Papier-Sachverständige. Qualitätskriterien an Druckerzeugnisse. Störungen in Digitaldruck und Druckweiterverarbeitung vermeiden

Transkript

1 Qualitätskriterien an Druckerzeugnisse Störungen in Digitaldruck und Druckweiterverarbeitung vermeiden

2 Inhalt Einführung Klima und Papier Die Gebrauchseigenschaften von Papiere für den Laserdruck Der Toner und sein Einfluss auf die Qualität von Laserdrucke sowie die Betriebssicherheit in der Weiterverarbeitung. Anwendungstechnische Praxisprobleme und Tipps Abschlussdiskussion

3 Einleitung Digitale Toner-Drucker werden in großer Zahl in Computer-Druckoutput-Zentren eingesetzt

4 Durch Öffentliche Bestellung und Vereidigung Ing. Klaus Böhler Von der Industrie- und Handelskammer für München und Oberbayern öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für das Sachgebiet Spezialpapiere

5 Ein Sachverständiger ist jemand, der Unternehmen und Verbraucher fehlendes Fachwissen in verwertbarer Form ersetzt

6 Unabhängige und unparteiische Beratung in Papier-Sachverständige

7 Der kompetente Lösungsanbieter für:

8 LEISTUNG SERVICE Problem-Lösungskompetenz Kosteneffizienz Materialuntersuchung Gutachten, Zertifizierung Qualitätssicherung Praxis-Schulungen

9 Definition: Tonerdruckverfahren Druckverfahren, die nach dem elektrofotografischen Verfahren arbeiten und Toner statt Farbe auf das Papier bringen.

10 Funktionsprinzip eines Tonerdruckers Papier-Sachverständige Fixierstation Entladestation Reinigungsstation T Vorheizsattel Umdruck- Corotron Lade- Corotron Fixierwalzen Entwicklerstation peratur 70 C Papiereinzug Papierablage Laser Polygonspiegel Modifiziertes Endlosformulardruckpapier

11

12 Papiersorten gibt es viele Kennen Sie schon die gängigsten 3.000? Papier-Sachverständige

13 Druckmedien für die Druck-Output-Verarbeitung Papier-Sachverständige

14 Ein Bogen Kopierpapier im Format DIN A4 und einer flächenbezogenen Masse von 80 g/m² 80 g/m² DIN A4 hat eine Masse von 5 g und enthält etwa Fasern die über etwa Bindungen In den Faserkreuzungen verknüpft sind.

15 Grundsätzliche Anforderungen an Laserdruckpapiere Planlage Elektrostatische Auf- und Entladbarkeit Thermische Stabilität Gute Tonerfilmbildung

16 Die Gebrauchseigenschaften von Laserdruckpapiere werden bestimmt durch: Bedruckbarkeitseigenschaften (printability) Verdruckbarkeitseigenschaften (runnability) Ziel der Spezifikation ist die Gewährleistung der Prozess-Sicherheit im Digitaldruck und Druckweiterverarbeitung

17 Leitlinien zur Spezifikation von Laserdruckpapiere Nur technische Merkmale, keine Rezepturen Nur sinnvolle Merkmale spezifizieren Nur praxiserprobte, anerkannte oder genormte Verfahren anwenden

18 Grundlagen der Spezifikation für Laserdruckpapiere Praktische Anwendererfahrung Normen und Standards Schriften und Ausarbeitungen von Maschinenherstellern

19 Spezifikation der Grundeigenschaften Beschaffenheit Anforderung: Das Papier darf keine Löcher und Falten haben, es muss schwielenfrei sein und darf keine auftragenden Partien enthalten. Prüfverfahren: Sichtprüfung Anmerkungen: Grenzwerte sind nicht festgelegt, im Zweifelsfall ist Einigung der Partner anzustreben. Im Anlieferungszustand sorgfältig auf Fehlerfreiheit der Verpackung zu achten.

