Markiersysteme in der Verpackungsindustrie

Die Verpackungsindustrie stellt besondere Anforderungen an die Kennzeichnung von Produkten, Verpackungen und Versandgebinden. Produktionsdaten, Chargennummern, Mindesthaltbarkeitsdaten, Seriennummern, Barcodes oder QR-Codes müssen häufig direkt auf Verpackungen aufgebracht werden. Gleichzeitig ändern sich die zu druckenden Informationen je nach Produkt, Charge, Produktionsauftrag oder Abfüllzeitpunkt.

Markiersysteme ermöglichen es, solche Informationen direkt während des Produktions-, Verpackungs- oder Versandprozesses auf Verpackungen aufzubringen. Dabei kommen unterschiedliche Technologien zum Einsatz. Welche Lösung geeignet ist, hängt unter anderem vom Verpackungsmaterial, der Produktionsgeschwindigkeit, der benötigten Druckauflösung, der Art der Kennzeichnung und dem Automatisierungsgrad der jeweiligen Anlage ab.

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Was sind Markiersysteme für die Verpackungsindustrie?

Markiersysteme sind technische Systeme zur Kennzeichnung von Produkten, Verpackungen, Umverpackungen oder Transportgebinden. Im Gegensatz zu vorgedruckten Verpackungen ermöglichen sie die flexible Aufbringung variabler Informationen direkt im Produktions- oder Verpackungsprozess.

Die Kennzeichnung kann beispielsweise aus einfachen Texten, fortlaufenden Nummern, Datumsangaben oder Chargencodes bestehen. Ebenso können Barcodes, DataMatrix-Codes, QR-Codes oder einfache Grafiken aufgebracht werden. Die zu druckenden Informationen können dabei manuell eingegeben oder automatisiert aus übergeordneten Produktions- und Steuerungssystemen übernommen werden.

Gerade bei häufig wechselnden Produkten und kleinen oder mittleren Losgrößen kann eine variable Direktkennzeichnung Vorteile gegenüber fest vorgedruckten Verpackungen bieten. Die Verpackung muss nicht für jede einzelne Variante mit einer vollständig individuellen Bedruckung produziert werden. Variable Informationen können stattdessen erst zu einem späteren Zeitpunkt aufgebracht werden.

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Welche Informationen werden auf Verpackungen markiert?

Die Anforderungen an die Verpackungskennzeichnung unterscheiden sich je nach Branche und Produkt. In der Lebensmittelindustrie spielen beispielsweise Produktions- und Haltbarkeitsdaten sowie Chargeninformationen eine wichtige Rolle. In anderen Bereichen stehen Seriennummern, Artikelnummern oder Rückverfolgbarkeitsinformationen im Vordergrund.

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Ein wesentlicher Vorteil digitaler Markiersysteme besteht darin, dass solche Daten nicht zwangsläufig statisch sein müssen. Ein Markiersystem kann beispielsweise für jedes Produkt eine andere Seriennummer erzeugen oder die zu druckende Information abhängig vom aktuellen Produktionsauftrag verändern.

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Warum variable Kennzeichnung in der Verpackungsindustrie wichtig ist

Verpackungsprozesse sind zunehmend durch wechselnde Produkte, unterschiedliche Verpackungsgrößen und kleinere Produktionslose geprägt. Ein Unternehmen kann beispielsweise mehrere Varianten eines Produkts auf derselben Verpackungslinie verarbeiten. Eine flexible Kennzeichnung muss dann schnell an die jeweilige Produktion angepasst werden können.

Bei einer statischen Bedruckung muss für jede Variante ein eigenes Druckbild beziehungsweise eine entsprechend vorgedruckte Verpackung bereitgestellt werden. Bei einer variablen Direktkennzeichnung können bestimmte Informationen dagegen erst unmittelbar vor oder während der Verpackung aufgebracht werden.

Das ist insbesondere bei Daten sinnvoll, die erst während der Produktion entstehen. Dazu gehören beispielsweise Chargennummern, fortlaufende Seriennummern, Produktionszeiten oder dynamisch erzeugte Codes.

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Verpackungen direkt bedrucken

Eine Möglichkeit der Verpackungskennzeichnung ist der direkte Druck auf das Verpackungsmaterial. Dabei wird die Information nicht über ein zusätzliches Etikett aufgebracht, sondern unmittelbar auf die Oberfläche der Verpackung gedruckt.

Je nach Anwendung können beispielsweise Karton, Wellpappe, Kunststoff, Folien oder andere geeignete Materialien bedruckt werden. Bei berührungslosen Inkjet-Verfahren muss der Druckkopf die Verpackungsoberfläche nicht mechanisch berühren. Dadurch können auch empfindliche oder unterschiedlich geformte Oberflächen gekennzeichnet werden.

