Charts des DFTA-Symposiums „ ghosting and pinholes“ Frühjahr 2001
Manfred Hornschuh Dipl.-Des.-Ing.
Sind „pinholes“ und sind „ghosting“ eine Folge von...........
„falscher“ Näpfchen-Geometrie der Rasterwalze?
manfred hornschuh
•
falsch eingestellter Druckfarbe?
•
falscher Druckform-Oberfläche?
•
falschem Druckform-Aufbaus?
•
falscher Druckgeschwindigkeit?
•
falscher Vorbehandlung?
•
Falsch konstruierter Kammerrakel?
•
falscher Abwicklung? 2001 april
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1
„ghosting“ und „pinholes“ sind keinesfalls „flexotypische“ Fehler-Phänomene – sondern vielmehr die eindeutige Folge druckverfahrensspezifischer Einflussfaktoren!
manfred hornschuh
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folie 3
Das gedruckte „Geisterbild“ wird zum einen nur in Abwicklungs-Richtung erzeugt. Zum anderen baut es sich nur dann auf, wenn sich die Abwicklungslänge der Druckform von der Abwicklungslänge der „Farbübertragungs-Walze“ (Rasterwalze) unterscheidet! Da das in der Regel beim Buchdruck, Offsetdruck, Flexodruck und Digitaldruck (teils!) der Fall ist, begrenzt dieses Phänomen sich auch auf diese Druckverfahren! Bei den Drucktechniken mit Direkteinfärbung, z. B. Tiefdruck, Siebdruck, Ink-jet kann sich ein Ghosting im Einfärbungssystem so gut wie nicht aufbauen!
Aufbau des Ghostings auf dem Substrat grundsätzlich nur in Ablaufrichtung
manfred hornschuh
2001 april
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2
Druckform-Abwicklung 560 mm
Rasterwalzen-Abwicklung 560 mm
Entspricht die Abwicklungslänge der Rasterwalze exakt auch der Abwicklungslänge der Formwalze unter Stress, dann kann sich theoretisch ein Geisterbildes weder auf der Rasterwalze noch auf dem Substrat aufbauen!
manfred hornschuh
DFTA
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Sind die Abwicklungslängen von Raster- und Formwalze im stressfreien Zustand zwar mathematisch gleich, so kann es aber dennoch im Druck zu Geisterbildern kommen.
manfred hornschuh
Druckform-Abwicklung 560 mm
Rasterwalzen-Abwicklung 560 mm
...und zwar dann, wenn durch Minustoleranzen oder extrem hohe Druckbeistellungen der Durchmesser des Formzylinders im Druckspalt verkleinert wird. In so einem Fall erscheinen z.B. Texte im Abstand des Abwicklungsfehlers dabei in Doppelkontur!
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DFTA
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3
Um den Wert des Abwicklungsfehlers steht bei gleichgroßen Form- und RasterWalzen das Geisterbild als Kontur hinter dem scharf druckenden Motiv. Optisch wird es als eine Art Schatten wahrgenommen. Der Abwicklungsfehler selbst entsteht durch die Stauchung des Unterbaus aufgrund erhöhter Pressung zum Ausgleich eines hohen Toleranzprofils (oder eines Durchmesserfehlers des Sleeves) - bei diesem Beispiel um 1,068 mm. Präventiv kann durch Anheben des Durchmessers (um den Wert des Toleranzprofils) die Druckform entsprechend optimiert und damit ein Ghosting verhindern werden!