20 Beschaffenheit von Papiere/Formulare Fallbeispiele aus der Praxis Papier-Sachverständige

21 Spezifikation der Grundeigenschaften Planlage Anforderung: Wölbhöhe < 4,0 mm in unterschiedlichen Klima Prüfverfahren: In Anlehnung an DIN 6723

22 Spezifikation der Grundeigenschaften Planlage Ursachen: Unsymmetrien der Umgebungsbedingungen Unsymmetrien des Blattes Mikrotomschnitt eines Papiers

23 Papierherstellungsprozess Stoffauflauf Trockengruppe Tambour Fertige Rollen

24 Maßgebliche Kriterien für Offset- und Großformatdruck Oberflächenfestigkeit Saugfähigkeit Dimensionsstabilität bei Feuchtung Tonerdruck Elektrischer Oberflächenwiderstand Elektrischer Durchgangswiderstand Wärmestabilität Allerdings reichen diese Merkmale allein nicht aus, um die spezifischen Anforderungen an ein für den Tonerdruck geeignetes Papier zu beschreiben. Hinzu kommen die Anforderungen: Gleichförmigkeit der Papierbahnstruktur und Gleichmäßigkeit der Profile, wobei besonders sogenannte "Eingefrorene Spannungen" unter der Berücksichtigung der Faserorientierung im Blickpunkt steht.

25 Definition: "Eingefrorene Spannungen" Papierbahn Die Trocknung der Papierbahn in der Papiermaschine wird unter Zugbeanspruchung durchgeführt. Dabei können Spannungen im Papier fixiert oder "eingefroren" werden. Zugbeanspruchung der Papierbahn mittels Trockensieb

26 Definition: Faserorientierung (FO) Der Begriff Faserorientierung ist an für s selbsterklärend und bezieht sich auf die Ausrichtung der Fasern in der Bahneben mit dem aus Maschinen- (MR) und Querrichtung (QR) gebildeten Achsenkre Die Richtung in der die Fasern mit größte Häufigkeit ausgerichtet sind, - man kann die einzelnen Fasern als Stäbchen in ein Verbund mit bevorzugter Richtung vorste -, wird als Faserhauptrichtung bezeichne Papieroberfläche mit Andeutung der Faserhauptorientierung

27 Spezifikation der Grundeigenschaften Feuchtigkeitsgehalt Papier ist ein wasseraffiner Werkstoff Bei Feuchtigkeitsschwankungen ziehen sich die Fasern zusammen oder dehnen sich aus.

28 Begriffserläuterungen Relative Luftfeuchtigkeit Luft kann nicht in unbegrenztem Maß Wasser in Form von Wasserdampf aufnehmen. Nach dem Erreichen eines Sättigungsgrades kommt es zum Auskondensieren des Wasserdampfes in Form von Niederschlag. Die maximale Menge der Wasserdampfmenge der Luft ist temperaturabhängig: Je wärmer die Luft ist, desto größer ist die Menge und umgekehrt.

29 Begriffserläuterungen Der Gleichgewichtszustand Papier und Pappe sind hygroskopische Stoffe, d.h. sie sind in der Lage, aus der Umgebungsluft Feuchtigkeit aufzunehmen oder an sie Feuchtigkeit abzugeben, je nach dem, wie ihr Feuchtigkeitsgehalt im Verhältnis zur umgebenden Luftfeuchtigkeit ist. Papier und Pappe sind im Gleichgewichtszustand mit der umgebenden Luft, wenn sie weder Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen, noch Feuchtigkeit an sie abgeben. Der mit diesem Zustand gehörende Feuchtigkeitsgehalt des Papiers wird mit dem Gleichgewichtsfeuchtigkeitsgehalt bezeichnet.

