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Sonderdruck aus DEUTSCHER DRUCKER Ausgabe 17/2008 Neue Walzengeneration fr den kologisch angepassten Druck DRUCKMASCHINENTECHNIK. Unter der Handelsbezeichnung Loto-Tec vermarktet die Firma Westland Gummiwerke neuerdings ein Oberflchenbeschichtungssystem, das den damit veredelten Walzen vollkommen neue Eigenschaften verleiht, wie unser Beitrag sehr praxisnah und ausfhrlich darlegt. Dieses Beschichtungssystem basiert auf Fluorkautschuk (FKM). Es verfgt durch Werkstoffmerkmale und Verarbeitung ber drei Eigenschaften, die Funktionalitt und Eigenschaftsbild der traditionellen Elasto- nen der traditionellen Walzenwerkstoffe, die auf Nitrilbutadienkautschuk (NBR) basieren, weit berlegen. Zum dritten ist die Oberflchenrauigkeit der beschichteten Walzen signifikant niedri- Die Loto-Tec-Walze gestaltet den Prozess effizienter, stabiler und in Bezug auf arbeitsplatzhygienische und kologische Anforderungen zeitgerecht mit erheblich reduziertem Verbrauch an organischen Lsemitteln und VOC-Emittenten. WIE ES MIT LOTO-TEC BEGANN. Die Loto-Tec-Walze erfuhr ihre Feuertaufe als Tauchwalze im Feuchtwerk. - Eine Walze mit einer Hydrophobie wie Teflon ins Feuchtwerk?! - Nachdem bekannt ist, dass eine Feuchttauchwalze hydrophil sein muss und ein anstndiges Schpfvolumen haben muss?! - Jawohl, sehr wohl, und es soll erklrt werden, warum! Doch bevor auf diese branchenweiten Auffassungen nher eingegangen wird, sollen zuerst einige Ausfhrungen zu den teilweise bitteren Hintergrnden des Feuchtwerkeinsatzes der Loto-Tec-Walze vorangestellt werden: Seit Jahren huft sich vor allem im Bogenoffsetbereich das Phnomen des ringfrmigen Quellens von Tauchwalzen. Eine nagelneue Feuchttauchwalze kommt mit der Chemie der Druckmaschine in Kontakt, erlebt das erste Mal einstellungs- oder sujetbedingt Farbrcklauf und reagiert an dieser Stelle mehr oder weniger blitzartig mit einer radialen, rtlich begrenzten Volumenzunahme. Die volumenbedingte hhere Anpressung an dieser Stelle sorgt bei nchster Gelegenheit fr einen dnneren Wasserfilm und der dann wiederum fr erhhten Farbrcklauf mit der Folge einer weiteren Ausprgung des gequollenen Ringes. Ein sich selbst verstrkender Effekt ist im Gang, der mit dem drucktechnischen Ausfall der Feuchtwalze endet. Abbildung 1: Auf die prinzipiell gebrauchstchtige Elastomerwalze wird Loto-Tec aus flssiger Phase wie ein Lack aufgetragen. merwalzen gravierend verndern und verbessern: Zum einen hat der Fluorkautschuk eine extrem niedrige Oberflchenspannung. Die mit Fluorkautschuk beschichteten Produkte bekommen ein Benetzungsverhalten, das dem des populren Teflons vergleichbar ist. Tatschlich sind Fluorkautschuk und Teflon chemisch gesehen nahe Verwandte. Fluorkautschuk zhlt zu den Hochleistungspolymeren. Seine chemische Bestndigkeit, die Oxidations-, Alterungs-, Extraktions- und Temperaturbestndigkeit ist de- ger als die der traditionell geschliffenen Walzen. Die traditionell gefertigte und prinzipiell funktionstchtige Walze wird aus flssiger Phase - wie mit einem Lack - mit dem Loto-Tec-System beschichtet, das zu einer spiegelglatten, glnzenden Oberflche aufgetrocknet und vernetzt wird. Diese drei extremen Eigenschaften des Beschichtungssystems - Hydrophobie, Bestndigkeit und Gltte - greifen gravierend in den Offsetprozess ein, in manchen Zusammenhngen einzeln, in anderen gemeinsam oder zu dritt. RINGFRMIGES QUELLEN. In Deutscher Drucker Nr. 23/2006 hat Ulrich Schmitt von der Fogra einen Ausdruck der Fogra-Feuchtwerkstestform verffentlicht, der ein Freilaufverhalten indiziert, das gut mit einem Durchmesser/Lngenscan einer reklamierten Tauchwalze harmoniert, der in die Abbildung 3 einkopiert worden ist. Diese Walze kam mit Sicherheit nicht aus der Druckerei, die den Testbogen erzeugt hat. Das Phnomen des ringfrmigen Quellens ereignet sich weltweit. Kaum ein Feuchtmittel, das diesen Effekt nicht irgendwann einmal aufweist, obwohl es teilweise schon Jahrzehnte rezepturgleich im Markt unauffllig arbeitete. Es hat weder im Hause Westland, Deutscher Drucker Nr. 17/15.5.2008 SCHWERPUNKT noch bei anderen Marktteilnehmern an