Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Verschmutzung des Gummituches im nicht druckenden Bereich, der sogenannte Negativaufbau, auf den heutigen schnelllaufenden Heatset Rollenoffsetmaschinen ist zu einem gro\u00dfen Problem geworden. Um Qualit\u00e4tsbeeintr\u00e4chtigungen der Druckprodukte zu vermeiden, sind h\u00e4ufige Unterbrechungen des Druckprozesses durch Waschzyklen der Gummituchoberfl\u00e4chen notwendig. W\u00e4hrend dieser Waschintervalle werden ca. 4% des gesamten f\u00fcr den Heatset Prozess notwendigen Papierbedarfs verbraucht. In der BRD sind das j\u00e4hrlichen etwa 250 Tausend Tonnen Papier mit einem Wert von etwa 200 Millionen Euro.
\nZiel des Vorhabens ist, Druckt\u00fccher so zu beschichten, dass sie leichter und schneller zu reinigen sind sowie langsamer verschmutzen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAnliegen des vorliegenden Projektes ist es, eine Fluorkautschukbeschichtung, die sich auszeichnet durch eine sehr niedrige Oberfl\u00e4chenspannung, -\u00e4hnlich der des Teflons-, auf handels\u00fcbliche Druckt\u00fccher aufzubringen. Eine derartige Beschichtung wird von Heidelberger Druckmaschinen mittlerweile serien-m\u00e4\u00dfig auf Elastomerwalzen eingesetzt.
\nDie Beschichtung wird generiert mit dem Auftrag eines wasserbasierenden Fluorkautschuklatex.
\nSchwerpunkt der Projektaktivit\u00e4ten bestand in der chemischen Modifikation der Beschichtung, bzw. des Latex, und ihre Optimierung auf die Ph\u00e4nomene Tonwertzunahme und Spitzpunktweglaufen.
\nZentrales Arbeitsmittel zur Beurteilung einer Beschichtung ist dabei ein Druckversuch auf einer hauseigenen Speedmaster 52, indem systematisch eine bestimmte Anzahl Bogen gedruckt werden , Tonwert-zu- und -abnahme verfolgt werden, das Reinigungsverhalten des Tuches beurteilt wird und sein Verschmutzungsverhalten.
\nModifiziert wurde die Oberfl\u00e4chenspannung der Beschichtungen erst in Richtung Absenkung, dann in Richtung Steigerung des polaren Anteiles. Die Absenkung wurde durchgef\u00fchrt mit der Zugabe eines aminofunktionalisierten Polysiloxanes. Die Steigerung der polaren Anteile wurde in zwei Stufen mit unterschiedlichen Mitteln verfolgt: im ersten Schritt mit der Zugabe vertr\u00e4glicher Substanzen wie Polyiminen und \u00e4hnlichen, in einem zweiten durch Blends mit einem wasserbasierend Nitrilbutadienkautschuklatex. Die Beschichtungen wurden z. T. bei Mohn und MAN abgedruckt.
\nDar\u00fcber hinaus haben Untersuchungen zum Anbindungsverhalten der Beschichtung auf verschiedenen Substraten stattgefunden und verfahrenstechnische \u00c4nderungen in der Auftragstechnik.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
In der ersten Versuchsphase wurde versucht, \u00fcber den Zusatz von aminofunktionalisiertem Polysiloxan in den Fluorkautschuklatex die Oberfl\u00e4chenspannung weiter abzusenken, um dem Ph\u00e4nomen des Punkt-zuwachses, der Tonwertzunahme, entgegenzuwirken. Dies erwies sich jedoch als kontraproduktiv. Die Oberfl\u00e4chenspannung wurde zwar abgesenkt bis auf Werte, die zu einer unregelm\u00e4\u00dfigen und fehlerhaften Farbannahme f\u00fchrten. Dennoch konnte damit weder Punktzuwachs noch Punktabnahme vermieden werden.
\nIn dieser Phase wurden Adh\u00e4sionsuntersuchungen gestartet, die schlie\u00dflich auf das Dilemma hinweisen, dass l\u00f6semittelverarmte Farbe wesentlich h\u00f6here Adh\u00e4sions- und K\u00f6h\u00e4sionskr\u00e4fte aufbaut als l\u00f6semittel-reiche. So werden vermutlich auf allen Oberfl\u00e4chen l\u00f6semittelverarmte klebrige Farbpartikel immer bessere Adh\u00e4sionsvoraussetzungen haben als die volll\u00f6semittelhaltige Farbe. W\u00fcrde die Farbe, bzw. die system- und prozessbedingt entstehenden Farbpartikel, kein L\u00f6semittel w\u00e4hrend des Prozesses verlie-ren, g\u00e4be es kein Negativaufbauen. Da die Farbe aber gute Trocknungseigenschaften haben muss, liegt hier erst einmal ein immanenter Widerspruch vor.
