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Auswachsen der Lagen - Stufenbildung

Von Stufenbildung bzw. Auswachsen der Lagen spricht man, wenn die einzelnen Falzbogen an der Außenkante eines Buchblocks, in Ausnahmefällen auch am Kopf- und Fußende, keine gleichmäßige Kante bilden, sondern ein reliefartiges Aussehen haben (Abb. 1 und Abb. 2). Die Stufenbildung wird vom Endkunden meist aus ästhetischen Gesichtspunkten reklamiert.

Abbildungen (von links nach rechts)

Abb. 1: Stufenbildung.
Abb. 2: Stufenbildung am Vorderbeschnitt eines Buchblocks.
Abb. 3: Feuchteprofil des Papiers beim Maschinendurchlauf ohne Rückbefeuchtung.
Abb. 4: Feuchteprofil des Papiers beim Maschinendurchlauf mit Rückbefeuchtung.
Abb. 5: Messungen der relativen Feuchte des Papiers bei verschiedenen Einstellungen der Rückbefeuchtung.
Abb. 6: Gesamtansicht der im Rollenoffset produzierten Broschur ca. 3 Wochen nach dem Dreiseitenbeschnitt.
Abb. 7: Vergrößerte Aufnahme des Auswachsens des Innenteils.

       


Mögliche Ursachen

Das Auswachsen der Lagen tritt dann auf, wenn ein Papier im Buchblock nach dem Beschnitt Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft aufnimmt. Papier reagiert bei Feuchtigkeitsaufnahme immer mit Dimensionsänderung (Dehnung), überwiegend quer zur Faserlaufrichtung. Bei der meist üblichen Faserlaufrichtung parallel zum Bund findet dann bei Feuchtigkeitsaufnahme eine entsprechende Dehnung zur Außenkante hin statt. Voraussetzung für diesen Vorgang ist, dass das Papier im Buchblock eine deutlich geringere Feuchte wie die Umgebungsluft aufweist.

Meistens tritt das Auswachsen bei der Verarbeitung von „gemischten Produktionen“ innerhalb eines Buchblocks auf. Gemischte Produktion bedeutet, dass ein Teil des Buchblocks im Rollenoffset und ein Teil im Bogenoffset gedruckt wurden. Es ist bekannt, dass beim Bogenoffset die relative Feuchte des Papiers vor und nach dem Druck nahezu gleich bleibt, sich also im Bereich von 50 % ± 5 % bewegt. Beim Rollenoffset dagegen wird das Papier durch die Heißlufttrocknung der Druckfarben stark thermisch belastet und hat nach dem Druck eine relative Feuchte von z. T. unter 10 %. Nach der Verarbeitung zeigen sich dann zwischen den beiden unterschiedlichen Produktionen vorerst noch keine Unterschiede am Außenbeschnitt.

Es erfolgen zuerst ein Feuchteaustausch zwischen den Papieren und dann erst eine Anpassung an die Umgebungsfeuchte bzw. Umluft. Als Folge davon schrumpfen die Papierfasern des im Bogenoffset gedruckten Teils und die Papierfasern des im Rollenoffset gedruckten Teils dehnen sich.

Wird die Laufrichtung senkrecht zum Bund gewählt, so tritt das Auswachsen bei Feuchtigkeitsaufnahme in Richtung zum Kopf- und Fußende auf. Bei stehender Produktion, also Faserlaufrichtung parallel zum Bund, kommt es zu einem Auswachsen zur Außenkante hin.

Werden innerhalb eines Buchblocks Papiere mit stark unterschiedlicher Kompressibilität eingesetzt, kann auch ohne den Einfluss der Feuchtigkeitsaufnahme eine Stufenbildung während des Dreiseiten-Beschnitts der Produkte entstehen. Die Papiere mit höherer Kompressibilität dehnen sich gegenüber Papieren mit geringerer Kompressibilität beim Aufsetzen des Pressbalkens stärker. Bei der Entlastungsphase des Papiers nach dem Beschnitt bzw. nach der Entlastung durch den Pressbalken kann dadurch eine Stufenbildung am Beschnitt resultieren.


