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Blasenbildung (Blistering) im Rollenoffset

Beim Durchlauf einer bedruckten Papierbahn durch die Trockenstrecke der Rollenoffsetmaschine kommt es partiell zu einem Anheben der Bedruckstoffoberfläche. Das Erscheinungsbild in Form von meist runden, scharf begrenzten Blasen ist sowohl bei gestrichenen Papieren als auch bei gestrichenen Kartons festzustellen. Die in den bedruckten Flächen - vor allem in Volltonflächen - auftretende Blasenbildung beeinträchtigt in starkem Maße die Qualität des Druckerzeugnisses (Abb. 1 und Abb. 2).

Abbildungen (von links nach rechts)

Abb. 1: Blasenbildung im Rollenoffset.
Abb. 2: Blasenbildung im Rollenoffset.
Abb. 3: Querschnitt durch eine Blase (REM-Aufnahme).
Abb. 4: Blasenbildung aufgrund zu hoher Papierfeuchte.
Abb. 5: Blasenbildung bei einem leichtgewichtig gestrichenen Papier.
Abb. 6: Vergrößerte Darstellung einer Blasenbildung bei einem leichtgewichtig gestrichenen Papier.
Abb. 7: Blasenbildung aufgrund einer geschlossenen Papieroberfläche.
Abb. 8: Vergrößerte Darstellung der Blasenbildung.

        


Mögliche Ursachen

Bei der schockartigen Erhitzung der bedruckten Papierbahn in der Trockenstrecke der Rollenoffsetmaschine - mit Heißlufttemperaturen bis zu 300 °C – tritt eine Wasserdampfbildung im Papiergefüge auf. Durch die beidseitige Abdeckung mit dem Papierstrich und bei beidseitigem Bedrucken mit hohen Farbschichtdicken kann der Wasserdampf nicht entweichen. Es tritt eine Spaltung im Papiergefüge und damit eine Blasenbildung in den bedruckten Flächen auf (Abb. 3). Von der drucktechnischen Seite wird eine Blasenbildung wesentlich durch die Farbschichtdicke und die Heißlufttemperatur in der Trockenstrecke beeinflusst. Mit steigender Farbschicht sinkt die Luft- bzw. die Dampfdurchlässigkeit der Papieroberfläche. Mit steigender Heißlufttemperatur steigen die Menge und der Druck des im Papiergefüge gebildeten Wasserdampfs.

Eine einheitliche Tendenz des Einflusses der Druckfarbe auf die Blasenbildung - Pigmentkonzentration, Zügigkeit, Absiedeverhalten - kann nicht festgestellt werden. Papierbedingte Einflussfaktoren sind die Art des Bindemittels, der Bindemittelanteil im Strich und die Art des Streichpigmentes sowie die Oberflächenverdichtung durch die Satinage.

Von sehr starkem Einfluss ist, wie zu erwarten, der Feuchtigkeitsgehalt des Papiers, der bei gestrichenen Rollenoffsetpapieren bei ca. 40 % Gleichgewichtsfeuchte liegen sollte.

Doppelt und dreifach gestrichene Papiere werden vielfach in einem Arbeitsgang als Format- und Rollenprodukt gefertigt. Da von Formatpapieren eine Gleichgewichtsfeuchte um 50 % gefordert wird, muss bei Rollenoffsetpapieren ein Kompromiss gemacht werden.

Besonders anfällig sind gestrichene Hochglanzpapiere mit sehr dichter Oberfläche. Der für eine gute Oberflächenfestigkeit bei Offsetpapieren erforderliche, hohe Bindemittelanteil im Strich vermindert dessen Porosität. Die deutliche Verminderung der Reklamationen wegen Blasenbildung in den letzten Jahren ist vor allem auf die Optimierung der Strichzusammensetzung und der Satinage zurückzuführen.


Mögliche Abhilfen

Eine Verminderung der Heißlufttemperatur ist sicherlich die beste und einfachste Möglichkeit, eine Blasenbildung zu vermeiden. Um eine ausreichende Verfestigung des Druckfarbenfilmes zu erreichen, muss zwangsläufig die Druckgeschwindigkeit reduziert werden.

Da eine Blasenbildung ausschließlich in beidseitig intensiv bedruckten Flächen auftritt, kann sich eine Reduzierung der Druckfarbenschichtdicke in den Bildtiefen - z. B. durch Unterfarbenreduzierung (UCR) - positiv auswirken.

Vor allem ist darauf zu achten, dass das Papier keinen zu hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweist (35 % rel. Feuchte bis 40 % rel. Feuchte).

Die vornehmlich in Vollflächen auftretende Blasenbildung kann, soweit es die Oberflächenfestigkeit des Papiers zulässt, durch Einsatz einer strengeren Farbe - bei geringerer Schichtdicke - verringert werden.

