Die vorliegenden Ausarbeitungen basiert auf dem Ausbildungsleitfaden Druckweiterverarbeitung des Bundesverbandes Druck und Medien (bvdm).
Anhang | Größe |
---|---|
DWV_Inhalt_Vers02-04_0418.pdf | 549.55 KB |
In dem Bereich der Druckweiterverarbeitung oder in einer Buchbinderei erhält das Druckerzeugnis seine endgültige Form. Durch eine optimale Weiterverarbeitung wird die Handhabung zweckmäßiger, das Aussehen der Printprodukte dekorativer und der Schutz vor Beschädigung erhöht.
Die Druckweiterverarbeitung ist meist Bestandteil einer Druckerei, sie wird aber auch als eigenständige Buchbinderei betrieben. In zunehmendem Maße werden industrielle Fertigungsmethoden eingesetzt, aber die handwerklichen Fertigkeiten spielen nicht nur in der Einzel- und Sonderfertigung eine Rolle, sondern müssen auch für die Musterfertigung in der Serienfertigung beherrscht werden.
In der Industriestatistik werden die industriellen Druckerzeugnisse in einem Warenverzeichnis geführt, das die Produkte in Erzeugnisgruppen zusammenfasst. Kein Unternehmen wird für alle Erzeugnisgruppen Produkte fertigen. Je nach technischer Ausstattung, Kundenstruktur und Marktsituation haben die meisten Betriebe mehr oder weniger stark ausgeprägte Erzeugnisschwerpunkte. Druckprodukte werden zum größten Teil nicht als Bücher gebunden, weshalb die Mehrzahl der Produkte im Vergleich zum Buch in Konstruktion und Ausstattung einfacher ausfallen.
Die Fachbegriffe der Buchbinderei sind nicht so geläufig, da häufig synonyme Begriffe verwendet werden, wie dies zum Beispiel für die Mehrlagenbroschur der Fall ist. Taschenbuch, Paperback und Softcover sind Beispiele dafür. Oft werden auch Bezeichnungen verwendet, die sich auf den Inhalt beziehen, wie Versandhauskatalog, Telefonbuch oder Kinderbuch. Es ist deshalb notwendig, Produkte nach objektiven Gesichtspunkten, die möglichst in allen Unternehmen verstanden werden, zu beschreiben.
Für weiterführende Informationen bitte die unten aufgeführte PDF-Datei herunterladen.
Anhang | Größe |
---|---|
01.00 Erzeugnisse der Druckweiterverarbeitung.pdf | 332.51 KB |
Druck-Erzeugnisse bekommen in der Druck-Weiterverarbeitung oder in der Buchbinderei ihre endgültige Form.
Vorteile:
Meistens gehört die Druck-Weiterverarbeitung zu einer Druckerei. Es gibt aber auch eigenständige Buchbindereien. Industrielle Fertigung ist sehr häufig. Handwerkliches Können braucht man für die Einzel- und Sonderfertigung. Auch für die industrielle Fertigung braucht man immer zuerst ein Muster.
Für die industriellen Druck-Erzeugnisse gibt es ein Warenverzeichnis mit einer Einteilung in Erzeugnis-Gruppen. Verschiedene Unternehmen haben unterschiedliche Schwerpunkte. Das ist abhängig von ihrer technischen Ausstattung und von ihren Kunden.
In der Druck-Weiterverarbeitung und Buchbinderei gibt es viele neue Fachbegriffe, z.B. Broschuren. Typische Broschuren sind Zeitschriften, Kataloge, Taschenbücher. Sie haben meist einen Umschlag aus einem dickeren Material.
Broschuren können einlagig oder mehrlagig sein oder aus nicht gefalzten Einzelblättern bestehen. Deshalb unterscheidet man:
Einzelblätter oder Falzbogen werden zusammengetragen, vierseitig zu Einzelblättern beschnitten, meist mit zwei Halbumschlägen versehen.
Man unterscheidet folgende Arten der Einzelblattbroschur mit jeweils speziellen Merkmalen.
Spiralbroschur
Spezielle Merkmale sind Spezialperforierung und Spiralbindung.
Kammbroschur
Spezielle Merkmale sind Schlitzstanzung und Kammbindung.
Ringbroschur
Spezielle Merkmale sind eine 4fache Abheftlochung oder Spezialstanzung, in Ringbuchmechanik abgeheftet oder Ringe in Spezialausschnitt gesteckt.
Kordelbroschur
Spezielle Merkmale sind, dass die Kordelbroschur von Hand gebohrt, mit Kordel oder Schnur geheftet wird.
(Quelle: Ausbildungsleitfaden Druckweiterverarbeitung des BVDM, 1996 und 2007)
Die Einzelblatt-Broschur besteht aus Einzelblättern, die nicht gefalzt sind. Dann können auch unterschiedliche Papiersorten aufeinanderliegen.
Die Einzelblätter werden zusammengetragen, d.h. sie werden in der richtigen Reihenfolge zu einem Block (= Rohblock) übereinandergelegt.
Die Spiral-Broschur wird in 2 Arbeitsgängen gefertigt:
Statt Spiralen werden Kämme verwendet.
Ein oder mehrere Falzbogen werden ineinander gesteckt und meist mit einem Umschlag versehen. Man unterscheidet folgende Arten der Einlagenbroschur mit jeweils speziellen Merkmalen.
Drahtrückstichbroschur
Spezielle Merkmale sind, dass mit Draht durch den Rücken geheftet wird.
Fadenrückstichbroschur
Spezielle Merkmale sind, dass mittels Knotenfadenheftung oder Steppheftung (Stepprückstichbroschur) geheftet wird.
(Quelle: Ausbildungsleitfaden Druckweiterverarbeitung des BVDM, 1996 und 2007)
Bei der Einlagen-Broschur werden die Falzbogen ineinandergesteckt und mit Draht oder Faden geheftet.
Es gibt 2 Arten der Einlagen-Broschur:
Sie wird mit Draht durch den Rücken geheftet.
Sie wird mit Knotenfaden-Heftung oder Steppheftung (Stepprückstich-Broschur) geheftet.
Die Mehrlagenbroschur ohne Vorsatz ist ein zusammengetragener Rohblock. Man unterscheidet folgende Arten der Mehrlagenbroschur ohne Vorsatz mit jeweils speziellen Merkmalen.
Broschur seitlich drahtgeheftet
Die Broschur ist meist in 4fach gerilltem Umschlag breit überklebt eingehängt. Oder: 2 Halbumschläge werden mitgeheftet und gefälzelt.
Broschur fadengeheftet
Die Broschur wird mit Zwirn geheftet und in 2- oder 4fach gerilltem Umschlag eingehängt.
Broschur fadengesiegelt
(Falzbogen werden beim Falzen fadengesiegelt). Ohne Rückenbearbeitung wird die Broschur klebegebunden in 2- oder 4fach gerilltem Umschlag eingehängt. Oder: 2 Halbumschläge mit klebegebunden und gefälzelt.
Broschur klebegebunden
Die Broschur wird mit Rückenbearbeitung klebegebunden, in 2- oder 4fach gerilltem Umschlag eingehängt. Oder: 2 Halbumschläge werden mit klebegebunden und gefälzelt.
Englische Broschur
Die Broschur wird fadengeheftet, fadengesiegelt oder klebegebunden, in 2- oder 4fach gerilltem Umschlag versehen (am Rücken angeklebt) und vorne breite Klappen eingeschlagen, oben und unten beschnitten.
(Quelle: Ausbildungsleitfaden Druckweiterverarbeitung des BVDM, 1996 und 2007)
Der Rohblock der Mehrlagen-Broschur ohne Vorsatz besteht aus mehreren Falzlagen. Die Mehrlagen-Broschur wird geheftet oder klebegebunden.
Die Mehrlagen-Broschur ohne Vorsatz gibt es in verschiedenen Arten:
Fälzeln bedeutet: den Rücken der Broschur mit einem Fälzel umkleben.
Ein Fälzel ist ein Gewebeband. Es schützt und stabilisiert.
Falzbogen werden beim Falzen fadengesiegelt.
Diese Mehrlagenbroschur ist ein mit Vorsatz versehener Broschurblock. Man unterscheidet folgende Arten der Mehrlagenbroschur mit Vorsatz mit jeweils speziellen Merkmalen.
Überzugsbroschur
Die Broschur wird mit flexiblen Einbandstoffen überzogen und beschnitten.
Steifbroschur
Bei der Steifbroschur werden Pappdeckel auf Vorsatz kaschiert, gefälzelt, mit Überzugspapier bezogen und beschnitten am Kopf (oben) und am Fuß (unten). Auch: Vorne beschnitten, Überzugspapier vorne eingeschlagen.
(Quelle: Ausbildungsleitfaden Druckweiterverarbeitung des BVDM, 1996 und 2007)
Der Rohblock der Mehrlagen-Broschur mit Vorsatz besteht aus mehreren Falzlagen. Das Vorsatz(papier) verbindet die Einbanddecke mit dem Buchblock. Es stabilisiert das Buch. Das Vorsatz bedeckt auch die Buchdeckel von innen und schützt das erste und letzte Blatt des Buches.
Es gibt 2 Arten der Mehrlagen-Broschur mit Vorsatz:
Die Überzugsbroschur wird beschnitten und bekommt einen flexiblen Einband.
Bei der Steifbroschur werden Pappdeckel auf Vorsatz kaschiert und gefälzelt, dann mit Überzugspapier bezogen und oben und unten beschnitten.
Ein Halbband ist ein gehefteter oder klebegebundener Buchblock, beschnitten in Decke mit Kanten eingehängt. Man unterscheidet folgende Arten der Deckeneinbände: Halbband mit jeweils speziellen Merkmalen.
Halbschichtstoffband
Die Decke besteht aus zwei Pappdeckeln und Rückeneinlage, der Rücken mit Schichtstoff (Kunstleder) gehängt und Deckel mit zwei Halbüberzügen – meist Papier – bezogen.
Halbgewebeband
Der Rücken wird mit Einbandgewebe gehängt und die Deckel werden mit zwei Halbüberzügen – meist Papier – bezogen.
Halblederband
Der Rücken wird mit Leder gehängt und die Deckel werden mit zwei Halbüberzügen – Papier oder Einbandgewebe – bezogen.
Halbpergamentband
Der Rücken wird mit Pergament gehängt und die Deckel werden mit zwei Halbüberzügen – meist Papier – bezogen.
(Quelle: Ausbildungsleitfaden Druckweiterverarbeitung des BVDM, 1996 und 2007)
Ein Halb-Band ist ein Buch, bei dem der Buchrücken und die Deckenecken mit einem anderen Material bezogen ist als der Buchdeckel.
Den Halb-Band gibt es in den Ausführungen:
| Rücken | Deckel |
Halb-Gewebeband | Einband-Gewebe | 2 Halb-Überzüge, meist Papier |
Halb-Lederband | Leder | 2 Halb-Überzüge, meist Papier |
Halb-Pergamentband | Pergament | 2 Halb-Überzüge, meist Papier |
Der Rücken ist mit Einbandgewebe bezogen,
die Deckel sind mit 2 Halb-Überzügen – meist Papier – bezogen.
Der Rücken sind mit Leder bezogen,
die Deckel sind mit 2 Halb-Überzügen (meist Papier) bezogen.
Der Rücken ist mit Pergament bezogen,
die Deckel sind mit 2 Halb-Überzügen (meist Papier) bezogen.
Ein Ganzband ist ein gehefteter oder klebegebundener Buchblock, der beschnitten in die Decke mit Kanten eingehängt wird. Die Decke besteht aus zwei Pappdeckeln und Rückeneinlage (Ausnahme: Kunststoffband). Man unterscheidet folgende Arten der Deckeneinbände: Ganzband mit jeweils speziellen Merkmalen.
Pappband
Der Pappband ist vollständig mit Papier überzogen.
Schichtstoffband
Der Schichtstoffband ist vollständig mit Schichtstoff (Kunstleder) überzogen.
Kunststoffband
Beim Kunststoffband besteht die Decke aus zwei Deckeln. Hart-PVC-Folie ist mit Weich-PVC- Folie ganz überzogen. Anstelle der eingeschlagenen Kanten wird die Decke mit Rundecken versehen und randverschweißt. Oder: Zwei Pappdeckel werden als Verstärkung zwischen zwei Weich-PVC-Folien eingefügt.
Ganzgewebeband
Der Ganzgewebeband ist vollständig mit Einbandgewebe überzogen.
Ganzlederband
Der Ganzlederband ist vollständig mit Leder überzogen.
(Quelle: Ausbildungsleitfaden Druckweiterverarbeitung des BVDM, 1996 und 2007)
Ein Ganzband ist ein Einband, bei dem die Einband-Decke mit einem Material bezogen ist. Die Decke besteht aus 2 Pappdeckeln und einer Rücken-Einlage.
Den Ganz-Band gibt es in den Ausführungen:
| Rücken und Deckel sind vollständig bezogen |
Papp-Band | mit Papier |
Ganzgewebe-Band | mit Einband-Gewebe |
Ganzleder-Band | mit Leder |
Die Auswahl der Arten ist beispielhaft. Die Vielzahl der Produkte lässt eine vollständige Auflistung nicht zu.
Falzprospekte
4-, 6-, 8-, 12- oder 16seitiger Rohbogen werden in der Falzmaschine parallel oder kreuzgefalzt. 8seitige Falzbogen können auch in der Maschine am Kopf beschnitten werden, 12- und 16seitige Falzbogen werden im Dreimesserautomat oder Schnellschneider beschnitten.
Falzgeklebte Prospekte
8-, 12- oder 16seitiger Rohbogen werden in der Falzmaschine parallel und kreuzgefalzt und im Bund durch Zusatzgeräte mit Klebstoffstrich versehen, anschließend beschnitten.
Fensterfalz
6- oder 8seitiger Rohbogen werden mit beidseitig eingeschlagenen Klappen zum Zweibruch-Fensterfalz, mit zusätzlichem Falzbruch in der Mitte zum Dreibruch-Fensterfalz (geschlossener Fensterfalz) gefalzt. Der Zweibruch-Fensterfalz ist ohne, der Dreibruch-Fensterfalz ist nur mit Fensterfalztasche ausführbar.
Faltprospekte oder -kalender
Der Rohbogen wird zwei- oder mehrfach im Zickzack (auch Leporello genannt) gefalzt. Die Parallelfalzbrüche erfolgen dabei in wechselnder Richtung. Die Abstände können dabei gleich oder abgestuft sein.
Kaschierte Plakate
Pappe mit wird mit bedrucktem Plakat kaschiert und mit meist unbedrucktem Papier gegenkaschiert, vierseitig beschnitten, häufig mit Aufhänger versehen.
Mappen
In einfacher Form werden zwei Pappdeckel mit beliebig breitem Geweberücken versehen. Mappen werden auch mit Papier überzogen, mit Ecken, Klappen und Bindebändern verbessert.
Wandkalender
Wochen- oder Monatskalender werden zusammengetragen, meist mit Deckblatt versehen, am Kopf perforiert, hinten mit Pappdeckel zugelegt, verleimt oder drahtgeheftet, gefälzelt.
Oder: Mehrere Kalenderblocks werden untereinander auf kaschierte oder bedruckte Pappe befestigt, auch auf mehrere mit Papier- oder Gewebefälzel verbundene Teile möglich (zusammenklappbar).
(Quelle: Ausbildungsleitfaden Druckweiterverarbeitung des BVDM, 1996 und 2007)
Es gibt viele unterschiedliche Druck-Produkte. Einige Beispiele:
8-, 12- oder 16-seitige Rohbogen werden in der Falzmaschine gefalzt (Parallelfalz oder Kreuzfalz).
Sie bekommen im Bund einen Klebstoff-Strich und werden dann beschnitten.
Beim 3-Bruch-Fensterfalz muss die Falzmaschine eine Fensterfalztasche haben.
Der 2-Bruch-Fensterfalz ist ohne Fensterfalztasche möglich.
Der Rohbogen wird 2- oder mehrfach im Zickzack gefalzt. Man nennt diese Falz-Art auch Leporello.
Die Abstände können dabei gleich oder abgestuft sein.
Pappe wird mit einem bedruckten Plakat kaschiert,
die Rückseite wird meist mit unbedrucktem Papier gegenkaschiert.
Das Plakat wird 4-seitig beschnitten.
Kaschierte Plakate bekommen oft einen Aufhänger.
2 Pappdeckel bekommen einen beliebig breiten Geweberücken.
Die Pappdeckel werden mit Papier überzogen.
Zusätzliche Ausstattungen: Ecken, Klappen, Bindebänder u.a.
Wochen- oder Monatskalender werden zusammengetragen (zusammentragen = Blätter in der richtigen Reihenfolge übereinanderlegen). Sie bekommen vorn ein Deckblatt und hinten einen Pappdeckel. Die Blätter werden am Kopf perforiert und verleimt. Sie bekommen eine Drahtkamm-Bindung oder werden drahtgeheftet und gefälzelt.
Mehrere Kalenderblocks werden untereinander auf kaschierter oder bedruckter Pappe befestigt. Mehrere Teile können mit Papier- oder Gewebefälzel verbunden werden. Man kann sie dann zusammenklappen.
Beispiel: Kalender mit untereinander befestigten Kalenderblocks
ln der Druckweiterverarbeitung spielen physikalische Grundlagen eine entscheidende Rolle, wie z.B. Mechanik, Hydraulik, Pneumatik, Elektrik, Elektronik und Sensorik. Diesen Wissensgebieten entnehmen wir praxisnahe Teile, wodurch das Verständnis für technische Vorgänge und das fachgerechte Arbeiten erleichtert wird.
Weiterführende Informationen und Abbildungen kann man dem PDF-Dokument entnehmen, das auf dieser Seite zum Download zur Verfügung steht.
Das Wort Mechanik kommt aus dem Griechischen. Es bedeutet Maschine aber auch Wirkungsweise. Die Mechanik ist ein Teilgebiet der Physik. Die Mechanik beschäftigt sich mit den grundlegenden Eigenschaften von Körpern und Stoffen, wie z.B. das Volumen, die Masse und die Dichte von Körpern und Stoffen. Ein wichtiger Bereich der Mechanik sind die Bewegung von Körpern sowie die Kräfte und deren Wirkungen.
Anhang | Größe |
---|---|
02.01 Mechanik.PDF | 5.52 MB |
Die Mechanik ist ein Teilgebiet der Physik. Das Wort "Mechanik" kommt aus dem Griechischen. Es bedeutet: Maschine oder Wirkungsweise.
Themen der Mechanik:
Messen ist Vergleichen einer Größe mit einer festgelegten Einheit. Man vergleicht zum Beispiel Länge mit Länge, Gewicht mit Gewicht oder Winkel mit Winkel.
Die festgelegte Maßeinheit der Längen ist das Meter. Es wurde zuerst als der 40millionste Teil des Erdumfanges festgelegt. Heute gilt für das Meter ein genaueres Muster: die Wellenlänge der roten Kadmiumstrahlen.
Zu den Längenmesszeugen gehören Strichmesszeuge, Taster und Lehren.
Einfache Strichmesszeuge sind Zollstock, Stahlmaß und Rollbandmaß. Einstellbare Strichmesszeuge sind der Messschieber und die Messschraube.
Taster verwendet man zum Übertragen und Vergleichen von Maßen zylindrischer Gegenstände (Rohren, Wellen, Bohrungen).
Lehren sind feste Messzeuge. Sie sind auf einen bestimmten Messwert eingestellt und lassen sich nicht verändern. Beispiele bieten die Schlitzlehren für Aufzugdicken der Druckzylinder und die Fühllehre, der „Spion“, mit dem zum Beispiel die Elektrodenabstände der Zündkerzen des Autos geprüft werden.
Zuweilen wird der Messschieber als Schieb- oder Schublehre bezeichnet. Das ist jedoch nicht richtig, weil Lehren feststehende Messzeuge sind. Der Messschieber ist ein einstellbares Strichmesszeug und keine Lehre. Lehren sind feststehende Messwerkzeuge. Deshalb ist der Messschieber keine Schieblehre.
Messfehler vermeiden!
Welches Messzeug im einzelnen Falle zu verwenden ist, richtet sich nach dem jeweils notwendigen Grad der Messgenauigkeit. Wir messen immer so genau wie nötig und nicht so genau wie möglich. Notwendig ist stets gewissenhaftes Messen mit der vorgeschriebenen Genauigkeit.
Messfehler treten bei Längenmessungen leicht auf, wenn die Vergleichsskala nicht dicht genug am zu messenden Material liegt oder mit falscher Blickrichtung abgelesen wird.
Ein solcher Fehler wird vermieden, wenn man den Blick lotrecht auf die Messstelle richtet.
Außerdem ist es in dem dargestellten Fall zweckmäßig den Messstab aufrecht zu stellen und die Messskala dadurch dicht an die Messstelle heranzubringen.
Den Nonius richtig ablesen!
Der Nonius ist eine bewegliche Längenskala zur Steigerung der Ablesegenauigkeit auf Messgeräten für Längen oder Winkel, beispielsweise auf einem Messschieber. Der Messschieber besteht aus dem Grundlineal mit festem Messschenkel und aus der Messbacke mit dem verschiebbarem Messschenkel. Auf dem Grundlineal befindet sich die Messskala. Die Messbacke ist verschiebbar auf dem Grundlineal gelagert. Sie trägt am Rand eine Skala, den Nonius. Der Nonius ist eine Maßeinteilung auf der Messbacke, die das Einstellen und Ablesen von Zehnteln erlaubt.
In der Nullstellung sind die Messschenkel geschlossen. Der 0-Strich des Nonius steht unter dem 0-Strich der Messskala auf dem Grundlineal. Der 10. Strich des Nonius steht unter dem 9. Strich der Messskala. Die 10 Abstände zwischen den 11 Strichen des Nonius sind insgesamt ebenso lang wie die 9 Abstände der Messskala auf dem Grundlineal. Jeder einzelne Abstand auf dem Nonius ist somit um 0,1 kürzer als jeder Abstand auf der Messskala des Grundlineals.
Die Messschraube!
Die Messschraube misst Hundertstel! Die Messschraube besteht aus Messspindel, Messhülse, Messtrommel, Amboss, Bügel und Ratsche. Auf der Messhülse befindet sich die Messskala mit den ganzen Millimeterabständen. Die Messtrommel trägt die Kreisskala mit den Millimeterbruchteilen. Sie ist mit der Messspindel fest verbunden. Das feingängige Gewinde der Messspindel hat eine Steigung von 1 mm bei einer Umdrehung. Die Ratsche wird auch Gefühlsschraube genannt, weil sie mit ihrer Rutschkupplung dafür sorgt, dass wir beim Zudrehen der Messschraube den Grenzwert des Drucks auf das zu messende Material nicht überschreiten.
Analoge und digitale Ablesung.
Zwei Arten von Messzeugen sind zu unterscheiden, Messzeuge für Analog-Ablesung und andere für Digital-Ablesung. Zu den Messzeugen für Analog-Ablesung gehören die bereits erwähnten Strichmesszeuge: Messlineal, Messschieber und Messschraube. Der Ablesewert wird auf einer Strichskala angezeigt. Die Messzeuge für digitale Ablesung zeigen in einem Fenster den Ablesewert als Zahl an. Das ist zum Beispiel bei den automatischen Messvorrichtungen moderner Schneidemaschinen der Fall.
Messen bedeutet, eine Größe mit einer festgelegten Maßeinheit vergleichen.
Man misst Längen, Gewichte oder Winkel u.a.
Die Maßeinheit für Längen ist das Meter (m).
Früher wurde 1 Meter als 40-Millionster Teil des Erdumfangs definiert. Heute ist 1 Meter definiert als Wellenlänge der roten Kadmiumstrahlen.
Längen misst man mit Längen-Messzeugen:
Mit Tastern misst man Gegenstände in Zylinder-Form, z.B. Rohre, Wellen, Bohrungen.
Lehren sind feste Messzeuge, die auf einen bestimmten Messwert eingestellt sind.
Manchmal wird der Mess-Schieber als Schieb- oder Schublehre bezeichnet. Das ist falsch, weil Lehren feste Messzeuge sind.
Den Mess-Schieber kann man im Gegensatz zu einer Lehre aber einstellen. Deshalb ist der Mess-Schieber keine Schieb-Lehre.
Das hängt davon ab, wie genau die Messung sein muss. Man misst immer so genau wie nötig und nicht so genau wie möglich. Man muss immer sehr sorgfältig und genau messen.
Beim Messen von Längen gibt es Mess-Fehler,
Der Nonius ist eine Maß-Einteilung, mit der man (Mess-)Werte auf Mess-Geräten für Längen oder Winkel genauer ablesen kann, z. B. auf einem Mess-Schieber.
Der Mess-Schieber besteht aus dem Grundlineal mit festem Mess-Schenkel und aus der Messbacke mit dem Mess-Schenkel, den man verschieben kann.
Die Mess-Skala ist auf dem Grundlineal. Die Messbacke liegt auf dem Grundlineal und hat am Rand eine Maß-Einteilung. Diese Maß-Einteilung heißt Nonius. Mit dem Nonius kann man Zehntel-Maß-Einheiten einstellen und ablesen.
Die Mess-Schraube misst Millimeter (mm). Sie besteht aus Amboß, Spindel, Hülse, Trommel, Ratsche und Bügel.
Der Ablesewert wird auf einer Strichskala angezeigt.
Strichmesszeuge sind: Messlineal, Mess-Schieber und Mess-Schraube.
Der Ablesewert wird als Zahl in einem Fenster angezeigt.
Beispiel: Automatische Messgeräte an modernen Schneidemaschinen.
Ein anschauliches Beispiel für Kraft ist die Anziehungskraft der Erde, die Schwerkraft. Die Körper erhalten durch sie ihr Gewicht. Deshalb nennt man diese Anziehungskraft auch Gewichtskraft. Außer der Gewichtskraft gibt es viele andere Arten von Kräften. Allen Kräften ist gemeinsam, dass sie Gegenstände bewegen und verformen können. Zur vollständigen Kennzeichnung jeder Kraft sind immer zwei Angaben erforderlich, ihre Richtung und ihr Ausmaß.
Man deutet die Richtung einer Kraft durch einen Pfeil an. Derartige gerichtete Größen heißen Vektoren. Die anderen Größen, für die nur eine Angabe erforderlich ist, heißen Skalare. So sind zum Beispiel Länge, Temperatur und Zeit Skalare.
Wodurch unterscheiden sich Kilonewton und Kilogramm?
Nach dem Internationalen Maßsystem gilt heute als Maßeinheit einer Kraft das Newton mit dem Kurzzeichen N. Nicht mehr gültig sind das Pond (p) und das Kilopond (kp). Der allgemeine Sprachgebrauch kennt als Gewichtseinheiten das Gramm, das Kilogramm und die Tonne. Diese Ausdrücke bezeichnen jedoch nicht das Gewicht, sondern die Masse eines Körpers. Die Masse ist ein wichtiger physikalischer Begriff, auf den wir hier nur kurz eingehen können. Die Masse der Körper bleibt überall gleich, an allen Stellen der Erde und im Weltall. Die Gewichtskraft bleibt nicht gleich. Sie ist ortsabhängig. Je weiter sich ein Körper von der Erdoberfläche entfernt, um so geringer wird die auf ihn wirkende Anziehungskraft der Erde, also seine Gewichtskraft. Die Masse bleibt dagegen überall gleich. Die Stärke der Gewichtskraft ist ortsabhängig, die Masse ist ortsunabhängig.
Es gibt verschiedene Kraft-Arten. Für alle gilt: Sie können Gegenstände bewegen und verformen.
Die Körper bekommen durch die Schwerkraft ihr Gewicht, deshalb nennt man die Anziehungskraft der Erde auch Gewichtskraft.
Anziehungskraft der Erde = Schwerkraft = Gewichtskraft.
Im allgemeinen Sprachgebrauch sind das Gramm, das Kilogramm und die Tonne Einheiten für das Gewicht. Diese Begriffe bezeichnen jedoch die Masse eines Körpers, nicht sein Gewicht.
Gewicht eines Körpers | Masse eines Körpers |
Einheit: Newton, Kilonewton | Einheit: Gramm, Kilogramm, Tonne |
abhängig vom Ort | nicht abhängig vom Ort |
Je weiter ein Körper von der Erdoberfläche entfernt ist, desto kleiner wird die Anziehungskraft der Erde auf den Körper, d.h. die Gewichtskraft wird kleiner. | Egal wo sich der Körper befindet: |
Druck = Kraft je Fläche
Der Druck wird in Pascal (=Pa) gemessen.
1 Pascal ist die Kraft von 1 Newton auf 1 m2 (Quadratmeter).
Formelzeichen für Druck = p.
Formel für Druck = Druck (p) = F (wirkende Kraft) : A( Fläche)
Der Hebel.
Der Hebel ist ein fester, drehbar gelagerter Körper. Er kann gerade, gebogen oder winklig sein. Mit Hilfe von Hebeln werden Kräfte umgewandelt. Es gibt zweiseitige und einseitige Hebel. Außerdem sind Kraftarm und Lastarm zu unterscheiden. Der Kraftarm erstreckt sich vom festen Drehpunkt bis zum Angriffspunkt der Kraft, der Lastarm reicht vom festen Drehpunkt bis zum Angriffspunkt der Last. Ein Hebel ist im Gleichgewicht, wenn Kraft mal Kraftarm gleich Last mal Lastarm ist.
Die Rolle.
Wir unterscheiden die feste und die lose Rolle. Die feste Rolle hat einen festen Drehpunkt, die lose Rolle einen beweglichen. Die feste Rolle wirkt wie ein zweiseitiger Hebel mit gleichlangen Armen. Sie verändert nur die Richtung der Kraft, nicht ihre Größe. Bei der losen Rolle wird die Last von dem um sie herumlaufenden Seil getragen. Die Last verteilt sich auf beide Seilstücke. Das freie Seilstück hat nur die halbe Last zu tragen. Der Rollenflaschenzug besteht aus mehreren festen und losen Rollen, über die das Seil läuft. Um die am freien Ende des Seils erforderliche Kraft zu ermitteln, muss man die Last durch die Anzahl der Tragseile des Flaschenzuges teilen. Feste Rollen finden wir auch in Falzmaschinen und Transportanlagen. Lose Rollen halten die Spannung der Materialbahn in Lackier- und Beschichtungsmaschinen konstant.
Der Keil.
Der Keil liefert die Grundform für alle Schneid- und Trennzeuge. Mit Hilfe des Keils werden Kräfte auf kleinstem Raum zusammengefaßt und dadurch Schneid- und Trennwirkungen erzielt. Die beiden Wangen des Keils bilden den Keilwinkel. Beim Schneidzeug ist die Größe des Keilwinkels auf die Härte des zu bearbeitenden Werkstoffes abgestimmt. Ein zu großer Keilwinkel hat schlechte Schneidwirkung, ein zu kleiner führt zum Klemmen und Abbrechen der Schneide. Die Schneiden der Messer der Schneidemaschinen haben eine Keilform. Der Keilwinkel heißt hier Messerwinkel. Seine Größe richtet sich nach dem zu schneidenden Material. Für weiche Bedruckstoffe wie Saugpost sind 19 Grad am günstigsten. Zum Schneiden von Manilakarton ist ein Messerwinkel von 24 Grad am besten. Da das Schneidgut in der Praxis oft wechselt, verwendet man meist einen mittleren Messerwinkel von 22 Grad.
Nach der Bewegung des Messers sind vier Schnittarten zu unterscheiden:
• Parallelsenkrechtschnitt
• Parallelschrägschnitt
• Schwingsenkrechtschnitt
• Schwingschrägschnitt.
Beim Parallelsenkrechtschnitt bleibt die Messerschneide parallel zur Stapeloberfläche. Sie geht senkrecht nach unten und trifft in ihrer gesamten Länge überall gleichzeitig auf die Stapeloberfläche. Der Parallelsenkrechtschnitt verlangt einen hohen Schneiddruck. Die Stoßbelastung der Maschine ist groß. Er wird zum Schneiden von Gummi, Kork, Dämmplatten, Kunststoffen und Textilien angewandt.
Beim Parallelschrägschnitt bleibt die Messerschneide ebenfalls parallel zur Stapeloberfläche. Sie schneidet jedoch schräg durch den Stapel. Die Stoßbelastung der Maschine ist auch erheblich. Erleichternd wirkt die schräge Schnittrichtung. Das Messer wirkt nicht nur als Keil, sondern auch als eine Säge mit mikroskopisch feinen Zähnen. Der Druck des Pressbalkens auf den Stapel muss hoch sein, damit sich das Schneidgut nicht verschiebt.
Beim Schwingsenkrechtschnitt hängt das Messer in seinem oberen Totpunkt in einem Winkel schräg zur Stapeloberfläche. Es trifft beim Abwärtsgehen zuerst auf eine Kante des Stapels. Die Schrägstellung vermindert sich allmählich. Im unteren Totpunkt ist die Messerschneide genau parallel zur Tischoberfläche. Sehr elastische Materialien werden auf diese Weise geschnitten. Manche Schnellschneider lassen sich wahlweise auf Parallelsenkrecht- oder Parallelschrägschnitt einstellen.
Beim Schwingschrägschnitt hängt das Messer in seinem oberen Totpunkt ebenfalls um einige Millimeter schräg im Winkel zur Stapeloberfläche. Dieser Winkel vermindert sich beim schrägen Abwärtsgleiten des Messers allmählich. In der unteren Totpunktlage ist dann die Messerschneide genau parallel zur Tischoberfläche. Jede Stelle der Messerschneide beschreibt eine schräge, nach unten durchhängende Wegkurve. Das Messer trifft also nicht schlagartig mit seiner gesamten Länge auf den Papierstapel, sondern dringt schräg von einer Seite aus in das Schneidgut ein. Seine Bahn ähnelt der eines landenden Flugzeugs. Der Schnitt erfolgt während der Schwingbewegung des Messers von links nach rechts und damit von der normalen Seitenanlage weg. Diese kurvenartige Abwärtsbewegung des Messers wird dadurch erreicht, dass die beiden Schrägführungen des Messers nicht genau parallel zueinander liegen. Das Messer wirkt nicht nur als trennender Keil, sondern auch als Säge mit mikroskopisch feinen Zähnen. Auch die schärfste Messerschneide zeigt bei starker Vergrößerung eine relativ zackige Struktur. Der Schwingschrägschnitt verlangt weniger Kraft als der Senkrechtparallelschnitt. Er erleichtert den Trennvorgang, vermindert den Materialstau und schont das Messer.
Schrauben, Muttern, Gewinde.
Schrauben stellen lösbare feste und bewegliche Verbindungen her. Ein wichtiges Kennzeichen jeder Schraube ist das in den Schraubenschaft eingeschnittene Gewinde. Es gibt der Schraube ihren festen Sitz und hat seinen geometrischen Ursprung in der Schraubenlinie. Die Gewindegänge können je nach dem Verwendungszweck spitz, flach, trapezförmig, sägeartig oder rund sein. Ein Beispiel für Rundgewinde bieten die Sockel der Glühlampen. Das normale Gewinde ist rechtsgängig. Die rechtsgängige Schraube rotiert beim Einschrauben im Uhrzeigerdrehsinn. Das linksgängige Gewinde wird bei jenen Verbindungen angewandt, die sich sonst, wenn sie rechtsgängig waren, von selbst lösen würden. Das kann bei Kreissägen, Spannschlössern, Kupplungen, Schleifscheiben oder Kurbeln der Fall sein. Es gibt sehr viele Arten von Schrauben. Die zwei großen Hauptgruppen sind die Befestigungs- und Bewegungsschrauben. Weitere Befestigungsmöglichkeiten sind Stifte und Keilverbindungen.
Bewegungsschrauben: Diese Schrauben übertragen und übersetzen Bewegungen. Sie haben meist Flach- oder Trapezgewinde, das größere Belastungen aushält. Wir finden sie in Bücherpressen und in den ersten Drucker-Handpressen. Dort erzeugt eine hölzerne Schaube, die Spindel, den Anpreßdruck. Bewegungsschrauben treffen wir in einfachen Schneidemaschinen an. Der Preßbalken wird dort mittels einer Schraube bewegt, an der oben ein großes Handrad sitzt. Bewegungsschrauben heben und senken Stapeltische. Sie stellen Regulierhebel und Zeiger ein.
Mit einem Hebel kann man mit wenig Aufwand viel Kraft erzeugen. Hebel wandeln Kräfte um, deshalb ist der Hebel ein Kraftwandler.
Man unterscheidet die feste Rolle und die lose Rolle.
Feste Rolle | Lose Rolle |
Drehpunkt ist fest | Drehpunkt ist beweglich (=lose) |
Eine feste Rolle wirkt wie 2-seitiger Hebel | Die Last wird vom Seil getragen, das um die Rolle läuft. Die Last verteilt sich auf beide Seilstücke. |
Eine feste Rolle lenkt die Kraft um: Sie verändert nur die Richtung, nicht die Größe der Kraft. | Das freie Seilstück trägt nur die halbe Last. Eine lose Rolle halbiert die Kraft. |
Beispiel: Falzmaschinen, Transportanlagen | Beispiel: In Lackiermaschinen halten lose Rollen die Spannung konstant an der Materialbahn. |
Der Rollen-Flaschenzug besteht aus mehreren festen und losen Rollen, über die das Seil läuft. Wenn man berechnen will, wie groß die Kraft am freien Ende des Seils ist, muss man die Last durch die Anzahl der Tragseile des Flaschenzugs teilen.
Keile sind die Grundform für Werkzeuge zum Schneiden und Trennen. Die beiden Wangen des Keils bilden den Keilwinkel. Bei Schneidwerkzeugen ist die Größe des Keilwinkels abgestimmt auf die Härte des Werkstoffs, den man schneidet.
Das heißt:
Die Messerschneiden der Schneidemaschine haben eine Keilform. Der Keilwinkel heißt hier Messerwinkel. Die Größe des Messerwinkels ist abhängig vom Material.
In der Praxis schneidet man sehr unterschiedliche Materialien. Deshalb verwendet man meistens einen mittleren Messerwinkel von 220 .
Man unterscheidet 4 Schnitt-Arten, je nach der Bewegung des Messers:
M = Messer, S = Stapel, T = Tisch
Bei manchen Schnellschneidern kann man auswählen, welchen Schnitt man einstellt:
Parallel-Senkrechtschnitt oder Parallel-Schrägschnitt.
Schrauben verwendet man für feste und bewegliche Verbindungen. Jede Schraube hat ein Gewinde im Schrauben-Schaft. Durch das Gewinde sitzt die Schraube fest.
Das Gewinde hat die Form einer Linie. Die Gewinde-Gänge haben unterschiedliche Formen: Sie können spitz, flach, rund, wie ein Trapez oder wie eine Säge sein.
Beispiel Rund-Gewinde: Sockel der Glühlampe.
Rechtsgängige Gewinde sind am häufigsten. Beim Einschrauben dreht man eine rechtsgängige Schraube im Uhrzeigersinn, also nach rechts.
Linksgängige Gewinde sind für Verbindungen, die sich bei Belastung von selbst lösen würden, z.B. Kreissägen, Spannschlösser, Kupplungen, Schleifscheiben, Kurbeln.
Auch mit Stiften und Keilen kann man Sachen miteinander verbinden.
Bewegungsschrauben übertragen und übersetzen Bewegungen. Bewegungsschrauben müssen oft eine große Belastung aushalten, deshalb haben sie oft Flachgewinde oder Trapezgewinde.
Bewegungsschrauben heben und senken Stapeltische. Sie stellen Regulierhebel und Zeiger ein.
Jede Maschine setzt sich aus einfachen Vorrichtungen, den Grundgetrieben, zusammen. Es gibt sechs Grundgetriebe, nämlich Schraub-, Rollen-, Zahnräder-. Kurbel-, Kurven- und Sperrgetriebe. Jedes dieser sechs Grundgetriebe ist einfach. Es besteht aus nur drei Gliedern, dem Gestell, dem Antriebs- und dem Abtriebsglied. In manchen Fällen kommt noch ein viertes Glied hinzu. Es verbindet das Antriebsglied mit dem Abtriebsglied und heißt Koppel. Die Grundgetriebe bilden in abgewandelten Wiederholungen den wesentlichen Aufbau jeder Maschine. An bewegten Teilen der Getriebe kann man sich schwer verletzen. Deshalb müssen Gefahrstellen an Getrieben und Antrieben verkleidet sein, d.h., die Schutzeinrichtungen müssen von allen Seiten aus den Zugriff zu den Gefahrstellen sicher verhindern.
Schraubgetriebe.
Mit Hilfe des Schraubgetriebes werden rotierende, kreisende Bewegungen in geradlinige umgewandelt. Im Gestell ist das Antriebsglied, die Schraube, drehbar gelagert. Auf ihr sitzt das mit einem Muttergewinde versehene Abtriebsglied. Die Schraube schiebt bei ihrer Drehung das Abtriebsglied geradlinig seitwärts. Ganz einfache Maschinen bestehen in der Hauptsache aus einem einzigen Schraubgetriebe. Die Stockpresse des Buchbinders ist ein Beispiel dafür. In den Handpressen der Buchdrucker des fünfzehnten und sechzehnten Jahrhunderts übten Schraubgetriebe den Anpressdruck aus. Eine hölzerne Schraube, die Spindel, presste während ihrer Drehung im feststehenden hölzernen Muttergewinde den Tiegel nach unten gegen die Druckform.
Rollengetriebe.
Rollengetriebe übertragen Drehleistungen. Es gibt dreigliedrige und viergliedrige Rollengetriebe. Die Antriebsrolle des dreigliedrigen Getriebes berührt die Abtriebsrolle und treibt sie an. Beim viergliedrigen Getriebe verbindet ein Riemen die Antriebs- mit der Abtriebsrolle. Das Rollengetriebe kann Drehzahlen umwandeln. Wenn zum Beispiel die Drehzahl der Abtriebsrolle hoch sein soll, dann muss ihr Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Antriebsrolle sein. Soll dagegen die Drehzahl der Abtriebsrolle klein sein, dann muss ihr Durchmesser größer als der der Antriebsrolle sein.
Der genaue Sachverhalt lässt sich kurz durch eine Formel ausdrücken: n1:n2 = d2:d1
Dabei ist n1 die Drehzahl der ersten Rolle, n2 die Drehzahl der zweiten Rolle. Mit d2 ist der Durchmesser der zweiten Rolle, mit d1 der Durchmesser der ersten Rolle gemeint.
Man kann das auch so ausdrücken: Die Drehzahl der ersten Rolle verhält sich zur Drehzahl der zweiten Rolle wie der Durchmesser der zweiten Rolle zum Durchmesser der ersten Rolle. Oder ganz kurz: Die Drehzahlen verhalten sich umgekehrt wie die Durchmesser.
Ganze Reihen direkt aufeinander wirkender Rollengetriebe bilden die Walzen der Farbwerke der Druckmaschinen. Diese Farbwerke sind so aufgebaut, dass sich immer eine Walze aus elastischem Material mit einer harten Walze abwechselt. Das elastische Material, Gummi oder Kunststoff, schmiegt sich an die Metallwalze an und bildet eine für die Energieübertragung günstige Berührungsfläche. Die in dieser Berührungsfläche auftretende rollende Reibung begünstigt den Übergang der Drehleistungen von der Antriebs auf die Abtriebswalze.
Als Rollengetriebe sind auch die gegeneinander wirkenden Walzen der Taschen-Falzmaschinen anzusehen.
Zahnrädergetriebe.
Zahnrädergetriebe übertragen ebenso wie die Rollengetriebe Drehleistungen von einem Drehkörper auf den anderen. Sie unterscheiden sich von den Rollengetrieben durch die größere Genauigkeit ihrer Abrollbewegung. Die Rollengetriebe übertragen die Drehleistungen mittels Reibung. Dabei muss mit mehr oder weniger großem Schlupf, also mit Zurückbleiben der getriebenen Rolle hinter der treibenden Rolle gerechnet werden. Im Zahnrädergetriebe können keine Schlupferscheinungen auftreten, weil der Zahneingriff die Drehübertragung zwangsläufig macht. An die Stelle eines der Zahnräder kann auch eine Zahnstange treten. Sie ist als Teil eines Zahnrades mit unendlich großem Durchmesser anzusehen. Wenn die beiden Zahnräder so weit voneinander gelagert sind, dass sie nicht ineinandergreifen, wird die Verbindung durch Zwischenräder oder durch eine Kette hergestellt. Zahnrädergetriebe wandeln wie die Rollengetriebe Drehzahlen um. Dabei gilt die gleiche Gesetzmässigkeit, dass sich die Drehzahlen zueinander umgekehrt wie die Durchmesser verhalten. An die Stelle des Durchmessers kann bei Drehzahlberechnungen die Anzahl der Zähne treten. Wenn von zwei miteinander im Eingriff stehenden Zahnrädern das eine 40 Zähne, das andere 20 Zähne hat, muss sich das kleine Zahnrad zweimal drehen, während sich das große einmal dreht. Die Drehzahlen verhalten sich also zueinander umgekehrt wie die Zähnezahlen.
Kurbelgetriebe.
Die Kurbelgetriebe verwandeln kreisende in schwingende oder – umgekehrt – schwingende in kreisende Bewegungen. Der zuletzt genannte Fall tritt beim Otto- und Dieselmotor auf. Hier werden die Bewegungen eines hin und her schwingenden Kolbens mit Hilfe eines Kurbelgetriebes in drehende Bewegungen umgesetzt. In anderen Fällen erzeugt das Kurbelgetriebe aus kreisenden Bewegungen schwingende Bewegungen in geraden Linien oder in verschiedenartig gekrümmten Bahnen. Jedes Kurbelgetriebe lässt sich in Bezug auf seine Wirkungsweise aus der Viergelenkkette ableiten. Diese besteht aus vier Gliedern, die durch Zapfenlager beweglich miteinander verbunden sind. Die Viergelenkkette wird zum Kurbelgetriebe, wenn wir eines der vier Glieder festhalten. Dieses Glied wird dann zum Gestell.
Exzentergetriebe.
Der Exzenter ist eine kreisförmige Scheibe, die ihren Drehpunkt exzentrisch, also außerhalb des Mittelpunktes der Scheibe hat. Häufig werden die nicht oder nur zum Teil kreisförmigen Scheiben als Exzenter bezeichnet. Das ist jedoch nicht richtig. Bei diesen Scheiben handelt es sich nicht um Exzenter, sondern um Kurvenscheiben. Wenn in einem Kurbelgetriebe der Kurbelkreisradius so klein ist, dass sich eine Kurbel nicht herstellen lässt, verwendet man einen Exzenter. Der Exzenter wirkt als Kurbel mit kleinem Kurbelradius. Diesem Radius entspricht beim Exzenter die Exzentrizität. Das ist die Strecke vom Mittelpunkt des Exzenters bis zum Mittelpunkt der Welle. Ein Exzentergetriebe besteht aus der Welle, dem Exzenter, dem Exzenterbügel und der Exzenterstange. Der Exzenterbügel umschließt den Exzenter wie ein Ring. Er ist fest mit der Exzenterstange verbunden. Ein Nachteil des Exzentergetriebes liegt in dem verhältnismäßig hohen Reibungswiderstand, der seine Ursache in den großen Berührungsflächen zwischen Exzenter und Exzenterbügel hat.
Kurvengetriebe.
Das Kurvengetriebe gestattet die Erzeugung fast aller praktisch vorkommenden Bewegungsabläufe. Es ist in den Maschinen der Druckweiterverarbeitung in großer Anzahl zu finden. Vom Exzentergetriebe unterscheidet sich das Kurvengetriebe durch die größere Vielfalt der Abtriebsbewegungen. Die Teile des Kurvengetriebes bilden eine Wirkungskette, die sich aus dem Gestell, dem Kurventräger und dem Abtriebsglied zusammensetzt. Der Kurventräger kann sowohl eine Kurvenscheibe als auch ein Kurvenschlitten sein.
Sperrgetriebe.
Sperrgetriebe wandeln gleichförmige Antriebsbewegungen in ungleichförmige, zeitweise aussetzende Bewegungen um. Sie erfüllen vielerlei Aufgaben. Man findet Sperrgetriebe in Türschlössern, Uhren, Schaltern, Signalgeräten, Schusswaffen und in vielen anderen Mechanismen. Die allen Sperrgetrieben gemeinsame Eigenschaft ist die Unstetigkeit der Bewegungen. Dadurch unterscheiden sie sich wesentlich von den anderen fünf Grundgetrieben, den Schraub-, Rollen-, Zahnräder-, Kurbel- und Kurvengetrieben, die mit einer gewissen Gleichmäßigkeit und Stetigkeit arbeiten. Bei den Sperrgetrieben erfolgen die Bewegungsübergänge ruckartig. Eine Art des Sperrgetriebes kommt in den Druckweiterverarbeitungsmaschinen besonders häufig vor: das Schrittschaltwerk. Es gibt Schrittschaltwerke für kleine und für große Schaltwinkel.
Jedes Grundgetriebe besteht aus 3 Teilen:
Manchmal gibt es noch ein 4. Teil, die Koppel.
Die Koppel verbindet Antriebsglied und Abtriebsglied.
Schutz vor Verletzung:
An den bewegten Teilen der Getriebe kann man sich leicht verletzen. Deshalb müssen Getriebe und Antriebe einen Schutz haben. Dieser Schutz verhindert den Kontakt mit der Gefahrenstelle.
Das Schraubgetriebe ist eine Schraube-Mutter-Verbindung.
Rollengetriebe übertragen Drehleistungen. Es gibt 3-gliedrige und 4-gliedrige Rollengetriebe.
Das Rollengetriebe kann Drehzahlen umwandeln.
2 Beispiele:
Formel: n1 : n2 = d2 : d1
Drehzahl n:
n1 = Drehzahl der 1.Rolle (Antriebsrolle)
n2 = Drehzahl der 2. Rolle (Abtriebsrolle)
Durchmesser d:
d1= Durchmesser der 1. Rolle (Antriebsrolle)
d2= Durchmesser der 2. Rolle (Abtriebsrolle)
Kurz: Die Drehzahlen verhalten sich zueinander umgekehrt wie die Durchmesser.
2 Beispiele für direkt aufeinander wirkende Rollengetriebe:
1. Walzen der Farbwerke in der Druckmaschine
In den Farbwerken sind abwechselnd Walzen aus elastischem Material und harte Walzen eingebaut. Das elastische Material ist Gummi oder Kunststoff. Das elastische Material hat eine rollende Reibung und überträgt die Drehleistung von der Antriebs-Walze auf die Abtriebs-Walze.
2. Walzen der Taschen-Falzmaschine.
Zahnrädergetriebe übertragen Drehleistungen, genau wie Rollengetriebe.
Zahnrad A hat 40 Zähne,
Zahnrad B hat 20 Zähne.
Wenn A und B zusammenarbeiten, dann dreht sich Zahnrad B 2-mal, Zahnrad A nur 1-mal.
Bei Zahnrädergetrieben gilt wie beim Rollengetriebe:
Die Drehzahlen verhalten sich zueinander umgekehrt wie die Durchmesser.
Kurbel-Getriebe verwandeln …
Beispiele für die Umwandlung von hin- und herschwingenden Bewegungen in Dreh-Bewegungen:
Kurbelgetriebe funktionieren wie 4-Gelenkketten:
Die 4-Gelenkkette besteht aus 4 Gliedern, die durch Zapfenlager miteinander verbunden sind. Wenn man eines der 4 Glieder festhält , dann wird dieses Glied zum Gestell und die 4-Gelenkkette wird zum Kurbel-Getriebe.
Ein Exzentergetriebe besteht aus Welle, Exzenter und Exzenterstange.
Der Exzenter ist eine runde Scheibe. Der Drehpunkt liegt außerhalb des Mittelpunktes der Scheibe (= exzentrisch, außerhalb des Zentrums).
Exzentrizität = Strecke vom Mittelpunkt des Exzenters bis zum Mittelpunkt der Welle.
Der Exzenterbügel umschließt den Exzenter wie ein Ring. Er ist fest mit der Exzenterstange verbunden.
Wenn in einem Kurbelgetriebe der Kurbel-Kreisradius so klein ist, dass man keine Kurbel herstellen kann. Der Exzenter wirkt als Kurbel mit kleinem Kurbel-Radius. Diesem Radius entspricht beim Exzenter die Exzentrizität.
Der Reibungswiderstand ist hoch, weil zwischen Exzenter und Exzenterbügel eine große Berührungsfläche ist.
Häufig werden Scheiben als Exzenter bezeichnet, die nicht oder nur zum Teil rund sind. Das ist falsch. Diese Scheiben sind Kurvenscheiben, aber keine Exzenter.
Mit dem Kurvengetriebe kann man fast alle Bewegungen erzeugen. In den Maschinen der Druckweiterverarbeitung verwendet man häufig Kurvengetriebe.
Kurvengetriebe und Exzentergetriebe unterscheiden sich durch die Abtriebs-Bewegungen: Das Kurvengetriebe hat mehr Abtriebs-Bewegungen als das Exzentergetriebe.
Die Kurvengelenkkette hat 3 Glieder:
Der Kurventräger ist eine Kurven-Scheibe oder ein Kurven-Schlitten.
