit der UV-Farben

Auf nicht saugfähigen Bedruckstoffen wie Kunststofffolien kann das Feuchtmittel von der Substratoberfläche nicht aufgenommen werden. Die ersten Generationen der UVFarben neigten durch eine zu hohe Feuchtmittelaufnahme und den damit verbundenen ZügigkeitsverDeshalb empfiehlt es sich, die Vor- lust zum Aufbauen auf Druckwalteile der UV-Härtung wie zen, Platten und/oder Gummidruck• sofortiges Aushärten der Farb- tüchern. Verbesserungen in der schicht, Verdruckbarkeit wurden durch Optimieren der FarbeFeuchtmittel-Balance erzielt. Neue Farbengenerationen zeigen durch die optimierte Feuchtmittelaufnahme und -abgabe einen sehr viel größeren Spielraum zwischen 2 Profil der Farbe-Feuchtmittel-Balance im Fortdruck. Die Wasserfahne und TonNasszügigkeit („Wet Tack“) der Druckfarbe ändert sich über grenze (Abb. 2). die Zeit („Time“) durch den Wechsel zwischen Stopps (Einrichten, Stapelwechsel, Zwischenwaschen etc.) und Seit einigen Jahren ist optimaler Produktionsgeschwindigkeit. Neueste UV-Farben der Trend, alkoholfrei (grün) bewahren die jeweilige Farbe-Feuchtmittel-Balance, zu drucken, immer ältere UV-Farben (rot) laufen „aus dem Ruder“ stärker geworden.

Insbesondere beim Bedrucken von Folien erweist sich jedoch der Einsatz von Isopropanol – einhergehend mit der Reduzierung der Oberflächenspannung des Feuchtmittels für den optimalen Druck und die ausgewogene Farbe-WasserBalance – als die bessere Wahl. Alkoholersatzstoffe können IPA gegebenenfalls ersetzen, abhängig von der Maschinenkonfiguration, den Druckplatten etc.

Haftung der UV-Farben Eingeschränkte Haftungsresultate von UV-Farben auf Folien in der Vergangenheit konnten dank neu entwickelter, spezieller Rohstoffe und optimierter Farbenformulierungen bis heute überwunden werden. Wichtige Voraussetzung ist allerdings, dass z.B. in PVC keine Weichmacher, Antistatika und andere Stoffe, die die Haftung negativ beeinflussen können, enthalten sind. Für PVC ist eine Oberflächenspannung von 35 mN/m zu empfehlen. Bei den Bedruckstoffen aus ABS, PP, PET, PE und PS ist eine Oberflächenspannung über 40 mN/m zwingend notwendig. Auch hier gilt, dass problematische Zusatzstoffe wie Antistatika nicht vorhanden sind, um nicht durch deren Trennwirkung die gleichmäßige Farbhaftung zu verhindern. Das Einstellen der korrekten Oberflächenspannung einer Kunststoffoberfläche mit Hilfe der Folienrezeptur liegt also in der Verantwortung des jeweiligen Bedruckstoffherstellers. Zusätzlich behandeln die Hersteller in manchen Fällen die Folienoberflächen elektrisch durch eine so genannte Corona-Entladung. Während einer längeren Lagerzeit der Folien kann die Oberflächenspannung wieder sinken, sodass eine nochmalige Corona-Vorbehandlung direkt in der Rollen- oder Bogendruckmaschine nötig werden kann. Diese Möglichkeit ist auch dann vorteilhaft, wenn aus Kostengründen keine vorbehandelten Folien eingesetzt werden. Auch die Molekularstruktur des gehärteten Druckfarbenfilms hat großen Einfluss auf die Haftungseigenschaften, die Flexibilität und die Kratzfestigkeit.

Flexibilität UV-gehärteter Schichten UV-Farben und -Lacke tendieren generell dazu, beim Härtungsprozess zu schrumpfen. Je höher die Schichtdicke der Farben und besonders der UV-Lacke, desto mehr Volumen kann schrumpfen. Die Folge davon ist eine reduzierte Haftungsqualität. Insbesondere beim Klebebandtest mit Gitterschnitt kann die Klebkraft des Klebebandes höher sein als die Klebkraft zwischen Farbe/Lack und Bedruckstoff. Das zeigt sich in einem Abheben des Farbe-LackFilms vom Bedruckstoff. Die Haftungsqualität hängt aber auch stark vom Einsatz hochflexibler FarbeLack-Bindemittelsysteme ab, die den Schrumpfeffekt verringern.

Härtungsqualität der UV-Farben Unterschiedliche Härtungsqualitäten können ebenso die Haftung des Farbe-Lack-Films beeinflussen. Wenn die Farbe nicht vollständig aushärtet, wird unter Umständen die Haftung durch ungenügende Vernetzung des Farbe-Lack-Films negativ beeinflusst. In seltenen Fällen kann durch eine Überhärtung des Farbe-Lack-Films aber auch ein starkes Schrumpfen und Verspröden des Films ausgelöst werden. Das wiederum führt zu einer verringerten Flexibilität und zu einem reduzierten Haftungsgrad.

Vielseitigkeit der UV-Farben In den Anfangszeiten der UV-Technologie konnten speziell für den Foliendruck formulierte Farben nicht unbedingt für das Bedrucken von Papier und Karton genutzt werden. Die hohe Klebrigkeit der Oligomere, die die Haftung gewährleisten, wirkte dem entgegen. Durch optimierte Qualitäten ist es heute jedoch vielfach möglich, UV-Folienfarben auch für Papier- und Kartonsubstrate einzusetzen.

Anforderungen an UV-Anlagen im Foliendruck Die Qualität der Filmbildung der UV-Farben kann durch den Einsatz dotierter Lampen oder unter Stickstoffatmosphäre (Inert-UV) deutlich verbessert werden. So genannte kalte UV-Systeme vermindern die abgestrahlte Hitze sowie die Stapel-

Process 5 | 2008 19

Farben und Lacke | Offsetdruckfarben

steller immer neuen Anforderungen gerecht werden. Die Farbenqualitäten werden mit speziellen Rohstoffen formuliert, die die organoleptische Wirkung, d.h. die Erregung eines sensorischen Rezeptors (Geruchs- und Geschmacksnerven in den Schleimhäuten) minimieren sowie die Migration reduzieren. Optimierte Fotoinitiatorensysteme, der Einsatz hochreiner Monomere und Oligomere mit einem hohen Molekulargewicht und eine angepasste Formulierung führen zu einer sehr niedrigen Migration und erlauben es, den neuen Ansprüchen gerecht zu werden. Trotz des hohen Reinheitsgrades der ausgewählten Rohstoffe und

3 Eigenschaften der UV-Offsetfarbenserien, die Siegwerk für das Bedrucken von Kunststoffen entwickelt hat: Pr = Verdruckbarkeit, Mi = Migrationsarmut, Ad = Haftung, Ve = Vielseitigkeit, Od = Geruchsarmut

temperatur und verhindern somit eine Dimensionsänderungen der Folien, allerdings reduziert sich auch die Polymerisationsgeschwindigkeit in den UV-Farben und -Lacken. Erfolgt die Vernetzung hingegen in Anwesenheit von Stickstoff, kann dieser Geschwindigkeitsverlust aufgehoben werden, sodass die Druckmaschine mit höherer Geschwindigkeit produzieren kann. Wichtig: Die Haftung der Farben und Lacke auf den Folien muss bei allen Aufträgen geprüft werden. Im Gegensatz zur Kratzfestigkeit verbessert sich die Haftung bis 12 Stunden nach dem Druck in der Regel nicht mehr.

