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Faserverbunde ressourcen oberFlächen umweltrelevanz

Pts-Forschungsbericht igF 10ePaPiereinFluss auF die entstehung von druckunruhe (mottling) im bogenoFFsetdruck

R. Klein, M. Miletic, D. Eckert, G. Meder und H. Großmann: PAPRIQUA

Papiereinfluss auf die Entstehung von Druckunruhe (Mottling) im Bogenoffsetdruck R. Klein, M. Miletic, D. Eckert, G. Meder und H. Großmann1 Inhalt 1 Druckphänomen Mottling im Bogenoffestdruck 2 2 Probematerial und Versuchsbedingungen 4 3 Auswertung des Datenmaterials / Fallanalyse 5 3.1 Allgemeines 5 3.2 Probematerial des Mottling-Druckversuchs 6 4 Literatur 25

Danksagung Das Forschungsvorhaben IGF 10EBR der AiF-Forschungsvereinigung PTS wurde im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie über die AiF fi-nanziert. Dafür sei an dieser Stelle herzlich gedankt.

1 Dr.-Ing. Rainer Klein; PTS Heidenau, Germany; [email protected] Dipl.-Ing. Martina Miletic; PTS Heidenau, Germany; [email protected] Dr.-Ing. Gerd Meder; Mohn media arvato, Germany; [email protected] Dipl.-Wirtsch.-Ing. Denis Eckert; TU Dresden, Germany; [email protected] Prof. Dr. Harald Großmann; TU Dresden, Germany; [email protected]

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PTS/TUD-Forschungsbericht

1 Druckphänomen Mottling im Bogenoffestdruck

Bogenoffset-druck

Mottling

Zu den bedeutenden Druckproblemen beim Bogenoffsetdruck gehört das so ge-nannte Mottling. Es bezeichnet die ungleichmäßige Erscheinung einer Vollton- oder Rastertonfläche im Druckbild und tritt vor allem in Form des so genannten Rückspalt- und Wischwassermottlings auf1.

Beanstandeter Auflagendruck Vergleichsdruck – nicht beanstandet.

REM-Aufnahme, beanstandetes Papier REM-Aufnahme, Vergleichspapier

Abb. 1: Beispiele für Mottlingprobleme (Quelle: Fogra Fehlerkatalog 2)

Mottling Die Ursachen für die Druckungleichmäßigkeit können vielfältig sein. Häufig werden sie in der Strichzusammensetzung und der Bindemittelverteilung in der Strichschicht3, oder in Unterschieden in der Porenstruktur der Strichschicht so-wie lokalen Glätteunterschieden4,5 gesehen. Insbesondere die Beiträge der Pa-piercharakteristika zum Auftreten des Mottlings sind jedoch unklar. Daneben spielen auch die Druckfarben bezüglich Wegschlagverhalten, Farbton und Pig-mentkonzentration eine erhebliche Rolle6. Außerdem fällt neben dem Bedruck-stoff auch den Druckfarbeneigenschaften, wie deren Wegschlagverhalten, Farb-ton und Pigmentkonzentration eine hohe Bedeutung im Bezug auf die Mott-lingneigung zu7,8.

Entstehung des Mottlingeffektes

Mottlingeffekte sind meistens an Farben zu beobachten, die am Beginn der Druckreihenfolge, also in den ersten Druckwerken, aufgebracht werden. Daher resultieren die meisten Reklamationen bezüglich Mottling auf Ausdrucken mit hohem Cyan-Farbanteil. Zum einen ist dies darauf zurückzuführen, dass Cyan mit einer relativ geringen Schichtdicke gedruckt wird, zum anderen jedoch dar-auf, dass dieser Farbton in der Regel in den ersten Druckwerken untergebracht ist. Darüber hinaus reagiert das menschliche Auge auf den Farbton Cyan be-sonders empfindlich9. In der Literatur findet sich häufig eine Unterscheidung in die folgenden Mottling-Typen:

Rückspaltmottling (Back Trap Mottling) Das Rückspaltmottling resultiert aus einem partiell unterschiedlichen Saug- bzw. Penetrationsverhalten des Papiers gegenüber der Druckfarbe und somit örtlichen Schwankungen des Druckfarbwegschlagens. Beim Offsetdruck findet von Druckwerk zu Druckwerk ein flächiger Kontakt zwischen dem Druckbogen und dem Gummituch statt. Beim Druckvorgang spaltet sich der auf dem Gummituch befindliche Druckfarbenfilm, wobei etwa die Hälfte der auf dem Gummituch befindlichen Druckfarbe auf die zu bedruckende Oberfläche über-tragen wird. In den nachfolgenden Druckwerken spaltet sich dann ein geringer Teil der Druckfarbenschicht, die bereits übertragen wurde, durch Kontakt mit

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PTS/TUD

den Gummitüchern der folgenden Farben erneut (Rückspaltung). Durch un-gleichmäßiges Druckfarbwegschlagen erfolgt das Rückspalten an den an-schließenden Gummitüchern ungleichmäßig, wodurch der auf dem Druckbo-gen verbleibende Farbfilm in seiner Schichtdicke variiert. Der Ausdruck wirkt schließlich entsprechend ungleichmäßig bzw. „wolkig“10,11.

Wischwasser Mottling Das Wischwassermottling beruht hingegen entweder auf oberflächenenergeti-schen Schwankungen der Strichschicht, welche die Reaktionen der Strichober-fläche mit dem Wischwasser bestimmen, oder auf der, den Farbübertrag behin-dernden, Wirkung von Resten des im Offsetdruck verwendeten Feuchtmittels. Letztere entstammen den nicht druckenden Bereichen der Druckplatte und den Höfen zwischen den Rasterpunkten. Diese Variante des Mottlings ist daher in den letzten Druckwerken am stärksten zu verzeichnen.

Einflussgrößen auf den Mott-lingeffekt

Die Penetration des Feuchtmittels und der Druckfarbe in das Papier wird durch zahlreiche strukturelle Papiereigenschaften wie z. B. deren Porigkeit und Rauhigkeit beeinflusst. Zudem hat die Oberflächenspannung des Papiers eine wichtige Bedeutung, da diese das Benetzungsverhalten des Feuchtmit-tels und der Farbe bestimmt. Für die gute Benetzung einer Oberfläche sollte deren Oberflächenspannung höher sein, als die der Flüssigkeit, mit welcher eine Benetzung angestrebt wird.

Zu beachten ist, dass die Übertragung der Druckfarbe vom Gummituch auf das Papier unter Druck erfolgt. Daher kommt nicht nur den Eigenschaften des Papiers, sondern auch jenen des Gummituchs und der Farbe eine wichtige Rolle zu. Zu nennen sind hierzu beispielsweise die Kompressibilität des Gummituchs und die Viskosität der Farbe. Dies zeigt, dass sich auch im Falle des Mottlingeffektes ein breites Einflussspektrum ergibt.



2 Probematerial und Versuchsbedingungen 2.3.1 Bogenoffsetdruck (Mottling-Druckversuche)

Papiere / Pro-bematerial

Zur Untersuchung des Papiereinflusses auf den Mottlingeffekt wurden 24 han-delsübliche, gestrichene Papiere (Tab. 1) mit einer flächenbezogenen Masse im Bereich von 80 g/m² bis 250 g/m² bei variierender Bogenschnittrichtung unter annähernd konstanten Druckbedingungen in einem Praxisdruckversuch verar-beitet.

