Bedruckung von Getränkekästen im Siebdruckverfahren Überarbeitung der Kundeninformation vom 26.08.97 AWETA 2004 02.Aug Der thermoplastische Kunststoff Polyethylen (PE) hat sich seit Jahrzehnten als idealer Werkstoff für die Herstellung von Getränkekästen und Transportbehältern am Weltmarkt durchgesetzt. Diese Entwicklung wurde von uns als Siebdruckfarben-Hersteller begleitet und wir wollen Ihnen mit unserer 30-jährigen Markterfahrung eine aktualisierte Kundeninformation für die sichere Bedruckung von Getränkekästen (PE und PP) anbieten. Dabei stehen Ihnen mit der Marapoly P und Marapoxy Y zwei unterschiedliche Farbsysteme zur Verfügung, die mit Bronzefarbtöne in der Farbsorte Marapur PU ergänzt werden. Autoren: Thomas Enk, Bernhard Hastrich, Walter Seyfferle Seite 1/11 Inhaltsangabe 1.0 Der Spritzguss 2.0 Vorbehandlung 3.0 Farbsysteme 3.1 3.2 Farbeinstellung 3.3 Topfzeit 4.0 Hilfsmittel 5.0 Druckbedingungen 5.1 Trocknung 5.2 Überdruckung 5.3 Aushärtung 6.0 Prüfung der Haftfestigkeit der Siebdruckfarbe 7.0 Unterschiede der drei Farbsysteme 7.1 Chemische Beständigkeiten 8.0 Lagerung der bedruckten Kästen 8.1 Stretchen 9.0 Produktionsüberwachung 10.0 Überdrucken von Altkästen 11.0 Anmerkungen werke GmbH & Co. KG Telefon: +49-(0)7141-691-0 info@marabu-druckfarben.de www.marabu-druckfarben.de
1.0 Der Spritzguss 2.0 Vorbehandlung Ihre und unsere langjährige Praxiserfahrung haben uns gelehrt, dass die Kunststoff-Granulat-Zusammenstellung sowie unterschiedliche Spritzgussparameter einen Einfluss auf die Farbhaftung zur Kastenoberfläche haben. Als Stichworte beim Granulat sehen wir die Art der Kastenpigmentierung, Neumaterial oder Regeneratmischung, weitere Hilfsmittel wie UV-Stabilisatoren, Antistatika, Trenn- und Gleitmittel und beim Spritzvorgang unterschiedliche Zykluszeiten, z.b. beim Abkühlvorgang. Wir können Ihnen hier nur dringend empfehlen, dass veränderte Parameter im Produktionsprozess vor dem Auflagendruck gründlich zu testen sind. Weitere Empfehlungen - Aus Kosten- und Umweltgründen steigt der Anteil an PE-Regeneratzugabe im Spritzguss bis hin zu 100% Regeneratkästen. Hierbei wird das Material oftmals nachstabilisiert, also mit weiteren Additiven vermischt, was eine Farbhaftung zur Kastenoberfläche deutlich erschweren kann. Hier ist Vorsicht geboten und wir müssen abermals aussagekräftige Vorversuche anmahnen. - Unsere Praxiserfahrung zeigt, dass bei Kästen, die während der Beflammung kaum oder erst nach höchster Energiezuführung (durch Beflammung) ihren Glanzgrad verlieren, später mit einer erschwerten Farbhaftung zu rechnen ist. - Für eine geringst mögliche Verschmutzung der Kastenoberfläche empfehlen wir die sofortige Bedruckung der Kästen direkt nach dem Spritzguss. - Bitte achten Sie darauf, dass die Druckfläche der Getränkekästen nicht durch ölverschmierte Transportbänder verschmutzt wird Dies hätte zwingend Farbhaftungsprobleme zur Folge. - Falls Kästen mit Druckluft abgeblasen werden, so verwenden Sie nur ölgereinigte Luft - mit einem entsprechenden Abscheider. Seite 2/11 Bei Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) handelt es sich um einen unpolaren Kunststoff der Gruppe Polyolefine, der ohne Erhöhung der Oberflächenspannung durch eine geeignete Vorbehandlung vor der Bedruckung keine Farbhaftung zulässt. Die effektivste Art der Vorbehandlung ist die Vorbeflammung mit einer oxidierenden Gasflamme. Der durch die Beflammung erzielte höhere Wert der Oberflächenspannung des PE oder PP lässt jedoch keine absolute Aussage darüber zu, ob eine ausreichende Haftung der Siebdruckfarbe erzielbar ist, sondern zeigt nur, dass die Vorbehandlung stattgefunden hat und eine Druckfarbenhaftung möglicherweise gegeben ist. Eine weitere wichtige Voraussetzung bei der Vorbeflammung ist, dass die Kästen absolut sauber sind, das heißt ohne Wassertropfenoder Ölablagerungen (Transportband) an der Kastenoberfläche. Selbst Fingerabdrücke in der späteren Druckfläche vermindern die Farbhaftung. Flaschenkästen mit abgewaschenen Fehldrucken müssen nach dem Neudruck besonders kritisch auf die Farbhaftung hin geprüft werden. Dies trifft ebenfalls auf Kästen zu, die vor der Bedruckung im Freien gelagert wurden. 