Sperrgetriebe wandeln gleichförmige Antriebs-Bewegungen in nicht-gleichförmige Bewegungen um, die zeitweise anhalten.
Beispiele: Türschlösser, Uhren, Schalter, Signal-Geräte, Schusswaffen u.a.
Die Hydraulik befasst sich mit der Übertragung und Regelung von Kräften und Bewegungen mittels Flüssigkeiten. In den Maschinen der Druckweiterverarbeitung erfüllt die Hydraulik wichtige Aufgaben. Flüssigkeiten haben keine feste Gestalt. Sie nehmen stets die Form des Gefäßes an, in dem sie sich befinden. Wenn auf eine Flüssigkeit Druck ausgeübt wird, verteilt sich dieser Druck innerhalb der Flüssigkeit gleichmäßig auf alle Richtungen. Durch diese Eigenschaft unterscheiden sich die Flüssigkeiten von den festen Körpern. Ein fester Körper gibt den Druck nur in derselben Richtung weiter, in der dieser Druck auf ihn ausgeübt wird. Ein anschauliches Beispiel dafür bietet der Nagel, den wir in einen Holzbalken schlagen. Der in Längsrichtung des Nagels ausgeübte Schlag des Hammers treibt den Nagel vorwärts in das Holz. Flüssigkeiten hingegen geben den Druck nicht nur in der Richtung des Drucks weiter, sondern verteilen ihn ringsum in gleicher Stärke.
Die gleichmäßige Druckverteilung in Flüssigkeiten erkannte bereits vor zweihundert Jahren der französische Mathematiker, Physiker und Religionsphilosoph Blaise Pascal. Er prägte den Satz: „Wird gegen eine allseitig abgeschlossene Flüssigkeit ein Druck ausgeübt, so pflanzt sich dieser Druck in der Flüssigkeit nach allen Seiten gleichmäßig fort.“ Mit dieser Erkenntnis schuf Pascal die wissenschaftliche Grundlage für den Bau hydraulischer Pressen und Bremsen. Wie nützlich die gleichmäßige hydraulische Druckverteilung sein kann, zeigt uns der Fußdruck auf das Bremspedal unseres Autos. Der Pedaldruck wird von der Bremsflüssigkeit in genau gleicher Stärke an die Kolben in den Bremszylindern der Räder weitergegeben. Die Hydraulik ermöglicht gleichmäßige Bremsung der Räder und sorgt damit für unsere Sicherheit.
Die erhebliche hydraulische Kraftverstärkung macht es möglich, dass kleine hydraulische Handhubwagen große und schwere Papierstapel anheben können. Die Zugstange dient als Pumphebel für die unter ihr befindliche kleine hydraulische Presse.
Gut geeignet ist die Hydraulik für den Antrieb des Pressbalkens in den Schneidemaschinen. Sie bietet hier nämlich die Möglichkeit, den Druck des Pressbalkens auf das Schneidgut feinfühlig und stufenlos einzustellen, und zwar unabhängig von der jeweiligen Höhe des zu schneidenden Stapels.
Zur Anpassung an die Härte des jeweiligen Schneidgutes wird die Vorpresszeit stufenlos reguliert. In der Normalstellung „weiches Papier“ ist die Vorpresszeit automatisch länger. Dadurch kann die Luft besser aus dem Stapel entweichen. Nach dem Schnitt bewirkt die Ausgleichsfeder den Rückzug des Pressbalkens. Der Pressbalken lässt sich durch Antippen des Fußpedals auch als Schnittandeuter mit besonders niedrigem Sicherheitsdruck verwenden. Die Maschine besitzt außerdem einen optischen Schnittandeuter.
Häufig muss bei der Erledigung eiliger Aufträge mit möglichst niedrigem Pressbalkendruck gearbeitet werden. Das gilt besonders in jenen Fällen, in denen es sich um Druckbogen handelt, deren Farbaufdrucke noch nicht restlos durchgetrocknet sind. In den modernen Schneidemaschinen lässt sich der Preßbalkendruck stufenlos und feinfühlig einstellen.
In der Buchherstellung erfüllt die Hydraulik wichtige Aufgaben. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, große Presskräfte zu erzeugen. Das geschieht ohne großen Platzbedarf für die Aggregate. Die Bücher müssen zum Beispiel nach dem Einhängen ganzflächig gepresst werden und gleichzeitig mittels Falzeinbrennschienen das sogenannte Scharnier erhalten, damit sie sich leicht aufklappen lassen.
(Achtung! Das Kapitel Hydraulik ist stark gekürzt. Für tiefgreifende Informationen, bitte die PDF-Datei herunterladen.)
Anhang | Größe |
---|---|
02.02 Hydraulik.PDF | 2.31 MB |
Hydraulik bedeutet: Kräfte und Bewegungen werden mit Flüssigkeiten übertragen und geregelt. In der Druckweiterverarbeitung ist die Hydraulik sehr wichtig.
Grundprinzip:
Flüssigkeiten verteilen den Druck gleichmäßig. (Entdeckung von Blaise Pascal vor 200 Jahren)
Dieses Prinzip ist die Grundlage für den Bau von hydraulischen Pressen und Bremsen.
Ein fester Körper gibt den Druck nur in derselben Richtung weiter.
3 Beispiele:
Der Pressbalken in der Schneidemaschine wird mit Hydraulik angetrieben. Durch die Hydraulik kann der Druck des Pressbalkens auf den Papierstapel stufenlos eingestellt werden. Die Höhe des Papierstapels ist nicht wichtig.
Der Papierstapel ist unterschiedlich hart. Deshalb muss man die Vorpresszeit regulieren. In der Normalstellung „weiches Papier“ ist die Vorpresszeit länger. So kann die Luft besser aus dem Papierstapel entweichen.
Nach dem Schnitt wird der Pressbalken durch die Ausgleichsfeder zurückgezogen.
Wenn man das Fußpedal leicht drückt, dann kann man den Pressbalken auch als Schnitt-Andeuter benutzen. Der Schnitt wird dann nur angedeutet. Die Schneidemaschine hat auch einen optischen Schnitt-Andeuter.
Hinweis:
Bei eiligen Aufträgen mit niedrigem Pressbalken-Druck arbeiten! Das ist besonders wichtig, wenn die Farbe auf den Druckbogen noch nicht ganz trocken ist.
Bei der Herstellung von Büchern braucht man eine große Presskraft, die mit Hydraulik möglich ist. Durch dieses Prinzip braucht man nur sehr wenig Platz für die Aggregate.
Beispiel:
Nach dem Einhängen muss man Bücher ganzflächig pressen und gleichzeitig mit der Falzeinbrennmaschine ein Scharnier erzeugen, damit man die Bücher leicht aufklappen kann.
Hinweis:
Das Kapitel Hydraulik ist stark gekürzt. Für mehr Informationen bitte die PDF-Datei herunterladen.
Das Wort „Pneuma“ stammt aus dem Griechischen und kennzeichnet das Wehen des Windes, den Hauch oder den Atem. Die Pneumatik befasst sich ausschließlich mit der Druckluft. Sie hat aber ihre Basis in der Lehre von der Mechanik der gasförmigen Körper. Luft ist ein Gasgemisch. In der Druckweiterverarbeitung wird mit Luft geringen Überdrucks gekühlt, erwärmt und getrocknet. Mittels Luft werden Papierbogen getrennt und angesaugt. Papierstapel gleiten auf Luftkissen. Diese Lufttechnik spielt in der Druckweiterverarbeitung eine so wichtige Rolle, dass wir uns auch mit ihr und nicht nur mit dem Druckluft-Spezialgebiet Pneumatik befassen wollen. Die in der Lufttechnik auftretenden Naturgesetze gelten auch in der Pneumatik. Es gibt bereits Druckluftvorrichtungen, die wirtschaftlicher und besser arbeiten als hydraulische. Luft steht überall auf der Erde unbegrenzt zur Verfügung. Druckluft muss nicht zurückgeführt werden. Man kann sie ins Freie ablassen. Druckluft ist umweltfreundlich, sauber, schnell und explosionssicher.
Anhang | Größe |
---|---|
02.03 Pneumatik.PDF | 2.8 MB |
Die Pneumatik beschäftigt sich mit Druckluft. Das Wort Pneuma kommt aus dem Griechischen. Es bedeutet Wind, Hauch, Atem.
Grundlage für die Pneumatik ist die Mechanik der gasförmigen Körper. Luft ist ein Gasgemisch.
Die Pneumatik ist Teil der Luft-Technik, es gelten die gleichen Naturgesetze. Luft-Technik ist sehr wichtig in der Druckweiterverarbeitung.
Manche Druckluft-Vorrichtungen arbeiten besser und wirtschaftlicher als hydraulische Vorrichtungen
Luft ist ein Gemisch aus Gasen, das zu 78% aus Stickstoff und zu 21% aus Sauerstoff besteht. Den Rest bilden Edelgase, Kohlendioxyd, Wasserdampf, Staub und Schwefelverbindungen. Luft ist beinahe tausendmal leichter als Wasser. Ein Liter Luft hat im Normalzustand, also nicht zusammengepresst, in Meereshöhe und bei Null Grad Celsius eine Gewichtskraft von 1,293 Gramm. Schon vor Jahrtausenden merkte der Mensch, dass mittels Luft Feuer entfacht und unterhalten werden kann. Er nutzte schon frühzeitig den Wind. Die alten Ägypter und Phönizier rüsteten ihre Schiffe mit Segeln aus. Die Perser trieben ihre Mühlen mit Windrädern an.
Luft ist ein Gemisch aus Gasen und besteht aus:
Luft ist sehr leicht, 1000 Mal leichter als Wasser.
1 Liter Luft = 1,293 Gramm in Meereshöhe, bei 0° Grad Celsius.
Schon vor vielen Tausend Jahren nutzten Menschen Luft für verschiedene Aufgaben: Feuer anzünden, Windräder von Mühlen, Segelschiffe.
Im Gegensatz zu den festen und flüssigen Körpern lässt sich Luft auf einen erheblich kleineren Raum zusammendrücken. Luft nimmt bei einer Verdoppelung des Drucks nur noch den halben Rauminhalt ein. Wasser kann dagegen wie alle Flüssigkeiten nur um einige Tausendstel seines Rauminhalts zusammengepresst werden. Luft ist elastisch. Wenn der Druck zurückgeht, dehnt sich die Luft von selbst wieder aus. Wie jedes Gas hat Luft das Bestreben, den Raum auszufüllen. Nach den Erkenntnissen der Wissenschaft müssen wir uns vorstellen, dass die Teilchen der Luft sich mit der Geschwindigkeit von etwa 500 Meter je Sekunde im Raum bewegen. Befindet sich Luft in einem geschlossenen Zylinder, dann prallen die Luftmoleküle auch gegen die Innenwände des Zylinders und üben dadurch Druck auf diese Wände aus. Wenn man den Rauminhalt dieses Zylinders verkleinert – zum Beispiel durch Hineindrücken eines Kolbens –, dann erhöht die Luft ihre nach außen wirkende Kraft. Die Luftmoleküle treffen nämlich auf eine kleinere Fläche.
Beispiel:
Wenn man bei Luft den Druck verdoppelt, dann verkleinert sich der Rauminhalt der Luft auf die Hälfte. Wenn man bei Wasser den Druck erhöht, dann verkleinert sich der Rauminhalt des Wassers nur sehr wenig.
Wenn der Druck kleiner wird, dehnt sich die Luft von selbst wieder aus. Luft will den Raum ausfüllen, so wie jedes Gas.
Wenn Luft in einem Zylinder ist, dann stoßen die Luftmoleküle (= Luft-Teilchen) gegen die Innenwände des Zylinders und es entsteht Druck auf die Innenwände.
Beispiel:
Wenn man einen Kolben in den Zylinder drückt, dann verkleinert sich der Rauminhalt im Zylinder und der Druck der Luft wird größer. Grund: Die Luftmoleküle treffen auf eine kleinere Fläche.
Das Pascalsche Gesetz von der gleichmäßigen Verteilung des Drucks gilt nicht nur für Flüssigkeiten, sondern sinngemäß auch für Gase und Gasgemische: „Wird gegen eine allseitig abgeschlossene Luftmenge ein Druck ausgeübt, dann pflanzt sich dieser Druck in der Luft nach allen Seiten gleichmäßig fort.“ Die Maßeinheit für den Druck, das Pascal, ist eine sehr kleine Einheit. Da sich dadurch auf manchen Gebieten der Technik große, unhandliche Zahlen ergeben, verwendet man häufig das Bar (Einheitszeichen bar) und das Millibar (Einheitszeichen mbar).
Gas und Gas-Gemische verteilen den Druck gleichmäßig, genauso wie Flüssigkeiten.
Die Maßeinheit für den Druck ist Pascal (Pa). Pascal ist eine sehr kleine Einheit.
Für die Berechnung von hohem Druck verwendet man oft die Einheiten Bar (bar) und Millibar (mbar).
1 bar = 105 Pa
Verdichter sind Vorrichtungen, die Gase und Gasgemische bewegen oder verdichten. Luft ist ein Gasgemisch. Drei Arten von Verdichtern sind zu unterscheiden: Lüfter, Gebläse und Kompressoren. Die Leistung der Lüfter und Gebläse liegt vorwiegend in der Luftmenge, die sie bewegen. Sie wird in Kubikmeter je Minute angegeben. Die Steigerung des Luftdrucks reicht beim Lüfter bis zu 10 Prozent, beim Gebläse bis zu 30 Prozent. Die Kompressoren dagegen leisten bis zu 1000 Prozent Drucksteigerung, also zum Beispiel von 1 bar auf 10 bar. Lüfter kühlen Motoren, Maschinen und Werkzeuge. Es gibt Radial-Lüfter und Axial-Lüfter. Der Radial-Lüfter schleudert die Luft mit dem Schaufelrad seitwärts, also in die Verlängerungsrichtung des Schaufelradradius. Radial-Lüfter kühlen Elektromotoren. Ein Beispiel dafür bietet elektrische Handbohrmaschine. Während des Bohrens wird der Motor heiß. Wenn er nicht laufend gekühlt wird, verschmoren die Isolierschichten der Spulendrähte. Kurzschlüsse sind die Folge. Sie zerstören den Elektromotor. Um das zu verhüten, ist die Bohrmaschine mit dem Schaufelrad ausgerüstet.
Der Axial-Lüfter befördert den Luftstrom parallel zur Drehachse des Schaufelrades.
Verdichter bewegen oder verdichten Gase und Gas-Gemische (z.B. Luft).
Man unterscheidet 3 Arten von Verdichtern: Lüfter, Gebläse und Kompressoren.
Ihre Leistung wird in Kubikmeter je Minute (m3/min) gemessen.
Verdichter | Luftdruck wird erhöht bis … |
Lüfter | 10 % |
Gebläse | 30 % |
Kompressor | 1000 % (= von 1 bar auf 10 bar) |
Lüfter kühlen Motoren, Maschinen und Werkzeuge. Man unterscheidet Radial-Lüfter und Axial-Lüfter.
Der Radial-Lüfter schleudert die Luft mit dem Schaufelrad nach den Seiten. Radial-Lüfter kühlen Elektro-Motoren.
Die Luft strömt parallel in Richtung der Achse des Schaufelrades.
Beim Bohren wird der Motor heiß. Wenn er nicht dauernd gekühlt wird, verschmoren die Isolierschichten der Spulendrähte. Es gibt einen Kurzschluss und der Elektro-Motor geht kaputt. Damit das nicht passiert, hat die Bohrmaschine ein Schaufelrad.
Pneumatikventile sperren und öffnen die Luftwege. So vielfältig, wie die Anwendungsarten der Pneumatik sind, so vielfältig sind auch die Arten ihrer Ventile. Nach dem im Ventil beweglichen Verschlusskörper unterscheidet man Teller-, Kugel- und Kegelventile. Nach ihrer Wirkungsweise werden die Ventile in Wege-, Rückschlag-, Druck- und Drosselventile eingeteilt.
Die Wegeventile sperren oder öffnen den Luftströmen einen oder mehrere Durchflusswege. Es gibt Wegeventile, die sich öffnen, wenn der Einlassdruck höher ist als der Auslassdruck, bei anderen ist es umgekehrt.
Das Rückschlagventil gestattet den Durchfluss nur in einer Richtung.
Das Druckventil regelt den Druck. Es öffnet sich, wenn der Druck eine vorgegebene Grenze übersteigt. Es schließt sich, wenn der Druck zu stark abfällt.
Das Drosselventil verringert die Menge des Luftstroms. Von dieser Menge hängt die Geschwindigkeit der Kolbenbewegung in den Pneumatikzylindern ab. In den Anlegeapparaten der Falzmaschinen stellt man mit dem Drosselventil die Stärke der Blas- und Saugluft ein.
Ventile sperren und öffnen die Wege für die Luft. Man unterscheidet Ventile nach Form des Verschlusses und nach ihrer Wirkung.
Teller-Ventile, Kugel-Ventile, Kegel-Ventile.
Wege-Ventile, Rückschlag-Ventile, Druck-Ventile, Drossel-Ventile.
Sie sperren oder öffnen Wege für die Luft. Manche Wege-Ventile öffnen sich, wenn der Einlass-Druck größer ist als der Auslass-Druck, andere Ventile öffnen sich, wenn der Auslass-Druck größer ist als der Einlass-Druck.
Luft fließt nur in eine Richtung.
Sie regeln den Druck. Wenn der Druck zu hoch ist, öffnet das Ventil. Wenn der Druck niedrig ist, schließt das Ventil.
Sie verringern (drosseln) den Luftstrom. Drossel-Ventile gibt es in Pneumatik-Zylindern. Sie regulieren die Geschwindigkeit der Kolbenbewegung. In Falzmaschinen regulieren Drossel-Ventile die Stärke der Blas- und Saugluft am Trennkopf.
Hohe Drücke lassen sich mit Kolbenverdichtern erreichen. In einem Zylinder ist ein abgedichteter Kolben verschiebbar gelagert. Der einfachste Kolbenverdichter ist die Fahrradluftpumpe.
Mit Kolbenverdichtern kann man sehr hohe Drücke erzeugen.
Funktionsweise: In einem geschlossenen Zylinder bewegt sich ein Kolben.
Beispiel für einen einfachen Kolbenverdichter: Luftpumpe für das Fahrrad.
Besonders hohe Drücke werden mit dem Kompressor erreicht, der als Kolbenpumpe arbeitet. Die Kurbel im Grundgestell wird von außen durch einen Elektromotor angetrieben. Dadurch bewegt sich der Kolben im Zylinder wechselweise nach oben und nach unten. Während seiner Abwärtsbewegung saugt er Luft an. Im Zuge seiner Aufwärtsbewegung presst er die Luft zusammen und dann aus dem Zylinder heraus. Die Wirkungsweise der beiden Ventile ist folgendermaßen: Das Einlassventil ist geöffnet, das Auslassventil geschlossen. Durch das geöffnete Einlassventil wird Luft angesaugt. Im Saugluftkanal entsteht ein Sog. Ansaug- und Ausstoßvorgang wiederholen sich wechselweise schnell hintereinander. Sie erzeugen einen pulsierenden Saugluft- und einen Blasluftstrom.
Bogenanlegeapparate benötigen die Blasluft für das Auflockern und Trennen der Bogen. Mittels der Saugluft werden die Bogen dem Anlegetisch zugeführt. Um einen gleichmäßigen Druckluftstrom zu gewinnen, leitet man die vom Kompressor kommenden pulsierenden Luftstöße in einen Druckluftbehälter. Er glättet die Stöße, stabilisiert die Druckluftversorgung und bildet die Druckluftreserve. Der Kompressor ist durch ein Druckventil mit dem Druckluftbehälter verbunden. Sobald der Luftdruck im Behälter den eingestellten oberen Grenzwert erreicht hat, schaltet ein Regler den Kompressor ab. Sobald der Luftdruck den unteren Grenzwert unterschreitet, tritt der Kompressor automatisch wieder in Tätigkeit.
Mit Kompressoren (=Verdichter) kann man sehr hohen Druck erzeugen.
Kompressoren arbeiten wie eine Kolbenpumpe. Ein Elektromotor treibt die Kurbel an. Dadurch bewegt sich der Kolben im Zylinder abwechselnd nach oben und nach unten. Bei der Bewegung nach unten saugt der Kolben Luft an. Bei der Bewegung nach oben presst der Kolben die Luft zusammen und aus dem Zylinder heraus.
Das Einlass-Ventil ist geöffnet und das Auslass-Ventil ist geschlossen: Durch das geöffnete Einlass-Ventil wird Luft angesaugt. Im Saugluft-Kanal entsteht ein Sog .
Luft-Ansaugen (= Saugluft) und Luft-Ausstoßen (= Blasluft) wiederholen sich abwechselnd und sehr schnell hintereinander.
Abb. 2.3-18: Kompressor. K = Kolben, E = Einlass-Ventil, A = Auslass-Ventil, S = Saugluft-Kanal, B = Blasluft-Kanal, R = Kühlrippen
Abb. 2.3-19: Abb 2.3.-20:
Der Kolben bewegt sich nach unten Der Kolben bewegt sich nach oben und
und saugt Luft an presst die Luft in die Blasluft-Leitung
Kompressor und Druckluft-Behälter sind durch ein Druck-Ventil miteinander verbunden. Im Behälter ist ein oberer und ein unterer Grenzwert eingestellt. Sobald der Luftdruck den oberen Grenzwert erreicht, schaltet ein Regler den Kompressor ab. Sobald der Luftdruck den unteren Grenzwert erreicht, schaltet ein Regler den Kompressor an.
Mit der Saugluft werden die Bogen am Anlegetisch (= Anleger) angesaugt.
Mit der Blasluft werden die Bogen aufgelockert und getrennt.
Der Druckluftstrom soll gleichmäßig sein. Deshalb leitet man die Luftstöße, die vom Kompressor kommen, in einen Druckluft-Behälter. Im Behälter werden die Luftstöße ausgeglichen. Die Versorgung mit Druckluft wird stabilisiert. Die Druckluft wird gespeichert.
Mittels Blas- und Saugluft trennt der Bogenanlegeapparat die einzelnen Bogen vom Papierstapel. Oben auf der Stapelwand der Maschine sitzt der Blasluftkanal mit den Blasluftdüsen. Diese richten ihre Luftströme gegen die oberen Papierlagen des Stapels. Die beiden unteren Düsen lockern und trennen die Bogen so voneinander, dass ihre Vorderkanten den Saugern entgegenspringen. Die oberste Düse richtet ihren Luftstrahl gegen die Unterseite des angesaugten Bogens und verhindert damit das Zurückfallen des angesaugten Bogens.
Richtiges Einstellen des Anlegers.
Für das einwandfreie Arbeiten des Anlegers ist es notwendig, vier Vorgänge zu beachten: Blasluft, Saugluft, Kippung und Stapeltransport. Die Stärke der Blasluft hängt ebenso wie die Saugluft von der Dicke und dem Gewicht des jeweils zu verarbeitenden Papiers ab. Die Blasluft soll die Bogen zwar gut auflockern, sie aber nicht über die oberste Düsenreihe hinwegdrücken. Die Saugluft muss die Bogen zwar sicher ansaugen und festhalten, sie darf aber nicht so stark sein, dass sie zwei oder noch mehr Bogen heranzieht und dadurch Stopper verursacht. Kippung und Stapeltransport: Die Kippung ist jene Kippbewegung, die von den Saugern nach dem Ansaugen des Bogens ausgeführt wird. Die vordere Bogenkante wird angehoben, damit die Blasluftgut unter den Bogen gelangt. Der Stapeltransport bringt den Stapeltisch schrittweise so nach oben, dass die Stapeloberfläche immer das Niveau behält, das für die Bogentrennung und Bogenübernahme nötig ist. Viel Sorgfalt und technisches Können sind notwendig, um alle vier Vorgänge richtig aufeinander abzustimmen.
Luftkissen schützen vor Beschädigungen.
Heute werden häufig leichte und dünne Papiere verarbeitet. Daraus ergeben sich hohe Anforderungen an die Druckweiterverarbeitung. Eine ausgereifte Lufttechnik und zuverlässige Einstellung der Luftströme bewirken die sichere Führung des Papiers. Wenn ein Papierbogen die Bedruck- oder Lackierzone einer Maschine durchlaufen hat, ist die aufgetragene Schicht sehr berührungsempfindlich. In solchen Fällen haben sich Luftpolster bewährt, die durch Luftströme gebildet werden, die die Oberfläche vor Beschädigungen schützen.
Luft macht schwere Papierstapel leicht.
Schwere Papier- und Kartonstapel lassen sich auf Lufttischen mühelos bewegen. Der Lufttisch der Schneidemaschine erleichtert erheblich die Handhabung der Stapel. Der Tisch einer Schneidemaschine hat kleine dunkle Kreise. Das sind die Köpfe der Kugelventile. Ihre Kugeln markieren sich in Kreismitte als helle Punkte. Die Kugeln verschließen die Ventilöffnungen und ragen geringfügig über die Tischebene hinaus. Wenn dann ein Papierstapel auf den Lufttisch gelangt, drückt er mit seinem Gewicht die Kugel nach unten. Dadurch wird der Weg für die Gebläseluft frei. Diese strömt an der Kugel vorbei nach oben unter den Papierstapel. Sie bildet dort zusammen mit den anderen Kugelventilen ein Luftkissen, auf dem der Papierstapel schwimmt.
Blas- und Druckluft am Rütteltisch.
Lufttische erleichtern die Arbeit nicht nur an den Schneidemaschinen, sondern auch an anderen Plätzen der Druckweiterverarbeitung. Lange Förderstraßen lassen sich nach dem Baukastenprinzip mit Lufttischen bilden und kombinieren. Außerdem werden auch Rütteltische mit Blaslufttischen und Blasluftseitenanschlägen ausgerüstet. Rütteltische arbeiten nicht nur mit Blasluft, sondern auch mit Pressluft (Druckluft). Erzeugt wird die Druckluft durch einen Kompressor. Sie gelangt zuerst zum Filter und Wasserabscheider, passiert dann das Druckregelventil und anschließend den Öler. (Der Öler reichert die Druckluft mit einem feinen Ölnebel an. Dieses Öl hält die beweglichen Teile der gesamten Anlage gleitfähig.) Von dort aus strömt die Druckluft in die Verteilerzentrale mit den Wegeventilen. Die Schläuche leiten die Druckluft zu den verschiedenen Arbeitszylindern.
Am Anleger werden die einzelnen Druckbogen mit Blasluft und mit Saugluft vom Papierstapel getrennt.
Am Anleger oben ist der Blasluft-Kanal mit mehreren Düsen für Blasluft. Sie blasen Luft aus verschiedenen Richtungen auf den Papierstapel. Die Blasluft lockert die oberen Bogen und trennt sie voneinander.
Der jeweils obere Bogen wird mit Saugluft angesaugt. Die Blasluft bläst von unten auf den angesaugten Bogen, so dass der Bogen nicht auf den Stapel zurückfällt.
Abb. 2.3-25: Blas- und Saugluft trennt die Bogen.
4 Vorgänge sind für das richtige Funktionieren des Anlegers wichtig:
Diese 4 Vorgänge müssen sehr gut aufeinander abgestimmt sein.
Die Stärke der Blasluft ist abhängig von der Papier-Dicke und vom Papier-Gewicht. Die Blasluft soll den Bogen gut auflockern, aber nicht über die oberste Düsenreihe drücken.
Die Saugluft muss den Bogen sicher ansaugen und festhalten. Sie darf aber nur 1 Bogen anziehen, damit kein Stopper entsteht.
Kippung ist die Bewegung der Sauger, nachdem sie den Bogen angesaugt haben. Die Kippung hebt die vordere Bogenkante ein wenig an, damit die Blasluft gut unter den Bogen kommt.
Der Stapeltransport hebt den Stapeltisch schrittweise nach oben, damit die Stapel-Oberfläche immer die richtige Höhe hat und die einzelnen Bogen übernommen werden können.
Abb. 2.3.-26: Blick unter die Sauger eines Anlegers
Luftkissen schützen vor Beschädigungen bei leichten und dünnen Papieren. Besonders unmittelbar nach dem Bedrucken und Lackieren ist Papier sehr empfindlich und kann leicht beschädigt werden.
Deshalb gibt es diese Regeln:
Abb. 2.3.-27: Bogentransport auf einem Luftkissen. T = Trommel mit Blasluft-Düsen, B = Bogen, L = Leitblech
Die Schneidemaschine hat einen Luft-Tisch. Auf diesem Luft-Tisch kann man schwere Papier- und Kartonstapel leicht bewegen.
Abb. Kugelventil am Luft-Tisch geschlossen " offen. K = Kugel, G = Gebläseluft, P = Papierstapel, L = Luftkissen
Luft-Tische erleichtern das Verarbeiten der Druckbogen, z. B. an Schneidemaschinen oder an Rütteltischen. Man kann lange Förderstraßen bilden, wie mit einem Baukasten-System.
Rütteltische arbeiten mit Blasluft und auch mit Druckluft (= Pressluft). Die Druckluft wird durch einen Kompressor erzeugt.
Abb. 2.3-35: Druckluft-Zentrale des Rütteltisches
Die Elektrik beschäftigt sich mit den Naturvorgängen bei der Erzeugung und Weiterleitung der elektrischen Energie in metallischen Leitern. Beim Versuch, in das Wesen der Elektrizität einzudringen, stoßen wir auf gewisse Schwierigkeiten.
Die Hauptgründe dafür sind:
• Die Elektrizität ist durch andere physikalische, insbesondere durch mechanische Begriffe nicht erklärbar.
• Wir besitzen kein Sinnesorgan, mit dem wir die Elektrizität wahrnehmen können; darum ist beim Umgang mit Elektrizität besondere Vorsicht geboten.
Anwendung findet die Elektrizität in der Druckweilerverarbeitung hauptsächlich bei elektrischen Maschinen, wo die elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird, also in Klebebindemaschinen, Schneidemaschinen, Falzmaschinen, Buchfertigungsstraßen etc.
Im technischen Bereich stellt die magnetische Wirkung des elektrischen Stromes (der Elektromagnetismus) eine der wichtigsten Erscheinungen dar, auf der die Vielfalt der Anwendungen der Elektrizität beruht.
Statische Elektrizität erfahren wir z.B. beim Papiertransport in Falzmaschinen. Das äußere Erscheinungsbild der elektrostatischen Aufladung ist dort dadurch gekennzeichnet, dass die Bogen aneinander haften, eine Trennung durch den Anleger nicht erfolgt oder der Einlauf des Falzbogens durch die Haftung an Maschinenteilen und Rollentischen behindert wird. Ursachen statischer Aufladung können Reibung an glatten Metalloberflächen bei erhöhter Laufgeschwindigkeit, zu geringe Luftfeuchtigkeit (relative Luftfeuchtigkeit kleiner als 55%) oder Papiereigenschaften wie glatte Oberflächen, geringes Papiergewicht und geringe Steifigkeit sein. Hierdurch entsteht eine unterschiedliche Aufladung, denn alle Stoffe, auch Isolatoren (Nichtleiter), enthalten positive und negative Ladungen. Sie sind in Isolatoren unbeweglich. Berühren sich zwei verschiedene Stoffe, so erfolgt Ladungstrennung, indem an der Berührungsfläche Elektronen eines Stoffes zum anderen übergehen. Der Ladungsausgleich geschieht meist über die Luft. Akklimatisierung der Falzbogen, zusätzliches Bogenschütteln, Verdunstung von Flüssigkeit an der Maschine sowie das Einsprühen von Falzwalzen, Taschen und Rollentischen mit Antistatik-Spray helfen meist nur kurze Zeit.
(Achtung! Das Kapitel Elektrik ist stark gekürzt. Für tiefgreifende Informationen, bitte die PDF-Datei herunterladen. Dabei ist besonders das Kapitel „2.4.5 Gefahren und Schutzmaßnahmen“ zu beachten!)
Anhang | Größe |
---|---|
02.04 Elektrik.PDF | 4.62 MB |
Die Elektrik beschäftigt sich mit der Erzeugung und Weiterleitung von elektrischer Energie in metallischen Leitern. Elektrik nennt man auch Lehre der Elektrizität.
Man kann Elektrik schwerer verstehen als z.B. Mechanik, …
Deshalb muss man beim Umgang mit Elektrizität besonders vorsichtig sein.
In der Druckweiterverarbeitung gibt es viele elektrische Maschinen. Bei diesen Maschinen wird die elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt.
Beispiele:
Klebebinde-Maschinen, Schneidemaschinen, Falzmaschinen, Buchfertigungsstraßen u.a.
Beispiel: Papiertransport in der Falzmaschine
Papier kann sich elektrostatisch aufladen. Das merkt man, wenn
Unterschiedliche elektrostatische Aufladung, denn alle Stoffe haben positive und negative Ladungen.
Stoffe, die keinen elektrischen Strom leiten, nennt man Nicht-Leiter oder Isolatoren.
Das Kapitel Elektrik ist stark gekürzt. Für mehr Informationen bitte die PDF-Datei herunterladen. Besonders wichtig: Kapitel 2.4.5 – Gefahren und Schutzmaßnahmen
Die Elektronik ist ein Hauptgebiet der Elektrotechnik. Elektronik ist die Wissenschaft von der Steuerung des elektrischen Stromes durch elektronische Schaltungen. Elektronische Elemente verhalten sich nichtlinear, während das Verhalten anderer elektrischer (nicht-elektronischer) Elemente als linear bezeichnet wird. Elektronik befasst sich außerdem mit der Funktion elektronischer Bauelemente selbst.
Anhang | Größe |
---|---|
02.05 Elektronik.PDF | 2.89 MB |
Elektronik ist die Lehre von Elektronen bzw. Ionen im Vakuum, in Gasen und in Halbleitern.
Halbleiter sind Werkstoffe, deren elektrisches Leitfähigkeitsverhalten unter Normalbedingungen zwischen dem der Metalle und der Isolatoren liegt. Die elektrische Leitfähigkeit der Halbleiterbauelemente wird dabei durch Störungen (Verunreinigungen) im Gitteraufbau des Materials bestimmt. Die wichtigsten Halbleiterbauelemente sind Halbleiterwiderstand, -kapazität, -diode und Transistor.
Elektronische Bauteile übernehmen heute immer mehr Aufgaben, die früher von mechanischen oder elektromechanischen Bauelementen ausgeführt wurden, oder aus technischen und wirtschaftlichen Gründen überhaupt nicht gelöst werden konnten. So werden heute z. B. Transistoren, Dioden und Integrierte Schaltkreise an Stelle von Röhren, Relais, Schaltern und mechanischen Laufwerken verwendet.
Widerstände, Dioden und Transistoren werden in großer Zahl für elektronische Einrichtungen benötigt.
Halbleiterwiderstände
Bestimmte Widerstände zeigen eine große Temperatur-, Licht- oder Spannungsabhängigkeit ihres Widerstandsverhaltens. Aus entsprechenden Halbleiterwerkstoffen fertigt man Widerstände, deren Widerstandswert sich durch äußere Einflüsse (Temperatur-, Licht-, Spannungsschwankungen) stark ändert. Man unterscheidet temperaturabhängige Widerstände (PTC-, NTC-Widerstände), lichtabhängige Widerstände (LDR-Widerstände) und spannungsabhängige Widerstände (VDR-Widerstände).
Bei temperaturabhängigen Widerständen unterscheidet man zwischen Heißleiterwiderständen und Kaltleiterwiderständen.
Widerstände, deren elektrische Leitfähigkeit im kalten Zustand sehr viel größer ist als im warmen Zustand, werden als Kaltleiter bezeichnet. Ihr Widerstandswert nimmt mit steigender Temperatur zu. Sie haben einen recht großen Temperaturbeiwert und werden daher auch als PTC-Widerstände bezeichnet.
Anwendung von PTC-Widerständen: Sie werden z. B. als Temperaturfühler in Maschinen eingesetzt. Denn wird ein PTC-Widerstand nur mit kleinen Spannungen betrieben (etwa 1 V), so wird die Temperatur des PTC-Widerstandes durch die Umgebungstemperatur bestimmt. Erhöht sich die Temperatur nun im Innern der Maschine unzulässig stark, so kann durch den PTC- Widerstand eine Sicherheitsabschaltung ausgelöst werden. Neben der Anwendung als Motoren- und Geräteschutz kann der PTC-Widerstand auch als Temperaturregler verwendet werden.
PTC: Positive Temperature Coefficient (engl.), positiver Temperaturfaktor (deutsch)
Widerstände, deren elektrische Leitfähigkeit im heißen Zustand sehr viel größer ist als im kalten Zustand, werden als Heißleiter bezeichnet. Ihr Widerstandswert nimmt mit steigender Temperatur ab. Sie haben einen recht großen negativen Temperaturbeiwert und werden daher auch NTC-Widerstände oder Thermistoren genannt.
Anwendung von NTC-Widerständen: Heißleiterwiderstände werden in großem Umfang zur Temperaturstabilisierung von Halbleiterschaltungen eingesetzt. Die Widerstandsänderungen des Heißleiters werden hervorgerufen durch eine Änderung der Temperatur des umgebenden Mediums und innere Erwärmung durch unterschiedliche elektrische Belastung. In Stromkreisen dienen sie so zur Herabsetzung des Einschaltstromes. Sie eignen sich ebenfalls gut als Temperaturfühler, wo Meßort und Anzeigeort weit auseinanderliegen. In sogenannten Zeitschaltungen wird das zeitliche Verhalten des Heißleiters bei Erwärmung und Abkühlung ausgenutzt.
NTC: Negative Tamperature Coefficient (engl.), negativer Temperaturfaktor (deutsch)
Merke:
Beim Heißleiter (NTC-Widerstand) sinkt der Wert des Widerstandes mit steigender Temperatur.
Beim Kaltleiterwiderstand (PTC-Widerstand) steigt der Wert des Widerstandes mit steigender Temperatur.
Fotodiode
Halbleiterdioden, deren Widerstand bei Energiezufuhr von außen in Form von Wärme oder Licht abnimmt, deren Leitfähigkeit also vom Licht besonders stark abhängt, bezeichnet man als Fotodioden. Sie lassen einen mit der Beleuchtungsstärke ansteigenden Sperrstrom fließen.
Anwendung von Fotodioden: Sie werden wegen des linearen Zusammenhangs zwischen Sperrstrom und Beleuchtungsstärke vorwiegend für Meßzwecke verwendet. Da sie sehr klein gebaut werden können, werden sie vor allem in der Steuerungs- und Regelungstechnik eingesetzt, wo Fotowiderstände wegen ihrer großen Trägheit nicht eingesetzt werden können. Fotodioden können auch als Fotoelemente (sogenannte Solarzellen) verwendet werden, das heißt, bei Beleuchtung Spannung abgeben. Konkret werden Fotodioden bei lichtgesteuerten Start-stopp-Einrichtungen eingesetzt.
(Achtung! Das Kapitel Grundbausteine der Elektronik ist gekürzt. Für tiefgreifende Informationen, bitte die PDF-Datei herunterladen. Dabei sind besonders die Abbildungen zu beachten!)
Bei dem Wort Schalter denkt man zunächst an einen mechanischen Hebelschalter, der mit der Hand bedient wird und einen elektrischen Stromkreis schließt oder öffnet. In vielen elektronischen Einrichtungen werden die Schaltvorgänge jedoch ohne erkennbare mechanische Bewegung ausgeführt. Man verwendet hier häufig eine Diode als Schalter, der durch die Richtung der angelegten Spannung auf- oder zugesteuert wird. Im Gegensatz zum Relais oder Transistor als Schalter sind bei der Diode Steuerstromkreis und gesteuerter Stromkreis identisch.
(Achtung! Das Kapitel Logische Schaltungen ist stark gekürzt. Für tiefgreifende Informationen, bitte die PDF-Datei herunterladen. Dabei sind besonders die Abbildungen zu beachten!)
Der Stand der heutigen Technik ist durch die fortschreitende Automatisierung von Produktionsabläufen bestimmt. Steuerungs- und Regelungstechnik schaffen die Grundlage für die Automatisierung.
Steuerung
Vereinfacht kann zunächst gesagt werden: Steuern ist ein Vorgang, bei dem eine Steuergröße durch andere Größen beeinflußt wird. Abweichungen vom eingestellten Wert, die infolge Störungen eintreten, werden nicht erfaßt, um für eine Korrektur ausgenutzt zu werden. Kennzeichnend für das Steuern ist der offene Wirkungsablauf, die Steuerkette. Unter Steuerung versteht man einen Vorgang, bei dem durch eine Eingangsgröße eine Ausgangsgröße in einem Gerät oder einer Anlage in bestimmter Weise beeinflußt wird. Zur Steuerung gehören die Steuereinrichtung und die Steuerstrecke. Die Steuerstrecke kennzeichnet den Bereich, der beeinflußt werden soll.
Regelung
Unter Regelung versteht man einen Vorgang, bei dem eine physikalische Größe fortlaufend gemessen, mit einem eingestellten Wert verglichen und an diesen angeglichen wird. Durch die Rückführung der Ausgangsgrößen auf den Eingang (Rückkopplung) entsteht ein geschlossener Wirkungskreislauf, der Regelkreis. Der Regler enthält als Funktionseinheit den Sollwertgeber, eine Meßeinrichtung für den Istwert und den Vergleicher.
Als Beispiel für einen Regelkreis wollen wir die Hotmelt-Klebung betrachten. Am Sollwertgeber (Thermometer außerhalb des Topfes) wird der Sollwert 120 (Temperatur des Leims) eingestellt. Die Maßeinrichtung erfaßt über einen Fühler (Thermometer im Leimtopf) den momentanen Wert (Istwert = Temperatur des Leims, den dieser im Moment hat) der Größe, die konstant zu halten ist. Im Vergleicher werden nun Istwert und Sollwert verglichen. Die Differenz der beiden Werte, also die Abweichung, wird an das Stellglied (Relais, das den Heizkreis einschaltet) weitergegeben. Über das Stellglied wird in der Regelstrecke die zu regelnde Größe so verändert, bis die Differenz zwischen Istwert und Sollwert ungefähr Null ist. Durch die Rückkopplung der Ausgangsgrößen auf das Stellglied entsteht ein geschlossener Wirkungskreislauf. Eine Steuerung läge vor, wenn diese Rückkopplung nicht stattfinden würde.
Steuerungen und Regelungen an Buchbindereimaschinen
Am Beispiel einer Buchfertigungsstraße lassen sich am besten anwendungsbezogene Beispiele für Steuerungen und Regelungen aufzeigen. In einer Messeinrichtung werden die Maße des Buchblocks und der Buchdecke erfasst oder anhand von vorgegebenen Daten dem Rechner der Maschine eingegeben. Aus diesen Daten wiederum werden in Millisekunden die Positionen der Verstelleinrichtungen errechnet und die eventuell zu tauschenden Wechselteile auf dem zum Rechner gehörenden Bildschirm angezeigt. Per Knopfdruck sind in wenigen Sekunden alle Verstelleinrichtungen auf die Position gefahren, die den Daten des erfassten Buches entsprechen. All diese Werte werden mit entsprechendem Klartext auf dem Bildschirm angezeigt. Von Hand lassen sich diese Werte jederzeit per Knopfdruck auf gewünschte Werte korrigieren, um mit einem weiteren Knopfdruck für ein gleiches Produkt auch nach beliebiger Zeit vom Rechner wieder abrufbar zu sein. Fehleinstellungen per Hand über die Formatgrenzen hinaus werden sofort als solche erkannt und angezeigt.
Ein Beispiel für eine elektronische Regelung stellt an der Buchfertigungsstraße der gleichstromgeregelte Hauptantrieb dar. Über ein im Schaltpult befindliches Potentiometer lässt sich der Hauptantrieb auf jede gewünschte Geschwindigkeit einstellen, die auf einem in Takten geeichten Instrument ablesbar ist. Ein mit dem Antriebsmotor mechanisch gekoppelter Tachogenerator meldet dem Regelgerät jede Abweichung von der vorgegebenen Sollgeschwindigkeit, zum Beispiel verursacht durch mechanische Lastspitzen. Eine Regelung im Gleichstromregelgerät gleicht dann in Bruchteilen von Sekunden diese Unregelmäßigkeit aus. Dies bedeutet wiederum eine konstante Produktionsgeschwindigkeit und somit ein quantitativ immer gleiches Produkt.
Zur Steuerung, Regelung und Überwachung von Maschinen in der Druckweiterverarbeitung ist es nötig, dass man Informationen über den Zustand des Prozesses oder eines Teilprozesses erhält. Man benötigt elektrische Signale, welche einer physikalischen Größe (z. B. einem Abstand oder einem Drehmoment) entsprechen. In vielen Fällen dient das Signal zur Anzeige eines Messwertes. Einen Signalgeber, welcher Abweichungen von vorgegebenen Sollgrößen oder Gegebenheiten anzeigt (z. B. das Vorhandensein eines Buchblocks), nennt man Aufnehmer, Fühler, Sonde oder Sensor. Oft kann man durch Kalibrieren aus Sensorsignalen auch Messwerte ableiten. Messwertgeber und Sensoren sind Bauelemente, deren elektrische Eigenschaften durch elektrische Größen (z. B. einen Strom) oder auch durch nichtelektrische Größen (z. B. eine Kraft) beeinflußt werden. Für die meisten physikalischen Größen gibt es Sensoren.
Sie formen elektrische, mechanische, thermische, optische, akustische und chemische Größen in passende elektrische Signale um, zum Teil in mehreren Stufen.
Beispielsweise muss das Papier in einem Trichterfalz immer gleichmäßig gespannt sein. Das Messen der Papierzugspannung ist eine Kraftmessung. Die Kraftmessung wird zunächst durch elastische Verformung einer Feder in einen Weg umgeformt, und dieser Weg ändert über eine Potentiometerverstellung ein Widerstandsverhältnis, welches schließlich zu einem veränderten Spannungsabfall führt. Die so veränderte Spannung kann über eine Sendeeinrichtung zur Messung, Steuerung, Regelung oder Überwachung übertragen werden.
Bei Sensoren sind folgende Kriterien besonders wichtig:
• Genauigkeit
• Zuverlässigkeit
• Empfindlichkeit
• Auflösungsvermögen
• Verarbeitungsgeschwindigkeit
Aktive Sensoren formen mechanische Energie, thermische Energie, Lichtenergie oder chemische Energie direkt in elektrische Energie um. Aktive Sensoren sind daher Spannungserzeuger und beruhen auf einem Umwandlungseffekt, wie z. B. Thermoeffekt, Fotoeffekt, Piezoeffekt, elektrodynamisches Prinzip.
Passive Sensoren beeinflussen elektrische Größen durch nichtelektrische Größen, wie z. B. einen Widerstand durch einen Weg. Es erfolgt keine Energieumwandlung. Man spricht deshalb von einer passiven Energieumformung. Damit ein Erfassen der elektrischen Größen des passiven Sensors möglich ist, benötigen diese eine Hilfsstromquelle. Die elektrische Messgröße des passiven Sensors wird durch eine physikalische, chemische oder mechanische Einwirkung der nichtelektrischen Größen verändert.
Anhang | Größe |
---|---|
02.06 Sensorik.PDF | 1.58 MB |
In der Druckweiterverarbeitung muss man viele Maschinen steuern, regeln und überwachen. Dazu braucht man Informationen über ihren Zustand. Diese Informationen bekommt man über elektrische Signale. Die elektrischen Signale entsprechen einer physikalischen Größe, z.B. einem Abstand oder einem Drehmoment. Das Signal zeigt einen Messwert an.
Mit Sensoren Eigenschaften, Zustände und Veränderungen in Prozessen prüfen und messen.
Papier muss in einem Trichterfalz immer gleichmäßig gespannt sein.
Das Messen der Papier-Zugspannung ist eine Kraftmessung in mehreren Schritten:
Aktive Sensoren erzeugen selbst elektrische Signale, wie eine Ladung oder eine Spannung. Sie brauchen keine Hilfs-Stromquelle.
Das heißt: Aktive Sensoren formen mechanische Energie, thermische Energie, Lichtenergie oder chemische Energie direkt in elektrische Energie um.
Es gibt verschiedene Umwandlungs-Effekte: z.B. Thermo-Effekt zum Messen der Temperatur, Foto-Effekt, Piezo-Effekt zum Messen von Kräften, elektrodynamisches Prinzip.
Passive Sensoren brauchen eine Hilfs-Stromquelle. Bei passiven Sensoren muss Energie durch den Sensor fließen. Passive Sensoren verändern ihre elektrischen Eigenschaften unter dem Einfluss einer nicht-elektrischen physikalischen Größe.
Beispiel: Ein passiver Widerstandssensor verändert seinen elektrischen Widerstand, wenn sich die Temperatur ändert.
Viele physikalische Größen beeinflussen den Widerstand eines elektrischen Bauelements und werden dadurch erfaßbar. Der elektrische Widerstand eines Leiters ist von seinem Material, von seinem Querschnitt und von der Länge abhängig.
Die wichtigsten Sensoren dieser Art sind Widerstandssensoren, potentiometrische Sensoren, Widerstandsthermometer und Dehnungsmessstreifen. Ein einfacher Widerstandsensor ist der Schalter in einem elektrischen Stromkreis. Ein geöffneter Schalter stellt einen sehr großen (unendlichen) Widerstand dar, ein geschlossener Schalter ist ein sehr kleiner (kein) Widerstand. Beispiele an Druckweiterverarbeitungsmaschinen sind vielfach vorhanden. Der Widerstandssensor wird besonders bei Schutzvorrichtungen verwendet. So schneidet der Planschneider nur, wenn die Zweihand-Schnittauslösung (Schalter) gedrückt ist. Da auch der Klebstoff zwischen den Elektroden den elektrischen Strom leitet, lässt sich das Vorhandensein ausreichenden Klebstoffs im Klebstoffbehälter kontrollieren. Bei ungenügendem Füllstand (unendlicher Widerstand) erlischt die Lampe.
Ein Dehnungsmessstreifen ist ein elektrisch leitender Draht, der sich aufgrund mechanischer Einflüsse (Druck, Zug, Torsion) dehnt und damit seinen Widerstand verändert. Durch Dehnung wird der Draht verlängert und gleichzeitig im Querschnitt verkleinert. Meist kommen Folien-Dehnungsmessstreifen zum Einsatz, bei denen ein metallisches Messgitter in einem galvanischen Verfahren auf eine Trägerfolie aufgetragen wird. Um kleine Baulängen von wenigen Millimetern zu erhalten, sind die Leitungswege mäanderförmig aufgebracht, und zwar in Längsrichtung sehr dünn und in den Umkehrschleifen, also in Querrichtung, sehr breit. Durch die Mäanderform erreicht man eine große wirksame Leiterlänge. Die Widerstandsänderung ist bei der Dehnung in Längsrichtung entsprechend hoch und bei etwaigen Querdehnungen sehr gering. Die Messstreifen müssen mit großer Sorgfalt auf das Messobjekt geklebt werden und erhalten zum mechanischen Schutz einen Kitt oder eine Metallkapsel. Der Sensor wird z. B. zur Luftdrucküberwachung an Druckweiterverarbeitungsmaschinen eingesetzt.
Kraftmessdosen mit Dehnungsmessstreifen enthalten je zwei Dehnungsmessstreifen, die auf Stauchung und auf Zug reagieren. Die Dehnungsmessstreifen sind auf einen Druckkörper aufgeklebt und erlauben Kräftemessungen bis über 1000 kN. Sie werden z. B. zur Kraftmessung an Prägepressen und als Wägezellen für elektronische Waagen verwendet.
Unter Temperatureinfluss ändert sich der Widerstandswert von Metallen und Halbleitern. Diese Eigenschaft wird beim Widerstandsthermometer ausgenutzt. Durch Messen des Widerstandes wird über eine geeichte Skala die Temperatur bestimmt.
Um Messfehler zu vermeiden, wird meist ein zweiter Sensor außerhalb des Messobjekts angebracht. An Druckweiterverarbeitungsmaschinen werden solche Messeinrichtungen zur Temperaturregelung (Sollwertgeber) bei der Hotmelt-Klebung verwendet, in Temperaturregelkreisen oder zur Feuchte- und Temperaturbestimmung in einem Papierstapel.
Der potentiometrische Sensor ermöglicht das Messen eines zurückgelegten Weges. Durch mechanisches Verschieben oder Verändern des Potentiometerabgriffs ändert sich die Spannung. Der Weg kann durch eine Spannungsmessung bestimmt werden. In der Druckweiterverarbeitung wird der potentiometrische Sensor verwendet, z. B. zur Steuerung des Sattels beim Planschneider.
Viele physikalische Größen beeinflussen den Widerstand eines elektrischen Bauelements.
Beispiel: Material, Querschnitt und Länge eines Leiters bestimmen seinen elektrischen Widerstand. Deshalb können Sensoren die physikalischen Größen messen.
Beispiele:
Abb. 2.6-6 Kontrolle der Klebstoffmenge
Ein Dehnungsmessstreifen ist ein elektrisch leitender Draht. Der Draht dehnt sich durch mechanische Einflüsse wie Druck, Zug oder Torsion (Verdrehung). Durch die Dehnung wird der Draht verlängert und gleichzeitig im Querschnitt verkleinert. Deshalb ändert sich sein Widerstand.
