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Veränderungen von Druckfarben in Offsetdruckereien


Forschungsbericht

51.008

Autor

Philipp Stolper, Wolfgang Rauh, Stephan Dietzel, Wojciech Kowalczyk, Nagesh Kumaraswamy

Publikationsjahr

2019

Abstrakt

Im Rahmen des Forschungsprojekts sollte die Veränderung der Druckfarben während des Druckprozesses in Offsetdruckereien untersucht werden. Mit Hilfe verschiedener analytischer Methoden sowie Druckversuchen erfolgten dazu Messungen an verschiedenen Farbsystemen (Bogen-, Heatset- und Coldsetdruckfarben, jedoch keine Druckfarben für den wasserlosen Druck) zur Evaluierung des Einflusses mechanischer Krafteinwirkung auf die Änderung der physikalischen Eigenschaften und das drucktechnischen Verhaltens. Dabei diente ein Dreiwalzwerk als Modellsystem für Offsetdruckmaschinen, um die Farbsys-teme definiert mechanisch zu belasten. Durch diese Unter-suchungen ist eine grobe Einschätzung der einwirkenden Kräfte während des Druckprozesses sowie deren Auswir-kung auf die Druckfarben möglich geworden. Die Einteilung der Druckfarben aufgrund des Herstellungsprozesses in zwei Kategorien erwies sich als sinnvoll: hergestellt aus Flushpasten (geringer Eintrag mechanischer Energie) bzw. aus den Einzelkomponenten (hoher Energieeintrag durch Vermahlen und Dispergieren). Druckfarben aus Flushpasten zeigten irreversible Veränderungen nach mechani-scher Belastung, wogegen die anderen Druckfarben im Regelfall wenig bis keine Änderung durchliefen. Die Vorhersage des Verhaltens von Druckfarben unter me-chanischer Belastung sollte weiterhin durch eine Simulation ermöglicht werden. Dies machte die Entwicklung eines funktionalen Simulationsmodells mit den passenden Randbedingungen notwendig. Als problematisch erwies sich die Tatsache, dass es sich bei Druckfarben um eine nicht-newtonsche Flüssigkeit mit einem großen viskoelastischen Bereich handelt. Die Entwicklung des Simulationssystems ging so weit, dass Werte aus der Simulation des Verhaltens von Druckfarben in dem Spalt eines Rheometers gut mit den im Laborversuch generierten Messwerten korrelierten. Der Transfer auf die komplexe Geometrie einer Druckmaschine war jedoch nicht möglich. Es konnte gezeigt werden, dass die Veränderung von Druckfarben zwar nachweisbar ist, jedoch für die Praxis in der Druckerei eine untergeordnete Rolle spielt und somit die Modellierung zur Vorhersage des Verhaltens im Regelfall nicht be-nötigt wird.

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