Aus den Unternehmen

Aprion Digital – Inkjet ohne Grenzen

Mittwoch 12. April 2000 - Anfang der siebziger Jahre prophezeite eine Reihe anerkannter Studien, dass sich die Inkjet-Technologie innerhalb von 15 Jahren in der Druckindustrie zum vorherrschenden Verfahren entwickeln würde.

Dies mag zwar vielleicht übertrieben optimistisch gewesen sein, aber seitdem haben sich die einzelnen Mosaikteile nach und nach zusammengefügt und die Voraussetzungen dafür geschaffen, dass aus dieser Vorhersage heute Realität werden kann. Allerdings musste die Inkjet-Technologie sich durch die Hintertür in die Branche einschleichen: nach dem erfolgreichen Einstieg in den Büro- und Grafiksektor folgte der Siegeszug in der Farbproofherstellung und später im Bereich der großen und ultrabreiten Formate für Displayanwendungen.

Dagegen stellten der allgemeine Farbdruck und Hochleistungs-Anwendungen wie Verpackungen, Heimdekoration und Wandverkleidungen bislang eine scheinbar unüberwindbare Hürde dar. Zwar hat man mittlerweile alle Aspekte der digitalen Bilderfassung, Gestaltung, Bearbeitung und Übertragung im Griff, doch ließen hochleistungsfähige Druckmaschinen für die industrielle Produktion bisher auf sich warten.

Nun aber tritt ein erst im September 1999 neu gegründetes israelisches Unternehmen, die Firma Aprion Digital, mit der Technologie, dem Personal und den finanziellen Ressourcen auf, mit denen sich die digitale Landschaft möglicherweise grundlegend verändern lässt. Bereits jetzt existieren als Prototyp Inkjetdruckmaschinen, die eine Leistung von ca. 204 m_/Stunde auf einer breiten Palette unterschiedlicher Substrate erreichen. Eine Multiple-Array-Technologie liefert wasser- und kratzfeste, lichtbeständige Druckfarben auf Wasserbasis; das System arbeitet mit einem einzigartigen Trocknungssystem, um mit der Ausgabegeschwindigkeit Schritt zu halten.

Einige Unternehmen haben bereits Vertriebsvereinbarungen unterzeichnet für Druckmaschinen, die speziell auf zwei Bereiche zugeschnitten sind: Rollendruckmaschinen für Wandverkleidungen und Bogendruckmaschinen für das Bedrucken von Wellpappe und Kartonagen. In der Forschung und Entwicklung in Herzliya stehen hochauflösende Sechsfarben-Flachbettdruckmaschinen mit der Codebezeichnung „Kingfisher“. Viele Branchenbeobachter dürften sich jetzt wohl fragen, wie diese Entwicklung unter ihren wachsamen Augen unbemerkt realisiert werden konnte.

Das sind die Fakten: Aprion Digital hat 33 Millionen Dollar an Risikokapital gewinnen können, die großzügigste finanzielle Rückendeckung, die jemals einer neu gegründeten Firma in Israel zuteil wurde. Zu den wichtigsten Investoren zählen Scitex, Israel Infinity Fund, Clal Electronics Industries, Discount Investments Corporation, Templeton, Hapoalim Bank und CDI.

Das Unternehmen hält mehr als 20 Patente im Bereich der Inkjet-Technologie und der damit zusammenhängenden Verbrauchsmaterialien. Hinzu kommt ein hochkarätiges Managementteam: Präsident und Chief Executive Officer von Aprion ist Dr. Miki Nagler, der als ehemaliger Vizepräsident der Scitex Corporation für den Geschäftsbereich Product Divisions mit einem Anteil von insgesamt 450 Millionen Dollar vom Gesamtumsatzerlös des Unternehmens von 650 Millionen Dollar verantwortlich zeichnete. Avi Huppert, Executive Vice President und General Manager von Aprion, war zuvor Leiter des Bereichs Scitex Output Imaging, der unter anderem auch das außerordentlich erfolgreiche Produkt Lotem CTP in Rekordzeit entwickelte.

Diese beiden Veteranen der grafischen und elektro-optischen Industrie haben Scitex mit dessen ausdrücklichem Segen den Rücken gekehrt. Sie haben ein eindrucksvolles Team von Führungskräften zusammengestellt, darunter Haggai Karlinski und Prof. Ami Carmon, die die Technologie entwickelten und patentierten; Eli Vronsky, Vice President R&D, der während der letzten beiden Jahre seiner zehnjährigen Tätigkeit bei Scitex die Abteilung Forschung und Entwicklung im Geschäftsbereich Scitex Output leitete; Aharon Korem, der über 25 Jahre Erfahrung im Bereich der Drucktechnologien verfügt; Dr. Moshe Frenkel, Vice President Consumables, eine Koryphäe im Bereich der Digitaldruckfarben und Veteran der Unternehmen Indigo und Idanit; Asa Ziv, Vice President Marketing, zuvor Leiter der El-Op Laserfertigung; und Eyal Ben-Amram, Vice President Operations, Experte mit langjähriger Erfahrung als Leiter der Bereiche Operations und Logistics bei Scitex. Heute beschäftigt das Unternehmen 80 Ingenieure, Techniker, Wissenschaftler und andere Fachleute.

