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Adhäsions- und Kohäsionsverhalten der Farb- und Lackschichten beim Falten von UV-lackierten Faltschachteln

Ziel des Forschungsprojektes war die Entwicklung einer Methode zur Beschreibung des Verhaltens von bedruckten und insbesondere mit UV-Lack lackierten Faltschachtelkartons bei der Weiterverarbeitung, um letztendlich die Eignung der Kartons, Druckfarben und Lacke für den angestrebten Anwendungsfall zu prüfen.  Weiterhin sollten prinzipielle Zusammenhänge zu Kohäsions- und Adhäsionsverhalten von Druckfarben und UV-Lacken beim Rillen und Falten von Faltschachteln aufgeklärt werden, um die Ursachen von Fehlverhalten aufzuklären.

Im Projekt konnte gezeigt werden, dass die Härtung der UV-Druckfarben und -Lacke mittels IR-Spektroskopie gut nachverfolgt werden können. In der Industrie oft eingesetzte Handmethoden wie der Tesa-Test sind dagegen nicht geeignet, um sichere Aussagen hinsichtlich Trocknung zu treffen.

Die Nanointendation ist prinzipiell gut geeignet, um die Elastizität bzw. Härte von gedruckten Schichten und gestrichenen Kartonoberflächen zu ermitteln. Ein direkter Zusammenhang zum Verhalten beim Rillen und Falten konnte jedoch nicht abgeleitet werden.

Die thermischen Analysenmethoden DSC und DMA konnten lediglich zur Analyse isolierter Druckfarben- und Lackschichten genutzt werden. Bei Untersuchung von kompletten Drucken (also Farbe und Lack auf Faltschachtelkarton) konnten aufgrund der sehr komplexen Zusammensetzung keine sinnvollen Ergebnisse erhalten werden, die in Zusammenhang zum Verhalten bei der Weiterverarbeitung gestellt werden könnten.

Bei den Untersuchungen der isolierten Druckfarben- und Lackschichten zeigte sich bei DSC und DMA-Untersuchungen prinzipiell immer der gleiche Kurvenverlauf, der keine weiteren Rückschlüsse auf das dynamisch-mechanische Verhalten zuließ.

Für die meisten bedruckten Materialkombinationen konnte im Labormaßstab ein geeigneter Rillbarkeitsbereich gefunden werden. Es liegt die Vermutung nahe, dass die Rillung im Labormaßstab die Parameter der technischen Rillungen nicht vollumfänglich widerspiegelt.

Als wichtige Parameter konnten identifiziert werden:

  • durchgehende Härtung der Druckfarben und Lackschichten bis in die Tiefe
  • gute Haftung der ersten Druckfarbenschicht auf dem Substrat
  • Homogenität der Strichschichtdicke und Gesamtdicke des Kartons

Das Forschungsvorhaben MF 130039 wurde im Programm zur "Förderung von Forschung und Entwicklung bei Wachstumsträgern in benachteiligten Regionen" mit finanziellen Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) über den Projektträger EuroNorm Gesellschaft für Qualitätssicherung und Technologie mbH aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert . Dafür sei an dieser Stelle herzlich gedankt. Unser Dank gilt außerdem den beteiligten Firmen für die Probenbereitstellung und für die freundliche Unterstützung bei der Projektdurchführung.