Applikation auf vorbedruckte Proben

Vorbemerkung In diesem Arbeitspaket wurden die Papierproben vor der Applikation der Wirk-substanzen bedruckt. Dies entspricht in der Regel dem Anwendungsfall in der Praxis. Dabei wurde ermittelt, ob durch das vorherige Bedrucken die

Wirksam-keit der Substanzen reduziert wurde. Dies erschien notwendig, da durch die Bedruckung die Penetrationsfähigkeit der Wirksubstanzen möglicherweise ver-ringert ist. Sollte dies der Fall sein, konnte in diesem Arbeitsschritt weiterhin überprüft werden, ob das Applizieren der Wirksubstanz vor dem Druck, also z.B. im Einlauf zum ersten Druckwerk, bessere Ergebnisse lieferte. Außerdem wurde überprüft, inwieweit die Bedruckbarkeit der Papiere durch die aufgetra-genen Wirksubstanzen möglicherweise gestört wurde.

Die Bedruckung der Muster erfolgte auf der Prüfbau Mehrzweck Probedruck-maschine. Bei den Versuchen für den Rollenoffsetdruck (mit

Heatset-Trocknung) bzw. Bogenoffsetdruck (keine Heatset-Heatset-Trocknung) wurden Praxis-Druckfarben eingesetzt. Für die Untersuchungen wurden die gleichen Ver-suchspapiere wie in Arbeitspaket 4 eingesetzt.

Die Simulation einer industriellen Sprüheinrichtung konnte aus technischen und konstruktiven Gründen an der Prüfbau Mehrzweck-Probedruckmaschine nicht realisiert werden. Deshalb wurde auch für dieses Arbeitspaket die Applikation wie in den Laborversuchen (Arbeitspakete 2 und 4) mit dem manuellen Be-schichtungsgerät durchgeführt.

Die Ergebnisse der Untersuchungen werden nun in den folgenden Abschnitten dargestellt und diskutiert.

7.4.1 Applikation der Wirksubstanzen und Falzversuche Applikation der

Wirksubstanzen Die Applikation der Wirksubstanzen erfolgte wie in Punkt 5.3.1 beschrieben mittels des manuellen Beschichtungsgerätes auf die Papieroberflächen.

Die Trocknung im Rollenoffsetverfahren wurde simuliert, indem die Papierpro-ben nach dem Bedrucken aber vor der Applikation der Wirksubstanzen im Heatset-Dreikammern-Trockner getrocknet wurden. Die Trocknungstemperatu-ren betrugen dabei in:

Kammer 1 Kammer 2 Kammer 3

280 °C 240 °C 100 °C

Die Durchlaufgeschwindigkeit betrug 0,1 m/s, was in etwa 1s Verweilzeit der Papierprobe im Trockner bedeutet. Dabei stellte sich eine Oberflächentempera-tur der bedruckten Papierprobe von ca. 110°C ein.

Proben, bei denen das Bogenoffsetverfahren simuliert werden sollte, wurden vor dem Applizieren des Wirkstoffs nicht getrocknet.

Die in den Diagrammen zusätzlich aufgeführte Version V0 steht jeweils für die bedruckten Papiere ohne Wirksubstanz.

Laborfalzung Die Laborfalzungen der Papiere 1 und 2 sowie hier auch von Papier 6 wurden, wie in den vorangegangenen Arbeitpaketen beschrieben, mit dem Präzisions-falzgerät nur quer zur Maschinenrichtung (CD) des Papiers ausgeführt.

Die Falzungen wurden stets so durchgeführt, dass die bedruckte Papierseite auf der Außenseite der gefalzten Probe war. Die Probenbreite der Probenstrei-fen war 40mm und der Liniendruck der Falzwalzen 100 N/cm.

Applikation nach In dieser Versuchsreihe wurden die Papiere wie oben beschrieben bedruckt

der Trocknung und getrocknet (Rollenoffset) sowie nur bedruckt, jedoch nicht im Trockner ge-trocknet (Bogenoffset). Die Applikation der Wirksubstanzen erfolgte stets erst unmittelbar vor dem Falzvorgang.

