Inline-Druckveredelung mit · PDF file2 Process 4 | 2007 Editorial Verehrte Kunden und Freunde...

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4V E R FA H R E N | P R A X I S | P E R S P E K T I V E N

Verfahrenstechniken, Materialien und Anwendungsvielfalt der Inline-Lackierung im Bogenoffsetdruck

• Dispersions- oder UV-Lackauftrag an Akzidenz- undVerpackungsdruckmaschinen mit einem Lackierwerk,

• Öldruck- und UV-Lackauftrag bzw. Dispersions lack -auftrag auf Hybridmaschinen mit einem Lackier -werk,

• Dispersions- plus UV- oder Effektlackauftrag im„Doppellack“-Verfahren.

Spezialkonfigurationen ermöglichen außerdem denInline-Vordruck von Grundier- und Effektlacken oderden beidseitigen Lackauftrag. Darüber hinaus ist dieAusstattung der 74 Karat von KBA mit einem Disper -sionslackierwerk quasi zum Standard geworden. Selbstim Rollenoffsetdruck an den Compacta-Maschinen undim Tiefdruck an den TR-Anlagen räumt KBA die Mög -lich keit ein, Lackiermodule anderer Anbieter zuintegrieren.Die verschiedenen Lackarten gehen spezielle Wechsel-wirkungen mit Druckfarben und Bedruckstoffen ein.Daraus ergeben sich Konsequenzen u.a. für den Trock-nereinsatz. Neben dieser Problematik werden die opti-male Lackviskosität oder die Eignung von Rasterwalzenund Lackierformen sowie weitere verfahrenstechni-sche Themen ausführlich und praxisnah behandelt. Indiesem Zusammenhang fanden auch die Erkenntnisseund Praxistipps aus dem KBA-Lackseminar 2006 inDresden breiten Eingang in diese Ausgabe von KBAProcess. Das Know-how und die umfangreichen Erfah-rungen von KBA und seinen Partnern auf dem Gebietder Inline-Lackierung wurden in möglichst verständli-cher und kompakter Form zusammengestellt. Wie inden bisherigen Ausgaben bemüht sich KBA wiederumum eine objektive Darstellung der Verfahrenstechni-ken mit ihren Vor- und Nachteilen sowie der Einspar-potenziale, Qualitätsvorteile und Anwendungsgebiete.

Lack hat sich von der bloßen Schutz- und Glanz -beschichtung zum attraktiven Gestaltungsmittel ent -wickelt, das vollflächig oder partiell Akzente setzenkann. Dank des kreativen Lackeinsatzes entstehenDruckprodukte, die sich optisch und haptisch aus derMasse herausheben. Und Druckbetriebe können sichmit entsprechenden Mehrwertleistungen von ihrenMitbewerbern differenzieren. Edelste Matt-Glanz-Effekte entstehen auf Hybrid- oder Doppellack ma -schinen, Metall- und Perlglanzeffektlacke vermittelnungewöhnliche optische Eindrücke, Duftlacke spre -chen den Geruchssinn an, Rubbellacke sorgen fürÜber raschungen, Blister- und Klebelacke geben Ver -packungen Rückenhalt, UV-Lacke verleihen Falt schach -teln, Plastikfolien und -karten bessere Gebrauchs eigen -schaften …Längst hat sich die Inline-Lackierung bei vielen Anwen -dungen als qualitativ und wirtschaftlich interessanteAlternative zur Offline-Lackierung auf speziellenLackauftrag- oder Siebdruckmaschinen etabliert. Mehrals die Hälfte der Bogenoffsetmaschinen im Mittel-und Großformat wird heute mit mindestens einemLackierwerk ausgeliefert. In der Inline-Lackierungerfahrene Drucker trauen sich immer anspruchsvollereAufgaben zu. So konzentrieren sich die Veredelungs -betriebe zunehmend auf spezielle Anwendungen, dienicht inline ausführbar sind.Koenig & Bauer stattet die Rapida-Baureihen im Halb-,Mittel-, Groß- und Super-Großformat ebenso wie die Per-forma- und Genius 52 UV-Kleinformatmaschinen aufWunsch mit Zusatzaggregaten für den Lackauftrag inhöchster Qualität aus. In Verbindung mit verlän gerterAuslage, flexiblen Zwischen- und Endtrocknerlösungensowie automatischen Lack wechsel systemen werdenfolgende Lackierkonzepte am häufigsten nachgefragt:

Inline-Druckveredelung mit Lack

Ausgabe 1/2007

Aus dem Inhalt

KBAEditorial 2

LackartenÜberblick, Eigenschaften 3

FilmbildungTrocknung, Härtung 9mit Praxistipps 10KBA VariDry 15

WechselwirkungenFotoinitiatoren 17Migrationsfreier Verpackungs-druck 19Lackhärtung definiert testen 22

VerfahrenstechnikKammerrakel-Lackierwerke 24Exkurs: Offline-Glanzveredelung 27Rasterwalzen 28mit Praxistipps 31Automatischer Lackwechsel 32mit Praxistipps 34

Lackübertragung und -auftragRheologie, Benetzung 36Qualitätsanforderungen 40mit Praxistipps 42Anwenderbeispiel 15 Werke 44Lackiertücher und -platten 45mit Praxistipps 50

LackanwendungenLack im wasserlosen Offsetdruck 52Bedruckstoffauswahl 54Lackeinsatzgebiete und erfolg-reiche Anwender 56

Impressum 59Ressourcen und Partner 43

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2 Process 4 | 2007

Editorial

Verehrte Kunden und Freunde unseres Hauses,

seit dem Jahre 2002 erscheint KBA Process mit technischen, verfahrens-technischen und Marktinformationen für immer noch nicht ganz alltägli-che Anwendungen im Bogenoffset. Die vergangenen Ausgaben behandel-ten den Offset-Direktdruck auf Wellpappe, den umweltorientiertenwasserlosen Offsetsetdruck und die von KBA nach umfangreicher Entwick-lungsarbeit seit der drupa 2000 erfolgreich im Markt positionierte Hybrid-Veredelung mit UV- und ölbasierenden Farben und Lacken.

Im vorliegenden KBA Process Nr. 4 gehen wir noch deutlich variantenrei-cher und detaillierter auf die immer mehr gefragte „Inline-Druckverede-lung mit Lack“ ein. Denn neben dem Hybridverfahren gibt es noch vieleandere Möglichkeiten, mit besonders edlen Druckprodukten bei Auftrag-gebern und Konsumenten zu punkten. Die Autoren haben sich bemüht,die zum Teil recht komplexe Materie möglichst kompakt, praxisorientiertund auch für den Nichtchemiker verständlich darzustellen. ZahlreicheTabellen, Grafiken und Abbildungen geben einen tiefen und breiten Ein-blick in den aktuellen Stand der Lackveredelung, die verfügbaren Ver-brauchsmaterialien und Technologien und die Erkenntnisse aus Theorieund Praxis, gewürzt mit vielen geldwerten Tipps. Wesentliche Ergebnissedes mit rund 800 Teilnehmern rekordverdächtigen KBA-Lackseminars2006 in Dresden sind in diese Publikation eingeflossen.

Mit redaktioneller Unterstützung durch den Fachautor Dieter Kleeberg istein umfassendes Lack-Kompendium mit wertvollen Hinweisen für alleentstanden, die sich bei Neuinvestitionen, der künftigen Marktausrich -tung, in der täglichen Produktion oder bei Aus- und Weiterbildungintensiver mit dem Thema „Lackieren im Inline-Prozess“ beschäftigenwollen oder müssen.

In unserer reizüberfluteten Welt liegt die Chance von nicht alltäglichenDruckprodukten wie Geschäftsberichten, hochwertigen Magazinen undKatalogen, Displays und ganz besonders von Verpackungen am Point ofSale in einer außergewöhnlichen Optik, besonderen Haptik, im Spiel mitGlanz- und Matteffekten, in der ungewöhnlichen Form und immer häufi-ger auch im besonderen Duft, passend zum jeweiligen Inhalt. KBA alsMarktführer im Großformat hat traditionell eine sehr starke Stellung imVerpackungs- und Displaydruck sowie in der Inline-Veredelung auf Papier,Karton oder Plastik über alle Formatklassen hinweg. Wie kaum ein ande-rer Hersteller sind wir in der Lage, für die jeweiligen Kundenbedürfnissemaßgeschneiderte Lackier- und Veredelungslösungen vom Klein- bis zumSupergroßformat anzubieten.

Wir werden Sie auch künftig über die ständig wachsenden Möglichkeitender Inline-Veredelung auf dem Laufenden halten und gelegentlich auch dieeine oder andere verfahrenstechnische Innovation beisteuern. Denn KBAwill und wird auch über das 190. Jahr der Firmengeschichte hinaus einenaktiven Beitrag für starke Printprodukte leisten. In diesem Sinne würdenwir uns freuen, wenn Sie die eine oder andere Idee und die an vielenStellen im aktuellen KBA Process eingestreuten Experten-Tipps für IhreArbeit und Ihr Unternehmen nutzen können.

Ihr

Ralf SammeckVorstand Vertrieb Bogenoffsetmaschinen

Ralf Sammeck, Vorstand Vertrieb Bogenoffsetmaschinen, Koenig & Bauer AG


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Lackarten | Zusammensetzung, Eigenschaften

Lacke werden gleichermaßen nachihrer Zusammensetzung und demdaraus resultierenden Prinzip derFilmbildung – physikalisch (Trock-nung) und/oder chemisch (Här-tung, Polymerisation) – unterschie-den. Während Dispersionslackeund UV-härtende Lacke am häufigs-ten Anwendung finden, werdenLösemittellacke – und hier lediglichZwei-Komponenten-Lacke – nurnoch im Flexo- und Tiefdruck ein-

gesetzt. Seit einigen Jahren erlebenÖldrucklacke, die schon längerauch vergilbungsfrei formuliertwerden können, insbesondere inVerbindung mit einem UV- oderDispersions-Glanzlack eine Renais-sance. Dispersionslacke bietenheute die größte funktionelle Spe-zifizierungsbreite. Für den traditio-nellen Lackanspruch Hochglanzsind aber UV-Lacke die erste Wahl.

Wasserbasierende Lacke(Dispersionslacke)Wasserlacke bilden physikalischdurch Verdunsten und Wegschlagender Trägersubstanz einen Film ausden darin dispergierten (aufge-schwemmten) Partikeln, die sich aufdem Bedruckstoff dicht und festzusammenlagern. Bei den Partikelnhandelt es sich überwiegend umAcrylatpolymere; die polymerisie-rende Härtung ist so zu sagen her-stellerseitig vorweg genommenworden. Unterstützt wird die Film-bildung durch Hydrosole – in demWasser gelöste Harze und andereStoffe –, die wie Kitt die Polymerpar-tikel zusammenhalten und derenHaftungsvermögen auf dem Be -druckstoff erhöhen. Zusätzlich sindSubstanzen im Lack enthalten, diedessen Verarbeitung verbessern:Entschäumer sorgen an der Raster-walze in der Kammerrakel für einegeringe Schaumbildung, Netzmittelfördern durch Herabsetzen derGrenzflächenspannung eine guteBenetzung der Bedruckstoff- bzw.Druckfarbenoberfläche sowie – imFalle der Primer – das problemloseBenetzen der Dispersionslack-schicht durch den nachfolgenden

UV-Lack. Verzögerer können beikurzer Auslage das Verlaufverhaltenetwas verbessern. Weitere Zusätzedienen der Ausprägung dergewünschten funktionellen Eigen-schaften. Das können vor allem dis-pergierte Wachspartikel (gegen Ver-scheuern, Verkratzen und Abliegen,für Glanz, Mattheit, Verschweißbar-keit, UV-Lack-Bedruckbarkeit usw.),aber auch Effektpigmente (Perl-glanz, Metallic) und Duftstoffe sein.Früher wurden Dispersionslacke als„Wasserkastenlack“ mehr schlechtals recht verdruckt. Noch anzutref-fen sind Maschinen mit Zweiwal-zenwerken. Seit langem setzen dieKBA-Kunden bei ihren Maschinen-bestellungen aber ausschließlichauf den Dispersionslackauftrag mitKammerrakel-Lackierwerken undsomit auf maximale Lackierqualitätund Anwendungsflexibilität.Der Anwendungsbreite gegenübersteht das leider sehr energieinten-sive Trocknen der aufgebrachtenDispersionslacke. Denn im Gegen-satz zu strahlenhärtenden und ölba-sierten Lacken liegt der Feststoff -gehalt unter 100 %, und zwar erheb-lich. Das bedeutet praktisch, dassnicht alles, was im Dispersionslackdrin ist, auf dem Bedruckstoff ver-bleibt. Wie eingangs erläutert,muss der mit aufgetragene Wasser-anteil zum Verdunsten gebrachtwerden, was unter Eintrag hoherEnergiemengen geschieht. Hierzusind neben Infrarotstrahlern eineWasserdampfabsaugung und even-

Ein Überblick über die LackartenFür jeden Zweck einen Lack – so könnte man das überbordende Angebot der Hersteller umschreiben. Auf den ersten Blick

hat der Drucker die Qual der Wahl. Bei genauerem Hinsehen kristallisieren sich mit Rücksicht auf die konkrete

Lackauftragtechnologie, die dem Trocknungsprinzip angepasste Zusammensetzung sowie die spezifischen Anforderungen

an das Produktspektrum dann doch nur wenige Lacke heraus. Zwangsläufig sind viele der auf dem Lackgebinde ausge -

wiesenen Eigenschaften und Funktionen mit anderen kombiniert, so dass der Drucker immer auch die „Nebenwirkungen“

wie Weiterverarbeitbarkeit oder Verträglichkeiten im Auge behalten muss.

Glänzender oder matter Dispersionslack dient an der KBA 74 Karat – hier Produktionsleiter HolgerMüller beim Verpackungsdrucker Aug. Heinrigs, Aachen (Deutschland) – in erster Linie als Schutz-lack, um die schnellere Umschlagbarkeit oder Weiterverarbeitbarkeit der Drucke zu gewährleisten.Der Demonstrationsdruck zeigt aber, dass an dieser On-press-bebilderbaren Wasserlosoffset-Maschine auch Spotlackierungen sinnvoll eingesetzt werden können. Foto: Kleeberg

Die Markenkunden von Grafiche Nicolini in Gavirate (Italien) investieren gern in luxuriöseDruckeffekte, z.B. glanzlackierte Katalog- und Magazinumschläge sowie Farben undDispersionslacke mit Metallicpigmenten. Druck und Inline-Veredelung laufen auf einer KBA Rapida142 5c+L+AV und einer KBA Rapida 105 6c+L+AV2 mit Hybrid- und CX-Kartonausstattung

Faltschachteln für Food- und Nonfood-Produkte sind die tägliche Praxis für die KBA Rapida 105universal bei Offermann-Verpackungen, Aachen (Deutschland). Markus Offermann: „Mit demInline-Lackierwerk samt der Auslageverlängerung werden verschiedenste Dispersionslacke – ein-facher Schutzlack, Glanz-, Blister- und Barrierelacke – aufgebracht und zuverlässig getrocknet.“


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Eigenschaften und Einsatzkriterien häufig verwendeter Lackarten

Kriterium

Wirtschaftlichkeit:

Preis

Auftrag

Maschinen-Handling

Trocknungs-/Härtungs-Aufwand

Lebensdauer der Strahler

Einsatzspektrum

Trocknung (physikalisch), Härtung (chemisch):

Prinzip

Filmbildner

Startreaktion

offene Zeit

Verlauf der Filmbildung

fördernde Faktoren

hemmende Faktoren

Einsatz sparsamer Excimer-Strahler

Verdruckbarkeit:

Viskosität

Neigung zum Verlaufen

Neigung zum Nebeln

dünne Schichten

dicke Schichten

Bedruckbarkeit und Weiterverarbeitbarkeit:

Haftung auf saugenden Materialien

Haftung auf Kunststoff- und Metallfolien

Laminier- und Verklebbarkeit

Rill-/Falz-/Prägbarkeit;Thermotransferüberdruck

Umweltverträglichkeit und Sensorik:

Ozonentwicklung

Wärmeentwicklung

Geruchsbelastung

Migrationsgefahr

Öldrucklack

wie konventionelle Druckfarbe

mit letztem Offsetdruckwerk

wie Druckfarbe; Mischbetrieb mit Druckfarbe möglich

kein besonderer Trocknungsaufwand

—

Scheuerschutz (Bogenoffset); Glanzkontraste (Hybrid, Drip-off)

oxidative Härtung, Trocknung durch Wegschlagen

Hart- und Alkydharze gehen Sauerstoff-Brückenbindungen ein;100 % Feststoffgehalt

Einwirkung von Luftsauerstoff

sehr lang

solange Luftsauerstoff einwirkt

Wärme, saugfähiger Bedruckstoff

Kälte, Feuchtigkeit

—

relativ hoch bis pastös

gering; vorteilhaft für Struktur- und Matteffekte

gering

wie Druckfarbe

nicht auftragbar

sehr gut

sehr schlecht

gut

sehr gut, weil dünne elastische Schicht; gut bedruckbar

keine

keine

wie konventionelle Druckfarbe

ja

kationischer UV-Lack

teurer als radikalische UV-Lacke

Kammerrakel nötig

trocknet nicht auf Lackform an

sowohl kurze Energieeinwirkungsstrecke als auch niedriger Energieeinsatz

UV-Strahler: relativ kurz, Drift von UV-C nach UV-A

breit (vorwiegend Flexo, Schmalbahn-offset, kaum Bogenoffset)

kationische UV-Strahlen-Härtung

Epoxid- (EP) und Spezialharze, die unter UV-Strahlung polymerisieren; 100% Feststoffgehalt

Fotoinitiatoren setzen unter UV-C positiv geladene Säurerestionen(Kationen) frei

kurz (1/2 s)

einmaliger Strahlungsimpuls (UV-C) startet Kettenreaktion zum komplettenDurchhärten

Abwärme aus dem UV-Strahler

Feuchtigkeit, niedrige Temperaturen, alkalischer Papierstrich

Inertkammer oder HF-Generator sowie spezielle Fotoinitiatoren und Präpolymerenötig

sehr niedrig; sehr gut geeignet für Pump- u. Kammerrakelsysteme

trotz niedriger Viskosität gering; nachteilig für Glanzbildung, vorteilhaft für Struktureffekte

relativ hoch, begrenzt Druckgeschwindigkeit

schnell und komplett durchhärtend

noch schneller und komplett durch-härtend, versprödend

Primervordruck bei alkalischem Papierstrich ratsam

sehr gut auf allen Folien

gut

gut, weil elastische Schicht; gut bedruckbar

gering (wenige schwache Strahler, wenig Ozon)

hoch (Strahlergehäuse kühlen)

beim Druck gering nur durch Ozon; gehärtet keine(ideal für Food-Verpackungen)

keine, weil komplett durchhärtend(ideal für Food-Verpackungen)

radikalischer UV-Lack

teurer als Dispersionslacke

Kammerrakel empfohlen

trocknet nicht auf Lackform an

entweder lange Energieeinwirkungsstrecke oder hoher Energieeinsatz

UV-Strahler: relativ kurz, Drift von UV-C nach UV-A

breit (vorwiegend Bogenoffset-, Sieb-, Flexodruck)

radikalische UV-Strahlen-Härtung

überwiegend Acrylharze (AC), die unter UV-Strahlung polymerisieren; 100 %Feststoffgehalt

Fotoinitiatoren spalten unter UV-C negativ geladene organische Molekülreste(Radikale) ab

sehr kurz (1/100 s)

nur, solange Strahlung einwirkt (UV-B hält Härtungsreaktion aufrecht, UV-A wirktin die Schichttiefe)

Inertisierung unter Stickstoff-Atmosphäre, Abwärme aus dem UV-Strahler

Luftsauerstoff

Inertkammer oder HF-Generator sowie spezielle Fotoinitiatoren und Präpolymerenötig

niedrig; gut geeignet für Pump- und Kammerrakelsysteme

hoch; vorteilhaft für hohen Glanz, wirkt Schrumpfen bei der Härtung entgegen


schlecht, d.h. ggf. unvollständig durch-härtend

langsam durchhärtend

gut

nach Korona-Vorbehandlung gut auf PE und PP

mittelmäßig; glänzende Lacke besser als hochglänzende

relativ schlecht, weil spröde Schicht; gut bedruckbar

hoch (viele starke UV-Strahler; Ozonabsaugung nötig)

hoch (Strahlergehäuse kühlen)

beim Druck Eigengeruch des Lacks und Ozongeruch; gehärtet geringe bis keine

nur komplett durchgehärtete oder migrationsfreie Lacke für Food-Verpackungen verwenden

Dispersionslack

günstig

Kammerrakel empfohlen

trocknet kaum auf Lackform an

sehr hoher Energieeinsatz, evtl. Heißluftrakel, Dampfabsaugung

Infrarot-Strahler und Heißluftrakel: relativ lang

sehr breit (vorwiegend im Bogenoffset)

Trocknung durch Verdunstung

bereits polymerisierte, in Wasser schwimmende Teilchen sowie in Wasser gelöste Harze (Hydrosole)

Verdunsten des Wassers durch Wärmeeinwirkung undFeuchtigkeitsabfuhr

kurz (1 s)

Polymerteilchen und Hydrosole lagern sich eng zusammen

Einhalten der vorgeschriebenen Mindestfilmbildungstemperatur

kalter Luftstrom

—

niedrig; gut geeignet für Pump- und Kammerrakelsysteme

hoch; vorteilhaft für hohen Glanz, wirkt Schrumpfen bei der Härtung entgegen


schlecht, d.h. Flecken bildend

genügend gut und homogen trocknend

sehr gut

nur spezieller Dispersionslack

insbesondere Schweiß-, Blisterlack usw.

relativ schlecht, weil spröde Schicht

keine

sehr hoch (beabsichtigt)

beim Druck evtl. durch Ammoniak; getrocknet keine (für Food-Verpackungen geeignet)

keine (für Food-Verpackungen geeignet); Barrierelacke gegen Fremdstoffmigrationverfügbar


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*) Wasserdampf- und Kondensations-Grenzwerte nach MVTR (Moisture Vapour Transmission Rate);**) z.B. FDA Code (US Food & Drug Administration), PQG Code (UK Pharmaceutical Quality Group), Leitfaden Gute Herstellungspraxis Pharma-Verpackung (Deutschland/Schweiz)

Auswahl der Lackarten nach optischen und funktionellen Eigenschaften und Eignungen im Offsetdruck

Auswahlkriterium, Anforderung

Glanz (Mikrostruktur auf Grund Verlaufverhalten):

hochglänzend

glänzend

neutral

seidenmatt

matt

stumpfmatt

Makrostruktur (Speziallacke):

strukturierend, granulierend

Konturlack

Relieflack

Glanzkontrast (Speziallack-Kombination):

Hybrid (UV-Hochglanzlack über matten/granulierenden Öldrucklack)

Drip-off (Dispersions-Glanzlack über matten/granulierenden Öldrucklack)

Twin Effect (Dispersions-Glanzlack über matten/granulierenden Öldrucklack)

Glätte (Speziallacke):

Gleiteffektlack (für schnelle Packautomaten), Spielkartenlack

Antirutschlack, Antigleitlack

physikalische Beständigkeiten:

nur trocken oder auch nass scheuerfester Lack, kratzfester Lack

hitzebeständiger Lack, frostbeständiger Lack

Dimensionen stabilisierender Lack, Antirolllack

krakelierunempfindlicher Lack

chemische Beständigkeiten (antireaktiv, antimigrativ):

UV-Strahlen-resistenter Lack, langsam alternder Lack

UV-Strahlen-Filterlack (die Lichtechtheit steigernder Lack)

laugenbeständiger Lack (z.B. bei alkalischen Kosmetika)

säurebeständiger Lack

Barrierelack gegen Fette, Öle, Wasser(dampf*)

gerucharmer Lack (unabhängig von Farbe u. Papierstrich);• Eignung für Food-Verpackungen:

geruchloser migrationfreier Lack (unabh. von Farbe u. Papierstrich);• Eignung für Food-Verpackungen:

pharmazeutischen Kodizes** entsprechender Lack

mikrobiologische Beständigkeiten:

Schimmel- und Bakterienbefall verhindernder Lack

Lack mit eingearbeiteten Effektpigmenten (evtl. mit Schutzlacküberdruck):

Lack mit Interferenzpigmenten (Perlmuttglanz, Farbumschlag)

Lack mit Glanz- und Glitzerpigmenten (Metalloxide, Bronzen)

Lack mit fluoreszierenden Pigmenten

Lack mit fälschungssicheren Pigmentmerkmalen

Vordrucklack als Effektgrundierung

Duftlack

Lack mit besonderen funktionellen Eigenschaften:

heißsiegelfähiger Lack (Blisterlack)

mit Dispersions- oder Hotmelt-Kleber abbindender Lack (Skinlack)

ultraschallschweißbarer Lack

prägbarer Lack (für Heißprägefolien u. Thermotransferbedruckung)

flexibler Lack (rill- und nutfähig)

mit dünnen Kunststofffolien kaschierbarer Lack

Releaselack (Vordrucklack für Rubbelfarben)

Öldrucklacke

nein

ja

ja

ja

ja

ja

ja (auch offline)

nein

nein

ja (partiell)

ja (partiell)

ja (partiell)

nein

nein

ja (spezielle Überdruckpaste)

nein

ja (für dünne Papiere)

—

ja (nicht vergilbende Formulierungen verfügbar)

nein

nein

nein

nein

nein;• nein

nein;• nein

ja

nein

nein

ja

nein

nein

ja (z.B. MetalFX Base Ink)

nein

nein

nein

nein

ja

ja

unüblich

nein

strahlenhärtende Lacke

ja

ja

nur Überdruckpasten

ja (auch Überdruckpasten)



ja

ja (überwiegend offline)

ja (nur offline)

ja (vollflächig)

nein

nein

ja

ja

ja (grundsätzlich alle UV- und ESH-Lacke)

nein

nein

—

ja (nicht versprödend/vergilbend)

nein



ja (grundsätzlich alle UV- undESH-Lacke)

ja (radikalisch UV);• ohne direkten Packgutkontakt, ITX-frei

ja (kationisch UV u. ESH);• kationisch UV und ESH immer, radikalisch UVbei einigen Herstellern verfügbar, ITX-frei

ja (oft ESH-Lack)

nein

ja

ja

ja

ja

ja

nein

nein

nein

nein

nein

ja

unüblich

nein

Dispersionslacke

ja

ja (auch Primer)

ja (auch Primer)

ja

ja (auch Primer)

ja

nein

nein

nein

nein

ja (heiß, vollflächig)

ja (kalt, vollflächig)

ja

ja

ja (nass für Etiketten)

ja

ja (für Etikettenpapiere)

ja

ja (nicht versprödend/vergilbend)

ja

ja

ja

ja

ja;• im Allgemeinen ja

ja;• im Allgemeinen ja

ja

ja

ja

ja

ja

ja

ja

ja

ja

ja

ja

ja

ja

ja

ja

Anwendungstechnische Kriterien


6 Process 4 | 2007


tuell auch eine Heißluftrakel nötig.Zu schockartige Hitzetrocknungkann zur Rissbildung (Krakelieren)im Lack führen, vor allem an Stel-len hoher Farbbelegung.Ein höherer Wirkungsgrad wurdebereits mit Carbon-Twin-Strahlernerreicht, die auch bei KBA in denVariDry-Trocknern für die Rapida-Baureihe zur Verfügung stehen. Vorihrer Praxiseinführung bei einemnamhaften Strahlerhersteller stehtdie Hochfrequenztrocknung: DieWellen regen gezielt nur die Wasser-moleküle zum Verdampfen an, wäh-

rend Polymermoleküle unbehelligtbleiben – der Bedruckstoff und dieUmgebung werden dabei also nichterwärmt. Nachteile: Es werden Dis-persionslacke benötigt, die arm anmitverdampfenden Harzlösemittelnsind. Außerdem dürfen die Be -druckstoffe keine kaschierte Alufo-lie, Metallstreifen, Metallpigmenteusw. aufweisen.

UV-Strahlen-härtende Lacke (UV-Lacke)UV-Härtung ist das dominierendeStrahlenhärtungsverfahren. In derPraxis überwiegen die Anwendun-gen mit den konventionellen, d.h.

Auf der KBA Rapida 105 6c mit Doppellack-Ausstattung produziert Vimer in San Giustino (Italien)vor allem Displays für Kosmetik-Markenartikler. Dabei wird nicht nur mit UV-Glanzlack auf Primerveredelt, sondern – dank des modularen Trocknerkonzepts – auch glänzender mit mattemDispersionslack kombiniert

Auswahlkriterium, Anforderung

Wechselwirkungen:

Haftung auf Druckfarben

Inline-Kombinierbarkeit mit anderen Lacken

Verdruckbarkeitseigenschaften:

niedrige Viskosität (für Pumpen und Kammerrakel)

höhere Viskosität (für Walzenverreibbarkeit)

Schaumbildung

Temperaturspielraum

Untergrund gut benetzend

Verlaufstrecke

schnell trocknend/härtend

nass und trocken nicht verblockend, nicht abliegend

Lackauftrag-Regime gemäß Maschinenkonfiguration:

inline• nass-in-nass einseitig• nass-in-nass beidseitig (Schön-und-Widerdruck-Lack)• nass auf zwischengetrocknete Farbe• nass auf zwischengetrockneten Lack

offline• nass-auf-trocken

Inline-Druckprozess:

Lackeinsatz im Nassoffset

Lackeinsatz im wasserlosen Offset

Lackierform

Bedruckstoff (ungeachtet der bereits aufgedruckten Farben):

Papier, Karton, Wellpappe direkt

besonders saugfähige Papiere und Pappen

Plastikfolien

metallisierte Folien

Blechtafeln

Auswirkungen auf die Umwelt:

Vorzüge

Nachteile

Öldrucklacke

auf oxidativ trocknenden und Hybrid-Farben

stößt im Glanzkontrast Dispersions- und UV-Lacke ab

nein

als Überdruckfirnis/-paste

—

groß (wie Druckfarbe)

ja (wie Druckfarbe)

kurz genügt

nur mit Trocknungszusatz

genau wie Druckfarbe

immer über Farbkasten• ja• ja• ja (auf Hybridfarben)• unüblich

auf Maschine mit Offsetdruckwerk• nein

Bogenoffset

Bogenoffset

beliebige Offsetplatte (Nassoffset), Toray-Platte (WL-Offset)

ja

ja

nein

nein

nein

mineralölfreie Formulierung möglich, i.A. VOC-frei

Waschbarkeit mit VOC-haltigen Mitteln

strahlenhärtende Lacke

auf UV- und Hybrid-Farben (nach UV-Zwischentrocknung)

mit andern UV-Lacken und auf Dispersionsprimer

ja (in der Regel)

selten als Überdruckpaste

möglichst gering

klein (Heizmodul sinnvoll)

wichtige Option

möglichst lang

ja

wichtige Option

über Lackwerk oder Farbkasten• ja• ja• ja (auf UV-Farben)• ja (auf Primer oder Effektpigmentlack)

Kalander, Siebdruck• ja

Bogenoffset, Heatset, Schmalbahn

Bogenoffset, Schmalbahn

UV-/Hybrid-beständige(s) Gummituch bzw. Flexoplatte

ja

ja

ja

ja

ja

immer VOC-frei

Ozonbildung bei Härtung, schwer deinkbar

Dispersionslacke

auf oxidativ trocknenden Farben

mit anderen Dispersionslacken und als Primer mit UV-Lacken

ja

nein

möglichst gering

relativ klein, abhängig von Formulierung

wichtige Option

kurz genügt

ja

wichtige Option

über Lackwerk oder Zusatzaggregat• ja (auch Primer)• ja (auch Primer)• unüblich• ja (doppelt oder auf Effektpigmentlack)

im Flexo-, Sieb- oder Bogentiefdruck• ja (evtl. Primer)

Bogenoffset, Heatset

Bogenoffset, 74Karat

Gummituch oder fotopolymere Flexoplatte

ja

nein

speziell

nein

ja (einbrennbar)

geruch- und migrationsfrei, i.A. VOC-frei, kennzeichnungsfrei, biologisch abbaubar

hoher Energieeinsatz bei Trocknung, deinkbar nur mit zusätzlichemWasserlöseprozess

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Fortsetzung von Seite 3


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radikalisch härtenden UV-Lacken.Erst seit den 1980-er Jahren sindEpoxidharz-basierte, kationisch här-tende UV-Farben und -Lacke verfüg-bar. Sie bringen eine Reihe von Vor-teilen mit, vor allem die komplette,wenn auch langsamere Durchhär-tung sowie ideale sensorische Eigen-schaften für Lebensmittel- und Phar-maverpackungen.UV-Lacke bestehen aus Kunstharzenmit eingebettetem Fotoinitiator.Dessen Spaltprodukte (Radikaleoder Kationen), die bei einwirken-der UV-C-Strahlung freigesetzt wer-den, lösen die erwünschte Härtungder Kunstharze aus. Entwickler vonUV-Lacken für Pharma- und Lebens-mittelverpackungen legen besonde-res Augenmerk auf Fotoinitiatoren,deren Spaltprodukte nicht migrie-ren und nicht gesundheitsschädlichsind (siehe Beitrag „MigrationsfreierVerpackungsdruck“ auf den Seiten19 bis 21). UV-Farben und -Lackemit speziell auf UV-B abgestimmtenFotoinitiatoren, die wiederum nurmit speziellen Kunstharz-Präpoly -meren reagieren, sind erforderlich,wenn energiesparende Excimer-Lampen als UV-Strahlungsquellegenutzt werden sollen. Die Kunst-harze, in denen die Spaltprodukteder Fotoinitiatoren eine Polymerisa-tionsreaktion hervorrufen, liegenals reaktionsfähige organische Mole-küle vor – teils monomolekular(Monomere), teils auf niedrigemNiveau vorvernetzt (Oligomere,Präpolymere).Weil kationische Lacke Fotoinitiato-ren aus organischen Säuren beinhal-ten, sind sie für alkalische Bedruck -

stoffe (z.B. Calciumcarbonat imPapierstrich) schlecht geeignet; esbesteht die Gefahr des Verblockensund Glanzverlustes. Wenn dieLackeigenschaften höhere Prioritätals die Wirtschaftlichkeit haben, istin diesem Fall ein Primervordruckzum Versiegeln des Substrats unver-zichtbar. Aus diesem Grund deckendie radikalischen Lacke ein funktio-nell differenzierteres Spektrum alsdie kationischen ab. Dazu zählt auchder Einsatz in der Hybridveredelungim Zusammenwirken mit einemmatten oder granulierenden Öl -drucklack.UV-Lacke werden größtenteils alshochglänzende Klarlacke verwen-det, seltener als Matt- oder Metall-effektpigmentlacke. Die Verarbei-tung in Verbindung mitUV-härtenden Druckfarben istunproblematisch – der UV-Lackwird auf die zwischengehärtetenUV-Farben aufgebracht. Zum UV-Überlackieren konventionellerDruckfarben ist vor dem UV-Lackdas Auftragen einer versiegelnden,sofort zu trocknenden Dispersions-Primerschicht notwendig, wofürdie Doppellackmaschinen konzi-piert wurden. Der energieintensiveZwischenschritt des Primerauftragsentfällt bei Hybridfarben, die direktUV-lackiert werden können. Auchbei der Offline-UV-Lackierung vonkonventionellen Farben ist norma-lerweise kein Primer nötig.Beim Inline-Auftrag sorgen bis zu8 µm dicke UV-Lackschichten fürein sehr gutes Verlaufverhalten unddas Ausbilden einer hochglänzen-den Lackdecke. Auf Offline-Lackier-

maschinen sind noch höhereSchichtdicken und somit problem-los 100 Glanzpunkte möglich. BeideFälle stellen eine echte Alternativezum Laminieren dar.

Elektronenstrahlenhärtende Lacke(ESH-Lacke)Im Gegensatz zu UV-Lacken benöti-gen die ESH-Lacke keinen Fotoinitia-tor, um die Startreaktion auszulö-sen. Denn die Elektronenstrahlensind – genau wie die im Spektrumbenachbarten Röntgen- und Kern-strahlen – „harte“ Strahlen oder,korrekt ausgedrückt, ionisierendeStrahlen. Das heißt, dass sie auchohne Fotoinitiator reaktionsfreudigeSpaltprodukte (Radikale) im Binde-mittel des Lacks freisetzen können.Die für menschliche Zellen wieauch Mikroorganismen zerstöreri-schen Elektronenstrahlen werdenin einem Hochvakuum von einerWolframdrahtkathode erzeugt,durch eine Ringanode mit Hoch-spannung beschleunigt und durchein Titanfolien-Austrittsfensterunter Inertgas-Atmosphäre auf denBedruckstoff beaufschlagt. Sowohldie Elektronenstrahlung als auchdie gleichermaßen gefährlicheRönt genstrahlung, die beim Ab -bremsen der Elektronen im Lackentsteht, erfordern eine abschir-mende Kapselung der Anlage undregelmäßige dosimetrische Kontrol-len des Personals. Der technischeAufwand ist also hoch, aber für dieVerpackungsdrucker nicht unbe-zahlbar. Die wirklich teuren ESH-Anlagen stehen in der Möbelindus-trie. Für Druckmaschinen gibt esdagegen Anlagen, die nicht vielmehr als ein komplettes UV-Equip-ment kosten. Nicht zu unterschät-zen sind die laufenden Kosten.Dafür verantwortlich ist der Stick-stoff für die Inertgas-Atmosphäre,die eine Ionisierung des Luftsauer-stoffs verhindert. Dagegen fällt dersehr geringe Energiebedarf kaumins Gewicht.Tatsächlich lässt sich eine ganzeReihe vorteilhafter Eigenschaftennennen:• Antimikrobielle Wirkung sowiekeine Bildung von Geruch undmigrierenden Substanzen – ESH-Farben und -Lacke sind für keimfreieFaltschachteln aus Karton und Ver-

bunden (Getränkekartons à la Tetra-Pak) sowie Folienverpackungen inder Pharma- und Lebensmittelindus-trie geradezu prädestiniert.• Vor allem für Flexodrucker ist dieESH-Lackierung eine kostengünstigeAlternative zum Kaschieren mit OPP-Folie. Die Kosteneinsparungen lie-gen bei mindestens 10 %.• Die Tiefenwirkung der Strah-lung und ihr Ionisationsvermögen(max. 50 % des Feststoffs) sind überdie Spannung einstellbar (150 bis250 Kilovolt), so dass immer eineschnelle komplette Durchhärtungerreicht werden kann. Auf Grunddessen lassen sich äußerst dickeLackschichten härten, was nicht nurdie Möbelindustrie zu schätzenweiß. Die Strahlung kann sogardurch den Bedruckstoff hindurchwirken, so dass selbst bei einer beid-seitigen Lackierung auf Papieren,Kartons und Kunststofffolien eineeinseitige Bestrahlung genügt, umim Mikrosekundenbereich einenFilm zu bilden.• Der Energieeintrag beläuft sichauf etwa ein Drittel der UV-Härtungund ein Sechstel der IR-Trocknung,wobei die Energieausbeute (Wir-kungsgrad) zwischen 90 und 95 %liegt – gegenüber nur 50 % bei UV.• „Kalte Strahlenhärtung“ – unterdem Elektronenstrahlenvorhangentsteht keinerlei Wärme, wes -wegen auch wärmeempfindlicheBedruckstoffe problemlos lackiertwerden können (sofern sie nichtvon der Strahlung direkt auf mole-kularer Ebene angegriffen werden).• Es werden dieselben Acrylat-Bindemittel wie in radikalischen UV-Lacken verwendet, jedoch unter

Glanz/Matt-Kontraste von UV- auf Öldrucklack und Hochglanz von UV-Lack auf Hybridfarben domi-nieren in und auf den edlen Werbedrucksachen, die AGF in Peschiera (Italien) auf einer Rapida 105-Hybridmaschine produziert

Paradebeispiel für den Glanzkontrast, der inder Hybridveredelung möglich ist: AufHybrid farben wurde partiell ein granulieren-der Öldrucklack gedruckt, vollflächig über -lackiert mit einem UV-Glanzlack, der an denÖldrucklackpartien nicht haften geblieben ist.Der zweidimensionale Veredelungseffektkann mit einer dreidimensionalen Prägungkonkurrieren. Foto: Schneidersöhne


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Verzicht auf die teuren Fotoinitiato-ren, weshalb die ESH-Lacke in derHerstellung günstiger als UV-Lackesind. (Der Preis mag eher von derbegrenzten Nachfrage abhängen.)Und weil keine zerfallanfälligenFotoinitiatoren enthalten sind, kön-nen ESH-Lacke außerdem länger alsUV-Lacke gelagert werden.

Ölbasierende DrucklackeIn Öldrucklacken werden Trock-nung und Härtung kombiniert. DieTrocknung schreitet durch das Weg-schlagen des Bindemittels in denBedruckstoff voran, spielt aber aufmehrfach gestrichenen Kartons undPapieren kaum eine Rolle. BeimNass-in-nass-Überlackieren schlägtdiese „pigmentfreie Farbe“ – nichtsanderes ist Öldrucklack – zunächstin die Druckfarbenschichten weg,so dass der Lack schon im Auslage-stapel gut auf der feuchten Farbehaftet.Größeren Einfluss auf die Filmbil-dung hat die „oxidative Trocknung“.Genauer gesagt handelt es sich umeine chemische Härtung durch sogenannte Sauerstoff-Brückenbin-dungen. Zwischen den Molekülender mineralischen oder pflanzlichenBindemittelöle lagern sich reakti-onsfreudige Oxid-Ionen an. Diesebildet der in den Lack eingearbei-tete Trockenstoff (Oxidationsmittel)durch Spalten der Luftsauerstoffmo-leküle. Katalysatoren verbessern dieSauerstoffaufnahme durch die Harz-moleküle. Trotzdem: In einem Sta-pel gelangt der Sauerstoff natürlichnur sehr langsam vom Rand zurBogenmitte, was den Härtungspro-zess extrem hinauszögert. Vollstän-dig durchgehärtete ölbasierteDruckfarben und -lacke sind daherim bild- und volltonreichen Werbe-und Verpackungsdruck kaum zuerwarten, solange sich der Bedruck-stoff in einem Stapel befindet. Maß-volle Zugabe von Trockenstoff in dieFarbversorgung fördert die Härtungebenso wie eine bessere Stapelbe-lüftung, z.B. durch dezentes Pudernund Blasluft bei der Stapelbildung.Zur Unterstützung sowohl derTrocknung als auch der Härtungsre-aktion können IR-Strahler zuge-schaltet werden.Obwohl Öldrucklacke heute vergil-bungsfrei formuliert sind (bis auf die

Überdruckpasten für den Scheuer-schutz) und somit für das vollflä-chige Überlackieren durchaus taug-lich wären, wird in der Praxis relativwenig davon Gebrauch gemacht,weil immer mehr Drucker auf dasqualitativ höherwertige Inline-Dis-persionslackieren mit einem Kam-merrakel-Lackierwerk setzen. Auchdas dimensionsstabilisierendeLackieren leichter Naturpapiere istkaum mehr üblich. Dafür kommenmehr den je die speziellen Vorzügeder Öldrucklackierung zur Geltung:Weil diese Lackart – wie konventio-nelle Druckfarbe – mit dem Offset-druckwerk und angestellter Feuch-tung von Aluminiumplatten überdas Gummituch passgenau auf denBedruckstoff übertragen wird, bie-tet sich Öldrucklack für filigraneund sogar gerasterte Spotlackierun-gen an. Partiell wird matter oder gra-nulierender Öldrucklack auch in derHybridveredelung (in Verbindungmit UV-Lack) und in der Drip-off-/Twin-Effect-Veredelung (zusammenmit Dispersionslack) aufgetragen. Indieser Kombination werden edleGlanzkontrasteffekte realisiert.

LösemittellackeLösemittellacke bestehen aus Har-zen, die in einem Gemisch aus orga-nischen Lösemitteln gelöst sind.Dieses Gemisch muss – genauso wiedie Lösemittelanteile in Tief- undFlexodruckfarben – auf denBedruckstoff bzw. die gewünschteTrocknungsgeschwindigkeit abge-stimmt werden.Ein-Komponenten-Lack trocknetrein physikalisch durch „Verduns-tung“ des Lösemittelgemischs.Darin dominierendes Lacklösemit-tel ist Nitrobenzol, bekannt aus frü-

her verwendeten „Nitro-Anstrichfarben“. Es gehört zuden niedrig siedenden, d.h.leicht flüchtigen organischenVerbindungen (VOC). Nitro-benzol flüchtet fast genausoschnell wie Toluol, nämlich6,5 Mal langsamer als Ether.Mit wachsendem Umweltbe-wusstsein ist der Einsatz die-ses feuergefährlichen undKrebs erregenden Stoffesjedoch stark zurückgegangen,nicht nur in der Offline-Ver-edelung. Auch bei der Inline-

Lackierung im Tief- und Flexodruckändern die unterstützenden Heiß-lufttrockner und Absauganlagenmit Nachverbrennung kaum etwasan der Ächtung. Der MAK-Wert vonNitrobenzol beträgt 1 cm3/m3 –gegenüber 200 cm3/m3 von Toluol!Weniger bedenklich ist die Verwen-dung von Zwei-Komponenten-Lack.Er trocknet nicht durch Verduns-tung, sondern durch Härtung,genauer gesagt durch Vernetzungdes Lösemittelgemischs mit denHarzen. Erst höchstens 24 Stundenvor dem Verdrucken wird ein Lack-ansatz zubereitet, bestehend ausflüssigen Harzen und so genanntemHärter (ca. 5 + 2 Teile) zuzüglichalkoholischer Acetate als Verdünnerund Verzögerer. So wird im Prinzipder Lack in bereits leicht vernetz-tem Zustand aufgetragen. Docherst der Heißlufttrockner sorgt füreine sofortige Filmbildung mit fes-ter Lackoberfläche. Auch in derHeißluft flüchten Lösemittelan-teile, jedoch keine von der Gefähr-lichkeit des Nitrobenzols. Vorteileder Zwei-Komponenten-Lacke sindvollständige Durchhärtung sowieResistenz gegen Hitze und vieleChemikalien. Nachteilig ist, dass

die Vernetzungsreaktion bis zurvollständigen Härtung mehrereTage dauern kann.Zwei-Komponenten-Lacke werdenim Tief- und Flexodruck auf PE- undPP-Folien (Polyethylen, Polypropy-len) sowie NC-lackierten (Nitrocel-lulose) Aluminiumfolien und -ver-bunden eingesetzt. Sie dienensowohl als Überdrucklack (Harze +Härter: ca. 10 + 4 Teile) zur Verbes-serung der chemischen und physika-lischen Resistenzeigenschaften wieauch als Vordrucklack (ca. 10 + 1Teile) für NC-haltige Farben.

