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FOGRAMünchen, September 2005

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FOGRA-FB/DE--2005/10--DE+40.062

Dipl.-Ing. (FH) Ludwig Zins (FOGRA)

Dipl.-Ing. (FH) M. Kemal Güzelarslan (PTS) Dr. Uwe Bertholdt (FOGRA)

Nr. 40.062

Einfl uss der Spalt- festigkeit von Falt- schachtelkartons auf die Verdruckbarkeits- eigenschaften im

Bogen-Offsetdruck

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FOGRA-Forschungsberichte geben in ihrem Inhalt die Schlussberichte der von der FOGRA bearbeiteten Forschungsvorhaben wieder. Sie werden herausgegeben von der FOGRA Forschungsgesellschaft Druck e.V., Streitfeldstraße 19, 81673 München; Postfach 80 04 69, 81604 München, Deutschland.

Tel.: 089 43182-0, Fax: 089 43182-100, E-Mail: info@fogra.org, Internet: www.fogra.org.

© 2005 by FOGRA Stichworte:

Faltschachtelkarton Spaltfestigkeit Bogenoffsetdruck Verdruckbarkeit

Das Projekt „Einfl uss der Spaltfestigkeit von Faltschach- telkartons auf die Verdruck- barkeitseigenschaften im Bogen-Offsetdruck“ (FOGRA-Nr.

40.062) wurde aus Haushalts- mitteln des Bundesministeri- ums für Wirtschaft und Arbeit (BMWA) über die Arbeitsge- meinschaft industrieller For- schungsvereinigungen

„Otto von Guericke“ e.V. (AiF) gefördert (AiF-Nr. 13648N).

Diese Arbeit wurde durch- geführt von der FOGRA For- schungsgesellschaft Druck e.V., München, und der PTS – Papier- technisches Institut (PTS-PTI), München. Die FOGRA ist beim Finanzamt München (Steuernr.

143/843/18952) als gemeinnüt- ziger Verein eingetragen.

Extrakt 3

1 Einleitung 4

2 Forschungsziel 7

3 Durchgeführte Untersuchungen und Ergebnisse 8

3.1 Auswahl und Charakterisierung von Versuchskartons 8

3.2 Labor-Probedrucke 17

3.3 Druckversuche im Technikum 42

4 Literatur 47

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Ziel des Forschungsvorhabens war, in dem komplexen System Karton, Druckfarbe und Druckmaschine das Optimum zu fi nden, in dem der Karton so gering wie möglich auf Zug belastet wird und die druck- technischen Randbedingungen so stabil wie möglich sind.

Am Ende des Projektes sollte ein Instrumentarium zur Verfügung stehen, mit dem das oben genannte System bewertet werden kann. Dazu gehören Kenntnisse über Mindestwerte für die Spaltfestigkeit des Kartons ebenso, wie über die Auswirkungen drucktechnischer Merkmale auf die Delaminationserschei- nungen bzw. die Beeinfl ussung der Spaltarbeiten, die die Druckfarbe, das Feuchtmittel, das Druckmotiv und die Beschaffenheit von Drucktuch und Drucktuchzylinder umfassen.

Durch vorhergehende physikalische Prüfungen an 20 Musterkartons wurden insgesamt acht Muster für die Laborversuche ausgewählt, die sich in ihrer Spaltfähigkeit deutlich unterschieden.

An diesen acht Mustern wurden Laborprobedrucke durchgeführt. Eine Variation der drucktechni- schen Parameter Druckgeschwindigkeit, Farbzügigkeit, Farbauftragsmenge, Feuchtmittelführung, Anpressdruck und Art des Drucktuchs fand in insgesamt sechs Serien statt. Anschließend erfolgte die Messung der Spaltarbeit an den bedruckten Probestreifen. Hier waren die festgestellten Unterschiede, entgegen der Erwartung, dass sich die einzelnen Parameter unterschiedlich stark auf das Spaltverhalten auswirken, zwischen bedrucktem Streifen und unbedruckten Karton gering.

In einer Korrelationsanalyse wurden die physikalischen Kartoneigenschaften, die Druck parameter und die „Zielgröße“ Spaltarbeit berücksichtigt. Die daraus resultierenden Korrelationskoeffi zienten waren nicht sehr hoch. Eine weitere Analyse, getrennt nach GC- und GD-Kartons, konnte die erzielten Koeffi zienten erhöhen, wobei auch hier das allgemeine Niveau der Korrelationskoeffi zienten nicht als hoch bezeichnet werden konnte.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich durch die Laborprobedrucke und die Korrelationsanalyse keine eindeutigen Aussagen über den Einfl uss der einzelnen Kartoneigenschaften und Druckparameter auf das Spaltverhalten der Kartons ableiten ließen.

Mit fünf weiteren Kartonmustern fanden Druckversuche auf einer Praxis-Offsetdruck maschine statt.

Auch hier wurden Druckparameter verändert, um den Einfl uss dieser auf die Spaltbarkeit der Kartons zu überprüfen. Weiter wurde die Kartonbelastung mit repro technischen Maßnahmen variiert. So ent- hielt die gedruckte Testform mehrere Bilder, die mit unterschiedlichen Buntaufbauten separiert waren.

Dies sollte eine unterschiedliche Zugbelastung in z-Richtung des Kartons beim Ablösen vom Drucktuch durch unterschiedliche Farbauftragsmengen bewirken. Des Weiteren wurde die Druckgeschwindigkeit, die Feuchtmittelführung, die Zylinderbeistellung und die Farbzügigkeit verändert. Zur Veränderung der Farbzügigkeit kamen zwei verschiedene Druckfarbensätze zum Einsatz. An diesen Druckbogen wurden wiederum Spaltfestigkeitsuntersuchungen durchgeführt.

Auch hier konnten keine deutlichen Unterschiede zwischen bedrucktem und unbedrucktem Karton festgestellt werden. Somit war eine Aussage über die Einfl üsse der einzelnen Druckparameter auf die Spaltfestigkeit nicht möglich.

Zusammenfassend lässt sich die Aussage treffen, dass an den hier eingesetzten Kartonmustern die Variationen der einzelnen Parameter keine Auswirkungen zeigten. Somit kann gesagt werden, dass die physikalischen Eigenschaften der eingesetzten Kartons sich auf einem Niveau befi nden, das eine störungsfreie Verarbeitung zulässt.

Der Effekt des Spaltens während des Druckvorgangs ist offenbar ein komplexes Zusammenwirken mehrerer Umstände.

Eine Einstufung der Spaltneigung der Kartons durch Bestimmung einzelner Kartoneigenschaften in Verbindung mit bestimmten Druckparametern ist aufgrund der Komplexität des Systems Bedruckstoff- Druckbedingungen-Druckmaschine im Rahmen dieses Projektes nicht möglich gewesen.

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1 Einleitung

Für ein breites Spektrum un- terschiedlicher Druckaufträge in der Faltschachtelindustrie kom- men verschiedene Kartonsorten zum Einsatz, die sich in ihren Eigenschaften erheblich vonein- ander unterscheiden können. So gibt es Kartons auf der Basis pri- märer Faserstoffe (Zellstoff und Holzstoff) und Kartonsorten aus Altpapierstoff, es gibt einseitig gestrichene Sorten und unge- strichene Sorten. Trotz dieser Sortenvielfalt muss der Drucker von allen Kartons voraussetzen können, dass sie gemeinschaft- liche Eigenschaften aufweisen, die den Durchlauf durch die Druckmaschine und die Farb- übertragung nach den Vorga- ben der Standardisierung des Druckprozesses ermöglichen.

Diese Eigenschaften werden allgemein als Be- und Verdruck- barkeit eines Kartons bezeich- net [1][2][3][4][5]. Während un- ter der Bedruckbarkeit Begriffe wie Farbannahmeverhalten, Er- giebigkeit und optische Erschei- nungen wie Farbdichte, Farbton und Glanz aufzuführen sind, las- sen sich bei der Verdruckbarkeit die Laufeigenschaften des Kar- tons in der Druckmaschine und dessen Neigungen zur Erzeu- gung von Druckstörungen nen- nen, wobei darunter alle vom Karton induzierten Produktivi- tätsminderungen der Druckma- schine verstanden werden sol- len. Dies können häufi ge Wasch- zyklen durch Oberfl ächen- oder Kantenstaub ebenso sein wie Bogeneinzugsstörungen durch Maßabweichungen. Eine wei- tere Druckstörung sind Dela- minationen des Kartons, die im Mittelpunkt des durchgeführten Projekts standen.

Im Hinblick auf die wirtschaft- liche Produktion von Faltschach- teln ist den Betrieben nicht da-

mit gedient, wenn der bedruck- te Kartonbogen eine „optimale Qualität“ zeigt, und gleichzeitig dieses Ergebnis lediglich unter ei- ner deutlichen Reduzierung der Produktionsgeschwindigkeit er- reicht werden kann. Das Auftre- ten von Kartondelaminationen (Auftrennung von Einzellagen des Kartons) oder das Abheben der Deckschicht des Kartons be- reits in der Druckmaschine wirkt sich generell auf die Laufeigen- schaften und somit die erreich- bare Maschinengeschwindigkeit aus. Vielfach sind die Druckstö- rungen mit einem erheblichen Aufwand für die Reinigung der Druckmaschinen verbunden. Im schlimmsten Fall können Dela- minierungen des Kartons und so genannte „Aufschäler“ der gespalteten Kartonlagen zu Be- schädigungen der Drucktücher oder sogar zu Brüchen der Lage- rungen der Druckwalzen beitra- gen.

