Was verursacht Druckfehler bei der automatischen Flexo-Faltschachtelklebemaschine und wie können diese behoben werden?

2025-09-30 08:15:13

Automatische Flexo-Faltschachtelklebemaschinen (AFFGs) spielen eine zentrale Rolle bei der Lieferung hochwertiger bedruckter Kartons für Branchen von der Lebensmittel- und Getränkeindustrie bis hin zur Elektronikindustrie. Allerdings können Druckfehler – wie Fehlregistrierung, Tintenverschmierung und ungleichmäßige Farben – die Produktästhetik beeinträchtigen, zu kostspieligem Abfall führen (häufig 5–15 % der Produktionsläufe) und die Auftragsabwicklung verzögern. Diese Fehler sind selten auf eine einzige Ursache zurückzuführen; Sie entstehen typischerweise durch Fehlausrichtungen von Maschinenkomponenten, inkompatible Material-Tinten-Kombinationen oder suboptimale Betriebseinstellungen. In diesem Artikel werden die häufigsten Druckfehler bei AFFGs aufgeschlüsselt, ihre Grundursachen identifiziert und Schritt-für-Schritt-Lösungen zu deren Behebung und Vermeidung bereitgestellt, um eine gleichbleibende Druckqualität und eine effiziente Produktion sicherzustellen.

1. Fehlregistrierung: Wenn Druckelemente nicht richtig ausgerichtet sind

Eine Fehlregistrierung ist einer der häufigsten und sichtbarsten Druckfehler und tritt auf, wenn Designelemente (z. B. Logos, Text, Grafiken) relativ zueinander oder zu den Kanten des Kartonzuschnitts verschoben werden. Sie wird in Millimetern (mm) gemessen und gilt nur dann als akzeptabel, wenn sie bei hochwertigen Verpackungen (z. B. Kosmetikschachteln) unter 0,1 mm oder bei Industriekartons unter 0,3 mm liegt.

1.1 Ursachen einer Fehlregistrierung

Fehlausrichtung des Bahntransportsystems: Die Bahn (Pappe oder Substrat) muss sich mit konstanter Geschwindigkeit und Richtung durch das AFFG bewegen. Wenn Förderbänder abgenutzt oder falsch ausgerichtet sind, kann es zu seitlichem Abdriften der Bahn oder zu Geschwindigkeitsschwankungen kommen. Beispielsweise kann ein auf einer Seite um 2 % gedehntes Förderband dazu führen, dass sich die Bahn um 1–2 mm pro Laufmeter verschiebt. Darüber hinaus können abgenutzte Andruckwalzen (mit flachen Stellen oder unebenem Gummi) gegen die Bahn rutschen und zu Geschwindigkeitsunterschieden zwischen Bahn und Druckzylindern führen.

Probleme bei der Synchronisierung der Druckzylinder: Jeder Druckzylinder (für verschiedene Farben) muss mit einer Geschwindigkeit rotieren, die perfekt auf die Geschwindigkeit der Bahn abgestimmt ist. Wenn die Servomotoren, die die Zylinder antreiben, falsch kalibriert sind oder die Motorriemen locker oder ausgefranst sind, drehen sich die Zylinder möglicherweise zu schnell oder zu langsam. Eine Geschwindigkeitsdifferenz von 0,5 % zwischen zwei Zylindern kann bei einem Standardkartonzuschnitt zu einer Farbfehlausrichtung von 0,5 mm führen.

Dimensionsinstabilität des Materials: Hygroskopische Materialien (z. B. SBS-Karton, unbeschichteter Karton) absorbieren oder geben je nach Umgebungsfeuchtigkeit Feuchtigkeit ab, was zu einer Ausdehnung oder Kontraktion führt. Beispielsweise kann sich SBS-Karton, der einer relativen Luftfeuchtigkeit (RH) von 75 % ausgesetzt ist, um 1,5 % in der Breite ausdehnen, was dazu führt, dass sich das gedruckte Design relativ zu den Faltlinien des Kartons verschiebt. Ebenso dehnen sich dünne Kunststofffolien (z. B. PET) unter hoher Bahnspannung und verzerren die Druckausrichtung.