LackpulverAlternativ zum viskosen Lackauf-trag sind Kunstharzsysteme grund-sätzlich geeignet, in bereits poly-merisierter Feinstpulverformaufgebracht zu werden. Diese inder Werkstoff- und Möbelindustriebewährte Methode hat auch in dieDruckindustrie Einzug gehalten: inForm der Gloss- und Security-Tonerfür den elektrofotografischen Digi-taldruck (hp indigo press, KodakNexPress, Xerox iGen). Die Harz-partikel werden wie normalerToner über einen Fotoleiter-Zwi-schenträger partiell oder vollflächigauf das Papier übertragen und ther-misch fixiert. Bei Wärmeeinwir-kung schmelzen sie sofort an undverbinden sich zu einer Oberflächemit den gewünschten Eigenschaf-ten. Dies kann ein erstaunlichhoher oder matter Glanz sein, eineWasserzeichenimitation oder einanderes Sicherheitsmerkmal.Ebenso ist ein derartiger Vordruckeiner bedruckbaren Schicht aufansonsten digitaldruckuntaugli-chen Papieren möglich.

Dieter Kleeberg

PersonalisierteEinladung, die aufeiner Kodak NexPressmit NexGlosser-Moduldigital gedrucktwurde. Der Glanz deswärmefixiertenLackpulvers reichtbeinahe an eine UV-Lackierung heranFoto: Kleeberg

Im Flexo- und Tiefdruck werden zum vollflächigenLackieren von Kunststoff- und Verbundbahnen ganzandere Materialmengen verbraucht als im Bogenoff-set. Das Foto zeigt, wie viele Lack- und Härtergebindefür Zwei-Komponenten-Lack an einer Breitbahn-Flexo -druckmaschine pro Schicht benötigt werdenFoto: Kleeberg


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Filmbildung | Technologien für Trocknung und Härtung

Allgemeine Anforderungen an Lacke,Strahler und BedruckstoffeAn Lacke werden zunächst die glei-chen Verarbeitungsanforderungenwie an Druckfarben gestellt: Siedürfen im Stapel weder verblo-cken noch abschmieren. Darüberhinaus müssen Lacke eine hoheVerträg lichkeit mit den Druckfar -ben aufweisen. Darunter sind einegute Benetzung des Druckfar -ben films, verbunden mit eineroptimalen Haftung darauf, unddie chemische Reaktionsfreiheitder Lacke gegenüber den Farben zuverstehen. Dies schließt ein, dass

die trocknende oder härtende Strah -lung für die Lackfilmbildung nichtdie Film bildung der Druckfarbenbeeinträchtigt. Umgekehrt kann esnötig sein, dass die Farben zwi-schengetrocknet werden müssen,um dem Lack einen festen Haft -grund zu bieten.An den Prozess wird außerdem dieForderung gestellt, dass die Strah -lung den Bedruckstoff nichtübermäßig erwärmt und aus -trock net; einige Kunststoffevertragen nicht den Wärmeeintragaus IR- und UV-Strahlern. So mussalso der Bedruckstoff seinerseits

für die jeweilige Strahlungsartgeeig net sein. Vor allem bei der UV-Härtung kann es zur Geruch -bildung im Papierstrich kommen.Im Falle der kationisch härtendenUV-Lacke darf der Papierstrichnicht alkalisch sein. Die Strahlungdarf aber auch im Lack keineuner wünschten Substanzen frei -setzen. Einige UV-Lacke enthaltenFotoinitiatoren, die unter UV-Einwirkung problematische Ne -benprodukte abspalten, z.B. ITX.Zumindest bei einer Verwendungdes Lacks für Lebensmittel- undPharmaverpackungen sollte derLack migrationsfrei sein.Generell wird ein hoher Wirkungs-grad der Strahler angestrebt. Dieeingetragene Energie soll eine maxi-male Wirkung bei der Filmbildungerzielen, jedoch Bedruckstoff undUmgebung so wenig wie möglicherwärmen.Glanzlacke benötigen zum Ausbil-den einer glatten Oberfläche einebestimmte Zeit zum Breitlaufen.Diese so genannte Verlaufzeit istbei UV-Lacken um ein Vielfacheslänger als bei Dispersionslacken. Umdeshalb keine Produktivitätseinbu-ßen hinnehmen zu müssen, wirdnicht die Druckgeschwindigkeitreduziert, sondern die Verlaufstre-cke verlängert. Daher ist an denMaschinen, an denen Lacke inlineaufgebracht werden, eine Auslage-verlängerung empfehlenswert. Sieist bei der überwiegenden Anzahlder Maschinen zweifach und wirdhäufig im Hochgeschwindigkeits -bereich auch auf eine dreifache Ver-längerung erweitert. In den letztenJahren konnte ein höherer Wasser-anteil im Dispersionslack verzeich-net werden. Aufgrund dessen hatsich auch die zweifache Auslage -

Prinzipieller Aufbau einer Heißluftrakel: Indas rohrartige Gehäuse (1) wird kalte Luft (2)eingesaugt, die in einen Zwischenraum (3)gelangt und über die Heizelemente (4) gelei-tet wird. Eine Sonde (5) misst die Temperaturder erhitzten Luft. Die nachströmende Kalt-luft sorgt für einen Überdruck, der die Heiß-luft durch die Schlitzdüse (6) austreten lässt.Je nach eingestellter Schlitzbreite prallt dieHeißluft in einem mehr oder wenigergespreizten Strahl (7) zusammen mit denerwärmten Umgebungsluftwirbeln (8) aufden Bedruckstoff (9)Quelle: Adphos

Der IR/HAK-Kombitrockner von Grafix ver -einigt Platz sparend IR-Strahler und Heißluft-rakel in einem Modul. Die eingesaugte Luftdurchströmt eine integrierte Heizpatrone (1)und wird über zahlreiche Lochdüsen (2)herausgeblasen. Ein Teil der Heißluft wird umeinen IR-Strahler (3) herumgeleitet unddabei zusätzlich aufgeheizt (4), die übrigeHeißluft gelangt in Form von Prallstrahlen (5)auf den Bedruckstoff

Technologien für Lacktrocknungund -härtung im OffsetdruckDie Vielfalt der Lackanwendungen, die verschiedenen Härtungs- bzw. Trocknungsprinzipe sowie die unterschiedlichen

Verdruckbarkeits- und Bedruckstoffeigenschaften machen es notwendig, Geschwindigkeit und Qualität der Filmbildung

der verwendeten Lacke individuell auf das Druckprodukt abstimmen zu können. Die verfügbaren Technologien werden

ständig weiterentwickelt, woran KBA einen maßgeblichen Anteil hat.

Was wie eine Sonne in der Auslage dieser KBA 74 Karat leuchtet, ist der IR-Trockner, der zurAusstattung der Karat-Version mit Dispersionslackwerk gehört Foto: Kleeberg

Wird es Hochfrequenztrockner auch für Druckmaschinen geben?Physiker arbeiten seit langem an der Entwicklung von Hochfrequenztrocknern, die Wassernoch effizienter zum Verdunsten bringen können als ein Carbon-Twin-IR-Trockner. HF-Trockner wirken ähnlich selektiv wie ein Mikrowellenherd, nur in einem anderen Wellen -längenbereich und wesentlich schneller. HF-Trockner auch in Druckmaschinen einzusetzen,wäre wünschenswert, denn der Bedruckstoff bleibt kalt. Doch ob es das eines Tagestatsächlich geben wird, lässt sich zurzeit nicht sagen. Denn auch die wasserbasierten Lackemüssten anders aussehen als die heutigen Dispersionslacke: Sie müssten – so viel steht fest– arm an oder frei von Hydrosolen sein, d.h. die Feststoffpartikel dürften nicht im Wasserverteilt sein. Konsequenz: Die Feststoffe müssten im Wasser gelöst sein und sich erst beimVerdunsten niederschlagen und absetzen – ähnlich wie Salzkristalle in einer Meerwasser -entsalzungsanlage. Somit wäre es nicht nur ein physikalisches Problem, auch die Lack -hersteller müssten ein völlig neues Produkt entwickeln. Ob dieser neue wasserbasierte Lackmindestens so gut und vielseitig wie ein Dispersionslack ist, darf bezweifelt werden.

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Portable, aber nur integralmessende UV-Dosimeter bzw. -Radio meter von EIT und Dr. Hönle

1. Technik säubernDie Trockner sind durch Warmluftkonvektionund die stabilisierende Blasluft imBogentransport sowie elektrostatischeAufladungen in besonderem Maße einerVerschmutzung durch Puder und Papierstaubausgesetzt. Deshalb müssen die Strahler,Reflektoren und Sensoren regelmäßig vonden Stäuben befreit werden, sonst könntendie Strahlungsverluste zweistellige Prozent -werte annehmen.Für die VariDry-Trockner empfiehlt KBA:wöchentlich UV-Module aus dem End- undZwischentrockner bzw. monatlich IR-Module aus dem Trockenturm oder End -trock ner ausbauen und Strahler (Bruch -gefahr!) und Reflektor (Oberfläche leichtverkratzbar!) mit Reinigungstuch undTestbenzin säubern sowie auf mechanischeBeschädigungen kontrollieren und ggf.austauschen.Aber auch die Filter der Gebläse- undAbsauganlagen müssen regelmäßig gerei-

nigt werden, damit dieStrahlertechnik nicht vorzei-tig wieder verschmutzt. AnUV-Trocknern muss nicht nurder Staub, sondern auch dasOzon wirksam abgesaugtwerden.

2. Alterung prüfenStrahler unterliegen bei ständigem Gebrauchund häufigen Ein- und Ausschaltvorgängeneiner raschen Alterung. Dabei nehmen vorallem ihre Strahlungsintensität und damitihr Wirkungsgrad ab. Am Leitstand müssendeshalb regelmäßig die Betriebsstunden-zähler der IR- und UV-Strahler abgelesenund mit den Hersteller angaben zur Lebens-dauer verglichen werden. Spätestens beiAblauf der angegebenen Lebensdauer sind

die entsprechenden Strahler auszutauschen,selbst wenn sie noch brennen. Auch dieTransparenz des Quarzglases ist zu prüfen,denn die milchigen Flecken, die durch UV-Strahlen-„Beschuss“ entstehen können, sindstrahlenundurch lässig.

3. Leistung kontrollierenBei IR-Strahlern lässt sich mit Hilfe einesmetallischen Probekörpers und eines Kon-

takthermometers feststellen, wie viel proZeit „hineingesteckte“ Energie welchenTemperaturunterschied bewirkt. Auch Trock-nungstests mit definierten Dispersionslack-Schichtdicken unter bestimmten Trockner-einstellungen können bei regelmäßigerPrüfung Aufschluss über die Leistung unddas „wahre Alter“ der IR-Strahler geben.Dagegen dient der Temperatursensor nur derRegelung der Strahlungsenergie; er ist also

Praxistipps aus dem KBA-Lackseminar: Handhabung und Wartung der Trocknertechnik


verlängerung als Trocknungsstreckein der Dispersionslackierung immermehr zum Standard entwickelt.

Trocknungstechnologien für wasser-basierte LackeWasserbasierte Lacke trocknendurch Wegschlagen und Verdunstendes Wasseranteils einschließlichAbtransport der mit Wasserdampfgesättigten Luft. Im Bogendruckwird die Wärmestrahlung (Infrarot-strahlung) mit Hilfe eines oder meh-rerer IR-Strahler beaufschlagt. IRist aber nicht gleich IR. In der Praxiswerden oftmals schnell schaltendeMittelwellen-IR-Strahler (Fast MIR,FMIR) mit langsam schaltendenKurzwellen-IR-Strahlern (SIR) kom-biniert, weil sich ihre spektralenStrahlungsverteilungen (Intensitäts-kurven) in Bereich des Absorptions-maximums von Wasser bei 3000Nanometer sehr gut ergänzen. DerWirkungsgrad dieser Kombinationist jedoch nicht sehr hoch.Als Alternative bietet KBA Carbon-Twin-IR-Strahler (CIR) von Herae -us Noblelight, deren Intensitäts -kurvenmaximum bei 2000 nm liegt.Zwar kommen Mittelwellen-IR-Strahler (Slow MIR, SMIR) mit2400 nm diesem Idealwert noch

näher, aber sie reagieren zu langsamauf Schaltsignale und besitzen nureine geringe Strahlungsdichte. ImGegensatz dazu schalten CIR-Strah-ler mit 1 bis 2 Sekunden beinahe soschnell wie FMIR-Strahler und wei-sen zudem eine so hohe, stabile undhomogene Strahlungsdichte auf,dass mit einer Bestrahlungsleistungvon 60 bis 80 Watt/cm Formatbrei-ten bis zu drei Metern abgedecktwerden könnten. Aus diesen Grün-den erzielen CIR-Strahler denhöchsten Wirkungsgrad aller IR-Strahler und können kostengünsti-ger mit einem niedrigeren Energie-aufwand betrieben werden. Ein wei-terer Vorteil: Weil ohnehin wenigerWärme eingetragen wird und bei2000 nm vorwiegend die Wasser-moleküle im Lack in Schwingungversetzt werden – also ähnlich selek-tiv wie im Mikrowellenherd –,erfährt der Bedruckstoff eine gerin-gere Erwärmung als bei anderen IR-Strahlern, weshalb nun auch emp-findlichere Materialien den Trock-ner passieren können. (Einähnliches Prinzip nutzt die Hochfre-quenztrocknung – siehe Kasten.)Unterstützend werden die IR-Strah-ler oft mit Heißluftrakeln kombi-niert. Wie abschließend bei einem

Auto in der Waschanlage lassen sieheiße Luft durch eine Schlitzdüseauf den Bogen prallen und blasendie aus dem Lack herausgedampfteFeuchtigkeit weg.Ausschließlich heiße Blasluft wirdim Heatset-Rollenoffset verwendet– die Zeiten der Gasflammentrock-ner sind vorbei. Moderne Schwe-betrockner blasen die Heißluft aufOber- und Unterseite der Bahn. Diebeeindruckende Trocknerlänge istein Kompromiss aus Bahngeschwin-digkeit und maximal zumutbarerOberflächentemperatur. Dennoch

werden viele Papiere so stark ausge-trocknet, dass neben einer Kühlungeine Wiederbefeuchtung nötig ist.An manchen Heatsetmaschinen sindunmittelbar vor dem TrocknerZusatzaggregate zu finden, mitdenen eine Inline-Dispersionslackie-rung möglich ist. Meistens wirddamit jedoch Rubbelfarbe oder wie-deranfeuchtbarer Leim aufgebracht.Die daraus verdunstete Wasser-dampfmenge beeinträchtigt nichtdie Tauglichkeit der Heatset-Löse-mittel-haltigen Abluft zur Energie-gewinnung per Nachverbrennung,z.B. für die Kühlwalzen.

Dichroitische Strahlerkonzepte, landläufig als„Kaltstrahler“ bezeichnet, produzieren einnahezu reines UV, indem sie die IR-Strahlungherausfiltern. Dichroitische Reflektoren (oben)führen aus dem indirekten Strahlungsanteildie IR-Strahlen über eine Wasserkühlung (CW)ab. Würde der direkte Strah lungs anteil abge-schattet werden, ginge auch UV-Strahlungverlo ren, der Wirkungsgrad sänke. Deshalb ver-zichten die meisten Strahler darauf und erlau-ben entweder den Eintrag des direktenIR-Anteils (links) oder filtern ihn mit Hilfe einerQuarzglasscheibe (Q) heraus. Bei der „Kaltspie -gel“-Technik (unten) treffen sowohl direkteStrahlung aus der Lampe als auch indirekteStrahlung von den Reflektoren auf einen halb-durchlässigen Spiegel (CM), der die IR-Strahlung „aussortiert“


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nicht geeignet, Absolutmessungen durch -zuführen. Neben mehr oder weniger zuver-lässigen Härtungstests (s. Beitrag „Ist derUV-Lack ausreichend hart?“ Seiten 22/23)gibt es für UV-Strahler direkt messende UV-Dosimeter, mit denen sich eingestellte undtatsächlich erreichte Strahlerleistung mit-einander vergleichen lassen.

4. Spektrum kontrollierenIR-Strahler besitzen eine stetige Strahlungs-kurve ohne Peaks (Spitzen) mit nur einemeinzigen, allmählich anund abschwellen-den Maximum. Mit zunehmender Betriebs-dauer wird die Kurve insgesamt flacher, d.h.nur die Intensität nimmt ab, die Wirkungs-weise ändert sich nicht. Es genügt also, dieAlterung zu prüfen.UV-Quecksilber-Strahler verfügen in ihremMetall-Halogenid-Spektrum über mehrerePeaks, die bei der Härtung der verschiedenenSubstanzen (Lack, Farbe, Deckweiß) sowiebeim Reaktionsablauf (Start, Tiefenwirkung,Durchhärtung) eine wichtige Rolle spielen.Um diese Substanzen gezielt anzusprechen(geringstmögliche Absorption durch Bunt-oder Weißpigmente) oder bestimmte Reak-tionsabschnitte besonders zu unterstützen,

müssen eventuell einzelne Strahler gegenspeziell geeignete ausgetauscht werden.Denn in speziell dotierten Strahlern, z.B.für Deckweiß oder kationische Fotoinitiato-ren, wurden durch eine Elektroden-Dotie-

rung mit Metallen (Indium, Gallium, Eisen)störende Peaks abgeschwächt bzw.erwünschte Peaks verstärkt.Welche UV-Anteile wie stark vertreten sind,kann mit Hilfe eines UV-Radiometers fest-

gestellt werden. Portable Radiometer mes-sen lediglich integral die Dosis in den Berei-chen UV-A, UV-B und UV-C. Die Lage undHöhe der Peaks können also nur Labormess-geräte anzeigen, was aber auch für die trag-baren Radiometer für den Drucksaalwünschenswert wäre. Denn neben einemLeistungsverlust tritt bei UV-Strahlen wäh-rend des Alterns eine Änderung des abge-strahlten Spektrums ein. Konkret verschiebtsich während der Lebensdauer das Spektrummit all seinen Peaks von UV-C in RichtungUV-A. Auf Grund dieser Wellenlängen-Driftkann trotz hoher Strahlerleistung die Filmbil-dung in den Lack- und Farbenschichtenextrem beeinträchtigt werden. Der Druckermuss darauf achten, dass UV-C immer wie-der „aufgefrischt“ wird. Deshalb sollten beimErneuern eines Strahlers die drei UV-Strahlerim Endtrockner immer nach ihrem unter-schiedlichen Alter gesteckt sein: an ersterPosition der neue (weil er noch viel UV-Cabstrahlt, das für die Startreaktion der Fotoi-nitiatoren und die Lackhärtung benötigtwird), an zweiter Position der bisher ersteund an letzter Position der bisher zweite.

Metall-Halogenid-Spektrum einer Mit teldruck-Quecksilber-(Hg-) Gasentladungs lampe. DurchDotie rungen mit den Ele menten Indium (In), Gallium (Ga) oder Eisen (Fe) lassen sich einzelneHg-Peaks gezielt abschwächen oder verstärken. Die Wellenlängen-Drift vom wichtigen, aberkaum ausgeprägten UV-C nach UV-A beeinträchtigt vor allem die Härtung der UV-LackeQuellen: Primarc; fogra; UV-Praxisleitfaden des BG-Arbeitskreises UV-Druck


Härtungstechnologien für UV-LackeUV-Strahlen-härtende Lacke benöti-gen Strahler, die in der Regel denSpektralbereich von UV-C bishinein ins UV-B abdecken. Auf UV-A kann dennoch nicht in derMaschine verzichtet werden, weildie Buntpigmente der UV- undHybriddruckfarben die UV-B/C-Strahlung je nach Farbton unter-schiedlich stark absorbieren.Für die Härtung der UV-Lacke sindausschließlich die UV-Endtrockner

zuständig. Um die Verlaufzeit soweit wie möglich zu dehnen, befin-det sich das UV-Module mit den dreiStrahlern immer an der letzten Posi-tion der Auslageverlängerung.Standardquellen sind bei mittle-rem Druck mit Quecksilber-dampf gefüllte Quarzglaslampen.Im Bogenoffset derzeit keine Alter-native sind Excimer-Strahler(siehe Kasten), die spezielle Fotoini-tiatoren verlangen, was die Farben-und Lackhersteller heute lediglichim Flexodruck unterstützen.In einem konventionellen UV-Strah-ler befinden sich ein oder zwei Lam-pen vor den Reflektoren, die meis-tens zugleich als wassergekühlteSchließklappen (Shutter) zumAbschatten des Bedruckstoffs und

der Maschinenteile bei Stillstanddienen. Zum Herausfiltern der stö-renden IR-Strahlen werden sogenannte dichroitische Beschich-tungen auf der Reflektoroberfläche(„Kaltstrahler“) oder auf halbdurch-lässigem Spiegelglas („Kaltspiegel“)sowie optional eine Quarzglas-scheibe verwendet. Schon dasQuarzglas der Lampen an sich filtertbereits IR-Anteile heraus.Zur Steigerung des Wirkungsgradeskann das Inertgas Stickstoff, dasdie Härtungsreaktion fördert, alsSchutzatmosphäre genutzt werden.Diese Lösung ist sinnvoll, wenn beiwärmeempfindlichen Bedruckstof-fen die UV-Strahler-Leistung wegendes unerwünschten Wärmeeintragsstark begrenzt werden muss. So wirdinsgesamt viel weniger Strahlungs-energie und somit um bis zu 80 %

weniger Wärme eingetragen, dieStapeltemperatur sinkt um bis zu 15Grad. Aber auch die Druckgeschwin-digkeit kann erhöht werden, weil dieVerweildauer der Bogen unter den

Dichroitischer UV-Strahler von Grafix. ImGehäuse (1) schirmt ein Hitzeschild (2) dasModul gegen Aufheizen und Wärmestau ab,weil sich die UV-Lampe (3) bis auf 800°C erwär -men kann. Die Wärme soll statt dessen haupt -sächlich über die Kühlwasserrohre (5) abge -führt werden. Diese befinden sich in jedem derbeiden Shutter (4), die im Betriebszustand(oben) geöffnet und im Wartezustand (unten)geschlossen sind. Über die dichroitischeReflektorbeschichtung auf den Shutter-Innenseiten wird die IR-Strahlung von der UV-Strahlung getrennt und ins Kühlwasserabgeleitet. Eine Quarzglasscheibe (6) filtertden verbliebenen direkten IR-Anteil heraus

Die TwinRay-UV-Strahler von Adphos-Eltoschverkörpern ein einzigartiges Konstruktions-prinzip: Im Strahler sind zwei UV-Lampenräumlich getrennt untergebracht. Dank dessternförmigen Querschnitts kann der Shuttereinfach gedreht werden und bietet entwederdoppelte dichroitische Reflektorfunktion(oben) oder beschattet den Bedruckstoff(Mitte). So vereinfacht sich auch das Austau-schen der Lampen, indem nur die Seiten-wände heruntergeklappt werden müssen,ohne Behinderung durch einen Shutter(unten)

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Strahlern kürzer sein darf. Der tech-nische Aufwand im Bogenoffset isterheblich höher als im Schmalbahn-Rollenoffset, weil die Greiferbrückenmit großer Geschwindigkeit durchdie Inertkammer laufen und dieDichtigkeit stören.Weil die Leistung normalerweisehoch genug ist, sind im Gegensatzzu Carbon-Twin-IR-Strahlern bei UV-

KBA setzte ein gemeinsam mit AdPhos-Eltosch und dem SächsischenInstitut für die Druckindustrie (SID) entwickeltes Inert-UV-Aggregaterstmals 2002 beim belgischen Plastikdrucker Crea an einer Rapida 72ein. Eine Stickstoff-Schutzatmosphäre fördert die Härtungsreaktion.Deshalb wird insgesamt viel weniger Strahlungsenergie und somit umbis zu 80 % weniger Wärme eingetragen, die Stapeltemperatur sinktum bis zu 15 Grad. Aber auch die Druckgeschwindigkeit kann erhöhtwerden, weil die Verweildauer der Bogen unter den Strahlern kürzersein darf. Der technische Aufwand im Bogenoffset ist auf Grund derGreiferbrücken, die mit großer Geschwindigkeit durch die Inertkammerlaufen und die Dichtigkeit stören, sowie der dickeren Bedruck stoffeerheblich höher als im Schmalbahn-Rollenoffset

Wirksame Bereiche des elektromagnetischen Spektrums bei der Filmbildung verschiedener Lackarten

Wellenlänge

Funkwellen- und Hochfrequenzstrahlung:• 10 m (entspricht Frequenz von 300 MHz)

• 1 cm (entspricht Frequenz von 300 GHz)

Optische Strahlung:Infrarotstrahlung

• 10 000 … 780 nm (je nach IR-Strahlungsquelle einschließlich Gasflammen)

3000 … 1400 nm

• 2400 nm (Maximum), Kontinuum über IR-A/B/C



1400 … 780 nm

• 1400 … 780 nm


Sichtbare Strahlung

380 … 780 nm

Ultraviolettstrahlung

380 … 315 nm

315 … 280 nm

280 … 100 nm

380 … 200 nm

• 365 nm (Maximum), Kontinuum über UV-A/B/C

• 308-nm-Linie

• je nach Dotierung und Druck

200 … 100 nm

• Kontinuum je nach Dotierung und Druck

Ionisierende Strahlung:100 … 0,0001 nm

• 0,0024 nm (Compton-Wellenlänge des Elektrons)

Reaktion, Wirkung

Elektronenspin-Ausrichtung im Magnetfeld lässt Wasser verdampfen, Bedruckstoff und Umgebung bleiben kalt

Rotation der Wassermoleküle lässt Wasser verdampfen, aber zu langsam

Schwingung der Wassermoleküle

lässt Wasser verdampfen, brennt Lackfilm ein

lässt hochsiedende Mineralölanteile verdampfen

lässt Lösemittel verdampfen

Unterstützt die IR-Strahler mit einem Heißluftstrom, der den Wasserdampf abtransportiert

ideale Absorptionswellenlänge von Wasser: 3000 nm

lässt Wasser schnellstmöglich bei minimalem Energieaufwand verdampfen, langsam schaltend, geringe Strahlungsdichte

unterstützt die Oxidation

lässt Wasser schnellstmöglich bei minimalem Energieaufwand verdampfen, schnell schaltend, geringe Strahlungsdichte


lässt Wasser bei mittlerem Energieaufwand verdampfen, schnell schaltend


fördert UV-induzierte Polymerisation

lässt Wasser bei max. Energieaufwand verdampfen

unterstützt die Oxidation und regt funktionelle Gruppen (z.B. —OH) zur Vernetzung an

unerwünschter langsamer Zerfall der Fotoinitiatoren, Härtung von UV-Deckweiß

energiereiche Strahlung spaltet Moleküle

durchdringt dicke Schichten (Tiefenwirkung in UV-Farben, Härtung von UV-Deckweiß, aber kaum Wirkung in UV-Lacken)

erhält radikalische Polymerisation aufrecht, Tiefenwirkung in UV-Lacken

startet radikalische und kationische Polymerisation durch Aufspalten der Fotoiniatoren (ab ca. 200 nm); am wichtigsten für UV-Lack

aktives UV-Lampenspektrum (startet und unterstützt Polymerisation)

startet und unterstützt Polymerisation, wenn spezielle Fotoinitiatoren und Präpolymere vorhanden; Bedruckstoff bleibt kalt

startet und unterstützt Polymerisation, wenn spezielle Fotoinitiatoren und Präpolymere vorhanden

passives UV-Lampenspektrum („füttert“ den aktiven Bereich durch Wellenlängen-Drift in Richtung UV-A)

punktuelle Wirkung (für gedruckte Schaltkreise nicht geeignet)

ohne Fotoinitiator entstehen Radikale, die unter Inertgas-Atmosphäre zur Polymerisation führen; durchdringt dicke Lackschichten, Papiere, Karton,Kunststofffolien

ansprechende Lacke

hydrosolfreie/-arme Dispersionslacke

Dispersionslacke

Blechdrucklacke

Heatset-Öl-/-Wasserlacke

Lösemittellacke

Dispersionslacke

Dispersionslacke

Öldrucklacke

Dispersionslacke

Öldrucklacke

Dispersionslacke

Öldrucklacke

UV-Lacke

Dispersionslacke

Öldrucklacke

UV-Lacke

UV-Lacke

UV-Lacke

UV-Lacke

UV-Lacke

spezielle UV-Lacke, Beschich-tung von Papier und Folien

spezielle UV-Lacke, UV-Inkjet-Tinten

UV-Lacke während der Drift

Lacke für Photoresist-Bauelemente

ESH-Lacke

Wellenbereich, Anwendung

Hochfrequenz-(HF-)Trockner

Mikrowellenstrahler

IR allgemein

Ofen

Heißlufttrockner

Heißluftrakel

IR-B, mittelwelliges IR (MIR)

Slow MIR-(SMIR-)Strahler

Carbon-Twin-IR-(CIR-)Strahler

Fast MIR-(FMIR-)Strahler (oft mit SIR-Strahler kombiniert)

IR-A, kurzwelliges IR (SIR), nahes IR (NIR)

Abwärme aus UV-Strahlern

SIR-Strahler (oft mit FMIR-Strahler kombiniert)

Licht

Raumbeleuchtung

UV allgemein

UV-A, langwelliges UV, nahes UV

UV-B, mittelwelliges UV, Dornostrahlung

UV-C, kurzwelliges UV

UV-1, „Quarz-UV“

Mitteldruck-Quecksilber-Gasentladungs-Quarzlampe

XeCl*-Strahler (Xenon-Chlor-Excimer-Entladungslampe)

Xenon-Puls-Quarzlampen, „Blitzlampen“

UV-2, „Vakuum-UV“

Mitteldruck-Quecksilber-Gasentladungs-Quarzlampe

XR-1 … XR-5, Röntgen- und Gammastrahlung

Elektronenstrahlröhre(Wolframkathode)


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Trocknerkonfiguration an einerKBA-Doppellackmaschine: Nachder letzten Druckeinheit (1) wirdauf die oxidativ trocknendenFarben in einem Kammerrakel-Lackturm (2) Dispersionslack aufgetragen, dessen Wasseranteil in zwei Zwischentrockentürmen (3, 4) mit IR-Strah -lern und Heißluftrakeln sofort herausgedampft und abgesaugt wird. Danach erfolgt in einem weiteren Kammerrakel-Lackturm (5) das Auftragendes Hochglanzlacks – meistens ein UV-Lack, selten nochmals Dispersionslack. In der Auslageverlängerung befinden sich die Endtrocknermodule fürIR-Strahlung/Heißluft (6, 7) und UV-A/B/C (8) samt Absaugung für Ozon und Wasserdampf. Das Air Clean System (9) über dem Auslagestapel saugtOzon- und Puderreste ab

Strahlern Zwillingsrohre nichtüblich. Zumindest aber bieteneinige Hersteller getrennte paar-weise Rohranordnungen an. Wichti-ger ist die Geometrie der Reflek-toren. Im Bogenoffset werden unre-gelmäßig gewölbte Reflektorenbevorzugt, deren diffuse Strahlenauch die Bogenteile erreichen, aufdie der Greifer einen Schatten wirft.Andere Geometrien finden sich imRollendruck: Parabolspiegel werfenparallel Strahlen, die für dünneSchichten, also nicht für Lack geeig-net sind. Elliptische Wölbungenbewirken eine Fokussierung, d.h.hohe Leistung in einem schmalenStreifen.UV-Farben und -Lacke sowie Hybrid-farben erfordern im Bereich desEndtrockners eine Ozonabsau-gung. Das geruchintensive undgesundheitsschädliche Ozongas ent-steht, wenn UV-Strahlen die zwei -atomigen Luftsauerstoff-Molekülezu dreiatomigem Sauerstoff reagie-ren lässt. Außerdem wird eineopake Strahlerabschirmung ver-langt, weil die hohe Energiedichteder eingesetzten UV-Strahlung beimPersonal zu Sonnenbrand und Haut-krebs führen würde.

Filmbildung beim Auftragen vonmindestens zwei LackenIn der Praxis werden oftmals zweiLacke, in Spezialkonfigurationenauch mehr Lacke aufgetragen. Dem-entsprechend müssen die Trock-nungsaggregate kombiniert bzw.dimensioniert werden.In Doppellackmaschinen bildetein Dispersionslack die trockene

Haftgrundlage (Primer) für dieabschließende UV-Hochglanzlackie-rung. Der Primerauftrag ist notwen-dig, um die noch feuchten oxidativtrocknenden Farben inline UV-lackieren zu können. Ebenso ist esmöglich, zwei Dispersionslacke auf-zubringen, wobei in den ersten LackEffektpigmente (Metallic, Perlmutt-glanz usw.) eingearbeitet sein kön-nen. Bevor der zweite Lack aufgetra-gen werden kann, muss der erstevollständig getrocknet sein. Deshalbwerden zwei Zwischentrocken-türme mit je zwei IR-Strahlern undHeißluftrakeln vor dem letzten Lack-

turm platziert. Je nach Typ des zwei-ten Lackes werden bei der Endtrock-nung in der AuslageverlängerungUV- oder IR/Heißluft-Module zuge-schaltet.Die filmbildenden Bestandteile vonÖldrucklacken sind im Prinzip wiein konventionellen Druckfarben for-muliert und benötigen keine Strah-ler oder Abluftsysteme zur Filmbil-dung. Bei der Hybridveredelungwird ein matter oder granulierenderÖldrucklack partiell auf die nochfeuchten Hybridfarben gedrucktund vollflächig mit einem UV-Glanz-lack überdruckt. Der UV-Lack wird

an den Öldrucklackpartien abgesto-ßen, so dass ein Glanzkontrast ent-steht. Mit UV-A-Interdecktrocknernwerden die Hybridfarben üblicher-weise nach der ersten Druckeinheit(zum sofortigen Stabilisieren aufdem gestrichenen Papier oder Kar-ton) und nach der letzten Druckein-heit (also nach dem Öldrucklackauf-trag) zwischengehärtet. Währendder UV-Endtrocknung profitiert dieoxidative Härtung des Öldrucklacksvom begleitenden Wärmeeintragder UV-Strahler. Entscheidend aberist der Eintrag von Luftsauerstoff aufdie Bogenoberfläche bzw. in den

KBA Rapida 105 mit Lackturm und Auslageverlängerung, in der die Trocknermodule unter -gebracht sind. Vom Platzbedarf her ist diese Konfiguration gleich für Oxidationsfarben plusDispersions lack, Hybridfarben plus Öl- und UV-Lack sowie UV-Farben plus UV-Lack

An der KBA-Metronic Genius 52 UV ist auch das Auftragen von UV-Lack möglich. Hierzu wird einoptionales Quetschlackierwerk (3) zwischen Zentralzylinder-Druckeinheit (1) und verlängerterBandauslage (4) konfiguriert. Die Drei-Walzen-Technologie des Lackierwerks erlaubt es, durchVariieren des Walzenspalts unterschiedlich dicke Lackschichten aufzutragen, wodurch dieAnforderungen des Plastik- und des Papier-/Kartondrucks gleichermaßen befriedigt werdenkönnen. Die Wasserlos-UV-Offsetfarben werden unmittelbar vor dem Lackauftrag mit einem UV-Strahler (2), der ins Lackierwerk integriert ist, zwischengehärtet. Vor dem Auslagestapel sindzwei UV-Endtrockner (5) positioniert

Standardkonfiguration einer KBA-Hybridmaschine mit VariDry-Trocknerkonzept: Mit den ersten vier Druckeinheiten (1) werden Hybriddruckfarben – die sowohl oxidativ trocknen als auch unter UV-Strahlung härten – verdruckt und teilweise durch einen beliebig positionierbaren UV-A-Zwischen -decktrockner (2) angehärtet. Bei der typischen Hybridveredelung wird in der letzten Druckeinheit (3) statt Druckfarbe oxidativ trocknender, mattoder granulierend wirkender Öldrucklack partiell aufgebracht. Ein zweiter UV-A-Zwischendecktrockner (4) härtet die Hybridfarben unter demÖldrucklack weiter. Im Kammerrakel-Lackturm (5) erfolgt das vollflächige Überlackieren mit UV-Hochglanzlack, der nur auf den offen gebliebenenHybridfarben partien haften bleibt und vom Öldrucklack abgestoßen wird, um mit ihm einen Glanzkontrast zu bilden. Die IR/Heißluft-Endtrockner(6, 7) kommen nur beim alternativen Druck von konventionellen Farben mit Dispersions-Überlackierung zum Einsatz. Der UV-A/B/C-Endtrockner (8)bildet den Ab schluss der UV-Lack-Verlaufstrecke. Auch hier ist das Air Clean System (9) eine empfehlenswerte Option. In einer reinen UV-Maschine,die mit UV-Druck-kompatiblen Walzen und Gummitüchern ausgestattet sein müsste, würde man auf die beiden IR/Heißluft-Endtrockner, nicht aberauf die Auslagever längerung verzichten

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Für den Flexodruck lässt sich diese Frageeindeutig mit ja beantworten. Für denBogen offset gibt es zurzeit weltweit keinegeeigneten UV-Druckfarben und -Lacke.Somit schließt sich eine diesbezüglicheEntwicklung seitens KBA aus. Zwar stellteMAN Roland zur drupa 2004 an einer Halb-formatmaschine die Excimer-Lösung Sec-comatic Blue vor, doch entwickeln auchandere Hersteller nicht weiter in diese Rich-tung. Würde sich eine Excimer-Lösungwirklich lohnen?

1. Excimer-Strahler erreichen eine Ober-flächentemperatur von nur etwa 30 °C –gegenüber 600 °C bei konventionellen UV-Strahlern. Deshalb lassen sich auch wärme -empfindliche Bedruckstoffe problemlos be -drucken – ideal für den Flexodruck.Außerdem kann bei einem Maschinenstoppder Strahler Energie sparend abgeschaltetwerden, da er sofort nach dem Start wieder

bereit ist. Die Kühlung kann direkt erfolgen,ist also nicht so aufwändig.2. Excimer-Edelgasentladungslampen strah -len nur ein sehr schmales Spektralband ab –im Flexodruck und auch bei Seccomatic Blueim Bereich der 308 Nanometer (Xenon-Chlor-Excimer). Bei 308 nm bleiben unange-nehmen Gerüche durch Ozonbildung undPapierstrichzersetzung aus. Auch für denMenschen gefährliche UV-Strahlung entstehtnicht. So müssen weder Absauganlagen nochAbschirmungen angebracht werden.

Die Vorteile bringen jedoch gleich dieNachteile mit sich:1. Ein Excimer-Strahler erreicht über diegesamte Strahlerlänge nicht so hohe Be -strahlungsleistungen wie eine Quecksilber-dampflampe – mit derzeit maximal 50W/cm nur ein Fünftel. Deshalb muss der Wir-kungsgrad aufwändig erhöht werden. Mög-lichkeiten: Es werden fünf Excimer-Strahler

statt eines konventionellen Strahlers einge-setzt, was aus Platzgründen scheiterndürfte. Alternativ wäre eine Inertgas-Atmo-sphäre nötig, die den störenden Luftsauer-stoff fern hält, was aber wiederum hoheKosten für die Stickstofflagerung und dieInertkammer bedeutet. Seccomatic Blueerreicht eine höhere Ausbeute durch eineZwillingsstrahleranordnung, spezielleReflektoren und eine Hochfrequenz-Strom-einspeisung von 15 bis 25 kW.2. Auf ausschließlich 308 nm sprechennur spezielle Fotoinitiatoren an. Deshalbmüssen die Harze in den Lacken und Farbenspezielle Präpolymere (Dimere) aufweisen.(Hierin ist die Bezeichnung „Excimer“begründet: ein englisches Kunstwort aus„excited di-mer“ – angeregtes Dimer –,was auf den Vernetzungsmechanismus hin-weist.) Konsequenz: Die üblichen UV-Lackeund -Farben, die auf UV-C, UV-B und UV-Areagieren, können nicht verwendet werden.

Stapel. Hilfreich sind hierbei dieBlasluft, die den Bogen beim Trans-port und Abstapeln stabilisiert, undeine Bestäubungsvorrichtung, diePuderpartikel als „Abstandhalter“zwischen die Bogen im Stapel plat-ziert. Jedoch sollte beim Lackierengrundsätzlich so wenig wie möglichPuder aufgebracht werden, um dieGlanzwirkung nicht zu beeinträchti-gen; am besten ist der gänzliche Ver-zicht auf Puder.Glanzkontraste mit Öldrucklacklassen sich auch durch dessen Kom-bination mit erwärmtem Drip-off-Lack oder normal temperiertemTwin-Effect-Lack erzielen. Dieseglänzenden Speziallacke perlenebenso wie der UV-Lack bei derHybridveredelung von den Öldruck-lackpartien ab, sind aber wasserba-siert und erfordern deshalb eineIR/Heißluft-Endtrocknung. Sie errei-chen weder die hohen UV-Glanz-grade noch die Effektvielfalt und fili-granen Möglichkeiten der Hybrid-technologie.KBA lieferte bereits Rapida-Maschi-nen in Sonderkonfigurationen aus.Dazu zählen u.a. solche für das beid-seitige Inline-Lackieren. Sie zeich-nen sich durch die doppelte Aus -stattung mit Zwischen- und End-trocknermodulen – vor und nachder Bogenwendung – aus. Dank derschnel len Lackfilmbildung ist dieseTechnologie ohne das Problem derLackverschleppung auf die Druck -zylinder im Widerdruck handhab-bar. Und einige Sondermaschinenfür die Doppellack-Endveredelungerlauben zusätzlich den Inline-Vor-druck einer Effektlack- oderDeckweißgrundierung, wasZwischen trockentürme vor derersten Druck einheit verlangt.Dieter Kleeberg

Sind Excimer-Strahler eine Alternative?

Durch die Übernahme von Bauer+Kunzi2003 und LTG-Mailänder 2006 ist KBAMetalPrint zum Marktführer für Blech-druckmaschinen aufgestiegen. Bauer+Kunzi nutzte auch davor schon modifizierteDruckeinheiten und andere Module derKBA Rapida.Um ein Durchscheinen der metallischenOberfläche zu verhindern oder eine Etikettie-rung zu simulieren, werden Blechtafeln meis-tens mit einem deckenden Weißlack grun-diert, der außerdem das Haften der Druckfar-ben verbessert. Nur wenn Gold-, Silber- undKupfertöne imitiert werden sollen, bleibt dasBlech ungrundiert. Eine Abschlusslackierungmit Hochglanz-Klarlack gibt dem bedrucktenBlech wieder die metallische Haptik undOptik zurück und schützt außerdem dasDruckbild. KBA MetalPrint bietet für Weißvor-drucklacke und kratzfeste Finish-Klarlackebeide Härtungskonzepte an, die es im Blech-

druck gibt: das Trocknen undEinbrennen wasserbasierterLacke im Heißluft-Tunnelofensowie die UV-Strahlen-Här-tung.Die Tunnelöfen sind länger alsSchwebetrockner – mit demUnterschied, dass die lackier-ten Blechtafeln aufgerichtetwerden, um bei den üblichenFortdruckgeschwindigkeiten20 bis 30 Minuten Zeit zumEinbrennen des Lackfilms zugewinnen. Sowohl der Vor-druck als auch das Finish werden in eigenenDruckgängen erledigt.Auf Grund der schnellen Filmbildung bei UV-Farben lässt sich die UV-Lackierung inlinedurchführen. Damit ist der Platz- und Zeitbe-darf wesentlich geringer als bei der Heißluft-härtung, so dass sich immer mehr Blechdru-

cker für die UV-Variante entscheiden. Ein UV-Zwischentrockenwerk härtet die Druckfarbenunmittelbar vor dem Lackauftrag. Nach derlediglich fünf Meter kurzen Verlaufstreckegenügt ein normal dimensionierter UV-End-trockner. Die Beurteilung des Endproduktesist sofort möglich.

Wie funktioniert die Lackhärtung im Blechdruck?

Am Eingang zu dem Heißluft-Tunnelofen von der KBA-Toch-ter LTG-Mailänder werden diese bereits farbgetrocknetenund in einem zweiten Druckgang klarlackierten Blechtafelnaufgerichtet Foto: Kleeberg

Die größte Blechdruck -maschine der Welt, eineMetalstar-2-Achtfarben-anlage von der KBA-Toch-ter Bauer+Kunzi,produziert bei der UnitedCan Company in Indone-sien. Die Pfeile weisenauf das Werk 9 (UV-Zwi-schentrockenwerk für dieacht Druckfarben), dasWerk 10 (UV-Lackierturm)und den UV-Endtrocknermit vier Strahlermodulen

Anordnung der IR-Strahler und Heißluftrakelüber dem Zylinder eines Rapida-Trocken-turms. Wenn erforderlich, kann alternativoder ergänzend ein UV-Zwischendecktrocknerintegriert werden


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Filmbildung | KBA VariDry

Die UV-Module lassen sich leicht tauschen. Das Foto zeigt dieletzten drei Steckplätze für eine UV-Endtrockner-Konfiguration:Das linke UV-Modul ist betriebsbereit eingesteckt und mit denMedienanschlüssen verbunden. Das mittlere Modul ist halbherausgezogen. Das rechte Modul wurde entfernt, seine Medien -anschlüsse wurden unter dem Steckplatz in einer speziellenPosition „geparkt“

Intensitätskurve S (λ) der drei IR-Trocknertypen kurzwellig (SIR),schnell mittelwellig (FMIR) und Carbon Twin (CIR) normiert aufihre flächenbezogene Trocknungsleistung. Aus dem darübergelegten kleinen blauen Diagramm für den Absorptionsgradα(λ) des Dispersionslacks (Maximum bei einer Wellenlänge von3000 nm) wird ersichtlich, dass CIR besser als andere IR-Strahlerzum Verdampfen des Wassers (hellblaue Füllung unter der CIR-Kurve) beiträgt. Bei geringen Strahlertemperaturen (nur1200 °C) erzielt CIR den höchsten Wirkungsgrad (Quelle: Heraeus Noblelight)

Heißluftrakel (l.) und CIR-Strahler (r.) für VariDry. Bei „CarbonTwin“ handelt es sich um Zwillingsrohrstrahler. Nur mit zweiparallelen Rohren lässt sich die über der Formatbreite von105 cm gewünschte Leistung von 60 W/cm in einem einzigenStrahlermodul unterbringen. Die Kohlenstoff-Glühfäden erhit -zen sich auf 1200 °C. Durch eine aufgedampfte Goldschichtwird die IR-Leistung nahezu verlustfrei reflektiert.