Sensorik- und Migrationseigenschaften Bedruckte Folien können z.B. als Wickler, Schrumpffolien, Kosmetik-

verpackungen, Etiketten etc. eingesetzt werden. Einige dieser Anwendungen benötigen zweckentsprechende Spezifikationen der UV-Farben und -Lacke wie 4 Beim Prüfen von Druckfarben kommt auch ein LC/MS-System • geringen Ge- (Flüssigchromatograph/Massenspektrometer) zum Einsatz, um Verunreinigungen zu messen, die in sehr geringer Menge migrieren könnten ruch, • keine Geschmacksbeeinflussung der pack- der verfeinerten Produktionsmethoden müssen die Anwender, und Füllgüter, • keine Migration in das Pack- oder den aktuellen gesetzlichen Vorgaben gemäß, die vom FarbenliefeFüllgut. ranten vorgeschlagenen Qualitäten Aufgrund der ständig höheren mit den technischen Bedingungen Ansprüche der Konsumenten, des in der Druckerei (Druckmaschine, Gesetzgebers und der verfeinerten UV-Anlage, Druckgeschwindigkeit Analytik muss der Druckfarbenher- etc.) gezielt überprüfen und

Tabelle 2: UV-Farbenserien der Siegwerk Druckfarben AG für den Folien-Offsetdruck Bedruckstoffe

nicht saugend

Papier und Karton

Druckfarbenserien

Sicura Plast SP Sicura Plast LO Sicura Plast LM

Sicura Litho

Sicura LM

Faltschachteln für Food-Primärverpackungen

X

X

***

X

***

Faltschachteln für Food-Sekundärverpackungen

**

***

**

**

***

Kosmetik-, Pharma- und Tabak-Faltschachteln

***

**

*

***

*

Faltschachteln für Chemikalien

***

*

*

***

*

Etiketten und Anhänger

***

**

*

***

*

In-mould Labels

X

*

***

X

***

Displays

***

*

*

***

*

Broschüren und Leaflets

***

*

*

***

*

Blechdruck

***

***

*

X

X

*) nicht für diesen Zweck entwickelt, aber verwendbar; **) empfohlen; ***) besonders empfohlen; X) kein Einsatz möglich

20 Process 5 | 2008

abstimmen. Neben Druckfarbe und Lack können viele weitere Parameter, die nicht im Verantwortungsbereich des Farbherstellers liegen, die organoleptischen und Migrationsdaten beeinflussen. Insbesondere ist hierbei auf geeignete Reinigungsmittel und Feuchtmittelzusätze zu achten. Außerdem können Bedruckstoffe nach einer UV-Bestrahlung einen Eigengeruch entwickeln. Darüber hinaus ist der sorgfältigen Handhabung und Lagerung der gedruckten Auflage Rechnung zu tragen. Es wird deshalb empfohlen, bei Fragen oder speziellen Aufgabenstellungen, besonders im sensiblen Bereich der Herstellung von Lebensmittelverpackungen, direkt Kontakt mit dem Ansprechpartner des Farben- oder Lackherstellers vor Ort aufzunehmen, um die bestmögliche technische Unterstützung und Beratung zu erhalten.

Zusammenfassung Das Bedrucken immer anspruchsvollerer Bedruckstoffe mit geschlossenen Oberflächen – von Kunststofffolien über metallisierte Bedruckstoffe bis hin zu Blechtafeln – erfordert von den Farbenlieferanten eine konstante Weiterentwicklung der Produkte. Besonders die steigenden Produktionsgeschwindigkeiten der Druckmaschinen und die sich damit verkürzenden Trocknungszeiten stellen eine echte Herausforderung dar. Ölbasierende Systeme werden auf Grund der nicht vorhandenen Schrumpfneigung weiterhin für spezielle Anwendungen eingesetzt. Allerdings nimmt die UVTechnologie einen immer bedeutenderen Platz in der grafischen Industrie ein – weil Farbenrezepturen und -verarbeitung (besonders im Bezug auf die organo leptischen Eigenschaften) sowie die Tonwertsteuerung in der Vorstufe und die physikalischen Strahlereigenschaften permanent verbessert werden. Peter Psotta und Walter J. Bolliger (Siegwerk Backnang GmbH), Marc Larvor und Olivier Deage (Siegwerk France S.A.)

Farben und Lacke | UV-Lackierung

Lackieren von Kunststofffolien mit UV-härtenden Lacksystemen im Bogenoffset Abgesehen davon, dass UV-Glanzlacke eine bestimmte Zeit zum Verlaufen benötigen, bevor die UV-Strahlung einwirken darf, ist der Härtungsmechanismus von UV-Farben und UV-Lacken gleich. Zu beachten ist vielmehr, dass sich Kunststofffolien anders verhalten als Papier und Karton. Dieser Beitrag des Lackherstellers ACTEGA Terra weist auf diese Besonderheiten hin.

UV-lackierte Folienetiketten

Die chemische Härtung mittels UV-Strahlung ist eines der innovativsten Verfahren zur Trocknung von Farben und Lacken in der Druckindustrie. Mit der UV-Technologie ist es auch möglich, eine Vielzahl nicht saugender Substrate zu bedrucken. Erste Anwendungen zu Beginn der 1970-er Jahre profitierten schon von den noch heute geltenden Vorteilen dieser innovativen Technologie (Tabelle

Foto: ACTEGA Terra

1). Im Schmalbahnrotationsdruck wird die UV-Härtung bereits zu über 90 % angewendet. Vermehrt kommen verschiedene UV-Systeme für den Verpackungssektor zum Einsatz. Hierbei findet die Bedruckung und Lackierung immer öfter im Bogenoffset statt. Intensive Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Rohstoffe bzw. der Farben und Lacke machten eine Verbreitung der Technologie in

Tabelle 1: Vorteile der UV-Lackierung

vielen Bereichen der grafischen Industrie möglich, u.a. auch im Foliendruck. Gegenüber Papier und Karton gibt es beim Lackieren von Kunststofffolien jedoch einige Besonderheiten zu beachten (Tabelle 2).

Wärmeempfindlichkeit der Folie Beim Einsatz von UV-Strahlern wird immer auch IR-Strahlung, d.h. Wärme freigesetzt. Diese Wärme ist zur Unterstützung der Aushär-

tung durchaus gewollt, kann jedoch bei zu hoher Intensität zum Curling (Verziehen des Bedruckstoffs) führen. Daraus resultieren Probleme bei der Pass- bzw. Registergenauigkeit sowie erhöhte Stapeltemperaturen. Darum sollte immer nur so viel UV-Strahlung eingesetzt werden, wie für die Härtung der eingesetzten Farben und Lacke erforderlich ist. Angepasste Produktionsparameter können einen zu hohen Wärmeeintrag vermeiden helfen. In der Regel findet die UV-Härtung unter Einfluss der Umgebungsluft statt. Da die Sauerstoffmoleküle der Luft jedoch bestrebt sind, mit Bestandteilen der Farbe bzw. des Lackes zu reagieren, muss diese Konkurrenzreaktion durch erhöhte Strahlerleistung kompensiert werden, was natürlich auch eine erhöhte Wärmebelastung für das Substrat bedeutet. Mit der Inert-UVTechnologie, einem im Rollendruck schon lange etablierten Verfahren, bietet sich auch eine Lösung für den Bogenoffsetdruck an. Bei der Inertisierung wird der Umgebungsbereich des UV-Strahlers bis zum Substrat mit Stickstoff gespült, wodurch der Sauerstoff verdrängt wird. Die Konkurrenzreaktion mit dem Luftsauerstoff wird unterbunden, mit der Folge, dass die einzubringende Strahlerleistung deutlich reduziert werden kann und somit weniger Wärme in das Substrat eingebracht wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Foto -initiatoranteil in den eingesetzten UV- Farben und -Lacken reduziert werden kann und damit geruchsärmere UV-Systeme entstehen.

