Korrelation von Strichparametern mit Wellpappen-Bedruckbarkeit

Erhöhung der ef-fektiven Oberflä-che und

Kapillarität

Die Bewertung der Muster aus dem Technikumsversuchen hinsichtlich der Streifigkeit zeigen die erfolgreiche Entwicklungsleitlinienien für die Formulierung von Deckstrichstreichfarben auf:

 Erhöhung der Aufnahmekapazität und Kapillarität vom Strich durch - Verringerung Bindemittelanteil

-Einsatz Pigmente mit steiler Partikelgrößenverteilung

 Erhöhung der effektiven Oberfläche durch Einsatz von Nanopigmenten Bei größerer Rauigkeit wird der Einfluss nanoskaliger Pigmente auf die Farban-nahme und damit die Verdruckbarkeit durch den Einfluss der effektiven Oberflä-che verdeckt. Dies wird bei gleiOberflä-cher Eindringgeschwindigkeit flüssiger Farbbe-standteile vFL in das Volumen des Strichs durch die vergrößerte Kontaktfläche Fk

bedingt, da das pro Zeiteinheit durchtretende Flüssigkeitsvolumen proportional zur Kontaktfläche zunimmt [VolFl ̴ vFl x Fk].

Zugemischte Nanopigmente haben bei geringem Anteil (<5 T) keine Erhöhung der Kontaktfläche zur Folge, verändern aber im Volumen der Farbe, die innere Festkörperoberfläche ohne bzw. nur geringer Reduzierung des freien Volumens, in dem Flüssigkeit aufgenommen werden kann. Die Rauigkeit der Strichoberflä-che wird hingegen durch das gewählte Streichverfahren und der Substratoberflä-chenrauhigkeit verursacht.

Effektive Oberfläche

Abbildung 32: Vergrößerung der effektiven Oberfläche durch Einsatz von Nano-pigmenten im Strich

Kapillarität durch Nanopigmentein satz

Nur bei gleichbleibend glatter Oberfläche (d.h. geringer Rauigkeit) und zuneh-mendem Nano-Pigmentzusatz ist ihr Einfluss erkennbar.

Größere Anteile Nanopigment (>5 T) erhöhen zusätzlich die Kapillarität im Papierstrichvolumen, so dass auch hierdurch eine Geschwindigkeitssteigerung auftritt, die zusammen mit der Rauigkeit das transportierbare Flüssigkeitsvolu-men pro Zeiteinheit zusätzlich steigert. Das Komprimieren der Papierbahn durch eine Satinage verringert die Druckfarbenaufnahmekapazität und nivelliert zusätz-lich die effektive Oberfläche.

Die effektive Oberfläche ist für das Druckbild jedoch entscheidend. Die Farban-nahmekapazität erhöht sich mit zunehmender effektiver Oberfläche. Dadurch wird die Druckfarbe unter dem Rasterpunkt weniger stark ausgequetscht und damit erfolgt eine druckunabhängigere Farbanahme. Insgesamt verteilt sich die Druckfarbe bei einer erhöhten effektiven Oberfläche über die gesamte Wellpap-penoberfläche gleichmäßiger, so dass eine geringere Streifigkeit des Ausdrucks erreicht wird.

9 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung & Resümee

Qualitätsvorteile Die Verringerung der Streifigkeit beim Wellpappen-Flexo-Direktdruck birgt ein hohes Potential zur Qualitätsverbesserung von Verpackungen, Träger oder Displays aus bedruckter Wellpappe. Hochwertige Wellpappen werden häufig im Preprint-Verfahren bedruckt, was zusätzlichen Aufwand und somit zusätzliche Kosten darstellt. Durch die Verringerung der Streifigkeit beim Flexo-Direktdruck können die Qualitätsdefizite dieser Methode gegenüber dem Preprint entschei-dend verringert werden.

Wertschöpfungs kette

Die wirtschaftliche Bedeutung des Projektes erstreckt sich über einen Teil-Bereich der Wertschöpfungskette der Wellpappen-Herstellung.

An dem Projekt sind mehrere branchenübergreifende Partner beteiligt:

 Pigmenthersteller

 Wellpappen-Weiterverarbeiter und

 Druckereien

 Druckfarben-Hersteller

Wellpappen-Weiterverarbeiter

Hochwertige Wellpappen werden häufig im Preprint-Verfahren bedruckt, was zusätzlichen Aufwand und somit zusätzliche Kosten bedeutet. Durch die Verrin-gerung der Streifigkeit beim Flexo-Direktdruck können die Qualitätsdefizite dieser Methode gegenüber dem Preprint entscheidend verringert werden. Wellpappen-Weiterverarbeiter erlangen einen wirtschaftlichen Vorteil durch:

 Vermeidung der druckbildstörenden Streifigkeit

 Dadurch auch Einsatz günstigerer Wellpappenmaterialien

 Zeiteinsparung durch Reduzierung der Reklamationen

 Erhöhte Kundenzufriedenheit

Wirtschaftliche/

technische Erfolgs-aussichten

Die Forschungsergebnisse zeigen die technisch-wirtschaftlichen Randbedingun-gen für die Verringerung der Streifigkeit im Flexodirektdruck von Wellpappen auf.

Diese optimierten Strichrezepturen bedürfen einer Anpassung an die jeweilige Situation in der produzierenden Papier- bzw. Kartonfabrik. Die Anpassungsarbei-ten fallen im Vergleich zu der bei der Antragstellung angenommen Umstellung im Auftragsverfahren für die Streichfarben geringer aus, so dass in den meisten Fällen möglich sein sollte, auch ohne eine Investition in die Anlagentechnik eine Umstellung erfolgreich durchzuführen.

Resümee Die Ergebnisse haben gezeigt, dass eine Beeinträchtigung des Druckbildes von Wellpappen im post-print durch eine Optimierung der Topstrichlage des

Linerpa-reicht wird. Dies stellt insgesamt eine wirtschaftlich interessante Konstellation dar, da weder eine zusätzliche Barrierzwischenschicht für die Qualitätsverbesse-rung notwendig ist noch eine VerändeQualitätsverbesse-rung in der Auftrags-technik notwendig würde.

Durch die Verbesserung der Bedruckbarkeit der Linerpapiere ermöglicht eine qualitätsmäßige Annäherung an das kostenintensivere Offset-Direktdruckverfahren bzw. eine kostengünstigere Alternative zum pre-print Verfahren. Außerdem sind bei Druckereien geringere Makulaturkosten einherge-hend mit verringerten Rüst- und Einstellzeiten bedingt durch das gleichmäßige-res Druckbild zu erwarten.

Die Ergebnisse im Projekt beziehen sich lediglich auf den Postprint Flexodruck.

Für weitere F&E Arbeiten ist eine Übertragung auch auf den Offset post-print anzustreben, da hier nochmals höhere Anforderungen an die Oberflächengüte und Bedruckbarkeit gestellt werden.

Ansprechpartner für weitere Informationen:

Ralf Gericke Robert Metz

Tel. 089/12146-406 Tel. 089/12146-385

Ralf.Gericke@ptspaper.de Robert.Metz@ptspaper.de

Papiertechnische Stiftung PTS Papiertechnisches Institut PTI Heßstraße 134

80797 München Tel. (089) 1 21 46-0 Fax (089) 1 21 46-36 e-Mail: info@ptspaper.de www.ptspaper.de

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