Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung eines druckbaren Haftvermittlers für den Glasdirektdruck

Gegenwärtig boomt der Markt für kleine Brauereien. Limitierend für den Absatz der Produkte dieser klein- bzw. mittelständischen Betriebe ist der höhere Preis ihrer Getränke. Die Möglichkeit einer individuellen Bebilderung der Getränkeflaschen könnte diesen Betrieben einen völlig neuen Markt eröffnen, der ihnen höhere Margen und Wachstumschancen ermöglicht. Im Moment ist es zwar möglich Kunststoffflaschen individuell zu bedrucken, ein individualisierbarer Druck auf Glasflaschen ist noch nicht möglich, da die Tinten für die dazu geeigneten Inkjetdrucker noch keine ausreichende Haftung auf der Glasoberfläche haben.

Das Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines druckbaren Haftvermittlers für den UV-Direktdruck auf Glas, welcher im Anschluss an die zur Haftvermittlung eingesetzte Flammensilikatisierung aufgebracht werden kann. Es ist geplant, die Flammensilikatisierung und die Eigenschaften der Primerlösung so aufeinander abzustimmen, dass eine optimale Anbindung zum Untergrund einerseits und zu verschiedenen handelsüblichen UV-härtenden Tinten andererseits gewährleistet werden kann. Eine hohe Anforderung an die Entwicklung stellt der Spagat zwischen hoher Haftung vor und während der Befüllung, während des Gebrauchs und gleichzeitig die Gewährleistung der Ablösbarkeit der Beschichtung im Waschprozess beim Flaschenrecycling dar. Zur Lösung dieser Problematik ist es vorgesehen eine Methode zur Entfernbarkeit der Aufdrucke zu erarbeiteten.

Für die Anwendung der Primerung ist es geplant das System so zu optimieren, das im Druckwerk Primer und Tinte nass in nass appliziert werden können. Nachfolgend erfolgt die gemeinsame Aushärtung mit UV-LED-Strahlern. Auf Grund der hohen Farbdichte von Flaschenbeschichtungen wird für die Vernetzung der Primerung deshalb nur eine geringe UV-Strahlungsdosis durch die Farbschicht gelangen und für die Vernetzung der Primerung zur Verfügung stehen. Deshalb muss die Lichtempfindlichkeit der Primerung sehr hoch sein.

Da das Verfahren besonders für kleinere Produktserien und individualisierte Produkte vorteilhaft ist, ist davon auszugehen, dass insbesondere KMU profitieren können. Zusätzlich bestehen für diese kleinen Firmen spezifische Lösungen zu entwickeln und damit neu entstehende Nischen zu besetzen.

Ergebniszusammenfassung:

In diesem Forschungsprojekt wurde ein im Inkjet-Verfahren verdruckbarer Haftvermittler für den Glasdirektdruck entwickelt, um die individuelle Bedruckung von Glasflaschen zu ermöglichen, ohne die gesamte Falsche mit Primer behandeln zu müssen.

Zur Entwicklung und Testung der Primerformulierung wurde eine Inkjet-Testdruckeinheit in der Fogra etabliert, um unterschiedlichste Objekte auf einem durch eine Linearachse betriebenen Schlitten unter oder vor einem Druckkopf vorbeizufahren um dabei die Bedruckung aufzubringen. Weiterhin ist die Entwicklung einer Druckform erfolgt, die sowohl große kontinuierliche Flächen als auch schnelle Wechsel von bedruckten und unbedruckten Bereichen enthält. Dabei kamen unterschiedliche Druckkopftechnologien zum Einsatz.

Haftungsuntersuchungen mit dem entwickelten Primersystem zeigen gute Haftung des Primers sowohl zur Glasoberfläche als auch zur UV-Tinte, die deutlich über der von kommerziellen Primern liegen, die als Referenz verwendet wurde. Entsprechende Zugfestigkeitsuntersuchungen resultierten immer im Glasbruch.

Die Wasserfestigkeit der Farbschichten konnte gezeigt werden, genauso wie die Entfernbarkeit des Farb-Primer-Films mit basischen Spüllösungen.

Eine zusätzliche Eigenschaft des Primers besteht darin, dass Oberflächenmodifikationen des Glases (Corona-, Flammenvorbehandlung) nach der Applikation über einen Zeitraum von mehr als vier Wochen nicht abklingt und somit konserviert wird, was bislang nicht möglich war. Es ist daher denkbar, den Primer direkt nach der Oberflächenbehandlung einzusetzen und so Abfall durch zu lange Lagerung zu vermeiden.