Kennzeichnungstechnik Perfekt ausgezeichnet

Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. Sabine Mühlenkamp / Dr. Jörg Kempf

Die Kennzeichnung von chemischen Produkten ist mitunter alles andere als einfach. Warnhinweise und Inhaltsstoffe müssen selbst bei aggressiven Inhaltsstoffen auch nach Jahren noch lesbar sein. Darüber hinaus stellt die in- und externe Rückverfolgung chemischer Produkte neue Anforderungen an die Kennzeichnungsbranche.

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In der chemischen Industrie gibt es großes Potenzial für die RFID-Technologie.
In der chemischen Industrie gibt es großes Potenzial für die RFID-Technologie.
( Bild: Bluhm Systeme )

Ob problematischer Inhaltsstoff, Chargennummer oder Herstelldatum – die Menge an Informationen, die zu einem Produkt bereit gestellt werden muss, steigt drastisch an. Darüber hinaus fordern immer mehr Kunden aus logistischen Gründen Barcode-Informationen an ihren Produkten und Umverpackungen. Daher schätzt man bei Markem-Imaje das Wachstum in der Etikettiertechnik in den nächsten fünf Jahren pro Jahr ungefähr auf drei Prozent in den USA und fünf Prozent in Europa und sieht insbesondere für Print&Apply-Systeme in hochautomatisierten Produktionsanlagen gute Möglichkeiten. Auch wenn diese Wachstumserwartungen vor der aktuellen Finanzkrise geäußert wurden, wird das Informationsbedürfnis sowohl im privaten Bereich aber auch in chemischen und pharmazeutischen Betrieben sicher nicht weniger werden.

Robustheit zählt

Bereits heute hält die Kennzeichnung von chemischen Verpackungen/Behältern hohen Qualitätsstandards stand. „Verwechslungen durch unleserliche bzw. nicht mehr vorhandene Codierungen können fatale Folgen haben“, erklärt Jürgen Pflieger, Leiter Marketing bei Domino Deutschland. Je nach Gebindegröße und -material kommen unterschiedlichste Kennzeichnungstechnologien zum Einsatz, die für eine dauerhaft beständige Beschriftung sorgen. „Bei der Außenlagerung von großen Gebinden ist zudem darauf zu achten, dass die Kennzeichnung entsprechend witterungsbeständig ist“, gibt Pflieger zu bedenken. Dabei ist es wichtig, dass Warnhinweise, Gewichtsangaben, Inhaltsstoffe und vieles mehr dauerhaft gut lesbar bleiben. „In der Chemiebranche bedeutet das, dass die Kennzeichnung je nach Produkt und Folgeprozess säure- oder lösemittelbeständig sein muss“, beschreibt Kurt Hoppen, Mitglied der Geschäftsleitung bei Bluhm Systeme die Anforderungen und nennt als Beispiel ein in Kunststoffflaschen abgefülltes chemisches Reinigungsmittel. Die durchaus gewünschte hohe Reinigungswirkung des Mittels stellt für die Kennzeichnungstechnik eine Herausforderung dar. „In solchen Fällen sorgt beispielsweise ein stark haftender Etikettenkleber auf Acrylatbasis für die erforderliche Endhaftung und optimale Eigenschaft bei der Verarbeitung, d.h. beim Aufspenden. Ergänzt wird dies durch eine zusätzliche Versiegelung des vorgedruckten Teils des Etiketts mit einem Schutzlack und darüber hinaus einer besonders gut bedruckbaren Lackschicht an den Stellen, die den variablen Teil der Information enthalten“, nennt Hoppen den Weg für eine dauerhaft sichtbare Beschriftung.

