Geistereffekt und Punktabnahme im Heatset Druck

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11/03/13 ● www.sappi.com/houston

Geistereffekt und Punktabnahme im Heatset-Druck

Hintergrund

In den letzten Jahren haben "Geistereffekt" und "Punktabnahme" im Heatset-Rollenoffsetdruck stark zugenommen. Dies ist auf die verstärkte Verwendung von CTP-Druckplatten und den allgemein sinkenden Alkoholgehalt zurückzuführen. Die beiden Phänomene stellen einen erheblichen Qualitätsmangel dar und wurden zu einem inakzeptablen kommerziellen Problem besonders bei Qualitätsmagazinen.

Beim Geistern werden Teile des Motivs mit hoher Farbdeckung von der Schöndruckseite auf die Halbtonbereiche auf der Rückseite übertragen. In diesen Bereichen werden die Druckpunkte einer Farbe kleiner gedruckt als auf der Druckplatte. Dieser Effekt wird auf Druckmaschinen beobachtet, bei denen die Verbindungslinie zwischen den Drehpunkten der beiden Gummituchzylinder und der Papierbahn nicht 90° beträgt (Abbildung 1). Geistern tritt immer auf der Seite des Drucktuches auf, auf der das Papier zuletzt zu liegen kommt (in Richtung Trockner), wenn ein Druckbild mit hoher Farbdeckung auf der entgegengesetzten Seite gedruckt wurde. (Abbildung 2). Wie der Name schon andeutet, scheint dieser Druckfehler grundlos aufzutreten, zu verschwinden und erneut aufzutreten, ohne dass Änderungen der Druckbedingungen vorgenommen wurden. Geistern kann in allen Farbtönen auftreten. Alle Druckwerke können unabhängig voneinander betroffen sein, auch das erste Druckwerk (standardmäßig Schwarz).

Abbildung 1. Der Release-Winkel bestimmt das Auftreten des Geistereffekts



Abbildung 2. Auftreten des Geistereffekts

Bei der Punktabnahme werden die Rasterpunkte in den Halbtonbereichen im Laufe des Druckvorganges immer kleiner. Alle Farben "verschwinden", am stärksten aber Magenta und Cyan. Für das menschliche Auge ist dies besonders bei Hautfarben ersichtlich. Punktabnahme tritt häufig auf der Rückseite der Papierbahn auf, im Gegensatz zum Geistereffekt, der sich auf beiden Seiten zeigen kann.

Abbildung 3. Auftreten von Punktabnahme (Punktverkleinerung)



Die einzige Möglichkeit zur Lösung des Problems ist das Waschen der Drucktücher – das verursacht Stillstandszeiten und Makulatur (siehe ein Beispiel, wie der Waschzyklus die Druckpunkt-% beeinflusst, in Abbildung 4) Verschiedene Auto-Cycling-Systeme verlängern zwar die Waschintervalle, können das Problem aber nicht vollständig lösen.

Abbildung 4. Beispiel für CLCC-Daten (Waschzyklen sind mit schwarzen Balken dargestellt)

In den vergangenen Jahren hat Sappi – auch im Rahmen von industrieweiten Arbeitsgruppen – diese beiden Druckprobleme intensiv erforscht. In diesem Artikel werden die Ergebnisse zusammengefasst.

Mechanismus

Der Grund für die Rasterpunktabnahme sowohl beim Geistern als auch bei der Punktabnahme wurde als mikroskopisch kleiner Aufbau der Druckpunkte identifiziert. Der Aufbau ist ca. 10 Mikron dick und besteht aus Farb- und Papierbestandteilen.

Abbildung 5. Mikroskopische Aufnahmen vom Gummituch; Aufbau (links), sauberes Drucktuch

(rechts).



Abbildung 6. Querschnitt des Drucktuches mit Aufbau.

Die Hypothesen für diesen Mechanismus sind in Abbildung 7 dargestellt. Mit Zunahme der Dicke des Farbaufbaus zwischen den Rasterpunkten wird die Rasterpunkt-Übertragung von der Druckplatte auf das Gummituch und vom Gummituch auf das Papier immer schwieriger.

plate

blanket

ink ink

accumulated

material

plate

blanket

ink ink

accumulated

material

blanket

ink ink

accumulated

material

Abbildung 7. Schematische Darstellung der Hypothese über die Druckpunktabnahme

Der Grund für den Farbaufbau oder warum dieser beim Geistern nur lokal auftritt, konnte nicht vollständig geklärt werden. Es wurden verschiedene Hypothesen betreffend das Farb/Wasser-Gleichgewicht, die Wasserführungskapazität der Platte und die Release-Eigenschaften des Gummituches durchgespielt.