Bei den Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass die Wirksubstanz V11a durch den Druckfarbenfilm stark in der Penetration ins Papier behindert wurde, so dass eine Verschmutzung des Falzgerätes die Folge war.

Deshalb musste für diese Versuchsreihe die Wirksubstanz V11a herausge-nommen werden.

Aus der Abbildung 48 ist zu erkennen, dass bei Papier 1 alle Wirksubstanzen die Falzbruchneigung im Rollenoffset verringern (Falzbruchkennzahl Q wird kleiner). Im Bogenoffset ist die Wirkung vergleichbar, jedoch fällt die Wirkung wesentlich schwächer aus, weil das Papier ungetrocknet weniger Strichbruch zeigt.

Abbildung 48: Falzbruchkennzahlen Q von optimierten Wirksubstanzen auf vorbedruckten Papieren. Falzung in CD; Heatset-Trocknung (RO), nicht Heatset getrocknet (BO). (Papier 6 wurde als LWC-Papier nur im Rollenoffsetverfahren untersucht)

Das Papier 2 sowie das Papier 6 zeigten beide zumindest bei den Wirksubstan-zen V5a und V14a geringeres Falzbrechen als ohne. Allerdings ist der Rück-gang der Falzbruchneigung geringer als bei Papier 1. Die Substanzen V1 und V9 zeigen bei diesen Papieren kaum einen Einfluss.

Applikation vor

dem Bedrucken Hier wurde der Einfluss der Wirksubstanzen untersucht, wenn diese bereits vor dem Bedrucken, also im Einlauf in die Druckmaschine bzw. im ersten Druck-werk, aufgebracht werden sollten. Dazu wurden die Substanzen auf die unbe-druckten Papiere aufgebracht und sofort im Anschluss mit der Probedruckma-schine bedruckt. Analog zu oben wurden die Proben für den Rollenoffset nach dem Bedrucken im Heatset-Dreikammern-Trockner getrocknet und danach gefalzt. Die Proben für den Bogenoffset wurden ohne Heatset-Trocknung ge-falzt.

Die Ergebnisse aus Abbildung 49 zeigen, dass nur bei Papier 1 eine Wirkung der Substanzen - außer von V1- festzustellen war.

Orientierend wurde hier auch die Wirkung der Substanz V11a mit untersucht.

Die Papiere konnten zwar beschichtet werden, jedoch war die Bedruckbarkeit sehr mangelhaft. Die Druckfarbe wurde durch die Wirksubstanz abgestoßen und deshalb nur sehr schlecht von der Papieroberfläche angenommen. Der Druckfarbenfilm war unregelmäßig und fleckig.

0

Abbildung 49: Falzbruchkennzahlen Q von optimierten Wirksubstanzen auf nicht vorbedruckten Papieren. Falzung in CD;

Heatset-Trocknung (RO), nicht Heatset getrocknet (BO). (Papier 6 wurde als LWC-Papier nur für das Rollenoffsetverfahren untersucht)

7.4.2 Überprüfung der Bedruckbarkeit beschichteter Papiere

Untersuchungs-methoden Zur Überprüfung der Bedruckbarkeit von den mit Wirksubstanzen beschichteten Papieren wurden folgende Untersuchungen durchgeführt:

• Wegschlagtest

• Rupfverhalten

• Mottling

Die Ergebnisse der Untersuchungen werden im Folgenden dargestellt.

Wegschlagver-halten Das Wegschlagverhalten ist ein wesentliches Kriterium für die Bedruckbarkeit im Offsetdruck. Mit Hilfe eines Wegschlagtests kann man die Eindringge-schwindigkeit der Druckfarbenöle ins Papier bewerten. Damit können Rück-schlüsse auf die Trocknungsgeschwindigkeit sowie auf die gleichmäßige Wie-dergabe von Raster- und Volltonflächen gezogen werden.

Bei einem langsameren Wegschlagen der Druckfarben bzw. der Druckfarben-bestandteile (Mineralöle) wird der Druckfarbenfilm bei diesem Test mehr Druck-farbe auf Konterstreifen übertragen als bei schnellem Wegschlagen. Somit ist die Farbdichte der Druckfarbe auf dem Konterstreifen ein Maß für die Weg-schlaggeschwindigkeit.