Untersuchungen, Analysen und Aufwand gefehlt, diesen Effekt zu verstehen und nachzustellen. Das ist bis heute nicht gelungen. Im April 2008 hat sich deshalb unter der Leitung der Fogra eine Arbeitsgruppe aus Feuchtmittel-, Farb- und Walzenlieferanten gebildet, die nun gemeinsam diesem Phnomen auf die Spur kommen wollen. CHEMISCHE BESTNDIGKEIT. Zwischenzeitlich jedoch gab es bei Neuinstallationen bis zu ber 20 % Reklamationsflle ringfrmiges Quellen, die fr den Maschinenhersteller und -verkufer mit dem lstigen Umstand einhergingen, dass der Kunde und Betreiber die vollstndige Bezahlung seiner neuen Maschine mit ihrem einwandfreien Betrieb verband. In solch einer Situation ist alles gut, was hilft, und es wird alles probiert, was helfen knnte. In dieser Situation wurde die hydrophobe Loto-TecTauchwalze ausprobiert. Sie half und hilft noch immer. Kein Betreiber, der ringfrmiges Quellen reklamierte und die Loto-TecTauchwalze einsetzte, klagte je wieder ber dieses Phnomen. Grund fr dieses Verhalten der Loto-TecWalze ist die starke chemische Bestndigkeit des FKMs, die weitaus hher ist als die des NBRs, und die denjenigen Chemikalien den Ein- und Durchtritt verwehrt, die das ringfrmige Quellen verursachen. Dabei ist die chemische Bestndigkeit, die Volumen- und Geometriekonstanz, nicht das einzige Merkmal, das die hydrophobe Loto-Tec-Walze ins Feuchtwerk einbringt. Ein weiteres Kriterium des teflonartigen Verhaltens ist die leichte Reinigungsmglichkeit. Feuchtwalzen mssen hin und wieder gereinigt werden. Und die Minimierung des Reinigungsaufwandes, den die Teflonpfanne der Hausfrau im Verhltnis zur traditionellen, emaillierten Pfanne bietet, den bietet die Loto-Tec-Walze dem Drucker gegenber der traditionellen Feuchtwalze. Es ist ein groer Unterschied, ob die Walzenreinigung im Sekundenbereich statt im Minutenbereich mglich ist. Es gibt kaum einen Drucker, der die notwendigen Reinigungsarbeiten als die Erfllung seines Tuns betrachtet, vor allem steigt in signifikanter Weise bei einer Achtfarben-Maschine die Maschinenverfgbarkeit und es sinkt der Verbrauch an organischen Lse- beziehungsweise Reinigungsmitteln. In diesem Bereich leider hufig verwendete, leicht flchtige Reiniger - weder gut fr Mensch noch Material noch Umwelt -, werden vllig berflssig. DIFFERENZIERUNG. Das bedeutendste Unterscheidungskriterium, das die LotoTec-Tauchwalze bietet, ist die Unterstt- Abbildung 3: Freilaufbogen der Fogra-Testform aus einem Beitrag von Ulrich Schmitt in DD Nr. 23/2006 (Seite 64) und Durchmesser/Lngenscan einer beanstandeten Tauchwalze. zung des IPA-freien Drucks durch die indirekte Generierung eines sehr glatten Feuchtfilmes. Die teflonartige Oberflche schafft es gerade noch mechanisch, Wasser aus dem Tauchbecken an den Nip heranzusplen, aber in den Nip hinein schafft sie es nicht. Der sehr niedrigen Oberflchenenergie von 17 x 10-3 N/m gelingt es nicht, gegen die Abquetschkrfte von etwa 500 N/m Wasser mit in den Nip zu nehmen. Und so verlsst die Loto-Tec-Walze den Nip quasi trocken. Das Wasser, das durch den Nip gesetzt wurde, wird von der hydrophoben Oberflche abgestoen und hier kommt die hydrophile Chrom- oder Keramikwalze ins Spiel. Die Loto-Tec-Walze hat nichts in den Nip mit eingetragen, sie bekommt also auch nichts mit heraus. Das durch den Nip gesetzte Wasser hat ausschlielich die hydrophile Duktorwalze eingetragen und die nimmt es nach Verlassen des Nips auch mit. Aufgrund der hohen Gltte der Loto-TecWalze ist der Wasserfilm, der den Nip verlsst, ebenfalls sehr glatt. Er ist frei von den Strukturen einer mehr oder weniger rauen Tauchwalze und vor allem ist er frei von Strukturen der Filmteilung. Jede Teilung - auch die des Wasserfilmes im auslaufenden Nip der konventionellen Feuchtwalzen -, ist mit energetischem Aufwand verbunden, der in irgendeiner Form Strukturen hinterlsst. Die bekannteste Struktur dieser Herkunft ist das so genannte Cording, das bei hheren Filmteilungsgeschwindigkeiten auftritt und Ausdruck der Konkurrenz zweier hydrophiler Walzenoberflchen um das durchgesetzte Wasser ist. QUALITT DES WASSERFILMS. In dem Artikel Feuchtwalzen fr den IPAfreien/reduzierten