Oberflächenfestigkeit

Beim modernen Mehrfarbendruck im Offsetverfahren mit hoher Druckgeschwindigkeit und zügigen Druckfarben werden hohe Anforderungen an die Oberflächenfestigkeit des Kartons gestellt (vergleichbar mit dem schnellen Abreißen eines Klebebandstreifens von einem Blatt Papier)

Die Oberflächenfestigkeit beschreibt die Festigkeit zwischen der gestrichenen Kartonoberfläche und den Druckfarben, Lacken oder Folien bzw. die Festigkeit senkrecht zur direkt darunterliegenden Fläche.

Diese Eigenschaft ist dem Delaminierungswiderstand oder der Spaltfestigkeit sehr ähnlich. Das Gleiche gilt für die Messverfahren und dabei auftretende Probleme. Die Oberflächenfestigkeit ist im Hinblick auf die Kräfte, die während des Druckvorgangs wirksam werden, ein wichtiger Parameter. Die Durchlaufgeschwindigkeit und Viskosität der Druckfarben und Lacke verlangen, dass die Oberfläche beständig gegen die auftretenden Zugkräfte ist. Zur Simulation der beim Druckvorgang wirksam werdenden Zugkräfte gibt es zahlreiche Verfahren, die mit einer Kombination aus verschiedenen zügigen Druckfarben und Wachsen arbeiten. Durch Schälverfahren wird die Haftung von Strich oder Folie auf der Kartonoberfläche gemessen. Die jeweils angewendeten Messverfahren führen zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen.

Die Prüfverfahren für die Oberflächenfestigkeit können die Komplexität der gegensätzlichen Kräfte nicht ganz wiedergeben, doch aufgrund jahrelanger Erfahrung ist es möglich, zufriedenstellende Rückschlüsse auf die Oberflächenfestigkeit zu ziehen. Die Oberflächenfestigkeit wird von zahlreichen Faktoren beeinflusst. Dazu gehören vor allem der Delaminierungswiderstand der inneren Kartonlagen sowie die Strichfestigkeit und die Haftung des Strichs auf dem Karton. Die Viskosität und Zügigkeit der Druckfarben sowie die Durchlaufgeschwindigkeit in der Druckmaschine können sehr stark variieren und so Intensität und Art der Oberflächenbelastung beeinflussen. Daher sollten Werte für die Oberflächenfestigkeit ebenso wie die Werte weiterer, nicht eindeutig definierter physikalischer Eigenschaften eher als Anhaltspunkte für die tatsächliche Funktionalität in der Druckmaschine gesehen werden.

Messbare Eigenschaften

Oberflächenfestigkeit, IGT (ISO 3783)
Oberflächenfestigkeit bedeutet in diesem Zusammenhang den Widerstand der Kartonoberfläche gegen Zugkräfte, wodurch eine Delaminierung oder ein Rupfen der bedruckten Oberfläche verhindert wird.

Prüfverfahren und -geräte
Zur Prüfung der Oberflächenfestigkeit werden IGT-Bedruckbarkeitsprüfer eingesetzt. Die Prüfgeräte simulieren in vereinfachter Form den Offsetdruck. Durch den Einsatz von Druckfarben einer bestimm-ten Viskosität (IGT-Öl mittlerer Viskosität) kann die Geschwindigkeit, bei der Delaminierung und Rupfen auftreten, durch den Vergleich mit einer Entfernungs-Geschwindigkeitstabelle ermittelt werden. Dieser Wert wird üblicherweise in Metern pro Sekunde (m/s) angegeben.

Wichtige Eigenschaften
Die Oberflächenfestigkeit wird in hohem Maße von der Art der eingesetzten Fasern (lange Fasern erhöhen die Festigkeit), der Behandlung der Fasern, der Oberflächenleimung, der Art der Strichpigmente und von der Art und Menge des Bindemittels in der Streichmasse beeinflusst.

 

Prinzip der Oberflächenfestigkeit.
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Messbare Eigenschaften

Oberflächenfestigkeit, Dennison (CPI RTM 30)
Wachsstifte können in ähnlicher Weise eingesetzt werden wie Zugfestigkeitsdruckfarben bei der IGT-Prüfung. Sie sind allerdings nur für ungestrichene Oberflächen geeignet und sollten nicht für gestrichene Oberflächen eingesetzt werden.

Prüfverfahren und -geräte
Einige Wachsstifte werden geschmolzen, auf die Kartonoberfläche aufgetragen und müssen anschließend aushärten. Das abgekühlte Wachs wird dann von der Oberfläche abgezogen, wodurch auch geringste Beschädigungen der Oberfläche erkennbar werden. Die Rupffestigkeit liegt bei dem höchsten Wachswert, bei dem noch keine Beschädigung der Oberfläche auftritt.

Wichtige Eigenschaften
Die Oberflächenfestigkeit wird in hohem Maße von der Art der eingesetzten Fasern (lange Fasern erhöhen die Festigkeit), der Behandlung der Fasern und der Oberflächenleimung beeinflusst.

 

 

 

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