Die Bedruckbarkeit der Papiere wurde durch die Wirksubstanz V11a stark be-einträchtigt. Deshalb wurden sie in der Auswertung nicht berücksichtigt.

Die übrigen Wirksubstanzen zeigten bei dem Papier 6 eine geringe Verlangsa-mung des Wegschlagverhaltens der Druckfarbe. Möglicherweise wird durch die Wirksubstanzen die Penetration der Mineralölbestandteile der Druckfarbe

be-hindert.

Wegschlagtest - Papier 6

0 5 10 15 20 25 30

0 20 40 60 80 100 120 140

Konterintervall (s)

optische Dichte in %

P 6 P 6 + V1 P 6 + V5a P 6 + V9 P 6 + V 14a

Abbildung 50: Wegschlagverhalten von mit Wirksubstanz beschichtetem Papier am Beispiel von Papier 6

Bei den Papieren 1 und 2 war kein signifikanter Einfluss der Wirksubstanzen – ausgenommen von V11-a – auf das Wegschlagverhalten feststellbar.

Rupfverhalten Das Rupfveralten von Papieren beschreibt die Oberflächenfestigkeit von Druck-papieren. Eine erhöhte Rupfneigung des Druckpapiers bedeutet im Druckpro-zess ein höheres Waschintervall der Druckplatten und des Gummituchs und wird in der Regel als Mangel des Papiers angesehen. Abbildung 51 zeigt, dass die Wirksubstanzen die Rupfneigung von Papier sogar noch etwas verbesser-ten im Vergleich zum unbeschichteverbesser-ten Papier.

Allerdings wurde die Bedruckbarkeit des Papiers durch die Wirksubstanz V11a stark beeinträchtigt und die Farbannahme gestört. Diese Fehler im Druckfar-benfilm beeinträchtigen die Auswertung. Deshalb wurden sie in der Auswertung nicht berücksichtigt.

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0

P 6 P 6 + V1 P 6 + V5a P 6 + V9 P 6 + V 14a

Fehlstellen in % zur Gesamtfläche

Abbildung 51: Wegschlagverhalten von mit Wirksubstanz beschichtetem Papier am Beispiel von Papier 6

Bei den Papieren 1 und 2 ergab sich ein analoges Ergebnis.

Mottling Der Mottlingtest wird an der Mehrzweck-Probedruckmaschine der Fa. Prüfbau nach folgendem Prinzip durchgeführt:

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

P 6 P 6 + V1 P 6 + V5a P 6 + V9 P 6 + V 14a

Mottlingindex

Abbildung 52: Mottlingindex von mit Wirksubstanz beschichtetem Papier am Beispiel von Papier 6

Aus Abbildung 52 ist zu erkennen, dass die Wirksubstanz V5-a das Mottling im Vergleich zum unbeschichteten Papier erhöht. Bei den anderen eingesetzten Substanzen ist eine leichte Verbesserung zu sehen.

Auch hier wurde die Bedruckbarkeit des Papiers durch die Wirksubstanz V11-a stark beeinträchtigt und die Farbannahme gestört. Die Fehler im Druckfarben-film beeinträchtigen die Auswertung. Deshalb wurden sie in der Auswertung nicht berücksichtigt.

Die Papiere 1 und 2 zeigen ein weitgehend analoges Ergebnis wie bei Papier 6.

Die Ergebnisse sind deshalb nicht mehr gesondert hier aufgeführt.

Zusammenfas-sung Eine Applikation vor dem Bedrucken führt unter Umständen zu Problemen im Druckprozess – verlangsamtes Wegschlagen der Druckfarbe – bzw. werden die applizierten Substanzen nicht wirksam. Hierbei geht z.B. der Rückbefeuch-tungseffekt des übertrockneten Druckpapiers im Rollenoffsetdruck vollständig verloren. Auch im Bogenoffset wird die Falzbruchneigung durch die Applikation der Wirksubstanzen vor dem Bedrucken nicht signifikant erhöht.