Tab. 1: Druckpapiere der Mottling-Druckversuche Nr. mA

in g/m² Ober- fläche

Format Nr. mA in g/m²

Ober- fläche

Format

1 150 gl BB 13 115 matt SB 2 135 gl SB 14 115 matt SB 3 135 gl BB 15 115 matt SB 4 113 gl SB 16 115 hm SB 5 115 gl SB 17 114 hm SB 6 150 hm SB 18 114 hm SB 7 150 hm SB 19 113 matt SB 8 150 hm SB 20 80 gl SB 9 150 hm SB 21 80 matt SB 10 136 hm SB 22 70 matt SB 11 135 hm BB 23 90 matt SB 12 115 matt BB 24 250 matt BB / SB

Legende: gl – glänzend; sm – halbmatt; SB – Schmalbahn; BB – Breitbahn

Druckform Die verwendete Druckformen wurden so gestalten, dass verschiedene Mottling-Effekte (Rückspalt-, Wischwasser- und Einfarben-Mottling) betrachtet werden können. Dabei wurden sowohl Vollton- als auch Rastertonfelder berücksichtigt.

1: FFFWW 3: WWFFW2: WFFWW

4: WWWWF506: WW00F50

5: WWW0F50 P: E:

BBBB B B B B B7: FFFFW 9: 000008: WWWWW

10: W000F5012: F0000

11: 0000F50 P: E:

BBBB

13: F000W 15: F0WWW14: F00WW

16: WWFWW18: FFFF0

17: WFWWW P: E:

B B B B B B

B B B B BBBB

19: FWWWW 21: WWWFW20: WWWWF

22: 0FFWW24: 000FF

23: 00FWW P: E:

B B B B B

B B B B BB



5: WWW0F50 P: E:


10: W000F5012: F0000

11: 0000F50 P: E:

BBBB

13: F000W 15: F0WWW14: F00WW

16: WWFWW18: FFFF0

17: WFWWW P: E:

B B B B B B

B B B B BBBB


22: 0FFWW24: 000FF

23: 00FWW P: E:

B B B B B

B B B B BB



5: WWW0F50 P: E:


10: W000F5012: F0000

11: 0000F50 P: E:

BBBB

13: F000W 15: F0WWW14: F00WW

16: WWFWW18: FFFF0

17: WFWWW P: E:

B B B B B B

B B B B BBBB


22: 0FFWW24: 000FF

23: 00FWW P: E:

B B B B B

B B B B BB

Legende: F – Farbe; F50 – 50% Rasterton; W – Wasser; B – Back trap = Rückspal-tung; 0 – kein Kontakt = kein Druck, kein Wasser, keine Rückspaltung

Abb. 2: Mottling Druckform

Druckversuch und Druckbe-

Gedruckt wurde auf einer KBA Rapida 30603, 3b Format (ca. 8.000 Exempla-re/h) unter Verwendung der oben beschriebenen „Mottlingdruckform“ mit linea-


PTS/TUD

dingungen rer Tonwertzunahme und einem Raster von 60 L/cm. Die Steuerung der Druckmaschine erfolgte densitometrisch nach der Druckdichte:

• mA > 80 g/m²; glänzend Papierklasse 1; D (VT) = 1,45 • mA > 70 g/m²; matt Papierklasse 2; D (VT) = 1,55

Als Druckfarben kam die Farbe Cyan, RESISTA ® 43F (Hostmann-Steinberg) zum Einsatz.

Bezeichnungen der Proben

Die Proben wurden durch ihre Papiernummer (gem. Tab. 1) gekennzeichnet. Bei den Analysen wird zudem auf die jeweiligen Felder in der Mottling-Druck-form Bezug genommen (gem. Abb. 2, F1–F24, Buchstabe F + Feldnummer).

Visuelle Mottling-bewertung

Für die Bewertung wurden die Felder 19 und 20 betrachtet (gemäß Abb. 2). Der paarweise Vergleich kennzeichnet dabei die wahrnehmbare Ungleichmä-ßigkeit zwischen den besagten Feldern je Druckbogen und jener Felder über die einzelnen Papiersorten. Es wurden die Bewertungen von 6 Beobachtern be-rücksichtigt.

Messtechnische Mottling-bewertung

Die messtechnische Bewertung erfolgt auf Basis der eingescannten Druckbö-gen (bei 400 dpi) und deren Auswertung mittels dem Bildanalysesystem DO-MAS. Der in dem Modul Druckungleichmäßigkeit verfügbare Algorithmus der Powerspektrumsanalyse (PSA-Index) zeigte sich hierzu in der Vergangenheit als besonders geeignet und wurde daher auch in diesem Rahmen verwendet.

3 Auswertung des Datenmaterials / Fallanalyse 3.1 Allgemeines

Papiereigen-schaften / Druckergebnis

Zur Aufdeckung von Zusammenhängen zwischen den ermittelten Papiereigen-schaften und dem drucktechnischen Ergebnis, also dem Auftreten des betrach-teten Druckeffektes Mottling auf dem Probematerial, wurde eine statistische Analyse vorgenommen. Diese wurde durch eine Fallanalyse ergänzt, bei der einzelne auffällige Papiere herausgegriffen und bzgl. eventueller Zusammen-hänge näher untersucht wurden.



3.2 Probematerial des Mottling-Druckversuchs

Mottlingnei-gung des Probemateri-als

Durch die Verwendung einer Druckmaschine mit 5 Farbwerken, war es möglich, verschiedene Farb-Wischwasser-Sequenzen zu berücksichtigen. Entsprechend Abb. 2 mündete dies in 24 Kombinationen, die nochmals in der folgenden Tabelle dargestellt sind.

Tab. 2: Farb/Wischwasser Kombinationen der Druckform nach Testfeld-Nr. Farbwerk Farbwerk Test-

feld 1 2 3 4 5 Test-feld 1 2 3 4 5

1 13 2 14 3 15 4 16 5 17 6 18 7 19 8 20 9 21 10 22 11 23 12 24

Legende: Farbe… Wischwasser … Kein Kontakt... Im Folgenden wird das Probematerial in zwei Klassen unterteilt (Papierklasse 1 – PK1; Papierklasse 2 – PK2), wobei jene Papiere der zweiten Klasse als hinsichtlich ihren Oberflächeneigenschaften schlechter zu werten sind.

Fallanalyse Mottling – das Betrach-tungsschema

Um den Einfluss der Druckbedingungen auf die Mottlingentwicklung detaillierter herausarbeiten zu können, wurde ein Betrachtungs- bzw. Analyseschema gem. Abb. 3 aufgestellt und die Testfelder hiernach gruppenbezogen betrachtet.