Druck, in Deutscher Drucker Nr. 12/*30.3.2000, wurde darauf hingewiesen, dass die Funktionalitt einer Feuchttauchwalze nicht von der Menge des von ihr gefrderten Wassers abhngt, sondern vornehmlich von der Qualitt des produzierten Wasserfilmes. Anhand von Abbildungen des Wasserfilmes der WestlandStandardwalze und der Walze fr den IPAfreien Druck wurde gezeigt, dass der Wasserfilm der Standardwalze in axialer Richtung Berg- und Talstrukturen aufweist, whrend der Wasserfilm der Walze fr den IPA-freien Druck einen signifikant glatteren Film produziert. Hat ein Wasserfilm Berg- und Talstrukturen, muss die Feuchtwerksgeschwindigkeit so hoch sein, dass die Talstrukturen mit einem Wasserminimum genug Wasser fr den Freilauf bringen. In diesem Moment ist das Wasser der Bergstrukturen drucktechnisch schon ein Zuviel an Wasser und es fhrt in der Quintessenz zu einem zu kleinen Fenster zwischen Freilauf und Wassermarken und zu Fortdruckproblemen. Hier spielen Hydrophobie und Gltte der LotoTec-Tauchwalze ihren Charme aus: Keine Filmteilung, ergo keine Teilungsstrukturen! Keine Rauigkeit der Walzenoberflche, ergo keine Rauigkeit des Wasserfilmes! Mit dem Westland-Prfstand lsst sich zeigen: Die Weroaqua realisiert den Freilauf mit 19 ml (pro 100 mm Rakelbreite und 10 Minuten Rakelzeit), Loto-Tec mit 14 ml auf einer Speedmaster SM 52, mit also 25 % weniger Wasser. Das heit der von der LotoTec-Walze generierte Wasserfilm ist effektiver, mit weniger Masse wird der gleiche Deutscher Drucker Nr. 17/15.5.2008 SCHWERPUNKT Effekt erzeugt. Je weniger Wasser den Freilauf ermglicht, desto weniger Wasser spaltet zurck in das Farbwerk. Dadurch bleibt die Farbemulsion trockener, fortdruckstabiler, resistenter gegen Schablonieren, sicherer gegen beremulgieren und Weglaufen, die Farbe trocknet schneller und ist brillanter, das Druckfenster ist grer. Darber hinaus: Je weniger Wasser in das Farbwerk zurckspaltet, desto geringer ist die Salzlast, die nach Verdunstung dort verbleibt und gegebenenfalls Farbwalzenoberflchen kontaminiert, beziehungsweise hydrophiliert. LOTO-TEC FR IPA-FREIEN DRUCK. Der einzige Prozessschritt, der Wasser bentigt, ist das Freihalten der bildfreien Stellen der Platte. In allen anderen Bereichen strt das Wasser und sorgt fr Prozessinstabilitt. So ist die Loto-Tec-Tauchwalze sehr gut fr den alkoholfreien Druck geeignet. Eine spiegelglatte, hydrophobe, teflonartige Walze als Schpfwalze im Feuchtwerk steht wie eine Provokation im Widerspruch zu allem, was bislang dazu gedacht, geschrieben und gesagt wurde. Die Oberflche einer jeden bisherigen grafischen Walze wurde bislang ber einen Schleifprozess mehr oder weniger rau gefertigt. Die Oberflche einer jeden bisherigen grafischen Walze ist mehr Abbildung 4: Frderverhalten der Weroaqua und der Loto-Tec-Tauchwalze und deren Oberflchenstruktur. oder weniger hydrophil und wasserbenetzbar. Diese Umstnde sind ein klassisches Beispiel dafr, wie Vor-Urteile entstehen: Es gab keine anderen Walzen, also kann der Prozess nur mit diesen rauen hydrophilen Walzen funktionieren. Loto-Tec hat Eigenschaften, die es vorher bei Elastomerwalzen einfach nie gab. Und es zeigt sich, dass der Prozess in jeder Hinsicht stabiler und besser luft. Achim Siebert Der Autor ist Geschftsfhrer des Entwicklungsdienstleisters Weros Technology GmbH in Melle bei Osnabrck Deutscher Drucker Nr. 17/15.5.2008 DAS haben Sie schon immer von Feuchtwalzen erwartet Mit dieser bahnbrechenden Entwicklung hat Westland einen neuen Standard gesetzt. Das Prinzip der LatoTee-Beschichtung ist, wie sa viele technische Entwicklungen, der Natur nachempfunden. Der Lotus-Effekt -- dos abperlende Wasser von einem lotusblott stand Pole fur unsere Entwicklungsarbeit. Durch geringeren Einsatz aggressiver Chemikalien sind unsere Kunden in der Lage, umweltfreundlicher zu drucken -- und dos mit iiberzeugenden wirtschoftlichen und technischen Vorteilen. LothTe ... die neu entwickelte Beschichtung optimiert unsere bewahrte WERODAMP Walze. IvIehr Informationen: Westland Gummiwerke GmbH & Co. KG WestlandstraBe 5 49324 Melle Telefon 0 54 22 /70 20 ,@westland.eu .www.westlartd. 0