Selbst in den weniger kri- tischen Fällen, in denen Karton- delaminierungen keine unmit- telbaren Beschädigungen der Maschinen verursachen, ist die Verdruckbarkeit des Kartons gestört. Das Auftreten dieser Mängel während des Druckes ist immer von hohen Kosten be- gleitet, da vielfach ein Abstellen der Probleme erst durch einen Tausch des Kartons oder den Einsatz einer anderen Druck- farbe möglich ist und die be- reits gedruckten Produkte als Ausschuss behandelt werden müssen. Selbstverständlich sind auch die aus delaminiertem Kar- ton hergestellten Faltschachteln in ihrer Qualität je nach Intensi- tät der Kartonbeschädigungen mehr oder weniger stark gemin- dert und oft unbrauchbar.

Kommt es zum Spalten des Kar- tons, dann sind folgende Fehler- möglichkeiten vorhanden:

• Spalten innerhalb der Einzellagen durch Mängel der Gefügefestigkeit,

• Spalten des Rohkartons durch Delamination zwi- schen den Einzellagen. Ursa- chen können die zu geringen Lagenfestigkeiten sein,

• Ablösen des Strichs vom Rohkarton und

• Spalten des Strichs zwischen Vorstrich und Topstrich Erfolgt das Spalten des Kar- tons innerhalb einer Einzelage, so ist innerhalb dieser Lage die Festigkeit zwischen den Fasern in z-Richtung ungenügend. Die Festigkeit von Papier und Kar- ton wird einerseits durch me- chanische Verfi lzung der Einzel- fasern und andererseits durch die summarische chemische Bindungsenergie zwischen ver- schiedenen Fasern bestimmt.

Die mechanische Verfi lzung wird im Wesentlichen durch die Turbulenzen innerhalb der Faser- suspension im Stoffaufl auf der Kartonmaschine und die Relativ- geschwindigkeit von Stoffauf- lauf und Sieb beeinfl usst. Hohe Turbulenzen und sehr ähnliche Relativgeschwindig keiten füh- ren zu einer größeren Faserun- ordnung in der Kartonlage und damit zu besserer mechanischer Verfi lzung der Lage, die eine größere interne Festigkeit zur Folge hat.

Die chemische Bindungsener- gie wird ganz wesentlich durch Wasserstoff-Brückenbindungen bestimmt. Dies sind Wechsel- wirkungen zwischen stark elek- tronegativen Atomen und Was- serstoffatomen, die nicht direkt an letzteren gebunden sind. Die OH-Funktionen an den Faser- oberfl ächen erfüllen die Voraus- setzungen zur Entstehung von Wasserstoff-Brückenbindungen in ähnlicher Weise wie in Was- ser. Die elektronegativen Sau-

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erstoffatome der OH-Gruppen können Wechselwirkungen zu Wasserstoffatomen anderer OH-Einheiten ausbilden. Finden derartige Bindungen zwischen OH-Gruppen unterschiedlicher Fasern statt, entstehen che- mische Bindungskräfte zwischen diesen. Da die Ausbildung der- artiger Wasserstoff-Brückenbin- dungen eine starke räumliche Annäherung der beiden Partner erfordert, ist davon auszugehen, dass innerhalb der Kartonlage derartige Wechselwirkungen teilweise oder vollständig über Wassermoleküle vermittelt sind.

Somit spielt der richtige Wasser- gehalt innerhalb der Kartonlage eine entscheidende Bedeutung für die Festigkeit der Lage. Ein zu geringer Wassergehalt ver- mag der Ausbildung von Faser- Faser-Wechsel wirkungen durch Mangel an „Vermittler“-Mole- külen für Wasserstoff-Brücken- bindungen zu behindern, woge- gen es bei Wasserüberschuss zu einer „Einlagerung“ von Wasser- molekülen zwischen die Fasern und damit zu einer Abstands- vergrößerung zwischen den Fa- sern und damit zur Schwächung des Gefüges der Kartonlage kommt.

Neben Wasser sind auch an- dere Moleküle in der Lage, Wasserstoff-Brückenbindungen zwischen Fasern zu vermitteln.

Dies ist umso effi zienter mög- lich, je mehr OH-Funktionen in diesen Verbindungen zur Verfü- gung stehen. Stärke ist ein sol- cher Stoff - eine Mischung von Polysacchariden, die chemisch ähnlich aufgebaut sind wie Cel- lulosefasern, im Gegensatz zu diesen aber wasserlöslich sind.

Wird Stärke der Fasermischung einer Kartonlage beigemischt, so kann sie an unterschiedlichen Stellen ihres Moleküls zu ver- schiedenen Fasern des Kartons Wechselwirkungen aufbauen

und somit Fasern gegeneinan- der fi xieren und damit die La- genfestigkeit erhöhen.

Erfolgt die Spaltung des Kar- tons an einer Lagengrenzfl äche, so ist die Haftung zwischen zwei Lagen ungenügend entwickelt.

Diese kann wiederum mangels mechanischer Verfi lzung bzw.

mangels chemischer Wechsel- wirkungen erfolgen. Die Wech- selwirkungen entsprechen ihrer Natur nach denjenigen inner- halb der Einzellagen.

Mangelnde mechanische Ver- fi lzung und schwache chemische Wechselwirkungen zwischen den Einzellagen können beim Herstellungsprozess aus der Lagen zusammenführung von in ihrer Blattbildung zu weit fortgeschrittenen Einzellagen resultieren. Die Fasern der Ein- zellagen können sich nicht mehr ausreichend untereinander ver- mischen.

Das Einsprühen von Stärke- lösung (Sprühstärke) zwischen die Einzellagen bei der Vergaut- schung kann dem entgegenwir- ken.

Liegen Spaltungen zwischen der obersten Kartonlage und dem Strich vor, ist es nicht ge- lungen, die Streichmasse erfolg- reich auf der Kartonoberfl äche zu fi xieren. Das polymere Strich- bindemittel ist dann nicht aus- reichend in der Lage gewesen, die oberste Faserlage in die Ver- fi lmung einzubeziehen.

Bei der Spaltung zwischen den Strichlagen weist die Verfi lmung des Topstrichs eine mangelnde Verfi lzung mit dem Strichbinde- mittel des Vorstrichs und/oder eine ungenügende Einbettung der Pigmente des Vorstrichs in den Topstrich-Film auf.

Im Reklamationsfall muss des- halb stets genau analysiert wer- den, wo die Spaltzone liegt. Die- ser Befund ist allerdings nicht immer eindeutig. Beim Abheben

der gestrichenen Deckschicht des Kartons (Spaltebene nahe der Kartonoberfl äche) lassen sich beispielsweise Effekte be- obachten, bei denen wechsel- weise die bedruckten oder die unbedruckten Zonen des Motivs von der Zerstörung betroffen sind. In diesen Fällen könnte die Penetration des Feuchtmittels aus dem Druckprozess eine ent- scheidende Rolle gespielt haben, indem die kurzzeitige Erhöhung des Feuchtigkeitsgehaltes des Kartons Faser-Faser-Bindungen geschwächt haben oder Lei- mungsmittel in ihrer Wirkung vorübergehend beeinträchtigt wurden.

Dieses Beispiel macht bereits deutlich, dass die Festigkeitsei- genschaft eines Kartons keine unabhängige, die Delamination bestimmende Größe ist, sondern es muss stets das Zusammenspiel von Karton, Druckfarbe, Feucht- mittel, Druckmotiv und Druck- maschine betrachtet werden.

Die vielen Stellgrößen in diesem komplexen System vervielfachen die Möglichkeiten zum Entste- hen von Druckstörungen und erklären die Schwierigkeiten ei- ner praxisorientierten und aus- sagekräftigen Bewertung der Verdruckbarkeitseigenschaften von Karton, obwohl gerade die- se dringend notwendig wäre [6][7][8][9].

Ebenso ist es für die Herstel- ler der Faltschachteln und die Abpackbetriebe von hoher wirt- schaftlicher Bedeutung, dass in den Klebemaschinen und den Anlagen zum Abpacken fertiger Faltschachteln ein problemloser Produktionslauf gewährleistet ist.

Natürlich wäre die Verarbei- tung bedruckter Bogen zu Falt- schachteln in den nachgeschal- teten Prozessschritten Stanzen und Rillen sowie Kleben un- möglich, wenn im Druckprozess

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großfl ächige Delaminationen erzeugt worden wären. Es gibt aber auch Übergangsformen zwischen großfl ächigen Delami- nationen und unbeschädigtem Karton, die nur zu einer gerade noch nicht visuell erkennbaren Schädigung der Gefügefestig- keit geführt haben, die aber gravierende Auswirkungen auf die mechanischen Kartoneigen- schaften, insbesondere auf die Biegesteifi gkeit, haben. Dieser Fehler würde erst sehr spät in der Prozesskette zu Störungen führen und entsprechend hohe Folgeschäden verursachen. Dies ist ein weiterer Grund, sich in- tensiv mit den Verdruckbarkeits- eigenschaften von Karton zu befassen.

Eine scheinbar naheliegende Lösung für das Delaminations- problem wäre die Maximierung der inneren Gefügefestigkeit des Kartons. Sie könnte durch die Erhöhung der Pressenarbeit in der Kartonmaschine erfolgen, was aber zur Dickenverringe- rung und damit zu ungewollter Reduktion der Biegesteifi gkeit führen würde. Auch andere für die Verarbeitbarkeit des Kar- tons wichtige Merkmale wür- den negativ beeinfl usst werden.

Eine weitere Möglichkeit wäre die Zugabe von festigkeitsstei- gernden Leimungsmitteln. Auch hier ergeben sich alsbald Gren- zen, deren Überschreitung zu erschwerter Verarbeitbarkeit und auch zu nicht mehr akzep- tierten Kostenerhöhungen füh- ren würde.

Die Beurteilung von Kartons im Hinblick auf die Verdruck- barkeitseigenschaften kann von zwei Seiten erfolgen: einmal auf analytische bzw. messtechnische Weise, zum anderen auf synop- tische (vergleichende) Weise.