Was kann KBA VariDry?Seit 2003 hat KBA schrittweise eigene Infrarot-Thermoluft- (IR/TL-), UV-Trockner sowie Trockenwerke

entwickelt. Heute steht ein komplettes KBA-Trocknerprogramm für die Mittelformat-Baureihe Rapida 105

zur Verfügung, das in Zukunft auf weitere Rapida-Modelle erweitert werden soll. Warum bietet KBA neben

den Trocknern langjähriger Partnerfirmen erfolgreich ein eigenes Trocknerkonzept an? KBA Process 4

liefert Antworten.

Bei der Entwicklung des neuen KBA-Trockner -systems wurde neben einer einwandfreien Funk-tion auf zwei Punkte besonders hoher Wertgelegt. Hohe Flexibilität für den Anwender, d.h.UV-Trocknermodule sind z.B. zwischen den zahl-reichen potenziellen Steckplätzen tauschbar,und hoher Bedienkomfort mit Leitstandanzeigeund -bedienung der wichtigsten Parameter.

Infrarot-/ThermolufttrocknerIn die doppelte Auslageverlängerung (ALV2)einer Rapida 105 lassen sich bis zu 18 IR/TL-Trocknerelemente, davon sieben IR-Moduleund elf Thermoluft-Module, integrieren. DieseElemente sind im gesamten Trocknerbereichin Abhängigkeit von den drucktechnischenErfordernissen problemlos tauschbar. So kannu.a. sehr flexibel auf den Bogenlauf Einflussgenommen werden. Für dünne Materialienoder den Druck zum schnellen Umschlagengibt es optimierte Heißluftrakeln, so dass beimaximalem Luftvolumen zur Lacktrocknungkeine Geschwin digkeitsreduzierung erforder-lich ist. Als IR-Strahler kommen standardmäßig Carbon-Zwillingsrohrstrahler (CIR) von Heraeus miteiner Intensität von 60 W/cm zum Einsatz. Das

Spektrum der CIR-Strahler überlagert die Ab -sorp tionskurve von Wasser im Vergleich zuanderen kurzwelligen (SIR) oder schnellen mit-telwelligen (FMIR) Strahlertypen optimal (s. Dia-gramm). Damit werden optimale Trock nungs -ergebnisse bei sehr niedriger Strahler temperaturerreicht.IR-Module und Heißluftrakeln lassen sich werk-zeuglos aus der jeweiligen Maschinenpositionentnehmen. Somit sind Service- und Wartungs -arbeiten einfach und schnell möglich. Umeinen IR-Strahler zu tauschen, genügt es, dasentsprechende Modul aus der Maschine zuentnehmen, und den IR-Strahler mit wenigenHandgriffen axial aus dem Modul zu ziehen.Dank der steckbaren Kontaktierung der IR-Strah ler ist der Wechsel für jedermann einfach.Bei speziellen Anwendungen können alterna -tive Strahlertypen verwendet werden. DurchSichtscheiben im Bogenaufgang und in derAuslageverlängerung ist der Bogenlauf jederzeiteinsehbar. Durch eine effektive Stapeltem -peraturregelung wird je nach eingestellterTemperatur die Intensität der IR-Strahler gere-gelt. Am Leitstand erfolgt die Anzeige derLeistungsparameter für die optimale Überwa-chung.

Links: KBA VariDry bietet Einbauraum für sieben CIR-Strahler,drei davon sind im Bild zu sehen


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Neue TrockenwerkeDie hohe Flexibilität des KBA VariDry-Systemswird durch neue Trockenwerke abgerundet.Bereits im Praxiseinsatz sind reine IR/TL-, reineUV- und Wechseltrockenwerke, bei denen dasIR-Modul mit drei Strahlern gegen ein UV-Modul getauscht werden kann. Da die Trock-nungselemente im Trockenwerk mit einem UV-Zwischentrockner addierbar sind, kann aufnahezu jeden Anwenderwunsch eingegangenwerden. Optional bzw. in den noch nicht von VariDryunterstützten Formaten bietet KBA bekannteund bewährte Produkte anderer Hersteller (z.B.Grafix, IST Metz) an.

Peter Patzelt, Martin Dänhardt

Filmbildung | KBA VariDry

Stecker eines UV-Moduls für die VariDry-Medienanschlüsse Die Strahlerrohre können aus dem VariDry-UV-Modul einfachherausgenommen bzw. in dieses eingesetzt werden

UV-TrocknerDie UV-Module für Zwischen- und Endtrocknersind absolut baugleich und für alle Steckplätzeinnerhalb der Maschine einsetzbar. Standardsind Module mit einer Intensität von 160W/cm. Andere Leistungen sind auf Anfrageerhältlich. Selbstverständlich kommendichroitische Reflekto ren zum Einsatz, die diegesamte UV-Strahlung effektiv reflektieren,jedoch die Wärmestrahlung absorbieren. Beidiesen Re flek toren gewährleisten über 70Schichten auf den leicht zu tauschendenReflektorblechen eine optimale Ausnutzung derUV-Strahlung bei gleichzeitig größtmöglicherWärmeabfuhr durch die Wasserkühlung desTrockners. Auch der Tausch der UV-Strahler kann werk-zeuglos und schnell durch den Bediener erfol-gen. Wie bei den IR-Trocknern sind dafür keinespeziellen Vorkenntnisse erforderlich. Durcheine kompakte Mediensteckverbindung, diealle Anschlüsse beinhaltet, müssen beimWechsel keine Kabel mehr umgesteckt werden.In der Mediensteckverbindung sind enthalten:Hochspannung für die Strahleransteuerung,

Die UV-Zwischentrockner sind innerhalb einer Minute gewechselt. Es gibt keine „Trittfallen“ zwischen den Druckwerken

Steuerspannung für die Steuerungsabfrage undPositionierung der Shutter, Modulkennung fürdie Maschinensteuerung (z.B. Betriebsstun -denzählung unabhängig von der Position desModuls in der Maschine) und Wasserkühlung.Wird ein UV-Modul von einem Steckplatz ent-fernt, stehen spezielle Parkpositionen für dieSteckverbindung zur Verfügung. Der Wechseleines UV-Moduls ist sicher und ohne Stressinnerhalb einer Minute bewerkstelligt. Zur Ansteuerung der UV-Strahler kommenTransformatoren oder elektronische Vorschalt -geräte (EVG) zum Einsatz. Sie halten dieLeistungseinstellung im Standby-Betriebäußerst gering (unter 20 % beim Einsatz vonTransformatoren und unter 10 % beim Einsatzvon EVGs). Eine immense Energieeinsparung!Zusätzlich reduziert sich beim Einsatz vonEVGs der Platzbedarf für Trocknerschränke ander Maschine. An weiteren Möglichkeiten zurOpti mierung der Strahlerleistung, zur Erhö -hung der Lebensdauer der Strahler und zurEinsparung von Strom wird derzeit intensivgearbeitet. So soll zukünftig der UV-Strahler inder Bogenlücke ausgeschaltet werden. Je nachFormatlänge können so bis zu 30 % Energieeingespart werden.Für die optimale Farb- bzw. Deckweißhärtungsind Eisen- und Gallium-dotierte UV-Strahlererhältlich. Das WashTronic-System bietet dane-ben eine Zeitersparnis beim Einsatz von Zwi-schentrocknermodulen, da diese beim Waschennicht mehr abgeschaltet werden müssen.

Die Kühlung der Trockner (1)erfolgt durch Anschluss derTrocknerversorgung (2) an diezentrale Wasserkühlung, andie auch der Luftschrank (3)und das Kühlkombigerät (4)angeschlossen sind. Als Kühlerfungiert ein externer Wärme-tauscher (Kondensator) (5) imFreien. Nur wenn es notwen-dig ist, gewährleistet einPumpen- und Regelschrank(6) das Kühlmanagement


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Wechselwirkungen | Fotoinitiatoren

Wechselwirkungen der Fotoinitia -toren mit StrahlungsenergieRadikalische Fotoinitiatoren absor-bieren die von den UV-Lampenerzeugte Strahlungsenergie nur inganz bestimmten Abschnitten desUV-Spektrums. Die dafür zur Verfü-gung stehende Strahlungsintensitäthängt auch von den Pigmenten inden UV-Druckfarben ab, denn diePigmente absorbieren einen Teilder UV-Strahlung. Deshalb üben sieeinen nicht unerheblichen Einflussauf die Effizienz der Radikalbil-dung, d.h. die „Reaktivität“ der UV-Farbe und somit den Erfolg desHärtungsprozesses aus. Treffen UV-Strahlen auf Pigmentteilchen, so

werden drei Arten der Wechselwir-kung beobachtet: Ein relativ kleinerTeil der Strahlung wird an der Pig-mentoberfläche reflektiert (Remis-sion) und kann vom Fotoinitiatorzur Erzeugung von Startradikalengenutzt werden. Im Vergleich dazuwird ein zumeist größerer Teil – inAbhängigkeit von den Absorptions-eigenschaften der verwendetenPigmente – durch Ab sorption „ver-schluckt“, sie werden also vom Pig-ment aufgenommen und stehensomit dem Fotoinitiator zur Erzeu-gung von Startradikalen nicht mehrzur Verfügung. Der nicht vom Pig-ment reflektierte bzw. absorbierteStrahlungsanteil (Transmission)

kann vom Fotoinitiator absorbiertund in chemische Energie in Formvon Startradikalen umgewandeltwerden (Fotospaltung).Zur Härtung von UV-Lacken sind inder Regel Fotoinitiatoren, die haupt-sächlich im kurzwelligen UV-C-Bereich (200 bis 280 Nanometer)absorbieren, ausreichend, da dasgeringere Eindringvermögen derenergiereichen UV-C-Strahlung sichin Abwesenheit von Pigmentennicht nachteilig auf das Härtungsver-halten auswirkt. Tritt z.B. beimInline-Vordruck der Lack bei derStrahlungsabsorption in Konkurrenzmit den Pigmenten, so ist die Ver-wendung von Fotoinitiatoren, die imUV-B- und vor allem im UV-A-Bereich absorbieren können, not-wendig, da die Strahlung in diesemWellenlängenbereich ein größeresEindringvermögen hat, obwohl sieenergieärmer ist.Wie in den Praxistipps auf Seite 11erläutert, äußert sich das Altern vonUV-Lampen in erster Linie durch dieverhältnismäßig stärkere Abnahmeder UV-C-Strahlung, was zu Proble-men bei der Oberflächenhärtung(Klebrigkeit) führen kann.

AufgabenteilungIm Allgemeinen sorgt der nur ober-flächlich eindringende kurzwelligeStrahlungsanteil für einen schnel-len Härtungsstart und die (ober-flächliche) Filmbildung, die tiefereindringenden Strahlungsanteilefür die Tiefenwirkung und Haftung.In Druckfarben wird oft je einFotoinitiator für die beiden Funk-tionen eingearbeitet – für die Ober-flächenhärtung z.B. Alpha-Hydroxy-ketone (AHK), für die Durchhär-tung Alpha-Aminoketone (AAK)oder das tageslichtempfindlicheBisacyl-Phosphin-Oxid (BAPO). Wei-tere moderne Fotoinitiatoren fürDruckfarben sind Ciba Irgacure369 und 379, Isopropylthioxanthon

(ITX), Trimethylbenzoyl-diphenyl-Phosphin-Oxid (TPO) und Mono -acyl-Phosphin-Oxid (MAPO). Dervergilbend wirkende Benzoinetherwurde zunächst durch Benzilderi-vate (z.B. Benzildimethylketal, BDK)ersetzt und diese später durch Ace-tophenone wie beispielsweiseAlpha-Hydroxyketone, die nebenBenzophenon (BP) in der Regel fürdie Härtung von Klarlacken verwen-det werden.Die Radikalerzeugung durch Fotoini-tiatoren folgt unter Einwirkung vonUV-Strahlung hauptsächlich zweiReaktionsmechanismen: Fragmen-tierung und Wasserstoff-Abstrak-tion. Die meisten Initiatoren frag-mentieren („zerfallen“) sofort inreaktive Radikale mit freien Elektro-nen. Die übrigen, darunter BP undITX, erfordern die Gegenwart vonAminen oder aminmodifiziertenAcrylaten als so genannte Synergis-ten, die unter Abspaltung eines Was-serstoffatoms ihrerseits reaktiveRadikale bilden können. ITX kanndarüber hinaus als Sensibilisatorfür andere Fotoinitiatoren (z.B.einige AAKs; üblich ist die Kombina-tion mit Ciba Irgacure 907) dienen,um ein besseres Härtungsergebniszu erzielen.

Sorgfalt bei Lebensmittel -verpackungenJede Verpackung stellt unterschied-liche Anforderungen an die Druck-farbe, je nachdem, welche Produk-te in ihr aufbewahrt werden. Ver-packungen für aggressive Produktewie Haushaltreiniger verlangen vorallem nach chemisch resistentenKomponenten, falls Farben undLack mit dem Packgut in Kontaktkommen. Eine Voraussetzung fürLebens- und Genussmittelverpa-ckungen sind dagegen sensorischneutrale, d.h. geruch- und ge -schmacklose Druckfarben undLacke. Nicht nur der gehärtete Bin-

In UV-härtenden Druckfarben werden Pigmente mit anderen chemisch-physikalischen und spek-tralen Eigenschaften als in oxidativ trocknenden Druckfarben verwendet. Legt man dieAbsorptionskurven α(λ) der Fotoinitiatoren über die Transmissionskurven τ(λ) der Pigmente inUV-Farben, wird der Einfluss der jeweiligen Pigmentfärbung auf die Reaktivität der verschiedenenFotoinitiatoren im UV-Bereich (250 bis 400 nm) deutlich. Die nicht eingezeichnetenAbsorptionskurven der Buntpigmente verlaufen ähnlich wie die Transmissionskurven, nur Schwarz(K) liegt dann erheblich höher

Aus der Lage der Absorptionskurven α(λ) der Fotoinitiatoren ITX, Ciba Irgacure 369 und TPO imVergleich zur Emissionskurve I(λ) der UV-Lampe „Hg (UV)“ wird ersichtlich, welche Fotoinitiatorenin den Intensitätsspitzen (Peaks) der UV-Lampe zur Reaktion angeregt werden

Die Wahl geeigneter FotoinitiatorenUnter UV-Strahlung treten radikalische Fotoinitiatoren mit den Bindemitteln in Wechselwirkung. Je nach ausgewähltem Fotoinitiatortyp entstehen verschiedene

initiierende Radikale, die ihrerseits unterschiedliche Härtungsergebnisse hervorrufen können. Eine der Hauptaufgaben bei Herstellung und Anwendung der UV-

Farben und -Lacke ist es, wichtige Produkteigenschaften mit teilweise gegenläufigem Einfluss – leichte Verdruckbarkeit und guter Verlauf, hohe Reaktivität und

Flexibilität bei guter Haftung sowie geringer farblicher Beeinträchtigung und sensorisch einwandfreie Beschaffenheit – zu optimieren.


18 Process 4 | 2007

Wechselwirkungen | Fotoinitiatoren

demittelfilm, sondern auch unum-gesetzte Fotoinitiatoren und ihreSpaltprodukte müssen diesenAnforderungen genügen. Aber auchdie Migration, d.h. das Übergehenvon Farb- und Lackbestandteilenauf das Packgut, ist unerwünscht,selbst wenn sie sensorisch neutralsind. Ähnliches gilt für Einbändevon Kinder- und Schulbüchern, dieheute oftmals kostengünstig in auf-strebenden Industrieländern produ-ziert werden, wo allerdings die Prü-fung auf gesundheitsgefährdendeKomponenten noch nicht dem EU-Standard entspricht.Eine Migrationsbarriere im Mate -rialverbund, z.B. Aluminiumfolie,schützt übrigens nicht unbedingt voreiner Kontamination des Packguts,wie u.a. der Nachweis von ITX inMilchgetränkeverpackungen für Kin-der im November 2005 in Italienzeigte. Ein Kontakt zwischen Druck-farbe und Füllgut ist auch indirektdurch den so genannten Abklatschmöglich – wenn während der Druck-produktion die unbedruckte Innen-fläche der Verpackung auf derbedruckten Außenfläche zu liegenkommt. ITX an sich ist zwar nichterbgutschädlich, bildet aber vorzugs-weise in fett- und fruchtfleischhalti-gen Packgütern Rückstände, derengesundheitsschädliche Langzeitwir-kung noch ungeklärt ist. Nach dem„Skandal“ wurde zumindest in Ita-lien die Verwendung ITX-haltigerFarben und Lacke im Lebensmittel-sektor bis auf weiteres verboten, Ver-packungshersteller in anderen Län-dern verzichten freiwillig auf ITX.Für BP wurde ein spezifischesMigrationslimit festgelegt, wasseine Verwendung für Lebensmit-telverpackungen bis zu diesemGrenzwert zulässt. Die VEGRAGruppe legte bei der Entwicklungmigrationsfreier UV-Lacke besonde-ren Wert auf die Freiheit von Foto -

initiatoren wie BP und Spaltproduk-ten wie Texanoldiisobutyrat (TXIB) –siehe nachfolgenden Beitrag. TXIBist zwar nicht ausgesprochen giftigfür den Menschen, ebenso wenigwie BP im Sinne eines niedrigenLD50-Wertes, das Sicherheitsdaten-blatt für BP weist jedoch auf Reizun-gen für Augen, Atmungsorgane undHaut und eine Gefahr für Wasseror-ganismen hin.

Wechselwirkungen mit BindemittelnDie Auswahl des Fotoinitiatorshängt weiterhin davon ab, wie guter sich in einen Lack oder eineDruckfarbe einarbeiten lässt. Dem-nach sind flüssige Fotoinitiatoren(z.B. Gemische von BP mitbestimmten AHK) vorteilhaft, weilsie im Bindemittel gut löslich oderdispergierbar sind. PulverförmigeFotoinitiatoren (z.B. TPO) müssenerst vorgelöst werden.Andererseits sind Acrylharze als Bin-demittel in radikalisch härtendenLacken nicht für alle Anwendungengleichermaßen gut tauglich. Epoxy-acrylate zeichnen sich durch hoheReaktivität und Beständigkeit gegenChemikalien aus, dafür ist ihreViskosität ziemlich hoch, der Lack-film wird entsprechend hart. Poly-esteracrylate sind relativ niedrig -viskos und bilden einen flexiblenLackfilm aus, ihr günstiger Preis unddie gute Haftung machen die mitt-lere Reaktivität wett. Polyurethan-acrylate sind hochresistent gegenChemikalien, haften gut aufBedruckstoffen, bilden einen flexi-blen Lackfilm aus, sind zumeist aberteurer. Polyetheracrylate weisentypischerweise eine sehr niedrigeViskosität und relativ hohe Reaktivi-tät auf. Siliconacrylate sind spe-ziellen Anwendungen vorbehaltenoder dienen als Additive. Ihre Reak-tivität ist verhältnismäßig gering undihr Preis meist hoch.

Die Eigenschaften von Acrylatenwie Reaktivität, Viskosität oder Rei-zungspotenzial hängt in vielen Fäl-len vom chemischen Gerüst ab. Bei-spielsweise gibt es Polyesteracrylatemit einer ganzen Bandbreite dergenannten Eigenschaften.

GeruchsentwicklungDie genannten Fotoinitiatoren bil-den nach der UV-Einwirkung Spalt-produkte, die einen mehr oderweniger ausgeprägten Geruch auf-weisen können; einige sind nahezugeruchlos. Allgemein gilt, dassunnötig hohe Einsatzmengen anFotoinitiator zu hohen Spaltpro-duktkonzentrationen führen, wassich in einer starken Geruchsent-wicklung der Farbe oder des Lacksbemerkbar macht. An dieser Stellesei darauf hingewiesen, dass auchdie unvernetzten Acrylatbindemit-tel einen charakteristischenGeruch besitzen können, der erstnach erfolgter Polymerisation nach-lässt. Seit einigen Jahren sindjedoch verbesserte Acrylate verfüg-bar, die unter Berücksichtigungeines geringen Eigengeruchs sowieeines niedrigen Hautreizungspoten-zials entwickelt wurden.Eine geruchliche Beeinträchtigungkann aber ebenso vom Papierstrichverursacht werden, der auch inAbwesenheit von UV-Farben oder-lacken einen nicht vernachlässig-baren Geruch beim Belichten mitUV-Strahlung entwickeln kann.Durch das Bestrahlen unbedruck-ter Bogen lässt sich diese Möglich-keit leicht eingrenzen. Oft ist eineGeruchsentwicklung aber auch einHinweis auf eine zu hohe Strahlen-dosis, wofür eine Brüchigkeit desPapierstrichs offensichtliches Indizsein kann.Ausführlich wird diese Problematikin „KBA Process Nr. 3: Edle Druck-produkte im Hybridverfahren“ be -handelt. Aus allen Einflussfaktorenlässt sich die bestehende Erkennt-nis ableiten, dass es im UV- undHybrid-Offsetdruck generell auf einoptimal ausgewogenes Verhältnisvon Strahlendosis, Fotoinitiator -anteil und Bedruckstoffunempfind-lichkeit ankommt. Unabhängigdavon muss der UV-Lack auch mitder UV- oder Hybridfarbe kompati-bel sein.

Fragen Sie Ihren LieferantenWelche Komponenten in UV-Farbenund -lacken verwendet werden,bleibt letzten Endes Sache der Her-steller. KennzeichnungspflichtigeInhaltsstoffe werden im Sicher-heitsdatenblatt genannt. Die in derEuPIA zusammengeschlossenenDruckfarbenhersteller haben sichverpflichtet, die in einer Aus-schlussliste aufgeführten giftigenund umweltschädlichen Rohstoffenicht einzusetzen.Grundsätzlich sollten Lacke und Far-ben sowie Bedruckstoffe für denKontakt mit Lebensmitteln geprüftsein. Lacke und Farben dürfen ledig-lich auf der Außenseite der Lebens-mittelverpackung aufgetragen wer-den und müssen der EU-Richtlinie82/711/EEC entsprechen. Dabeidürfen typische Rohstoffe für Kunst-stoffe ein spezifisches Migrations -limit (SML) nicht überschreiten; fürübliche Rohstoffe für Druckfarbenund Lacke gibt es allerdings keineamtlichen SML-Werte. Um generellunliebsame Überraschungen zu ver-meiden, empfiehlt es sich immer,detaillierte Rücksprache mit dem Lie-feranten der UV-Farben und -Lackezu halten. Im Zweifelsfall sind sämt-liche verwendeten Materialienunter Praxisbedingungen zu testen.

Dieter Kleeberg

Herzlichen Dankfür die kritische Prüfung und Überarbeitung:

Herrn Dr. André FuchsTechnical Industry Manager New Ventures,Business Line Imaging & Inks,Ciba Specialty Chemicals Inc., Basel (Schweiz)[email protected]

Herrn Dr. Erich FrankTechnical Service Center Stuttgart/TechnologyManagement Flint Group Europe,Flint Group Germany GmbH, [email protected]

QuellenFrank, Dr. Erich: UV-Druck. – Präsentation, XSYSPrint Solutions (FlintGroup), Stuttgart, Dezember2005 (Abbildungen).Fuchs, Dr. André: Funktion der Fotoinitiatoren inUV-Druckfarben und -Lacken. In: UV-Technologie.Der Praxisleitfaden für alle Druckverfahren. –Arbeitskreis UV-Druck der BG Druck undPapierverarbeitung, Wiesbaden 2006.Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR):Bestandteile von Druckfarben in Getränken ausKartonverpackungen. Stellungnahme Nr. 044/2005

Fragmentierende Fotoinitiatoren: Benzilketal(1 – zerfällt in zwei Radikale mit je einem frei-en Elektron), Benzoinether (2) und Alpha-Hydroxy-/ Alpha-Amino-Acetophenon (3)

Wasserstoff abstrahierende Fotoinitiatoren:Benzophenon (1 – bildet mit einem Wasser -stoffatom eines Synergisten das RadikalBenzhydrol, wobei auch der Synergist zumRadikal wird) und ITX (2)


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Wechselwirkungen | Migrationsfreiheit

Entwicklung und TestsAuf der Grundlage theoretischerÜberlegungen wurden UV-reaktiveBindemittelsysteme und UV-här-tende Lacke im Labormaßstabhergestellt und in einem Spezial -verfahren auf migrationsfähigePräpolymere und Monomereuntersucht. Die verwendeten Foto -initiatoren waren alle frei vonBenzophenon und dem Spaltpro -dukt TXIB.Die hergestellten Beschichtungs-substanzen wurden in einem Spe -ziallabor mittels Headspace-Chro-matografie analysiert und gegenStandardkompositionen, wie sieheute überwiegend verwendetwerden, verglichen. Zielsetzungwar, die Kombinationen aus Prä -polymeren, Monomeren und Foto -initiatoren so zu wählen, dass UV-Bindemittel und UV-Lacke ent -stehen, die eine maximale Filmbil-dung (Polymerisation) gewährleis-ten, geruchsneutral sind und keineniedermolekularen Anteile enthal-ten, die letztendlich in das Pack-oder Füllgut – vor allem Lebens-mittel – migrieren können.Nach Abschluss der Laborentwick-lungen wurden die Lacke auf einermehrfarbigen KBA Rapida 105 beieiner Fortdruckgeschwindigkeit von12.000 Bogen/Stunde und abgestuf-ter Trocknerleistung auf folgendeBedruckstoffe aufgebracht:

• GD2-Recyclingkarton, mit Alumi-niumfolie kaschiert,

• GD2-Recyclingkarton,• GC1-Zellulosekarton ohne Recyc-

lingfaseranteile.

2 Bestimmung von Acrylatrückständen in noch ungehärteten Lackschichten (Bestrahlung mit drei Lampen bei 100 und 50 % Leistung) in dermigrationsfreien Lackformulierung VP10299 MF. Alle drei Bedruckstoffe waren mit Acetonylaceton (DAA) kontaminiert, das nicht Bestandteilvon VP10299 MF ist.

Migrationsfreier VerpackungsdruckIn 2005 und 2006 verunsicherten mehrere in den Medien publizierte Verunreinigungen von Babynahrung und

Getränken in Kartonverpackungen sowohl Verbraucher als auch Verpackungsdrucker. Die gesundheitsgefährdende

Substanz ITX (2-Isopropylthioxanthon) war u.a. durch Wiederaufrollen der bedruckten Verpackungsmaterialbahn auf

die laminierte Rückseite (die spätere Packungsinnenseite) gelangt. Fotoinitiatoren und ihre Spaltprodukte, vor allem

Benzophenon und TXIB (Texanoldiisobutyrat), aus den verwendeten UV-Farben und -Lacken stellen eine

Gesundheitsgefährdung dar. Um das Risiko von Verunreinigungen künftig minimieren zu können, entwickelte die

VEGRA Gruppe, Aschau am Inn, migrationsfreie Bindemittel und Lacke. Dazu mussten aber sämtliche Ursachen der

Migration, d.h. die Einflüsse aller daran beteiligten Materialien geklärt werden. Es zeigte sich, dass auch Substanzreste

in Recycling-Bedruckstoffen und Druckmaschinen zur Migration in Lebensmittelverpackungen beitragen können.

1 Einfluss des Reinigungsmittels DPM auf migrationsfreie UV-Lacke und -Bindemittel. In allen gedruckten Schichten ist Phenol nachweisbar, dasvom Triphenylphosphit-Stabilisator stammt. Ein Teil der Lackformulierungen (VP102-67, -95, -98, -98b) enthielt zwischen 0,3 und 0,6 % DPM,die übrigen waren DPM-frei („no DPM“)

Der Autor – hier bei einem der KBA-Praxis -seminare – und die VEGRA Gruppe sind lang-jährige Partner von KBA


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Die Zwischenreinigung des Lacksys-tems bei Lackwechsel erfolgte miteinem Standardwaschmittel einesMitbewerbers auf Basis von Diace-tonalkohol (DAA). Die gezogenenMusterbogen wurden unmittelbar

nach dem Lackieren in Alufolie ein-geschlagen und zur Headspace-Chromatographie weitergereicht.Als Blindprobe wurde bei der Head-space-Chromatographie auch unla-ckiertes Material untersucht.

ErgebnisDie ausgesparten, d.h. nicht lackier-ten Bedruckstoffflächen, die in derMaschine direkt der UV-Strahlungausgesetzt waren, zeigten folgendesErgebnis:

• Der mit Aluminium kaschierteGD2-Recyclingkarton zeigte deutli-che Anteile eines Netzmittels vomTyp Surfynol 104, Spuren von TXIBund Benzophenon.

3 Obwohl die UV-Lackformulierung VP10295 Benzophenon- und TXIB-frei ist, wurden beide Substanzen nach dem Druck auf GC1- und GD2-Karton und 50 % Strahlerleistung nachgewiesen. Siestammen von alten Farb- und Lackrückständen auf den Druckmaschinenwalzen und gelangten durch Luftzirkulation auf die Proben

4 Analyse der migrationsfreien UV-Lackformulierung VP10299 MF auf allen drei Bedruckstoffen nach 100 % Strahlerleistung. Vermutlich stammen die Benzophenonanteile ausReinigungsmittelrückständen in den Recyclingkomponenten im GD2-Karton und die geringen TXIB-Mengen aus dem ungenügend gesäuberten Lackierwerk


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• Der GD2-Recyclingkarton ent-hielt – wie nicht anders zu erwarten– Lösemittel aus den im Pulper wäh-rend des Recyclingprozesses ver -bliebenen und nicht entfernbarenDruckfarbenbestandteilen (AlcaneC14, C15, C16, C18, C19, C20)sowie Spezialester vom Typ Estisol242, Anteile von Benzophenon,TXIB und Weichmachern.• Das recyclingfaserfreie GC1-Material zeigte lediglich minimaleMengen an Benzophenon, TXIBund Weichmachern.

Die chromatografischen Testergeb-nisse sind aus den Diagrammenersichtlich.

DiskussionDie Prüfer sind der Überzeugung,dass die Benzophenonanteile beimAluminium-kaschierten GD2-Recyc-lingkarton und beim recyclingfaser-freien GC1-Zellulosekarton aus denRückständen der Vorproduktionstammen, die auf den Lackauftrag-walzen verblieben waren – alsoWaschmittel-, Lack- und andereSubstanzreste. Dagegen stammenbeim GD2-Recyclingkarton dieDruckfarbenöle aus dem Recycling-prozess, weil diese und andereDruckfarbenbestandteile nicht aus

dem Papierbrei entfernbar sind.Die sonstigen Verunreinigungen imGC1-Zellulosekarton sind als nichtnennenswert einzustufen.

Surfynol 104 ist nicht in VEGRA-Lackformulierungen enthalten. Dasgleiche gilt für Benzophenon undTXIB. Es zeigt sich, dass all diesegefundenen Materialien Fremdkör-per sind, die nicht aus den verwen-deten VEGRA-Labormodell-Lackenstammen können. Nachdem alldiese Verunreinigungen bereits imunlackierten Originalkarton vor-handen sind, können sie nur durchdie Verarbeitungsanlage, schlechtgereinigte Druckwalzen oder denverwendeten Bedruckstoff einge-schleppt worden sein. Das Reini-gungsmittel vom Typ Diacetonalko-hol (DAA) zerfällt nach derUV-Bestrahlung u.a. in Benzalde-hyd, um dann als Zusatzbelastungim Pack- und Füllgut zu erscheinen.

Grundsätzliche Empfehlungen fürden Druck von Lebensmittelver -packungen:

• Es sind Bedruckstoffe zu wäh-len, die lebensmittelrechtlich unbe-denklich sind und keine Substan-zen enthalten, die aus dem Karton

ins Pack- oder Füllgut migrierenkönnen.• Das drucktechnische Umfeld(Druckmaschine) sollte so beschaf-fen sein, dass die Maschinen nichtim Mischbetrieb (konventionellund UV) arbeiten, sondern dassausschließlich UV-Betrieb gewähr-leistet ist.• Die verwendeten Reinigungs-mittel für Farbe und Lack müssenebenfalls gewährleisten, dass keinebelasteten Materialien in das Ver -packungsgut eingeschleppt werden.Es muss aber auch sichergestelltsein, dass bei UV-Belichtung dasDruckprodukt durch Spaltproduktewie z. B. Benzaldehyd nicht zusätz-lich belastet wird.• Die UV-Strahler müssen ge pflegtwerden, wobei die Trocknerleistungso groß sein muss, dass einemaximale Polymerisation der auf -gebrachten Druckfarben- und Lack -schicht gegeben ist, die dem MEK-bzw. Acetontest, 15 Doppelhübe,gerecht wird. Selbstverständlichmüssen auch die verwendetenDruckfarben auf einer Bindemittel-und Fotoinitiatorkombination basie -ren, welche die Herstellung einerunbelasteten Verpackung garan -tieren.

Auch Dispersionslacke müssen indiese Problematik einbezogen wer-den. Obwohl diese wässrigen Lackenormalerweise keine migrations -fähigen Bestandteile aufweisen,sind trotzdem die gleichen Vorkeh-rungen wie bei der Verwendungvon UV-Lacken zu treffen:

• Auswahl geeigneter Bedruck -stoffe und eines unproblematischendrucktechnischen Umfelds,• Auswahl geeigneter Reinigungs-mittel, durch die keinerlei migra -tionsfähige Bestandteile einge-schleppt werden können.

FazitDie Tests zeigen, dass mit den neu-entwickelten migrationsfreien UV-Lacken, die VEGRA künftig mit derZusatzbezeichnung MF („migra -tionsfrei“) kennzeichnen wird, einezusätzliche Belastung durch migra -tionsfähige Formulierungsrohstoffe,die in den Karton und weiter indas Lebensmittel driften, auszu-schließen ist.

Albert Uhlemayr

Präsident der VEGRA Gruppe, Aschau am Innwww.vegra.de

5 Analyse dreierProben des GC1-Kar-tons, bedruckt mitden Lackformu lie -rungen VP102-66, -97 und -99, nachidentischer UV-Bestrahlung (dreiLampen, 100 %). DerBenzaldehyd anteil istim Wesentlichen aufdas Reinigungs mittelAcetonyl aceton (DAA)zurückzuführen


Process 4 | 200722

Wechselwirkungen | Härtungsprüfung

Härtungskontrolle im DrucksaalRadikalisch vernetzende Systemebesitzen die Eigenschaft, dass derVernetzungsvorgang nur so langeanhält, wie die UV-Strahlung ein-wirkt. Im Gegensatz zu kationischenSystemen, die in einer einmaligangestoßenen Kettenreaktion voll-ständig vernetzen, aber im Bogen -offset noch nicht zum Einsatz kom-men, ist bei der radikalischen UV-Vernetzung eine Prüfung derSchichtaushärtung nötig. Hierfürexistiert direkt an der Druckma-schine zurzeit kein einfaches, vonDruckern bzw. Lackveredlernanwendbares und zugleich ausrei-chend sicheres Verfahren. Gegen-wärtig werden an Praxismaschinenzwei einfache Prüfmethoden ver-wendet:Klebebandtest oder „Tesa-Test“:Bei dieser Methode wird ein Klebe-band auf das Druckprodukt aufge-presst und abgezogen. Wird dabei

die Lack- oder Druckfarbenschichtbeschädigt, so gilt dies als Merkmalfür die ungenügende Durchhärtung.Acetontest: Hierbei wird die Lack-oder Druckfarbenschicht mit Ace-ton in Kontakt gebracht und nachdessen Einwirkung die Oberflächemechanisch beansprucht. Wenn dasLösemittel die Oberfläche derSchicht nicht anlöst und deren Fes-tigkeit nicht verringert wurde, giltdas Produkt als ausreichend durch-gehärtet.Beide Methoden haben jedochSchwächen: Die Aussagefähigkeitdes Klebebandtests hängt stark vonder Kraft, mit der der Klebstreifenaufgebracht wird, sowie von derunter Umständen schwankendenBeschaffenheit des Klebebands ab.Darüber hinaus ist er bei Naturpa-pieren nicht anwendbar. Um denKlebebandtest sicherer zu machen,hat die fogra ein Prüfgerät entwi-ckelt: das Lackhaftfestigkeits-Testge-

rät (LHT). Es standardisiert die Kraft,die Geschwindigkeit und den Abriss-winkel für das Abreißen des Klebe-bandes.Der Acetontest ist auf Grund aktuel-ler Änderungen in der Rezeptierungradikalisch UV-vernetzender Sys-teme nicht mehr zuverlässig. DieMehrzahl der gegenwärtig verwen-deten UV-Druckfarben oder -Lackelässt sich heute nicht mehr durchAceton anlösen und entfernen,obwohl die Schichten noch nichtvollständig ausgehärtet sind. Einanderes, universell anwendbaresLösemittel, das eine gute Differen-zierung zwischen gut und unzurei-chend gehärteten Schichten ermög-licht, ist derzeit nicht bekannt. Es istallerdings trotzdem möglich, miteinem Test zur Lösemittelbeständig-keit den Härtungsverlauf an derDruckmaschine zu überwachen –nämlich dann, wenn der Lieferantder Druckfarben bzw. Lacke eineEmpfehlung gibt, mit welchemanderen Lösemittel das Verfahren

durchgeführt werden kann. ZurDurchführung des Tests wird vonder fogra ebenfalls ein Testgerät, dasAcetontestgerät ACET, angeboten.In diese Prüfvorrichtung kann jedesbeliebige Lösemittel eingefüllt undsomit zur Prüfung benutzt werden.Seit dem 8. November 2006, demfogra-Anwenderforum UV-Druck inMünchen, ist ein neues Testgerätverfügbar, das die fogra in Koopera-tion mit der Firma Ushio entwickelthat. Dieser UV-Härtungsprüfer sollzur Kontrolle der Durchhärtung vonUV-Farben (aber nicht von UV-Lacken!) auf Papier- und Kartonun-terlagen benutzt werden. DiesesGerät setzt die zu prüfendenDruckbogen zu sammen mit einemKontermaterial einer definiertenDruck- und Temperaturbelastungaus. Nach Prüf ende befinden sichauf dem Kontermaterial sichtbareFarbreste, wenn die Härtung nichtvollständig erfolgt ist, andernfallssind auf dem Kontermaterial keineFarbspuren zu sehen. Dies ist als

Auch wenn Aceton längst nicht mehr alle UV-härtenden Substanzen anlöst, kann das fogra ACETtrotzdem mit den vom Lack- oder Farbenlieferanten empfohlenen Lösemitteln eingesetzt wer-den. Mit einer Spritze wird ein Lösemittel auf das definierte Filzpad genau dosiert. Der Anpress-druck des getränkten Pads wird nach dem Einlegen der Probe und nachfolgendem Schließender Klappe durch Federkraft konstant gehalten. Ab dem Schließen wird die Einwirkzeit desLösemittels an Hand einer Stoppuhr genau eingehalten und die Probe danach zur visuellenBeurteilung einfach aus dem Gerät herausgezogen. Wenn die Lackschicht schlecht ausgehärtetist, löst sich demnach der Lack mit der darunter liegenden Druckfarbe, das Papier kommt zumVorschein. Je höher der Polymerisationsgrad des Lacks, desto schwieriger lässt er sich durch dasLösemittel lösen, desto häufiger muss mit dem Lappen gerieben werden, bis die Druckfarbensichtbar verwischt werden.

Mit dem fogra LHT wird der Klebebandtest sicherer, weil die Testbedingungen standardisiertsind. Um die Haftung exakt, objektiv und vergleichbar ermitteln zu können, wurde versucht, diewesentlichen Merkmale des Klebebandtests beizubehalten, aber den Testablauf zu mechanisie-ren, um zu reproduzierbaren Ergebnissen ohne Beeinflussung durch den Prüfer zu kommen. ImRahmen eines Forschungsvorhabens „Untersuchung von Vernetzungs- und Haftstörungen beiUV-Lackierungen in der Papier- und Kartonveredelung“ (fogra-Nr. 4.051) beschäftigte sich diefogra intensiv mit der Haftung von Lacksystemen auf bedruckten Flächen. Aufbauend auf dendabei am Beispiel der UV-Lacke gewonnenen Erkenntnissen wollte die fogra jedoch auch demPraktiker ein einfach zu bedienendes Testgerät zur Verfügung stellen. Dem LHT liegt ein einfa-ches Prinzip zu Grunde: Ein handelsübliches Klebeband wird mittels einer Anpresseinheit aufdie lackierte Fläche aufgedrückt. Am freien Ende wird ein Metallplättchen befestigt, das in dieAbzugsvorrichtung eingespannt wird. Die Abzugsbewegung per Hand wird durch eine rotie-rende Abzugsscheibe imitiert. Das Gerät ist grundsätzlich für alle flächigen Beschichtungen aufdünnen Substraten geeignet.

Ist der UV-Lack ausreichend hart?Mit dieser Frage wird der Drucker sehr oft in der Praxis konfrontiert. Die Aushärtung und auch die Haftung auf darunter liegenden Druckfarben- und/oder

Dispersions- bzw. Drucklackschichten hängt von den Maschinen- und Trocknerein stellungen ab, die somit für die Lackierqualität und die schnelle Weiterverar-

beitbarkeit der lackierten Drucke entscheidend sind. Meistens muss der Drucker auf Tests mit ungenügend definierten Bedingungen zurückgreifen. Deshalb

bietet die fogra weitgehend standardisierte Prüfmethoden zum Nachweis der Aushärtung radikalisch UV-vernetzender Lack- und Druckfarbenschichten an.


Process 4 | 2007 23

Der von fogra und Ushio gemeinsam entwickelte UV-Härtungsprüfer testet UV-Farben auf Papier-und Kartonbogen unter Wärme und Druck. Auf Grund der Wärmeeinwirkung ist das Prüfgerät nichtfür Folien geeignet und wird von der fogra nicht für die Anwendung auf UV-Lacke empfohlen

Dennoch verkörpert der UV-Härteprüfer definierte und reproduzierbare Testbedingungen: DieAnpressvorrichtung (1) drückt mit Unterstützung zweier Regler für Anpresszeit (2) und Anpress-druck (3) die bewegliche Backe (4) gegen die feststehende Backe (5). In beiden Backen sindHeiz elemente (6) und Temperaturfühler (7) untergebracht, die Bestandteile der Temperaturreg-ler (8, 9) sind. Zwischen den Backen befinden sich das Kontermaterial (10) und das Prüfmaterial(11)

Wenn auf dem Kontermaterial UV-Farbenreste haften bleiben, ist die Härtung unzureichend

Wechselwirkungen | Härtungsprüfung

Indikator für eine vollständigeDurchhärtung anzusehen. Alle dreiGeräte – das LHT, das ACET und derUV-Härteprüfer – können über diefogra bezogen werden(www.fogra.org).Weitere bisher bekannte, einfachePraxismethoden, die in der Literaturzur Charakterisierung des Aushär-tungszustandes beschrieben wer-den, sind im Prinzip mechanischeHärteprüfverfahren, die nur aufinkompressiblen, harten Substratenanwendbar sind. Als Beispielegenannt seien die Mikrohärteprü-fung nach DIN 55676, die Pendel-dämpfung nach DIN 53157 sowieTests, bei denen die Oberflächender Proben mit Kegelspitzen oderFallkörpern belastet werden. AuchAbriebtests wie Scheuertest, Taber-Abraser oder Fingerkuppentest las-sen sich nur bedingt mit der Vernet-zung der UV-härtenden Druckfar-benschichten korrelieren. Das trifftebenso für Talkumpulver-Bestäu-bungstest, Abklatschtest, Glanz-oder Rauheitsmessungen zu.

Härtungskontrolle im LaborDie Entwicklung eines Verfahrenszur Härtungskontrolle von UV-här-tenden Farben und Lacken im Laborist ebenfalls noch nicht vollständigabgeschlossen. In der Vergangenheitsind folgende verschiedenste physi-kalische und chemische Methodenzur Charakterisierung des Härtungs-zustandes von UV- bzw. elektronen-strahlhärtenden Schichten benutztworden:• Infrarotspektroskopie (FTIR),• Near-Infrared-(NIR)-Spektro -skopie,• Raman-Spektroskopie,• Atomic Force Microscopy,• Ionen-Mobilitätsspektrometrie,• Dielektrizitätsspektroskopie,• Wärmemessverfahren,• Ultraschallausbreitung,• Pulsradiolyse,• Erfassung rheologischer bzw.mechanischer Veränderungen inAbhängigkeit von der einwirkendenUV-Strahlung,• Messungen der Penetrationradioaktiv markierter Flüssigkeiten,• Hochleistungs-Flüssigchromato-graphie (HPLC) und• Headspace-Gaschromatographie.Eine allgemein anwendbare Stan-

dardmethode hat sich trotz der Viel-zahl der verwendeten Untersu-chungstechniken bislang nichtherauskristallisiert.Das Resultat einiger in der fogradurchgeführten Untersuchungenist, dass die HPLC und die ATR-Infra-rotspektroskopie im Fall von Druck-farben sowie zusätzlich die konfo-kale Raman-Spektroskopie bei strah-lenhärtenden Lacken in der Lagesind, reproduzierbare chemisch-ana-lytische Aussagen über den Här-tungszustand dieser Schichten zuliefern.