Bei vielen Trocknersystemen erfolgt die Temperaturregulierung über Infrarot-Messgeräte, die die Bahntemperatur des Papiers im Trockner messen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass es bei verschmutzter Messoptik (Papierstaub, Mineralöldämpfe) zu Fehleinstellungen der Trocknertemperatur und damit zur Überhitzung der Papierbahn kommen kann. Aus diesem Grund ist es empfehlenswert, die Messoptik regelmäßig zu reinigen.


Beispiele

Blasenbildung aufgrund zu hoher Papierfeuchte:

Beim Druck eines Prospektes im Rollenoffsetverfahren war in den Vollflächen übermäßig starke Blasenbildung reklamiert worden. In der Druckerei konnte an Restrollen der Auflage der Feuchtigkeitsgehalt gemessen werden. Die Werte lagen im Bereich von 55 % bis 65 % rel. Feuchte. Um Blasenbildung bei der Trocknung im Rollenoffset zu vermeiden, wird eine verhältnismäßig niedrige Rollenfeuchte von 35 % bis 40 % rel. Feuchte empfohlen. Im vorliegenden Fall kam es wegen des hohen Feuchtigkeitsgehalts des Papiers und den hohen Temperaturen in der Trockenstrecke zu übermäßiger Verdunstung des Wassers im Papiergefüge und damit zu der reklamierten Blasenbildung (Abb. 4).

Blasenbildung durch Überhitzung der Papierbahn:

Beim Druck eines Versandhauskataloges auf einem leichtgewichtig gestrichenen Papier im Rollenoffsetdruck war Blasenbildung in den Vollflächen festgestellt worden. Am verdruckten Papier konnte ein normaler Feuchtigkeitsgehalt von 38 % rel. Feuchte und eine normale Luftdurchlässigkeit festgestellt werden. Rückfragen in der Druckerei ergaben, dass die Maschinengeschwindigkeit voll ausgenutzt wurde und dass zur Gewährleistung einer einwandfreien Durchtrocknung der Druckfarbe die Heizleistung erhöht wurde. Die Bahntemperatur nach der Trockenstrecke wurde mit 155 °C angegeben. Der Grund für die aufgetretene Blasenbildung war also eine zu starke Überhitzung der Papierbahn in der Trockenstrecke (Abb. 5 und Abb. 6).

Blasenbildung bei einem gestrichenen Papier mit einer geschlossenen Oberfläche:

Wie die Bilder Abb. 7 und Abb. 8 demonstrieren, war beim Druck eines gestrichenen Papiers im Rollenoffsetverfahren eine übermäßig starke Blasenbildung aufgetreten. Beim verdruckten Papier lag eine verhältnismäßig hohe Strichmenge von 25 g/m2 und Seite mit einem Bindemittelanteil von 16 %, bezogen auf die Strichmenge, vor. Die Bestimmung der Luftdurchlässigkeit ergab extrem niedrige Werte. Als Ursache für die aufgetretene Blasenbildung ist also die relativ hohe Strichmenge in Verbindung mit hohem BindemitteIanteil anzusehen. Es lag also ein gestrichenes Papier mit einer geschlossenen Oberfläche von geringer Porosität vor, das ein Verdampfen der Feuchtigkeit durch die Papieroberfläche in der Trockenstrecke der Rollen-Offsetmaschine nicht ermöglichte.


Allgemeine Hinweise

Für den Reklamationsfall

Rel. Feuchte des Auflagenpapiers vor dem Druck feststellen.

20 Blatt des unbedruckten Auflagenpapiers (DIN A 4) müssen zurückgelegt werden. Mit Hilfe dieses unbedruckten Auflagenpapiers kann durch einen Standard-Blistertest im Labor geprüft werden, ob der Blasenbildung papierbedingte Ursachen zugrunde liegen.

Einstellungen des Heißlufttrockners ermitteln.

Reklamierte Muster sicherstellen.


Ergänzende Literatur

FALTER, K.-A.; KIRMEIER, M.; TONHÄUSER, W.:
Ermittlung der Ursachen der Blasenbildung bei der Heißlufttrocknung im Rollenoffset.
Wiesbaden/München: Bundesverband Druck E.V. / Fogra, 1994 (42.009) - Forschungsbericht

FALTER, K.-A:
Die mikro- und makroskopische Beurteilung von Fehlern an Druckerzeugnissen.
München: Fogra, 1980 (3.003) - Forschungsbericht

FALTER, K.-A; OBST, G:
Fehler an Druckerzeugnissen – Ursachenfindung durch Rasterelektronenmikroskopie und Röntgenmikroanalyse.
München: Fogra, 1996 (48) - Praxis Report

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