De evolutie van digitaal golfkarton

Golfkarton is een duurzame krachtpatser voor verpakkingen en displays. In dit artikel worden drie printmethodes onderzocht: voorbedrukte liners, inline integratie en borddecoratie na het printen. Met inkjettechnologie van HP, Agfa en Koenig & Bauer Durst kunnen fabrikanten nu op hoge snelheid milieuvriendelijk produceren met inkten op waterbasis voor zowel grote volumes als gepersonaliseerde oplages.

Nu we steeds meer op zoek zijn naar duurzamere oplossingen, worden golfkartonnen platen steeds vaker gebruikt. Dat is niet verwonderlijk, want golfkarton is relatief sterk met een gezonde verhouding tussen sterkte en gewicht, biedt een zekere mate van demping voor bescherming tijdens het transport en kan gemakkelijk worden bedrukt. Bovendien zijn ze zeer goed recyclebaar.

Gezien de volumes die met verpakkingen gemoeid zijn, worden de meeste golfkartonnen materialen natuurlijk met conventionele druktechnieken gedrukt. In het verleden betekende dit diepdruk, maar steeds vaker worden ook flexografie- en offsetpersen gebruikt en sinds kort dagen ook een aantal digitale persen een deel van dit werk uit.

Er zijn drie basisbenaderingen. De snelste is voorbedrukken, wat betekent dat de buitenste zijde van de golfkartonnen platen wordt bedrukt, wat bekend staat als de top liner. Dit kan dan worden ingevoerd in de golfkartonmachine om de top liner met de afbeeldingen op zijn plaats te plakken terwijl de golfkartonnen platen worden gevormd. Dit heeft het voordeel dat het op een standaardpers op maximale snelheid kan worden uitgevoerd, net als alle andere media op papierbasis.

HP heeft een aantal single pass inkjetpersen ontwikkeld die in deze workflow passen voor het voorbedrukken van de top liner met printsnelheden tot 305 mm per minuut. Hiertoe behoren de 1,7 m brede PageWide T700i en de 2,8 m brede T1100, die beide zijn gebouwd in samenwerking met Koenig en Bauer, maar HP’s beproefde thermische inkjetprintkoppen met inkten op waterbasis gebruiken. Ze printen op standaard gecoat, ongecoat, bruin kraftpapier, karton en gerecycled papier.

Dan is er de inline methode, waarbij een inkjetunit inline aan de golfkartonmachine wordt toegevoegd om op de top liner te printen. BHS, dat golfkartonmachines produceert, heeft bijvoorbeeld de Jetliner-serie ontwikkeld, waarmee direct op de topliner kan worden geprint terwijl deze wordt ingevoerd in de golfkartonlijn, of op een aparte rol. De ontwikkeling werd oorspronkelijk gestart in 2016 met Inca Digital, dat Agfa overnam in 2022, waardoor Agfa ook inkt kon leveren aan BHS.

Het aanvankelijke project was de ontwikkeling van een 2,8 m brede printbalk voor gebruik met een BHS golfkartonmachine, die sindsdien is geëvolueerd tot de BHS Jetliner Xceed. Dit is een enkelspoor inkjetteenheid die CMYK print met snelheden tot 300 mm over een printbreedte van 2,8 m. Zo kan het hoge resolutie variabele data printen met een hoge resolutie. Zo kan het hoge resolutie variabele data printen met full colour graphics op zowel gecoate als ongecoate substraten.

Er is een enkelkleurig model, de Jetliner Monochrome, die tot 400 mm kan verwerken en gebruikt kan worden om hoge resolutie tekst met variabele gegevens, barcodes en trackingnummers direct bij de golfkartonmachine te printen, zodat er geen apart printproces nodig is.

Tot slot is er postprint, waarbij de afgewerkte platen worden bedrukt, wat betekent dat het bedrukken in een aparte drukkerij kan gebeuren, los van de productie van de platen. Dit brengt een aantal uitdagingen met zich mee bij het hanteren van de printplaten, die moeten worden opgepakt en door de pers moeten worden getransporteerd zonder ze te pletten of op een andere manier te beschadigen. De printplaten zijn vaak niet perfect vlak, waardoor meestal een vacuümverwerkingssysteem nodig is om ze vlak te houden zodat de printkoppen redelijk dicht bij de media kunnen zijn op het moment van afdrukken, maar zonder het risico dat de platen tegen de spuitmondjes slaan en de dure koppen beschadigen. Er zijn een aantal single pass inkjetpersen die speciaal ontworpen zijn voor postprint golfkartonwerk in opkomst.