WWWWF (20)WWWFW (21)WWFWW (16)WFWWW (17)FWWWW (19)

F0000 (12

IV. F↑(0 - 4)

III. W vor 2xF

II. : Einfluss des Ws vor F00FWW (23)

I. Egalisierung (E)

000FF (24)

FFFF0 (18)000FF (24)FOOOO (12)

FFFFW (7)FFFWW (1)0FFWW (22)FWWWW (19)-

>221IV. : 0

>221III. : 0

>2210

000FF (24)WWFFW (3)WFFWW (2)0FFWW (22)

>2210

FWWWW (19)WWFWW (16)WWWFW (21)WWWWF (20)

F0WWW (15)F00WW (14)F000W (13)F0000 (12)

WWWWF (20)WWWFW (21)WWFWW (16)WFWWW (17)FWWWW (19)

F0000 (12

IV. F↑(0 - 4)

III. W vor 2xF

II. : Einfluss des Ws vor F00FWW (23)

I. Egalisierung (E)

000FF (24)

FFFF0 (18)000FF (24)FOOOO (12)

FFFFW (7)FFFWW (1)0FFWW (22)FWWWW (19)-

>221IV. : 0

>221III. : 0

>2210

000FF (24)WWFFW (3)WFFWW (2)0FFWW (22)

>2210

FWWWW (19)WWFWW (16)WWWFW (21)WWWWF (20)

F0WWW (15)F00WW (14)F000W (13)F0000 (12)Kein W vor FW vor FKein W vor FW vor F

Keine EKeine E

Abb. 3: Betrachtungsschema für die Fallanalyse Mottling (Angabe der Testfeld-

Nr. in Klammern)


PTS/TUD

Erklärung zum Betrach-tungsschema der Fallana-lyse Mottling (Abb. 3)

Die fallweise betrachteten Testfelder wurden entsprechend ihrer Position in Abb. 3 horizontal bzw. vertikal mit den übrigen Testfeldern der jeweiligen Gruppe vergli-chen. Im Folgenden findet sich eine kurze Erklärung zu diesen Untersuchungen.

Gruppe I (Effekt der Egalisierung): horizontal: Betrachtung der Entwicklung der Egalisierung über die Testfel-

der: F0000 F000W F00WW F0WWW FWWWW. vertikal: o Vergleich von F0000 / WWWWF: Einfluss des Wischwas-

sers vor der Farbe ohne Egalisierung in beiden Fällen o Vergleich von F000W / WWWFW: Einfluss des Wischwas-

sers vor der Farbe mit jeweils einer Egalisierung danach o Vergleich von F00WW / WWFWW / 00FWW: Einfluss des

Wischwassers vor der Farbe mit zwei Egalisierungen Einfluss des Wischwassers vor der Farbe mit jeweils zwei

nachfolgenden Egalisierungen (WWFWW zu 00FWW) Einfluss der Trocknungsprozesse zwischen den Druck-

werken auf das Mottling (F00WW zu 00FWW). Hinweis: Durch den lokalen Gummituchsauschnitt wird der Kontakt mit den weiteren Druckwerken und damit dem Wisch-wasser zeitlich verschoben dieser Umstand tritt in der Praxis nicht auf.

Gruppe II (Einfluss des Wischwasserauftrags vor dem Farbauftrag): horizontal: Betrachtung der Entwicklung über die Testfelder:

FWWWW WFWWW WWFWW Gruppe III (Testfelder mit zweifarbigem Übereinanderdruck): horizontal: Betrachtung der Entwicklung über die Testfelder:

000FF 0FFWW WFFWW WWFFWEs wurde der Mottlingeffekt bei zweifarbigem Übereinander-druck unter Einfluss des Wischwassers vor dem Farbauftrag und Egalisierung mit dem Wischwasser untersucht.

Gruppe IV (Einfluss der Anzahl Farbaufträge): Betrachtung des Mottlingeffektes in Abhängigkeit von der An-

zahl an Druckwerken mit Farbauftrag (mit oder ohne Wischwas-serkontakt in nachfolgenden Druckwerken).

Fallanalyse Mottling – Gruppe I

Papierklasse 1 (PK1 / hochwertige Papiere): Vergleich F0000 (F12) zu F000W (F13)

Verbesserung des Druckbildes bei allen Papieren durch eine Egalisierung. Vergleich F000W (F13) zu F00WW (F14)

kein Unterschied. Vergleich F00WW (F14) zu F0WWW (F15)

kein signifikanter Unterschied. Vergleich F0WWW (F15) zu FWWWW (F19)

Verbesserung des Druckbildes. Vergleich F0000 (F12) zu FWWWW (F19)

deutliche Verbesserung des Druckbildes.



0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 1 2 3 4 5 6 7 8

PSA Index

PSA

Inde

x

F0000/F000W

F000W/F00WW

F00WW/F0WWW

F0WWW/FWWWW

F0000/FWWWW

F000W/FWWWW

x / y

P14

P2

P3

P1 P1

Abb. 4: Gruppe I – Effekt der Egalisierung – horizontal – PK1

P14 zeigt bei diesen Vergleichen gegenüber den anderen Papieren deutlich höhere Ungleichmäßigkeitswerte.

Mit der Einführung einer Egalisierungsstufe am Ende des Druckprozesses verbes-sert sich das Druckbild merklich (F0000 zu F000W). Weitere Egalisierungsstufen scheinen jedoch kaum bzw. nur leichte Verbesserung zu erzielen. Dennoch wird mit vier Egalisierungsstufen (FWWW) das gleichmäßigste Druckbild erzielt, was insbesondere im Vergleich mit dem „Ausgangspunkt“ F0000 deutlich wird.

Papierklasse 2 (PK2):

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

PSA Index

PSA

Inde

x

F0000 - F000W F000W - F00WW F00WW - F0WWW F0WWW - FWWWW F0000 - FWWWW

x - y

P24

Abb. 5: Gruppe I – Effekt der Egalisierung – horizontal – PK2

Die Druckungleichmäßigkeit (quantifiziert als PSA-Index) ist hier deutlich höher, als bei den Papieren der Papierklasse 1. Im Vergleich von F0000 zu F000W ist kaum ein Unterschied erkennbar. Ein Egalisierungseffekt kommt hier nicht so stark wie bei Papierklasse 1 zum Tragen. Die Egalisierung bzw. das Einbringen von Wisch-wasser nach dem Farbauftrag resultiert bei P24 in einer Störung des Druckbildes.


PTS/TUD


0123456789

10111213

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

PSA Index

PSA

Inde

x

F0000 - WWWWF

F000W - WWWFW

F00WW - WWFWW

F00WW - 00FWW

F00WW - 00FWW

x - y

Abb. 6: Gruppe I – Wischwasser vor dem Farbauftrag – vertikal – PK1

Es wird deutlich, dass durch das Einbringen von Wischwasser vor dem Farbauf-trag, das Druckbild ungleichmäßiger wird. Dieser Effekt ist in besonderem Maße bei Betrachtung von F0000 und WWWWF auffällig. Durch das nachträgliche Egali-sieren mit mindestens einer Wischwasserstufe, kann dieser Effekt jedoch wieder aufgehoben werden.


0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50 60 70

PSA Index

PSA

Inde

x

F0000 - WWWWF

F000W - WWWFW

F00WW - WWFWW

WWFWW - 00FWW

F00WW - 00FWW

x - y

Abb. 7: Gruppe I – Wischwasser vor dem Farbauftrag – vertikal – PK2

Insbesondere beim Vergleich von F0000 zu WWWWF wird eine deutliche Ver-schlechterung des Druckbildes durch das Einbringen von Wischwasser vor dem Farbauftrag deutlich. Dieses Verhalten entspricht jenem der PK1-Papiere. In den weiteren Testfeldern zeigt sich kein signifikanter Unterschied im Druckbild.