TOLERANZ-PROFIL
AUFBAU DER DRUCKFORM
Polymerplatte 20 µm Schaumklebeband 50 µm Formatsprung-Sleeve 30 µm Adapter 30 µm Luftdorn 10 µm Toleranz Druckform 140 µm
01 Luft-Dorn 02 Adapter 03
02
03 Sleeve mit 7 cm Formatsprung
Toleranz Rasterwalze 20 µm Toleranz Substrat 10 µm Gesamt-Toleranz (170X2=340=3,1415 Abwicklungsfehler
05 Schaumklebeband
170 µm
06 Photopolymer-Platte
1068 µm 1068 µm
manfred hornschuh
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Mit Zunahme der Geschwindigkeit ist es erforderlich die Druckspannung zu erhöhen. Eine „schwere“ Form auf „weichem“ Unterbau erfordert eine proportional zur Geschwindigkeit höhere Druckspannung - im Vergleich zu einer „hart montierten“. Bei theoretisch gleichen Oberflächengeschwindigkeiten von Rasterwalze und stressfreiem Formzylinder kann sich im Druckspalt durch eine überproportionale Druckspannung ein Ghosting aufbauen, z.B. bei 350 m/min im Abstand von ca. 1,4 mm! Ghosting in Abhängigkeit zum Aufbau der Druckform und erforderlichen Druckbeistellung
229
Fortdruck 350 m/min
59
159
Fortdruck 225 m/min
47
85
Andruck 40 m/min
Endlos-Nahtlos-Sleeve Novotec-Gravur
38
0
50
Polymer-Sleeve Plate-onSleeve 0,530 Schaum
100
150
200
250
Beistellungsweg in µm manfred hornschuh
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4
Sind aber unterschiedliche Längen zwischen der Farbübertragungswalze und der Druckform gegeben und bietet darüber hinaus das Motiv vom Design her die entsprechende Voraussetzung zum optischen Erkennen eines „Geisterbildes“, dann wird die Stärke des Ghostings von den am Übertragungsprozess beteiligten Parametern einzeln oder in Addition beeinflusst. Bei gleicher Vollflächendichte auf dem Substrat und ansonsten gleichen Parametern, beeinflusst die Herstellungsart und Spezifikation der Rasterwalze ganz wesentlich die Stärke des Ghostings! 340 L/cm 45° / 1,34 OD
manfred hornschuh
340 L/cm 60° / 1,39 OD
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Welche Spezifikationen der Rasterwalze begünstigen den Aufbau eins Ghostings? Gibt es Winkellagen, die das Ghosting begünstigen? Gibt es Näpfchenformen die ein Ghosting unterstützen? Gibt es in Walzenmaterial, das ein Ghosting unterstützend aufbaut?
5
Dichteunterschiede um 0,07 OD sind in der Schattenzeichnung normal kaum wahrnehmbar. Bei einem glatten Ton aber wird diese Differenz bereits als störend empfunden. Ein Geisterbild im Vollton ist bereits mit diesem Dichteunterschied vollerkennbar.
Dichte im Ghosting 1,31 OD
Dichte außerhalb des Ghostings 1,38 OD
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Auch im Vollton und in der Fläche sind bei einem sich abzeichnenden Geisterbild die messtechnischen Dichte-Unterschiede nicht gravierend, dennoch aber so hoch, dass sie sich deutlich von einander abheben. Selbst Unterschiede von nur 0,04 OD stören bei glatten Tönen und Vollflächen die optische Wahrnehmung und damit farblichen Eindruck.
Zwischen Ghosting und Normaleinfärbung beträgt der Unterschied nur 0,08 OD manfred hornschuh
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6
Die Farbe selbst ist einer der Parameter, der die Ghosting-Bildung dramatisch unterstützt und bei „passenden“ weiteren Einflussfaktoren sogar verursachen kann.
Gleiche technische Parameter aber unterschiedliche Farben von unterschiedlichen Herstellern
manfred hornschuh
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Zu dicke oder zu stark trocknungsverzögerte Farbschichten können beim ÜbereinanderDruck ein Farb-Spaltungs-Ghosting von der ersten auf die zweite Druckform übertragen. Bei diesem Beispiel wurden „rote “ Schriften vom technischen Raster der YellowDruckform übertragen. Wird der Farbfilm entsprechend korrigiert, wird damit auch die Ursache für das Ghosting aufgehoben!
Fläche aus technischem Raster
manfred hornschuh
Strich und Schriften HKS-13 als 5. Farbe
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7
Der HKS-13-Farbton lag im Werk 1. Yellow in Werk 2. Der noch nicht abgetrocknete und relativ dicke Farbfilm des HKS-13-Tones spaltet sich beim Kontakt mit der YellowRasterfläche vom Substrat und baut sich an den Flanken des Yellow-Punktes auf. Beim nächsten Kontakt mit dem Substrat wird diese Farbe wieder an das Substrat abgegeben. Die Yellow-Form überträgt danach zweifarbig –bis zum nächsten Waschprozess.
manfred hornschuh
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folie 15
Der Einfluss der Druckform-Oberfläche auf die Bildung von Geisterbildern ist relativ gering. Eine ungünstige Oberflächenenergie begünstigt zwar den Aufbau, verursacht ihn aber nicht!
