Projekt 25302/01

Isopropanolfreier Offsetdruck

Projektträger

SID Sächsisches Institut für die Druckindustrie GmbH Institut des Vereins POLYGRAPH Leipzig e. V.
Mommsenstr. 2
04329 Leipzig
Telefon: 0341/25942-0

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ziel der Forschungsarbeiten ist es, die Zusammenhänge beim IPA-freien Druck besser zu verstehen. Im Ergebnis des Projektes soll eine Übersicht über die Wirkung der untersuchten Einflussfaktoren vorliegen, die eine Bewertung und Wichtung der einzelnen Parameter enthält. Es kann damit die Wirkung einzelner Einflussgrößen und die Wechselwirkung der Parameter im Zusammenspiel beim IPA-freien Druck besser beurteilt werden. Besondere Aussagekraft wird hierbei von der Untersuchung des Langzeitverhaltens erwartet.
IPA-freie Systeme sind derzeit noch sehr schwer beherrschbar, nicht zuletzt durch die ungenügende Kenntnis der komplexen Wirkzusammenhänge im Prozess. Höhere Aufwendungen für Prozesssteuerung und Reinigung führen in der Praxis bei den Druckunternehmen zu mangelnder Akzeptanz. Probleme, Qualitätseinbußen und mangelnde Ursachenforschung führen zur schnellen Rückkehr zum IPA-Einsatz.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenUm dieses Ziel zu erreichen, sollen systematische Untersuchungen der bekannten Einflussfaktoren im Druckprozess auf der im SID vorhandenen Bogenoffsetmaschine Heidelberg Speedmaster 74 CD durchgeführt werden. Dabei soll die Wirkungsweise und gegenseitige Beeinflussung der Einflussfaktoren auf-gedeckt werden.
Zunächst werden auf der Grundlage der vorliegenden Erkenntnisse die bekannten Einflussgrößen auf den Druckprozess zusammengestellt. Um die Vielzahl der möglichen Variationen einzugrenzen, wird ein modellhafter Basis-Feuchtmittelzusatzes festgelegt. Von diesem Basis-Zusatz aus sind dann definierte Variationen abzuleiten, deren Auswirkungen im Einzelnen untersucht werden können. In den Druckversuchen sind mit einer speziellen Testform bei Variation der ausgewählten Einflussgrößen (Wasserqualität, Material der Feuchtwerkswalzen, Walzenjustage zum Reiber und zur Druckplatte, Farbwalzen- und Feuchtmitteltemperatur) die Ergebnisse zu charakterisieren sowie die Prozessstabilität zu prüfen. Beurteilt werden dabei Freilaufverhalten, Feuchtmittelspielraum, Tonwertwiedergabe im Druck, Aufbauen und Verschmutzung der Walzen und des Gummituchs, Emulgierneigung und Veränderung des Feuchtmittels sowie die Beständigkeit der gedruckten Farbe.
Die Ergebnisse sind einem Druckversuch, der mit einem üblichen IPA-haltigen Feuchtmittel durchgeführt wurde, gegenüberzustellen.
Für die Langzeituntersuchungen werden die Feuchtmittel durch gealterte Feuchtmittel ersetzt. Dabei wird durch Zusatz von Farbe, Waschmitteln, Verschmutzungen aus dem Papier eine definierte künstliche Alterung herbeigeführt.