Eine Beurteilung von der analy- tischen Seite geschieht durch die Erfassung von Einzelmerkmalen

und ihrer Ausprägungen, wäh- rend die synoptische Methode auf dem Vergleich des in Druck- maschinen hergestellten Test- drucks mit dem Aufl agendruck beruht.

Allgemein besteht die Mei- nung, dass unter kontrollierten und weitgehend standardisier- ten Bedingungen praxisanalog in einer Druckmaschine mit Hilfe einer Standard-Druckform er- stellte Drucke als Grundlage für die Bewertung der Verdruckbar- keitseigenschaften von Karton Vorrang vor der Bewertung auf- grund labormäßig ermittelter Merkmalsausprägungen des Kartons haben sollten.

Andererseits müssen die- se messtechnischen Merkmale mindestens dann unbedingt bekannt sein, wenn sie für die Beurteilung des zu erwartenden Laufverhaltens der Kartons von ausschlaggebender Bedeutung sind. Nur die Kenntnis über die Abweichung einzelner Eigen- schaften vom Sollwert erlaubt es dem Papiermacher, korrigie- rend in seinen Arbeitsablauf einzugreifen. Bei der drucktech- nischen Beurteilung von Kartons kann man also weder auf die eine noch auf die andere Me- thode der Eigenschaftsbewer- tung verzichten.

Es wurde deshalb schon vor langer Zeit angestrebt, entspre- chende labormäßige Prüfver- fahren für Faltschachtelkarton und zusätzlich Methoden zur Bewertung aufgrund von La- bor-Probedruckmöglichkeiten zu entwickeln. Die heute ver- fügbaren Probedruckgeräte las- sen weitgehend die Darstellung wesentlicher drucktechnischer Faktoren der Druckmaschine un- ter Laborbedingungen zu. Dazu gehören die Farbgebung, der Anpressdruck und die Druckge- schwindigkeit. Ohne allzu viel Zeitaufwand und mit sehr ge-

ringem Materialaufwand kön- nen sie erste Aussagen über die Wechselwirkung Druckfarbe/Be- druckstoff ermöglichen.

Da bisher keine Erfahrungen bestehen, welche Anforde- rungen an die interne Gefüge- festigkeit der Kartons zu richten sind und wie hoch die Toleranz gegenüber den Chemikalien in den Feuchtmitteln sein muss, um einen sicheren Druckprozess und eine problemlose Verarbeitung zu gewährleisten, ist die Um- setzung der Prüfergebnisse von Kartonuntersuchungen im Labor in die Praxisanforderungen bis- her nicht möglich.

Aus Erfahrungen im Rahmen von Gutachten und Beratungen der FOGRA und der PTS für Ver- packungsdruckereien lässt sich eine ganze Reihe von Einfl uss- faktoren auf das Spaltverhalten der Kartons in den Druckmaschi- nen vermuten, die teilweise mit nicht veränderbaren Maschinen- konstanten und teilweise mit variablen Parametern im Druck- prozess im Zusammenhang ste- hen [10][11][12].

Unter den nicht zu verän- dernden Faktoren lässt sich der Durchmesser des Druckzy- linders aufführen, der sich auf das Bogenfreigabeverhalten (Umschlingung des Druckzy- linders) auswirkt. Bereits beim Kauf der Maschine wird somit die Entscheidung getroffen, ob mit großen Durchmessern der Druckzylinder verbesserte Be- dingungen für den Druck der Kartons vorliegen oder nicht.

Weiterhin ist zu nennen: die un- terschiedliche Biegesteifi gkeit des Kartons in Maschinenrich- tung und in Querrichtung bei der Forderung, sowohl in Schmal- als auch Breitbahn (längs und quer zur Maschinenrichtung) zu dru- cken.

Während des Druckprozesses tritt jedoch eine wesentlich grö-

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ßere Anzahl von Parametern auf, die veränderlich und folglich von dem Betrieb und Drucker beein- fl ussbar sind. Bei diesen Parame- tern sind zu nennen:

1) Die Feuchtmittelführung auf den Druckplatten und dem Drucktuch und das Penetra tionsverhalten des Feuchtmittel in die Kar- tonoberfl äche. Hier ist zu erwarten, dass hohe Feucht- mittelführung das Kartonge- füge schwächt und somit die Spaltfestigkeit herabsetzt.

2) Die Eigenschaften des Druck- tuches, welches mit der Kartonoberfl äche in direktem Kontakt steht:

Dabei ist dessen Kom- pressibilität und Oberfl ä- chenklebrigkeit sowie das Quellverhalten bei Einsatz von Reinigungsmitteln und gegenüber dem Feuchtmit- tel zu nennen. Je glatter ein Drucktuch ist, desto kleb- riger ist es. Dadurch erhöhen sich die in z-Richtung wir- kenden Kräfte beim Ablösen des Kartons vom Drucktuch und können sich negativ auf die Gefügefestigkeit auswir- ken. Bei erhöhter Kompres- sibilität verbreitert sich die Druckzone und erhöht somit die Walkbelastung (siehe Punkt 3). Bei Quellung des Drucktuchs verbreitert sich die Druckzone ebenso und erhöht dadurch die Walkbe- lastung und somit die Bean- spruchung des Kartons. Bei einer evtl. Schrumpfung des Drucktuchs dreht sich der Effekt um. Es verringert sich die Druckzone und damit auch die Belastung des Kartons.

3) Die Druckbeistellung in der Druckmaschine, die sich unmittelbar auf eine Verbreiterung der Druckzo- ne bei den kompressiblen Drucktüchern auswirkt, und somit zur Walkbela- stung der Kartons beiträgt.

Bei einer erhöhten Druck- beistellung und somit stär- keren Walkbelastung steht der Karton unter stärkerer Beanspruchung, was die Spaltfestigkeit des Kartons negativ beeinfl ussen kann.

4) Die Farbbelegung der gedruckten Motive und die damit verbundene Ober- fl ächenbelastung des Kartons bei der Ablösung vom Drucktuch.

Auch hier stehen die Ablösekräfte in direktem Zusammenhang. Durch die Verringerung der gesamten Farbauftragsmenge mittels reprotechnischer Maß- nahmen (UCR, GCR), kann erwartet werden, dass sich die Spaltfestigkeit positiv ändert.

5) Die Maschinengeschwindig- keit während des Druckes und somit die Trenn- beschleunigung zwischen Kartonoberfl äche und Drucktuch.

Eine hohe Trennbeschleu- nigung hat höhere Trenn- kräfte vom Drucktuch zur Folge und nimmt so auch negativen Einfl uss auf die Spaltfestigkeit.

Erhöht sich die Maschinen- geschwindigkeit, so erhöhen sich die Trennkräfte, was eine stärkere Beanspruchung in z-Richtung bedeutet.

6) Die Farbzügigkeit (Tackwert) der eingesetzten Druck- farbe.

Mit abnehmendem Tack ver- ringert sich zwar die Zugbela- stung auf den Karton, jedoch verändert sich die Druckkennli- nie (höhere Tonwertzunahme).

Bedingt durch das Fehlen von Richtwerten für die relevanten Kartoneigenschaften und das Fehlen jeglicher Kenntnisse über das Zusammenwirken in dem komplexen System Karton, Druckfarbe und Druckmaschine, weder unter Produktionsbedin- gungen noch unter Laborbedin- gungen, wird deutlich, dass in der Praxis ein hohes Potenzial für Fehler in der Faltschachtel- herstellung und folglich von Re- klamationsfällen gegeben ist. Es bestand somit ein dringender Forschungsbedarf, der mit dem durchgeführten Projekt gedeckt werden sollte.

2 Forschungsziel

Ziel des Forschungsvorhabens war, in dem komplexen System Karton, Druckfarbe und Druck- maschine das Optimum zu fi n- den, in dem der Karton so gering wie möglich auf Zug belastet wird und die drucktechnischen Randbedingungen so stabil wie möglich sind. Die anspruchsvolle Zielsetzung war im Rahmen des vorgeschlagenen Projektes nicht vollständig zu erreichen, es war vielmehr als Basisprojekt zu ver- stehen, auf dessen Ergebnisse geeignet ausgerichtete Folge- projekte aufsetzen müssen.

Am Ende des Projektes sollte ein Instrumentarium zur Verfü- gung stehen, mit dem das oben genannte System bewertet wer- den kann. Dazu gehören Kennt- nisse über Mindestwerte für die Spaltfestigkeit des Kartons ebenso wie über die Auswir- kungen drucktechnischer Merk- male auf die Delaminationser- scheinungen, die die Druckfar-

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be, das Feuchtmittel, das Druck- motiv und die Beschaffenheit von Drucktuch und Drucktuch- zylinder umfassen.

Aus den zu erwarteten Unter- schieden der Spaltfestigkeit der Kartons in Folge der einzelnen Variationen der Druckparame- ter sollten Grenzwerte ermittelt werden, durch die eine Bewer- tung möglich ist.

Es sollte somit eine Grundla- ge für das Qualitätswesen in Papierfabriken, aber vor allem in Druckereien, und für die Gut- achtenerstellung in Streitfällen geschaffen werden.

Aus wirtschaftlicher Sicht sollten die Ergebnisse dazu bei- tragen, Reklamationen, die in der Druckindustrie meist sehr kostenträchtig sind, zu vermei- den bzw. aufgetretene Rekla- mationen schneller abzuwickeln.

Durch die Untersuchungen sollte eine Qualitätsgrenzlage – Aussa- gen dazu werden von den Dru- ckereien und der Papierindustrie oftmals gefordert – defi niert werden.

3 Durchgeführte Untersuchungen und Ergebnisse

In Abb. 1 ist der Lösungsweg zur Erreichung des Forschungs- ziels – in insgesamt drei Schrit- ten unterteilt – schematisch dar- gestellt. Im Folgenden werden Details dazu erläutert.

