Inhalt. Inhalt. Übersicht technotrans AG. Was ist eigentlich Alkohol? Warum IPA reduzieren? Mögliche Probleme beim IPA-reduzierten Drucken

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2 Inhalt Inhalt Übersicht technotrans AG Was ist eigentlich Alkohol? Warum IPA reduzieren? Mögliche Probleme beim IPA-reduzierten Drucken Ideale Voraussetzungen zur IPA-Reduzierung Feuchtmittel Temperierung Filtration Stand der Technik?

3 Das Unternehmen Die Segmente Technology (~ 75% des Umsatzes) erfolgreiche Basis des Unternehmens mit Option im High-Tech Umfeld Flüssigkeitentechnologie ist die Kernkompetenz des Technologiesegmentes Services (~ 25% des Umsatzes) starker Bereich mit hervorragenden Aussichten Der Dienstleistungsbereich nutzt das Wissen und die Kundenbasis, um neue Geschäftsfelder zu erschließen

4 Internationalität 19 Standorte weltweit, davon 4 mit Produktion Gesellschaften sind Kompetenz-Zentren, an allen hält technotrans 100% der Geschäftsanteile Aktuelle Entwicklungsschwerpunkte sind neben Asien Osteuropa und der Mittlere Osten Asien 9% Produktionsstandorte Sales / Service geplante Standorte plus 28 unabhängige Vertriebspartner weltweit Amerika 17% Europa 23% Deutschland 51%

5 Basisdaten und das Management 160 Millionen Umsatz (2008e) 850 Mitarbeiter 1970 gegründet, 1990 Management Buy Out, seit März 1998 börsennotiert Henry Brickenkamp (40) Sprecher des Vorstandes - Vertrieb, Service, Entwicklung, Konstruktion, Qualitätsmanagement und Produktbereiche Dirk Engel (41) Finanzvorstand - Rechnungswesen/Controlling, Materialwirtschaft und Fertigung, IT, Personal und Investor Relations John A. Stacey (53) - Betreuung von 10 internationalen Tochtergesellschaften

6 Technologie und Strategie mehr technotrans pro Druckmaschine 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% sichert kontinuierliches Wachstum unabhängig von der Branchenkonjunktur e Farbversorgung Farbwerk- Temperierung Lackaufbereitung Feuchtmittel- Aufbereitung Central cooling Sprühfeuchtwerke Waschmittelaufbereitung Reinigungssysteme

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8 Was ist eigentlich Alkohol? Ethanol: Kosmetika Pharmazie Kommt in der Natur vor, wo zuckerhaltige Substanzen durch Hefezellen vergoren werden Trinkalkohol Einwertige Alkohole: Organische Verbindungen auf Kohlenwasserstoffbasis Ethanol Isopropylalkohol (IPA): Ethanolersatz in Kosmetika und Pharmazie Herstellung von Aceton Lösungsmittel Industriell eingesetzter Alkohol Isopropylalkohol (IPA)

9 Was ist eigentlich Alkohol? Fazit IPA ist nicht irgendein Alkohol, sondern ein Druckhilfsstoff unter dessen Einfluss der Offsetdruckprozess über Jahrzehnte hinweg optimiert wurde. Eigenschaften des IPA Auswirkung auf den Druckprozess: Reduziert die Oberflächenspannung Erhöht die Viskosität Benetzung der Druckplatte und Feuchtwerkwalzen Transport des Feuchtwasser im Feuchtwerk Löst Farbe Verdampft schnell Emulsionsbildung (Farb-Wassergleichgewicht) Kühlung reinigende Wirkung Tötet Keime minimiert Farbaufbau im Feuchtwerk Verhindert Algen- und Bakterienwachstum

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11 Gründe für IPA-Reduzierung Umwelt: Bildung von bodennahem Ozon Typische IPA-Luftbelastung! IPA- Luftbelastung bei versch. Konzentrationen Gesundheit: (Bei hohen Konzentrationen) IPA-Dam pf in de r Ate m luft 264 mg/m³ MAK-Wert IPA nach TRGS 900 (Stand ): Reizung Augen, Nase, Atemwege 97 mg/m³ 500 mg/m³ 200ppm Schwindel, Kopfschmerzen, Verwirrtheit IPA-Ge halt im Fe uchtw as s e r 13% 10% 4% mg/m³ Schon bei einer Reduktion von 13% auf 10% verringert sich die Belastung der Atemluft um über 70%!