Dr. Wolfgang Rauh,fogra Forschungs-gesellschaft Druck e.V., München

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SCHROF, W.; HÄUSSLING, L.: Tiefenauflösung derTrocknungsvorgänge in Lackfilmen – PräziseMessungen mittels konfokaler Ramanspektro-skopie, demonstriert am Beispiel der UV-Strahlenhärtung. – In: Farbe & Lack 103(1997) 7, S. 22-27.

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SENG, H.P.: Strahlenhärtende Druckfarben undLacke. – In: Coating (2000) 5, S. 199-205.


24 Process 4 | 2007

Verfahrenstechnik | Inline-Lackierung im Bogenoffset

Inline-Lackierung mit OffsettechnikDas Auftragen von Öldrucklacküber das Farbwerk, die Druck-platte und das Gummituch derletzten Druckeinheit ist die einzigeTechnologie, die im normalen Boge-noffsetdruck noch auf die Offset-technik zurückgreift. In Verbin-dung mit der Hybridveredelung hatsie eine neue Bedeutung für dieanspruchsvolle partielle Glanzkon-trastlackierung erhalten.Speziell beim paarweisen Bedru-cken einzelner Plastikkarten mitWasserlos-UV-Offsetfarben auf derKBA-Metronic OC 200 kann überFarbwerk, Druckplatte und Gummi-tuch auch UV-Lack aufgebracht wer-den. Da es sich um kleine zonen-schraubenlose Kurzfarbwerke mittemperierter Rasterdosierwalzehandelt und die Verlaufstrecke nachdem letzten Druckwerk ausreicht,sind die Glanzlackierergebnisse vonüberzeugender Qualität. Auch dasAuftragen eines sofort zwischenge-

trockneten UV-Primers vor der ers-ten Druckfarbe wird auf diesemÜbertragungsweg erledigt.Die in den 1990-er Jahren noch häu-figer verbreitete Variante, über dasFeuchtwerk und das Gummituchwasserbasierte Lacke aufzutragen,wird eigentlich nur noch von sol-chen Anwendern praktiziert, dienur gelegentlich lackieren und des-halb bereit sind, die damit verbun-denen qualitativen Einschränkun-gen in Kauf zu nehmen. Einige Lack-hersteller bieten noch die dafüroptimierten Dispersionslacke, Was-serkastenlacke genannt, an.Ein Mitbewerber bietet statt derFeuchtwerkdosierung einen modu-laren Kammerrakelaufsatz, der imOffsetdruckwerk an Stelle derGummituchwascheinrichtung plat-ziert werden kann. Diesen gutgemeinten Lösungsansatz, der fürMittelformatmaschinen gedachtist, auf denen nur selten lackiertwird, verfolgt KBA nicht. Der

Grund liegt auf der Hand: Diebetreffenden Maschinen sind nor-malerweise auch nur unzureichendmit IR- und Heißlufttrocknernbestückt, so dass der Dispersions-lack in der Regel nicht optimalgetrocknet wird, zumal mit demAufsatz nur vollflächig lackiert wer-den kann. Etwas abenteuerlicherscheint deshalb die Aussage, dassdurch Platzieren im ersten Druck-werk auch vor dem Druckfarben-auftrag bzw. mit zwei Aufsätzenauch im Schön- und Widerdrucklackiert werden kann – also völligohne Zwischentrocknung. Für Dis-persionslack empfiehlt KBA ganzklar ein vollwertiges Lackierwerk(mit dem man auch partiell lackie-ren kann) plus entsprechendeTrocknertechnik. Das ist wirt-schaftlich durchaus vertretbar, weilLackieren nicht mehr die Aus-nahme, sondern mittlerweile dieRegel und auch im Interesse derschnelleren Weiterverarbeitbarkeitder Druckbogen ist.

Inline-Lackierung mit LackierwerkenHohe und jederzeit reproduzierbareVeredelungsqualität mit Dispersi-ons- und UV-Lacken ist beim Inline-

Lackauftrag nur mit einem odermehreren Lackierwerken möglich.Sie können eine im Format wesent-lich gleichmäßiger dosierte undhöhere Lackmenge auf die Lackier-form übertragen. Die Lackierformist ein glattes Lackiertuch für voll-flächigen Lackauftrag oder eingestripptes Lackiertuch bzw. einefotopolymere Hochdruckplatte fürpartielle Lackierarbeiten.Anfänglich dominierten die Wal-zenlackierwerke, die es in ver-schiedenen Bauweisen gibt. Dieeinfachste ist das Zwei-Walzen-Lackierwerk. Im Rollendruck ist esnach wie vor die erste Wahl – undzwar wegen seines einfachen Auf-baus, der unproblematischen Lack-übertragung bei hohen Bahnge-schwindigkeiten und den häufigwechselnden Einsatzanforderun-gen. Denn Glanzlack wird hier ver-gleichsweise selten gegenüberGummierungen, Leim, Rubbelfarbeoder Duftlack verdruckt. DerartigeZwei-Walzen-Lackierwerke beste-hen meistens aus einer gummier-ten Schöpfwalze, die in einer Lack-vorratwanne umläuft, einerverchromten Lackauftragwalze undeinem Lackformzylinder.Zwei-Walzen-Lackierwerke für denBogenoffset sind zu so genanntenQuetschlackierwerken abgewan-delt. Die Gummiwalze wird hierbeidurch eine Chromwalze ersetzt, dieLackzufuhr erfolgt aus einemBehälterschlitz über dem Walzen-spalt. Über die Größe dieses Wal-zenspalts wird die Lackmenge ein-

Lackieren mit Offsettechnik: An der Plastikkarten-Druckmaschine KBA-Metronic OC 200 werden UV-Primer und UV-Lack mit den kleinen Kurzfarbwerken, die für den Druck mit Wasserlos-UV-Farbenoptimiert sind, aufgebracht. Die Rasterwalze dosiert aus dem Farbkasten

Bauweisen von Inline-Lackierwerken für den Bogenoffset: Zwei-Walzen-Lackierwerk („Quetschlackierwerk“) mit Walzenspaltdosierung (1), gegenläufiges (2)und gleichläufiges Drei-Walzen-Lackierwerk (3) sowie Kammerrakel-Lackierwerk (4)

Kammerrakel-Lackierwerke sindStand der TechnikDie Möglichkeiten der Inline-Lackierung haben sich in den letzten 20 Jahren revolutionär verbessert. Im Bogenoffset setz-

ten sich Kammerrakel-Lackierwerke auf Grund ihrer zahlreichen Vorteile weitestgehend durch. KBA propagiert seit eini-

gen Jahren konsequent die Kammerrakeltechnik – in den Baureihen Rapida und 74 Karat und seit kurzem auch Performa.

Nur noch im Jumboformatbereich werden gelegentlich Walzenlackierwerke als Alternative verlangt, und die KBA-Metronic

Genius 52 UV verfügt optional über ein Walzenlackierwerk. Das alternative Lackieren über das Feuchtwerk wird nur noch

als Option für die Performa-Maschinen angeboten.

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gestellt, womit sich sehr hoheLackschichtdicken erzeugen lassen.Durch gezielt unterschiedlicheRotationsgeschwindigkeiten derWalzen ist eine stufenlose Anpas-sung der Lackmenge an die Druck-geschwindigkeit möglich.Drei-Walzen-Lackierwerke arbeitenmit einer in die Lackwanne einge-tauchten Schöpfwalze, auf derzusätzlich eine Reiterwalze läuft.Die Schöpfwalze kann im Gleich-oder Gegenlauf betrieben werden.Mit Hilfe der Reiterwalze sowieeiner Änderung von Drehsinn undDrehgeschwindigkeit lässt sich dieLackmenge exakter als mit demWalzenspalt des Zwei-Walzen-Lackierwerks dosieren.Andere Hersteller bieten Walzenla-ckierwerke noch im Halb- und Mit-telformatbereich an, obwohl dortdiese Technik als überholt gilt. Dassdie Lackieroption der KBA-Metro-nic Genius 52 UV ein Quetschla-ckierwerk beinhaltet, ist haupt-sächlich eine Frage der erzielbaren

hohen Schichtdicke. Um die nor-malerweise erforderliche Offline-Lackierung auf Plastikkarten zu ver-meiden, hatte seinerzeit der schwe-dische Pilotanwender Inplastordiese Lackauftragtechnik favori-siert, nachdem auch ein Kammerra-kelsystem mit verschiedenen Ras-terwalzen getestet worden war.Stand der Technik im Bogenoffsetsind Kammerrakel-Lackierwerke.Weil sie auf Flexodrucktechnik,also einem Hochdruckverfahrenbasieren, ist ihre Lackierqualitätdeutlich besser – sowohl bezüglichder Homogenität von Vollflächenals auch der Detailwiedergabe inSpotlackierungen. Kammerrakel-Lackierwerke verbrauchen imDurchschnitt 15 % weniger Lack alsWalzenlackierwerke. Zwar lassensich unterschiedliche Lackschicht-dicken nicht stufenlos einstellen,doch erzielt der Drucker mit denKammerrakelsystemen eine besserreproduzierbare Dosierung, weilsie allein vom Schöpfvolumen und

der Gravur der Rasterwalzeabhängt, d.h. die Geschwindigkeitkeinen Einfluss hat. Deshalb erfor-dert ein Kammerrakel-Lackierwerkvom Drucker weniger Aufmerk-samkeit und Erfahrung als ein Wal-zenlackierwerk.Mit dem Kammerrakellackierwerklassen sich neben Dispersions- undUV-Lacken auch Metallic- und Perl-glanzlacke sowie Deckweiß pro-blemlos verarbeiten. Die Lackauf-tragmenge kann genau definiertund jederzeit exakt reproduziertwerden.Den Käufern von Rapida-Maschi-nen und der Performa 74 mitLackierwerk(en) stehen Kammer -rakelsysteme von Harris & Brunound Tresu zur Auswahl. Dazu kann

Lackierwerk an der KBA 74 Karat: Der Dispersionslack wird von der Lackversorgung in dieRakelkammer (1) gepumpt. Die Rasterwalze (2) mit 100-er Haschur fördert ca. 7 ml/m2 Lack. Aufden Lackformzylinder (3) ist ein stripbares Gummituch gespannt. Als Lackdruckzylinder (4) istdie frühere Transfertrommel gestaltet. Unter dem Trockner (5), bestehend aus vier IR-Strahlernund drei Heißluftrakeln, werden die lackierten Bogen zum Auslagestapel geführt. Die Absau -gung (6) transportiert den Wasserdampf ab. Durch Aufklappen des Maschinengehäuses (7) istdas Lackierwerk von oben für Reinigungs- und Wartungsarbeiten zugänglich

Kriterium

Lackdosierung

erreichbare Lackschichtdicke

definierte Lackschichtdicken

Einfluss der Fortdruckgeschwindigkeit

Anpassung an Bedruckstoff

Einsatz pigmentierter Lacke

Lackierqualität

vollflächig

partiell

Handling

Reinigung

Komponentenwechsel

Walzenlackierwerke

sehr hoch

schneller einzustellen durch Verändern des Walzenspalts bzw. durch Geschwindigkeitsdifferenz und Drehsinn der Walzen

Lackmengenschwankungen bei Geschwindigkeitsänderungen

bedingt (lediglich durch die Lackmenge)

schlecht

Homogenität geschwindigkeitsabhängig

unscharfe Lackränder

mit Hilfe einer Walzenwascheinrichtung

selten notwendig

Kammerrakel-Lackierwerke

in der Regel niedriger, mit spezieller Rasterwalze aber auch höher

besser reproduzierbar einzustellen durch Einsetzen einer Rasterwalze mit definiertem Schöpfvolumen

keiner (immer konstante Lackmengenförderung)

gezielt (durch Einsetzen einer Rasterwalze mit entsprechender Gravur)

gut bei Einsatz einer Rasterwalze mit geeigneter Gravur für größere Effektpigmentpartikel

immer homogen

hervorragende Wiedergabe von Schrift und feinen Details

automatisches Reinigen innerhalb des Lackkreislaufsystems, durch geschlossene Rakel-kammer sehr effizient

bei Bedarf Einsetzen einer optimalen Rasterwalze (bei großen Formaten mit Hilfe eines Krans); regelmäßiges Erneuern verschlissener Rakeln und Kammerdichtungen

Walzen- und Kammerrakel-Lackierwerke im Vergleich

Vier Farbwerke plus Kammerrakel-Lackierwerk: So lautet die Standardkonfiguration der KBA Rapida 74 G, die wie die 74 Karat mit Wasserlos-Offsetfarben und Dispersionslack druckt

Bequemes Waschen: Das Lackiertuch und dieübrigen Komponenten des Lackierwerks sindan der KBA 74 Karat von oben her leichtzugänglich Foto: Kleeberg

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das jeweilige Lackwechselsystem(siehe Beitrag „Technologien fürden automatischen Lackwechsel“auf den Seiten 32 bis 35) bestelltwerden. In den beiden Wasserlos -offsetmaschinen 74 Karat undRapida 74 G wurden bislang Kam-merrakelsysteme von Tresu instal-liert, die Lackversorgung ist auchmit Geräten von technotrans mög-lich. Lackwechselsysteme an 74Karat und Rapida 74 G sind optio-nal, weil die meisten Anwender nurein und denselben Dispersionslackverarbeiten; ein Lackwechsel wärebei pigmentierten Lacken, Deck-

weiß und beim Bedrucken vonFolien statt Papier nötig.Rakelkammern sind entwederschwenkbar (System Tresu) oderverschiebbar (System Harris &Bruno) gelagert, um an die Raster-walze, die beiden Rakeln und dieDichtungen zu gelangen (siehe in„Lackwechsel …“). In jedem Fallist die Rakelkammer manuell an-und abstellbar und äußerst einfachzu bedienen.

Dieter Kleeberg

Der Kunde hat die Wahl: Tresu-Kammerrakel an einer KBA Rapida 105 (oben), Harris & Bruno-Kammerrakel an einer KBA Rapida 142 (unten)

Rasterwalze und Lackierformzylinder: An dieser KBA Rapida 105 wird streifenweise lackiert

Superjumbo: Selbst an der KBA Rapida 205 wird Kammerrakeltechnik eingesetzt. Der Kundeentschied sich für eine über zwei Meter breite Rakelkammer von Harris & Bruno

Verschleißteile: Schließ- und Aktivrakelsowie Dichtungen sind in regelmäßigenIntervallen zu erneuern Foto: Tresu

Keine Kompromisse: Ein Kammerrakel-Lackier-werk – hier von Harris & Bruno – ist auch an derKBA Performa 74 selbstverständlich. Walzen la-ckierwerke gelten auch im Halbformat wegender geringeren Lackierqualität als technischüberholt


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Möglichkeiten der Offline-Glanzveredelung von Bogenoffsetprodukten

Fotopolymerplatte in einer Walzenlackiermaschine von Billhöfer

Lackauftrag Dispersionlacke andere Lacke Glanzfarben eventuelle Veredelung der Lackschicht

vollflächig oder Spot mit dem Lackierwerk aller Art (Glanz- und Mattlack; UV-Glanz- und UV-Mattlack (Metallic- und Perlglanz- Bedrucken im Bogenoffset (weiterer Druckgang), der Bogenoffsetmaschine (als separater Metallic- und Perlglanzlack, Duft- farben werden inline mit Blind- und HeißfolienprägenDruckgang) und Rubbellack, Gummierung, Druckwerken aufgetragen)

Blister- und Schweißlack; Primer)

vollflächig, streifenweise oder Spot mit aller Art UV-Glanz- und UV-Mattlack — Hochglanz-Kalandrieren (inline oder offline)Walzenlackiermaschine, Blind- und Heißfolienprägen

vollflächig mit Heißkalander — Thermoplastikschmelze — Inline-Hochglanz-Kalandrieren ist Teil des Verfahrens

vollflächig oder Spot mit Flachbett- oder Glanz- und Mattlack; Metallic- und UV-Glanz- und UV-Mattlack, Metallic- und Perlglanz- Hochglanz-Kalandrieren (offline),Rotationssiebdruckmaschine Perlglanzlack, Gummierung und UV-Relief- und UV-Konturlack farben, „holografische“ und Blind- und Heißfolienprägen

Klebelack, Blister- und Schweißlack Spiegelfarben

vollflächig mit Bogentiefdruckmaschine — UV-Glanzlack, UV-Metalliclack, Metallic- und Perlglanz- Bedrucken im Bogenoffset, Lösemittel-Glanzlack farben Blind- und Heißfolienprägen

Folienkaschierung (Laminierung) aufgetragene Materialien eventuelle Veredelung der Folievollflächig mit Nasskaschiermaschine erst Dispersions- oder UV-Klebstoff, dann Folie Kalandrieren, Farb-, Heißfolien-, Strukturprägen, Spotlack

vollflächig mit Trockenkaschiermaschine erst Lösemittel-, Hotmelt- oder Polyurethan-Klebstoff oder Wachs, dann Folie Kalandrieren, Farb-, Heißfolien-, Strukturprägen, Spotlack

vollflächig mit Thermokaschiermaschine mit Schmelzklebstoff vorbeschichtete Folie Kalandrieren, Farb-, Heißfolien-, Strukturprägen, Spotlack

Verfahrenstechnik | Offline-Glanzveredelung

Exkurs: Offline-GlanzveredelungOffline Glanz aufzubringen lohnt sich, wenndie Oberfläche besondere Optik-, Haptik-oder Mechanikeigenschaften aufweisen soll– oder wenn weitere Veredelungsschrittewie aufwändige Prägungen, Stanzungenoder Beflockungen geplant sind. Die Kombi-nation mit anderen Materialien, z.B. holo-grafisch anmutende Folien, ist inline einfachnicht möglich. Der Siebdruck als sehr univer-selles Verfahren ist oft die flexibelste Offline-Veredelungslösung, wenngleich bestenfallsRundsiebmaschinen die Geschwindigkeitenvon Walzenlackiermaschinen (über 10.000Bogen/h) zu etwa 70 bis 80 % erreichenkönnen.Im Gegensatz zur Inline-Veredelung nass-in-nass wird offline auf getrocknete Farb-schichten veredelt. Deshalb ist es in derRegel auch möglich, UV-Lack ohne Primerauf oxidativ getrocknete Druckfarbenschich-ten aufzutragen. Grundsätzlich funktioniertdies auch auf der Druckmaschine, wenn siefür einen separaten Veredelungs-Druckgang

nach dem Trocknen der Farbe genutzt wird.Spezialisierte Veredelungsdienstleister set-zen statt dessen eine Walzenlackiermaschineein, auf dem vollflächig wie auch partielllackiert werden kann. Sogar fotopolymereLackplatten lassen sich darauf verwenden,die hier eine bessere Detailwiedergabe als inInline-Walzenlackierwerken erzielen können.Siebdruckmaschinen erreichen ebenfalls eineansprechende Detailwiedergabe.Folien haften prinzipiell ebenso auf allen tro-ckenen Farbtypen. Folienkaschiermaschinensind normalerweise mit einer Säuberungs-vorrichtung ausgestattet, die Puder- undPapierpartikel vor dem Beschichten entfer-nen. Darüber, ob mit Lack oder Folien ver-edelt werden soll, entscheiden zumeistGebrauchseigenschaften bzw. der Zweck desDruckprodukts. Optisch sind sehr dickeGlanzlackschichten, deren Oberfläche zusätz-lich mit einem Kalander geglättet wurde,den Glanzfolien gleichwertig. Am häufigstenwerden Folien aus Polypropylen (OPP, PPVK),

Polyester (PET), Polyvinylchlorid (PVC, PVDC)und Zelluloseazetat (CA) verwendet. Auchbereits mit einer Struktur vorgeprägte Folienkommen zum Einsatz, so dass ein Prägevor-gang nach dem Folienauftrag entfallen kann.Strukturprägungen ahmen meist die Haptikvon Leinen, Pergament oder Leder nach und

finden bei Präsentationsmap-pen und häufig benutztenBüchern (z.B. Nachschlage-

werke, Lehrbücher) Anwendung. Für einebesonders auffällige Optik sorgen einge-färbte und metallisierte Folien. Die Dicke derKaschierfolien liegt zwischen 10 und 100 µm.Auf Grund des geringeren Aufwandes setzensich Thermofolien immer mehr durch,obwohl sie wegen ihrer Klebstoffvorbe-schichtung teurer sind und nicht die ganzeBandbreite der Nutzungseigenschaften zurVerfügung steht. Folienkaschiermaschinenfür Bogendrucke erreichen heute bis zu10.000 Bogen/h. In Kombination mit Prägenoder zusätzlich rückseitigem Laminieren sin-ken die Geschwindigkeiten.Dieter Kleeberg

Thermofolienkaschierautomat GBC Voyager 3

Mit Rundsieben ausgestatteteMittelformat-Siebdruck mas-chine Steinemann Hibis 104zum Auftragen von UV-Lackenund -Farben


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Verfahrenstechnik | Rasterwalzen

Rasterwalzen sind eine Entwicklungdes Flexodruckverfahrens. DasSynonym „Aniloxwalzen“ deutet aufdiese Herkunft hin, als damit nochAnilin-basierte Flexodruckfarbenübertragen wurden. Inzwischen istaus den Rasterwalzen eine absoluteHightech-Komponente geworden.Auf Grund des über Jahre gewach-senen Know-hows mit der Kurzfarb-werktechnik stellt KBA im WerkRadebeul als einziger Druckmaschi-nenhersteller selbst Rasterwalzenher, in erster Linie für zonenschrau-benlose Wasserlosoffset-Kurzfarb-werke. Bei den Rasterwalzen fürInline-Lackierwerke verweist KBAauf die spezialisierten PartnerfirmenPraxair Surface Technologies undZecher.

GravurartenRasterwalzen weisen eine durch-gängige Rasterstruktur der Oberflä-che auf. Der klassische Gravurras-ter besteht aus Zellen, auch Näpf-chen genannt. Sie waren früherpyramidenförmig vertieft undschachbrettartig angeordnet. Spätersetzte man auf die Gravurart Hexa-gon mit kalottenförmigen Vertie-fungen und einer bienenwabenarti-gen Zellenanordnung.Geschlossene Strukturen wie Hexa-gon werden heute vorwiegend fürMetallpigmentlacke empfohlen,ansonsten aber zunehmend durchoffene Strukturen verdrängt. Seiteinigen Jahren bewährt sich die Gra-vurart Haschur, die mit einemGewinde oder Linienraster ver-gleichbar ist. Haschuren vermeidendie Schaumbildung, können beischwierigen Lackiersujets allerdingszu einem einseitigen Fördereffektneigen, d.h. der Lack fließt durchdie Fliehkräfte die Rillen entlangund sammelt sich an einem der Wal-

zenränder. Das verschobene Lack-angebot macht sich durch Geister-effekte bemerkbar, die ihre Ursacheaber auch im Benetzungsverhaltendes Lacks oder in einer ungenügendbefüllten Rakelkammer haben kön-nen. Dagegen wird das Ghosting,das durch partielle Lackierung ver-ursacht werden kann, mit einemDurchmesser-Verhältnis für Raster-walze und Lackierformzylinder von1:1,5 vermieden.Die derzeit modernste offene Gra-vurart ist die Kreuzhaschur, bei derdie Rasterwalze zwei Haschurgra-vierungen nacheinander erhält, sodass quasi ein Negativraster ent-steht. Der Raster besteht also nichtaus Zellen oder Rillen, sondern aus

Rillenartefakten. Zecher erzeugt miteiner 90°-Gegengravur Durchbrüchein den Haschurrillenwänden, vondenen lange, schmale Reste stehenbleiben. Diese Struktur zeichnet sichdurch ruhigeres Liegeverhalten desLacks ohne höheren Lackauftrag undohne Fördereffekt sowie bessere Ent-leerung bei hohen Geschwindigkeitenaus.Praxair hat die Kreuzhaschur unterdem Markenzeichen ART („AniloxReverse Technology“) in Richtungpyramidenförmige „Inseln“ oder„Pfeiler“ entwickelt. Die beidenHaschuren sind ebenfalls um 90°zueinander versetzt. Wenn dieHaschur der Gegengravur nur um 75°versetzt ist, verzerrt sich die Strukturin eine Richtung. Diese als ART-TIF-Gravur („Thin Ink Film“) bezeichneteKreuzhaschur wird bei Rasterwalzenfür Hochglanzlackierungen angewen-det. Die Streckung der Pfeiler gehtaußerdem mit ihrer Abflachung ein-her, so dass sich auf der Walzenober-fläche ein nahezu geschlossener Lack-film bilden kann, der nach seinerÜbertragung auf den Bedruckstoffweniger Zeit zum Verlaufen benötigt.Obwohl die Lackfilmschicht nur dünnausfällt, aber schon dem verlaufenenZustand nahe kommt, erlaubt dieextrem flache TIF-Gravur die Über-tragung einer höchstmöglichen Lack-menge. Ein Gewinn von bis zu 5Glanzpunkten gegenüber ART istdamit möglich.

KenngrößenDer reprotechnischen Rasterfeinheitentspricht auf einer Rasterwalze dieLineatur (in Linien/cm oder lines perinch; 100 L/cm = 250lpi, 100lpi =40 L/cm). Sie reicht von 40 bis 180L/cm (100 bis 460 lpi). Die Feinheitresultiert aus der Variation der Steg-breiten und den Öffnungsbreiten

Rasterwalzen – Eigenschaften,Auswahl, Qualität, ReinigungDie Rasterwalze ist das Herzstück jedes Kammerrakel-Lackierwerks. Sie ist für die Förderung der gewünschten Lackmenge

und für die Lackübertragung auf die Lackierform verantwortlich. Gravurart und Schöpfvolumen müssen für die gewählte

Lackart und den jeweiligen Bedruckstoff geeignet sein. Für eine optimale Verfügbarkeit ist die Rasterwalze bestimmten

Reinigungsschritten zu unterziehen.CO2-Laser-gravierte Hexagonal-Rasterwalzemit 60°-Winkelung

Thermal-YAG-Laser-gravierte Hexagonal-Rasterwalze mit 60°-Winkelung

Haschur-Rasterwalze mit 60°-Steigung

ART-Rasterwalze mit 45°-Winkelung

ART-TIF-Rasterwalze mit 45°-ART-Winkelungund 75°-TIF-Verzerrung.

Bilder: Praxair

Kenngrößen an RasterwalzenA – ART-Kreuzhaschur (Praxair): 45°-Winkelung,1 = Pyramidenkantenlänge, 2 = Pyramiden-abstandB – Hexagon (Zecher): 60°-Winkelung, 3 = Öffnungsbreite, 4 = Zellenbreite, 5 = StegbreiteC – Haschur (Zecher): 60°-Winkelung, 3 = Öffnungsbreite, 4 = Rillenbreite, 5 = StegbreiteD – Kreuzhaschur (Zecher): 6 – Durchbruch


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(Zellen- bzw. Rillendurchmesser inµm), dem so genannten Steg-Näpf-chen-Verhältnis, das zwischen 1:8(fein) und 1:25 (grob) graviert wird.Bei ART- und TIF-Gravur werdenstattdessen der Pyramidenabstandund die Pyramidenkantenlängenvermessen.Als Rasterwinkel im Bezug zurZylinderachse haben sich bei Hexa-gon- und Haschurrastern 60° alsbesonders praxistauglich erwiesen.ART und TIF sind nur um 45°gedreht, TIF mit zusätzlicher 75°-Verzerrung.Je feiner der Raster, umso geringerist auch die Gravurtiefe (in µm) unddamit das Schöpfvolumen (incm³/m² oder BCM; 1 cm³/m² =0.645BCM; 1BCM = 1,55 cm³/m²).Für ART- und ART-TIF-Gravuren lässtsich kein Schöpfvolumen berech-nen. Je geringer das Schöpfvolu-men, umso geringer ist auch das tat-sächliche Nassauftragvolumen (incm³/m²). In welchem Maße dieStrukturen tatsächlich entleert wer-den, hängt einerseits von Form undRauigkeit der Strukturwände undandererseits von der Grenzflächen-spannung des Lackierformmaterialsab. Was dann tatsächlich auf demBedruckstoff ankommt, unterliegtaußerdem der Lackfilmspaltung aufder Lackierform. Faustformel: Etwanur ein Viertel bis ein Drittel desgeförderten Lacks wird auf denBedruckstoff übertragen – das Nass-auftragvolumen der Rasterwalzebeträgt rund 25 bis 33 % ihresSchöpfvolumens.Auf Grund der wasserähnlichenDichte (ca. 1 g/cm³) der niedrigvis-kosen Lacke kann das Nassauftrag-volumen zahlenmäßig mit der Nass -

auftragmenge (in g/cm³) gleichgesetzt werden. Deshalb werden inder Praxis die Rasterwalzen saloppin „6-Gramm-Walze“, „12-Gramm-Walze“ usw. unterschieden.Mit einer geringeren Lackmengefällt auch die Lackschichtdicke aufdem Bedruckstoff niedriger aus.Dieser Zusammenhang wird mirdem Schichtdicke-Index ausge-drückt. Er berechnet sich aus derGravurtiefe (in µm), geteilt durchdas Schöpfvolumen (in cm³/m²). Derresultierende Maßeinheitenkonfliktwird ignoriert, indem der Indexohne Maßeinheit angegeben wird.Wie der Name erwarten lässt, hatdie „Thin Ink Film“-Gravur den nied-rigsten Index (1,3), gefolgt von ART(1,8). Andere Raster liegen zwi-schen 2,5 und 3,5, je nach einge-setztem Laser.

Auswahl der geeigneten RasterwalzeDie mit einer Rasterwalze übertrag-bare Lackmenge ist konstant undüber die gesamte Formatbreitegleich. Eine Änderung der Gesamt-dosierung ist nur mit dem Wechselder Rasterwalze möglich, einezonale Dosierung ist nicht möglich.Bei unterschiedlichen Lackieran-wendungen bezüglich der Lackartund des Bedruckstoffs muss dem-nach eine Rasterwalze mit optimalerNassauftragmenge und Gravurarteingesetzt werden (siehe Tabelle).Die Rasterstruktur hat nicht nur Ein-fluss auf die übertragbare Lack-

menge. Beim Verarbeiten von Effekt-pigmentlacken müssen die Zellen,Rillen oder Pfeilerzwischenräume sodimensioniert sein, dass sie diePigmentpartikel vollständig aufneh-men können. Metallpigmente errei-chen 7 bis 17 µm, Interferenzpig-mente (z.B. Merck Iriodin als ein-zelne Blättchen oder gekapselt alsPearlets) und Duftkapseln können jenach Spezifikation zwischen 5 und200 µm groß sein. Im Vergleich dazukommen Pigmente in Standard-druckfarben nur auf 1 bis 3 µm. Datrotz genügender Öffnungsbreitenicht alle Pigmente in den Zellenund Rillen verschwinden, werden sievon der Rakel gegen die Stegegedrückt, was zu einem höheren Ver-schleiß an der Walzenkeramik führt –ein Grund, Perlglanzpigment-Lackemit ART-Walzen aufzubringen.In den Druckbetrieben sind in derRegel verschiedene Rasterwalzen imEinsatz. Um Verwechslungen auszu-schließen, müssen die Parametereiner Rasterwalze eindeutig identi-fiziert werden können. Grundsätz-

lich sollten die Rasterwalzen inBehältnissen oder Regalen mit ihrervollständigen Beschreibung lagern.Im Zweifelsfall ist eine Untersu-chung mit einem Volumenmessge-rät nötig.Viele Rasterwalzen tragen eine lei-der noch nicht standardisierte Mar-kierung, die ins Metall gestempeltoder vibrationsgeätzt wird. Nachtei-lig ist die schlechte Lesbarkeit in derDruckmaschine. Praxair versiehtseine Standardwalzen und die nachKundenwunsch gefertigten Walzenseit einiger Zeit mit einem Ident-Streifen, der auf einen Blick die Wal-zencharakteristik preisgibt und auchgut im Lackierwerk gelesen werdenkann. Dieser Ident-Streifen, dessenBreite je nach Walzengröße undKundenanforderung variiert, wirdam Rand der zylindrischen Oberflä-che außerhalb der Rasterstruktureingraviert. Die Angaben werdendurch Computer erstellt und wäh-rend der Lasergravur zusammen mitder Rasterstruktur in die keramischeWalzenoberfläche geschrieben. DerStreifen verschleißt genauso lang-sam wie die Gravur.

Oberflächen- und GravierqualitätDie Oberflächen der Rasterwalzenbestehen aus einer Keramikschicht,in die der Laser die Rasterstuktureingraviert. Keramik zeichnet sichdurch besondere Härte und Ver-schleißfestigkeit aus. Weitere Quali-tätsmerkmale der Keramikschichtsollten optimale Haftfestigkeit aufdem metallischen Walzenkörper,dessen Korrosionsschutz, keineFremdeinschlüsse und gute Laser-gravierbarkeit sein. Am wichtigstenist eine möglichst geringe Porositätder Keramik, also eine hochglatte,geschlossene Oberfläche. Denn jeglatter, umso niedriger ist dieGrenzflächenspannung gegenüberden Lacken. Je niedriger die Grenz-flächenspannung, umso besserentleeren sich die Strukturen beider Lackübertragung und bei derReinigung. Praxair garantiert einenAnteil von Mikroporen („Pinholes“)von unter 3 %, obwohl der Einflussder Pinholes bei ART- und TIF-Gra-vuren vernachlässigbar ist.Zusätzlich kann die Grenzflächen-spannung durch eine Vergütungweiter erniedrigt bzw. exakt einge-

Zum sicheren Arbeiten mit Rasterwalzengehört auch ihre verwechslungsfreie Identi -fikation. Beschriftungen beim Lagern (Bei -spiel Zecher) und der Ident-Streifen auf derWalze (Beispiel Praxair) sind zuverlässigeHilfsmittel

Der Lackfilm, der von einer TIF-Gravur über -tragen wird (blau), ist über seine maximaleAusdehnung dünner als der Lackfilm einerART-Gravur (grau). Obwohl dünner, resultiertaus der höheren Verlaufglätte dennoch einehöhere Lackmenge bei TIF. Die Relationen sindübertrieben dargestellt

Rechts: Partikel aus Effektpigmentlackenmüssen in ihrer kompletten Ausdehnung indie Struktu ren der Rasterwalze passen. Bei -spiele mit Walzen von Zecher: 120 L/cm, Steg-Näpfchen-Verhältnis 1:10 (Hexagon) bzw. 1:16 (Haschur), Zellen-/Rillenbreite 83 µm,Öffnungsbreite 78 µm, Stegbreite 5 µm

Links: Filigrane Lacksujets, z.B kleine Schrift,benö tigen Rasterwalzen mit feiner Rasterungund niedrigem Schöpfvolumen. Oben wurdeder Goldlack korrekt mit 180 L/cm und6 cm³/m² aufgetragen, unten zu viel mit 14 cm³/m²Fotos: Flint Group


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KBA-Empfehlung *) Da bei der Inline-Lackierung mit Kammerrakel-Lackierwerken niedrigviskose Lacke mit einer wasserähnlichen Dichte verarbeitet werden, gilt beim Nassauftrag näherungsweise 1 g/m² = 1 cm³/m².


stellt werden. Praxair führt hierfürseine Rainbow-Beschichtung durch.Die Vorteile dieser schillernden dün-nen Schicht sind außerdem dieWieder gabe feinster Details, dergleichmäßige Lackauftrag für dieerwünschten Matt- und Glanzwertesowie eine geringere Mikroschaum-bildung. Zecher verändert mit sei-nem I.T.S.-Verfahren („InvisibleTreatment System“) – an der Ober-fläche nicht sichtbar – gleich den

molekularen Aufbau der gesamtenKeramikschicht, so dass sich auchAbriebfestigkeit und Korrosions-schutz verbessern.Ideale Oberflächeneigenschaftenallein reichen aber für ein optimalesLackübertragungs- und Reinigungs-verhalten nicht aus. Von entschei-dender Bedeutung bei Hexagon-und Haschur-Gravuren ist der Zel-len- bzw. Rillenquerschnitt. Engeoder am Boden spitz zulaufende

Strukturen verursachen Kapillar-kräfte, die der Entleerung entge-genwirken. Als besonders vorteil-haft hat sich die Kalotte (U-Form)erwiesen. Bei völlig offenen Kreuz-haschuren wirkt sich die Form derPfeiler allerdings nicht mehr aus.Bei den Gravurlasern für Keramik-oberflächen geht die Entwicklung inRichtung Thermal-YAG-Faserlaser.Die weiterhin eingesetzten konven-tionellen thermischen Laser sind

CO2-Laser im Gauß- oder Einzel-pulsmodus (Fokussierung in glo-ckenkurvenförmiger Intensität) undMultipulsmodus (breitere undschwächere, aber scharf begrenzteIntensität) sowie Nd:YAG-Festkör-perlaser. Generell nähern sich YAG-Laser der U-Form besser an alsCO2-Laser. Letztere sind allerdingswegen ihrer flacher ausfallendenStrukturwände für die GravurartenART und TIF geradezu prädestiniert.

Kennzahlen und Einsatzempfehlungen für Rasterwalzen bei der Inline-Lackierung

Lineatur

Dispersionslack

120 L/cm (300lpi)120 L/cm (300lpi)120 L/cm (300lpi)100 L/cm (250lpi)160 L/cm (400lpi)120 L/cm (300lpi)100 L/cm (250lpi)80 L/cm (200lpi)160 L/cm (400lpi)140 L/cm (350lpi)120 L/cm (300lpi)110 L/cm (280lpi)90…100 L/cm (230…250lpi)

UV-Lack

120 L/cm (300lpi)120 L/cm (300lpi)100…80 L/cm (250…200lpi)80 L/cm (200lpi)160 L/cm (400lpi)120 L/cm (300lpi)100 L/cm (250lpi)80 L/cm (200lpi)160 L/cm (400lpi)140 L/cm (350lpi)120 L/cm (300lpi)110 L/cm (280lpi)90…100 L/cm (230…250lpi)

Gold- und Silberlack

180 L/cm (460lpi)140…160 L/cm (350…400lpi)120…140 L/cm (300…350lpi)80 L/cm (200lpi)60 L/cm (150lpi)55 L/cm (140lpi)160 L/cm (400lpi)

Perlglanzlack

180 L/cm (460lpi)160 L/cm (400lpi)140 L/cm (350lpi)100 L/cm (250lpi)100…80 L/cm (250…200lpi)80 L/cm (200lpi)120…70 L/cm (300…180lpi)120…60 L/cm (300…150lpi)< 60 L/cm (< 150lpi)60…40 L/cm (150…100lpi)

Kleb- und Schweißlack

55 L/cm (140lpi)

Schöpfvolumen

k.A.k.A.k.A.k.A.6,5 cm³/m² (4.2BCM)11 cm³/m² (7.1BCM)12 cm³/m² (7.7BCM)17 cm³/m² (11BCM)7,5 cm³/m² (4.8BCM)8,7 cm³/m² (5.6BCM)9,2 cm³/m² (5.9BCM)10,2 cm³/m² (6.6BCM)11 cm³/m² (7.1BCM)

k.A.k.A.k.A.k.A.6,5 cm³/m² (4.2BCM)11 cm³/m² (7.1BCM)12 cm³/m² (7.7BCM)17 cm³/m² (11BCM)7,5 cm³/m² (4.8BCM)8,7 cm³/m² (5.6BCM)9,2 cm³/m² (5.9BCM)10,2 cm³/m² (6.6BCM)11 cm³/m² (7.1BCM)

6,5…7 cm³/m² (4.2…4.5BCM)7…9 cm³/m² (4.5…5.8BCM)7…10 cm³/m² (4.5…6.4BCM)15 cm³/m² (9.7BCM)17 cm³/m² (11BCM)21 cm³/m² (13.5BCM)k.A.

k.A.k.A.k.A.k.A.k.A.17 cm³/m² (11BCM)11…19 cm³/m² (7.1…12.3BCM)11…22 cm³/m² (7.1…14.2BCM)> 22 cm³/m² (14.2BCM)22…30 cm³/m² (14.2…19.4BCM)

21 cm³/m² (13.5BCM)

Nassauftragmenge*

9 g/m²13 g/m²13 g/m²16…20 g/m²1,6…2,6 g/m²2,8…4,4 g/m²3…4,8 g/m²4,3…6,8 g/m²1,9…3 g/m²2,1…3,5 g/m²2,3…3,6 g/m²2,5…4 g/m²2,8…4,4 g/m²

9 g/m²13 g/m²18…22 g/m²25 g/m² (über den Primer)1,6…2,6 g/m²2,8…4,4 g/m²3…4,8 g/m²4,3…6,8 g/m²1,9…3 g/m²2,1…3,5 g/m²2,3…3,6 g/m²2,5…4 g/m²2,8…4,4 g/m²

k.A.k.A.k.A. (über den Primer)3,8…6 g/m²4,3…6,8 g/m²5,3…8,4 g/m²7…8 g/m²

8 g/m²12 g/m²12,5 g/m²8,5 g/m²16…22 g/m²6 g/m²6…13 g/m²13…20 g/m²20 g/m²20…25 g/m²

5…7 g/m²

Anwendung

gestrichenes Papier bis 170 g/m²gestrichener KartonPrimer in DoppellackmaschinenHochglanzlackierungengestrichenes Papiergestrichenes Papiergestrichenes Papiergestrichenes Papiergestrichenes Papiergestrichenes Papiergestrichenes Papiergestrichenes Papiergestrichenes Papier

gestrichenes Papier bis 170 g/m²gestrichener KartonHochglanzlackierungenHochglanzlackierungen in Doppellackmaschinengestrichenes Papiergestrichenes Papiergestrichenes Papiergestrichenes Papiergestrichenes Papiergestrichenes Papiergestrichenes Papiergestrichenes Papiergestrichenes Papier

Strich, feine Schriften und Logosgroße Texte, große Flächenin Doppellackmaschinenk.A.k.A.k.A.k.A.

Pigmentgröße < 15 µm, RasterPigmentgröße < 15 µm, VolltonPigmentgröße < 25 µm, Vollton und RasterPigmentgröße < 60 µm, Vollton und RasterPigmentgröße < 100 µm, VolltonPigmentgröße < 15 µm, VolltonPigmentgröße < 25 µm, Vollton und RasterPigmentgröße < 60 µm, Vollton und RasterPigmentgröße < 125 µm, VolltonPigmentgröße < 200 µm, Vollton

Blister- und Skinverpackungen

Gravur

Praxair ARTPraxair ARTPraxair ARTPraxair ART-TIFHaschurHaschurHaschurHaschurHexagon 60°Hexagon 60°Hexagon 60°Hexagon 60°Hexagon 60°

Praxair ARTPraxair ARTPraxair ART-TIFPraxair ART-TIFHaschurHaschurHaschurHaschurHexagon 60°Hexagon 60°Hexagon 60°Hexagon 60°Hexagon 60°

Hexagon 60°Hexagon 60°Hexagon 60°Hexagon 60°Hexagon 60°Hexagon 60°Haschur

Praxair ARTPraxair ARTPraxair ARTPraxair ARTPraxair ARTHaschurHaschurHaschurHaschurHaschur

Hexagon 60°


31Process 4 | 2007


ReinigungsverfahrenAuf Grund der glatteren Struktur-wände ist die Verschmutzungsemp-findlichkeit der Rasterwalzen heutedeutlich reduziert. ART- und TIF-Walzen sind besonders leicht zureinigen. Trotzdem sind eine sofor-tige Reinigung nach dem Einsatzsowie eine regelmäßige gründlicheWartungsreinigung unumgänglich.Während nach dem Drucken derReinigungsvorgang inline mit demLackversorgungssystem erledigtwird, die Rasterwalze also in derRakelkammer verbleiben kann(siehe nachfolgenden Beitrag),muss für die Wartungsreinigung dieRasterwalze ausgebaut werden.

Insofern entspricht das Rasterwal-zen-Revolvermagazin in den Lack-türmen eines Mitbewerbers nichtder KBA-Philosophie bezüglichWartungsfreundlichkeit (und außer-dem Verwechslungsfreiheit) derRasterwalzen.Für die Reinigung außerhalb derMaschine stehen verschiedene Ver-fahren zur Verfügung, die aber allemaßvoll und mit Vorsicht zu hand-haben sind. Den Anweisungen derAnbieter ist exakt zu folgen!Chemische Reinigungsmittel kön-nen mehr oder weniger aggressivwirken. Biologisch abbaubare Pro-dukte sind ebenfalls erhältlich. Jeaggressiver, umso schädlicher für

die Walzenoberfläche, umso höherauch das Korrosionsrisiko. VieleDrucker führen unter Wahrungentsprechender Gesundheitsschutz-maßnahmen einmal wöchentlicheine „aggressive Tiefenreinigung“durch.Das klassische mechanische Hilfs -mittel ist die Edelstahlbürste.Nachteilig hierbei ist, dass mög -licherweise nicht alle Zellen gleichgut gereinigt werden und vorallem die Stege beschädigt werdenkönnen.Effizienter arbeiten die Strahl -verfahren. Natriumbicarbonat undPlastikkügelchen sind relativ scho -nend, Kryo-Kohlendioxid (Tro cken -

eis) ist effektiver, kann aber auchzu aggressiv sein.Teurer als eine Strahlanlage ist dasUltraschallverfahren. Es kann beiKBA erworben werden, als Alterna-tive vermietet die Firma Zecher ihrCleanMobil stundenweise. Richtigeingesetzt, wird eine hervorragendeReinigung erzielt, eine zu hohe,unkontrollierte Intensität kannjedoch zur Zerstörung der Keramikführen.Bei der Laserreinigung lässt einrelativ schwacher Laser die Lack-reste verdampfen. Über den Reini-gungserfolg entscheidet die Ein-wirkdauer.Jürgen Veil, Dieter Kleeberg

Praxistipps aus dem KBA-Lackseminar: Umgang mit Rasterwalzen

1. Reinigungsdisziplin• Die Verfügbarkeit des Schöpfvo-lumens bestimmt die Lackschichtdi-cke. Im Interesse einer exaktenLackdosierung sollte der Druckerdarauf achten, dass die Rasterwalzeimmer von getrockneten Lackrestenbefreit ist. Deshalb müssen die Ras-terwalzen nach jeder Lackanwen-dung gereinigt werden.• Nach der Inline-Reinigung(Warmwasser empfohlen) solltezuerst mit einem feuchten Tuchmanuell gründlich nachgewischtwerden. Danach wird die Raster-walze mit einem frischen Tuch tro-ckengewischt, bis auch alle Tropfna-sen entfernt worden sind.• Nach Sonderanwendungen wieMetall- und Perlglanzpigmentlack,Blisterlack und Deckweiß ist die Ras-terwalze sofort zu reinigen. Vorallem Gold- und Blisterlacke recht-fertigen den Anschluss eines zusätz-lichen Warmwasserkreislaufs.