3.1 Auswahl und Charakterisierung von Versuchskartons

Es wurden insgesamt 19 Ver- suchskartons ausgewählt, wobei Erfahrungen aus Faltschachtel- druckereien mit einfl ossen. Ziel war es, für die Versuche eine hinreichend große Anzahl von Versuchkartons zur Verfügung

zu haben, die hinsichtlich ihrer Spaltfestigkeit in eine möglichst weit gespreizte Rangfolge ge- bracht werden konnten, wobei die übrigen technischen Merk- male in einem möglichst engen Fenster liegen sollten.

Alle Kartons wurden sorgfältig und umfassend hinsichtlich ihrer technischen Merkmale charakte- risiert. Dazu gehörten folgende Kartoneigenschaften:

• Grundeigenschaften (Dicke, fl ächenbezogene Masse, spezifi sches Volumen)

• Biegesteifi gkeit in bzw. quer zur Maschinenrichtung (MD und CD)

• Kraft-Verformungseigen- schaften (Bruchkraft, Bruch- dehnung, E-Modul) in MD und CD

• Feuchtdehnung in MD und CD

• Penetrationsvermögen (Saugfähigkeit)

• Spaltwiderstand nach DIN 54516 [21]

• Spaltarbeit nach TAPPI T 833 pm-94 [15]

Im Folgenden werden die ein- zelnen Prüfmethoden erläutert und die Ergebnisse dargestellt.

3.1.1 Bestimmung der Grundeigenschaften

Die Dickenbestimmung der Kartonmuster erfolgte nach DIN EN 20534 [17]. Zur Bestimmung der fl ächenbezogenen Masse der Muster diente DIN EN ISO 536 [18]. Aus diesen Werten wurden zudem die spezifi schen Volumina ermittelt. Die Ergeb- nisse wurden jeweils als Mittel- werte M und Standardabwei- chungen s aus 10 Einzelwerten berechnet und sind in der Tab. 1 dargestellt.

3.1.2 Biegesteifi gkeit in bzw. quer zur Maschinenrichtung (MD und CD)

An den Kartonmustern wur- den die Biegesteifi gkeiten in Maschinenrichtung (MD) und quer zur Maschinenrichtung (CD) nach DIN 53121 [19] bestimmt.

Die Ergebnisse sind, jeweils als Mittelwerte M und Standardab- weichungen s aus 10 Biegekraft- Einzelwerten berechnet und an- schließend in Biegesteifi gkeiten umgerechnet, in Tab. 2 zusam- mengestellt.

Die gemessenen Biegesteifi g- keiten bewegen sich in einem weiten Bereich. Die Gründe für diese großen Unterschiede sind vor allem in den unterschied- lichen fl ächenbezogenen Mas- sen zu suchen. Erwartungsge-

Abb. 1: Lösungsweg.

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GC1: Gestrichener Primärfaserkarton Rückseite weiß GC2: Gestrichener Primärfaserkarton Rückseite hell

GD1: Gestrichener Sekundärfaserkarton Rückseite grau (höheres spez. Volumen) GD2: Gestrichener Sekundärfaserkarton Rückseite grau (mittleres spez. Volumen) GD3: Gestrichener Sekundärfaserkarton Rückseite grau (geringeres spez. Volumen)

Tab. 1: Grundeigenschaften der untersuchten Kartons.

mäß ist die Biegesteifi gkeit quer zur Maschinenrichtung nied- riger.

nach DIN EN ISO 1924-2 [20]

bestimmt. Die Ergebnisse sind jeweils als Mittelwerte M und Standardabweichungen s aus 10 Einzelwerten berechnet und in Tab. 3 zu sehen.

Die Kraftverformungskenn- werte der Versuchkartons un- terscheiden sich zum Teil deut- 3.1.3 Kraft-Verformungs-

eigenschaften (Bruch-

kraft, Bruchdehnung, E-Modul)

An den Kartonmustern wur- den die Bruchkraft, Bruchdeh- nung und E-Modul in Maschi- nenrichtung (MD) und quer zur Maschinenrichtung (CD)

Muster Kartonsorte Dicke [µm] FG [g/m²] spez. Volumen

[cm³/g]

M s M s

1 GC1 570,1 3,9 343,2 2,2 1,66

2 GC2 428,4 2,1 259,0 1,2 1,65

3 GC2 448,0 3,7 276,4 1,7 1,62

4 GD2 544,2 4,3 401,8 2,9 1,35

5 GD2 682,4 4,5 491,8 1,9 1,39

6 GD3 318,2 2,6 254,2 1,3 1,25

7 GD2 389,9 4,4 295,6 2,7 1,32

8 GD3 370,7 3,6 301,4 1,7 1,23

9 GD2 546,6 3,3 404,2 2,0 1,35

10 GD2 554,4 3,6 398,8 4,8 1,39

11 GD2 653,6 4,1 503,6 2,7 1,30

12 GC1 327,2 1,6 243,4 1,8 1,34

13 GC2 427,1 3,5 247,2 1,8 1,73

14 GD2 337,5 1,9 253,2 3,2 1,33

15 GD2 409,5 2,2 299,2 2,3 1,37

16a GC1 595,6 7,2 356,2 2,3 1,67

16b GC1 560,8 4,4 352,4 1,1 1,59

17 GC1 503,4 2,1 381,4 0,9 1,32

18a GC1 569,2 3,6 348,4 3,1 1,63

18b GC1 593,4 5,3 356,4 2,2 1,66

19 GD2 736,8 3,4 542,9 3,1 1,36

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Tab. 2: Biegesteifi gkeiten der untersuchten Kartons.

Muster Biegekraft [mN] Biegesteifig- keit [mNm]

Biegekraft [mN] Biegesteifig- keit [mNm]

M (MD) s (MD) MD M (CD) s (CD) CD

1 847 29 53,2 462 21 29,0

2 449 8 28,2 176 9 11,1

3 500 17 31,4 207 8 13,0

4 778 23 48,9 396 13 24,9

5 1720 12 108,1 631 23 39,6

6 192 8 12,1 84 4 5,3

7 355 13 22,3 123 3 7,7

8 297 9 18,7 112 5 7,0

9 831 17 52,2 398 7 25,0

10 767 18 48,2 361 13 22,7

11 1044 28 65,6 503 9 31,6

12 229 8 14,4 148 4 9,3

13 370 11 23,2 214 8 13,4

14 214 11 13,4 124 7 7,8

15 364 11 22,9 174 8 10,9

16a 1100 20 69,1 540 5 33,9

16b 799 11 50,2 457 22 28,7

17 682 13 42,8 434 3 27,3

18a 862 12 54,1 464 11 29,2

18b 1065 25 66,9 513 5 32,3

19 1288 48 80,9 701 12 44,0

(11)

Tab. 3: Bruchkraft, Bruchdehnung, E-Modul der untersuchten Kartons.

Muster

Bruch- kraft [kN/m]

Bruch- dehnung[%]

E-Modul [N/mm²]

Bruchkraft [kN/m]

Bruch- dehnung [%]

E-Modul [N/mm²]

M (MD)

s (MD)

M (MD)

s (MD)

M (MD)

s (MD)

M (CD)

s (CD)

M (CD)

s (CD)

M (CD)

s (CD) 1 10,69 0,24 1,76 0,11 4462,8 76,1 6,74 0,12 4,95 0,32 2101,3 30,7 2 7,44 0,25 1,34 0,11 5094,7 75,6 3,35 0,08 3,87 0,28 1639,5 21,4 3 8,54 0,57 1,38 0,19 5336,0 84,0 3,90 0,10 3,92 0,36 1774,9 18,5 4 10,56 0,41 1,58 0,14 4540,3 33,7 5,37 0,06 3,63 0,26 2121,9 18,7 5 17,31 0,36 1,89 0,10 5241,3 92,7 6,36 0,09 5,31 0,33 1781,9 19,3 6 7,93 0,40 1,65 0,20 5327,7 46,2 3,38 0,09 5,42 0,43 1789,3 27,5 7 9,85 0,32 1,42 0,11 5635,1 71,2 4,31 0,06 6,02 0,28 1559,4 12,9 8 10,55 0,19 2,19 0,09 5364,4 72,5 3,45 0,06 4,77 0,40 1638,4 17,8 9 12,32 0,21 2,00 0,09 4662,1 68,0 5,60 0,06 4,61 0,20 2008,7 24,5 10 10,35 0,28 1,49 0,09 4516,9 58,3 4,73 0,07 3,36 0,20 1810,7 13,7 11 11,45 0,27 1,79 0,11 3783,5 49,9 5,83 0,06 4,67 0,20 1675,1 15,2 12 8,42 0,21 2,08 0,15 5091,6 76,9 5,11 0,09 4,92 0,29 2568,4 22,6 13 7,10 0,08 1,64 0,04 4732,9 49,4 4,45 0,06 4,22 0,25 2352,4 13,1 14 8,29 0,16 1,85 0,08 5364,0 110,5 3,91 0,06 4,54 0,22 2166,7 38,7 15 9,51 0,22 1,84 0,08 5145,7 66,1 4,33 0,07 4,44 0,22 2064,1 38,7 16a 11,05 0,58 1,57 0,18 2911,5 30,5 6,41 0,16 4,75 0,35 1306,7 19,7 16b 10,20 0,18 2,11 0,08 2587,3 26,8 6,29 0,09 4,92 0,29 1356,6 19,9 17 14,85 0,25 2,75 0,10 3853,9 31,2 9,76 0,13 5,74 0,18 2134,3 20,0 18a 10,48 0,13 2,13 0,05 2619,3 36,6 6,19 0,08 4,88 0,23 1309,9 11,1 18b 11,10 0,18 1,64 0,06 2856,5 35,2 6,10 0,10 3,67 0,20 1276,6 9,2

19 17,25 0,56 1,82 0,13 4747,5 72,3 10,31 0,27 4,83 0,36 2289,3 14,9

(12)

Tab. 4: Feuchtdehnung der Kartonmuster.

