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Geistereffekt und Punktabnahme
im Heatset-Druck
Hintergrund
In den letzten Jahren haben "Geistereffekt" und "Punktabnahme" im Heatset-Rollenoffsetdruck stark
zugenommen. Dies ist auf die verstärkte Verwendung von CTP-Druckplatten und den allgemein sinkenden
Alkoholgehalt zurückzuführen. Die beiden Phänomene stellen einen erheblichen Qualitätsmangel dar und
wurden zu einem inakzeptablen kommerziellen Problem besonders bei Qualitätsmagazinen.
Beim Geistern werden Teile des Motivs mit hoher Farbdeckung von der Schöndruckseite auf die
Halbtonbereiche auf der Rückseite übertragen. In diesen Bereichen werden die Druckpunkte einer Farbe
kleiner gedruckt als auf der Druckplatte. Dieser Effekt wird auf Druckmaschinen beobachtet, bei denen die
Verbindungslinie zwischen den Drehpunkten der beiden Gummituchzylinder und der Papierbahn nicht 90°
beträgt (Abbildung 1). Geistern tritt immer auf der Seite des Drucktuches auf, auf der das Papier zuletzt zu
liegen kommt (in Richtung Trockner), wenn ein Druckbild mit hoher Farbdeckung auf der entgegengesetzten
Seite gedruckt wurde. (Abbildung 2). Wie der Name schon andeutet, scheint dieser Druckfehler grundlos
aufzutreten, zu verschwinden und erneut aufzutreten, ohne dass Änderungen der Druckbedingungen
vorgenommen wurden. Geistern kann in allen Farbtönen auftreten. Alle Druckwerke können unabhängig
voneinander betroffen sein, auch das erste Druckwerk (standardmäßig Schwarz).




                         Abbildung 1. Der Release-Winkel bestimmt das
                         Auftreten des Geistereffekts




                                                   Das digitale Universum des Papier- und Druck-Know-hows

                                                                          11/03/13 ● www.sappi.com/houston
Abbildung 2. Auftreten des Geistereffekts

Bei der Punktabnahme werden die Rasterpunkte in den Halbtonbereichen im Laufe des Druckvorganges
immer kleiner. Alle Farben "verschwinden", am stärksten aber Magenta und Cyan. Für das menschliche
Auge ist dies besonders bei Hautfarben ersichtlich. Punktabnahme tritt häufig auf der Rückseite der
Papierbahn auf, im Gegensatz zum Geistereffekt, der sich auf beiden Seiten zeigen kann.




                  Abbildung 3. Auftreten von Punktabnahme (Punktverkleinerung)




                                                Das digitale Universum des Papier- und Druck-Know-hows

                                                                     11/03/13 ● www.sappi.com/houston
Die einzige Möglichkeit zur Lösung des Problems ist das Waschen der Drucktücher – das verursacht
Stillstandszeiten und Makulatur (siehe ein Beispiel, wie der Waschzyklus die Druckpunkt-% beeinflusst, in
Abbildung 4) Verschiedene Auto-Cycling-Systeme verlängern zwar die Waschintervalle, können das
Problem aber nicht vollständig lösen.




     Abbildung 4. Beispiel für CLCC-Daten (Waschzyklen sind mit schwarzen Balken dargestellt)

In den vergangenen Jahren hat Sappi – auch im Rahmen von industrieweiten Arbeitsgruppen – diese beiden
Druckprobleme intensiv erforscht. In diesem Artikel werden die Ergebnisse zusammengefasst.



Mechanismus
Der Grund für die Rasterpunktabnahme sowohl beim Geistern als auch bei der Punktabnahme wurde als
mikroskopisch kleiner Aufbau der Druckpunkte identifiziert. Der Aufbau ist ca. 10 Mikron dick und besteht
aus Farb- und Papierbestandteilen.




   Abbildung 5. Mikroskopische Aufnahmen vom Gummituch; Aufbau (links), sauberes Drucktuch
                                          (rechts).