Haftfähigkeit des Lacks auf der Folie Die Haftung auf Kunststoffsubstraten ist von verschiedenen Faktoren

Tabelle 2: Besonderheiten beim Lackieren von Folien

Kriterium

Qualität

Eigenschaften

Konsequenzen

VOC-Emission

keine (lösemittelfrei)

Schrumpfen, Quellen, Verziehen der Folie

Festkörpergehalt

100%

Wärmeempfindlichkeit der Folie (Thermoplastizität)

Produktivität

sofortige Weiterverarbeitbarkeit

Polymerisationsschrumpf des Lacks

Verziehen der Folie

Glanz

sehr hoch (bis 100 Punkte)

Oberflächenspannung der Folie

chemische Beständigkeiten

hoch

Haftfähigkeit der Lackschicht auf glatten, nicht saugenden Folienoberflächen

mechanische Beständigkeiten

hoch

elektrostatische Aufladung der Folie

Abstoßung des Lacks, Glasplatteneffekt

Reinigung

einfach (trocknet nicht an)

Glätte der Folie und der Lackschicht

Glasplatteneffekt

Process 5 | 2008 21

Farben und Lacke | UV-Lackierung

Tabelle 3: Phasen beim Lackieren von Folien Auftragsphase

Verlaufsphase

Der Lack wird auf die Folie appliziert Der noch flüssige Lackfilm bildet eine homogene Oberfläche

abhängig. Da es sich eigentlich immer um eine mechanische Haftung handelt, kommt der Oberflächenspannung eine besondere Bedeutung zu. Um also eine gute Farb- bzw. Lackhaftung zu gewährleisten, sollte die Oberflächenspannung von Polyolefinfolien, z.B. aus Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE), nicht weniger als 38 mN/m, besser 40 mN/m betragen. Im Allgemeinen werden die Folien vom jeweiligen Hersteller mit einer Corona-vorbehandelten Oberfläche ausgerüstet. Es empfiehlt sich jedoch, die Oberflächenspannung zu überprüfen, da der Vorbehandelungseffekt maximal ein halbes Jahr, teilweise sogar deutlich kürzer anhält (Prüfmethoden siehe Beitrag über Oberflächenspannung). Eine zu niedrige Oberflächenspannung kann durch eine Corona-Vorbehandlung wieder angehoben werden. Gerade bei PP und PE hat sich dies als sinnvoll erwiesen. Bei den Kunststoffen PVC, PET und PS ist in der Regel keine Corona-Vorbehandlung nötig. Sollten dennoch Haftungsprobleme auftreten, kann auch bei diesen Kunststoffen eine Corona-Vorbe-

Härtungsphase und mögliche Ergebnisse danach Haftungsprobleme

Curling/Shrinking

optimales Ergebnis

Aufgrund zu hoher Schrumpfung innerhalb des Lackfilms kann keine Haftung zum Substrat aufgebaut werden

Die Haftung der Folie funktioniert; allerdings zieht sich der Lack aufgrund des Polymerisationsschrumpfes zusammen und verformt die Folie

Ein abgestimmter Lack mit der richtigen Polarität und vermindertem Polymerisationsschrumpf gewährleistet eine optimale Haftung ohne Curling

handelung hilfreich sein. CoronaModule für die Inline-Vorbehandlung vor dem ersten Druckwerk sind bei KBA erhältlich.

Verzug des Substrats durch Bedruckung und Lackierung Nicht nur die eingebrachte Wärme kann zum Verziehen des Substrats führen, sondern auch der so genannte Polymerisationsschrumpf. Die UV-Farben und -Lacke verringern ihr Volumen bei der Aushärtung je nach Qualität um 2 bis 10%. Dadurch zieht sich der Farb- bzw. Lackfilm auch in der flächigen Ausdehnung etwas zusammen. Resultate sind Schrumpferscheinungen und Wellenbildung an der Kunststofffolie. Durch Auswahl eines nicht schrumpfenden UV-Lacks lässt sich dieser Effekt reduzieren bzw. stark beeinflussen. Außerdem sollte darauf geachtet werden, dass die Lackauftragsmenge nicht zu hoch ist.

Elektrostatische Aufladungen und Glasplatteneffekt

Das führt bei Bogenware immer wieder zu einer schwierigen Vereinzelung in Druckmaschinen und bei der Weiterverarbeitung. Neben Entladungssystemen an den Maschinen (siehe Beitrag der Firma Kersten) kann durch richtiges Lagern die Aufladung reduziert werden. Zur Akklimatisierung sollten die Folien drei Tage vor dem Druck bei Temperaturen zwischen 20 und 22 °C sowie bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 55% gelagert werden. Vor allem bei sehr dünnen Folien ist oft eine schlechte Vereinzelung der bedruckten Folie in der Weiterverarbeitung zu erwarten. Deshalb kann es sinnvoll sein, beim Druck einen Lack mit antistatischem Wirkstoff einzusetzen, um den so genannten Glasplatteneffekt (auch als Glasscheibeneffekt bekannt) zu vermeiden. Dieser Effekt – das Aneinanderhaften der Bogen – wird zusätzlich durch die entweichende bzw. fehlende Luft zwischen den Bogen und durch sehr glatte Folien und Lackschichten begünstigt.

Folien – egal, ob Rollen- oder Bogenware – sind meistens in hohem Maße elektrostatisch aufgeladen.

Tabelle 4: Formulierungsunterschiede zwischen UV-Überdrucklacken für Papier/Karton und Kunststofffolien Formulierungskomponenten

UV-Überdrucklack für Papier/Karton

UV-Überdrucklack für Kunststofffolien

Bindemittel (hochviskose Prepolymere)

Epoxyacrylate: hart, spröde, hochglänzend, mäßig haftend

modifizierte Epoxyacrylate: flexibilisiert, gut glänzend, verbesserte Haftungseigenschaften; Urethanacrylate: flexibel, gut haftend

Reaktivverdünner, Monomere/Polyether (niedrig bis mittelviskos)

di-tetrafunktionell, mäßig haftend, mittlerer bis starker Polymerisationsschrumpf

mono- bis trifunktionell, gut haftend, geringer Polymerisationsschrumpf diverse, keine wesentlichen Unterschiede

Fotoinitatoren

diverse

diverse, keine wesentlichen Unterschiede

Additive

Verlaufmittel, Entschäumer, Stabilisatoren

Verlaufmittel, Entschäumer, Stabilisatoren, Antistatikum

22 Process 5 | 2008

Lacke für Kunststofffolien im Bogenoffset Um optimale Ergebnisse zu erzielen, wird bei der Formulierung von UV-Lacken für den Foliendruck auf andere Rohstoffe zurückgegriffen als bei UV-Lacken für Karton und Papier. UV-Folienlacke erhalten dadurch sehr gute Haftungseigenschaften, und die Lackschichten besitzen eine höhere Flexibilität. Neben Hochglanz- und Mattlacken stehen auch Gold- und Silbereffektlacke, Perlglanzlacke und Deckweißqualitäten für die Veredelung von Kunststofffolien zur Verfügung. Desweiteren können die UV-Folienlacke mit verschiedenen Funktionen und Eigenschaften wie chemische Beständigkeiten gegen verschiedenste Lösemittel, Alkalien und Säuren ausgestattet werden. Ebenso kann über die Formulierung Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften genommen werden. Hohe Scheuerfestigkeiten sowie Gleitwerte von antirutschend bis hin zu stark gleitende Oberflächen mit Releasewirkung sind möglich. Darüber hinaus können hitzefeste UV-Lacke für Inmould Label sowie geruchs- und migrationsarme UV-Systeme für Lebensmittelverpackungen geliefert werden. Das Bedrucken und Lackieren von Kunststofffolien stellt besondere Anforderungen an alle Prozessbeteiligten: die Maschinen-, Foliensowie Farb- und Lackhersteller und nicht zuletzt an die ausführende Druckerei. Dies erfordert einen intensiven Dialog aller Beteiligten, um in diesem interessanten und innovativen Marktbereich erfolgreich agieren zu können. Mark Fregin (ACTEGA Terra GmbH, Lehrte)

Anwendungen | Beispiele

KBA-Kunden erschließen neue Geschäftsfelder Wie kein anderer Hersteller bietet KBA ein umfangreiches Portfolio an Plastikdruck-Maschinenkonfigurationen, Wasserlos-, UV-Ausstattungen und Spezialmaschinen für den Folien-, Karten- und Datenträgerdruck. So können sich die KBA-Kunden mit ihrer maßgeschneiderten Lösung neue Geschäftsfelder erschließen. Das zeigt der folgende Querschnitt durch Anwendungsbeispiele der letzten Jahre.