30 Der Feuchtigkeitsgehalt Der Feuchtigkeitsgehalt (absolute Feuchte) gibt an, welche Menge Wasser bezogen auf das Feuchtgewicht bezogen auf das Feuchtgewicht im Papier enthalten sind. Gemessen wird er nach DIN ISO 287 (Wärmeschrankverfahren). Beispiel: Hat ein Papier mit 100 g Masse einen Feuchtigkeitsgehalt von 8 %, so wiegt die Trocken-masse, nach einer ausreichenden langen Lagerung bei 105 Grad Celsius, 92 g.

31 Die Feuchtdehnung von Papieren in CD (Querrichtung) in Abhängigkeit der Zeit. Papier-Sachverständige

32 Feuchtigkeitsbereiche Maschinen: % r.f. Endlos-Papier: % r. F. Kopierpapier: % r. F.

33 Bestimmung Raumklima Datenlogger Messprotokoll

34 Bestimmung relative Gleichgewichtsfeuchte Schwerthygrometer Messung im Papierstapel

35 Auswirkungen: Beispiel 1 Relative Luftfeuchtigkeit des Raumes: 40 % Relative Luftfeuchtigkeit des Papiers: 60 % Ergebnis: Das Papier tellert

36 Auswirkungen: Beispiel 2 Relative Luftfeuchtigkeit des Raumes: 60 % Relative Luftfeuchtigkeit des Papiers: 40 % Ergebnis: Das Papier wird randwellig

37 Fallbeispiel aus der Praxis Planliegendes Papier Welliges Papier

38 Empfehlungen für die Lagerung von Papieren Papiervolumen Temperaturunterschied zwischen Papier und Umgebungsluft in C in m³ ,40 17 h 36 h 64 h 92 h 0,60 20 h 42 h 76 h 106 h 1,00 23 h 46 h 84 h 115 h

39 llbeispiel aus der Praxis cht sachgerechte Palettenverpackung Kein ausreichender Klimaschutz

40 Spezifikation der Grundeigenschaften Flächenbezogene Masse (Flächengewicht) Bestimmung der flächenbezogenen Masse (g/m²) nach DIN EN ISO 536 Anmerkungen: Flächenbezogene Masse hat keine besondere technische Bedeutung, ist aber ein kostenkennzeichnendes Merkmal. Flächenbezogene Masse darf nicht zu stark schwanken (< 4 % bei 80 g/m² nach DIN 6721) Bestimmung der flächenbezogenen Masse Papierrobe

41 Spezifikation der Grundeigenschaften Biegesteifigkeit Biegesteifigkeitsprüfer Minimal- und Maximalwerte der Biegesteifigkeit gemäß DIN 6721

42 Spezifikation der Grundeigenschaften Rauhigkeit/Glätte/Luftdurchlässigkeit Gemessen wird der Druckverlust in Luftvolumen pro Zeiteinheit (ml/min) Papierprobe Bendtsen-Prüfgerät

43 Spezifikation der Grundeigenschaften Weißgrad/Opazität Definitionen: Weißgrad (ISO-Brightness): Reflektionsfaktor bei einer Schwerpunktwellenlänge von 457 nm bezogen auf Weißstandard Opazität: Lichtundurchlässigkeit Bestimmung des Weißgrades

44 Spezifikation der Grundeigenschaften Bruchkraft/Reißlänge Gemessen wird die Reißlänge nach DIN DIN EN ISO Bruchkraft-Prüfgerät

45 Spezifikation der Digitaldruckeigenschaften Dimensionsstabilität Elektrische Eigenschaften Verschmutzungsneigung Scheuerfestigkeit Tonerfilmbildung auf Bedruckstoffoberflächen

46 Spezifikation von Formulare Präzision von DIN A4-Bogen Maximale Differenz der Diagonalen: ± 0,75 mm Formatabweichung nach DIN

47 Spezifikation von Formulare Faserausrichtung im Papier Breitbahn Schmalbahn

48 Spezifikation von Formulare Laufrichtung von Einzelblatt-Bogen DIN A4 Bogen Laufrichtung: Schmalbahn (SB) DIN A3 Bogen Laufrichtung: Breitbahn (BB)

