Keine Chance dem Abrieb

Um Etiketten zu codieren, ist die Drop-on-Demand UV-Inkjet-Technologie dem weit verbreiteten Thermotransferdruck in vielen Punkten überlegen.

Einer der weltweit führenden Hersteller von Impfseren stand vor kurzem in einem seiner Werke in Italien vor einer interessanten Herausforderung: Wie lassen sich Etiketten für Vials, zuverlässig, beständig und mit hohem Tempo codieren? Der Produktionsleitung war außerdem klar: Die Wahl des richtigen Druckverfahrens hat entscheidenden Einfluss auf die Performance der gesamten Verpackungslinie und somit auf die Produktivität und letztlich auch auf die Rentabilität. Die Lösung war ein Drucksystem von Atlantic Zeiser, das auf einer UV-Inkjet-Technologie mit Drop-on-Demand- Verfahren (DoD) basiert. Das ist nur eines von vielen Praxisbeispielen, das zeigt, dass bei hohen Ausbringungsmengen die Zeit des bisher eingesetzten Thermotransferdrucks für diese Anwendung abläuft. Denn aus verschiedenen Gründen stößt diese Technologie immer wieder an gewisse Grenzen. Und zwar nicht nur bei Etiketten für Vials, sondern auch für Fläschchen, befüllte Spritzen und ähnliche Produkte.

Gerade für die sicherheitssensiblen Pharmahersteller hat die Thermo-transfertechnologie einen erheblichen Nachteil: Die Drucke, die mit diesen Systemen erzeugt werden, sind häufig nicht besonders beständig gegen Abrieb. „Werden etikettierte Produkte im weiterführenden Verpackungsprozess oder in der Umverpackung mechanischer Belastung, wie zum Beispiel gegenseitiger Reibung ausgesetzt, besteht die Gefahr, dass die gedruckten Informationen wie das Verfallsdatum abgetragen werden“, erläutert Michael Urso, Product Manager Pharma & Packaging Solutions bei Atlantic Zeiser. Im schlimmsten Fall sind sie bei Ankunft am Bestimmungsort nicht mehr lesbar. „Gerade bei hochpreisigen Produkten wie Impfstoffen oder befüllten Spritzen ist dies für Pharmahersteller nicht akzeptabel.“ Thermotransfer-Farbbänder mit höherem Harzanteil können zwar dieses Risiko verringern, eine zuverlässige Beständigkeit bei längerem Kontakt mit Desinfektionsmitteln oder Fingerschweiß können aber auch diese in der Regel nicht gewährleisten.

Viele Anlagen sind auf maximale Effizienz getrimmt

Da viele Fertigungs- und Verpackungsanlagen für Arzneimittel auf maximale Effizienz getrimmt sind, fällt hier oftmals ein weiterer Nachteil ins Gewicht: Bei hohen Durchsätzen kann ein Thermotransferdrucker der limitierende Faktor der Gesamtperformance einer Verpackungslinie sein. „Bei mehr als 10 bis 15 Metern pro Minute verschlechtert sich die Druckqualität spürbar, was sich wiederum bei der Ausschussquote bemerkbar macht“, sagt Urso.

Durch den mechanischen Kontakt des Drucksystems mit dem Etikett besteht zudem die Gefahr, dass das Thermotransferband beispielsweise durch Klebereste mitgezogen wird oder sich durch Falten im Band die Farbe nicht vollständig überträgt. Führt dies häufiger zu Produktionsunterbrechungen in der gesamten Verpackungslinie, so kann die vorgegebene Gesamtperformance nicht gehalten werden und die Kosten steigen.

Gleichzeitig werden bei hohen Durchsätzen die Heizleisten der Thermotransferdrucker permanent mechanisch beansprucht. Zur Aufrechterhaltung der Druckqualität ist daher oft ein regelmäßi-ger Austausch dieser Elemente notwendig. Das stellt an sich schon einen gewissen Kostenfaktor dar, der sich allerdings sehr schnell vervielfachen kann, wenn ein notwendiger Austausch nicht schnell genug erkannt wird und daraus ebenfalls Stillstände in der Verpackungslinie resultieren.

Viermal schneller als ein Thermotransferdruck

Beim kontaktlosen Drop-on-Demand-Inkjetdruckverfahren fallen kleinste Tintentröpfchen mittels piezoelektrischer Impulse durch mikroskopisch kleine Öffnungen auf das Etikett. Atlantic Zeiser verwendet bei dem DIGILINE Label genannten System dafür spezielle Tinte, die durch UV-Licht in Sekundenbruchteilen aushärtet. Die so erzeugten Drucke sind extrem unempfindlich gegen Abrieb, Desinfektionsmittel oder Schweiß und zudem alterungsbeständig, z. B. bei Kontakt mit Sonnenlicht. Gleichzeitig können mit dem Verfahren ohne Qualitätseinbußen relativ hohe Geschwindigkeiten von 60 Metern pro Minute realisiert werden.

Das ist viermal so schnell wie beim Thermotransferdruck und entspricht je nach Etikettenlänge bis zu 900 Stück pro Minute. Das ist zwar deutlich mehr, als marktübliche Etikettierer verarbeiten können, es gibt jedoch gewisse Applikationen, wo auch höhere Geschwindigkeiten gefordert werden.

Da DoD-Druckköpfe mit den dazugehörigen UV-Trocknern relativ komplexe Einheiten bilden, sind neben einem etwas höheren Platzbedarf auch die Anschaffungskosten im Vergleich zu Thermotransfersystemen höher. Die laufenden Kosten für UV-härtende Tinte können, je nach Größe des Druckbilds, jedoch bis zu einem Drittel geringer ausfallen als für Thermotransferbänder.

Verschleiß ist im Grunde zu vernachlässigen

Der Verschleiß der DoD-Druckköpfe ist bei regelmäßiger und sachgerechter Wartung und Reinigung praktisch zu vernachlässigen. Bei den dazugehörigen Trocknern kommt UV-A LED-Technologie zum Einsatz, so dass sowohl Energieverbrauch als auch Lebensdauer die Wirtschaftlichkeit der Systeme kaum beeinflussen.

Das von Atlantic Zeiser speziell für die Bedruckung von Pharmaetiketten entwickelte DoD-System DIGILINE Label, das in seiner Nearline-Variante die bedruckten Etiketten unmittelbar einem Etikettierer zuführt, hat den oben  erwähnten Hersteller von Impfseren derart überzeugt, dass er inzwischen sechs Drucksysteme dieser Art in seinem Werk installiert hat. Dabei spielte sicher auch eine Rolle, dass der Aufwand für die nachträgliche Integration minimal ist. Die Gefahr, dass Codes oder Text beschädigt werden, sollten die Serumfläschchen in der Verpackungslinie oder in der Umverpackung gegeneinander reiben, konnte damit erfolgreich aus der Welt geschafft werden – bei deutlicher Steigerung der Produktivität.

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Ute Heiler
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Über Ute Heiler

Manager Marketing Services | Atlantic Zeiser