Tiefdruck

Wellpappe ist ein verbreitetes Material der Verpackungsindustrie. Eine der präzisen Drucktechniken, die für hochwertige Außendekor- und Informationsflächen auf Papierbahnen (Liner) genutzt wird, ist der Tiefdruck. Das Verfahren liefert gleichmäßige Vollflächen, feine Rasterverläufe und reproduzierbare Ergebnisse bei hohen Geschwindigkeiten – Eigenschaften, die insbesondere bei vorbedruckten Deckpapieren für Wellpappzuschnitte und Displays relevant sind. Darüber hinaus unterstützt der Tiefdruck die klare Darstellung von Barcodes, Piktogrammen, rechtlich erforderlichen Angaben und markenbildenden Gestaltungselementen auf Verpackungen, ohne die Weiterverarbeitungsschritte wie Kaschierung, Stanzen und Falten zu beeinträchtigen.

Definition: Was versteht man unter Tiefdruck?

Der Tiefdruck ist ein Intaglio-Druckverfahren. Die druckenden Elemente liegen als eingravierte Vertiefungen (Näpfchen) unterhalb der Zylinderoberfläche. Die Druckform besteht in der Regel aus einem metallischen Zylinder (häufig Kupfer, verchromt), in den das Druckbild mittels Gravur eingebracht wird. Die Tonwert- und Farbmenge wird über Tiefe und/oder Fläche der Näpfchen gesteuert; tiefe bzw. größere Näpfchen übertragen mehr Farbe, flache bzw. kleine weniger. Dadurch lassen sich feine Details und gleichmäßige Flächen mit hoher Konstanz wiedergeben. Charakteristisch sind definierte Näpfchenvolumina, eine regelmäßige Rasterstruktur und ein stabiler Farbtransfer über lange Produktionsläufe.

Herstellung der Druckform (Zylindergravur)

Die Gravur erfolgt üblicherweise elektromechanisch (Heliogravur) mit einem Diamantstichel oder per Lasergravur. Nach der Gravur wird die Oberfläche häufig verchromt, um Verschleiß zu minimieren. Der Zylinder kann für lange Produktionsläufe eingesetzt und bei Bedarf neu beschichtet und erneut graviert werden. Die datenbasierte Gravur erlaubt eine exakte Anpassung von Raster, Näpfchentiefe und -geometrie an Motiv und Substrat. Neben der reinen Geometrie beeinflussen auch Gravurwinkel, Linienfrequenz und Näpfchenform (z. B. Trapez-, Birnen- oder Quadratform) das Übertragungsverhalten und damit die Reproduzierbarkeit von Tonwerten und Flächendeckung.

Funktionsweise des Tiefdruckverfahrens

Beim Tiefdruck wird die komplette Zylinderoberfläche mit Farbe benetzt. Eine scharf eingestellte Rakel entfernt überschüssige Farbe von der Zylinderoberfläche, sodass ausschließlich in den Näpfchen Farbe verbleibt. Im Druckspalt zwischen Druckzylinder und Gummianpresszylinder (Gegendruckzylinder) wird das Substrat unter definierter Anpressung geführt; die Farbe wird durch Kapillarwirkung und Andruck aus den Vertiefungen auf das Material übertragen. Das Ergebnis ist ein gleichmäßiger, konturenscharfer Farbauftrag über die gesamte Breite der Bahn. Wesentliche Rahmenbedingungen sind eine stabile Bahnspannung, konstante Temperatur- und Feuchteverhältnisse sowie eine saubere, verschleißfreie Rakelführung.

