Robuste Folie markiert bunt

Sven Fischer, Schreiner, Oberschleißheim

Mit dem Laser-Beschriftungs-Verfahren kann jedes einzelne Etikett individuell in Aufschrift und Größe angefertigt werden. Dabei übernimmt der Laserstrahl eines speziellen Systems das Beschriften und das Schneiden des benötigten Formats. Somit wird der Produktionsablauf im Vergleich zum Thermotransfer-Druck um zwei Prozessschritte reduziert. Auf die Laser-Bearbeitung folgt nur noch der Schritt der manuellen oder automatischen Applikation auf das Bauteil. Im Gegensatz dazu wird beim Thermotransferverfahren nach dem Bedrucken der Etiketten in einer weiteren Station ein Schutzlaminat kaschiert. Dieser Verbund wird dann in einem zusätzlichen Arbeitsschritt auf die geforderte Größe konfektioniert, bevor das Etikett letztendlich appliziert wird. Aus diesem Grund wurde von Schreiner eine leistungsfähige, laserbeschriftbare Folie entwickelt: Der Color-Laser-Film (Color-Laser-Folie), der den Anforderungsprofilen der Industrie gerecht wird. Der modulare Aufbau ermöglicht eine Vielzahl an Varianten, die exakt auf die konkreten Bedürfnisse des Anwenders abgestimmt sind. Bild 1 erläutert das Funktionsprinzip und den Materialaufbau mit den daraus resultierenden Eigenschaften.

Eine transparente Laminatschicht sorgt für den optimalen Schutz der darunter liegenden laseraktiven Schicht gegen äußere Einflüsse. Das Laminat ist extrem resistent gegen mechanische und chemische Einwirkungen, wie z.B. Benzin- oder Motorölverschmutzungen. Ein auf die Anwendung exakt abgestimmter Haftklebstoff, abhängig vom zu beklebenden Substrat, schließt den Materialverbund nach unten hin ab. Die einzelnen Polymerschichten weisen neben den bereits erwähnten Eigenschaften eine hohe Temperaturbeständigkeit (-40 bis 150 °C, kurzzeitig bis 180 °C) sowie eine sehr gute UV- und Witterungsbeständigkeit auf und garantieren damit die geforderte hohe Lebensdauer von bis zu 15 Jahren.

Bei der herkömmlichen Art der Laser-Beschriftung wird mit geringer Geschwindigkeit per Laserstrahl die oberste Farbschicht auf einer Kunststofffolie an definierten Stellen abgebrannt und die darunter liegende Farbschicht wird sichtbar (Bild 2) Die Beschriftung ist zeit- und energieintensiv und aufgrund einer fehlenden Schutzschicht sehr anfällig ge- gen mechanischen Abrieb. Zusätzlich entstehen Emissionen, die den Einsatz von Absauganlagen notwendig macht.

Im Vergleich dazu ist die Beschriftung der Color-Laser-Folie von Schreiner emissionsfrei. Sie findet im Inneren des Materialverbundes statt. Der Laserstrahl durchdringt das speziell entwickelte transparente Laminat, ohne dieses zu zerstören. Die Energie wird in der laseraktiven Schicht absorbiert und löst dort eine chemische Umwandlung aus, sodass eine darunter liegende Farbschicht freigelegt wird (Bild 3). Feinste Konturen und Schriftzeichen können nach diesem Verfahren mit hoher Geschwindigkeit und unter verringertem Energieeinsatz randscharf und präzise dargestellt werden. Der Systemlieferant hat ein weitreichendes Farbspektrum für die Color-Laser-Folien entwickelt, um einen breiten Gestaltungsspielraum zu erhalten, der allen Kundenwünschen gerecht wird. Die Grundfarbe des Polymerverbundes ist schwarz glänzend, schwarz matt und silber, es sind aber auch einige Buntfarben (Bild 4) realisierbar. Die Beschriftungsfarbe ist in den meisten Fällen frei wählbar.

In die Color-Laser-Folie lassen sich bis zu zehn sichtbare (d.h. mit dem Auge detektierbar) und zehn unsichtbare (Einsatz von Hilfsgeräten nötig) Sicherheitsmerkmale integrieren. Als Beispiel seien hier genannt Hologramme oder unter UV-Licht leuchtende Farben, die das Original von einer möglichen Fälschung unterscheidbar machen. Ein wichtiger Aspekt, denn gerade die Kfz-Industrie hat immense Schwierigkeiten, die Produktpiraterie in den Griff zu bekommen. Geforderte Kriterien wie Fälschungs- und Manipulationssicherheit werden mit integrierten Merkmalen erfüllt.