Angesichts des eindrucksvollen Aufgebots an Fachwissen, Eigentumsrechten an der Technologie für Inkjetdruckköpfe und Verbrauchsmaterialien, gepaart mit den eigenen Fertigungseinrichtungen und dem Erfahrungsreichtum in den Bereichen Systementwicklung und Forschung & Entwicklung, darf das Unternehmen als ernst zu nehmender Player im Markt angesehen werden.

Das Geheimnis der Aprion-Technologie „MAGIC“

Das Geheimnis der als „MAGIC™“ (Multiple Array Graphic Inkjet Color) bekannten Technologie von Aprion liegt in der mehrschichtigen Konstruktion der Inkjet-Druckköpfe. Sie sind nur wenige Millimeter dick und lassen sich an Druckformate von praktisch jeder beliebigen Länge und Breite anpassen. Für die erste Produktgeneration werden Druckköpfe in mehreren Arrays (Zeilen) von 5.9 x 0.8 Zoll (15.2 x 2.54 cm) verwendet, die mit einer Auflösung von 600 dpi drucken. Je nach Anwendung können sie längs oder quer über dem Substrat gruppiert werden, für Rollen- oder Bogendruck.

Die oberste Schicht besteht aus einem Raster aus Hunderten von piezoelektrischen Erregerelementen. Darauf folgt eine Schicht porösen Metalls, die es der Druckfarbe ermöglicht, zur untersten Schicht, die mit lasergebohrten Düsen versehen ist, abzufließen. Diese Struktur gewährleistet einen zuverlässigen Farbfluss bei hohen Spritzgeschwindigkeiten über einen sehr breiten Querschnitt – im Gegensatz zu anderen Technologien, die mit Micro-Channel-Technologie arbeiten. Anders als bei der Continuous-Flow-Inkjet-Technologie entfallen bei diesem Verfahren Farbabfall und unnötiges Recycling.

Die Inkjetdruckköpfe arbeiten mit einer so genannten „Drop-on-demand“-Technologie; der über jeder Düse angebrachte piezoelektrische Erreger erzeugt eine Schockwelle, wodurch bei Bedarf ein Farbtropfen ausgestoßen wird. Die eigentlich langsam durch die poröse Schicht fließende Farbe wird bei jeder Schockwelle schnell hindurchgezogen; dadurch wird ein Überkreuzen von Farbtropfen zwischen den Düsen ausgeschlossen.

Die erste Produktgeneration erreicht eine Leistung von 25.000 Tropfen/Sekunde; aber nachweislich haben Aprion Inkjetdruckköpfe durchaus das Potenzial, eine um viermal schnellere Leistung zu erreichen. Das entspricht einer Druckgeschwindigkeit von über 4 m/s. Eine Technologieversion, die durch das Variieren der Anzahl der auf jedem Bildbereich des Substrats abgelegten Tropfen mehrere Graustufen je Pixel unterstützt, befindet sich derzeit in der Entwicklung.


Wie Aprion bei der Inkjet-Technologie das Substratproblem löst

Damit die Inkjet-Technologie mit traditionellen Druckverfahren überhaupt konkurrieren kann, muss sie in der Lage sein, Standardmaterialien ohne besondere Vorbehandlung zu verarbeiten. Bislang war das Inkjetverfahren sehr selektiv, verlangte es doch nach speziell vorbehandelten Substraten, die in der Regel fünf bis zehn mal so teuer sind wie beispielsweise die im Offsetdruck gängigen Materialien. Gleichzeitig sieht sich die Druckbranche insgesamt dem Druck ausgesetzt, aus ökologischen Gründen Druckfarben auf Wasserbasis zu verwenden. Das ist freilich nicht so einfach, wie es vielleicht klingt. Beim Offsetdruck ist dies praktisch unmöglich, weil das Verfahren auf dem Aufbau farbfreundlicher Bildstellen und wasserfreundlicher Nichtbildstellen basiert. Auch bei anderen Druckverfahren gibt es handfeste technische Probleme bei dem Versuch, wasserlösliche Farben auf nichtporöse polymerische Substrate aufzutragen.