Ablauf in Prozessschritten

• Einfärben der Druckform durch das Farbwerk
• Abstreifen der überschüssigen Farbe mittels Rakel
• Farbübertragung im Druckspalt auf das Substrat
• Trocknung der Farbe (meist Heißluft/IR) zwischen den Werken
• Registerregelung und Bahnführung zur Sicherung der Passgenauigkeit

Verwendet werden je nach Anwendung lösemittel- oder wasserbasierte Farben mit definierter Viskosität und Trocknungsgeschwindigkeit. Die Kombination aus Rakeltechnik, Näpfchengeometrie, Anpressung und Trocknung bestimmt Deckkraft, Glanz, Tonwertumfang und Detailwiedergabe. Farbformulierung (Bindemittel, Pigmente, Additive), Oberflächenspannung des Substrats und die Trocknerkonfiguration (Zonen, Luftmenge, Temperatur, IR-Unterstützung) steuern zusätzlich Benetzung, Haftung und Blockfestigkeit – zentrale Faktoren für anschließende Prozesse wie Kaschierung und Weiterverarbeitung.

Anwendungsmöglichkeiten des Tiefdrucks

Der Tiefdruck wird in der Druckindustrie für hochwertige Bild- und Flächendrucke eingesetzt. Dazu zählen dekorative Papiere, flexible Packstoffe auf Basis von Folien und Papier, Etikettenmaterialien sowie vorbedruckte Linerbahnen, die später mit Wellpappe kaschiert oder zu Deckenpapieren verarbeitet werden. Insbesondere bei großen Auflagen mit gleichbleibenden Motiven spielt das Verfahren seine Stärken in Reproduzierbarkeit, Homogenität und Produktionsgeschwindigkeit aus. Weitere klassische Einsatzfelder sind periodische Druckerzeugnisse wie Zeitschriften, Kataloge und Tapeten. In der Verpackungspraxis sind darüber hinaus Spezialanwendungen wie Effektlacke, Metallic-Anmutungen und fein abgestufte Tonwertverläufe verbreitet, sofern das Substrat und die nachfolgenden Prozesse darauf ausgelegt sind.

In der Wellpapp-Praxis kommt der Tiefdruck vor allem im Vorprint zum Einsatz: Papierbahnen werden vor dem Wellen und Kaschieren bedruckt. So entstehen Deckpapiere mit feinen Verläufen, großen homogenen Farbflächen und fotorealistischen Motiven, die für Displays, Verkaufsverpackungen und aufmerksamkeitsstarke Außenseiten genutzt werden. Für standardisierte Bedarfe existiert eine praktische Auswahl an Verpackungen direkt ab Lager, während speziell gestaltete Motive im Tiefdruck vor allem bei hohen Stückzahlen sinnvoll sind. In Kombination mit präziser Registerführung können mehrfarbige Layouts, Bildmotive, Mikrotexte und barcoderelevante Elemente zuverlässig umgesetzt werden.

Vor- und Nachteile von Tiefdruck

Zu den Vorteilen zählen hohe und reproduzierbare Druckqualität, sehr gleichmäßige Vollflächen, feine Raster und stabile Ergebnisse über lange Laufzeiten. Das Verfahren eignet sich für eine breite Materialpalette von Papieren bis zu Folien. Dem stehen höhere Initialkosten gegenüber, da die Zylinderherstellung aufwändig ist. Wirtschaftlich ist der Tiefdruck daher insbesondere bei großen Auflagen und stabilen Motivständen. Bei raueren, saugfähigen Oberflächen (z. B. direkter Postprint auf Wellpappe) können alternative Verfahren geeigneter sein; im Preprint auf glatten Linerpapieren zeigt der Tiefdruck jedoch eine hohe Konstanz. Für mittelgroße Serien kann eine sorgfältige Abwägung zwischen Rüstaufwand, Makulatur, Trocknungsenergie und Zylindernutzung die Auswahl des geeigneten Verfahrens unterstützen.