Muster

Feuchtdehnung [mm], 33 % zu 66 % r. F. Feuchtd. [%], 33 % zu 66 % r. F.

M (MD) s (MD) M (MD) s (MD) M (MD) M (CD)

1 0,255 0,007 0,565 0,007 0,142 0,314

2 0,195 0,017 0,625 0,017 0,108 0,347

3 0,215 0,004 0,639 0,009 0,119 0,355

4 0,303 0,015 0,710 0,004 0,168 0,394

5 0,180 0,032 0,780 0,039 0,100 0,433

6 0,231 0,014 0,670 0,027 0,128 0,372

7 0,196 0,011 0,771 0,014 0,109 0,428

8 0,315 0,017 0,998 0,019 0,175 0,554

9 0,251 0,023 0,708 0,024 0,139 0,393

10 0,255 0,010 0,614 0,041 0,142 0,341

11 0,310 0,016 0,791 0,025 0,172 0,439

12 0,274 0,010 0,600 0,024 0,152 0,333

13 0,275 0,038 0,550 0,027 0,153 0,306

14 0,231 0,038 0,539 0,051 0,128 0,299

15 0,274 0,013 0,653 0,051 0,152 0,363

16a 0,220 0,017 0,683 0,012 0,122 0,379

16b 0,306 0,032 0,683 0,021 0,170 0,379

17 0,221 0,023 0,548 0,021 0,123 0,304

18a 0,304 0,012 0,643 0,032 0,169 0,357

18b 0,235 0,017 0,488 0,018 0,131 0,271

19 0,324 0,035 0,825 0,064 0,180 0,458

(13)

lich. Es wurden Bruchkräfte zwi- schen 7,10 kN/m und 17,25 kN/m (in MD) gemessen. Ähnlich ver- hält es sich mit dem E-Modul, hier liegen die Werte zwischen 2619 N/mm² und 5635 N/mm².

Die Bruchdehnung liegt zwi- schen 1,34 % und 2,75 %.

Quer zur Maschinenrichtung sind die Werte für Bruchkraft und E-Modul wesentlich gerin- ger, die Bruchdehnung ist wie erwartet größer als in MD.

3.1.4 Bestimmung der Feuchtdehnung

Die Feuchtdehnung der Kar- tonmuster wurde gemäß DIN ISO 8226-1 [13] bestimmt, wobei eine Änderung der Gleichge- wichtsfeuchte von 33 ± 2 % auf 66 ± 2 % berücksichtigt wurde.

Die Ergebnisse sind jeweils als Mittelwerte M und Standard- abweichungen s aus 10 Einzel- werten berechnet und sind in Tab. 4 absolut und relativ zu- sammengefasst.

Die Feuchtdehnungswerte bewegen sich zwischen 0,1 % (Muster 5) und 0,18 % (Muster 19). Aufgrund der größeren Di- mensionsänderung bei Feuch- tigkeitseinfl uss in Querrichtung liegen die Feuchtdehnwerte in CD in einem Bereich von 0,271 % bis 0,554 %.

3.1.5 Penetrationsverhalten (Saugfähigkeit)

Die Untersuchung des Penetra- tionsverhaltens der Kartonmu- ster wurde mit dem dynamischen Absorptionstester DAT 1121 der Firma Fibro Ab durchgeführt.

Das Gerät umfasst eine automa- tisierte Dosiervorrichtung, mit der ein Flüssigkeitstropfen (hier:

Standard-Feuchtmittel mit Re- dufi x R (Feuchtmittelzusatz) und Isopropanol (4%)) defi nierten Volumens auf die Kartonvorder- seite aufgegeben wird. Die zeit- liche Änderung der Tropfenform

wird mit einer CCD-Kamera auf- gezeichnet. Mittels Bildanaly- seeinheit werden das Volumen, der Basisdurchmesser sowie der Randwinkel des aufgegebenen Tropfens als Funktion der Zeit ermittelt. Das Gerät ist durch seine hohe Aufnahmegeschwin- digkeit mit einer zeitlichen Auf- lösung von 20 Millisekunden für die Untersuchung des Kurzzeit- benetzungsverhaltens beson- ders geeignet.

Abbildung 2 zeigt anhand eines Beispiels die Messphasen des Systems:

In Phase 1 wird mittels einer Do- sierpumpe ein an einer Kapillare hängender Flüssigkeitstropfen aus dem Standard-Feuchtmittel erzeugt. Nach dem elektronisch gesteuerten Abschlagen des Tropfens auf den Karton (Pha- se 2) werden mit der Videoka- mera automatisch die Bilder des Tropfens aufgezeichnet. Phase 3 zeigt den zum Teil in den Karton absorbierten Tropfen nach ei- ner gewissen Messzeit. Aus der Tropfenform werden mit einer Bildauswertesoftware das Volu- men, der Basisdurchmesser und der Randwinkel des Tropfens berechnet und diese Daten ab- gespeichert. Aus den Messdaten wurden mit einer entwickelten Auswerteroutine die zeitlichen Absorptionsraten berechnet. In den Abbildungen 3 bis 6 sind die Absorptionskurven für die 19 Kartonmuster dargestellt.

Die Muster 1, 2, 3, 5, 7, 11, 12, 13, 16a, 16b, 17, 18a, 18b und 19 zeigen ein geringes Absorp- tionsvermögen. Ein mittleres Absorptionsvermögen lässt sich

bei den Mustern 4, 8, 9, 10, 14 feststellen. Die Kartons 6 und 15 weisen hohes Absorptionsver- mögen auf.

3.1.6 Spaltwiderstand

Die Spaltwiderstände der 19 Kartonmuster wurden gemäß DIN 54516 [21] bestimmt. Der Spaltwiderstand ist dabei die Kraft, die zum Spalten einer quadratischen Kartonprobe mit einer Kantenlänge von 30 mm notwendig ist. Der Spaltwider- stand wird in kN/m angegeben.

Die Ergebnisse sind in Abb. 7 veranschaulicht dargestellt.

Der Spaltwiderstand der Mu- sterkartons bewegt sich zwi- schen 2,5 kN/m und ca. 5 kN/m.

Muster 1 besitz den geringsten Spaltwiderstand, die Muster 4, 8 und 14 den höchsten. Die rest- lichen Kartons liegen alle zwi- schen diesen Werten. Zu erwäh- nen ist hier, dass der Spaltwider- stand bei Muster 5 im bedruck- ten Zustand den erwarteten niedrigeren Wert zeigt, aber bei Muster 2 der Spaltwiderstand des bedruckten Kartons höher ist als der des Unbedruckten.

Dies ist ein deutlicher Hinweis auf die Inhomogenität der Kar- tons.

3.1.7 Spaltarbeit nach TAPPI T 833 pm-94

Die Spaltarbeit für die aus- gewählten 19 Kartonmuster wurde nach TAPPI T 833 pm-94 [15] (Scott-Bond) bestimmt. Die Ergebnisse sind in Diagramm Abb. 9 veranschaulicht.

Bei dieser Methode wird die En- ergie gemessen, die erforderlich

Abb. 2: Messphasen des Absorptionstesters.

Phase 1 Phase 2 Phase 3

(14)

Abb. 3: Absorptionskurve (Feuchtmittel) von Kartonmuster 1 bis 5.

Abb. 4: Absorptionskurve (Feuchtmittel) von Kartonmuster 6 bis 10.

30 40 50 60 70 80 90 100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Zeit [s]

Muster 1 Muster 2 Muster 3 Muster 4 Muster 5

30 40 50 60 70 80 90 100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Zeit [s]

Muster 6 Muster 7 Muster 8 Muster 9 Muster 10

(15)

Abb. 5: Absorptionskurve (Feuchtmittel) von Kartonmuster 11 bis 15.

Abb. 6: Absorptionskurve (Feuchtmittel) von Kartonmuster 16 bis 19.

30 40 50 60 70 80 90 100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Zeit [s]

Muster 11 Muster 12 Muster 13 Muster 14 Muster 15

30 40 50 60 70 80 90 100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Zeit [s]

Muster 16a Muster 16b Muster 17 Muster 18a Muster 18b Muster 19

(16)

ist, um eine Probe von 25,4 mm x 25,4 mm mit einem so genann- ten Scott Internal Bond Tester zu spalten. Die zu testende Pro- be wird mit Hilfe von doppelsei- tigem Klebeband zwischen zwei Metallträgern befestigt. Einer dieser Träger hat eine L-Form.

Danach wird ein Schlagpendel ausgelenkt. Das Pendel trifft den L-förmigen Träger und spal- tet die Probe (Abb. 8). Je weiter das Schlagpendel nach dem Auf- schlagen auf den L-Träger durch- schwingt, desto geringer ist die gemessene Spaltarbeit des zu prüfenden Kartons.

Es wurde immer senkrecht zur Druckrichtung im Probedruck- gerät gemessen. Grund hierfür ist, dass der Probedruckstreifen 40 mm x 200 mm groß ist und zur Probenvorbereitung für das Scott-Bond-Messgerät stets 5 Prüfl inge gleichzeitig präpa- riert werden müssen und dies bei 25,4 mm Probenkante nur in Längsrichtung des Probedruck- streifens möglich ist.

Eine Hauptgröße und die Grundlage für die Korrela- tionsrechnungen sind die Werte für die erzielten Spaltarbeiten.