Der Direktdruck kann unterschiedliche Aufgaben übernehmen. Bei Versandkartons kann beispielsweise eine Artikel- oder Auftragsnummer aufgedruckt werden. Bei Produktverpackungen können Chargen- und Datumsinformationen ergänzt werden. Auf Umverpackungen können wiederum logistische Informationen oder Codes für die interne Weiterverarbeitung aufgebracht werden.

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TIJ-Markiersysteme für Verpackungen

Thermal Inkjet, kurz TIJ, ist ein Tintenstrahlverfahren, das auch für industrielle Kennzeichnungsaufgaben eingesetzt wird. Beim TIJ-Druck werden einzelne Tintentropfen gezielt aus Düsen ausgestoßen und auf die zu bedruckende Oberfläche aufgebracht.

Ein Merkmal von TIJ-Systemen ist die Möglichkeit, variable Druckdaten mit hoher Auflösung aufzubringen. Je nach eingesetzter Tinte und Verpackungsmaterial können beispielsweise Texte, Nummerierungen, Barcodes, QR-Codes und Grafiken gedruckt werden.

Bei Verpackungsanwendungen kommen unterschiedliche Materialien vor. Papier und Karton sind ebenso relevant wie Kunststoffoberflächen oder beschichtete Verpackungen. Für unterschiedliche Substrate können unterschiedliche Tinten beziehungsweise Drucksysteme erforderlich sein.

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Karton und Wellpappe bedrucken

Karton und Wellpappe gehören zu den häufig verwendeten Verpackungsmaterialien. Für die Kennzeichnung können beispielsweise Chargennummern, Produktionsdaten, Versandinformationen, Barcodes oder QR-Codes direkt auf die Oberfläche gedruckt werden.

Bei größeren Produktionsmengen kann das Markiersystem in die Verpackungs- oder Produktionslinie integriert werden. Die Verpackung bewegt sich dabei beispielsweise auf einem Förderband am Druckkopf vorbei. Ein Sensor kann den Druckvorgang auslösen, während die Steuerung die jeweils erforderlichen Druckdaten bereitstellt.

Dadurch lässt sich die Kennzeichnung in den laufenden Verpackungsprozess integrieren. Stationäre industrielle Markiersysteme sind insbesondere dann interessant, wenn größere Produktionsmengen automatisiert verarbeitet werden.

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Kunststoffverpackungen kennzeichnen

Kunststoff wird in zahlreichen Verpackungsanwendungen eingesetzt und stellt je nach Material und Oberfläche unterschiedliche Anforderungen an die Kennzeichnung. Glatte, beschichtete oder nicht saugende Oberflächen können beispielsweise eine speziell geeignete Tinte erfordern.

Inkjet-Markiersysteme können für die direkte Kennzeichnung verschiedener Kunststoffoberflächen eingesetzt werden. Welche Tinte und welches Druckverfahren geeignet sind, hängt unter anderem von der Beschaffenheit des Materials, der gewünschten Beständigkeit und den Umgebungsbedingungen ab.

Bei Verpackungen kann die Kennzeichnung beispielsweise auf Kunststoffbehältern, Folien oder anderen Kunststoffverpackungen erfolgen. Entscheidend ist dabei nicht nur die Lesbarkeit unmittelbar nach dem Druck, sondern auch die erforderliche Beständigkeit während Lagerung, Transport und weiterer Verarbeitung.

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Barcodes und QR-Codes auf Verpackungen

Barcodes und QR-Codes spielen in modernen Produktions- und Logistikprozessen eine wichtige Rolle. Sie können Informationen maschinenlesbar zur Verfügung stellen und damit beispielsweise die Identifikation eines Produkts oder einer Verpackung ermöglichen.

Ein Markiersystem kann variable Codes direkt während des Produktionsprozesses erzeugen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, unterschiedliche Verpackungen mit unterschiedlichen Codes zu versehen, ohne für jede Variante ein separates statisches Druckbild erstellen zu müssen.

Bei der Auswahl des Systems müssen insbesondere die benötigte Auflösung, die Druckgeschwindigkeit, die Größe des Codes und die Eigenschaften des Verpackungsmaterials berücksichtigt werden. Eine ausreichende Druckqualität ist Voraussetzung dafür, dass die erzeugten Codes zuverlässig gelesen werden können.

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Chargenkennzeichnung und Rückverfolgbarkeit

Die Kennzeichnung von Chargen ist ein typisches Einsatzgebiet industrieller Markiersysteme. Eine Charge kann beispielsweise über eine eindeutige Nummer identifiziert werden, die während der Produktion oder Verpackung auf das Produkt beziehungsweise dessen Verpackung aufgebracht wird.