Fallanalyse Mottling – Gruppe II


Abb. 8: Gruppe II – Wischwasser- vor Farbauftrag – PK1 (Angabe Min.–Max.) Vergleich FWWWW (19) zu WFWWW (17)

Ein einmaliger Wischwasserauftrag vor dem Farbauftrag zeigt keinen Einfluss auf den Mottlingeffekt (Ausnahmen: P1, P2, P3 Verschlechterung des Druckbil-des). Es liegt in dieser Konstellation keine Verschlechterung des Druckbildes durch das Water Interference Mottling vor.

Vergleich WFWWW (17) zu WWFWW (16) Der zweimalige Wischwasserauftrag vor dem Farbauftrag zeigt keinen Einfluss auf den Mottlingeffekt (Ausnahmen: P1, P2, P3 Verbesserung des Druckbil-des). In dieser Konstellation wird keine Verschlechterung des Druckbildes durch das Water Interference Mottling erzielt. Bei einigen Papieren wird sogar eine Ver-besserung bewirkt.

Vergleich WWFWW (16) zu WWWFW (21) Der dreimalige Wischwasserauftrag vor dem Farbauftrag zeigt keinen Einfluss auf den Mottlingeffekt.

Vergleich WWWFW(21) zu WWWWF(20) Der viermalige Wischwasserauftrag vor dem Farbauftrag zeigt eine signifikante Zunahme des Mottlingeffektes. Allerdings wird dieses Resultat auch durch die fehlende Egalisierung beeinflusst. Um diese zwei Effekte zu trennen bzw. den Wischwasser-Egalisierungseinfluss auszuschließen, hilft folgender Vergleich:

Vergleich WWWWF (20) zu F0000 (12) Das Einfarben-Mottling fällt hierbei niedriger aus, als beim Wischwassereinsatz, wobei in beiden Fällen keine Egalisierung erfolgt. Es liegt demnach Water Inter-ference Mottling vor.

Vergleich WWWWF (20) zu FWWWW (19) Es kann hierbei der Einfluss eines vorgelagerten Wasserauftrages gekoppelt mit den Egalisierungseffekten untersucht werden. Feld FWWWW zeigt eine Halbie-rung des berechneten Mottlingkennwertes (PSA-Index) und somit eine deutliche Verbesserung der Druckgleichmäßigkeit durch die Wasser-Egalisierung und kei-nen Wasserauftrag vor der Farbe.

0123456789

10111213

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13PSA Index

PSA

Inde

x

FWWWW(19) (2,7-5,3) - WFWWW(17) (3,3-5,9) WFWWW(17) (3,3-5,9) - WWFWW(16) (2,2-5,1) WWFWW(16) (2,2-5,1) - WWWFW(21) (3,6-6,0) WWWFW(21) (3,6-6,0) - WWWWF(20) (7,9-12,3) WWWWF(20) (7,9-12,3) - F0000(12) (4,3-6,4) WWWWF(20) (7,9-12,3) - FWWWW(19) (2,7-5,3)

x Achse y

P1

P2

P3

P1

P3

keine Egalisierung mit Wasser

P3

P1 P2

P9

P2

P15P18P19 P3P1

P2

P1P3

P19

P5

P18

P9P4

P14

4 x H 2 O vor Farbe

1-Fa

rben

.m

ottli

ng

H2O

kursiv - glänzende Papiernormal - matt bzw. halbmatte Papiere

P4

P2

P1P19

P3P18

P9

P15


PTS/TUD


0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50 60 70PSA Index

PSA

Inde

xFWWWW(19) (8,1-44,2) - WFWWW(17) (8,9-40,8)

WFWWW(17) (8,9-40,8) - WWFWW(16) (6,2-27,1) WWFWW(16) (6,2-27,1) - WWWFW(21) (7,3-27,4)

WWWFW(21) (7,3-27,4) - WWWWF(20) (11,2-61,4) WWWWF(20) (11,2-61,4) - F0000(12) (7,8-21,0)

WWWWF(20) (11,2-61,4) - FWWWW(19) (8,1-44,2)

P24

P24

P24

P24

P24

P23

P21

P22

P20

P6P23

P21P22P20P6

P23P21

P22P20

P6

P23P21

P22

P20

P6

P23

P21P22

P20P6

P24

P23

P21P22

P20P6


x Achse y

Abb. 9: Gruppe II – Wischwasser- vor Farbauftrag – PK2 (Angabe Min.–Max.)

Vergleich FWWWW (19) zu WFWWW (17) Das Einbringen von Wischwasser vor dem Farbauftrag zeigt keinen Einfluss auf den Mottlingeffekt kein Water Interference.

Vergleich WFWWW (17) zu WWFWW (16) Das zweimalige Einbringen von Wischwasser vor dem Farbauftrag zeigt keinen Einfluss auf den Mottlingeffekt (Ausnahme: P24) kein Water Interference.

Vergleich WWFWW (16) zu WWWFW (21) Das dreimalige Einbringen von Wischwasser vor dem Farbauftrag zeigt keinen Einfluss auf den Mottlingeffekt kein Water Interference.

Vergleich WWWFW (21) zu WWWWF (20) Das viermalige Einbringen von Wischwasser vor dem Farbauftrag zeigt hingegen eine signifikante Zunahme des Mottlingeffektes (insbesondere bei P24). Dies kann als Water Interference interpretiert werden. Um jedoch die fehlende Egali-sierung im Fall WWWWF zu berücksichtigen, wurde folgender Vergleich ange-schlossen:

Vergleich WWWWF (20) zu F0000 (12) Das Einfarben-Mottling fällt hierbei deutlich niedriger aus, als beim Wischwasser-einsatz. Das Wischwasser hat in diesem Fall einen erheblichen Einfluss – Es liegt demnach Water Interference Mottling vor.

Vergleich WWWWF (20) zu FWWWW (19) Es zeigt sich eine Verbesserung der Druckgleichmäßigkeit durch die Wischwas-ser-Egalisierung bzw. das Fehlen von Wischwasserstufen vor dem Farbauftrag.

Fallanalyse Mottling – Gruppe III




0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 1 2 3 4 5 6 7PSA Index

PSA

Inde

x

0FFWW(22) (2,9-5,3) - WFFWW(2) (1,2-3,0) WFFWW(2) (1,2-3,0) - WWFFW (3) (2,1-5,2) WWFFW (3) (2,1-5,2) - 000FF(24) (3,4-5,2) 0FFWW(22) (2,9-5,3) - 000FF(24) (3,4-5,2) WFFWW(2) (1,2-3,0) - 000FF(24) (3,4-5,2) F0000(12) (4,3-6,4) - 000FF(24) (3,4-5,2) FF000(24) (3,4-5,2) - FFFF0(18) (1,5-3,5)

P1

P17

P19

P1

P12

P18P19

P8

P4

P4

P2 P9

P16

P1

P12 x Achse y

P17P4 P12

P19

P1 P2P17

P2

P14

P1

P12P1

P14

P17

P12


1-Farben.mottling

Abb. 10: Gruppe III – Testfelder mit 2x Farbauftrag – PK1 (Angabe Min.–Max.)

