Materialvielfalt im Fokus: Die Perspektive von Windmöller & Hölscher zur Zukunft des Flexodrucks
Das Bestreben nach nachhaltigeren Verpackungen verändert die Landschaft der flexiblen Verpackungsmaterialien grundlegend. Druckereien müssen heute mit Papier, Polyethylen und einer wachsenden Vielfalt an biobasierten und kompostierbaren Folien umgehen, die sich jeweils unterschiedlich im Druckprozess verhalten. Diese Vielfalt zu bewältigen, ohne dabei Abstriche bei Qualität oder Effizienz zu machen, ist zu einer der entscheidenden technischen Herausforderungen geworden.
Um eine gleichbleibende Druckqualität zu erzielen, sind optimal abgestimmte Druckmaschineneinstellungen und eine präzise Bahnführung erforderlich.
Noch vor nicht allzu langer Zeit standen bei der Druckmaschinenkonstruktion vorhersehbare Materialien und stabile Prozessfenster im Mittelpunkt. Die heutige Substratvielfalt erfordert Systeme, die stark variierende mechanische und thermische Eigenschaften ausgleichen können. Papier nimmt Feuchtigkeit auf und verändert seine Abmessungen, während dünne PE- oder kompostierbare Folien sich bereits bei geringfügiger Zugbelastung oder Temperaturschwankungen verformen. Die Konstruktion von Druckmaschinen, die beide Extreme zuverlässig bewältigen, ist zu einer entscheidenden technischen Herausforderung geworden – eine Herausforderung, der sich Windmöller & Hölscher durch kontinuierliche Weiterentwicklung in den Bereichen Bahnführung, Temperaturregelung und Automatisierung gestellt hat.
Um eine gleichbleibende Druckqualität zu erzielen, sind optimal abgestimmte Druckmaschineneinstellungen und eine präzise Bahnführung erforderlich. Das Rapportkontrollsystem von W&H misst kontinuierlich die Rapportlänge unter Spannung, erkennt Abweichungen im Zeitverlauf und nimmt während der Produktion automatische Korrekturen vor. Um den spezifischen Anforderungen von PCR-Folien gerecht zu werden, kombinieren W&H-Druckmaschinen diese Steuerung mit fortschrittlicher Bahntransporttechnologie. Ein aufeinander abgestimmtes System aus Bahnspannungssensoren, Super-Grip-Leerlaufwalzen und einem CI-Drehmomentmotor sorgt für eine stabile Bahnführung und garantiert so Registergenauigkeit und Prozessstabilität bei voller Geschwindigkeit.
EASY Setup minimiert den Bedienereingriff und reduziert Rüstzeiten sowie Ausschuss.
Der zunehmende Einsatz von Post-Consumer-Recyclingmaterialien (PCR) sorgt für zusätzliche Komplexität, da deren Zusammensetzung und mechanische Stabilität von Charge zu Charge schwanken können, was sich auf die Spannungsregelung, das Trocknungsverhalten und die Tintenhaftung auswirkt. Gleichzeitig beschleunigen gesetzliche Vorschriften diesen Wandel: Bis 2030 wird die europäische Gesetzgebung für viele Kunststoffverpackungsformate einen PCR-Anteil von mindestens 35 Prozent vorschreiben, der bis 2040 auf 65 Prozent steigen soll. Diese Entwicklung beeinflusst bereits heute die Auswahl der Bedruckstoffe und treibt technische Anpassungen in den Druckereien voran.