Zo is Koenig en Bauer Durst een joint venture tussen Koenig en Bauer en Durst, die een aantal persen aanbiedt die oorspronkelijk door elk van de partners zijn ontwikkeld. Hiertoe behoort de Delta SPC 130 die oorspronkelijk door Durst is ontwikkeld. Deze kan direct op golfkarton printen, tot 1,3 x 2,8m. De snelheid kan oplopen tot 120 ppm, maar daalt tot 90 ppm voor werk van hogere kwaliteit, met een resolutie tot 1000 dpi.

Dan is er nog de CorruJet 170, die gebouwd is op basis van een ontwerp van Koenig en Bauer en een veel zwaardere machine is. De machine kan vellen tot 1,3 x 1,7 m aan en kan tot 5.500 vellen per uur produceren met een maximale resolutie van 1200 dpi in CMYK. Koenig en Bauer Durst heeft ook een inktset op waterbasis ontwikkeld die gecertificeerd is voor voedselverpakkingen en die zowel met de CorruJet 170 als de Durst Delta SPC 130 gebruikt kan worden.

Bijna alle inkjetpersen gebruiken inkt op waterbasis, die potentieel milieuvriendelijk is. Hierdoor wordt het risico vermeden dat gepaard gaat met UV-uithardende inkt, namelijk dat sommige chemicaliën, meestal afkomstig van de foto-initiator in de inkt, door de verpakking kunnen migreren en de producten erin kunnen besmetten. Dit probleem doet zich meestal voor bij voedselverpakkingen, maar kan ook van toepassing zijn op sommige farmaceutische producten. Dit heeft geen invloed op inkten op waterbasis en alle leveranciers hebben hun inkten laten certificeren om te voldoen aan de relevante verpakkingsnormen, zoals de Zwitserse Nestlé-verordening.

EFI verkoopt echter de Nozomi, een pers met één doorgang die is ontwikkeld op basis van EFI’s grootformaattechnologie en die UV-uithardende inkt gebruikt. EFI koos voor de meer pragmatische benadering dat voedselverpakkingen slechts een klein deel van de markt uitmaken en dat het gebruik van UV-uithardende inkt het mogelijk zou maken om veel sneller op de markt te komen. Die strategie bleek redelijk succesvol met veel vestigingen wereldwijd die meerdere Nozomi’s gebruiken, hoewel EFI nu werkt aan een inktset op waterbasis voor de Nozomi AQ.

Een ander probleem is het volume van het werk, waarbij verpakkingen over het algemeen grote oplagen maken. Alle persen die we tot nu toe hebben genoemd zijn inkjetpersen met één doorgang, wat een hoge verwerkingscapaciteit mogelijk maakt. Een single-pass systeem laat echter geen ruimte voor fouten, dus deze persen zijn voorzien van vision systemen om de afdruk te inspecteren en te controleren op fouten. Afdrukken die mislukken kunnen worden uitgeworpen voordat ze de stapelaar bereiken, en die platen kunnen opnieuw worden afgedrukt.

Het alternatief is multi-pass printen, wat op vrijwel elke hybride of flatbed printer kan. De grootste uitdaging hierbij is ervoor te zorgen dat de printer het vereiste volume aankan. Agfa, bijvoorbeeld, verkoopt de Onset Panthera serie die goede resultaten kan produceren in slechts twee gangen, met een snelheid van 1449 m² per uur. Durst verkoopt ook de Super Multi Pass, die wordt omschreven als een alternatief voor single pass en die tot 1940 m² per uur en ongeveer 5 miljoen m² per jaar kan produceren.

Er zijn dus genoeg opties als het gaat om het bedrukken van golfkarton. Dat is echter maar de helft van het verhaal en in de komende paar maanden zullen we kijken naar de opties voor stansen, vouwen en lijmen die nodig zijn om die bedrukte dozen om te zetten in verpakkingen of POP-displays.