Man benutzt meist Folien-Dehnungsmessstreifen mit einem metallischen Messgitter, das in einem galvanischen Verfahren auf eine Trägerfolie aufgetragen wird.
Das Messgitter besteht aus vielen Windungen (= mäanderförmig):
Die Messstreifen müssen sorgfältig auf das Mess-Objekt geklebt werden. Sie werden mit Kitt oder mit einer Metallkapsel geschützt.
Beispiel: Dehnungsmessstreifen kontrollieren den Luftdruck bei Maschinen der Druckweiterverarbeitung.
Abb. 2.6.-7: Folien-Dehnungsmessstreifen
In Kraftmessdosen mit Dehnungsstreifen sind 2 Dehnungsmessstreifen. Sie reagieren auf Druck und auf Zug. Die Dehnungsmessstreifen sind auf einen Druckkörper aufgeklebt. Man kann mit ihnen Kräfte bis über 1000 kN messen.
Die Temperatur beeinflusst den Widerstand von Metallen und Halbleitern. Widerstandsthermometer nutzen diese Eigenschaft von Metallen und Halbleitern. Sie messen den Widerstand und bestimmen die Temperatur über eine geeichte Skala. Meistens wird ein 2. Sensor außerhalb des Mess-Objekts angebracht, damit es keinen Messfehler gibt.
Mit dem potentiometrischen Sensor kann man einen zurückgelegten Weg messen. Wenn man den Potentiometer-Abgriff mechanisch verschiebt oder verändert, dann ändert sich die Spannung. Durch die Messung der Spannung kann man den Weg bestimmen.
Verwendet man statt einer Gleich- eine Wechselspannung, kommen Wechselstromwiderstände als Sensoren in Betracht. Sie werden als kapazitive und induktive Sensoren bezeichnet und finden sich vielfältig in Druckweiterverarbeitungsmaschinen. Induktive Sensoren beruhen auf einer Veränderung der Induktivität, der induktiven Kopplung oder der Wirbelstrombildung. In der Druckweiterverarbeitung finden besonders induktive Wegsensoren und Dickenmesssonden Verwendung.
In Klebebindeanlagen wird über sogenannte Induktivgeber in Form von Geberwellen (dies ist eine Welle mit Nocken) z. B. das Vorhandensein eines Buchblocks gemeldet. Dadurch werden Fotozellen aktiviert, die wiederum die exakte Positionierung melden. Abweichungen von eingegebenen Sollwerten (der Buchblock ist z. B. schief) führen, je nach Programmierung der Steuerung, zum Stoppen der Maschine oder zur Ausschleusung des fehlerhaften Buchblocks.
Induktive Sensoren senden ein elektromagnetisches Feld aus. Wenn ein elektrisch leitendes Material (z. B. Metall) im Magnetfeld des induktiven Sensors ist, verändert sich ein elektrischer Wert. Die Veränderung erzeugt einen Schaltimpuls.
Induktive Sensoren werden in der Druckweiterverarbeitung oft verwendet, z. B. als induktive Weg-Sensoren und als Dicken-Mess-Sonden.
Geberwellen (= Welle mit Nocken) werden als Induktiv-Geber verwendet. Die Induktiv-Geber aktivieren Foto-Zellen. Diese melden die genaue Position, z.B. die Abweichung von den Soll-Werten, wenn ein Buchblock schief ist. Dann stoppt die Maschine oder der Buchblock wird ausgeschleust, je nach Programmierung der Steuerung.
Man kann auch nur die Produktlänge messen, wenn man die Fehl- und Doppelbogen-Kontrolle vorher entsprechend mechanisch einstellt. (Die Lücken zwischen den Produkten werden nicht gemessen).
Oder man kann die Produktdicke mit einer Höhenverstellung messen.
Bei der Wechselspannung kann man Wechselstrom-Widerstände als Sensoren benutzen. Wechselstrom-Widerstände bezeichnet man als kapazitive und induktive Sensoren.
Bei induktiven Sensoren verändert sich
Kapazitive Sensoren reagieren auf Kapazitätsänderungen. Diese werden durch Veränderung der Elektrodenabstände oder des Dielektrikums (Material zwischen den Kondensatorplatten) hervorgerufen. Bei Flachstapelanlegern wird z. B. der kapazitive Sensor (Taster) zur Höhenfeststellung des Papierstapels eingesetzt. Bei Rundstapelanlegern steuern sie den Stapelvorschub zum Saugrad. Neuere Falzmaschinen verwenden Reflexionslichtschranken zur Überwachung des Bogendurchlaufs. Bei kapazitiven Drucksensoren ändern Druckkräfte den Abstand der Kondensatorplatten. Dadurch ändert sich der kapazitive Blindwiderstand des Sensors. Die Änderung wird über eine Wechselspannungsmessbrücke erfasst.
Für isolierende Flüssigkeiten verwendet man kapazitive Füllhöhenmesser. Die Behälterwand und eine eingeführte Elektrode wirken als Kondensatorplatten, die Flüssigkeit als Dielektrikum. Die Kapazität des Kondensators ist dann von der Füllhöhe der enthaltenen Flüssigkeit abhängig.
Kapazitive Sensoren reagieren auf Änderungen der Kapazität (Leistungsvermögen, Fassungsvermögen). Die Kapazität ändert sich, wenn sich die Abstände der Elektroden verändern oder wenn sich das Dielektrikum verändert.
(Dielektrikum = Material zwischen den Kondensatorplatten).
Bei kapazitiven Drucksensoren ändern Druck-Kräfte den Abstand zwischen den Kondensatorplatten. Dadurch ändert sich der kapazitive Blindwiderstand des Sensors. Die Änderung wird über eine Wechselspannungsmessbrücke erfasst.
Für isolierende Flüssigkeiten verwendet man kapazitive Füllhöhenmesser.
Die Wand des Behälters und eine eingeführte Elektrode wirken als Kondensatorplatten. Die Flüssigkeit wirkt als Dielektrikum.
Die Füllhöhe der Flüssigkeit bestimmt dann die Kapazität des Kondensators.
Ultraschallsensoren werden zur Distanzmessung, z. B. zur Stapelhöhenmessung im Bereich von 50 bis 2000 mm, eingesetzt. Sie arbeiten unabhängig von Material, Farbe und Oberflächenbeschaffenheit des Objekts und werden dort eingesetzt, wo optische Näherungsschalter wegen störendem Hintergrund nicht verwendet werden können.
Mit Ultraschall-Sensoren kann man Distanzen (Abstände) messen, z. B. Stapelhöhen zwischen 50 – 200 mm. Ultraschall-Sensoren arbeiten unabhängig von Material, Farbe und Oberfläche der Produkte.
Man verwendet Ultraschall-Sensoren, wenn man optische Näherungsschalter nicht verwenden kann, weil der Hintergrund stört, z. B. wegen Ablagerungen.
Thermoelemente bestehen aus zwei verschiedenen Metalldrähten (z. B. Eisen und Konstantan), deren Enden an einer Seite miteinander verlötet oder verschweißt sind. Erwärmt man die Verbindungsstelle, so kann man an den freien Enden eine Gleichspannung abnehmen. Die Thermospannung steigt mit wachsender Temperatur.
Piezoelektrische Sensoren erzeugen bei Belastung durch Zugkräfte, Druckkräfte oder Schubkräfte eine elektrische Ladung. Durch die Kraftwirkung werden die negativen Gitterpunkte gegen die positiven Gitterpunkte verschoben. An den Oberflächen der Kristallscheibe sind dann Ladungsunterschiede als Spannung zwischen den Belägen meßbar. Sie finden Verwendung als Piezodrucktaster (Folientasten). Das Tastelement besteht aus einer ca. 0,15 mm dünnen Piezokeramikfolie. Verformt man das Element um weniger als 15μm, so entsteht bereits ein genügend großes Signal zum Schalten zur Verfügung.
Induktionssensoren verwendet man in der Druckweiterverarbeitung in Form von Tachogeneratoren zur Drehzahlmessung von Maschinen. Sie sind wie Gleich- oder Wechselspannungsgeneratoren aufgebaut und werden häufig zusammen mit den Antriebsmotoren als ein Bauelement hergestellt. Kenngröße des Tachogenerators ist der Tachokoeffizient (KT). Man findet ihn z. B. beim Falzkleben in Falzmaschinen. Er sendet eine Spannung an das Steuergerät, was bewirkt, dass der Leimstrich auch bei wechselnden Falzgeschwindigkeiten mit gleichbleibender Länge aufgetragen wird.
Sensoren mit Fotoelementen werden beispielsweise in Feuersensoren der Brandmeldeanlagen verwendet. Das niederfrequente Flackern der Flamme wird mit Fotoelementen in ein Wechselspannungssignal umgewandelt und verstärkt. Ein nachfolgender Schwellwertschalter löst Alarm aus, wenn mehrere Sekunden flackerndes Licht auf das Fotoelement fällt. Fotosensoren werden auch zur Doppelbogenkontrolle an Falzmaschinen verwendet.
Thermo-Elemente bestehen aus 2 verschiedenen Metalldrähten (z. B. Eisen und Konstantan). Die Enden der Metalldrähte sind an einer Seite miteinander verlötet oder verschweißt.
Wenn man diese Verbindungsstelle erwärmt, dann kann man an den freien Enden der Metalldrähte eine Gleichspannung abnehmen. Wenn die Temperatur steigt, steigt die Thermospannung.
Piezoelektrische Sensoren erzeugen bei Belastung durch Zugkräfte, Druckkräfte oder Schubkräfte eine elektrische Ladung. Wenn auf die Piezokristalle Kraft einwirkt, dann werden im Kristallgitter negative Gitterpunkte gegen positive Gitterpunkte verschoben. An den Oberflächen der Kristallscheibe kann man dann Ladungsunterschiede als Spannung zwischen den Belägen messen.
Wenn man das Element um weniger als 15μm verformt, so bekommt man schon ein genügend großes Signal zum Schalten.
Mit Induktionssensoren misst man die Drehzahl von Maschinen. Induktionssensoren sind Tachogeneratoren. Sie sind wie Gleich- oder Wechselspannungsgeneratoren aufgebaut. Induktionssensoren werden oft zusammen mit den Antriebsmotoren als ein Bauelement hergestellt.
Der Tachogenerator sendet eine Spannung an das Steuergerät. Dadurch wird der Leimstrich mit immer gleicher Länge aufgetragen, auch wenn sich die Falzgeschwindigkeiten verändern.
Sensoren mit Fotoelementen verwendet man z. B.
Bei einem Feuer wird das niederfrequente Flackern der Flamme mit Fotoelementen in ein Wechselspannungs-Signal umgewandelt und verstärkt. Wenn mehrere Sekunden flackerndes Licht auf das Fotoelement trifft, dann löst ein Schwellwert-Schalter Alarm aus.
Optoelektronische Sensoren spielen in der Druckweiterverarbeitung eine besonders große Rolle. Fotosensoren werden als Näherungsschalter oder in Form von Reflexionslichtschranken eingesetzt. Optoelektronische Sensoren bestehen aus einem Sender, der gepulstes Infrarotlicht ausstrahlt, und einem Empfänger, der dieses Licht empfängt und in elektrische Signale umwandelt. Der optoelektronische Sensor trifft eine Auswertung zwischen „Licht empfangen“ und „kein Licht empfangen“. Durch Beeinflussung des optischen Strahlengangs können somit berührungslos mechanische Abläufe erfaßt, kontrolliert und gesteuert werden.
Der optoelektronische Näherungssensor dient zum Abtasten von seitlich und frontal anfahrenden Objekten und zur Hell-Dunkel-Unterscheidung. Er wird z. B. zur Abrisskontrolle oder zur Rollendickenkontrolle eingesetzt. Sender und Empfänger befinden sich im selben Gehäuse. Das zu delektierende Objekt (Papierband) wirkt selbst als Reflektor. Das Abtastverhalten ist dabei von der Größe und Oberflächenbeschaffenheit des Abtastobjekts abhängig.
Die Reflexions-Lichtschranke, auch fotoelektronischer Reflexionstaster genannt, wird zur Abtastung der Stapelhöhe und Zählung von Büchern z. B. in Klebebindemaschinen verwendet. Der Lichtstrahl wird vom Sender auf den Reflektor und von diesem zurück auf den Empfänger geworfen. Der Lichtweg wird vom Abtastobjekt (Buch) unterbrochen. Der Ausgang schließt, wenn das Buch den Lichtstrahl freigibt. Beim Falzkleben meldet der totoelektronische Reflexionstaster den Falzbogen, steuert den Vorlauf (z. B. 100 mm) und auch die Leimlänge (z. B. 120 mm). In Falzmaschinen steuert er das Falzschwert. Er meldet den Bogen an die Steuerung, die das Falzschwert zum richtigen Zeitpunkt absenkt. In Schuppen- und Stehendbogenauslegern steuern Reflexionstaster als Melder den Antrieb der Auslagebänder in Abhängigkeit von der Materialzuführung.
Opto-elektronische Sensoren sind in der Druckweiterverarbeitung sehr wichtig. Man verwendet Fotosensoren für Näherungsschalter oder als Reflexions-Lichtschranken.
Opto-elektronische Sensoren bestehen aus
Der optoelektronische Sensor unterscheidet zwischen „Licht empfangen“ und „kein Licht empfangen“. Man kann mechanische Abläufe ohne Berührung erfassen, kontrollieren und steuern, wenn man den optischen Strahlengang (=Licht) beeinflusst.
Sender und Empfänger sind im selben Gehäuse. Wenn z. B. ein Papierband gemessen wird, dann wirkt der Papierband selbst als Reflektor. Größe und Beschaffenheit der Oberfläche des Papierbandes beeinflussen das Abtast-Vverhalten.
Man verwendet die Reflexions-Lichtschranke zum Abtasten der Stapelhöhe und zum Zählen von Büchern, z. B. in Klebe-Binde-Maschinen.
Bei der Reflexions-Lichtschranke bilden Sender und Empfänger eine Einheit.
Beim Reedschalter wird ein bewegliches Kontaktelement durch ein Magnetfeld an ein starres Kontaktelement gedrückt. In der Druckweiterverarbeitung wird er hauptsächlich bei Schutzvorrichtungen eingesetzt. Er überprüft beispielsweise, ob ein Schutzgitter geschlossen ist.
Beim Reed Schalter wird ein bewegliches Kontakt-Element durch ein Magnetfeld an ein starres Kontakt-Element gedrückt.
In der Druckweiterverarbeitung verwendet man den Reed Schalter meistens bei Schutzvorrichtungen.
Beispiel: Der Reed Schalter prüft, ob ein Schutzgitter geschlossen ist.
Zunehmend werden in der Druckweiterverarbeitung intelligente Sensoren verwendet. Intelligente Sensoren bestehen aus dem eigentlichen Sensor, einer Auswertelektronik und einem Chip, der in der Lage ist, das vom Sensor gelieferte Signal zu verstärken und evtl. zu verformen. In Verbindung mit einem Mikrorechner können dann komplexe Steuerungen oder Korrekturen vorgenommen werden.
In der Druckweiterverarbeitung verwendet man immer öfter intelligente Sensoren.
Intelligente Sensoren bestehen aus
Wenn man intelligente Sensoren mit Mikro-Rechnern verbindet, dann kann man komplexe Steuerungen oder Korrekturen durchführen.
Im Kapitel 2.6 werden die Grundlagen der Sensorik behandelt. Nachfolgend zeigen wir Beispiele von Sensoren in der Druckweiterverarbeitung, vornehmlich aus dem Bereich der Zeitungsproduktion.
(Achtung! Bitte auch die PDF-Datei ansehen bzw. herunterladen. Dort finden Sie zur Veranschaulichung auch die Abbildungen.)
Anhang | Größe |
---|---|
DWV02-7_Vers01-2_0315.pdf | 335.41 KB |
Die induktiven Sensoren senden ein elektromagnetisches Feld aus. Wenn ein elektrisch leitendes Material (z. B. ein Metallbügel) in geringem Abstand zum Sensor in dieses Magnetfeld eintaucht, verändert sich ein elektrischer Wert. Mit dieser Veränderung lässt sich ein Schaltimpuls erzeugen. Der Schaltimpuls kann zur Zählung von Produkten oder Ereignissen genutzt werden. Gleichzeitig können mittels eines Magnetventils fehlerhafte Produkte ausgeschleust werden. Durch eine vorherige mechanische Einstellung der Fehl- und Doppelbogenkontrolle erfolgt die Produktmessung nur im Bereich der Produktlänge (die Lücken zwischen den Produkten werden nicht gemessen). Durch eine Höhenverstellung wird die Produktdicke berücksichtigt.
Induktive Sensoren senden ein elektromagnetisches Feld aus.
Wenn ein Metallbügel nah am Sensor in dieses elektromagnetische Feld kommt, verändert sich ein elektrischer Wert. Der Wert verändert sich, weil Metall Elektrizität leitet.
Die Änderung des elektrischen Werts erzeugt einen Schaltimpuls.
Mit diesem Schaltimpuls kann man Produkte oder Ereignisse zählen.
So können induktive Sensoren auch Fehlbogen und Doppelbogen erkennen.
Mit einem Magnetventil können gleichzeitig fehlerhafte Produkte aussortiert werden.
Abb. 2.7.-1: Kontrolle Fehl- und Doppelbogen
Abb. 2.7.-2: Erfassung Fehlexemplare
Abb. 2.7.-3: Erfassung Doppelexempare
Abb. 2.7.-1: Kontrolle Fehl- und Doppelbogen
Abb. 2.7.-2: Erfassung Fehlexemplare
Abb. 2.7.-3: Erfassung Doppelexempare
Lichtschranken kommen zum Einsatz, wenn über einen größeren Abstand eine Messung erfolgen soll. Wir unterscheiden im Wesentlichen drei Arten von Lichtschranken.
Bei der Einweg-Lichtschranke haben wir einen Sender und Empfänger. Das vom Sender ausgehende Licht wird im Empfänger in ein Signal verarbeitet und kann weiter verarbeitet werden.
Bei der Reflexions-Lichtschranke sitzt der Sender und Empfänger in einem Gehäuse. Das Licht wird über den Reflektor zurückgesendet und kann als Signal verarbeitet werden.
Bei einem Lichttaster wird die Reflexion eines Gegenstandes, den der Lichtstrahl trifft, als Signal verarbeitet.
Merke: Starke Verschmutzungen (z.B. von Papierstaub) können die Messungen mit Lichtschranken beeinflussen.
An Verpackungsmaschinen werden oft Lichtschranken für die Erfassung und Zählung der verpackten Pakete eingebaut. Bei der Paketerfassung oder Paketzählung sind in der Regel Einweg- oder Reflexions-Lichtschranken im Einsatz.
Am Beispiel einer Paketzählung wird die Funktionsweise der Lichtschranke (in diesem Fall eine Reflexions-Lichtschranke) erklärt:
Die Pakete werden auf einem Transportband aus der Verpackung abtransportiert. Hierbei durchlaufen sie einen Lichtstrahl, der von einer Lichtschranke ausgeht (Sender und Empfänger). Sobald ein Paket den Lichtstrahl durchläuft, wird dieser unterbrochen und der Empfänger bekommt kein Signal. Dieses nicht vorhandene Signal wird in der Elektronik weiterverarbeitet und kann z.B. für eine Paketzählung benutzt werden. An Schrägbogenerkennungen in der Zeitungsproduktion werden unter anderem auch Einweg-Lichtschranken eingesetzt. Durch diese Schrägbogenerkennungen werden Produkte, die schräg in der Klammer festgehalten werden und im weiteren Prozess zu Störungen führen würden, ausgeschleust. Die Produkte durchlaufen während der Produktion einen Lichtrahmen innerhalb der Schrägbogenkontrolle. Der vom Sender ausgehende Lichtstrahl wird vom Prisma 1 über Prisma 2 zum Empfänger weitergeleitet. Über die Breiten- bzw. Höhenverstellung kann der Lichtrahmen an das jeweilige Produktformat angepasst werden. Ein geringerer Abstand zwischen dem Lichtrahmen und dem Produkt bedeutet auch weniger Toleranz für Schrägprodukte. Die Prismen haben den Vorteil, dass auf der Schräge wenig Papierstaub liegen bleibt, was zu Störungen führen kann. Nun durchläuft ein schräges Produkt den Lichtrahmen der Schrägbogenkontrolle. Der vom Sender ausgehende Lichtstrahl wird vom Prisma 1 über Prisma 2 weitergeleitet. Von Prisma 2 zum Empfänger wird der Lichtstrahl durch das schräge Produkt unterbrochen. Dies gibt der Empfänger an die Elektronik weiter. Im weiteren Ablauf wird dann das Produkt an entsprechender Stelle ausgeschleust und gleichzeitig als Schrägexemplar für die Produktionsdaten-Erfassung gezählt.
(Achtung! Bitte auch die PDF-Datei ansehen bzw. herunterladen. Dort finden Sie zur Veranschaulichung die Abbildungen.)
Für Messungen über einen größeren Abstand benutzt man Lichtschranken.
Man unterscheidet 3 Arten:
Es gibt einen Sender und einen Empfänger. Der Sender sendet Licht an den Empfänger. Der Empfänger verarbeitet das Licht zu einem Signal.
Sender und Empfänger sind in einem Gehäuse. Das Licht wird über einen Reflektor zurückgesendet und wird als Signal verarbeitet.
Der Lichtstrahl trifft auf einen Gegenstand. Die Reflexion des Lichtstrahls wird als Signal verarbeitet.
Abb. 2.7.-4: oben: Einweg-Lichtschranke, Mitte: Reflexions-Lichtschranke, unten: Lichttaster
Merke: Starke Verschmutzungen auf einem Gegenstand (z.B. Papierstaub) können die Messungen mit Lichtschranken beeinflussen.
An Verpackungsmaschinen verwendet man meistens Einweg-Lichtschranken oder Reflexions-Lichtschranken zum Erfassen und Zählen der Pakete.
Paket zählen mit einer Reflexions-Lichtschranke
Abb. 2.7.-5: Rücksendung des Lichtstrahls
Abb. 2.7.-6: Unterbrechung des Lichtstrahls.
Zeitungen, die schräg in der Klammer festgehalten werden, stören den weiteren Verarbeitungsprozess. Deshalb müssen schräge Zeitungen erkannt werden, dann kann man sie ausschleusen. Einweg-Lichtschranken können Schrägbogen erkennen.
Schrägbogen erkennen mit der Einweg-Lichtschranke
Abb. 2.7.-7: Schrägbogen-Kontrolle
Abb. 2.7.-8: Schräges Produkt läuft durch den Lichtrahmen
Für mehr Informationen zu Sensoren in der Druckweiterverarbeitung, bitte die PDF-Datei herunterladen. Dort finden Sie auch noch mehr Abbildungen.
In der Druckweiterverarbeitung wird eine Vielzahl von Materialien verwendet wie Papier, Karton, Pappe, Kunststoffe, Gewebe, Heftgazen, Vliese, Schirting, Heftzwirne, Bänder, Heftdraht, Leder und Pergament. Neben den Herstellungsverfahren werden in diesem Kapitel Verarbeitungshinweise gegeben sowie die Eigenschaften der Materialien aufgezeigt, die wesentlich für die Druckweiterverarbeitung sind.
(Achtung! Bitte auch die PDF-Datei der einzelnen Kapitel ansehen bzw. herunterladen. Dort finden Sie zur Veranschaulichung die Abbildungen. Auf dieser Seite findet man die PDF-Datei.)
Seit der Erfindung vor etwa 2000 Jahren diente Papier über viele Jahrhunderte ausschließlich zum Beschreiben und Bedrucken, also zur Verbreitung von Wissen und Nachrichten. Auch heute wird noch knapp die Hälfte der Produktion für Zeitungen und Zeitschriften, Bücher, Werbung und Bürobedarf eingesetzt.
Seit dem 19. Jahrhundert haben sich aber der Anwendungsbereich und das Sortenangebot sehr vergrößert. In der Druckweiterverarbeitung sind spezielle Papiere für Vorsätze und Überzüge hinzugekommen. Ferner hat durch die steigende Buch- und Broschurenherstellung die Karton- und Pappenproduktion zugenommen. Auch die Verpackungsindustrie hat dazu stark beigetragen.
Papier, Karton und Pappe sind flächige Werkstoffe, die aus untereinander gleichen Grundstoffen und im Prinzip gleichen Fertigungsweisen hergestellt werden. Unterschieden werden sie hauptsächlich hinsichtlich der Masse je Flächeneinheit (Flächengewicht, g/m2).
(Für weitere Details zu den Flächengewichten von Papier und Pappe sehen Sie sich bitte die PDF-Datei an.)
Anhang | Größe |
---|---|
DWV03-1_Vers02-02_0917.pdf | 936.86 KB |
Papier wurde vor etwa 2000 Jahren in China erfunden.
Bis ins 19. Jahrhundert brauchte man Papier nur, um Informationen festzuhalten und weiterzugeben. Heute braucht man Papier für viele verschiedene Zwecke:
Mit der Entwicklung von Zeitungen in hohen Auflagen begann auch die industrielle Herstellung von Papier. Dafür braucht man Papier, Karton und Pappe. In der Druckweiterverarbeitung sind spezielle Papiere für Vorsätze und Überzüge dazugekommen.
Papier, Karton und Pappe sind in ihren Grundstoffen und in den Prinzipien der Herstellung gleich. Sie unterscheiden sich hauptsächlich in ihrer Masse (Gewicht) pro m2 (Flächengewicht = g/m2).
Papier | 7 g/m2 |
Papier / Karton | 150 g/m2 |
Karton | 250 g/m2 |
Karton / Pappe | 500 g/m2 |
Pappe | 600 g/m2 |
Karton ist ein aus Papierstoff bestehender flächiger Werkstoff, der zwischen Papier und Pappe liegt und hinsichtlich der Masse je Flächeneinheit (Flächengewicht 150 bis 600 g/m2) sowohl in das Gebiet der Papiere als auch der Pappen hineinreicht. Karton ist steifer als Papier, im allgemeinen aus hochwertigeren Stoffen als Pappe hergestellt, ein- oder mehrlagig gearbeitet und als endlose Bahn gefertigt.
Das Kapitel untergliedert sich in:
3.1.2.1 Herstellung von Kartons
3.1.2.2 Kartonarten
3.1.2.3 Verwendung von Karton
3.1.2.4 Anforderungen an Karton
3.1.2.5 Behandlung und Lagerung von Karton
Die Stärke von Karton liegt zwischen Papier und Pappe.
Das Flächengewicht reicht von 150 g/m2 bis zu 600 g/m2
Karton ist steifer als Papier. Karton ist meist aus hochwertigeren Stoffen als Pappe.
Der Faserstoff für Karton kann Weißschliff, Zellstoff und Altpapier sein. Einlagige Kartons werden wie Papier auf der Langsieb- oder Rundsiebmaschine hergestellt. Für die Herstellung von mehrlagigen oder mehrschichtigen Kartons gibt es verschiedene Möglichkeiten. Es werden die einzelnen Bahnen entweder zusammengegautscht oder zusammengeklebt.
Beim gegautschten Karton werden mehrere nasse Bahnen unmittelbar nach der Blattbildung übereinander geführt, gepresst und getrocknet. Dabei verfilzen die Fasern der einzelnen Schichten zu einer Bahn miteinander. Die einzelnen Lagen oder Schichten können sich hinsichtlich der Stoffzusammensetzung und Mahlung unterscheiden.
Hinsichtlich der Herstellung von gegautschtem Karton gibt es mehrere Möglichkeiten in der Ausführung der Siebpartien. So können mehrere Langsiebmaschinen miteinander kombiniert werden, aber auch Rundsiebmaschinen. Es gibt aber auch die Kombination von Lang- und Rundsiebmaschinen.
Geklebte Kartons werden aus zwei oder mehreren trockenen Kartonlagen auf der Kartonklebemaschine in Bahnen zusammengeklebt. Die einzelnen Kartonlagen können von gleicher, aber auch von verschiedener Stoffzusammensetzung sein. Selbst die Farbe kann unterschiedlich sein. Um festzustellen, aus wie viel Schichten oder Lagen ein Karton besteht, brennt man ihn an einer Ecke an. Dabei blättert er in die einzelnen Schichten auf. Besonders deutlich spalten sich geklebte Kartons auf. Karton kann ein- oder beidseitig geglättet, aber auch geprägt sein. Gut geschlossene Oberflächen erzielt man durch Streichen.
Faserstoff: Weißschliff, Zellstoff und Altpapier (-> 3.1.1.2)
Einlagige Kartons: auf der Langsieb- oder Rundsieb-Maschine
Mehrlagige Kartons: 2 Möglichkeiten
Bei gegautschem Karton werden Papier-Bahnen direkt aus der Papiermaschine nass übereinandergelegt, gepresst und getrocknet. Dabei verfilzen die Fasern der einzelnen Lagen zu einer Bahn. Mahlung und Faserstoffe der einzelnen Lagen können unterschiedlich sein.
Bei geklebtem Karton werden 2 oder mehr trockene Kartons auf der Kartonklebemaschine in Bahnen zusammengeklebt. Die Faserstoffe und Farben der einzelnen Lagen können gleich oder verschieden sein.
Karton kann auf einer Seite oder auf beiden Seiten geglättet oder geprägt sein.
Eine sehr glatte Oberfläche bekommt man durch Streichen (eine dickflüssige Masse oder Farbe auftragen = Veredelung).
Einlagige Kartons: Sie bestehen aus dickerem Faserstoff und werden auch Naturkartons genannt.
Mehrlagige Kartons (Multiplexkarton): Es sind Kartons aus mehreren Lagen, die sich entweder in der Stoffzusammensetzung, dem Flächengewicht oder der Farbe voneinander unterscheiden und in feuchtem Zustand miteinander verbunden sind (gegautscht).
Zweischichtige Kartons (Duplexkarton): Sie sind einseitig glatt und bestehen aus zwei Lagen:
• vorderseitige Lage aus Zellstoff und/oder Holzstoff und/oder Altpapier,
• rückseitige Lage aus Altpapier, gegebenenfalls mit Zellstoffzusatz.
Dreischichtige Kartons (Triplexkarton): Sie sind einseitig glatt und bestehen aus drei Lagen:
• Decklage (vorderseitige) aus Zellstoff und/oder Altpapier,
• Einlage aus Altpapier,
• Decklage (rückseitig) aus Holzstoff und/oder Zellstoff und/oder Altpapier.
Zu den dreischichtigen Kartons können der Chromoersatzkarton und der Bristolkarton gezählt werden.
Chromoersatzkarton ist ein einseitig glatter Umschlag oder Faltschachtelkarton, ein- oder beidseitig holzfrei weiß gedeckt, helle Einlage mit hohem Holzstoffanteil.
Bristolkarton ist ein aus drei oder mehr Schichten zusammengeklebter Karton. Die beiden Deckschichten bestehen aus holzfreien Stoffen, die Einlage ist im allgemeinen holzhaltig.
Gestrichene Kartons: Ein- oder mehrlagige Kartons erhalten einseitig oder beidseitigeinen Kreideaufstrich, der auch farbig sein kann. Nur einseitig gestrichener Karton wird Chromokarton genannt.
Beschichtete Kartons: Ein- oder mehrlagige Kartons werden einseitig mit Kunststoff beschichtet oder mit einer Kunststoff- oder Metallfolie kaschiert.
Karton-Art | Bezeichnung | Material / Eigenschaft |
einlagig | Naturkarton | Dicker Faserstoff |
mehrlagig | Multiplex-Karton | Lagen können sich unterscheiden bei
Lagen werden nass verbunden (gegautscht) |
2-schichtig | Duplex-Karton | Aus 2 Lagen, die auf 1 Seite glatt sind.
|
3-schichtig | Triplex-Karton z. B. Chromo-Ersatzkarton und Bristol-Karton | Aus 3 Lagen, die auf 1 Seite glatt sind.
|
1-seitig gestrichener Umschlag oder Faltschachtel-Karton
In der Druckweiterverarbeitung findet Karton Verwendung für Broschurenumschläge, Einlageblätter bei Alben, Karteikarten, Trennblätter und Passepartouts. Gegautschter Karton ist dem geklebten Karton vorzuziehen, da er sich durch Einwirkung von Klebstofffeuchte nicht so leicht spaltet. In der Kartonagenindustrie wird Karton für Verpackungen und Faltschachteln, Schuber und Etuis verwendet.
In der Druckweiterverarbeitung:
Broschuren-Umschläge, Einlageblätter bei Alben, Karteikarten, Trennblätter und Passepartouts.
Gegautschter Karton ist besser als geklebter Karton, weil er sich nicht so leicht spaltet.
In der Kartonagen-Industrie:
Verpackungen, Faltschachteln, Schuber und Etuis.
Für die Druckweiterverarbeitung werden an die verschiedenen Kartonarten folgende Anforderungen gestellt:
• Gute Rillfähigkeit, d. h., beim Rillen darf die Deckschicht nicht platzen, die einzelnen Lagen sich nicht aufspalten, eine Lackierung oder Beschichtung (Strich) nicht brechen.
• Hohe Elastizität, d. h., der Karton muss biegefähig und verformbar sein, muss sich verdichten und durch die Rillwerkzeuge verdrängen lassen und darf beim Rillen oder Prägen nicht brechen.
• Hohe Spaltfestigkeit, d. h., der Karton darf sich an der Schnittkante oder am Broschurenrücken nicht spalten und die einzelnen Lagen sich nicht ablösen.
• Ausreichende Stanz- oder Schnittfestigkeit, d. h. der Karton muss einen gratfreien Schnitt ohne Einrisse gewährleisten.
• Hohe Dimensionsstabilität und Planlage um ein störungsfreies Verarbeiten in Hochleistungsmaschinen zu ermöglichen.
• Weitgehende Säurefreiheit bei Foto- und Passepartoutkarton, damit an Bildern oder Grafiken keine Schäden durch Fleckenbildung entstehen.
Anforderung | Begründung |
Gute Rill-Fähigkeit |
|
Hohe Elastizität |
|
Hohe Spaltfestigkeit |
|
Gute Stanz- oder Schnittfestigkeit |
|
Stabile Größe und | Für die Verarbeitung mit modernen Hochleistungsmaschinen |
Foto- und Passepartout-Karton dürfen keine Säure enthalten, damit die Bilder oder Grafiken nicht beschädigt werden, zum Beispiel Flecken bekommen.
Für die Behandlung und Lagerung von Karton gelten weitgehend dieselben Bedingungen wie bei Papier (siehe 3.1.1.9).
Für die Behandlung und Lagerung von Karton gelten die gleichen Regeln wie bei Papier.
Papier ist ein flächiger (aus mechanisch oder chemisch freigelegten Pflanzenfasern unter Zusatz von Hilfsstoffen, wie Füllstoffen, Farbstoffen und Leim bestehender) Werkstoff, der durch Entwässerung auf einem Sieb gebildet wird.
Das Kapitel untergliedert sich in:
• 3.1.1.1 Papiere nach der Art der Herstellung
• 3.1.1.2 Papiere nach der Faserstoffzusammensetzung
• 3.1.1.3 Einfluss der Stoffmahlung und der Zusatzstoffe auf die Papiereigenschaften
• 3.1.1.4 Herstellung der Papier-, Karton- und Pappenbahn
• 3.1.1.5 Papiere nach ihrer Oberflächenbeschaffenheit
• 3.1.1.6 Lieferformen von Papier
• 3.1.1.7 DIN-Formate
• 3.1.1.8 Papiere der Druckweiterverarbeitung
• 3.1.1.9 Behandlung und Lagerung von Papier
Papier besteht aus Pflanzenfasern und Hilfsstoffen. Es gibt sehr viele verschiedene Papierarten.
Nach der Art der Herstellung können die Papiere in die handgeschöpften Büttenpapiere und die maschinell gefertigten Massenpapiere unterteilt werden.
Handgeschöpfte Büttenpapiere: Echte handgeschöpfte Büttenpapiere werden heute nur noch in sehr wenigen Betrieben erzeugt. Die Herstellung geht weitgehend in der gleichen Weise vor sich wie in den alten Papiermühlen. Aus einer Bütte, in der sich der gereinigte und mit Wasser verdünnte Faserbrei befindet, werden mit einer Schöpfform, einem rechteckigen Holzrahmen, auf dem ein Metallsieb befestigt ist, die Bogen geschöpft. Nach dem Schöpfen werden die Bogen zwischen Filzen gepresst und zum Trocknen aufgehängt.
Handgeschöpfte Büttenpapiere werden weitgehend aus Hadern hergestellt. Die charakteristischen Merkmale sind:
• der fasrige, unregelmäßig verlaufende und nach außen dünner werdende Rand,
• keine Laufrichtung und daher Dehnung nach allen Seiten,
• in der Durchsicht deutliche Siebmarkierung erkennbar,
• keine geschlossene und ebene Oberfläche.
Handgeschöpfte Büttenpapiere finden nur noch im handwerklich-künstlerischen Bereich Verwendung, und zwar als:
• Vorsatzpapier,
• Überzugspapier,
• Papier für wertvolle Gästebücher und Chroniken,
• Urkunden und Dokumente.
Maschinell gefertigte Papiere: Abgesehen von der verschwindend kleinen Gruppe der handgeschöpften Büttenpapiere, werden die heutigen Papiere in großen Mengen auf hochmodernen, sehr schnell laufenden Papiermaschinen hergestellt. Maschinell gefertigte Papiere unterscheiden sich von handgeschöpften Papieren hauptsächlich darin, dass sie
• eine Laufrichtung haben,
• die Ränder glatt sind,
• die Oberfläche glatter und gleichmäßiger ist.
Die Vielzahl der Papierarten, die heute produziert werden, sind fast unüberschaubar. Es wird versucht, sie nach folgenden Gesichtspunkten zu unterteilen: Stoffzusammensetzung,
Oberflächenbeschaffenheit, Verwendungszweck in der Druckweiterverarbeitung.
Man unterscheidet 2 Arten der Herstellung:
Für die Herstellung handgeschöpfter Büttenpapiere braucht man:
Man taucht den Holzrahmen (= die Schöpfform) in den dünnflüssigen Faserbrei ein und schöpft so die einzelnen Bogen. Dann werden die Bogen zwischen Filzen gepresst und zum Trocknen aufgehängt.
Hinweis:
Nur sehr wenige Betriebe machen heute noch handgeschöpfte Büttenpapiere.
Papiere werden heute auf modernen und schnellen Maschinen hergestellt.
Abgesehen von einer noch kleinen Prozentzahl an synthetischen Fasern sind die heutigen Papierfaserstoffe fast ausschließlich pflanzlicher Herkunft. Neben Stroh und einigen Gräsern bildet das Holz die wichtigste Rohstoffquelle. Am besten ist Nadelholz zur Faserstoffgewinnung geeignet. Die Zerlegung in die einzelnen Fasern, auch Aufschluss genannt, erfolgt entweder mechanisch oder chemisch.
Holzstoff ist der Oberbegriff für die verschiedenen Arten der weitgehend durch mechanische Mittel hergestellten Faserhalbstoffe aus Holz. Er wird untergliedert in die rein mechanischen Holzstoffe: Holzschliff, Braunschliff und Refiner-Holzstoff sowie die Holzstoffe mit thermischer und/oder chemischer Vorbehandlung: thermischer Refiner-Holzstoff, chemisch thermischer Refiner-Holzstoff.
Holzschliff (Weißschliff) wird auf rein mechanischem Wege durch Schleifen von Nadelhölzern, meist Fichte, hergestellt. Dabei wird das Holz bis zu einer Feinheit zerlegt, die der Größenordnung der Zellulosefasern nahe kommt. Die entrindeten und auf etwa ein Meter Länge geschnittenen Stämme werden unter Zusatz von Wasser an schnell rotierende Schleifsteine gepresst. Daher oft auch als Steinschliff bezeichnet. Die raue Steinoberfläche reißt aus dem Holz sowohl unversehrte Fasern von 1 bis 4 mm Länge als auch Faserbruchstücke und feinste Faserpartikel heraus. Holzschliff ist ein billiger Faserstoff, der neben den Zellulosefasern noch alle nichtfasrigen Bestandteile des Holzes, wie z. B. Lignin und Harz, enthält. Er ist kurzfasrig, spröde, hart und trotz Bleichung etwas gelblich.
Beim Braunschliffverfahren wird das entrindete Schleifholz mehrere Stunden unter Druck gedämpft. Dadurch wird der Holzfaserverband gelockert und beim Schleifen ein langer, röscher Stoff gewonnen bei allerdings starker und nicht bleichbarer Bräunung. Das Verwendungsgebiet dieses Stoffes ist dadurch wesentlich eingeschränkt und beschränkt sich auf Packpapiere, Kartons und Pappen (Lederpappe).
Beim Refiner-Holzstoff wird das Holz in Refinern zerfasert. Der Refiner besteht im Wesentlichen aus zwei Mahlscheiben, die aus profilbestückten Segmenten bestehen. Von diesen steht meist eine fest, während die andere parallel dazu schnell rotiert. Die Scheiben sind in der Form ausgebildet, dass der Mahlspalt gegen den Umfang zu immer enger wird. Im Zentrum ergibt sich dadurch eine Aufbrechzone, die dann in die Mahlzone übergeht. Im Gegensatz zum Steinschliff muss das Holz vor dem Zerfasern in kleine Holzstückchen, den sogenannten Hackschnitzeln, zerkleinert werden. Diese Hackschnitzel werden kontinuierlich im Zentrum zwischen die Mahlscheiben eingespeist, in der Aufbrechzone zerkleinert und durch Zentrifugalkräfte in die Mahlzone getrieben. Durch eine kombinierte Kompressions- und Wälzwirkung entsteht eine Reibungswärme, die zur Erweichung des Lignins führt und die Zerfaserung ermöglicht. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen darin, dass man Industrierestholz, Sägewerksabfälle und sogar grobes Sägemehl aufarbeiten kann. Ferner erhält man einen langfasrigeren Holzstoff mit hohen Festigkeitseigenschaften. Der Splittergehalt dagegen sinkt ab. Die internationale Bezeichnung dieses Verfahrens lautet Refiner-Mechanical-Pulp oder abgekürzt RMP.
Der Unterschied vom thermo-mechanischen Holzstoff (TMP) zum Refiner-Holzstoff besteht in der thermischen Vorbehandlung der Hackschnitzel, ansonsten sind die Prozesse weitgehend identisch. Die Hackschnitzel werden in einem Vorwärmer mittels Dampf imprägniert, zwischen die Mahlscheiben eingeführt und zerlegt. Die Dämpfzeit beträgt ca. 1–3 Minuten bei 110–130 °C und ca. 1–2 bar Überdruck. Die thermische Vorbehandlung ermöglicht eine sehr schonende Zerfaserung, wobei man einen qualitativ sehr hochwertigen Holzstoff erhält, der sich durch viele gut erhaltene, lange, geschmeidige Holzfasern auszeichnet und kaum Splitter enthält. Der größere Anteil an unversehrten Fasern ist für einige Festigkeitseigenschaften von großem Vorteil. Die internationale Bezeichnung dieses Verfahrens lautet Thermo-Mechanical-Pulp oder abgekürzt TMP.
Beim chemisch-thermomechanischen Holzstoff (CTMP) werden im Unterschied zum TMP-Verfahren die Hackschnitzel nicht nur mit Dampf, sondern auch mit Chemikalien, meist Sulfiten und Bisulfiten, imprägniert. Dadurch bewirkt man ein Anlösen der Harze und des Lignins im Holz, wodurch beim anschließenden Zerfasern die eigentliche Zellulosefaser teilweise ganz aus ihrem Verband gelöst werden kann. Diese Art der Holzstofffaser bleibt verhältnismäßig lang und geschmeidig und stellt schon beinahe einen Übergang zum wertvolleren Zellstoff dar. Die internationale Bezeichnung dieses Verfahrens lautet Chemical-Thermo-Mechanical-Pulp oder abgekürzt CTMP.
Papiere, wie auch Kartons mit Holzstoffzusätzen, werden als holzhaltig (hin) bezeichnet. Die Höhe des Holzstoffzusatzes kann sich positiv wie negativ auf die Qualität des Papieres auswirken.
Positive Auswirkungen sind:
• Herabsetzung des Flächengewichtes,
• Erhöhung der Opazität (Undurchsichtigkeit),
• Erhöhung der Biegesteifigkeit besonders bei Karton.
Negative Auswirkungen sind:
• Verringerung der Festigkeit,
• Vergilbung und Brüchigwerden bei Lichteinwirkung,
• Verminderung der Spaltfestigkeit bei mehrlagigem Karton,
• vermehrter Staubanfall bei der Verarbeitung (schneiden, falzen).
Zellstoff erhält man durch chemischen Aufschluss des Holzes. Bei diesem Verfahren wird das zu Hackschnitzeln zerkleinerte Holz in Säuren oder Laugen bei hohem Dampfdruck gekocht. Diese Flüssigkeiten haben die Fähigkeit, diejenigen Stoffe aus dem Holz herauszulösen, die im Papier nachteilig sind. Es sind dies vor allem die nichtfasrigen Bestandteile wie Lignin und Harze, die auch Inkrusten genannt werden. Man erhält eine weitgehend unzerstörte Zellstofffaser, deren Festigkeit erhalten blieb. Papiere, wie auch Kartons, die nur aus Zellstoff hergestellt sind, werden als holzfrei (h'fr) bezeichnet. Sie sind sehr fest, zäh, elastisch und geschmeidig. Unter Lichteinwirkung vergilben sie kaum oder gar nicht.
Hadernstoffe sind pflanzliche Faserstoffe, die aus textilen Abfällen von Baumwolle, Leinen, Hanf und Flachs gewonnen werden. Es sind lange, geschmeidige und unverholzte Fasern von hoher Festigkeit. Hadernstoffe sind die ältesten und edelsten Halbstoffe für die Papiererzeugung. Sie wurden bereits bei der mittelalterlichen Papierherstellung eingesetzt und dienen heute noch zur Herstellung hochwertiger Papiere von großer Zähigkeit, Falz- und Knitterfestigkeit (z. B. Banknoten- und Dokumentenpapiere).
Synthetische Fasern sind Kunststoffe, die aus Großmolekülen aufgebaut sind. Ihre Faserform erhalten sie durch Spinn- oder Spritzprozesse. Synthetische Fasern haben eine sehr hohe Festigkeit, nehmen kein Wasser auf und verrotten nicht. Da sie nicht wie pflanzliche Fasern wiederum aus feinsten Einzelfäserchen bestehen, verfilzen sie kaum miteinander, sondern müssen bei der Blattbildung untereinander verklebt werden.
Faserstoffe aus Altpapier: Es handelt sich hier um keinen neuen Faserstoff, sondern um Fasern, die man durch die Zerlegung von Papierabfällen oder gebrauchtem Papier gewinnt (sekundärer Faserstoff). Über 40 % der gesamten Faserstoffmenge werden heute schon aus Altpapier gewonnen. Die Qualität des Faserstoffes aus Altpapier hängt entscheidend vom vorangegangenen Verwendungszweck des Papieres ab. Verschmutzungsgrad, Holzhaltigkeit und Farbe spielen eine große Rolle. Überwiegend wird dieser Faserstoff zur Herstellung von Umweltpapier, Packpapier, Karton und Pappe eingesetzt.
Papierarten: Nach der Art, der Menge und dem Mischungsverhältnis der angesprochenen Faserstoffe werden die Papiere in folgende Gruppen unterteilt:
• Hadernpapiere: Zu ihrer Herstellung wird nur Hadernhalbstoff verwendet. Beispiele: handgeschöpfte Büttenpapiere, Banknoten- und Dokumentenpapiere.
• Hadernhaltige Papiere: Es sind holzfreie Papiere mit einer Beimischung von mindestens 10% Hadernhalbstoff. Hauptanteil ist Zellstoff. Beispiele: hochwertige Schreib- und Zeichenpapiere, Dünn- und Bibeldruckpapiere.
• Holzfreie Papiere werden ausschließlich aus reinem Zellstoff hergestellt, dürfen jedoch bis 5% verholzte Fasern enthalten. Beispiele: gute Schreib- und Druckpapiere, Vorsatzpapiere, viele Überzugspapiere.
• Holzhaltige Papiere bestehen zu 10 bis 90% (z. B. bei Zeitungsdruckpapier) aus Holzstoff, der Rest ist Zellstoff oder Altpapier. Sie bilden den mengenmäßig größten Anteil der verbrauchten Papiere. Nach dem Holzstoffgehalt werden sie unterteilt in:
− fast holzfreie Papiere,
− leicht holzhaltige Papiere,
− mittelfeine Papiere (Holzstoffanteil 30 bis 50%)
− stark holzhaltige Papiere (Holzstoffgehalt bis zu 90%).
Beispiele: billige Schreibpapiere, Druckpapiere für Massendrucksachen, Zeitschriften- und Zeitungsdruckpapier.
• Synthetische Papiere: Sie bestehen entweder ganz aus Kunststofffasern oder enthalten eine Beimischung von Zellstoff. Ihre mechanische Festigkeit ist sehr hoch, d. h., sie sind kratz- und scheuerfest, sehr reißfest und lassen sich oft falzen, ohne zu brechen (hohe Falzfestigkeit). Viele Sorten sind sogar wasserfest und können mit den gebräuchlichen Klebstoffen der Buchbinderei nicht mehr verklebt werden.
Beispiele: Ausweise, Führerscheine, langlebige Gebrauchsanweisungen, wasserfeste Landkarten u. ä.
Die meisten Papiere werden aus pflanzlichen Rohstoffen hergestellt:
Der Rohstoff wird mechanisch oder chemisch in einzelne Fasern aufgetrennt. Das nennt man auch Aufschluss.
Lignin und Harze sind Inkrusten. Das sind Einlagerungen in den Zellwänden von Pflanzen. Diese machen die Zellwände stabiler. Bei der Papierherstellung müssen die Inkrusten im Rohmaterial (meist Holz) entfernt werden, damit die Qualität gut wird.
Stoffe bei der Papier-Herstellung | |
Rohstoffe | Holz oder Pflanzen |
Halbstoffe | Zellstoff, Holzschliff, Hadern-Halbstoff |
Füllstoffe | Titanweiß, Talkum u.a. |
Zusatzstoffe | Leim, Aufheller u.a. |
Der Oberbegriff für die Faser-Halbstoffe aus Holz ist Holzstoff
Man unterscheidet:
Holzschliff ist mechanisch zerfasertes Holz. Die Rinde wird entfernt und die Stämme werden auf circa 1 Meter Länge geschnitten. Die Stämme werden gegen schnell rotierende Schleifsteine gepresst (= Steinschliff). Dabei wird die Schleifstelle ständig von Wasser befeuchtet.
Beim Schleifen reißt der Stein sowohl 1 bis 4 mm lange Fasern als auch kleine und kleinste Faserteilchen aus dem Holz.
Holzschliff ist billig. Er enthält Zellulose-Fasern, aber auch alle nicht-fasrigen Bestandteile, z. B. Lignin und Harz. Er hat kurze Fasern, ist spröde, hart und gelblich.
Die Rinde wird entfernt und die Stämme werden mehrere Stunden unter Druck gedämpft. Dadurch lockert sich die Verbindung zwischen den Holzfasern und sie lösen sich leichter. Die Fasern bleiben länger.
Braunschliff ist braun und kann nicht gebleicht werden. Deshalb verwendet man Braunschliff für Packpapiere, Kartons und Pappen (Lederpappe).
Beim Refiner kann man keine Stämme verwenden, sondern das Holz muss zuerst in kleine Holzstückchen zerkleinert werden. Diese nennt man Hackschnitzel.
Im Refiner (von englisch to refine = verkleinern) werden die Holzstückchen zwischen 2 Mahlscheiben gemahlen. Eine Mahlscheibe steht meist fest, die andere rotiert.
Die Hackschnitzel kommen in die Mitte und werden in die Mahlzone transportiert. ⇒ Die Reibung erzeugt Wärme. ⇒ Das Lignin wird weich. ⇒ Das Holz lässt sich in einzelne Fasern trennen.
Internationale Bezeichnung: Refiner-Mechanical-Pulp (RMP)
Bei TMP werden die Hackschnitzel zuerst bis zu 3 Minuten lang mit 110 -130 C heißem Wasserdampf thermisch vorbehandelt, dann bei einem Überdruck von ca. 1 – 2 bar zwischen den Mahlscheiben gemahlen (zerfasert)
Internationale Bezeichnung: Thermo-Mechanical-Pulp (TMP)
Abb. 3.1-4. Stetigschleifer. 1 Holz-Füllschacht, 2 Ketten, 3 Schleifstein, 4 Trog, 5 Spritzwasser, 6 Schärfkanone, 7 Auslauf
Beim CTMP werden die Hackschnitzel nicht nur mit Dampf, sondern auch mit Chemikalien vorbehandelt. Die Chemikalien sind meist Sulfiten und Bisulfiten. Die Chemikalien bewirken, dass sich Harze und Lignin im Holz lösen. Dadurch werden die Zellulosefasern teilweise ganz aus ihrem Verband gelöst.
Internationale Bezeichnung: Chemical-Thermo-Mechanical-Pulp (CTMP)
Holz-Anteile im Papier können sich positiv und negativ auf die Papier-Qualität auswirken.
Positiv:
Negativ:
Zellstoff wird durch chemischen Aufschluss aus Holz gewonnen. Aufschluss bedeutet: Zerlegung in einzelne Fasern.