Mögliche Abhilfen

Beim Rollenoffset können optional Wiederbefeuchtungsanlagen installiert werden. Diese Anlagen ermöglichen eine Befeuchtung der Papierbahn über die komplette Bahnbreite nach der Trockenstrecke. Dadurch ist es möglich, das Niveau der relativen Feuchte des Papiers nach dem Druck, das ohne Rückbefeuchtung deutlich unter 10 % liegt, auf einen Wert von ca. 35 % zu steigern. Das Feuchteprofil des Papiers während des Durchlaufs durch die Druckmaschine ohne Rückbefeuchtung zeigt die Abb. 3 . Es wird dabei deutlich, dass die relative Feuchte des Papiers nach der Trockenstrecke auf einem Wert von weit unter 10 % konstant bleibt. Bei der Produktion mit Rückbefeuchtung zeigt sich dagegen, dass die relative Feuchte des Papiers bis zu einem Wert von ca. 35 % angehoben wird(Abb. 4). Abb. 5 zeigt die Ergebnisse von Messungen der relativen Feuchte des Papiers während des Drucks bei unterschiedlichen Einstellungen der Rückbefeuchtungsmenge. Ohne Rückbefeuchtung (1. Säule) wird die Ausgangsfeuchte des Papiers von ca. 45 % auf ca. 5 % drastisch reduziert. Bei steigender Rückbefeuchtungsmenge zeigt sich, dass das Papier bis zur Ausgangsfeuchte wiederbefeuchtet werden kann. Die Hersteller von Rückbefeuchtungsaggregaten empfehlen bis max. zu einer relativen Feuchte von 35 % rückzufeuchten, um übermäßige Welligkeit der Drucke zu verhindern. Durch die Wiederbefeuchtung des Papiers unmittelbar nach dem Druck kann also die Feuchtigkeitsaufnahme der Umgebungsluft und somit nachträgliche Dimensionsänderung weitgehend verhindert werden. Dies ist insbesondere bei der Verarbeitung von „gemischten Produktionen“ unbedingt erforderlich, da andererseits das Auswachsen der im Rollenoffset produzierten Lagen nicht zu vermeiden ist.

Bei der Produktion von Buchblöcken mit hoher Seitenzahl ist darauf zu achten, dass Papiere mit ähnlichem Kompressionsverhalten eingesetzt werden.


Beispiele

Der 64-seitige Innenteil eines Kataloges wurde im Heatset-Rollenoffset produziert, der Umschlag im Bogenoffset. Nach der Klammerheftung erfolgten der Dreiseitenbeschnitt und unmittelbar danach die Auslieferung zum Kunden. Ca. 3 Wochen nach der Auslieferung reklamierte der Kunde die komplette Auflage, da der Innenteil gegenüber dem Umschlag um fast 1 mm ausgewachsen war (Abb. 6 und Abb. 7). Rückfragen ergaben, dass der Innenteil ohne Rückbefeuchtung produziert wurde und es dadurch anschließend bei der Reklimatisierung zum Auswachsen des Innenteils kam.

Da es sich um einen hochqualitativen Katalog handelte, musste die komplette Auflage nachgeschnitten werden. In diesem Fall konnten größere Reklamationskosten durch eine nicht allzu aufwändige Nachbearbeitung vermieden werden. Aus anderen Fällen (z. B. bei Deckenbänden) ist bekannt, dass die Buchdecke im Nachhinein wieder entfernt werden musste, damit der Innenteil nachgeschnitten werden konnte. Die Buchdecke musste dann wieder neu produziert und erneut mit dem Innenteil gebunden werden.


Allgemeine Hinweise

Für den Reklamationsfall

Reklamierte Muster sicherstellen.

Feuchte der bedruckten Bogen messen.

Produktionsdaten protokollieren.


Ergänzende Literatur

FALTER, K.-A.; SCHMITT, U.:
Einfluss der Hitzeeinwirkung auf die Festigkeitseigenschaften und die Dimensionsveränderung des Druckpapiers.
München: Fogra, 1989 (4.035) - Forschungsbericht

FALTER, K.-A.; KIRMEIER, M.:
Erfassung der Wirkungsweise von Rückbefeuchtungsanlagen in Rollenoffsetmaschinen.
Wiesbaden: Bundesverband Druck E.V., 1995 - Informationen

BETZLER, F.:
Stufenbildung bei Broschuren und Buchblocks. Untersuchung von Ursachen bei gleichartigen Papierqualitäten nach dem Dreiseitenbeschnitt.
Wiesbaden/München: Bundesverband Druck und Medien e.V./Fogra, 1991 (4.047) - Forschungsbericht

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