KBA-Metronic: Direktdruck auf Datenträger und Karten Die KBA-Metronic AG ist seit langem in diesen beiden Spezialmärkten erfolgreich. Im Datenträgermarkt sorgt die Blu-Ray Disc für Auftragskontinuität, wenn CDs und DVDs ausgedient haben werden. Die Scheiben lassen sich in optima-

KBA-Metronic OC200 für den Direktdruck auf Plastikkarten im ISO-Format

ler Wasserlosoffsetqualität mit den Maschinen CD-Print und Premius bedrucken. Letztere bedruckt auch Mini-Disks und digitale Visitenkarten in abweichenden Größen und Formen. Die KBA-Metronic OC200 ist die weltweit am weitesten verbreitete Maschine für den Direktdruck auf Plastikkarten im ISO-Format mit und ohne Cavity (Vertiefung für Chips). Durch eine Wendeeinrichtung am Ende der Druckstrecke kann sofort der Widerdruck erfolgen. Danach ist es möglich, die Karten im Inkjet-Verfahren auf der KBA-Metronic universys zu personalisieren und Rubbelfelder oder Etiketten hinzuzufügen. Als Minimallösung gibt es alternativ das Scratch-off-Modul UDA150-S, das sich mit bis

zu zwei Inkjet-Druckköpfen alphaJET C kombinieren lässt.

KBA Rapida 74 und 74G: Stark im Foliendruck Einen großen Marktanteil im Plastikfoliendruck- hat- die- Rapida 74. Rudolf Berle, Inhaber von berle:druck in Kaarst-Büttgen, investierte 2004 in eine Fünffarbenmaschine mit Lackierwerk in UVAusstattung. Damit bedruckt er insbesondere Lentikularfolien. Dieselbe Spezialisierung hat die Anfang

Folien- und Plastikdruckpaket für KBA-Bogenoffsetmaschinen Anwendungen: nicht saugende Ober flächen (glänzend gestrichene Kartons, Folien/Verbunde mit kartonähnlicher Biegesteifigkeit) Anlage/Anleger*: Entelektrisierung, Beschichtungen (u.a. Chrom), Tupferwelle mit Rollen, Rollen über Deckmarken, getaktete Leitbügel mit Rollen, Blasluftunterstützung Druckwerke/Lackierwerke*: Bogenführung mit mechanischer Kartonleiteinrichtung und Blasluftunterstützung, Bogendurchlaufkontrolle, modifizierte Greifer, Entelektrisierung, UV-Vorbereitung (Farbverrührer, Walzen, Wascheinrichtung, UV-Zwischentrockner, Lackversorgung) Auslage*: Bogenführungsbleche mit geregelter Luft, Saugen/Blasen umstellbar, Saugwalze, Entelektrisierung, Absaugvorrichtungen, Auslageverlängerung mit UV-Endtrockner *) Die zur Auswahl stehenden Features variieren je nach Maschinentyp bzw. -format und konkreter Kundenanforderung.

Die wasserlose Rapida 74 bei Roldán Gráficas druckt Karten aus PVC, PETG und PS

Personalisieren, Etikettieren und Rubbellackieren, Plastikkarten auf der KBA-Metronic universys

Standard-, Mini-Disks und digitale Visitenkarten aus der KBA-Metronic Premius

Process 5 | 2008 23

Anwendungen | Beispiele

Alle KBA-Maschinen, auf denen Folien und Kunststoffprodukte bedruckt werden können (Änderungen vorbehalten) Maschine

max. Format

mögliche Kunststoffbedruckung

Foliendruckfarben

Folienveredelungsoptionen

Corona-Option

KBA-Metronic CD-Print

CD, DVD, BRD

speziell für starre Datenträger

Wasserlos-UV

nein

KBA-Metronic Premius

CD, DVD, BRD

speziell für starre Datenträger

Wasserlos-UV

KBA-Metronic OC100/200

8,6 x 5,4 cm x2

Wasserlos-UV

KBA-Metronic universys

8,6 x 5,4 cm

ABS-, PC-, PET-, PS-, PVC-Karten bis 1,2 mm, mit Cavity Personalisierung von ABS-, PC-, PET-, PS-, PVC-Karten bis 0,8 mm Personalisierung von ABS-, PC-, PET-, PS-, PVC-Karten bis 0,8 mm je nach Polymer ca. 0,1 bis ca. 0,8 mm Folien von 0,05 bis 0,6 mm Option für Folien bis 1,0 mm Option für ABS-, PC-, PET-, PS-, PVC-Folien bis 1,0 mm Option für Folien bis 1,0 mm Dicke Option für Folien bis 1,0 mm Option für Folien bis 1,2 mm Option für Folien bis 1,2 mm Option für Folien bis 1,2 mm Option für Folien bis 1,2 mm Option für Folien bis 1,2 mm Option für Folien bis 1,2 mm Option für Folien bis 1,2 mm Option für Folien bis 1,2 mm Option für Folien bis 1,2 mm Option für Folien bis 1,2 mm

UV-Siebdruck- oder -FlexodruckGrundierung UV-Siebdruck-Grundierung, UV-Lack UV-Primer, UV-Lack

KBA-Metronic UDA150-S „Scratch-off“ 8,6 x 5,4 cm KBA-Metronic Genius 52UV KBA Performa 74 UV KBA Rapida 74 UV KBA Rapida 74G

36 x 52 cm 52 x 74 cm 52 x 74 cm 52 x 74 cm

KBA Rapida 74G UV NEU: KBA Rapida 75 UV KBA Rapida 105 NEU: KBA Rapida105 (vorm. universal) NEU: KBA Rapida106 KBA Rapida 130 KBA Rapida 130a KBA Rapida 142 KBA Rapida 162 KBA Rapida 162a KBA Rapida 185 KBA Rapida 205

52 x 74 cm 52/60,5 x 75 cm 74 x 105 cm 74 x 105 cm 74 x 106 cm 91 x 130 cm 96,5 x 130 cm 102 x 142 cm 112 x 162 cm 120 x 162 cm 130 x 185 cm 151 x 205 cm

2008 in Betrieb genommene Fünffarben-Rapida 74 mit Lackturm, Auslageverlängerung, Hybrid- und UV-Ausstattung sowie Plastikpaket bei der Druckerei Staffner in St. Johann in Tirol (Österreich). Die erste wasserlos druckende Rapida 74 Spaniens produziert seit 2007 bei Roldán Gráficas in Terrasa bei Barcelona überwiegend Karten aus PVC, PETG und PS. Die Sechsfarbenmaschine des Mitglieds der European Waterless Printing Asso-

ciation verfügt über vier UV-Zwischentrockner und einen UV-Endtrockner. Bei der Güse Verlag GmbH in Karben bei Frankfurt am Main produziert seit November 2005 die erste in Deutschland installierte Rapida 74 G. Die Wasserlosoffsetmaschine mit zonenschraubenlosen Gravuflow-Farbwerken ist für den Wechselbetrieb mit oxidativ-wegschlagend trocknenden und UVhärtenden Druckfarben geeignet.

Rudolf Berle, berle:druck, mit einer Lentikularfolie, bedruckt auf seiner Rapida 74 UV

24 Process 5 | 2008

Inkjet-Tinten Inkjet-Tinten Wasserlos-UV UV UV, Wasserlos-UV Wasserlos (Zeller+ Gmelin Toracard TF) Wasserlos-UV UV, Wasserlos-UV UV, Wasserlos-UV UV, Wasserlos-UV UV, Wasserlos-UV UV, Wasserlos-UV UV, Wasserlos-UV UV, Wasserlos-UV UV, Wasserlos-UV UV, Wasserlos-UV UV, Wasserlos-UV UV, Wasserlos-UV

Scratch-off-Heißprägefolie, Etikettierung Scratch-off-Heißprägefolie, Etikettierung UV-Lack UV-Lack UV-Lack Dispersionslack (Tippl Tipadur P-1203 B3) UV-Lack UV-Lack UV-Lack UV-Lack UV-Lack UV-Lack UV-Lack UV-Lack UV-Lack UV-Lack UV-Lack UV-Lack

nein nein nein nein nein nein realisiert realisiert möglich möglich realisiert realisiert möglich auf Anfrage auf Anfrage auf Anfrage auf Anfrage auf Anfrage auf Anfrage auf Anfrage

Bei Güse in Karben bei Frankfurt werden auf der Rapida 74G im Wasserlos-UV-Betrieb Plastiketiketten fürs Pflanzenmarketing gedruckt

Markus Staffner bedruckt auf seiner höhergesetzten Rapida 74 vor allem Lentikularfolien

Anwendungen | Beispiele

Der weltweit erste Corona-Turm im Bogenoffset bei Etna in Nantua (Frankreich)

Spezialität sind Schilder, Steck- und Hängeetiketten aus Kunststoff für die Vermarktung von Pflanzen. In der Druckerei Etna in Nantua (Frankreich) nahm im April 2003 die erste Bogenoffsetmaschine mit Corona-Turm die Produktion auf. Auf der Sechsfarben-Rapida 74 werden bei Bedarf auch Folien vorbehandelt, die später an anderen Maschinen ohne Corona-Turm bedruckt werden.