Papiere aus Zellstoff nennt man holzfrei, obwohl der Rohstoff Holz ist.
Hadernstoffe sind pflanzliche Faserstoffe, die aus alten Textilien (Baumwolle, Leinen, Hanf, Flachs) gewonnen werden. Die Fasern sind lang, biegsam und sehr fest. Hadernstoffe sind die ältesten und edelsten Halbstoffe für die Papiererzeugung.
Hadernpapiere sind heute aus einer Mischung: reiner Zellstoff, Baumwoll-Linters und recycelten Textilien.
Hochwertige Papiere, die falz- und knitterfest sein müssen, z.B. für Geldscheine und Urkunden.
Synthetische Fasern sind Kunststoffe, die aus Großmolekülen aufgebaut sind.
Die Fasern entstehen durch Spinnen und Spritzen. Um ein Blatt Papier herzustellen, werden die synthetischen Fasern miteinander verklebt.
Man kann auch aus Altpapier wieder Fasern gewinnen. Diese nennt man Sekundärfasern. Über 40 % der Faserstoffe werden heute aus Altpapier gewonnen.
Die Qualität des Faserstoffes ist abhängig von der Qualität des Altpapiers. Zum Beispiel davon, wie stark ein Papier verschmutzt ist oder wieviel Farbe es enthält.
Umweltpapier, Packpapier, Karton und Pappe.
Man unterscheidet die Papier-Arten nach den Faserstoffen:
Papier-Art | Faserstoffe | Verwendung für … |
Hadernpapier | 100% Hadernhalbstoff | Handgeschöpfte Büttenpapiere Geldscheine Wichtige Dokumente |
Hadernhaltiges Papier | Mind. 10% Hadernhalbstoff Hauptanteil: Zellstoff holzfrei | Sehr gute Schreibpapiere sehr gute Zeichenpapiere Dünnpapiere Bibeldruck-Papiere |
Holzfreies Papier | 100% Zellstoff (bis 5% verholzte Fasern erlaubt) | Gute Schreibpapiere Gute Druckpapiere Vorsatz-Papiere Überzug-Papiere |
Holzhaltiges Papier | 10 – 90% Holzstoff Einteilung: fast holzfrei leicht holzfrei mittelfein (30 – 50% Holzstoff) stark holzhaltig (bis 90% Holzstoff) | Zeitungspapier Zeitschriftenpapier Billige Schreibpapier Papier für Massendruck |
Synthetisches Papier | 100% Kunststoff-Fasern (manchmal auch mit etwas Zellstoff) | Ausweise Führerscheine Wasserfeste Landkarten |
Unter Stoffmahlung versteht man eine mechanische Bearbeitung der Faser. Dabei werden die in Wasser aufgeschwemmten Fasern zwischen rotierenden Messern entweder geschnitten oder gequetscht. Mahlgeräte sind der veraltete, diskontinuierlich arbeitende Holländer und der moderne, kontinuierlich arbeitende Scheiben- oder Kegelrefiner (Kegelstoffmühle). Die Aufgabe der Mahlung besteht darin, bestimmte Papiereigenschaften zu entwickeln.
Bei der schneidenden Mahlung (rösche Mahlung) werden die Fasern senkrecht zu ihrer Längsachse abgeschnitten. Die Faserhohlräume bleiben erhalten, nur die Faserlänge wird gekürzt. Rösch gemahlener Faserstoff entwässert leichter auf der Papiermaschine und ergibt ein voluminöses, weiches, saugfähiges und opakes (undurchsichtiges) Papier von geringerer Festigkeit. Beispiele für Papiere mit rösch gemahlenem Faserstoff sind Werkdruckpapiere, Löschpapiere, Hygienepapiere.
Bei der quetschenden Mahlung (schmierige Mahlung) werden die Fasern in ihrer Längsachse aufgerissen und in ihre Fibrillen (feinste Einzelfäserchen) aufgespalten. Die Faserhohlräume gehen verloren, die Oberfläche wird vergrößert, die Faserlänge bleibt erhalten. Bei der Blattbildung lagern sich die Fasern enger, das gegenseitige Verfilzen wird begünstigt. Dies ergibt ein sehr dichtes, wenig saugfähiges Papier mit hoher Transparenz und sehr guten Festigkeitseigenschaften. Beispiele für Papiere mit sehr schmierig gemahlenem Faserstoff sind Pergamentersatzpapier, Transparentpapier, Pergaminpapier.
Die meisten Papierarten der Buchbinderei liegen in der Mahlung zwischen den beschriebenen Extremen der röschen und stark schmierigen Mahlung.
Hilfsstoffe sind nichtfasrige Zusatzstoffe zum Papier. Hierzu gehören:
• Füllstoffe,
• Leimstoffe,
• Farbstoffe sowie
• spezielle Hilfsstoffe.
Sie verleihen dem Papier spezielle Eigenschaften die durch Faserstoffe allein nicht erreichbar sind.
Bei der Stoffmahlung werden Fasern, die vorher in Wasser aufgeschwemmt sind, geschnitten oder gequetscht.
Mahlgeräte: Holländer (veraltet), Scheiben-Refiner, Kegel-Refiner (Kegelstoffmühle). Alle Geräte haben rotierende Messer.
Die Papier-Eigenschaften kann man schon beim Mahlen beeinflussen und mitbestimmen.
Man unterscheidet 2 Arten der Mahlung:
Beispiele: Werkdruckpapiere, Löschpapiere, Hygienepapiere.
Beispiele: Pergamentpapier, Transparentpapier , Pergaminpapier.
Mahlung | Faser | Eigenschaft |
Schneidend (= rösch) | gekürzt Faser-Hohlraum intakt | sehr saugfähig weich opak (undurchsichtig) |
Quetschend (= schmierig) | nicht gekürzt Faser-Hohlraum zerstört | wenig saugfähig sehr fest transparent (durchsichtig) |
a) Füllstoffe
b) Leimstoffe
c) Farbstoffe
d) spezielle Hilfsstoffe.
Mit Hilfsstoffen kann man dem Papier bestimmte Eigenschaften geben.
Füllstoffe sind weiße, nicht-wasserlösliche Verbindungen (Pigmente). Sie sollen die winzigen Zwischenräume zwischen den verfilzten Fasern ausfüllen. Ihr Anteil ist bis 30%.
Füllstoffe sind meist Mineralstoffe, z. B. Kaolin (Porzellanerde oder weiße Tonerde), Talkum (feines Puder aus einem Mineral) Kreide, Gips.
Positive Einflüsse auf die Papier-Qualität (vor allem bei grafischen Papieren):
Negative Einflüsse auf die Papier-Qualität
Leimstoffe sind Naturharze, Kunstharze und Stärke. Die Leimung soll das Papier weniger saugfähig machen.
Nachteile bei Papier mit hoher Saugfähigkeit:
Die Menge der Leimung ist unterschiedlich, je nach der Papier-Art.
Papier-Art | Leimung | Begründung |
Schreibpapier | Voll-Leimung | Damit man mit Tinte schreiben kann |
Vorsatz-Papier | Wenig Leimstoffe | Damit sich Klebstoff gut mit dem Papier verbindet |
Löschpapier | Keine Leimstoffe | Damit das Papier sehr saugfähig ist |
Man unterscheidet :
Man unterscheidet:
Weiße Papiere werden oft bläulich getönt, damit man den Gelbstich vieler Faserstoffe nicht sieht. Das Papier wirkt weißer.
Farbstoffe für farbige Überzugs- und Vorsatzpapiere müssen lichtecht, wasserfest, scheuerfest und säure- und laugenecht sein.
Optische Aufheller verwandeln ultraviolettes Licht in blaues Licht. Dadurch wirkt das Papier heller und weißer.
Andere Zwecke: Papier flammsicher machen, vor Insekten schützen u.a.
Ist der Faserstoff gemahlen und gereinigt, werden die Hilfsstoffe zugesetzt. Es entsteht der Ganzstoff. Dieser Ganzstoff wird auf eine Stoffdichte von 0,5 bis 2 % verdünnt und fließt auf die Papiermaschine.
Papiermaschinen können unterteilt werden in Lang- und Rundsiebmaschinen. Sie unterscheiden sich voneinander hauptsächlich in der Siebpartie.
Die Langsiebmaschine ist heute die häufigste Ausführung. Es werden auf ihr in großen Mengen überwiegend die Schreib- und Druckpapiere hergestellt. Ein endloses Bronze- oder Kunststoffsieb läuft horizontal über eine Anzahl von Rollen, Abstreichern und Saugkästen, durch welche es getragen, gespannt und der Stoffbrei entwässert wird. Der Faserbrei wird durch den Stoffauflauf auf das Sieb gebracht und das Faservlies, das sich durch die Entwässerung gebildet hat, am Ende wieder abgenommen.
Zur Vermeidung der Zweiseitigkeit des Papiers, zur schnelleren Entwässerung der Bahn und zur Erzielung höherer Produktionsgeschwindigkeiten werden Doppelsiebmaschinen eingesetzt. Durch Doppelsiebformer zieht man das Wasser beidseitig ab. Die Doppelsiebtechnik wird heute vielfach zur Herstellung von Hygiene- und Zeitungsdruckpapieren und holzfreien Druck- und Schreibpapieren eingesetzt.
Rundsiebmaschinen werden vor allem zur Herstellung von Maschinenbütten- und Spezialpapieren, Kartons und Pappen eingesetzt. Das Sieb dieser Papiermaschine hat eine zylindrische Form. Dieser Zylinder dreht sich und läuft dabei durch einen Trog, in dem sich der mit Wasser aufbereitete Faserbrei befindet. Beim Durchlaufen des Siebes durch den Faserbrei bleibt ein Teil der Fasern als dünne Schicht auf der Außenseite des Siebes hängen und wird herausgeschöpft. Das überschüssige Wasser des geschöpften Faserbreis fließt durch das Sieb ins Innere des Zylinders ab. Nach etwa einer halben Umdrehung wird die noch feuchte Papierbahn von einem endlos über ein Walzensystem laufenden Filztuch abgegautscht (abgehoben).
Jede Papiermaschine, ob Lang- oder Rundsieb, besteht aus drei großen Abschnitten:
der Siebpartie, der Pressenpartie und der Trockenpartie. Obwohl sich die einzelnen Abschnitte in der Bauweise stark voneinander unterscheiden können, laufen auf ihnen jedoch dieselben Vorgänge ab.
Die Siebpartie umfasst jenen Teil der Papiermaschine, wo der stark verdünnte Ganzstoff auf das Sieb auffließt und so weit entwässert wird, dass sich ein endloses, nasses Faservlies bildet. Man nennt diesen Vorgang Blattbildung. Während das Wasser durch die Siebmaschen hindurch abgezogen wird und sich die Fasern auf dem Sieb ablagern und miteinander verfilzen, werden sie auch in der Lauf- oder Drehrichtung des Siebes ausgerichtet. Es entsteht die Laufrichtung des Papiers.
Bedingt durch die Struktur des Siebes entsteht in der Siebpartie auch die Zweiseitigkeit des Papiers. Wir bezeichnen die auf dem Sieb liegende Seite als Siebseite, da sie eine leichte Siebmarkierung zeigt. Die obere Seite wird vom Papiermacher als Oberseite, vom Buchbinder als Filzseite bezeichnet.
Während der Blattbildungsphase entsteht in der Siebpartie auch das echte Wasserzeichen. Mit dem Egoutteur, einer siebbespannten Walze, die die Form des späteren Wasserzeichens erhaben trägt, wird es an der Oberseite in die noch nasse Papierbahn eingedrückt. Dabei wird an den betreffenden Stellen der Faserstoff verdrängt. Es entstehen dünnere Stellen im Papier.
In der Pressenpartie wird die gebildete Papierbahn, die noch etwa 80 % Wasser enthält, durch Pressdruck und Vakuum entwässert. Durch den aufgebrachten Druck erfolgt ferner eine weitere Verdichtung der Papierbahn.
In der Trockenpartie wird die Restfeuchte von immer noch 40–50 % entzogen. Dabei wird die Papierbahn schlangenförmig über dampfbeheizte Trockenzylinder geführt, wobei das Restwasser verdunstet.
Meist durchläuft die Papierbahn nach den Trockenzylindern noch ein einfaches Glättwerk.
Es werden Unebenheiten des nunmehr trockenen Fasergefüges ausgeglichen und die Oberfläche leicht geglättet. Papier, das nach dieser Behandlung die Papiermaschine verlässt, heißt „maschinenglatt“.
Da sich die Papierbahn in der Trockenpartie stark erwärmt hat, wird sie noch über Kühlzylinder geführt.
Aus den Faserstoffen, den Halb-Stoffen und den Hilfsstoffen entsteht der Ganzstoff. Der Ganzstoff wird verdünnt (Dichte 0,5 bis 2 %) und fließt auf die Papiermaschine.
2 Typen von Papiermaschinen
Sie unterscheiden sich hauptsächlich in den Sieben:
Die Langsieb-Maschine ist die häufigste Maschine.
Der Faserbrei wird durch den Stoffauflauf gleichmäßig auf das Sieb verteilt. Das Sieb ist ein endloses Bronze- oder Kunststoffsieb. Es läuft horizontal über Rollen, Abstreicher und Saugkästen. Dabei wird der Faserbrei entwässert und es bildet sich ein Faservlies.
Am Ende wird das Faservlies wieder abgenommen.
Abb. 3.1-5: Langsiebmaschine
Hinweis:
Ober- und Unterseite des Papiers dürfen nicht verschieden sein.
Deshalb gibt es Doppelsieb-Maschinen.
Verwendung: Hygienepapiere, Zeitungspapiere, holzfreie Druck- und Schreibpapiere
Abb. 3.1-6 Doppelsieb-Maschine: 1 Stoffauflauf, 2 Brustwalze, 3 Siebtisch, 4 Entwässerungskasten, 5 Stütztisch mit Formierungsleisten, 6 Siebleitwalzen, 7 Trennsauger, 8 Siebsaugwalz, 9 Filzbahn, 10 Abnahmewalze, 11 Filzbahn und Papier
Die Rundsieb-Maschine wird seltener verwendet. Sie arbeitet langsamer und ist vor allem für hochwertige Papiere.
Das Sieb hat eine Zylinder-Form. Der Zylinder dreht sich und läuft dabei durch eine Wanne mit dem Faserbrei. Eine dünne Faserschicht bleibt außen an dem Sieb hängen. Das Wasser tropft innen ab.
Nach ungefähr einer halben Umdrehung wird die Papierbahn von einem Filztuch abgehoben (abgegautscht). Das Filztuch läuft über ein Walzensytem.
Verwendung: Hochwertige Papiere, Spezialpapiere, Maschinenbüttenpapiere, Kartons und Pappen.
Abb. 3.1-6: Rundsieb-Maschine
Der Arbeitsablauf ist bei beiden Maschinen grundsätzlich gleich.
In der Siebpartie fließt stark verdünnter Ganzstoff auf das Sieb. Er wird entwässert und bildet ein endloses, nasses Faservlies. Man nennt das „Blattbildung“.
Beim Entwässern lagern sich die Fasern auf dem Sieb ab und verfilzen miteinander. Dabei werden sie auch in der Lauf- oder Drehrichtung des Siebes ausgerichtet. Es entsteht die Laufrichtung des Papiers.
In der Siebpartie entsteht auch die Zweiseitigkeit des Papiers.
Es gibt eine Sieb-Seite und eine Filz-Seite.
Auf der Oberseite wird das echte Wasserzeichen eingedrückt.
Dafür braucht man einen Egoutteur (s. Abb. Langsiebmaschine). Ein Egoutteur ist eine Walze mit leichten Erhöhungen. Sie ist mit einem Siebgewebe bespannt. Die Erhöhungen bilden eine Form, wie bei einem Stempel. Die erhöhte Form wird gegen das nasse Papier gedrückt, so dass das Papier an diesen Stellen etwas dünner wird.
Wenn das Papier in die Pressenpartie kommt, hat es immer noch ungefähr 80 % Wasser. Nun wird die Papierbahn durch Pressdruck und Vakuum entwässert und verdichtet.
In der Trockenpartie enthält das Papier immer noch 40–50 % Wasser. Deshalb wird es jetzt schlangenförmig über dampfbeheizte Trockenzylinder geführt. Dabei verdunstet das Restwasser.
Meist läuft Papierbahn nach den Trocknen noch durch ein einfaches Glättwerk. Hier werden Unebenheiten des Papiers ausgeglichen und die Oberfläche leicht geglättet. Dieses Papier nennt man „maschinenglatt“.
Da das Papier in der Trockenpartie sehr warm wird, läuft es noch über Kühl-Zylinder.
Abb. 3.1-8: Papiermaschine (Langsiebmaschine): 1 Stoffauflauf, 2 Siebpartie mit Egoutteur, 3 Pressenpartie, 4 Vortrockenpartie, 5 Leimpresse, 6 Nachtrockenpartie, 7 Glättwerk, 8 Kühlzylinder, 9 Aufrollung
Viele Papiere werden nicht so weiterverarbeitet, wie sie aus der Papiermaschine kommen, sondern erhalten eine Oberflächenveredelung. Man unterscheidet folgende große Gruppen:
• maschinenglatte Papiere,
• satinierte Papiere,
• geprägte Papiere,
• gestrichene Papiere,
• beschichtete Papiere.
Maschinenglatte Papiere: Papiere, so wie sie aus der Papiermaschine kommen, werden als maschinenglatt bezeichnet. Sie besitzen eine noch weitgehend raue Oberfläche. Die Ober- und Unterseite (Filz- und Siebseite) sind teilweise noch gut zu erkennen. Diese Papiere werden auch als „Naturpapiere“ bezeichnet. Für viele Druckerzeugnisse, besonders für den Druck von Bildern und Halbtönen, ist diese Oberfläche unbrauchbar. Es muss eine Nachbehandlung oder Veredelung der Oberfläche vorgenommen werden.
Satinierte Papiere: Durch das Satinieren erhalten maschinenglatte Papiere eine geschlossene, glatte Oberfläche. Dieser Arbeitsvorgang erfolgt im Kalander. Kalander stellen ein bis zu 10 Meter hohes Walzenwerk dar, das aus 14 oder mehr übereinander angeordneten Walzen besteht. Dabei wechseln immer Walzen mit glatter, harter Stahloberfläche mit Walzen weicherer Oberfläche aus einem Papierbelag ab. Das ungeglättete, durch Dampf oder Besprühen auf optimaler Bearbeitungsfeuchte gehaltene Papier durchläuft schlangenförmig das unter hohem Druck stehende Walzensystem. Durch diesen Bügeleffekt wird die Papierbahn glatt, glänzend und dichter.
Geprägte Papiere: Als Überzugsmaterial werden Papiere und Kartons zum Teil mit einer Struktur versehen. Die Oberfläche erhält ihr Aussehen mittels Prägekalander, der eine gravierte Stahlwalze enthält. So entstehen Papiere, die gerippt, genarbt, geadert oder gehämmert sind.
Gestrichene Papiere: Für anspruchsvolle und hochwertige Druckerzeugnisse (Bildwiedergaben) benötigt man sehr geschlossene und glatte Oberflächen. Da dies durch das Satinieren nicht optimal zu erreichen ist, wird den entsprechenden Papieren oder Kartons in Streichmaschinen eine Streichmasse aus Pigmenten (z. B. Kaolin, Kreide, Satinweiß), Bindemitteln (Kunststoff-Dispersionen, Stärke oder Kasein) und Streichhilfsmitteln aufgebracht, gleichmäßig verteilt, getrocknet und adressiert. Je nach Zusammensetzung der Streichmasse, des angewandten Streichverfahrens und der Stärke des Satinierens erhalten wir glänzende oder matte Oberflächen.
Wird die Streichmasse nur auf einer Seite aufgebracht, spricht man von einseitig gestrichenen Papieren oder Chromopapieren.
Es gibt verschiedene Streichverfahren.
Beim Klebebinden spielt die Auftragsmenge des Papierstriches eine wesentliche Rolle. Die Verklebbarkeit gestrichener Papier wird aber auch vom Faseranteil im Papier, der Rezeptur, der Verdichtung des Papiergefüges und den Glättewerten beeinflusst.
Thermoplastische Substanzen im Strichauftrag können durch den Fräsprozess im Klebebinder eine Versiegelung der Blattkanten bewirken, womit die Adhäsionsbildung stark gemindert wird. Deshalb müssen bei der Rückenbearbeitung die vorgeschriebenen Kerbtiefen sowie die entsprechenden Kerbabstände eingehalten werden.
Beschichtete Papiere: Eine weitere Form der Veredelung oder Oberflächenart ist das Beschichten, z. B. mit Kunststoffen oder Lacken, um das Papier oder den Karton wisch- und wasserfest oder sogar aromadicht zu machen. Als Veredelung gilt außerdem das Kaschieren, z. B. das Zusammenfügen von Papier und Karton, Papier/Papier/Kunststoff- bzw. Metallfolien mit Papier, Karton oder Pappe.
Viele Papiere werden nicht so verwendet, wie sie aus der Papiermaschine kommen. Sie werden weiterbearbeitet. Sie bekommen eine Oberflächen-Veredelung.
Papiere aus der Papiermaschine. Die Oberfläche ist noch rau. Ober- und Unterseite kann man noch erkennen. Diese Papiere nennt man auch Naturpapier.
Naturpapier ist nicht geeignet für den Druck von Bildern und Halbtönen. Man muss das Papier nachbehandeln oder die Oberfläche veredeln.
Im Kalander werden maschinenglatte Papiere satiniert. Sie bekommen eine geschlossene, glatte Oberfläche.
Der Kalander ist ein Glätt-Werk aus Stahlwalzen und Papierwalzen. Die Walzen stehen übereinander, abwechselnd Stahlwalzen mit glatter, harter Oberfläche und Papierwalzen mit weicherer Oberfläche.
Das Papier läuft unter hohem Druck schlangenförmig durch die Walzen. Dabei wird es mit Dampf besprüht, wie beim Bügeln. Dadurch wird die Papierbahn glatt, glänzend und dichter.
Abb. 3.1-9: Kalander. 1 Abrollung des unsatinierten Papiers, 2 Leitwalzen, 3 Zugmesswalze, 4 Hartgusswalze, 5 Papierwalze, 6 Poperoller mit Tragtrommel (links) und Tambour (rechts)
In einem Präge-Kalander können Papiere und Kartons eine Struktur bekommen. Präge-Kalander haben eine gravierte Stahlwalze. So entstehen gerippte, genarbte, geaderte oder gehämmerte Papiere.
Für hochwertige Drucke mit Bildern braucht man sehr geschlossene und glatte Oberflächen. In Streich-Maschinen wird eine Masse auf dem Papier gleichmäßig verteilt und getrocknet.
Die Masse besteht aus
Die Oberfläche kann matt, seidenmatt (halbmatt) oder glänzend sein, je nach
Die Streich Masse kann auf 2 Seiten auftragen werden oder nur auf 1 Seite.
1-seitig gestrichenes Papier heißt auch Chromopapier.
Das Bild zeigt eine Walzen-Streichmaschine für 2-seitig gestrichenes Papier.
Abb. 3.1-10: Streich-Maschine: 1 Farbsumpf, 2 Farbwalzen, 3 Verreibe- und Verteilerwalzen, 4 Auftragswalzen, 5 ungestrichene Papierbahn, 6 Gegendruck-Zylinder, 7 Papierbahn einseitig gestrichen, 9 Papierbahn beidseitig gestrichen
Gestrichenes Papier gut geeignet zum Bilder-Drucken, weil es die Druckfarbe nicht aufsaugt. Dann sind die Konturen und Farbunterschiede genauer.
Mit einer Beschichtung (z. B. mit Kunststoff oder Lack) kann man Papier oder Karton wasserfest machen. Dann kann man das Papier oder den Karton feucht abwischen. Es gibt auch aromadichte Beschichtungen, z.B. für die Verpackung von Gewürzen.
Beim Kaschieren werden 2 Flächen aufeinander geklebt.
Man kann z.B. Kunststoff- oder Metall-Folie auf Papier oder Pappen aufkleben.
Rollenpapier: Auf Rollenschneidmaschinen wird die Papierbahn von der papiermaschinenbreiten Rolle (in der Fachsprache Tambour genannt) auf die vom Kunden gewünschte Rollenbreite geschnitten, auf Hülsen aufgeteilt und verpackt.
Formatpapier: Papier, das die Papierfabrik in Form von Bogen verlässt, heißt Formatpapier. Dazu müssen die aus dem Tambour geschnittenen kleineren Rollen noch in Querschneidern zu Bogen geschnitten werden. Sortierquerschneider erlauben neben dem Formatschneiden auch eine automatische Fehlererkennung der einlaufenden Bahn, beispielsweise auf Löcher, Verdickungen und Farbabweichungen. Fehlerhafte Bogen werden von der Maschine als Ausschuss ausgesondert. An Sortierschneidern können wegen der Kontrollfunktion nur eine oder zwei Bahnen geschnitten werden; an normalen Querschneidern wird mit einem Schnittgewicht von 500 bis 600g gearbeitet, d. h., bei einem Flächengewicht von 100 g/m2 werden fünf oder sechs Rollen gleichzeitig geschnitten. Das abgezählte Papier wird in Paketen von 100, 250 oder 500 Bogen je Ries auf Paletten, in Ballen oder Schachteln verpackt.
Formatpapier und Laufrichtung: Bei maschinell hergestellten Papieren richten sich die Fasern auf dem Sieb der Papiermaschine vorwiegend parallel zur Laufrichtung der Papierbahn aus. Die Kenntnis der Laufrichtung ist von großer Wichtigkeit, da Papier in der Laufrichtung eine höhere Festigkeit aufweist und sich bei Feuchtigkeitsaufnahme weniger dehnt als in der Querrichtung. Für die Weiterverarbeitung spielt die Wahl der Laufrichtung eine entscheidende Rolle. Bei der Buch- und Broschurenherstellung muss der zu leimende Rücken in der Laufrichtung liegen, da die Feuchtdehnung in der Längsrichtung am geringsten ist. Auch bei Vorsatz- und Überzugspapieren soll die Laufrichtung parallel zum Rücken sein. Die Kenntnis der Laufrichtung ist auch wichtig für alle Falzarbeiten. Am besten und saubersten lässt sich Papier in Laufrichtung falzen.
Je nachdem, wie Bogen aus der Papierbahn herausgeschnitten werden, liegen die Fasern parallel zur längeren oder kürzeren Bogenseite. Um die Laufrichtung eines Papierbogens zu kennzeichnen, bedient man sich der Ausdrücke „Schmalbahn“ und „Breitbahn“. Normalerweise ist auf den Papierpackungen die Laufrichtung mit einem Pfeil bezeichnet.
Die Kennzeichnung der Laufrichtung bei Bogenpapier kann geschehen durch
• die Bezeichnung „Schmalbahn“ und „Breitbahn“,
• Unterstreichen einer Zahl bei der Formatangabe,
• einen Pfeil auf der Verpackung,
• ein großes M bei der Formatangabe,
• die Buchstaben S oder B oder SB bzw. BB besonders bei DIN-Formaten.
Beispiel 1: Schmalbahn
61 x 86 cm SB (Laufrichtung des Bogens: 86 cm)
61 x 86 cm (Dehnrichtung des Bogens: 61 cm)
61 x 86 M (Maschinenrichtung = Stofflauf: 86 cm)
Beispiel 2: Breitbahn
61 x 86 cm BB (Laufrichtung des Bogens: 61 cm)
61 x 86 cm (Dehnrichtung des Bogens: 86 cm)
61 M x 86 (Maschinenrichtung = Stofflauf; 61 cm)
Die Papierbahn wird auf Rollen-Schneidmaschinen auf eine bestimmte Breite geschnitten. Dann wird sie auf einen Zylinder gewickelt. Er besteht aus einem Holz-, Papp- oder Stahlkern. Dieser Zylinder ist der sogenannte Tambour.
Der Tambour läuft beim Aufwickeln etwas schneller als die Papierbahn, damit eine Zugspannung entsteht und das Papier gleichmäßig aufgewickelt wird.
Formatpapier ist Papier, das auf ein Format geschnitten ist (= Bogen).
Querschneider schneiden das Rollenpapier mit Längsschnitten und Querschnitten auf ein bestimmtes Format.
Sortier-Querschneider (kurz: Sortierschneider) können außerdem Fehler erkennen, z.B. Verdickungen, kleine Löcher oder Farbabweichungen. Fehlerhafte Bogen sortieren sie automatisch aus. Sortierschneider können immer nur 1 oder 2 Bahnen schneiden, weil sie das Papier gleichzeitig kontrollieren.
Normale Querschneider arbeiten mit einem Schnittgewicht von 500 bis 600g. Das bedeutet: Bei einem Papiergewicht von 100 g/m2 werden 5 oder 6 Rollen gleichzeitig geschnitten.
Das Papier wird in Paketen von 100, 250 oder 500 Bogen je Ries auf Paletten, in Ballen oder Schachteln verpackt. Ein Ries ist eine Mengeneinheit für Formatpapier. Die Menge der Papierbogen ist abhängig vom Papiergewicht.
Beispiel: 1 Ries A4 Papier mit 80 g/m² = 500 Bogen
Bei maschinell hergestellten Papieren richten sich die Fasern in der Laufrichtung des Siebes aus. Das ist parallel zur Laufrichtung der Papierbahn.
Die Faser-Laufrichtung hat Auswirkungen auf
Die Dehnrichtung liegt quer zur Laufrichtung. Sie heißt Dehnrichtung, weil sich das Papier in diese Richtung ausdehnt, wenn es feucht wird.
Bei der Weiterverarbeitung ist die Laufrichtung besonders wichtig.
Man unterscheidet Schmalbahn und Breitbahn.
Bei Schmalbahn-Papier werden die Bogen aus einer schmalen Rolle geschnitten (Kurzbezeichnung: SB). Die Laufrichtung ist parallel zur langen Seite.
Abb. Laufrichtung Schmalbahn
Bei Breitbahn-Papier werden die Bogen aus einer breiten Rolle geschnitten (Kurzbezeichnung: BB). Die Laufrichtung ist parallel zur kurzen Seite.
Abb. Laufrichtung Breitbahn
Wie wird die Laufrichtung von Papier angezeigt?
Schmalbahn SB | Breitbahn BB | Anmerkung |
Rechteck mit Pfeil einfügen
| Rechteck mit Pfeil einfügen |
|
70 x 100 (SB) | 70 x 100 (BB) | Laufrichtung d. Bogens: 100 / 70 cm |
70 x 100 M | 70 M x 100 | Laufrichtung d. Bogens: 100 / 70 cm |
70 x 100 cm | 70 x 100 cm | Dehnrichtung des Bogens: 70 / 100 cm |
Neben einigen Sonderformaten für Vorsatz- und Überzugspapiere wird heute Schreib- und Druckpapier hauptsächlich in DIN-Formaten in den Handel gebracht. Die DIN-Formate wurden 1922 vom Normenausschuss der deutschen Industrie in Zusammenarbeit mit dem Normenausschuss für das grafische Gewerbe geschaffen.
Das Urformat, der Normbogen, hat einen Flächeninhalt von 1 m2. Er ist ein Rechteck, dessen Seiten sich verhalten wie die Seiten eines Quadrates zu seiner Diagonalen.
Demzufolge ist das Seitenverhältnis 1 : 2 oder 1 : 1,414 oder 10 : 14 oder 5 : 7. Für den Normbogen mit einem m2 Flächeninhalt ergeben sich so die Seitenmaße 841 mm x 1.189 mm.
Aus diesem Normbogen erhält man alle kleineren Formate durch fortgesetztes Halbieren der längeren Seite. Die dabei auftretenden halben Millimeter werden weggelassen.
Das Seitenverhältnis 1 : 2 - bleibt stets erhalten, die Formate sind somit alle einander ähnlich.
DIN-A-Formatreihe: Die Haupt- und Vorzugsreihe ist die A-Reihe. Sie wird in erster Linie für unabhängige Papiergrößen und Endprodukte verwendet, wie z. B. Briefbogen, Formulare, Postkarten, Prospekte, Zeichnungen, Zeitschriften usw.
Um beim Druck Platz für die Greifer, Passzeichen und den Beschnitt zu haben, wurden den Formaten der DIN-Reihe Rohformate zugeordnet. Das Ausgangsformat für die Rohformate der DIN-A-Reihe ist das Format 860 mm x 1 220 mm. Auch hier erhält man die weiteren Formate durch Halbieren der längeren Seite. Die auftretenden halben Millimeter werden zum nächst höheren ganzen Millimeter aufgerundet. Die Rohformate der DIN-A-Reihe sind flächenmäßig 5 % größer als die entsprechenden Endformate.
Zusatzreihen DIN-B und -C: Für bestimmte Anwendungsbereiche gibt es Zwischenformate, die als DIN-B- und DIN-C-Reihe erscheinen. Sie werden bei Erzeugnissen angewendet, die zur Unterbringung von Erzeugnissen in Formaten der A-Reihe bestimmt sind, z. B. Aktendeckel, Umschläge, Ordner, Mappen usw. Die C-Reihe ist speziell für Briefhüllen.
Die B-Reihe entsteht aus dem geometrischen Mittel der A-Reihe. Ausgangsformat der B-Reihe ist DIN B0 mit dem Format 1 000 mm x 1 414 mm. Die weiteren Formate ergeben sich ebenfalls durch Halbieren der längeren Seite. Das Format DIN B1 liegt nun zwischen dem Format DIN A0 und DIN A1.
Die Formate der DIN-C-Reihe sind so festgelegt, dass sie das geometrische Mittel zwischen den Formaten der B-Reihe und denen der A-Reihe darstellen. Ausgangsformat der C-Reihe ist DIN C0 mit dem Format 917 mm x 1 297 mm.
Das Deutsche Institut für Normung (DIN) hat 1922 die DIN-Norm 476 für Papierformate festgelegt. In dieser DIN Norm sind Reihen festgelegt.
Die 3 wichtigsten Format-Reihen sind DIN A, DIN B und DIN C. (Es gibt auch die DIN D-Reihe. Sie wird aber kaum verwendet.)
Für alle Reihen gilt:
Beispiel:
Ein DIN A4 Blatt hat die Maße: 210 x 297 mm.
Wenn man ein DIN A4 Blatt im Querformat in der Mitte faltet, dann bekommt man 2 Blätter DIN A5 im Hochformat. Ein DIN A5 Blatt hat die Maße: 148 x 210 mm.
Abb. DIN -Formate
DIN A0 ist das Grundformat mit einem Flächenmaß von 1 Quadratmeter (=1 m²). Man berechnet das Flächenmaß aus Länge und Breite von DIN A0 (841 mm x 1189 mm).
Alle anderen Formate bekommt man, wenn man den A0-Bogen immer wieder halbiert.
Papierformate werden immer so angegeben: Breite x Höhe
Beispiel:
210 x 297 mm = A 4 hoch
297 x 210 mm = A 4 quer.
Verwendung: Standard für Briefbogen, Formulare, Prospekte, Zeitschriften, Schulhefte, Karteikarten, Postkarten usw.
Für die Verarbeitung in Druckmaschinen gibt es noch das Rohformat. Es ist etwas größer, damit beim Druck noch Platz ist für Greifer, Passzeichen und Beschnitt. Die Rohformate der DIN-A-Reihe sind 5 % größer als die entsprechenden Endformate.
DIN A Formate | B x H in mm | DIN A+ Rohformate |
DIN A0 | 841 x 1189 | 860 x 1220 |
DIN A1 | 594 x 841 | 610 x 860 |
DIN A2 | 420 x 594 | 430 - 610 |
DIN A3 | 297 x 420 | 305 x 430 |
DIN A4 | 210 x 297 | 215 x 305 |
DIN A5 | 148 x 210 |
|
DIN A6 | 105 x 148 |
|
DIN A7 | 74 x 105 |
|
DIN A8 | 52 x 74 |
|
Die Bogen werden nach dem Druck auf das Endformat beschnitten.
Verwendung: Für Druck-Erzeugnisse, mit denen man Unterlagen sammelt oder aufbewahrt. Die DIN-B-Reihe enthält zum Beispiel die Standardformate für Aktenordner oder Schnellhefter, Mappen und auch Umschläge.
Die B-Reihe entsteht aus dem geometrischen Mittel der A-Reihe.
Ausgangsformat: DIN B0: 1.000 mm x 1.414 mm.
Für alle anderen B-Formate wird der Bogen immer an der längeren Seite halbiert: DIN B1: 707 x 1000 mm, DIN B2: 500 x 707 usw.
Verwendung: Für Briefumschläge und für Verpackungen.
Die C-Reihe entsteht aus dem geometrischen Mittel zwischen den Formaten der B-Reihe und den Formaten der A-Reihe.
Ausgangsformat: DIN C0: 917 mm x 1 297 mm.
Für alle anderen C-Formate wird der Bogen immer an der längeren Seite halbiert.
DIN C4: 229 x 324 mm
DIN C5: 162 x 229 mm
DIN C6: 114 x 162 mm.
Büttenpapiere können unterteilt werden in Handbütten und Maschinenbüttenpapiere.
Handbüttenpapiere: (siehe Abschnitt 3.1.1.1 Papiere nach der Art der Herstellung).
Maschinenbütten sind auf der Rundsiebmaschine hergestellte Büttenpapiere. Auf der Oberfläche des Siebzylinders werden rechteckige Begrenzungen aus Draht oder Gummistreifen aufgebracht, die in ihre Größe dem Format der späteren Bogen entsprechen. An diesen Stellen wird bei der Blattbildung eine Faserstoffverdünnung erzielt. Es entstehen Einzelbogen, die leicht ausgefaserte, unregelmäßig verlaufende Ränder haben. Im Gegensatz zu den Handbüttenpapieren haben sie jedoch eine Laufrichtung. In Qualität und Aussehen unterscheiden sich Maschinenbüttenpapiere kaum von den Handbüttenpapieren. Verwendet werden Maschinenbüttenpapiere hauptsächlich als Vorsatz- und Überzugspapier. Die bekanntesten Arten sind Ingres- und Bugra-Bütten.
Imitierte Büttenpapiere werden auf der Langsiebmaschine hergestellt. Sie haben die Struktur von Büttenpapieren und sind meist egoutteur-gerippt, d. h., die Struktur des Siebes wird wie ein Wasserzeichen durch einen Egoutteur aufgebracht. Die Ränder verjüngen sich nicht durch Stoffverdünnung, sondern sind glatt geschnitten. Imitierte Büttenpapiere gibt es in den verschiedensten Farbschattierungen. Auch sie werden hauptsächlich als Vorsatz- und Überzugspapier verwendet.
Büttenkartons: Büttenpapiere mit höherem Flächengewicht und größerer Dicke werden als Büttenkarton bezeichnet. Sie werden verwendet für gute Akzidenzdrucksachen, Urkunden und als Umschläge für wertvolle Broschuren.
Japanpapiere werden die aus Japan kommenden handgeschöpften Papiere genannt. Die Herstellung erfolgt aus hochwertigen pflanzlichen Faserstoffen, wie z. B. dem Bast des Kozu, Mitsumata, Gampi. Japanpapier ist ungeleimt, langfasrig und von hoher Festigkeit. Neben weißen und gelblichen gibt es gefärbte, mehrfarbig bedruckte und gemusterte Japanpapiere. Es gibt sie in den verschiedensten Stärken, Strukturen und Formaten, von hauchdünnen Seidenpapieren bis zu kräftigen Kartons.
Japanpapiere werden verwendet als Vorsatz- und Oberzugspapier, zur Verstärkung der Vorsätze und Bogen im Falz und zum Restaurieren. Bei der Verarbeitung sollte nur Kleister verwendet werden, da er farblos und ohne Rückstände auftrocknet. Andere Klebstoffe können das Papier steif und unansehnlich machen. Beim Anschmieren sollte beachtet werden, dass der Klebstoff leicht durchschlagen kann, das Papier sich stark dehnt und weich wird, da es ja nicht geleimt ist. Je nach Verwendungszweck müssen sehr dünne und transparente Papiere vor der Verarbeitung rückseitig kaschiert werden.
Das Vorsatzpapier hat die Aufgabe, den Buchblock mit der Decke zu verbinden, die Einschläge und die Deckelinnenseiten zu verdecken und den Buchblock zu schützen. Als Vorsatzpapier werden heute häufig einfarbige Maschinenbüttenpapiere verwendet, meist hellfarbige, weiß bis chamois, die im Stoff gefärbt sind. Die Oberfläche kann glatt sein, aber auch gerippt, geadert und gehämmert. Damit sie die an sie gestellten Anforderungen erfüllen können, sollten sie folgende Eigenschaften besitzen:
• zäh, langfasrig, möglichst holzfrei,
• hohe Falz- und Knickfestigkeit,
• hohe Opazität (deckend, undurchsichtig),
• gute Leimung,
• in Farbe und Oberflächenstruktur zum Buchblock und/oder Deckenüberzug passen.
Büttenpapiere kann man einteilen in:
Für die Herstellung handgeschöpfter Büttenpapiere braucht man:
Man taucht die Schöpfform in den dünnflüssigen Faserbrei ein und schöpft einzelne Bogen. Dann werden die Bogen zwischen Filzen gepresst und zum Trocknen aufgehängt.
Nur sehr wenige Betriebe machen heute noch handgeschöpfte Büttenpapiere.
Maschinen-Büttenpapier wird auf der Rundsieb-Maschine hergestellt.
Auf dem Zylinder der Rundsieb-Maschine wird ein Rechteck aus Draht oder Gummi befestigt. In diesem Rechteck entstehen die Einzelbogen aus dem sehr verdünnten Faserstoff.
Maschinenbüttenpapier und Handbüttenpapier sehen gleich aus und haben eine gleich hohe Qualität.
Meist als Vorsatzpapier und Überzugspapier.
Sehr bekannt sind Ingres-Bütten (feine Struktur) und Bugra-Bütten (grobe Struktur).
Meist als Vorsatzpapier und Überzugspapier.
Büttenkartons sind dicker als Büttenpapiere und haben ein höheres Gewicht.
Gute Akzidenz-Drucke, Urkunden, Umschläge für wertvolle Broschuren.
Japan-Papiere sind handgeschöpfte Papiere aus Japan.
Vorsatzpapier und Überzugspapier. Verstärkung der Vorsätze und Bogen im Falz und zum Restaurieren.
Je nach Verwendung müssen sehr dünne und transparente Papiere vor der Verarbeitung auf der Rückseite kaschiert werden.
Nur Kleister verwenden! Kleister ist farblos und trocknet ohne Rückstände. Manche Klebstoffe können das Papier steif und fleckig machen. Andere Klebstoffe können in das Papier eindringen und es wellig machen.
Das Vorsatzpapier verbindet den Buchblock mit der Decke. Es verdeckt die Einschläge auf der Deckel-Innenseite und schützt den Buchblock.
Häufig einfarbige helle Maschinen-Büttenpapiere, die im Papier gefärbt sind, nicht nur an der Oberfläche.
Die Oberfläche kann glatt, gerippt, geadert oder gehämmert sein.
Überzugspapiere: Um einem Einband eine lange Haltbarkeit zu verleihen und ein gefälliges Äußeres zu geben, sollten Überzugspapiere aus gutem Fasermaterial bestehen und folgende Eigenschaften haben:
• hohe Zähigkeit und Reißfestigkeit,
• hohe Kratz- und Scheuerfestigkeit,
• hohe Farb- und Lichtbeständigkeit,
• hohe Nassfestigkeit (wischfest, schmutzabweisend),
• hohe Opazität (Undurchsichtigkeit),
• gute Klebefähigkeit,
• gute Prägbarkeit,
• genügende Geschmeidigkeit.
Überzugspapiere können in folgende Gruppen unterteilt werden:
• Naturpapiere sind maschinenglatte, im Stoff gefärbte Papiere, die ohne weitere Veredelung von der Papiermaschine in die Weiterverarbeitung gehen. Beispiele sind Ton- und Tauenpapiere.
• Vorderseitig behandelte Überzugspapiere: Diese Papiere sind nur auf einer Seite gefärbt oder bedruckt. Bei einigen Arten kann auch eine lederähnliche Narbung oder ein Leinenmuster eingeprägt sein. Zusätzlich können sie noch eine leichte Lackierung erhalten. Beispiele sind Wolkenmarmor-, Adern (Gautama-), Leder- und Chagrinpapiere.
• Nass- und scheuerfeste Überzugspapiere: Diese Papiere bestehen entweder aus hochwertigen Faserstoffen mit sehr schmieriger Mahlung oder haben einen Farblackauftrag, oder die Fasern wurden durch die durchdringende Imprägnierung mit einer Emulsion verhornt. Die bekanntesten Beispiele dieser Gruppe sind Efalin und Elefantenhaut.
• Buntpapier wird jedes Papier genannt, das durch Färben, Streichen oder Aufbringen von Mustern veredelt wurde.
Nachfolgende Papiere sollen nur einen kleinen Überblick geben über die Buntpapiere, die der Buchbinder teilweise selbst herstellt.
• Kleisterpapier: Verdünnter Kleister wird mit Erd- oder Anilinfarbe eingefärbt, auf ein Vorsatzpapier aufgetragen und mit dem Pinsel, einer Bürste, einem Schwamm, einem Pappkamm oder Pappstreifen ein Muster gebildet.
• Knitterpapier: Auf einen Bogen mit farblosem oder farbigem Klebstoffauftrag wird ein zusammengeknülltes Seidenpapier, das wieder auseinandergefaltet wurde, unter Beibehaltung der Bruchstellen aufgeklebt. Anschließend wird die Oberfläche eingefärbt, wobei die Bruchstellen die Farbe stärker aufnehmen und eine adernartige Musterung entstehen lassen.
• Monotypiepapier oder Druckfarbenpapier: Von einer mit Druckfarbe eingewalzten Fläche (Schärfstein, Grassierte, Zinkblech) wird die Farbe auf ein aufgelegtes Papier übertragen, indem man mit Spachteln, Kämmen, Walzen und dergleichen über dieses fährt. Gegenüber der Kleisterfarbe hat die Druckfarbe den Vorteil, dass sie eine höhere Wasserfestigkeit besitzt. Bei einer anderen Art von Monotypiepapieren werden Druckfarben mit einer weichen Spachtel auf dem Papier verzogen. Durch den Spachtelzug bekommt der Farbauftrag stellenweise regierende oder stark deckende Partien. Bei mehreren Farben entstehen durch Mischungen und Übergänge interessante Formen und Farbschattierungen. Unterlegte Strukturen zeichnen sich mehr oder weniger deutlich ab. Statt Spachteln kann man auch unterschiedlich breite Walzen verwenden.
Marmorpapiere sind Buntpapiere, die die Aderung von Marmor nachahmen. Die Technik des Marmorierens kommt aus dem Orient und wird heute noch mehr in England und Frankreich praktiziert. Die bei uns noch vorkommenden Marmorpapiere können unterteilt werden in die maschinell hergestellten, billigeren Glanzmarmorpapiere und die selbstgefertigten, echten Marmorpapiere:
• Glanzmarmorpapiere: Achatmarmor erkennt man an den hellfarbigen Adern auf dunklem Untergrund. Gustavmarmor erkennt man an den kleinen Farbtropfen mit dunklen Rändern.
• Selbstgefertigte Marmorpapiere
Öltunkpapier oder Ölmarmorpapier: Druckfarbe wird mit Terpentin, Benzin oder speziellen Druckfarbenverdünnern verdünnt und auf Wasser, das sich in einer Wanne befindet, aufgespritzt. Ein Muster wird dadurch gebildet, dass man das Wasser durch Schaukeln oder Durchziehen eines Stiftes oder Kammes etwas in Bewegung bringt. Die Farbschicht wird durch Auflegen von Vorsatz- oder Tonpapieren abgehoben.
Marmorpapier auf Schleimgrund: In eine Wanne wird ein Schleimgrund gefüllt, der aus dem Abkochen von Karrageenmoos (kein Moos, sondern eine Alge) gewonnen wird. Auf diesen Schleimgrund wird Körperfarbe, der Ochsengalle als Treibmittel beigemischt wurde, aufgetropft. Nachfolgend aufgetragene Farbtropfen verdrängen die vorhergehenden, ohne sich mit ihnen zu vermischen, und bilden ihre ursprüngliche runde Form zu Adern um. Durch Eintauchen und Ziehen mit Stiften können die Tropfen- oder Adernformen verändert werden. Die Farbschicht wird anschließend mit Alaun gefeuchteten Papierbogen abgehoben. Noch anhaftende Reste des Schleimgrundes werden abgespült.
Hüllpapiere: Hierher gehören alle Papiere, die als Schutzhülle für eine Ware Verwendung finden. Bei den Schutzhüllenpapieren stehen die Festigkeitseigenschaften im Vordergrund, während bei Schmuckhüllen größerer Wert auf äußere Eigenschaften, wie Reinheit, Färbung und Glätte, gelegt wird. Bei dem Schutz, den Hüllpapiere gewähren sollen, kann es sich um den gegen mechanische Einflüsse sowie um einen solchen gegen feste, flüssige und gasförmige Einwirkungen, gegen Licht oder um einen Schutz vor Verunreinigungen durch Staub und Schmutz handeln.
Packpapiere sind Papiere, bei denen die mechanische Beanspruchung im Vordergrund steht. Sie haben verschiedene Festigkeit, je nach dem Fasermaterial, das zur Herstellung verwendet wurde. Die besten Papiere dieser Art sind aus reinem Zellstoff, gute aus Braunschliff und weniger gute aus gelbem Strohstoff oder aus Altpapier hergestellt. Packpapiere sind im Stoff gefärbt oder ungefärbt, einseitig oder doppelseitig satiniert.
Kraftpapiere sind zu mindestens 90 % aus frischem, in der Regel ungebleichtem Sulfatzellstoff (Kraftzellstoff, Natronzellstoff) hergestellt. Sie zeichnen sich durch hohe Festigkeit und Beständigkeit aus. Sie haben eine gelblich-braune Farbe (ungebleicht) und werden in der Buchbinderei auch zum Hülsenmachen, Hinterkleben und Zusammenhängen von Decken verwendet. Natronpapiere gehören zu den Kraftpapieren.
Seidenpapiere sind – unabhängig vom eingesetzten Faserstoff – alle Papiere bis zu einem Flächengewicht von 30 g/m2. Die Packseide zum Einschlagen von Büchern wird nur noch in kleineren Betrieben verwendet.
Pergamentpapier wird hergestellt aus ungeleimtem Zellulosepapier, das man durch ein Schwefelsäurebad zieht. Dadurch fließen die Papierfasern zu einer schleimigen Masse zusammen und verkitten sich beim Trocknen zu einer durchscheinenden Haut. Pergamentpapier ist undurchlässig für Luft, Wasser und Fett, außerordentlich dauerhaft und etwa dreimal fester als gewöhnliches Papier.
Pergamentersatzpapier, für technische Zeichnungen auch Transparentpapier genannt, wird aus stark schmierig gemahlenem Faserbrei hergestellt. Es ist deshalb zäh, durchscheinend und fettdicht. Billigere Sorten kennen wir als Butterbrotpapier.
Der Unterschied zum Pergamentpapier ist leicht festzustellen. Pergamentersatzpapier lässt sich in Stücke zerkauen, Pergamentpapier nicht.
Pergaminpapier ist aus Faserbrei hergestellt, der noch schmieriger gemahlen und außerdem noch stark satiniert ist. Es ist deshalb durchsichtig und sehr glatt. Verwendet wird Pergaminpapier als Schutzblätter in Fotoalben und Musterkollektionen, aber auch als Verpackungsmaterial für Lebens- und Genussmittel. Ist auf Pergaminpapier ein Spinnwebenmuster geprägt, wird es auch als Spinnenpapier bezeichnet.
Überzugpapiere sollen ein Buch bzw. einen Einband widerstandsfähig machen. Sie verschönern auch das Aussehen.
Beispiele: Tonpapier, Tauen-Papier.
Tauen-Papier ist festes Packpapier, das früher aus alten Tauen und Segeltuchabfällen hergestellt wurde (heute aus Cellulose). Buchbinder verwenden Tauen-Papier als zähe Einlage oder als Scharnier.
- Wolkenmarmor. Weiß-graue Kaschierung, z.B. Pappdeckel von Aktenordnern.
- Gautama Papier. Auf beiden Seiten ledergeprägt.
- Leder- oder Chagrinpapier. Farbiges, geprägtes Papier mit lederähnlicher Struktur
Efalin, Elefantenhaut
Efalin ist ein Ganzeinband-Material aus sehr festen Rohstoffen auf Papierbasis. Es ist ehr strapazierfähig.
Elefantenhaut ist ein sehr zäher Werkstoff auf Papierbasis. Typisch ist die Aderstruktur. Besonders kratz- und scheuerfest, abwaschbar.
Bucheinbände, Schutzumschlag
Alle Papiere mit einer Veredelung, z.B. Färben, Muster, Streichen. Beim Streichen wird eine dickflüssige Masse oder Farbschicht auf das Papier aufgetragen.
Kleister verdünnen und färben, dann auf Vorsatz-Papier auftragen.
Danach ein Muster - mit Pinsel, Bürste, Schwamm oder Pappkamm machen.
