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Lexikon der Fachbegriffe Die Etikettenwelt einfach erklärt.

Korona-Vorbehandlung

Voraussetzung der Bedruckbarkeit und Klebbarkeit von Kunststoffen, Metallen und Papieren ist die Benetzbarkeit mit den Druckfarben, Primern und Klebern. Werden wässerige Farben, Primer und Kleber verwendet, muss die Benetzbarkeit häufig erst mit einer Vorbehandlung eingestellt werden. Die Vorbehandlung mit einer hochfrequenten Korona ist eine weit verbreitete Methode der Oberflächenmodifikation von Kunststoff-, Metall- und Papier-Bahnen. Die Gründe für diese weite Akzeptanz sind die guten Ergebnisse, die exzellente Kontrollmöglichkeit und die leichte Handhabung der verwendeten Apparaturen. Die Oberflächenspannung (Benetzbarkeit) von Kunststoffen wird durch den Einsatz von Hochspannungsentladungen erhöht.

Funktionsweise: Obwohl eine Vielzahl von Theorien die Wirkung der Korona-Vorbehandlung zu erklären versucht, ist die am meisten akzeptierte Theorie die der Hochgeschwindigkeits-Oxidation. Grundsätzlich sagt diese Theorie aus, dass die Energie der Korona molekulare Brücken auf der Oberfläche eines nichtpolaren Substrates aufbricht. Diese aufgebrochenen Brücken rekombinieren mit freien Radikalen aus der Korona-Umgebung und formen neue polare Gruppen auf der Oberfläche der Folie. Diese polaren Gruppen habe eine starke Neigung zur Bindung mit Farben und Klebstoffen, was zu verbesserter Haftung führt.

Korona-Dosisleistung: Die Hersteller von Oberflächenbehandlungsanlagen haben aufgrund langjähriger Erfahrung Datenblätter, anhand derer die richtige Korona-Dosisleistung für die jeweilige Anwendung bestimmt wird. Wenn ein sehr selten verwendetes Material eingesetzt wird oder die Korona-Dosisleistung für ein Material überprüft werden soll, so können die Hersteller meist einen Materialtest in ihren Labor-Anlagen für den Kunden durchführen. Auf diese Weise wird die exakt notwendige Dosisleistung für das Material ermittelt und sichergestellt, dass weder unter- noch überbehandelt wird.

Unter- bzw. Überbehandlung: Überbehandlung kommt seltener vor als Unterbehandlung, tritt aber auch auf. PE-Folien werden in den meisten Fällen sehr leicht überbehandelt, besonders wenn in der Extrusionslinie behandelt wird. Wenn das geschieht, kann es passieren, dass die Folie einen geringeren Dyn-Wert erreicht, als er bei normaler Korona-Intensität erreicht wird. Überbehandlung äußert sich im Verblocken der Folie auf dem Wickel. Dieser geringere Dyn-Pegel kann auch auf Additiven im PE beruhen. Additive wie Gleitmittel, Titandioxyd, Graphit o.ä. können das Behandeln deutlich erschweren.
Unterbehandlung vermittelt für eine vorgegebene Folie und deren Additiv-Anteil ebenfalls den Eindruck geringerer Dyn-Werte als erwartet, der Effekt ist identisch. Das Produktionspersonal muss eng mit der Qualitätssicherung zusammenarbeiten, um zu kontrollieren, was die am Generator eingestellten Leistungswerte bei der gegebenen Behandlungsgeschwindigkeit bewirken, und so die auftretenden Schwierigkeiten abzustellen.

Mögliche Probleme beim Bedrucken: Verblocken des Wickels, zu geringe Haftung, geringe Dyn-Pegel, keine ausreichende Benetzbarkeit sind die Folgen. Sie resultieren aus unter- oder überbehandeltem Bedruckstoff.

Unter- bzw. Überbehandlung vermeiden: Das Einrichten einer durchgängigen Qualitätsüberwachung stellt sicher, dass bei der Extrusion alle Additive im ordnungsgemäßen Verhältnis verwendet und gut gemischt zugegeben werden. Die Verwendung von einwandfreier Rohware und trainiertes Personal, das auf die richtige Einstellung der Leistung am Korona-Generator achtet sind sehr wichtig. Starten Sie Ihren Prozess mit dem Festlegen eines Dyn-Wertes und arbeiten Sie sich langsam hoch, bis der gewünschte Dyn-Wert erreicht ist, während der Dyn-Wert von der Qualitätskontrolle überwacht wird. Wenn der Dyn-Wert für das gegebene Produkt bei der gegebenen Geschwindigkeit erreicht ist, notieren Sie die am Generator eingestellte Leistung und stellen Sie ihn bei der nächsten Produktion dieses Produktes bei dieser Geschwindigkeit wieder ein. So stellen Sie die Reproduzierbarkeit des gewünschten Dyn-Wertes sicher.