Einer der beiden Inert-UV-Zwischendecktrockner an der Sechsfarben-Rapida 105 bei Crea In der Kategorie Printing & Packaging erhielt Crea Printing Industries kürzlich den RTE Award for Innovation für eine biologisch abbaubare Lentikularfolienschachtel. Weitere Beispiele des Unternehmens: 1 Werbeaufsteller mit Flipflop-Effekt; 2 Bodenkleber; 3 PET-Faltschachtel für Getränkeflaschen; 4 transparente Beihefter für Bücher und Magazine; 5 Schulutensilien mit Werbeaufdruck; 6 PET-Trageschachteln für Unterwäsche; 7 medizinische Aufklärungstafeln; 8 Tischsteller; 9 Ringmappen; 10 Platzdeckchen

KBA Rapida 105: Auch mit Inert-Trocknern Über einen Corona-Turm verfügt auch die 15 Werke umfassend Rapida 105 bei Graf-Poz in Poznan (Polen) – mit 30 m die längste Rapida Europas. Noch vor dem ersten der sieben Druckwerke kann die Folie mit einer Corona-Entladung aufgeraut und mit Metalliclack oder Deckweiß grundiert und in zwei Trockentürmen zwischengetrocknet

werden. Der auch für Kartonagen ausgestattete Gigant kann in abschließender Doppellack-Konfiguration Hochglanz- oder Effektlack aufbringen. Die Firma Serigraph in West Bend, Illinois, ist einer der größten Foliendruckspezialisten in den USA. Schon vor Jahren wurde der für das Unternehmen namengebende Siebdruck um den Offsetdruck erweitert. Seit 2000 ist Serigraph auch Anwender einer sechsfarbigen KBA Rapida 105 UV mit Lackierwerk. Crea Printing Industries in Roeselare bei Brügge (Belgien) ist seit 2002 der weltweit erste Anwender der Inert-UV-Technologie im Bogenoffset. Zwei dieser vom SID Leipzig zusammen mit Eltosch entwickelten Aggregate werden als Zwischendecktrockner an einer SechsfarbenKBA Rapida 105 plus Lack eingesetzt. Crea erreicht damit das verzugfreie Bedrucken dünner PVC-Folien, weil der Wärmeeintrag erheblich reduziert werden kann.

Die 30 m lange Rapida 105 bei Graf-Poz in Poznan (Polen) hat als erstes Werk einen Corona-Turm

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Anwendungen | Beispiele

Capital Print, London, setzt eine Rapida 205 für großformatige Plastikwerbemittel ein

KBA Rapida 205: Superjumbo bedruckt Folien Capital Print, London, installierte 2005 eine Vierfarben-Rapida 205 mit Lackturm, Trockner und Sonderausstattung für den Kartonagenund Plastikdruck. Neben dem Vielnutzendruck von Massenwerbemitteln ist es das Ziel, auch großformatige Werbemittel wesentlich wirtschaftlicher als im Siebdruck zu produzieren.

KBA-Metronic Genius 52UV: Vielseitig im B3-Format Was die großen Rapidas können, kann die kleine Wasserlos-UVMaschine Genius 52UV auch. Pro-

Druckbeispiele von Serigraph in West Bend, Illinois (USA): 1 beidseitig bedruckter Deckenhänger; 2 vakuumverformtes Firmenlogo als applizierbares Schild; 3 Lentikularfolie als Packungsbanderole; 4 Regalwobbler mit Lentikulareffekt; 5 Lentikular-Inlay für eine DVD-Verpackung; 6 Wanddisplay; 7 vakuumverformtes Wanddisplay; 8 Platzdeckchen für eine Restaurantkette mit Micromotion-Optik (Serigraph-Verfahren, bei dem sich winkelabhängig von innen nach außen ein sternförmiger Blitz wahrnehmen lässt); 9 Micromotion-Haftetikett auf einer Folienverpackung; 10 Bodenkleber; 11+15 vakuumverformtes Steckdisplay; 13 Bedienpaneel für eine Fitnessmaschine; 14 In-Mould Labels auf Golfschlägern; 16 vakuumverformte Elemente für ein Plastik-Regaldisplay

minentester Anwender ist die schwedische Inplastor-Gruppe, bei der unter hohen Sicherheitsvorkehrungen Bankkarten gedruckt und laminiert werden. Die in Strängnäs installierte Maschine verfügt über ein separates Lackierwerk und eine verlängerte Auslage.

Mercurius in Zaanstad bedruckt auf der Genius 52 UV Folien mit vier oder fünf Farben

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Ein hohes Qualitätsimage besitzt die Kunstdrukkerij Mercurius in Zaanstad (Niederlande). Dort wurde Ende 2006 eine Fünffarben-Genius 52 UV aufgestellt, die überwiegend im Foliendruck eingesetzt wird. Das fünfte Werk wird für Lackierungen oder Firnisse gebraucht. Zusätzlich

ist eine separate UV-Lackiereinheit mit UV-Trockner und verlängerter Auslage vorhanden. Martin Dänhardt (KBA), Dieter Kleeberg

Auf der KBA-Metronic Genius 52UV bei Inplastor werden Bankkarten gedruckt

Anwendungen | Lentikularbilddruck

Lentikularbilddruck eröffnet zukunftsorientierte Nischenmärkte Wechselbilder und Minimovies, 3D-, Zoom- und Morphingeffekte – diese äußerst attraktiven Hingucker sind noch lange nicht alltäglich. Bei dieser profitablen Anwendung im Kunststofffoliendruck werden Lentikularfolien verarbeitet. Hierzu ist präzise und zuverlässige Drucktechnik nötig. Im KBA-Portfoilio eine der Maschinen, die diese Anforderungen erfüllt, ist die Metronic Genius 52UV. Viele kennen sie noch von früher, die Wechselbilder, auf denen Augen zwinkern oder Hände winken. Meistens nur ein einfacher Bildwechsel (Flip), ein Kippen, sollte Bewegung suggerieren. In den letzten Jahren wurde die Technologie des Lentikularbilddrucks revolutioniert. Die verblüffenden mehrstufigen Bildwelten können aus bis zu 16 Phasen bestehen. Sie tricksen das menschliche Auge perfekt aus und vermitteln den Eindruck einer Filmsequenz oder eines Dioramas. Drei Dinge sind es, die für die Qualität des modernen Lentikulardrucks ausschlaggebend sind und den entscheidenden Fortschritt gebracht haben: • die filigran strukturierte Linsenrasterfolie, • die exakte Vorbereitung der digitalen Bilddaten mit einer speziellen Software,

Flip-Motive, gedruckt auf einer Genius 52UV im Bogenformat 36 x 52 cm

• Druckmaschinen, die ein brillantes, hochpräzises Druckbild mit perfekter Passgenauigkeit liefern.

So funktioniert der Lentikularbilddruck Die Lentikulartechnologie nutzt die Gesetze der Optik. Lenticula heißt im Lateinischen „kleine Linse“. Die Lentikularfolie besteht also aus feinsten streifenförmig nebeneinander angeordneten Zylinderlinsen (Grafik 1), die so geformt sind, dass ihre Brennebene genau auf der Folienrückseite liegt. Gängige Lentikularfolien können zwischen 40 bis 130 Linsenstreifen pro Zoll bzw. 15 bis 50 pro Zentimeter aufweisen. Die Lichtstrahlen, die von einem Punkt in der Brennebene ausgehen, werden – vereinfacht gesagt – durch die Linsenform gebrochen und mehr oder weniger zu einem parallelen Strahlenbündel geformt. Dadurch sieht ein Betrachter jeweils nur einen kleinen Bereich des hinter jeder Linse liegenden Bildteils, beispielsweise wie in Grafik 2 schematisch dargestellt nur den blauen Streifen und damit nur

ein insgesamt blaues Bild. Verändert der Betrachter den Blickwinkel, verschwindet das blaue Bild, und es erscheint dafür das grüne Bild etc. Diesen Effekt lässt sich zu Nutze machen, um mehrere Bilder bzw. Bildteile hinter den einzelnen Linsen zu platzieren. Soll z.B. ein Bildwechsel aus vier Motiven entstehen (Grafik 3, Zeile A), muss jedes Motiv in Streifen in Linsenbreite aufgeteilt werden (Grafik 3, Zeile B). Wichtig dabei ist, dass jedes Bild in so viele Streifen zerlegt wird, wie sich Linsen auf einem Array befinden. Da das so komponierte „Streifenbild“ in diesem Beispiel natürlich viermal breiter wäre als das Endformat, muss es noch entsprechend auf ein Viertel seiner Gesamtbreite zusammengeschoben werden, sodass am Ende im Druck die Streifen ganz exakt hinter den einzelnen Linsen liegen (Grafik 3, Zeile C). Alles in allem also ein höchst komplexer Prozess, der erst mit moderner Software richtig umzusetzen ist und das geschulte Auge eines erfahrenen Fachmanns braucht.