Bis auf die Druckform sind alle anderen Parameter gleich Gummi-EndlosNahtlos-SleeveDruckform
manfred hornschuh
Polymere Plate-on-SleeveDruckform
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8
Je dünner die Folie, desto diffiziler ist die Vorbehandlung. Selbst messtechnisch gleiche Oberflächen-Spannungen garantieren noch keinesfalls das gleiche FarbannahmeVerhalten. Eine frische Vorbehandlung kann ein Ghosting nicht verhindern, aber die optische Störung dramatisch verkleinern! Alle technischen Parameter beider Drucke sind gleich! Oberflächenenergie 38 mN/m Vorbehandlung Extruder + Druckmaschine
manfred hornschuh
Oberflächenenergie 37-38 mN/m Vorbehandlung ausschließlich Extruder
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folie 17
Beispiel von Grenzwertspannungen der Druckplatten bei einer „In-house-plateproduction“
Oberflächenenergie polymerer Platten im Vergleich
46
Oberflächenspannung mN/m
45 44
42
42
40
40
40
39
39
38
36
36
35 34
34
33 32 DuPont HOF 1,7
DuPont HOS 1,7
DuPont POF 1,7
DuPont PLS 1,7
DuPont UVP 1,7
DuPont NOW1,7
DuPont CER 1,7
BASF FAH ASAHI 1,7 1,7
Polyfibron BPS 1,7
9
Maschinen mit Tauchwalzeneinfärbung der Rasterwalze kennen nur selten das Phänomen der Geisterbilder. Kammerrakel unterstützen das Ghosting, verursachen es aber nur sehr selten. Doppelkammerrakel wiederum verhindern nicht, aber behindern den Aufbau des Ghostings!
Einkammer-Rakel
Zweikammer-Rakel
Gleiche technischen Parameter aber unterschiedliche Rakelsysteme!
manfred hornschuh
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folie 19
PINHOLES - diese den flächigen Ausdruck störenden Deckungsfehler treten bei allen Druckverfahren auf –allerdings von der Ursache und Intensität her unterschiedlich. So können beim Tiefdruck in der Regel drei Parameter den Deckungsfehler verursachen, beim Flexo dagegen 8:
Farbe nicht „passende“ Oberflächenenergie der Materialien Substrat, Druckformoberfläche, Unterbau, Geometrie der Rasterwalze, Vorbehandlung, Druckspannung
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folie 20
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Ein zu „weicher“ Unterbau hat in der Regel nur eine eingeschränkte Rückstellkraft und damit sind für Volltonbereiche und großen Raster-Flächen im Schattentonbereich und Flächen –extrem bei höheren Geschwindigkeiten - Pinholes vorprogrammiert
photopolymere Dünnschicht-Druckplatte
PE-SCHAUMBAND Materialhöhe von 0,540 mm. ca.19 % Materialdichte. Toleranz ± 50 µm. thermische Belastungs-Grenze ca. 55° C formatvariabel - einmal einsetzbar – geringe Kosten m. hornschuh
photopolymere Dünnschicht-Druckplatte
POLYURETHAN Materialhöhen 0,510, 0,760, 1,020, 1,270, 1,520, 2,030 mm. Materialdichte ca. 50%. Toleranz: Rolle / Rolle = ± 150 µm, innerhalb einer Rolle ± 50 µm. Thermische Belastungs-Grenze ca. 66° C formatvariabel - mehrmals einsetzbar – 2000 chart 21 relativ hohe Kosten
PINHOLES sind oft das hausgemachte Ergebnis falsch gewählter Unterbauten. Optimale Kompressibilität, Rückstellkraft, Elastizität und thermische Stabilität, sind Eigenschaften, die kein Unterbau in Bündelung bietet.
photopolymere Dünnschicht-Druckplatte
BLÄHGUMMI
VOLLGUMMI
Materialhöhe von ca.1,860 mm (0,860 mm). Materialdichte ca. 45 %. Toleranz ± 15 µm / m². thermische Belastungsgrenze ca. 80° C
variable Materialstärke Materialdichte ca. 99% Toleranz (Sleeve) ± 20 µm thermische Belastungsgrenze ca. 85° C
- mehrmals einsetzbar – m.formatvariabel hornschuh relativ hohe Kosten
(formatgebunden - mehrmals einsetzbar – 2000 mittlere Kosten)
chart 22
11
Vielleicht noch vor einer gestörten Oberflächenenergie steht die Häufigkeit der Bildung von Pinholes in einer absoluten Abhängigkeit zur Wahl des Unterbaus.
