Der industrielle Druck spielt bei der Herstellung von Kunststoffverpackungen eine zentrale Rolle. Über die ästhetische Funktion hinaus ermöglicht er es, technische Informationen, Elemente zur Rückverfolgbarkeit und Kennzeichnungen anzubringen, die während der gesamten Lebensdauer des Produkts lesbar und beständig bleiben müssen.
Ein stabiles und wiederholbares Druckergebnis hängt nicht allein von der Druckmaschine ab. Weitere Faktoren wie das Material, die Oberflächenvorbereitung, die Druckvorstufe oder die verwendeten Druckfarben wirken sich unmittelbar auf das Endergebnis aus.
Es gibt verschiedene industrielle Drucktechnologien, jede mit ihren eigenen Eigenschaften, Vorteilen und Anwendungsbereichen. Zu den in diesem Anwendungsbereich am häufigsten eingesetzten Verfahren zählen der Trockenoffsetdruck, der Siebdruck, der konventionelle Offsetdruck und der Tampondruck.
Der konventionelle Offsetdruck, auch Nassoffset genannt, überträgt die Farbe von einer Metallplatte auf einen Gummizylinder (Gummituch), der sie auf den Bedruckstoff aufbringt. Im Prozess kommt eine Feuchtlösung zum Einsatz, die verhindert, dass die Farbe an den nicht druckenden Bereichen der Platte haftet. Es ist die vorherrschende Technologie im grafischen Druck auf Papier, Karton und flexiblen Kunststoffen.
Der Tampondruck ist ein indirektes Druckverfahren, bei dem ein flexibler Silikontampon als übertragendes Element dient. Das Motiv wird in ein Klischee aus Metall geätzt, die Farbe füllt die Gravur, und der Tampon nimmt sie auf und überträgt sie auf das Werkstück. Sein wesentlicher Vorteil ist die Fähigkeit, auf Oberflächen mit komplexen Geometrien zu drucken, wodurch er sich ideal für kleinformatige dreidimensionale Teile wie Verschlüsse, medizinische Komponenten oder technische Bauteile eignet.
Bei Triana sind die Technologien, die wir in unseren industriellen Dekorationsprozessen einsetzen, der Trockenoffsetdruck und der Siebdruck, die im Folgenden näher erläutert werden.
Die Bedeutung der Druckvorstufe
Bei jedem industriellen Druckprozess beginnt die Qualität lange vor der Farbübertragung auf das Werkstück. Die Druckvorstufe ist entscheidend, um Schärfe und Stabilität während der gesamten Produktion sicherzustellen.
Farbmanagement und Pantone-Farben
Die korrekte Definition der Farben ist entscheidend, um die Konsistenz zwischen den Produktionen zu wahren und die Treue gegenüber dem Corporate Design oder den Kundenanforderungen sicherzustellen.
Die Verwendung von Pantone-Referenzen ermöglicht das Arbeiten mit präzisen und wiederholbaren Farbstandards, die besonders in Branchen wichtig sind, in denen visuelle Einheitlichkeit ein Qualitätskriterium darstellt.
Kleine Farbabweichungen können zu sichtbaren Unterschieden zwischen den Chargen führen, weshalb Aspekte wie Viskosität, Deckkraft, Härtungsbedingungen und Farbrezeptur kontrolliert werden müssen.
Anpassung von Designs an 6 Farben und mit begrenzten Verläufen
Eine der ersten Aufgaben der Druckvorstufe besteht darin, das ursprüngliche Design an die realen Bedingungen des Druckprozesses anzupassen. Der Trockenoffsetdruck, auf den später ausführlicher eingegangen wird, ermöglicht das Arbeiten mit mehreren Sonderfarben. Im Fall von Triana sind unsere Maschinen für die Verarbeitung von bis zu 6 Druckfarben ausgelegt, was bedeutet, dass die Designs an diese Konfiguration angepasst werden müssen, um eine optimale Wiedergabe der Farben und Oberflächen zu gewährleisten.
Wenn ein Design vom Kunden eintrifft, wurde es häufig für eine digitale Umgebung oder einen Druck ohne Einschränkungen konzipiert. Die Anpassung umfasst die Überprüfung der Farbanzahl, die Bewertung, welche Farben vereinfacht oder durch entsprechende Pantone-Farben ersetzt werden können, sowie die Sicherstellung, dass das Endergebnis mit der Anzahl der verfügbaren Druckwerke technisch umsetzbar ist.