Grafik 1 Die Lentikularfolie besteht aus parallel angeordneten Zylinderlinsen und wird rückseitig (hier unten) bedruckt

Ein Fall für die Genius 52UV KBA-Metronic liefert mit der Genius 52UV eine flexible und effiziente Druckmaschine für die speziellen Anforderungen des Drucks auf innovativen Materialien wie Lentikular folien. Holger Volpert, Vorstand der KBA-Metronic AG, sieht in der Maschine ein hochleistungsfähiges Instrument für Nischenmärkte mit hohem Entwicklungspotenzial: „Die Genius 52UV ist ideal für das Anforderungsprofil von Druckereien, die kreative Druckaufträge bei kleinen und mittleren Auflagen in brillanter Qualität kostengünstig realisieren möchten. Dank ihrer Wirtschaftlichkeit und besonderen Zuverlässigkeit sichert sie auch für Nischenanwendungen wie den Lentikulardruck absolute Wettbewerbsfähigkeit.“ Wenn das zu erstellende Lentikularbild fertig berechnet ist, wird es auf die transparente Folienrückseite

Grafik 2 Hinter jede Zylinderlinse mit der Breite m werden in der Brennebene (Fokus) n Bildstreifen aufgedruckt. Das Beispielschema des Lentikularbild zeigt also n = 4 Phasen oder Teilmotive. Je nach Blickwinkel sieht der Betrachter nur die Lichtstrahlen, die von der jeweiligen Gesamtheit 1 (rot dargestellt), 2 (blau), 3 (grün) oder 4 (gelb) der Bildstreifen ausgehen – hier wechselt er zwischen den blau und grün dargestellten Phasen

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Anwendungen | Lentikularbilddruck

Da im Kleinformatsektor die Auflagehöhen oft sehr gering sind, sind niedrige Verbrauchswerte und kurze Einrichtzeiten besonders wichtig. An der Genius 52UV kann ein einziger Bediener einen Auftragswechsel innerhalb von sieben Minuten realisieren. Die kompakte Genius 52UV, die nur 12 m2 Stellfläche benötigt, druckt kostengünstig im Wasserloseoffset mit UV-härtenden Druckfarben, sodass verschiedenste nicht saugende Materialien mit einer Dicke von 0,1 bis 0,8 mm brillant bedruckt werden können.

Attraktive Märkte erschließen

Grafik 3 Bei einem Bildwechsel, der aus vier Motiven besteht (Zeile A; hier wie in Grafik 2 zum besseren Verständnis rot, blau, grün und gelb eingefärbt), wird jedes Motiv in Streifen aufgeteilt, die genauso breit sind wie eine Linse (Zeile B). Es müssen exakt so viele Streifen sein, wie Linsen auf einem Array vorhanden sind. Entsprechend der vier Motive wäre das Gesamtbild nun viermal breiter als das Linsenarray. Deshalb muss das Gesamtbild nun auf ein Viertel zusammengeschoben werden (Zeile C), damit unter jede Linse je ein Streifen der vier Motive passt. Alle Grafiken © KBA-Metronic AG/Dipl.-Phys. Peter Schmitt

gedruckt. Holger Volpert, vormals Direktor Vertrieb Drucktechnik, kennt die Kundenbedürfnisse im Praxisalltag: „Beim Lentikulardruck kommt es vor allem auf absolute Präzision an. Da die Genius 52UV

keine Farbzonenschrauben, sondern ein zonenschraubenloses Kurzfarbwerk hat, ist die Farbgebung durchgängig stabil. Und das Registersystem ermöglicht beim automatischen Plattenwechsel ein

passgenaues Plattenaufspannen. Daher ist auch die Anlaufmakulatur sehr gering. Dies ist beim Verbrauch solch hochwertiger Materialen wie Lentikularfolien ein wesentliches Argument.“

Der Lentikularbilddruck verleiht Druckerzeugnissen Tiefe und Bewegung. Dadurch erreichen Produkte mit Lentikularfolien etwas, das heutzutage immer schwieriger zu bekommen ist: Aufmerksamkeit. Egal, ob Werbung, Marketing, Messe, Merchandising, Verpackung – die Einsatzmöglichkeiten sind unbegrenzt. Bei Etiketten, Displays, Broschüren, Verpackungen, Dekorationen und vielem mehr können Lentikularbilder wirkungsvoll eingesetzt werden, denn die unterschiedlichsten Zielgruppen reagieren positiv auf die aufmerksamkeitsstarken Lentikulareffekte. Dabei sind die dynamischen Wechseleffekte nicht nur dekorativ – es lassen sich auch mehrfache Informationen, Funktionserläuterungen, Detailansichten etc. in einem Lentikularbild unterbringen. Für Holger Volpert steht fest: „Technik made in Germany hat sich über Jahrzehnte einen hervorragenden Ruf aufgebaut, den es gilt, in globalisierten Märkten dauerhaft zu stabilisieren. Dies gelingt nur, wenn wir permanent ganz nahe an den Marktbedürfnissen agieren und mit großer Innovationskraft zukunftsfähige Potenziale ausbauen – Ideenreichtum und visionäre Strategien sind gefordert. Mit der Genius 52UV eröffnen wir ein breites Spektrum an Möglichkeiten und festigen das Renommee von KBA-Metronic als engagiertem, leistungsfähigem Partner in der Druckindustrie.“ Birgit Grosse, Dipl.-Phys. Peter Schmitt (Abt. Innovations & Patents der KBA-Metronic AG, Veitshöchheim)

Die Genius 52UV von KBA-Metronic setzt durch den wasserlosen und zonenschraubenlosen Offsetdruck mit UV-Farben neue Maßstäbe in Qualität und Wirtschaftlichkeit beim Bedrucken von flexiblen und Hartfolien (u.a. PVC, PET, ABS) bei substratabhängigen Materialdicken zwischen 0,1 und 0,8 mm

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Glossar

Die wichtigsten Kunststoffe auf einen Blick In der Kunststoffindustrie sind die langen Namen der chemischen Verbindungen durch international übliche Abkürzungen auf ein kommunizierbares Maß zurechtgestutzt worden. Dieses Glossar gibt einen Überblick über Abkürzungen und Trivialnamen der wichtigsten Polymere, darunter alle in dieser Broschüre genannten Verbindungen.