Hohe Rückprallelastizität
Hohe Kompressibilität
reduzierte Kompressibilität
reduzierte Rückprallelastizität
m. hornschuh
2000
chart 23
Geringe Farbschichtstärken von Rasterwalzen, die für die Einfärbung feingerasterte Motive gedacht sind, begünstigen die Bildung von Pinholes. Explizit dann, wenn der Widerdruck der Druckform eingeschränkt ist. Eine reduzierte Rückstellkraft durch „weiche“ Schaumbänder, dazu bei „schweren“ Plate-on-Sleeve-Formen, verlangen nach Kompromissen in der Druckgeschwindigkeit, wenn Pinholes vermieden wwerden sollen. Beispiel: Andruckgeschwindigkeit 40 m/min. Zielgeschwindigkeit 350 m/min 350 m/min (Gravur) OD 1,97 (40 m/min) OD 1,88 (350 m/min)
225 m/min (P-o-S) OD 2,02 (40 m/min) OD 1,57 (225 m/min)
350 m/min (P-o-S) OD 2,02 (40 m/min) OD 1,34 (350 m/min)
RW +32 / FW +21
RW +70 / FW +74
RW +140 / FW +144
manfred hornschuh
2001 april
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Der flächenhomogene Ausdruck der Druckform steht in absoluter Abhängigkeit zur Rückstellkraft des Unterbaus –explizit beim Einsatz von Dünnschichtplatten und die wiederum in Kombination mit Schaumbändern! Bei ansonsten gleichen, technischen Parametern unterstützt ein „weiches“ Schaumband als Unterbau die Häufigkeit der Bildung von Pinholes, während ein relativ „harter“ Unterbau (wie in diesem Fall Gummi) der Pinholes-Bildung entgegen wirkt.
1,14 mm Polymerplatte
1,14 mm Polymerplatte + 0,100-mm-Klebeband
+ 0,550 mm Schaumklebeband (1,81 OD)
auf 6,0 mm Gummi (2,02 OD)
manfred hornschuh
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folie 25
Die Volltondichte allein ist noch kein Garant für eine optisch homogene Vollflächendichte
Volltondichten in Abhängigkeit zur RW-Spezifikation und zum Unterbau
225 L/cm 45° Haschuren
170 L/cm 60° Punkt
170 L/cm 45° Haschuren
200 L/cm 60° Punkt
340 L/cm 45° Haschuren Polymerplatte / 1,14 mm + 0,550 Schaum (hart) Polymerplatte / 1,14 mm + 0,550 Schaum (m'hart) Direktgravur / Gummi auf Blähgummi
340 L/cm 60° Punkt
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2,2
2,4
2,6
logarithmische Dichte manfred hornschuh
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folie 26
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Die Näpfchengeometrie der Rasterwalze beeinflusst die Pinholes-Bildung ganz gravierend. Je größer im Verhältnis die Öffnungsfläche zum Steganteil ist (Steg-NapfVerhältnis), desto glatter liegt der Farbfilm bei fast gleichem Volumen!
170 L/cm, 60°, 1:7, 30 µm, 9,4 cm³/m²
170 L/cm, 45°, 1:9, 23 µm, 8,4 cm³/m²
1,14 + 0,530 Schaum (m‘hart)
1,14 + 0,530 Schaum (m‘hart)
2,20 logarithmischer Dichte
2,47 logarithmischer Dichte
manfred hornschuh
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folie 27
Die Geometrie und Winkellage der Rasterwalzen unterstützen bei ansonsten gleichen Parametern die Bildung der Pinholes
225 L/cm, 45°, 1:7, 20 µm, 8,7 cm³/m²
225 L/cm, 60°, 1:7, 30 µm, 9,5 cm³/m²
1,14 + 0,530 Schaum (m‘hart)
1,14 + 0,530 Schaum (m‘hart)
2,13 logarithmischer Dichte
1,99 logarithmischer Dichte
manfred hornschuh
2001 april
folie 28
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Reflektiert eine sauber gewaschene CtP-Druckplatte das schräg einfallende Licht unterschiedlich stark, ist das ein sicheres Zeichen von unterschiedlichen Oberflächenenergien. Eine solche Platte sollte erst gar nicht für den Fortdruck vorbereitet werden. Bei diesem Beispiel lag die Oberflächenenergie der druckenden Plattenteile bei ca. 37 mN/m und im schlecht ausdruckenden Streifen bei 44 mN/m.
manfred hornschuh
2001 april
folie 29
Ist das Finishing fehlerhaft und die Platte bindet Schmutz durch eine zu hohe Klebkraft, dann sind „Pinholes“ im Vollton die eindeutige Folge. Derartige Platten sollten vor der Montage selektiert werden!
manfred hornschuh
2001 april
folie 30
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Als Folge einer fehlerhaften Platten-Herstellung, explizit der Waschung, entstehen ebenfalls Pinholes auf dem Substrat. Die Oberflächenbeschädigung sind mit einer normalen Lupe dabei selten zu erkennen.
manfred hornschuh
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folie 31
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