3.0 Farbsysteme Folgende drei Farbsysteme stehen für die Bedruckung von PE-Getränkekästen zur Verfügung, wobei nähere Angaben dem jeweiligen technischen Merkblatt zu entnehmen sind. Marapoly P Lösemittelhaltige 2-Komponenten-Siebdruckfarbe auf der Bindemittelbasis Acrylatharze, für alle Bunttöne, Schwarz und Weiß. Marapoly P zeigt sehr gute Beständigkeiten gegen UV-Sonnenbestrahlung im Außenbereich. Die Farbtonpalette der Marapoly P umfasst 17 Basistöne, die sich auch sehr gut zum Mischen von Sonderfarbtönen eignen. werke GmbH & Co. KG Telefon: +49-(0)7141-691- 0 info@marabu-druckfarben.de www.marabu-druckfarben.de
Marapoxy Y Lösemittelhaltige 2-Komponenten-Siebdruckfarbe auf der Bindemittelbasis Epoxidharze, für alle Bunttöne, Schwarz und Weiß. Die Farbtonpalette hier besteht aus 12 Basistönen. Marapur PU Lösemittelhaltige 2-Komponenten-Siebdruckfarbe auf der Bindemittelbasis Acrylatharze, für alle Bronzefarbtöne (z.b. Gold und Silber). Alle Industriefarbtöne wie z.b. Coca-Cola Rot oder andere können auch direkt bei als Auftragsfarben hergestellt werden. YH 9 Weitere mögliche komponente für Marapoxy Y (Polyaminoamidharz in Lösemittel). YH9 ist im Gegensatz zum YH ein schneller reagierender mit kürzerer Trocknungszeit zwischen den Druckstationen, der eine ausgezeichnete Lösemittelbeständigkeit erzielt. Dabei ist der Glanzgrad und die Feuchtigkeitsbeständigkeit etwas geringer als beim YH. Aus diesem Grund empfehlen wir den YH9 nur bei Problemen mit der Zwischentrocknung im vollautomatischen Mehrfarbendruck. 3.1 3.2 Farbeinstellung Alle drei Farbsysteme sind reaktiv vernetzende 2-Komponenten-Systeme, denen vor der Verarbeitung der richtige in der richtigen Menge zugesetzt werden muss (siehe Kapitel 3.2). Folgende typen stehen zur Verfügung: H1 komponente für Marapoly P und Marapur PU (polyfunktionelles Poly-Isocyanat in Lösemittel). H1 ist etwas reaktionsträge, erzielt aber sehr hohe chemische Beständigkeiten - genau richtig für Getränkekästen. Der H1 ist feuchtigkeitsempfindlich und muss in der Dose immer gut verschlossen werden. YH komponente für Marapoxy Y (Polyaminoamidharz in Lösemittel). Dabei ist der YH ein etwas langsam reagierender, der aber auf der anderen Seite gute Topfzeitwerte, einen hohen Glanzgrad und eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit erreicht. Daher sollte der YH im Farbsystem Marapoxy Y bevorzugt eingesetzt werden. Seite 3/11 Bei allen drei Farbsorten handelt es sich um reaktive Farbsysteme (2K), denen unbedingt vor Druckbeginn die stöchiometrisch vorgegebene menge zugegeben werden muss. Wird fälschlicherweise in der Farbmischung zu viel verwendet, so bleibt die Marapoxy Y weich und klebrig, die Marapoly P und Marapur PU werden extrem hart und spröde. Zu wenig bringt immer eine Untervernetzung mit deutlich geringerer Beständigkeit und Haftung. 1.Schritt Zuerst wird immer der Farbe der in der richtigen Menge zugegeben und homogen eingerührt. Die Art des s ist abhängig von der verwendeten Druckmaschine, Farbtrockenzeit und Druckgeschwindigkeit (siehe Kapitel 5.0 Druckbedingungen). werke GmbH & Co. KG Telefon: +49-(0)7141-691- 0 info@marabu-druckfarben.de www.marabu-druckfarben.de