Bei Verfahren des Direktdrucks auf Kunststoff lassen sich kontinuierliche Verläufe nur schwer originalgetreu wiedergeben: Die Farbe wird in einzelnen Schichten aufgetragen, und das Punktraster unterliegt Einschränkungen bei Auflösung und Haftung auf der Oberfläche. Aus diesem Grund müssen Verläufe in den Designs vereinfacht oder an technisch reproduzierbare Rasterbereiche angepasst werden, wobei extreme Werte (wie 1-5 % Farbanteil) zu vermeiden sind.
Diese Anpassungsphase erfordert eine reibungslose Kommunikation zwischen dem Team der Druckvorstufe und dem Kunden, da sie mitunter Änderungsvorschläge am ursprünglichen Design mit sich bringt, die zwar optisch geringfügig erscheinen mögen, aber ausschlaggebend sind.
Filme und Vorbereitung der Druckvorlagen
Die Filme sind nach wie vor ein wichtiges Element in verschiedenen industriellen Drucksystemen, insbesondere bei Siebdruckprozessen und der Plattenvorbereitung. Ein Film ist ein Negativ, das in Form eines Bildes alle Informationen enthält, die jeder einzelnen Farbe des Designs entsprechen.
Seine Aufgabe besteht darin, das ursprüngliche Design präzise auf die Druckelemente zu übertragen und dabei Folgendes zu gewährleisten:
- Schärfe
- Register
- Farbausrichtung
Eine fehlerhafte Vorbereitung der Druckvorlagen kann zu Abweichungen während der Produktion, Passerfehlern oder einem Schärfeverlust bei Texten führen.
Druckplatten, Belichtung und CTP
Die Druckplatten sind dafür verantwortlich, die Farbe mit der vom Prozess geforderten Präzision auf das Werkstück zu übertragen. Je nach eingesetzter Technologie können Aspekte wie Materialien, Beständigkeit, Gravurtiefe oder Übertragungsvermögen variieren.
Das herkömmliche Verfahren zur Herstellung von Druckplatten beruht auf der Belichtung: Der Film wird auf die Polymerplatte (ein lichtempfindliches organisches Material) gelegt, und beide werden mithilfe einer als Belichter bezeichneten Maschine ultravioletter Strahlung ausgesetzt. Die UV-Leuchtstoffröhren des Belichters aktivieren die Emulsion der Platte in den Bereichen, die nicht vom Schwarz des Films abgedeckt sind.
Nach der Belichtung durchläuft die Platte den Auswaschprozess: Wasser und mechanische Bürsten entfernen das nicht durch das Licht ausgehärtete Material (also die Bereiche, die der Film mit Schwarz abdeckte), sodass ein positives Relief entsteht, das die Farbe aufnimmt und überträgt. Dieses Relief bestimmt letztlich die Qualität des gedruckten Motivs.
Die CTP-Technologie (Computer to Plate) stellt die digitale Weiterentwicklung dieses Prozesses dar: Statt einen Zwischenfilm zu erzeugen, wird das digitale Design mittels eines Lasersystems direkt auf die Platte übertragen, wodurch ein Arbeitsschritt entfällt und mögliche Fehlerquellen reduziert werden. CTP ermöglicht eine höhere Präzision bei der Wiedergabe feiner Raster und Verläufe, verbessert die Konsistenz zwischen den Produktionen und verkürzt die Rüstzeiten.
Die Plattengravur ist bei Hochpräzisionsprozessen besonders kritisch, da sie Folgendes bestimmt:
- Schärfe des Motivs
- Menge der übertragenen Farbe
- Gleichmäßigkeit
- Wiederholgenauigkeit zwischen den Produktionen
Farbregister
Eine minimale Abweichung zwischen den Farben kann sich unmittelbar auf die endgültige visuelle Qualität des Produkts auswirken. Diese Einstellung, bekannt als Register oder Passer, besteht darin, jede Platte korrekt zu den übrigen auszurichten, damit alle Farben während des Drucks genau dort aufgetragen werden, wo sie hingehören.
In der Praxis erfolgt der Passer über die Feineinstellschrauben jedes Druckwerks: mechanische Gewinde, mit denen sich die Walzeneinheit und die Platte in axialer Richtung (auf/ab) und in Umfangsrichtung (links/rechts) verschieben lassen. Diese Einstellung wird vor dem Durchlauf der Tube durch die Maschine visuell auf dem Gummituch vorgenommen, indem das Ergebnis mit dem freigegebenen Muster und dem Produktionsauftrag verglichen wird.
