Nick Coombes spricht mit drei wichtigen Technologielieferanten über die Probleme bei der Herstellung von Shrink Sleeves und berichtet über die Erfahrungen eines britischen Verarbeiters.
Unabhängig davon, ob Sie einen Shrink-Sleeve als erweitertes Etikett oder als eine Art flexibler Verpackung betrachten, gibt es einige Schlüsselfaktoren, die berücksichtigt werden müssen, bevor Sie mit der kommerziellen Produktion in diesem Bereich des Drucks beginnen.
Wie bei den meisten Prozessen hängt der Erfolg davon ab, dass man seine Hausaufgaben macht und die richtigen Entscheidungen in Bezug auf Materialien und Lieferanten trifft. Ich bin Vetaphone, Paragon Inks und Plasfilms für ihre Anregungen und Ratschläge dankbar, und Berkshire Labels für ihre Erfahrungen aus erster Hand bei der Produktion von Shrink Sleeves auf Schmalbahnmaschinen.
Das erste Gespräch erfolgte mit Dr. John Walker von Plasfilms, der die grundlegenden Anforderungen an Schrumpfmaterialien erläuterte.
Was sind die wichtigsten Eigenschaften, die für gute Schrumpffolienprodukte erforderlich sind?
JW: Die wichtigsten Eigenschaften sind eine kontrollierte und gleichmäßige Schrumpfung, mechanische Eigenschaften, Klarheit und Stabilität bei einem breiten Temperaturbereich. Da es sich um eine Ganzkörperetikettierung handelt, sind qualitativ hochwertige 360-Grad-Grafiken unerlässlich, die sich leicht verarbeiten lassen (Druck und Verarbeitung), manipulationssicher sind und natürlich recycelbar sind. Das Schrumpfverhalten wird sowohl durch das Basismaterial und die Formulierung als auch durch den Spannrahmen-/Orientierungsprozess bestimmt.
Welche Folienprodukte erfüllen diese Kriterien am besten?
JW: Die Hauptsubstrate sind PVC, OPS und PETG. PVC hat sich etabliert und ist die kostengünstigste Schrumpffolie, hat aber eine begrenzte Schrumpfung, etwa 60%, und ist für schwierige oder komplexe Formen weniger geeignet. OPS hat eine gute Schrumpffähigkeit, etwa 70%, mit minimaler MD-Schrumpfung. Die wahrscheinlich beste Folie ist jedoch PETG, die mit 78–80% die höchste Schrumpffähigkeit aufweist und für die Herstellung komplexer Formen geeignet ist. Es hat auch den höchsten Grad an Klarheit und verfügt über starke mechanische Eigenschaften, die es für Downgauging geeignet machen. Der Nachteil ist jedoch, dass es am teuersten ist!
Hängt die Eignung der Folie davon ab, welches Druckverfahren eingesetzt wird?
JW: Vereinfacht gesagt, sind alle diese Materialien für den Druck im Flexo- und Tiefdruckverfahren sowie für die UV-Härtung geeignet. PVC ist weniger beständig gegen Druck(farben)lösemittel und auch OPS ist schwieriger zu verarbeiten, da es empfindlich auf die Wahl der Lösemittel und UV reagiert. PETG ist beständiger gegen Lösemittel und hat daher PVC und OPS als beliebtestes Substrat abgelöst.
Unweigerlich muss ich nach dem Umweltaspekt des Wachstums in diesem Marktsektor fragen – wie sehen Sie dessen Auswirkungen?
JW: PVC wird als umweltschädlich wahrgenommen, obwohl es relativ leicht zu recyceln ist. Das Problem ist, dass die Recyclingkette nicht ausreichend entwickelt ist. OPS wird als recyclingfreundlich angesehen, aber PETG hat die Nase vorn, da es umweltfreundlich ist und leicht recycelt werden kann, weil die Recyclingkette für PET-Flaschen gut entwickelt ist. Ich möchte hinzufügen, dass es auch eine Energierückgewinnung gibt und dass das chemische Recycling ebenfalls an Bedeutung gewinnt. Das Problem liegt nicht am vorderen Ende des Prozesses bei der Folienherstellung, sondern am hinteren Ende bei der Entsorgung und Wiederverwendung.
Der Schlüsselfaktor bei der Produktion von Shrink Sleeves ist natürlich, dass Kunststofffolien als Trägermaterial verwendet werden. Da Folien nicht saugfähig sind, kann es aufgrund der unterschiedlichen Oberflächenenergie zwischen der flüssigen Farbe/Tinte und der Folienoberfläche schwierig sein, eine konstant hohe Druckqualität zu erzielen. Wer könnte die Rolle der Oberflächenbehandlung besser erklären als der dänische Hersteller Vetaphone, der das Verfahren bereits in den 50er Jahren erfunden hat und in der Folge Pionierarbeit für das geleistet hat, was die Welt heute als Korona-Vorbehandlung kennt. Kevin McKell, VP of Technical Sales, äussert sich über die möglichen Probleme beim Bedrucken von Schrumpffolien.