\nDies f\u00fchrt zu vier Aspekten:
\n1.\tIn der derzeitigen Situation ist Negativaufbau offenbar nicht zu vermeiden. F\u00fcr das Erreichen des Projektzieles wird daher die gute Reinigbarkeit der Oberfl\u00e4che zum entscheidenden Mittel. Das Zuwachsen des Spitzpunktes soll sich dabei nicht schneller ereignen als auf den konventionellen T\u00fc-chern, um die Reinigungsfrequenz nicht zu erh\u00f6hen, die Tonwertzunahme unserer Beschichtung ist bei gleicher Reinigungsfrequenz minimal zu halten.
\n2.\tZu den Mechanismen des fl\u00e4chigen Negativaufbaus geh\u00f6rt als erstes die Generierung von Partikeln, die sich offenbar im auslaufenden Nip ereignet als Ergebnis von Kavitation oder Farbspaltung. Der zweite Mechanismus besteht offenbar im adh\u00e4siven Aufsetzen dieser Partikel auf die Drucktuchober-fl\u00e4che was sich ggfls. in dem der Generierung nachlaufenden Nip ereignet.
\n3.\tWerden die zylindernahen Trocknungsparameter verstanden, h\u00e4tte man generell M\u00f6glichkeiten, diese zu beeinflussen.
\n4.\tH\u00e4tte man w\u00e4hrend des Prozesses die M\u00f6glichkeit, die Antiadh\u00e4sivit\u00e4t der Drucktuchoberfl\u00e4che zu unterst\u00fctzen, w\u00e4re dies eine weitere M\u00f6glichkeit, das Negativaufbauen zu unterdr\u00fccken.
\nF\u00fcr den weiteren Projektverlauf f\u00fchrt dies neben der Zusammenarbeit mit Hexion zu der Frage, wie die relativ h\u00f6here Tonwertzunahme unserer Beschichtungen gegen\u00fcber der Standardoberfl\u00e4che zu vermeiden ist. Ist die niedrigere Oberfl\u00e4chenrauhigkeit oder die niedrigere Oberfl\u00e4chenspannung f\u00fcr die relativ h\u00f6heren Tonwertzunahmen verantwortlich?
\nIn der sich anschlie\u00dfenden Phase wurde versucht, den Punktzuwachs \u00fcber Zugabe vertr\u00e4glicher polarer Substanzen in das System zu vermeiden. Es wurden Substanzen wie Polyethyleniminen, Polysacchari-den, Rheologieadditiven in den Latex gegeben, die die Polarit\u00e4t der Oberfl\u00e4chenspannung messbar steigerten. Hiermit wurde jedoch wenig Wirkung auf Punktzuwachs erzielt, die Reinigbarkeit aber signifikant verschlechtert. Steigt der polare Anteil der Oberfl\u00e4chenspannung sinkt die Reinigbarkeit.
\nEin Durchbruch wurde erzielt auf der Basis von Verschnitten des Fluorkautschuklatex mit einem polaren Nitrilbutadienlatex. Dies brachte signifikante Verbesserungen in der Reduktion der Tonwertzunahme ohne die Reinigbarkeit wesentlich zu beeintr\u00e4chtigen.
\nEin weiteres Ergebnis ist die Erkenntnis, dass die Qualit\u00e4t des Farbfilmes, der von ultraglatten Fl\u00e4chen generiert wird, homogener, geschlossener, struktur\u00e4rmer, gl\u00e4nzender und d\u00fcnner ist. F\u00fcr das menschli-che Auge scheinen dabei die S\u00e4ttigungen der bisher untersuchten Farben h\u00f6her zu sein. Dies d\u00fcrfte eine Reduktion der Farbdosierung erlauben, die dann zu einer Verlangsamung des Negativaufbaues f\u00fchrt.
\nAbschlie\u00dfende Praxisversuche zeigten, dass die Arbeiten zur Kontrolle der Tonwertzunahmen erfolgreich waren, die Haftung des Systems aber dringend verbessert werden muss.
\nOrientierende Versuche zeigten, dass der Zusatz von Trennmitteln zum Feuchtmittel einen wirksamen Schutz gegen das Negativaufbauen sein kann.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Im Erfolgsfall wird die Arbeit in der Fachpresse publiziert<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Es sind u. E. wesentliche Erkenntnisse und Ergebnisse erarbeitet worden.
\nUnsere Arbeitsgruppe bedankt sich bei der DBU f\u00fcr die gew\u00e4hrte F\u00f6rderung. Wir sehen gute M\u00f6glichkei-ten, das Projekt weiter zu bearbeiten und erfolgreich zu Ende zu bringen, und werden deshalb einen Antrag auf weitere F\u00f6rderung stellen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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