                                                   Das digitale Universum des Papier- und Druck-Know-hows

                                                                          11/03/13 ● www.sappi.com/houston
Abbildung 6. Querschnitt des Drucktuches mit Aufbau.

Die Hypothesen für diesen Mechanismus sind in Abbildung 7 dargestellt. Mit Zunahme der Dicke des
Farbaufbaus zwischen den Rasterpunkten wird die Rasterpunkt-Übertragung von der Druckplatte auf das
Gummituch und vom Gummituch auf das Papier immer schwieriger.



                                                   plate
                                                    Platte
                ink                                                                       ink

                                                  blanket
                                                 Gummituch



                                              accumulated
                                               aufgebautes
                                                 Material
                                                material




        Abbildung 7. Schematische Darstellung der Hypothese über die Druckpunktabnahme



Der Grund für den Farbaufbau oder warum dieser beim Geistern nur lokal auftritt, konnte nicht vollständig
geklärt werden. Es wurden verschiedene Hypothesen betreffend das Farb/Wasser-Gleichgewicht, die
Wasserführungskapazität der Platte und die Release-Eigenschaften des Gummituches durchgespielt.




                                                   Das digitale Universum des Papier- und Druck-Know-hows

                                                                          11/03/13 ● www.sappi.com/houston
Variable
Nachfolgend werden verschiedene Variable, darunter Papier, Druckfarbe, Feuchtmittel, Drucktuch und
Platten unter die Lupe genommen.
Papier wird häufig als Hauptverursacher dieser Probleme angesehen. Tatsache ist, dass die Häufigkeit von
Punktabnahme und Geistern in den späten 90er Jahren mit der Entwicklung der neuen hochwertigen
gestrichenen Heatset-Papiere zugenommen hat.
Papier ist wahrscheinlich auch die am intensivsten getestete Variable und bisher konnte keine direkte
Verbindung zwischen den Papier-Ausgangsstoffen oder -Eigenschaften festgestellt werden. Bei folgenden
Variablen treten diese Druckprobleme häufiger auf.
        Hochwertige LWS oder MWC-Papiere im Flächengewichtsbereich von 60 - 90 g/m² (insbesondere
        Geistern - Punktabnahme tritt auch bei höheren Flächengewichten auf)
        Geistern oder Punktabnahme werden bei sehr rauen Papieren kaum beobachtet (matte Sorten mit
        PPS >4)
Andererseits treten beide Phänomene mit den folgenden Variablen auf:
        Verschiedene Strichrezepturen von reinem Calciumcarbonat zu reinem Kaolin.
        Verschiedene Geschwindigkeiten beim Wegschlagen oder der Feuchtmittelabsorption
        Verschiedene Steifigkeiten
Farbe und Feuchtmittel wurden intensiv erforscht, da diese neben Papier die Hauptvariablen im
Offsetdruck sind. Die gängigsten Hypothesen, wie der Materialaufbau zwischen den Rasterpunkten entsteht,
ist, dass Farbpartikel in das Feuchtmittel emulgieren und auf den nicht druckenden Bereich des Drucktuches
übertragen werden, wo sie sich anreichern. Druckfarben mit eindeutig niedrigerer Zügigkeit reduzieren das
Problem von Geistern und Punktabnahme. Bestandteile, die die Schmierung und das Waschverhalten des
Feuchtmittels erhöhen, verringern auch das Auftreten des Geistereffekts und der Punktabnahme.
Typisch für diese und weitere Variable ist, dass es schwierig ist, bei Tests einheitliche Ergebnisse zu
erzielen, insbesondere an verschiedenen Druckmaschinen. Das deutet darauf hin, dass viele Variable
beteiligt sind und das Problem schwierig zu beheben ist.
Das Gummituch wird als entscheidend angesehen, insbesondere im Hinblick auf Geistern. Es ist bekannt,
dass unterschiedliche Drucktücher unterschiedliche Release-Eigenschaften aufweisen und das Layout
Einfluss darauf hat, wie schnell sich das Papier vom Gummituch löst. Dies ist auf den Bildern klar ersichtlich,
die während des Drucks aufgenommen wurden (Abbildung 8).




