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Verblocken von lackierten Drucken

Beim Verblocken von lackierten Drucken handelt es sich um ein Verkleben, in leichteren Fällen um ein Zusammenhaften von Bogen nach dem Lackiervorgang. Die Druckbogen können in der maschinellen Druckweiterverarbeitung nicht mehr separiert werden, was zu kostenträchtigen Produktionsausfallzeiten führt. Außerdem können die Drucke aufgrund der Verklebungserscheinungen störende Farbspuren aufweisen (Abb. 1, Abb. 2 und Abb. 3).

Abbildungen (von links nach rechts)

Abb. 1: Störende Farbspuren durch Verblocken mit darüber liegendem Druck.
Abb. 2: Verblockungserscheinungen auf der Rückseite des Druckes.
Abb. 3: Vorder- und Rückseite der verblockten Drucke.
Abb. 4: Verblocken von dispersionslackierten Drucken wegen partiell zu hohem Stapeldruck.
Abb. 5: Partielle Überbelastung im Stapel.
Abb. 6: Fogra-Blocktestgerät.
Abb. 7: Blockerscheinungen im Bereich der Heftklammer.
Abb. 8: Blockergebnis bei normalem Anpressdruck.
Abb. 9: Blockergebnis bei erhöhtem Anpressdruck.

         


Mögliche Ursachen

Öldrucklacke:

Das Wegschlagverhalten des Bedruckstoffs und/oder des Lacks hat einen großen Einfluss auf das Verblocken. Bei zu langsamen Wegschlagverhalten verbleibt im Moment des Kontakts mit dem Folgebogen ein hoher Anteil des noch nicht verfestigten Lacks an der Bedruckstoffoberfläche und wirkt wie eine adhäsive Schicht. Durch den steigenden Stapeldruck kommt es dann zu einer Verfestigung (Verklebung) zwischen den aufeinanderliegenden Bogen.
Wenn der oxidative Trocknungsprozess verzögert abläuft, können ebenfalls Verblockungserscheinungen auftreten. Wird kein Druckbestäubungspuder oder ein Puder mit zu geringer Korngröße eingesetzt, kann das zu Verzögerungen der oxidativen Trocknung führen. Das Druckbestäubungspuder gewährleistet einen gewissen Abstand und somit den Einschluss von Sauerstoff zwischen den bedruckten und lackierten Bogen.
Bei der Lagerung von lackierten Drucken im Stapel hat die Umgebungsfeuchte einen gewissen Einfluss auf das Blocken. Ist dabei die Feuchtigkeit zu hoch, kann das in Abhängigkeit von der Lagerdauer zu einem nachträglichen Verkleben führen.
Wird beim Bedrucken von speziellen Papieren – z. B. gussgestrichene Papiere – mit zu hohen Stapeln produziert, steigt die Gefahr des Verblockens.
Bei der Lagerung von lackierten Drucken können durch partielle Überbelastung, wie es beim Übereinanderstapeln von Paletten vorkommen kann, Verblockungserscheinungen auftreten.

Dispersionslacke:

Die Trocknung von Dispersionslacken erfolgt überwiegend durch Wegschlagen von Wasser. Daher kann ein ungünstiges Wasseraufnahmeverhalten des Bedruckstoffs zu Trocknungsverzögerungen und somit zum Verblocken führen.
Bei Falscheinstellung der Trocknersysteme können Trocknungsverzögerungen bzw. Übertemperierung des Stapels auftreten, wodurch das Blocken begünstigt wird. Bei Bedruckstoffen mit geringer Saugfähigkeit kann eine falsche Dosierung von trocknungsbeschleunigenden Maßnahmen Trocknungsverzögerungen und somit Blocken hervorrufen.
Wie bei den Öldrucklacken hat auch bei Dispersionslacken eine zu hohe Umgebungs- bzw. Materialfeuchte bei der Lagerung einen negativen Einfluss auf das Blockverhalten.
Bei der Lagerung von Drucken können – wie auch bei den Öldrucklacken – durch partielle Überbelastung, wie es beim Übereinanderstapeln und Palettieren der Broschuren vorkommt, Verblockungserscheinungen auftreten (Abb. 4 und Abb. 5).