Bei der Kennzeichnung von Bauteilen ist das Ziel, die Etiketten frühzeitig im Prozess zu integrieren, um mit den hinterlegten Informationen kontinuierlich den Produktionsablauf zu kontrollieren. Eine Vielzahl von Werkstücken durchläuft zum Beispiel vor der endgültigen Montage einen Lackierprozess, nach dessen Abschluss erst die Applikation der Etiketten erfolgt. Durch die Entwicklung einer speziellen Lackierschutzfolie für die Color-Laser-Folie ist es gelungen, den Verarbeitungsprozess bei einem namhaften deutschen Automobilzulieferer schneller und kostengünstiger zu gestalten. Die Etiketten werden nun nach der Laser-Beschriftung, die auch ohne Qualitätsverlust durch das zusätzliche Lackierschutzetikett möglich ist, im ersten Prozessschritt appliziert und durchlaufen anschließend die komplette Montage inklusive Lackierung. Die Informationen sind also bis zum Lackiermodul identifizierbar und werden nach der Lackierung wieder zugänglich, indem die Lackierschutzfolie abgezogen wird. Die Ränder des so freigelegten Laser-Gravur-Schildes sind im Lack eingebettet. Gleichzeitig wurde in diesem Prozess ein Metalltypenschild, das aufgenietet werden muss, durch die selbstklebende laser-beschriftbare Folie von Schreiner ersetzt. Dadurch konnte sowohl die benötigte Zeit für die Kennzeichnung als auch die Manpower drastisch reduziert werden, was eine weitere Kostenersparnis bedeutet.

Bei einem namhaften deutschen Automobilhersteller wurde ein Vergleich der Prozesskosten zwischen dem Einsatz von herkömmlichen laser-beschriftbaren Folien und der Color-Laser-Folie durchgeführt. Herkömmliche Laser-Folien bestehen aus gegossenen Kunststofffolien, die eine geringe Materialfestigkeit besitzen und daher sehr brüchig sind. Dies erschwert einerseits das Handling beim Verspenden der Etiketten, da sie bei der Abnahme vom Trägerpapier einreißen, andererseits ist ein zerstörungsfreien Entfernen vom Substrat unmittelbar nach der Verklebung nicht mehr möglich. Die Color-Laser-Folie ist dagegen mit Schwächungslinien ausgerüstet, die eine Manipulation am Kennzeichnungsetikett ausschließt. Der Materialverbund reißt entlang dieser Linien ein, wenn der Versuch unternommen wird, das Etikett vom Substrat zu lösen, um es an anderer Stellen wieder aufzukleben. Dieser Effekt tritt allerdings erst nach etwa 15 Minuten ein, sodass falsch applizierte Etiketten innerhalb dieser Zeit zerstörungsfrei abgenommen und dann erneut an die richtige Position geklebt werden können. Dadurch ist eine Reduzierung der nachzuarbeitenden Etiketten möglich, was sowohl Zeit als auch Material einspart. Diese Nachbearbeitung beinhaltet bei herkömmlichen Folien das Entfernen, das erneute Beschriften und das Aufbringen des Etiketts. Aufgrund der emissionsfreien Beschriftung sind auch die Wartungskosten geringer, woraus weniger Filterwechsel in der Absauganlage und weniger Reinigungszyklen resultieren. Die Einsparung beläuft sich in diesem Unternehmen auf etwa 150.000 DM/Jahr für einen Zweischichtbetrieb mit 250 Arbeitstagen in drei Werken.

Bei Messgeräten wie Potentiometern, Thermometern oder Gas- und Stromzählern ist die Präzision der Skalenbeschriftung besonders wichtig. Dazu muss die Skala selbst sehr genau gedruckt und absolut exakt auf dem Ableseinstrument positioniert werden. Jede Toleranz würde zu ungenauen Messergebnissen führen. Gerade die Fixierung der Skala auf dem Gehäuse des Messgeräts ist oft eine Ursache für Ungenauigkeiten. Deshalb werden Geräte wie Potentiometer nach der Montage der Skala in einem nachgeschalteten Arbeitsschritt kalibriert. In einem Praxisfall dauerte dieser Vorgang 30 Minuten. Mit Hilfe einer Skala aus Laser-Gravur-Folie kann der Aufwand für das Kalibrieren komplett eingespart werden. Auf das Messgerät beispielsweise wird eine unbeschriftete Laser-Folie in Form und Größe der Skala geklebt. Das Beschriften der Skala erfolgt jetzt in einem Arbeitsgang mit dem Kalibrieren des Geräts. Das Ergebnis: In nur einer Minute stimmen Skala und Anzeigewerte exakt überein. Gegenüber dem herkömmlichen Verfahren ließen sich so theoretisch 29 Minuten einsparen.

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