      Abbildung 8. Die während des Drucks aufgenommenen Fotos zeigen das Release-Muster;
   halbtechnischer Heatset-Versuchsaufbau (links), kommerzielle Heatset-Druckmaschine (rechts)




                                                    Das digitale Universum des Papier- und Druck-Know-hows

                                                                            11/03/13 ● www.sappi.com/houston
Der Wechsel von filmbasierten Platten zu CTP erfolgte ungefähr zur selben Zeit, als Geistern und
Punktabnahme häufiger aufzutreten begannen. Wie bereits erwähnt, geht die stichhaltigste Hypothese
davon aus, dass die Druckprobleme durch Emulgieren entstehen, womit die Druckplatte auch eine
wesentliche Rolle spielt. CTP-Platten weisen andere Kapazitäten bei der Wasserführung auf als
konventionelle Platten. Wie bei den besprochenen Variablen ist auch bei den Platten nicht ein einzelner
Parameter ausschlaggebend. Das stützt die Hypothese, dass viele Variable zusammenwirken.



Zusammenfassung
Punktabnahme und Geistern gehören wahrscheinlich zu den am schwierigsten zu lösenden Druckproblemen
im Heatset-Offsetdruck der letzten 20 Jahre. Umfangreiche Forschungsarbeiten wurden sowohl von
verschiedenen Fachinstituten als auch von industrieübergreifenden Arbeitsgruppen durchgeführt, um das
Problem in den Griff zu bekommen. Es handelt sich ganz klar um ein Phänomen, das eng mit den
Grundlagen des Heatset-Offsetdrucks verknüpft ist und sehr vielschichtig ist. Das sprunghafte Auftreten
macht die Untersuchung verschiedener Variablen extrem schwierig.
Sappi ist bemüht, das Problem zu lösen und arbeitet mit Partnern aus der Industrie weiterhin an
Forschungsprojekten mit.




                                                   Das digitale Universum des Papier- und Druck-Know-hows

                                                                          11/03/13 ● www.sappi.com/houston

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Geistereffekt und Punktabnahme im Heatset Druck