Oberflächenvorbereitung der Kunststoffteile
Nicht alle Kunststoffmaterialien weisen die gleichen Hafteigenschaften auf. Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE) besitzen eine niedrige Oberflächenenergie, was die korrekte Fixierung der Farbe erschwert.
Aus diesem Grund erfordern viele industrielle Prozesse Vorbehandlungen, um die Oberflächenspannung des Materials zu erhöhen und eine angemessene Haftung zu gewährleisten.
Beflammung von Verpackungen
Die Beflammung ist eine der am häufigsten eingesetzten Behandlungen im industriellen Druck auf Kunststoffverpackungen. Mittels einer kontrollierten Flamme wird das Material an der Oberfläche verändert, um die Haftfähigkeit der Farben zu verbessern.
Eine unzureichende Oberflächenbehandlung kann zu Haftungsproblemen, Ablösen der Farbe oder geringer chemischer Beständigkeit während der Endnutzung des Produkts führen.
Drucktechnologien bei Triana
Trockenoffsetdruck
Auch als Trockenoffset oder indirekter Hochdruck bekannt, ist er eine der am häufigsten eingesetzten Technologien für den industriellen Druck auf Kunststoffverpackungen in Großserienfertigung. Im Gegensatz zum konventionellen Offsetdruck kommt keine Feuchtlösung zum Einsatz: Die Polymerplatte druckt direkt auf das Silikon-Gummituch, das die Farbe wiederum auf die rotierende Verpackung überträgt.
Er ermöglicht den Druck mehrerer Farben bei hoher Geschwindigkeit auf zylindrischen Oberflächen mit hoher Wiederholgenauigkeit. Die Konfiguration mit mehreren in Reihe angeordneten Druckwerken erlaubt das Auftragen von bis zu 6 Farben in einem einzigen Durchlauf, was ihn zu einer sehr effizienten Lösung für Produktionen mit hohem Volumen macht.
Zu seinen wichtigsten Vorteilen zählen:
- Hohe Produktivität
- Prozessstabilität
- Präzision im Register
Eine der größten Stärken des Trockenoffsetdrucks ist seine Fähigkeit, selbst bei Produktionen von Millionen Einheiten eine hohe Druckqualität aufrechtzuerhalten.
Bei Industrias Plásticas Triana ist der Trockenoffsetdruck die wichtigste Linie der industriellen Dekoration, mit Anlagen, die bis zu 6 Sonderfarben direkt auf Materialien wie PP und PS drucken können und dabei hohe Qualitäts- und Wiederholstandards bei Produktionen mit großem Volumen gewährleisten.
Industrieller Siebdruck im Reinraum
Der Siebdruck ist nach wie vor eine in industriellen Anwendungen weit verbreitete Technologie, da er Farbschichten mit hoher Deckkraft und Beständigkeit auftragen kann. Im Gegensatz zu anderen Drucksystemen ermöglicht er das Auftragen größerer Farbmengen auf die Oberfläche, was sich in einer hervorragenden Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Abnutzung durch Handhabung niederschlägt.
Das Funktionsprinzip beruht auf einem über einen starren Rahmen gespannten Gewebe. Mittels lichtempfindlicher Emulsion werden die Bereiche abgedeckt, die nicht bedruckt werden sollen, und die Farbe fließt durch die offenen Bereiche des Gewebes, wenn die Rakel (Gummilippe) darübergeführt wird.
Er eignet sich besonders für technische Bauteile, Oberflächen mit spezifischen Geometrien und Anwendungen, die eine hohe mechanische oder chemische Beständigkeit erfordern, sowie für Aufdrucke, bei denen die Produktkennzeichnung während des gesamten Lebenszyklus lesbar bleiben muss.
Bei Triana verfügen wir über eine Siebdruckmaschine im Reinraum, die speziell für die Dekoration von Medikamentenspritzen und Vaginalapplikatoren bestimmt ist und es ermöglicht, Kennzeichnungen und technische Informationen mit der Präzision und Beständigkeit anzubringen, die diese Art von Produkten erfordert.
Industriefarben und Oberflächenveredelung
Industriefarben müssen nicht nur eine hohe visuelle Qualität, sondern auch Beständigkeit gegenüber den Einsatzbedingungen des Endprodukts gewährleisten.
UV-Farben
Die UV-Farben haben in der Industrie an Bedeutung gewonnen, da sie durch ultraviolette Strahlung nahezu sofort aushärten. Diese Eigenschaft ermöglicht das Arbeiten mit hohen Produktionsgeschwindigkeiten, ohne die Druckqualität zu beeinträchtigen.