Betrachtung des Farbeinflusses:

Vergleich F0000 (12) zu FF000 (24), Vergleich FF000 (24) zu FFFF0 (18)

Es wird deutlich, dass mit zunehmender Anzahl Farbaufträge das Mottling ab-nimmt.

Untersuchung des Einflusses von Wasserabstoßung; Wasseregalisierung beim Übereinanderdruck von 2 Farben:

Vergleich 0FFWW (22) zu WFFWW (2) Der Mottlingeffekt nimmt beim Einbringen von Wischwasser im vorherigen Druck-werk ab.

Vergleich WFFWW (2) zu WWFFW (3) Es wurde kaum oder kein Unterschied zwischen dem einmaligen oder zweimali-gen Wischwasserauftrag vor/nach dem Farbauftrag (Egalisierung) festgestellt.

Vergleich WWFFW (3) zu 000FF(24) Mit dem Einbringen von Wischwasser vor dem Farbauftrag nimmt der Mottling-effekt ab.

Vergleich 0FFWW (22) zu 000FF(24) Es besteht kaum oder kein Unterschied zwischen den Situationen: 2x Farbe (000FF) und 2x Farbe mit Wischwasser egalisiert (0FFWW). Die Egalisierung scheint bei zweimaligem Farbauftrag nicht wirksam zu werden.

Vergleich WFFWW (2) zu 000FF(24) Mit dem Einbringen von Wischwasser vor dem Farbauftrag nimmt der Mottlingef-fekt ab.


PTS/TUD


0

5

10

15

20

25

30

35

0 5 10 15 20 25 30 35PSA Index

PSA

Inde

x

0FFWW(22) (6,50-25,86) - WFFWW(2) (5,9-28,5) WFFWW(2) (5,9-28,5) - WWFFW (3) (5,5-23,7) WWFFW (3) (5,5-23,7) - 000FF(24) (6,29-17,95) 0FFWW(22) (6,50-25,86) - 000FF(24) (6,29-17,95) WFFWW(2) (5,9-28,5) - 000FF(24) (6,29-17,95) F0000(12) (7,8-21,0) - 000FF(24) (6,29-17,95) 000FF(24) (6,29-17,95) - FFFF0(18) (4,8-18,0)

P23P24

P23

P24

P24

P24

P20

P24

P23P24


P6P20

P6 P20

P24

P6

P20P22

P6

P23

P6P20

P23

P6 P20

P23

P20P6

P21P23

x Achse y

Abb. 11: Gruppe III – Testfelder mit 2x Farbauftrag – PK2 (Angabe Min.–Max.)

Betrachtung des Farbeinflusses:

Vergleich F0000(12) zu FF000(24), Vergleich FF000(24) zu FFFF0(18)

Es stellt sich keine unterschiedliche Druckungleichmäßigkeit ein.

Untersuchung des Einflusses von Wasserabstoßung; Wasseregalisierung beim Übereinanderdruck von 2 Farben:

Vergleich 0FFWW(22) zu WFFWW(2) Es ergibt sich kein Unterschied in der Ungleichmäßigkeit durch das Einbringen von Wischwasser vor dem zweimaligen Farbauftrag. Eine gewisse Ausnahme stellen hierbei P23 und P24 dar, bei denen sich das Druckbild leicht verschlech-tert.

Vergleich WFFWW(2) zu WWFFW (3) Es wurde kein Unterschied zwischen ein- und zweimaligem Wischwasserauftrag vor/ nach dem Farbauftrag erfasst – außer bei P23 und P24, wo sich ein besse-res Druckbild bei zweimaligem Wischwasser- vor dem Farbauftrag zeigt.

Vergleich WWFFW (3) zu 000FF(24) Keine unterschiedliche Druckungleichmäßigkeit – aber mit Einbringung von Wischwasser vor dem Farbauftrag erhöht sich das Mottling bei P24.

Vergleich 0FFWW(22) zu 000FF(24) Kaum oder kein Unterschied zwischen den Situationen: 2x Farbe (000FF) und 2x Farbe mit Wischwasser egalisiert (0FFWW). Die Egalisierung scheint bei zwei-maligem Farbauftrag nicht wirksam zu werden. Dieser Umstand gilt jedoch nicht für P23 und P24, wo durch Wischwasser nach dem Farbauftrag eine Erhöhung des Mottlingeffektes erzielt wird. Es wird eine Störung des Druckbildes durch das Wischwasser nach dem Farbauftrag hervorgebracht.

Vergleich WFFWW(2) zu 000FF(24) Keine unterschiedliche Druckungleichmäßigkeit. Ausnahmen sind jedoch P23 und P24, bei denen eine Mottlingerhöhung durch das Wischwasser hervorgeru-fen wird.



Fallanalyse Mottling – Gruppe IV


0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0PSA Index

PSA

Inde

x

FWWWW(19) - 0FFWW(22) 0FFWW(22) - FFFWW(1) FFFWW(1) - FFFFW(7) F0000(12) - 000FF(24) 000FF(24) - FFFF0(18)

x Achse y

Abb. 12: Gruppe IV – Einfluss der Anzahl Farbaufträge – PK1

Bei Verwendung mehrerer Farbschichten sinkt der Mottlingeffekt für die Papiere der Papierklasse 1 deutlich.


0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 10 20 30 40 50PSA Index

PSA

Inde

x

FWWWW(19) - 0FFWW(22) 0FFWW(22) - FFFWW(1) FFFWW(1) - FFFFW(7) F0000(12) - 000FF(24) 000FF(24) - FFFF0(18)

x Achse y

Abb. 13: Gruppe IV – Einfluss der Anzahl Farbaufträge – PK2

Im Falle der Papiere der Papierklasse 2 sind hingegen keine Unterschiede durch den Auftrag mehrerer Farbschichten nachweisbar.

Fazit Im Folgenden wird ein Vergleich der ausgewählten Felder WWWWF (20), WWFWW (16), FWWWW (19), WWFFW (3), FFFF0 (18), WWWFW (21), WFWWW (17), WFFWW (2), FF000 (24) mit dem Feld F0000 (12), welches das Einfarben- bzw. Grundlevelmottling darstellt, für beide Papierklassen dargestellt.


PTS/TUD

In Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. kommt zum Ausdruck, dass mit dem Einbringen von Wischwasser vor der Druckfarbe eine erhebliche Mottlingerhöhung im Vergleich zu dem Grundlevelmottling hervorgerufen wird. Hin-gegen führt ein nachträglicher Wischwasserkontakt (nach dem Aufbringen der Druckfarbe) zu einer Egalisierung des Druckbildes und somit zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

4,0 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0 5,2 5,4 5,6 5,8 6,0 6,2 6,4 6,6PSA-Index (F0000 - Einfarbenmottling) (4,3 - 6,4)

PSA

-Inde

x

WWWWF (20) WWWFW (21) WWFWW (16) WFWWW (17) FWWWW (19) WFFWW (2) WWFFW (3) FF000 (24) FFFF0 (18)

P2 P1 P19

P13

P9P14P16P4P10P12P15P8P11P18P3

P7P5, P17

kursiv - glänzende Papierenormal - matt bzw. halbmatte Papiere

Abb. 14: Vergleich mit dem Grundlevelmottling (Feld 12, F0000), PK 1

Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. stellt denselben Ver-gleich wie Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden., jedoch ohne Feld 20 (WWWWF), dar. Der Mottlingeffekt sinkt kombinationsabhängig im Ver-gleich zum Grundlevelmottling. Die besten Ergebnisse werden in den Fällen WFFWW und FFFF0, d. h. bei dem Übereinanderdruck von mindestens zwei Far-ben, erzielt.

