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Die
Erfindung betrifft die Verwendung einer Extrusionsfolie zum Einrichten
einer Druckvorrichtung für Folienetikettenlaminate
sowie ein Verfahren zur Einrichtung einer solchen Vorrichtung.
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Die
Druckvorrichtung umfasst eine Vortriebseinrichtung zum Transport
einer Materialbahn eines Folienetikettenlaminates und mindestens
ein Druckwerk. Das zu bedruckende Folienetikettenlaminat ist typischerweise
aus einer Etikettenfolie mit einer bedruckbaren Vorderseite, einer
Klebstoffschicht an der Rückseite
der Etikettenfolie und einer Release-Lage, an der die Etikettenfolie über die
Klebstoffschicht anliegt, gebildet. Die Release-Lage kann beispielsweise
von einem Silikonpapier oder einer Kunststofffolie, die gut von
der Klebstoffschicht trennbar ist, gebildet sein.
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Um
eine Materialbahn eines Folienetikettenlaminates zu bedrucken, muss
die Druckvorrichtung zunächst
auf die Materialbahn eingestellt werden. Bei dieser Einrichtung
müssen
der Rapport, also die Position und Konstanz des sich entlang der
Materialbahn wiederholenden Druckmusters und der Farbauftrag in
dem Druckwerk eingestellt werden. Häufig wird ein mehrfarbiger
Druck unter Verwendung mehrerer Druckwerke vorgesehen, so dass auch
die Passergenauigkeit der einzelnen, nacheinander aufgetragenen
Druckfarben gewährleistet
sein muss. Schließlich
werden aus der Materialbahn, typischerweise nach dem Bedrucken,
rapportgenau einzelne Etiketten ausgestanzt. Bei der Einrichtung
wird in der Praxis das üblicherweise
von einer Rolle abgezogene Folienetikettenlaminat zur Einstellung
durch die Druckvorrichtung geführt,
bedruckt und als Ausschuss entsorgt. Das Einrichten der Druckvorrichtung
ist deshalb kostspielig, wobei gerade bei kleinen Druckauflagen
der Ausschuss häufig
bei 20%–50%
liegt.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die
Kosten beim Bedrucken eines Folienetikettenlaminates in einer Druckvorrichtung
zu reduzieren.
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Die
Erfindung lehrt zur Lösung
dieser Aufgabe die Verwendung einer Extrusionsfolie zum Einrichten einer
Druckvorrichtung für
Folienetikettenlaminate, die eine Vortriebseinrichtung für eine Materialbahn
und mindestens ein Druckwerk aufweist, wobei die Extrusionsfolie
ein- oder mehrschichtig aus Polyolefin gebildet ist und auf zumindest
einer Seite eine bedruckbare Außenfläche aufweist.
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Der
Erfindung liegt die Idee zugrunde, die Einrichtung der Druckvorrichtung
nicht mit dem teuren Folienetikettenlaminat, sondern mit einer speziell
für diesen
Zweck bereitgestellten, kostengünstigen
Folie als Einrichtfolie durchzuführen.
Die Bedruckbarkeit und mechanischen Eigenschaften der Einrichtfolie
sind dem Folienetikettenlaminat derart nachempfunden, dass keine
Einrichtarbeiten beim nachfolgenden Bedrucken des Folienetikettenlaminates
erforderlich sind. Je nach Ausgestaltung wird die Einrichtfolie
einmal oder, wenn beide Außenflächen bedruckbar
sind, auch zweimal eingesetzt und nachfolgend entsorgt.
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Bei
der Einrichtung können
in Bezug auf den Bahnlauf des Folienetikettenlaminates beispielsweise
die Bahnlänge
zwischen jeweils zwei Druckwerken mit einer Registerwalzenanordnung
oder auch die Ausrichtung in Querausrichtung beispielsweise mit
einer Stellmotor-Zahnradanordnung eingestellt werden, um eine exakte Übereinstimmung
der Druckposition in den verschiedenen Druckwerken zu erzielen.
