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Offsetdruck

Qualitätssicherung durch grenzflächenchemische Untersuchungen von Feuchtmitteln, Farben und Druckplatten

Der Offsetdruck beruht als Flachdruckverfahren auf der unterschiedlichen Benetzbarkeit der druckenden und nicht druckenden Stellen der belichteten Druckplatte durch die Farbe. Erkenntnisse aus grenzflächenwissenschaftlichen Untersuchungen des eingesetzten Feuchtmittels, der Farben und der Druckplatte tragen zu einem hochwertigen Druckergebnis bei.

Benetzung der nicht druckenden Bereiche durch Feuchtmittel

Beim zweistufigen Verfahren des Offsetdrucks wird zunächst ein wasserbasiertes Feuchtmittel auf die Druckplatte gebracht. Dieses benetzt nur die nicht druckenden Stellen und bereitet so die spätere, selektive Benetzung der druckenden Stellen durch die Farbe vor.

Die Oberflächenspannung des Feuchtmittels muss niedrig genug sein, um die nicht druckenden Stellen zu benetzen. Wenn sie jedoch zu gering ist, kann sie auch die druckenden Bereiche teilweise benetzen und beim Kontakt mit der Farbe eine Emulsion mit ihr bilden. Beides führt zu einem unscharfen Druckbild. Die Messung der Oberflächenspannung des Feuchtmittels mit unseren Tensiometern ist deshalb ein wichtiger Schritt bei der Qualitätsüberwachung.

Bei tensidhaltigen Feuchtmitteln ist zu beachten, dass Tenside eine neu gebildete Oberfläche erst nach einer gewissen Zeit erreichen. Beim hochdynamischen Offsetdruck kann daher die Oberflächenspannung deutlich höher liegen als beim Feuchtmittel im Ruhezustand. Unsere dynamischen Bubble Pressure Tensiometer – BP50 und BP100 messen den Wert der Oberflächenspannung abhängig vom Oberflächenalter bis hinunter zu wenigen Millisekunden.

Benetzung der druckenden Bereiche durch Farbe

Die Farbe zeigt auf der Druckplatte ein dem Feuchtmittel entgegengesetztes Verhalten, indem sie nur die druckenden Stellen benetzt. Wichtig dafür ist ein hydrophober Charakter der Farbe, nämlich eine geringe Oberflächenspannung bei gleichfalls geringer Polarität der Oberfläche.

Zur Messung wird die Farbpaste aufgetragen. Anschließend werden Tropfen verschiedener Testflüssigkeiten auf die Farbschicht dosiert und optisch analysiert. Die Messung ergibt die freie Oberflächenenergie und deren polaren und dispersiven Anteil. Diese Messwerte sind wichtige Kennzahlen für die Benetzung energetisch unterschiedlicher Bereiche der Druckplatte.

Die Grenzflächenspannung zwischen Feuchtmittel und Farbe sollte möglichst hoch sein, um eine trennscharfe Grenzfläche sicherzustellen. Diese Größe kann aus den Messdaten des Feuchtmittels und der Farbe berechnet werden.

Benetzbarkeit der Druckplatte

Ein grenzflächenchemisches Gesamtbild des Druckprozesses entsteht, wenn auch das Benetzbarkeitsprofil der Druckplatte erstellt wird. Druckende und nicht druckende Bereiche sind Areale geringer und erhöhter freier Oberflächenenergie und -polarität, die ebenfalls mit Kontaktwinkelmessungen charakterisiert werden können.

Für die Qualitätssicherung einer belichteten Druckplatte kommt unser mobiles Kontaktwinkelmessinstrument Mobile Surface Analyzer – MSA zum Einsatz, mit dem die Messung direkt vor Ort und zerstörungsfrei durchgeführt werden kann.

Grenzflächenchemisches Gesamtbild zur Prozessoptimierung

Sind Feuchtmittel, Farbe und Druckplatte charakterisiert, dann können Adhäsion und Benetzungsenthalpien für alle im Druckprozess stattfindenden Benetzungsprozesse und Phasenwechsel berechnet werden. Das daraus resultierende oberflächenchemische Gesamtbild macht es möglich, die beteiligten Komponenten separat auf ein hochwertiges Druckergebnis zu optimieren.

KRÜSS Applikationsberichte

AR207: Druckprozesse aus der Sicht der Grenzflächenphysik

Feuchtmittel, Farben und die druckenden und nicht druckenden Bereiche von Druckplatten werden hinsichtlich der Oberflächenspannung bzw. -energie charakterisiert. Der Artikel zeigt, wie die Qualität dieser Komponenten auf Basis der Ergebnisse beurteilt werden kann.