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Neue Richtlinien

Ein weiterer Aspekt, mit dem sich Kennzeichnungssysteme auseinander setzen müssen, sind die neuen EU-Verordnungen Reach und die GHS „Globally Harmonised System of Classification and Labelling“. „Mit der Reach-Verordnung soll das Chemikalienrecht europaweit vereinheitlicht und vereinfacht werden. Gleichzeitig soll aber auch der Wissensstand über die Gefahren und Risiken erhöht werden, die von Chemikalien ausgehen können“, nennt Hoppen die Gründe für deren Einführung. Das Global Harmonisierte System (GHS) zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien der Vereinten Nationen bildet die Grundlage einer weltweiten Vereinheitlichung bestehender nationaler Systeme. Die europäische Union hat hierzu einen Verordnungsentwurf CLP (regulation on classification, Labelling and Packaging of substances und mixtures) erstellt, nach dem ab dem 1. Dezember 2010 alle Stoffe gekennzeichnet werden sollen. „Zwar orientiert sich der Entwurf an dem derzeit bestehenden GHS-System, doch gibt es auch einige Änderungen, beispielsweise bei den Kennzeichnungssymbolen und den R- und S-Sätzen. Eine entsprechende Umsetzung der neuen Zeichen muss also durch die Kennzeichnungstechnik gewährleistet sein“, beschreibt Hoppen die direkten Folgen.

Unterschiedlichste Techniken

Die Beispiele zeigen auch, wie flexibel Kennzeichnungssysteme heute sein müssen, wenn sie zukunftsträchtig sein wollen – übrigens unabhängig von der verwendeten Technik. Lasersysteme gelten als besonders wandelfähig. „Flexible Laser-Beschriftungssysteme werden ebenso wie hochauflösende Tintenstrahlsysteme an Bedeutung gewinnen“, ist Göran Telhage, Produktmanager bei Markem-Imaje für den Etikettierbereich, überzeugt. „Aufgrund seiner bewährten Funktionssicherheit und Zuverlässigkeit wird aber der Thermodirekt- bzw. Thermotransferdruck weiter eingesetzt werden, da die Kosten bei dieser Technologie relativ gering sind.“

Der Aspekt der Flexibilität stand auch bei der Entwicklung der neuen Vektorlasersysteme der D-Serie plus von Domino im Vordergrund. Zu den wichtigsten Leistungsmerkmalen der neuen Modelle gehören ein modularer Aufbau, eine Browser-basierte Steuerungssoftware und eine Ethernet-Schnittstelle. Damit wird nicht nur die Integration vereinfacht, sondern auch die Gesamtanlageneffektivität verbessert. Die Lasersysteme bieten zudem eine Vielzahl von Optionen für komplexe Kennzeichnungen, den Druck von Echtzeitdaten sowie Track-und-Trace-Anwendungen.

Der richtige Code

Tracking- & Tracing-Technologien werden mittlerweile nicht mehr nur in der hochregulierten Pharmaindustrie eingesetzt. „Um Fehlkennzeichnungen zu vermeiden und die Rückverfolgbarkeit über die gesamte Lieferkette hinweg zu gewährleisten, ist die Netzwerkfähigkeit sowie die Möglichkeit der Einbindung in den übergeordneten IT-Datenfluss ein Muss bei modernen Kennzeichnungssystemen“, macht Pflieger die Bandbreite heutiger Systeme deutlich. Generell ist die eingesetzte Kennzeichnungstechnologie (Inkjet, Laser, Thermotransfer, Etikettiertechnik, etc.) von den Linienparametern sowie vom zu kennzeichnenden Material abhängig. „Vom Produkt bis zur Palette werden sowohl alphanumerische Textkennzeichnungen als auch lineare Barcodes eingesetzt, um die Rückverfolgbarkeit über die gesamte Lieferkette hinweg zu gewährleisten“, erklärt Pflieger. „Bei der Kennzeichnung von großen Gebinden und in den Bereichen Sekundär- und Tertiärkennzeichnung trifft man immer häufiger die RFID-Technologie an, von einer flächendeckenden Entwicklung kann man allerdings noch nicht sprechen.“

Diese Erfahrung teilen die meisten Hersteller. In der Praxis setzt sich jedoch derzeit der 2D-Datamatix-Code durch. Diese Lösung eignet sich auch für Firmen, welche die Anforderungen der länderspezifischen Track & Trace-Regularien erfüllen müssen. „Damit lassen sich enorme Datenmengen auf minimalem Raum abbilden“, nennt Sandra Büttner von Wolke Inks & Printers den wichtigsten Vorteil. Neben der hohen Datenkapazität und leichten Lesbarkeit weist die 2D-Datamatrix jedoch noch andere wünschenswerte Eigenschaften auf, so Büttner: „Die Größe des Datamatrix kann an dessen Datenmenge angepasst werden, sodass der Code selbst mit detaillierten Informationen relativ klein gehalten werden kann. Und die 2D-Codierung hält wegen der hohen Datenredundanz, auch erschwerten Bedingungen stand. Dies verbessert die Lesbarkeit der Daten, selbst für den Fall, dass 20 Prozent des Codes zerstört sind.“