Folgende Werte liegen zugrunde: Farbsorte Marapoxy Y (alle Töne außer Schwarz) Marapoxy Y (Schwarz 980) Marapoly P (alle Töne) Marapoly P (Lack 910) Marapur PU (alle Töne) Marapur PU (Lack PU 910) Seite 4/11 P Farbinhalt je Einheit in g YH in g YH9 in g 800 200 120-500 300 185 - H1 in g 800 - - 100 500 - - 100 800 - - 200 600 - - 200 Alle angaben (außer YH9/185g) sind als Standardgebinde verfügbar. YH9 /185g muss über eine Waage exakt eingewogen werden. 2.Schritt Unmittelbar nach der Zugabe und dem Einmischen des s wird die Viskosität der Farbe durch Verdünner- und/oder Verzögererzugabe gesenkt, um das Farbgemisch auf die richtige Druckviskosität zu bringen und um die Topfzeit zu verlängern. Trocknet die Farbe im Sieb zu schnell ein, kann anstelle des Verdünners auch Verzögerer oder ein Gemisch aus beidem eingesetzt werden. Der Verzögerer verbessert die Sieboffenhaltung bei gleichzeitig langsamerer Trocknung des gedruckten Farbfilms. Farbsorte Verdünner schnell Verdünner langsam Verzögerer schnell Verzögerer langsam Zugabe in % Marapoly P Marapoxy Y Marapur PU - UKV 1 PUV PV YV - SV5 SV5 SV5 SV 10 SV3 SV9 10-20% 10% 5-10% Das fertig eingestellte Farbgemisch sollte vor Druckbeginn noch ca. 10 min stehen, damit die eingerührten Luftblasen aufsteigen und platzen können. Wird mit horizontalen Drucksieben und Farbvorflutung gearbeitet (keine stehende Siebe), so darf der Verdünner/ Verzögereranteil für einen bestmöglichen Farbverlauf maximal 10% betragen. 3.3 Topfzeit Als Topfzeit wird die Zeit bezeichnet, während der die Mischung aus Farbe (Stammlack) und in verarbeitungsfähigem Zustand ist. Die Topfzeit ist abhängig vom Farbton, der Art des s, der Raumtemperatur und der Verdünner-/Verzögererzugabe. Je höher die Temperatur, desto kürzer ist die Topfzeit. werke GmbH & Co. KG Telefon: +49-(0)7141-691- 0 info@marabu-druckfarben.de www.marabu-druckfarben.de
Folgende Richtwerte bezogen auf 20 C liegen zugrunde: Farbsorte Topfzeit Marapoxy Y YH 24h Marapoxy Y YH9 16h Marapoly P H1 10-12h Marapur PU H1 8-10h Die geringere Topfzeit der Marapoly P und der Marapur PU kann durch die Installation einer Wasserkühlung an der Farbwanne verbessert werden. Dabei ist eine Koppelung mit der vorhandenen Kühlung einer Spritzgussmaschine möglich. Weiterhin kann die Topfzeit der angemischten Farbe (+ ) durch eine Kühlschranklagerung verlängert werden. Angedickte bzw. anreagierte Farbe Während des Druckens erfolgt zwangsläufig ein Viskositätsanstieg durch Lösemittelverdunstung und der beginnenden chemischen Reaktion zwischen Farbe und. Der Lösemittelverlust kann durch Verdünnerzugabe oder durch kontinuierliche Farbzugabe (druckfertige Mischung) ausgeglichen werden. Anreagierte Farbe (Y, P, PU) erkennt man an der veränderten Fließeigenschaft mittels Farbspatel, wobei stark anreagierte Farbe zäh wird und kaum mehr vom Farbspatel fließt (die Farbe neigt zum Ziehen ). Diese Farbveränderung kann auch durch Nachverdünnen nicht revidiert werden, wobei die Verdruckbarkeit, der Verlauf und insbesondere die Farbhaftung stark reduziert werden. Der genaue Zeitfaktor für die Unbrauchbarkeit einer 2K-Farbe kann nicht exakt angegeben werden, da er von zu vielen Faktoren abhängig ist. Die oben angegebenen Zeiten dürfen auf keinen Fall überschritten werden. Bei entsprechendem Farbverbrauch und regelmäßigem Nachfüllen frischer Farbe ist jedoch ein kontinuierlicher Arbeitsprozess möglich. Seite 5/11 4.0 Hilfsmittel Hilfsmittel ermöglichen die individuell richtige Farbeinstellung. Verlaufmittel Zeigt die Druckfarbe im Auflagendruck keinen homogenen Farbverlauf, so liegt dies meistens an einer falschen Farbviskosität oder Maschineneinstellung. Lässt sich der Farbverlauf so nicht optimieren, so kann der Farbe das Additiv Verlaufmittel zugesetzt werden. Grundsätzlich sind Verlaufmittel schon von Hause aus in jeder Farbe enthalten und sollen nur in Ausnahmefälle zusätzlich verwendet werden. Wichtig ist, dass die Zugabe per Waage eingewogen und dass nicht überdosiert wird. Bei allen Farbsorten liegt die Zugabemenge an Verlaufmittel bei 1 bis max. 3%. Eine höhere Zuga-bemenge bringt unweigerlich Haftungsprobleme im Überdruck. Verlaufmittel für P: VM2 (3%) Verlaufmittel für Y: VM1 (3%) Verlaufmittel für PU: ES (1%) Die Wirkungsweise der Verdünner und Verzögerer wurde im Kapitel 3.2 Farbeinstellung erwähnt. 