Falsche Plattenmontage: Flexodruckplatten müssen mit präziser Ausrichtung (sowohl in Umfangsrichtung als auch seitlich) auf dem Druckzylinder montiert werden. Wenn die Platten mit Luftblasen zwischen Platte und Zylinder montiert werden oder das Montageband ungleichmäßig angebracht ist, kann es beim Druck zu Verschiebungen der Platte kommen. Selbst eine Fehlausrichtung von 0,1 mm während der Montage kann zu einer sichtbaren Fehlausrichtung im endgültigen Druck führen.

1.2 Lösungen zur Behebung einer Fehlregistrierung

Kalibrieren Sie das Web-Transportsystem:

Untersuchen Sie Förderbänder auf Verschleiß oder ungleichmäßige Spannung. Ersetzen Sie gedehnte Bänder und stellen Sie die Spanner ein, um eine gleichmäßige Spannung über die gesamte Bandbreite sicherzustellen.

Ersetzen Sie abgenutzte Andruckwalzenhülsen (streben Sie eine Shore A-Härte von 60–70 an) und stellen Sie den Anpressdruck auf 1–2 bar für Karton bzw. 2–3 bar für Wellpappe ein, um einen gleichmäßigen Kontakt mit der Bahn sicherzustellen.

Verwenden Sie ein Laserausrichtungsgerät, um die Geradheit des Förderbandes zu überprüfen. Passen Sie die Riemenführungen an, um etwaige seitliche Abweichungen zu korrigieren.

Druckzylinder synchronisieren:

Verwenden Sie die HMI (Mensch-Maschine-Schnittstelle) des AFFG, um auf das Servomotor-Kalibrierungsmenü zuzugreifen. Führen Sie einen Synchronisationstest durch, bei dem ein Passermarkenmuster (z. B. ein Fadenkreuz) auf der Bahn gedruckt wird. Passen Sie die Motorgeschwindigkeit jedes Zylinders an, bis die Markierungen innerhalb von 0,05 mm übereinstimmen.

Überprüfen Sie die Motorriemen auf Ausfransungen oder Spiel. Ersetzen Sie verschlissene Riemen und spannen Sie sie gemäß den Herstellerangaben (normalerweise 8–12 N·m Drehmoment für Riemenbefestigungen).

Materialabmessungen stabilisieren:

Konditionieren Sie Materialien vor der Verarbeitung 24 Stunden lang in einem klimatisierten Raum (20–25 °C, 40–60 % relative Luftfeuchtigkeit), um den Feuchtigkeitsgehalt auszugleichen. Verwenden Sie einen Feuchtigkeitsmesser, um die Materialfeuchtigkeit zu überprüfen (Ziel: 6–8 % für Karton).

Passen Sie die Bahnspannung je nach Materialtyp an: Reduzieren Sie die Spannung bei Kunststofffolien und leichtem Karton auf 2–5 N/m, um die Dehnung zu minimieren. Bei Wellpappe auf 5–10 N/m erhöhen, um die Stabilität zu gewährleisten.

Druckplatten wieder richtig montieren:

Reinigen Sie die Oberfläche des Druckzylinders mit Isopropylalkohol, um Staub oder Klebereste zu entfernen.

Tragen Sie doppelseitiges Montageband gleichmäßig auf dem Zylinder auf und achten Sie darauf, dass keine Luftblasen entstehen. Drücken Sie das Klebeband mit einer Rolle fest auf den Zylinder.

Richten Sie die Flexodruckplatte anhand der Passmarkierungen auf der Platte und dem Zylinder aus. Drücken Sie die Platte von der Mitte nach außen auf das Klebeband, um Luftblasen zu entfernen, und befestigen Sie dann die Kanten der Platte mit zusätzlichem Klebeband.