Mit der umfassenden industriellen Erfahrung im 2D-Datamatrix-Druck bietet Wolke Inks & Printers beispielsweise das Wolke Codiersystem m600 advanced an, das sehr hohe Datenverarbeitungsgeschwindigkeiten erreicht. Der m600 advanced ist serienmäßig mit USB-, Ethernet/IP und TCP/IP-Schnittstelle ausgestattet und ist in der Lage, komplette Datenbankinhalte von einem übergeordneten Rechner zu empfangen und in Echtzeit abzuarbeiten. Dies ist eine entscheidende Voraussetzung für die Umsetzung der lückenlosen Rückverfolgbarkeit.

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Neue Möglichkeiten für RFID

Trotzdem ist die RFID-Technologie nicht aus dem Rennen: „In der chemischen Industrie gibt es immer noch große Einsatzpotenziale für diese Technik – nicht nur im Hinblick auf Abläufe, Sicherheit und Rückverfolgbarkeit innerhalb der Lieferkette, sondern auch im Hinblick auf die internen Produktionsprozesse“, ist Hoppen überzeugt. So kann RFID insbesondere auf Karton- und Palettenebene sinnvoll sein. Die Technologie hat den Vorteil, dass die in die Tags geschriebenen Daten während des Prozesses innerhalb der Lieferkette laufend verändert werden können. Lese- und Schreibvorgänge funktionieren, selbst wenn keine Sichtverbindung zwischen Sender und Transponder besteht. „Damit lassen sich auch Informationen aus einem geschlossenen Karton auslesen“, erklärt Hoppen. Daher werden die Techniken häufig sogar überlappend und parallel eingesetzt. „Wie man auch bei Einführung des Barcodes bisher nicht auf den Klartext verzichtet hat, damit man auch im Fehlerfall noch den Inhalt eindeutig erkennen kann, so wird man voraussichtlich auch bei RFID nicht auf die optische Codierung z.B. mit Dotcode und Klartext verzichten“, gibt sich Hoppen pragmatisch und ergänzt: „RFID ist als sinnvolle Erweiterung der bestehenden Auto-ID-Technologien zu sehen, die neue Anwendungen erlaubt.“ Dabei nennt er als Beispiel Mehrweg-Transportbehälter mit RFID-Tags, um die Logistikprozesse besser zu steuern und zu kontrollieren. Im Produktionsbereich ermöglicht die RFID-Technik außerdem eine sichere Automatisierung von Prozessen. Mögliche Fehlerquellen beispielsweise durch manuelle Arbeitsschritte können so auf ein Minimum reduziert, wenn nicht sogar ausgeschlossen werden.

Für den kontaktlosen Datentransfer bietet Bluhm Systeme beispielsweise eine Reihe von verschiedenen RFID-Lösungen an. Angefangen bei RFID-Desktop-Druckern bis hin zu vollautomatischen Print, Code and Apply-Systemen, die in einem Arbeitsgang Tags beschreiben, bedrucken und spenden. Um auch auf Oberflächen und Produkten, die aus physikalischen Gründen nicht optimal für RFID geeignet sind, eine gute Leistung zu erreichen, gibt es einen speziellen Flag Tag-Applikator: Der Etikettenteil mit dem RFID-Tag wird automatisch vom Spender vor dem Aufbringen gefaltet und erhält so etwas Abstand zur Oberfläche.

Anhand dieser Beispiele wird die Vielfalt heutiger Kennzeichnungssysteme sichtbar. Dabei ist eins unverkennbar: Ein Etikett allein ist für die heutigen Anforderungen im Produktionsbereich nicht mehr ausreichend. Vielmehr sind für die Umsetzung der Tracking & Tracing-Richtlinien Komplettlösungen gefordert. Daher gehören, wie Büttner abschließend erklärt, Datenbanken, Bildverarbeitungssysteme und Lesegeräte neben dem Kennzeichnungssystem zu den wichtigsten Komponenten für eine erfolgreiche Realisierung.

Die Autorin ist freie Mitarbeiterin bei PROCESS.

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