Neben der Steigerung der Produktivität bieten sie eine hohe mechanische und chemische Beständigkeit, was besonders in Branchen geschätzt wird, in denen die Verpackungen ständiger Handhabung oder dem Kontakt mit verschiedenen Substanzen ausgesetzt sind.
Wesentliche Vorteile:
- Schnelle Härtung
- Hohe Beständigkeit
- Stabilität
- Integration in automatisierte Linien
Lackierungen und Oberflächenschutz
Das Auftragen von Lack schützt den Aufdruck vor Abrieb, chemischen Einflüssen, Reibung oder Oberflächenabbau. Neben seiner Schutzfunktion kann er auch bestimmte optische Effekte wie Glanz oder Mattierung verleihen.
Qualitätskontrolle im industriellen Druck
Einen Fehler erst nach Abschluss der Produktion zu entdecken, bedeutet Zeit, Kosten und mögliche Beanstandungen seitens des Kunden. Aus diesem Grund darf sich die Qualitätskontrolle im industriellen Druck nicht auf eine visuelle Prüfung am Ende der Linie beschränken, sondern muss während des gesamten Prozesses präsent sein.
Zu den gängigsten Kontrollen zählen:
- Haftungsprüfungen: um zu überprüfen, dass die Farbe korrekt auf der Kunststoffoberfläche fixiert bleibt und sich während des Gebrauchs oder der Handhabung nicht ablöst.
- Messung der Oberflächenspannung: Die Oberflächenenergie des Bedruckstoffs wird vor dem Druck gemessen, um zu überprüfen, dass die Vorbehandlung (wie die Beflammung) ausreichend war. Es werden Testtinten verwendet, mit denen sich bestätigen lässt, dass das Material das erforderliche Spannungsniveau erreicht, um die Haftung der Farbe zu gewährleisten.
- Visuelle Prüfung und Passerprüfung: ausgerichtet auf das Erkennen von Fehlern wie Flecken, fehlender Farbe, Abweichungen in der Oberfläche oder mangelnder Ausrichtung zwischen den Farben. Die Passerprüfung ermöglicht es, die korrekte Überlagerung der verschiedenen Farben und grafischen Elemente des Designs zu bestätigen und sicherzustellen, dass keine sichtbaren Versätze zwischen den Farben auftreten.
Automatisierung und industrielle Integration
Der aktuelle Trend der Branche entwickelt sich hin zu zunehmend automatisierten und in die Produktionslinien integrierten Prozessen. Die Einbindung von Robotern, automatischen Handhabungssystemen, Bildverarbeitung und digitalen Kontrollen ermöglicht es, die Effizienz zu steigern, Fehler zu reduzieren und die Wiederholgenauigkeit der Prozesse zu erhöhen.
Bei Produktionen mit großem Volumen bringt die Automatisierung nicht nur Produktivität, sondern auch Stabilität. Die Fähigkeit, kritische Parameter zu überwachen und Abweichungen in Echtzeit zu erkennen, trägt dazu bei, die von bestimmten Branchen geforderten Qualitätsstandards einzuhalten.
Die Integration von Spritzguss, Handhabung und Druck ist besonders wichtig bei Produktionen mit hohem Volumen und in Branchen mit hohen technischen Anforderungen.
Fazit
Der industrielle Druck auf Kunststoffteilen ist ein komplexer Prozess, an dem zahlreiche technische Faktoren beteiligt sind. Die endgültige Qualität hängt nicht allein von der eingesetzten Drucktechnologie ab. Obwohl das Drucksystem ein Schlüsselelement ist, wird das Ergebnis auch von zahlreichen Faktoren beeinflusst, die vor, während und nach dem Prozess eine Rolle spielen.
Die Vorbereitung der Materialien, das korrekte Farbmanagement, die Auswahl der Farben oder die auf die Teile angewandten Oberflächenbehandlungen haben einen unmittelbaren Einfluss auf die Schärfe, die Haftung und die Haltbarkeit des Drucks.
Ebenso ermöglichen die Automatisierung der Prozesse und die Einführung geeigneter Qualitätskontrollen, die Stabilität der Produktion aufrechtzuerhalten und mögliche Produktionsabweichungen zu reduzieren.
Daher müssen auf den industriellen Druck spezialisierte Unternehmen diese Projekte aus einer ganzheitlichen Sicht des Prozesses angehen und technisches Know-how, Technologie und Produktionskontrolle vereinen, um konsistente Ergebnisse bei jedem Fertigungsvolumen zu gewährleisten.