Platte

Gummituch

aufgebautes Material



Variable

Nachfolgend werden verschiedene Variable, darunter Papier, Druckfarbe, Feuchtmittel, Drucktuch und Platten unter die Lupe genommen.

Papier wird häufig als Hauptverursacher dieser Probleme angesehen. Tatsache ist, dass die Häufigkeit von Punktabnahme und Geistern in den späten 90er Jahren mit der Entwicklung der neuen hochwertigen gestrichenen Heatset-Papiere zugenommen hat.

Papier ist wahrscheinlich auch die am intensivsten getestete Variable und bisher konnte keine direkte Verbindung zwischen den Papier-Ausgangsstoffen oder -Eigenschaften festgestellt werden. Bei folgenden Variablen treten diese Druckprobleme häufiger auf.

Hochwertige LWS oder MWC-Papiere im Flächengewichtsbereich von 60 - 90 g/m² (insbesondere Geistern - Punktabnahme tritt auch bei höheren Flächengewichten auf)

Geistern oder Punktabnahme werden bei sehr rauen Papieren kaum beobachtet (matte Sorten mit PPS >4)

Andererseits treten beide Phänomene mit den folgenden Variablen auf:

Verschiedene Strichrezepturen von reinem Calciumcarbonat zu reinem Kaolin.

Verschiedene Geschwindigkeiten beim Wegschlagen oder der Feuchtmittelabsorption

Verschiedene Steifigkeiten

Farbe und Feuchtmittel wurden intensiv erforscht, da diese neben Papier die Hauptvariablen im Offsetdruck sind. Die gängigsten Hypothesen, wie der Materialaufbau zwischen den Rasterpunkten entsteht, ist, dass Farbpartikel in das Feuchtmittel emulgieren und auf den nicht druckenden Bereich des Drucktuches übertragen werden, wo sie sich anreichern. Druckfarben mit eindeutig niedrigerer Zügigkeit reduzieren das Problem von Geistern und Punktabnahme. Bestandteile, die die Schmierung und das Waschverhalten des Feuchtmittels erhöhen, verringern auch das Auftreten des Geistereffekts und der Punktabnahme.

Typisch für diese und weitere Variable ist, dass es schwierig ist, bei Tests einheitliche Ergebnisse zu erzielen, insbesondere an verschiedenen Druckmaschinen. Das deutet darauf hin, dass viele Variable beteiligt sind und das Problem schwierig zu beheben ist.

Das Gummituch wird als entscheidend angesehen, insbesondere im Hinblick auf Geistern. Es ist bekannt, dass unterschiedliche Drucktücher unterschiedliche Release-Eigenschaften aufweisen und das Layout Einfluss darauf hat, wie schnell sich das Papier vom Gummituch löst. Dies ist auf den Bildern klar ersichtlich, die während des Drucks aufgenommen wurden (Abbildung 8).

Abbildung 8. Die während des Drucks aufgenommenen Fotos zeigen das Release-Muster;

halbtechnischer Heatset-Versuchsaufbau (links), kommerzielle Heatset-Druckmaschine (rechts)



Der Wechsel von filmbasierten Platten zu CTP erfolgte ungefähr zur selben Zeit, als Geistern und Punktabnahme häufiger aufzutreten begannen. Wie bereits erwähnt, geht die stichhaltigste Hypothese davon aus, dass die Druckprobleme durch Emulgieren entstehen, womit die Druckplatte auch eine wesentliche Rolle spielt. CTP-Platten weisen andere Kapazitäten bei der Wasserführung auf als konventionelle Platten. Wie bei den besprochenen Variablen ist auch bei den Platten nicht ein einzelner Parameter ausschlaggebend. Das stützt die Hypothese, dass viele Variable zusammenwirken.

Zusammenfassung

Punktabnahme und Geistern gehören wahrscheinlich zu den am schwierigsten zu lösenden Druckproblemen im Heatset-Offsetdruck der letzten 20 Jahre. Umfangreiche Forschungsarbeiten wurden sowohl von verschiedenen Fachinstituten als auch von industrieübergreifenden Arbeitsgruppen durchgeführt, um das Problem in den Griff zu bekommen. Es handelt sich ganz klar um ein Phänomen, das eng mit den Grundlagen des Heatset-Offsetdrucks verknüpft ist und sehr vielschichtig ist. Das sprunghafte Auftreten macht die Untersuchung verschiedener Variablen extrem schwierig.

Sappi ist bemüht, das Problem zu lösen und arbeitet mit Partnern aus der Industrie weiterhin an Forschungsprojekten mit.

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