5.0 Druckbedingungen Für das Bedrucken von Getränkekästen gibt es sehr unterschiedliche Druckmaschinen. Aufgrund der verschiedenen Trocknungszeiten und Druckgeschwindigkeiten muss speziell die Marapoxy Y (mit reaktionsträgem YH) auf diese Bedingungen richtig eingestellt werden. Die Marapoly P und Marapur PU reagieren auf wechselnde Druckparameter nicht so empfindlich. Für die Farbeinstellung der Marapoxy Y gehen wir generell von folgenden Gewebe- und Rakelbedingungen aus: werke GmbH & Co. KG Telefon: +49-(0)7141-691- 0 info@marabu-druckfarben.de www.marabu-druckfarben.de
Gewebe: 77 bis 100-40 Polyestergewebe (bei stark gewölbten Kastenoberflächen auch Nylongewebe) Rakel: Senkrecht stehendes Rakelblatt mit Keilschliff, Shorehärte 65-75 oder Rakelblatt im Winkel 60-70 mit rechtwinkl. Schliff, Shorehärte 75 Einfarbendruck Hier ist die Trocknung der Farbe in der Regel unkritisch, da nach dem Druckgang auf einer Palette abgestapelt wird und somit die Trocknungsgeschwindigkeit nicht relevant ist. Falls mit der Marapoxy Y gearbeitet wird, empfehlen wir den YH. Da die Farbreaktion (Stammlack zu ) durch Flamm- oder Heißluftbehandlung stark aktiviert wird, empfehlen wir bei dieser langsamen Produktionsart eine sparsame oder keine forcierte Nachtrocknung nach jedem Druckgang. Wichtig ist zu wissen, dass auf einer ausreagierten Farbschicht keine weitere Haftung im Farbüberdruck zu erzielen ist. 5.1 Trocknung In allen drei Farbsystemen laufen zwei unterschiedliche Trocknungssysteme ab: Mehrfarben-Druckstraße (kontinuierlich) Bei diesen Mehrfarben-Vollautomaten reduziert sich die Trocknungszeit zwischen den einzelnen Druckstationen auf 2-4 min. Dies kann zur Folge haben, daß die Trocknungsgeschwindigkeit des langsamsten Farbsystems Marapoxy Y mit YH nicht ausreicht und die bedruckten Kästen an der nächsten Druckstation noch nicht berührungstrocken ankommen (Sieb klebt an den weichen Farbfilm und hinterlässt störende Strukturen). In diesem Fall muss die Marapoxy Y mit dem schnelleren YH9 und ohne größere Zugabe an Verzögerer verarbeitet werden. Für die letzte Druckstation empfehlen wir wieder den YH. Mehrfarbendruck mit Einfarben-Maschinen (diskontinuierlich) Die Trockungsbedingungen sind in etwa wie beim Einfarbendruck, da nach jedem Druckgang auf einer Palette zwischengestapelt wird. Für die Marapoxy Y empfehlen wir hier den YH, wenn nötig kann auch verzögert werden (SV5, SV3). Wichtig bei dieser Fertigungsart ist, dass der Überdruck auf eine noch nicht durchreagierte Farbschicht erfolgt. Seite 6/11 a) physikalische Trocknung durch Verdunsten der Lösemittel b) reaktive Trocknung durch chemische Reaktion zwischen Stammlack und Die physikalische Trocknung bewirkt, dass die gedruckte Farbfläche nach Entweichen der Lösemittel berührungstrocken wird und dadurch erst überdruckbar ist. Aus diesem Grund ist bei Mehrfarbenanlagen die Zwischentrocknung der Farbe das zentrale Thema. Die unten angegebenen Werte können nur als Richtwerte angesehen werden, da die Trocknungszeiten von zu vielen Parametern abhängig sind. Lufttrocknung Normales Verdunsten der Lösemittel bei Raumtemperatur ohne zugeführte Energie. Die angegebenen Zeiten beziehen sich auf den Zeitpunkt der Überdruckbarkeit. (Gewebe 90-48, Temp.20 C) YH YH9 H1 Marapoxy Y 20 min. 15 min. - Marapoly P - - 15 30 min. Marapur PU - - 15-30 min. werke GmbH & Co. KG Telefon: +49-(0)7141-691- 0 info@marabu-druckfarben.de www.marabu-druckfarben.de
