Forschungsstelle:
PTS München Heßstr. 134 80797 München
Leiter der Forschungsstelle:
Dr.-Ing. H. Großmann Projektleiter:
Dipl.-Ing. H. Runge
Dipl.-Ing. M. Kröber / Dr.-Ing. R. Sangl Tel: 089 / 12146-0
Fax: 089 / 12146-36
Internet: www.ptspaper.de E-mail: M.Kroeber@ptspaper.de
Forschungsgebiet: Schlagworte:
Papier- und Kartonherstellung / Oberflächenbehand-
lung Mottling, LWC, high-speed-coating
Thema:
Ermittlung und Beseitigung der Mottling verursachenden Faktoren beim Hochgeschwindigkeits-Blade- streichen von LWC-Papieren für den Offset-Druck
Ausgangssituation/Problemstellung:
Der Markt für gestrichene Papiere zeigt auf Grund ihrer gegenüber Naturpapieren vorteilhafteren Eigenschaften nach wie vor hohe Wachstumsraten. Um die erreichte Marktposition auch in der Zukunft zu sichern, müssen die Produktionsprozesse für die gestrichenen Papiere kontinuierlich optimiert werden. Die Zielvorgaben bei beste- henden Produktionsanlagen heißen dabei Geschwindigkeitssteigerung, bei Neuanlagen Geschwindigkeits- steigerung mit gleichzeitiger Erhöhung der Arbeitsbreite. Das Offsetdruckverfahren hat für viele Produkte der Werbung, der Information und der Verpackung eine große Bedeutung. Dabei liegen die Schwerpunkte auf Grund der im Vergleich zum Tiefdruck geringeren Kosten für die Herstellung der Druckform in der Regel zwar bei kleineren Auflagen, trotzdem werden mit diesem Druckverfahren große Anteile der Papierproduktion ver- druckt. Dabei kommt es insbesondere beim Mehrfarben-Offsetdruck zu Qualitätsproblemen: Es kann ein wolki- ger, ein ungleichmäßiger Ausdruck entstehen (Mottling). Dies geschieht auch in Volltonflächen mit ausreichen- der Farbdeckung. Zur Erfassung der Druckungleichmäßigkeit werden häufig Labor-Offsetdrucke durchgeführt und die erhaltenen Muster durch erfahrene Mitarbeiter beurteilt. Daneben werden in der Papierindustrie sog.
„Wischtests“ eingesetzt und die Farbannahme und/oder die Gleichmäßigkeit der Farbannahme beurteilt. Weitere Wege zu aussagekräftigen Ergebnissen bieten optische Messungen und auch zunehmend Bildverarbeitungs- programme. Die grundsätzlichen Überlegungen zum Mottlingverhalten im Offsetdruck setzen beim Benetzungs- und Saugverhalten der Papiere an. Für das Streichen ist dabei die Gleichmäßigkeit der Eigenschaften der Roh- papiere entscheidend, für das Drucken analog die Gleichmäßigkeit der Fertigpapiere. Weitere, in der Literatur beschriebene Parameter, die das Mottling beeinflussen, sind: Streichfarbenkomponenten, Strichgewicht, Trock- nungsbedingungen, Bindermigration, Oberflächenfestigkeit und -nassfestigkeit, Adhäsion und Bindemittelvertei- lung im Strich. Aus den vorliegenden Untersuchungen resultieren aber zum Teil widersprüchliche Aussagen bezüglich der Einflüsse der einzelnen Faktoren auf das Mottlingverhalten. Festzustellen ist aber, dass für die Beurteilung der Mottleneigung eines Papiers die Wechselwirkung mit einer geeigneten Druckfarbe wesentlich ist und eine Qualifizierung allein anhand der Papiereigenschaften wahrscheinlich nicht zum Ziel führt.
Forschungsziel/Forschungsergebnis:
Ziel des Forschungsvorhabens war es, das Auftreten von Mottling bei mit Streichgeschwindigkeiten über 2.000 m/min gestrichenen LWC-Offsetpapieren zu vermeiden. Konzentriert wurde die Forschungsarbeit auf die ver- schiedenen Faktoren im Streichprozess. Im Bereich der Streichfarben wurde im Wesentlichen der Einfluss des eingesetzten Pigment- und Bindemittelsystems betrachtet. Betrachtet man die Prozessparameter, so hat sich die Trocknungsführung im Streichprozess als wichtiger Parameter für die Qualität des gestrichenen und bedruckten Papiers erwiesen. Weitere Einflüsse durch das Streichrohpapier und das verwendete Dosier- und Egalisierele- ment wurden aufgezeigt. Ein weiter Aspekt in dieser Forschungsarbeit war der Vergleich zwischen der visuellen Beurteilung des Mottlings und den Ergebnissen eines Bildanalysesystems dar. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Auftreten von Mottling durch eine Reihe von Faktoren im Streichprozess beeinflusst wird. Durch gezielte Manipulation dieser Parameter konnten grundlegende Erkenntnisse über existierende Zusammenhänge aufgezeigt werden, die einen wichtigen Schritt bei der Weiterentwicklung des Streichprozesses darstellen Anwendung/Wirtschaftliche Bedeutung:
Das Problem des Mottlings für LWC-Papiere für den Offset-Druck muss auch für hohe Streichgeschwindig- keiten, d. h. für über 2.000 m/min, gelöst werden, um die Produktivität auch moderner Anlagen weiter steigern zu können. Aus diesen Gründen ist es für die deutsche Papierindustrie eine wirtschaftliche Notwendigkeit, diesen Geschwindigkeitsbereich auch beim Streichen der für den Offsetdruck hergestellten Papiere zu erreichen. Mit der Optimierung der Runnability bei Streichgeschwindigkeiten > 2000 m/min im Bereich der LWC-Papiere für den Offset-Druck und der damit möglichen Erhöhung der Streichgeschwindigkeit ergeben sich Produktivitätsver- besserungen, die zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit der kleinen und mittelständischen deutschen gegen- über ausländischen Papierfabriken beitragen werden.
Bemerkungen:
Das Forschungsvorhaben AiF 12 301 wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie gefördert.