• Vorteile: hohe Detailgenauigkeit und Tonwertstabilität, ausgezeichnete Flächendeckung, konstante Qualität bei hohen Bahngeschwindigkeiten, lange Standzeiten der Zylinder, präzise Registerhaltung bei Mehrfarbendruck.
• Nachteile: höhere Rüst- und Zylinderkosten, längere Vorlaufzeiten, Motivwechsel ist kostenintensiver, Anforderungen an Lösemittel-Handling und Trocknungstechnik; bei kleineren Auflagen häufig weniger wirtschaftlich.

Qualitäts- und Prozessaspekte

Wesentliche Stellgrößen sind Näpfchentiefe und -form, Rakelmaterial und -winkel, Farbviskosität, Anpressung sowie Trocknungsleistung. Farbmanagement mit charakterisierten Profilen, regelmäßige Zylinderprüfung (Mikroskopie, Rauheit), stabile Bahnspannung und saubere Rakelbedingungen sichern eine gleichbleibende Qualität. Moderne Regeltechnik überwacht Register, Dichte und Tonwertzunahme in-line. Ergänzend werden Spektralmessungen, Glanzgradbestimmung, Benetzungs- und Haftungstests (z. B. Dyne-Test, Abrieb) eingesetzt, um Farbstabilität und Weiterverarbeitbarkeit abzusichern.

Materialien und Eignung

Auf glatten Papieren und gestrichenen Linerqualitäten liefert der Tiefdruck sehr homogene Ergebnisse. Für flexible Substrate (z. B. Verbunde oder Folien) ist die definierte Farbübertragung über die Näpfchengeometrie vorteilhaft. Bei strukturierten, saugfähigen Oberflächen kann die Farbaufnahme variieren; hier ist die Vorbehandlung des Substrats bzw. die Auswahl der Farbserie entscheidend. In der Wellpappe-Praxis bewährt sich die Kombination aus vorbedrucktem Liner, angepasster Klebstoffauswahl bei der Kaschierung und sorgfältig eingestellter Trocknung, um Glanz, Haftung und Planlage zu erhalten.

Drucktechnischer Vergleich und Abgrenzung

Tiefdruck vs. Flexodruck

Im Flexodruck liegen die druckenden Elemente erhaben auf einer flexiblen Platte; die Farbübertragung erfolgt über eine Rasterwalze. Das ermöglicht wirtschaftliche Klein- bis Mittelauflagen und ist im Postprint auf Wellpappe weit verbreitet. Tiefdruck überzeugt hingegen bei sehr großen Auflagen, feinsten Verläufen und besonders gleichmäßigen Vollflächen im Preprint auf glatten Linerpapieren.

Tiefdruck vs. Offsetdruck

Der Offsetdruck liefert hohe Detailtreue auf geeigneten Papieren und wird häufig für vorbedruckte Deckenpapiere mit anschließender Kaschierung eingesetzt. Im Vergleich zeigt der Tiefdruck Vorteile bei großflächiger Homogenität, sehr stabiler Farbführung und langen Laufzeiten, während der Offsetdruck Flexibilität bei schnelleren Motivwechseln bietet.

Gestaltung und Datenaufbereitung

Rasterung, Tonwerte und Schriften

Für den Tiefdruck sollten Tonwertverläufe so angelegt werden, dass sehr helle und sehr dunkle Bereiche ausreichend Näpfchenvolumen erhalten. Feine Linien profitieren von durchgängigen Konturen und ausreichender Mindeststrichstärke. Kleine Schriften sind mit angepasstem Kontrast und geeigneter Farbe lesbar, Barcodes werden mit validierten Parametern (Strichbreitenerhöhung, Ruhezone) angelegt. Eine datengetriebene Gravur mit abgestimmten Kalibrierkurven reduziert Tonwertsprünge und verbessert die Passerhaltigkeit im Mehrfarbendruck.

Typische Fehlerbilder und Abhilfe

Typische Merkmale bei Abweichungen sind Sägezahnränder an Kanten, Schleierbildung durch unzureichendes Abrakeln, Moiré-Effekte bei überlagernden Rasterstrukturen, Banding durch Zylindertoleranzen oder Skipping in Vollflächen. Gegenmaßnahmen umfassen optimierte Rakelmaterialien und -winkel, Zylinderinspektion und -pflege, Anpassung der Viskosität und Oberflächenspannung, kontrollierte Trocknerprofile sowie eine stabile Bahnspannung.