12 Gründe für IPA-Reduzierung Warum die IPA-Konzentration reduzieren? Weniger ist Mehr!! Kosteineinsparung und damit Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit Imageverbesserung durch umweltbewusstes Drucken Auftragsvergabe oder Förderung nur für Druckereien, die umweltbewusst drucken Senkung der Gesundheitlichen Belastung der Mitarbeiter Verringerung der Umweltbelastung von Ozon weniger Bildung Erfahrungsvorsprung bei zu erwartender Verschärfung der Gesetzeslage

13 Gründe für IPA-Reduzierung Gesetze, Richtlinien und Verbote Weniger ist Mehr!! EU: Richtlinie zur Begrenzung der flüchtigen organischen Stoffe, VOC (volatile organic compounds) auf 200ppm/m³ Schweiz: Lenkungsabgabe von 3 CHF pro kg IPA Niederlande, Japan, Großbritannien, Osteuropa: Grenzwerte für max. IPA-Konzentration bzw. Förderung bei Einhaltung von Grenzwerten Skandinavien: öffentliche Aufträge werden nur an Druckereien vergeben, die alkoholreduziert Drucken USA: In den meisten Bundesstaaten wird ohne IPA gedruckt, oftmals besteht absolutes Verbot etc.

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15 Probleme beim IPA-reduzierten Drucken Man spricht im allgemeinen von einem kleinere Prozessfenster für den stabilen Fortdruck. Je weiter der IPA-Gehalt im Feuchtmittel gesenkt wird, desto anfälliger wird das Drucken. Tonen / Schmieren Emulgierverhalten durch veränderte Feuchtwasserführung, Verschmutzung (Feuchtwerk, Gummituch, Platte), schlechte Walzeneinstellung, nicht geeignete Feuchtwerkswalzen, fehlende Temperierung schlechtere Trocknung Zu viel Feuchtmittel, fehlerhafte Zusatzdosierung, Wasserqualität Cording-Streifen Veränderte Oberflächenspannung bzw. zu hohe Feuchtmittelführung Freilaufen Emulgierverhalten durch veränderte Feuchtwasserführung, schlechte Walzeneinstellung Farbaufbau im Feuchtwerk Stärkere Verschmutzung Feuchtmittel, schlechte Walzeneinstellung Schaumbildung Nicht geeigneter Zusatz, Einstellung Feuchtmittelkreislauf Über-Emulgieren Walzeneinstellung nicht korrekt, zu hohe Feuchtmittelführung

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17 Dosierung Feuchtmittelzusätze Konstante Wasserqualität: Konstante Wasserqualität, ideal 8-12 d (1,4-2,1 mmol Calciumoxid pro Liter) Ggf. Sicherstellung durch Wasseraufbereitungsanlage Vorteile für den Druckprozess: Optimal eingestelltes Feuchtmittel ohne Einflüsse durch Wasserbestandteile ph-wert-stabilisierung Eliminierung der Kalkablagerungen (Blanklaufen) Betriebskostensenkung: Reduktion des Additiv- und Alkoholverbrauchs möglich Reduktion der Korrosionsprobleme

18 Dosierung Feuchtmittelzusätze Feuchtmittelzusatz Einsatz eines geeigneten Feuchtmittelzusatzes und / oder Alkoholersatzstoffes Enthalten Glykole, spezielle Tenside, Korrosionsschutzmittel und sind i.d.r. schwer flüchtig Wichtig ist eine exakte Dosierung und vorteilhaft die Kontrolle der richtigen Anmischung! Verbessert den Feuchtmitteltransport, Emulgierverhalten sowie Freilaufen der Platte und begrenzen die Feuchtmittelaufnahme der Farben Stand der Technik ist die volumetrische Dosierung Was ist zu beachten: konstante Eingangsgröße bzw. Wasserqualität (denn darauf wird der Zusatz eingestellt) Über- und vor allem Unterdosierung vermeiden Kontrolle der Dosierung! Aber wie?