Grundsätzlich ist zur Messung der Spaltarbeit nach o.a. Norm zur Präzision folgende Aussage zu treffen: Innerhalb eines La- bors hängt die Präzision haupt- sächlich von der Homogenität des Materials ab. Sie wird in der Norm T 569 pm-00 [27] selbst anhand einiger Materialien wie folgt dargestellt:

• für Covermaterial 2,8%

• für Liner 8,3 %

• für Coated Cover 3,8 % Aus den Auswertungen zum CEPI-Ringversuch 2004 ist be- kannt, dass der Variationskoef- fi zient zwischen unterschied- lichen Labors (reproducibility) bei braunen Papieren zwischen 6 % und 16 % liegt und die Prä- zision innerhalb eines Labors bei ca. 5 % - 7 %.

Des Weiteren sind in der Lite- ratur [22] Hinweise zu fi nden,

wonach es bei Messung in Ma- schinenrichtung noch zusätz- liche Variationen gibt, wenn die Probe mit Laufrichtung in Pen- delrichtung oder gegen Pendel- richtung gemessen wird. Mögli- cherweise ergeben sich die unbe- friedigenden Korrelationen also aus Materialunterschieden, dem der Methode anhaftenden Feh- ler und den Prüfbedingungen.

Das Ergebnis der Spaltarbeits- messung ist dem des Spaltwider- stands ähnlich. Muster 1 zeigt den geringsten Wert und die Muster 4, 8, 14 zeigen die höch- sten Werte.

Anhand der erzielten Ergeb- nisse sollten diejenigen Kar- tonmuster ausgewählt werden, die in erster Linie bezüglich ih- rer Spaltfestigkeitswerte in ei- ner möglichst weit gespreizten Rangfolge waren. Nach einer intensiven Diskussion, in der alle Ergebnisse kritisch betrachtet und analysiert wurden, konnten letztendlich insgesamt 8 Kar- tonmuster ausgewählt werden,

Abb. 7: Spaltwiderstandsdiagramm.

nach DIN 54 516

0 1 2 3 4 5 6

1 2 2 * 3 4 5 5 * 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16a 16b 17 18a 18b

Kartonmuster * : bedruckt

(17)

die im nächsten Arbeitsschritt anhand von Druckversuchen mit der Labor-Probedruckma- schine untersucht wurden. Bei der Musterauswahl spielten – neben der Spaltfestigkeit – die für den Druckprozess im Bogen- Offset relevanten Kartoneigen- schaften Biegesteifi gkeit und Saugfähigkeit ebenfalls eine

wichtige Rolle. Es wurde darauf geachtet, dass die ausgewählten Kartonmuster alle Abstufungen der oben genannten Materialei- genschaften besaßen. Folgende Kartonmuster, deren Codierung in Tab. 1 ersichtlich ist, wurden ausgewählt, und sind der Tab. 5 mit den dazugehörigen Eigen- schaften aufgelistet.

Beide Methoden zur Messung der Spaltfestigkeit liefern ein ähnliches Ergebnis. Die Methode nach TAPPI 833 pm-94 [15] zeigt bei den selben Kartons eine bes- sere Differenzierung.

Da an den Kartonproben nach den Probedruckversuchen wie- derum die Spaltfestigkeit ge- messen werden sollte, wurde für die zukünftigen Untersuchun- gen als Prüfmethode die „Spalt- arbeit nach TAPPI T 833 pm-94“

festgelegt.

3.2 Labor-Probedrucke

Unter Testdrucken versteht man gewogene Andrucke in Probedruckgeräten, also Drucke, bei denen die aufgetragene Farbmenge durch Wägung der Druckform vor und nach dem Druckversuch ermittelt wird.

Aus Druckformoberfl äche und der Differenzwägung kann die übertragene Farbmenge in g/m2 – bei Berücksichtigung der Dich- te der Druckfarbe auch die über- tragene Schichtdicke in µm – an- gegeben werden.

Weitere Einstellmöglichkeiten bietet die Wahl der Druckge- schwindigkeit (0,5 m/s 6 m/s) und des Anpressdrucks (200 N – 1200 N).

Um Andrucke mit emulgierten Druckfarben zu erstellen, ist es notwendig, während des Ein- färbevorgangs Feuchtmittel auf die Verreiberwalzen aufzubrin- gen. Dies geschieht mittels einer Handpipette. Hier ist darauf zu achten, dass geeignete Feucht-

Abb. 8: Prinzip der TAPPI 883 pm-94 Methode.

Abb. 9: Spaltarbeitsdiagramm.

Papier/Karton Schlagpendel

nach TAPPI T 833 pm-94

0 50 100 150 200 250 300

1 2 2 * 3 4 5 5 * 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16a 16b 17 18a 18b

Kartonmuster * : bedruckt

(18)

Tab. 5: Ausgewählte Kartonmuster und ihre Eigenschaften.

mittelmengen und richtige Zeit- punkte gewählt werden. An- schließend lässt sich ein Andruck mit emulgierten Druckfarben herstellen.

Die Bestimmung der emul- gierten Feuchtmittelmenge geschieht mit einer Laborwaa- ge, die die Messwerte an einen Computer weitergibt. Daraus lassen sich Verdunstungskur- ven erstellen. Diese Kurven er- möglichen die Bestimmung des Feuchtmittelgehalts während des Druckvorgangs.

Dazu wird nach dem Einfärben und Feuchten der Druckform an Stelle des Probedrucks die Druck- form in die Analysenwaage ge- stellt und eine Wägung durch- geführt. Auf Grund der Verdun- stung des Feuchtmittels verliert die Druckform an Masse. Dieser Verlauf wird von einer Software mitprotokolliert und man erhält eine Kurve, die den Verdun- stungsverlauf beschreibt. Bildet man die Differenz aus erstem und letztem Messwert, so erhält man die Masse des verdunsteten Feuchtmittels. Wird dieser Wert mit der Differenz von leerer und eingefärbter Druckform ins Ver- hältnis gesetzt, erhält man den prozentualen Anteil von Feucht- mittel in der Druckfarbe.

Die Zeit, die benötigt wird, um die gefeuchtete Druckform in die Analysenwaage zu stellen, entspricht der Zeit, die benöti- gt wird, um die Druckform vom Einfärbewerk auf das Druckwerk des Probedruckgerätes zu set- zen. Die Menge an Feuchtmittel, die während dieser Zeit verdun- stet, ist daher näherungsweise konstant.

Mit dieser Methode lässt sich eine Vorgehensweise erarbei- ten, mit der Andrucke mit emul- gierten Druckfarben erstellt werden können.

Da sich alle Druckfarben rheo- logisch voneinander unterschei- den, kann keine absolut gültige Vorgehensweise genannt wer- den, sondern sollte für verschie- dene Druckfarben separat erar- beitet werden.

Folgende Methode hat sich aber als guter Kompromiss er- wiesen:

• Eingewogene

Farbmenge: 0,2 g

• Einfärbezeit

Verreiberwerk: 30 s

• Einfärbezeit

Druckform: 30 s

• 1. Spritzhub im direkten

Anschluss 0,1 ml

• 2. Spritzhub

nach weiteren 10 s 0,1 ml

• Verreiben lassen 20 s

• Druckform:

Gummi, Rauheit 3 µm Zuerst werden die Einfärbe- walzen 30 Sekunden eingefärbt.

Die aufgebrachte, gewogene Farbmenge beträgt 0,2 g. Der Druckzylinder wird weitere 30 Sekunden eingefärbt. Unmittel- bar danach wird ein Spritzhub mit dem Handdispenser in den Einfärbewalzenspalt vorgenom- men. Der Handdispenser ist so einzustellen, dass pro Spritzhub 0,1 ml Feuchtmittel abgegeben wird. Nach weiteren 10 Sekun- den erfolgt ein zweiter Spritz- hub. Dieses Feuchtmittel-Druck- farbe-Gemisch wird 20 Sekun- den verrieben, dann wird der Probedruck vorgenommen [16].

Zur Probenvorbereitung wer- den aus dem zu bedruckenden Papier bzw. Karton in der zu prüfenden Laufrichtung 40 mm x 230 mm große Proben ausge- schnitten. Diese Proben werden dann auf den Druckprobenträ- ger aufgespannt, am hinteren Ende angeklebt und bedruckt.

Aus den ausgewählten Kar- tonsorten (Tab. 5) wurden Pro- ben für die Labor-Probedruck- maschine geschnitten, und zwar

Muster Eigenschaften

Spaltarbeit [J/m²] Biegesteifigkeit Saugfähigkeit

2 gering 131 J/m² gering gering

1 gering 132 J/m² mittel gering

18b gering 134 J/m² mittel mittel

19 gering 101 J/m² hoch gering

9 mittel 234 J/m² mittel mittel

5 mittel 208 J/m² hoch gering

15 hoch 289 J/m² gering hoch

4 hoch 302 J/m² mittel mittel

(19)

Durch den Einsatz verschie- den zügiger Druckfarben, sollte die Belastung in z-Richtung des Kartons variiert und die Auswir- kungen auf die Spaltfestigkeit untersucht werden. Druckfarben mit niedrigerer Zügigkeit lassen eine geringere Beanspruchung des Kartons und somit höhere Werte in der Spaltarbeitsmes- sung erwarten.

