Die Entwicklung des digitalen Wellpappendrucks

Wellpappe ist ein nachhaltiges Kraftpaket für Verpackungen und Displays. Dieser Artikel befasst sich mit drei Druckmethoden: Liner vor dem Druck, Inline-Integration und Pappendekoration nach dem Druck. Mit der Inkjet-Technologie von HP, Agfa und Koenig & Bauer Durst können Hersteller jetzt eine umweltfreundliche Hochgeschwindigkeitsproduktion mit wasserbasierten Tinten sowohl für Großserien als auch für personalisierte Auflagen erreichen.

Da wir zunehmend nach nachhaltigeren Lösungen suchen, wird Wellpappe immer häufiger eingesetzt. Das ist kaum verwunderlich, denn diese Pappen sind relativ stabil und haben ein gutes Verhältnis von Stärke zu Gewicht, bieten eine gewisse Polsterung zum Schutz beim Transport und lassen sich leicht bedrucken. Und obendrein sind sie in hohem Maße recycelbar.

In Anbetracht des Volumens, das bei Verpackungen anfällt, werden die meisten Wellpappenmaterialien natürlich mit herkömmlichen Drucktechnologien bedruckt. In der Vergangenheit bedeutete dies den Tiefdruck, aber zunehmend werden auch Flexo- und Offsetdruckmaschinen eingesetzt, und in letzter Zeit kämpfen auch einige Digitaldruckmaschinen um einen Teil dieser Arbeit.

Es gibt drei grundlegende Vorgehensweisen. Die schnellste ist das Vordrucken, d.h. das Bedrucken der Außenseite der Wellpappe, die als Top Liner bezeichnet wird. Dieser kann dann der Wellpappenmaschine zugeführt werden, um den Top Liner mit den Grafiken zu verkleben, während die Wellpappen geformt werden. Dies hat den Vorteil, dass es wie jedes andere papierbasierte Medium auf einer Standarddruckmaschine mit maximaler Geschwindigkeit verarbeitet werden kann.

HP hat eine Reihe von Single-Pass-Tintenstrahldruckern entwickelt, die sich in diesen Arbeitsablauf einfügen und mit Druckgeschwindigkeiten von bis zu 305 Seiten/Minute das obere Trägermaterial bedrucken. Dazu gehören die 1,7 m breite PageWide T700i und die 2,8 m breite T1100, die beide in Zusammenarbeit mit Koenig und Bauer entwickelt wurden, aber die bewährten thermischen Inkjet-Druckköpfe von HP mit wasserbasierten Tinten verwenden. Sie drucken auf gestrichenes, ungestrichenes, braunes Kraftpapier, Karton und Recyclingpapier.

Dann gibt es noch die Inline-Methode, bei der eine Tintenstrahleinheit in die Wellpappenanlage eingebaut wird, um auf das obere Deckpapier zu drucken. BHS zum Beispiel, ein Hersteller von Wellpappenmaschinen, hat die Jetliner-Serie entwickelt, mit der direkt auf das Deckpapier gedruckt werden kann, während es in die Wellpappenanlage eingezogen wird, oder auf eine separate Rolle. Die Entwicklung wurde ursprünglich 2016 mit Inca Digital begonnen, das 2022 von Agfa übernommen wurde, so dass Agfa auch BHS mit Tinte beliefern kann.

Das ursprüngliche Projekt war die Entwicklung einer 2,8 m breiten Druckleiste für eine BHS-Wellpappenanlage, aus der inzwischen der BHS Jetliner Xceed geworden ist. Dabei handelt es sich um eine Single-Pass-Tintenstrahleinheit, die CMYK mit einer Geschwindigkeit von bis zu 300 m/min auf einer Druckbreite von 2,8 m druckt. Damit kann es hochauflösende variable Daten mit Vollfarbgrafiken sowohl auf beschichtete als auch auf unbeschichtete Substrate drucken.

Es gibt ein einfarbiges Modell, den Jetliner Monochrome, der mit einer Geschwindigkeit von bis zu 400 Seiten pro Minute läuft und für den Druck von hochauflösendem, variablem Datentext sowie Barcodes und Tracking-Nummern direkt in der Wellpappenanlage verwendet werden kann, während die Kartons geformt werden, wodurch ein separater Druckprozess eingespart wird.

Schließlich gibt es noch den Postprint, bei dem die fertigen Platten bedruckt werden. Das bedeutet, dass der Druck in einer von der Plattenherstellung getrennten Druckerei stattfinden kann. Das bedeutet, dass der Druckvorgang in einer anderen Druckerei als die Herstellung der Platten stattfinden kann. Dabei gilt es, eine Reihe von Herausforderungen bei der Handhabung der Platten zu meistern, die aufgenommen und durch die Druckmaschine transportiert werden müssen, ohne sie zu zerdrücken oder anderweitig zu beschädigen. Die Platten sind oft nicht vollkommen flach, was in der Regel ein Vakuum-Handhabungssystem erforderlich macht, um sie flach zu halten, damit die Druckköpfe zum Zeitpunkt des Drucks einigermaßen nah an den Medien sein können, ohne dass die Platten gegen die Düsen stoßen und die teuren Köpfe beschädigen können. Es gibt eine Reihe von Single-Pass-Tintenstrahldruckmaschinen, die speziell für den Postprint-Wellpappendruck entwickelt wurden und gerade auf den Markt kommen.