  • 1. Geistereffekt und Punktabnahme im Heatset-Druck Hintergrund In den letzten Jahren haben "Geistereffekt" und "Punktabnahme" im Heatset-Rollenoffsetdruck stark zugenommen. Dies ist auf die verstärkte Verwendung von CTP-Druckplatten und den allgemein sinkenden Alkoholgehalt zurückzuführen. Die beiden Phänomene stellen einen erheblichen Qualitätsmangel dar und wurden zu einem inakzeptablen kommerziellen Problem besonders bei Qualitätsmagazinen. Beim Geistern werden Teile des Motivs mit hoher Farbdeckung von der Schöndruckseite auf die Halbtonbereiche auf der Rückseite übertragen. In diesen Bereichen werden die Druckpunkte einer Farbe kleiner gedruckt als auf der Druckplatte. Dieser Effekt wird auf Druckmaschinen beobachtet, bei denen die Verbindungslinie zwischen den Drehpunkten der beiden Gummituchzylinder und der Papierbahn nicht 90° beträgt (Abbildung 1). Geistern tritt immer auf der Seite des Drucktuches auf, auf der das Papier zuletzt zu liegen kommt (in Richtung Trockner), wenn ein Druckbild mit hoher Farbdeckung auf der entgegengesetzten Seite gedruckt wurde. (Abbildung 2). Wie der Name schon andeutet, scheint dieser Druckfehler grundlos aufzutreten, zu verschwinden und erneut aufzutreten, ohne dass Änderungen der Druckbedingungen vorgenommen wurden. Geistern kann in allen Farbtönen auftreten. Alle Druckwerke können unabhängig voneinander betroffen sein, auch das erste Druckwerk (standardmäßig Schwarz). Abbildung 1. Der Release-Winkel bestimmt das Auftreten des Geistereffekts Das digitale Universum des Papier- und Druck-Know-hows 11/03/13 ● www.sappi.com/houston
  • 2. Abbildung 2. Auftreten des Geistereffekts Bei der Punktabnahme werden die Rasterpunkte in den Halbtonbereichen im Laufe des Druckvorganges immer kleiner. Alle Farben "verschwinden", am stärksten aber Magenta und Cyan. Für das menschliche Auge ist dies besonders bei Hautfarben ersichtlich. Punktabnahme tritt häufig auf der Rückseite der Papierbahn auf, im Gegensatz zum Geistereffekt, der sich auf beiden Seiten zeigen kann. Abbildung 3. Auftreten von Punktabnahme (Punktverkleinerung) Das digitale Universum des Papier- und Druck-Know-hows 11/03/13 ● www.sappi.com/houston
  • 3. Die einzige Möglichkeit zur Lösung des Problems ist das Waschen der Drucktücher – das verursacht Stillstandszeiten und Makulatur (siehe ein Beispiel, wie der Waschzyklus die Druckpunkt-% beeinflusst, in Abbildung 4) Verschiedene Auto-Cycling-Systeme verlängern zwar die Waschintervalle, können das Problem aber nicht vollständig lösen. Abbildung 4. Beispiel für CLCC-Daten (Waschzyklen sind mit schwarzen Balken dargestellt) In den vergangenen Jahren hat Sappi – auch im Rahmen von industrieweiten Arbeitsgruppen – diese beiden Druckprobleme intensiv erforscht. In diesem Artikel werden die Ergebnisse zusammengefasst. Mechanismus Der Grund für die Rasterpunktabnahme sowohl beim Geistern als auch bei der Punktabnahme wurde als mikroskopisch kleiner Aufbau der Druckpunkte identifiziert. Der Aufbau ist ca. 10 Mikron dick und besteht aus Farb- und Papierbestandteilen. Abbildung 5. Mikroskopische Aufnahmen vom Gummituch; Aufbau (links), sauberes Drucktuch (rechts). Das digitale Universum des Papier- und Druck-Know-hows 11/03/13 ● www.sappi.com/houston
  • 4. Abbildung 6. Querschnitt des Drucktuches mit Aufbau. Die Hypothesen für diesen Mechanismus sind in Abbildung 7 dargestellt. Mit Zunahme der Dicke des Farbaufbaus zwischen den Rasterpunkten wird die Rasterpunkt-Übertragung von der Druckplatte auf das Gummituch und vom Gummituch auf das Papier immer schwieriger. plate Platte ink ink blanket Gummituch accumulated aufgebautes Material material Abbildung 7. Schematische Darstellung der Hypothese über die Druckpunktabnahme Der Grund für den Farbaufbau oder warum dieser beim Geistern nur lokal auftritt, konnte nicht vollständig geklärt werden. Es wurden verschiedene Hypothesen betreffend das Farb/Wasser-Gleichgewicht, die Wasserführungskapazität der Platte und die Release-Eigenschaften des Gummituches durchgespielt. Das digitale Universum des Papier- und Druck-Know-hows 11/03/13 ● www.sappi.com/houston
