Als Industriedrucker kommen Sie nicht umhin, Ihre Druckerzeugnisse zu trocknen. Dass dieser obligatorische Schritt in Ihrem Druckprozess auch das Papier schädigt, wird von der Industrie akzeptiert. Was nicht akzeptiert wird, ist ein Produkt, das wellig, zerknittert oder gerissen ist.
Viele dieser Probleme lassen sich vermeiden, indem das Papier nach dem Trocknen wieder befeuchtet wird. In diesem Blog werden wir Ursache und Wirkung, Lösungen und die neuesten Entwicklungen in der Branche diskutieren.
Grundlagen von Papier
Beim Kauf von Papier berücksichtigen Sie verschiedene Spezifikationen wie Breite, Länge, Gewicht pro Quadratmeter und Beschichtung, aber auch der Feuchtigkeitsgehalt ist ein wichtiges Merkmal, das es zu beachten gilt. Dieser absolute Feuchtigkeitsgehalt wird als Prozentsatz der Gesamtmenge angegeben. Wenn man eine 1000 kg schwere Papierrolle mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 5 % kauft, erhält man im Grunde 950 kg Papier und 50 kg Wasser.
Das Schöne an Papier ist, dass es von Natur aus hygroskopisch ist. Je nach Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Umgebung absorbiert oder desorbiert das Papier Feuchtigkeit, so dass der Feuchtigkeitsgehalt des Papiers im Gleichgewicht mit dem Feuchtigkeitsgehalt der Umgebung ist: Legt man ein Blatt Papier in einen Behälter mit Wasser, so wird es vollständig durchnässt. Legt man dasselbe Blatt in einen heißen Ofen, so sinkt der Feuchtigkeitsgehalt auf 0 %.
Legt man dieses nasse oder trockene Blatt in einen Raum, so gleicht es sich aufgrund seiner hygroskopischen Eigenschaften in beiden Fällen wieder an die Umgebung an. In einer durchschnittlichen Umgebung mit einer Temperatur von 20 Grad Celsius und einer relativen Luftfeuchtigkeit (RH) von 50 % erreicht das Papier im Laufe der Zeit einen absoluten Feuchtigkeitsgehalt von +/- 5 %.
Trocknung
Wie bereits erwähnt, kommt der Druckprozess (noch) nicht ohne Trocknung aus. Im Falle des Tintenstrahldrucks muss die Feuchtigkeit aus den wässrigen Tinten verdunsten, um zu trocknen. Um den immer höheren Anforderungen an die Produktionsgeschwindigkeit gerecht zu werden, wird dem Papier in kurzer Zeit eine enorme Menge an Wärme zugeführt. Während dieses Vorgangs steigen die Papiertemperaturen leicht auf über 100 Grad Celsius. Dadurch verdunstet nicht nur die Feuchtigkeit aus der Druckfarbe, sondern auch die Feuchtigkeit aus dem Papier. Nach dem Bedrucken hat das Papier oft einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 1 %.
Die Tatsache, dass Papier mit einem niedrigen Feuchtigkeitsgehalt weniger fest und damit anfällig für Risse oder Brüche ist, ist ein Nachteil, aber Probleme treten auch auf, wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Papiers unkontrolliert in ein Gleichgewicht mit der Umgebung zurückkehrt. Phänomene wie Klimawellen, das Auswachsen von Büchern und Wölbung sind dann unvermeidlich.
Beispiele
Klimawellen:
Bei einem Buch oder einem Papierstapel kommen zuerst die Kanten mit der Umgebung in Kontakt. Sie nehmen als Erste Feuchtigkeit auf und die Papierfasern werden größer. Da das Innere des Stapels noch nicht ausgeglichen ist, entstehen Spannungen im Papier, die zu Klimawellen führen.
Auswachsen von Büchern:
Die Druckbögen werden auf einer anderen Druckmaschine als der Einband gedruckt, mit unterschiedlichen Trocknungstemperaturen. Nach dem Schneiden sieht ein Buch oder eine Zeitschrift gut aus. Wenn die Druckbögen jedoch eine andere Menge an Feuchtigkeit aus der Umgebung aufnehmen als der Einband, wachsen sie „außerhalb des Buches“.