Prozess- und Umweltaspekte

Beim Einsatz lösemittelhaltiger Farben sind Lösemittelrückgewinnung, Abluftreinigung und Explosionsschutz zentrale Anforderungen. Wasserbasierte Systeme können Emissionen reduzieren, benötigen jedoch eine präzise Trocknerabstimmung. Energiemanagement, Wärmerückgewinnung und ein sorgfältiges Substrat-Handling tragen zur Prozessstabilität bei. In der Verpackungsanwendung sind ferner Migrations- und Geruchsaspekte, die Eignung für Lebensmittelkontakt (je nach System) sowie Recyclingverträglichkeit zu berücksichtigen.

Normen, Mess- und Prüfmethoden

Für Prozesskontrolle und Reproduzierbarkeit kommen standardisierte Farbmessungen (Densitometrie, Spektralfotometrie), Tonwertkennlinien, Graubalancebewertung und Oberflächenmessungen zum Einsatz. Branchenübliche Richtlinien und Prüfvorgaben unterstützen die Abstimmung zwischen Vorstufe, Gravur und Druckerei. Ergänzend werden Klebe-, Scheuer- und Rilltests nach der Kaschierung durchgeführt, um die Eignung der bedruckten Liner für die Wellpappenverarbeitung abzusichern.

Wirtschaftlichkeit und Losgrößen

Die Zylinderherstellung verursacht Fixkosten, die sich über lange Läufe amortisieren. Rüstzeiten, Einfahrmakulatur, Farbverbrauch und Trocknungsenergie beeinflussen die Gesamtkosten. Gleichbleibende Motive und planbare Serienfertigung begünstigen den Einsatz im Vorprint; variable, häufig wechselnde Designs sprechen eher für alternative Verfahren. Durch Wiederverwendung und Aufbereitung von Zylindern lassen sich Motive mit unveränderten Ständen über mehrere Kampagnen hinweg zuverlässig reproduzieren.

Einfluss auf Weiterverarbeitung und Wellpappeneigenschaften

Vorbedruckte Liner müssen nach dem Druck ausreichend trocken, blockfest und plan sein, damit die Kaschierung prozesssicher erfolgt. Ein zu hoher Restlösemittelgehalt oder unpassende Oberflächenspannung kann die Klebstoffhaftung mindern. Passerhalt, Kantenschärfe und Flächengleichmäßigkeit wirken sich unmittelbar auf die Erscheinungsqualität der späteren Verpackung aus, ohne die mechanischen Kennwerte der Wellpappe (z. B. ECT, BCT) negativ zu beeinflussen, sofern Material- und Prozessparameter abgestimmt sind.

Zusammenfassung:

• Beim Tiefdruck handelt es sich um ein hochwertiges Druckverfahren mit vertieften Näpfchen, das durch Farbbrillanz, gleichmäßige Flächen und Detailgenauigkeit besonders für dekorative Deckenpapiere und Packmitteldesigns geeignet ist.
• Das Verfahren ist vor allem bei großen Serien wirtschaftlich und skalierbar; die Herstellung der Druckzylinder verursacht höhere Anlaufkosten und macht sehr kleine Auflagen weniger geeignet.
• Die lange Haltbarkeit der Druckzylinder ermöglicht hohe Laufleistungen bei konstanter Qualität und trägt zu effizienten Produktionsprozessen in der Verpackungsindustrie bei.
• In der Wellpapp-Praxis wird Tiefdruck primär im Vorprint auf Linerpapieren genutzt, um fotorealistische Motive und homogene Vollflächen für Außenseiten von Verpackungen und Displays zu realisieren.