ABS: Acrylnitril-Butadien-Styrol; als Folie mit UV-härtenden und Wasserlosoffsetfarben bedruckbar Acrylglas: siehe PMMA APET, A-PET, PET-A: amorphes PET; für hoch transparente, hoch glänzende, bedruckbare PET-Folien und dünne Plastikkarten-Kaschierfolien BOPET: biaxial orientierte (d.h. längs und quer gereckte) APETFolie, z.B. DuPont Mylar BOPP: biaxial orientierte Polypropylen-Folie CA: Celluloseacetat; hoch transparentes, hoch glänzendes, hoch steifes, natürliches Polymer CAP: Celluloseacetopropionat COC: Cyclopolyolefinpolymere, Topas coextrudierte Folie: im Extrusionsverfahren aus zwei gleichartigen oder verschiedenen Polymerschmelzen geblasener Folienverbund CPET, C-PET: teilweise kristallines PET CPO: cyklische Polyolefine EVOH, EVAL: Ethylen-Vinylalkohol Extrusion: Blasformprozess, bei dem mittels Düsen aus Polymerschmelze(n) eine Kunststofffolie gebildet wird

Extruder

GAG-PET: coextrudierter PETFolienverbund (PETG–APET–PETG); für Blister- und Tiefziehbehältnisse GPPS: „General Porpose Polystyrene“, Allzweck-PS HDPE: „High-Density Polyethylene“, Hoch-Dichte-PE HIPS, PS-I: „High Impact Polystyrene“, schlagzähes PS HTR, PHEMA: „Hard Tissue Replacement“, Polyhydroxylethylmethacrylat; extrem reißfeste und UVbeständige Folien für Flexo- und Offsetdruck; gut tiefzieh- und kaschierbar IML: „In-Mould Label“; überwiegend aus gereckter mehrschichtiger PP-Folie hergestellte Etiketten, die nach dem Bedrucken mittels eines Gießverfahrens in die Oberfläche des Kunststoff-Packmittels integriert werden Kunststoffe, Plastik: Trivialbezeichnungen für voll- und halbsynthetische Polymere; Unterscheidung in Thermoplaste (unter Hitze verformbar, z.B. PVC, PP), Duroplaste (nicht verformbar, z.B. PUR, gehärtete Epoxide) und Elastomere (alle kalt verformbaren Kautschukarten); als Bedruckstoff taugen in der Regel nur zu Folien verarbeitete Thermoplaste; als Packstoff auch zu Blasformhohlkörpern verarbeitbar. Kunststofffolien: durch Spritzgießen oder Extrusion geformte Polymerbahnen, die zu 20 bis 150 µm, typischerweise zu 50 bis 100 µm dicken Substraten und Verbunden verarbeitet und als Bogen- oder Rollenware konfektioniert werden; verfügbar in klartransparent bis opakweiß und -farbig in den Oberflächen glänzend, semimatt und matt sowie strukturiert mit Mustern oder als Lentikularfolie; mit UV-härtenden Druckfarben kann grundsätzlich jede Folie bedruckt werden; im

Bogenoffset sind auch konventionelle und Wasserlosfarben einsetzbar, im Flexo- und Tiefdruck auch lösemittel- und wasserbasierende Farben; Verarbeitung in den Bereichen Faltschachteln, flexible Verpackung, Karten und Werbeartikel LDPE: „Low-Density Polyethylene“, Niedrig-Dichte-PE Lentikularfolie: Linsenrasterfolie LLDPE: isotaktisch lineares LDPE Monofolie: Kunststofffolie, die aus nur einer Polymer-Art besteht; Gegenteil: coextrudierte Folie. Mylar: Warenzeichen von DuPont; Synonym für gereckte PET-Folien OPET-A: orientierte (d.h. gereckte) PET-A-Folie; hoch transparent, hoch glänzend, hoch steif OPP: orientiertes (d.h. gerecktes) Polypropylen PA: Polyamid; wenig transparentes, gut glänzendes, gut steifes Polykondensat; Thermoplast, dessen harte Variante auch zu offsetbedruckbaren Folien gegossen wird; oft mit PE in Folienverbunden für Lebensmittelbeutel; als PA 6.6 Fasermaterial für synthetisches Papier PAN: Polyacrylnitril; hoch transparentes, hoch glänzendes, hoch steifes Polymerisat PBN: Polybutylennaphthalat PBT: Polybutylenterephthalat; Polyester für wärme- und verschleißfeste Spritzgussteile, Ummantelungen und Nanofüllstoff PC: Polycarbonat; teuerstes Polyester; hoch transparentes, hoch glänzendes, hoch steifes Polykondensat für CDs, DVDs und Blu-rayDiscs sowie transparente Gerätegehäuse PE: Polyethylen, Polyethen; mäßig bis gut transparentes, wachsartiges, wenig glänzendes, mäßig steifes Polyolefin-Polymerisat PEEK: Polyetheretherketon

PEDOT:PSS: Polyethylendioxythiophen-Polystyrensulfonat; verdruckbares, elektrisch leitfähiges Copolymer PEN: Polyethylennaphthalat; Polyester; gut transparentes, hoch glänzendes, hoch steifes Polykondensat; ersetzt PET in vielen Anwendungen PET, PETB: Polyethylenterephthalat; wichtigster Polyesterwerkstoff; hoch knitterfestes Polykondensat PET-A: APET, amorphes PET PETB: PET PETG, PET-G: mit Glykol coextrudiertes PET; gut transparente, glänzende, steife Basisfolie für Lentikularfolien und schrumpffähige Wickeletiketten PETIP: PET-Folienverbund in der Coextrusion von APET mit Isophthalsäure-haltigem PET; für siegelfähige Folien in metallisierten Verbunden PHEMA: Polyhydroxylethylmethacrylat; siehe HTR PK: Polyketone PLA: „Polylactic acid“, Polymilchsäure; aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellter, kompostierbarer „Bio-Polyester“; als Hartfolie mit hohem Glanz und hoher Festigkeit auch im Bogenoffset bedruckbar Plastikfolien: Polymerfolien Plexiglas: PMMA PMMA: Polymethylmethacrylat, Polymethacrylsäureester; „Plexiglas, Acrylglas“, meistens nur im Siebdruck bedruckt Polyester: Ethylacetat; Polymere mit „Esterbindung“, z.B. PET, PEN, PC Polymere: organische Makromoleküle auf Basis einfacher Kohlenwasserstoffmoleküle (Monomere), die durch Verkettung, Verzweigung oder Vernetzung hohe Festigkeit und andere Eigenschaften ausbilden; Homopolymere (aus einer Monomerart): PE, PP, PVC; Copolymere (aus verschiedenen Monomeren): ABS POM: Polyoxymethylen, Polyacetalharz, Polyformaldehyd

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Glossar, Ressourcen und Partner

PP: Polypropylen, Polypropen; mäßig bis gut transparent, glänzend, wachsartig, steif PS: Polystyrol, Polystyren; klartransparent, hart; aufschäumbar (Styropor, nicht bedruckbar) PSU: Polysulfon PTT: Polytrimethylennaphthalat PUR: Polyurethan; Basis für Formteile und Klebstoffe PVC: Polyvinylchlorid; mäßig bis gut transparent, steif

PVC-P: „PVC plasticized“; WeichPVC PVC-U: „PVC unplasticized“; HartPVC PVDC: Polyvinylidenchlorid, ein Polyolefin-Polymerisat PVOH: Polyvinylalkohol; antistatische, schweißbare, wasserlösliche, biologisch abbaubare, hochfeste Barrierefolie OLED: „Organic Light Emitting Diode“; verdruckbares, elektrisch

Ressourcen und Partner Wir möchten uns an dieser Stelle herzlich bei allen Kooperationspartnern bedanken, deren Produkte, Lösungen und Komponenten unseren Kunden das Bedrucken von Kunststofffolien auf KBA-Bogenoffsetmaschinen ermöglichen.

Beratung, Zertifizierung Berufsgenossenschaft Druck und Papierverarbeitung, D-Wiesbaden (www.bgdp.de) Druck & Beratung D. Braun, D-Mülheim/Ruhr (www.wluv.de) fogra Forschungsgesellschaft Druck e.V., D-München (www.fogra.org)

leitfähiges Polymer, das beim Anlegen einer Spannung Licht aussendet OPV: „Organic Photovoltaic“; Fotozelle aus verdruckbarem, elektrisch leitfähigem Polymer OPVC-P: orientierte (d.h. gereckte) Weich-PVC-Folie Taktizität: Vorzugsausrichtung der Polymermoleküle; isotaktische Polymere (d.h. mit gleich ausgerichteten Molekülen, z.B. PP) lassen sich besonders gut recken

TPE: thermoplastische Elastomere Verbunde: Bedruck- und Packstoffe, bei denen gleiche oder unterschiedliche Materiallagen miteinander verklebt oder verschweißt sind Dieter Kleeberg