Ein Seidenpapier zusammenknüllen und wieder auseinanderfalten, dann auf einen Papierbogen aufkleben. Man sieht noch die Bruchstellen des Seidenpapiers. Dann die Oberfläche färben. Die Bruchstellen nehmen mehr Farbe an. Es entsteht ein Muster, das wie Adern aussieht.
Bei Monotypie-Papieren bearbeitet man nicht das Papier, sondern eine ebene Fläche: Man streicht Druckfarbe auf eine Platte und legt dann ein Papier auf die eingefärbte Platte. Man drückt das Papier mit Spachteln oder Walzen fest an.
Druckfarben sind besser als Kleisterfarben, weil sie wasserbeständiger sind.
Andere Methode: Druckfarben mit einem weichen Spachtel oder mit Walzen auf dem Papier verteilen. Dabei entstehen interessante Formen und Farbverläufe.
Buntpapiere, die wie Marmor aussehen. Die Technik des Marmorierens kommt aus dem Orient und wird heute in England und Frankreich praktiziert.
Marmorpapiere werden eingeteilt in
Maschinell hergestellte Marmorpapiere gibt es als Achat-Marmor und als Gustav-Marmor. Achat-Marmor hat helle Adern auf dunklem Grund, Gustav-Marmor hat kleine Farbtropfen mit dunklen Rändern.
Abb. CH: Beispielbilder - selbst fotografieren ?
Wasser in eine Wanne füllen.
⇒ Druckfarbe verdünnen mit Terpentin, Benzin oder Druckfarben-Verdünner.
⇒ Die verdünnte Druckfarbe auf das Wasser geben.
⇒ Das Wasser mit der Farbschicht bewegen, z.B. mit einem Stift.
⇒ Vorsatz-Papier oder Tonpapier auflegen und wieder abziehen.
⇒ Die Farbschicht haftet an dem Papier und bildet ein Marmormuster.
Schleimgrund herstellen: Carraghen-Moos (= Alge) abkochen.
⇒ Wanne mit Schleimgrund füllen.
⇒ Körperfarbe (mit Ochsengalle als Treibmittel) auf den Schleimgrund tropfen.
⇒ Die Farbtropfen verändern sich und bilden Adern.
⇒ Die Farb-Adern verändern, z.B. einen Stift durch die Farbe ziehen.
⇒ Ein Papier mit Alaun anfeuchten.
⇒ Das Papier auf die Farbschicht auflegen und wieder abziehen.
⇒ Reste des Schleimgrundes abspülen.
Schutzhülle für Waren
Packpapiere sollen vor allem fest und stabil sein. Die Festigkeit ist unterschiedlich, je nachdem, aus welcher Faser sie hergestellt wurden. (-> Faserstoff-Zusammensetzung)
Qualität/Festigkeit | Faser |
hoch | reiner Zellstoff |
mittel | Braunschliff |
niedrig | gelber Strohstoff oder Altpapier |
Packpapiere sind im Stoff gefärbt oder ungefärbt, einseitig oder doppelseitig satiniert.
Kraftpapiere sind aus mindestens 90 % Sulfat-Zellstoff (Kraft-Zellstoff, Natron-Zellstoff) hergestellt. Der Sulfat-Zellstoff ist meist nicht gebleicht. Natronpapiere gehören zu den Kraftpapieren.
Hüllen, Hinterkleben, Decken zusammenhängen
Kleinere Betriebe schlagen Bücher noch in Packseide ein.
Ungeleimtes Zellulosepapier wird durch ein Schwefelsäurebad gezogen.
⇒ Die Papierfasern bilden eine schleimige Masse
⇒ und verbinden sich beim Trocknen zu einem transparenten Papier.
aus stark schmierig gemahlenem Faserbrei
Technische Zeichnungen. Billigere Sorten kennt man als Butterbrotpapier.
Tipp zur Unterscheidung zwischen Pergamentpapier und Pergament-Ersatzpapier:
Pergament-Ersatzpapier kann man in Stücke zerkauen, Pergamentpapier nicht.
Aus sehr schmierig gemahlenem Faserbrei, der auch stark satiniert ist.
Schutzblätter in Fotoalben und Musterbüchern. Auch Verpackung für Lebensmittel und Genussmittel.
Pergaminpapier mit Spinnweben-Muster heißt auch Spinnenpapier.
Behandlung
Beim Umgang mit Papier sollten unbedingt folgende Punkte beachtet werden:
• Papier stets mit sauberen und trockenen Händen behandeln, um Fingerabdrücke zu vermeiden.
• Um Knicke oder Brüche zu vermeiden, ausgepacktes Papier je nach Bogengröße ein- bis zweimal zusammengeschlagen in kleinen Päckchen mit beiden Händen tragen und nicht auf der Schulter.
• Einzelbogen werden am besten leicht eingerollt oder zusammengeschlagen an der Kante gefasst hängend getragen.
• Bei gestapeltem Papier keine einzelnen Bogen vorstehen lassen, damit die Kanten nicht beschädigt werden.
• Papier immer abgedeckt lagern, damit es vor Staub, Verschmutzung, Zugluft und Sonneneinstrahlung (Vergilbung) geschützt ist.
Lagerung
Die sachgemäße Lagerung des Papiers ist von wesentlicher Bedeutung. Die Mehrzahl aller Papiersorten ist hygroskopisch, d. h. sie neigen dazu, Feuchtigkeit aus der Luft aufzunehmen, wenn diese einen größeren Feuchtigkeitsgehalt hat, oder an die Luft abzugeben, wenn die Umgebung relativ trockener ist. Die Aufnahme bzw. Abgabe von Feuchtigkeit vollzieht sich so lange, bis der Zustand des Papiers und der der Umgebung im Gleichgewicht sind. Mit der Aufnahme oder Abgabe von Feuchtigkeit ändert der Papierbogen auch seine Dimension. Er dehnt sich oder schrumpft, wird randwellig oder tellert. Aufgrund dieser Eigenschaften sind feuchte Räume für die Lagerung von Papier ungeeignet. Auch soll die Unterbringung nicht in übertrockenen Lagerräumen erfolgen. Aus diesem Grund soll Papier auch nicht an feuchten Wänden oder in unmittelbarer Nähe von Heizkörpern gelagert werden.
Um optimale Bedingungen zu erhalten, muss Papier während seiner Lagerung und Verarbeitung möglichst im Feuchtigkeitsgleichgewicht gehalten werden. Die Raumtemperatur sollte 20 bis 23°C betragen und die relative Luftfeuchtigkeit bei 50 bis 55 % liegen (Normklima).
Unter der relativen Luftfeuchtigkeit versteht man das prozentuale Verhältnis zwischen dem tatsächlichen Wassergehalt und dem maximal möglichen Wassergehalt bei einer bestimmten Temperatur. Die Angabe „50 % relative Luftfeuchte“ besagt beispielsweise, dass die Luft die Hälfte der Feuchtigkeit enthält, die sie bei der augenblicklichen Temperatur aufnehmen könnte. Gemessen wird die relative Luftfeuchtigkeit mit dem Haar-Hygrometer, die relative Feuchtigkeit innerhalb eines Papierstapels mit dem Stechhygrometer. Heute werden statt Haar-Hygrometern meist elektronische Präzisionsmessgeräte eingesetzt, die wesentlich schneller reagieren und genauere Daten liefern.
Merke
Unsachgemäße Lagerung von Papier führt zu Verarbeitungsschwierigkeiten, wie
• Dimensionsänderungen, Randwelligkeit und Tellern oder Neigung zum Einrollen,
• elektrostatische Aufladung,
• Schnittfehler und Schneidungenauigkeiten am Planschneider,
• Laufschwierigkeiten auf der Falzmaschine,
• Falzdifferenzen und Quetschfaltenbildung,
• Brüchigkeit bei Karton.
Die meisten Papiersorten sind hygroskopisch. Das heißt:
Mit der Feuchtigkeits-Aufnahme oder -Abgabe ändert Papier seine Größe. Es dehnt sich oder schrumpft, wird randwellig oder tellert.
Papier nicht in feuchten oder zu trockenen Räumen lagern!
Nicht an feuchten Wänden oder neben Heizkörpern lagern!
Papier muss im Feuchtigkeits-Gleichgewicht sein.
Feuchtigkeits-Gleichgewicht bedeutet:
- Raumtemperatur 20°C bis 23°C,
- relative Luftfeuchtigkeit bei 50 bis 55 % (Normklima).
Relative Luftfeuchtigkeit bedeutet:
Verhältnis zwischen dem tatsächlichen Wassergehalt und dem maximal möglichen Wassergehalt bei einer bestimmten Temperatur.
50 % relative Luftfeuchte = die Luft enthält die Hälfte der Feuchtigkeit, die sie bei der augenblicklichen Temperatur aufnehmen könnte.
Relative Luftfeuchtigkeit - mit dem Haar-Hygrometer.
Moderne elektronische Präzisions-Messgeräte messen genauer und schneller.
Relative Papier-Feuchtigkeit (im Papierstapel) - mit dem Stech-Hygrometer
Die sachgemäße Lagerung des Papiers ist sehr wichtig.
Pappe ist nach DIN 6730 ein flächiger, im wesentlichen aus Fasern meist pflanzlicher Herkunft bestehender Werkstoff, der durch Entwässerung einer Faserstoffaufschwemmung auf einem Sieb gebildet wird. Dabei entsteht ein Faserfilz, der anschließend verdichtet und getrocknet wird. Die einzelnen Lagen bestehen meist aus einem einheitlichen Faserstoff. Die flächenbezogene Masse (Flächengewicht) ist bei Pappe größer als 225 g/m2.
Vollpappe ist der Oberbegriff für alle massiven Pappen (im Gegensatz zu Wellpappe), einlagig oder mehrlagig gegautscht, auch für zusammengeklebte, beklebte, imprägnierte oder beschichtete Pappen ohne Rücksicht darauf, ob sie als Maschinenpappen oder Wickelpappen hergestellt sind.
Mustersammlung
Für die betriebliche Praxis empfiehlt sich das Anlegen einer Mustersammlung von Papieren, Kartons und Pappen nach dem Verwendungszweck, die man mit entsprechenden Verarbeitungshinweisen und Eigenschaften versehen sollte. Auch Produktionsschwierigkeiten können hier vermerkt werden, um bei ähnlichen Aufträgen mit dem gleichen Material möglichen Schwierigkeiten vorzubeugen.
Pappe ist meist stärker als Karton.
Nach DIN 6730 ist ein Papier ab einem Flächengewicht von 225g/m2 eine Pappe.
Die einzelnen Lagen bestehen meist aus dem gleichen Faserstoff.
Vollpappe ist der Oberbegriff für alle massiven Pappen (Maschinenpappen und Handpappen).
Vom Herstellungsverfahren lassen sich zwei Arten von Pappen unterscheiden: Maschinenpappe und Wickelpappe (Handpappe).
Maschinenpappe ist eine Vollpappe, die im Gegensatz zur Wickelpappe (Handpappe) auf Langsieb- oder Rundsiebmaschinen oder auf kombinierten Lang- und Rundsiebmaschinen in endloser Bahn hergestellt ist und dann in Tafeln geschnitten wird.
Kennzeichen der Maschinenpappe sind:
• glattgeschnittene Ränder
• beidseitig rauhe Oberfläche oder nur einseitig geglättet
• leichter, lockerer und poröser gearbeitet und daher im Griff weicher als Wickelpappe.
Wickelpappe (Handpappe) ist eine Vollpappe, hergestellt durch Aufwickeln einer oder mehrerer nasser Faserstoffbahnen auf einer Formatwalze. Das Aufschneiden, Abnehmen und Trocknen erfolgt heute weitgehend automatisch.
Kennzeichen der Hand- oder Wickelpappe sind:
• unregelmäßiger oder dunkler gefärbter Rand,
• beidseitig geglättet,
• im Griff fest und hart.
Bei der geklebten Pappe werden mehrere Wickel- oder Maschinenpappen aufeinandergeklebt.
Man unterscheidet 2 Pappen:
Auf Langsieb- oder Rundsieb-Maschinen oder auf kombinierten Lang- und Rundsieb-Maschinen werden Faserschichten hergestellt und aufeinandergepresst. Maschinenpappe wird in endloser Bahn hergestellt und dann in Tafeln geschnitten.
Eine oder mehrere nasse Faserstoff-Bahnen werden auf einer Formwalze so lange aufgewickelt, bis die gewünschte Dicke erreicht ist. Dann wird der Pappzylinder aufgeschnitten, von der Walze genommen und getrocknet. Längs- und Querschneider schneiden das gewünschte Format.
Bei geklebter Pappe werden 2 oder mehr Maschinen- oder Wickelpappen zusammengeklebt.
Graupappe, manchmal auch Buchbinderpappe genannt, gibt es als Wickel- und Maschinenpappe (Maschinengraukarton). Ihren Namen leitet sie von ihrem grauen Aussehen ab. Hergestellt wird sie überwiegend aus Altpapier. Die Güte ist unterschiedlich und hängt weitgehend vom Herstellungsverfahren und der Qualität des Altpapiers ab. Die bessere Graupappe ist die Handgraupappe. Sie ist zäh, steif, aber nicht brüchig, spaltet sich nicht so leicht, hat eine hohe Reißfestigkeit und der pH-Wert ist annähernd neutral. Verwendet wird sie z. B. für Decken, Mappen. Dünne Maschinengraupappe heißt Schrenz (250 g/m2 – 400 g/m2) und wird in der Buchbinderei hauptsächlich für Rückeneinlagen verwendet.
Holzpappe ist überwiegend aus Weißschliff hergestellt. Sie ist leicht, porös, locker, saugfähig, sehr brüchig, kaum biegsam und vergilbt sehr schnell. Holzpappen werden zum Aufziehen von Bildern, Plänen und Plakaten verwendet, für billige, zusammengesetzte Kästen und als Bieruntersetzer.
Lederpappe enthält kein Leder als Rohstoff, sondern wird aus Braunschliff (gedämpfter Holzschliff) hergestellt. Ihren Namen hat sie wohl von ihrem braunen, lederähnlichen Aussehen. Um Holz einzusparen, werden heute dem Braunschliff verschiedene Mengen Altpapier zugesetzt. Lederpappe ist leicht, zäh und lässt sich gut ritzen, rillen, stauchen und biegen. Verwendung hauptsächlich in der Kartonagenindustrie.
Strohpappe hat eine schmutzige, gelblich-grüne Farbe und wird aus gelbem Strohstoff (gehäckseltes Stroh wird im Kugelkocher zusammen mit Kalkmilch unter Dampfdruck gekocht) hergestellt. Die Fasern sind sehr kurz, und deshalb ist Strohpappe brüchig und nicht rillfähig. Der pH-Wert ist häufig nicht neutral, da sie oft noch Spuren von Ätzkalk enthalten. Dieser wirkt beim Aufziehen von farbigen Papieren, Fotos oder Lichtpausen auf Strohpappe unter Einfluss des wasserhaltigen Kleisters bleichend. Strohpappen werden heute kaum noch hergestellt.
Hartpappe wird aus Zellstoff, holzfreiem Altpapier, Lumpen, Hadern und Spinnereiabfällen hergestellt. Wie der Name schon sagt, ist sie sehr hart, fest und dicht gearbeitet. Durch mehrmaliges Kalandrieren (Glätten) ist ihre Oberfläche sehr glatt. In der Buchbinderei unterscheiden wir zwei Arten von Hartpappe, Marmorpappe und Pressspan.
• Marmorpappe ist eine schwarze Pappe, die auf einer Seite ein helleres Marmormuster trägt und eine leichte porenähnliche Prägung hat. Es gibt sie in den Stärken 1,2 – 1,6 mm, sie ist biege- und standfest, nicht spaltbar und besitzt eine vollkommen geschlossene Oberfläche. Verwendet wird Marmorpappe für Ordner, Streckmappen, Steifbroschuren.
• Pressspan ist äußerst zäh und fest, von großer Dichte, bis zum Hochglanz geglättet und von rötlichbrauner Farbe. Verwendet wird Pressspan beim Einpressen der Bücher als Zwischenlage, als Umschlag für Hefte, Broschuren, Mappen, als Unterlage beim Prägen, Schneiden, Stanzen und als Isolationsmaterial in der Elektroindustrie. Pressspan-Ersatzkarton ist leicht gewölkt und zweiseitig glatt. Die Farben sind grau, orange, grün, blau, schwarz, rot.
Wellpappe ist eine Pappe aus einer oder mehreren Wellenbahnen, die auf eine Bahn oder zwischen mehrere Bahnen ungewellten Papiers geklebt sind. Verwendet wird Wellpappe hauptsächlich zu Verpackungszwecken.
Es gibt Graupappe als Wickelpappe und als Maschinenpappe. Sie hat eine graue Farbe und heißt manchmal auch Maschinen-Graupappe. Dünne Maschinen-Graupappe heißt Schrenz (250 g/m2 – 400 g/m2).
Hauptsächlich Altpapier
Unterschiedlich, je nach Herstellungsverfahren und Qualität des Altpapiers.
Hand-Graupappe hat eine bessere Qualität.
Decken, Mappen. Maschinen-Graupappe für Rücken-Einlagen
Hauptsächlich Weißschliff
Als Kaschierpappe, z. B. Bilder, Pläne oder Plakate aufziehen.
Rückwand-Karton, Bieruntersetzer.
Braunschliff (gedämpfter Holzschliff), Anteile von Altpapier, um Holz zu sparen
Hauptsächlich in der Kartonagen-Industrie
Strohstoff, sehr kurze Fasern
Bei Strohstoff wird gehäckseltes Stroh im Kugelkocher unter Dampfdruck gekocht.
Wirkt beim Aufziehen von Bildern auf Strohpappe bleichend. Wird kaum noch hergestellt.
Zellstoff, holzfreies Altpapier, Lumpen, Hadern, Spinnereiabfälle.
Herstellung: mehrfaches Kalandrieren (Glätten)
2 Arten von Hartpappe: Marmorpappe und Pressspan
Ordner, Streckmappen, Steifbroschuren
Bei Wellpappe werden mindestens eine glatte und eine gewellte Pappe zusammengeklebt. Mehrere Bahnen können aufeinander geklebt sein.
Hauptsächlich für Verpackungen
Formate: Pappen werden in Schmal- und Breitbahn angeboten, wobei Schmalbahn überwiegt. Es gibt sie hauptsächlich in den Formaten 70 cm x 100 cm bis 80 cm x 114 cm, auf Wunsch sind auch Sonderformate erhältlich. Das normale Pappenformat beträgt 70 cm x 100 cm. Bei Wickelpappen findet man auch die Formate 72 cm x 102 cm oder 75 cm x 105 cm, die erst nach dem Beschnitt der meist welligen oder unregelmäßigen Ränder das Format 70 cm x 100 cm ergeben.
Rückenschrenz für die maschinelle Deckenherstellung gibt es auch in Rollen 15 mm – 50 mm breit.
Gewicht: Der Verkauf von Pappen erfolgt nach dem Gewicht. Sie sind meist in 25-kg-Pakete abgepackt. Bei Handgraupappe liegt das Quadratmetergewicht im Bereich von ca. 5 600 g – 750 g, bei Maschinengraupappe von ca. 900 g – 400 g, bei Strohpappe von ca. 1 000 g – 300 g, bei Lederpappe von ca. 900 g – 320 g und bei Holzpappe von ca. 2 000 g – 500 g.
Stärke: Die Angabe der Pappenstärke erfolgt heute schon vielfach in mm, was genauer und besser vorstellbar ist. In vielen Buchbindereien, besonders handwerklichen, wird die Stärke noch indirekt angegeben durch die Zahl der Pappen im Format von 70 cm x 100 cm bis 80 cm x 100 cm, die 25 kg oder 50 kg wiegen. Wenn beispielsweise von einer 20/40-er Pappe die Rede ist, so heißt dies, 20 Pappen wiegen 25 kg, 40 Pappen 50 kg. Man sollte dabei beachten, dass mit ansteigender Pappennummer die Pappe leichter und damit dünner wird und umgekehrt. So hat beispielsweise eine 15/30-er Graupappe eine Stärke von ca. 2,0 mm und ein Quadratmetergewicht von 2 120 g, eine 30/60-er Graupappe derselben Sorte eine Stärke von 1,0 mm und ein Quadratmetergewicht von 1 060 g.
Für Maschinengrau-, Holz-, Leder oder Strohpappe gelten die Stärkenangabe und das Quadratmetergewicht nicht.
Pappe gibt es in den Formaten: Schmalbahn und Breitbahn.
Das Format Schmalbahn ist häufiger.
70 cm x 100 cm (= normal) bis 80 cm x 114 cm,
auf Wunsch auch Sonderformate
72 cm x 102 cm oder 75 cm x 105 cm.
Nach dem Beschnitt haben sie Normal-Format 70 cm x 100 cm
15 mm – 50 mm breite Rollen.
Rückenschrenz = dünne Maschinen-Graupappe (215 – 400 g/m2)
Rückenschrenz wird für die maschinelle Deckenherstellung verwendet.
Pappe | Gewicht pro m2 |
Hand-Graupappe | ca. 5 600 g – 750 g |
Maschinen-Graupappe | ca. 900 g – 400 g |
Strohpappe | ca. 1 000 g – 300 g |
Lederpappe | ca. 900 g – 320 g |
Holzpappe | ca. 2 000 g – 500 g |
Gewicht: Pappe wird nach Gewicht verkauft, meist in 25-kg-Paketen.
Stärke: Die Stärke von Pappe wird meist in mm angegeben.
Werden Pappen aufeinandergestapelt gelagert, müssen die Verschnürungen von den Paketen entfernt werden. Erst so können die Tafeln flach und plan liegen und erhalten keine Eindrücke der Bänder oder Kordel. Auch sollten die Pakete nicht an der Verschnürung getragen werden, denn dies führt oft zum Einriss einzelner Bogenränder.
Pappen sollen auch nicht direkt auf Stein- oder Zementböden gelagert werden, denn schon geringe Feuchtigkeit des Bodens hat ein Werfen oder Wellig werden der unteren Tafeln zur Folge. Es ist zu empfehlen, sie auf Brettern zu lagern oder besser noch auf Holzpaletten, dann können sie ohne großen Aufwand mit dem Hubwagen transportiert werden. Ferner darf der Lagerraum für Pappen wie auch für Papier weder zu feucht noch zu trocken sein, um ein Welligwerden zu verhindern. Auch vor starker Sonneneinstrahlung sollten Pappen geschützt sein. Es könnten Farbveränderungen oder Vergilbung eintreten.
Kunststoffe beeinflussen unser Leben immer mehr. Wir finden sie als Haushaltsgegenstände und Textilien, in der Technik als Maschinenteile und Isoliermaterial. Kunststoffe sind nahezu in allen Wirtschaftszweigen der Industrie und des Handwerks neben die herkömmlichen natürlichen Werkstoffe und oft ersatzweise an deren Stelle getreten. Auch in die Druckweiterverarbeitung haben sie Eingang gefunden und werden dort als Überzugs-, Präge-, Schutz- und Verpackungsmaterial verwendet.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV03-2_Vers01-03_0408.pdf | 515.91 KB |
In der Druckweiterverarbeitung werden Kunststoffe verwendet
Kunststoffe sind Materialien, die in der Hauptsache aus makromolekularen organischen Verbindungen bestehen und durch chemische Umsetzungen entstehen. Makromolekular heißt, dass die kleinsten Bauteilchen der Kunststoffe nicht einzelne Moleküle, sondern vielmehr ganze Molekülklumpen bzw. Molekülfäden sind. Makromoleküle (makros kommt aus dem Griechischen und heißt groß) sind damit Groß- oder Riesenmoleküle, die aus mehreren Hundert bis einigen Tausend kleiner Moleküle aufgebaut sind. Diese Moleküle sind aber noch so unendlich klein, dass sie im Kunststoff mit bloßem Auge nicht sichtbar sind. Kunststoffe sind deshalb organische Verbindungen, weil sie alle das chemische Element Kohlenstoff enthalten, das in allen lebenden Organismen vorkommt.
Allen Kunststoffen gemeinsam sind das leichte Gewicht, die gute Isolation gegen elektrischen Strom und die Korrosionsfestigkeit, d. h., sie werden von Wasser, Salzen, Säuren, Laugen und vielen Chemikalien nicht angegriffen.
Nachteilig ist, dass sie nicht wärmefest sind, d. h., bei Temperaturen von über 200°C tritt bereits eine Zersetzung ein. Ferner sind sie elektrostatisch aufladbar, was dazu führt, dass sie Staub anziehen und zusammenkleben, was das Trennen erschwert.
Nach den Ausgangsstoffen und der Entstehung unterscheidet man halb- oder teilsynthetische und vollsynthetische Kunststoffe.
Teilsynthetische Kunststoffe werden aus makromolekularen Naturstoffen hergestellt, wobei diese durch chemische und physikalische Prozesse abgewandelt werden. Der makromolekulare Ausgangsstoff ist meist die Zellulose, die das Produkt eines Naturvorganges, der sog. Assimilation, ist. Aus dieser Zellulose wird durch Einwirkung von Laugen oder Säuren Zellglas, häufiger unter der Markenbezeichnung Cellophan bekannt, oder Zelluloseazetat gewonnen.
Die Rohstoffbasis für vollsynthetische Kunststoffe sind die Grundstoffe Erdöl, Erdgas, Kohle, Kalk, Wasser u. a. Diese Ausgangsstoffe sind niedermolekular, d. h., sie bestehen aus kleinen Molekülen, den sog. Monomeren. Die Herstellung der Kunststoffe erfolgt in der Vollsynthese durch Verknüpfen der Monomere zu Makromolekülen, auch Polymere genannt. Die Verknüpfung oder der Zusammenschluss von Einzelmolekülen zu ketten- oder fadenförmigen Riesenmolekülen ist ein sehr komplizierter chemischer Vorgang. Er wird als Polymerisation bezeichnet. Es entstehen völlig neue Stoffe mit ganz anderen Eigenschaften als denen der Grundstoffe.
Aufgrund der linearen oder räumlichen Vernetzung der Riesenmoleküle und des Verhaltens bei Einwirkung von Wärme unterteilt man die vollsynthetischen Kunststoffe auch in Thermoplaste und Duroplaste.
Thermoplaste sind Kunststoffe, die unter Wärmeeinwirkung, meist zwischen 80 °C und 160°C, weich, biegsam und lappig werden. In diesem Zustand lassen sie sich beliebig verformen. Beim Erkalten oder Abkühlen werden sie wieder fest und behalten die neue Form. Dieser Vorgang lässt sich beliebig oft wiederholen. Bei höherer Erwärmung als 160°C gehen die Thermoplaste in den plastischen (teigigen) Zustand über und lassen sich verschweißen.
Duroplaste sind Kunststoffe, die nur einmal bei Wärme in den plastischen Zustand überführt und verformt werden können. Beim Erkalten erstarren sie zu einer festen Masse und bleiben hart, auch wenn sie erneut erwärmt werden. Steigert man die Wärmezufuhr, so zersetzen sie sich, und der chemische Aufbau wird zerstört. Sie brennen nicht und sind nicht schmelzbar. Auch sind Duroplaste nicht schweißbar. Bei normaler Temperatur sind sie meist sehr hart und spröde. Duroplaste haben für die buchbinderische Verarbeitung keine Bedeutung. Wir finden sie als Massenartikel wie Lichtschalter, Steckdosen, Telefon- und Radiogehäuse, Bedienungsknöpfe, Griffe.
(Für weitere Details zu den Kunststoffen sehen Sie sich bitte die PDF-Datei an.)
Gemeinsame Eigenschaften von Kunststoffen:
Teilsynthetische Kunststoffe werden aus Naturstoffen hergestellt, die durch chemische und physikalische Prozesse verändert werden. Der Ausgangsstoff ist meist Zellulose. Aus der Zellulose gewinnt man Zellglas, bekannt unter dem Namen Cellophan.
Man unterscheidet Thermoplaste und Duroplaste.
Thermoplaste werden bei einer Temperatur 80°C und 160°C weich und biegsam. Man kann sie dann gut verformen. Beim Abkühlen werden sie wieder fest und behalten die neue Form. Das kann man immer wieder machen.
Bei Temperaturen über 160°C werden Thermoplaste plastisch (sehr weich). Man kann sie dann verschweißen.
Duroplaste werden bei Wärme nur 1-mal plastisch, man kann sie nur 1-mal verformen. Beim Abkühlen werden sie fest und bleiben hart, auch wenn sie nochmals erwärmt werden. Bei noch höheren Temperaturen zersetzen sie sich, der chemische Aufbau wird zerstört. Duroplaste brennen nicht und schmelzen nicht. Man kann sie auch nicht schweißen. Bei normaler Temperatur sind sie sehr hart und spröde.
Massenartikel wie Lichtschalter, Steckdosen, Telefon- und Radiogehäuse, Bedienungsknöpfe, Griffe.
Hilfs- oder Zusatzstoffe werden den kornförmigen Kunststoffen bei der Herstellung beigemischt, um ihnen bestimmte Eigenschaften zu verleihen.
Im Einzelnen sind dies hauptsächlich folgende Stoffe:
Wärmestabilisatoren verhindern das Zersetzen bei höheren Verarbeitungstemperaturen.
Füllstoffe sind erdige Zusätze (Kreide, Kaolin), wie wir sie bereits von der Papierherstellung her kennen. Sie haben auch weitgehend dieselben Aufgaben. Sie verbessern die mechanischen Eigenschaften, erhöhen die Opazität, setzen also die Transparenz herab und strecken den teuren Kunststoff.
Farbmittel: Von Natur aus sind Kunststoffe meist transparent und farblos. Farbmittel in Form von Pigmenten und Farbstoffen geben den gewünschten Farbton. Farbstoffe verleihen dem Kunststoff Färbung, ohne wesentlich seine Transparenz zu beeinflussen. Pigmente dagegen setzen beim Färben gleichzeitig die Transparenz herab.
Weichmacher sind ölige, schwerflüchtige Lösemittel, die in die Kunststoffe eingeknetet werden und sich zwischen die Moleküle einlagern. Sie schwächen dadurch die zwischenmolekularen Bindungen, lockern das Gefüge der Molekülfäden (Makromoleküle) auf und machen somit den sonst spröden Kunststoff geschmeidig, dehn- und formbar. Mit wachsendem Weichmachergehalt (bis 50 %) steigen Elastizität und Kältefestigkeit. Ein Nachteil der Weichmacher ist, dass sie unter Einwirkung von Wärme, Feuchtigkeit und Druck dazu neigen, in benachbarte Materialien zu wandern und diese zu verfärben, zu verkleben oder aufzulösen.
Gleitmittel dienen zur Herabsetzung der Klebrigkeit und Zähigkeit bei der Verarbeitung. Sie bilden einen dünnen Film und verbessern die Oberflächenglätte.
Antistatika sind Mittel, die die Oberflächenleitfähigkeit erhöhen und damit die elektrostatische Aufladung verringern. Es wird somit verhindert oder wenigstens vermindert, dass Staub- und Schmutzteilchen angezogen werden.
Alterungs- und Lichtschutzmittel: Sie verhindern die chemische Veränderung des Kunststoffes unter Einwirkung von Licht und Sauerstoff. Dadurch wird eine Versprödung oder farbliche Veränderung hinausgezögert.
Die meisten dieser Zusatzstoffe beeinflussen in starkem Maße die Be- und Verdruckbarkeit sowie die Prägbarkeit der Kunststofffolien.
Die wichtigsten Hilfsstoffe sind bei der Herstellung von Kunststoffen sind: :
Manchmal werden Kunststoffe bei hohen Temperaturen verarbeitet. Dann helfen Wärmestabilisatoren, damit die Kunststoffe stabil bleiben und sich nicht zersetzen.
Füllstoffe sind meistens Mineralstoffe, z. B. Kaolin, Kreide, Gips. Sie verbessern die mechanischen Eigenschaften. Sie machen den Kunststoff undurchsichtig und strecken den teuren Kunststoff. Füllstoffe braucht man auch bei der Papierherstellung. Bei Papier haben sie ähnliche Aufgaben. (-> Stoffmahlung und Zusatzstoffe).
Von Natur aus sind Kunststoffe meist transparent und farblos. Pigmente und Farbstoffe färben den Kunststoff. Der Unterschied zwischen Pigmenten und Farbstoffen ist:
Farbstoffe färben nur, sie lassen den Kunststoff transparent.
Pigmente färben und machen den Kunststoff intransparent (undurchsichtig).
Weichmacher sind ölige, schwerflüchtige Lösemittel. Schwerflüchtige Lösemittel verdunsten nicht so leicht. Sie werden in die Kunststoffe geknetet und lagern sich zwischen die Moleküle. Sie machen den Kunststoff weich und formbar. Je mehr Weichmacher in einem Kunststoff sind (bis 50 %), desto elastischer wird der Kunststoff.
Bei Wärme, Feuchtigkeit und Druck können Weichmacher in benachbarte Materialien übergehen. Diese können dann verfärben, verkleben oder sich sogar auflösen.
Gleitmittel bilden einen dünnen Film auf der Oberfläche des Kunststoffes. Der Kunststoff wird glatter und weniger klebrig. So kann man ihn besser verarbeiten.
Antistatikmittel verringern die elektrostatische Aufladung und verbessern die Leitfähigkeit der Oberfläche. Dadurch zieht der Kunststoff weniger Staub und Schmutz an.
Wenn Kunststoffe viel Licht und Sauerstoff bekommen, werden sie spröde und die Farben verblassen. Weiß wird gelblich. Alterungs- und Lichtschutzmittel schützen den Kunststoff vor diesen Veränderungen.
Die meisten Hilfsstoffe haben einen Einfluss darauf, wie gut man Kunststoff-Folien bedrucken und prägen kann.
Die Kunststoffe können unterteilt werden in:
• kunststoffbeschichtete Einbandstoffe,
• Kunststofffolien für die HF-Schweißtechnik,
• Schutz- und Kaschierfolien,
• Schrumpffolien,
• Prägefolien.
3.2.3.1 Kunststoffbeschichtete Einbandstoffe
3.2.3.2 Kunststofffolien
3.2.3.3 Kaschier- und Schutzfolien
3.2.3.4 Schrumpffolien
(Für weitere Details zu den Kunststoffen sehen Sie sich bitte die PDF-Datei an.)
Die Kunststoffe können unterteilt werden in:
Es handelt sich um Überzugsmaterialien, bei denen einseitig auf einen Träger eine Kunststoffschicht aufgebracht ist. In die Oberfläche der Kunststoffschicht ist meist eine Narben- oder Gewebestruktur gepresst, um Leder oder Gewebe zu imitieren. Wegen ihrer lederähnlichen Eigenschaften und Oberfläche tragen sie häufig auch die Bezeichnung Kunstleder. Durch ihren schichtförmigen Aufbau werden sie auch Schichtstoffe genannt.
Als Trägermaterial werden Gewebe, Faservliese oder Papier verwendet. Die Gewebeträger sind aus Baumwolle, Zellwolle oder Kunstfasern (Kunstseide) und vor der Beschichtung in der Farbe des Kunststoffes eingefärbt. In der Regel ist das Gewebe auf der Rückseite sichtbar.
Faservliesträger bestehen aus Zellulose-, Textil- oder Lederfasern, die entweder durch Verfilzen oder mit Hilfe von Bindemitteln zusammenhalten.
Papierträger sind auf der Rückseite gut erkennbar und besitzen eine ausreichende Festigkeit. Sie haben jedoch gegenüber der Beschichtung eine andere Elastizität und ein anderes Dehn- und Schrumpfvermögen. Dies kann unter Umständen zu einer Ablösung führen.
Als Kunststoffe für die Beschichtung von Einband-Schichtstoffen werden verwendet:
Teilsynthetische Kunststoffe: Der älteste und bekannteste Kunststoff dieser Gruppe ist die Nitrozellulose.
Vollsynthetische Kunststoffe: Heute werden überwiegend vollsynthetische Kunststoffe zur Beschichtung verwendet. Polyvinylchlorid (PVC) ist der bekannteste und am meisten verwendete Kunststoff. Andere Kunststoffe sind noch Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyurethan (PUR) und Mischpolymerisate.
Der Beschichtungsvorgang selbst kann nach verschiedenen Methoden erfolgen.
Streichen: Der eingefärbte flüssige oder pastose Kunststoff wird von einer Auftragswalze auf die Papier- oder Gewebebahn gebracht und die überschüssige Masse durch eine Rakel abgestreift.
Walzenschmelzverfahren: Das Rohmaterial des Kunststoffes wird zwischen beheizten Walzen plastifiziert. Durch den verstellbaren Walzenspalt entsteht ein dünner Film, der von einer anderen Walze, über die die Trägerbahn läuft, abgenommen und miteinander verbunden wird.
Kaschieren: Eine mit Spezialklebern versehene Folie (z. B. PVC) wird zwischen heißen Walzen auf den Träger aufgebracht.
Bei allen Verfahren wird die Oberfläche, solange der Kunststoff noch plastisch verformbar ist, durch Walzen geglättet oder eine Narbung eingepresst.
Eine Beschichtung ist in der Regel und bei Gewebe immer aus mehreren Strichen unterschiedlicher Rezeptur (Zusammensetzung) aufgebaut. Jeder Strich hat verschiedene Aufgaben zu erfüllen.
Zunächst wird ein Grundstrich bzw. eine Grundierung aufgetragen. Diese hat die Aufgabe, eine Haftung zwischen Träger und Kunststoff zu vermitteln. Bei weitmaschigen und leichten Naturfasergeweben oder stark saugenden Vliesen oder Papieren soll die Grundierung nur oberflächlich die Poren bzw. Löcher und sonstige Unebenheiten verschließen, damit die nachfolgenden Striche glatt und eben werden und nicht in den Träger einsinken. Nach dem Grundstrich folgt ein Mittelstrich, der meistens schwerer ist als der Grundstrich und die Eigenschaften wie Farbe, Griff, Weichheit, Flexibilität und Kältefestigkeit des beschichteten Materials im Wesentlichen bestimmt. Der Deckstrich ist in der Regel aus Kunststofflösungen, die dem Kunstleder einen angenehmen, trockenen Griff vermitteln und auch seine sonstigen Oberflächeneigenschaften verbessern.
Eigenschaften: Einband-Schichtstoffe haben eine hohe Einreiß-, Scheuer- und Kratzfestigkeit.
Ferner weisen sie wegen ihrer Oberflächenvergütung eine gute Schmutz- und Säureunempfindlichkeit, Schimmelpilzresistenz, Licht- und Farbechtheit und Abwaschbarkeit auf.
Verarbeitung: Einband-Schichtstoffe werden nicht verschweißt, sondern können mit allen Klebstoffen verarbeitet werden, die für Kaschierarbeiten eingesetzt werden. Um ein Ablösen des Vorsatzes von den Einschlägen zu vermeiden, sollten beim Anpappen Spezialkleber (Kunststoffkleber) mit besonders hohen Adhäsionskräften verwendet werden.
Im Prägefoliendruck lassen sich die Schichtstoffe mit den meisten Prägefolientypen ohne nennenswerte Schwierigkeiten bedrucken. Voraussetzung ist jedoch eine auf die Kunststoffbeschichtung abgestimmte Haftschicht der Prägefolie.
Bei sehr grob genarbten Materialien ist zu beachten, dass eine gute Flächendeckung sehr schwer zu erreichen ist, da die Narbung des Materials beim normalen Prägevorgang nicht glattgedrückt werden kann.
Da die Beschichtung bei hoher Temperatureinwirkung plastisch wird und sich so störende Wulstränder zeigen können, sollten leicht ablösende Prägefolientypen, die eine niedrigere Prägetemperatur zulassen, eingesetzt werden.
Besteht die Beschichtung aus Weich-PVC, kann die Prägung durch Weichmacherwanderung angegriffen werden. Dies zeigt sich eventuell erst nach 2–3 Tagen durch Farbveränderung oder Erweichen der geprägten Oberfläche.
Verwendung: Kunststoffbeschichtete Einbandstoffe werden als Oberzugsmaterial für Bucheinbände, Broschuren, Mappen, Ordner usw. verwendet. Da die Oberfläche unempfindlich gegen Schmutz und Feuchtigkeit ist, sind sie für vielgebrauchte Bücher gut geeignet.
Für wertvolle und länger aufzubewahrende Druckwerke sollte man keine kunststoffbeschichteten Einbandstoffe verwenden, da eine hohe Alterungsbeständigkeit nicht garantiert wird.
Merke
• Kunststoffbeschichtete Einbandstoffe sind Überzugsmaterialien, bestehend aus Papier-, Faservlies oder Gewebeträger mit einseitiger Kunststoffbeschichtung.
• Die Oberfläche ist widerstandsfähig gegen mechanische Einwirkungen wie auch gegen Schmutz und Feuchtigkeit.
• Die Verarbeitungsbedingungen sind dieselben wie bei Papier und Gewebe.
• Durch ihr Aussehen, ihre Oberflächenstruktur und ihre Eigenschaften werden sie auch „Kunstleder“ genannt.
• Die Bezeichnung „Schichtstoffe“ stammt vom schichtförmigen Aufbau.
Trägermaterial kann Gewebe, Faservlies oder Papier sein.
Abb. 3.2-1: Kunststoffbeschichtete Einbandstoffe auf Gewebe-, Faservlies- und Papierträger
Baumwolle, Zellwolle oder Kunstfasern (Kunstseide).
Das Material wird vor der Beschichtung in der Farbe des Kunststoffes eingefärbt. Das Gewebe kann man auf der Rückseite sehen.
Zellulosefasern, Textilfasern oder Lederfasern.
Die Fasern halten durch Verfilzen oder mit Bindemitteln zusammen.
Papier-Träger kann man auf der Rückseite gut erkennen. Sie sind fest, haben aber eine andere Elastizität als die anderen Trägermaterialien.
Manchmal kann sich das Papier ablösen, z. B. bei Feuchtigkeit.
Mit allen Klebstoffen, die man auch beim Kaschieren verwendet. Beim Ankleben nimmt man Spezialkleber (Kunststoff-Kleber) mit besonders hohen Adhäsionskräften, damit sich der Vorsatz nicht vom Einschlag löst.
Schichtstoffe kann man gut mit den meisten Prägefolien-Typen bedrucken.
Die Haftschicht der Prägefolie ist auf die Kunststoff-Beschichtung abgestimmt.
Überzug für Bucheinbände, Broschuren, Mappen, Ordner usw.
Für wertvolle Bücher nimmt man besser keine kunststoffbeschichteten Einbandstoffe. Sie sind nicht alterungsbeständig.
Unter Kunststofffolien versteht man schichtförmige Bahnen, die aus einer durchgehenden, teil- oder vollsynthetischen Kunststoffmasse bestehen. Ihre Stärke liegt zwischen 0,08 mm und 1 mm. Sie haben keine Gewebe-, Vlies- oder Papierunterlage.
Als besonders geeignet haben sich die PVC-Folien gezeigt. Nur sie werden im Folgenden näher betrachtet.
Herstellung der PVC-Folie: Polyvinylchlorid (PVC) ist ein vollsynthetischer Kunststoff der Gruppe der Thermoplaste. Dem aus den Grundstoffen Kohle, Erdöl, Kalk, Steinsalz, Wasser und Luft synthetisch hergestellten weißen, körnigen Pulver werden Weichmacher, Füllstoffe, Farbstoffe und Stabilisatoren beigemengt. Für die Herstellung der Folienbahn gibt es mehrere Möglichkeiten. Nur die zwei häufigsten Verfahren sind kurz angesprochen.
Kalanderverfahren: Die gemischten Roh- und Hilfsstoffe werden in einem Walzwerk durch Druck und Hitze zu einer plastischen Masse aufbereitet. Auf dem Kalander, einem Walzenturm, wie wir ihn von der Papierherstellung kennen, wird die Masse auf die gewünschte Dicke zu einer Folienbahn ausgezogen oder ausgewalzt. Eine Veredelung der Oberfläche kann dadurch erfolgen, dass in die noch heiße Bahn durch kalte Stahlprägewalzen ein Muster oder eine Struktur gepresst wird.
Extruderverfahren: Das Rohmaterial in grobkörniger Form (Granulat) wird in beheizten Schneckenpressen (Extruder) plastifiziert, komprimiert und durch eine Breitschlitzdüse oder Ringdüse gepresst. Breitschlitzdüsen liefern Bahnen bis zu 2 m Breite und einer Dicke zwischen 0,4 mm und 15 mm. Dünne Folien von 0,015 mm bis 0,3 mm Dicke werden durch Ringdüsen geformt. Dabei tritt der Kunststoff kontinuierlich als ein sehr dünnwandiger Schlauch aus. Beim Austritt wird dieser Schlauch mit Luft aufgeblasen, wodurch die Bahnbreite und Dicke der Folie bestimmt wird. Nach dem Durchlauf einer Kühlstrecke wird der Schlauch gefaltet, flachgelegt und seitlich zur doppelt liegenden Folie aufgeschnitten.
Eigenschaften der PVC-Folie: PVC-Folien sind elastisch in verschiedenen Graden (Weichfolie bis Hartfolie), weitgehend unempfindlich gegen Säuren, Laugen, Wasser, die meisten Öle, Benzin und viele andere Chemikalien. Auf der Oberseite sind sie kratz- und scheuerfest, gegen Schimmelpilze und Bakterien resistent (widerstandsfähig), mit Spezialfarbe zu bedrucken und mit Gold-, Bronze- und Farbfolie prägbar. Sie sind gut zu schneiden und zu stanzen sowie geruch- und geschmacklos.
Als thermoplastischer Stoff kann die Folie unter Temperatuschwankungen wachsen und schrumpfen, lappig weich werden oder sich verhärten. Zum anderen weisen die Gelenke bei Decken eine geringe Falzfestigkeit auf, was häufig zum Durchbrechen des Falzes führt und kaum behoben werden kann. Durch ungenügende Alterungsbeständigkeit kann die Folie verspröden und brüchig werden. Beigemischte Weichmacher können an die Oberfläche wandern und aufgebrachte Drucke, Prägungen oder Beschichtungen ungünstig beeinflussen (Weichmacherwanderung).
Die Arten der PVC-Folien unterscheiden sich hauptsächlich in der Elastizität und dem Aussehen. Im Einzelnen werden sie in folgende Gruppen eingeteilt:
Hart-PVC transparent: Eine PVC-Folie mit geringem Weichmacheranteil, ohne Füllstoffe und bis 0,5 mm dick. Sie kann glasklar, matt oder gefärbt sein.
Hart-PVC opak (undurchsichtig): Eine PVC-Folie mit geringem Weichmacheranteil, jedoch hohem Füllstoffgehalt und daher undurchsichtig. Ohne Farbstoffe ist sie weiß, mit Farbstoffzusätzen buntfarbig.
Weich-PVC transparent: Eine PVC-Folie mit höherem Weichmacheranteil und ohne Füllstoffe. Ansonsten treffen dieselben Eigenschaften zu wie bei der Hart-PVC-Folie transparent.
Weich-PVC opak: Eine PVC-Folie mit höherem Weichmacheranteil und Füllstoffgehalt und daher undurchsichtig. Die Folie ist meist eingefärbt, die Oberfläche glatt oder geprägt, glänzend oder matt.
Verarbeitung von PVC-Folien: PVC-Folien lassen sich mit den gebräuchlichen Klebstoffen nicht miteinander verbinden. Auch mit Spezialklebstoffen ist es kaum möglich. Sie lassen sich jedoch sehr einfach und schnell mit Hilfe von Wärme und Druck verschweißen.
Zum Prägen oder Bedrucken von PVC-Folien werden heute folgende Verfahren angewendet:
Prägefoliendruck: Darunter versteht man das normale thermische Prägen mit den üblichen Prägepressen, die mit Druck und Hitze arbeiten. Die optisch wirksame Schicht wird dabei lediglich auf die Oberfläche der PVC-Folie aufgesetzt. Damit jedoch eine Haftung der Metall- oder Farbschicht zustande kommt, muss eine Prägefolie mit spezieller Haftschicht verwendet werden. Auf einer stark genarbten Weich-PVC-Folie wirkt der normale Prägefoliendruck unschön. Eine ausreichende Haftung der Prägefolie ist fast unmöglich. In diesem Fall bedient man sich der HF-Prägung. (HF bedeutet: Hochfrequenz)
HF-Prägeverfahren: Bei diesem Verfahren wird zunächst durch eine HF-Schweißung die Narbung der Folie geglättet (Blindprägung) und somit das Bett für die Prägung geschaffen. Hierauf wird durch thermische Beheizung des Prägestempels die Farb- bzw. Metallschicht der Prägefolie in dieses Bett übertragen (Prägefoliendruck).
Abhebeverfahren: Beim Abhebeverfahren wird zuerst der Prägestempel angefärbt. Hierzu wird eine Spezialprägefolie mit der Prägeseite nach oben unter den Prägestempel geführt und mit einem kräftigen Druck die Farbe von der Prägefolie abgenommen. Anschließend wird mit HF-Strom in die Kunststofffolie hineingeschweißt. Die auf dem Stempel sitzende Farbe verbindet sich dabei fest mit dem Kunststoff.
Druckverfahren: PVC-Folien lassen sich auch mit Spezialfarbe bedrucken. Der Siebdruck bringt sehr gute Ergebnisse.
Verkleben von PVC-Folien: Obwohl PVC-Folien untereinander mit Klebstoff äußerst schwierig zu verbinden sind, so sind doch auf sie Papier oder Karton zu kaschieren, wie z. B. beim Anpappen der Vorsätze. Dazu sind die allgemein gebräuchlichen Klebstoffe nicht geeignet. Sie platzen nach dem Trocknen wieder ab. Die Klebstoffindustrie hat hierfür besondere Dispersionskleber, sog. Folienkleber, entwickelt. Es sind dies Klebstoffe, die besonders hohe Adhäsionskräfte besitzen und somit an der Kunststofffolie ausreichend haften können.
Verwendung von PVC-Folien
Hart-PVC transparent wird hauptsächlich zum Kaschieren von bedruckten Broschurenumschlägen oder Deckenüberzügen (Papierbänden) verwendet, um den Druck vor Verschmutzung zu schützen.
Hart-PVC opak findet Verwendung als Einlage oder Deckelersatz bei halbflexiblen und steifen Einbänden. Vielfach wird es aber auch als Registerblätter bei Ordnern oder Ringbüchern verwendet.
Aus Weich-PVC transparent werden hauptsächlich Klarsicht- und Ausweishüllen hergestellt.
Weich-PVC opak dient in der industriellen Buchbinderei als Oberzugsmaterial. Es werden aus ihm flexible, halbflexible und steife oder feste Decken angefertigt. Die flexible Decke besteht vorwiegend aus einer, vereinzelt auch aus zwei zusammengeschweißten Weichfolien. Bei der halbflexiblen Decke wird eine Weichfolie außen mit einer Hartfolie innen verschweißt. Die steife oder feste Decke enthält eine Pappeneinlage zwischen zwei verschweißten Weichfolien.
Mit PVC-Decken werden hauptsächlich kurzlebigere Veröffentlichungen ausgestattet.
Im Einzelnen können dies sein:
• Wörterbücher, Nachschlagwerke
• Schul- und Kochbücher
• Alben
• Werkstattbücher und Industriekataloge
• Sammel- und Schreibmappen
• Taschen- und Notizkalender.
Kunststoff-Folien sind schichtförmige Bahnen. Sie bestehen aus einer durchgehenden, teil- oder vollsynthetischen Kunststoff-Masse. Sie haben keine Gewebe-, Vlies- oder Papierunterlage.
Stärke: zwischen 0,08 mm und 1 mm.
Besonders geeignet sind PVC-Folien (PVC = Polyvinylchlorid).
PVC-Folien kann man nicht mit den gebräuchlichen Klebstoffen verbinden. Aber man kann sie einfach und schnell mit Wärme und Druck verschweißen.
Thermisches Prägen mit den Prägepressen, die mit Druck und Hitze arbeiten. Die Prägefolie muss eine spezielle Haftschicht haben, damit die Metall- oder Farbschicht haftet.
Auf einer stark genarbten Weich-PVC-Folie sieht der normale Prägefolien-Druck nicht schön aus. Die Prägefolie haftet nicht gut genug. Hier ist eine HF-Prägung (HF = Hochfrequenz) besser.
Zuerst wird die Narbung der Folie mit einer HF-Schweißung geglättet (Blindprägung).
Der Prägestempel wird heiß und bringt nun die Farb- oder Metallschicht der Prägefolie auf die geglättete Fläche (Prägefolien-Druck).
Eine Spezial-Prägefolie wird unter den Prägestempel geführt. Die Prägeseite liegt oben. Die Farbe wird von der Prägefolie abgenommen und ist nun auf dem Stempel.
Dann wird mit HF-Strom in die Kunststoff-Folie hineingeschweißt. Dabei verbindet sich die Farbe auf dem Stempel fest mit dem Kunststoff.
PVC-Folien kann man nicht mit Klebstoff verbinden, bzw. es ist extrem schwierig. Aber man kann PVC-Folien auf Papier oder Karton kaschieren, z. B. wenn man die Vorsätze anklebt. Dafür gibt es besondere Dispersionskleber, sog. Folienkleber.
Das sind Klebstoffe mit besonders hohen Adhäsionskräften, die gut an der Kunststoff-Folie haften können. Allgemein gebräuchliche Klebstoffe sind nicht geeignet. Sie platzen nach dem Trocknen wieder ab.