Bei Windmöller & Hölscher ist Nachhaltigkeit nicht nur ein Ziel, sondern die Grundlage für Innovation. Das Unternehmen konzentriert sich darauf, die Anlageneffizienz zu verbessern und den Ressourcenverbrauch über den gesamten Druckprozess hinweg zu senken, während es seine Technologie gleichzeitig auf die neue Materiallandschaft vorbereitet. PCR-basierte Polyolefinfolien bieten einen klaren ökologischen Vorteil, bringen jedoch besondere verfahrenstechnische Herausforderungen mit sich. Sie können winzige Einschlüsse enthalten, die in der Regel ein bis zwei Millimeter groß sind und von automatisierten Inspektionssystemen fälschlicherweise als Oberflächenfehler interpretiert werden können. Um dem entgegenzuwirken, ist die Inspektionstechnologie von W&H, wie beispielsweise das VISION-System, darauf ausgelegt, die optischen und strukturellen Eigenschaften verschiedener Materialien zu berücksichtigen. Durch optimierte Beleuchtung, Bildanalyse und Fehlerklassifizierung unterscheidet sie echte Druckfehler von harmlosen Unregelmäßigkeiten im PCR-Anteil. Dies verhindert weitgehend unnötige Fehlalarme und Ausschuss und gewährleistet eine stabile Qualitätskontrolle selbst auf anspruchsvollen Substraten.
Über die Inspektion hinaus erstreckt sich die Automatisierung mittlerweile auch auf die gesamte Druckmaschineneinrichtung. Moderne Assistenzsysteme sind darauf ausgelegt, Materialdaten zu interpretieren und automatisch die optimalen Parameter für jedes Substrat zu konfigurieren. Das EASY Setup von Windmöller & Hölscher ist ein solches Beispiel. Anhand gespeicherter Substratprofile ermittelt das System die ideale Bahnspannung, Trocknungstemperatur und Lichteinstellungen für die Inspektionseinheiten und stellt so sicher, dass jedes Material – von dünnem PE und Papier bis hin zu Folien mit hohem PCR-Anteil – unter stabilen, reproduzierbaren Bedingungen verarbeitet wird. Durch die Integration von Materialintelligenz in die Druckmaschinensteuerung minimiert „EASY Setup“ Bedienereingriffe und reduziert Rüstzeiten sowie Ausschuss. Im Wesentlichen ermöglicht es der Druckmaschine, sich an das Material anzupassen, anstatt das Material zu zwingen, sich an die Druckmaschine anzupassen.
Ein entscheidender Schritt zur Erzielung der erforderlichen mechanischen und optischen Eigenschaften ist das MDO-Verfahren (Machine Direction Orientation).
In der Extrusion führt der Trend hin zu Monomaterialstrukturen zu einem ähnlichen Wandel. Um die Recyclingfähigkeit flexibler Verpackungen zu gewährleisten, müssen die heutigen Mehrstofflaminate durch Monomateriallösungen ersetzt werden. Ein entscheidender Schritt zur Erreichung der erforderlichen mechanischen und optischen Eigenschaften ist das MDO-Verfahren (Machine Direction Orientation), bei dem Extruder das Folienverhalten durch die Streckparameter feinabstimmen können. Materialien wie PET, die lange aufgrund ihrer guten Weiterverarbeitbarkeit geschätzt wurden, werden zunehmend durch MDO-PE oder MDO-PP ersetzt. Zwar lassen sich diese Eigenschaften bei der Extrusion individuell anpassen, doch bestehen weiterhin Unterschiede zwischen den bisher verwendeten PET-Folien und den neuen MDO-Folien hinsichtlich Steifigkeit, Schrumpfverhalten oder optischer Eigenschaften, die von Verarbeitern und Druckereien berücksichtigt werden müssen.
Da Windmöller & Hölscher das Know-how in den Bereichen Extrusion, Druck und Weiterverarbeitung unter einem Dach vereint, erfolgen die Entwicklungen in diesen Bereichen koordiniert und nicht isoliert voneinander. Dies stellt sicher, dass die Prozessanforderungen bereits in der frühen Phase der Forschung und Entwicklung aufeinander abgestimmt werden und dass die nachgelagerten Schritte neue Monomaterialstrukturen zuverlässig verarbeiten können. Wenn die Extrusion gleichbleibende Folieneigenschaften liefert, kann die Automatisierung an der Druckmaschine – wie beispielsweise die EASY-Systeme von W&H – eine stabile, qualitativ hochwertige Produktion mit minimalem Ausschuss unterstützen. Dieser integrierte Ansatz stärkt die gesamte Wertschöpfungskette, während Monomaterialfolien und PCR im Bereich der nachhaltigen Verpackungen zum Standard werden.