Was sind die Hauptprobleme bei der Verwendung von Schrumpffolie?
KM: Schrumpffolie unterscheidet sich nicht wirklich von anderen Kunststoffmaterialien. Man muss die Oberflächenenergie zwischen der flüssigen Farbe/Tinte und dem Kunststoffsubstrat kontrollieren. Wenn die Oberflächenspannung der Folie zu niedrig ist, perlt die Tinte auf der Oberfläche ab und haftet nicht – wir nennen das »Benetzung«, und die Farbe/Tinte muss »ausnässen (benetzen)«, um eine starke Verbindung zu bilden. Wir messen die Oberflächenenergie und das Haftvermögen des Substrats in Dyne/cm. Je höher der Dyne-Wert ist, desto besser ist die Haftung.
Wie bringt man die Farbe/Tinte dazu, auf einem nicht saugfähigen Substrat wie Folie zu haften?
KM: Man modifiziert die Oberfläche des Substrats mit einer hochfrequenten elektrischen Entladung im Nahbereich. Das nennt man Korona-Behandlung und bricht die langen Molekülketten in der Folienoberfläche auf und oxidiert sie – dadurch kann die Farbe/Tinte sicher haften. Der Prozess ist für das Substrat unschädlich, da er nur eine mikroskopisch kleine Schicht an der Oberfläche betrifft und weder die Festigkeit noch das Aussehen der Folie verändert.
Beeinflusst der Druckprozess die Notwendigkeit oder die Art der Korona-Behandlung?
KM: Grundsätzlich nein, das tut es nicht. Das Problem, oder genauer gesagt, die Variable in der Gleichung ist das Substrat. Während alle synthetischen Materialien in der Extrusionsphase oberflächenbehandelt werden, ist es wichtig, daran zu denken, dass zwei vorbehandelte Rollen desselben Materials vom selben Lieferanten möglicherweise nicht über die gesamte Länge oder Breite konsistent sind, weshalb man die Oberflächenbehandlung unmittelbar vor dem Druck vornehmen muss.
Welche anderen Faktoren beeinflussen die Fähigkeit einer Folie, konsistent zu arbeiten?
KM: Es gibt ein intrinsisches Problem, und das liegt an den Zusatzstoffen, die manchmal im Herstellungsprozess verwendet werden. Diese können in die Folie migrieren, und das nicht unbedingt gleichmäßig, und dann die chemische Zusammensetzung der behandelten Oberfläche beeinflussen. Dies kann zusammen mit Transport- und Lagerungsproblemen dazu führen, dass der Farbstoffgehalt der Folie bei der Lieferung an den Drucker/Verarbeiter gesunken ist. Übermäßige Hitze, Kälte und Feuchtigkeit wirken sich während der Lagerung negativ auf die Folie aus, daher ist es wichtig, dass sie innerhalb des vom Lieferanten empfohlenen Datums verwendet wird. Ein Ratschlag, den wir allen geben, lautet: »Testen Sie das Material immer vor der Verwendung«.
Wenn Sie in die Zukunft blicken, wie wird die Oberflächenbehandlung mit den neuen und komplexeren Substraten fertig, die entwickelt werden?
KM: Seit wir das Korona-Verfahren erfunden und die Oberflächenbehandlung ständig weiterentwickelt haben, waren wir dem Markt immer einen Schritt voraus. Ist Koronavorbehandlung die Antwort auf alle Anwendungen? Für die meisten, aber nicht für alle. Einige der neuesten Substrate wurden entwickelt, um »einzigartige« Produkte zu produzieren, typischerweise unter Verwendung spezieller Druckfarben und Lacke, Laminierung, mehrbahniger Anwendungen und anderer Techniken, um anspruchsvolle Verpackungen herzustellen. Die Bestandteile dieser Substrate erfordern nicht nur einen physikalischen, sondern auch einen chemischen Behandlungsprozess – und in diesen Fällen ist eine Plasmabehandlung notwendig, um die Haftung zu gewährleisten. Aber das ist bei der Shrink-Sleeve-Produktion in der heutigen Form nicht der Fall.
Die Auswahl des richtigen Bedruckstoffs und die richtige Vorbereitung für den Verwendungszweck ist nur ein Teil des Prozesses zur Herstellung hochwertiger Shrink Sleeves. Die Wahl der Druckfarbe ist entscheidend, wie Amanda Jones, Business Development und Marketing Director bei Paragon Inks, erklärt.
