Bedruckte Stretchfolie: Haftung und Druckfarbe im Praxis-Check

Die Stabilität einer mit Stretchfolie gesicherten Palette basiert auf zwei physikalischen Grundprinzipien: der elastischen Rückstellkraft (Haltekraft) der verstreckten Folie und der Adhäsionskraft zwischen den Folienlagen, dem sogenannten Cling. Diese Lagenhaftung verhindert, dass sich Folienenden lösen oder die Wickellagen bei dynamischen Transportbelastungen gegeneinander verrutschen.

Bei Standard-Cast-Folien (Gussfolien) wird die Haftung meist durch Additive wie Polyisobutylen (PIB) oder gezielt eingebrachte Ethylen-Copolymer-Polymere (wie Metallocen-LLDPE) in einer der Aussenschichten erzeugt. Wird nun Druckfarbe aufgetragen, legt sich eine feste Bindemittelschicht – in der Regel auf Basis von Nitrocellulose, Polyurethan oder Polyvinylbutyral – über das thermoplastische Polymer.

Dort, wo die Druckfarbe ausgehärtet ist, ist der direkte Polymer-zu-Polymer-Kontakt unterbrochen. Die Druckfarbe fungiert als Trennmittel, wodurch die molekularen Adhäsionskräfte (Van-der-Waals-Kräfte) zwischen den Lagen lokal drastisch reduziert werden. Der Reibungskoeffizient (COF) sinkt an den bedruckten Stellen spürbar ab.

• Polymer-Kontakt: Reines LLDPE haftet durch spezifische Klebrigmacher molekular an der Gegenlage.
• Farbbarriere: Getrocknete Farbpigmente und Bindemittel eliminieren die Selbsthaftung im Druckbildbereich weitgehend.
• Kräfteverschiebung: Bei vollflächigem Druck sinkt die interlamellare Scherfestigkeit gegen horizontales Verrutschen.

Unbehandelte Polyethylen-Folien weisen eine sehr geringe Oberflächenspannung von etwa 30 bis 32 mN/m (Dyn/cm) auf. Druckfarben auf Lösemittel- oder Wasserbasis benötigen jedoch eine Benetzungsspannung von mindestens 38 bis 42 mN/m, um eine dauerhafte Farbhaftung ohne Abblättern zu gewährleisten.

Um diese Benetzbarkeit zu erzielen, wird die Folie vor dem Flexodruckverfahren einer Corona-Vorbehandlung unterzogen. Ein hochfrequenter Funkenüberschlag bricht Molekülketten an der Folienoberfläche auf und erzeugt polare Gruppen (wie Hydroxyl- und Carbonylgruppen).

Dieser Prozess ist für die Verankerung der Druckfarbe zwingend notwendig, verändert jedoch auch die Adhäsionseigenschaften des Rohmaterials: Durch die Oxidation kann sich das Migrationsverhalten der PIB-Moleküle an die Oberfläche verändern. Bei zu intensiver Corona-Behandlung altert das Material schneller, was zu verminderter Reissdehnung und veränderten Dehnraten führen kann.

• Oberflächenenergie: Anhebung von ca. 31 mN/m auf > 40 mN/m für den Farbauftrag erforderlich.
• Corona-Nebeneffekt: Mögliche Beeinträchtigung des Cling-Additivs an unbedruckten Randzonen.
• Alterungsprozess: Corona-behandelte Flächen unterliegen im Lagerprozess einer schleichenden Entladung.

Für die vorschriftsmässige Ladungssicherung gemäss EN 12195-1 und EUMOS 40509 muss die Folie Scherkräfte aufnehmen können, die bei Kurvenfahrten oder Bremsmanövern entstehen (üblicherweise bis zu 0,8 g in Fahrtrichtung und 0,5 g quer zur Fahrtrichtung). Verliert die Folie durch den Farbauftrag an Lagenhaftung, besteht das Risiko des Teleskopierens, bei dem die Wickellagen wie ein Fernrohr auseinandergleiten.