UV-Lacke:

Bei ungestrichenen Papieren mit schnellem Wegschlagverhalten schlagen die dünnflüssigen, reaktiven Bestandteile des UV-Lacks und mit diesen auch die für die Polymerisation verantwortlichen Photoinitiatoren in den Bedruckstoff weg. Bei der anschließenden UV-Trocknung kann dann der UV-Lack aufgrund der Verarmung an Photoinitiatoren und reaktiven Komponenten nicht vollständig ausgehärtet werden. Der Lack bleibt klebrig, was zum Verblocken führt.
Wenn der Anteil an Photoinitiatoren im Lack zu gering ist, lässt sich ebenfalls keine ausreichende Aushärtung erzielen.
Wenn die Strahlerleistung der UV-Trockner zu gering bzw. partiell ungleichmäßig ist, ist unzureichende Härtung des Lackes die Folge.


Mögliche Abhilfen

Generell:

Es ist grundsätzlich, um Verblocken zu vermeiden, eine optimale Abstimmung der Kombination: Papier/Druckfarbe/Lack dringende Voraussetzung. Dies kann am besten in einem Druckversuch oder im Labor erfolgen. Auf diese Art können gut verträgliche Kombinationen ausgetestet und für zukünftige Aufträge eingesetzt werden.
Beim Lackieren von Spezialpapieren (z. B. Transparentpapiere oder Folien) ist es ratsam, sich in Gesprächen mit dem Druckfarbenhersteller eine günstige Kombination aus Druckfarbe, Zusatzstoffe und Lack empfehlen zu lassen.
Übermäßig hoher Stapeldruck oder partielle Überbelastung im Stapel sollten dringend vermieden werden. Beim Lagern von lackierten und klammergehefteten Broschuren ist auf eine verschränkte Lagerung (Rücken gegen Außenkante) zu achten, damit die partielle Materialverdickung durch die Klammer im Bund ausgeglichen werden kann.
Die Verblockungsneigung von Lacken lässt sich nach Hand-Lackierungen und nach entsprechender Trocknung mit Blocktests oder Blockprüfgeräten (Abb. 6) untersuchen.

Öldrucklacke:

Bei der Wahl der Bedruckstoffe ist ein gutes Wegschlagverhalten wichtig.
Wenn vorhanden, sollte im Bogenoffset mit IR-Trocknung gedruckt werden. Die IR-Trocknung bewirkt durch Viskositätsverminderung der Mineralöle verbessertes Wegschlagen der Druckfarbe und durch die Temperaturerhöhung im Stapel eine Beschleunigung des oxidativen Trocknungsprozesses.
Beim Lackieren von speziellen Papieren (z. B. gussgestrichene Papiere) ist es empfehlenswert, niedrige und dafür mehrere Stapel zu produzieren.
Die Umgebungsfeuchte bei der Lagerung von lackierten Drucken sollte nicht wesentlich mehr als 50 % rel. Feuchte betragen.
Das Druckbestäubungspuder muss in der Korngröße auf die Papiersorte abgestimmt werden. Achtung: Bei übermäßig großen Korngrößen steigt die Gefahr des Druckfarbenabriebs.

Dispersionslacke:

Bei der Wahl der Bedruckstoffe muss auf eine gute Wasseraufnahmefähigkeit geachtet werden.
Die Warmluft und die IR-Strahler der Trocknungseinheit sollen auf den Bedruckstoff abgestimmt sein. Eine optimale Einstellung ist gewährleistet, wenn im Auslagestapel folgende Temperaturen gemessen werden:

Ca. 8 °C bis 10 °C über der Temperatur im Anlagestapel bei Papier.
Ca. 10 °C bis 15 °C über der Temperatur im Anlagestapel bei Karton.

Eine verlängerte Auslage ist von Vorteil, um bei hohen Maschinengeschwindigkeiten eine längere Trocknungszeit zur Verfügung zu haben.
Zusatzstoffe für trocknungsbeschleunigende Maßnahmen nur in den angegebenen Konzentrationen einsetzten.
Bei beidseitigem Lackieren sollte zwischen Schön- und Widerdruck eine Trockenzeit von 48 Stunden eingehalten werden.
Das Verhältnis Wasser/Feststoffanteil muss stimmen, um einerseits eine optimale Glanzbildung und andererseits gutes Trocknungsverhalten zu erreichen. Der empfohlene Festkörperanteil wird dabei mit 30 % bis 45 % angegeben.
Die Verwendung von nassblockfesten Lacken ist besonders dann zu empfehlen, wenn lackierte Verpackungen heiß befüllt werden. Durch die dabei entstehende Kondenswasserbildung kann bei nicht nassblockfesten Lacken ein nachträgliches Anlösen und Verblocken der lackierten Flächen verursachen.