1

2

3

4

5

6

7

4,0 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0 5,2 5,4 5,6 5,8 6,0 6,2 6,4 6,6PSA-Index (F0000 - Einfarbenmottling) (4,3 - 6,4)

PSA

-Inde

x

WWWFW (21) WWFWW (16) WFWWW (17) FWWWW (19)WFFWW (2) WWFFW (3) FF000 (24) FFFF0 (18)


P2 P1 P19

P13

P9P14P16P4P10P12P15P8P11P3

P7P5, P17

P18

4,13,7

2,5 2,53,1

3,3 3,12,5 2,0

2,7 2,4 2,63,4

2,5

3,3

2,6

Abb. 15: Vergleich mit dem Grundlevelmottling (F0000), PK 1, ohne WWWWF

Das Druckbild auf den Papieren der Papierklasse 2 scheint von der Art der Kombi-



nation von Wischwasser und Druckfarbe kaum beeinflusst zu werden (mit Aus-nahme von Papier 24). Dies wird aus der folgenden Abbildung deutlich.

Abb. 16: Vergleich mit dem Grundlevelmottling (Feld 20, F0000), PK 2

Papierunter-suchungen

Statistische Untersuchungen mit dem Ziel des Aufdeckens von Zusammenhängen zwischen Papiereigenschaften und dem Druckergebnis wurden mit dem Statistik-programm CORNERSTONE durchgeführt. Als hinderlich erwiesen sich hierbei:

der verhältnismäßig geringe Probenumfang, die heterogene Probenzusammensetzung, die zwei Produktklassen, die Variation von mA (70, 80, 90, 115, 135, 150, 250 g/m²) sowie die Variation in der Oberfläche (glänzend, seidenmatt, matt).

Dies führte dazu, dass keine allgemeingültigen Abhängigkeiten zwischen wesentli-chen Papiereigenschaften und dem Mottlingindex (bewertet gemäß der PSA-Methode) herausgestellt werden können.

Bei den Papieren der PK 2 konnten gewisse Tendenzen bzw. Zusammenhänge aufgedeckt werden. Dies war bei jenen der PK 1 nicht möglich – hierbei mündeten die Analysen lediglich in Scheinkorrelationen. Der Grund hierfür liegt in der Tatsa-che, dass die Papiere der PK 1 hochwertige Papiere repräsentieren, die sich zwar in ihren Eigenschaften deutlich unterscheiden, jedoch kaum in ihrem Mottling-verhalten. Bei der PK 2 sind die Eigenschaften der Papiere, sowie deren Mottling-verhalten ausreichend unterschiedlich, um die relevanten Papiereigenschaften zu detektieren.

Im Folgenden werden Ergebnisse der PK 1 und 2 getrennt und für ausgewählte Felder dargestellt.

Papierklasse 1 (PK1): Für eine genauere Untersuchung des Mottlingverhaltens der Papiere (PSA-Index als Messgröße für Mottling) wurden Gruppen anhand deren Verhaltens über die Felder und die Papiereigenschaften gebildet. Im Folgenden werden diese Erkennt-

4

14

24

34

44

54

64

6 8 10 12 14 16 18 20 22PSA-Index (F0000 - Einfarbenmottling) (7,8 - 21,0)

PSA

-Inde

x WWWWF (20) WWWFW (21) WWFWW (16) WFWWW (17) FWWWW (19) WFFWW (2) WWFFW (3) FF000 (24) FFFF0 (18)


P6

P22

P20

P23

P21

P24


PTS/TUD

nisse beispielhaft für das Feld 12 (F0000) dargestellt. Dabei ist in jeder Zeile jeweils der Wertebereich für die Gruppenzuordnung angegeben.

Eigenschaft G1 G2 G3 G4 PSA (F0000) ≤ 5 5 – < 5,5 5,6 – < 6 6 – < 6,5 mA [g/m²] / Vspez [cm³/g] 115 /



ger Standardabweichung und hohe Glätte aufweisen. Innerhalb dieser fünf Papiere scheint der entscheidende Einfluss für Mottling die Standardabweichung des Mit-tenrauwertes zu sein (vgl. P2 - P4). Eine Hilfestellung zur Erkennung gewisser Zusammenhänge soll Fehler! Verweis-quelle konnte nicht gefunden werden. liefern. In der oberen Dreiecksmatrix ist dabei die Quadratsumme der Differenzen der normierten Messwerte von jeweils zwei Papieren über alle Eigenschaften angegeben. Im unteren Teil wurden anstelle der Differenzen der Messwerte die Differenzen der Gruppennummern gebildet. Somit lässt sich erkennen, wie groß die Unterschiede der Papiere im Mittel sind. Papier 2 ist beispielsweise dem Papier 4 sehr ähnlich. Trotzdem liegen sie in völlig verschiedenen Mottlinggruppen. Dasselbe gilt auch für P19 und P14. Ein anderes Extrem bilden die Papiere, welche sich stark unterscheiden, dabei je-doch in derselben Mottlinggruppe angesiedelt sind (vgl. P19 und P7, P3 und P7).

QS mA PSA P2 P1 P19 P13 P7 P17 P5 P3 P18 P11 P8 P15 P12 P10 P4 P16 P14 P9P2 135 4.3 3.5 3.8 2.5 5.7 4.0 1.9 1.8 3.6 2.0 4.7 3.5 2.5 3.1 2.8 4.5 5.8 7.7P1 150 4.9 42 6.9 4.7 4.5 5.5 5.5 4.1 7.2 3.8 3.3 7.1 4.4 3.9 5.0 4.4 8.0 5.7

P19 115 5.0 48 82 2.5 4.9 2.5 4.2 3.8 1.7 2.0 3.7 3.0 3.4 1.8 5.5 4.1 2.4 7.2P13 115 5.1 41 65 33 2.8 1.8 3.4 3.6 1.9 1.6 2.4 1.5 0.6 1.2 2.9 2.3 3.3 4.5P7 150 5.2 74 64 70 43 2.8 7.8 8.3 3.8 4.2 2.9 3.7 3.7 2.6 6.0 1.5 3.3 0.9P17 115 5.2 49 69 31 26 37 4.0 5.3 2.8 3.0 3.6 2.9 1.3 1.4 3.5 1.2 2.3 4.8P5 115 5.2 18 52 42 45 86 49 1.2 4.0 4.5 6.5 3.1 3.3 3.7 1.2 5.0 6.0 10.8P3 135 5.2 21 45 41 52 101 64 9 4.6 3.3 5.1 4.1 3.7 3.5 3.0 6.5 7.3 11.7P18 115 5.3 47 91 23 28 47 36 47 54 3.0 5.3 1.4 3.1 2.9 3.9 3.0 1.9 6.1P11 135 5.4 29 51 25 34 67 30 45 42 40 2.3 3.2 1.9 1.7 4.6 4.0 3.6 5.5P8 150 5.5 64 40 42 31 40 43 68 63 53 35 4.5 2.7 0.9 6.2 4.4 5.6 3.9