49 Spezifikation von Formulare Dehnung beim Fixierprozess Wärmebelastung durch Fixierwalzentemperatur

50 Spezifikation der Digitaldruckeigenschaften Dimensionsstabilität Ausdehnung/Schrumpfung bis zu 30 % Ausdehnung/Schrumpfung bis zu 3 %

51 Anwendungstechnische Praxisprobleme und Tipps

52 Füllstoffe Scharfkantige Füllstoffe bewirken Abrasionen an Oberflächen

53 Spezifikation der Grundeigenschaften Staub Anforderung: Papier muss frei von losen Partikeln, Fasern und sichtbaren Staub sein. Die Schnittkanten müssen glatt und sauber sein. Lose Faserteilchen im Führungsloch

54 Hohe Reinigungszyklen von Druck- und Weiterverarbeitungsmaschinen Ursache: Lose Inhaltsstoffe auf der Papieroberfläche

55 Auswirkungen Fallbeispiel aus der Praxis Schieflaufen der Formularbahn im Querschneider

56 Prüfung und Bestimmung Trockenschrumpfung in Querrichtung Anforderung: Trockenschrumpfung < 0,8 % nach 10 Minuten Lagerung in 105 C und anschließender Rekonditionierung. rüfplatz zur Bestimmung der Trockenschrumpfung

57 Auswirkungen Fallbeispiel aus der Praxis Mehrfachblatteinzug durch elektrostatischen Aneinanderhaften der Formularbogen

58 Spezifikation der Digitaldruckeigenschaften Elektrische Eigenschaften Anforderung Oberflächenwiderstand: < Ω Durchgangswiderstand: < 10 9 Ω Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit

59 Spezifikation der Digitaldruckeigenschaften Ablagerungen und Emissionen Auswirkungen: Vorzeitiger Verschleiß Leistungsbegrenzung durch Reinigungsintervalle Geruchsbildung

60 Prüfverfahren Extrahierbarer Inhaltsstoffe Bestimmung des Dichlormethanextraktes nach DIN

61 Einfluß extrahierbarer Bestandteile beim Heißlaserdruck Extraktmenge [%] keine Probleme Verschmutzungen Ablagerungen

62 Auswirkungen Fallbeispiel aus der Praxis Fixierwalze Ablagerungen

63 Auswirkungen Fallbeispiel aus der Praxis Fixierwalze Ablagerungen an Coronadraht

64 Ablagerungen an Coronadraht Bewirken Schriftbildfehler Fixierwalze

65 Spezifikation der Digitaldruckeigenschaften Scheuerfestigkeit Digitaldruck und Weiterverarbeitung benötigen Ausreichend scheuerfeste Druckfarbenfilme. Anforderung: Keine Abriebsspuren nach 100 Scheuerhüben (Papier gegen Papier). Prüfgerät: Scheuertester Quartant der Firma Prüfbau.

66 Störungen in Einzelblatt-Drucksysteme Auswirkung: Durchlauffehler

67 Spezifikation der Digitaldruckeigenschaften Verwölbungen Wellige Papiere nach dem Digitaldruck

68 Ursachen der Verwölbungen Differenz Papier- und Raumfeuchte: > 10 % r.f. Differenz Papier- und Raumtemperatur: > 2 Grad Celsius Abhilfe: Angleich von Papieren an die Feuchtigkeit der umgebenden Luft

69 Ursachen der Verwölbungen Einlegeempfehlung 1. Zu bedruckende Seite

70 sachen der Verwölbungen Temperaturverhältnisse in verschiedenen Digitaldrucksystemen Grad Celsius Fixierwalzen-Temperatu Vorheizung-Temperatur Maschinenbeispiel

71 krotomschnitt ppelt gestrichenes Papier Oberflächenstri ierdicke Fasern Füllstoffe