UV-Lacke:

Beim Bedrucken von stark saugenden Materialien kann nur empfohlen werden, durch entsprechende Vorversuche die Aushärtung der Lacke zu testen.
Die Strahlerleistung muss ausreichend hoch und gleichmäßig sein. Die Reflektoren sollten gereinigt, der Abstand zwischen Strahler und zu härtender Oberfläche richtig eingestellt und die Verweilzeit in der Aushärtungsstrecke ausreichend lange sein.
Die Strahlendosis und die Wellenlänge der UV-Strahlung sind auf den Lack abzustimmen.


Beispiele

Der Fogra war ein Karton mit 60 Exemplaren von Broschuren mit Drahtrückstichheftung übersandt worden. Die Broschuren waren intensiv bedruckt, nass-in-nass öldrucklackiert und zeigten Blockerscheinungen im Bereich der Heftklammern (Abb. 7). Die Fogra sollte die Ursache dieses Verblockens ermitteln.

Blocktests Lack gegen Lack:

Zunächst erfolgten Blocktests unter verschärften Bedingungen, um die Blockneigung der mit Öldrucklack lackierten Katalogseiten zu untersuchen. Bei diesen Blocktests lagen folgende Bedingungen vor:

Druckbelastung: 100 N/cm2 / 200 N/cm2
Versuchsdauer: 24 h
Probentemperatur: 40 °C
Probenfläche: 9 cm2

Bei Blocktests unter extrem hoher Druckbelastung wird eine Blockneigung der Lackschichten, also flächiges oder partielles Verkleben, angezeigt. Die erhöhte Temperatur beschleunigt dabei das Auftreten des Blockens.
Bei den Proben, die den Katalogen entnommen wurden, konnte bei einer Druckbelastung von 100 N/cm2 keinerlei Blocken festgestellt werden. Die Proben ließen sich zerstörungsfrei voneinander trennen (Abb. 8).
Bei einer Druckbelastung von 200 N/cm2 trat hingegen ein Blocken auf (Abb. 9). Dieses Ergebnis der Blocktests an den lackierten Katalogseiten zeigte eine deutliche Abhängigkeit des Auftretens der Blockerscheinungen von der Höhe der Druckbelastung an.

Feuchtblocktests Lack gegen Lack:

Die vorher beschriebenen Blocktests wurden wiederholt, wobei die Proben einzeln ausliegend 2 h lang bei 40 °C auf eine relative Feuchte von ca. 50 % klimatisiert wurden. Daran anschließend wurden die Proben mit einer Druckbelastung von 100 N/cm2 in das Blocktestgerät eingespannt und innerhalb von 30 min auf 5 °C abgekühlt, um eine Kondensation der Feuchtigkeit in den Proben zu erreichen.
Dabei zeigte sich nach einer Lagerzeit von 20 h bei Laborklima (23 °C und 50 % r. F.), dass keinerlei Verblockungen auftraten. Es war auch kein leichtes Anhaften der Proben zu beobachten.

Einfluss der Verpackung auf das Blocken:

Die im vorliegenden Fall verwendeten Verpackungskartons waren voll und formschlüssig befüllt, d. h. der oberste und unterste Katalog wurden so stark gegen den Verpackungskarton gepresst, dass sich dessen Wellpappenmuster deutlich auf dem Katalogumschlag abzeichnete. Der Verpackungskarton war aufgrund seiner Konstruktion und Wandstärke nicht geeignet, Stapelkräfte aufzunehmen, sondern stellte nur eine labile Umverpackung dar, d. h. die Stapelkräfte wurden vom Packgut, also den Katalogen selbst getragen. Dies bedeutet, dass auf sämtlichen Katalogen abhängig von der Position innerhalb der Palette ein linear von oben nach unten zunehmender Stapeldruck lastete.

