Projekt 23189/01

Lösemittel- und wasserfreie Bedruckung von Wursthäuten mit Hilfe radikalischer UV-härtender Druckfarbe

Projektträger

printec GmbH
Auf dem Haderland 10
99894 Friedrichroda
Telefon: 07354/936956

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ziel ist die Entwicklung von radikalischen UV-Druckfarben, sowie eines geeigneten Primers zur Bedruckung von Wurstdärmen als Beitrag zur Umweltentlastung. Der jährliche Verbrauch von Lösemittel-Druckfarben für Wurstdärme beträgt ca. 800.000 t weltweit. Zur Viskositätsregellösung der Farben werden nochmals ca. 30% des Druckfarbenanteils an Lösemittel verbraucht, so dass der Gesamtbedarf bei ca. 1 Mio. t liegt. Die physikalische Wärmetrocknung dieser Farbe ergibt eine Lösemittelemission von ca. 700.000 t. Diese Lösemittelemission können durch den Einsatz von lösemittelfreien ökonomisch vertretbaren radikalischen UV-Flexodruckfarben nahezu vollständig vermieden werden, da diese auf Grund des 100 %igen Festkörpers keine Emission beim Trocknen erzeugen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenNr.
1 printec: Formulierung und Optimierung lösemittelbasierter Primer
IOM: Entwicklung lösemittelfreier Primer, kationisch UV- härtend mit vergleichbarer Wirkung
2 printec:Test der kation. Primer auf Wursthaut im Labormaßstab
IOM: Ausarbeitung von praxisrelevanten Prüfmethoden fürs Labor
3 printec: Adaption der rad. UV-Farben an kation. Primer (Flint-Rezepturen)
IOM: Verbesserung und Verfeinerung der kation. Primer
4 printec: Test aller IOM-Primerrez. auf allen praxisrelevanten Wurstdärmen
IOM: Wegen permanenter Misserfolge mit kation. Primern Entwicklung radikal. Primer (dual cure)
5 printec: Labortests mit radikal. Primern auf allen praxisrelevanten Wurstdärmen
IOM: Optimierung der radikal. Primer spez. unter Berücksichtigung Wasserbeständigkeit
6 printec: Produktionstests mit optimierten Primern auf Kalle-Druckmaschine (zentraler Gegendruckzylinder) u.
Einzelständermaschine
IOM: Rezepturarbeiten mit radikal. Primern und TiO2 zur Verwendung als weiße Druckfarbe


Ergebnisse und Diskussion

1. IOM konnte erfolgreich Labortestmethoden entwickeln, die den Eignungstest von Primern als Haftvermittler zwischen Polyamidwursthaut und radikal. Druckfarbe erlaubt., so z. B. eine Walk-Waschmaschine zur Überprüfung der Wasserbeständigkeit der Druckfarbenschicht.

2. Trotz intensiver langwieriger Bemühungen brachten kation. Primer nicht den gewünschten Erfolg, vor allem bezüglich Druckfarbenhaftung unter Heiß- und Kaltwassereinfluss.

3. Deshalb wurden radikal. Primer mit dual cure - Wirkung entwickelt, die sowohl UV-härten als auch mit Luftfeuchte nachvernetzen unter Bildung eines Polyurethans.

4. Bei Produktionstests auf der Kalle-Zentralgegendruckzylinder-Maschine und auf einer Einzelständermaschine in Südafrika mit radikal. Primer und optimierten radikal. UV-Flexofarben konnten erfolgreich 100 - 120 m/min Druckgeschwindigkeiten erreicht werden. Wir erzielten gute Druckfarbenhaf-tung auf Polyamid-Därmen auch unter Wassereinfluss, aber der Geruch der bedruckten Wurstdärme wurde von Kalle als störend und nicht akzeptabel beurteilt.

5. Deshalb wurden Parallelversuche auf Aluminium als inerten Druckträger durchgeführt, um den Einfluss des Druckträgers auf Restgeruch zu eliminieren.

6. HPLC-GC-MS-spektrometrische Untersuchungen des bedruckten Aluminiums ergaben noch zu hohe Migrationswerte von nicht vernetzten Photoinitiatoren und Acrylat-Anteilen.

7. Die Visualisierung des Primers über Fluoreszenzsigmente ist gelungen und wird bei weiteren Produktionsversuchen mitberücksichtigt als Bestandteil der Qualitätskontrolle.

8. Durch Einmischen von TiO2 in den Dual-Cure-Primer kann diese Mischung als weiße Druckfarbe im ersten Druckwerk eingesetzt werden, so dass für den Primer kein separates, evtl. neu zu konstruierendes Druckwerk verwendet werden muss.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

1. DBU-Veranstaltung Innovationen für die Druckereibranche,13.09.06 Osnabrück
2. Anmeldung zur Woche der Umwelt 2007, Berlin.


Fazit

Leider wurde das Ziel dieses Vorhabens innerhalb der 1-jährigen Projektlaufzeit noch nicht erreicht!
Das erarbeitete System radikal. Primer / radikal. UV-Flexodruckfarben zeigt auf Polyamid-Wursthäuten schnelle Trocknung, gute Haftung, auch unter Einfluss von heißem und kaltem Wasser. Es wäre somit grundsätzlich zum Bedrucken von PA-Wursthäuten geeignet. Aber die für das Lebensmittel Wurst entscheidenden Parameter sind noch nicht erfüllt: keine messbaren Migrationen von Druckfarbenbestandteilen, kein störender Restgeruch des fertigen Druckerzeugnisses. Deshalb ist zur Erreichung der Projektreife des Projektsgegenstandes und zur Akzeptanz seitens der Anwender eine Projektfortführung und Verlängerung um ein weiteres Jahr zwingend notwendig.