Des Weiteren sind an Umlenk- und Antriebsrollen der Druckvorrichtung
die Andrück-
und Zugkräfte
einzustellen. Auch eine optimale Bahngeschwindigkeit, mit der das
Folienetikettenlaminat durch die Druckvorrichtung geführt wird,
ist festzulegen. Bezüglich
des Druckbildes sind beispielsweise in jedem Druckwerk die aufzutragenden
Farbmengen einzustellen.
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Falls
eine Fixierung der Druckfarbe mit UV-Licht vorgesehen ist, muss
auch die Beleuchtungsstärke angepasst
werden.
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Um
eine besonders kostengünstige
Fertigung zu ermöglichen,
ist die Einrichtfolie vorzugsweise als Extrusionsfolie aus Polyolefin
gebildet. Im Gegensatz zu üblichen
Folienetikettenlaminaten kann die aus Polyolefin gebildete Extrusionsfolie
umweltschonend entsorgt und auch recycelt werden, so dass die Umweltbelastung
durch den Wegfall des Ausschusses an Folienetikettenlaminat deutlich
reduziert ist.
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Erfindungsgemäß dürfen die
elastischen Eigenschaften des Folienetikettenlaminates von den elastischen
Eigenschaften der Etikettenfolie zumindest in Bezug auf die Laufrichtung
der Folie (MD) und bei den in der Druckvorrichtung typischerweise
auftretenden Kräften
nicht zu weit abweichen, da bei einem Mehrfarbendruck gerade die
Ausrichtung verschiedener Druckwerke für verschiedene Druckfarben
empfindlich von der elastischen Längenänderung der Materialbahn unter
Zugspannung und damit der Längsdehnung
abhängt.
Die Einrichtfolie soll deshalb etwa die gleiche Steifigkeit, Festigkeit
und Dehnungseigenschaften wie das Folienetikettenlaminat aufweisen.
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Damit
auch die Maschinengängigkeit
etwa übereinstimmt,
weisen die Einrichtfolie und das Folienetikettenlaminat vorzugsweise
auch in etwa die gleiche Dicke und eine ähnliche Oberflächenbeschaffenheit
in Bezug auf die Haftung und Reibung gegenüber den Umlenkrollen auf. Um
ein vergleichbares Druckbild zu gewährleisten, sollen vorzugsweise
auch die Bedruckbarkeit von Folienetikettenlaminat und Einrichtfolie ähnlich sein.
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Entsprechend
der üblichen
Dicken der bekannten Folienetikettenlaminate weist die Extrusionsfolie
als Einrichtfolie bevorzugt eine Gesamtdicke zwischen 100 μm und 180 μm auf, wobei üblicherweise
geringfügige Abweichungen
von der Dicke des zu bedruckenden Folienetikettenlaminates unkritisch
sind. Üblicherweise
ist eine zuverlässige
Einrichtung bei einer Abweichung der Dicken von bis zu ± 10% möglich, wobei
je nach Etikettenfolienlaminat und Druckverfahren Abweichungen von ± 20% oder
in Einzelfällen
mehr akzeptabel sind. Besonders bevorzugt ist dabei eine Gesamtdicke
der Extrusionsfolie von etwa 140 μm,
da die Dicken einer Vielzahl üblicher
Folienetikettenlaminate in der Nähe
dieses Wertes liegt.
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Die
Extrusionsfolie ist als einschichtige Monofolie oder mehrschichtig
extrudierte Folie aus Polyolefin gebildet. Die einzelnen Folienschichten
können
jeweils ein Polyolefin oder eine Polyolefinmischung aufweisen, wobei übliche funktionelle
Zusätze
wie Antiblockmittel und Gleitmittel enthalten sein können. Besonders
bevorzugte Polyolefine sind im Rahmen der Erfindung Polyethylene
(PE) und Polypropylene (PP), die leicht zu verarbeiten und kostengünstig sind.