So ist z.B. Koenig und Bauer Durst ein Joint Venture zwischen Koenig und Bauer und Durst, das eine Reihe von Druckmaschinen anbietet, die ursprünglich von jedem der Partner entwickelt wurden. Dazu gehört die Delta SPC 130, die ursprünglich von Durst entwickelt wurde. Sie kann direkt auf Wellpappe mit einer Größe von bis zu 1,3 x 2,8 m drucken. Sie läuft mit einer Geschwindigkeit von bis zu 120 Seiten pro Minute, wobei die Geschwindigkeit bei höherer Qualität auf 90 Seiten pro Minute sinkt, mit einer Auflösung von bis zu 1000 dpi.

Dann gibt es noch den CorruJet 170, der auf einem Design von Koenig und Bauer basiert und eine viel leistungsfähigere Maschine ist. Er nimmt Bögen bis zu 1,3 x 1,7 m auf und kann bis zu 5.500 Bögen pro Stunde mit einer maximalen Auflösung von 1200 dpi in CMYK produzieren. Koenig und Bauer Durst hat außerdem ein wasserbasiertes Tintenset entwickelt, das für Lebensmittelverpackungen zertifiziert ist und sowohl mit dem CorruJet 170 als auch mit dem Durst Delta SPC 130 verwendet werden kann.

Fast alle Tintenstrahldrucker verwenden Tinte auf Wasserbasis, die das Potenzial hat, umweltfreundlich zu sein. Dadurch wird das mit UV-härtbarer Tinte verbundene Risiko vermieden, dass einige Chemikalien, typischerweise aus dem Fotoinitiator in der Tinte, durch die Verpackung wandern und die darin enthaltenen Produkte verunreinigen könnten. Dieses Problem betrifft in der Regel Lebensmittelverpackungen, kann aber auch auf einige pharmazeutische Produkte zutreffen. Wasserbasierende Tinten sind davon nicht betroffen und alle Anbieter haben ihre Tinten zertifizieren lassen, so dass sie den relevanten Verpackungsstandards entsprechen, wie z.B. der Schweizer Verordnung Nestle.

EFI vertreibt jedoch die Nozomi, eine Single-Pass-Druckmaschine, die aus der EFI-Großformattechnologie entwickelt wurde und UV-härtbare Tinte verwendet. EFI verfolgte den pragmatischen Ansatz, dass Lebensmittelverpackungen nur einen kleinen Teil des Marktes ausmachen und die Verwendung von UV-härtbarer Tinte eine viel schnellere Markteinführung ermöglichen würde. Diese Strategie hat sich als recht erfolgreich erwiesen, da an vielen Standorten weltweit mehrere Nozomis im Einsatz sind. Allerdings arbeitet EFI jetzt an einem wasserbasierten Tintenset für die Nozomi AQ.

Ein weiteres Problem ist das Arbeitsvolumen, da Verpackungen in der Regel in hohen Auflagen gedruckt werden. Alle bisher erwähnten Druckmaschinen sind Single-Pass-Inkjet-Druckmaschinen, die einen hohen Durchsatz ermöglichen. Ein Single-Pass-System lässt jedoch keinen Raum für Fehler. Daher sind diese Druckmaschinen durchgängig mit Bildverarbeitungssystemen ausgestattet, die den Druck inspizieren und auf Fehler überprüfen. Fehlerhafte Drucke können ausgeworfen werden, bevor sie den Stapler erreichen, und diese Platten werden neu gedruckt.

Die Alternative wäre der Multi-Pass-Druck, der auf praktisch jedem Hybrid- oder Flachbettdrucker möglich ist. Die größte Herausforderung dabei ist, sicherzustellen, dass der Drucker das erforderliche Volumen bewältigen kann. Agfa vertreibt beispielsweise die Onset Panthera-Serie, die in nur zwei Durchgängen mit einer Geschwindigkeit von 1449 qm/Std. gute Ergebnisse erzielen kann. Durst vertreibt den Super Multi Pass, der als Alternative zum Single-Pass-Verfahren angepriesen wird und der bis zu 1940 m²/Std. und etwa 5 Millionen m² pro Jahr produzieren kann.

Es gibt also viele Möglichkeiten, wenn es um den Druck von Wellpappe geht. Das ist jedoch nur die halbe Miete. In den nächsten Monaten werden wir uns mit den Stanz-, Falt- und Klebeoptionen befassen, die erforderlich sind, um diese bedruckten Kartons in Verpackungen oder POP-Displays zu verwandeln.