PVC-Art | Verwendung für … |
Hart-PVC transparent
| Broschuren-Umschläge oder Decken-Überzüge (Papierbände) kaschieren |
Hart-PVC opak
| Einlage oder Deckel-Ersatz bei halb-flexiblen und steifen Einbänden. Registerblätter bei Ordnern oder Ringbüchern |
Weich-PVC transparent
| Klarsichthüllen, Ausweishüllen |
Weich-PVC opak
| Überzugsmaterial für flexible, halb-flexible und |
PCV-Decken | Herstellung |
Flexible Decke | meist aus 1, manchmal aus 2 zusammengeschweißten Weichfolien |
Halb-flexible Decke | eine Weichfolie außen wird mit einer Hartfolie innen verschweißt |
Steife bzw. feste Decke | zwischen 2 verschweißten Weichfolien ist eine Pappen-Einlage |
PVC-Decken nimmt man für Druck-Erzeugnisse, die nicht so lange halten müssen.
Beispiele:
Kaschier- und Schutzfolien sind Klarsichtfolien und werden auf Schutzumschläge, Deckenüberzüge und Broschurenumschläge ein- oder zweiseitig kaschiert. Sie erhöhen die Widerstandsfestigkeit gegen mechanische Einflüsse, schützen vor Verschmutzung und Einwirkung von Feuchtigkeit und chemischen Stoffen. Der Vorgang des Kaschierens wird als „Laminieren“ bezeichnet. Alte Bezeichnung ist „Cellophanieren“.
Arten von Kaschierfolien
Zelluloseazetat (CA) gehört in die Gruppe der teilsynthetischen Kunststoffe (abgewandelter Naturstoff).
Herstellung: Das zusammen mit Weichmachern in einem Lösungsmittel gelöste Azetat wird durch eine Schlitzdüse auf ein endloses Metallband gegossen. Durch das Verdunsten des Lösungsmittels erstarrt der dünne Film zur Folie, die nachgetrocknet und aufgewickelt wird.
Eigenschaften: Die Zelluloseazetatfolie ist thermoplastisch, glasklar, hochglänzend bis matt, geschmeidig, wasserabweisend, öl- und fettdicht, aromadicht und geschmacksfrei. Sie ist mit Spezialklebstoffen gut zu verkleben und maßbeständig.
Polypropylen (PP) ist ein thermoplastischer, vollsynthetischer Kunststoff.
Herstellung: Die Folienbahn wird hauptsächlich im Extruderverfahren hergestellt.
Eigenschaften: Die Oberfläche der Polypropylenfolie ist glatt oder geprägt, matt bis hochglänzend und durch die hohe Härte sehr kratzfest. Sie hat eine hohe Transparenz, ist sehr reiß- und biegefest, wasserabweisend, beständig gegen Chemikalien, weitgehend öl- und fettdicht und bis 140 °C temperaturbeständig.
Polyvinylchlorid (PVC): Zur Verwendung kommen die Hart- und Weich-PVC-Folien transparent. Die Weich-PVC-Folie ist auch mit einer Strukturprägung erhältlich. Ihre Eigenschaften entsprechen weitgehend der Azetatfolie.
Kaschier- und Schutzfolien werden verarbeitet durch Verklebung mit Spezialklebstoffen, als selbstklebende Folien und durch Heißsiegeln.
Die Folienkaschierung erfolgt heute ausschließlich in Kaschieranstalten (Spezialbetriebe). Mittels eines Spezialklebstoffes oder Klebelackes wird die Folienbahn mit dem Papier oder Karton verbunden. Nachträglich kann eine Strukturprägung aufgebracht werden.
Verarbeitungshinweise: Für die Verklebung von folienkaschierten Druckbogen oder Umschlägen gibt es Spezialklebstoffe. Trotzdem kann es vorkommen, dass eine ausreichende Haftung nicht erreicht wird. Bei zweiseitig folienkaschierten Broschurenumschlägen muss die Klebefläche der Umschlaginnenseite unbedingt ausgespart werden.
Um ein Ablösen oder Brechen der Folie an der Rillung bei Umschlägen zu vermeiden, sollte die Vertiefung auf der kaschierten Seite liegen. Die Nut im unteren Rillwerkzeug muss eine genügende Weite aufweisen, um ein Abscheren des Materials zu verhindern. Als Faustregel für die Weite der Rillnut gilt: Stärke der Rilllinie + das 1,5-fache des zu rillenden Materials.
Bei folienkaschierten Überzügen mit Strukturprägung darf in der Buchdeckenmaschine nur mit minimalem Druck gearbeitet werden, um die Prägung nicht zu beeinträchtigen. Beim Einbrennen des Falzes sollte nur mit einer Temperatur von maximal 70 °C gearbeitet werden. Der Druck selbst darf dabei nur kurz sein. Teilkaschierte Flächen bei Schutzumschlägen erschweren das Zuschneiden und Umlegen. Beim Zuschneiden sollten nicht zu hohe Stapel in die Maschine gesetzt werden oder durch Einlegen entsprechender Materialien ein Ausgleich geschaffen werden. Was die Laufrichtung des Papiers oder Kartons betrifft, so soll sie auch bei der Folienkaschierung am Buch parallel zum Rücken, bei Broschurenumschlägen parallel zur Rillung sein. Bei Papieren unterhalb von 150 g/m2 ist zu berücksichtigen, dass eine einseitige
Folienkaschierung u. U. durch nachträgliche Feuchtigkeitsaufnahme zu unerwünschter Rollneigung führt. Eine wirksame Gegenmaßnahme ist die beidseitige Kaschierung.
Weitere Verarbeitungsschwierigkeiten können durch die Papieroberfläche, den Papierstrich, die Druckfarbe und Druckbestäubung entstehen. Eine frühzeitige Abstimmung zwischen Druckerei, Kaschieranstalt und Druckweiterverarbeitung ist unbedingt erforderlich.
Folienkaschierung mit selbstklebenden Folien: Bei der selbstklebenden Folie ist auf die Rückseite einer farblosen, transparenten Kunststofffolie ein nichttrocknender Haftkleber aufgebracht. Der Klebstoff wird durch ein Abdeckmaterial (Träger) geschützt. Der Träger wird erst kurz vor dem Aufkaschieren abgezogen. Als Abdeckmaterial verwendet man Hartfolien, gewachstes, pergamentartiges Papier oder Silikonpapier.
Verwendung: Selbstklebende Folien kommen hauptsächlich in Handbuchbindereien und Bibliotheken zum Einsatz. Sie dienen sowohl als Schutz für Bucheinbände, als auch für Karten, Plakate, Bilder, Pläne, Schautafeln u. a. Selbstklebende Kaschierfolien sind hauptsächlich für kurzlebigere, weniger wertvolle Verbrauchsobjekte bestimmt. Da ihre Alterungsbeständigkeit nicht gesichert ist, sollten sie nicht für Restaurierungsarbeiten, zum Ausbessern von Buchseiten und zum Überziehen von alten, wertvollen Dokumenten und Büchern verwendet werden.
Verarbeitungshinweise: Beim Abziehen der Folie vom Abdeckmaterial soll die Folie nicht gedehnt oder gezerrt werden. Die Folie wird von einer Seite her auf das Kaschiergut aufgelegt, blasenfrei angerieben und eingeschlagen. Die Eigenschaften des Haftklebers auf der Rückseite können sich mit der Zeit verändern. Es kann zu einem Austrocknen oder Zersetzen kommen, was meist ein Lösen der Folie und eine Verfärbung des Untergrundes zur Folge hat.
Heißsiegeln: Beim Heißsiegeln wird eine auf der Rückseite mit thermoplastischen Klebern oder Lacken beschichtete Folie auf Druckerzeugnisse zur Oberflächenveredelung aufgebracht. Der Kleber oder Lack auf der Rückseite der Folie wird mittels Wärme aktiviert (klebrig). Dabei wird die Folie zwischen beheizten Walzen oder Platten auf das Papier oder den Karton aufgebügelt. Meist erfolgt ein zweiseitiges Aufsiegeln, da nur einseitig gesiegelte Produkte leicht zum Rollen neigen.
Anwendungsbereiche: Heißsiegeln ist eine Spezialveredelung von Drucken, an die besonders hohe Ansprüche an Widerstandsfähigkeit gegen äußere Einflüsse wie Feuchtigkeit, Schmutz und Beschädigung gestellt werden. Anwendungsbeispiele sind: Merk- und Warntafeln, Betriebsanleitungen, Tabellen, Schaubilder, Schaltpläne, Schmieranweisungen, Preisschilder u. a. m. Als Siegelmaterial wird meist eine Hart-PVC-Folie transparent mit glänzender oder matter Oberfläche verwendet. Die Folie für die Rückseite kann auch farbig sein. Zum Einsiegeln eignen sich holzfreie Kunstdruckpapiere ab 115 g/m2. Andere oder leichtere Papiere neigen oft zur Transparenz. Die Druckfarben müssen bis 150 °C hitzebeständig bzw. heiß-kalandrierfähig sein. Metallicfarben eignen sich nicht. Eine Druckbestäubung darf nicht stattgefunden haben.
Merke
• Kaschier- und Schutzfolien erhöhen die Widerstandsfestigkeit gegen mechanische Einflüsse, schützen vor Verschmutzung und Einwirkungen von Feuchtigkeit und chemischen Stoffen. Zum anderen erhöhen sie den Wert und die Werbewirksamkeit des Druckerzeugnisses.
• Als Kaschierfolie werden die Kunststoffe Zelluloseazetat, Polypropylen und Polyvinylchlorid verwendet.
• Als Kaschierverfahren werden angewendet: Folienkaschierung durch Aufbringen von Spezialklebern; Folienkaschierung mit selbstklebenden Folien; Heißsiegeln.
• Um Verarbeitungsschwierigkeiten zu vermeiden, sollten die Anweisungen der Folienhersteller und Kaschieranstalten beachtet werden.
• Alterungserscheinungen der Kaschierfolien können sich negativ auf die Druckerzeugnisse auswirken.
Kaschier- und Schutzfolien sind Klarsichtfolien. Sie werden 1- oder 2-seitig auf Schutzumschläge, Decken-Überzüge und Broschuren-Umschläge kaschiert.
Sie sollen vor Beschädigungen, Schmutz oder Feuchtigkeit schützen. Man nennt das Kaschieren auch Laminieren. (Eine alte Bezeichnung ist Cellophanieren.)
Hauptsächlich im Extruder-Verfahren. Ein Extruder ist eine beheizte Presse, in der ein Granulat plastifiziert, komprimiert und dann durch eine breite Düse gepresst wird. Man erhält Bahnen, die bis zu 2 m breit und 0,4 bis 15 mm dick sind.
a) Folien-Kaschierung mit Spezial-Klebstoffen
b) Folien-Kaschierung mit selbstklebenden Folien
c) Heißsiegeln
Eine Folie wird mit einem Spezial-Klebstoff oder Klebelack mit dem Papier oder Karton verbunden. Danach kann man auch eine Struktur prägen. Diese Folienkaschierung machen nur spezielle Betriebe (Kaschier-Anstalten).
Grafik einfügen
- Die Rillung muss an der kaschierten Seite liegen.
- Die Rill-Nut muss breit genug sein.
Regel: Stärke der Rill-Linie + das 1,5-fache des Papiers/Kartons
Druckerei, Kaschieranstalt und Druckweiterverarbeitung müssen sich frühzeitig absprechen.
Die selbstklebende Folie hat auf der Rückseite einen nicht-trocknenden Kleber. Der Kleber wird durch eine Abdeckung (Träger) geschützt.
Hartfolie, gewachstes, pergamentartiges Papier oder Silikonpapier.
Die Abdeckung (Träger) wird erst kurz vor dem Kaschieren abgezogen.
Hauptsächlich in Handbuchbindereien und Bibliotheken.
Schutz für Buch-Einbände, für Karten, Plakate, Bilder, Pläne, Schautafeln u. a.
Wertvolle Bücher, Restaurierungen, Reparatur von Buchseiten, Schutz für wertvolle Dokumente.
Heißsiegeln ist eine Oberflächen-Veredelung für Drucke.
Eine Folie ist auf der Rückseite mit thermoplastischen Klebern oder Lacken beschichtet. Der Kleber oder Lack wird mit Wärme aktiviert (klebrig). Dabei wird die Folie zwischen beheizten Walzen oder Platten auf das Papier oder den Karton gebügelt. Meist bearbeitet man auch die Rückseite mit Heißsiegeln, weil 1-seitig gesiegelte Produkte sich leicht verformen.
Für Drucke, die besonders widerstandsfähig gegen Beschädigung, Schmutz oder Feuchtigkeit sein sollen.
Merk- und Warntafeln, Betriebsanleitungen, Tabellen, Schaubilder, Schaltpläne, Schmieranweisungen, Preisschilder u. a.
Schrumpffolien werden heute in großem Umfang eingesetzt. Man setzt sie ein zum Verpacken von einzelnen Büchern und Broschuren sowie von Zeitschriftenstapeln für den Versand. Schrumpffolien sind thermoplastische Kunststoffe, die bei der Ausformung der Folienbahn, also bei erhöhter Temperatur, eine Vordehnung erhalten. Die entstandene Spannung wird dann beim Abkühlen gewissermaßen „eingefroren“ und bleibt erhalten.
Beim Verpacken wird das Packgut (z. B. ein Buch) in die Folie eingewickelt und diese wiederum erwärmt. Dabei löst sich die Spannung, die Folie zieht sich wieder zusammen, schrumpft auf das Verpackungsgut auf und umschließt es fest. Wird die Folie nur in Längsrichtung gestreckt, spricht man von monoaxialer Reckung. Die Schrumpfung erfolgt dabei auch wiederum nur in Längsrichtung. Verwendung hauptsächlich für Banderolen. Wird die Folie in Längs- und Querrichtung gestreckt, spricht man von biaxialer Reckung. Die Schrumpfung erfolgt in beiden Richtungen und ist somit geeignet für Vollverpackungen.
Polyäthylenfolien sind meist milchig trüb, fühlen sich wachsartig und fettig an und sind wasserdicht. Die Spannung (Schrumpfspannung), mit der sich die Folie beim Schrumpfen um das Packgut legt, ist nicht sehr hoch. Während des Lagerns der Packungen kann diese Schrumpfspannung noch weiter absinken. Ferner haben Polyäthylenfolien nur eine geringe Haftung zueinander, was bedeutet, dass aufeinander gestapelte Packungen leicht verrutschen.
Polypropylen (PP) ähnelt sehr stark dem Polyäthylen. Sie ist jedoch von klarer Durchsicht, hohem Oberflächenglanz und ausreichender Oberflächenhärte. Sie hat nicht ganz den fettigen, wachsartigen Griff wie das Polyäthylen.
Polyvinylchloridfolie (PVC): Gegenüber den vorgenannten Schrumpffolien ist die PVC-Folie durchsichtiger und rutschfester, neigt aber leichter zum Verspröden.
Verarbeitung: Schrumpffolien werden als Flachfolie oder Folienhalbschlauch verarbeitet. Je nach Packungsinhalt haben sie verschiedene Stärken. Für Leichtpackungen (Bücher, Broschuren) verwendet man Stärken zwischen 20 my und 50 my (1 my = 1/1000 mm), für mittelschwere Packungen (Zeitungen, Zeitschriften) zwischen 50 my und 120 my und für schwere Packungen oder ganze Paletten zwischen 120 my und 200 my.
Merke
• Schrumpffolien dienen zum Verpacken. Es sind thermoplastische Kunststofffolien, die bei der Herstellung gestreckt und unter Spannung abgekühlt werden. Beim Verpacken werden sie wieder erwärmt und schrumpfen auf das Verpackungsgut auf.
• Schrumpffolien werden aus den Kunststoffen Polyäthylen, Polypropylen und Polyvinylchlorid hergestellt.
• Je nach Art des Kunststoffes unterscheiden sich Schrumpffolien in der Durchsicht (milchig trüb bis glasklar), der Rutschfestigkeit und der Schrumpftemperatur (80 bis 180 °C).
Verpackung für den Versand, z.B. Bücher, Broschuren, Zeitschriftenstapel.
Gegenstände, die verpackt werden, nennt man Verpackungsgut.
Schrumpf-Folien sind thermoplastische Kunststoffe. Bei der Herstellung werden sie gestreckt und unter Spannung abgekühlt. Beim Verpacken werden sie wieder erwärmt und schrumpfen auf die Größe des Verpackungsguts.
Beim Verpacken wird das Druck-Erzeugnis (z. B. ein Buch) in die Folie eingewickelt. Dabei wird die Folie dabei erwärmt und gedehnt. Beim Abkühlen zieht sich die Folie wieder zusammen, schrumpft auf die Größe des Buches und umschließt es fest.
Die Folie kann in 2 Richtungen gedehnt werden:
Schrumpf-Folien gibt es als Flachfolie oder als Folien-Halbschlauch. Je nach Inhalt haben sie verschiedene Stärken.
Inhalt der Packung | Stärke (1 my = 1/1000 mm) |
Leicht: z.B. Bücher, Broschuren | 20 my bis 50 my |
Mittelschwer: z.B. Zeitungen, Zeitschriften | 50 my bis 120 my |
Schwer, z.B. ganze Paletten | 120 my und 200 my |
- Durchsichtigkeit (milchig trüb bis glasklar)
- Rutschfestigkeit
- Schrumpftemperatur (80 bis 180 °C)
Bereits bei den ersten Bucheinbänden, den sogenannten Codizes, wurden die Deckel durch Gold-, Silber-, Elfenbein- und Edelsteinauflage verziert. Im Laufe der Zeit verwendete man Blattgold und presste mit Stempeln Linien, Ornamente und Inschriften auf das Leder oder andere Überzugsmaterialien. Heute bedient man sich hauptsächlich der Prägefolie, um auf die Buchdecke den Titel zu drucken oder eine angemessene Verzierung aufzubringen.
Mit Prägefolien kann man Buch-Einbände verzieren. Die Verzierung von Buch-Einbänden hat eine lange Geschichte, sie reicht bis ins Mittelalter. Besonders wertvolle Bücher hatten Auflagen aus Gold, Silber, Elfenbein oder Edelsteinen. Später verwendete man Blattgold oder man presste Verzierungen auf Leder-Einbände. Heute verwendet man hauptsächlich Prägefolien.
Die Prägefolie, auch Träger- oder Rollenfolie genannt, besteht aus mehreren hauchdünnen Schichten, die auf ein Trägermaterial (Trägerband) aufgebracht sind. Die heutigen Prägefolien bestehen zum großen Teil aus vier Schichten. Der Folienträger oder Trägerfilm dient als Grundlage und Transportmittel für die anderen Schichten. Er besteht am häufigsten aus Polyester in der Dicke von 12 – 19 mμ. Das besonders dünne und reißfeste Polyesterband begünstigt ein konturenscharfes Ausprägen auch feinster Schriften und Zeichnungen. Ein Nachteil dieses Kunststoffträgers ist jedoch die elektrostatische Aufladung.
Vereinzelt werden auch noch Pergaminpapier oder andere Kunststofffolien verwendet. Die Trennschicht ist eine Binde- und Ablöseschicht von minimaler Stärke und besteht aus wachsartigen, farblosen Stoffen. Sie soll einerseits die optisch wirksame Schicht (Metall- oder Farbschicht) auf dem Trägerfilm halten, andererseits soll diese Schicht beim Prägefoliendruck durch Einwirkung von Hitze schmelzen und die nachfolgenden Schichten an den durch die Druckform vorbestimmten Stellen unbeschädigt vom Trägerfilm lösen. Die optisch wirksame Schicht (farbbestimmende Schichten) ist das sichtbare Mittel des Prägefoliendruckverfahrens, mit dem die gewünschte optische Wirkung auf dem Bedruckstoff erzielt wird.
Die Haftschicht besteht aus speziellen, flächig aufgetragenen Heißklebstoffen (Schellack oder Kunstharze). Durch die Hitzeeinwirkung des Prägewerkzeuges (Prägestempel) wird diese Schicht aktiviert (klebrig) und verbindet die optisch wirksame Schicht dauerhaft mit dem Bedruckstoff. Aufgrund der Vielzahl der zu bedruckenden Materialien gibt es auch die verschiedensten Zusammensetzungen und Eigenschaften der Haftschicht. Bei der Verarbeitung von Prägefolien ist dies unbedingt zu berücksichtigen.
Die Prägefolie (auch Trägerfolie oder Rollenfolie) besteht meist aus 4 hauchdünnen Schichten. Sie sind auf ein Trägermaterial (Trägerband) aufgebracht.
Abb. 3.2-10: Aufbau der Prägefolie
Die Trägerfolie ist die Grundlage für die anderen Schichten.
Sie ist meist aus Polyester und 12 – 19 mμ dick (sprich „mü“ = Mikrometer, 1 mμ = 0,001 mm). Die Trägerfolie nennt man wegen des Materials auch Polyester-Band. Sie ist sehr reißfest. Auch feinste Schriften und Zeichnungen können mit scharfen Konturen auf der Trägerfolie geprägt werden.
Nachteil: Trägerfolie kann sich wegen des Kunststoffs (Polyester) elektrostatisch aufladen.
Unter der Trägerfolie ist eine Trennschicht. Sie ist eine Binde- und Ablöseschicht und besteht aus wachsartigen, farblosen Stoffen. Sie ist extrem dünn, nur 0,01 mμ. (mμ = Mikrometer, 1 mμ = 0,001 mm).
Die optisch wirksame Schicht bestimmt die Farbe und Wirkung.
Die Haftschicht besteht aus speziellen Klebstoffen (Schellack oder Kunstharze). Die Haftschicht kann unterschiedlich zusammengesetzt sein und hat dann unterschiedliche Eigenschaften - je nach Material, das bedruckt wird.
Der Prägestempel wird heiß. Durch die Hitze wird die Haftschicht aktiviert (klebrig) und verbindet die optisch wirksame Schicht mit dem Bedruckstoff.
Metallisierte Prägefolien bestehen in ihrer optisch wirksamen Schicht aus Metall und Lack, der farbbestimmend wirkt. Das meistverwendete Metall ist Aluminium. Über dieser Aluminiumschicht liegt eine hochtransparente Lackschicht, die den fertigen Prägefoliendruck schützt und ihm Glanz und Farbe gibt. Ist der Lack farblos, so scheint das Aluminium unverändert durch, und es entsteht der bekannte Silberglanz. Durch gelbliche Lackfärbungen entstehen die Goldtöne, durch rosa gefärbte Lacke die Kupfertönungen. Intensive Buntfärbung der Lacke macht es möglich, leuchtend grüne, blaue oder rote metallisierte Prägefolien herzustellen. Wird statt der hochtransparenten Lackschicht eine matte aufgebracht, mildert sich der Metallglanz, und es entstehen die sogenannten Seidenglanzfolien. Zu den metallisierten Prägefolien zählt auch die Echtgoldfolie. Auf dem Trägerfilm befindet sich eine 16 – 24karätige Goldschicht, die im Hochvakuum aufgedampft wird. Auf Leder sollte sie unbedingt verwendet werden, weil sie von Gerb- und gewissen Farbstoffen in der Lederoberfläche kaum angegriffen wird.
Bronzeprägefolien bestehen in ihrer farbbestimmenden Schicht aus silber- oder goldfarbenen Metallpigmenten, die von einem Bindemittel zusammengehalten werden. Besondere Oxydschutzmittel verhüten das Entstehen unerwünschter Verfärbungen der Bronzeschicht, die durch den Einfluss von Fingerspuren oder Luftfeuchtigkeit (Oxydation) entstehen. Die Bronzeprägefolie ist eine gut deckende Folie, deren Haupteinsatzgebiet Bucheinbandmaterialien auf Gewebebasis sind.
Metallpigmentlackprägefolien (Metallic) wirken mit ihrer farbbestimmenden Schicht durch ein Gemenge von Farbpigmenten und Metallpigmentlamellen, die mittels eines Lackes gebunden werden. Diese Prägefolien zeigen eine glänzende Oberfläche und sind meist stark deckend.
Pigmentfarbprägefolien sind dadurch gekennzeichnet, dass ihre optisch wirksame Schicht aus schwarzen, weißen oder buntfarbigen Pigmenten besteht, die fein vermahlen von einem Bindemittel zusammengehalten werden. Die Oberfläche wirkt halbmatt bis seidenglänzend, der Farbton mehr oder weniger stark deckend.
Hochglanzfarbprägefollen (Lackfolien) sind solche Folien, deren optisch wirksame Schicht aus hochglänzendem Lack hergestellt wird. Dieser Lack kann sowohl farblos sein als auch schwarz, weiß oder bunt eingefärbt werden. Die mit farblosen Lacken versehenen Prägefolien werden auch Transparentlackprägefolien genannt. Mit ihnen lassen sich vor allem auf matten Bedruckstoffen sehr wirksame Glanzeffekte erzielen. Bei Reliefprägungen unterstützen solche Folien die plastische Wirkung mit ihrem Glanz.
Merke:
Prägefolien setzen sich überwiegend zusammen aus:
− dem Folienträger oder Trägerfilm aus Polyester
− der Trennschicht
− der optisch wirksamen Schicht (farbbestimmende Schicht) aus Aluminium, Bronze, Echtgold, Farbpigmenten und Farblacken
− der Haftschicht.
Entsprechend der optisch wirksamen Schicht werden folgende Prägefolienarten angeboten: metallisierte Prägefolien, Echtgold-, Bronze-, Metallpigmentlack (Metallic), Pigmentfarb-, Hochglanzfarb-(Lackfolien) und Transparentlackprägefolien.
Prägefolien werden in Rollenform unterschiedlicher Breite und Länge geliefert.
Die Prägefolien-Arten beziehen sich auf die optisch wirksame Schicht. Es gibt:
Metall und Lack. Die Metall-Schicht ist meist aus Aluminium. Über der Aluminium-Schicht liegt eine transparente Lack-Schicht.
Lack-Art | Wirkung |
farblos | Aluminium scheint durch -> Silberglanz |
gelblich | Goldton |
rosa | Bronzeton |
bunt | leuchtend bunt |
matt | Seidenglanz |
Echtgoldfolien sind auch metallisierte Prägefolien. Dann ist auf der Trägerfolie eine Schicht aus 16 – 24 Karat Gold, die im Hochvakuum aufgedampft wird.
Echtgoldfolien kann man gut auf Leder verwenden, weil sie von den Gerb- und Farbstoffen im Leder kaum angegriffen wird.
Silber- oder goldfarbene Metallpigmente, die von einem Bindemittel zusammengehalten werden. In dem Bindemittel sind auch Oxyd-Schutzmittel, damit sich die Bronze-Schicht nicht verfärbt (z. B. durch Luftfeuchtigkeit oder durch Fingerabdrücke).
Gut deckend.
Hauptsächlich Buch-Einbände auf Gewebebasis.
Mischung von Farbpigmenten und Metallpigmenten, die mit einem Lack gebunden werden.
Glänzende Oberfläche, meist stark deckend.
Sehr feine Pigmente (schwarz, weiß oder bunt), die in einem Bindemittel gebunden sind.
Halbmatt bis seidenglänzend, mehr oder weniger stark deckend.
Hochglänzender Lack in schwarz, weiß, bunt oder farblos.
Prägefolien mit farblosem Lack nennt man Transparentlack-Prägefolien.
Prägefolien bestehen aus:
Prägefolien werden in Rollenform geliefert. Die Rollenbreite liegt bei 720 mm und 730mm, die Standardlängen betragen 61 m, 122 m und 183 m. Größere Rollenlängen sind Sonderanfertigungen. Normalerweise sind Prägefolien auf den international üblichen Rollenkern von 25 mm Innendurchmesser gewickelt. Lieferbar sind auch Rollenkerne mit 17 mm und 76 mm Innendurchmesser. Die Lieferung erfolgt bei kleinen Schnittbreiten ab 10 mm Rollenbreite. Bei größeren Schnittbreiten muss die Stammrollenbreite ohne Rest durch die gewünschte Rollenbreite teilbar sein. Weitere Angaben sind den Lieferprogrammen der einzelnen Hersteller zu entnehmen.
Prägefolien werden in Rollen geliefert. Breite und Längen sind unterschiedlich.
Rolle | Breite | Länge |
Standard-Rolle | 720 mm / 730 mm | 61 m / 122 m / 183 m |
Sonderanfertigung | 730 mm | 183 m |
Rollenkern: 25 mm Innen-Durchmesser = Standard, auch: 17 mm und 76 mm Innen-Durchmesser Schnittbreite: ab 10 mm |
Weitere Angaben siehe Lieferprogramme der einzelnen Hersteller.
In der Druckweiterverarbeitung wird nur eine begrenzte Anzahl des großen Spektrums von Klebstoffen eingesetzt, so dass vorwiegend auf die am häufigsten verwendeten Produktgruppen eingegangen wird. Einige Sonderanwendungen, wenn sie auch mengenmäßig unbedeutend sind, werden zusätzlich kurz angesprochen.
Die Klebetechniken werden in Kapitel 5.3 Kleben behandelt, die Klebebindung in Kapitel 5.6.
Wesentliche Voraussetzung für das Zustandekommen einer Klebung ist, dass der Klebstoff für die Filmbildung während der Applikation in flüssiger Form als Dispersion, Lösung oder Schmelze (Schmelzklebstoff) vorliegt. In der Umgangssprache verwendet man häufig die Bezeichnungen Leim und Kleister.
Leime sind Klebstoffe auf Basis wasserlöslicher Polymere, die sowohl tierischer, pflanzlicher als auch synthetischer Herkunft sein können. Kleister sind wässrige Quellungsprodukte, die im Gegensatz zu den Leimen schon in geringer Grundstoffkonzentration eine hochviskose, nicht fadenziehende Masse bilden.
Interessante Informationen zu den Klebstoffen finden Sie auch in dem Wiki zur Verpackungstechnik.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV03-3_Vers01-02_0507.pdf | 271.82 KB |
Häufige Klebstoffe in der Druck-Weiterverarbeitung:
In der Umgangssprache sagt man zu Klebstoffen auch Leim oder Kleister.
Leime sind wässrige Lösungen von Klebstoffen. Die Lösungen können aus tierischen, pflanzlichen oder synthetischen Grundstoffen in Wasser zusammengesetzt sein.
Kleister bestehen aus 2 – 20 % nachwachsenden Rohstoffen und zu 80 – 98% aus Wasser.
Weizen-, Kartoffel-, Reis- oder Mais-Stärke kochen und mit Wasser quellen lassen. So entsteht ein stark wasserhaltiger Klebstoff. Schon kleine Mengen bilden eine hochviskose Masse, die keine Fäden zieht (im Gegensatz zu den Leimen).
Beim Kleben muss der Klebstoff flüssig sein, d.h. eine Dispersion, eine Lösung oder eine Schmelze (Schmelzklebstoff).
Für die Herstellung von Klebstoffen auf Basis von Stärke (Stärkekleistern) kann Kartoffel-, Mais-, Weizen-, Manioka-, Tapioka- und Reisstärke verwendet werden. In Deutschland werden vorwiegend die ersten zwei bzw. drei Sorten Stärke eingesetzt. Abhängig vom Verarbeitungsprozess kann die Stärke in nativer Form oder in abgebauter, kalt- oder warmlöslicher Form Verwendung finden. Die Bedeutung der Stärkekleister nimmt jedoch seit der Entwicklung der Kunstharzdispersionen in den dreißiger Jahren des 20igsten Jahrhunderts laufend ab. Eine weitere Ursache ist auch in der Maschinenentwicklung der neueren Zeit zu sehen.
Native Stärke ist nicht wasserlöslich. Sie muss durch längeres Erhitzen in wässriger Suspension auf Temperaturen, die über dem spezifischen Verkleisterungspunkt (Kartoffel- und Maisstärke 62,5 °C, Weizenstärke 67,5 °C) liegen, oder durch Einwirkung von Alkali bei Raumtemperatur in eine wasserlösliche Form überführt werden. Verkleisterungstemperatur und Verkleisterungsgeschwindigkeit können durch Zusatz von Elektrolysen beeinflusst werden.
Bestimmte Lösungsviskositäten und Lösungsstrukturen lassen sich, vor und nach der Verkleisterung durch einen Abbau des Stärkemoleküls durch Säuren oder Oxydationsmittel erzielen. Durch unterschiedliche Abbaugrade und verschiedene Verkleisterungsverfahren erhält man sehr unterschiedliche Klebstoffe.
Haupteinsatzgebiete
• Vorsatzklebung,
• Einhängen in einfache Decken,
• Kaschierarbeiten.
Stärke-Klebstoffe bestehen hauptsächlich aus Kartoffelstärke, Weizenstärke oder Maisstärke.
Stärke in Wasser lösen und erhitzen. Dabei kann die Stärke Wasser binden, aufquellen und verkleistern. Kartoffelstärke und Maisstärke verkleistern bei 62,5°C, Weizenstärke verkleistert bei 67,5 °C.
Je nach Stärke-Sorte wird der Kleister unterschiedlich steif: Maisstärke-Kleister am meisten, dann Weizenstärke-Kleister, am wenigsten Kartoffelstärke-Kleister.
Stärke-Klebstoffe werden immer weniger verwendet. Es gibt jetzt Kunstharz-Dispersionen.
Dextrin wird durch chemischen oder thermischen Abbau der Stärke (Kartoffel, Mais, Reis etc.) hergestellt. Es ist wasserlöslich.
Dextrinklebstoffe können wegen des starken Abbaus, und des damit verbundenen niedrigen Molekulargewichts der Dextrine, mit Festkörpergehalten von 60 – 70 % hergestellt werden. Je nach Führung des Röstprozesses zur Herstellung des Rohdextrins erhält man Weiß- oder Gelbdextrine. Die Weißdextrine sind weniger stark abgebaut als die Gelbdextrine. Während Stärkeklebstoffe noch ein Molekulargewicht von einigen Hunderttausend haben, führt der Abbau zu den Dextrinen zu einem Molekulargewicht von einigen Tausend. Damit steigt die Löslichkeit und die Klebrigkeit, gleichzeitig aber auch die Wasserempfindlichkeit der Klebung mit Dextrinklebstoffen. Alle Klebungsvorgänge, die eine schnelle Zunahme der Anfangshaftung verlangen oder gewisse Mitnehmereigenschaften (hoher Anfangstack) benötigen, können mit solchen Klebstoffen bewältigt werden. Wegen der guten Wasserlöslichkeit ist der Einsatz für Gummierungen, besonders auch Flächengummierungen möglich.
Die weniger stark abgebauten Weißdextrine gelieren leicht nach und ergeben dann pastenförmige Produkte, wie sie z. B. als Fotopaste bekannt sind.
Dextrine kommen nicht nur als Lösungen unterschiedlichster Konsistenz in den Handel, sondern auch als Pulver. Damit der Vorarbeiter aus dem Dextrinpulver leicht Lösungen selbst herstellen kann, werden die Pulver durch Aggregation in eine rieselfähige Form gebracht. Dadurch ist ein leichtes Auflösen ohne Klumpenbildung möglich.
Haupteinsatzgebiete
• Plankaschierung,
• Gummierung,
• Direct-Mailing-Produkte,
• Briefumschlagfertigung.
Dextrin-Klebstoffe bestehen hauptsächlich aus Weizen, Kartoffeln, Mais oder Reis.
Dextrin wird aus Stärke (Weizen, Kartoffel, Mais, Reis) hergestellt. Es ist wasserlöslich. Bei der Herstellung von Roh-Dextrin erhält man Weiß- oder Gelb-Dextrine.
Dextrine gibt es auch als Pulver. Dextrin-Klebstoff kann man leicht selbst herstellen.
Glutinleime zählen zu den ältesten Bindemitteln, welche die Menschheit kennt. Sie werden aus Haut-, Knochen- und Lederabfällen gewonnen. Durch saure oder alkalische Hydrolyse des darin enthaltenen Collagens entsteht das Abbauprodukt Glutin. Glutinleime kommen als Perlen, Plätzchen, Würfel, Pulver oder Tafeln mit einem Wassergehalt von 12 – 17 % oder als Gallerten mit einem Wassergehalt von 30 – 70 % in den Handel. Sie können zusätzlich gebleicht, pigmentiert oder mit Kunstharzen modifiziert werden. Solche Modifikationen werden gelegentlich auch als „hot glue“ bezeichnet. Ihnen wird fälschlicherweise gelegentlich der Charakter von Kunstharzklebstoffen zugesprochen, ohne dass sie tatsächlich deren Elastizität auf Dauer erreichen. Glutinleime werden am häufigsten als Gallerten angewandt. Bei der Verarbeitungstemperatur von 60 bis 70 °C werden sie wieder flüssig und gelieren beim Abkühlen unterschiedlich schnell. Durch dieses charakteristische Abbindeverhalten (Sol-Gel-Übergang) entwickeln sie eine hohe Anfangsklebkraft. Sie geben wenig Feuchtigkeit an das Papier ab und eignen sich deshalb besonders für Plankaschierungen. Von Nachteil sind die begrenzten Adhäsionseigenschaften, so dass nur Materialien mit polarer Oberfläche, wie Papier, Pappe, Holz, Leder, Kork, P-Zellglas damit verklebt werden können. Ferner tritt durch die nach der Gelierung eintretende fortschreitende Wasserabgabe je nach Rezeptur nach Stunden oder Monaten eine Versprödung des Klebstoffes ein. Filme von Glutinleimen können wieder Feuchtigkeit aufnehmen und eignen sich deshalb zur Herstellung reversibler Verklebungen.
Haupteinsatzgebiete
• Deckenmachen,
• Hinterkleben,
• Kaschieren,
• Gummieren.
Glutin-Leime bestehen hauptsächlich aus tierischen Abfällen von Leder, Haut oder Knochen.
Glutin-Leime gehören zu den ältesten Bindemitteln.
Beim Abkochen der tierischen Abfälle entsteht eine Gallerte mit dem Hauptbestandteil Glutin. (Gallerte ist eine gel-artige Masse).
Plätzchen, Würfel, Pulver, Tafeln mit einem Wassergehalt von 12 – 17 % oder Gallerte mit einem Wassergehalt von 30 – 70 %.
Glutin-Leime werden meistens als Gallerte verwendet.
Man kann sie bleichen, färben oder auch mit Kunstharzen verändern (= hot glue)
Durch das Angebot schwierig zu klebender Materialien bedingt wurde es notwendig, die althergebrachten Klebstoffe auf Basis von Stärke und Dextrin in ihrer Leistungsfähigkeit zu verbessern, ohne die Verarbeitungsbedingungen wesentlich verändern zu können. Deshalb wurden in unterschiedlichen Anteilen Kunstharzdispersionen den Stärke- und Dextrinklebstoffen zugesetzt. Insbesondere bei den kleisterähnlichen Produkten und den Kaschierklebstoffen.
Haupteinsatzgebiete
• Buchbindekleister,
• Kaschierung,
• Plakatierung.
Manche Materialien sind schwierig zu kleben. Deshalb wurden Mischleime hergestellt, mit denen man besser kleben kann und die man genauso gut verarbeiten kann.
Bei den Mischleimen werden unterschiedliche Anteile von Kunstharz-Dispersionen zu den Stärke- und Dextrin-Klebstoffen gemischt.
Ebenso wie Stärken durch Veräthern oder Verestern Produkte ergeben, die sich in ihren Eigenschaften wesentlich von der Stärke unterscheiden, kann die Zellulose als Ausgangsrohstoff gewählt werden. Die bedeutendste Art der Modifizierung ist die Methylierung und die Carboxymethylierung der Zellulose. Bei der Verarbeitung von Carboxymethylzellulose ist darauf zu achten, dass der pH-Wert der Lösung nicht unter 3,5 absinkt, da sonst die Zelluloseglykolsäure ausfällt. Ferner können mit zweiwertigen Ionen Salze gebildet werden, so dass bei Verwendung von hartem Wasser Schwierigkeiten auftreten können. Im Unterschied zu Stärkeklebstoffen können mit 2 bis 3 %-igen Lösungen Viskositäten erreicht werden wie bei 15 – 20 %-igen Stärkekleistern. Wegen des hohen Wassergehaltes solcher Lösungen ist der Einsatz auf stark saugende Papiere begrenzt.
Haupteinsatzgebiete
• Buchbindekleister,
• Kaschierung,
• Plakatierung.
Zellulose-Klebstoffe bestehen hauptsächlich aus den Zellwänden von Pflanzen (Zellulose).
Zunächst wird die Zellulose durch chemische Prozesse verändert. Dann kann man mit 2- bis 3 %-igen Lösungen eine Viskosität (Zähflüssigkeit) erreichen wie bei 15 – 20 %-igen Stärke-Kleistern.
Hoher Wassergehalt. Deshalb ist Zellulose-Klebstoff nur für stark saugende Papiere geeignet.
Ein sehr interessantes synthetisches Polymer, aus dem wässrige Kolloidale Klebstoffe herstellbar sind, ist Polyvinylalkohol, der durch Verseifung von Polyvinylazetat hergestellt werden kann. Polyvinylalkoholklebstoffe zeichnen sich durch eine höhere Anfangsklebkraft gegenüber Stärke und Zelluloseklebstoffen aus. Durch vernetzende Zusätze kann diese Eigenschaft noch verstärkt werden. Gleichzeitig kann damit die Wasserempfindlichkeit verringert werden, um zu wasserfesten Verklebungen zu kommen.
Haupteinsatzgebiete
• Buchbindekleister,
• Kaschierung,
• Plakatierung.
Polyvinyl-Alkohol wird durch Verseifung von Polyvinyl-Azetat hergestellt.
Polyviny-Alkohol-Klebstoffe kleben besser als Stärke- und Zellulose-Klebstoffe.
Eine Dispersion ist die feinste Verteilung eines festen, unlöslichen Stoffes in einem flüssigen Medium, dem Dispersionsmittel. Ein Dispersionsklebstoff besteht aus organischen Grundstoffen und einem flüssigen Dispersionsmittel, meist Wasser. Beim Trocknen, also beim Entweichen des Wassers, fließen die Kunststoffteilchen ineinander und bilden den Klebefilm. Je nach Einstellung und Verarbeitung sind Dispersionsklebstoffe nach dem Trocknen wasserlöslich, feuchtfest oder wasserunlöslich. Sie stellen heute die wichtigste Klebstoffgruppe im Bereich der Druckweiterverarbeitung dar. Die Filmbildung der dispergierten Polymerteilchen erfolgt durch Wasserabgabe an das saugfähige Substrat und/oder Verdunstung des Wassers, die durch künstliche Wärmequellen, Kontakt-, Strahlungs- oder HF-Trocknung beschleunigt werden kann.
Die Dispersionen bilden einen harten und spröden Film. Sie werden durch Zugabe von Weichmacher plastifiziert. Dadurch wird auch der sogenannte Weißpunkt bzw. die kritische Filmbildungstemperatur – die niedrigste Temperatur, bei der die Polymerteilchen noch zu einem geschlossenen Film zusammenfließen können – herabgesetzt. Der Weichmacher aus diesen sogenannten äußerlich weichgemachten Dispersionsklebstoffen kann aber auch auf Stoffe mit hoher Affinität zu diesem Weichmacher (Druckfarbe, bestimmte Lacke etc.) übergehen und unter Umständen Verblockungen hervorrufen.
Durch copolymere Dispersionsklebstoffe kann ohne Zugabe von Weichmacher ein elastischer Klebstofffilm hergestellt werden (innere Weichmachung), so dass eine Klebung weichmacherempfindlicher Oberflächen unproblematisch wird.
Auch Naturkautschuk-Latices werden als Dispersionsklebstoffe eingesetzt. Sie werden vor allem für druckempfindliche Klebstoffe und sogenannte Kaltsiegelbeschichtungen eingesetzt. Gegenüber den synthetischen Dispersionsklebstoffen sind die Naturlatices empfindlich gegen Oxidation und gegen Buntmetalle. Sie eignen sich nicht für die Klebebindung.
Haupteinsatzgebiete
• Klebebindung (auch recyclingfreundliche),
• Seitenbeleimung,
• Vorsatzklebung,
• Blockableimung,
• Ableimen fadengehefteter Bücher,
• Einhängen auch in Plastikdecken und mit bedruckten oder folienkaschierten Stoffen hergestellte Decken,
• Formularsatzherstellung.
Dispersions-Klebstoffe sind die wichtigsten Klebstoffe in der Druck-Weiterverarbeitung. Sie werden aus Kunstharzen und Wasser hergestellt.
Bei Dispersions-Klebstoffen sind die Bindemittel (Kunstharze) sehr fein in Wasser verteilt, nicht gelöst. Beim Trocknen verbinden sich die Kunststoff-Teilchen und bilden den festen Klebefilm. Das Trocknen kann man durch Wärme beschleunigen. Je nach Zusammensetzung und Verarbeitung sind Dispersions-Klebstoffe nach dem Trocknen wasserlöslich, fest bei Feuchtigkeit oder wasserunlöslich.
Man kann den Klebefilm plastifizieren (formbar machen), wenn man Weichmacher dazugibt.
Ist die Basis ein Kautschuk, spricht man auch von einem Latexkleber. Kautschuk nimmt man vor allem für druckempfindliche Klebstoffe und sogenannte Kaltsiegel-Beschichtungen.
Latex-Kleber sind empfindlich gegen Oxidation und gegen Buntmetalle. Sie eignen sich nicht für die Klebebindung.
Schmelzklebstoffe sind lösungsmittelfreie Klebstoffe, die zu 100 % aus Feststoffen bestehen, durch Wärme in den flüssigen Zustand übergehen, in dieser Phase Substratoberflächen gut benetzen, nach Erkalten erstarren und eine feste Verbindung mit dem Substrat eingehen.
In der Druckweiterverarbeitung werden vorwiegend Schmelzklebstoffe auf Basis Ethylenvinylazetatcopolymer (EVA), die mit verschiedenen Harzen und Wachsen modifiziert sind, verarbeitet.
Die Verarbeitungstemperatur liegt vorwiegend in einem Bereich von 150 bis 180 °C. Die Rohstoffe werden so ausgewählt, dass deren Thermostabilität ausreicht, um über 24 Stunden und mehr Verweilzeit bei Arbeitstemperatur nicht geschädigt zu werden. Oxidationsstabilisatoren können die Schmelzstabilität weiter erhöhen.
Im Gegensatz zu Glutinleimen ergeben Schmelzklebstoffe dauerelastische Filme und entwickeln auch auf schwieriger zu klebenden Oberflächen bessere Adhäsionseigenschaften. Es sind die am schnellsten abbindenden Klebstoffe, die in der Druckindustrie verwendet werden. Aus diesem Grund ist eine sorgfältige Abstimmung der einzusetzenden Produkte notwendig, damit für den Verarbeitungsvorgang eine ausreichende „Offene Zeit“ zur Verfügung steht. Sie können bei Einsatz von speziellen Auftragegeräten auch gespritzt und geschäumt werden. Sie können ein- oder mehrschichtig verarbeitet werden, spezielle Schmelzklebstoffe auch in Verbindung mit abgestimmten Dispersionsklebstoffen.
In neuester Zeit werden auch wasserlösliche Schmelzklebstoffe hergestellt, die jedoch aus Preisgründen nur für besondere Anwendungen, z. B. Tip-Technik, eingesetzt werden.
Haupteinsatzgebiete
• Klebebindung (recyclingfreundlich),
• Seitenbeleimung,
• Vorsatzklebung,
• Einkleben von Karten und Warenproben,
• Ableimung fadengehefteter Bücher,
• Einhängen in Broschürenumschläge.
Schmelz-Klebstoffe sind lösungsmittelfreie Klebstoffe.
Sie bestehen zu 100 % aus Feststoffen und enthalten keine Lösungsmittel.
Schmelz-Klebstoffe werden bei Wärme flüssig, dann kann man sie auf einer Oberfläche verteilen. Beim Abkühlen werden sie fest und verbinden sich mit der Oberfläche.
In der Druck-Weiterverarbeitung verwendet man hauptsächlich Schmelz-Klebstoffe auf Basis von Ethylen-Vinylazetat-Copolymer (EVAC) – mit Zugabe von Harzen und Wachsen. EVAC gibt es als Granulat, wässrige Dispersion und als Folie.
Meist zwischen 150°C bis 180 °C.
In der druckweiterverarbeitenden Industrie haben seit einigen Jahren die feuchtigkeitsvernetzenden einkomponentigen Polyurethanschmelzklebstoffe (PUR-Schmelzklebstoffe) Eingang gefunden. Polyurethansysteme werden schon seit längerer Zeit, z. B. für die Folienkaschierung eingesetzt, sind aber erst durch entsprechende Modifikationen den Anforderungen bei der maschinellen Verarbeitung in der Druckweiterverarbeitung angepasst worden.
Die ausgeprägt guten Adhäsionseigenschaften zu vielen der gebräuchlichen Papieren erlaubt es, mit diesem Klebstoff eine beachtliche Qualitätssteigerung bei der Klebebindung zu erreichen. Gleichzeitig wird die Beanspruchbarkeit sowohl bei niedriger als auch bei hoher Temperatur wesentlich verbessert. Nach der chemischen Reaktion (Vernetzung) ist der Klebstofffilm nahezu unempfindlich gegenüber Mineralölen aus Druckfarben. Diese Eigenschaften garantieren eine hohe Verarbeitungssicherheit bei der Vorsatzklebung, wenn später der Falz heiß eingebrannt wird. Bei dem Ableimen von fadengehefteten Büchern, die später gerundet werden, kann eine sehr hohe Standfestigkeit der Rundung erreicht werden, wenn das Runden im weitgehend unvernetzten oder teilvernetzten Zustand erfolgt. Im teilvernetzten Bereich kann das Runden durch Wärmezufuhr unterstützt werden. Bei verschiedenen auf dem Markt befindlichen Polyurethanschmelzklebstoffen kann mit 30 – 50 °C niedrigerer Arbeitstemperatur als bei den konventionellen Schmelzklebstoffen gearbeitet werden.
Bedingt durch die Eigenschaft, mit Feuchtigkeit zu reagieren, muss der Klebstoff vor und während der Verarbeitung vor Feuchtigkeit geschützt werden. Auftrageaggregate und Maschinenteile, die mit dem Klebstoff in Berührung kommen, müssen mit einer klebstoffabweisenden Beschichtung versehen werden.
Haupteinsatzgebiete
• Klebebindung (recyclingfreundlich),
• Ableimen fadengehefteter Bücher,
• Vorsatzklebung.
Reaktive Schmelz-Klebstoffe basieren auf Polyurethan (PUR).
PUR-Schmelz-Klebstoffe sind gut geeignet für die maschinellen Arbeiten in der Druck-Weiterverarbeitung. Zuerst wurden sie zur Folienkaschierung verwendet, dann für die maschinelle Verarbeitung angepasst.
Maschinenteile, die mit dem Klebstoff in Kontakt kommen, müssen eine klebstoff-abweisende Beschichtung haben.
Grundsätzlich sind die Hinweise der Klebstoffhersteller auf den Etiketten und den jeweiligen Merkblättern zu den speziellen Produkten zu beachten. Die folgenden Hinweise sind keine bindenden Empfehlungen, sondern Anhaltspunkte für den Umgang mit Klebstoffen in der Praxis.
Wareneingang und Lagerung
• Ältere Lagerware immer als erste verarbeiten, da Klebstoffe mit der Lagerzeit einer gewissen Änderung unterliegen können.
• Die Lagerfähigkeit von Dispersionsklebstoffen beträgt in der Regel mindestens sechs Monate. Ältere Ware sollte auf Homogenität und Verarbeitungs-Viskosität geprüft werden, um Fehlklebungen zu vermeiden.
• Eingangsdatum registrieren.
• Gebinde oder Container entsprechend dem Eingang kennzeichnen.
• Um der Gefährdung durch Bakterien und Pilze zu begegnen, werden alle wässrigen Klebstoffe mit einer Lagerkonservierung versehen. Daher ist es zu empfehlen, die Klebstoffmenge nach der Verbrauchsmenge zu bestellen, d. h., geringer Verbrauch – kleine Bestellmenge, großer Verbrauch – entsprechend große Bestellmenge. Eine frühzeitige Bestellung mit jeweiliger Terminsetzung ist ebenfalls von Vorteil.
• Verdorbene Klebstoffe sind wie folgt zu erkennen: Bei Bakterienbefall stinken wässrige Klebstoffe; sie sind dann unbrauchbar. Pilz- bzw. Sporenbefall ist sichtbar (Schimmelschicht); nach Entfernen der befallenen Schicht ist der Rest unter Umständen noch brauchbar (Verwendbarkeit prüfen). Zu hohe Temperaturen führen zu Wasserverlust und Hautbildung. Nach Entfernen der Haut kann der Klebstoff umgerührt und mit Einschränkung (veränderte Viskosität) verarbeitet werden. Bei Frostschäden koaguliert der Klebstoff, d. h., er gerinnt, wird flockig und ist unbrauchbar. Heißschmelzkleber neigen bei zu hohen Temperaturen zum Verblocken.
• Schmelzkleber dunkel lagern, da UV-Einstrahlung chemische Reaktionen auslösen können.
Temperaturverhältnisse
• Regelmäßig prüfen, ob Temperatur des Lagerraumes sehr stark schwankt.