2. Überprüfung des Schöpfvolumens• Im Rahmen der Qualitäts -sicherung empfiehlt sich zurzuverläs sigen Rasterwalzenaus -wahl, zur Unterstützung derReinigungsdisziplin und zur Kon -trolle des Walzenverschleißes dieFestlegung von Wartungsinter - vallen mit messmikroskopischenUntersuchungen.• Je nach Verfahren können in derDruckerei oder mittels Walzenab-drücken beim Walzenherstellermehr oder weniger exakt dasSchöpfvolumen und andere Kenn-

größen überprüft werden. Interfe-rometrische, d.h. dreidimensionaleVolumenmessungen direkt auf derWalze führen unter idealen Bedin-gungen zu einer Fehlertoleranz von± 3 %. Bei einer optisch und inter-ferometrisch durchgeführten indi-rekten Volumenmessungen anHand eines Walzenabdruckstreifensschwankt der Fehler zwischen+4 % und –7 %.• Meistens verursachen Störein-flüsse größere Schwankungen:- Verschmutzung mit Lackresten(die Messung kann zugleich ein

Nachweis für die Verschmutzungsein),- ungleichmäßige oder an Mikro-poren reiche Gravur,- fehlerhafter Walzenabdruck aufdem Papier,- Fehler bei der interferometri-schen Auswertung des Walzenab-drucks.• Die Gravurtiefe wird in der Regelnicht protokolliert, da starke lokaleSchwankungen oft irreführend sind.Entscheidend ist das Schöpfvolumenin einem hinreichend großen Raster-strukturausschnitt.• Streifenbildung hat normaler -weise nichts mit Schwankungen imSchöpfvolumen zu tun. Zu über -prüfen sind dann Steifigkeit undVerschleiß der beiden Rakelmesser,die auf der Rasterwalze aufliegen.

3. Auswechseln der Rasterwalze• KBA plädiert bei Großformat -maschinen für den Rasterwalzen-wechsel per Kran. Oberflächenbe-schädigungen durch misslungeneKraftakte sind damit ausgeschlos-sen. Bis einschließlich Mittelformatsind die Walzen für einen manuellenWechsel leicht genug.• Für Tiefenreinigungen und dasÜberprüfen des Verschleißzustan-des muss die Walze auf jeden Fallherausgenommen werden.

Direkte interferometrische Struktur- und Volumenprüfung mit dem WYKO-Mikroskop an einerRasterwalze mit verschiedenen Testgravuren Fotos: Zecher

Links: Eine rasche direkte, aber nicht sehrexakte Bestimmung des Schöpfvolumensist mit dem Handmessgerät URMI II(UCARLOX Roll Measuring Instrument)möglich, das u.a. von Praxair angebotenwird.

Rechts: Anilox-Strip-Abdrücke einerPaste, die mit definierter Kraft in dieRasterstruktur gewalzt wird, können anZecher zur indirekten Volumenbe stim -mung gesandt werden


32 Process 4 | 2007

System Harris & Bruno: ein LackkreislaufJe nach Lackart und Format benötigtdas automatisierte Lackversorgungs-system von Harris & Bruno drei bisacht Minuten für das Erreicheneines optimalen Reinigungszustan-des, der für die Benutzung mit einerneuen Lackart erforderlich ist. Dader Reinigungsprozess per Knopf-druck gestartet und vollautomatischdurchgeführt wird, kümmert sichder Bediener real nur wenige Sekun-den um die Reinigung und kann sichsofort wieder anderen Arbeitenzuwenden.

Voraussetzungen für „volleAutomation“Automatik ist nicht gleich Automa-tik! Mit Vollautomatik ist gemeint,dass die Reinigung aller Lack füh-renden Komponenten – auch derSchläuche bis zu den Lackgebinden– per einmaligem Knopfdruckdurchgeführt wird, ohne dass einmanuelles Nachreinigen erforder-lich ist oder zwischendurch Pumpenoder Ventile manuell geschaltet wer-den müssen. Um die Sache abzu-runden, sollte ein Wechselbetriebmit verschiedenen Lackarten inlediglich einem Lackversorgungssys-tem möglich sein. Durch einen ein-zigen Kreislauf wird vermieden, dassbeim Umstellen der Lacksysteme

Schläuche umgesteckt oder Ventilemanuell geschaltet werden müssenund dass eine versehentliche Vermi-schung der Lacksorten stattfindet.Dies setzt voraus, dass das Kammer-rakelsystem voll in die Steuerungintegriert ist und auch die Füll- undAblassventile der Kammer automa-tisch gesteuert werden. Dies allesist beim HydroComp-Kammerrakel-system der Fall, das standardmäßigzum H&B-Lackversorgungssystemgehört.Um ein Vermischen der Lackarten ineinem Kreislauf zu vermeiden, ist esnotwendig, dass ein Teil des Reini-gungsprozesses im so genanntenPurge Mode („Ausdrück-Modus“ –ein H&B-Patent) durchgeführt wird.Dabei werden verbliebene Reini-gungsmittel- und Lackreste kurzzei-tig mit dem neuen Lack aus demSystem in den Abfall gedrückt.Der vollautomatische Betrieb kannnoch durch zwei Optionen perfek-tioniert werden. Ein Inline-Lack-heizmodul sorgt vor allem bei UV-Lacken für die optimale Viskositätmittels geregelter Lacktemperatur,die mit einem Sensor an der Raster-walze ständig gemessen wird. Darü-ber hinaus ist der Speziallackzirku-lator SCC inklusive Kühlung undVerrührung erhältlich, der rheolo-gisch problematische Lacke in einenverarbeitbaren Zustand bringt.

Ein oder zwei Lackkreisläufe – pro &kontraFrüher war es unumgänglich, zweigetrennte Lackkreisläufe einzuset-zen, um Vermischungen zu vermei-den. Dies bringt auf jeden Fall kür-zere Rüstzeiten im Vergleich zu ein-fachen Systemen mit manuellemAufwand, geht nach Auffassung vonHarris & Bruno jedoch immer zuLasten der Automation, da entwe-der Schläuche umgesteckt oderzusätzliche Ventile geschaltet wer-

den müssen. Weiterhin ist die dop-pelte Anzahl von Pumpen und Ven-tilen erforderlich, was wiederumdoppelten Reinigungs- und War-tungsaufwand, größere Anfälligkeitgegen Ausfälle und Bedienfehlersowie höhere Kosten zur Folge hat.In einem einzigen Lackkreislaufbesteht keine Gefahr der Lackever-mischung, wenn das System übereine Lösung wie den patentiertenPurge Mode verfügt. Unter dieserVoraussetzung ist volle Automation

Verfahrenstechnik | Lackversorgungssysteme

Zu Schichtende oder für dasUmrüsten zwischen zwei Lackarten(UV- und Dispersionslack) oder -sor-ten (z.B. Dispersionslack ohne undmit Effektpigmenten) ist das Reini-gen des Lackierwerks samt Versor-

gungssystem notwendig. Ein Lack-wechsel ist vor allem an Hybrid-und Doppellackmaschinen häufigePraxis, kann aber auch an allenanderen Maschinen mit Lackier-werk vorkommen. Diese Prozesse

sollten so kurz wie möglich dauernbzw. den Drucker so wenig wiemöglich von anderen Arbeitenabhalten.Das manuelle Reinigen stellt einenhohen zeitlichen Aufwand dar und

verursacht längere Maschinenstill-standzeiten. So dauert die durch-schnittliche Reinigung bei Verwen-dung einfacher Lackpumpen undnicht in das Versorgungssystemintegrierter Kammerrakeln ca. 20bis 25 Minuten pro Lackierwerk,womit die Maschinenbediener vollbeschäftigt sind.Dagegen ermöglichen automati-sierte Lackversorgungssysteme wiedas von Harris & Bruno ein vollstän -diges Reinigen aller Lack führendenKomponenten innerhalb wenigerMinuten – im Einzelnen abhängigvon Lackart, Maschinenformat undAutomationsgrad. Das war nichtvon Anfang an so, denn lange warder Automationsgrad von Inline-Lackierwerken nicht mit dem derOffsetdruckwerke vergleichbar.

In seiner maximalen Ausbaustufe besteht das Ein-Kreis-Lackversorgungssystem von Harris &Bruno aus dem voll integrierten Kammerrakelsystem HydroComp (1), dem Zirkulator LithoCoat (2)für den Wechselbetrieb zwischen zwei Lackarten oder -sorten (hier als Gebinde „Coating 1“ und„Coating 2“ gekennzeichnet), einem optionalen Inline-Heizmodul (3) für UV-Lacke sowie demebenfalls optionalen Speziallackzirkulator SCC (4) inklusive Kühlung (5) und Verrührung (6) fürrheologisch problematische Lacke. Die Reinigung aller Komponenten geschieht vollautomatischnach einmaligem Knopfdruck und schließt die Schläuche bis zu den Lackgebinden ein

Technologien für denautomatischen LackwechselDer Wechsel von einer Lackart oder -sorte auf eine andere ist dank automatisierter Lösungen mit wenig Zeitaufwand

verbunden. Die Anwender von KBA-Bogenoffsetmaschinen entscheiden sich in der Regel zwischen Lackversorgungs -

systemen mit einem Kreislauf von Harris & Bruno oder zwei Kreisläufen von Tresu. Wie KBA in Tests überprüft hat, bringen

beide Systeme im Wesentlichen die gleichen Ergebnisse – jedoch mit unterschiedlichem Aufwand bzw. Automationsgrad

sowie trotz unterschiedlicher Philosophien und Vorteile.


33Process 4 | 2007


und minimale Personalbindung mög-lich, wodurch Rüst- und Maschinen-stillstandzeit kürzer als bei zweiKreisläufen ausfallen. Ein halb sogroßes System erfordert nur 50%Wartungsaufwand und lässt wenigerBedienfehler zu.Für einige Spezialanwendungenist es dennoch sinnvoll oder erfor-derlich, ein separates Lack versor -gungssystem, genauer gesagt denSCC einzusetzen. Dies könnenz.B. hochviskose Medien oderteure Lacke sein, die möglichstwenig Füllvolumen erfordern.Weiterhin geht es um Lacke, dieeine besondere Behandlung wieKühlen oder Verrühren sowieschonendes Pum pen erforderlichmachen. Beispiele sind Perlglanz-effektlacke (z.B. mit Iriodin-Pigmenten), einige Metall pigment- lacke (z.B. Meta lure), Duft lacke,einige hochviskose Blister lacke,UV-härtende Flexo druck farbenund einige Deckweiße.

Neue EntwicklungenIn Zusammenarbeit mit KBA wirdeine kontinuierliche Weiterentwick-lung betrieben, um die Benutzer-und Wartungsfreundlichkeit, dieZuverlässigkeit und den Automati-onsgrad weiter zu verbessern. Zweiwichtige Projekte stehen kurz vorder Serienreife.Das erste ist die Integration derSteuerung des Lackversorgungssys-

tems in den Maschinenleitstand.So kann das System über dieselbeBenutzeroberfläche wie dieMaschine bedient werden. Damitwird außerdem die Programmie-rung der Timer-Einstellungen ver-einfacht und die Darstellung desBetriebszustandes der Lackversor-gung verbessert.Das zweite Projekt betrifft die auto-matische Anpassung der Pumpen-systeme an verschiedene Viskositä-ten oder an Viskositätsänderungenwährend des Betriebs. Beim KBA-Lackseminar wurde ausführlicherläutert, dass diesem Thema in vie-len Druckereien zu wenig Beach-tung geschenkt wird.

Eingesetzte PumpenIn mehr als 80 % aller Lack- und Far-benanwendungen mit Einsatz vonKammerrakelsystemen werdenheute Membranpumpen eingesetzt.In den meisten Fällen handelt essich um Druckluft-Membranpum-pen. Diese Pumpenart stellt nachwie vor den besten Kompromiss zwi-schen Förderleistung, Zuverlässig-keit und Preis dar.Als größter Nachteil der Membran-pumpe wird die Pulsation gesehen.Dies wiederum hat auf moderne,stabil angestellte Kammerrakelsys-teme keinen negativen Einfluss. ImGegenteil: Während der Reinigunghat die Pulsation eine positive Wir-kung.

Ebenfalls in Kritik steht der hoheLuftverbrauch. Richtig dimensio-nierte Pumpen können das nötigeLevel in entsprechenden Kammer-rakeln im Lackumlauf mit einer sehrniedrigen Pumpgeschwindigkeit hal-ten. Beim Harris & Bruno-Systemgeht man hier von ca. einem Hubpro Sekunde aus – so lassen sich ca.9 Liter Lack pro Minute fördern.Damit kann die maximale Abnah-memenge von ca. 3,6 Litern proMinute bei vollflächigem Lackierenim Großformat ausreichend und mitReserve abgedeckt werden. Bei die-ser Geschwindigkeit hat die Pumpeeinen Luftverbrauch, der einer elek-

trischen Leistung von ca. 0,3 Kilo-watt entspricht, was wiederum mitdem Energieaufwand elektrischerPumpen bei gleicher Fördermengezu vergleichen ist.

FazitEin richtig konzipiertes automati-sches Lackversorgungssystem bringtmit Abstand den größten Gewinnbei der Reduzierung der Maschi-nenstillstandzeiten in Zusammen-hang mit Inline-Lackierwerken aufOffsetdruckmaschinen.

Gerhard Palinkas,Harris & Bruno Europe GmbH, Schwäbisch Gmünd

HydroComp heißt die Kammerrakel von Harris & Bruno. Die hydropneumatische Rakeldruck rege-lung (1) greift, auf einer Welle (2) sitzend, an mehreren Stellen (3) über die Formatbreite anund sorgt so dafür, dass bei der linearen Nachführung der Rakeldruck gleichmäßig verteilt wirdund sich die Rakelmesser nicht durchbiegen können.

System Tresu: zweiLackkreisläufeDer dänische Hersteller Tresu, derseit Ende der 1980-er Jahre Kam-merrakelsysteme für den Flexo -druck produziert und 1992 dieseTechnologie erstmalig auf dieInline-Lackierung im Bogenoffset-druck adaptierte, setzt aufgetrennte Kreisläufe für wasserba-sierte und UV-härtende Lacke. Aberauch bei den Tresu-Lösungen kannwährend des Reinigens und Lack-wechsels dank automatisierterAbläufe die Kammerrakel in derMaschine verbleiben. Lackversor-gung und -wechsel sind nur zweiAspekte in einem Gesamtkonzept,das auch typische Flexodruckpro-

bleme in Angriff nimmt. Tresu bie-tet ein ganzes Produktportfolio, mitdem aus einem normalen Lackier-werk ein fortgeschrittenes Verede-lungssystem für spezifische Anfor-derungen wird.

Separate oder kombinierteZirkulatorenTresu-Anwender haben die Wahlzwischen den eigenständigen Lack-zirkulatoren L10 Aqua (für Dispersi-onslack) und L10 UV (für UV-Lack)und dem „Zwei-in-eins-System“ L30Combi.Der L10-Aqua-Zirkulator bietetmehrere einzeln programmierbareReinigungzyklen. Der einfachstenutzt Heißwasser und sollte nur für

eine schnelle Reinigung zwischenzwei Aufträgen aufgerufen werden.Der leistungsfähigere Intensivzy-klus, der neben Heißwasser einzusetzbares Reinigungsmittel ver-wendet, empfiehlt sich am Schicht-ende bei einer Gesamtreinigungder Rakelkammer, der Schläucheund der Zirkulatoren oder bei Lack-wechsel. Die flexible Programmier-barkeit von Reinigungsmodus und-zeit sowie von Wassermenge und-temperatur sorgt für eine restloseSäuberung von allen Verschmut-zungen in der Kammerrakel und aufder Aniloxwalze.Der L10 UV verfügt zwar nicht überein Heißwasserreinigungsystem,aber über einen integrierten Löse-

mitteltank, von wo aus das UV-Lack-Lösemittel in der Kammerrakel, denSchläuchen und dem Zirkulator ver-teilt wird. Wie im Aqua-Zirkulatorsteht auch hier eine Auspressfunk-tion zur Verfügung.Der L30 Combi, der je einen Kreis-lauf für Dispersions- und UV-Lackbesitzt, hat vier luftdruckbetriebeneMembranpumpen – zwei für jededer beiden Lackarten.

Lackwechsel bei zwei KreisläufenschnellerSowohl die Zeit fürs Reinigen undAuspressen als auch die Kosten fürden Lack, der für das Auspressenkurzzeitig durch das Systemgedrückt wird, können sehr niedrig


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gehalten werden, weil nur dieRakelkammer, nicht aber alleSchläuche und Ventile im Zirkula-tor bis auf den letzten Lacktropfengesäubert werden müssen. Von

vorn herein kann eben bei zweiKreisläufen keine Vermischungstattfinden. Der einzige Nachteilbesteht darin, dass die Schläuchefür den Dispersions- bzw. den UV-

Lack – je nachdem, was gebrauchtwird – an der Rakelkammer manu-ell umgesteckt werden müssen,was aber nicht länger als 30 Sekun-den dauert.

Conditioner ist mehr als einHeizmodulAufgeheizter UV-Lack besitzt eineniedrigere Viskosität, wodurch sicheinerseits die Verlauffähigkeit des

Zwei-Kreis-Lackversorgungssystem von Tresu. Es umfasst ein voll integriertes Kammerrakel sys-tem (1), den Kombinationszirkulator L30 Combi (2) für zwei Lackarten oder -sorten (Alter native:je ein Zirkulator L10 Aqua für Dispersionslack und L10 UV für UV-Lack) und den Conditioner X10(3) mit Heizmodul für UV-Lacke. Der X10 begrenzt außerdem die zirkulierende Lackmenge undverhindert den Rücklauf verschmutzten Lacks ins Gebinde. Die Reinigung läuft vollauto matischab, beim Lackwechsel müssen die Schlauchenden (4) an der Rakelkammer manuell umgestecktwerden

Die Kammerrakel von Tresu ist schwenkbar aufgehängt. An der immer vollständig gefülltenKammer befindet sich die Schließrakel (1) unten, die Aktivrakel (2) oben. Das optimaleDrehmoment wird bei der patentierten E-Line-Kammer durch einen Torsionsstab (3) über einenHebel (4) fixiert. Der Torsionsstab erzeugt auf ganzer Breite einen gleichmäßigen Rakeldruck undverhindert so ein Durchbiegen der Rakelmesser

1. Noch effektivere Reinigung derLackkreisläufe• Ein Inline-Heizsystem kannneben dem Temperieren von UV-Lacken auch zum Erwärmen vonWasser genutzt werden, um denDispersionslackkreislauf intensiverzu reinigen. Denn durchgepumptesheißes Wasser entfernt selbst dieletzten hartnäckigen Dispersions-lackreste.• Ein Rührmodul im Lackkreis-lauf erleichtert die Verarbeitungvon UV-Lacken. Deshalb gehörenRührsysteme zur Grundausstattungan UV-Druck-vorbereiteten KBA-Rapida-Maschinen.• Für das Verarbeiten hochvisko-ser Speziallacke wird ein eigener,zusätzlicher Lackkreislauf emp-fohlen. In den USA weniger üblich,hat sich diese Option in anderenRegionen längst durchgesetzt.• Normalerweise lassen sich – wiebeim „Prinzip Geschirrspülmaschi -ne“ – klebrige Blisterlacke mit

einer Viskosität über 100 s nachDIN-Auslaufbecher von der Raster-walze besser im Zuge der automati-schen Systemreinigung als manuellentfernen. Trotzdem kann einemanuelle Nachreinigung der Raster-walze nötig sein, weshalb der Reini-gungserfolg an der Rasterwalzeüberprüft werden sollte – wie beiallen Sonderanwendungen.

2. Auswahl und Einstellungen derLackpumpe• Niedrigviskose Lacke werdenz.B. von H&B-Systemen mit 1Takt/Sekunde (ca. 9 Liter/Minute)gefördert. Die Lackabnahmemen-gen liegen je nach Maschinenfor-mat zwischen 1,6 l/min (Rapida105) und 3,5 l/min (Rapida 205),d.h. Lackangebot und -rücklauf-menge betragen ein Vielfaches derAbnahmemenge. Zu hohe Förder-mengen können den Rakelkammer-Innendruck bis zum Lackaustritterhöhen.

• Wer oft hochviskose Lacke ver-arbeitet, sollte sich bei der Auswahldes Lackpumpmoduls beraten las-sen. Denn Lacke mit ca. 200 s Vis-kosität bringen die Pumpen an ihremechanischen Grenzen und führenzu übermäßigem Verschleiß. Beiüber 150 s ist eine Pumpenanpas-sung noch möglich, doch haben sichMembranpumpen dabei als wenigergeeignet erwiesen.• Das Rückpumpen von Lack-resten aus der Rakelkammer ist inder Regel bis zu einer Restmengevon 1,5 Litern möglich. Da auch Luftmit abgepumpt wird, ist fataler-weise bei den teuren Metalliclackenein Rückpumpen nicht sinnvoll, weildie metallischen Effektpigmentesehr schnell oxidieren würden.

3. Unerwünschte Effekte in derKammerrakelDie Lackversorgungssysteme vonHarris & Bruno und Tresu unter-scheiden sich auch in der Bauweise

der voll integrierten Kammerrakel-systeme. Die Tresu-Kammer besitztoberhalb der oberen Rakel einenDrehpunkt zum Hoch- und Herun-terschwenken. So wird der Anstell-winkel zu gleichen Anteilen durchden Auflagedruck der Aktivrakelund der unteren Rakel bestimmt.Unter diesen Voraussetzungen istder Rakeldruck, der sich aus demDrehmoment der relativ schwerenKammer ergibt, unabhängig vomRakelmesserverschleiß immergleich. Dagegen ist bei der H&B-Kammer die An- und Abstellbewe-gung linear. Dadurch nimmt dieKammer immer denselben Anstell-winkel zur Rasterwalze ein. DerRakelanpressdruck wird hydropneu-matisch auf standardmäßige 2 bar(2000 Hektopascal) oder einen indi-viduellen Wert geregelt, d.h. beiRakelmesserverschleiß automatischnachgeführt.Dennoch ist der Betrieb der Kam-merrakeln nicht frei von Problemen.

Praxistipps aus dem KBA-Lackseminar: Problemlose Lackförderung


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Lacks auf dem Bedruckstoff ver-bessert und andererseits die Lack-förderung durch die Membran-pumpen erleichtert wird. Hierfürbietet Tresu den Conditioner X10an, der aber mehr ist als nur einHeizmodul. Denn er schneidetaußerdem die direkte Lackzufuhraus dem Gebinde zum Zirkulatorab und begrenzt so die Lackmenge,die im System umläuft und diesomit energiesparend viel schnellererwärmt werden kann. Darüberhinaus gelangt kein verschmutzterRücklauflack ins Gebinde.

Pigmentierte LackeOptional kann der X10 mit einemVerrührer ausgestattet werden, derdie Partikel in pigmentiertenLacken homogen verteilt. Pigment-partikel erhöhen direkt je nachGröße und Struktur auch die Vis-kosität. Zwar ließe sich die Viskosi-tät der pigmentierten Lacke einfachherabsetzen, indem man die Kon-zentration der Pigmente verringert,aber das hätte selbstverständlichnachteilige Auswirkungen auf die

Lackierqualität insgesamt und aufdie optischen Effekte.Pigmentierte Lacke werden norma-lerweise mit dem Lackierwerk par-tiell über eine polymere Flexoplatteaufgetragen. An den Kanten imSpotlack-Sujet neigen sie zum Auf-bauen. Um eine konstant hoheLackierqualität zu gewährleisten,ist höchste Aufmerksamkeit desDruckers gefragt, denn er muss beibeginnendem Aufbauen die Lack-platte reinigen. Hierfür hat Tresuden Printing Plate Cleaner (PPC)entwickelt – ein System, das dieFlexoplatte während des Fort-drucks säubert. Eine „Turbo“-Ver-sion kann bei Maschinenstillstandverwendet werden.

Gegen SchaumbildungLuft, die den Lack schäumen lassenkönnte, hat im E-Line-Kammer -rakelkonzept keine Chance. DieKammer ist immer vollständig, alsoohne einen Luftrest mit Lackgefüllt, und der Lack wird mithoher Fließgeschwindigkeit durch-geleitet. Bei hochviskosen Lacken

kann Luft, die dennoch über dieRasterwalze eingetragen wird,durch ein bei Bedarf einschaltbaresSiphonventil entweichen.

Patentierte Torsionsstablösung in E-Line-KammerDamit die Rakelmesser wegenunnötigen bzw. ungleichmäßigenVerschleißes nicht vorzeitig ausge-tauscht werden müssen und derLack auf ganzer Breite gleichmäßigabgerakelt werden kann, werdensie mit einem gleichmäßigen Dreh-moment entsprechend angepresst.Das wird in der E-Line-Kam mer -rakel schnell und sicher über diegesamte Breite durch einen Tor si-onsstab gewährleistet. Der Stabersetzt die Lösung der konventio-nellen Kammer, in der noch meh-rere Schrauben gleichmäßig anzu-ziehen waren. Durch einfachesAufdrehen des Torsionsstabes kannein Rakelmesser bei Bedarf in kür-zester Zeit gewechselt werden.

Hans Henrik Christiansen,Tresu Production A/S, Bjert (Dänemark)

Um unerwünschte Effekte zu ver-meiden oder zu beseitigen, sind dienachfolgenden Faktoren zu prüfen.• EineUndichtigkeit(„Leckage“)der Rakelkammer kann grundsätz-lich drei Ursachen haben:- Ein zu niedriger Rakelanpress-druck lässt mikroskopisch kleineAbstände zur Rasterwalze zu,wodurch zu viel Lack auf der Ras-terwalze verbleibt und aufgetragenwird sowie bei MaschinenstillstandLack ausfließt.- Eine oder beide Rakeln, viel-leicht aber auch die Dichtungenoder die Rakelklemmen weisenAbrasion (Verschleiß) und Ver-schmutzungen auf. Deshalb solltensie wöchentlich kontrolliert und ggf.gereinigt werden. Wenn länger nichtlackiert wird, sollten die Kammerabgeklappt und eventuell die Dich-tungen geschmiert werden. Beiüberproportionalem Rakelverschleißbieten sich alternative Qualitätenwie Kunststoff-, Longlife- oder Kera-mikrakeln an oder – sofern es dieQualitätsansprüche zulassen –Rakeln ohne Lamelle. Als Ver-

schleißursachen zu vermeiden sindabrasiv wirkende Lackpigmente(z.B. Titanoxid in Dispersions-Deck-weiß; Alternative, wenn möglich:UV-Deckweiß) sowie Rasterwalzenmit ungeeignetem Oberflächen-Finishing oder abrasiv wirkendemGravur muster.- Die Maschinengeschwindigkeitist zu hoch, so dass die Rakeln durchLackverwirbelungen und Kavitation(Bildung luftleerer Hohlräume imflüssigen Medium) für Sekunden-bruchteile zurückgedrängt werden.• Der „Rückrakeleffekt“ („TrailDoctoring“) ist ein Phänomen, dassowohl bei der oberen als auch derunteren Rakel auftreten kann,obwohl die Dichtungen in Ordnungsind und der Rakelanpressdrucknicht zu niedrig ist. Dieser Effekthat andere Ursachen als eineLeckage:- Ein zu hoher Rakelanpressdruckverbiegt die beiden Rakelmesser, sodass sie nicht mit der Kante, son-dern der Seite aufliegen. Wird dervermeintlich zu niedrige Rakeldruckdurch eine Druckerhöhung zu besei-

tigen versucht, verschlimmert sichdas Problem noch.- Offene Rasterwalzengravuren(z.B. ART, ART-TIF) besitzen keineNäpfchenstege, die zusammen mitder Rakel eine dichte Barriere bildenkönnten. So kann niedrigviskoserLack selbst bei Maschinenstillstandaustreten.- Ein zu hoher Kammerinnen-druck (Fülldruck) kann Lack aus derKammer drängen.• Der „Fördereffekt“ kann beimEinsatz von Haschurwalzen auftre-ten, vor allem bei Walzengravurenunter 50 L/cm und niedrigen Lack-

viskositäten. Hierbei drängt sich derLack durch die schnelle Rotationentlang der „Endlosrille“ in einebestimmte Richtung und baut sichschließlich auf einer Seite auf. Dannsollte eine andere Gravur und/oderein höherviskoser Lack verwendetwerden.• „Geistereffekte“ können ihreUrsache nicht nur in Benetzungs -störungen des Lacks auf der Druck-farbe haben, sondern auch in einerungenügend und ungleich befülltenRakelkammer, wodurch trotz korrek-ter Rakelstellung an manchen Stellenzu wenig Lack aufgetragen wird.

Der Rückrakeleffekt tritt immer an der Schließrakel (1) und nicht an der Aktivrakel (2) auf. Je nachDrehsinn des Lackierwerks bildet sich vor der Schließrakel eine Tropfenansammlung (links) oderein Rinnsal (rechts). Bei Leckagen tritt in der Regel der Lack nur an der unteren Rakel aus – egal,welche Funktion sie hat. Grafik: Harris & Bruno


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Lackübertragung und -auftrag | Rheologie

Was ist Viskosität?Konsistenz ist ein Oberbegriff fürdie Festigkeits- und Fließeigenschaf-ten von Stoffen. Im Zusammenhangmit Druckfarben und Lacken sinddie Fließeigenschaften, die Rheolo-gie, von besonderem Interesse. Undwie bei Druckfarben ist auch beiLacken die wichtigste rheologischeKenngröße die Viskosität, auch alsStrenge oder Zähigkeit bezeich-net. Synonyme für „hochviskos“sind dickflüssig, pastös, streng oderzäh, für „niedrigviskos“ dünnflüssig.Drucklacke sind nicht ganz so hoch-viskos-pastös wie Bogenoffsetfar-ben, weil in den Lacken keine Pig-mente enthalten sind, die die Visko-sität erhöhen würden. UV- undDispersionslacke sind dagegen nied-rigviskos – zwar nicht so extrem wieFlexodruckfarbe, aber auch sie las-sen sich mit einer Rasterwalze imKammerrakel-Lackierwerk fördern.Eine zu hochviskose Farbe weistschlechte Spaltungseigenschaftenauf den Walzen auf, was schon beider Entnahme mit dem Spachtel ausder Dose zu spüren ist. Zu niedrig-viskose Farben und Lacke neigenzum Nebeln, die Farben führen zueinem höheren Punktzuwachs. Miteinem Verdünner – Spezialadditivbei UV-Lack, Wasser oder Ammoniakbei Dispersionslack – lässt sich dieViskosität herabsetzen. Welche Vis-kosität optimal ist, hängt vom kon-kreten Anwendungsfall ab.Druckfarben und Lacke sind sogenannte nichtnewtonsche oderanomalviskose Flüssigkeiten –also Flüssigkeiten, die durch äußereEinflüsse ihre Viskosität verändern.Mechanische Einflüsse sind Rühr-bewegungen im Vorratsbehälteroder Verwirbelungen in der Rakel-kammer und – teilweise auch vonder Druckgeschwindigkeit abhängig

– vor allem Scherkräfte und Schub-spannungen im Walzenspalt durchAbrollung und seitliche Verreibung.Thermische Einflüsse sind Wär-mezu- oder -abfuhr. Bei starkermechanischer Beanspruchung fin-det darüber hinaus eine eigene Wär-mefreisetzung statt. Je stärker dieTemperaturerhöhung und/oder diemechanische Beanspruchung, umsoniedriger die Viskosität. Dieses Ver-halten wird als strukturviskosbezeichnet. Allein durch mechani-sche Einflüsse spricht man bei Vis-kositätserniedrigung von Thixotro-pie (bei Druckfarben, Druck- undDispersionslacken und einigen UV-Lacken) und bei Viskositätserhö-hung von Rheopexie (bei vielen UV-Lacken). Dazu zählt auch die Rela-xation, d.h. dass Farben und Lackenach Ausbleiben der mechanischenEinflüsse sich „erholen“ und wiederihre ursprüngliche Viskosität anstre-ben. Beim Lackieren ist schnellesthixotropes oder rheopexes Verhal-ten durchaus erwünscht: Erstenskann somit eine möglichst vollstän-dige Lackschichtübertragung vonder Lackierform auf den Bedruck-stoff erfolgen. Zweitens kann Glanz-lack anstatt Orangenhaut oder Trop-fen eine homogene, glatte Oberflä-che ausbilden; UV-Lack benötigtdafür eine längere Verlaufstrecke. InBeidem wird eine Verknüpfung derViskosität mit den Benetzungsei-genschaften ersichtlich.

Wie wird Viskosität gemessen?In der Praxis ist wegen dünnflüssi-ger bis pastöser Farben und Lackedie Messung der Viskosität auf sehrunterschiedliche Weise notwendig.Je nach Messverfahren wird diedynamische oder die kinematischeViskosität gemessen, erfasst mitRheometern oder umgangssprach-

lich „Viskosimetern“. Für beide Vis-kositätsarten gilt: Je höher der Vis-kositätswert, umso zäher ist dieFarbe oder der Lack.Für die Viskosität sind Adhäsions-und Kohäsionskräfte zwischen denMolekülen der Flüssigkeitsbestand-teile verantwortlich. Messbar wer-den diese Kräfte erst während einerBewegung (Dynamik) der Flüssig-keit. Stellt man sich die Flüssigkeitschichtweise aufgebaut vor, gleitetbeim Fließen eine Schicht auf deranderen – eine so genannte Scher-bewegung findet statt. Die dynami-sche Viskosität beschreibt dendabei auftretenden Gleit- oder Fließ-widerstand als Quotient aus Schub-spannung und Schergeschwindig-keit. Bei UV- und Drucklacken sindes die Bindemittel- und Fotoinitia-tor moleküle, bei Dispersionslack dieWassermoleküle mit den aufge-schwemmten Harzmolekülen, dieden Fließwiderstand bestimmen,der durch eingearbeitete Pigmentenoch verstärkt wird. Das Ganze lässt

sich sehr anschaulich mit demBegriff „innere Reibung“ umschrei-ben. Um diese innere Reibung zuüberwinden, also in eine Fließbe-wegung überzugehen, sind Kräftenötig – die Scherkräfte. Bei Rotati-ons- und Oszillationsrheometern,die besonders für Bogenoffset, Heat-set- und Coldsetfarben sowie Druck-lacke geeignet sind, wird der über-wundene Fließwiderstand direktgemessen, da er dem Drehmomenteines rotierenden oder hin- und her-drehenden Körpers entgegenwirkt.

Fließkurven (dynamische Viskosität über derRührzeit) zeigen das strukturviskose Verhal-ten von Dispersionslacken (Thixotropie) undvielen UV-Lacken (Rheopexie). Für UV-Lackebleibt als Kammerrakel-Verarbeitungsfensterdie grüne Fläche unter der Kurve. Bei Ausblei-ben des Rührens relaxieren beide Lacktypenin ihre Ausgangsviskosität. Rühren ist alsohauptsächlich für Dispersionslacke vorteilhaft.Das relativ kurze Einwirken starker Scher-kräfte im Walzenspalt führt bei UV-Lackenaber nicht zu rheopexer Verfestigung

Abhängigkeit der Auslaufzeit von der Temperatur. Zum Füllen wird der Auslaufbecher vollständigin den Lack eingetaucht. Um den Startpunkt der Messung zu erkennen, wird die Bodendüsebeim Herausheben zunächst zugehalten, bis der Becher außen gereinigt worden ist. Erst mitFreigeben der Düse bzw. Unterschreiten des Eichstrichs beginnt die Messung. Die Auslaufzeit t (T= 20 °C) lässt sich bei einem DIN-53211-Becher nach der angegebenen Formel in diekinematische Viskosität umrechnen. Die grüne Fläche unter der Kurve ist dasLackverarbeitungsfenster zwischen Mindestfilmbildungstemperatur (MFT) und maximalerLagertemperatur

Fließ- und Benetzungsverhaltenvon LackenDie Viskosität und andere rheologische Eigenschaften sind sehr wichtig beim Lagern, Aufbereiten und Verdrucken von

Lacken. Noch immer werden uneinheitlich definierte Sollwerte und Messverfahren vorgegeben, wodurch viele Drucker

verunsichert werden. Deshalb sollen an dieser Stelle Begriffe und Prozeduren rund um das Fließverhalten und die

Grenzflächenspannung geklärt werden.


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DIN 53019 legt die Rheometergeo-metrie fest, DIN 53018 die übrigenMessbedingungen. Durch das struk-turviskose Verhalten ändert sichwährend der Rührbewegung imRotationsrheometer die dynamischeViskosität, was sich, über einer Zeit-achse aufgetragen, als so genannteFließkurve darstellt.Für die Viskositätsbestimmung vonLacken bei der Inline-Veredelung imBogenoffset ist die kinematischeViskosität entscheidend. Sie ist derQuotient aus dynamischer Viskosi-tät und Dichte der Flüssigkeit undebenfalls temperaturabhängig. WeilKugel- und Stabfallrheometer (ISO12644), die die innere Reibung inForm der Sinkzeit von Probekörpernmessen, sowie Kapillarrheometer soaufwändig zu handhaben sind, misstman in den Druckereien sehr

schnell die Auslaufzeit aus einemAuslaufbecher: Je länger die Aus-laufdauer, umso zäher ist die Flüs-sigkeit. Viskositäten kammerrakel -fähiger UV- und Dispersionslackewerden bei einer Flüssigkeits- undUmgebungstemperatur von 20 °Cmit Hilfe eines Auslaufbechersermittelt, der am Boden eine 4-mm-Düse aufweist. Obwohl bereits1996 nationale Normen wie DIN53211 oder ASTM D-4212durch die ISO 2431 abgelöstwurden, halten die deutschenLackhersteller noch am „DIN-Becher 4“ fest, der in seinerGeometrie vom ISO-Becherabweicht. Daher sind DIN- undISO-Werte nicht miteinandervergleichbar! Überhaupt ist dieBechermethode ziemlich unge-nau, weil Anfangs- und Endpunkt

der Messung oft nicht klar erkenn-bar sind, weshalb die meistenshöher liegenden DIN-Werte als exak-ter gelten. Darin liegt auch dieBegründung, dass ein Auslaufverfah -ren erst mit mindestens 25 Sekun-den Dauer zuverlässig ist. Statt derkinematischen Viskosität wird in derRegel auf den Lackgebinden nur

noch die Auslaufzeit angegeben,und zwar für den Liefer- undLagerzustand (meist höher; breitesViskositätsfenster) und für den Ver-arbeitungszustand (niedriger;schmales Viskositätsfenster).In viskositätsregelnden Versorgungs -anlagen, wie sie im Tief- und Flexo -druck für Farben und Lacke einge-setzt werden, bieten sich statt derüblichen störungsanfälligen Rota ti-onsrheometer neuartige Coriolis-Rheometer an – ein berührungslosarbeitendes, patentiertes Heimann-Verfahren. Gemessen werden dieStoffdichte (mit Ultraschall), dieDurchflussmenge (mit der Pumpe)und das „Aufrichtmoment“ eineswaagerecht eingespannten U-Rohrs.Je niedriger die Viskosität, umsogeringer die Dichte, umso größerdie Durchflussmenge und umso

Rheologische Kenngrößen von Lackenrheologische Kenngröße

dynamische Viskosität

Fließkurve

kinematische Viskosität

temperaturabhän-gige Auslaufzeit

Feststoffgehalt

Zügigkeit, Tack

Fadenbildung, Kürze

Fließfähigkeit, Flow

Fließgrenze

Fließweg nach Verlaufmethode

Immobilisierungs-punkt

Verlaufstrecke

Verlaufzeit

Mindestfilmbil-dungstemperatur

Grenzflächenspannung gegenüber Luft, Oberflächenspannung

Formelzeichen

η (griech. „eta“)

η(τ) („eta von tau“)

ν (griech. „ny“)

t(T) („t von T“)

c

tack

s (Fadenabrisslänge)

s

t; s

s

t

s

t

MFT

σ (griech. „sigma“)

SI-Einheiten

Pascalsekunde (1 Pa·s = 1 N·s/m2

= 1 kg/m·s)

Pa·s; s

m2/s

s (Auslaufsekunde)

%

Pascal (1 Pa = 1 N/m2

= 1 kg/m·s2)

m

m

s; m

m

s

m

s

Kelvin (K)

Millinewton pro Meter (1 mN/m = 0,001 N/m = 0,001 kg·m/s2)

SI-fremde Einheiten

Centipoise (1 cP = 0,1 Pa·s), Poiseuille (1 PI = 10 Pa·s), 1 kp·s/m2 = 9,81 Pa·s,1 Lb·s/sq.ft = 47,9 Pa·s

cP; min

Centistoke (1 cSt = 0,000001 m2/s)

—

—

Inko, Tacko (Skalenwerte)

inch (1 in = 2,54 cm)

inch

min; inch

inch

—

inch

—

°C, °F, °R

1 dyn/cm = 1 mN/m

Definitionen

einer Verformung entgegengesetzte Kraft; Fließ-widerstand in Flüssigkeiten; Schubspannung, geteilt durch Schergeschwindigkeit

Abhängigkeit der dynamischen Viskosität von der Rührzeit

dyn. Viskosität, geteilt durch Stoffdichte

Auslaufdauer einer Flüssigkeitsmenge aus einem in Form und Volumen standardisierten Gefäß in Abhängigkeit von ihrer Temperatur

Konzentration der Feststoffe in wässriger Dispersion

Filmspaltungswiderstand, Klebkraft pro Fläche (Klebspannung)

Fließverhalten höherviskoser Flüssigkeiten bei Einwirken einer Dehnspannung

Weg, den eine senkrecht fließende Druckfarben-menge (1 ml) in 10 Minuten zurücklegt

Zeitpunkt des Übergangs vom selbsttätigen Breitlaufen zum „Stehenbleiben“ (Kreisdurchmesser) einer bestimmten Flüssigkeitsmenge

Weg, den eine bestimmte Flüssigkeitsmenge jenseits der Fließgrenze zurücklegt, bis die Filmbildung (oxidative Trocknung) einsetzt

Dauer, nach der sich im Trockner ein stabiler Lackfilm gebildet hat

Weg, der in der Druck- oder Lackiermaschine zwischen Lackauftrag und Trockner zurückgelegt wird

Verlaufstrecke, geteilt durch Bogentransport- oder Bahngeschwindigkeit

Temperatur, bei deren Unterschreitung ein aufgetra-gener Dispersionslack flüssig bleibt, d.h. keinen Film mehr ausbilden kann

Energieänderung (notwendig zur Vergrößerung der Oberfläche), geteilt durch die Oberflächenänderung

Messtechnik für die Druckindustrie

für alle Lacke und Farben: Rotations- und Oszillationsrheometer, auch in viskositäts-regelnden Versorgungsanlagen

für alle Lacke und Farben: Rotationsrheometer, Stoppuhr

für UV-/Disp.-Lacke und dünnflüssige Druckfar-ben: Kugel- und Stabfallrheometer, Kapillar-rheometer, Auslaufbecher, Coriolis-Rheometer

für UV-/Disp.-Lacke: Messbecher mit einer 4-mm-Düse am Boden, Flüssigkeitsthermometer(T = 20 °C), Stoppuhr

für Dispersionslacke: Waage, Exsikkator

für Druckfarben und Drucklacke: Rotations-Tackmeter; Glasplatte, Finger

für Druckfarben und Drucklacke: Spachtel, Glasplatte, Finger, Bedruckstoff

für Druckfarben und Drucklacke: Dosiergerät, senkrechte Fließebene, Längenskala, Uhr

für Druckfarben und Drucklacke: Dosiergerät, waagerechte Fließebene, Stoppuhr, Längen-skala

für oxidative Druckfarben und Drucklacke: Dosiergerät, stark geneigte Fließebene,Längenskala

für UV-Lacke, UV-Farben und Dispersionslacke: Stoppuhr

für UV-Lacke: Längenskala

für UV-Lacke: Stoppuhr

für UV- und Dispersionslacke: Flüssigkeits-thermometer

für alle Lacke und Farben: optische Randwinkel-messung an Flüssigkeitstropfen auf einer Unterlage mit bekannter Oberflächenspannung

Abhängigkeit der Auslaufzeit t von der prozen -tualen Verdünnung bei einem Dispersionslack.Ammoniak setzt die Viskosität (Auslaufzeit)stärker als Wasser herab, den Feststoffgehalt caber nur geringfügig Quelle: SunChemical


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höher die Radialbeschleunigung imU-Rohr, die sich durch die sogenannte Corioliskraft rechtwinke-lig zur Fließrichtung zeigt, alsodurch messbares Aufrichten desRohrs.