Geeignet sind Polyethylene aller Dichteklassen inklusive linearer
Typen, Copoloymere und modifizierte Polyethylen-Haftvermittler.
Bevorzugte Polypropylene sind beispielsweise PP-HO inklusive PP-RC,
PP-BC und modifizierte PP-Haftvermittler. Des Weiteren können auch
in den einzelnen Schichten neben Polyolefin als polymere Grundsubstanz
organische Füll-
oder Farbstoffe vorgesehen sein. Als anorganischer Füllstoff
kann insbesondere Kreide beigegeben werden, um die mechanischen
Eigenschaften zu verbessern, die gesamten Materialkosten weiter
zu verringern und die Temperaturbeständigkeit zu erhöhen. Als
Farbstoff ist beispielsweise Titandioxid als typisches Weißpigment
geeignet.
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Die
Extrusionsfolie kann sowohl durch Blasfolienextrusion oder Flachfolienextrusion
(Cast-Verfahren) gefertigt werden, wobei die Blasfolienextrusion
in der Regel eine kostengünstigere
Fertigung ermöglicht.
Dagegen erlaubt die Flachfolienextrusion auch die Herstellung vergleichsweise
steifer Folien, wie beispielsweise Monofolien aus Polypropylen (PP).
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Im
Rahmen einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung ist die Extrusionsfolie mit zumindest drei Schichten
ausgebildet. Durch die Anordnung, Dicke und Zusammensetzung der
einzelnen Schichten können Vorgaben
bezüglich
der Gesamtdicke, der mechanischen Eigenschaften, der Laufeigenschaften
und Be druckbarkeit besonders genau unter Verwendung möglichst
günstiger
Rohstoffe erreicht werden. So ist im Rahmen einer vorteilhaften
weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass die Extrusionsfolie eine
Kernschicht aufweist, die aus einem Polyolefingemisch und anorganischen
Zusatzstoffen gebildet ist. So kann die Kernschicht beispielsweise
ein besonders kostengünstiges
Polyolefin-Rezyklat als polymeren Bestandteil aufweisen. Eine solche Ausgestaltung
beruht auf der Erkenntnis, dass die Zusammensetzung der Kernschicht
für die
Bedruckbarkeit, die Laufeigenschaften und abhängig von dem Material der außen liegenden
Schichten auch für
die mechanischen Eigenschaften von eher untergeordneter Bedeutung
ist, so dass auch die typischen Schwankungen der Materialzusammensetzung
bei einem Rezyklat und die zum Teil vergleichsweise geringe Länge der
Polymerketten hingenommen werden können. Das Rezyklat kann beispielsweise
aus einer Mischung von Polyethylenen verschiedener Dichte (PE-LD,
PE-MD, PE-HD) sowie Ethylenvinylacetat (EVA) und Polypropylen (PP)
bestehen. Als ein anorganischer Zusatzstoff kann beispielsweise
Kreide mit einem typischen Gewichtsanteil zwischen 10 Gew.-% und
40 Gew.-% in der Kernschicht vorgesehen sein. Vorzugsweise beträgt die Dicke
der Kernschicht mehr als 50%, besonders bevorzugt mehr als 70% der
Gesamtdicke der Extrusionsfolie.
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Ausgehend
von einer Ausgestaltung der Extrusionsfolie als zumindest dreischichtige
Coextrusionsfolie ist im Rahmen einer bevorzugten weiteren Ausgestaltung
vorgesehen, dass die Extrusionsfolie einen symmetrischen Schichtaufbau
aufweist, wobei die Dicke der beiden Außenschichten zusammen geringer
als 30% der Gesamtdicke ist. Durch einen symmetrischen Aufbau kann
die Extrusionsfolie beidseitig bedruckbar ausgeführt sein, so dass bei einer ersten
Einrichtung der Druckvorrichtung eine Vorderseite und bei einer
zweiten Einrichtung die Rückseite
der Extrusionsfolie bedruckt werden kann, wobei sich auch die Laufeigenschaften durch
das Umdrehen, abgesehen von einem etwaigen Einfluss der bei der
ersten Einrichtung aufgetragenen Druckfarbe, nicht ändern. Da
die beiden Außenschichten
gut zu bedrucken sein sollen, gute Laufeigenschaften aufweisen sollen
und die Steifheit der Extrusionsfolie maßgeblich mitbestimmen, ist
typischerweise ein hochwertiges Polyolefin, beispielsweise PP-RC
(PP-Random-Copolymer) oder PP-BC (PP-Block-Copolymer) einzusetzen.