• Klebstoffe werden bei hohen Temperaturen dünner und bei niedrigen Temperaturen dicker. Deshalb im Winter bei Raumtemperatur und im Sommer an gekühlten Orten lagern (empfohlene Lagertemperatur bei wässrigen Systemen liegt zwischen 5 °C und 15 °C).
• Bei extremer Kälte können manche wässrigen Klebstoffe pastös werden, koagulieren oder frieren. Manchmal ist dieser Vorgang reversibel durch Wärme.
• Wenn Klebstoffgebinde mit der Aufschrift „Vor Frost schützen“ ausgezeichnet sind, sollte eine Annahme verweigert werden, wenn das Produkt in gefrorenem Zustand angeliefert wird.
• Wenn eine Überprüfung starke Trennung oder Koagulation zeigt, muss das Produkt gefroren gewesen und muss wieder aufgetaut worden sein.
• Die meisten wässrigen Klebstoffe sind für eine Verarbeitung bei Raumtemperatur vorgesehen (15 – 30 °C). Wenn während der Verarbeitung extreme Temperaturschwankungen zu erwarten sind, kann es notwendig sein, einen speziellen Klebstoff einzusetzen.
• Klebstoff nicht extrem hohen Temperaturen aussetzen, da gewisse Produkte dazu neigen, Lösungsmittel zu verlieren oder zu koagulieren, während andere ein Solvat bilden und einem irreversiblen Anstieg der Viskosität unterliegen.
• Schmelzklebstoffe neigen zum Verblocken, wenn sie bei höheren Temperaturen gelagert werden.
Reinlichkeit
• Klebstoff rein halten.
• Angebrochene Gebinde wieder dicht verschließen, damit der Klebstoff nicht austrocknet.
• Aus der Maschine abgelassene Klebstoffe nicht in teilweise entleerte Klebstoffgebinde zurückfüllen, sondern getrennt aufbewahren, um darin enthaltene Staub und Papierteilchen durch nachträgliches Filtern zu entfernen.
• Pinsel und Anleimgeräte sofort nach Beendigung der Arbeit mit lauwarmem Wasser reinigen. Kein heißes Wasser verwenden, weil dieses zur Koagulation (Gerinnen, Ausflocken) des Klebstoffes führt.
• Siebe und Filter von Klebstoffauftragsgeräten regelmäßig reinigen.
• Klebstoffe, besonders Trockenproteine, trocken lagern.
• Wellpappkisten, in denen Klebstoffe angeliefert werden, verschlossen halten. Klebstoff-Flecken aus Kleidern sofort mit lauwarmem Wasser auswaschen, da die spätere Reinigung problematisch ist. Angetrocknete Klebstoffreste können nur noch mit Nitroverdünner (gesundheitsschädlich) entfernt werden.
• Klebstoffe, die brennbare Lösungsmittel enthalten, in kleinen Mengen lagern und an Stellen mit geringster Feuergefahr.
Einschlägige Vorschriften beachten wie:
− Gefahrstoffverordnung
− Wasserhaushaltsgesetz
− Verordnung über brennbare Flüssigkeiten.
• Flüssigen Klebstoff nie über Nacht offen stehen lassen, stets abdecken und reinigen.
Reinhaltung von Versorgungsleitungen
• Periodische Reinigung von Leitungen und Auftragseinrichtungen. Maschinen mit Pumpsystemen durch Umpumpen von geeigneten Reinigungsmitteln (z. B. Wasser) durch das System vor dem täglichen Arbeitsende reinigen.
• Wenn ein Pumpsystem verwendet wird, vorher die mechanische Beständigkeit des Klebstoffes gegen Scher- und Viskositätsbelastung bestimmen.
• Bevor ein neuer Klebstoff in ein Versorgungssystem eingeführt wird, Verträglichkeit des neuen Produktes mit dem alten Klebstoff sicherstellen.
• Die Verträglichkeit von flüssigen Klebstoffen kann durch das Zusammenmischen kleiner Mengen der Produkte und Beobachten dieses Ergebnisses bestimmt werden. Das Fadenziehen oder die Koagulation zeigt Unverträglichkeit an, was eine Reinigung des gesamten Systems notwendig macht.
• Immer wenn ein neuer Klebstoff verwendet wird, alle Klebstoffleitungen, Vorratsbehälter, Auftragsgeräte usw. sorgfältig reinigen.
Verdünnung des Klebstoffes und Viskositätskontrolle
• Um eine möglichst große Gleichmäßigkeit der Fertigung sicherzustellen, sollten, immer wenn es möglich ist, gebrauchsfertige Klebstoffe eingesetzt werden. Dadurch wird die Fehlermöglichkeit durch übermäßiges Verdünnen oder falsches Verdünnungsverhältnis oder die Verunreinigungen durch andere Klebstoffe und Verdünnungstanks weitgehend ausgeschaltet.
• Dispersionsklebstoffe können mit Wasser verdünnt werden (Vorsicht!). Die Verdünnung hat aber negative Auswirkungen auf die Anfangsklebkraft und die Abbinde bzw. Trockenzeit. Nach der Trocknung sind sie im Allgemeinen nicht mehr mit Wasser auflösbar.
• Wenn Verdünnung notwendig ist, die gleichen Verdünnungstanks, Mischgeräte oder -gefäße benutzen und diese gründlich reinigen.
• Klebstoffe gewichtsmäßig und nicht volumenmäßig verdünnen. Das Gewicht des Eimers oder eines anderen Behälters ist vor Herstellung der Verdünnung abzuziehen.
• Bis auf wenige Ausnahmen alle flüssigen Klebstoffe vor dem Gebrauch gründlich umrühren.
• Viskositätskontrolle der Verdünnung sollte mit Messgeräten erfolgen (Rotations-Viskosimeter, Auslauf-Becher).
• Nach Erfahrungsregel kann die Viskosität eines flüssigen Klebstoffes durch Zusatz von wenigen Prozent Wasser schon stark reduziert werden (Vorsicht!).
• Vor Verdünnung Klebstoff auf Verarbeitungstemperatur bringen.
• Schmelzklebstoffe niemals verdünnen.
• Bei Schmelzklebstoffen mit einer Verarbeitungstemperatur zwischen 120 °C und 180 °C verdoppelt sich die Viskosität bei jedem Abfall der Temperatur von 0 – 20 °C.
Klebstoffbehälter und Auftragsaggregate
• Klebstoffbehälter, Klebstoff-Auftragegerät und Zuführungen in gutem Zustand halten. Klebstoffbehälter, der dauernd mit hohem Durchsatz benutzt wird, regelmäßig vollständig überholen. Ebenso Lager, Schaber, Regler und gleichmäßigen Rundlauf kontrollieren.
• Klebstoffbehälter nicht durch Reibung überhitzen oder bei langen Arbeitspausen laufen lassen, ohne dass Klebstoff verbraucht wird (Koagulation, Wasserverlust).
• Bei Schmelzklebstoffen kann durch überh.hte Temperatur (200 °C und darüber) die Schmelze thermisch zerstört werden! Schmelzklebstoffe sind auch nicht unbegrenzt bei der Verarbeitungstemperatur von 180 °C thermostabil. Klebstoff daher nicht über einen längeren Zeitraum ohne Verbrauch erhitzen.
• Auftragseinrichtungen verwenden, die nicht ständig Luft in den Klebstoff einschlagen.
• Abgedeckte Klebstoffbehälter verwenden, um Schmutz, Staub und andere Verunreinigungen fernzuhalten.
• Bei wässrigen Klebstoffen das Auftragsrad bei Arbeitsunterbrechungen mit einem feuchten Tuch abdecken. Bei Lösungsmittelklebstoffen Klebstoff entfernen und Vorratsbehälter mit Lösungsmittel reinigen.
• Bei Schmelzklebstoffen Auftragswalzen mit Heizstrahlern schwach erhitzen, Beckenheizung niedriger einstellen oder ausschalten.
• Bei Schmelzklebstoffen mit Thermometer regelmäßig Verarbeitungstemperatur kontrollieren. Die Vorschmelztemperatur liegt in der Regel 20 °C bis 40 °C unter der vorgeschriebenen Verarbeitungstemperatur. Temperatur des Spinners um ca. 10 °C höher einstellen als die Temperatur der Auftragswalzen, um ein gleichmäßiges Abstreifen zu erreichen. Nur eine ausreichende Auftragsmenge hält die Auftragetemperatur, deshalb Walzen nicht zu dünn belegen. Klebstoffniveau im Becken gleichmäßig halten, damit am Rand keine Reste verkoken können.
• Temperaturreduzierung bei Schmelzklebstoffen am Ende einer Schicht ermöglicht ein schnelleres Aufschmelzen am nächsten Morgen als ein vollständiges Abschalten. Über Nacht ist eine Temperatur von 65 °C – 95 °C zu empfehlen. Eine zu hohe Warmhaltetemperatur kann die Viskosität einiger Schmelzklebstoffe verändern.
• Bei Proteinklebstoffen sollte die Temperatur immer reduziert werden. Die Nachttemperatur sollte unter 35 °C liegen.
Festigkeitsprüfungen
• Sie sollen frühestens 24 Stunden nach der Klebung erfolgen, genauer erst dann, wenn man sicher ist, dass das Lösungs- bzw. Dispersionsmittel restlos verdunstet ist.
• Besonders bei der Verarbeitung lackierter und beschichteter Papiere, Faltschachteln und dergleichen erscheint die Klebung zunächst „papieraufreißend“, solange der Faserverbund durch noch vorhandenes Dispersionswasser geschwächt ist. Erst nach vollständiger Durchtrocknung der Werkstoffe kann die Klebung richtig beurteilt werden.
Klebstoffauszeichnungsetiketten
• Klebstoffe, die flüchtige Lösungsmittel enthalten, sind entsprechend etikettiert. Wenn vorgeschrieben wird, dass die Klebstoffe in gut belüfteten Räumen verarbeitet werden sollen, so bedeutet dies, dass ein vollständiger Luftwechsel des Raumes alle 3 Minuten erfolgen soll.
• Bei Leihgebinden auf fristgemäße Rückführung und Sauberhaltung achten.
• Kennzeichnungsetikett für den Klebstoff nicht zerstören oder entfernen.
Klebstoffverarbeitungsbereich
• Auftragseinrichtungen sollten nicht in der Nähe von häufig benutzten Türen oder Fenstern aufgestellt sein, ebenso soll die Belüftung nicht in der Nähe des Klebebereiches einwirken.
• Klebstoff vor der Verarbeitung möglichst in dem Raum lagern, wo er später verarbeitet wird, um sicherzustellen, dass der Klebstoff mit der gleichen Temperatur in die Maschine kommt wie er auch verarbeitet werden soll (Temperaturdifferenz nicht mehr als 5 °C). Dadurch werden Temperaturschocks vermieden, die zu Fehlklebungen über unterschiedliche Auftragsmengen führen können, ohne dass der Vorarbeiter davon etwas merkt.
Prüfung neuer Klebstoffe oder Klebstoffwechsel
• Wenn Klebstoffversuche vorgesehen sind oder wenn Klebstoff gewechselt wird, die Verträglichkeit der beiden Klebstoffe durch Mischen der beiden Produkte außerhalb des Klebstoffbehälters überprüfen.
• Wenn der neue Klebstoff unverträglich ist, die gesamte Anlage reinigen.
• Zusätzliche Maßnahmen sind unter Berücksichtigung der Sicherheitsvorkehrungen zu empfehlen.
In allen Fällen, außer bei Schmelzklebstoffen, nachspülen. Bei Schmelzklebstoffen wird oft mit frischem Schmelzklebstoff gespült.
Sicherheitsempfehlungen bei Schmelzklebstoffen
• Besondere Sorgfalt ist beim Arbeiten mit heißen, flüssigen Schmelzklebstoffen angebracht. Bei Kontakt mit der Haut können starke Verbrennungen entstehen. Wenn ein Schmelzklebstoffbehälter von einer Maschine zur anderen transportiert wird, geeignete Schutzhandschuhe tragen.
Wenn Verbrennungen auftreten, sind folgende Maßnahmen zu empfehlen:
– Die betroffene Stelle sofort in kaltes, sauberes Wasser eintauchen.
– Es sollte nicht versucht werden, den abgekühlten Schmelzklebstoff von der Haut zu entfernen.
− Die betroffene Stelle sollte mit reinen, nassen Kompressen abgedeckt werden und sofort ein Arzt aufgesucht werden.
• Schmelzklebstoffe nicht überhitzen, es können gesundheitsschädigende Zersetzungsprodukte entstehen; nicht einatmen!
Bei jedem Klebstoff die Hinweise der Hersteller beachten!
Die folgenden Hinweise können nur allgemein sein.
− Gefahrstoff-Verordnung
− Wasserhaushalts-Gesetz
− Verordnung über brennbare Flüssigkeiten
Problem: | → | Dann … |
Der Klebstoff stinkt. | → | Nicht mehr verwenden! |
Auf dem Klebstoff ist eine Schimmelschicht. (Weil sich Pilze bzw. Sporen gebildet haben.) | → | Schicht entfernen, den Rest prüfen, ob man ihn noch verwenden kann. |
Auf der Oberfläche hat sich eine Haut gebildet. (Weil Klebstoffe bei hohen Temperaturen Wasser verlieren.) | → | Haut entfernen und Klebstoff umrühren. Prüfen, ob man ihn noch verwenden kann. |
Bei Frost gerinnt der Klebstoff und wird flockig (Fachwort: koagulieren). | → | Nicht mehr verwenden |
Heißschmelz-Kleber verklumpen. | → | Nicht mehr verwenden |
Klebstoffe nur in gut belüfteten Räumen verwenden!
Bei diesen Klebstoffen muss man den Raum alle 3 Minuten gut lüften.
Wenn Sie neue Klebstoffe testen oder wenn Sie einen Klebstoff wechseln wollen:
Bei Wechsel von ... | nach ... | zusätzlich spülen mit ... |
Alkali | Säure | Essigsäure (Speiseessig) |
Säure | Alkali | 2 – 5 %-ige Sodalösung oder Trinatriumphosphat |
Schmelz-Klebstoff | Schmelz-Klebstoff | Paraffin |
Lösungsmittel | Lösungsmittel brennbar | Toluol |
Lösungsmittel | Lösungsmittel nicht brennbar | Perchloräthylen |
Immer nachspülen - außer bei Schmelz-Klebstoffen!
Bei Schmelz-Klebstoffen mit frischem Schmelz-Klebstoff spülen!
Achtung beim Arbeiten mit heißen, flüssigen Schmelz-Klebstoffen!
– Die betroffene Stelle sofort in kaltes, sauberes Wasser tauchen.
– Nicht versuchen, den Klebstoff von der Haut zu entfernen!
– Die betroffene Stelle mit sauberen, nassen Kompressen abdecken
und sofort zum Arzt gehen!
Die Tabelle zeigt häufige Probleme in der Produktion, mögliche Ursachen und Lösungen.
-> Tabellen als Grafik einfügen!
| Schmelz-Klebstoffe |
|
Problem | Mögliche Ursache | Problem-Lösung |
Faden ziehen | Arbeitstemperatur zu niedrig | Temperatur erhöhen, aber Obergrenze beachten |
Viskosität zu hoch | Niedrigviskosen Klebstoff verwenden | |
Spinner zu kalt | Temperatur erhöhen | |
Spinner nicht sauber abgerakelt | Rakel auf Kontakt stellen | |
Umschlag zu kurz, Anpress-Teile haben Kontakt zum Klebstoff | Klebstoff-Auftrag begrenzen | |
Abstand zum Material ist zu groß (Düsenauftrag, bei Seiten-Beleimung) | Düse näher an den Block | |
Unregelmäßiger Klebstoff-Film (Blasen) | Zu wenig Klebstoff im Becken | Auffüllen |
Zu niedrige Temperatur (bei eingeschlagener Luft) | Temperatur erhöhen | |
Zu feuchtes Papier | Papier kontrollieren | |
Zu wenig Klebstoff-Auftrag | Rakelabstand zu Auftragswale erhöhen, Auftragswalze senken | |
Spinner steht zu weit ab | Abstand korrigieren | |
Der Klebstoff schäumt. | Granulat zu feucht geworden, Arbeitstemperatur zu hoch | Granulat vortrocknen, |
Eingeschlagene Luft | Temperatur erhöhen | |
Der Klebstoff geliert oder verkokt. | Arbeits-Temperatur zu hoch | Temperatur senken |
Vorschmelz-Temperatur zur hoch | Temperatur senken | |
Zu wenig Klebstoff im Becken | Klebstoff auffüllen | |
Thermostat ausgefallen | Thermostat ersetzen oder zeitweise Heizung ganz ausschalten | |
Schmelz-Stabilität zu gering | Klebstoff wechseln | |
Es raucht. | Arbeits-Temperatur zu hoch | Temperatur senken |
Lokale Überhitzung durch unbedeckte Heizflächen | Klebstoff auffüllen, bei mehrstufiger Heizung obere Bereiche abschalten | |
Thermostat defekt | Thermostat ersetzen, Heizung für kurze Zeit von Hand ein- und ausschalten | |
Produkttypisch | Dämpfe absaugen, Produkt wechseln |
| Wasserhaltige Klebstoffe |
|
Problem | Mögliche Ursache | Problem-Lösung |
Unregelmäßiger Klebstoff-Film auf der Auftragswalze | Zu wenig Klebstoff im Becken | Klebstoff nachfüllen |
Klebstoff zu dickflüssig, | Klebstoff vor dem Einfüllen durchrühren, mit wenig Wasser verdünnen (Vorsicht!). | |
Schmutz unter dem Abstreifer | Rakel reinigen | |
Angetrocknete Klebstoff-Reste | Becken reinigen, neu füllen | |
Klebstoff schon im Gebinde unregelmäßig | Vor dem Einfüllen sieben | |
Verklumpen durch Frostschäden | Klebstoff nicht mehr benutzen | |
Der Klebstoff spritzt. | Zu dicker Klebstoff-Auftrag | Weniger Klebstoff auftragen |
Zu hohes Arbeitstempo | Tempo langsamer oder Auffangblech einbauen | |
Klebstoff zu fließend | Kürzer abreißenden Klebstoff verwenden | |
Der Klebstoff schäumt. | Zu wenig Klebstoff im Auftragsbecken | Klebstoff nachfüllen |
Zu hohes Arbeitstempo | Tempo verringern | |
Produkttypisch | Entschäumer dazugeben (Vorsicht!), anderen Klebstoff verwenden | |
Der Klebstoff koaguliert (gerinnt). | Frost | Temperatur kontrollieren |
Zu hohe Scher-Beanspruchung | Niedertourige Pumpen verwenden oder Pumpen mit größerem freien Durchgang | |
Das Auftrags-Gerät hat mehrere Metalle | Auftrags-Gerät mit nur 1 Metall verwenden, Becken lackieren, beschichten oder mit Folie auslegen | |
Es bildet sich eine Haut | Papierstaub im Becken | Staub-Absaugung kontrollieren, Becken abdecken |
Starkes Austrocknen | Becken abdecken | |
Zu wenig Bewegung im Becken | Kleine runde Form wählen | |
Zu lange Arbeitspausen | Becken abdecken | |
Klebstoff bindet zu schnell ab. | Langsamer bindenden Klebstoff verwenden | |
Gebinde war nicht verschlossen | Gebinde immer geschlossen halten. |
Bis weit in das 18. Jahrhundert hinein wurde überwiegend Leder als Überzugsmaterial für Bücher verwendet. Erst im vorigen Jahrhundert, als die Stückzahlen größer und die Auflagen fabrikmäßig hergestellt wurden, begann man, das relativ teure Leder durch Leinenstoffe abzulösen. Heute ist Gewebe durch seine Haltbarkeit, Strukturvielfalt und Verzierungsmöglichkeiten zu einem beliebten und viel verwendeten Überzugsmaterial
geworden.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV03-4_Vers01-03_0408.pdf | 237.91 KB |
Das folgende Kapitel beinhaltet verschiede Werk- und Hilfsstoffe, wie zum Beispiel Heftzwirne, Bänder, Leder und Pergament, aus dem Bereich der Druckweiterverarbeitung.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV03-5_Vers01-03_0507.pdf | 273.36 KB |
Für die Produktion ist es sehr wichtig, die zu verarbeitenden Materialien (Werkstoffe) mit den ihr zur Verfügung stehenden Mitteln auf bestimmte Kriterien hin untersuchen zu können.
In der Vergangenheit wurde Messen und Prüfen im Sinne einer Qualitätskontrolle selten oder häufig auch nur nach dem Zufallprinzip (rein statistisch) durchgeführt. Einmal geht diese Kontrollphase der Produktionszeit scheinbar verloren, zum anderen kennt man ja die möglichen Schwachstellen, und im Übrigen fehlen oft die labormäßigen Untersuchungsmöglichkeiten.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV04-1_Vers.1.03_1017.pdf | 357.11 KB |
Messen und Prüfen – im Sinne einer Qualitätskontrolle – sind nicht Selbstzweck; sie sollen nicht die Produktionskosten erhöhen, sondern für einen reibungslosen Fertigungsablauf sorgen. Das bedeutet: Fehler erkennen und schnellstmöglich beseitigen. Der Kontrollumfang wird von Betrieb zu Betrieb und innerhalb der Aufträge unterschiedlich sein.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV04-2_Vers01-04_1017.pdf | 114.19 KB |
Zu diesem Thema zählen unter anderem die Nutzenberchnung, die Vorsatzpapierberechnung, Überzugsberechnung und die Papierbedarfsberechnung.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV04-3_Vers01-03_0309.pdf | 751.37 KB |
Unter Schneiden versteht man das Trennen eines Werkstoffes mittels Messer. Mit Hilfe der Schneidetechniken werden Papier, Karton, Pappe und andere Materialien oder Erzeugnisse in der Druckweiterverarbeitung auf eine bestimmte Größe gebracht.
Es werden folgende Begriffe unterschieden:
Randschnitt: Von Bogenkanten werden Streifen abgeschnitten. Dies ist notwendig, um Winkelabweichungen oder Formatdifferenzen im Stapel auszugleichen. Dadurch wird ein stopperfreies und registerhaltiges Anlegen in den Maschinen ermöglicht.
Winkelschnitt: Rechtwinkliger Schnitt.
Rundumschnitt: Vierseitenbeschnitt eines Bogens oder Blocks.
Trennschnitt: Durchschneiden von Bogen an bestimmter Stelle. Erforderlich, wenn ein Druckbogen mehrere Nutzen enthält.
Zwischenschnitt: Zusätzlicher Herausschnitt eines Materialstreifens beim Zuschnitt von Produktnutzen. Erforderlich, wenn die Nutzen nicht direkt aneinander stoßen.
Beschneiden: Buchblocks, Broschuren und Zeitschriften werden dreiseitig beschnitten.
Man unterscheidet den Kopfbeschnitt, Fußbeschnitt und Front- oder Vorderbeschnitt.
Für weiterführende Informationen, bitte das komplette PDF-Dokument herunterladen (siehe Anhang). Dort finden sie auch Informationen und Abbildungen u.a. zum Schneidarbeitsplatz, Erstellen eines Schneidprogramms, Dreiseitenbeschnitt mit Messerschnittprinzip und Messerwechsel.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV05-1_Vers01-04_0510.pdf | 1.17 MB |
Definition: Schneiden = einen Werkstoff mit Messer trennen.
Streifen von den Bogenkanten abschneiden.
Mit dem Randschnitt kann man unterschiedliche Winkel oder Formate ausgleichen. Dann kann man Papierstapel registerhaltig anlegen.
Rechtwinkliger Schnitt
Einen Bogen oder Block auf 4 Seiten beschneiden.
Bogen an bestimmten Stellen durchschneiden, wenn ein Druckbogen mehrere Nutzen hat.
Beim Zuschneiden von Produktnutzen einen zusätzlichen Streifen herausschneiden, wenn die Nutzen nicht direkt aneinander stoßen.
Buchblocks, Broschuren und Zeitschriften auf 3 Seiten beschneiden.
Man unterscheidet den Kopfbeschnitt, Fußbeschnitt und Vorderbeschnitt (= Frontbeschnitt).
Je nach Werkzeug unterscheidet man:
Als Messer werden Papiermesser, Universalmesser oder Abbrechmesser verwendet.
Während beim Universalmesser die Klingen auswechselbar sind, beim Abbrechmesser von der Klinge nach dem jeweiligen Abstumpfen nacheinander Segmente abgebrochen werden, muss man beim herkömmlichen Papiermesser die Schneide selbst schärfen.
Beim Schärfen muss die Rundung abgeschliffen werden, die beim Schneiden durch Abnutzung des Metalls entsteht (Stumpfungsfase). Dazu wird die Schneide unter einem spitzen Winkel flach auf einen Ölstein aufgelegt. Jede Messerseite wird mehrmals unter Zugabe von Öltropfen vor- und zurückbewegt. Dabei empfiehlt es sich, das Messer mit kreisenden Bewegungen über den ganzen Stein zu führen, damit ein Aushöhlen des Steins vermieden wird. Die Schneide ist scharf, wenn sie keine Scharten mehr hat und auf der ganzen Länge einen zusammenhängenden, hellen Schleiffaden aufweist.
Ist das Messer stark abgenutzt, müssen vorher der Messerwinkel und das Profil mit einer Schleifscheibe unter Wasserzugabe wieder angeschliffen werden.
Zum exakt geradlinigen Schneiden mit Messer ist eine Metallschiene notwendig. Sie dient dem Messer als Führung und verhindert mithilfe des Anpressdrucks ein Verziehen des Schneidguts. Die Schnittlinie liegt dabei nicht quer zum Buchbinder, sondern kommt auf ihn zu. Am sichersten schneidet man im Stehen.
Die Klinge wird wie ein Bleistift gegriffen, die Finger liegen dabei aber gestreckt, der Ringfinger hat stützende Funktion. Bei sehr dünnen Papieren zieht man das Messer flach, je dicker das Material, umso steiler wird geführt. Bei dickem Material bringt man vor dem eigentlichen Durchschneiden einen Führungsschnitt an.
In folgenden Fällen wird diese Fingerhaltung geändert:
• Wird sehr flach geschnitten, liegt die Hand auf dem Messer, das Heft ruht zwischen den Handballen.
• Muss alle Kraft aufgewendet werden, so wird das Messer von der Faust umklammert.
Das Aufschneiden des Schneidgutes soll wirtschaftlich sein.
Messer-Arten: Papiermesser, Universalmesser, Abbrechmesser
Wenn das Messer sehr abgenutzt ist, muss man zuerst die Messer auf einer Schleifscheibe mit Wasser anschleifen.
Die Klingen auswechseln.
Nacheinander Klingen-Abschnitte abbrechen.
Die Metallschiene fest aufdrücken. So kann das Schneidgut nicht verrutschen und man kann kann entlang der Schiene eine gerade Linie schneiden. Die Schnittlinie dabei so führen, dass der Buchbinder auf sich zu schneidet.
Mit der Schere werden kurze Einschnitte, gekrümmt und winklig verlaufende Schnitte ausgeführt. Lange, exakt geradlinige Schnitte sind schwer durchführbar, da das Schneiden und Festhalten des Materials ohne feste Führung vorgenommen werden.
Für die Schnittqualität ist es wichtig, dass die Scherenblätter gegeneinander geführt werden. Dazu müssen sie eine leichte Wölbung nach außen haben. Dies ergibt die so genannte Klingenspannung. Bei stumpfen Klingen wird ein feiner Schleifstein auf der Fase entlang geführt. Sind die Schneiden schartig, so wird über die Innenseite der Klinge geschliffen.
Mit der Schere schneidet man
Lange, exakt gerade Linien kann man mit der Schere nicht gut schneiden.
Für eine gute Schnittqualität braucht man eine gute Klingenspannung.
Stumpfe Schneiden muss man mit einem feinen Schleifstein nachschleifen.
Bei schartigen (schadhaften) Schneiden muss man die Innenseite der Klinge schleifen.
Das Grundprinzip dieser beiden manuellen Schneidtechniken begegnet uns bei den verschiedensten Maschinen.
Messerschneiden: Schneiden eines Messern gegen eine Schneidunterlage.
Anwendung: Schneiden von Papierlagen im Planschneider, Dreiseitenbeschnitt von Heften, Broschuren und Buchblocks für Deckenbände im Dreimesserautomaten.
Scherenschneiden: Schneiden von Einzelbogen mit Pappschere, Schneiden von Deckenpappen mit Pappenkreisschere, Schneiden der Überzugsnutzen mit Rollenschneider, Dreiseitenbeschnitt von Heften und Broschuren im Trimmer.
Bei dieser Technik schneidet das Messer gegen eine Schneid-Unterlage.
Beim Schneiden mit Scheren bewegen sich 2 Schneiden eng aneinander vorbei.
Das Obermesser und das Untermesser arbeiten im Scherenschnittprinzip. Ihr Schliffwinkel beträgt meist nur wenig unter 90°, daraus ergibt sich eine hohe Standzeit der Messer. Die Reibung und damit die Abnutzung von Obermesser und Untermesser werden durch einen Freiwinkel verringert.
Der Obermesserbalken kann in der Lagerung seitlich verstellt werden, das Untermesser ist in der Höhe nachstellbar. Um einen gleichbleibenden Scherwinkel zu erhalten, weist das Obermesser eine Kurvenform auf. Das Material wird dadurch an jeder Stelle unter gleichem Winkel geschnitten.
Zum sicheren Arbeiten wird am kurzen Hebelarm des Obermesserbalkens ein Ausgleichsgewicht befestigt. Dadurch kann das Obermesser in keiner Stellung von selbst niedergehen. Von Zeit zu Zeit muss das Gelenk nachgezogen werden.
Der Pressbalken wird mit einem Pedal bewegt. Er muss das Schneidgut unverrückbar festhalten. Die Pressfläche muss parallel zur Tischfläche stehen und von Schmutz und Klebstoffteilchen freigehalten werden. Für parallele Schnitte wird das Schneidgut an den Vorderanschlag angelegt. Für schmalere Streifen als die Dicke des Obermesserbalkens kann ein Schmalschneider hochgeklappt werden. Auf dem Tisch ist für Winkelschnitte ein Tischwinkel mit Skala installiert, auf dem für parallele Schnitte ein Kreuzwinkel verschiebbar aufgesetzt wird.
Das Obermesser und das Untermesser arbeiten wie beim Scherenschnitt.
Der Schliffwinkel ist meist nur wenig unter 90° → hohe Standzeit der Messer.
Die Standzeit ist die Zeit, in der man mit einem Werkzeug gut arbeiten kann, bevor es verschleißt.
Obermesser und Untermesser haben durch einen Freiwinkel wenig Reibung.
Der Freiwinkel ist der Winkel zwischen Schneidwerkzeug und Schneidebene (= Werkstückoberfläche). Bei Freiwinkel 0° würde das Werkzeug am Werkstück stark reiben.
Das Obermesser kann seitlich verstellt werden,
das Untermesser kann in der Höhe eingestellt werden.
Das Obermesser hat eine Kurvenform, so bleibt der Scherwinkel immer gleich und das Material wird an jeder Stelle unter gleichem Winkel geschnitten.
Am kurzen Hebelarm des Obermesserbalkens ist ein Ausgleichsgewicht, damit das Obermesser in keiner Stellung von selbst absinkt. Von Zeit zu Zeit muss das Gelenk nachgezogen werden.
Der Pressbalken wird mit einem Pedal bewegt. Er muss das Schneidgut gut festhalten, damit es nicht verrücken kann.
Die Pressfläche muss parallel zur Tischfläche stehen und muss ganz sauber sein.
Für parallele Schnitte wird das Schneidgut an den Vorder-Anschlag angelegt. Für schmalere Streifen als die Dicke des Obermesserbalkens kann ein Schmalschneider hochgeklappt werden.
Für Winkelschnitte gibt es einen Tischwinkel mit Skala, auf dem ein verschiebbarer Kreuzwinkel aufgesetzt wird. So kann man parallele Schnitte machen.
1. Die lange Seite wird geschnitten.
2. Die zugeschnittene Seite wird am Tischanschlag angelegt. Der Winkel wird markiert.
3. Das Breitenmaß wird mit dem Kreuzwinkel und der Skala auf dem Tischwinkel eingestellt. Dann wird der Nutzen gedreht und mit dem Winkel in den Kreuzwinkel eingeschoben und geschnitten.
4. Das Längenmaß wird eingestellt, der Nutzen gewendet, mit dem ursprünglich rechten Winkel angelegt und der letzte Schnitt ausgeführt.
Beim Schneiden soll das Obermesser nur leicht an das Untermesser herangezogen werden. Beim Zuschneiden von mehreren Nutzen aus einem Bogen empfiehlt sich am Anfang ebenfalls ein Winkelschnitt, da die vom Hersteller angelieferten Rohbogen oft keinen rechten Winkel aufweisen.
Bahnzuschnitte von z. B. Geweberollen werden am Vorderanschlag angelegt. Da das Material dabei durchhängen kann, ist eine Hilfskraft notwendig ist, die anhält und die Bahn stützt. Zur Verbesserung kann an dem Vorderanschlag ein abschwenkbarer Tisch als Auflage angebracht werden, der mit dem Messerhebel in Verbindung steht.
Beim Schneiden das Obermesser nur leicht an das Untermesser heranziehen. Wenn man mehrere Nutzen aus einem Bogen zuschneidet, dann macht man besser am Anfang auch einen Winkelschnitt. Die Rohbogen haben oft keinen rechten Winkel.
Bahn-Zuschnitte (z. B. von Geweberollen) werden am Vorder-Anschlag angelegt. Dabei kann das Material durchhängen. Dann muss eine Hilfskraft die Bahn stützen.
Einen abschwenkbaren Tisch am Vorder-Anschlag anbringen, der mit dem Messerhebel in Verbindung steht. Dann hat man eine Auflage für die Bahn.
Unter Falzen ist ein Zusammenlegen und Brechen von flächigem Material zu verstehen. Die durch das Falzen entstandene Materialverformung entlang der Falzlinie, genannt Falzbruch, ist anders als beim Falten, nicht mehr rückgängig zu machen.
Weiterführende Informationen finden Sie in der PDF-Datei, die Sie herunterladen können,
oder in diesen Kapiteln:
5.2.1 Grundlegende Begriffe
5.2.2 Falzarten
5.2.3 Maschinelle Falzprinzipien
5.2.4 Falzmaschinentypen
5.2.5 Anlegersysteme
5.2.6 Auslegersysteme
5.2.7 Zusatzeinrichtungen
5.2.8 Falz- und Falzwerkschema
5.2.9 Einrichten und Falze
5.2.10 Von Hand auszuführende Arbeiten
5.2.11 Falztechnisch wichtige Papiereigenschaften
Anhang | Größe |
---|---|
DWV05-2_Vers01-03_0408.pdf | 6.03 MB |
Definition: Falzen = ein flächiges Material zusammenlegen und brechen.
Material wird entlang einer Falz-Linie verformt. Das Fachwort ist Falzbruch.
Oft werden die Wortteile "-bruch" und "-falz" synonym verwendet. Das heißt, man kann Werkbruch oder Werkfalz sagen. Beides ist richtig.
Der ungefalzte Bogen wird als Planobogen bezeichnet. Werden mehrere Planobogen übereinander gelegt und dann zusammen gefalzt, so spricht man von Lagenfalzung.
Falzungen können sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch ausgeführt werden.
Wird in der Mitte des Bogens gefalzt, so handelt es sich um symmetrische Falzung.
Erfolgt die Falzung außerhalb der Mitte, liegt eine asymmetrische Falzung vor.
Nach dem Verwendungszweck unterscheidet man gelegentlich die sogenannten Prospektfalzungen von den Werkfalzungen. Im Gegensatz zur Prospektfalzung muss bei der Werkfalzung die Möglichkeit des Heftens durch den letzten Bruch gegeben sein, damit die Falzbogen für die Buchblockherstellung geeignet sind.
Werden zwei Falzbogen in einem gefalzt, so wird dies als Falzen von Doppelnutzen oder auch als Falzen im Doppelstrom bezeichnet.
Falzbogen, die beispielsweise auf dem Sammelhefter weiterverarbeitet werden, erhalten oft einen Greiffalz von ca. 8 mm. Dies ermöglicht ein problemloses Öffnen der Bogen mit Greifern, weil der hintere Bogenteil (Nachfalz) oder der vordere Bogenteil (Vorfalz) übersteht.
Nach dem Größenverhältnis zwischen Breite und Höhe des Falzbogens werden, ebenso wie bei anderen Printprodukten, die Formatgruppen Hoch-, Quer-, Schmal- und quadratisches Format unterschieden.
Fachbegriff | Erklärung |
Planobogen | Nicht gefalzter Bogen. |
Lagenfalzung | Mehrere Bogen liegen übereinander und werden gefalzt. |
Symmetrische Falzung | In der Mitte gefalzter Bogen. |
Asymmetrische Falzung | Außerhalb der Mitte gefalzter Bogen. |
Prospektfalzung | Bogen, der nur gefalzt wird, z. B. für Flyer. |
Werkfalzung | Bogen, der am letzten Falzbruch geheftet werden kann, z.B. für Bücher. |
Doppelnutzen falzen | 2 Falzbogen werden zusammen gefalzt. |
Falzbogen für die Weiterverarbeitung in einem Sammelordner bekommen einen Greiffalz von ca. 8 mm. Greifer können dann den Bogen gut öffnen, entweder am oberen Bogenteil oder am unteren Bogenteil.
Hochformat, Querformat, Schmalformat, quadratisches Format
Mindestangaben für die Kennzeichnung eines Falzbogens sind die Seitenzahl, die Anzahl der Brüche und die Falzart (z. B. 6 Seiten, Zweibruch Zickzackfalz).
Werden mehrere Falzarten bei der Falzung eines Bogens angewendet, dann sollten sie in der Reihenfolge ihres Entstehens genannt werden (z. B. 12 Seiten, Zweibruch Zickzackfalz und ein Bruch kreuz).
Falzbogen werden mit diesen Angaben gekennzeichnet:
Manchmal werden bei einem Bogen mehrere Falz-Arten angewendet. Dann nennt man die Angaben in der Reihenfolge ihres Entstehens.
Beispiel: 12 Seiten, 2-Bruch Zickzackfalz, 1-Bruch Kreuzfalz
Der Falzbruch liegt bei den Parallelfalzarten jeweils parallel zum vorausgegangenen Bruch.
Je nach Falzfolge werden vier Untergruppen unterschieden.
Mittenfalz (reine Parallelfalzung, Parallelmittenfalz): Es wird jeweils in der Mitte gefalzt. Die Zahl der Seiten verdoppelt sich mit jeder Falzung.
Wickelfalz: Der Bogen wird wickelförmig um das innere Blatt gefalzt. Das innere Blatt ist etwas kleiner zu halten, damit problemlos gefalzt werden kann.
Zickzackfalz (Leporellofalz): Die Falzrichtung wechselt zickzackförmig nach jedem Bruch.
Fensterfalz (Altarfalz/Schließfalz): Der Falzbogen lässt sich fensterartig nach links und rechts öffnen. Die ausklappbaren Blätter dürfen aus falztechnischen Gründen in der Mitte nicht aneinander stoßen.
Der Falzbruch ist immer parallel zum vorausgegangenen Bruch.
Man unterscheidet 4 Parallel-Falzungen:
Der Falz ist immer in der Mitte. Die Zahl der Seiten verdoppelt sich mit jeder Falzung.
Der Bogen wird wickelförmig um das innere Blatt gefalzt. Das innere Blatt muss etwas kleiner sein, damit man gut falzen kann.
Die Falzrichtung wechselt zickzackförmig nach jedem Bruch.
Man kann den Bogen nach rechts und links öffnen. Die ausgeklappten Seiten dürfen in der Mitte nicht aneinanderstoßen.
Der Falzbruch liegt bei der Kreuzfalzung jeweils senkrecht zum vorausgegangenen Bruch. Bei jeder Falzung verdoppelt sich die Zahl der Seiten. Je nach Anzahl der Brüche unterscheidet man folgende Bogenteile:
16 Seiten, Dreibruch Kreuzfalz = Ganzer Bogen (1/1 Bg.)
8 Seiten, Zweibruch Kreuzfalz = Halber Bogen (1/2 Bg.)
32 Seiten Vierbruch Kreuzfalz = Doppelbogen (2/1 Bg.).
Beispiel:
Der Vierbruch Kreuzfalz kann verschieden gefalzt werden. Je nach Falzfolge sind drei Varianten zu unterscheiden:
Deutscher Vierbruch: Der Bogen läuft nach dem zweiten Bruch nach rechts.
Englischer Vierbruch: Der Bogen läuft nach dem zweiten Bruch nach links.
Internationaler Vierbruch: Der Bogen läuft nach dem zweiten Bruch nach links und wird vor dem vierten Bruch gewendet.
Der Falzbruch ist immer senkrecht zum vorausgegangenen Bruch.
Bei einem Kreuzbruch-Falz wird der Bogen 2-, 3- oder 4-mal im rechten Winkel gefalzt. Dadurch erhält man 8, 16 oder 32 Seiten. Bei jeder Falzung verdoppelt sich die Seiten-Zahl.
8 Seiten, 2-Bruch Kreuzfalz = Halber Bogen (1/2 Bogen)
16 Seiten, 3-Bruch Kreuzfalz = Ganzer Bogen (1/1 Bogen)
32 Seiten, 4-Bruch Kreuzfalz = Doppelbogen (2/1 Bogen)
Der 4-Bruch Kreuzfalz kann verschieden gefalzt werden.
Je nach Falzfolge unterscheidet man 3 Varianten (siehe auch Falz-Schema):
Gemischte Falzung liegt vor, wenn mehr als eine der vorher genannten Falzarten in einem Falzbogen vorkommen.
Der Dreiviertelbogen (3/4 Bg.) wird z. B. häufig als 12 Seiten, Zweibruch Zickzackfalz und ein Bruch kreuz gefalzt.
Gemischte Falzung wird auch benötigt um Querformate aus gängigen Druckbogenformaten zu falzen. Beispielsweise werden 16 Seiten Querformat meistens nicht mit Dreibruch Kreuzfalz, sondern mit Dreibruch Zickzack und einem Bruch kreuz gefalzt.
Legen Sie sich eine Sammlung von verschiedenen Falzmustern an.
Definieren Sie die Falzbrüche: Seiten, Brüche, Falzart, Bogenteil.
Bei der gemischten Falzung werden Parallel-Falzungen und Kreuz-Falzungen kombiniert.
Sammeln Sie verschiedene Falzmuster.
Die maschinellen Falzprinzipien werden aus der Entstehung des Falzbruches abgeleitet.
Namensgeber ist jeweils das bestimmende Maschinenelement. In den gängigen Falzmaschinen wird fast ausschließlich das Taschen- und das Schwertfalzprinzip angewendet.
Rollenrotationsdruckmaschinen enthalten andere Falzaggregate, damit die schnelllaufenden Papierbahnen verarbeitet werden können. Hier findet man überwiegend das Trichterfalz- und das Falzklappenprinzip.
5.2.3.1 Taschenfalz (Stauchfalz)
5.2.3.2 Schwertfalz (Messerfalz)
5.2.3.3 Trichterfalz
5.2.3.4 Falzklappenprinzip (Trommelfalzprinzip)
Die meisten Falzmaschinen arbeiten nach den Prinzipien
Rollenrotations-Druckmaschinen verarbeiten schnell-laufende Papierbahnen. Sie arbeiten nach den Prinzipien
Der Bogen wird von der Einzugswalze und der darunterliegenden Falzwalze in die Falztasche eingeführt, läuft bis zum Anschlag und stößt an. Da gleichzeitig weitertransportiert wird, bildet sich im Stauchraum zwischen den Walzen eine durchhängende Falte, die von zwei rotierenden Falzwalzen erfasst und gebrochen wird.
Anhang | Größe |
---|---|
abb_5_2_3_1_Taschenfalz.jpg | 479.72 KB |
Eine Einzugswalze und eine Falzwalze führen den Bogen in die Falztasche.
⇒ Der Bogen läuft bis zum Anschlag, stößt an und wird weitertransportiert.
⇒ So entsteht zwischen den Falzwalzen eine Falte.
⇒ Die Falzwalzen erfassen die Falte, der Bogen wird an der Falte gebrochen.
Der Bogen wird von Transportbändern bis zum Kreuzbruchanschlag befördert und am Seitenanschlag angelegt. Das senkrecht niedergehende Falzschwert schlägt ihn zwischen die beiden Falzwalzen, die den Falzbruch erzeugen.
Anhang | Größe |
---|---|
abb_5_2_3_1_Schwertfalz.jpg | 400.45 KB |
Der Bogen wird bis zum Anschlag transportiert.
⇒ Dann schlägt ein Falz-Schwert den Bogen zwischen die beiden Falzwalzen.
⇒ Der Bogen wird gefalzt.
Die schnelllaufende Papierbahn wird über dem Falztrichter gefaltet, zwischen gegenläufig rotierende Falzwalzen geführt und dort gefalzt.
An Falzmaschinen, die speziell für das Mailing (Komplettherstellung von Versandprodukten) ausgestattet sind, gibt es das Trichterfalzsystem auch als Innentrichter.
Die zu falzenden Teilprodukte durchlaufen den Trichter nicht außen, sonder innen. Die so erzeugte Falte wird danach von Falzrollen fixiert.
Der Trichterfalz ist für schnell-laufende Papierbahnen im Rollendruck.
Die Falz-Trichter können Außentrichter oder Innentrichter sein.
Falzmaschinen speziell für das Mailing haben Innentrichter.
Die Papierbahn läuft durch den Falz-Trichter und wird zwischen die Falzwalzen geführt.
Die Falzwalzen rotieren gegenläufig und falzen die Bahn.
Die vom Trichterfalz her kommende doppelte Papierbahn läuft auf den Sammelzylinder.
Die im Schneidzylinder gelagerten Messer treten heraus und führen den Querschnitt aus. Wenn danach die Falzposition erreicht ist, werden die übereinanderliegenden Bogenteile von dem darunterliegenden Falzmesser zwischen die gegenüberliegenden Falzklappen gestoßen und gefalzt. Es handelt sich also um eine maschinelle Lagenfalzung. Abschließend gelangen die Falzbogen über den Auslagefächer in die Schuppenauslage.
Beim Falzklappen-Prinzip werden mehrere Papierlagen zusammen gefalzt.
Eine doppelte Papierbahn läuft auf den Sammelzylinder.
Messer im Schneidzylinder schneiden die Bahn.
Die übereinander liegenden Bogen werden gegen die Falzklappen gestoßen und gefalzt.
Am Ende kommen die Falzbogen über den Auslagefächer in die Schuppen-Auslage.
Hier werden die Bogen sortiert und für die weitere Verarbeitung bereitgestellt.
Die Bezeichnung der Falzmaschinen wird von den angewendeten Falzprinzipien abgeleitet. Hinzu kommen je nach Hersteller die maximale Bogeneinlaufbreite und weitere Daten zur Maschinenkonfiguration.
Falzmaschinen unterscheidet man nach ihrem Falz-Prinzip.
Auch nach dem Hersteller und nach Maschinen-Merkmalen, z. B. nach der Breite des Bogeneinlaufs.
Taschenfalzmaschinen arbeiten ausschließlich nach dem Taschenfalzprinzip. Sie sind nach dem Baukastensystem konstruiert, d. h. einzelne Falzaggregate können beliebig zusammengestellt werden. Die üblichen Ausführungen haben zwei bis drei mobile Falzaggregate, die wahlweise auf Kreuz- oder Parallelbrucheinstellung gebracht werden können. Nach jedem Aggregat kann ausgelegt werden.
Ein Falzaggregat besteht aus zwei bis sechs Falzwerken, deren Taschen abwechselnd nach oben und unten angeordnet sind. Durch Einstellen der Anschläge wird die Lage der Brüche festgelegt. Der Falzwalzenabstand richtet sich nach der Falzbogenstärke.
Für Sonderfälle gibt es auch Falzaggregate mit mehr als sechs Taschen. Alle Falztaschen können geschlossen werden, wodurch ein Falzen an dieser Stelle unterbleibt. Bei ganz alten Falzmaschinen tauscht man die Falztaschen gegen Bogenweichen aus.
Das Taschenfalzaggregat enthält außerdem normalerweise ein Messerwellenpaar, mit dem rotativ perforiert, gerillt und geschnitten werden kann.
Der Bogentransport zwischen den Falzaggregaten erfolgt über Eckfördertische mit schräg angeordneten Transportwalzen (Schrägrollen). Auf diese Weise werden die Falzbogen gegen die Anschlaglineale geführt und für die nächsten Brüche ausgerichtet.
An Taschenfalzmaschinen können vielfältige Falzvariationen gefalzt werden. Die Laufgeschwindigkeit ist höher als beim taktgebundenen Schwertfalzprinzip. Die Stundenleistung hängt in erster Linie von der Länge des Planobogens und vom eingestellten Bogenabstand ab (kurzer Bogen, kleiner Bogenabstand = hohe Stundenleistung).
Das Ein- und Umstellen dauert etwas länger, als an Schwertfalzmaschinen. Außerdem ist der Platzbedarf relativ groß. Bei besonders dünnen Papieren mit geringer Steifigkeit, aber auch bei dickem Papier und starken Falzbogen mit hoher Steifigkeit sind der Taschenfalzmaschine Grenzen gesetzt.
Taschenfalz-Maschinen arbeiten nach dem Taschenfalz-Prinzip.
Sie sind nach dem Baukasten-System aufgebaut. Das bedeutet:
Die meisten Taschenfalz-Maschinen haben 2 bis 3 Falz-Einheiten. Sie können so zusammengestellt werden, dass man entweder nur Parallel-Brüche oder Parallel-Brüche und Kreuz-Brüche herstellen kann.
Eine Falz-Einheit besteht aus mindestens einer Falz-Tasche.
Nach jeder Falz-Einheit kann man die gefalzten Bogen herausnehmen.
Schräg angeordnete Transportwalzen (Schrägrollen) transportieren den Bogen über Eck-Fördertische zwischen den Falzaggregaten. So werden die Bogen gegen die Anschlag-Lineale geführt und für die nächsten Brüche ausgerichtet.
Taschenfalz-Maschinen können viele Falzarten falzen.
Die Stundenleistung ist bestimmt durch:
Schwertfalzmaschinen arbeiten ausschließlich nach dem Schwertfalzprinzip. Ein Schwertfalzaggregat hat fast immer mehrere Falzwerke. Üblich ist die Kreuzbruchstellung mit drei Schwertfalzwerken.
Die Schwerter sind horizontal und vertikal verstellbar. Sie müssen auf Mitte zwischen den Falzwalzen stehen. Der Falzwalzenabstand richtet sich nach der Falzbogenstärke. Der Bogentransport erfolgt über Transportbänder mit darüber angeordneten kugel- oder rollenbestückten Stäben. Der einlaufende Bogen benötigt am Kreuzbruchanschlag ausreichend Zeit zur seitlichen Ausrichtung, bevor das Schwert niedergehen darf. Von Vorteil ist es, wenn mit Perforieren oder Rillen zuvor eine Sollbruchstelle erzeugt wurde.
Schwerttakt und Bogeneinzug werden mechanisch oder elektronisch aufeinander abgestimmt. Bogenanschläge und Schwerter sind ab- bzw. hochstellbar, so dass eine Falzung unterbleibt. Nach jedem Falzwerk kann ausgelegt werden.
Die Falzleistung an Schwertfalzmaschinen wird durch den Schwerttakt begrenzt und liegt niedriger als die der Taschenfalzmaschine. Dagegen ist der Ein- und Umstellaufwand ebenso wie der Platzbedarf geringer. Die Verarbeitung von dünnen, voluminösen und steifen Papiersorten bereitet keine Probleme.
Wegen der taktbedingten geringen Stundenleistung und den konstruktionsbedingt sehr eingeschränkten Falzvarianten gibt es allerdings so gut wie keine reinen Schwertfalzmaschinen mehr.
Schwertfalz-Maschinen arbeiten nach dem Schwertfalz-Prinzip.
Eine Schwertfalz-Einheit hat fast immer mehrere Falzwerke. Meist machen 3 Schwertfalzwerke Kreuzbruch-Falzungen.
Transportbänder mit Rollenstäben transportieren den Bogen. Der Bogen muss immer erst seitlich ausgerichtet werden, bevor das Schwert herunterfällt. Es ist gut, wenn zuerst eine Linie perforiert oder gerillt wurde (= Sollbruchstelle).
Schwert-Takt und Bogen-Einzug werden mechanisch oder elektronisch aufeinander abgestimmt. Die Bogen-Anschläge und Schwerter kann man hochstellen bzw. abstellen. Dann wird an dieser Stelle nicht gefalzt.
Nach jedem Falzwerk kann man die gefalzten Bogen herausnehmen.
Abb. 5.2-24:
Kreuzbruch-System einer Schwertfalz-Maschine mit 3 Schwertern
Betriebe verwenden nur noch selten reine Schwertfalz-Maschinen, weil sie langsamer arbeiten und nicht so viele Falzarten falzen.