Wölbung:
Wenn ein Vollfarbbild auf einer Seite des Papiers gedruckt wird, beeinträchtigt die vorhandene Tinte den Austritt von Feuchtigkeit aus dem Papier während des Trocknens. Dies kann dazu führen, dass sich zum Beispiel ein Flyer wölbt.
Lösung
Nach dem Bedrucken sinkt der Feuchtigkeitsgehalt des Papiers auf weniger als 1 %. Das Papier beginnt aufgrund seiner hygroskopischen Eigenschaften, sich wieder an die Umgebung anzugleichen. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % bei 20 Grad Celsius hat das Papier im ausgeglichenen Zustand einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 5 %. Das bedeutet, dass ein bedrucktes Blatt von 100 g/m2 etwa 4 Gramm Wasser pro Quadratmeter aus der Umgebung aufnimmt.
Durch den Einsatz spezieller Geräte, die dem Papier diese Feuchtigkeit unmittelbar nach dem Druck wieder zuführen (Wiederbefeuchtung), kann das auf kontrollierte Weise geschehen.
Dies verhindert:
- Klimawellen – das gesamte Buch ist nach der Wiederbefeuchtung ausgeglichen,
- Auswachsen von Büchern – die Größe der Druckbögen ist nach der Wiederbefeuchtung stabil,
- Wölbung – das Papier ist nach der Wiederbefeuchtung gleichmäßig feucht.
Wie viel Feuchtigkeit?
Um zu bestimmen, wie viel Feuchtigkeit aufgebracht werden muss, ist es wichtig, das Gleichgewicht im Auge zu behalten:
- Wie hoch ist der Feuchtigkeitsgehalt des Papiers nach dem Druck?
- 2. Wie hoch ist die relative Luftfeuchtigkeit in der Umgebung, für die das Enderzeugnis bestimmt ist?
Je näher diese beiden Werte beieinander liegen, desto geringer ist das Risiko, dass eines der genannten Probleme auftritt.
Das Verhältnis zwischen der relativen Luftfeuchtigkeit und dem absoluten Feuchtigkeitsgehalt von Papier hängt von einer ganzen Reihe von Variablen ab, wie z. B. der Temperatur, der Dichte des Papiers, dem tatsächlichen Feuchtigkeitsgehalt und der Luftfeuchtigkeit. Diese Kurve ist nicht linear, aber bei +/- 20 Grad Celsius und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 40 % bis 60 % ist sie linear genug, um die folgenden Angaben als Richtwert zu verwenden:
± 4% Feuchtigkeit bei 40 % RH
± 5 % Feuchtigkeit bei 50 % RH
± 6 % Feuchtigkeit bei 60 % RH
Das Schöne daran ist, dass die Umgebung des Enderzeugnisses oft ebenfalls in diesem RH-Bereich liegt. Kurz gesagt kann man also die folgende Gleichung aufstellen:
- Absoluter Feuchtigkeitsgehalt von bedrucktem Papier: 1 %.
- Relative Luftfeuchtigkeit am Bestimmungsort: 40 %
- Absoluter Feuchtigkeitsgehalt des bedruckten Papiers im ausgeglichenen Zustand: 4 %
- Aufzubringende Feuchtigkeit: 3 %
Leider absorbiert nicht jedes Papier problemlos Feuchtigkeit. Um das beste Ergebnis zu erzielen, müssen Sie die Einstellungen für die Feuchtigkeitsaufbringung optimieren. Um eine gleichmäßige Feuchtigkeitsaufbringung über die gesamte Papieroberfläche zu erreichen, ist die Homogenität der Aufbringung von großer Bedeutung. Je präziser Sie die Feuchtigkeit aufbringen und das Aufbringungsvolumen einstellen können, desto bessere Ergebnisse können Sie erzielen.
Bei den verfügbaren Wiederbefeuchtungssystemen kann der Auftrag in Milligramm Feuchtigkeit pro Quadratmeter eingestellt werden, und Sie können wählen, ob Sie die Feuchtigkeit einseitig oder beidseitig aufbringen wollen. Auch unterschiedliche Aufbringungsmengen pro Seite sind möglich. Auf diese Weise können Sie sicherstellen, dass Sie die optimalen Einstellungen finden.
Wenn Sie mit dieser Art von Problemen bei Ihren Druckarbeiten konfrontiert sind oder wenn Sie mehr über die Wiederbefeuchtungslösungen von Contiweb erfahren möchten, können Sie sich gerne an uns wenden.