2. Tintenverschmierung: Verschwommener oder streifiger Druck

Tintenverschmierungen treten auf, wenn feuchte Tinte auf unbeabsichtigte Bereiche des Substrats oder der Maschinenkomponenten gelangt, was zu verschwommenem Text, streifigen Grafiken oder Tintenflecken auf den nicht bedruckten Bereichen des Kartons führt. Dies tritt besonders häufig bei schnell trocknenden Tinten (z. B. UV-härtenden Tinten) auf, die nicht vollständig ausgehärtet sind, oder bei langsam trocknenden Tinten (z. B. auf Wasserbasis), die während der Verarbeitung klebrig bleiben.

2.1 Ursachen für das Verschmieren der Tinte

Unzureichende Trocknung/Aushärtung der Tinte: Wasserbasierte Tinten benötigen ausreichend Zeit und Luftzirkulation, um Feuchtigkeit zu verdampfen, während UV-härtende Tinten zum Polymerisieren die richtige UV-Lichtintensität benötigen. Wenn das Trocknungssystem des AFFG (Lüfter, Heizungen) leistungsschwach ist – z. B. wenn ein defektes Heizelement die Lufttemperatur von 60 °C auf 35 °C reduziert – kann wasserbasierte Tinte feucht bleiben. Bei UV-Tinten kann eine verschmutzte UV-Lampe (mit Staub oder Tintenrückständen) die Lichtintensität um 30–50 % reduzieren, sodass die Tinte unausgehärtet und klebrig bleibt.

Übermäßiger Farbauftrag: Rasterwalzen mit übergroßen Zellvolumina (z. B. 15 BCM statt 8 BCM bei Karton) übertragen zu viel Farbe auf die Druckplatte, was zu Farbansammlungen auf dem Substrat führt. Wenn der Tintenkanal außerdem darauf eingestellt ist, zu viel Tinte zu liefern (z. B. 10 % über der empfohlenen Durchflussrate), kann die überschüssige Tinte nicht vollständig absorbiert oder ausgehärtet werden, was zu Verschmieren führt.

Bahnkontakt mit Maschinenkomponenten: Nach dem Drucken kann die nasse Bahn mit unbeschichteten Metallteilen (z. B. Führungswalzen, Faltplatten) oder verschmutzten Komponenten in Kontakt kommen. Beispielsweise kann eine mit getrockneter Farbe beschichtete Leitwalze die Farbe zurück auf die nasse Bahn übertragen und so Streifen erzeugen. Ebenso kann es passieren, dass die Bahn durchhängt, den Maschinenrahmen berührt und den Druck verschmiert, wenn sie nicht richtig durch die Spannrollen gestützt wird.

Inkompatible Tinten-Substrat-Kombination: Nicht poröse Substrate (z. B. Kunststofffolien, metallisierte Platten) absorbieren keine Tinte auf Wasserbasis, sodass die Tinte auf der Oberfläche haften bleibt und nass bleibt. Die Verwendung von wasserbasierter Tinte auf Kunststofffolien – anstelle von lösungsmittelbasierter oder UV-härtender Tinte – führt fast immer zum Verschmieren, da die Tinte nicht auf der Oberfläche des Substrats haften kann.

2.2 Lösungen zur Behebung von Tintenverschmierungen

Optimieren Sie das Trocknen/Aushärten der Tinte:

Für wasserbasierte Tinten: Reinigen oder ersetzen Sie die Heizelemente im Trocknungssystem, um sicherzustellen, dass die Lufttemperatur 50–60 °C erreicht. Erhöhen Sie den Luftstrom, indem Sie die Lüfterriemen überprüfen und die Luftfilter reinigen (verstopfte Filter verringern den Luftstrom um 40 %).