Was sind die wichtigsten Regeln und Punkte, die für die erfolgreiche Produktion von Shrink Sleeves mit UV-Flexo-Farben beachtet werden müssen?
AJ: Der grundlegende Punkt ist, dass UV-Farben durch co-adhäsive elektrostatische Bindungen haften und nicht direkt mit dem verwendeten Substrat interagieren. Für UV-Flexodruckfarben gilt die Regel »weniger ist mehr«. Je mehr Farbe aufgetragen wird, desto dicker und schwerer wird die Schicht, und damit steigt das Risiko einer schlechten Haftung, da die Bindungen, die die Farbe mit dem Substrat verbinden, schwächer sind. Je leichter und dünner die Schicht ist, desto besser ist die Haftung.
Welche Rolle spielt die Aushärtung im Prozess?
AJ: Das hängt davon ab, welches Verfahren verwendet wird. Die richtige Härtung einer Farbe/Tinte ist ein Balanceakt zwischen den von den Lampen emittierten Wellenlängen, die zur Aktivierung der Fotoinitiatoren benötigt werden, und den von den verschiedenen Farbpigmenten absorbierten Wellenlängen, auch als Pigmentfenster bezeichnet. Je dunkler zum Beispiel der Farb-/Tinten-Ton ist, desto schwieriger ist die Aushärtung mit konventionellen Lampen – bei LED-UV ist das Gegenteil der Fall. Die Aushärtung der Oberfläche der Farbe/Tinte ist einfach, aber je dicker die Schicht ist, desto schwieriger ist es, eine vollständige Aushärtung zu erreichen.
Wie testen Sie eine vollständige Aushärtung?
AJ: Es gibt verschiedene Methoden, die man an der Druckmaschine anwenden kann. Das Berühren oder Reiben der Druckfarbenoberfläche mit dem Finger, um zu sehen, ob sie trocken ist, ist die einfachste und gebräuchlichste Methode, da jedes Verschmieren auf eine unzureichende Aushärtung hinweist. Man kann auch einen Klebebandtest durchführen, mit dem ebenfalls die Haftung überprüft werden kann. Er ist sehr einfach, aber effektiv. Man klebt das Klebeband fest auf die bedruckte und ausgehärtete Oberfläche und zieht es dann ab. Jeder Restverschmutzung mit Farbe/Tinte auf dem Substrat zeigt an, dass es nicht vollständig ausgehärtet ist – wenn es sauber ist, ist es vollständig ausgehärtet!
Was sind die Hauptprobleme, die Sie zu beheben haben?
AJ: Das Hauptproblem ist die schlechte Haftung. Normalerweise wird die unvollständige Aushärtung dafür verantwortlich gemacht, aber oft ist es eine Kombination von Substraten, die zu falschen Dyne-Messwerten und damit zu einer falschen Oberflächenbehandlung führen. Dies tritt normalerweise auf, wenn Tensidzusätze beteiligt sind, die typischerweise bei der PET- und PVC-Herstellung verwendet werden und sich ungleichmäßig verteilen und durch die Bildung einer dünnen, unsichtbaren Oberflächenschicht Haftungsprobleme verursachen. Auch das Alter, die Lagerung und die Eignung des Bedruckstoffs für UV-Farben müssen berücksichtigt werden. Wenn keine dieser Faktoren das Problem verursacht, müssen Sie die Menge der aufgetragenen Farbe/Tinte und auch deren Formulierung untersuchen. Nicht alle Farben verhalten sich bei allen Bedruckstoffen gleich, lassen Sie sich daher von Ihrem Lieferanten beraten.
Gibt es Probleme nach dem Druck, auf die Verarbeiter achten müssen?
AJ: Es gibt eine Reihe potenzieller Probleme, wie z. B. das Abblättern der Farbe/Tinte nach dem Schrumpfungsprozess, das Auftreten eines Prägeeffekts, das Verblassen bestimmter Farben und ein ungleichmäßiger Glanzeffekt, um nur einige zu nennen – und jedes dieser Probleme muss im Detail analysiert werden, um den Fehler zu beheben – aber sie sind alle bekannt und können behoben werden, wenn der Verarbeiter, der Tinten- und der Bedruckstofflieferant ihr jeweiliges Fachwissen nutzen und zusammenarbeiten. Wie bei allen Prozessen gibt es eine Lernkurve, aber es gibt reichlich Erfahrung, die dabei hilft, das Problem zu lösen.
Das letzte Wort zu diesem Thema muss jemand haben, der in die tägliche kommerzielle Produktion von Shrink Sleeves involviert ist. Ich habe mit Paul Roscoe von Berkshire Labels Ltd gesprochen, einem der führenden Vertreter für hochwertige gedruckte Verpackungen mit Schmalbahntechnologie in Großbritannien.