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20 Dosierung Feuchtmittelzusätze Zusatzmittelmenge ist immer proportional zur dosierten Wassermenge Kostengünstig Einfach und Robust mechanische Einstellung keine Verbrauchsdaten anfällig bei schwankendem Eingangsdruck keine Kontrolle des Feuchtmittelansatzes Mechanische volumetrische Dosierung: Wasserversorgung bzw. Wasseraufbereitung Ventil Dosier gerät Feuchtmittel -zusatz Feuchtmitteltank Pumpe Häufige Ursache für Fehldosierung ist ein schwankender Eingangsdruck!!!!

21 Dosierung Feuchtmittelzusätze Zusatzmittelmenge ist immer proportional zur dosierten Wassermenge Pneumatisch oder elektrisch mittels Pumpe digitale Sollwertvorgabe hohe Genauigkeit Verbrauchsdatenerfassung keine Kontrolle des Feuchtmittelansatzes Tipp: Dosierpumpen sollten frei von Elastomeren sein!!! IPA Elektronische volumetrische Dosierung Wasser water Zusatz additive Pumpe pump FC Regler controller Durchflussmesser / flow meter FC

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23 Dosierung Feuchtmittelzusätze ph Wert ist relativ ungeeignet Kontrolle mit Hilfe der Leitwertmessung: im Zulauf zur Eingangskontrolle nach der Dosierung als Funktionskontrolle im Maschinenkreislauf zur Prozessüberwachung ideal in Verbindung mit Trendaufzeichnung Tipp: Leitwertmessung induktiv Kontrolle der volumetrischen Dosierung Leitwertmessung vor der Dosierung Ventil Dosier gerät Wasserversorgung bzw. Wasseraufbereitung Differenzdruckmessung Leitwertmessung nach der Dosierung Feuchtmitteltank Leitwertmessung im Feuchtmittel Pumpe Feuchtmittel -zusatz

24 Dosierung Feuchtmittelzusätze Trendanzeige stellt ein exzellentes und hilfreiches Werkzeug zur Beurteilung der Prozess-Stabilität dar Kontrolle der Feuchtmittelqualität Stabilität bzw. auch Veränderungen im Prozess sind sofort erkennbar Tipp: Neben Leitwert sollten auch auch alle andere Prozessgrößen angezeigt werden können

25 Dosierung Feuchtmittelzusätze Kontrolle der Feuchtmittelqualität

26 Dosierung Feuchtmittelzusätze Fazit Dosieren von Feuchtmittelzusätzen Über- und vor allem Unterdosierung vermeiden Für einen stabilen Prozess ist eine Kontrolle sinnvoll Leitwertmesstechnik i.v.m. Trendanalytik macht es möglich Was ist wichtig? Hochpräzise Zusatzmitteldosierung inkl. Kontrolle der Feuchtmittelqualität erlaubt eine optimale Einstellung des Zusatzes am unteren Toleranzbereich Folglich eine Reduzierung des Verbrauchs und mögliche Kosteneinsparung Prozesskontrolle durch Verbrauchsdatenerfassung

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28 IPA - Dosierung IPA Hat neben den unerwünschten, viele positive Eigenschaften für den Druckprozess Isopropylalkohol (IPA) IPA frei oder Wasserlos sind mögliche, aber keinesfalls einfache Prozesse alkoholreduziertes Drucken wird weiterhin die Praxis sein Sind die Messsysteme verlässlich? Was ist zu beachten? reinen IPA verwenden Über- und vor allem Unterdosierung vermeiden eine exakte Messung und Regelung ist erforderlich

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30 IPA - Messmethoden Vorteile: Einfache und robuste Technik Unter idealen Bedingungen sehr hohe Genauigkeit Niedriger Preis Nachteile: Nicht selektiv Verschmutzungsanfällig Hoher Wartungsaufwand Unter Alltagsbedingungen geringe Genauigkeit Messprinzip Dichte Zulauf h Wegaufnehmer wenig Alkohol: großer Auftrieb Ablauf viel Alkohol: geringer Auftrieb Auftriebskörper

31 IPA - Messmethoden Vorteile: Deutlich selektiver als Dichtemessung Einfache und robuste Technik Nachteile: Störung durch Luftblasen Störung durch andere Inhaltsstoffe kann prinzipiell nicht ausgeschlossen werden Nicht eindeutiger Zusammenhang zwischen Mess-Signal und Konzentration Messprinzip Ultraschall Ultraschall- Sender Signalaufbereitung und Auswertung Laufzeitmessung t flüssig Schallgeschwindigkeit T Ultraschall- Empfänger Feuchtmittel C ~ k IPA-Gehalt