• Eingewogene

Farbmenge: 0,2 g

• Einfärbezeit

Verreiberwerk: 30 s

• Einfärbezeit

Druckform: 30 s

• Anpressdruck: 200 N/cm

• Druckform:

Gummi, Rauheit 3 µm

• Druckgeschwindigkeit:

1,5 m/s

• Druckfarbe:

Rupftestfarbe 1, 2, 3, Fa. Michael Huber München Tackwerte:

Farbe 1: 6,1 Inko Farbe 2: 10,4 Inko Farbe 3: 12,4 Inko

Die Muster 4, 5 und 19 verhal- ten sich erwartungsgemäß, d. h.

mit steigender Zügigkeit verrin- gert sich die gemessene Spal- tarbeit. Die anderen Kartons hingegen zeigen keine deut- liche Reaktion auf die erhöhte Zügigkeit. Bei Muster 19 konnte für Farbe 3 kein Wert ermittelt werden. Da Muster 19 ein Kar- ton ohne Sprühstärke war, kam es bei Farbe 3 zum Abheben der Kartondecke, die den, durch die hohe Zügigkeit der Druckfarbe, höheren Belastungen in z-Rich- tung nicht mehr standhalten konnte. Die Spaltarbeit wurde daher Null gesetzt (Abb. 11 bis 13).

Beim Bedrucken quer zur Ma- schinenrichtung zeigen nur Mu- ster 1, 9 und 19 eine Verminde- rung der Spaltarbeit. Die rest- lichen Kartons zeigen keinen Einfl uss. Muster 19 zeigt beim Druck in CD im Gegensatz zur Be- druckung senkrecht dazu keine Delaminations erscheinungen.

jeweils mit Längsrichtung paral- lel und senkrecht zur Maschinen- richtung. Sämtliche Probedrucke wurden somit sowohl längs als auch quer zur Faserrichtung ausgeführt und im Folgenden ebenso separat ausgewertet.

Nach den Probedruckversu- chen wurden von den bedruck- ten Proben jeweils die Spaltar- beiten nach TAPPI T 833 pm-94 [15] gemessen. In Fällen, in de- nen es bereits zu visuell erkenn- baren Delaminationen gekom- men ist, wurde die Spaltarbeit Null gesetzt. Hier wie auch bei allen anderen Spaltarbeitsmes- sungen wurde die Spaltzone sorgfältig dokumentiert.

3.2.1 Variation der

Druckfarbenzügigkeit (Rupftestfarben) Versuchsbedingungen:

– Keine Vorfeuchtung – Druckgeschwindigkeit

konstant

– Farbmenge konstant – Drucktuch konstant

Abb. 10: Variation 1 – Probedrucke mit 3 Rupftestfarben (F1, F2, F3), Druckprozess in MD, Spaltarbeitsprüfung in CD.

0 50 100 150 200 250 300 350

Kartonmuster-Nr.

unbedr.

Farbe 1 Farbe 2 Farbe 3

5 18b

1 2 4 9 15 19

(20)

3.2.2 Variation der

Druckfarbenfi lmdicke Um die übertragene Farb- schichtdicke zu variieren, ist es notwendig, die eingewogene Farbmenge auf den Verreiber- walzen zu verändern. Es wird die leere Druckform gewogen, dann wird diese eingefärbt und wiederum gewogen. Nach dem Druck wird nochmals die Masse der Druckform bestimmt. Aus der Massendifferenz aus einge- färbter Druckform und Druck- form nach dem Druck lässt sich die übertragene Farbmenge errechnen. Da die bedruckte Fläche und die Dichte der Druck- farbe bekannt ist, kann auch die Druckfarbenfi lmdicke in µm be- rechnet werden.

Parameter der Probedrucke:

• Eingewogene Farbmenge:

0,1 g, 0,15 g, 0,2 g, 0,25 g

• Einfärbezeit

Verreiberwerk: 30 s

• Einfärbezeit

Druckform: 30 s

• Anpressdruck: 200 N/cm

• Druckform:

Gummi, Rauheit 3 µm

• Druckgeschwindigkeit:

1,5 m/s

• Druckfarbe:

RAPIDA Cyan ODFB,

Fa. Michael Huber München Das Verhältnis zwischen Ein- waage und übertragener Farb- menge ist in Tab. 6 dargestellt:

Dies sind nur Anhaltswerte, da die übertragene Farbmen- ge stark vom Bedruckstoff ab- hängt.

Die Variation der Farbauf- tragsmenge bewirkt bei Muster 1, 4 und 9 ein Absenken der Spaltarbeit. Muster 19 erfährt eine deutliche Reduzierung der Spaltarbeit gegenüber dem un- bedruckten Zustand, wobei zwi- schen den verschiedenen Auf- tragsmengen kein Unterschied

Abb. 11: Abheben der Kartondecke.

Abb. 13: Querschnitt vergrößert.

Abb. 12: Querschnitt.

(21)

Abb. 14: Variation 1 – Probedrucke mit 3 Rupftestfarben (F1, F2, F3), Druckprozess in CD, Spaltarbeitsprüfung in MD.

Abb. 15: Variation 2 – Probedrucke mit 4 Farbauftragsmengen (Fam 1 bis 4), Druckprozess in CD, Spaltarbeitsprüfung in MD.

0 50 100 150 200 250 300 350

Kartonmuster-Nr.

unbedr.

Farbe 1 Farbe 2 Farbe 3

5 18b

1 2 4 9 15 19

0 50 100 150 200 250 300 350

Kartonmuster-Nr.

unbedr.

5 18b

1 2 4 9 15 19

(22)

mehr besteht. Die restlichen Muster reagieren nur sehr wenig auf die verschiedenen Farbauf- tragsmengen.

Beim Druck quer zur Maschi- nenrichtung reagieren Muster 1, 9, 18b und 19 auf die Verän- derung der Farbauftragsmenge.

Muster 5 zeigt erst bei 0,20 g eine Veränderung. Die übrigen Kartons zeigen keine erkenn- baren Unterschiede.

3.2.3 Variation der Feuchtmittelmenge Um die Feuchtmittelemulgie- rung, wie sie in Produktionsma- schinen vorkommt, zu berück- sichtigen, wurden Andrucke mit emulgierten Druckfarben erstellt.

Die Zugabe des Feuchtmittels erfolgte mittels eines Handdis- pensers. Das Feuchtmittel wird

dabei während des Verreibe- vorgangs der Druckfarbe auf die Verreiberwalzen aufgebracht. Es ist wichtig, dass geeignete Inter- valle, in denen das Feuchtmittel aufgebracht wird, gewählt wer- den. Danach ist es möglich, mit einer gefeuchteten Druckfarbe einen Andruck zu erstellen.

Es wurde soviel Feuchtmittel emulgiert, dass es möglich war, einen Andruck mit 15 % und ei- nen Andruck mit 30 % Feuchtmit- tel herzustellen. Ferner kamen 2 verschiedene Feuchtmittel zum Einsatz, ein Standardfeuchtmit- tel und ein alkoholfreies Feucht- mittel. Die restlichen Druckpara- meter waren konstant.

Auf Andrucke mit Vorfeuch- tung wurde verzichtet, da die gefeuchtete Spur auf dem Pro- bestreifen 20 mm breit ist, die Messproben für die Spaltarbeits-

messung aber eine Größe von 25,4 mm x 25,4 mm aufweisen müssen. Dieser Umstand würde zu einer Verfälschung des Mess- werts führen.

• Eingewogene Farbmenge:

0,2 g (entspricht ca.

1,5 g/m² Farbschichtdicke)

• Einfärbezeit

Verreiberwerk: 30 s

• Einfärbezeit

Druckform: 30 s

• Anpressdruck: 200 N/cm

• Druckform:

Gummi, Rauheit 3 µm

• Druckgeschwindigkeit:

1,5 m/s

• Druckfarbe:

RAPIDA Cyan ODFB,

Fa. Michael Huber München

• Feuchtmittel:

15 % emulgiert, 30 % emulgiert

Nur Muster 4 zeigt einen Un- terschied zwischen unbedruck- tem und bedrucktem Karton.

Bei den übrigen Kartons bewegt sich der Unterschied zwischen emulgiertem Andruck (e) und nicht emulgiertem Andruck (ne) Eingewogene

Farbmenge in g 0,10 0,15 0,20 0,25

Übertragene Farbmenge in g/m²

0,80 1,15 1,50 1,75

Tab. 6: Verhältnis Einwaage zu übertragene Farbmenge.

Abb. 16: Variation 2 – Probedrucke mit 4 Farbauftragsmengen (Fam 1 bis 4), Druckprozess in CD, Spaltarbeitsprüfung in MD.

0 50 100 150 200 250 300 350

Kartonmuster-Nr.

unbedr.

5 18b

1 2 4 9 15 19

(23)

im Rahmen der Messungenau- igkeit. Es ist ferner kein Unter- schied zwischen den verschiede- nen Feuchtmittelmengen (1, 2) zu erkennen.

Für jedes Feuchtmittel und Pa- pier wurde ein eigener Andruck mit nicht emulgierten Druckfar- ben erstellt. „1-ne“ kennzeich- net einen Andruck mit nicht emulgierten Druckfarben bei der Serie mit Feuchtmittel Nr. 1 (15 % emulgiert). „2-ne“ kenn- zeichnet einen Andruck mit nicht emulgierten Druckfarben bei der Serie mit Feuchtmittel 1 (30 % emulgiert).

Die ersichtlichen Unterschiede zwischen den nicht emulgierten Andrucken

„1-ne“ und „2-ne“ ist durch die unterschiedliche Homoge- nität des Kartons verursacht.

Auffällig wurden sie durch die Versuchsdurchführung an un- terschiedlichen Tagen.

Quer zur Maschinenrich- tung lässt sich kein Einfl uss des Feuchtmittels erkennen. Ledig- lich Muster 19 (Karton ohne

Sprühstärke) zeigt ein typisches Bild, der Karton wird bei emul- gierten Druckfarben weniger beeinträchtigt als ohne Feuch- tung.