Was hat Sie überhaupt an Shrink Sleeves gereizt?
PR: Wir sind ständig auf der Suche nach Innovationen und wachsen von Jahr zu Jahr, und wir sahen die Möglichkeit, etwas Neues auf den Shrink-Sleeve-Markt zu bringen, was die Qualität, die Lieferzeiten, den Kundenservice und das Produktangebot angeht.
Mussten Sie neue Anlagen installieren oder konnten Sie es mit der vorhandenen Technik bewerkstelligen?
PR: Wir haben etwa GBP 1,8 Mio. in neue Ausrüstung investiert, um sicherzustellen, dass wir unser Versprechen gegenüber den Kunden einhalten können. Unsere Investitionen umfassten eine komplette Inhouse-Studio-Software für Vorverzerrungen und 3D-Mock-ups, eine neue 17-Zoll-Flexodruckmaschine der Marke Andy, eine neue Indigo-Digitaldruckmaschine, Karville-Finishing-Ausrüstung und ein Accraply-Sleeve-Applikator.
Sie drucken die Sleeves also im Flexodruck und digital?
PR: Wir wollten das komplette Paket anbieten, sowohl für den Digitaldruck in kleinen Auflagen als auch für den Flexodruck in großen Auflagen. Daher war es wichtig, dass wir ein Profil für den Digital- und Flexodruck erstellen, damit wir allen Kunden, ob groß oder klein, alles anbieten können. Wir entschieden uns für die Mark Andy Performance Series mit dem kompletten Filmic-Kit, weil sie mit dünnen Filmen hervorragend umgehen kann und eine perfekte Registrierung ermöglicht. Nach einer erfolgreichen Mark Andy P7-Installation, zwei Jahre zuvor, installierten wir eine P9, die uns höhere Geschwindigkeiten und mehr Sleeve- und Filmic-Kapazität bietet.
Welche Erfahrungen haben Sie bisher mit der Shrink-Sleeve-Fertigung gemacht?
PR: Wir sind jetzt sechs Jahre dabei und haben uns nach einer steilen anfänglichen Lernkurve einen guten Ruf auf dem Shrink-Sleeve-Markt erarbeitet, was uns sogar eine Auszeichnung bei der letztjährigen AWA International Shrink-Sleeve-Awards einbrachte. Unser Ziel war es, zu den meisten Dingen »ja« zu sagen und gleichzeitig einige neue Möglichkeiten zu schaffen. Unsere Fähigkeit, sehr schnelle Durchlaufzeiten für einige aufregende neue Produkte zu bieten, hat uns neue Aufträge eingebracht, die normalerweise als eher traditioneller Industrieansatz angesehen wurden. Die vollständige Kontrolle im eigenen Haus, von der Verzerrung der Druckvorlage bis hin zur Endbearbeitung und Anwendung, hat uns in eine gute Position gebracht. Wir haben unsere Standards in Bezug auf Qualität und Verarbeitung von Anfang an sehr hoch angesetzt und sind davon nie abgewichen.
Wie sehen Sie die Entwicklung des Marktes und welche Zukunftspläne haben Sie für Shrink Sleeves?
PR: Ich habe gemischte Gedanken über die Marktentwicklung: Einerseits sind wir uns bewusst, dass eine Plastikhülle auf einer Plastikflasche verpönt sein kann, andererseits haben wir als ISO14001-zertifiziertes Unternehmen, das immer darauf bedacht ist, umweltfreundliche Optionen zu fördern, vielen Kunden geholfen, ihre Recycling-Bilanz zu verbessern und gleichzeitig Abfall, Kosten und Lagerbestände zu reduzieren. Unsere Pläne für die Zukunft sehen vor, die Grenzen sowohl bei der Etiketten- als auch bei der Sleeve-Technologie weiter zu verschieben. So werden wir unser Portfolio um weitere Veredelungen erweitern und auf Sleeves ausrollen.
Dies war keineswegs ein umfassender Überblick über den Shrink-Sleeve-Markt, aber in einem Sektor, der auf großes Interesse stößt und einige äußerst attraktive Verpackungsoptionen hervorbringt, können Schmalbahnverarbeiter, die eine Abkehr von »klebenden« Etiketten in Erwägung ziehen, beruhigt sein, denn sie können auf ein umfangreiches Wissen und Know-how zurückgreifen und haben die Gewissheit, dass es noch viel Raum für Wachstum gibt.
〉 www.plasfilms.co.uk
〉 www.vetaphone.com
〉 www.paragoninks.co.uk
〉 www.berkshirelabels.co.uk