32 IPA - Messmethoden Vorteile: Selektive Messung hohe Genauigkeit Unempfindlich gegenüber Dichteänderungen Nachteile: Technisch aufwendiger Verschmutzungsanfällig Störung durch Luftblasen Störung durch andere Inhaltsstoffe kann prinzipiell nicht ausgeschlossen werden Messprinzip Infrarot (IR) in der Flüssigkeit Infrarotfilter Lichtquelle Feuchtmittel Durchflusszelle flüssig Sensor Messkanal Intensität Sensor Referenzkanal

33 IPA - Messmethoden Vorteile: Im Vergleich zur IR- Messung in der Flüssigkeit ein Selektionsschritt mehr, d.h. selektiver Messeinrichtung hat keinen direkten Kontakt zum Feuchtmittel hohe Genauigkeit Nachteile: Technisch aufwendiger Messprinzip Infrarot (IR) in der Gasphase gasförmig Sensor Messkanal Intensität Sensor Referenzkanal Infrarotfilter Lichtquelle Signalaufbereitung und Auswertung flüssig Feuchtmittel Selektionsschritt

34 IPA - Dosierung Fazit IPA Dosierung Ungenaue Messtechnik ist nicht geeignet für den IPA - reduzierten Druck!! Bei Kontrolle mit einem Aräometer ist Vorsicht geboten! Was ist wichtig? Genaue und selektive Messung des IPA-Gehaltes im Feuchtmittel Unabhängig von Feuchtmittelzusätzen und Verschmutzungen System mit automatischer Kalibrierung (Langzeitstabil) Präzise Regelung des IPA-Gehaltes im Feuchtmittel Systeme müssen aufeinander abgestimmt sein!!

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36 Feuchtmittel - Filtration Feuchtmittel - Filtration eine verbesserte bzw. Feinfiltration wird immer häufiger notwendig Gründe sind höhere Maschinengeschwindigkeiten, alkoholreduziertes oder alkoholfreies Drucken, spezielle Farben oder Lacke (UV, Iriodin, Gold, Weißlack etc.) Wie fein muss ein Filter sein? Bypass- oder Zwangsfiltration? diese führen zu einer stärkeren Verunreinigung des Feuchtmittelkreislaufes (Farb- Schmutzaufbau im Feuchtwerk) Was wird erwartet? Das Filtrationssystem muss universell einsetzbar sein und soll den kompletten Kreislauf sauber halten Filter sollten nicht zu häufig, aber während des Betriebes wechselbar sein Feuchtmittelzirkulation muss immer gewährleistet sein

37 Feuchtmittel - Filtration Typische Feuchtmittelverschmutzung besteht aus Farb-, Papier-, Puderpartikeln, Bakterien und Keimen sowie Lacken und Öl Partikel unterliegen stets einer Größenverteilung, d.h. Verschmutzung ist nicht homogen Feuchtmittelverschmutzung 100 Q3(x) Verschmutzung variiert mit Druckauftrag 60 Feiner Schmutz, Trübung Grober Schmutz 0 0,10 1,00 2,00 3,00 5,00 8,00 [µm]

38 Feuchtmittel - Zwangsfiltration Grobes Filter entfernt nur große Partikel Grobes Filter im Rücklauf Feines Filter neigt zur schnellen Verblockung und somit häufigen Filterwechsel Steigender Druck bei Verblockung sowie Pulsation im Rücklauf führen zur Durchlässigkeit durch Dehnung der Poren Feines Filter im Rücklauf P1 > P2

39 Feuchtmittel - Bypassfiltration Vorfilter dient der Entfernung grober Partikel (Schutz des Tiefenfilter) Grobes Vorfilter... Hauptfilter hat hohe Schmutzaufnahmekapazität durch Tiefenfilterprinzip (Volumenfiltration) Zellenbauweise eines Tiefenfilters führt zu sehr hohen Filterflächen Tiefenfilter erfordert eine kontinuierliche, gleich-mäßige Umströmung...mit anschließender Tiefenfiltration P P1 = P2