P15 115 5.8 50 92 40 27 48 43 38 53 23 53 58 2.5 2.2 2.5 3.2 2.7 6.0P12 115 5.8 33 55 37 8 49 18 33 42 38 30 33 31 1.2 2.4 2.2 4.3 5.4P10 135 5.8 46 58 20 19 40 19 42 47 31 25 14 34 17 3.6 2.6 3.4 4.4

P4 115 6.2 34 54 64 41 64 45 16 31 47 57 68 30 29 44 3.0 5.5 7.8P16 115 6.2 53 63 57 30 21 24 61 74 38 50 55 35 32 37 35 2.7 2.6P14 115 6.3 70 110 30 45 48 29 74 83 23 45 62 34 55 36 70 35 4.8P9 150 6.4 87 67 89 58 13 56 113 126 70 68 45 67 68 55 83 30 57

Quadratsumme der Differenz der Gruppennummer je kleiner desto ähnlicher

Quadratsumme der Differenz der normierten Messwerte je kleiner desto ähnlicher

Abb. 19: Papier-Gruppierung nach dem Mottlingverhalten

Es konnte kein monokausaler Zusammenhang zwischen den Papiereigenschaften der PK 1 und deren Mottlingverhalten festgestellt werden. Bei zunehmender Struk-turungleichmäßigkeit im Sinne eines höheren arithmetischen Mittenrauwertes (Sa) bzw. diesbezüglich höherer Standardabweichung konnte jedoch eine leichte Zu-nahme der Mottlingneigung nachgewiesen werden. Weiterhin konnte festgestellt werden, dass bei dieser Papierklasse kein starker Zusammenhang zu den Schwankungen der Strichdicke vorliegt, was jedoch häufig in der Literatur als Ursa-che für Mottling aufgeführt wird. Der Mangel an eindeutigen Aussagen für die Papiere dieser Gruppe liegt teilweise daran, dass sich die Papiere in ihrem Mottlingverhalten nicht ausreichend differen-zieren. Andererseits liegt die Ursache in der Tatsache, dass die verfügbaren Mess-methoden zumeist nicht orts- und zeitaufgelöst messen können – zumindest nicht in der für den Druck relevanten Zeit. Papierklasse 2 (PK 2): Die Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. zeigt eine Abhängig-keit des PSA-Indexes (also der Mottlingneigung des Papiers) von der Rauheit des Papiers (Strukturungleichmäßigkeit charakterisiert als Sa-Wert). In den farbigen Feldern ist der Korrelationsindex gegeben, wobei daneben zusätzlich der Korrelati-


PTS/TUD

onsindex ohne Berücksichtigung von P24 steht. P24 zeigt im Vergleich zu den an-deren Papieren stark abweichende Papier- und Mottlingeigenschaften. Ohne Be-rücksichtigung von P24 zeigt sich die klare Tendenz, dass Papiere mit höherer Rauhigkeit eine höhere Druckungleichmäßigkeit ausbilden.

R2 = 0.910

R2 = 0.516

R2 = 0.583

R2 = 0.404

R2 = 0.276

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Sa in µm

PSA

-Inde

xWWFFW (F3)FFFFW (F7)F0000 (F12)WWFWW (F16)WWWWF (F19)

P20

P6 P21

P22

P24

P23

R2 = 0.947

R2 = 0.906

R2 = 0.609

R2 = 0.947

R2 = 0.705

Bestimmheitsmaß jeweils ohne P24

Abb. 20: Papiereigenschaften (Mittenrauwert) und Mottlingverh. Feld 12 (F0000) Die Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. und Fehler! Ver-weisquelle konnte nicht gefunden werden. zeigen den Zusammenhang des Mottlings mit der Strichdicke und ihrer Variation. Neben den farbigen Feldern sind wiederum die Korrelationsindizes ohne P24 auf-geführt, da P24 keinen Strich besitzt und dem entsprechend eine Verfälschung der Ergebnisse verursacht. Es ist bei allen Feldern, aber insbesondere beim Einfar-benmottling (Feld 12, F0000), eine Abhängigkeit von der mittleren Strichdicke fest-zustellen. Jedoch wird dies vorrangig durch lokale Schwankungen der Dicke verur-sacht, welche im Mittelwert berücksichtig werden (vgl. Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden.).



R2 = 0.396

R2 = 0.566R2 = 0.502

R2 = 0.247

R2 = 0.234

0

5

10

15

20

25

30

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Mittlere Strichdicke in µm

PSA

-Inde

x

WWFFW (F3)FFFFW (F7)F0000 (F12)WWFWW (F16)WWWWF (F19)

P20

P6

P21

P22

P24

P23

R²=0.447

R²=0.374

R²=0.075

R²=0.091

R²=0.51


Abb. 21: Papiereigenschaften (mittlere Strichdicke) und Mottlingverhalten

R2 = 0.434

R2 = 0.751

R2 = 0.693

R2 = 0.444

R2 = 0.441

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

Stabwn. (mittlere Strichdicke) in µm

PSA

-Inde

x


P20

P6P21P22

P24

P23

R2 = 0.142

R2 = 0.165R2 = 0.622

R2 = 0.538

R2 = 0.463


Abb. 22: Papiereigenschaften (Standardabweichung der mittleren Strichdicke und Mottlingverhalten)

Die folgenden Abbildungen (Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden wer-den., Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. und Fehler! Ver-weisquelle konnte nicht gefunden werden.) zeigen auf Basis der Hg-Porosimeterdaten berechnete Porenvolumina für das Gesamt-Papier und zudem detailliert für das Rohpapier und den oberen Strich (auf welchem sich das Druckbild befindet). Diese Daten wurden durch die Analyse und Trennung der Hg-Porosimeterkurven gewonnen und beziehen sich auf cm³/g. Mit Blick auf die Ver-gleichbarkeit wurden die Daten anschließend mit der flächenbezogenen Masse multipliziert, wodurch sich die resultierende Einheit cm³/m² ergibt.

Werden die Poren des Gesamt-Papiers betrachtet, zeigt sich eine Abhängigkeit


PTS/TUD

zwischen größer werdendem Volumen und steigendem Mottlingeffekt (vgl. Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden.). Dieses Verhalten offenbart sich gleichermaßen bei Betrachtung des Rohpapiers (vgl. Fehler! Verweisquelle konn-te nicht gefunden werden.).

