In dem ZIM-Projekt „Migrationsarme UV-Inkjet-Tinten“ wurden erstmals UV-Inkjet-Tinten entwickelt, welche von Druckkopfherstellern übergreifend eingesetzt werden können und welche zusätzlich die Anforderungen an migrationsarme Tinten erfüllen. Die auf Pigmenten basierenden UV-Inkjet-Tinten wurden hinsichtlich der zu bedruckenden Substrate (Papier, PET und Glas) optimiert, um ein Farbsystem aus Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz für den grafischen Farbdruck zu schaffen.
Digitale Drucksysteme erreichen eine immer höhere Druckgeschwindigkeit und Druckqualität und sind damit in vielen Bereichen konkurrenzfähig gegenüber den klassischen Massenmarktdruckverfahren wie Offset-, Tief- oder Flexodruck. Die Druckbranche befindet sich daher seit Jahren im Umbruch und sowohl der Druckmaschinenmarkt als auch der Zuliefermarkt werden sich hierdurch stark verändern.
Während Druckfarben für klassische Druckverfahren von verschiedenen Zulieferern angeboten werden und eine hohe Produktauswahl vorliegt, ist dies bei Inkjet-Tinten meist anders, da diese bislang an die individuellen Druckköpfe der verschiedenen Hersteller exakt angepasst sein müssen, um Fehldrucke oder Ausfällen der Druckköpfe zu vermeiden. Dies gilt auch für UV-vernetzbare Inkjet-Tinten, die speziell im Etikettendruck eingesetzt werden. Gleichzeitig werden hier jedoch besonders hohe Anforderungen an die Tintenbestandteile gestellt, speziell in den Bereichen Lebensmittel, Pharma und Kosmetik.
Migration im industriellen Druck
Konventionelle UV-Tinten setzen sich aus Rohwaren, wie Pigmenten, Bindemitteln, Photoinitiatoren und weiteren Additiven zusammen, die auf Grund ihrer chemischen Struktur nicht für sensible Bereiche wie Lebensmittelverpackungen eingesetzt werden dürfen. Dies liegt in der Gefahr begründet, dass einzelne Tintenkomponenten der bedruckten Lebensmittelverpackung aufgrund einer unzureichenden Vernetzung in das Lebensmittel migrieren können. Demgegenüber stehen die Vorteile UV aushärtender Inkjet-Tinten, wie zum Beispiel eine schnelle Aushärtung, eine große Auswahl an Anwendungsmöglichkeiten sowie eine hohe Produktionszahl auf, die diese Tinten ebenfalls im Lebensmittelsektor sehr interessant machen.
Die gesetzlichen Einhaltungen für eine Anwendung solcher Tinten im Lebensmittelbereich werden unteranderem durch die Schweizer Bedarfsgegenständeverordnung und der Nestle Guidance Note on Packaging Inks als Grundlage für alle Tinten, Farben und Lacke für die Bereiche Lebensmittel, Pharmazie und Kosmetika vorgegeben. Dabei handelt es sich um eine Positivliste solcher Stoffe, die als Rohstoffe für die Formulierung von migrationsarmen Druckfarben und Lacken verwendet werden dürfen.
Die Migrationsfähigkeit eines Stoffes wird unteranderem von der Molekülgröße, dem strukturellen Aufbau und dem Anteil und der Art der funktionellen Gruppen beeinflusst. So können große und verzweigte Moleküle tendenziell die Schichten des Bedruckstoffes nicht so leicht durchdringen. Eine hohe Anzahl an funktionellen Gruppen sichert zudem eine ausreichende Vernetzung der Komponenten in der Tinte zu, wodurch die Migration einzelner Bestandteile verhindert werden kann. Solche funktionellen Gruppen sind zum Beispiel Doppelbindungen, welche gewährleisten, dass die Moleküle während der radikalischen Polymerisation mitvernetzt werden und damit im Polymerfilm gebunden sind.
Im Forschungsvorhaben wurden nun erstmals UV-Inkjet-Tinten mit migrationsarmen Eigenschaften entwickelt, welche gleichzeitig die rheologischen und farbtechnischen Eigenschaften herkömmlicher Inkjet-Tinten aufweisen und somit unproblematisch mit den im Digitaldruck benutzten Inkjet-Druckköpfen verdruckt werden können.
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