40 Feuchtmittel - Filtration Fazit Feuchtmittel Filtration Bypass Prinzip ist ein sicheres und effizientes Verfahren Zwangsfiltration ist ein Kompromiss und birgt Risiken für die Aufrechthaltung der FM - Zirkulation Was ist wichtig? Ständig sauberes und klares Feuchtmittel, somit keine Ablagerungen in Feuchtmittelwannen und Gerät Garantiert hohe Feuchtmittelqualität und damit der Druckqualität Lange Filter- und Feuchtmittelstandzeit, somit Reduktion der Kosten für Verbrauchsmaterialien Effektive Reduktion der Wartungskosten der Maschine sowie dem gesamten Feuchtmittelsystem

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42 Farbwerk - Temperierung Mit einer Farbwerk- Temperierung wird ein optimales Temperaturniveau im Farbwerk schneller erreicht (Heizfunktion) Warum Farbwerk Temperierung? Mit Farbwerk-Temperierung ohne Farbwerk-Temperierung Mit einer Farbwerk- Temperierung wird ein optimales Temperaturniveau im Farbwerk langfristig konstant gehalten (Kühlfunktion) Temperatur Zeit Maschinenstart

43 Ink temperature control Pictures from a Heidelberg presentation 4 minutes after start of printing, CombiStar switched off 34 minutes after start of printing 4 minutes after switching on CombiStar 30 minutes after start of printing, CombiStar switched off 50 minutes after start of printing 20 minutes after CombiStar switched on

44 Farbwerk - Temperierung IR-Temperaturen ohne Schutztür Sollwerte: Reiber = 26 C Duktor = 32 C Istwert lag bei +/- 0,1K Unter Last bei Bögen/h

45 Farbwerk - Temperierung IR-Temperaturen ohne Schutztür Hier ist sehr schön die Temperaturdifferenz zwischen Plattenzylinder und Gummituch zu sehen. Gummituch = unten Plattenzylinder = oben Diese beiden Walzen werden nicht direkt gekühlt.

46 Farbwerk - Temperierung Warum separate Temperierung der Duktoren? Wärmeentwicklung im Farbwerk steigt überproportional mit Maschinengeschwindigkeit Erfordert unterschiedliche Temperierwasser- Temperaturen für konstante Walzenoberflächentemperatur Beherrschbar durch einen separaten Regelkreis für die Duktorwalzen

47 Farbwerk - Temperierung perfekte Viskosität der Farbe schafft stabile Rahmenbedingung Farbmenge / Farbauftrag kann geregelt werden Warum Einzelzonen - Temperierung je Farbwerk? Dynamic viscosity versus Temp. Regelung mittels IR-Sensoren möglich Eta' (Pa.s) Yellow Magenta Cyaan Black Temp. ( C) Ink viscosity versus temperature for sheet fed inks [OR Inkt Chemie, NL]

48 Farbwerk - Temperierung Kontrolle der Temperatur im Farbwerk Eine Temperierung des Farbwerks ist kein Muss, bringt aber wesentliche Vorteile! Stabiler Druckprozess Stabilere Farb-/Wasserbalance somit hohe Fortdruckgeschwindigkeiten Geringere Feuchtmittelverdunstung Gleicht Verdunstungskühle von IPA aus Weniger drucktechnische Probleme, wie z.b. Tonen Temperaturschwankungen im Drucksaal weniger problematisch Weniger Anlaufmakulatur

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50 Zusammenfassung Zusammenfassung der idealen Voraussetzungen Konstante Wasserqualität Was empfehlen wir dem Drucker? Evtl. Umkehrosmose-Anlage notwendig Exakte Einstellung der Druckmaschine zur Optimierung Wasserführung Geeigneter Feuchtmittelzusatz Sorgfältige Reinigung und Wartung der Druckmaschine und der Feuchtmittelanlage Klimatisierung des Drucksaals MA-Schulung und Motivation

51 Zusammenfassung Zusammenfassung der idealen Voraussetzungen Wie sollte die Druckmaschine / Peripherie ausgerüstet sein? Geeignete Schöpf- und Feuchtauftragswalzen Exakte Dosierung des Feuchtmittelzusatzes Präzise IPA-Messung und Regelung Verbesserte Feuchtmittelfiltration Kontrolle der Feuchtmittelqualität Kontrolle der Temperatur im Farbwerk Wassergekühlte Peripherie

52 Die Qualität und Stabilität im Druckprozess werden durch diese Maßnahmen erheblich verbessert, wodurch letztendlich eine gesteigerte Produktivität erreicht wird!