Keine Chance dem Abrieb

Pharma-Etiketten kosteneffizient codieren

Etiketten für Vials, Fläschchen oder befüllte Spritzen mit Informationen wie Verfallsdatum, Chargennummer oder Barcodes zu versehen, ist manchmal eine größere Herausforderung als gedacht. Die Wahl des richtigen Druckverfahrens kann entscheidenden Einfluss auf die Performance einer Verpackungslinie und somit auf die Rentabilität haben.

Das am häufigsten eingesetzte Verfahren zum Druck von jobvariablen Informationen ist mit Sicherheit die Thermotransfer-Technologie. Heizleisten im Druckelement erhitzen dabei selektiv Stellen auf einem Farbband, das mit einer wachsartigen Schicht versehen ist. Diese übertragen sich dann auf das Etikettenmaterial und ergeben das Druckbild.

Die Anschaffung der Drucksysteme ist relativ kostengünstig und die Druckqualität mit Auflösungen von 200 bis 600 dpi recht gut. Da Thermotransferdrucker vom Aufbau wenig komplex sind, ist deren Gewicht und Platzbedarf in der Regel recht überschaubar. Daher werden die Systeme auch häufig für mobile Anwendungen z. B. in der Warenlogistik eingesetzt. Bei der Auswahl des Etikettenmaterials ist man relativ flexibel. Neben Papier besteht auch die Möglichkeit auf Kunststoffen zu drucken, die in Einzelfällen auch transparent sein können.

Informationsverlust durch Reibung

Was gerade für die sicherheitssensiblen Pharmahersteller jedoch ein erheblicher Nachteil ist: Die Drucke, die mit Thermotransfersystemen erzeugt werden, sind häufig nicht besonders beständig gegen Abrieb. Werden etikettierte Produkte im weiterführenden Verpackungsprozess oder in der Umverpackung mechanischer Belastung, wie z. B. gegenseitiger Reibung ausgesetzt, besteht die Gefahr, dass die gedruckten Informationen wie das Verfallsdatum abgetragen werden. Im schlimmsten Fall sind sie bei Ankunft am Bestimmungsort nicht mehr lesbar. Gerade bei hochpreisigen Produkten, wie Impfstoffe oder befüllte Spritzen ist dies nicht akzeptabel.

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.

Da viele Fertigungs- und Verpackungsanlagen für Arzneimittel auf maximale Effizienz getrimmt sind, fällt hier oftmals ein weiterer Nachteil ins Gewicht: Bei hohen Durchsätzen in der Verpackungslinie kann ein Thermotransferdrucker der limitierende Faktor der Gesamtperformance sein. Das permanente Erhitzen und Abkühlen der Heizpunkte setzt der maximal möglichen Druckgeschwindigkeit physikalische Grenzen. Bei mehr als 15 Meter pro Minute verschlechtert sich die Druckqualität spürbar, was sich wiederrum bei der Ausschussquote bemerkbar macht. Je höher die gewünschte Auflösung ist, desto stärker wirkt sich dieser Effekt in der Regel aus.

Durch den mechanischen Kontakt des Drucksystems mit dem Etikett besteht zudem die Gefahr, dass das Thermotransferband beispielsweise durch Kleberreste mitgezogen wird oder sich durch Falten im Band die Farbe nicht vollständig überträgt. Führt dies zu Produktionsunterbrechungen in der gesamten Verpackungslinie, können sehr schnell hohe Folgekosten entstehen.

Betriebskosten im Visier

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

Lasersysteme können einige Nachteile des Thermotransferdrucks aufwiegen und erzielen gleichzeitig gute Kontraste. Sie benötigen jedoch in der Regel speziell vorbehandelte Etikettenmaterialien und Pharmahersteller sind teilweise vorsichtig damit, andere als schon freigegebenen Etikettenmaterialien zu verwenden. Für größere Produktionsläufe werden deshalb Inkjet-Drucksysteme immer interessanter.

Bis zu viermal schneller

Beim kontaktlosen „Drop-on-Demand-Inkjetverfahren (DoD)“ werden kleinste Tintentröpfchen mittels piezoelektrischer Impulse durch mikroskopisch kleine Öffnungen auf das Etikett „geschossen“. Hierbei kann auch spezielle Tinte eingesetzt werden, 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 oder teilweise 120 Meter pro Minute realisiert werden. Das ist vier- bis achtmal so schnell wie beim Thermotransferdruck.

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 deutlich höher. Die laufenden Kosten für UV-härtende Tinte können, je nach Größe des Druckbilds, jedoch bis zu einem Drittel geringer ausfallen als für Thermotransferbänder, die auch dann „verbraucht“ werden, wenn zwischen zwei Punkten nicht gedruckt wird.

Verschleißarm und wirtschaftlich

Der Verschleiß der DoD-Druckköpfe ist bei regelmäßiger und sachgerechter Wartung und Reinigung zu vernachlässigen. Mittlerweile stehen hierfür auch automatische Reinigungssysteme zu Verfügung. Bei den dazugehörigen Trocknern wird inzwischen überwiegend UV-A LED-Technologie eingesetzt, so dass sowohl Energieverbrauch als auch Lebensdauer die Wirtschaftlichkeit der Systeme kaum beeinflussen. Das von uns speziell für die Bedruckung von Pharmaetiketten entwickelte DoD-Inkjet basierte System DIGILINE Label hat zum Beispiel einen international führenden Hersteller von Impfstoffen so in Sachen Abriebfestigkeit und Wirtschaftlichkeit überzeugt, dass dieser bereits mehrere Verpackungslinien damit ausgerüstet hat – auch weil der Aufwand für die nachträgliche Integration minimal ist. Im Betrieb verarbeitet die DIGILINE Label eine Vielzahl unterschiedlicher, konventioneller Etikettenmaterialien aus Papier oder Kunststofffolien.

Welche der beiden gängigen Drucktechnologien – Thermotransfer oder DoD – die geeignetere ist, lässt sich, wie allzu oft, nicht pauschal sagen: Bei großen Ausbringungsmengen, wo hohe Produktionsgeschwindigkeiten, ein störungsfreier Betrieb und geringe Betriebskosten entscheidend sind und gleichzeitig höchster Wert auf die Beständigkeit der Drucke gelegt wird, ist man mit DoD-Inkjetsystemen am besten beraten. Bei kleineren Produktionslinien mit geringem Platzbedarf, bei denen die Line-Performance weniger entscheidend ist, empfiehlt sich tendenziell eher der Einsatz von Thermotransferdruckern.

Ute Heiler
Ute Heiler
Über Ute Heiler

Manager Marketing Services | Atlantic Zeiser