Was ist Zügigkeit?Die Zügigkeit oder auf englisch derTack ist die flächenbezogene Kraft(also eine mechanische Spannung),mit der ein Flüssigkeitsfilm seinerSpaltung entgegenwirkt. Die Zügig-keit ist demnach ein Maß für dieSpaltfähigkeit eines Druckfarben-oder Lackfilms. Je höher die Zügig-keit einer Farbe, umso stärker ihreHaftung auf Druckplatte und Gum-mituch (was sich positiv auf dieDetailwiedergabe und die Offenheitdes Rasters auswirkt), umso stärkeraber auch die Neigung zum Rupfen.Um diese Rückspaltung des Farb-films aus dem jeweils vorherigenDruckwerk zu vermeiden, stufenerfahrene Drucker die Zügigkeitvom ersten zum letzten Druckwerkherab, falls die Farbenserie nichtschon entsprechend eingestellt ist –ein Grund, die Farbreihenfolge fest-zuschreiben. Sämtliche Lackartenverursachen kein Rupfen, weil ihreZügigkeit immer niedriger ist als dieder Druckfarben. Trotzdem ist die

Lackzügigkeit dann interessant,wenn der Lack auf der Lackierformstärker haftet als auf dem Bedruck-stoff oder dem Druckfarbenfilm,was beim Bedrucken von Kunststof-fen vorkommen kann.Jede Druckfarbenserie besitzt ihrindividuelles Zügigkeit-Tempera-tur-Verhältnis. Je höher die Zügig-keit, umso größer die Wärmefrei-setzung bei der Filmspaltung imWalzenspalt, umso höher aber auchdie nötige Temperatur beim Ver-drucken, was wiederum die Visko-sität beeinflusst. Besonders kritischist diese Abhängigkeit bei Wasser-los-Offsetfarben. Sie sind höhervis-kos als Nassoffsetfarben, besitzenaber dieselbe Zügigkeit. Um ausge-hend vom fabrikseitig eingestelltenZügigkeitswert, der sich währenddes Fortdrucks unvermeidlich stei-gert, in einem optimalen Zügig-keitsbereich zu bleiben, müssenWasserlosfarben im Farbwerk tem-periert werden. Deshalb ist aufdem Gebindeetikett die einzustel-lende Farbwerktemperatur angege-ben. Deren Überschreitung führtsonst zu einer so hohen Zügigkeit,dass es zum Tonen kommt. Deswe-gen wird der vorgegebene Tempe-raturbereich auch als critical tonetemperature (CTT) oder critical

toning index (CTI) bezeichnet. Erkann zwischen 2 und 15 Grad breitsein, beginnt je nach Hersteller undAnwendung bei etwa 18 °C undendet bei beson ders breiten Tem-peraturfenstern bei 35 °C.

Wie wird Zügigkeit gemessen?Für die Messung der Zügigkeit gibtdie ISO 12634 Rahmenbedingun-gen vor. Verwendet werden mussein so genanntes Rotations-Tack-meter, das aus einer temperiertenSystemantriebswalze, einer Verreib-walze und einer aufliegenden Mess-walze besteht. Die Auslenkung derMesswalze bei einer vorgegebenen

keit – beim Schöpfen, Tupfen oderzwischen zwei damit benetzten Pro-bekörpern (z.B. Finger) – bildet sichein langer, beständiger oder ein kur-zer, reißender Faden aus. Je längerder Faden, umso stärker der Zug,d.h. umso höher die Zügigkeit, umsostärker die Haftung auf Papier undKarton. „Lange Farben“ fließen gutim Farbkasten nach und eignen sichfür Pumpen in Farbversorgungssys-temen. UV- und Dispersionslackesind grundsätzlich pumpfähig,obwohl ihre Konsistenz erst garkeine Fadenbildung erlaubt. „Dünn-lange Farben“ laufen leicht vomSpachtel und zeigen hohe Zügigkeitbeim Auftupfen auf Papier. „Dick-lange Farben“ lassen sich nurschwer aus der Dose entnehmen.„Kurze Farben“ kleben und haftennur wenig, neigen dafür aber nichtzum Nebeln. „Dünn-kurze Farben“sind weich und gelartig und laufenlangsam vom Spachtel ab. „Dick-kurze Farben“ bleiben am Spachtelkleben und reißen schnell an meh-reren Fäden.Lange, zügige Farben und erst rechtUV- und Dispersionslacke besitzeneine weite Fließgrenze. Zu ihrerErmittlung wird die Zeit vom Auf-bringen einer definierten Mengeauf eine glatte Unterlage über dasselbsttätige Breitlaufen bis zum„Stehenbleiben“ gestoppt. BeimFeststellen der Fließfähigkeit, eng-lisch Flow, wird der Weg, den einMilliliter senkrecht fließender Farb-oder Lackflüssigkeit in zehn Minu-ten zurücklegt. Auch bei hoher Vis-kosität sollte die Fließfähigkeit vierZentimeter nicht unterschreiten.

Rheologie und FilmbildungIm Prozess der Filmbildung ändertsich die Konsistenz der Lacke undFarben, ihre Viskosität geht in Elas-

Viskositätsangaben auf Gebinden für Offset- und Flexofarben und-lacke in DeutschlandFarben und Lacke

oxidative und UV-Bogenoffsetfarben, Drucklacke

Heatsetfarben

Coldsetfarben

Flexodruckfarben im Lieferzustand

verdruckbare Flexodruckfarben

Dispersionslacke mit Metallpigmenten für Kammerrakel

Dispersionslacke für Kammerrakel

Dispersionslacke mit Perlglanz-pigmenten für Kammerrakel

UV-Lacke im Lieferzustand

UV-Lacke für Lackierwerkauftrag und Offline-Lackierung

Drip-off-Lacke für Lackierwerkauftrag

UV-Deckweiß für Kammerrakel

Dispersions- und Rubbellacke für Rollenoffset-Walzenlackierwerke

UV-Lacke für Feuchtwerkauftrag

UV-Lacke für Farbwerkauftrag (z.B. KBA-Metronic OC 200)

dynamische Viskosität nach DIN 53018/53019

40…100 Pa·s

20…75 Pa·s

3…6 Pa·s

0,05…0,5 Pa·s

0,05 Pa·s

k.A.

k.A.

k.A.

k.A.

k.A.

k.A.

k.A.

k.A.

k.A.

k.A.

Auslaufzeit nach DIN 53211

— (zu pastös)

— (zu pastös)

— (unüblich)

20…100 s

15…25 s

20…30 s

30…60 s

30…60 s

40…300 s

40…45 s

40…80 s

50…70 s

50…70 s

60…150 s

200…300 s

Der IGT-Tacktester misst den Tackwert

Drehzahl bzw. einem bestimmtenAbwicklungsweg je Zeiteinheitergibt dann den Tackwert. Je nachMessgerätehersteller (z.B. PrüfbauInkomat, IGT Tacktester) unter-scheiden sich diese Tackwerte (Inko,Tacko) zwar, korrelieren aber mitei-nander. Als mittlerer Tackwert giltetwa 12 Inko.Im Drucksaal greifen erfahrene Dru-cker auf andere, lange bewährteHilfsmittel zurück, denn wichtigerals Zahlenwerte ist hier die eventu-elle Beeinflussung der Zügigkeit mit-tels Additiven. Zügigkeit zeigt sichnämlich auch in der Klebkraft, sodass man die Farbe oder den Lackmit dem Finger auf einer Glasplatteaustupft und beurteilt. Ein eng ver-wandtes Phänomen ist die Faden-bildung. Beim Dehnen der Flüssig-

So einfach lässt sich bestimmen, ob eine Druckfarbe „kurz“ oder „lang, zügig“ ist


39Process 4 | 2007


tizität und Plastizität über, dieOberfläche erhält eine Textur oderwird spiegelnd glatt. Als Über-gangspunkt aus der Viskositätheraus, Immobilisierungspunktgenannt, wird der Filmbildungsgradermittelt, bei dem der Lack als „tro-cken“ eingestuft werden kann. Erliegt im Sekundenbereich, tritt alsounter dem Trockner in der Druck-maschine ein. Die Durchhärtung imUV-Lack bzw. das Wegschlagen desverbliebenen Wassers im Disper -sionslack muss noch nicht abge-schlossen sein.

Noch bevor die Fließgrenze erreichtwird, kann die oxidative Trocknungvon Druckfarben und Drucklackeneinsetzen. Deshalb ermitteln zumin-dest die Farben- und Lackherstellerden Fließweg nach der Verlauf-methode an einer stark geneigtenFließebene.Lacke sollten beim Verdrucken eineoptimale Temperatur aufweisen.Sowohl für Dispersions- als auch fürUV-Lacke gibt es Temperiereinrich-tungen. Um überhaupt einen Filmbilden zu können, ist es wichtig,dass die Mindestfilmbildungstem-peratur (MFT, DIN 53787), die kor-rekt eigentlich „Filmbildungsmin-desttemperatur“ heißen müsste,beim Verarbeiten nicht unterschrit-ten werden darf, sonst hilft diebeste Trocknertechnik nicht. Auchkalte Blasluft zum Abkühlen der Dis-persionslackschicht kann die Film-bildung beeinträchtigen. Die MFTist mit der niedrigsten Lagerungs-temperatur identisch und ist meis-tens auf+5 °C eingestellt, bei eini-gen Lacken auf +10 °C. Am ande-ren Ende des Temperaturfensterssollten bei der Lagerung +30 °Cnicht überschritten werden.

Rheologie und BenetzungWie gut ein Lack auf einemBedruckstoff oder einem Druckfar-

benfilm verlaufen und haften kann,hängt nicht nur von seiner Viskositätund Zügigkeit ab. Wichtig ist auchdie Grenzflächenspannung ge -genüber Luft (kurz Oberflächen-spannung genannt) der beteiligtenStoffe. Denn die gute Benetzbarkeitder bedruckten Oberfläche fördertdas Verlaufen und Haften des Lacksin der gewünschten Weise. Konkret:Die Oberflächenspannung des Lacksmuss niedriger sein als die derDruckfarbe und des Bedruckstoffs.Da auch die Farbe auf dem Bedruck-stoff haften soll, muss der Bedruck-stoff also die höchste Oberflächen-spannung der drei beteiligten Stoffeaufweisen. Die Oberflächenspan-nungsdifferenzen führen zu einerSpaltung des Farbfilms auf demGummituch bzw. des Lackfilms aufder Lackierform. Somit ist derBenetzungsvorgang direkt mit derZügigkeit verknüpft.In erster Linie hängt die Oberflä-chenspannung von Papieren undKartons bei gestrichenen Qualitä-ten von der chemischen Zusam-mensetzung des Strichs und beiNatur- und Recyclingpapieren vonder Rauigkeit ab. Bedruckstoffe mitzu niedriger Oberflächenspannung– vor allem PP- und PE-Folien – be -dürfen einer Corona-Vorbehand-lung. Dabei schießen Ionen Parti-kel aus der Folienoberfläche herausund erhöhen so die Mikrorauigkeitund damit die Oberflächenspan-nung für eine bessere Benetzung.Im Rahmen des Foliendruckpaketsbietet KBA für die Rapida-Reihe einCorona-Werk an.Ein Glanzkontrast entsteht, wennein matter oder granulierender Lackpartiell aufgetragen und mit einemGlanzlack vollflächig überlackiertwird. Beim Erzeugen dieses Effektsmuss die Oberflächenspannung bei-der Lacke so eingestellt sein, dassder glänzende Überdrucklack aufden partiell matt oder granulierendlackierten Partien abperlt und nichthaften bleibt bzw. dass in diesen Par-tien erst gar keine Spaltung desGlanzlackfilms stattfindet. Deshalbmuss die Oberflächenspannung deszuerst aufgebrachten Mattlacksniedriger sein als die des Glanzlacks– egal, ob nass-in-nass (UV-Glanzlackauf matten/granulierenden Öldruck-lack im Hybridverfahren, Disper -

sionsglanzlack auf Öldrucklack imDrip-off- bzw. Twin-effect-Verfahren) oder nass-auf-trocken(UV-Glanzlack auf UV-Mattlack imreinen UV-Druck, Dispersionsglanz-lack auf Dispersionsmattlack aufDoppellackmaschinen).

Dieter Kleeberg

Dispersionslacke ohne und erst recht mitEffektpigmenten haben ihr bestes Fließ ver-halten bei Einsatz von RührwerkenFoto: opti-color

Stoffe

Offsetprozess:

Feuchtmittelzusatz Isopropylalkohol (IPA)

Wasser mit 20 % IPA

Wasser mit 10 % IPA

Wasser mit 5% IPA

Offsetdruckfarbe nass (hydrophob)

Offsetdruckfarbe trocken (hydrophob)

Druckplattenkopierschicht, Drucktuch (oleophil)

elektrochemisch aufgerautes Aluminiumoxid (hydrophil)

Bedruckstoffe:

Polypropylen (PP) ohne Corona-Vorbehandlung

Polyethylen (PE) ohne Corona-Vorbehandlung

Papier, Karton, Pappe

Polyvinylchlorid (PVC)

Polystyren (PS)

Polyester (PET)

Inline-Lackierung:

matte/granulierende Lacke für Glanzkontrasteffekte

Flexodruckfarbe, UV-, Dispersionslacke

verchromte Rasterwalze im Lackierwerk

Lackiertuch, fotopolymere Lackplatte

Oberflächenspannung

21,7 mN/m

38 mN/m

44 mN/m

52 mN/m

30…36 mN/m

35…40 mN/m

36…38 mN/m

>50 mN/m

ca. 28 mN/m*

ca. 36 mN/m*

38…42 mN/m

ca. 38…45 mN/m

ca. 43 mN/m

ca. 47 mN/m

max. 25 mN/m

28…30 mN/m

34 mN/m

36…38 mN/m

Oberflächenspannungen im Offsetdruck

Benetzungsverhalten einer Flüssigkeit (2) aufeinem festen Körper (1) bei unterschiedlichenOberflächenspannungen. Oben: keine Benet-zung (Tropfenbildung); Mitte: schlechteBenetzung; unten: gute Benetzung (Spreiten)

Oberflächenspannungen beim Inline-Lackie-ren. Oben: Der Bedruckstoff (1) hat immer diehöchste Oberflächenspannung, die Druckfarbe(2) die zweithöchste, der Lack (3) die nied-rigste. Unten: Bei der Glanzkontrast lackie-rung hat der auf die Druckfarbe partiellaufgetragene Mattlack (3) eine niedrigereOberflächenspannung als der abschließendevollflächige Hochglanzlack (4)

Beispiel für eine schlechte Benetzung durchden Lack Foto: Schmid-Rhyner*) Erst eine Corona-Vorbehandlung erhöht diese Werte in den Bereich der guten Bedruckbarkeit


40 Process 4 | 2007

Lackübertragung und -auftrag | Lackierqualität

GlanzqualitätGlanz oder Mattheit, Vergilbungs-freiheit und Klartransparenz sind diemeistgeforderten optischen Lackei-genschaften, Glätte oder feineStrukturen die haptischen. Glanz istder optische Eindruck, der auf dieGlätte einer Oberfläche schließenlässt. Er entsteht durch die Refle-xion von Licht. Dabei weist der dif-fuse Anteil des reflektierten Lichtseine geringere Intensität auf als dergerichtete Anteil, der sich vorzugs-weise im Bereich des Glanzwinkels– also des Lichtausfallwinkels, dersymmetrisch zum Lichteinfallwinkelsteht – ausbildet. Der diffuse Anteilverringert sich, wenn die Zwischen-räume in der rauen Oberflächento-pografie durch ein homogenesMedium (z.B. Lack) ausgefüllt odervollständig bedeckt werden.Gemessen wird die Glanzintensitätmit Glanzmessgeräten (Reflektome-tern) unter verschiedenen Winkeln:

ISO 2813 (DIN 67530) schreibt20°/20° bei hoch, 60°/60° bei nor-mal und 85°/85° bei matt glänzen-den Oberflächen vor. Seit Jahrenbevorzugen Druck- und Verpa-ckungsindustrie jedoch 45°/45°,aber auch 60°/60° wird öfters fürdie Bewertung von lackierten Dru-cken benutzt. Deshalb sind zusam-men mit den Messwerten immerdie verwendeten Winkel anzuge-ben. Die Messwerte werden gleichbedeutend als Reflektometerwerte,Glanzpunkte, Glanzwerte oderGlanzgrade bezeichnet. Sie liegenzwischen 0 (vollständig diffuseReflexion, absolut matt) und 100(vollständig gerichtete Reflexion,absolut glänzend) in % oder einhei-tenlos. In der Praxis wenig verbrei-tet ist die visuelle Glanzzahl (DIN16537), die zwischen 0 (matt) und10 (glänzend) liegt. In Amerikagebräuchlich ist der Haze-Glanz-wert (ASTM D 4039), der sich aus

der Differenz der Reflektometer-werte unter 60°/60° und 20°/20°ergibt: H = R60 – R20. Er erlaubteine bessere Beurteilung des Glanz-schleiers vor allem an normal undhoch glänzenden Proben.Die Messung an einem frischlackierten Druck allein bringtwenig. Sinnvoll ist eine Glanzmes-sung auf dem Auflagenbedruck-stoff, bedruckt mit der KBA-Glanz-testform (64 große Messfelder)und inline überlackiert mit demvorgesehenen Lack, z.B. zu vierZeitpunkten: Exemplar Nr. 5000sofort und nach 72 Stunden sowieExemplar Nr. 10.000 sofort undnach 72 Stunden. Die vier resultie-renden Glanzkurven erlaubenRückschlüsse auf die zu erwarten-de Glanzqualität, so dass eventuellnoch eine Optimierung hinsichtlichder Auswahl des Bedruckstoffs, derDruckfarben, des Lacks oder derRasterwalze möglich ist. In jedeGlanzkurve sollte auch der Glanz-wert für den unbedruckten unla-ckierten Bedruckstoff eingehen –als Ausgangsgröße für die Glanz-steigerung oder -schwächung.Einfluss auf den Glanz des Lacks hatin erster Linie der Bedruckstoff mitseinem Eigenglanz. Die überlackier-

ten Druckfarben steigern denGlanz, sofern sie nicht mit dem Lackchemisch reagieren (Draw-back-Effekt). Im Interesse der Glanzbil-dung wird die Verlaufzeit mit Hilfedes Verlaufwegs der Auslageverlän-gerung gedehnt, um keinen Kom-promiss mit der Druckgeschwindig-keit eingehen zu müssen – wenn dieLackviskosität das Breitlaufenunterstützt. Auch eine langsamerfortschreitende Trocknung durcheine niedrigere Stapeltemperaturerhöht den Glanz. Umgekehrt birgteine höhere Stapeltemperatur dieGefahr des Glanzverlustes durchVerblocken in sich. Weitere Ein-flüsse und Phänomene werden inder Tabelle und in den Praxistippserläutert.

KBA entwickelte eine Testform, mit der die Glanzgrade auf nahezu jedem Bedruckstoff, beiunterschiedlichen Druckgeschwindigkeiten, für verschiedene Flächendeckungsgrade undLacksorten ermittelt werden können. Problemlos kann der Drucker die Glanzpunkte an denTonwertflächen mit einem Glanzmessgerät selbst messen und die Wiederholbarkeit desGlanzeffekts für unterschiedlichste Druckaufträge prüfen. Die beiden Bildmotive eignen sichsehr gut zur visuellen Beurteilung des Glanzergebnisses, da sowohl helle Töne als auch Elementemit hoher Flächendeckung Bestandteil des Sujets sind, denn zumindest bei der Doppellack -technologie führt der Wechsel zwischen hohen und niedrigen Flächendeckungen zu einerGlanzminderung

Einfluss der Glätte zweier gestrichener Kartons (grün: glänzend; rot: matt) auf die Glanzzahl (in %)in Abhängigkeit von der Nassauftragmenge (in g/m²) des LacksGrafik: Vegra

Direktvergleich der Eigenschaften Glanz (G),Scheuerfestigkeit (R), Trocknung (D) undNassblockfestigkeit (B) dreier Dispersionslacke,die als Hochglanzlack (1), Schön-und-Widerdruck-Lack (2) bzw. Glanzlack (3) formu-liert sind Grafik: SunChemical

Qualitätsanforderungen an Lackeund LackauftragDie Qualität der Inline-Lackierung wird durch das Erzielen des gewünschten optischen, haptischen, mechanischen oder

chemischen Effekts bestimmt. Nachfolgend werden die wichtigsten Einflussfaktoren auf Glanzbildung, Benetzungs-

qualität und Verdruckbarkeit zusammengefasst.


41Process 4 | 2007

Glanzphänomene beim Lackieren und ihre Ursachen


BenetzungsqualitätDie wichtigsten Voraussetzungenfür die richtige Benetzung derBedruckstoffoberfläche mit demLack – der geschlossene Lackfilmstatt „Orangenhaut“ – wurdenbereits in den Beiträgen über Rheo-logie und Rasterwalzen erörtert.Stimmen müssen vor allem dasGrenzflächenspannungsgefällezwischen Lack, Rasterwalze,Lackierform und Bedruckstoff –auch im Interesse einer zuverlässi-gen Lackfilmhaftung –, die Lackvis-kosität und die Nassauftragmengeder Rasterwalze mit geeigneterGravur. Glanz verlangt nach einerhöheren Lackmenge, zu viel Lackkann jedoch nicht mehr breit laufen.Die Viskosität kann in Gestalt einerzu hohen oder zu niedrigen Lack-

temperatur die übertragbare Lack-menge entscheidend beeinflussen,weshalb die durch den Lackherstel-ler vorgegebene Verarbeitungstem-peratur exakt eingehalten werdensollte. Diesbezüglich besondereAnforderungen stellen Metallic -lacke, die wegen der Pigmentbril-lanz unter 27 °C verarbei-tet werden müssen.Generell lassen sich dieherstellerseitigen Viskosi-tätseinstellungen durchAdditive verändern, z.B.Silikon für UV-Lack oderSlip-Additive für spezielleAnwendungen; eine Bera-tung durch den Lackher-steller, vielleicht inklusiveTestlackierung, könnteunliebsame Überraschun-gen durch falsche Dosie-rung sowie bei derHybridveredelung und derHeißfolienprägung ver-meiden.Ein gutes Benetzungser-gebnis kann noch durchdie Trocknung verdorbenwerden. Zu viel Hitzeführt bei Dispersionslackbesonders bei hoher Farb-belegung zur Bildung von

Rissen im Lackfilm, Krakelierengenannt – siehe Praxistipps.

Verdruckbarkeit undWeiterverarbeitbarkeitDie detaillierten produktbezogenenAnforderungsprofile sind in denTabellen auf den Seiten 4 bis 6

zusammengestellt. Hier geht es umdas Handling der Lacke im Allge-meinen.Die problemlose Verdruckbarkeitder Lacke beginnt bei der richtigenLagerung. Frost schadet vor allemden wasserbasierten Lacken, wäh-rend UV-Lacke in lichtundurchlässi-gen Gebinden gelagert werden müs-sen. Dispersions- und UV-Lacke miteingearbeiteten Effektpigmentensind ohne Qualitätsverlust meistnicht so lange lagerbar wie normaleLacke.Die Konditionierung vor demDruck und während des Drucksumfasst das Bereitstellen derGebinde mit laut Herstellervorga-ben eingestellten Lackparametern.Hierzu zählen die Temperatur, dieViskosität und – bei Dispersions-und Effektpigmentlacken – einegefällefreie Verteilung der Festkör-perbestandteile durch gutes,schaumfreies Aufrühren. Effektpig-mentlacke sollten sogar währenddes Auflagendrucks leicht weiterge-rührt werden. Unter diesen Voraus-setzungen sind die Lacke problem-los pumpfähig, bilden wederSchaum noch Nebel und weisen dieerwünschte Oberflächenspannungauf. Ein Antrocknen im Lackierwerkkann bei Dispersionslacken durchVerdunstung vorkommen, wenn der

Druck länger unterbro-chen ist.Die Lackauftragmengesollte immer ein Kompro-miss zwischen erwünsch-tem Effekt, sparsamemLackverbrauch und mini-malem Trocknungsauf-wand sein. Dickere Lack-schichten als nötig bedeu-ten Lackverschwendung,unnötig hohen Energie-einsatz samt unerwünsch-ten Nebenwirkungen imBedruckstoff sowie Trock-nungsprobleme, die sichbereits im Stapelverhaltendurch Abliegen oder Ver-blocken zeigen können.Durch dünnere Lack-schichten erübrigt sich inder Regel der Puderein-satz, der in jedem Falledie Lackierqualität beein-trächtigen würde. Selbst-

Beispiel für die schlechte Benetzung desBedruckstoffs bzw. der Druckfarbenschichtdurch den Lack Foto: J+S

Gebinde für Dispersionslack (weiß) und UV-Lack (blau-schwarz), die aneinen Zirkulator Harris & Bruno LithoCoat angeschlossen sind. DiePumpenschläuche für UV-Lack müssen schwarz, lichtundurchlässig sowiebeständig gegen UV-Lack und dessen Lösemittel sein, metallischesZubehör sollte aus Edelstahl sein

Glanzphänomene

erwünscht

Hochglanz

Glanz

matter/stumpfer Glanz

Granulation

Spot

Glanzkontrast

unerwünscht

Glanzverlust

Fehlstellen

Krakelieren

Maserung

Bänderung

Mottling

Wolkigkeit

Moiré

Ursachen, Beschreibung

Lichtreflexion mit sehr hohem Anteil an gerichteten Strahlen auf Grund einer glatten geschlossenen Lackoberfläche; Glanzwerte 90 bis nahe 100

Lichtreflexion mit hohem Anteil an gerichteten Strahlen auf Grund einer glatten geschlossenen Lackoberfläche; Glanzwerte 65 bis 90

Lichtreflexion mit hohem Anteil an diffusen Strahlen auf Grund einer mikroskopisch unebenen bis rauen, aber geschlossenen Lackoberfläche; Glanzwerte 20 bis nahe 0

dreidimensionale Runzelkornbildung im Lackfilm; verstärkt den Mattglanz bzw. schwächt den Glanz des Bedruckstoffs

partiell aufgebrachtes Lacksujet (Bildflächen oder -teile, Text, grafische Elemente), das sich durch seinen Hoch- oder Mattglanz, seine Granulation oder seine Effektpigmentierung von der anders glänzenden oder glanzlosen Umgebung abhebt

Reflexionsunterschiede zwischen zwei Lackarten mit entgegengesetzt ausgeprägtem Glanzvermögen, z.B. UV-Hochglanzlack über mattem oder granulierendem Öldrucklack (Hybridveredelung) oder Dispersions-Hochglanzlack über mattemÖldrucklack (Drip-off-/Twin-effect-Lackierung)

verhindertes Ausbilden einer glatten geschlossenen Lackoberfläche, z.B. durch chemische Reaktionen des Lacks mit der Druckfarbe (Draw-back-Effekt) oder dem Papierstrich, durch zu schnelles Trocknen oder durch Verblocken im Stapel

kleine Löcher in der Lackoberfläche durch Schaumbläschen vor oder nach dem Lackauftrag

Risse in der Lackoberfläche (vor allem an Stellen hoher Farbbelegung) durch schockartige Hitzetrocknung

zufällige Streifenbildung in der Lackoberfläche bei ungleichmäßigem Lackauftrag

periodische Streifenbildung in der Lackoberfläche bei ungleichmäßigem Lackauftrag

zufällige Sprenkelbildung in der Lackoberfläche bis hin zu ungewollter Granulation bei zu kurzer Lackverlaufzeit oderschlecht benetzbarem Untergrund

zufällige Schlierenbildung in der Lackoberfläche bei unregelmäßigem Lackverlauf

scheinbare periodische Sprenkel- oder Streifenbildung in der Lackoberfläche durch optische Resonanz des Spotlack-Rasters mit dem Druckraster


42 Process 4 | 2007

Lackübertragung• Für Lackiertücher empfiehlt KBAden Einsatz der Planeta-Universal -spannschiene oder der Ternes-Spannschiene. Bei Lackierplattenerweist sich eine automatischeSpannschiene ohne Unterlagen-klemmung als vorteilhaft.• Der Anpressdruck der Raster-walze zum Lackierformzylindersollte so gering wie möglich sein.

Öldrucklacke• Geisterbilder, die durch Reak-tion der Ölbestandteile der Druck-farbe mit der Bedruckstoffrückseitedes im Stapel darüber liegendenBogens entstehen, können durcheinen Dispersionslacküberdruck ver-hindert werden, rät die Fogra.Öldrucklack wäre fehl am Platze, daer den Geistereffekt nur verstärkenwürde.• Granulierender Öldrucklack bil-det seine Runzeloberfläche aufGrund einer Grenzflächenspannungaus, die deutlich höher als die von

Druckfarben verzichten. KeineScheuerschutzpasten verwenden.Auch Fresh- und Overnight-Farbensind ungeeignet. Immer Druckfar-ben ohne oberflächenaktive Sub-stanzen (Wachse, Silikon) verwen-den; silikonölfreie Druckfarben imwasserlosen Offsetdruck sind nor-mal lackierbar.• Der Lackfilm krakeliert, wenn erauf hoher Farbbelegung zu schnelltrocknet. Abhilfe: Trocknerleistungreduzieren oder schneller drucken,Lackauftragmenge erhöhen, Verzö-gerer zusetzen oder anderen Lackverwenden.• Bei beidseitigem Lackieren kannsich auf der Lackierform Farbe auf-bauen, wogegen das Erhöhen derLackmenge hilft.• Manche Sujets neigen zumLackaufbau, so dass meistens nureine manuelle Zwischenreinigunghilft. Mattlack reagiert besonderssensibel darauf.• Durch die mineralischen Be -standteile hervorgerufene Streifen-bildung bei Mattlack kann mitgutem Durchrühren vermieden wer-den.• Wenn die Oberflächenspannungdes Bedruckstoffes bzw. der Druck-farbe zu niedrig ist (sie sollte min-destens 35 mN/m betragen), mussein geeignetes Lackadditiv zugesetztwerden. Wenn umgekehrt der Lacknicht genug „entspannt“ ist, hilft dieZugabe eines Netzmittels.• Eine Orangenhaut bildet sich,wenn die minimale Filmbildungs-temperatur unterschritten ist. Daspassiert, wenn der Lack zu kalt gela-gert oder unzureichend konditio-niert wurde, oder wenn die Luft, dieauf den Lackfilm geblasen wird, zukalt ist.• Wird eine unzureichendeScheu erfestigkeit (Nagelprobe,Labor-Scheuerschlitten) festge-stellt, war die Trocknerleistung zu

niedrig, so dass sich kein Film gebil-det hat. Dann muss die Auflagenochmals unter dem Trocknerdurchlaufen. Generell wird beischlechter Durchtrocknung dieStrahlerleistung erhöht.• In mangelnder Kratzfestigkeitäußert sich eine zu spröde Lack-schicht. Abhilfe bringt ein flexiblererLack. Wenn Druckfarben mit Silikonoder Wachs die Ursache sind, andereDruckfarben verwenden.• War der Dispersionslack unge-nügend aufgerührt, muss er noch-mals aufgerührt werden. Die zudünn überlackierten Bogen müssenerneut lackiert werden.• Schaumbildung muss nicht ander Rasterwalze oder der Rakelkam-mer liegen. Deshalb kontrollieren,ob das Pumpensystem Luft zieht,eventuell einen geeigneten Ent-schäumer zusetzen.• Ist der Bedruckstoff zu saugend,muss erst ein geeigneter Primer dieOberfläche versiegeln, ehe dergewählte Lack den erwünschtenGlanz bringen kann. Am besten vor-her das richtige Papier wählen.• Immer einen Verlust der Viskosi-tät durch den Temperaturanstieg beihohen Maschinengeschwindigkeitenberücksichtigen. Wer sich schon zuDruckbeginn an der unteren Grenzevon 25 s (DIN-4-Becher) bewegt, hatkeine Reserven. Eine zu hohe Lack-viskosität in Verbindung mitHighspeed-Inline-Lackierung führtdagegen zum Spritzen. Die Viskositätlässt sich z.B. mit einem Viskomatkonstant halten.• Bei Blocken im Stapel ist die Sta-peltemperatur zu hoch, weil dieTrocknungszeit zu lang ist – vielleichtwurde zuvor zu viel Additiv gegenKrakelieren zugesetzt. Verblockentritt auch ein, wenn bei einseitigerLackierung ein Glanzlack für denSchön- und Widerdruck eingesetztwurde und ein „Glasplatteneffekt“

(Bogen saugen durch Vakuum anei-nander fest) auftritt.• Bei längerem Stillstand derMaschinen sollte das Lackierwerkweiterlaufen, um ein Antrocknendes Lackes zu verhindern.• Das Überlackieren von Metal-lic-Druckfarben (auch mit Primer)kann zu Verfärbungen und Abschup-pung führen. In Zusammenarbeitmit dem Farbenlieferanten testen.

UV-Lacke• Beim Mischbetrieb mit Disper -sionslack vermeidet ein zweiterLackkreislauf die Durchmischungmit Wasser, das die UV-Härtungbehindern würde.• Neigt der Auslagestapel zum Ver-blocken oder zur Geruchbildung, istdie Aushärtung des Lackfilms unzu-reichend (Härte testen!). Ursachenkönnen eine zu hohe Druckge-schwindigkeit, verschmutzte/schad-hafte Re flektoren oder überalterteStrahler sein.• Will sich trotz Auslageverlänge-rung kein angemessener Lackver-lauf einstellen, ist der UV-Lack zudickflüssig, weil zu kalt. Aufheizenhilft – entweder durch ein Heizgerätim Lackkreislauf oder durch Zuschal-ten von IR-Strahlen in der Verlauf -strecke. Außerdem kann der Bedruck-stoffstapel zu kalt gelagert gewesensein. Auch bei einer zu hohen Lack-menge können sich Schlieren stattVerlaufglätte ausbilden.• Wie bei Dispersionslack hilft beizu niedriger Oberflächenspannungdes Substrats das Zusetzen einesgeeigneten Lackadditivs und derVerzicht auf Druckfarben mit ober-flächenaktiven Substanzen.• Wird eine mit normalen Farbengedruckte Auflage separat UV-lackiert, muss der Druckpuder ent-fernt werden. Ist die Farbe nicht hin-reichend trocken, muss ein Primerunter den UV-Lack.


redend muss auch beim beidseiti-gen Lackieren auf dünnen Lackauf-trag geachtet werden. Bei Iriodin-,Metallic- und Blisterlacken ist derReinigungsaufwand im Lackier-werk höher, vor allem im Bereichder Rasterwalze.

Die Weiterverarbeitbarkeit derlackierten Drucke wird durch dieAuswahl des Lacks gesteuert.Viele Lacke vereinigen mehrereFunktionen in sich, wobei spe-zielle Funktionen wie z.B. hoheGleitfähigkeit in Abpacklinien eher

durch einen Gleit- oder Spielkar-tenlack als einen normalen Glanz-lack abgedeckt werden sollten;eine Gleitwinkelmessung an zweiaufeinander liegenden Bogen aufder schiefen Ebene kann Auf-schluss geben. Auch eine gute

Kratz- und Scheuerfestigkeit istnicht allen Glanzlacken eigen. ImZweifelsfall empfiehlt sich eineMaterialaustestung, beispielsweiseob sich der Dispersionslackfilmmit einem bestimmten Klebstoffverträgt oder der UV-Lackfilm

Praxistipps aus dem KBA-Lackseminar: Troubleshooting LackierenAus Vorträgen und Diskussionen sowie Arbeitsanleitungen der Firmen Actega Terra, DS Druckerei Service, Jänecke+Schneemann, Schmid Rhyner, SunChemical, VEGRA und Weilburger

Die Oberfläche eines granulierendenÖldrucklacks Foto: J+S

glänzenden Lacken liegt. Dies istbereits bei der Bedruckstoffwahl zuberücksichtigen.

Dispersionslacke• Nur lösemittel- und alkaliechteDruckfarben gemäß DIN 16524einsetzen (gegebenenfalls mit SRAG-Testflüssigkeit von Schmid-Rhynerprüfen). Dabei auf trocknungsver -zögernde und hochscheuerfeste


43Process 4 | 2007


nachträglich mit Heißprägefolieveredeln lässt.Darüber hinaus berücksichtigen dieDrucker bzw. deren Kunden immerhäufiger auch Umweltkriterien beider Lackauswahl, z.B. Kennzeich-nungsfreiheit des Lacks, Recycling-

fähigkeit und biologische Abbaubar-keit von Lackresten bzw. des Druck-produkts.

Dieter Kleeberg

Ressourcen und PartnerWir möchten uns an dieser Stelle herzlich bei allen Kooperationspartnern bedanken, die mitgroßem Engagement die erfolgreiche Weiterentwicklung der Inline-Lackiertechnologie anden KBA-Bogenoffsetmaschinen unterstützen und auch zum Gelingen des stark besuchtenKBA-Lackseminars im März 2006 mit ihren Präsentationen und Antworten in der Diskussionbeigetragen haben.Beratung, ZertifizierungBerufsgenossenschaft Druck und Papierverarbeitung, D-Wiesbaden (www.bgdp.de)Druck & Beratung D. Braun, D-Mülheim/Ruhr (www.wluv.de)fogra Forschungsgesellschaft Druck e.V., D-München (www.fogra.org)Lacke, Effektpigmente, Lackadditive und -reinigungsmittelActega Terra Lacke GmbH, D-Lehrte (www.terralacke.de)Ciba Specialty Chemicals Inc., CH-Basel (www.cibasc.com)DS Druckerei Service, D-Reutlingen (www.dsgroup.de, www.fujihunt.com)Eckart GmbH & Co. KG, D-Fürth (www.eckart.de)Epple Druckfarben AG, D-Neusäß (www.epple-druckfarben.de)Flint Group Germany GmbH, D-Stuttgart; Day International GmbH/Varn Products GmbH,

D-Reutlingen (www.flintgrp.com, www.dayintl.com)Huber Group, D-München; Hostmann-Steinberg GmbH, D-Celle (www.mhm.de,

www.hostmann-steinberg.de)Jänecke+Schneemann Druckfarben GmbH, D-Hannover (www.js-druckfarben.de)Merck KGaA, D-Darmstadt (www.merck-pigments.com)SunChemical Hartmann Druckfarben GmbH, D-Frankfurt am Main (www.sunchemical.com)Schmid Rhyner AG Print Finishing, CH-Adliswil (www.schmid-rhyner.ch)Siegwerk Group, D-Siegburg (www.siegwerk-group.com)Dipl.Ing. Werner Tippl, A-Wien ([email protected])VEGRA GmbH, D-Aschau am Inn (www.vegra.de)Weilburger Graphics GmbH, D-Gerhardshofen (www.weilburger-graphics.de)Zeller+Gmelin GmbH & Co. KG, D-Eislingen (www.zeller-gmelin.de)Lack- und FeuchtmittelmanagementBaldwin Germany GmbH, D-Friedberg/Bayern (www.baldwin.de)DS Druckerei Service, D-Reutlingen (www.dsgroup.de, www.fujihunt.com)technotrans AG, D-Sassenberg (www.technotrans.de)Lackierplatten/-tücher, Konfektionier- und ReproserviceBirkan Drucktechnik GmbH, D-Eching; Duco International Ltd., GB-Slough (www.birkan.de,

www.duco.co.uk)ContiTech Elastomer-Beschichtungen GmbH, D-Northeim; Phoenix Xtra Print GmbH,

D-Hamburg (www.contiair.com, www.pxp.de)Flint Group Germany GmbH, D-Stuttgart; Day International GmbH, D-Reutlingen

(www.flintgrp.com, www.dayintl.com)Flexo Service Klischee-Anstalt Jaehde, D-Berlin (www.jaehde.de)folex GmbH, D-Köln (www.folex.de)Nessmann GmbH, D-Lahr (www.nessmann-lackierplatten.de)Streb GmbH, D-Dreieich (www.streb.de)Rasterwalzen und WalzenwerkstoffeFelix Bötcher GmbH & Co. KG, D-Köln (www.boettcher.de)Praxair Surface Technologies, D-Schlüchtern (www.praxair.com)Zecher GmbH, D-Paderborn (www.zecher.com)Lackversorgungs- und KammerrakeltechnologieHarris & Bruno Europe GmbH, D-Schwäbisch Gmünd (www.harris-bruno.de)Tresu GmbH, D-Celle (www.tresu.com)Trockner- und StrahlungstechnikAdphos Vertriebs GmbH, D-Hamburg (www.adphos.de, www.eltosch.de)Grafix GmbH Zerstäubungstechnik, D-Stuttgart (www.grafix-online.de)Heraeus Noblelight GmbH, D-Hanau (www.heraeus-noblelight.com)D. Hönle AG UV Technology, D-Gräfelfing (www.hoenle.de)IST Metz GmbH, D-Nürtingen (www.ist-uv.com)RadTech Europe, NL-Den Haag (www.radtech-europe.com)Bedruckstoffem-real Technical Sales and Marketing, D-Hamburg (www.m-real.com)Sappi Deutschland GmbH, D-Hannover (www.sappi.com)Schneidersöhne Unternehmensgruppe, D-Ettlingen (www.schneidersoehne.de)UPM-Kymmene Sales GmbH, D-Hamburg (www.upm-kymmene.com)

• Auf Doppellackmaschinen im -mer Primer und UV-Lack ein und des-selben Herstellers verwenden.

Blisterlacke• Blisterlacke sind in der Regel Dis-persionslacke und stellen dieselbenBedingungen an die Wahl der Druck-farben. Deren thermische Belastbar-keit erfüllen alle oben genanntenzulässigen Druckfarbentypen. Gele-gentlich werden auch lösemittelhal-tige, schneller heißsiegelnde Blister-lacke verwendet.• Blisterlack ist heißsiegelfähignur gegenüber hartelastischenFolien typen, z.B. PET (G, A) oderPVC. Bei der Auswahl des Kartonsist Recyc ling-Karton vorzuziehen.(Tesa-Test auf Rohmaterial: Strichmuss sich bis zur Kartonfaser auf-reißen lassen, weil der Lack faser-tief eindringen soll.) Der Lieferantsollte die Blistereignung des Kar-tons bestätigen.• Damit die Verschweißbarkeit desLackfilms mit der Plastikfoliegewährleistet ist, sollte eine Nass -auftragmenge von 6 bis 8 g/m² ein-gehalten werden. Für einige hochsaugfähige Kartons, oder wenn Kar-ton gegen Karton heißgesiegelt wer-den soll, sind oftmals zwei Lackauf-träge notwendig. Es ist in solchenFällen wirtschaftlicher, beim erstenAuftrag einen Primer zu verwenden,der kostengünstiger als Blisterlackist und außerdem den Karton effek-tiver als Blisterlack versiegelt.• Damit der Blisterlack nicht schonin der Druckmaschine „heißgesie-gelt“ wird, muss eine niedrigere IR-Strahler-Leistung gefahren werden.• Blisterlack neigt zum Verklebender Rasterwalzenstruktur und derLackzuführung. Deshalb ist eineintensivere Reinigung des Lackver-sorgungssystems nach dem Aufla-gendruck wichtig, bei längererDruckunterbrechung wird eine Zwi-schenreinigung der Rasterwalzeempfohlen. Genauso intensiv solltebeim Verarbeiten von Effektpig-mentlacken gereinigt werden.

• Die Lagerung sowohl des Kar-tons vor dem Druck als auch derBlisterkarten nach dem Druck undder Lackierung sollte bei ca. 55 %relativer Luftfeuchtigkeit und 18 bis25 °C Raumtemperatur erfolgen.Unter diesen Bedingungen bleibendie Blisterkarten bis zu zwei Jahrelang verarbeitbar, berichtet Weilbur-ger über Erfahrungswerte mit sei-nem Senolith-WL-Blisterlack. Selbstwenn die Lagerbedingungen nichtdurchgängig optimal waren, lassensich die Blisterkarten nach einerAkklimatisierung wieder problemlosverarbeiten.• Das Heißsiegeln der Blisterkar-ten gegen die Blisterfolienhauben(Skins) wird an Abpackmaschinendurchgeführt. Verantwortlich fürdie Heißsiegelqualität sind Tempe-ratur, Anpressdruck und Planparal-lelität der Siegelwerkzeuge sowiedie Wärmekontaktzeit (Maschinen-takt), abgestimmt auf Kartondicke,Länge der Siegelwerkzeuge, Folien-typ und Lackschichtdicke.

Effektpigment- und Duftlacke• Effektpigmente können sowohlin Dispersions- als auch in UV-Lackeeingearbeitet werden, Duftlacke sindimmer wasserbasiert. Bei der Wahlder Rasterwalze muss die Partikel-größe berücksichtigt werden. Irio-din-Pigmente (bis 200 µm) und Duft-kapseln (bis 30 µm) verlangen eine1,5 Mal so große Zellenöffnungs-breite der Rasterwalze.• Effektpigmentelacke müssen gutgerührt verarbeitet werden, Duftla-cke außerdem gekühlt.• Duftlacke sind sehr teuer (1 kgbis zu 500 Euro), können aber sehrsparsam aufgetragen werden, eineVerdünnung ist unproblematisch.Eine Beratung durch den Lackher-steller hinsichtlich der Verarbei-tungsbedingungen ist sinnvoll.Optional können in die Duftlacke„Abstandhalter“ eingearbeitet wer-den, damit die Mikrokapseln mitdem Duftstoff beim Lackieren undim Stapel nicht zerdrückt werden.


44 Process 4 | 2007

Lackübertragung und -auftrag | Anwenderbeispiel

Die praktisch endlose KBA Rapidahatte ihr Debüt im PraxiseinsatzEnde März dieses Jahres.

30 Meter langDie bei Graf-Poz arbeitende Riesen-druckmaschine besteht aus einemCorona-Turm, einem Lackturm alsBeschichtungsmodul, zwei Tro-ckenwerken, sieben Druckwerken,wieder einem Lackturm, zwei wei-teren Trockenwerken und nocheinem Lackturm sowie dreifacherAuslageverlängerung … Ufff! Es istschwierig, das mit einem Atemzugzu erwähnen, aber diese 30 Meterlange Rapida 105-C+L+T+T+7+L+T+T+L CX ALV3 UV ist dochdie längste in Europa eingesetzteRapida-Installation. Dank der drei-fach verlängerten Auslage ist siesogar länger als eine ähnlicheMaschine mit ebenfalls 15 Druck-werken, die bei der schweizeri-schen Druckerei Model PrimePacim Betrieb ist. Der Graf-Poz-

Maschine fehlt damit nur einDruckwerk, um die längste welt-weit zu sein!