Damit entsteht eine Verbindung zwischen dem physischen Produkt und den zugehörigen Produktionsinformationen. Je nach Produktionsprozess können zusätzlich Datum, Uhrzeit, Produktionslinie, Artikelnummer oder andere Datenbestandteile aufgebracht werden.

Markiersysteme sind damit ein technisches Werkzeug innerhalb von Rückverfolgbarkeits- und Qualitätsprozessen. Welche Informationen tatsächlich erforderlich sind, hängt von Produkt, Branche, Produktionsprozess und den jeweils geltenden Anforderungen ab.

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Markiersysteme in automatisierten Verpackungslinien

In automatisierten Verpackungsanlagen werden Markiersysteme häufig direkt in bestehende Produktions- und Fördertechnik integriert. Der Druckvorgang kann beispielsweise über einen Sensor ausgelöst werden, sobald eine Verpackung eine definierte Position erreicht.

Die Steuerung des Markiersystems kann dabei unterschiedliche Informationen verarbeiten. Neben festen Texten können auch fortlaufende Nummern, variable Daten oder automatisch erzeugte Codes verwendet werden.

Stationäre Systeme bieten sich insbesondere für Unternehmen an, die regelmäßig größere Mengen identischer oder ähnlicher Verpackungen verarbeiten. Bei geeigneter Integration kann die Kennzeichnung Bestandteil des automatisierten Verpackungsprozesses werden. NasaJet® beschreibt beispielsweise die Integration stationärer TIJ-Systeme in bestehende Produktionslinien.

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Mobile Markiersysteme für Verpackungen

Nicht jede Verpackungsanwendung lässt sich sinnvoll über eine fest installierte Druckeinheit lösen. Bei kleineren Produktionsmengen, häufig wechselnden Verpackungen oder manuellen Verpackungsprozessen können mobile Markiersysteme eine Alternative darstellen.

Ein Handheld-Inkjet-Drucker kann direkt an der jeweiligen Verpackung eingesetzt werden. Dadurch lässt sich die Position des Drucks flexibel bestimmen. Das kann beispielsweise bei unterschiedlichen Kartongrößen, Einzelanfertigungen, Nachkennzeichnungen oder kleineren Serien interessant sein.

Mobile Markiersysteme können außerdem dort eingesetzt werden, wo eine stationäre Integration technisch oder wirtschaftlich nicht sinnvoll ist. NasaJet® beschreibt seine mobilen Systeme unter anderem für die Kennzeichnung von Verpackungen, Paletten, Kunststoff, Glas und Metall.

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Markiersystem oder Etikett?

Direktdruck und Etikettierung sind unterschiedliche Ansätze der Produkt- und Verpackungskennzeichnung. Bei einem Etikett wird die Information zunächst auf einen separaten Träger gedruckt und anschließend auf die Verpackung aufgebracht. Beim Direktdruck wird die Information unmittelbar auf die Oberfläche übertragen.

Welche Variante sinnvoller ist, lässt sich nicht pauschal beantworten. Eine Rolle spielen unter anderem Verpackungsmaterial, Produktionsmenge, erforderliche Flexibilität, Druckposition, Datenmenge, gewünschte Beständigkeit und vorhandene Produktionsanlagen.

Direktkennzeichnung kann insbesondere bei variablen Daten interessant sein. Wenn sich beispielsweise Chargennummern oder Seriennummern regelmäßig ändern, kann das Druckbild unmittelbar angepasst werden. Bei anderen Anwendungen kann ein Etikett aufgrund seiner Eigenschaften oder der benötigten Informationen die geeignete Lösung darstellen.

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Worauf sollte man bei der Auswahl eines Markiersystems achten?

Die Auswahl eines geeigneten Markiersystems sollte sich an der konkreten Anwendung orientieren. Eine möglichst genaue Beschreibung des Verpackungsprozesses erleichtert die Auswahl der passenden Technologie.

Verpackungsmaterial

Zunächst sollte geprüft werden, auf welchem Material gedruckt werden soll. Karton, Wellpappe, Kunststoff, Folie, Glas oder beschichtete Oberflächen können unterschiedliche Anforderungen an Druckkopf und Tinte stellen.

Druckhöhe und Druckbild

Die benötigte Druckhöhe hängt davon ab, welche Informationen aufgebracht werden sollen. Ein kurzer Chargencode stellt andere Anforderungen als ein mehrzeiliger Text mit Barcode oder QR-Code.

Druckgeschwindigkeit

Bei automatisierten Verpackungslinien muss das Markiersystem zur Geschwindigkeit der Anlage passen. Je nach Anwendung können dabei Fördergeschwindigkeit, Druckauflösung und gewünschte Druckhöhe miteinander abgestimmt werden.