Aus ökonomischen
Gründen
werden die Außenschichten
deshalb vergleichsweise dünn
ausgeführt.
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Um
einen besonders hochwertigen und fest anhaftenden Aufdruck zu erhalten,
kann nach dem Aufbringen einer Druckfarbe auf ein Folienetikettenlaminat
eine Bestrahlung der bedruckten Fläche erfolgen. Entsprechend
muss auch die Extrusionsfolie als Einrichtfolie an ihrer bedruckbaren
Außenfläche eine
ausreichenden Temperaturbeständigkeit
aufweisen, wobei die Schmelztemperatur der Folienschicht, welche
die Außenfläche bildet,
vorzugsweise größer als
125°C, vorzugsweise
größer als
140°C, ist.
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Die
Bedruckbarkeit zumindest einer der Außenflächen der Extrusionsfolie kann
durch eine der üblichen,
in der Praxis bekannten Oberflächenbehandlungen,
wie beispielsweise einer Corona-Behandlung, erreicht werden.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Einrichten einer Druckvorrichtung
für Folienetikettenlaminate,
die eine Vortriebseinrichtung für
eine Materialbahn und mindestens ein Druckwerk aufweist, wobei zur
Abstimmung der Druckvorrichtung auf eine Materialbahn eines Folienetikettenlaminates
und zur Ausrichtung eines durch das Druckwerk erzeugten Druckbildes
eine Extrusionsfolie als Einrichtfolie bereitgestellt wird, deren
Bedruckbarkeit und mechanische Eigenschaften denen des Folienetikettenlaminates
nachempfunden sind.
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Zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind insbesondere Extrusionsfolien geeignet, die wie zuvor beschrieben
ausgebildet sind.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels exemplarisch
erläutert.
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Für die Einrichtung
einer Etiketten-Druckmaschine wird eine dreischichtige, durch Blasfolienextrusion gefertigte
Extrusionsfolie als Einrichtfolie bereitgestellt. In Bezug auf die
in der Etiketten-Druckmaschine auftretenden Belastungen und Anforderungen
verhält
sich die Einrichtfolie ähnlich
einem zu bedruckenden Folienetikettenlaminats mit gleicher oder
leicht abweichender Gesamtdicke. Da die Belastungen des Folienetikettenlaminats
in der Etiketten-Druckmaschine
typischerweise deutlich unter der Maximalbelastung liegen, muss die
Extrusionsfolie als Einrichtfolie nicht die gleichen Maximalbelastungen
wie das Folienetikettenlaminat aushalten, sondern lediglich bezüglich Festigkeit
und Steifigkeit Mindestanforderungen erfüllen, damit sich die Einrichtfolie
bei den typischen Belastungen in der Etiketten-Druckmaschine wie
das zu bedruckende Folienetikettenlaminat verhält. Im Rahmen des beschriebenen
Ausführungsführungsbeispiels
ist die Einrichtung der Etiketten-Druckmaschine zum Bedrucken eines
Folienetikettenlaminates vorgesehen, welches aus einer PE-Folie mit einer Dicke
von 100 μm,
einer Kleberschicht mit einem Flächengewicht
von ca. 20 g/m2 und einem Silikonpapier
mit einem Flächengewicht
von ca. 40 g/m2 als Release-Lage gebildet
ist.
