Anfertigung von Wellpappen-Mustern und Charakterisierung im Labor

Herstellung von Wellpappe im Labor

Um die Druckeigenschaften der unterschiedlichen Strichrezepturen praxisnah zu testen wird aus den gestrichenen Papierproben Wellpappe im Labormaßstab hergestellt. Eine einseitige Wellpappe (Wellenpapier mit einer Deckenbahn verklebt) wird auf das gewünschte Format zugeschnitten, ebenso die gestrichene Papierprobe. Ein spezieller Wellpappenkaschierleim wird mit einer Handrakel auf einer Glasplatte gleichmäßig verteilt. Die einseitige Wellpappe wird nun auf die Glasplatte gelegt, sodass die Wellenspitzen mit dem Kaschierleim benetzen.

Zum Schluss wird dieses Stück Wellpappe auf das bereits zugeschnittene Stück Papier gelegt und mit einem definierten Gewicht belastet, getrocknet und ab-schließend für mindestens 24h im Klimaraum gelagert.

Flachstauch-Prüfung (FCT)

Die Flachstauchprüfung wird durchgeführt um die im Labor hergestellte Wellpap-pe auf ihre Gleichmäßigkeit zu überprüfen. Dazu wird die WellpapWellpap-penprobe (100 cm²) bis zum Zusammenbruch der Wellen senkrecht zur Oberfläche mittels der Zwick^® Druckprüfmaschine belastet, siehe Abb. 20. Wichtig ist, dass die Wellen

Abbildung 17: FCT-Test

Der Kurvenverlauf der FCT Messung wird durch folgende Skizze veranschau-licht.

Abbildung 18: Kraftverlauf des FCT Tests

Von der Laborwellpappe wurden 5 Muster an der Zwick® Druckprüfmaschine getestet. Bei den Ergebnissen steht nicht der absolute Wert im Vordergrund, sondern die Vergleichbarkeit der Proben. Die Versuche ergaben eine Varianz von 9,28%.

Tabelle 7: Ergebnisse FCT-Test (M=Mittelwert; s=Standardabweichung) Probe M s Laborwellpappe 1.423 N 132 N

Die Ergebnisse für den Flachstauchwiderstand der Wellpappe zeigen einheitliche Messwerte mit einer akzeptablen Standardabweichung. Für die weiteren Versu-che gilt damit bestätigt, dass die im Labormaßstab hergestellte Wellpappe reproduzierbare Festigkeitseigenschaften besitzt und für die späteren Druckver-suche eingesetzt werden kann.

Probedruck am DFTA-TZ

Am Technologiezentrum des Deutschen Flexodruck Fachverbandes in Stuttgart werden die Proben auf ihre Bedruckbarkeit an einer Versuchs-Flexodruckmaschine überprüft.

Abbildung 19: Flexodruckmaschine am DFTA-TZ

Die Flexodruckmaschine besitzt ein offenes Rakelsystem. Um einheitliche bzw.

vergleichbare Ergebnisse zu erzielen, wird die Maschine vom zuständigen Laboringenieur anhand von Referenzmustern eingestellt. Bei den Referenzmus-tern handelt es sich ebenfalls um Wellpappe, die im Labormaßstab hergestellt wurden (160mm x 160mm). Als Deckenpapier wurde hierzu das ungestrichene Papier verwendet, welches auch die Grundlage für alle Strichversuche bildete.

Sind die idealen Druckeinstellungen an der Maschine gefunden, werden damit die unterschiedlichen Strichmuster bedruckt.

drucktechnische Auswertung

Für die drucktechnische Auswertung wurden auf den Probedrucken Felder mit unterschiedlicher Rasterung aufgedruckt. Dabei wurden aber auch zwei ver-schiedene Rasterwalzen - mit 24 L/cm und 36 L/cm - eingesetzt. Die nachfolgen-de Abbildung 20 zeigt in einem Beispiel einen bedruckten Wellpappenprüfling mit den verschiedenen Auswertebereichen.

Abbildung 20: Probedruck mit der Versuchs-Flexodruckmaschine (der umrande-te Bereich zeigt die Felder zur druckumrande-technischen Auswertung)

Die Auswertung der Rasterfelder erfolgte densitometrisch, wobei die Flächende-ckung der Rasterung ermittelt wurde. Die gemessene FlächendeFlächende-ckung (FD) wurde anschließend der Norm-Flächendeckung (FDnorm) der Rasterung gegen-übergestellt. Je größer die Abweichung von FD zu FDnorm ist, umso größer ist die Druckpunktzunahme im Raster. Ziel ist eine möglichst geringe Druckpunktzu-nahme durch die Strichrezeptur zu erreichen.

drucktechnische Auswertung Ergebnis-beispiele

Die nachfolgenden Diagramme zeigen beilspielhaft einige Ergebnisse aus der drucktechnischen Auswertung. Zur besseren Vergleichbarkeit wurden dieselben Rezepturbeispiele ausgewählt, die auch bei den Wischtestergebnissen gezeigt werden.

