Projekt 11025/01

Entwicklung von Haftklebestoffen und Trennbeschichtungsmassen zur Herstellung trennpapierfreier Selbstklebeetiketten (Phase 1)

Projektträger

NOVAMELT GmbH
Öflinger Str. 120
79664 Wehr
Telefon: 07762/7085-0

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Bei der Herstellung von Etiketten fallen erhebliche Mengen an schwer recycelbaren Trennpapieren an. Diese Trennpapierabfälle entstehen zentral beim Etikettendrucker oder dezentral beim Etikettierprozess. Während die Matrixabfälle gesammelt und zur Nutzung der Wärmeenergie verbrannt werden können, ist die Entsorgung der umfangreicheren Trennpapierabfälle wesentlich problematischer. Ziel dieses Vorhabens sollte daher die Vermeidung der silikonbeschichteten Trennpapiere sein. Für geometrisch einfache, d.h. rechteckige Etiketten sollte durch Entwicklung geeigneter Klebstoffe sowie Trennpapierbeschichtungen der Einsatz von Trennpapieren bzw. Trennfolie vollständig vermieden werden. Bei geometrisch aufwendige Etiketten sollten die entwickelten Klebstoffe und Trennmassen nur noch partiell beschichtet werden, so dass einfache zu recycelnde Kunststoffe verbleiben.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Rahmen der Labor- und Grundlagenversuche und der Rezepturentwicklung sollten die verschiedenen Rohstoffressourcen evaluiert werden. In Frage kommende Rohstoffe sowohl für den Bereich der Haftklebestoffe als auch für die Trennmassen sollten im Labormaßstab gemischt und getestet werden.
Die Ergebnisse der Untersuchungen sollten den Beweis erbringen, dass es möglich ist, im Labormaßstab Systeme zu konzipieren, die zur Herstellung eines trennpapierfreien Etikettes verwendet werden können. Des Weiteren sollten die entwickelten Formulierungen für die im zweiten Teil des Projektes notwendigen Scale-up Versuche und Applikationstests als Grundlage dienen.


Ergebnisse und Diskussion

Mit Hilfe der durchgeführten Versuche ist es gelungen, einen UV-polymerisierenden Haftklebstoff im Labormaßstab zu entwickeln, der den Anforderungen des Druckprozesses gerecht wird und eine permanente Haftwerteinstellung besitzt. Auf Basis dieser Erkenntnisse wurde die Entwicklung für einen repsositionierbaren Haftklebstoff und einen ablösbaren Haftklebstoff weiter vorangetrieben. Es wurden Rezepturen im Labormaßstab entwickelt, die das gesamte Haftspektrum abdecken. Außerdem sind Vernet-zungsparameter zur optimalen Nutzung der Systeme im Labor entwickelt worden. Diese gaben erste Anhaltspunkte für eine Parametereinstellung während der Scale-up Versuche.
Die umfangreichen Untersuchungen zur Trennbeschichtungsmasse haben ergeben, dass durchaus Möglichkeiten bestehen, trennpapierfreie Etiketten zu produzieren. Zum einen lassen sich Thermopapiere in einem Arbeitsgang bedrucken, mit einer Trennbeschichtung versehen und zum Abschluss selbstklebend ausstatten. Dieses Linerless-Thermoetikett kann nachträglich über eine thermische Initiierung mit einfachem schwarzen Druckmuster oder geometrischen Formen durch die Trennschicht hindurch versehen werden. Zum anderen kann über eine partielle Beschichtung einer Trennschicht und einem partiellen Klebstoffauftrag eine trennbeschichtungsfreie Zone erhalten werden, die nachträglich zu bedrucken ist. Die Applikation erfolgt in gleicher Weise wie beim Linerless-Thermoetikett. Es wird nur der Thermodrucker gegen ein Druckwerk ausgetauscht, um nachträglich Informationen in die trennbeschichtungsfreie Zone zu drucken. Eine weitere Lösung ist die Herstellung eines Etiketts mit einer partiell beschichteten Trennfolie. Die Umsetzung der Haftklebstoffe und der Trennbeschichtung in den Technikumsmaßstab verlief ohne Probleme.
Die Zielsetzung des Projektes, Umweltprobleme durch Vermeidung des silikonbeschichteten Trennpapiers mittels verschiedener Lösungsansätze zu verringen, wurde erreicht. Neben der Funktionalität eines trennpapierfreien Thermoetiketts kann die Funktionalität für partielle Klebstoffbeschichtungen in Kombination mit partieller Trennmassenbeschichtung an mehreren Beispielen aufgezeigt werden. Die Anwendungen sind jedoch nur ein Auszug von Möglichkeiten, die durch den Einsatz verdruckbarer Haftklebstoffe und Trennmassen zu realisieren sind.
Verschiedene Lösungsansätze zur Verringerung des Trennpapierabfalls, Verringerung des Energiebedarfs zur Trocknung von lösungsmittelhaltigen Klebstoffen oder Dispersionen, Vermeidung von Lösemittelemissionen und Vermeidung von Wasseraufbereitungsabfällen wurden untersucht.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Projektergebnisse wurden in entsprechenden Fachartikeln veröffentlicht.


Fazit

Es muss darauf hingewiesen, dass Klebstoffhaftwerte nicht alleine über die Funktionalität für Etikettenanwendungen verantwortlich sind. Die Etikettiertemperaturen und die Oberflächenbeschaffenheit bilden einen nicht zu unterschätzenden Faktor. Hier sollte im Einzelnen eine der Anwendung entsprechende spezifische Prüfung der Klebstoffe erfolgen. Als limitierender Faktor kann nicht die erreichte Bedruckbarkeit der Trennmassen angesehen werden. In Kooperation mit der Druckfarbenindustrie lassen sich innerhalb kurzer Zeit Lösungen realisieren.