Heißlufttrocknung (Leistergebläse) Diese Trocknungsart hat eine Gebläsetemperatur von 200-600 C, wobei die Verweildauer je nach Größe der Fläche und Anzahl der Gebläse bei 2-6sec. liegt. (Gewebe 90-48), Leistergebläse 400 C, 6 sec.) YH YH9 H1 Marapoxy Y 5 min. 3 min. - Marapoly P - - 4 min. Marapur PU - - 4 min. Eine kontrollierte Nachbeflammung ist bei den Farbsorten Marapoxy Y und Marapoly P, mit Einschränkung auch bei Marapur PU, möglich, wobei gewährleistet sein muss, dass sich durch richtige Gasbrennereinstellung kein Ruß an der Kastenoberfläche oder dem gedruckten Farbfilm niederschlägt. Weiterhin gibt es die Meinung im Markt, dass eine mehrfache harte Nachbeflammung zu verstärktem Kasten-Cracking (Versprödung) führen kann. Flammtrocknung (Gasflamme) Die Flammtemperatur liegt bei >800 C und hat eine Verweildauer (je nach Größe der Fläche) von 1-3sec. Hierbei handelt es sich um eine sehr harte Schocktrocknung, die dem gedruckten Farbfilm und dem PE-Kastenmaterial stark zusetzt. Daher gelten folgende Empfehlungen: - Flammtrocknung sollte nur beim kontinuierlichen Mehrfarbendruck eingesetzt werden, da hier keine längeren Standzeiten bis zum Überdruck auftreten. Die hohen Temperaturen der Flammtrocknung aktivieren die reaktive Trocknung im Farbfilm so stark dass eine Farbhaftung im Überdruck nach einer längeren Standzeit nicht mehr gewährleistet ist. - Für die schnelle Zwischentrocknung von Bronzefarbtönen in der Farbsorte Marapur PU empfehlen wir keine Flammtrocknung, da die Trocknungsgeschwindigkeit der PU schneller ist als die der Y und daher einen erhöhten Trocknungsaufwand unnötig macht. Weiterhin sind Bronzefarbtöne empfindlicher gegen Flammtrocknung und zeigen schnell erste Auskocherscheinungen an der Farboberfläche, was sich im Farbverlauf durch Blasenbildung bemerkbar macht. Wenn hier dennoch nicht auf die Flammtrocknung verzichtet werden kann, so muss mit extrem weicher Flamme getrocknet werden bei größtmöglicher Kontrolle. Seite 7/11 Infrarot-Trocknung Diese Trocknungsart ist sehr effektiv und gleichzeitig schonend zu Material und Druckfarbe. Egal ob Hell- oder Dunkel-IR-Strahler, beide Systeme erzeugen effektivere Trocknungstemperaturen an der Kastenoberfläche. Die anschließende Abführung der Lösemitteldämpfe und Abkühlung erfolgt durch Kaltluftgebläse. Durch die gleichmäßige Erwärmung des gesamten Getränkekastens ist der Kastenverzug sehr gering. Generelle Empfehlung Nach dem letzten Druckgang empfehlen wir immer eine wärmeforcierte Trocknung. 5.2 Überdruck Alle drei Farbsysteme sind nur überdruckbar, solange der Grad der chemischen Vernetzung im vorgelegten Farbfilm noch nicht fortschreitend durchreagiert ist. Dabei ist die Reaktionsgeschwindigkeit maßgeblich von der Trocknungstemperatur, der Art der Nachtrocknung, der gedruckten Farbschichtstärke sowie der verwendeten Farbe und dem abhängig. Wird nicht sofort überdruckt, so darf auf keinen Fall zwischengetrocknet werden. Generell muss der Überdruck so schnell wie möglich erfolgen, spätestens jedoch nach den folgenden Werten: werke GmbH & Co. KG Telefon: +49-(0)7141-691- 0 info@marabu-druckfarben.de www.marabu-druckfarben.de