  • 5. Variable Nachfolgend werden verschiedene Variable, darunter Papier, Druckfarbe, Feuchtmittel, Drucktuch und Platten unter die Lupe genommen. Papier wird häufig als Hauptverursacher dieser Probleme angesehen. Tatsache ist, dass die Häufigkeit von Punktabnahme und Geistern in den späten 90er Jahren mit der Entwicklung der neuen hochwertigen gestrichenen Heatset-Papiere zugenommen hat. Papier ist wahrscheinlich auch die am intensivsten getestete Variable und bisher konnte keine direkte Verbindung zwischen den Papier-Ausgangsstoffen oder -Eigenschaften festgestellt werden. Bei folgenden Variablen treten diese Druckprobleme häufiger auf. Hochwertige LWS oder MWC-Papiere im Flächengewichtsbereich von 60 - 90 g/m² (insbesondere Geistern - Punktabnahme tritt auch bei höheren Flächengewichten auf) Geistern oder Punktabnahme werden bei sehr rauen Papieren kaum beobachtet (matte Sorten mit PPS >4) Andererseits treten beide Phänomene mit den folgenden Variablen auf: Verschiedene Strichrezepturen von reinem Calciumcarbonat zu reinem Kaolin. Verschiedene Geschwindigkeiten beim Wegschlagen oder der Feuchtmittelabsorption Verschiedene Steifigkeiten Farbe und Feuchtmittel wurden intensiv erforscht, da diese neben Papier die Hauptvariablen im Offsetdruck sind. Die gängigsten Hypothesen, wie der Materialaufbau zwischen den Rasterpunkten entsteht, ist, dass Farbpartikel in das Feuchtmittel emulgieren und auf den nicht druckenden Bereich des Drucktuches übertragen werden, wo sie sich anreichern. Druckfarben mit eindeutig niedrigerer Zügigkeit reduzieren das Problem von Geistern und Punktabnahme. Bestandteile, die die Schmierung und das Waschverhalten des Feuchtmittels erhöhen, verringern auch das Auftreten des Geistereffekts und der Punktabnahme. Typisch für diese und weitere Variable ist, dass es schwierig ist, bei Tests einheitliche Ergebnisse zu erzielen, insbesondere an verschiedenen Druckmaschinen. Das deutet darauf hin, dass viele Variable beteiligt sind und das Problem schwierig zu beheben ist. Das Gummituch wird als entscheidend angesehen, insbesondere im Hinblick auf Geistern. Es ist bekannt, dass unterschiedliche Drucktücher unterschiedliche Release-Eigenschaften aufweisen und das Layout Einfluss darauf hat, wie schnell sich das Papier vom Gummituch löst. Dies ist auf den Bildern klar ersichtlich, die während des Drucks aufgenommen wurden (Abbildung 8). Abbildung 8. Die während des Drucks aufgenommenen Fotos zeigen das Release-Muster; halbtechnischer Heatset-Versuchsaufbau (links), kommerzielle Heatset-Druckmaschine (rechts) Das digitale Universum des Papier- und Druck-Know-hows 11/03/13 ● www.sappi.com/houston
  • 6. Der Wechsel von filmbasierten Platten zu CTP erfolgte ungefähr zur selben Zeit, als Geistern und Punktabnahme häufiger aufzutreten begannen. Wie bereits erwähnt, geht die stichhaltigste Hypothese davon aus, dass die Druckprobleme durch Emulgieren entstehen, womit die Druckplatte auch eine wesentliche Rolle spielt. CTP-Platten weisen andere Kapazitäten bei der Wasserführung auf als konventionelle Platten. Wie bei den besprochenen Variablen ist auch bei den Platten nicht ein einzelner Parameter ausschlaggebend. Das stützt die Hypothese, dass viele Variable zusammenwirken. Zusammenfassung Punktabnahme und Geistern gehören wahrscheinlich zu den am schwierigsten zu lösenden Druckproblemen im Heatset-Offsetdruck der letzten 20 Jahre. Umfangreiche Forschungsarbeiten wurden sowohl von verschiedenen Fachinstituten als auch von industrieübergreifenden Arbeitsgruppen durchgeführt, um das Problem in den Griff zu bekommen. Es handelt sich ganz klar um ein Phänomen, das eng mit den Grundlagen des Heatset-Offsetdrucks verknüpft ist und sehr vielschichtig ist. Das sprunghafte Auftreten macht die Untersuchung verschiedener Variablen extrem schwierig. Sappi ist bemüht, das Problem zu lösen und arbeitet mit Partnern aus der Industrie weiterhin an Forschungsprojekten mit. Das digitale Universum des Papier- und Druck-Know-hows 11/03/13 ● www.sappi.com/houston