Die Worte nicht in den Wind geredet ...Die Geheimnisse und technologi-schen Möglichkeiten zur Inline-Pro-duktion und -Veredelung mit dieserDruckmaschine sind beeindru-ckend. Bei voller Produktion laufengleichzeitig über 40 Bogen durch dielange Rapida 105. Die Maschinewurde von Graf-Poz abgenommenund produziert ein umfangreichesSpektrum von unterschiedlichenVerpackungs-Objekten. Herstellerund Käufer sind sich allerdings darineinig, dass es noch Zeit in Anspruchnehmen wird, bis die Bediener alleihre Geheimnisse und Möglichkei-ten beherrschen. Und von denengibt es noch einige, die Graf-Poz erstin absehbarer Zeit lüften will. Denndie Verpackung hat eine großeBedeutung für Graf-Poz.

Der beeindruckende Druckriesesteht vorerst alleine in der neuen,speziell errichteten Halle. „Manmüsste irgendwie an die Gestaltungdieses freien Raumes denken“ –damit meint der Druckereibesitzer,Marek Przybylski, folgende Investi-tionen. Und da gibt es einiges zumÜberlegen – die Rapida 105 ist dieerste KBA-Druckmaschine desUnternehmens und in der neuenHalle gibt es genug Platz für weitereAnschaffungen ...

Technischer „Mercedes“Die 15-Werke-KBA Rapida 105bedruckt sowohl Papier als auchFolien. Außer diesen Bedruckstof-fen verarbeitet sie Kartonagen mithohen Grammaturen sowie einbreites Spektrum an syntheti-schen Materialien, z. B. für dieVerpackung von Süßigkeiten. DerCorona-Turm wirkt antistatisch,was einen stabilen Druck aufFolien ermöglicht. Transparente

Folien können in einem Durch-gang mit Deckweiß oder Gold undanderen Farben bedruckt sowiemit unterschiedlichen Lacken (z.B.Standard-, Hochglanz /Metallic-oder Iriodin-Lacken) veredelt wer-den.

Eine der größten Druckereien in PolenDie Druckerei Graf-Poz wurde imJahr 1987 von ihrem heutigen Inha-ber, dem gelernten Drucker MarekPrzybylski gegründet. Die Anfängewaren nicht ganz einfach, denn inder damaligen Planwirtschaft gab esständig Defizite an Papier und Ver-brauchsmaterialien, so dass eineProduktion nach marktwirtschaftli-chen Gesichtspunkten kaum mög-lich war. Heute ist Graf-Poz eine der größtenDruckereien in Polen und nimmtzugleich eine Spitzenposition unterden Verpackungsdruckern ein. DerBetrieb beschäftigt inzwischen über150 Mitarbeiter. Die Verpackungenwerden in modernen Produktions-hallen mit einer Fläche von knapp2000 m² produziert. Ähnliche Ab -mes sungen hat noch einmal dasLager von Graf-Poz.

Der bei Graf-Poz arbeitende Druckriese istüber 30 m lang – damit ist er die längsteRapida 105 in Europa

Lack ohne Grenzen: 15-Werke-Rapida 105 bei Graf-PozDie polnische Druckerei Graf-Poz in Poznan hat im vergangenen Jahr auf der IPEX in Birmingham den Vertrag über

die Installation der KBA Rapida 105 unterzeichnet, die mit 15 Druck-, Lack- und Trockenwerken eine der längsten in

Europa ist. Danach war es lange ruhig und … da ist sie!


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Die nachfolgenden Betrachtungenbeziehen sich auf die Übertragungniedrigviskoser, also dünnflüssigerUV- und Dispersionslacke ohne undmit Effektpigmenten. Daher soll aufbebilderte Offsetdruckplatten fürdas partielle Auftragen pastöserÖldrucklacke nicht weiter einge-gangen werden.

Lackierformen für den direkten undindirekten LackauftragIn der Regel werden niedrigviskoseLacke direkt aufgetragen. Diesgeschieht heute mit Hilfe einesKammerrakel-Lackierwerkes, früherdienten dazu Walzenlackierwerke.Beide Lackierwerktypen nutzen eindirektes Hochdruckverfahren, dasam ehesten mit dem Flexodruck ver-gleichbar ist. Im Lackierwerk befin-det sich der Lackierformzylinder,auf dem die Lackierform – dasLackiertuch oder die Lackierplatte –meistens eingespannt oder selteneraufgeklebt ist.Niedrigviskose Lacke lassen sichauch indirekt auftragen, wenn-

Lackierformen für niedrigviskoseLackeAls Lackiertücher werden aus-schließlich Gummitücher verwendet:• strippfähige Offsetdruck-Gum-mitücher (die vom Hersteller alsLackiertuch ausgewiesen sein kön-nen, aber nicht müssen) mit einerversiegelten oder offenen Gewebe-schicht (Karkasse) auf der Unter-seite zum Einspannen auf demLackierwerkzylinder;• strippfähige Lackier-Gummitü-cher mit klebstoffbeschichteterUnterseite zum Aufkleben auf denLackierwerkzylinder.

Lackierplatten zeichnen sich ge-genüber Lackiertüchern durch einehöhere Steifigkeit und Verzugssta-bilität aus, wobei diese Eigenschaf-ten durch eine zumeist metallischeBasis verliehen werden:• strippfähige Lackier-Gummitü-cher mit Polyesterfolie (PET) oderAluminiumplatte als Träger auf derUnterseite zum Einspannen auf demLackierwerkzylinder;

gleich die Lackierqualität auf Grundder geringeren Schichtdicke nichtmit dem direkten Lackauftrag mit-halten kann. Wie beim Auftragen

von Öldrucklack nimmt hierbei derDruckformzylinder in der Druckein-heit die Lackierform auf – mit demUnterschied, dass für niedrigviskoseLacke wiederum eine Hochdruck-form benutzt wird. Obwohl diesesPrinzip dem indirekten Buchdruck(Letterset) am nächsten kommt, tau-gen fotopolymere Buchdruckplattentrotzdem nur für einfachste Spotla-ckierungen. Besser geeignet sindharte PVC-Folien auf einer Träger-platte oder spezielle Fotopolymer-platten.

Lackübertragung und -auftrag | Lackierformen; Anwenderbeispiel

Der Druckbetrieb hat sich haupt-sächlich auf die Produktion von Eti-ketten (darunter Selbstklebeetiket-ten) sowie Vollpappeverpackungenspezialisiert, aber er produziert auchAkzidenzdrucksachen. In den Falt-schachteln der polnischen Drucke-rei werden Erzeugnisse bekanntereuropäischer Firmen verpackt, wiezum Beispiel: Cadbury, Stollwerck,Nestlé oder Philips.

Izabella Kwiatkowska

Neben dem Leitstand der 15-Werke-Rapida 105steht links das DensiTronic S-Pult für die densi-tometrische und farbmetrische Inline-Qualitäts -kontrolle

Tücher, Platten und Folien zum LackierenDie Auswahl des optimalen Materials, dessen Verarbeitung zu einer Lackierform und deren Anwendung im Inline-Veredelungsprozess verlangen vom

Offsetdrucker einige Erfahrung. Denn die Übertragung niedrigviskosen Lacks von einer Lackierform auf den Bedruckstoff ist ein Hochdruckverfahren mit eigenen

Gesetzmäßigkeiten.

Fortsetzung von Seite 44

Fortsetzung auf Seite 46

Beispiele für Aufbau und Schneidtiefe vonLackiertüchern an Hand von Duco-Produkten:Das karkassenbasierte Superstrip FB (oben)wird durch Gummidecke und Gewebe in dieleicht zu strippende Kompressionsschichtgeschnitten. Beim Superstrip PB (Mitte) gehtder Schnitt bis auf die schnittbeständige PET-Basis hinunter. Das selbstklebende SuperstripSB (unten) wird durch die Klebeschicht hin-durch geschnitten, so dass das Zylindermetallsichtbar ist


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Lackübertragung und -auftrag | Lackierformen

• strippfähige Lackier-Gummitü-cher mit klebstoffbeschichteterUnterseite für das Aufkleben aufeinen PET-Träger oder auf eine rohebzw. ausgedruckte Aluminium-druckplatte zum Einspannen aufdem Lackierwerkzylinder;• schneidfähige transparenteLackierfolien mit klebstoffbeschich-teter Unterseite für das Aufklebenauf eine Aluminiumdruckplatte(bebildert mit dem Spotlacksujet alsSchneidvorlage) zum Einspannenauf dem Druckplattenzylinder fürdas indirekte Lackieren;• schneidfähige transparenteLackierfolien mit klebstoffbeschich-teter Unterseite für das Aufklebenauf eine Aluminiumdruckplatte oderPET-Druckfolie zum Einspannen aufdem Lackierwerkzylinder;• schneidfähige PVC-Platten mitAluminium- oder PET-Träger zumEinspannen auf dem Druckplatten-zylinder für das indirekte Lackieren;• fotopolymere Spezial- oder Fle-xodruckplatten mit PET- oder Alu-miniumträger zum Einspannen aufdem Lackierwerkzylinder;• fotopolymere Buchdruckplattenmit PET- oder Aluminiumträger zumEinspannen auf dem Druckplatten-zylinder für das indirekte Lackieren.Bei den fotopolymeren Lackierplat-ten handelt es sich meistens umDünnschichtplatten, d.h. sie sind bisca. 1,15 mm dick. DuPont und Flintsind in Europa die führenden Anbie-ter, MacDermid (NAPP) ist in denUSA sehr stark und Toray in Japan.Kodak engagiert sich mit der Flexcelnicht im Lackierplattengeschäft,Asahi bedient den Markt nur biszum Halbformat in verschiedenenDicken.

Konfektionierung und UnterbauKBA bietet verschiedene Lackier-form-Spann- und Klemmsystemefür den Lackierformzylinder an. Alsuniverselles Plattenregistersystemstehen die beiden Lackierform-Stanzbilder von Grapho-Metronicund Bacher Control zur Verfügung.Die zwei verschiedenen Spann-schienenvarianten unterscheidensich in ihrer Handhabung. BeimSchnellspannsystem werden diePlatten über einen Kniehebel miteinem Dorn geklemmt und anschlie-ßend pneumatisch gespannt. Es kön-

nen jedoch nur Lackierplatten –aber mit unterschiedlichen Träger-materialien – eingesetzt werden,Tücher nicht. Beim universellenSpannsystem wird die Lackierformdurch geschraubte Spannschienengeklemmt und muss auch manuellgespannt werden. Im Gegensatzzum Schnellspannsystem könnenhier auch ungeschiente Lacktücherund Lackplatten mit unterschied-lichsten Trägermaterialien einge-setzt werden.PET- und vor allem Aluminiumträgererhöhen nicht nur die Passerstabili-tät des Lacksujets, sie erleichternauch das Einspannen der Lackier-form. PET-basierte Lackiertücherweisen nach Erfahrungen von KBAeine höhere Rutschneigung alsandere Lackierformen auf, soferndas PET nicht über eine mattierteOberfläche verfügt. Aluminiumträ-ger werden hinten abgekantet, wasbei zu starker Beistellung der Ras-terwalze zum Springen an der Kanteführen kann, und folgen beim Span-nen vorn der Rundung des Lackier-formzylinders. Lackierformen sindgeschient bzw.. abgekantet archi-vierbar und für Wiederholungsauf-träge erneut verwendbar.

Um eine optimale Abrollung zugewährleisten, müssen Lackierfor-men meistens mit Unterlagebogenoder -tüchern kombiniert werden.In unterschiedlichen Dicken stehenhierfür harte PET- und PUR-Folienwie auch kompressible Tücher zurAuswahl, je nachdem, ob dieLackierform bereits kompressibelaufgebaut ist oder nicht. Lackierenohne kompressible Struktur istansonsten nur für einfache Spot-und Klebeausspararbeiten praktika-bel. Unterlagematerialien werdenvon den Lackierformherstellernsowie von Spezialanbietern undLackierklischeeanstalten angebo-ten.Für einen direkte Vergleichbarkeitvon Gummitüchern und -platten mitKlebefolien und Fotopolymerplattenwurde in der Marktübersicht alsHärtekennzahl ° Shore A gewählt.Sie gibt Auskunft über die Härte dergesamten Lackierform. Wichtigerals Kompressibilität und Härte, diebeim Punktzuwachs im Rasterfle-xodruck eine größere Rolle spielen,ist für die optimale Übertragung desLackfilms die Druckspannung bzw.Druckbeistellung. Sie muss auf„Kiss Print“, die geringstmöglicheBerührung von Lackierform undBedruckstoff, eingestellt sein. DieLackierform wird kaum verformt,das Lackbild bleibt frei von Quetsch -rändern. Eine Kompressionschichtim Lackierform-Sandwich erweitertden Kiss-Print-Bereich. Grundsätz-lich wirkt sich eine leichte Erhö-hung des Beistelldrucks bei kom-pressiblen Gummitüchern und -plat-ten nicht auf die Drucklänge aus,während bei flexiblen Fotopolymer-formen die Drucklängen über den

Verzerrungsfaktor korrigiert wer-den müssen. Auch die Raster-walze, die das Schöpfvolumen undsomit die Lackübertragsmengebestimmt, sollte mit ge ringst mög -lichem Druck zur Lackierformgestellt werden. Empfehlenswert isthier eine Kontaktstreifenbreite derRasterwalze zur Lackierform von4 mm.Da die Dicken der Lackierformenund kalibrierten Unterlagemateria-lien den Datenblättern der Herstel-ler entnommen werden können,lässt sich die Gesamtdicke desLackierzylinderaufzugs leicht be -rechnen. Auf Grund von Toleranzen,Rundungsfehlern, Kompression undDehnung kann die tatsächlicheDicke dennoch abweichen. Deshalbsollte die Dicke des gesamtenLackierzylinderaufzugs überprüftwerden (siehe Praxistipps).

Reliefarten und StabilitätIn der Praxis werden die Reliefarten„vollflächig“ und „partiell“ unter-schieden. Auch eine Lackierform füreine vollflächige Lackierung stelltein Relief dar, denn der Lackauftragmuss an den Rändern durch tieferliegende Bereiche begrenzt werden.Bei partiellen Lackierungen handeltes sich entweder um so genannteSpotlackierungen oder um Lackaus-sparungen. Spotlackierungen sindein Gestaltungsmittel und konzen-trieren sich auf ausgewählte Seiten-elemente, z.B. Flächen, Bilder,Schriften (bis 6 Punkt klein) Logosoder Linien und Guillochen, umderen Glanz bzw. Mattheit gegen-über dem Bedruckstoff oder ande-ren Seitenelementen zu steigernoder um sie mit Pigmenteffektenherauszuheben. Bei der Glanzkon-trastveredelung mit Öldrucklack aufHybridfarben sind sogar Spotrasterin Bildern möglich. Lackausspa-rungen (Knock-outs) in ansonstenvollflächigen Lackierformsujetsbeschränken sich vor allem auf spä-tere Klebestellen an Faltschachtelnoder auf Eindruck- und Stempelflä-chen.Ein wichtiges Kriterium bei der Aus-wahl der Lackierform ist eine mög-lichst große Relieftiefe, um zwi-schen den erhabenen Druckele-menten das Zusetzen mit Lack zuvermeiden. Mit zunehmender Tiefe

Kompressible Gummitücher lassen sich gutstrippen, weil sich die Kompressionsschicht mitihren offenen Zellen gut als Trennschichteignet Foto: Streb

CAD-Schneiden einesLackiertuchs auf demSchneidplotter EskoKongsberg XE10


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Stand: Frühjahr 2007. Kein Anspruch auf Vollständigkeit. Keine Gewähr für Richtigkeit und weltweite Verfügbarkeit.k.A.: keine Angaben in den Internet-Dokumenten; (M) Empfehlung der Merck KgaA; bei Herstellern, die keine ausgewiesenen Lackiertücher anbieten, wurden strippbare Drucktücher aufgelistet


Produktname

Asahi Photoproducts

k.A.

Atécé

PrintCare SP-D250PrintCare SP-255APPrintCare SSPrintCare N115/135PrintStrip R606

Böttcher

BöttcherTOP 1001BöttcherTOP 1002BöttcherTOP 1004BöttcherTOP 1005BöttcherTOP 1007

Contitech, Phoenix Xtra Print

Conti-Air CrystalConti-Air SpectralConti-Air Violet FSConti-Air EbonyPXP CanyonPXP RubyPXP Topaz/Topaz CaratPXP Tourmaline web

Duco, Birkan

Birkan Super StripBirkan Super Strip 3Birkan Super Strip 4Duco Superstrip FBDuco Superstrip PBDuco Superstrip PB 0824/5Duco Superstrip SBDuco Superstrip UVPB

DuPont Packaging Graphics

Cyrel CL4 P/NCyrel CLAMCyrel FAST FOP 45Cyrel NEOS 45Cyrel NOW 45Cyrel HIQS 45Cyrel HIQS 0,76Cyrel DS2 45Cyrel DPI 45 (in Nordamerika)

Flint Group (Flint, Day International, Day Brasil/Printec)

nyloflex Gold A 116/116 D IInyloflex Seal F 116nyloflex sprint 114/170nyloprintdavidM DuraPeeldavidM QL StripperdayGraphica 3000Gerber Innovations SectorCoat DGGerber Innovations SectorCoat PolyPrintec CoaterPrintec Coater Tac-N-CoatPrintec DualPrintec NaturalPrintec Polyester-backed 115/135Printec Polyester-backed 184/194Sun Ultra Strip-GRL

Folex

folacoat Easyspotfolacoat LP-P-Compfolacoat LT-P-Compfolacoat plus LP-Dfolacoat plus LP-Pfolacoat plus LT-Dfolacoat plus LT-P-Comp

Lackierform

kleinformatige Fotopolymerplatten

PET-Folie-basierte GummiplattePET-Folie-basierte GummiplattePET-Folie-basierte GummiplatteAlu-basierte GummiplattePET-Folie-basiertes Gummituch

PET-Folie-basierte GummiplattePET-Folie-basierte GummiplattePET-Folie-basierte GummiplattePET-Folie-basierte Gummiplattekarkassenbasiertes Gummituch

karkassenbasiertes Gummituchkarkassenbasiertes Gummituchkarkassenbasiertes Gummituchkarkassenbasiertes Gummituchkarkassenbasiertes Gummituchkarkassenbasiertes Gummituchkarkassenbasiertes Gummituchkarkassenbasiertes Gummituch

karkassenbasiertes GummituchPET-Folie-basierte GummiplattePET-Folie-basierte Gummiplattekarkassenbasiertes GummituchPET-Folie-basierte GummiplattePET-Folie-basierte Gummiplatteauf Zylinder selbstkleb. karkass. GummituchPET-Folie-basierte Gummiplatte

PET-Folie-basierte FotopolymerplatteAlu-basierte FotopolymerplattePET-Folie-basierte FotopolymerplattePET-Folie-basierte FotopolymerplattePET-Folie-basierte FotopolymerplattePET-Folie-basierte FotopolymerplattePET-Folie-basierte FotopolymerplattePET-Folie-basierte FotopolymerplattePET-Folie-basierte Fotopolymerplatte

Alu-basierte FotopolymerplattePET-Folie-basierte FotopolymerplattePET-Folie-basierte FotopolymerplattePET- oder Alu-basierte Fotopolymerplattekarkassenbasiertes Gummituchkarkassenbasiertes Gummituchkarkassenbasiertes GummituchPET-Folie-basierte GummiplattePET-Folie-basierte Gummiplattekarkassenbasiertes Gummituchauf Offsetplatte selbstkleb. Gummituchkarkassenbasiertes Gummituchkarkassenbasiertes GummituchPET-Folie-basierte GummiplattePET-Folie-basierte GummiplatteGummituch

auf Offsetplatte o. PET-Träger selbstkleb. FolieAlu/PET-basierte GummiplattePET-Folie-basiertes GummituchAlu/PET-basierte GummiplatteAlu/PET-basierte GummiplattePET-Folie-basierte GummiplattePET-Folie-basierte Gummiplatte

Besonderheiten

kompressibel

kompressibelkompressibel

kompressibel

kompressibelkompressibelkompressibelkompressibelkompressibelkompressibelkompressibelnur für Rollenoffset-Anwend.

kompressibelkompressibelkompressibelkompressibelkompr., Schneiden bis PET-Trägerkompr., Schneiden in Stripschichtkompressibelkompressibel

speziell für Lackierung entwickeltCL4-Modif. von Rudolf Reproflexspeziell für Lackierung entwickelt

für indirekten Lackauftrag

speziell für Lackierung entwickeltspeziell für Lackierung entwickeltfür einfache Spotlackierungenfür einfachsten indir. Lackauftragkompressibelkompressibelkompressibel

harte Polymerbeschichtungkompressibelkompressibelkompressibelkompressibel



kompressibel

Reliefbildung

Filmkopie, Auswaschung

Hand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/Plotterschnitt

Hand-/PlotterschnittHand-/Plotterschnittthermoplast. Strippenthermoplast. StrippenHand-/Plotterschnitt

Hand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittSchnittk.A.Hand-/Plotterschnitt

Hand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/Plotterschnitt

Pos.-/Neg.-kopie, Auswasch.Pos.-/Neg.-kopie, Auswasch.Filmkopie, Thermoentwickl.Filmkopie, AuswaschungFilmkopie, AuswaschungFilmkopie, AuswaschungFilmkopie, AuswaschungLaserbelichtung, AuswaschungLaserbelichtung, Auswaschung

Filmk./Laserbelicht., Wasserausw.Filmkopie, WasserauswaschungFilmkopie, WasserauswaschungFilmkopie, WasserauswaschungHandschnittHand-/Plotterschnittk.A.Hand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/Plotterschnittk.A.Hand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/Plotterschnitt

Hand-/PlotterschnittPlotterschnittPlotterschnittHandschnittPlotterschnittHandschnittPlotterschnitt

Marktübersicht LackierformenDicken (mm)

k.A.

k.A.k.A.k.A.1,15; 1,35k.A.

1,171,961,151,351,96

1,69; 1,951,951,69; 1,951,69; 1,951,961,70; 1,961,961,70; 1,96

1,951,301,951,68; 1,951,15; 1,30; 1,35; 1,401,95; 2,160,96; 1,05; 1,68; 1,951,95

1,141,14; 1,551,141,141,141,140,761,141,14

1,161,161,14; 1,700,73…0,951,70; 1,961,961,70; 1,961,571,141,70; 1,961,70; 1,961,70; 1,961,70; 1,961,15; 1,351,84; 1,941,70; 1,96

1,151,15; 1,351,15; 1,351,151,151,151,15; 1,35

Reliefs (mm)

k.A.

k.A.k.A.k.A.k.A.k.A.

0,700,80; 1,600,80; 1,600,80; 1,600,90

ca. 0,5k.A.ca. 0,5k.A.mind. 0,8k.A.k.A.k.A.

ca. 0,80,95ca. 0,80,7; 0,80,95ca. 0,95ca. 0,95ca. 0,8

0,4…0,90,4…0,90,4…0,60,6…0,80,6…0,80,6…0,8ca. 0,40,4…0,60,4…0,6

k.A.k.A.k.A.0,4…0,7k.A.k.A.k.A.k.A.k.A.ca. O,8ca. O,8k.A.ca. O,8k.A.k.A.ca. 1,0

1,15k.A.k.A.k.A.k.A.k.A.k.A.

Sh.A-Härte

k.A.

k.A.k.A.k.A.k.A.k.A.

79°79°78°78°77°

78°80°79°78°75°78°80°77°

74°88°74°77°88°88°88°82°

65°65°75°70°76°76°> 76°70°63°

77…78°70…73°77°/66°sehr hart75°76°78°k.A.k.A.75°75°79°78°k.A.k.A.77°

k.A.k.A.k.A.k.A.k.A.k.A.k.A.

Lacke

k.A.

Disp.Disp.Disp.Disp.Disp.

UV, Disp.UV, Disp.UV, Disp.UV, Disp.UV, Disp.

UV, Disp.k.A.UVPerlglanz (M)k.A.UVPerlglanz (M)Disp., Rubbel, Gummi

UV, Disp.UV, Disp.UV, Disp.UV, Disp.UV, Disp.UV, Disp.UV, Disp.UV

UV, Disp., Perl, MetallUV, Disp., Perl, MetallUV, Disp., Perl, MetallPerl (M), Met., UV, D.Perl (M), Met., UV, D.Perl (M), Met., UV, D.UV, Disp., ÖlUV, Disp., Perl, MetallUV, Disp., Perl, Metall

UV, D., Perl, Met., DWUV, D., Perl, Met., DWUVUV, Disp.UV, Disp.UV, Disp.Perlglanz (M)UV, Disp.Disp.UV, Disp.UV, Disp.UV, Disp.Disp.UV, Disp.UV, Disp.UV, Disp.

Disp., (UV testen)Disp., Perlglanz (M)Disp.Disp., Perlglanz (M)Disp., Perlglanz (M)Disp.Disp.


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Produktname

folacoat plus LT-Pfolacoat UV LT-Dfolacoat UV LT-P

Grapholine

Stripper AStripper UV

Hydro Dynamic Products

HDP Stripper UVHDP Stripping Blanket

Kinyo

Air-Tack Type JS7400

Kruse

VarnilackVarniplateVarniplate 70

MacDermid (Rollin, NAPP)

ElastostripHighlight (nur in Amerika)PCResil (nur in Amerika)PolyBlanket (nur in Amerika)PolyBlanket adhesive b. (n. in Am.)PolystripRC3/RC4 (nur in Amerika)RC370/RC470 (nur in Amerika)NAPPcoat CNF (nur in Amerika)NAPPcoat GLX (nur in Amerika)

Meiji

Perfect Dot MXPerfect Dot QR

Nessmann

Spot Coat 50 TRSpot Coat TR 50 WMSpot Coat 100Strip Plate 5 LStrip Plate 13 KRStrip Plate Poly

Novurania

Spot303 Revolution

Pavan

Super Coat Eco/PlusMaster Strip (Duco)

Prisco

Priscolith Conti-Air Crystal

Reeves, Gans Ink

Vulcan UVVulcan 714 StrippableVulcan Royal Form UVVulcan IrioVulcan/Gans 2000 plusGans 893/894Gans ISO.Spec

Sava Tech

Advantage EPDM Red/BlackAdvantage UV dualAdvantage NewStripping 1&2

SRI Hybrid

Sumitomo ST 800

Toray

Toreflex LT-114R/DR

Lackierform

PET-Folie-basierte GummiplattePET-Folie-basierte GummiplattePET-Folie-basierte Gummiplatte

PET-Folie-basierte GummiplattePET-Folie-basierte Gummiplatte

PET-Folie-basierte GummiplattePET-Folie-basierte Gummiplatte

auf Zylinder selbstklebendes GummituchGummituch

auf Offsetplatte selbstklebende FoliePET-Folie-basierte ElastomerplattePET-Folie-basierte Elastomerplatte

karkassenbasiertes Gummituchkarkassenbasiertes Gummituchauf Zylinder selbstklebendes GummituchPET-Folie-basierte Gummiplatteauf Zyl. selbstkleb. PET-Folie-b. GummiplattePET-Folie-basierte GummiplattePET-Folie-basierte Gummiplatteauf Zylinder selbstkleb. Karkass. GummituchAlu-basierte FotopolymerplatteAlu-, Stahl- oder PET-bas. Fotopolymerplatte

karkassenbasiertes Gummituchkarkassenbasiertes Gummituch

auf Offsetplatte o. PET-Träger selbstkleb. Folieauf Offsetplatte o. PET-Träger selbstkleb. Folieauf Offsetplatte o. PET-Träger selbstkleb. FolieAlu/PE-basierte PVC-OffsetplatteAlu-basierte GummiplattePET-Folie-basierte Gummiplatte

PET-Folie-basierte Gummiplattekarkassenbasiertes Gummituch mit PET-Kern

auf Offsetplatte selbstklebende Foliekarkassenbasiertes Gummituch

karkassenbasiertes Gummituch

PET-Folie-basierte GummiplattePET-Folie-basierte Gummiplatteauf Offsetplatte selbstklebendes Gummituchkarkassenbasiertes Gummituchkarkassenbasiertes Gummituchkarkassenbasiertes Gummituchauf Zylinder selbstklebendes Gummituch

karkassenbasiertes Gummituchkarkassenbasiertes Gummituchkarkassenbasiertes Gummituchkarkassenbasiertes Gummituch

k.A.

PET-Folie-basierte Fotopolymerplatte

Besonderheiten

kompressibel

urspr. für Schmalbahndruck entw.kompressibel

für indirekten Lackauftragimmer m. kompr. Unterl. Varnicompimmer m. kompr. Unterl. Varnicomp

kompressibelkompressibelkompressibel



für indirekten Lackauftragfür indirekten Lackauftrag

für indirekten LackauftragPVC-DeckePVC-Decke

kompressibelkompr., isotrop. Verzugsstabilität

kompressibel

kompressibel

kompressibelkompressibelkompressibel


kompressibelkompressibelkompressibelkompressibel

Reliefbildung

PlotterschnittHandschnittPlotterschnitt

Hand-/PlotterschnittHand-/Plotterschnitt



Hand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/Plotterschnitt

Hand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittFilmkopie, WasserauswaschungFilmkopie, Wasserauswaschung


HandschnittHandschnittHandschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHandschnitt


HandschnittHand-/Plotterschnitt

Hand-/Plotterschnitt

Hand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHandschnittk.A.Hand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/Plotterschnitt

Hand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/PlotterschnittHand-/Plotterschnitt

k.A.

Filmkopie, Wasserauswaschung

Dicken (mm)1,151,151,15

1,70; 1,95 1,70; 1,95

k.A.k.A.

0,95; 1,052,50

0,53; 0,681,15; 1,351,15; 1,35

1,951,70; 1,961,041,141,241,141,70;1,961,70;1,961,141,14; 1,70

1,961,96

0,500,501,000,85; 0,951,20; 1,301,15; 1,35

1,15; 1,35; 1,551,95

k.A.k.A.

1,69; 1,95

1,70; 1,961,70; 1,960,90; 0,95; 1,00; 1,05k.A.1,70; 1,961,70; 1,96k.A.

1,69; 1,951,69; 1,95k.A.k.A.

k.A.

1,14

Reliefs (mm)k.A.k.A.k.A.

k.A.k.A.

0,50k.A.

k.A.k.A.

0,53; 0,680,80; 1,000,80; 1,00

k.A.k.A.k.A.k.A.k.A.0,89k.A.k.A.k.A.k.A.

k.A.k.A.

0,500,501,000,550,900,80; 1,00

0,80; 1,00; 1,201,20

k.A.ca. 0,8

ca. 0,5

0,76; 1,020,76; 1,02k.A.k.A.0,76; 1,020,76; 1,02k.A.

k.A.k.A.k.A.k.A.

k.A.

k.A.

Sh.A-Härtek.A.k.A.k.A.

k.A.k.A.

82°k.A.

87°74°

> 100°85°70°

77°74°77°74°74°75°78°78°k.A.k.A.

80°81°

115°85°75°85°75°75°

85°80°

k.A.72°

78°

k.A.k.A.k.A.k.A.k.A.k.A.k.A.

k.A.k.A.k.A.k.A.

k.A.

k.A.

Lacke

Disp.UV, Disp.UV, Disp.

Disp.UV

UVDisp.

UVPerlglanz (M)

UV, Disp., ÖlUV, Disp.Disp.

UV, Disp.Disp.UV, Disp.Disp.Disp.Disp.UV, Disp.UV, Disp.UV, Disp.UV, Disp.

Disp.UV

UV, Disp., ÖlDisp., ÖlUV, Disp., ÖlUV, Disp., ÖlUV, Disp., ÖlUV, Disp., Öl

UV, Disp.UV, Disp.

Disp.UV, Disp.

UV, Disp.

UVDisp.UVPerlglanz (M)matte/granul. Disp.Disp.Disp.

UVUVPerlglanz (M)Disp.

Perlglanz (M)

UV, Disp.

Stand: Frühjahr 2007. Kein Anspruch auf Vollständigkeit. Keine Gewähr für Richtigkeit und weltweite Verfügbarkeit.k.A.: keine Angaben in den Internet-Dokumenten; (M) Empfehlung der Merck KgaA; bei Herstellern, die keine ausgewiesenen Lackiertücher anbieten, wurden strippbare Drucktücher aufgelistet


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kann allerdings die Stabilität desReliefs abnehmen, vor allem an fei-nen, schmalen Elemente. Bei Foto-polymerplatten spielt das kleinstefreistehende Linien- und Punktele-ment für Lackierarbeiten keineRolle. Hier sind die Elemente nichtso fein wie im Rasterflexodruck; derKompromiss zwischen Druckfläche,Flankenwinkel, Versockelung undgenügend tiefem Abstand zumbenachbarten Element wird nichtausgereizt. Anders bei geschnitte-nen und gestrippten Lackierformen.Senkrechte Schnitte können dazuführen, dass filigrane Elemente seit-lich einwirkenden Scherkräften aufDauer nicht standhalten und sichverformen oder wegbrechen. Des-halb sollte zumindest beim Hand-schnitt in Gummi auf eine leichteFlankenneigung geachtet werden.

RelieferzeugungSchneiden und Strippen (Abhe-ben, Ablösen) sind zwei Arbeits-schritte, bei denen mit der Handoder per Computer-to-Plate mittelsSchneidplotter in ein Gummituchoder eine Gummiplatte eine Lack-sujetkontur geschnitten wird und

die lackfrei bleibenden Gummipar-tien abgezogen werden. Grundsätz-lich lässt sich jedes Drucktuch mehroder weniger gut schneiden undstrippen. Ob ein Drucktuch auch alsLackiertuch taugt, hängt nicht nurvon der Leichtigkeit ab, mit der sichdas Strippen ausführen lässt. Wei-tere wichtige Kriterien sind dieLackannahme- und Lackübertra-gungsfähigkeit der Deckschicht,deren Quellbeständigkeit gegen-über Öldruckfarben sowie den ver-schiedenen Lackarten und entspre-chenden Waschmitteln.Beim Strippen kann die kompressi-ble Schicht eines Gummituchs eineentscheidende Rolle spielen: Wirdin kompakte Schichten hineinge-schnitten, ist das Ablösen dergeschnittenen Partien ziemlichschwierig. Offene Zellstrukturenerleichtern dagegen das Ablösen.Vorteilhaft für das Ablösen istimmer, wenn das Hinunterschnei-den bis auf die Trägerschicht (Poly-ester, Aluminium) möglich ist, wasvor allem bei dünneren Tüchernpraktiziert wird. Einige Herstellerpropagieren inkompressible, tiefschneidbare Lackiertücher und

dafür ein kompressibles Unterlage-tuch. Andere Hersteller nutzen diekompressible Schicht des Lackier-tuchs als Trennschicht, bis in diehineingeschnitten werden kann undvon der sich die geschnittenen Par-tien leicht ablösen lassen.Für den Handschnitt gibt esSchneid- und Abhebwerkzeuge,eventuell ergänzt mit Heizplattenfür leichteres Ablösen. Zunächstaber muss auf die opake Gummi-deckplatte das Lacksujet alsSchneidvorlage kopiert werden.Diese Anhaltekopie ist am einfachs-ten mit Hilfe einer lichtempfindli-chen Diazoschicht auf dem Gummiherzustellen, die wie eine analogeDruckplatte durch einen Diapositiv-film belichtet und dann entwickeltwird. Transparente Folien, die aufAluminiumträger geklebt werdenmüssen, bringt man klugerweise aufAluminiumdruckplatten auf, die mitdem Sujet bebildert wurden.Schneidplotter werden mit CAD-Daten gesteuert, die z.B. in einerVerpackungsdesign-Software oderauf der Basis von Layoutdatenerzeugt werden. Das Ablösen dergeschnittenen Elemente muss aberauch hier manuell erledigt werden.Einige ausdrücklich plotterschneid-bare Tücher und Platten sind miteiner Kratzschutzfolie oder Gleit-schicht überzogen, die nach demPlotten zu entfernen ist.Fotopolymerplatten werden in derMehrzahl durch eine Kopiervorlagemit UV-Strahlung bebildert und mitWasser oder einem Lösemittel aus-gewaschen und nachbelichtet.Inzwischen gibt es auch fotopoly-mere Lackierplatten, die digital miteinem Laser belichtet werden;Lasergravur ist hierfür noch nichtverfügbar. Und wie im Offset-CtPwerden auch für das Lackierenbereits chemiefreie Platten angebo-ten, an deren UV-Bebilderung sicheine trockene Thermo-Entwicklung(z.B. DuPont Cyrel FAST) anschließt.

Selber machen oder machen lassen?Während Gummi- und Folienformenmeistens in den Druckbetrieben miteinem Relief versehen werden, beimSchneiden auf dem Zylinder sogarvom Drucker selbst, werden fotopo-lymere Lackierformen fast aus-schließlich von spezialisiertenDienstleistern gefertigt. Für Dru-ckereien lohnt es sich meistensnicht, in Belichtungs- und Entwick-lungstechnik für Fotopolymerplat-ten zu investieren, die dann höchst-wahrscheinlich nicht ausgelastetwird.In den Preisvergleich zwischen denverschiedenen Lackierformtechno-logien wird viel zu selten der für dieDruckerei verbleibende Aufwandeinbezogen. Eine fertig gelieferteGummi- oder Fotopolymerform magteurer sein als ein selbst gestripptesLackiertuch, aber der erheblicheeigene Zeitaufwand für die Sujet-übertragung, das Schneiden undStrippen muss bei einem Lackier-tuch eben mit eingerechnet wer-den. Ob das – selbstverständlich inAbhängigkeit von der Kompliziert-heit des Sujets – unterm Strichimmer günstiger ist, sollte jede Dru-ckerei unbedingt prüfen. Immermehr Druckereien tun dies offenbarund setzen inzwischen verstärkt auffertig gelieferte Lackierplatten.Darunter ist ein wachsender AnteilFotopolymerplatten zu verzeichnen.Längst kommen Fotopolymerplattennicht mehr nur bei besonders fili-granen Lacksujets mit hohen Regis-teranforderungen zum Einsatz, son-dern auch bei einfacheren Lackier-arbeiten wie das Aussparen vonKlebestellen.Dieter Kleeberg

Auf einem Plotter geschnittenes und anschließend manuell gestripptes und geschientesLackiertuch mit Klebelaschenaussparungen für die 74 Karat von KBA Foto: Kleeberg

Zyklus einer Lackier-Gummiplatte für eine KBA Rapida 142 bei STI Group, Lauterbach (Deutschland): CAD-Daten der Faltschachtel anlegen, Lackaussparungen am Dummie prüfen, Platte auf dem Plotterschneiden, Spannlöcher ausbrechen, Gummischicht flach abziehen, fertig gestrippte Lackierplatte, Platte einspannen, Platte nach Druck herausfahren Fotos: Streb


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Berechnung des Verzerrungsfaktorsfür LacksujetsBei der Relieferzeugung auf einerLackierform – ganz gleich, ob Hand-schnitt, Plotterschnitt, UV- oderLaserbebilderung – muss unbedingtdie Verzerrung des Sujets berück-sichtigt werden. Denn durch dieZylinderkrümmung fächert sich dasRelief in Abwicklungsrichtung auf,so dass das Lacksujet entsprechendverkürzt werden muss. Je höher dieFormatklasse, umso geringer istzwar die relative Verzerrung, aberdurch den höheren Zylinderumfangist die absolute Längendifferenz zwi-schen Lack- und Drucksujet trotz-dem bemerkenswert.Zielgrößen:K (in mm): Krümmung, Verzerrungs -wertD (in %): Verzerrungsfaktor, relativeDistorsion, prozentuale Lacksujet-verkürzungEinflussgrößen:s (in mm): Relieftiefeu (in mm): Umfang des Lackierform -zylindersd (in mm): Durchmesser des Lackier-formzylindersπ: Verhältnis von Umfang zu Durch-messer (3,14…) des ZylindersFormeln:K = 2πsu = πdD = (K / u) · 100 %

= (2πs / πd) · 100 %= (2s / d) · 100 %

Konsequenz:Die Lacksujetlänge muss in Abwick-lungsrichtung um den Verzerrungs-faktor D verkürzt werden, z.B. von100 % um D = 0,5 % auf 99,5 %.Die Bedruckstoffdicke sowie dieGesamtdicke der Lackierform ein-

schließlich Unterlagen haben überden Zylinderdurchmesser d einensich gegenseitig nicht gänzlich auf-hebenden Einfluss, der deshalb denVerzerrungsfaktor D noch geringfü-gig verändern kann. Bei Fotopoly-merplatten vergrößert außerdem dieDruckbeistellung den Verzerrungs-faktor. In der Praxis wird oft mitDurchschnittswerten gerechnet:Halb- und Mittelformat 0,7 %, Groß-format 0,6 %, Supergroßformat 0,5 %.Extremwerte sind 0,2 bis 1,0 %.

Problemloses Schneiden und StrippenManuell geschnitten und gestripptwird mit speziellen Messern undahleartigen Abhebwerkzeugen. Beigeraden Kanten empfiehlt sich dieZuhilfenahme eines Lineals ausMetall. In eckigen Aussparungenmüssen sich die Schnitte in denEcken berühren, damit beim späte-ren Strippen keine Gummirestezurückbleiben. Das abzuhebendeMaterial wird langsam in einem fla-chen Winkel abgezogen, und zwarimmer von Ecken und Kanten weg,um das unbeabsichtigte Abhebender verbleibenden Elemente zu ver-meiden. Derartige Pannen lassensich mit speziellen Reparaturkle-bern, z.B. folex folaglue, beheben.

Lackierformzylinder wöchentlichwartenSchutzgitter nach oben fahren undPlattenspannschienen (1) mit Tip-pen in den Sichtbereich drehen;Maschine gegen Wiederanlaufsichern; Spannschienen säubernund leicht einsprühen; Stellschrau-ben (2) und andere bewegliche Teiledurch die Durchbrüche der Abde-ckungen hindurch säubern undleicht einsprühen; überschüssigen

Schmierstoff sorgfältig entfernen.Zum Einsprühen Spray Nr. VI (beiDispersionslack-Einsatz) und Nr. VII(bei UV- und Wechselbetrieb) ver-wenden – siehe KBA-Schmierstoff-übersicht 8-1 … 8-4.

Archivieren benutzter LackierformenGrundsätzlich sollten Lackierfor-men gut gereinigt und mit einemschützenden Papierbogen auf derOberfläche kühl und trocken archi-viert werden. Platten mit Alumini-umträger lassen sich stehend oderhängend lagern, alle anderen hän-gend oder aufgerollt. Fotopolymer-platten müssen außerdem vor Tages-licht geschützt werden.

Troubleshooting bei Lackierformen inder DruckmaschineEmpfehlungen und Erfahrungen derFirma folexDer Lackierformträger reißt einoder bricht:1. Der Träger wurde insgesamt oderpartiell zu tief eingeschnitten. Dadies häufig bei einlagigen Trägernvorkommt, bietet sich ein Produktmit zusätzlichem PET-Laminat alsSchneideschutz an.2. Bei Wiederholungsaufträgenermüden Aluminiumplatten sehrschnell durch abermaliges Biegen ander Abkantung und können dort rei-ßen. Prüfen Sie Ermüdungsstellenvor dem Einspannen. PET-Trägersind elastischer und weniger anfäl-lig, halten aber weniger Drucke aus.3. Die Pressung zwischen Raster-walze und Lackierform ist zu hoch,

Praxistipps aus dem KBA-Lackseminar

Grafik: folex

Messung der Dicke des Lackierformzylinderaufzugs

Außerhalb der Maschine: mit einer Dicken -messuhr – Einspannen des gesamte Sandwich,Messen mit definiertem Messfühler druck,auch Dickenmessung einzelner Komponentenmöglich Foto: Streb

In der Maschine: mit dem Fischer DeltascopeMP 30 E-SZ – er errechnet die Dicke auf Grundder Schwächung der Magnetfeldstärkebezüglich des Zylinderdurchmessers und -metalls Foto: Streb

In der Maschine: mit dem PITSID-Aufzugsmessgerät, Version L (50 cm) – ruht auf dem Schmitz-bzw. Messring oder der frei gebliebenen Zylinderoberfläche und errechnet die Gesamtdicke derLackierform; auch für Gummituch- und Plattenzylinder geeignet (Foto: Messen einer Nessmann-Lackierform an einer KBA Rapida 105 bei Mundschenk Druck + Medien, Kropstädt)

Foto: folex


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weil der Unterbau zu hart oder zuzu dick ist.Die Rasterwalze springt:1. Grundsätzlich ist die Abwicklungnicht korrekt.2. Die Rasterwalze hat zu viel Pres-sung zur Lackierform. Es genügengleichmäßige 4 mm Lackstreifen-breite.3. Eine kompressible Unterlage bzw.Lackierform reduziert von vornherein dieses Problem.Das Lackbild hat Fehlstellen:1. Die Druckbeistellung des Lackier-formzylinders ist zu gering, alsounter Kiss-Print-Einstellung.2. Die Lackierformgesamtdicke istzu gering. Der Unterbau musserhöht werden.3. Die Lackschichtdicke ist zu nied-rig. Gründe können eine ver-schmutzte oder vom Schöpfvolu-men her ungeeignete Rasterwalzesein, oder die Rasterwalze hat zugeringen Kontakt zur Lackierform;bei großen Formaten kann die Ras-terwalze nicht biegesteif genugsein. Auch können die Lackübertra-gungseigenschaften der Lackier-form (z.B. bei Gummitüchern, dieeigentlich nur für die Farbübertra-gung vorgesehen sind) schuld sein.4. Der Karton hat eine minderwer-tige Qualität, die sich in einer hohenDickentoleranz zeigt.Druckfarbe baut sich häufiger undschneller auf der Lackierform auf:1. Die Druckbeistellung ist weitüber der Kiss-Print-Einstellung, sodass die Belastung auf dem frischenDruck zu hoch ist und Druckfarbe

abgerieben wird. Die Druckbeistel-lung muss reduziert und möglichstmit einer kompressiblen Unterlagestabilisiert werden.2. Die Lackschichtdicke ist zu nied-rig (siehe oben).3. Die Druckfarbenmenge bzw.Farbbelegung ist extrem hoch, oderes wurden hochpigmentierte Far-ben oder Metallpigmentfarben ver-wendet.4. Schlecht oder nicht saugfähigeBedruckstoffe wie Pergamentpapier,metallisierte oder folienbeschich-tete Papiere verringern die Anhaf-tung der Farbe.5. Bei grobem Karton muss in derRegel mehr Pressung im Lackier-werk gegeben werden, was denFarbaufbau fördert.Lack baut sich auf der Lackier-form auf:1. Die Relieftiefe ist zu gering.2. Der Lack hat nicht die ideale Vis-kosität.3. Der Lackauftrag ist zu hoch.4. Am Druckanfang der Lackier-form schlägt die Auftragswalzegegen die Polymerschicht. Abwick-lung überprüfen, eventuell hartegegen kompressible Komponentenaustauschen.