Für UV-härtende Tinten: Schalten Sie die UV-Lampe aus, wischen Sie die Glühbirne mit einem fusselfreien, mit Isopropylalkohol angefeuchteten Tuch ab und tauschen Sie die Lampe aus, wenn sie länger als 2.000 Stunden (die typische Lebensdauer von UV-Lampen) verwendet wurde. Verwenden Sie ein UV-Lichtmessgerät, um die Intensität zu überprüfen (Ziel: 800–1.200 mW/cm²).

Tintenauftrag reduzieren:

Ersetzen Sie die Rasterwalze durch eine, deren Zellvolumen zum Substrat passt: 3–5 BCM für glatte, poröse Substrate (z. B. SBS-Platte), 8–12 BCM für raue Substrate (z. B. Recyclingkarton).

Stellen Sie die Durchflussrate des Tintenkanals auf den vom Hersteller empfohlenen Wert ein – messen Sie den Tintenausstoß über eine Minute mit einem Messzylinder und reduzieren Sie den Durchfluss, wenn er die Spezifikationen überschreitet.

Webkontakt mit Maschinenkomponenten verhindern:

Installieren Sie teflonbeschichtete oder gummierte Führungsrollen (anstelle von blankem Metall), um eine Farbübertragung zu verhindern. Reinigen Sie alle Walzen und Falzplatten nach jedem Produktionslauf mit Lösungsmittel, um getrocknete Tinte zu entfernen.

Fügen Sie zusätzliche Umlenkrollen hinzu, um die Bahn zu stützen, und achten Sie dabei auf einen Mindestabstand von 10 cm zwischen der Bahn und allen nicht wesentlichen Maschinenteilen. Passen Sie den Bahnpfad mithilfe der HMI an, um ein Durchhängen zu verhindern.

Verwenden Sie kompatible Tinten-Substrat-Paare:

Für nicht poröse Untergründe: Wechseln Sie zu lösungsmittelbasierter Tinte (für Kunststofffolien) oder UV-härtender Tinte (für metallisierte Platten). Testen Sie die Tinte an einer kleinen Probe des Untergrunds, um Haftung und Trocknung sicherzustellen.

Für poröse Substrate: Stellen Sie sicher, dass die Tinte auf Wasserbasis die richtige Viskosität hat (500–1.000 cP für Karton). Verdünnen Sie die Tinte mit destilliertem Wasser, wenn sie zu dick ist, oder fügen Sie ein Verdickungsmittel hinzu, wenn sie zu dünn ist.

3. Ungleichmäßige Farbe: fleckiger oder verblasster Druck

Ungleichmäßige Farben äußern sich in Bereichen des Drucks, die heller (verblasst) oder dunkler (fleckig) sind als der beabsichtigte Farbton. Dies untergräbt die Markenkonsistenz, die für Verbraucherverpackungen von entscheidender Bedeutung ist, und erfordert häufig die Verschrottung ganzer Kartonchargen, wenn die Farbabweichung die Industriestandards überschreitet (normalerweise ± 5 % für Sonderfarben).

3.1 Ursachen für ungleichmäßige Farben

Abnutzung oder Verstopfung der Rasterwalze: Im Laufe der Zeit verschleißen die Rasterwalzenzellen (wodurch sich die Zelltiefe nach 12-monatiger Nutzung um 20–30 % verringert) oder sie verstopfen durch getrocknete Tinte, wodurch die Farbübertragung eingeschränkt wird. Eine abgenutzte Walze mit flachen Zellen überträgt weniger Farbe, was zu verblassten Bereichen führt. Eine verstopfte Walze (mit 10–15 % der Zellen verstopft) erzeugt einen fleckigen Druck, bei dem die Tinte das Substrat nicht erreichen kann.

Ungleichmäßiger Druckdruck: Der Druck zwischen der Druckplatte und der Bahn muss über die gesamte Plattenoberfläche gleichmäßig sein. Wenn der Druckzylinder falsch ausgerichtet ist (z. B. um 0,5° geneigt) oder die Platte eine ungleichmäßige Dicke aufweist (aufgrund schlechter Herstellung), ist der Druck in einigen Bereichen höher und überträgt mehr Farbe (dunklere Flecken) und in anderen niedriger (verblasste Bereiche). Darüber hinaus kann abgenutztes Plattenmontageband (mit komprimierten Abschnitten) zu Druckschwankungen führen.