Variable Daten

Wenn sich die Druckinformationen häufig ändern, sollte das System entsprechend flexibel sein. Datumsangaben, Zähler, Seriennummern, Barcodes und QR-Codes können bei geeigneten Systemen dynamisch erzeugt werden.

Integration in vorhandene Anlagen

Bei automatisierten Prozessen ist die technische Integration ein wichtiger Punkt. Schnittstellen, Sensoren und die Ansteuerung des Druckvorgangs sollten zur vorhandenen Produktionsumgebung passen. Dadurch kann die Kennzeichnung in den bestehenden Ablauf integriert werden, ohne den Verpackungsprozess unnötig zu unterbrechen.

Tinte und Beständigkeit

Die Auswahl der Tinte sollte zum jeweiligen Verpackungsmaterial und zur späteren Beanspruchung passen. Je nach Anwendung können beispielsweise Haftung, Trocknungszeit, Abriebfestigkeit, Lichtbeständigkeit oder chemische Beständigkeit relevant sein.

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Automatisierung oder manuelle Kennzeichnung?

Die Entscheidung zwischen einem mobilen und einem stationären Markiersystem hängt wesentlich vom Produktionsablauf ab. Bei wechselnden Aufträgen und kleinen Serien kann ein mobiles System ausreichend oder sogar zweckmäßig sein. Bei kontinuierlichen Produktionsprozessen mit definierten Durchlaufwegen bietet sich dagegen häufig ein stationäres System an.

Auch Mischformen sind möglich. Ein Unternehmen kann beispielsweise eine stationäre Druckeinheit für die reguläre Produktion einsetzen und zusätzlich einen mobilen Drucker für Sonderfälle, Nachkennzeichnungen oder kleinere Produktionsaufträge verwenden.

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Markiersysteme für unterschiedliche Verpackungsprozesse

Die Verpackungsindustrie umfasst eine große Bandbreite unterschiedlicher Anwendungen. Dazu gehören Primärverpackungen, Sekundärverpackungen und Transportverpackungen. Entsprechend unterschiedlich können auch die Anforderungen an die Kennzeichnung sein.

Bei einer Primärverpackung kann beispielsweise eine Chargen- oder Datumskennzeichnung erforderlich sein. Bei einer Umverpackung kann dagegen die Identifikation mehrerer Produkte oder eine logistische Information im Vordergrund stehen. Transportkartons können wiederum mit Versand- oder Auftragsinformationen versehen werden.

Ein flexibles Markiersystem sollte deshalb nicht isoliert betrachtet werden. Entscheidend ist die Einbindung in den gesamten Produktions- und Verpackungsprozess.

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NasaJet® Markiersysteme für die Verpackungsindustrie

Für Anwendungen in der Verpackungsindustrie bietet NasaJet® unterschiedliche Lösungen auf Basis der Thermal-Inkjet-Technologie. Dazu gehören mobile Handheld-Drucker ebenso wie stationäre industrielle Markiersysteme für die Integration in bestehende Produktionslinien.

Mit NasaJet-Systemen lassen sich unter anderem Texte, Datumsangaben, Zähler, Seriennummern, Barcodes, QR-Codes und einfache Grafiken aufbringen. Je nach System und eingesetzter Tinte können unterschiedliche Materialien wie Karton, Kunststoff, Metall oder weitere Oberflächen bedruckt werden.

Für automatisierte Verpackungsprozesse bietet beispielsweise der NasaJet® NJ-2000 eine stationäre TIJ-Lösung mit separater Steuer- und Druckeinheit. Das System kann in bestehende Produktionsabläufe integriert werden und ermöglicht die Verarbeitung variabler Druckdaten.

Für kleinere Produktionsmengen, flexible Anwendungen und manuelle Verpackungsprozesse stehen mobile NasaJet-Drucker zur Verfügung. Die Geräte ermöglichen die direkte Kennzeichnung von Verpackungen, Kartons und weiteren Objekten, ohne dass dafür zwingend eine stationäre Druckanlage erforderlich ist.

Damit bietet NasaJet® unterschiedliche Ansätze für die Verpackungskennzeichnung – von der mobilen Einzel- und Kleinserienkennzeichnung bis zur Integration in automatisierte Produktions- und Verpackungslinien. Welche Lösung für eine konkrete Anwendung geeignet ist, hängt unter anderem von Verpackungsmaterial, Druckbild, Produktionsgeschwindigkeit und Automatisierungsgrad ab.

Wenn Sie Verpackungen direkt bedrucken, Chargen kennzeichnen, Barcodes oder QR-Codes aufbringen oder ein bestehendes Verpackungssystem um eine variable Kennzeichnung erweitern möchten, kann NasaJet® die passende Markierlösung für Ihre Anwendung prüfen und eine geeignete technische Lösung zusammenstellen.