Unterbau exakt zusammenstellenZu harte Lackierformen neigen zurBildung von Quetschrändern, selbstwenn die Druckbeistellung stimmt.Experten empfehlen deshalb in derLackierform oder im Unterbau einekompressible Struktur. Beispiels-weise folex, Kruse und Nessmannbieten Lösungen mit kompressiblenUnterlagen an, so dass die Lackier-form nur aus dem PET-Träger, einemschneidfesten PET-Laminat und derPolymerdeckschicht besteht, die tiefhinunter auf das Laminat geschnit-ten werden kann. Wird eine kom-pressible Lackierform benutzt, kannauf kompressible Schichten imUnterbau verzichtet werden. Beiden inkompressiblen Bogen imUnterbau sind nicht beliebige Mate-rialien geeignet. Sie müssen übereine definierte Dicke verfügen.Hierfür wurden so genannte kali-briertre Unterlagebogen entwickelt.Sie können aus Papier bestehen,neu ist ein extrudierter, leicht kom-pressibler Foliensandwich aus Polyu-rethan (PUR) und Polyester (PET)von der italienischen Firma Finito.

Auswahl der LackierformFür kleine Auflagen genügen oftsimple Einweg-Lackierformen oderselbstklebende Polymerfilme.Ansonsten sollten Gummitücherbzw. -platten mit Kompressions-struktur oder Fotopolymerplattenverwendet werden. Die Standfestig-keit kompressibler Lackierformenkann über mehrere Auflagenwieder-holungen 2 bis 3 Mio. Drucke betra-gen, je nach der Konzentration dermechanischen Belastung auf Grundlackfreier Flächen. Fotopolymerplat-ten erreichen ähnliche Zahlen.Kompressible Lackierformen redu-zieren den Lackverbrauch – eine fei-nere Rasterwalze vorausgesetzt –durch „Anschmiegen“ an denBedruckstoff. Außerdem absorbie-ren sie Bedruckstoffknautscher und-falten ohne Deformation.Fotopolymerplatten sind bei kompli-zierten Lackiersujets ohne Alterna-tive. Ihre betriebsexterne Herstel-lung ist oft kostengünstiger als dasSchneiden per Hand oder Plotterund das Strippen per Hand bei Gum-miformen, so dass sie fast immereine Alternative sind.

Glanz hängt auch von Lackierform abLackierformen mit „High Gloss“-Gummioberfläche, d.h. mit geringerRauigkeit bzw. ohne Aufrauung,können zur Erhöhung des Glanzgra-des beitragen, insbesondere bei UV-Hochglanz- und Effektpigmentla-cken. Die Oberflächenspannung desGummis sollte mehr als 32 mN/mmbetragen. Einfluss hat auch die Plan-parallelität der Lackierform, damitder Lack über eine gleichmäßige,ebene Kontaktfläche übertragenwird.

Reinigungsmittel für Lackierformen

Perfekte Kiss Prints (oben) bei optimaler Druckbeistellung und Quetschränder (unten) bei zuhohem Druck – diese Erscheinungen zeigen sich gleichermaßen deutlich an einem Spotlack -element (links) und beim Einsatz von Goldlack (rechts), jeweils gedruckt mit FotopolymerplattenFotos: Flint Group

Kompressibles ContiAir-UnterlagetuchFoto: folex

Kalibrierter Unterlagebogen aus einem PUR-PET-Sandwich Foto: Streb

Kalibrierter Unterlagebogen aus synthetischemPapier Foto: Streb

Dispersionslacke

UV-Lacke

ZU VERMEIDEN

Gummitücher/-platten

Waschbenzin-Wasser-Gemisch(1+1), IPA-Wasser-Gemisch (1+1),warmes Wasser, getestete Gummi-tuchreinigungsmittel*

IPA, getestete Spezialreinigungs-mittel*

nachfettende und langsam ver-dunstende Reinigungsmittel

Fotopolymerplatten

Wasser, IPA-Wasser-Gemisch (1+1), IPA-Wasser-Tensid-Gemisch, reines IPA (vorhertesten, ob Platten quellen/aufweichen)

IPA, IPA-Wasser-Gemisch (1+1), reines IPA(vorher testen, ob Platten quellen/aufweichen)

Reinigungsmittel auf der Basis vonKohlenwasserstoffen (insbesondere Benzineder Gefahrenklassen A-III, A-II und A-I mitFlammpunkt von 0 bis 100 °C) und Planzenölsowie Farblöser und Reinigungsmittel für UV-Farben und Gummitücher

*) Hersteller von Gummituch- und Spezialreinigungsmitteln sind z.B. Brenntag, Day International(Varn), DC Druck-Chemie, FujiHunt, huber group, Helmut Siegel, VEGRA


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Lackanwendungen | Wasserlosoffset

KBA ist Wasserlos-PionierDer wasserlose Offsetdruck mitInline-Lackierung hat sich schon vorvielen Jahren etabliert – im Prinzipzur selben Zeit, als die Inline-Lackierwerke auch für den Nassoff-set aufkamen.Im wasserlosen Offsetdruck wieauch bei der Inline-Lackierunghaben KBA und die Tochtergesell-schaft KBA-Metronic schon frühzei-tig eine Vorreiterrolle übernom-men. Die Rasterwalzen-Technologiehielt dabei schon vor dem Kammer-rakel-Lackierwerk im Offsetfarb-werk Einzug, das deshalb kompak-ter ist und ohne Farbzonen-Stellelemente auskommt. Diezonen schraubenlose Kurzfarbwerk-technik für den wasserlosen Offset-druck wurde schon in den frühen1990er Jahren in den Einzelkarten-Druckmaschinen OC100/OC200der heutigen KBA-Tochter Metronicverwendet – und das zugleich inVerbindung mit UV-Farben und UV-Lack. Bedruckt werden in den OC-Maschinen überwiegend PVC/ABS-Mono-Plastikkarten, z.B. Prepaid-Telefonkarten.Mittlerweile wird schon in vielenBereichen der wasserlose Offset-druck mit UV-Farben (WLUV) inVerbindung mit Inline-UV-Lackie -rungen eingesetzt. Dies gilt – über-wiegend mit „langen“ Farbwerken –für den Bogenoffsetdruck auf Kar-ton für Faltschachteln und Displays,für den Druck auf Plastik und metal-lisierten Folien sowie für den

Schmalbahn-Offsetdruck, der häufigbei Etiketten zum Einsatz kommt.Konsequent mit Kurzfarbwerkenarbeitet die Genius 52, die inzwi-schen ausschließlich als Genius52UV der KBA-Metronic vermarktetwird. Neben ihrer Bedienungs-freundlichkeit und Platz sparendenKonzeption zeichnet sich dieseMaschine durch ihre überlegeneBedruckstoffvielfalt auf Papier, Kar-ton und Plastik (bis 0,8 mm!) aus.Beim renommierten schwedischenPlastikdruckspezialisten Inplastorwurde erstmalig die Genius 52UVmit einem UV-Lackierwerk inQuetsch walzen-Ausführung undeiner extra langen Verlaufstreckeausgestattet. Beide Features sorgenfür einen außergewöhnlich hohenGlanzgrad: Die Quetschwalzenerlauben einen Lackauftrag in opti-maler Schichtdicke, und auf derüber sechs Meter langen Verlauf -strecke kann diese Schicht ihre opti-male Glätte ausbilden. Auf dieseWeise kommt der Glanz derbedruckten und lackierten Kartendem Glanz und der Scheuerfestig-keit von laminierten Karten schonsehr nahe. Inplastor setzt diese Kon-figuration für den Druck von SmartCards aller Art, sogar für unterhohen Sicherheitsvorkehrungenproduzierte Bank- und Kreditkartenein. Smart Cards, die Plastikkartenmit digitalen Speicherelementenund Funktionalität in Verbindungmit elektronischen Systemen, sindein boomender Markt.

Die mit Direct-Imaging-Technolo -gie arbeitende Vierfarbenmaschine74 Karat arbeitet mit oxidativ-weg-schlagend trocknenden Wasserlos-farben und wird inzwischen nahezuausschließlich mit einem Lackier-werk für Dispersionslack ausgelie-fert. Diese Konfiguration entsprangdem Wunsch der Karat-Anwendernach einer schnelleren Weiterver-arbeitbarkeit der Drucke angesichtskurzer Liefertermine.

Lackierqualität profitiert vomWasserlos-ProzessDer Einsatz von Lacken im wasser-losen Offsetdruck mit oxidativtrocknenden oder UV-härtendenFarben hat Vorteile, da kein Wasserund Isopropylalkohol im Druckpro-zess vorhanden sind. Allein durchdie Abwesenheit eines Feuchtmit-tels besitzen diese Druckfarbeneinen höheren Eigenglanz. Logisch,dass von dieser „Glanzbasis“ die

Der Farbannahme-Kontrollstreifen von Druck & Beratung D. Braun für den Wasserlos-UV-Offsetdruck in seiner aktuellen Version H-2/05 – wie bisher in Dreiecksgeometrie. Da die Wasserlosfarbenauch im WLUV-Offset etwas höhere Tackwerte besitzen, können bei dreieckigen Messfeldern die Abrisskräfte bei der Farbspaltung („quick release“) zwischen Gummituch und Bedruckstoff leichterüberwunden und das Farbannahmeverhalten des Bedruckstoffs realistisch dargestellt werden. Quadratische Messstreifenfelder würden vor allem bei dünnen Folien wegen deren Rollneigung anden Quadratkanten zu unerwünschten Effekten führen. Die einzelnen Felder erlauben natürlich auch die Auswertung mit einem Densitometer oder Spektralfotometer.

Die Einzelkarten-Druckmaschine KBA-MetronicOC200 produziert im Wasserlos-UV-Offsetdruck.In acht Einheiten mit zonenschrau ben losenKurzfarbwerken werden die Plastikkartenpaarweise bedruckt und inline UV-lackiert.

Auch der Lack wird über ein Farbwerk aufgebracht (Foto unten). Das Auftrageneines sofort zwischengetrockneten UV-Primers vor der ersten Druckfarbe wirdebenfalls auf diesem Übertragungs-weg erledigt. Eine Wendeautomatikam Ende der Druckstrecke sorgt fürdas beidseitige Bedrucken und Ver-edeln der Karten.

Einsatz von Dispersions- und UV-Lack im wasserlosen OffsetdruckDer wasserlose Offsetdruck mit konventionell trocknenden wie auch UV-härtenden Druckfarben zeichnet sich durch eine

besonders hohe Druckqualität aus. Oft wird er mit weiteren High-end-Technologien wie der frequenzmodulierenden

Rasterung und der Farbraumerweiterung verknüpft. Die Krönung ist auch hier die Inline-Lackierung.


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Lackanwendungen | Wasserlosoffset

Lackierqualität profitiert: Die Glanz-werte liegen um 3 bis 4 % höher alsbei der Inline-Lackierung im Nass -offset!Da vor dem Lackieren kein Feucht-mitteltransfer auf den Bedruckstofferfolgt, ist von vorn herein einebessere Benetzung der Bedruck-stoff- und Farbenoberfläche durchden Lack gewährleistet. Insbeson-dere beim WLUV-Druck ergebensich aus dem Verzicht auf Feucht-mittel aber noch weitere Vorteile:Der Lack kann besser und schnellerhaften und durchhärten, die Trock-nung im Stapel wird sicherer, unddadurch wird die Verblockungsge-fahr entsprechend auf ein Mini-mum reduziert.Der WLUV-Druck wird schon seitJahren mit Inline-Lackierung im

Schmalbahn-Etikettendruck prakti-ziert, weil das Feuchtmittel ein gro-ßer Unsicherheitsfaktor im Druck-und Veredelungsprozess wäre. Daoft mit Sieben- oder Achtfarbenma-schinen gearbeitet wird, wäre derFeuchtmitteleintrag entsprechenddoppelt so groß wie im vierfarbigenBogenoffset.

Im Wesentlichen die üblichen LackeIm wasserlosen Offsetdruck mit oxi-dativ-wegschlagend trocknendenund UV-härtenden Farben werdenganz gewöhnliche Dispersions- undUV-Lacke verwendet. Die Lackher-steller weisen ihre Produkte univer-sell für Nass- und Wasserlosoffsetaus. Entscheidend sind auch hier dieLösemittel- und Alkali-Echtheit derWasserlos-Druckfarben und deren

Freiheit von oberflächenaktivenSubstanzen wie Wachs oder Silikon.Da die Wasserlosfarben heute in derRegel Silikonöl-Ersatzstoffe beinhal-ten, sind keine Speziallacke mehrerforderlich.Eine Ausnahme bildet die Plastik -folienbedruckung mit oxidativ trock-nenden Wasserlosfarben. So wird ander 74 Karat im Plastikdruck aus-schließlich die Farbenserie ToracardTF von Zeller+Gmelin eingesetzt.Toracard TF ist silikonfrei, die For-derung nach einem Spezial-Disper-sionslack rührt also allein aus derEignung für Plastikoberflächen.Grundsätzlich bedruckbar sind Poly-styrol- (PS), PVC-, ABS-, Polyester-(PET) und Polycarbonat-Folien,Polyolefine wie z.B. Polypropylen(PP) jedoch nicht. Speziell für die

Plastikdruckoption der 74 Karatstellt die Firma Dipl.-Ing. WernerTippl in Wien den DispersionslackTipadur-Printcoat her.

Detlef Braun,Druck & Beratung (www.WLUV.de),European Waterless Printing Association(www.ewpa.org)

So ist die KBA-Metronic Genius 52UV mit Lackierwerk bei Inplastor in Schweden (Foto rechts) aufgebaut: Druckeinheit (A); UV-Lackiereinheit (B)mit einem UV-Zwischentrockner für die Druckfarben (1) und dem Quetschlackierwerk (2), das verschiebbar (3) ist; Auslageverlängerung (C) miteinem IR-Trockner (4) auf der über sechs Meter langen Lackverlaufstrecke; Auslage (D) mit einem Zwillings-UV-Strahler (5)

Seit einigen Jahren wird die 74 Karat von KBA fast ausnahmlos mit einem Kammerrakel-Lackierwerk für Dispersionslack ausgeliefert, um die Zeit für den Widerdruck oder dieDruckweiterverarbeitung zu verkürzen und damit die Auftragsdurchlaufzeit zu minimieren

Eine der Drent-Goebel-Schmalbahn-Offsetmaschinen, die bei der Firma X-label in Erfurt schon seitJahren im Wasserlos-UV-Offsetverfahren im Drei-Schicht-Betrieb Etiketten drucken und lackieren.Im Vordergrund, am aktiven zweiten der beiden Lackierwerke mit nach oben zum UV-Strahler füh-render Verlaufstrecke, ist das Lackversorgungssystem LithoCoat von Harris & Bruno zu sehenFoto: Braun


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Lackanwendungen | Bedruckstoffauswahl

Papier wird ständig weiterentwi-ckelt. Es hat sich vom reinen Infor-mationsträger zu einem wichtigenTräger von Differenzierungsmerk-malen gewandelt. Durch die gezielteAuswahl geeigneter Materialkombi-nationen und durch die weiterfüh-rende Kommunikation der am Pro-zess beteiligten Technologiepartnerlassen sich heute hervorragendeErgebnisse in der Lackanwendungund Hybridveredelung realisieren.Die Optimierung der Bedruckstoff-Farbe-Lack-Kombination kann dasGesamtergebnis deutlich verbes-sern, denn nicht jede Kombinationist gleich gut. Eine ungeprüfteBedruckstoffauswahl durch denKunden kann zu unliebsamen Über-raschungen führen. Für die Drucke-reien kommt es deshalb darauf an,gemeinsam mit den Papierherstel-lern und -lieferanten den optimalenBedruckstoff für die jeweiligeLackierung auszuwählen. Aber auchunmittelbar der Lackauftrag und dieLacktrocknung verlangen entspre-chendes Wissen des Druckers. BeimWechsel des Lackprodukts ist immer

seine Verträglichkeit mit demBedruckstoff und mit den Anforde-rungen der Druckweiterverarbei-tung zu testen.Trocknungs- und Härtungsverzöge-rungen durch saure Bedruckstoffesind auszuschließen. Heute werdenPapiere und Kartons mit einemneutralen pH-Wert hergestellt, weilCalciumcarbonat als kostengüns-tige Alternative für Füllstoffe undStreichmasse zur Verfügung steht.In einem sauren Milieu würde Cal-ciumcarbonat zerfallen und dieFarbe und den Lack durch Kohlen-dioxidbläschen aufschäumen las-sen.

Erfahrungen mit DispersionslackDas meiste Wasser aus dem Disper-sionslack schlägt trotz der gestri-chenen Oberfläche in das Papierbzw. den Karton weg. Beim Passie-ren des IR-Trockners und der Heiß-luftrakel verdunstet nicht nur dasWasser aus dem Lackfilm an derOberfläche, sondern es wird auchein Großteil des Wassers wieder ausdem Bedruckstoff ausgetrieben. Da

umso mehr Feuchtigkeit demBedruckstoff zugeführt wird, jehöher die Nassauftragmenge desLacks ist, kann für dünnereBedruckstoffe nur die Schlussfolge-rung gelten, mit einem geringerenDispersionslackauftrag zu arbeiten.Das Austreiben des Wassers aus demBedruckstoff ist nur bedingt mög-lich. Einerseits stoppt der bereitsgetrocknete Lack das Ausdünsten,andererseits würde eine zu hoheTrocknerleistung zum Austrocknendes Bedruckstoffs und somit zu des-sen Verziehen führen. Der einzigeWeg ist also, mit der Wahl der Ras-terwalze die Nassauftragmenge andie Bedruckstoffdicke anzupassen.Die Kälte, die beim Verdunsten desWassers entsteht, hat einen günsti-gen Einfluss auf die Temperatur desaufgeheizten Auslagestapels. Dieslässt etwas mehr Spielraum bei derTrocknerleistung zu.Bei Kontrasteffekten mit Drip-off-oder Twin-Effect-Dispersionslackund mattem Öldrucklack sollte dieLackierfähigkeit des Bedruckstoffesvorher getestet werden. KBA emp-

fiehlt wegen der ungleich stärkerenEffekte statt dessen die Hybridver-edelung.

Erfahrungen mit UV-LackPapiere und Kartons mit sehr glatterOberfläche und/oder geringerSaugfähigkeit verhindern ein star-kes Wegschlagen des Lacks und eig-nen sich deshalb sehr gut für die UV-Lackierung. Andererseits fördernBedruckstoffe mit rauer Oberflächeund geringer Saugfähigkeit dieErgiebigkeit der Druckfarbe, wobeijedoch die Rauheit zu Problemen beider Scheuerfestigkeit führen kann.Stark saugfähige Substrate scheidenaus, denn sie beeinträchtigen denGlanz und können sogar den Lacknur unvollständig härten lassen,weil sich die Fotoinitiatoren durchEindringen in den Bedruckstoff derUV-Strahlung entziehen. Ein Nach-teil der Oberflächenglätte (vor allembei gussgestrichenen Qualitäten)und der geringen Saugfähigkeitkann die begrenzte Haftung vonFarbe und Lack sein. Obwohl moderne UV-Strahler denIR-Anteil weitgehend ausblenden,ist die Stapeltemperatur immernoch sehr hoch. Dadurch kommt esnicht selten zum Verblocken derBogen und darüber hinaus zu einerschlechten Planlage, weil der tem-peraturabhängige Verlust anBedruckstofffeuchte zu einerDimensionsinstabilität führt – das-selbe Phänomen wie bei der IR-Trocknung zum Trocknen des Dis-persionslacks.Optische Aufheller im Bedruckstoffkönnen unter UV-Einwirkung eineVerfärbung (Vergilben) hervorrufen,die allerdings erst nach einigenStunden sichtbar wird. Bei UV-Druck und -Lackierung müssen des-halb Bedruckstoffe ausgewählt wer-den, deren optische Aufheller stabilgenug sind. Papiere mit einer hohenGrundweiße des Zellstoffs und derFüllstoffe vergilben am wenigsten.Als Beispiel für die ästhetischenVorzüge der partiellen UV-Lackie-

Vier matt gestrichene Papiere mit unterschiedlicher Grundweiße (%-Werte in den unteren Balken) und optischer Aufhellung (oberen Balken) wurdeneiner UV-Bestrahlung ausgesetzt. Der Weißeverlust (Vergilbung) war nach 1, 2, 4, 6 und 8 Stunden (siehe rechte Grafik) umso geringer, je höher dieGrundweiße gewesen war Grafiken: UPM

Verhalten von Papier und Kartongegenüber LackenAuf Grund der verschiedenen Filmbildungsmechanismen stellen die verschiedenen Lackarten unterschiedliche

Anforderungen an gestrichene Papiere und Kartons. Im Folgenden sind Erfahrungen und Empfehlungen aus Sicht der

Papierhersteller bzw. -lieferanten Sappi, Schneidersöhne und UPM aus deren Vorträgen zum KBA-Lackseminar

zusammengestellt worden.


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Lackanwendungen | Bedruckstoffauswahl

rung wird gern der reflexionsfreileserliche Text auf matt gestriche-nen Papieren hervorgehoben.Stanzen und Prägen verlangeneinen flexiblen UV-Lackfilm. Voraus-setzung ist eine geringe Nassauf-tragmenge.Beim Falzen und Rillen muss dieebenfalls flexible, elastische Lack-schicht eine maximale Zugfestigkeitund eine gute Haftung auf dem Sub-strat aufweisen, d.h. eine versprö-dete Oberfläche durch Feuchtig-keitsverlust beim Wärmeeintragwährend der UV Härtung ist uner-wünscht. Nur dann behält derBedruckstoff genügendStrichbruchfestigkeit.Dennoch sollten Falzun-gen und Rillungen indunklen Sujets vermie-den werden, da eventu-elle Farb- und Lackab-platzungen leicht er -kennbar wären. Je höherdie Flächenmasse desPapiers, umso stärkerdie Gefahr des Strich-brechens; bei Gramma-turen über 150 g/m²wird deshalb Rillen alsoptimale Falzvorberei-tung ausdrücklich emp-fohlen.Bei nachfolgender Heiß-folienprägung ist eindafür geeigneter Lackohne Gleitmittel zu ver-wenden. Auch hier müs-sen Nassauftragmengeund UV-Härtung optimaleingestellt sein. Bestäu-bungspuder verschlech-tert die Haftung der Prä-gefolie.Wenn beim Lackierenkeine Klebeflächen aus-gespart werden können,sollten sie nach Mög-lichkeit aufgeraut wer-den. Geeignete Disper-sions-, Hotmelt- oderEVA-Kleber müssen beiden Herstellern erfragtund hinsichtlich Haf-tung auf dem UV-Lackunbedingt getestet wer-den. Beim Heißsiegelnist Polypropylenfolieideal, MSAT oder XSnicht.

Farben und Lacke mit einem gerin-gen Anteil an niedermolekularenBindemitteln und Fotoinitiatorenneigen zur Geruchbildung. Einezweite Ursache ist das Anlagern vonSpaltprodukten (gasförmige Mono-mere) aus den UV-Druckfarben anden Bindern in der Streichfarbe.Geruchbildung tritt aber auch auf,wenn der Papierstrich allein auf dieUV-Strahlung reagiert. Auf Initiativevon KBA befasst sich die fogra unterBeteiligung mehrerer Papierherstel-ler mit dieser Problematik.Bei glatten, also auch UV-lackiertenPapieren (und erst recht bei beid-

seitigem UV-Lackieren) kann derGlasplatteneffekt auftreten. Dabeilässt sich der auf den Stapel abge-legte Bogen nahezu nicht mehr vomdarunter liegenden Bogen trennen,so dass der Stapel verblockt. Indemsämtliche Luft zwischen den beidenaufeinander treffenden Bogenober-flächen verdrängt wird, entsteht einVakuum, wie man es auch von anei-nander festsaugenden Glasplattenkennt. Minimaler Pudereinsatz undrechtzeitiges Schneiden des nochwarmen luftreichen Stapels könnendem Effekt entgegenwirken

Erfahrungen mitÖldrucklackÖldrucklack trocknetdurch Oxidation unddurch Wegschlagen.Der Wegschlaganteilsollte jedoch geringerals bei Druckfarbensein, da sonst der beab-sichtigte Effekt desLacks, vor allem Glanz,ausbleibt. Insofern darfder Bedruckstoff nureine geringe Ölauf-nahme aufweisen, wasbei den meisten gestri-chenen Sorten gewähr-leistet ist. Naturpapierekönnen durch einenVordruck mit Öldruck-lack in ihrer Saugfähig-keit eingeschränkt wer-den. Satinierte Natur-papiere sind auf Grundihrer geschlossenerenOberfläche bessergeeignet. Wie bei Dis-persions- und UV-Lackist also auch beimÖldrucklack eine mög-lichst geringe Saugfä-higkeit des Bedruck-stoffs erwünscht.

Erfahrungen mit derHybridtechnologieAusführlich hat KBA die-ses Thema bereits in derBroschüre „KBA Process3: Edle Druckprodukteim Hybridverfahren“ imBeitrag der Schneider-söhne Unternehmens-gruppe (Seiten 24/25)behandelt.

Da die Hybridveredelung eine ab -schließende UV-Glanzlackierungbeinhaltet, gelten im Wesentlichendieselben Anforderungen an dieBedruckstoff-Lack-Kombination unddie Weiterverarbeitbarkeit wieunter „Erfahrungen mit UV-Lack“aufgeführt. Die Auswahl des Be -druckstoffs erfolgt also unter denUV-Prozess-relevanten KriterienOberflächencharakteristik (glänzendgestrichene Sorten bieten besteVoraussetzungen), Benetzbarkeitund Geruchbildung sowie demEinfluss auf Haftung, Kratz- undScheuerfestigkeit.Soll ein Glanzkontrasteffekt er -zeugt werden, müssen die mit UV-Zwischendecktrocknern gehärtetenHybridfarben zusätzlich mit mattemoder granulierendem Öldrucklackpartiell bedruckt werden, bevor dervollflächige UV-Lackauftrag erfolgt.Ob der Effekt mit neu ausgewähltenMaterialien gelingt, sollte vorabgetestet werden.Viele weitere Praxisratschläge kön-nen sich die Drucker von den Inter-net-Seiten der oben genanntenUnternehmen aneignen.www.sappi.comwww.schneidersoehne.dewww.upm-kymmene.com

Im Juni 2007 informierten sich ca. 50 briti-sche Verpackungsdruck-Führungskräfte derBPIF im KBA-Werk Radebeul über eine Reiheneuartiger, zum Teil erstmals eingesetzterDrucktechnologien, Farbe-Lack-Bedruckstoff-Kombinationen und deren Weiterverarbei-tung. In Druckdemonstrationen wurden u.a.lackierte Karton- und Plastikverpackungenund eine hoch veredelte Broschüre produ-ziert. Zu den drucktechnischen Höhepunktengehörten ein transparentes Faltschachtelmo-tiv auf Plastik, eine Weinverpackung, der Ein-satz eines migrationsarmen Kartons fürLebensmittel sowie die Veredelung besondersumweltfreundlicher Bedruckstoffe.

Gestrichene Bedruckstoffe eignen sich am besten für das Lackieren. DieRasterelektronenmikroskop-Aufnahmen zeigen die unterschiedlich rauen,aber immer geschlossenen Oberflächen eines glänzend gestrichenen (oben),eines halbmatt gestrichenen (Mitte) und eines matt gestrichenen Papiers(unten) Fotos: Schneidersöhne


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Lackanwendungen | Lackeinsatzgebiete, Beispiele

Trendsetter LackDie Inline-Lackierung liegt weltweitvoll im Trend. Denn Produktherstel-ler und Markenartikler müssen stän-dig neue gestalterische Akzentesetzen und ihre Verpackungen miteinem eigenständigen Auftritt imWettbewerb hervorheben. ZurUnterscheidung werden deshalb bei

Bedruckstoffen, Farbgebung, Ver-edelung und Weiterverarbeitungalle Möglichkeiten genutzt, die dieDrucktechnologie bietet. Dabeibringt das Drucken und Lackieren ineinem Arbeitsgang Wettbewerbs-vorteile.KBA spürt diesen Trend auf Grundder Konfigurationswünsche beiden Maschinenbestellungen. DerAnteil der gelieferten KBA-Maschi-nen mit Lackierwerk schwankt seitJahren im Halb-, Mittel- und Groß-format zwischen 40 und 60%. DieSegmente Faltschachteln und Dis-plays weisen den höchsten Gradder Inline-Lackveredelung auf, erliegt in den stärksten Wirtschafts-regionen der Welt zwischen 80und 85 %. Es folgen der Etiketten-druck (64 bis 77 %), der Akzidenz-druck (13 bis 50 %) und der Bücher-druck (bis 15 %). Gewichtet nachdem Marktvolumen liegen Falt-schachteln/Displays mit 72 % vor

Etiketten (58 %), Akzidenz (21 %)und Büchern (12 %).In den Marktsegmenten Etiketten,Akzidenz und Bücher dominiert der

vollflächige Lackauftrag, bei denFaltschachteln und Displays die par-tielle Lackierung. Partielle Strich-und Rasterlackierungen sind vorallem im Bücherdruck gefragt.Der Anteil der UV-Lacke und-Druckfarben am Gesamtverbrauchist laut einer europäischen Markt-untersuchung von Weilburger Gra-phics in den letzten Jahren konti-nuierlich gewachsen, am stärkstenin Großbritannien und Frankreich.

Eine KBA-Innovation sind „Hidden Images“ imLack. Mit Hilfe der Hybridtechnologie lassensich diese fälschungssicheren Bilder nun auchauf dunklen Vollflächendrucken vonVerpackungen und nicht mehr nur inRasterstrukturen unterbringen. Zu lesen sindsie nur mit einer Dekodierlinse

Eines der vielen erstaunlichen Produkte, die auf der Rapida 105 im Hybridprozess bei C/A Grafica inVigo (Spanien) produziert werden, ist dieses Poster für die Eigenwerbung. Spezialität sind aberFaltschachteln für Weinflaschen, gedruckt im FM-Raster und mit Glanzkontrasteffekten derHybridveredelung versehen

Die Sechsfarben-Rapida 105 bei Meinders & Elstermann im Belm bei Osnabrück ist für dieHybridproduktion ausgerüstet. Drucker Carsten Menzel kann nach bis zu fünf Hybridfarben imsechsten Farbwerk partiell Öldrucklack im Offsetpasser auftragen. Durch die abschließende voll-flächige UV-Hochglanzlackierung entstehen die typischen Glanzkontrast- und Haptikeffekte derHybridveredelung. Der Anteil dieser Effektlackierungen liegt bei 50 % des Produktionsvolumensder 2006 installierten Rapida. Die andere Hälfte teilen sich Dispersions- oder UV-Flächenlackie-rungen für Magazinumschläge, Musical-Programme, Kataloge und Bücher

Mondadori Printing SpA im norditalienischen Verona ist eine der ersten Adressen in Europa, wennes um anspruchsvolle Bücher, Magazine oder andere illustrierte Produkte geht. Die 2005 in Betriebgenommene Sechs-Farben-Rapida 105 mit Ausstattung für die Hybridveredelung wird vor allemfür die Cover-Produktion von Büchern und Hochglanzmagazinen eingesetzt

Druckveredelung mit Lack beierfolgreichen KBA-AnwendernKBA ist im Bereich der Inline-Veredelung mit Lack weltweiter Technologieführer im Bogenoffsetdruck. Das beweisen

nicht nur die zahlreich installierten Druckmaschinen mit Lackierwerken in Standard- und Sonderkonfigurationen bei

zufriedenen Kunden rund um den Globus. KBA beschleunigte die Einführung der Kammerrakeltechnologie im

Offsetdruck, entwickelte die Hybridveredelung bis zur Perfektion und bietet auch Lösungen für das Lackieren von

Karton und Folien im UV- und Wasserlos-Offsetdruck.


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genutzt wird. Hybridfarben plusÖldrucklack partiell plus UV-Hoch-glanzlack vollflächig erweist sichaus ästhetischen und wirtschaftli-chen Gründen als echte Alternativezur Veredelung auf Doppellackma-schinen. Auf den Hybridmaschinenlassen sich zusätzlich konventio-nelle Druckfarben und Dispersions-lack verarbeiten.Aber nicht nur Hybrid beweist, dassbereits mit einem Lackturm, spricheinem Kammerrakel-Lackierwerk,allerhand zu erreichen ist. VieleDrucker begreifen z.B. den vollflä-chigen oder partiellen Auftrag vonDispersionslack, der neben Schutzund Glanz weitaus mehr Funktio-nen bieten kann, als wertvollesHilfsmittel, um das Drucksachen-Portfolio um viele hochwertige Pro-dukte zu bereichern. Sogar Glanz-

kontraste, wenngleich nicht so ein-drucksvoll wie im Hybridverfahren,sind mittels Drip-off- und Twin-Effect-Lackierung (konventionelleFarben plus Öldrucklack partiellplus Dispersionslack vollflächig)möglich.Im UV-Druck sieht es ähnlich aus:Faltschachteldruck mit reiner UV-Lackierung statt Doppellackierungist für viele Betriebe interessant.Die UV-Ausstattung einschließlichLackierwerk ist darüber hinaus füreine wachsende Zahl von Plastik-und Foliendruckern ein wichtigesStandbein geworden. Diesbezüglichhoch spezialisierte Sparten bedientKBA-Metronic mit der Direktbedru-ckung und -lackierung von Plastik-karten (OC200) sowie mit dersowohl für Papier und Karton alsauch für Folien geeigneten Genius

Die Mehrheit der befragten euro-päischen Druckereien arbeitet abernach wie vor mit Öldruck- und Dis-persionslacken. Auf Grund ihrerhervorragenden Qualität – nichtzuletzt auch dank der Kammerra-kel-Lackiertechnologie – habenDispersions- und UV-Lacke vorallem in Verpackungsdruckereieneinen hohen Marktanteil.Als wichtigste Funktion des Lackserachten die Druckbetriebe denSchutz des frischen Druckbildes vormechanischen Einflüssen, um pro-zessbedingte Stillstandzeiten zu ver-meiden und eine sichere Weiterver-arbeitung der Produkte zu gewähr-leisten. Doch obwohl dieFertigungszeit wegen des immerstärker werdenden Termindruckseine wichtiger werdende Rolle spielt,messen die befragten Unternehmender Produktqualität mehr Bedeu-tung bei als der Fertigungszeit.

Geschäftsmodelle rund ums Inline-LackierenDie Vielzahl der installierten KBA-Maschinen mit Lackierausstattungoffenbart in den Druckbetriebeneine starke Ausrichtung verschiede-ner Geschäftsfelder auf einenhohen Veredelungsgrad. Das zeigt,dass Öldrucklack, der ja ohneLackierwerk mit einem Offset-druckwerk Nassoffsetverfahrenaufgebracht wird, die gestiegenenAnforderungen an die Glanzverede-lung häufig nicht mehr erfüllenkann. Und auch für den Schutz derDrucke im Interesse ihrer schnelle-ren Weiterverarbeitbarkeit scheideter auf Grund seiner langsamenTrocknung aus. Allerdings hat er inGestalt matter und granulierenderLacke bei der Glanzkontrast-Hyb -ridveredelung ein neues Anwen-dungsfeld gewonnen, das vonimmer mehr KBA-Anwendern

Anspruchsvolle Kosmetikhersteller, deren Verpackungen und Displays in diesem Referenzenz-katalog zusammengefasst sind, gehören bei Vimer Industrie Grafiche Italiane in San Giustino zuden Schlüsselkunden. Auf der Rapida 105-Sechsfarbenmaschine mit Doppellack-Ausstattunglaufen außerdem edlen Hochglanzprospekte, Bücher und Werbedrucke

In der Produktionsstätte Pulheim der VG Nicolaus GmbH, einem Unternehmen der belgischenVan Genechten Packaging N.V., wurden zuletzt eine Sechs-Farben-Rapida 142 (Modell Bildmitte)mit Doppellack-Ausstattung und Kartonstapellogistik sowie eine Sechs-Farben-Rapida 105 uni-versal mit Lackturm und Auslageverlängerung installiert. Eingesetzt werden u.a. Speziallackefür Spielkarten (links die Exklusivedition für den James-Bond-Film „Casino Royale“) und fürLebensmittelverpackungen. Rechts eine altarartig aufklappbare, auf der Luxpack 06 in Monacoprämierte Schachtel für eine Scotch-Whisky-Flasche

Die längste Bogenoffsetmaschine der Schweiz, eine KBA Rapida 105-L+T+T-8-L+T+T+L ALV2(Grafik), produziert seit Mitte 2006 bei der Model PrimePac AG in Au bei St. Gallen. Mit dem erstenLackierwerk samt zwei Zwischentrockenwerken werden Effektlack- oder Haftgrundierungen aufge-bracht. Die acht Druckwerke sind für vier Prozess- und vier Sonderfarben vorgesehen. Die abschlie-ßende Doppellack-Konfiguration mit doppelter Auslageverlängerung erfüllt die verschiedenstenVeredelungswünsche. Die bisher längste maßgeschneiderte Rapida 105-Schöndruckmaschineetablierte sich im Papier- wie im Kartonbereich durch außergewöhnliche Druckveredelungen alsideales Produktionsmittel für neue Geschäftsfelder.Ebenfalls über 15 Werke verfügt die rund 30 m lange Rapida 105 beim Verpackungsdrucker GrafPoz in Poznan in Polen (Foto) mit dreifacher Auslageverlängerung. Sie kann bis zu sieben Farbendrucken und ist vor dem Grundierlackierwerk mit einem Corona-Turm ausgestattet. Er sorgt für dieoptimale Bedruckbarkeit der transparenten, bis 0,3 mm dicken Kunststoffträger, die zunächst mitDeckweiß oder Goldflächen grundiert, danach bedruckt und schließlich mit Effektlacken (u.a.Metallic, Iriodin, Matt/Glanz) veredelt werden.


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Ausschnitt aus dem breiten Produktspektrum des Londoner Großformatdruckers Augustus Martin.Alljährlich werden seine Produkte prämiert – z. B. im Jahr 2004 mit den SPA-Awards für Plastik-und Großformatdruck sowie in der Kategorie „Non 3D POS“. Eine Rapida 105, zwei Rapida 162 undeine Fünf-Farben-Rapida 205 gehören zur Ausstattung des Unternehmens. Im Großformat-Bogenoffset lassen sich viele der Displays, die einteilig bisher nur im Sieb- oder Inkjet-Druck pro-duziert werden konnten, nun mit wesentlich höherer Leistung und Qualität drucken und veredeln

Glory Moon in Yingde (China), spezialisiert auf Grußkarten und Geschenkverpackungen, produ-ziert auf drei KBA-Fünf-Farben-Maschinen mit Lackturm und Auslageverlängerung: einer Rapida142, eine Rapida 105 universal und einer Performa 74 (Foto)

Die SP Group im englischen Redditch, dem POS-Spezialisten innerhalb der weit über die Inselhinaus bekannten St Ives Group, nahm 2006 eine Fünf-Farben-Rapida 205 mit Lack- und Tro-ckenturm in Betrieb. Mit bis zu 9000 Bogen/h werden Kartonagen und Mikrowelle bis zu einerDicke von 1,2 mm sowie Plastikfolien bedruckt. Neben konventionellen Druckfarben und Disper-sionslack lassen sich auch UV-Farben und -Lacke verarbeiten

Im Rahmen des KBA-Lackseminars 2006 wurde den Teilnehmern in der KBA-VersuchsdruckereiRadebeul an einer Rapida 105 die mögliche Nutzung des Lackierwerks als Rotationsstanze vorge-führt. Erstmals wurde inline ein Druckbogen mit Selbstklebemarken in „Kiss Print“-Einstellunglediglich angestanzt, so dass sich danach das Stanzfleisch problemlos abziehen ließ, die Markenaber unversehrt auf dem Silikonträgerpapier verblieben. Für das Anstanzen der bedrucktenPapierkomponente war die Rasterwalze entfernt und auf dem Lackierformzylinder die Stanzformwie eine Lackierplatte aufgezogen worden

52UV, die zunehmend auch mit UV-Lackierwerk geliefert wird. Auchdie wasserlos mit Anilox-Kurzfarb-werken produzierende Rapida 74 Gwurde bereits mit UV- und sogarmit Doppellack-Ausstattung fürDruck und Veredelung von Verpa-ckungen und Werbemitteln in klei-nen Auflagen ausgeliefert.Doppellackmaschinen sind nachwie vor am vielseitigsten einsetzbar:Sie erlauben dank eines Primers dasUV-Hochglanzlackieren konventio-neller Farben und können Effekt-pigmentlack plus Glanzlack verdru-cken. Einige Druckereien habensogar Maschinen in Betrieb genom-men, die zusätzlich ein Lackierwerkplus Zwischentrockenwerke vordem ersten Druckwerk besitzen.Damit lassen sich Deckweiß- oderEffektlackgrundierungen aufbrin-gen, die anschließend bedruckt undin brillanter Weise abschließenddoppellackiert werden.Der Aufwand, den das Lackierendarstellt, erschwert auch Produktpi-raten das Fälschen von Verpa-ckungen. Zugleich bietet dasLackieren zusätzliche fäl-schungssichere Merkmale wiedie Verborgenbildtechnologie

(CIT). Sie wurde von KBA unterAnwendung der Hybridveredelungdahingehend weiterentwickelt, dassdas „Hidden Image“ allein im Lackund nicht mehr in die Rasterstruk-tur der Farbauszüge implementiertwird. KBA zeigt seinen Kundenimmer wieder neue Wege bei derInline-Veredelung – nicht nur wasdas Lackieren betrifft. So lässt sichdas Lackierwerk – ähnlich wie dasletzte Druckwerk – für mechani-sche Veredelungsprozesse wie dasStanzen nutzen, indem der Lackier-formzylinder die entsprechendeStanzform aufnimmt und gegen denDruckzylinder des Lackierwerksabrollen lässt.Auch in Zukunft wird sich KBAbemühen, durch kontinuierlicheProduktverbesserung und Mehr-werte u.a. bei der Inline-Veredelungdie Anwendungsbreite der Maschi-nen weiter zu erhöhen.

Jürgen Veil, Martin Dänhardt, Dieter Kleeberg


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Impressum

Koenig & Bauer AG, WürzburgFriedrich-Koenig-Straße 4D-97080 WürzburgTel.: +49 (0)931 909-0Fax: +49 (0)931 909-4101Web: www.kba-print.deE-Mail: [email protected]

Koenig & Bauer AG, RadebeulFriedrich-List-Straße 47D-01445 RadebeulTel.: +49 (0)351 833-0Fax: +49 (0)351 833-1001Web: www.kba-print.deE-Mail: [email protected]

KBA-Metronic AGBenzstraße 11D-97209 VeitshöchheimTel.: +49 (0)931 9085-0Fax: +49 (0)931 9085-100Web: www.kba-metronic.comE-Mail: [email protected]

KBA Processist eine stark verfahrenstechnisch ausgerichtete Publikation, die den aktu-ellen Stand und die Entwicklungsperspektiven innovativer Technologienpraxisnah und detailliert zusammenfasst und Unterstützung bei strategi-schen Unternehmensentscheidungen bieten möchte.

Bisher erschienen:KBA Process No. 1 „Im Focus: Offset-Direktdruck auf Wellpappe“ (2002)KBA Process No. 2 „Wasserlos und zonenschraubenlos“ (2005)KBA Process No. 3 „Edle Druckprodukte im Hybridverfahren“ (2006)

Herausgeber:Unternehmensgruppe Koenig & Bauer(www.kba-print.de)

Redaktion:Dieter Kleeberg Kleeberg & Stein, Fachjournalismus/PR-Service Druck-

industrie, [email protected] Schmidt Direktor Marketing, [email protected]ürgen Veil Marketingleiter Bogenoffset, verantwortlich für den

Inhalt, [email protected]

Autoren:Detlef Braun Druck & Beratung/EWPAHans Henrik Christiansen TresuMartin Dänhardt KBA RadebeulDr. Erich Frank FlintGroup GermanyDr. André Fuchs Ciba Specialty ChemicalsDieter Kleeberg Kleeberg & SteinIzabella Kwiatkowska European Media Group PoznanGerhard Palinkas Harris & Bruno EuropePeter Patzelt KBA RadebeulDr. Wolfgang Rauh fograAlbert Uhlemayr VEGRAJürgen Veil KBA Radebeul

Layout:Katrin Jeroch KBA Radebeul

Rechtliche Hinweise:Änderung von Produktmerkmalen und Spezifikationen ohne Vorankündi-gung vorbehalten. Alle Nachdrucke und Vervielfältigungen, auch einzelnerBeiträge, bedürfen der Genehmigung durch den Herausgeber und erforderneine genaue Quellenangabe. Eingetragene Warenzeichen sowie Gebrauchs-muster oder Patente sind in den Texten nicht ausdrücklich gekennzeichnet.Daraus kann nicht geschlossen werden, dass die betreffenden Bezeichnun-gen frei sind oder frei verwendet werden können.

Wenn Sie unsere Kundenzeitschrift „KBA-Report“ noch nicht kennen undbisher nicht erhalten haben, setzen Sie sich bitte mit uns in Verbindung.Ihre Wünsche nimmt Frau Anja Enders entgegen:E-Mail: [email protected].: +49 (0)931 909-4518Fax: +49 (0)931 909-6015

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