Schwankungen der Tintenviskosität: Die Tintenviskosität (Dicke) wirkt sich direkt auf den Tintenfluss und die Tintenübertragung aus. Wenn wasserbasierte Tinte Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt (bei hoher Luftfeuchtigkeit), verringert sich ihre Viskosität um 10–20 %, wodurch sie flüssig wird und dunklere Flecken entstehen. Wenn umgekehrt lösungsmittelbasierte Tinte das Lösungsmittel verdunstet (bei niedriger Luftfeuchtigkeit), erhöht sich die Viskosität um 20–30 %, wodurch sie dicker und schwieriger zu übertragen wird, was zu verblassten Bereichen führt.

Unregelmäßigkeiten der Substratoberfläche: Raue oder unebene Substrate (z. B. unbeschichteter Recyclingkarton, Wellpappe mit unebenen Rillen) weisen unterschiedliche Oberflächenhöhen auf. Die Druckplatte kann keinen gleichmäßigen Kontakt mit hohen und niedrigen Bereichen des Substrats herstellen – die Tinte überträgt sich gut auf hohe Bereiche (dunkler), aber schlecht auf niedrige Bereiche (verblasst). Ebenso absorbiert ein Substrat mit unterschiedlicher Faserdichte (z. B. Recyclingkarton mit Faserklumpen) die Tinte ungleichmäßig, wodurch eine fleckige Farbe entsteht.

3.2 Lösungen zur Behebung ungleichmäßiger Farben

Rasterwalzen restaurieren oder ersetzen:

Reinigen Sie verstopfte Walzen mit einem Ultraschallreiniger (mit Anilox-Reinigungslösung füllen, 30 Minuten laufen lassen), um getrocknete Tinte aus den Zellen zu entfernen. Bei verschlissenen Walzen messen Sie die Näpfchentiefe mit einem Laser-Tiefenmessgerät. Wenn die Tiefe um mehr als 20 % abnimmt, gravieren Sie die Walze neu oder tauschen Sie sie aus.

Führen Sie einen wöchentlichen Reinigungsplan für die Rasterwalze ein, um Verstopfungen vorzubeugen: Schrubben Sie die Walze nach jedem Produktionslauf mit einer Bürste mit weichen Borsten und einer Reinigungslösung.

Sorgen Sie für einen gleichmäßigen Druckdruck:

Messen Sie den Druckdruck über die gesamte Plattenbreite mit einem Manometer. Passen Sie die Position des Druckzylinders an (über das Ausrichtungstool des HMI), um sicherzustellen, dass der Druck gleichmäßig 1–2 bar (Pappe) bzw. 2–3 bar (Wellpappe) beträgt.

Ersetzen Sie das Plattenmontageband durch eine neue Rolle (Dickentoleranz ±0,02 mm), um Druckschwankungen zu vermeiden. Drücken Sie das Klebeband mit einer Rolle fest auf den Zylinder und achten Sie darauf, dass keine Luftblasen oder komprimierten Stellen entstehen.

Tintenviskosität stabilisieren:

Für wasserbasierte Tinte: Verwenden Sie ein Viskosimeter, um die Viskosität stündlich zu messen. Wenn die Viskosität abnimmt (aufgrund der Feuchtigkeitsaufnahme), fügen Sie ein Verdickungsmittel (1–2 Vol.-%) hinzu, um sie wieder auf den Zielbereich zu bringen. Wenn die Viskosität ansteigt (aufgrund der Verdunstung des Lösungsmittels), destilliertes Wasser hinzufügen (1–2 Vol.-%).