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In
der Etiketten-Druckmaschine erfolgt in einem UV-Flexo-Druckverfahren
der Farbauftrag in mehreren Druckwerken, wobei Etikettenmotive mit
bis zu 12 Druckfarben (z. B. Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz als
Grundfarben für
die additive Farbmischung, sowie verschiede Sonderfarben wie verschiedene
Metallic-Töne)
bedruckt werden können.
Durch die Bestrahlung mit UV-Licht erfolgt eine Fixierung der Druckfarben.
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Die
zum Einrichten der Druckvorrichtung verwendete dreischichtige Extrusionsfolie
ist symmetrisch aufgebaut und weist zwischen zwei Außenschichten
mit jeweils einer Dicke von 15 μm
eine Kernschicht mit einer Dicke von 110 μm auf.
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Die
Außenschichten
weisen neben PP-RC oder PP-BC als Grundpolymer bis zu maximal 3
Gew.-% an Antiblockmittel und/oder Gleitmittel und/oder Kreide als
Zusatz zur Einstellung des Gleitverhaltens und der Bedruckbarkeit
auf. Die Außenschichten
wurden des Weiteren zur Gewährleistung
einer guten Bedruckbarkeit oberflächlich mit einer Corona-Entladung
behandelt. Die Schmelztemperatur der Außenschichten liegt bei ca. 135°C, so dass
diese auch bei der Bestrahlung mit UV-Licht in der Etiketten-Druckmaschine
nicht erweichen und reißen.
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Die
Kernschicht weist als Polymer ein Rezyklat auf, welches aus Polyethylenen
verschiedener Dichte (PE-LD, PE-MD, PE-HD) sowie Ethylenvinylacetat
und Polypropylen bestehen. Neben 2–10 Gew.-% Titandioxid als
Weißpigment
enthält
die Kernschicht 10–40
Gew.-% Kreide. Insbesondere aufgrund des Rezyklates und der Kreide
als Füllstoff
kann die Extrusionsfolie besonders kostengünstig gefertigt werden. Da
die Extrusionsfolie abgesehen von den üblichen Zusatzstoffen ausschließlich aus
Polyolefin als polymerem Material besteht, ist auch ein problemloses
Recycling der Extrusionsfolie möglich.
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Tabelle
1 zeigt exemplarisch die mechanischen Eigenschaften einer dreischichtigen,
durch Blasfolienextrusion gefertigten Extrusionsfolie, die Außenschichten
aus Polypropylen und eine Kernschicht aus einem Rezyklat aufweist,
welches aus Polyethylen verschiedener Dichten sowie Ethylen-Vinylacetat
und Polypropylen besteht.
| Eigenschaft | Prüfnorm | Einheit | Wert |
| Dicke
der Außenschichten | | μm | 15 |
| Gesamtdicke | | μm | 140 |
| Zugfestigkeit
MD | DIN
ISO 527-3 | N/mm2 | 27 |
| Zugfestigkeit
CD | DIN
ISO 527-3 | N/mm2 | 24 |
| Festigkeit
MD bei 3% Dehnung | DIN
ISO 527-3 | N/mm2 | 9,2 |
| Reißdehnung
MD | DIN
ISO 527-3 | % | 750 |
| Reißdehnung
CD | DIN
ISO 527-3 | % | 950 |
| Sekantenmodul
MD bei 3% Dehnung | DIN
ISO 527-3 | N/mm2 | 350 |
| Glanz
bei 60° | DIN
67530 | - | 60 |
| COF
Außenseite
gegen Stahl (bei erhöhtem
Auflagegewicht von 1000 g) | DIN
EN ISO 8295 | - | 0,25 |
| Höchster DSC-Schmelzpunkt | | °C | 130–135 |
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Nach
der Einrichtung der Etiketten-Druckmaschine mit der Extrusionsfolie
ist beim Umstellen auf das Folienetikettenlaminat kein Nachjustieren
erforderlich.