Bestimmung des richtigen Dyn-Wertes: Durch Kontrolle des Dyn-Wertes mit sauberen, nicht verunreinigten Dyn-Tinten durch die Qualitätssicherungs-Abteilung.

Dyn-Wert des Materials bestimmen: Unterschiedliche Druckfarben bedürfen bei verschiedenen Bedruckstoffen unterschiedlicher Dyn-Werte. Eine Faustregel ist, dass das Substrat mindestens 10 Dyn über dem Wert der Druckfarbe oder des Klebstoffes liegen soll. Drucker und Kaschierer sollten also vor der Verarbeitung mittels Dyn-Tinten den Wert des Substrates überprüfen. Zum Auftragen der Tinte empfiehlt sich ein Wattestäbchen (Q-Tip), das nur einmal benutzt werden darf. Dyn-Stifte sind nicht so zuverlässig, da sie leichter verunreinigt sein können.

Die richtige Bahnspannung für die Korona-Vorbehandlung: Ohne saubere Bahnspannung können Falten entstehen, wodurch sich Lufteinschlüsse zwischen der Warenbahn und der Behandlungswalze bilden. Immer dann, wenn sich in der Korona-Strecke Lufteinschlüsse zwischen der Warenbahn und der Behandlungswalze bilden, kann Rückseitenbehandlung auftreten. Wenn dieses Phänomen auftritt, weist die Oberflächenbehandlung auf der Vorderseite einen geringeren Dyn-Wert auf und es entsteht geringfügige Behandlung auf der Rückseite. Das führt dann zu einer offensichtlichen Verringerung der Farbhaftung und schlechterer Bedruckbarkeit.

Die Bahnspannung messen und regeln: Grundsätzlich wird die Spannung der Warenbahn mit dem Signal der Liniengeschwindigkeit geregelt, das dafür sorgt, dass die Massewalze (Behandlungswalze) und die Warenbahn die gleiche Geschwindigkeit haben. Genau genommen läuft die Massewalze dabei geringfügig schneller. Der Anteil der Bahnspannung wird zusätzlich durch eine Kraftmesszelle an einer Umlenkwalze erfasst. Ähnlich einer Tänzerwalze erfasst die Zelle geringfügige Veränderungen im Bahnverlauf. Diese geringfügige Warenbahnbewegung wird gemeinsam mit dem Signal der Bahngeschwindigkeit benutzt, um die Geschwindigkeit des Antriebes entsprechend zu erhöhen oder zu verringern.

Unerwünschte Rückseitenbehandlung und deren Vermeidung: Rückseitenbehandlung wird durch eingedrungene Luft zwischen der Warenbahn und der Massewalze verursacht.
Die Ursachen können sein: Verschmutzte Massewalzen; Kerben, Rillen, Riefen in oder Verschleiß der Massewalzen-Isolation; unrunde Walzen; bei der Montage der Station schlecht gefluchtete Walzen; Steigerung der Bahngeschwindigkeit in Bereiche in denen eine Andruckwalze benötigt wird. Als Ursache bei dünnen Folien ist auch elektrostatische Aufladung ermittelt worden. Beim Auftreten von Rückseitenbehandlung liegt die Ursache meistens in der Warenbahnführung oder im Bahnverlauf.

Das System konstant am Optimum halten: Führen Sie alle im Wartungsplan aufgeführten Arbeiten planmäßig durch. Überprüfen und reinigen Sie die Elektroden und Massewalzen, entfernen Sie ebenso Substrat- und Warenbahnreste aus dem Bereich der Absaugstutzen der Station. Überprüfen Sie alle Hochspannungs-Anschlüsse. Stellen Sie sauberes Absaugen der Kühlluft auch zum Schutz vor Ozon sicher.

Probleme während der Koronabehandlung: Unzureichend konstruierte Abluft-Verrohrung: Ein falsch konstruiertes Abluft-System bewirkt einen weitaus höheren statischen Gegendruck im Absaug-Ventilator als erwünscht. Die Folge ist zu geringe Ozon-Absaugung aus der Behandlungsstation, dadurch tritt Ozon am Arbeitsplatz aus anstatt davon ferngehalten zu werden. Das Ende der Verrohrung soll mindestens 2,5m über Dach sein und darf sich nicht in der Nähe von Frischluft-Ansaugstutzen befinden. Ebenfalls bewirkt zu geringe Ozonabsaugung für unzureichende Kühlung der Korona-Elektroden. Das kann zu erhöhtem Verschleiß, Verbiegen durch thermische Überlastung oder frühzeitigem Defekt der Elektroden führen.