Für lösungsmittelbasierte Tinte: Verschließen Sie den Tintenbehälter mit einem Deckel, um die Verdunstung des Lösungsmittels zu minimieren. Fügen Sie stündlich Lösungsmittel (1–2 Vol.-%) hinzu, um die Viskosität aufrechtzuerhalten, und verwenden Sie zur Überprüfung ein Viskosimeter (Ziel: 1.000–1.500 cP für Kunststofffolien).

Untergrundunregelmäßigkeiten beheben:

Bei rauen Substraten (z. B. recyceltem Karton): Erhöhen Sie den Druckdruck um 10–15 %, um sicherzustellen, dass die Platte Kontakt mit niedrigen Oberflächenbereichen hat. Verwenden Sie eine gröbere Rasterwalze (100–150 LPI), um eine dickere Farbschicht aufzutragen, die Oberflächenunregelmäßigkeiten ausfüllt.

Für Wellpappe: Verwenden Sie eine „wellpappenspezifische“ Druckplatte mit einer dickeren Basis (0,3 mm statt 0,2 mm), um Schwankungen in der Wellenhöhe auszugleichen. Stellen Sie die Bahnspannung auf 8–10 N/m ein, um die Platte beim Drucken leicht zu glätten.

4. Mangelhafte Tintenhaftung: Tinte blättert ab oder reibt sich ab

Ein Versagen der Tintenhaftung tritt auf, wenn die Tinte sich nicht mit dem Substrat verbindet und sich dadurch ablöst, wenn sie gerieben wird (z. B. beim Falten von Kartons oder beim Versand) oder wenn sie minimalem Druck ausgesetzt wird. Dieser Fehler tritt häufig bei beschichteten oder nicht porösen Substraten auf und kann zu Kundenbeschwerden führen, da das gedruckte Design unleserlich wird.

4.1 Ursachen für mangelnde Haftung der Tinte

Kontaminierte Substratoberfläche: Die Oberfläche des Substrats kann Öle, Staub oder Beschichtungen aufweisen, die die Tintenbindung verhindern. Beispielsweise werden Kunststofffolien bei der Herstellung oft mit antistatischen Ölen behandelt; Wenn sie nicht gereinigt werden, bilden diese Öle eine Barriere zwischen Tinte und Film. Ebenso kann recycelter Karton Reste von Klebstoffen aus früheren Verpackungen aufweisen, die Tinte abstoßen.

Inkompatible Tintenchemie: Die Tinte muss so formuliert sein, dass sie sich mit der Oberflächenchemie des Substrats verbindet. Beispielsweise führt die Verwendung unpolarer Tinte (z. B. für unbeschichteten Karton) auf polaren Substraten (z. B. PET-Kunststoff, der eine hohe Oberflächenenergie aufweist) zu einer schlechten Haftung, da die Tinte das Substrat nicht „benetzen“ kann. Ebenso haften UV-härtende Tinten ohne Primer nicht auf metallisierten Substraten, da die Metallschicht die Tinte abstößt.

Unzureichende Oberflächenbehandlung: Nicht poröse Substrate (z. B. Kunststoff, metallisierte Pappe) erfordern eine Oberflächenbehandlung, um ihre Oberflächenenergie zu erhöhen und die Haftung der Tinte zu ermöglichen. Wenn eine Koronabehandlung (zur Ionisierung der Substratoberfläche) nicht funktioniert – z. B. eine defekte Elektrode oder eine geringe Leistungsabgabe –, bleibt die Oberflächenenergie des Substrats zu niedrig (unter 38 dyn/cm für Kunststofffolien) und die Tinte kann sich nicht binden.

Unterhärtete Tinte: Bei UV-härtenden oder zweikomponentigen Tinten führt eine unvollständige Aushärtung dazu, dass die chemische Struktur der Tinte instabil wird und die Haftung auf dem Substrat verringert wird. Eine zu alte UV-Lampe (Leistung <600 mW/cm²) oder eine zweiteilige Tinte, die mit dem falschen Katalysatorverhältnis (z. B. 1:10 statt 1:5) gemischt wird, härtet nicht vollständig aus, was zu einer schwachen Haftung führt.