R2 = 0.452

R2 = 0.686

R2 = 0.711

R2 = 0.915

R2 = 0.823

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

VGesamt in cm³/m²

PSA

-Inde

xWWFFW (F3)FFFFW (F7)F0000 (F12)WWFWW (F16)WWWWF (F19)

P20

P6P21P22

P24P23

Abb. 23: Papiereigenschaften (Porenvolumen, Gesamtpap.) und Mottlingverhalten

R2 = 0.495

R2 = 0.738

R2 = 0.763

R2 = 0.942

R2 = 0.847

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

VBasispapier in cm³/m²

PSA

-Inde

x


P20

P6P21P22

P24P23

R2 = 0.908

R2 = 0.530

R2 = 0.928

R2 = 0.613

R2 = 0.563

Abb. 24: Papiereigenschaften (Porenvolumen, Basispapier) und Mottlingverhalten Bei Betrachtung des Strich-Porenvolumens und des Mottlingverhaltens der Papie-re, zeigt sich scheinbar ein umgekehrter Trend: je größer die Poren des Striches, desto niedriger der Mottlingeffekt. Da bei P24 kein Strich vorhanden ist und sowohl P23 als auch P22 nur sehr geringe Strichgewichte aufweisen, sollten diese aus den Betrachtungen ausgeschlossen werden. In diesem Fall, zeigt sich der besagte Trend in hoher Korrelation beim Einfarbenmottling – dieses Ergebnis bezieht sich



dabei allerdings nur auf drei Papiere.

R2 = 0.545

R2 = 0.555

R2 = 0.588 R2 = 0.343

R2 = 0.304

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 1 2 3

VTop in cm³/m²

PSA

-Inde

x


P20

P6P21

P22, P23, P24

R2 = 0.442

R2 = 0.573

R2 = 0.997

R2 = 0.261

R2 = 0.468

Abb. 25: Papiereigenschaften (Porenvolumen, oberer Strich) und Mottlingverhalten

Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. zeigt den Zusammenhang des Mottlingverhaltens der Papiere der PK 2 mit dem Ölabsorbtionskennwert nach Cobb: Bei zunehmenden Cobb-Werten steigt der PSA-Index und damit die Mott-lingneigung der Papiere. Dieses Verhalten bestätigt die in Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. und Fehler! Verweisquelle konnte nicht ge-funden werden. aufgezeigte Abhängigkeit des Mottlingeffektes von dem Porenvo-lumen.

R2 = 0.293

R2 = 0.774

R2 = 0.883R2 = 0.892

R2 = 0.967

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Cobb Öl

PSA

-Inde

x


P20P6

P21

P22

P24

P23

R²=0.838

R²=0.612R²=0.780

R²=0.809

R²=0.828


Abb. 26: Papiereigenschaften (Cobb Öl) und Mottlingverhalten

Diese Tendenz zeigt sich jedoch nicht bei Betrachtung der Wasserabsorbti-onskennwerte nach Cobb; was u. U. auf eine Überlagerung mit dem Effekt einer


PTS/TUD

spannung zeigt sich ebenso kein Zusammenhang zum Auftreten des Mottlingeffek-tes (vgl. Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden.).

R2 = 0.060

R2 = 0.597

R2 = 0.578R2 = 0.579

R2 = 0.723

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

30 35 40 45 50 55 60 65 70

Oberflächenspannung in mNmm

PSA

-Inde

x


P20

P6 P21P22

P24

P23

R²=0.002

R²=0.030

R²=0.002R²=0.016

R²=0.173


Abb. 27: Papiereigenschaften (Oberflächenspannung) und Mottlingverhalten



Hypothesen zur Ursachen des: Mottling (bzw. der Druck-ungleich-mäßigkeit)

Ursachen für das Auftreten von Einfarbenmottling, also den Fall, dass nur eine Farbe auf das Papier übertragen wurde und dabei ein wolkiger Ausdruck entsteht (ohne einen Feuchtmittelkontakt in einem vorgelagerten Druckwerk), sind:

1) Farbübertragung (Farbspaltung): Die Farbe bildet im Idealfall einen gleichmäßi-gen Farbfilm an der Papieroberfläche (vgl. Abb. 28, a). Durch die jeweiligen Papieroberflächeneigenschaften (insb. Topografie, Oberflächenspannung oder chemische Eigenschaften) kann die Farbspaltung jedoch gestört werden. Die Farbe spaltet sich dann nicht ideal-gleichmäßig, sondern es entstehen Fäden, die im weiteren Verlauf abreißen (vgl. Abb. 28, c).

2) Lokale Unterschiede im Wegschlagverhalten: Bei gestrichenen Papieren ist die Strichdicke häufig nicht einheitlich, sondern lokalen Schwankungen unterlegen. Hierdurch und darüber hinaus durch Unterschiede in der Porigkeit des Striches und/ oder des Rohpapiers ergeben sich Abweichungen in der aufgetragenen Druckfarbenmenge /-dicke (vgl. Abb. 28, b).

3) Lokale Unterschiede in der Mikrorauigkeit der Oberfläche: „geschlossenere“ Bereiche der Oberfläche – diese entstehen beim Kalandrieren des Papiers – können die Farbübertragung und das Wegschlagverhalten stören und rufen zu-dem lokale Glanzvariation hervor (vgl. Abb. 29).

Annahme: Gleichmäßige Spaltung z.B. 50-50%

Lokal unterschiedliches

Wegschlagen

Störungen in der Farbübertragung

a) b) c) Abb. 28: Mottling-Effekt

Abb. 29: Lokale Unterschiede in Oberflächeneigenschaften – Glanzvariation

Die Ursachen für das Auftreten von Backtrap-Mottling (Rückspalten) sind:

• Die Farbe wird in einem Druckwerk durch einen flächigen Kontakt zwischen Papier und Gummituch im Druckspalt auf das Papier übertragen.

• Die Spaltung erfolgt nicht ideal-gleichmäßig (vgl. Abb. 28, c). • In den nachfolgenden Druckwerken spaltet sich dann ein geringer Teil der

Druckfarbenschicht, die bereits auf das Papier übertragen wurde, im Kontakt mit den Gummitüchern der folgenden Farben, erneut.

• Wenn die erste Druckfarbenschicht durch ungleichmäßiges Wegschlagen nicht homogen in das Papier wegschlagen konnte, wird sich das Rückspalten an den folgenden Gummitüchern ungleichmäßig vollziehen und der auf dem Druckbo-gen verbleibende Farbfilm in der Schichtdicke unterschiedlich ausfallen (vgl.


PTS/TUD

Abb. 30).

Schichtdicke der aufgetragenen Farbe

1. unterschiedliche Farbpenetration

2. Farbschichtdicke nach dem M - Werk

1 2

Abb. 30: Backtrap-Mottling Wasserabstoßen (Wasser-Inteferenz Mottling)

• Das im Offsetdruck verwendete Wischwasser kann die Farbannahme des Pa-piers stören und zu einem ähnlich fleckigen Ausdruck wie beim Back-Trap-Mottling führen.

• Das Wischwasser wird von den nicht druckenden Bereichen der Druckplatte und den Höfen zwischen den Rasterpunkten auf das Papier übertragen.

1

Farbübertra-gungsproblem: Wasser, das im ersten Druckwerk aufgetragen wird und nicht in das Papier penetriert, stößt die Farbe im folgenden Druck-werk ab.

Abb. 31: Wasserabstoßen (Watter Interference Mottling)

Ansprechpartner für weitere Informationen: Dr. Rainer Klein Tel. (03529) 551-686 [email protected]

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