Trockner- und Strahlungstechnik Adphos Vertriebs GmbH, D-Hamburg (www.adphos.de, www.eltosch.de) Grafix GmbH Zerstäubungstechnik, D-Stuttgart (www.grafix-online.de) Heraeus Noblelight GmbH, D-Hanau (www.heraeus-noblelight.com) Kühnast Strahlungstechnik GmbH, D-Wächtersbach (www.uv-technology.de) Dr. Hönle AG UV Technology, D-Gräfelfing (www.hoenle.de) IST Metz GmbH, D-Nürtingen (www.ist-uv.com) RadTech Europe, NL-Den Haag (www.radtech-europe.com) Sächsisches Institut für die Druckindustrie (SID), D-Leipzig (www.sidleipzig.de)

Druckfarben, Lacke, Additive und Reinigungsmittel ACTEGA Terra Lacke GmbH, D-Lehrte (www.actega.com/terra/) DS Druckerei Service, D-Reutlingen (www.dsgroup.de, www.fujihunt.com) Eckart GmbH & Co. KG, D-Fürth (www.eckart.de) Epple Druckfarben AG, D-Neusäß (www.epple-druckfarben.de) Flint Group Germany GmbH, D-Stuttgart; Day International GmbH/Varn Products GmbH, DReutlingen (www.flintgrp.com, www.dayintl.com) Huber Group, D-München; Hostmann-Steinberg GmbH, D-Celle (www.mhm.de, www.hostmann-steinberg.de) Jänecke+Schneemann Druckfarben GmbH, D-Hannover (www.js-druckfarben.de) Merck KGaA, D-Darmstadt (www.merck-pigments.com) SunChemical Hartmann Druckfarben GmbH, D-Frankfurt am Main (www.sunchemical.com) Schmid Rhyner AG Print Finishing, CH-Adliswil (www.schmid-rhyner.ch) Siegwerk Group, D-Siegburg, D-Backnang, F-Annemasse (www.siegwerk-group.com, www.sicpa.com) Dipl.Ing. Werner Tippl, A-Wien ([email protected]) VEGRA GmbH, D-Aschau am Inn (www.vegra.de) Weilburger Graphics GmbH, D-Gerhardshofen (www.weilburger-graphics.de) Zeller+Gmelin GmbH & Co. KG, D-Eislingen (www.zeller-gmelin.de)

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Corona- und Entelektrisierungseinrichtungen Ahlbrandt System GmbH, D-Lauterbach/Hessen (www.ahlbrandt.de) KERSTEN Elektrostatik GmbH, D- Freiburg im Breisgau (www.kersten.de)

Kunststoff-, Metall- und Lentikularfolien DPLenticular Ltd, IRL-Dublin (www.dplenticular.com, www.lenticular-folien.com) Folienwerk Wolfen GmbH, D-Wolfen-Thalheim (www.folienwerk-wolfen.de) Klöckner Pentaplast GmbH & Co. KG, D-Montabaur (www.kpfilms.com) Leonhard Kurz Stiftung & CO. KG, D-Fürth (www.kurz.de) Papier Union GmbH, D-Hamburg (www.papierunion.de) Priplak SAS, F-Neuilly-en-Thelle (www.priplak.com, www.arjowiggins.com) Schneidersöhne Unternehmensgruppe, D-Ettlingen (www.schneidersoehne.de) Treofan Germany GmbH & Co KG, D-Neunkirchen, D-Raunheim (www.treofan.com)

3D-Software Digi-Art Neue Visuelle Medien Elmar Spreer, D-Apen (www.lenticularsoftware.de) HumanEyes Technologies Ltd, The Hebrew University, IL-Jerusalem (www.humaneyes.com, www.dispro.at)

Impressum

Koenig & Bauer AG Rollendruckmaschinen Friedrich-Koenig-Straße 4 D-97080 Würzburg Tel.: +49 (0)931 909-0 Fax: +49 (0)931 909-4101 Web: www.kba.com E-Mail: [email protected] Koenig & Bauer AG Bogenoffsetmaschinen Friedrich-List-Straße 47 D-01445 Radebeul Tel.: +49 (0)351 833-0 Fax: +49 (0)351 833-1001 Web: www.kba.com E-Mail: [email protected] KBA-Metronic AG Benzstraße 11 D-97209 Veitshöchheim Tel.: +49 (0)931 9085-0 Fax: +49 (0)931 9085-100 Web: www.kba-metronic.com E-Mail: [email protected]

KBA Process ist eine stark verfahrenstechnisch ausgerichtete Publikation, die den aktuellen Stand und die Entwicklungsperspektiven innovativer Technologien praxisnah und detailliert zusammenfasst und Unterstützung bei strategischen Unternehmensentscheidungen bieten möchte. Bisher erschienen: KBA Process No. 1 KBA Process No. 2 KBA Process No. 3 KBA Process No. 4

Herausgeber: Unternehmensgruppe Koenig & Bauer (www.kba.de) Redaktion: Dieter Kleeberg Klaus Schmidt Jürgen Veil

E-Mail: [email protected] Tel.: +49 (0)931 909-4518 Fax: +49 (0)931 909-6015

Dipl.-Ing. D. Kleeberg, Fachjournalismus/PR-Service Druckindustrie, [email protected] Direktor Marketing, [email protected] Marketingleiter Bogenoffset, verantwortlich für den Inhalt, [email protected]

Autoren und redaktionelle Zuarbeit: Walter J.Bolliger Siegwerk Backnang GmbH, Backnang Martin Dähnhardt KBA Radebeul Olivier Deage Siegwerk France S.A., Annemasse Klaus Fischer Papier Union GmbH, Hamburg Mark Fregin ACTEGA Terra GmbH, Lehrte Beatrix Genest SID Sächsisches Institut für die Druckindustrie GmbH, Leipzig Anne-Kathrin Gerlach KBA Radebeul Birgit Grosse KBA-Metronic AG, Veitshöchheim Dieter Kleeberg Dipl.-Ing. D. Kleeberg, Nidderau Izabella Kwiatkowska European Media Group Poznan Matthias Lange KBA Radebeul Marc Larvor Siegwerk France S.A., Annemasse Cornelia Lillelund freie Journalistin (für Papier Union) Peter Psotta Siegwerk Backnang GmbH, Backnang Peter Schmidt KBA-Metronic AG, Veitshöchheim Wilfrid Tews Treofan GmbH, Neunkirchen und Raunheim Jürgen Veil KBA Radebeul Frank Waßmann Klöckner Pentaplast GmbH, Montabaur Wolfgang Zierhut KERSTEN Elektrostatik GmbH, Freiburg im Breisgau Layout: Katrin Jeroch

Wenn Sie unsere Kundenzeitschrift „KBA-Report“ noch nicht kennen und bisher nicht erhalten haben, setzen Sie sich bitte mit uns in Verbindung. Ihre Wünsche nimmt Frau Anja Enders entgegen:

„Im Focus: Offset-Direktdruck auf Wellpappe“ (2002) „Wasserlos und zonenschraubenlos“ (2005) „Edle Druckprodukte im Hybridverfahren“ (2006) „Inline-Druckveredelung mit Lack“ (2007)

KBA Radebeul

Rechtliche Hinweise: Änderung von Produktmerkmalen und Spezifikationen ohne Vorankündigung vorbehalten. Alle Nachdrucke und Vervielfältigungen, auch einzelner Beiträge, bedürfen der Genehmigung durch den Herausgeber und erfordern eine genaue Quellenangabe. Eingetragene Warenzeichen sowie Gebrauchsmuster oder Patente sind in den Texten nicht ausdrücklich gekennzeichnet. Daraus kann nicht geschlossen werden, dass die betreffenden Bezeichnungen frei sind oder frei verwendet werden können. Printed in the Federal Republic of Germany

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KBA Bogenoffsettechnologie

KBA Rapida 106. Das innovative Rüstzeit-Wunder.

KBA.P.616.d

Seit der drupa 2004 setzt die Hightech-Bogenoffsetanlage Rapida 105 in punkto Automatisierung, Leistung, Flexibilität und Innovation die Benchmarks im Mittelformat. Zur drupa 2008 legte die neue Rapida 106 bei Rüstzeiten, Qualitätsmanagement, Bedienerentlastung, Makulatureinsparung und Wirtschaftlichkeit noch einen drauf. Alles drin. Alles dran. Alles bestens. Für die neue Rapida 106-Mittelformatgeneration gilt das wirklich. Überzeugen Sie sich selbst.

Koenig & Bauer AG, Bogenoffsetmaschinen, Radebeul Fon 0351 833-0, [email protected], www.kba.com