Gew. 90-48, Temperatur 20 C, keine Nachtrocknung Seite 8/11 YH YH9 H1 Marapoxy Y 24h 16h - Marapoly P - - 16h Marapur PU - - 8h Angaben zur Überdruckbarkeit der verschiedenen Farbsysteme Anhand von internen Test können wir folgende Angaben zur Haft- und Kratzfestigkeit machen: 1. Farbe vorgelegt Unterdruck 2. Farbe auf 1.Farbe Überdruck Haft- und Kratzfestigkeit Marapoxy Y Marapoly P nicht möglich Marapoly P Marapoxy Y nicht möglich Marapoxy Y Marapur PU ok (Bronzen) Marapur PU Marapoxy Y ok (Bronzen) Marapoly P Marapur PU ok (Bronzen) Marapur PU (Bronzen) Marapoly P ok 5.3 Aushärtung Gemeint hier ist der Zeitpunkt, ab wann der gedruckte Farbfilm voll chemisch ausreagiert ist und somit seine höchsten chemischen Beständigkeiten zeigt. Dieser Zeitpunkt ist stark von der Lagertemperatur abhängig. Gewebe 90-48, Temperatur 20 C YH YH9 H1 Marapoxy Y 8 Tage 5 Tage - Marapoly P - - 8 Tage Marapur PU - - 8 Tage Erst nach dieser Zeitdauer ist die gedruckte Farbfläche auch gegen Waschlaugenbäder (z.b. 1-1,5% Natronlauge) beständig. Grundvoraussetzung für eine spätere hohe chemische Beständigkeit ist der Farbtrocknungsablauf sowie die Kastenlagerung in den ersten 12h nach der Bedruckung, da in diesem Zeitraum die Basis für die Reaktion Stammlack zu gelegt wird. Daher empfehlen wir dringend für die ersten 12h bei 20 C oder 24h bei 15 C eine regengeschützte Kastenlagerung in der Halle. Nach dieser Zeitdauer dürfen die Kästen frühestens ins Freie gelangen. Werden neu bedruckte Kästen zu früh, also während der ersten 12h bei Nebel, Regen oder hoher Luftfeuchtigkeit im Freien gelagert, so sind folgende Probleme zu erwarten: - Haftungsminderung des Farbfilms zum Bedruckstoff aufgrund von unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Polyethylen und Druckfarbe. - Haftungsminderung des gedruckten Farbfilms aufgrund von Kondenswasserbildung (auch Regenwasser) zwischen der Kastenoberfläche und der Druckfarbe. Dies kann ein partielles Abplatzen bis hin zum vollständigen Ablösen der Farbe zur Folge haben. - Reaktion zwischen noch nicht reagierten anteilen (H1) und der Luftfeuchtigkeit Somit steht für eine optimale Vernetzung weniger anteil zur Verfügung, was sinkende chemische Beständigkeiten erwarten lässt. - Bei Temperaturen unter 15 C ist die Reaktion zwischen Stammlack und bei allen drei Farbsystemen nicht mehr gewährleistet, da die chemische Reaktion stoppt. Dies kann zu irreversiblen Störungen der Aushärtung führen, d.h. dass selbst bei einer späteren Erhöhung der Temperatur eine weitere chemische Reaktion nicht mehr stattfindet. werke GmbH & Co. KG Telefon: +49-(0)7141-691- 0 info@marabu-druckfarben.de www.marabu-druckfarben.de
6.0 Haftungsprüfung des gedruckten Farbfilms Die Haftfestigkeit der Bedruckung erfolgt mit einem Tesabandtest an drei verschiedenen Kästen nach DIN EN ISO 2409. Hierbei wird die Bedruckung vollflächig mit Tesaband überklebt und dieses sofort ruckartig nach oben abgezogen. Bei guter Farbhaftung dürfen sich keine Teile des Druckbildes ablösen. Diese Prüfmethode wird in der Gütesicherung RAL-RG 720/1 sowie in Spezielle Technische Lieferund Bezugsbedingungen (STLB) für Flaschenkästen aus Polyethylen vorgeschrieben. Die Prüfung der Haftfestigkeit ist nur dann aussagekräftig, wenn der Tesatest am durchgetrockneten Farbfilm erfolgt. Hierfür benötigt die Druckfarbe bei Lufttrocknung ca. 12-24h, bei ungünstigen Bedingungen auch bis zu 48h. Keine Qualitätskontrolle kann bei laufender Produktion 48h Kästen auf Risiko produzieren, ohne dass die Haftung der Druckfarbe eindeutig geprüft wurde. Daher gibt es sogenannte Schnelltestmethoden, die je nach Betrieb unterschiedlich sein können und sich auf Erfahrungswerte der Kontrolleure stützt. Tesatest nach 1h Raumtrocknung Nach der Zeitdauer von 1 Stunde ist die Druckfarbe je nach Verzögerergehalt und Trocknungsbedingungen berührungstrocken, aber noch sehr weich. Daher haftet der Tesastreifen zur Druckfarbe nur schwach und die Aussagekraft dieser Haftprüfung ist gering. Schocktrocknung mit der Flamme Frisch bedruckte Kästen werden mehrmals nachbeflammt, um die Verdunstung der Lösemittel zu beschleunigen. Nach einer Abkühlung der Kästen wird sofort die Haftung mittels Tesaband getestet. Die Ergebnisse nach dieser Methode fallen zur Realität immer