100T HC60

Norm -Wert 24 L/cm 36 L/cm

90T HC60 / 10T PC17

Norm -Wert 24 L/cm 36 L/cm

80T HC60 / 20T PC17

Norm -Wert 24 L/cm 36 L/cm

Abbildung 21: Streichfarbenrezepturen mit unterschiedlichen Pigmentanteilen (HC60 / PC17)

100T CC75

Norm -Wert 24 L/cm 36 L/cm

90T CC75 / 10T PC17

Norm -Wert 24 L/cm 36 L/cm

80T CC75 / 20T PC17

Norm -Wert 24 L/cm 36 L/cm

Abbildung 22: Streichfarbenrezepturen mit unterschiedlichen Pigmentanteilen (CC75 / PC17)

100T HC60

Norm -Wert 24 L/cm 36 L/cm

90T HC60 / 10T PW50

Norm -Wert 24 L/cm 36 L/cm

80T HC60 / 20T PW50

Norm -Wert 24 L/cm 36 L/cm

Abbildung 23: Streichfarbenrezepturen mit unterschiedlichen Pigmentanteilen (HC60 / PW50)

Es ist aus den Ergebnissen zeigt sich, dass grundsätzlich bei der feineren Rasterwalze (mit 36 L/cm) eine stärkere Druckpunktzunahme festzustellen ist. Es wurde stets eine höhere Abweichung Flächendeckung FD von FDnorm gemessen, als bei der gröberen Rasterwalze (24 L/cm). Jedoch ist der Einfluss des einge-setzten Pigmentes bzw. der Pigmentmischung auf die Druckpunktzunahme nach diesen Ergebnissen nur marginal und sehr wahrscheinlich nur innerhalb der vorhandenen Streubreite des Prüfverfahrens.

visuelle Auswertung durch

„paarweisen Vergleich“

Bei diesem Verfahren wird eine visuelle Beurteilung der Streifigkeit der bedruck-ten Wellpappenprüflinge vorgenommen. Dabei werden immer zwei Proben direkt miteinander vergleichen („paarweiser Vergleich“). es wird eine Wertung vorge-nommen, ob beide Druckproben eine vergleichbare Streifigkeit aufweisen und wird in dem Fall mit der Wertungszahl „1“ bewertet. Falls visuell Unterschiede in der Streifigkeit zu erkennen sind wird die Probe mit der geringeren Streifigkeit mit der Wertungszahl „2“ und die mit der stärkeren Streifigkeit mit der Wertungszahl

„0“ bewertet. nach dieser Methode werden sukzessiv alle bedruckten Wellpap-penprüflinge bewertet und die Bewertungszahl summiert.

Im Endergebnis zeigt sich diejenige Strichrezeptur als am besten geeignet, die nach dieser Beurteilung die höchste Punktezahl erreicht, somit also die geringste Streifigkeit hat.

0 5 10 15 20 25 30

A B K L M N O D E F C G H J P

Probencodierung

Punktzahl (Bewertung)

Abbildung 24: Bewertung der Streifigkeit nach der Methode des paarweisen Vergleichs (je höher die Punktzahl, desto geringer die Streifigkeit)

Aus dem Diagramm ist zu erkennen, dass hier sowohl das eingesetzte Pigment, als auch die Anteile der Pigmentmischungen einen signifikanten Einfluss auf die Streifikeit zeigen. Im Vergleich zu den Laborstrichen wurden auch das ungestri-chene Rohpapier (Codierung A) und ein industriell gestriungestri-chenes Vergleichspapier (Codierung B) betrachtet.

Das industriell gefertigte Vergleichspapier weist zu den laborgestrichenen Papieren ein zum Teil deutlich besseres Ergebnis, was aber auf Grund der unterschiedlichen Streichtechnik zu erwarten war. Allerdings sind aber bei den Laborstrichen Rezepturen dabei, die an das Vergleichspapier sehr nahe heran-kommen. Die besten Resultate wurden mit einem PCC (BPSD) mit Zusätzen von Nano-PCC bzw. SIO2-Pigment erzielt.