Durch die Entwicklung wasserlöslicher Druckfarben, die sich auf Standardsubstrate abstimmen lassen und selbst so schwierige Materialien wie zum Beispiel Vinyl bedrucken können, hat Aprion diese Probleme gelöst.

Druckfarben auf Wasserbasis zeichnen sich durch Wasser- und Lichtbeständigkeit sowie durch hohe Abriebfestigkeit aus. Darüber hinaus sind die Druckfarben für hohe Druckgeschwindigkeiten von bis zu 33 KHz ausgelegt. In Vergleichtests zur Abriebfestigkeit, denen diese Druckfarben neben anderen Inkjet- und Xerografieverfahren unterzogen wurden, konnten diese Farben ihre deutliche Überlegenheit unter Beweis stellen.

Daneben sind eine Reihe von UV-trocknenden Druckfarben entwickelt worden, die während der Trocknung (Härtung) kein Verdunsten oder Verdampfen erfordern. Diese Druckfarben werden für gewerbliche Anwendungen in Märkten eingesetzt, in denen hohe Licht- und Wasserbeständigkeit, eine hohe Lösemittelbeständigkeit oder eine besonders hohe Abriebfestigkeit gefordert sind.

Die Zukunft der Inkjet-Technologie

Der erste Markt, in dem sich die Auswirkungen der MAGIC-Technologie von Aprion spürbar bemerkbar machen dürften, ist der Bereich Heimdekor, der zurzeit noch traditionelle Druckverfahren einsetzt. Das Finanzierungsmodell basiert noch auf teuren Druckplatten, Zylindern oder Sieben, die erst bei hohen Auflagen und hohen Produktionsgeschwindigkeiten eine wirtschaftliche Produktion erlauben. Hier ist jedoch dank einer Allianz mit dem New Yorker Unternehmen Polytex Co., das bereits seit über fünfzig Jahren Druckfarben für diesen Markt vertreibt, eine Änderung in Sicht. Die Firma hat erst vor kurzem die Tochtergesellschaft Digital Printing Systems (DPS) gegründet, die künftig eine von Aprion entwickelte Spezialmaschine für das Drucken von Wandbekleidungen auf Papier und verschiedenen Vinylarten vermarkten soll.

Ein weiterer erster Zielmarkt für Aprion ist der Wellpappen- und Kartonagenmarkt, der in jüngster Vergangenheit durch die Einführung von Micro-Flutings, die den Weg in hochqualitative Anwendungen im Verpackungsbereich und für Displayanwendungen erschlossen, revolutioniert wurde. Hier wurde kürzlich mit der in Chicago ansässigen Belcom Co. eine Vereinbarung für die Vermarktung einer speziell für diesen Verpackungsbereich entwickelten hochleistungsfähigen Aprion Bogendruckmaschine unterzeichnet.

Für die Zukunft ist unter anderem die Entwicklung von Produkten für schmalbahnige Anwendungen geplant. Erwähnenswert ist hier vor allem eine Buchdruckmaschine mit der Bezeichnung BookNet, die veredelte, hochqualitative Einzelexemplare in weniger als zehn Minuten produziert – komplett mit farbig gedruckten Umschlägen. Ein BookNet-Prototyp wird derzeit fertig gestellt und mit Büchern mit einem Umfang von bis zu 600 Seiten demonstriert. Die Begriffe „vergriffen“, „nicht vorrätig“ und schlicht „nicht verfügbar“ könnten mit der Installation von Produktionseinrichtungen unmittelbar am Point of Sale künftig der Vergangenheit angehören. Selbstverständlich können Leser Bücher auch über das Internet bestellen und später abholen oder anliefern lassen. Interessengruppen, akademische Publikationen, Büchereien und Institutionen – von privaten Publishing-Anwendungen ganz zu schweigen – werden alle von diesem revolutionären System profitieren.

Am spannendsten verspricht vielleicht die Zielsetzung von Aprion zu werden, eine digitale Akzidenzdruckmaschine zu entwickeln, die bezüglich Druckqualität, Substratflexibilität und Kosteneffektivität eine realistische Alternative zum Offsetdruck bieten soll. Anders als bei anderen für diesen Markt konzipierten Digitaldruckmaschinen sind in dieser Maschine jedoch sämtliche Vorzüge der Aprion-Technologie vereint: das sind vor allem niedrigere Druckfarbenkosten, hohe Druckgeschwindigkeit, Substratflexibilität und die Fähigkeit, sowohl kleine als auch größere Auflagen wirtschaftlich zu drucken. Es sieht so aus, als ob die Akzidenzdruckindustrie schon bald in ihren Grundfesten erschüttert wird, sobald die digitale Druckhalle erst Realität geworden ist.