Entscheidend ist daher der Deckungsgrad des Druckbildes sowie die Wickelüberlappung. Ein vollflächiger Positivdruck über die gesamte Folienbreite führt im Überlappungsbereich zu gravierenden Haftungsverlusten. Ein filigraner Negativdruck oder ein Logo-Streifen, der nur einen Teil der Folienbahn bedeckt, lässt hingegen genügend unbedruckte Kontaktfläche frei.

Beispielrechnung für die Überlappung bei bedruckter Folie: Bei einer Folienbreite von 500 mm und einem mittigen Druckstreifen von 150 mm Breite bleiben oben und unten je 175 mm unbedruckter Rand. Wird mit 50 % Überlappung (250 mm Überdeckung pro Umdrehung) gewickelt, entsteht immer noch eine netto unbedruckte Kontaktfläche von mindestens 100 mm pro Lage, was für die Aufrechterhaltung des Reibungsschlusses in der Regel ausreicht.

• Gefahr des Teleskopierens: Mangelnder Reibungswert führt zum horizontalen Versagen der Wickellagen.
• Flächendeckung: Druckflächen sollten idealerweise unter 30 % der gesamten Folienoberfläche bleiben.
• Überlappungsgrad: Erhöhung der Standardüberlappung von 30 % auf 50–60 % kompensiert fehlende Haftung.

In der industriellen Fertigung von bedruckter Stretchfolie kommen primär Coextrusions-Verfahren (3- bis 7-Schicht-Blas- oder Cast-Anlagen) zum Einsatz. Die bewährteste Methode, um Druckbild und Haftung zu trennen, ist die Konstruktion einer Folie mit Innenhaftung und glatter Aussenseite (Inside Cling / Outside Slip).

Bei dieser Konfiguration wird die Druckfarbe auf die glatte, klebstofffreie Aussenseite gedruckt. Die Innenseite, die auf die Ware und die darunterliegende Folienlage trifft, behält ihre volle Klebrigkeit. Dadurch greift die unbedruckte, klebrige Innenseite der Folgelage direkt auf den Bedruckungsbereich der Vorlage zu. Zwar ist die Haftung auf getrockneter Tinte geringer als auf PE, die Gesamthaltekraft bleibt jedoch stabil.

Zusätzlich lassen sich Folienbahnen mit reservierten Zonen produzieren: Die Randbereiche von 50 bis 100 mm bleiben herstellungsbedingt vollkommen frei von Farbe und Vorbehandlung, wodurch ein definierter Kleberand entsteht, der den Lagenverbund formschlüssig sichert.

• Schichtaufbau: Coextrudierte Folien mit differenzierter Haftung (Aussen glatt / Innen haftend).
• Druck auf Aussenseite: Verhindert direkten Kontakt von Druckfarben mit empfindlichen Packgütern.
• Druckfreie Randzonen: Garantieren mindestens 50 mm reine PE-zu-PE-Haftung an den Rändern.

Um sicherzustellen, dass die bedruckte Stretchfolie den Anforderungen der Ladungssicherung standhält, sollten Logistikbetriebe standardisierte Kontrollen durchführen. Ein zentraler Kennwert ist die Schälhaftung (Peel Cling) nach ASTM D5458, welche die Kraft misst, die zum Trennen zweier überlappender Folienstreifen erforderlich ist.

In der Praxis empfiehlt sich zudem ein manueller Test des Folienendes (Endblatt-Fixierung): Löst sich das Folienende nach dem automatischen Abschneiden und Anstreichen am Wickler innerhalb von 15 Minuten selbstständig ab (Flagging), ist die Haftung durch Farbpartikel oder mangelnde Klebrigkeit unzureichend. In solchen Fällen muss entweder der Anpressdruck der Glättwalze erhöht, ein Folienkleber eingesetzt oder das Druckbild modifiziert werden.

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• Peel-Cling-Test: Messung der Trennkraft im bedruckten vs. unbedruckten Bereich.
• Flagging-Kontrolle: Visuelle Prüfung auf ablösende Folienfahnen am Palettenfuss und Palettenkopf.
• Wickelspannung: Kontrolle der Vorreckung (Pre-Stretch); zu hohe Dehnung kann das Druckbild aufreissen und die Haftung mindern.