Ergebnisse und Diskussion

Im Allgemeinen erfordert der IPA-freie Offsetdruck höhere Feuchtduktordrehzahlen, um eine entsprechende Menge von Feuchtmittel zum Freilaufen der Platte zur Verfügung zu stellen. Dadurch verringert sich der Feuchtmittelspielraum, jedoch ist in den Untersuchungen nie der Fall aufgetreten, dass nicht mehr genügend Feuchtmittel angeboten werden konnte.
Es wurde festgestellt, dass durch verschiedene Materialien für die Tauch- bzw. Feuchtauftragswalzen Einfluss auf die Einstellung der Feuchtmittelmenge genommen werden kann. Durch Auswahl von Materialien mit guten Schöpfeigenschaften kann der Einengung des Feuchtmittelspielraums begegnet werden.
Die Justierung der Feuchtwerkswalzen und Farbauftragswalzen hatte an der Versuchsmaschine kaum Einfluss auf den Feuchtmittelspielraum. Im Praxisversuch zeigte sich dagegen, dass nur mit optimal eingestellten Walzen eine gute Druckqualität erreicht werden konnte. Hierbei spielt offensichtlich der allgemeine Zustand der Druckmaschine eine große Rolle.
Es wird empfohlen, dass Farb- und Feuchtwerk beim Druck nicht gekoppelt sind. Durch die Kopplung verringert sich der Feuchtmittelspielraum.
Bei erhöhter Farbreibertemperatur lässt sich eine Verringerung des Feuchtmittelspielraums feststellen, so dass für die Praxis eine Reiberkühlung empfehlenswert ist, die den Temperaturanstieg im Druckwerk mit der Laufzeit verhindert.
Bei einigen Versuchen wurde ein Einfluss der Feuchtmitteltemperatur auf den Feuchtmittelspielraum festgestellt. Im Allgemeinen ist die energieaufwändige Kühlung des Feuchtmittels dazu notwendig, die Verdunstung des IPA zu verringern und wäre beim Einsatz eines IPA-freien Feuchtmittels nicht unbedingt notwendig. Die Versuche geben einen Hinweis darauf, dass es in den meisten Fällen möglich sein müsste, mit einer Feuchtmitteltemperatur über 10 °C zu drucken.
Bei Versuchen mit Pantone Reflex Blau wurde ein besonders geringer Feuchtmittelspielraum festgestellt. Es ist bekannt, dass diese Farben hinsichtlich der Feuchtmittelführung sehr empfindlich sind. Sowohl an der Versuchsmaschine als auch im Praxisversuch konnte aber in einem ausreichend großen Prozessfenster produziert werden.
Beim Vergleich der gemessenen Tonwertzunahmen konnten Unterschiede zwischen den Feuchtmittelzusammensetzungen und den eingesetzten Walzenmaterialien gefunden werden. Dabei lieferte ein IPA-Ersatzstoff immer die geringsten Tonwertzunahmen.
Bei Erhöhung der Feuchtmittelführung steigt die Tonwertzunahme an. Dabei wurden erhebliche Unterschiede in Abhängigkeit vom Walzenmaterial und der Feuchtmittelzusammensetzung gemessen.
In einem 5-monatigen Praxisversuch wurde durchgängig IPA-frei produziert. Voraussetzung dafür war eine optimal nach Herstellervorschrift eingestellte Maschine. Auch nach der Umstellung auf IPA-freie Produktion mussten die Walzen innerhalb weniger Tage mehrfach nachjustiert werden.
Vor der Umstellung auf IPA-freies Feuchtmittel ist eine Grundreinigung des Feuchtmittelkreislaufs erforderlich, während der Produktion muss durch regelmäßige Reinigung und Pflege gewährleistet werden, dass sich auf den Walzen keine Ablagerungen bilden. Der (vermeintlich) höhere Feuchtmittelbedarf muss durch die Einstellung höherer Feuchtduktordrehzahlen maßvoll kompensiert werden. Die Druckqualität konnte während des Praxisversuchs auf konstant gutem Niveau gehalten werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Das Projekt wurde von einem Arbeitskreis der Forschungsgesellschaft Druckmaschinen, an dem Druckmaschinenhersteller, Farb- und Feuchtmittellieferanten teilnahmen, begleitet. Während der Projektlaufzeit fanden 4 Arbeitskreistreffen statt, auf denen der Projektfortschritt und der Stand der Ergebnisse präsentiert und diskutiert wurde. Nach Beendigung des Projektes sind Veröffentlichungen in Fachzeitschriften vorgesehen, und es wird durch den vdma ein Symposium für Interessenten aus der grafischen Industrie organisiert.


Fazit

Der IPA-freie Offsetdruck ist mit den heute verfügbaren technischen Mitteln praxistauglich. Es haben sich keine limitierenden Faktoren hinsichtlich der einzusetzenden Materialien ergeben. Voraussetzung ist neben einer mängelfreien Technik die Bereitschaft des Druckers, sich auf die veränderte Maschinenbedienung einzustellen und bei auftretenden Problemen nach den wirklichen Ursachen zu suchen. In diesem Zusammenhang ist es sinnvoll, durch entsprechende Betreuung Hilfestellung zu geben.