etwas schlechter aus, da mehrmalige Schocktrocknung die Lösemittel der unteren Farbschichten im Farbfilm einschließt. Seite 9/11 Somit ist die Farbschicht zum Bedruckstoff hin nicht durchgetrocknet und in der Haftung daher eher schwach. Vortrocknung mit Heißluft (Leistergebläse) oder Infrarot Hier werden frisch gedruckte Kästen durch intensive Vortrocknung mittels Leistergebläse oder IR-Strahler stark vorgetrocknet und dann abgekühlt. Anschließend erfolgt sofort die Haftprüfung mit dem Tesaband. Trocknung bei längerer Wärmeschranklagerung Zur Simulation von 24-48h Trocknungslagerung bei Raumtemperatur erfolgt hier analog eine Wärmeschranklagerung bei 80 C für 30 min. Dieser Test läuft für das Farbsystem unter optimalen Bedingungen ab und bringt daher oftmals bessere Haftergebnisse als die Wirklichkeit. Aus diesem Grund muss parallel immer ein Farbhaftungstest bei Raumtrocknung erfolgen. Die Methode der Wärmeschranklagerung zeigt sehr schnell eindeutige Ergebnisse und wird sehr oft eingesetzt. Generell empfehlen wir bei neu gedruckten Kästen eine stündliche Überprüfung der Farbhaftung mittels Tesatest. Dies wird umso wichtiger, wenn die neu gedruckten Kästen in den ersten 12h unter ungünstigen Bedingungen gelagert werden müssen. 7.0 Unterschiede der drei Farbsysteme Marapoly P Diese Farbe ist aufgrund des eingesetzten Acrylat-Bindemittels gegen UV-Sonnenbestrahlung viel resistenter und muss bei geforderter UV-Stabilität anstelle der Marapoxy Y eingesetzt werden. Aufgrund der hohen Reaktivität ist die Marapoly P bestens für schnelllaufende Mehrfarben-Druckanlagen geeignet. werke GmbH & Co. KG Telefon: +49-(0)7141-691- 0 info@marabu-druckfarben.de www.marabu-druckfarben.de
Marapoxy Y Sie wird seit Jahrzehnten weltweit im Markt für Getränke- und Transportkästen verarbeitet, wobei das Qualitätsniveau bekannt und anerkannt ist. Marapoxy Y zeichnet sich aus durch: - hohes Deckvermögen auch auf dunklen Untergründen - längstmögliche Topfzeit - Glanz - hohe chemische Beständigkeiten - Wasserlagerung - Beständigkeit gegen ein Gemisch Wasser plus 10% Alkohol - 30 min eintauchen in einer 1-1,5 %igen Natronlauge (70 C) - 3h Lagerung in einer 2%igen Teepol-Lösung (80 C) - Sehr hohe allgemeine Beständigkeit gegen Alkohole, Lösemittel und weitere Füllgüter, wobei hier Vorversuche nötig sind. Sie hat nur einen bekannten Nachteil: Aufgrund des Epoxyharz-Bindemittels neigt der gedruckte Farbfilm unter UV-Sonneneinstrahlung zum Auskreiden, das heißt, dass die Farbe an Glanz verliert und bei längerer UV-Einstrahlung weiß anläuft. Dies war bisher kein Problem, da die Kästen im Zyklus bei jeder Neuabfüllung in der Brauerei gewaschen werden und die mögliche Verkreidung somit eliminiert wurde. Aufgrund von Logistiküberlegungen werden heute Kästen auf Vorrat produziert, die dann z.b. 1 Jahr vor der ersten Abfüllung im Freien zwischengelagert werden. Hierbei greift die Sonneneinstrahlung den Y- Farbfilm nachhaltig an und darf der Marapoxy Y ohne Planen-Abdeckung nicht zugemutet werden. Marapur PU Dieses Bindemittel wird bei Bronzefarbtönen eingesetzt, da bei diesen Farbtönen eine äusserst geringe Oxydation durch Luftsauerstoff und Vergrauung durch chemische Reinigungsmittel stattfindet. 7.1 Chemische Beständigkeiten Alle drei Farbsysteme sind nach ausreichender Aushärtung (siehe Kapitel 9.0) gegen folgende gängige Prüfmethoden beständig: Seite 10/11 8.0 Lagerung der bedruckten Kästen Nach der Bedruckung müssen die Kästen in den ersten 12h trocken bei 20 C oder 24h bei 15 C trocken in einer Halle gelagert werden, bevor sie der Freibewitterung ausgesetzt werden. Wichtig ist, dass die Mindesttemperatur von 15 C auch bei winterlichen Temperaturen nicht unterschritten wird (siehe Kapitel 5.3 Aushärtung). 