Alle Kartonsorten zeigen ei- nen leichten Abfall der Spalt- festigkeit aufgrund des Feucht- mittels in der Druckfarbe. Es be- steht kein Unterschied zwischen den verschiedenen Feuchtmittel- mengen. Karton 19 (ohne Sprüh- stärke) zeigt einen deutlicheren Abfall der Spaltfestigkeit bei nicht emulgierten Druckfarben, als bei emulgierten. Hier ist die Bezeichnung des Diagramms analog zu Abb. 15. „3-ne“ kenn- zeichnet einen Andruck mit nicht emulgierten Druckfarben bei der Serie mit Feuchtmittel 2 (15 % emulgiert). „4-ne“ kenn- zeichnet einen Andruck mit nicht emulgierten Druckfarben bei der Serie mit Feuchtmittel 2 (30 % emulgiert).

In Querrichtung zeigt sich ein ähnliches Bild wie in Maschi- nenrichtung, die Unterschiede bewegen sich in der Größenord-

nung der Standradabweichung.

Nur Karton 19 reagiert etwas stärker auf das Feuchtmittel.

Beim Vergleich der Andrucke mit emulgierten Druckfarben, zeigt nur Karton 4 einen deut- lichen Unterschied zwischen den verschiedenen Feuchtmittel- arten. So lassen sich bei Karton 4 und Feuchtmittel 2 (3e und 4e) höhere Spaltarbeitswerte mes- sen als bei Feuchtmittel 1.

Die anderen Muster zeigen keine Unterschiede bei den ver- schiedenen Feuchtmittelarten.

Die Reaktionen auf die dosier- te Menge sind sehr gering bzw.

liegen innerhalb der Standard- abweichung.

3.2.4 Variation der

Druckgeschwindigkeit Die Variation der Druckge- schwindigkeit lässt eine Beurtei- lung des Ablöseverhaltens des Kartons vom Drucktuch zu. Je höher die Druckgeschwindigkeit ist, desto größer sind die Kräfte, die auf die Kartonoberfl äche wirken.

Abb. 17: Variation 3 – Probedrucke mit emulgierten (e) und nicht emulgierten (ne), Druckfarben (1: 15 % Feuchtmittel Nr. 1, 2: 30 % Feuchtmittel Nr.1),

Druckprozess in MD, Spaltarbeitsprüfung in CD.

0 50 100 150 200 250 300 350

Kartonmuster-Nr.

unbedr.

1-e 1-ne 2-e 2-ne

5 18b

1 2 4 9 15 19

(24)

Abb. 18: Variation 3 – Probedrucke mit emulgierten (e) und nicht emulgierten (ne), Druckfarben (1: 15 % Feuchtmittel Nr.1, 2: 30 % Feuchtmittel Nr.1),

Druckprozess in CD, Spaltarbeitsprüfung in MD.

Abb. 19: Variation 3 – Probedrucke mit emulgierten (e) und nicht emulgierten (ne),

Druckfarben (3: 15 % Feuchtmittel Nr.2, ohne Isopropanol; 4: 30 % Feuchtmittel Nr.2, ohne Isopropanol), Druckprozess in MD, Spaltarbeitsprüfung in CD.

0 50 100 150 200 250 300 350

Kartonmuster-Nr.

unbedr.

1-e 1-ne 2-e 2-ne

5 18b

1 2 4 9 15 19

0 50 100 150 200 250 300 350

Kartonmuster-Nr.

unbedr.

3-e 3-ne 4-e 4-ne

5 18b

1 2 4 9 15 19

(25)

Abb. 20: Variation 3 – Probedrucke mit emulgierten (e) und nicht emulgierten (ne),

Druckfarben (3: 15 % Feuchtmittel Nr.2, ohne Isopropanol; 4: 30 % Feuchtmittel Nr.2, ohne Isopropanol), Druckprozess in CD, Spaltarbeitsprüfung in MD.

Abb. 21: Gegenüberstellung der Andrucke mit emulgierten Druckfarben (Druckprozess in CD).

0 50 100 150 200 250 300 350

Kartonmuster-Nr.

unbedr.

3-e 3-ne 4-e 4-ne

0 50 100 150 200 250 300 350

1 2 4 5 9 15 18b 19

Karton Nr.

unbedr.

1e 2e 3e 4e

(26)

• Eingewogene Farbmenge:

0,2 g (entspricht ca.

1,5 g/m² Farbschichtdicke)

• Einfärbezeit

Verreiberwerk: 30 s

• Einfärbezeit

Druckform: 30 s

• Anpressdruck: 200 N/cm

• Druckgeschwindigkeit:

1,5 m/s, 2,5 m/s, 3,5 m/s, 4,5 m/s

• Druckform:

Gummi, Rauheit 3 µm

• Druckfarbe:

RAPIDA Cyan ODFB,

Fa. Michael Huber München

Bei den Mustern 1, 4, 5, 9, 18b und 19 zeigt sich der erwartete Einfl uss der Druckgeschwin- digkeit. Mit zunehmender Ge- schwindigkeit sinkt die gemes- sene Spaltfestigkeit. Muster 15 reagiert kaum auf die Erhöhung der Druckgeschwindigkeit.

Abb. 22: Variation 4 – Probedrucke mit 4 Druckgeschwindigkeiten (DG 1 bis 4), Druckprozess in MD, Spaltarbeitsprüfung in CD.

Abb. 23: Variation 4 – Probedrucke mit 4 Druckgeschwindigkeiten (DG 1 bis 4), Druckprozess in CD, Spaltarbeitsprüfung in MD.

0 50 100 150 200 250 300 350

Kartonmuster-Nr.

unbedr.

DG 1: 1,5 m/s DG 2: 2,5 m/s DG 3: 3,5 m/s DG 4: 4,5 m/s

5 18b

1 2 4 9 15 19

0 50 100 150 200 250 300 350

Kartonmuster-Nr.

unbedr.

DG 1: 1,5 m/s DG 2: 2,5 m/s DG 3: 3,5 m/s DG 4: 4,5 m/s

5 18b

1 2 4 9 15 19

(27)

In Querrichtung reagieren die Muster 1, 4, 5, 9 und 19 er- wartungsgemäß. Die anderen Kartons zeigen nur sehr leichte (Muster 2 und 18b) oder keine Unterschiede (Muster 15).

3.2.5 Variation des Drucktuches Die Auswahl der Drucktücher geschah nach Rücksprache mit einem Drucktuchhersteller. Wie aus den Datenblättern [23][24]

ersichtlich ist, wird eines der Drucktücher explizit für den Verpackungsdruck empfohlen (Rauheit 4 µm, Shore A 80). Bei dem anderen Drucktuch handelt es sich um Standard qualität. Die Drucktücher unterscheiden sich bzgl. der Härte und der Rauheit.

Die Rauheit beeinfl usst maß- gebend das Ablöseverhalten vom Drucktuch und nimmt Ein- fl uss auf die wirkenden Kräfte in z-Richtung und somit auch auf die resultierenden Spaltar- beitwerte.

Bei veränderter Härte des Drucktuchs verändert sich die Wulstbildung im Druckspalt.

Eine größere Wulstbildung be- deutet zugleich eine größere

Walkbelastung und ein stärkeres Nachlaufen des Kartons.

• Eingewogene: Farbmenge:

0,2 g (entspricht ca.

1,5 g/m² Farbschichtdicke)

• Einfärbezeit

Verreiberwerk: 30 s

• Einfärbezeit

Druckform: 30 s

• Anpressdruck: 200 N/cm

• Druckgeschwindigkeit:

1,5 m/s

• Druckform:

Gummi, Rauheit 2 µm (Shore A 78) und 4 µm (Shore A 80)

• Druckfarbe:

RAPIDA Cyan ODFB,

Fa. Michael Huber München Zwischen den beiden Druck- formen konnten wider Erwarten keine Unterschiede festgestellt werden. Bei Muster 1, 2, 4, 18b und 19 sinkt die Spaltfestigkeit aufgrund des Druckprozesses, ein Unterschied zwischen den verschiedenen Drucktüchern konnte aber nicht festgestellt werden.

Hier zeigt sich ein ähnliches Bild wie in Maschinenrichtung (MD). Ein Unterschied zwischen den verschiedenen Drucktü- chern konnte nicht festgestellt werden.

3.2.6 Variation des Anpressdrucks

Ein veränderter Anpressdruck verändert den Druck auf den Karton und somit auch die Walk- belastung. Das Nachlaufen des Bedruckstoffs erhöht sich somit auch. Die erhöhte Belastung im Druckspalt lässt ein stärkeres Absenken der Spaltarbeit nach dem Druck erwarten.

• Eingewogene Farbmenge:

0,2 g (entspricht ca.

1,5 g/m² Farbschichtdicke)

• Einfärbezeit

Verreiberwerk: 30 s

• Einfärbezeit

Druckform: 30 s

• Anpressdruck:

50 N/cm, 150 N/cm, 300 N/cm

• Druckgeschwindigkeit:

1,5 m/s

Abb. 24: Variation 5 – Probedrucke mit 2 Druckformen (DF1, DF2), Druckprozess in MD, Spaltarbeitsprüfung in CD.

0 50 100 150 200 250 300 350

Kartonmuster-Nr.

unbedr.

DF1 Rauheit 2 µm DF2 Rauheit 4 µm

5 18b

1 2 4 9 15 19

(28)

Abb. 25: Variation – Probedrucke mit 2 Druckformen (DF1, DF2), Druckprozess in CD, Spaltarbeitsprüfung in MD.

Abb. 26: Variation 6 – Probedrucke mit 3 Anpressdrücken (AD1 bis 3), Druckprozess in MD, Spaltarbeitsprüfung in CD.

0 50 100 150 200 250 300 350

Kartonmuster-Nr.

unbedr.

DF1 Rauheit 2 µm DF2 Rauheit 4 µm

5 18b

1 2 4 9 15 19

0 50 100 150 200 250 300 350

Kartonmuster-Nr.

unbedr.

AD 1: 200 N/4cm AD 2: 400 N/4cm AD 3: 1200 N/4cm

5 18b

1 2 4 9 15 19

Referenzen

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