Abschätzung des im Bereich der Heftklammern wirkenden Druckes:

Ein Katalog hat eine Masse von ca. 273 g. Dies bedeutet, dass ein Originalkarton mit 60 Katalogen eine Masse von ca. 16,4 kg besitzt. Dies entspricht einer Gewichtskraft von ca. 160 N, die sich theoretisch bei dem untersten Katalog auf eine Fläche von 624 cm2 verteilt. Selbst bei der Annahme, dass bei der Palettierung fünf Kartons aufeinandergestapelt wurden ergeben sich nur geringe theoretische Druckbelastungen von ca. 1,3 N/cm2 auf die unterste Lage der Kataloge.
Das Problem war jedoch, dass sich auf Grund des im Vergleich zu den Katalogseiten relativ steifen Katalogrückens und wegen der Materialstärke der je zwei Heftklammern eine höchst ungleichmäßige Verteilung des Druckes im Palettenstapel ergibt. In Drahtrückstichheftung ausgeführte Broschuren werden in der Regel umschlagen abgestapelt, so dass die Broschurenrücken, die wegen der Rückstellkräfte eine gewisse Steigung im Rückenfalz aufweisen, auf zwei Seiten des Stapels verteilt sind und dieser dadurch ebener liegt. Dadurch ergeben sich vier Zonen hoher Druckbelastung im Bereich der Heftklammern, die wie tragende Säulen einen Großteil der Gewichtsbelastung des Stapels aufnehmen.
Die Verblockungen traten daher genau im Bereich der Heftklammern im Katalogrücken und auf den den Klammern gegenüberliegenden Stellen am Vorderschnitt auf. Dieses Schadensbild ist der FOGRA bekannt und tritt bei Broschuren, die in Drahtrückstichheftung ausgeführt werden, immer wieder unabhängig von der Art der Lackierung auf. Der Druck im Bereich der Heftklammern ist um den Faktor 100 bis 1000 größer als an umliegenden Stellen. Wenige Quadratmillimeter tragen im Bereich der Heftklammern das Gewicht des einige Quadratzentimeter Fläche umfassenden Broschurenrückens. Folglich kann auf die von den Verblockungen betroffenen Stellen ein Druck von mehr als 100 N/cm2 wirken, die als Ursache für die hier vorliegenden Blockerscheinungen anzusehen waren.

Fazit:
Ein Blocken von Druckprodukten kann allgemein durch Verarbeitungsfehler (z. B. Verarbeitung in zu frischem Zustand), zu hohe Feuchtigkeit, zu hohe Lagertemperatur, zu große Druckbelastung bei der Lagerung, nach der Verarbeitung ablaufende Vorgänge oder eine Kombination der genannten Faktoren verursacht werden.

Im vorliegenden Fall konnten Verarbeitungsfehler weitgehend ausgeschlossen werden, da diese zu großflächigen Verblockungen führen und schon bei geringeren Druckbelastungen auftreten. Die Drucke zeigten keine erhöhte Anfälligkeit für ein Feuchtblocken und zu große Lagertemperaturen konnten bei den vorhandenen Klimaverhältnissen kaum auftreten. Nachreaktionen sind bei den – den Offsetdruckfarben ähnlichen – Öldrucklacken nicht zu befürchten.
Der einzige Faktor, der bei den vorliegenden Katalogen als stark erhöht eingestuft werden musste, war die extrem hohe Druckbelastung im Bereich der Heftklammern bei der Lagerung. Wie die durchgeführten Blocktests zeigten, können die Katalogseiten bei extrem hohem Druck zum Blocken gebracht werden. Der aufgetretene Fehler hätte durch Verminderung der Druckbelastung auf die Kataloge (z. B. durch Verwendung formstabiler Verpackungen) verhindert werden können.


Allgemeine Hinweise

Für den Reklamationsfall

Reklamierte Muster sicherstellen.

Unbedruckte Papiermuster und unbedruckte Vergleichsmuster sicherstellen (ca. 20 Blatt DIN A4). An diesen Mustern können im Labor vergleichende Wegschlagtests, Probedrucke, Lackier- und Aushärtungsversuche sowie Blocktests vorgenommen werden.

Druckfarbenproben, Lackproben und evtl. Vergleichsmaterialien bereitstellen.

Zusatzstoffe bereitstellen.

Produktionsdaten protokollieren.


Ergänzende Literatur

KUEN, T.; HUNDSDORFER, O.; STADLER, P.:
Wechselwirkungen zwischen Bedruckstoffen und Lacken im Zusammenhang mit Matt/Glanzeffekten und Blockerscheinungen nach der UV-Lackierung.
München: Fogra, 2000, (73.003) - Forschungsbericht

HANKE, K.; HEINEMANN, A.:
Oberflächenveredelung von Offsetdrucken mit Druck- und Dispersionslacken.
In: Druckfarbenecho, Nr. 1, 2. Auflage, 1991, Michael Huber München GmbH Farbenfabriken

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