8.1 Stretchen Als Transportschutz werden neu bedruckte Kästen gerne palettenweise mit dünner PE- Klarsichtfolie gestrecht. Hierbei muss man wissen, dass diese Verpackungsart ein tropisches Klima mit hoher Temperatur und Luftfeuchtigkeit unter der Folie verursacht und das entstehende Kondenswasser nicht mehr entweichen kann. Diese ungünstigen Lagerbedingungen verschlechtern die Farbhaftung. Kommt dann noch Frostlagerung hinzu, so muss damit gerechnet werden, dass der Farbfilm mehr oder weniger abplatzt. Daher ist es wichtig, dass vor dem Strechen die neu bedruckten Kästen für mindestens 12h bei 20 C oder 24h bei 15 C vorgelagert werden. Diese Zeitdauer kann durch Wärmebehandlung nicht abgekürzt werden. werke GmbH & Co. KG Telefon: +49-(0)7141-691- 0 info@marabu-druckfarben.de www.marabu-druckfarben.de
9.0 Produktionsüberwachung Hier empfehlen wir die ständige Überwachung der Qualität der Vorbeflammung sowie die Haftungsprüfung der Druckfarbe zum PE- Untergrund im Überdruck. Vorbeflammung Die Farbhaftung zum PE steht in starker Abhängigkeit zur Qualität der Vorbeflammung. Daher ist eine einmalige tägliche Flammeinstellung oder Überprüfung viel zu wenig und zu risikoreich. Wir empfehlen eine Überprüfung der Beflammstation alle 30min. Dies erfolgt durch einen Wasserlagerungstest eines neu beflammten Kastens. 10.0 Überdrucken von Altkästen Kästen, die nach der Bedruckung über einen längeren Zeitraum im Umlauf oder der Außenbewitterung ausgesetzt waren, zeigen zu Neukästen folgende Veränderungen an der Bedruckstoffoberfläche: - Verschmutzung - Mechanische Beschädigung - Abbau der Kastenpigmente durch UV-Bestrahlung - Mögliche Verkreidung des Aufdrucks und dadurch Haftungsverminderung im Überdruck - Veränderung durch Waschlaugen Hält sich hierbei ein geschlossener Wasserfilm auf den vorbeflammten Stellen über 10sec, so scheint die Oberflächenspannung für eine Bedruckung hoch genug (über 50 mn/m) und die Vorbeflammung in Ordnung. Der Wassertest ist keine anerkannte wissenschaftliche Methode zur Überprüfung der Oberflächenspannung, sondern ein unkomplizierter und praxisnaher Schnelltest, der direkt in der Produktion neben der Druckmaschine erfolgen kann. Reicht der Wassertest in der Aussagekraft nicht, so ist uns nur das Kontaktwinkelmessgerät (Goniometer, Firma Krüss in Hamburg) bekannt. Hiermit kann man die polaren Anteile und die Oberflächenspannung exakt bestimmen. Eine Messung mit dem mikroskopähnlichen Messgerät dauert ca. 2h und ist somit für den Einsatz in der Produktion in der Regel ungeeignet. Haftungsprüfung Wie im Kapitel 6.0 schon beschrieben, empfehlen wir hier bei einer Tagesproduktion die stündliche Überprüfung der Farbhaftung mit dem Tesaband. Für die darauffolgenden 5-7 Tage reicht eine stichprobenartige tägliche Farbhaftungsprüfung. Seite 11/11 Bei der Überdruckung von Altkästen ist generell eine Qualitätseinbuße der nachfolgenden Bedruckung möglich. Die Praxis der letzten Jahre zeigt, dass anhand einer großen Anzahl von überdruckten Kästen im Markt das Ergebnis durchaus akzeptabel ist, wobei wir für diesen Fall keine Gewährleistung übernehmen können. 11.0 Anmerkungen Das Bedrucken von Getränkekästen aus Polyethylen ist eine sehr anspruchsvolle und komplexe Tätigkeit. Alle Angaben in dieser Kundeninformation entsprechen unserem heutigen Wissensstand, wobei keine Allgemeingültigkeit für alle Druckaufgaben abgeleitet werden kann. Aufgrund von unterschiedlichen Druckparametern und Bedruckstoffeigenschaften müssen wir Sie bitten, dass Sie vor dem Einsatz der Farbsorten geeignete eigene Vorversuche unter Praxisbedingungen unternehmen. Wenn weitere Fragen auftreten, beraten wir Sie natürlich gerne. werke GmbH & Co. KG Telefon: +49-(0)7141-691- 0 info@marabu-druckfarben.de www.marabu-druckfarben.de