Bei Kombifalzmaschinen sind Taschen- und Schwertfalzprinzip in einer Maschine kombiniert. Üblicherweise wird ein Taschenfalzaggregat mit einem Schwertfalzaggregat in Kreuzbruchstellung kombiniert. Durch eine zusätzliche Tasche im ersten Schwertfalzwerk kann bei manchen Falzmaschinen der erste Kreuzbruch mit einem Parallelbruch ergänzt werden.
Nach jedem Falzwerk kann ausgelegt werden. Kombi-Falzmaschinen sind weit verbreitet, weil sie die Vorteile der beiden Falzprinzipien in sich vereinigen: kleiner Platzbedarf, universelle Falzmöglichkeiten bei rascher Ein- und Umstellzeit und hoher Falzleistung.
Kombi-Falzmaschinen kombinieren Taschenfalz- und Schwertfalz-Prinzip in einer Maschine. Meist ist ein Taschenfalzwerk mit einem Schwertfalzwerk in Kreuzbruch-Stellung kombiniert.
Bei manchen Falzmaschinen kann der erste Kreuzbruch mit einem Parallel-Bruch ergänzt werden, wenn das erste Schwertfalz-Werk eine zusätzliche Tasche hat.
Nach jedem Falzwerk kann man die gefalzten Bogen herausnehmen.
1 Planobogen
2 Falzanlage
3 Einlauf-Lineal
4 Taschenfalz-Einheit
5 Kreuzbruch-Anschläge
6 Falzschwerter
7 Auslage für einfachen Bruch und Parallel-Falzungen
8 Auslage für 2-Bruch Kreuzfalz und gemischte Falzungen
9 Auslage für 3-Bruch Kreuzfalz und gemischte Falzungen
Viele Betriebe arbeiten mit Kombi-Falzmaschinen. So können sie die Vorteile der beiden Maschinentypen nutzen:
Einzelfalzaggregate sind nur mit einem Schwertfalzwerk ausgestattet, das allerdings meistens um 180° gedreht werden kann, so dass das Schwert bei Bedarf von unten nach oben arbeitet. Ältere Modelle haben einen zweiten unteren Bogeneinlauf, der den Bogen wendet, bevor er unter das Schwert gelangt. In diesem Fall kann das Schwert nicht gedreht werden.
Einzelfalz-Aggregate haben nur 1 Schwertfalzwerk. Aber dieses Falzwerk kann meist um 180° gedreht werden, so dass das Schwert von unten nach oben arbeiten kann.
Ältere Modelle haben einen zweiten unteren Bogen-Einlauf, der den Bogen wendet, bevor er unter das Schwert kommt. In diesem Fall kann das Schwert nicht gedreht werden.
A Für den deutschen 4-Bruch mit Schwert von oben
B Für den englischen 4-Bruch mit Schwert von oben
C Für den internationalen 4-Bruch mit Schwert von unten
(1) Planobogen wird angelegt
(2) erster Bruch in Falztasche eins
(3) Kreuzbruch mit erstem Schwert
(4) Kreuzbruch mit zweitem Schwert links
(5) Kreuzbruch mit Einzelfalzwerk um 180° gedreht
An den gängigen Falzmaschinentypen werden fast immer Flach- oder Rundstapelanleger verwendet. Eine besondere Form des Flachstapelanlegers ist der Palettenanleger.
5.2.5.1 Flachstapelanleger
5.2.5.2 Rundstapelanleger
5.2.5.3 Palettenanleger
5.2.5.4 Einlauftisch (Schrägbandtisch)
Man unterscheidet diese Anleger-Systeme:
Viele Falzmaschinen-Typen verwenden Flachstapel-Anleger oder Rundstapel-Anleger.
Kennzeichen des Flachstapelanlegers ist die „flache“ Bogenzuführung. Die zu falzenden Planobogen werden auf dem Stapelbrett zunächst vorgestapelt. Bei Falzbetrieb lockern die Bogenlockerungsbläser die ersten vier bis acht Bogen des Stapels auf, Sauger heben den obersten Bogen an, und das Saugrad übergibt den Bogen auf den Einlauftisch.
Flachstapelanleger haben einen geringen Platzbedarf. Ein- und Umstellung sind problemlos und rasch durchführbar. Die Höhenautomatik gewährleistet ein funktionssicheres Arbeiten auch bei schwierigen Papieren und Höhendifferenzen im Stapel.
Andererseits sind mit dem Stapelwechsel Stillstandzeiten verbunden. Der Flachstapelanleger eignet sich deshalb besonders für kleine bis mittlere Auflagen bei ständig wechselnden Aufträgen.
Kennzeichen des Rundstapelanlegers ist, dass die Planobogen bei der Zuführung gewissermaßen „eine Runde machen“. Die Bogen werden nach und nach packweise auf den oberen Tisch aufgelegt und aufgeschuppt. Dann gelangen sie über die Wendetrommel kontinuierlich auf den unteren Tisch. Dort werden sie von den Pendelblasdüsen seitlich aufgelockert und dann vom Saugrad und auf den Einlauftisch übergeben.
Im Gegensatz zum Flachstapelanleger ist beim Rundstapelanleger kein Maschinenstillstand erforderlich. Allerdings ist der Platzbedarf wesentlich größer, denn je länger der Anleger ist, desto mehr Zeit steht für das Auflegen neuer Bogen zur Verfügung.
Hohes Stapelvolumen und eine ruhige lückenlose Bogenbeschickung sind die Vorteile des Rundstapelanlegers. Er ist deshalb besonders für die Verarbeitung von großen Auflagen und großformatigen Bogen geeignet.
1 Oberer Tisch
2 Aufgeschuppte Planobogen
3 Transportband
4 Wendetrommel
5 Andrucksystem (Rollen, Gurte)
6 unterer Tisch
7 Transportband
8 Niederhalter
9 Pendelblasdüse
10 Saugrad
Kennzeichen des Palettenanlegers ist, dass der von der Druckmaschine auf Palette abgesetzte Stapel komplett übernommen werden kann. Der Anleger entspricht weitgehend dem der Druckmaschine. Er kann auch großformatige Bogen problemlos anlegen, wobei die Falzmaschine nur kurz angehalten werden muss, um den neuen Stapel einzufahren.
Der Paletten-Anleger ist eine besondere Form des Flachstapel-Anlegers.
Druckmaschinen legen die fertig gedruckten Bogen auf einer Palette ab.
Über den Einlauftisch gelangen die Planobogen vom Anleger in das erste Falzaggregat. Sie werden dabei seitlich ausgerichtet (Falzanlage), indem das schräglaufende Transportband sie gegen das kugelbestückte, seitlich verstellbare Einlauflineal führt. Niederhalter verhindern das Hochsteigen der Bogen. Sie ermöglichen ein fehlerfreies Einlaufen in den Einlauftrichter und damit hohe Produktionsgeschwindigkeiten.
Die Doppelbogensperre stoppt den Anleger bei Einzug von Doppelbogen.
Abb. 5.2-29: Bogenanlage auf dem Einlauf-Tisch.
1 Saugrad
2 Doppelbogensperre
3 Kugel-Lineal mit Schrägband
4 Einlauf-Lineal (im rechten Winkel zur Einzugswalze des Taschenfalz-Werks)
5 Planobogen
6 bis 8 Bewegung beim Anlegen des Planobogens
Die sogenannte Kastenauslage ist zwar einfach konstruiert und platzsparend, bedingt aber eine mühsame Entnahme der Falzbogen. Bänderauslagen werden deshalb bevorzugt. Sie können außerdem sehr gut mit anderen Auslagesystemen kombiniert werden.
5.2.6.1 Schuppenauslage
5.2.6.2 Stehendbogenauslage
5.2.6.3 Vertikalstapelauslage (Flachstapelauslage)
5.2.6.4 Banderolierauslage (Päckchenauslage)
5.2.6.5 Bündelpresse und Stapelbündler
5.2.6.6 Printrolle
Es gibt Kasten-Auslagen und Bänder-Auslagen.
Kasten-Auslage: ist einfach und braucht wenig Platz, aber man kann die Bogen nicht so gut herausnehmen.
Bänder-Auslage: kann man gut kombinieren mit anderen Ausleger-Systemen.
Es handelt sich um mobile, in der Höhe verstellbare, selbstständige Einheiten, die an jedes Falzaggregat angestellt werden können. Die Falzbogen werden zwischen Transportbändern und Niederhalterollen geschuppt ausgelegt. Mit der Geschwindigkeit der Auslagebänder wird der Schuppenabstand eingestellt.
Schuppen-Auslagen sind selbstständige Einheiten.
1 Falzbogen
2 Transportband der Falzmaschine (läuft schnell)
3 Kugel-Leiste
4 Transportband des Schuppen-Auslegers (läuft langsam)
5 Niederhalte-Rollen
Die Falzbogen werden über eine Wendetrommel geführt und auf dem Tisch mit dem Rücken nach unten stehend ausgelegt. Die Stehendbogenauslage hat ein hohes Aufnahmevolumen und ermöglicht eine rationelle Weiterverarbeitung. Für Kleinfalzbogen gibt es spezielle Stehendbogenauslagen.
Die Falzbogen werden über eine Wendetrommel geführt und auf dem Tisch ausgelegt. Dabei stehen sie mit dem Rücken nach unten.
1 Falzbogen kommt von der Schuppen-Auslage
2 Wendetrommel
3 stehend ausgelegte Falzbogen
4 Transportbänder
5 Stütze
Für Kleinfalzbogen gibt es spezielle Stehendbogen-Auslagen.
Wesentliches Merkmal der Vertikalstapelauslage ist eine Unterschuppungseinrichtung, die das Falzgut von unten nach oben stapelt. Die Falzbogen liegen mit dem Bund nach hinten an einem Anschlag und können ohne Umgreifen oder Wenden des Stapels abgenommen werden.
Die Vertikalstapel-Auslage ist eine Unterschuppungs-Einrichtung.
Die Banderolierauslage dient der Bildung abgezählter, gepresster und banderolierter Falzbogenpäckchen. Sie wird überwiegend dort eingesetzt, wo mit dem Falzen ein buchbinderisches Endprodukt entsteht, z. B. Werbemittel, Prospekte, Landkarten, Mailings, usw.
Die Falzbogen werden mittels einer Fotozelle überwacht, abgezählt und dann der schachtähnlichen Press- und Banderolierstation zugeführt oder in ein Magazin geleitet. Die anschließend um den Stapel gelegten Endlosbanderolen werden zugeklebt, indem eine aufgebrachte Heißschmelzklebstoffbeschichtung durch Wärmezufuhr aktiviert wird. Der Produktstrom von bis zu sechs Falzmaschinen kann auf einem Transportband zu einer Banderolierauslage zusammengeführt werden.
Die Banderolier-Auslage kann Stapel aus abgezählten Mengen bilden und mit einer Banderole zusammenbinden.
z. B. für Flyer, Prospekte, Landkarten.
Die Banderolier-Auslage kann die Falzbogen von bis zu 6 Falzmaschinen verarbeiten. Dann werden die Produkte auf einem Transportband zu der Banderolier-Auslage zusammengeführt.
Bündelpressen und Stapelbündler werden eingesetzt, um Falzbogen für eine anschließende Weiterverarbeitung zu pressen und zu bündeln. Die hintereinander stehenden Falzbogen werden mit Endbrettern versehen und verschnürt. So entstehen Produktstangen, die für eine platzsparende Zwischenlagerung gut geeignet sind.
Bündelpressen sind separate Einrichtungen. Die manuell aus der Auslage der Falzmaschine entnommenen Bogenpäckchen und die Endbretter werden in die Bündelpresse eingelegt und gepresst. Danach wird der Stapel von Hand eingeschnürt.
Stapelbündler sind dagegen mit der Falzmaschine verbunden. Die auf dem Rücken hintereinander stehenden Falzbogen werden vollautomatisch gesammelt, gezählt, gepresst und z.B. mit textilen Gurten umreift.
Falzbogen für die Weiterverarbeitung pressen und bündeln.
Die Stapel werden auf ein Brett gepresst und verschnürt. So bekommt man einzelne Stapel, die man gut zwischenlagern kann.
Bündelpressen sind separate Maschinen, die nicht alles automatisch verarbeiten. Mit der Hand muss man
Stapelbündler sind mit der Falzmaschine verbunden. Die Falzbogen werden vollautomatisch gesammelt, gezählt, gepresst und z.B. mit textilen Gurten verschnürt.
Die Printrolle entsteht durch Aufwickeln des Schuppenstroms, der aus der Falzmaschine oder aus dem Falzaggregat einer Rollenrotationsdruckmaschine kommt. Sie ist hervorragend geeignet auch große Auflagen zwischenzulagern. Bei Bedarf kann der Schuppenstrom wieder direkt in die Produktion geleitet werden.
Die Falzbogen laufen aus der Schuppen-Auslage der Falzmaschine auf einem Laufband weiter und werden auf die sogenannte Printrolle aufgewickelt. Mit der Printrolle kann man große Auflagen sehr gut zwischenlagern.
Die Schuppen-Auslage kann wieder zur Weiterverarbeitung geführt werden, z.B. können Zeitschriften geheftet und je nach konkretem Bedarf zusammengefügt werden.
Eine Reihe von Zusatzeinrichtungen befinden sich standardmäßig an fast jeder Falzmaschine.
Hierzu gehört vor allem das Messerwellenpaar, mit dem man schneiden, perforieren und rillen kann. Auch das Zählwerk ist an jeder Falzmaschine vorhanden.
Andere Zusatzeinrichtungen, wie zum Beispiel Falzkleben, Doppelstrom, Presswalzen usw., sind optional und müssen hinzugekauft werden.
5.2.7.1 Zähl- und Markiereinrichtung
5.2.7.2 Messerwellen
5.2.7.3 Fensterfalztasche
5.2.7.4 Doppelstrom
5.2.7.5 Falzkleben
5.2.7.6 Presswalzen
5.2.7.7 Weitere Zusatzeinrichtungen
Fast jede Falzmaschine hat diese Zusatz-Einrichtungen:
Andere Zusatz-Einrichtungen muss man dazukaufen, z.B.:
Sie ermittelt nicht nur die Gesamtzahl der gefalzten Bogen und die durchschnittliche Stundenleistung, sondern man kann mit ihr auch Teilmengen abzählen und markieren. Für das Markieren der Teilmengen gibt es einige Möglichkeiten:
• Vergrößerung des Schuppenabstandes,
• Versetzen des Schuppenstroms nach rechts oder links,
• Herausstoßen eines Bogens mit dem „Kicker“.
Das Zählwerk ...
Beim Markieren der Teilmengen kann man auch ...
Je nach Positionierung im Falzaggregat werden vor- und nachgelagerte Messerwellenpaare unterschieden. Die auf der oberen Messerwelle angebrachten Werkzeughalter sind seitlich verschiebbar und können verschiedene Werkzeuge aufnehmen. Auf der unteren Messerwelle befinden sich die entsprechenden Gegenstücke.
Perforierwerkzeuge: Sie sind in verschiedenen Schlitzlängen und -breiten erhältlich.
Durch das Anstellen des Gegenmessers werden sie aktiviert. Das Perforieren in der Falzmaschine hat den Vorteil, dass die Luft aus dem Falzbogen entweichen kann und der Materialstau im Falzbruch vermindert wird. So können Quetschfalten vermieden werden. Außerdem fixiert die Perforation den nachfolgenden Kreuzbruch.
Schneidwerkzeuge: Sie werden wie das Perforierwerkzeug auf den Werkzeughalter aufgesetzt. Trennen von Mehrfachfalzbogen, Streifenausschnitte und Randbeschnitte sind während des Falzens durchführbar. Es können auch mehrere Werkzeuge nebeneinander verwendet werden.
Rillwerkzeuge: Sie arbeiten mittels zwei rundkantigen Gegenmuffen oder gegen Gummiringe. Rillen erleichtert die Falzbruchbildung und erhöht die Genauigkeit. Auch bei steifem, falsch laufendem und lackiertem Material kann Rillen von Vorteil sein.
Messerwellen gibt es immer in Paaren.
Je nach ihrer Position im Falzwerk unterscheidet man:
Auf der oberen Messerwelle sind Werkzeughalter, die man seitlich verschieben kann. Auf der unteren Messerwelle sind die entsprechenden Gegenstücke.
Die Werkzeughalter können verschiedene (Messer-)Werkzeuge aufnehmen:
Perforier-Werkzeuge gibt es in verschiedenen Schlitzgrößen.
Perforier-Werkzeuge werden aktiviert, wenn man das Gegenmesser anstellt.
Mehrere Werkzeuge können nebeneinander verwendet werden.
Rill-Werkzeuge haben 2 Gegenmuffe mit runden Kanten. Manchmal arbeiten sie auch gegen Gummiringe.
Für das Falzen eines Dreibruch Fensterfalzes (geschlossener Fensterfalz) ist eine spezielle Fensterfalztasche erforderlich, damit sich die Fensterklappen beim dritten Bruch nicht öffnen. Zu diesem Zweck werden während der Bildung des dritten Bruches Umlenkfinger in den Stauchraum, gegen die Klappen geführt. Lichtschranken oder Reflextaster steuern den Vorgang.
Für den geschlossenen Fensterfalz (3-Bruch-Fensterfalz) braucht man eine besondere Tasche. Die Tasche hat einen optischen Sensor (z. B. Lichtschranke) und einem Umlenkfinger, der die Klappe des Fensterfalzes umlenkt. Dann öffnen sich die Fensterklappen beim dritten Bruch nicht.
1 Einzugswalze
2 Falztaschen
3 Taschen-Anschläge
4 Falzwalzen
5 Lichtschranke
6 Fensterfalz-Tasche
7 Umlenkfinger
8 geschlossene Falztasche
Die Doppelstromeinrichtung ermöglicht eine erhebliche Produktionssteigerung und wird vor allem in großformatigen Taschenfalzmaschinen eingesetzt. Die Planobogen laufen in der Regel mit der Breitseite in das erste Taschenfalzaggregat, werden danach in zwei Einzelnutzen getrennt, parallel weitergefalzt und separat ausgelegt. Dabei wird der rechts laufende Nutzen auf dem Eckfördertisch an ein zweites Anschlaglineal überführt. Doppelstromverarbeitung erfordert spezielles Ausschießen.
Die Doppelstrom-Einrichtung ermöglicht sehr viel größere Produktionen. Sie wird vor allem in großformatigen Taschenfalz-Maschinen eingesetzt.
Für die Verarbeitung mit Doppelstrom muss man den Nutzen speziell ausschießen.
Die Falzklebeeinrichtung wird vor dem Bogeneinlauf in das erste Taschenfalzaggregat eingebaut. Der elektronisch gesteuerte streifenförmige Klebstoffauftrag vor dem ersten Bruch ermöglicht das Kleben einlagiger Produkte. Damit der Klebstoff nicht abschmiert, sind Einstiche an den Falzwalzen und Falztaschen erforderlich.
Falzkleben kann in vielen Fällen die Rückstichdrahtheftung ersetzen, wodurch ein Arbeitsgang gespart wird. Das falzgeklebte Produkt trägt weniger auf als Draht und kann deswegen besser gestapelt werden.
Die Falzklebe-Einrichtung wird vor dem Bogen-Einlauf in das erste Taschenfalz-Werk eingebaut. Der Klebstoff-Auftrag wird elektronisch gesteuert.
Falzgeklebte Produkte sind völlig eben und können deshalb besser gestapelt werden.
Die Presswalzenstation befindet sich zwischen dem letzten Falzaggregat und dem Ausleger. Sie erzeugt einen scharfen Falzbruch und damit eine wesentlich bessere Planlage der Falzbogen. Die Falzbogen durchlaufen zwei Walzenpaare. Zwischen dem ersten Walzenpaar wird die Luft ausgestrichen, das zweite Walzenpaar fixiert den Falzbruch. Die Pressung kann variabel eingestellt werden. Das Falzbogenvolumen ist auf diese Weise bis zur Hälfte reduzierbar.
Die Presswalzen sind zwischen dem letzten Falz-Werk und dem Ausleger. Presswalzen machen einen scharfen Falzbruch. Dadurch liegen die Falzbogen sehr plan (= bessere Planlage).
Die Pressung kann verschieden stark eingestellt werden. So kann man das Volumen der Falzbogen stark verkleinern, je nach Stärke der Pressung sogar bis zur Hälfte.
• Die Palette der Zusatzeinrichtungen für die Falzmaschine ist noch viel umfangreicher als beschrieben und wird außerdem ständig erweitert.
• Heft- und Beschneideaggregate zur direkten Herstellung einlagiger Produkte.
• Fadensiegelautomat zur Heftung von Lagen mit Fadenklammern.
• Einrichtungen für Mailing, zur direkten Herstellung von vielfältigen Postwurfprodukten.
• Ionisatoren zur Ableitung elektrostatischer Aufladung bei Falzbogen.
Es gibt noch sehr viele andere Zusatz-Einrichtungen und es werden immer mehr.
Falzschemata werden verwendet um Falzfolgen für bestimmte Falzbogen grafisch darzustellen. Falzwerkschemata zeigen dagegen alle Falzmöglichkeiten einer Falzmaschine auf.
Falz-Schema = grafische Darstellung von Falzfolgen für bestimmte Falzbogen.
Falzwerk-Schema = grafische Darstellung für alle Falzmöglichkeiten einer Falzmaschine.
Ein Falzschema wird von unten nach oben gelesen. Besteht keine weitere Angabe, so handelt es sich im Allgemeinen um symmetrische Falzung, d. h. der Bogen wird jeweils in der Mitte gefalzt. In der einfachsten Form wird jeder Bruch als Strich dargestellt.
Bei Falzschemata für Taschenfalzmaschinen können die Falzbrüche ihrer Position entsprechend seitlich verschoben werden.
Sollen genauere Angaben über die Falzfolge einfließen, dann wird z. B. das Falzprinzip und die Perforation mit einbezogen.
Ein Falz-Schema wird von unten nach oben gelesen.
Meist zeigt ein Falz-Schema eine symmetrische Falzung, d. h. der Bogen wird jeweils in der Mitte gefalzt. Jeder Bruch wird als Strich dargestellt.
Bei einem Falz-Schema für Taschenfalz-Maschinen können die Falzbrüche seitlich verschoben werden, entsprechend ihrer Position.
Die Falzmaschinenhersteller bieten verschieden aufgemachte Falzartenkataloge an, in denen nahezu alle Falzmöglichkeiten mit den jeweiligen Einstellwerten aufgelistet sind.
Die Falzmaschinen-Hersteller bieten Falzarten-Kataloge an.
Die Kataloge zeigen fast alle Falzmöglichkeiten mit den jeweiligen Einstellwerten.
Je nach Maschinentyp, Baujahr und Hersteller gibt es Unterschiede in der Bedienung.
Die jeweiligen Bedienungsanleitungen enthalten genaue Anweisungen. Im Allgemeinen ist zwischen der Grundeinstellung anhand eines Falzmusters bei stehender Maschine und der Feineinstellung bei laufender Maschine zu unterscheiden.
Bei elektronisch gesteuerten Falzmaschinen werden die Einstellparameter am Bedienpult, über Datenträger oder direkte Datenübertragung vorgenommen.
Standardisierte Voreinstellungen reduzieren die Rüstzeit. Die Feineinstellung erfordert aber nach wie vor eine Fachkraft. Die nachfolgenden Beispiele beziehen sich auf Maschinen konventioneller Bauweise, da hier die umfangreichsten Einstellarbeiten erforderlich sind. Nicht bei jedem Einrichten – und nicht an jeder Falzmaschine – müssen alle hier genannten Arbeitsschritte ausgeführt werden.
Falzmaschinen unterscheiden sich nach Maschinentyp, Baujahr und Hersteller. Für alle Maschinen gibt es Bedienungsanleitungen mit genauen Anweisungen.
Allgemein unterscheidet man zwischen
Elektronisch gesteuerte Falzmaschinen bekommen ihre Grund-Einstellung über das Bedienpult, über Datenträger oder direkte Datenübertragung.
1. Planobogen ausmessen
2. Falzmuster von Hand falzen
3. Stapelanschlag und Einlauflineal einstellen
4. Taschenanschläge einstellen
5. Kreuzbruchanschläge einstellen
6. Bänder einstellen
7. Kreuzbruchanschläge mit Anschlagfingern versehen
8. Seitenanschläge einstellen
9. Trägerschienen und Dämpferstäbe einsetzen
10. Streifen für Walzeneinstellung vom Falzmuster abtrennen
11. Walzen vom letzten zum ersten Bruch einstellen
12. Doppelbogensperre einstellen
13. Perforier- und Rillwerkzeuge aufsetzen und justieren
14. Abstreifer einsetzen
15. Transportrollen aufsetzen
16. Planobogen aufsetzen
17. Saugkopf auf Bogenhinterkante justieren
18. Saug- und Trennluft einstellen
19. Bogenabwicklung und Geschwindigkeit (bei laufender Maschine) einstellen
20. Bestücken mit Kugeln und Dämpferstäben vornehmen
21. Einlauflineal auf rechtwinklige Bogenführung überprüfen und ggf. nachjustieren
22. Anschlagwinkel überprüfen und, wenn notwendig, nachstellen
23. Kugelleisten der Kreuzbruchstationen bestücken
24. Kugelreiter und Seitenanschläge nachstellen
25. Evtl. Saug- und Messertakt synchronisieren
26. Feinkorrekturen bei laufender Maschine vornehmen
27. Auslage an- und einstellen
28. Zählgerät in Nullstellung bringen
29. Schallschutzhaube schließen.
1. Planobogen ausmessen
2. Falzmuster falzen, mit der Hand
3. Stapel-Anschlag und Einlauf-Lineal einstellen
4. Taschen-Anschläge einstellen
5. Kreuzbruch-Anschläge einstellen
6. Bänder einstellen
7. Bei Kreuzbruch-Anschlägen Anschlagfinger einsetzen
8. Seiten-Anschläge einstellen
9. Trägerschienen und Dämpferstäbe einsetzen
10. Streifen für Walzeneinstellung vom Falzmuster abtrennen
11. Walzen vom letzten zum ersten Bruch einstellen
12. Doppelbogen-Sperre einstellen
13. Perforier- und Rill-Werkzeuge aufsetzen und einstellen
14. Abstreifer einsetzen
15. Transportrollen aufsetzen
16. Planobogen aufsetzen
17. Saugkopf auf Bogen-Hinterkante einstellen
18. Saug- und Trennluft einstellen
19. Bogenabwicklung und Geschwindigkeit (bei laufender Maschine) einstellen
20. Kugeln und Dämpferstäbe einsetzen
21. Einlauf-Lineal auf rechtwinklige Bogenführung prüfen. Eventuell nachstellen.
22. Anschlagwinkel prüfen und eventuell nachstellen
23. Kugel-Leisten der Kreuzbruch-Stationen bestücken (Kugeln einfüllen)
24. Kugel-Reiter und Seiten-Anschläge nachstellen
25. Eventuell Saug- und Messertakt synchronisieren (aufeinander abstimmen)
26. Feinkorrekturen bei laufender Maschine machen
27. Auslage an- und einstellen
28. Zählgerät in Nullstellung bringen
29. Schallschutzhaube schließen
Diese Arbeiten sind nicht bei jedem Einrichten und nicht an jeder Maschine notwendig. Je nach Maschine können andere oder weniger Arbeiten notwendig sein.
1. Planobogen ausmessen
2. Falzmuster für Einstellarbeiten von Hand falzen
3. Bänder einstellen und Anleger anlaufen lassen
4. Taschenanschläge der ersten Station einstellen
5. Rill- oder Perforierwerkzeuge aufsetzen
6. Abstreifer einsetzen
7. Transport- und Abtreibrollen einstellen
8. Kugelausrichtlineal des zweiten Aggregats nach Falzmuster einstellen
9. Zweites und drittes Aggregat einstellen (Arbeitsschritte jeweils 4 – 7)
10. Falzwalzen einstellen
11. Doppelbogensperre einstellen
12. Planobogen auf den oberen Tisch auflegen, aufschuppen, nachlegen
13. Geschwindigkeit (bei laufender Maschine) einstellen
14. Saug- und Einzugslänge programmieren
15. Abschlusshalterollen und Niederhalter einstellen
16. Blasluft einstellen
17. Auslage an- und einstellen
18. Zählgerät auf Nullstellung
19. Schallschutzhauben schließen.
1. Planobogen ausmessen
2. Falzmuster falzen, mit der Hand
3. Bänder einstellen und Anleger anlaufen lassen
4. Taschen-Anschläge der ersten Station einstellen
5. Rill- oder Perforier-Werkzeuge aufsetzen
6. Abstreifer einsetzen
7. Transport- und Abtreib-Rollen einstellen
8. Kugelausricht-Lineal des zweiten Falzwerks nach Falzmuster einstellen
9. Zweites und drittes Falzwerk einstellen (Arbeitsschritte 4 – 7)
10. Falzwalzen einstellen
11. Doppelbogen-Sperre einstellen
12. Planobogen auf den oberen Tisch auflegen, aufschuppen, nachlegen
13. Geschwindigkeit (bei laufender Maschine) einstellen
14. Saug- und Einzugslänge programmieren
15. Abschluss-Halterollen und Niederhalter einstellen
16. Blasluft einstellen
17. Auslage an- und einstellen
18. Zählgerät auf Nullstellung
19. Schallschutzhauben schließen
Diese Arbeiten sind nicht bei jedem Einrichten und nicht an jeder Maschine notwendig. Je nach Maschine können andere oder weniger Arbeiten notwendig sein.
Walzen: Grundjustierung mit einer Papierstärke für alle Walzen. Markierungsring auf Null justieren. Beim Einrichten eines Auftrags die Papierstreifen entsprechend der Falzbogenstärke, mit dem Bruch voraus, einklemmen. Bei Zickzack-, Wickel- und Fensterfalz zunächst nur die einfache Papierstärke nehmen. Erst ab dem letzten Bruch wieder wie üblich auf Falzbogenstärke einstellen. Die Einzugswalze eventuell nach dem Anlaufen nachstellen.
Rechtwinkligstellen des Einlauflineals: Erste Tasche entfernen, dann einen rechtwinkligen Bogen einlaufen lassen und mit dem Handrad bis zum Austritt zwischen Einzugswalze und erster Falzwalze weiterdrehen. Rechtwinkligkeit nachprüfen und ggf. Einlauflineal justieren.
Bogen mit Spitze: Bogen einlaufen lassen und mit dem Handrad bis zum Taschenanschlag drehen, Anschlagwinkel auf Bogenkante einstellen.
Stauchraum und lichte Weite: Nur im Bedarfsfall von der Grundeinstellung abweichen. Dünne Papiere benötigen weniger Stauchraum und eine geringere lichte Weite. Dicke und steife Papiere bzw. Falzbogen benötigen mehr Stauchraum und eine größere lichte Weite.
Doppelbogensperre: Abtastsegment mittels Rändelschraube so einstellen, dass es von einfachen Bogen nicht berührt, von doppelten Bogen aber verschoben wird und dadurch den Mikroschalter in Kontaktstellung bringt.
Kugelbestückung: Möglichst wenige und möglichst keine Stahlkugeln einsetzen. Kugeln an Kreuzbruchstationen auf Bogenhinterkante und letztes Bogendrittel stellen. Je stärker der Falzbogen, desto mehr Kugeln.
Perforiermesser: Messer für Kopfperforation nach Papierbeschaffenheit und Falzbogen auswählen. Für Papiere bis 90 g/m2 kurze Schlitzperforation, für Kunstdruckpapiere etwas größer. Bei voluminösen und steifen Papieren große Schlitzlänge. Für Rücken-, Stanz- und Abrissperforation Spezialmesser einsetzen. Messer immer mit scharfer Kante an Gegenmesser stellen, schräge Kanten nach vorne. Abstreifer einsetzen.
Schallschutz: Schallschutzhauben bei laufender Maschine stets geschlossen halten. In Lärmbereichen stets persönliche Gehörschutzmittel (Gehörschutzstöpsel, Kapselgehörschützer) tragen.
Ändern Sie die Grund-Einstellung nur, wenn es notwendig ist!
Abb. 5.2-52: Prinzip der Doppelbogen-Sperre. 1 Abtastsegment, 2 Schaltkontakt, 3 Planobogen
Messer für Kopf-Perforation je nach Papier und Falzbogen auswählen:
Papier | Perforation |
Papiere bis 90 g/m2 | kurze Schlitz-Perforation |
Kunstdruck-Papiere | etwas größere Schlitz-Perforation |
Voluminöse und steife Papiere | lange Schlitze |
Schallschutz-Hauben bei laufender Maschine immer geschlossen halten.
In Lärmbereichen immer persönliche Gehör-Schutzmittel tragen (Stöpsel, Kapsel-Gehörschützer).
Die folgende Tabelle vermittelt einen Überblick über einige Falzprobleme, deren mögliche Ursachen und Vorschläge zur Abhilfe.
Bitte den Anhang herunterladen.
Anhang | Größe |
---|---|
abb_5_2_9_4_probleme_falzen.jpg | 967.94 KB |
Häufige Probleme beim Falzen, mögliche Ursachen und Problemlösungen
--> Tabellen als Grafiken einfügen!
| Taschenfalz-Gerät |
|
Problem | Mögliche Ursache | Problem-Lösung |
Bogen-Einlauf in die Falztaschen ist schwierig | Randwellige Planobogen laufen am Taschenmund vorbei. | Mit den unteren Taschen falzen, Stauchraum verkleinern |
Bogen-Auslauf aus der Falztasche ist schlecht. | Zu kleine lichte Weite | Lichte Weite vergrößern |
Falzwalzen zu locker eingestellt | Walzen nachstellen | |
Zu kleiner Stauchraum | Stauchraum vergrößern | |
Bogen-Transport auf dem Eck-Fördertisch ist schlecht. | Statische Aufladung | Entladungsgeräte einbauen, relative Luftfeuchtigkeit erhöhen |
Dämpfer und Niederhalter zu tief | Dämpferstäbe und Niederhalter höher einstellen | |
Falten nach dem ersten Falzbruch. | Einstellung der Walzen | Walzen nachstellen |
Bogen wölbt sich im Einlauf-Lineal | Weniger Kugeln, leichtere Kugeln | |
Bogen hat Spitze | Anschlagwinkel auf Bogen einstellen | |
Schiefe Perforation | Bogenweichen sitzen nicht richtig | Weichen richtig einsetzen |
Kein rechter Winkel zwischen Einlauf-Lineal und Taschen-Anschlag | Winkel nachstellen | |
Walzen ungleichmäßig eingestellt | Walzen nachstellen | |
Messerwelle schlecht eingestellt | Einstellung korrigieren | |
Untere Taschenlippe steht schräg | Taschenlippe richtig einstellen | |
Ecken umgeschlagen | Bogenweichen stehen zu tief | Kartonstücke unter die Weichen legen und wieder gleichmäßig einstellen |
| Schwertfalz-Einheit |
| |
Problem | Mögliche Ursache | Problem-Lösung | |
Bogen läuft auf das Falzschwert. | Anleger saugt zu früh. | Einzugsmoment wieder richtig einstellen | |
Schwert fasst den Bogen zu früh. | Anleger saugt zu spät. | Einzugsmoment wieder richtig einstellen | |
Maschine schaltet ab, nachdem der Bogen das Taschen-Falzwerk verlassen hat. | Bogen wird beim Perforieren hochgezogen. | Abstreifer einsetzen | |
Bogen springt am Kreuzbruch-Anschlag zurück. | Zu hohe Geschwindigkeit bei steifem Papier | Kugelreiter oder Bürsten auf Bogen-Hinterkante setzen, Geschwindigkeit reduzieren | |
Bogen wölbt sich am Kreuzbruch-Anschlag. | Zu viele und zu schwere Kugeln | Einige Kugeln entfernen, weniger Stahlkugeln | |
Schiefe Perforation | Falzschwert steht nicht in der Mitte. | Falzschwert einstellen |
Handarbeit gibt es beim Falzen nur noch relativ wenig. Abgesehen vom Umgang mit dem Material, kommt sie bei der Qualitätskontrolle, bei Reparatur- und Sonderarbeiten sowie bei der Anfertigung von Produktionsmustern vor.
Beim Falzen arbeitet man meist mit Maschinen. Von Hand arbeitet man nur bei
Tragen: Grundsätzlich ist darauf zu achten, dass die Bogen nicht beschädigt werden (Knicke, umgeschlagene Kanten usw.). Größere Packen von Planobogen lassen sich am besten beidseitig herübergeschlagen tragen, weil die dabei entstehenden röhrenförmigen Kannten den Pack während des Tragens stabilisieren.
Beim Aufnehmen und Absetzen sollte immer eine Hand die Bogen auf dem Stapel festhalten, damit es nicht zu Verschiebungen kommt. Abzusetzende Bogen dürfen nicht einfach aufgeschlagen werden, sondern werden besser langsam aufgerollt.
Aufstoßen: Sollen Bogen von Hand aufgestoßen werden, so sind sie durch seitliches Aufschieben zunächst zu belüften. Nach dem Aufstoßen und Ausrichten im Anschlagwinkel wird die Luft seitlich wieder herausgestrichen. Je dünner das Papier, desto weniger Bogen sollte man mit einem Griff nehmen. Es ist darauf zu achten, dass die Bogen zur Anlage hin aufgestoßen werden.
Zählen: Beim Zählen werden die Bogen zunächst aufgefächert und dann nach Griffeinheiten gezählt (z. B. fünf Bogen je Griff). Anschließend wird die so ermittelte Zahl mit der Anzahl der Bogen je Griff multipliziert.
Eine weitere Methode ist das Abdrücken von Exemplaren neben einem bereits gezählten Packen. Zwischen die abgezählten Packen werden Streifen gelegt oder es wird verschränkt abgesetzt. Die Bogenzahl eines Stapels kann auch durch Wiegen einer abgezählten Teilmenge festgestellt werden. Mit der Faustregel für das Papiervolumen kann man sie auch annähernd berechen.
Stapeln: Falzbogen werden am besten nach dem Falzen gepresst und in abgebundenen Stößen auf Palette gestapelt. Hierzu gibt es für die Falzmaschine die Presswalzeneinrichtung und vollautomatische Bündel- und Abstapelautomaten. Wird nicht gepresst, dann müssen die Stöße verschränkt abgestapelt werden, so dass sie nicht wegen der Falzsteigung verrutschen können.
Bei dünnem Papier weniger Bogen nehmen.
Man kann Bogen auf verschiedene Art zählen:
Man nimmt z.B. 5 Bogen gleichzeitig (= 5 Bogen pro Griff). Dann multipliziert man die Anzahl der Griffe mit den Bogen und bekommt so die Gesamtzahl der Bogen.
Beispiel: 1 Griff = 5 Bogen. Man macht 10 Griffe. 5 x 10 = 50 -> Gesamtzahl = 50 Bogen.
Man legt einen Packen, der schon gezählt ist, neben einen Packen, der noch nicht gezählt ist. Dann vergleicht man die beiden Packen mit einem Daumendruck. Zwischen die abgezählten Packen legt man Streifen oder legt die Packen verschränkt aufeinander.
Mit der Faustregel für das Papier-Volumen kann man die ungefähre Anzahl der Bogen berechnen.
Nach dem Falzen werden Falzbogen gepresst und auf Paletten gestapelt. An der Falzmaschine gibt es für diese Arbeiten eine Press-Walze und vollautomatische Bündel- und Abstapel-Automaten. Man muss die Stöße verschränkt abstapeln, damit sie nicht verrutschen.
Vor dem Falzen müssen die Planobogen überprüft und die Bogenzahl festgestellt werden. Es empfiehlt sich, einen Standbogen auszulinieren um zum Beispiel festzustellen:
• Stimmt der Stand?
• Ist der Anlagewinkel rechtwinklig?
• Wurden Beschnitt, Fräsrand, Greiffalz etc. berücksichtigt?
• Sind die Hilfszeichen richtig und vollständig angeordnet?
Durch Falzen eines Auflagebogens kann unter anderem festgestellt werden:
• Stimmen Bruch- und Seitenfolge?
• Halten Satzspiegel und Kolumnenziffern Register?
• Stimmt die Laufrichtung?
• Ist der Druck scheuerfest?
Während des Falzens sollten die Planobogen stichprobenartig kontrolliert werden:
• Ist der Druck einwandfrei (Schmieren, Tonen, Passer, Farbe etc.)?
• Wurde an der Druckmaschine gleichmäßig angelegt?
Vor dem Falzen muss man die Planobogen prüfen und die Bogenanzahl feststellen. Man macht einen Standbogen und prüft:
Wenn man einen Auflagebogen falzt, kann man prüfen:
Beim Falzen soll man Stichproben machen und einzelne Planobogen prüfen:
Falzmuster sind besonders bei ungewöhnlichen Produkten (Schmalformate, besondere Prospektfalzungen, Ausklapptafeln, usw.) unbedingt erforderlich, damit Fehler und Störungen in der Produktion, ebenso wie Qualitätseinbußen, vermieden werden können. Das Falzmuster dient in erster Linie der Produktplanung in der Druckvorstufe. Es wird am besten in Originalgröße des Produktes, mit dem Originalpapier hergestellt und enthält alle technischen Merkmale, die für eine einwandfreie Produktion erforderlich sind.
Falzanlage, Falzfolge (Falzschema), Paginierung (Seitenzahlen), Beschnitt, Rillung, Perforation, Fräsrand, Greiffalz, Bogensignatur, Flattermarke, Auftragsbezeichnung, usw.
Für die Herstellung von besonderen Produkten braucht man Falzmuster, damit die Produkte gut werden und damit es keine Fehler und Störungen bei der Produktion gibt.
Schmalformate, besondere Falzungen für Prospekte, Ausklapp-Tafeln usw.
Das Falzmuster ist wichtig für die Planung in der Druckvorstufe.
- Falzanlage
- Falzfolge (= Falzschema)
- Paginierung (= Seitenzahlen)
- Beschnitt
- Rillung
- Perforation
- Fräsrand
- Greif-Falz
- Bogensignatur
- Flattermarke
- Auftragsbezeichnung usw.
Gefalzt wird mit Falzbein auf sauberer, planer Unterlage, möglichst mit einem Falzbeinstrich pro Bruch. Dabei ist stets darauf zu achten, dass Bogen und Druckbild nicht beschädigt werden. Je nach Ausführung des Druckbogens kann nach Papierkante, Falzmarke oder Druckbild gefalzt werden. Beurteilungskriterium für genaues Falzen ist auf jeden Fall das Registerhalten der Satzspiegel.
Treten Falten auf, so müssen die Bogen im vorletzten Bruch glatt aufgeschnitten werden. Damit erreicht man in etwa den gleichen Effekt wie beim perforieren in der Falzmaschine. Beim letzten Bruch ist darauf zu achten, dass die inneren Blätter nicht schießen, d. h. nach vorne hin herausgeschoben werden.
Druckbogen falzt man mit Falzbein auf einer sauberen und planen Unterlage.
Man macht an jedem Bruch 1 Falzbeinstrich.
Wichtig: Bogen und Druckbild dürfen nicht beschädigt werden!
Beim Falzen entscheidet man je nach Druckbogen, an welchen Punkten man sich orientiert:
Der Text muss auf der Vorder- und auf der Rückseite deckungsgleich sein (= Registerhalten der Satzspiegel).
Wenn beim Falzen Falten entstehen, muss man die Bogen im vorletzten Bruch glatt aufschneiden. So kann die Luft aus den Falzbogen entweichen. (Bei der Falzmaschine entweicht die Luft durch das Perforieren).
Beim letzten Bruch muss man darauf achten, dass die inneren Blätter nicht nach vorne herausgeschoben werden.
Viele Produktionsstörungen und Qualitätsdefizite, die beim Falzen auftreten, sind papierbedingt. Diese Probleme können durch richtige Papierwahl vermieden werden.
Beim Falzen ist das richtige Papier wichtig, damit es keine Fehler und Störungen bei der Produktion gibt.
Während das Flächengewicht (besser: flächenbezogene Masse) in Gramm je Quadratmeter angegeben wird, ist das Papiervolumen eine Verhältniszahl, die aussagt, wie dick ein Bogen im Verhältnis zu seinem Flächengewicht ist.
Einfaches Volumen bedeutet z. B., dass ein 80 g/m2 schweres Papier annähernd 0,080 mm, also 80 Tausendstel mm, dick ist. Bei eineinhalbfachem Volumen wäre ein Papier mit gleichem Flächengewicht um die Hälfte dicker (0,120 mm). Bei halbem Volumen wäre es um die Hälfte dünner (0,040 mm).
Je dicker ein Papier ist, desto geringer ist die Zahl der möglichen Falzbrüche. Für einfaches Volumen gelten folgende Richtwerte:
Einbruch bis 250 g/m2 Dreibruch bis 130 g/m2
Zweibruch bis 150 g/m2
Dreibruch bis 130 g/m2
Vierbruch bis 100 g/m2
Rillen und Perforieren erleichtern die Falzbruchbildung. Kunstdruckpapiere sollten ab 120 g/m2 als Zweibruch gefalzt werden. Bei voluminösem Papier ist auf Registerdifferenzen durch die Verdrängung der inneren Bogenteile zu achten.
Das Papier-Volumen zeigt, wie dick 1 Bogen im Verhältnis zu seinem Flächengewicht ist. Deshalb ist das Papier-Volumen eine Verhältnis-Zahl.
Das Flächengewicht ist keine Verhältnis-Zahl. Man berechnet das Flächengewicht in Gramm pro Quadratmeter.
Beispiel:
Das Papier-Gewicht beträgt 80 g/m2.
Wenn das Volumen 1 ist, beträgt die Papier-Dicke 0,080 mm.
Wenn das Volumen 1 ½ ist, dann ist das Papier um die Hälfte dicker (0,120 mm).
Wenn das Volumen ½ ist, dann ist das Papier um die Hälfte dünner (0,040 mm).
Volumen | Papier-Dicke | Papier-Gewicht |
1 Volumen | 0,080 mm | 80 g/m2 |
1 ½ Volumen | 0,120 mm | 80 g/m2 |
½ Volumen | 0,0040 mm | 80 g/m2 |
Je dicker ein Papier ist, desto weniger Falzbrüche sind möglich.
Für einfaches Volumen gilt:
Papier-Dicke | Falzbrüche | Volumen |
bis 250 g/m2 | Einbruch | 1 Volumen |
bis 150 g/m2 | Zweibruch | 1 Volumen |
bis 130 g/m2 | Dreibruch | 1 Volumen |
bis 100 g/m2 | Vierbruch | 1 Volumen |
Falzbrüche kann man leichter herstellen mit Rillen und Perforieren.
Kunstdruck-Papiere werden ab 120 g/m2 als Zweibruch gefalzt.
Bei Papier mit einem großen Volumen werden die inneren Teile des Bogens oft verdrängt. Es entstehen Register-Differenzen, das heißt: Schöndruck und Widerdruck stimmen nicht überein.
Sie liegt am günstigsten parallel zum letzten Bruch und muss deshalb auf die Falzfolge abgestimmt werden. Breitbahn bedeutet, dass die Laufrichtung der Papierfasern parallel zur kürzeren Seite des Bogens liegt und die Fasern gegen die breite Seite des Bogens zeigen. Schmalbahn heißt, dass die Laufrichtung der Papierfasern parallel zur längeren Seite des Bogens liegt und die Fasern gegen die schmale Seite des Bogens zeigen.
Da für den Druckbogen Schmalbahn gefordert wird, ist es oft sinnvoll, mehrere Falzbogen auf einem Druckbogen zu drucken und vor dem Falzen zu trennen oder im Doppelstrom zu verarbeiten. Damit wird die richtige Laufrichtung für Druck und Weiterverarbeitung erreicht. Die Laufrichtung kann bei Papier am bequemsten mittels Nagel- oder Reißprobe überprüft werden. Bei Karton bietet sich die Biegeprobe an.
Falzen gelingt in Laufrichtung am besten. Deshalb muss man bei der Falz-Folge die Laufrichtung beachten. Man unterscheidet Breitbahn und Schmalbahn.
Die Laufrichtung der Papierfasern liegt parallel zur kurzen Seite des Bogens. Die Papierfasern zeigen zur breiten Seite des Bogens.
Die Laufrichtung der Papierfasern liegt parallel zur langen Seite des Bogens. Die Papierfasern zeigen zur schmalen Seite des Bogens.
Für den Druckbogen wird Schmalbahn gefordert. Deshalb ist es sinnvoll, wenn man mehrere Falzbogen auf 1 Druckbogen druckt. Vor dem Falzen werden die Bogen getrennt oder im Doppelstrom verarbeitet. (Doppelstrom bedeutet: 2 Falzbogen werden in einem Falzbogen gefalzt).
Nach dem Falzen öffnen sich die Bogen je nach Papierqualität mehr oder weniger. Ursache dafür sind die Rückstellkräfte. Sie wirken sich bei Parallelfalzungen weniger aus als bei Kreuz- oder Gemischtfalzungen. Falzbrüche gegen die Laufrichtung führen zu geringeren Rückstellkräften, da die Fasern beim Falzen gebrochen werden. Papiere mit hohem Füllstoffgehalt unterliegen ebenfalls einer größeren Zerstörung im Bruch, da der Faseranteil relativ geringer ist als bei Papieren mit weniger Füllstoffanteilen. Auch hier sind kleinere Rückstellkräfte die Folge. Je mehr Brüche übereinander liegen, desto größer werden die Spannungen im Falzbogen und damit die Falzprobleme. Größere Rückfederungswinkel erfordern höheren Pressdruck der Falzwalzen.
Am gefalzten Bogen wirken Rückstellkräfte.
Das heißt: Nach dem Falzen öffnen sich die Bogen je nach Papier-Qualität und Falz-Art.
Bei starken Rückstellkräften öffnet sich der gefalzte Bogen viel.
Bei schwachen Rückstellkräften öffnet sich der gefalzte Bogen wenig.
starke Rückstellkräfte | schwache Rückstellkräfte |
Kreuz-Falzung Gemisch-Falzung | Parallel-Falzung |
Papier mit wenig Füllstoff | Papier mit viel Füllstoff |
| Falzbruch gegen Laufrichtung. |
Je mehr Brüche übereinander liegen, desto größer werden die Spannungen im Falzbogen. Das Falzen wird schwieriger.
Wenn der Rückfederungswinkel sehr groß ist, muss auch der Pressdruck der Falz-Walzen sehr groß sein.
Sie ist vom verwendeten Fasermaterial, dem Füllstoffgehalt, der Leimung, vom Flächengewicht und Papiervolumen abhängig. Als Messwert wird die Falzzahl herangezogen. Ein Falzapparat falzt den zu prüfenden Papierstreifen fortwährend um einen festgelegten Winkel nach beiden Seiten und registriert die Zahl der Doppelfalzungen, bis er bricht. Es werden acht Falzklassen unterschieden. Je geringer die Falzzahl ist, desto weniger Pressdruck dürfen die Falzwalzen haben.
Die Falzfestigkeit ist abhängig von:
Man misst die Festigkeit mit der Falz-Zahl.
Ein Falz-Apparat falzt einen Papier-Streifen immer wieder in einem bestimmten Winkel nach beiden Seiten. Der Apparat zählt die Doppel-Falzungen bis der Papier-Streifen bricht. Diese Zahl ist die Falz-Zahl. Die Falz-Zahlen werden in 8 Falz-Klassen eingeteilt. Je kleiner die Falz-Zahl ist, desto kleiner muss der Pressdruck an den Falz-Walzen sein.
Lagern von Planobogen in zu trockener oder zu feuchter Umgebung führt zu Lagerfehlern, die das Falzen erheblich erschweren. In feuchter Umgebung nehmen die Bogen in den Randbereichen Feuchtigkeit auf und werden randwellig. In trockener Umgebung geben die Bogen in den Randbezirken Feuchtigkeit ab und tellern. In beiden Fällen ist mangelhafte Planlage der Bogen die Folge, wodurch es zu Einlaufproblemen und zu Faltenbildung kommen kann. Lagerfehler können durch Konditionieren des Papiers (Abstimmen auf die Luftfeuchtigkeit im Produktionsraum) vermieden werden. Die relative Luftfeuchtigkeit wird mit dem Hygrometer gemessen.
Wenn Planobogen falsch gelagert werden, gibt es Probleme beim Falzen.
Wenn die Bogen nicht plan liegen, entstehen Falten. Die Bogen laufen nicht richtig durch die Falzmaschine.
Für die richtige Lagerung müssen Raum-Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Lager-Raum in einem Gleichgewicht sein.
Zum Messen der relativen Luftfeuchtigkeit benutzt man ein Hygrometer.
Besonders in trockener, warmer Luft treten elektrostatische Aufladungen auf, weil das Papier die an den Berührungsflächen entstehende Ladung nicht rasch genug abzuleiten vermag. Die Bogen haften dann an den Maschinenteilen, wodurch es zu teilweise erheblichen Störungen kommt. Besonders satinierte Papiere sind anfällig für elektrostatische Aufladung.
Zusammen mit den elektrostatisch bedingten Einlaufschwierigkeiten tritt oft auch eine erhöhte Neigung zum Stauben auf. Mittels Entladungsgeräten (Ionisatoren) oder Antistatikspray kann Abhilfe geschaffen werden. Eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit in unmittelbarer Umgebung der
Falzmaschine hilft ebenfalls manchmal. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 bis 55 % und einer Raumtemperatur von 20 bis 23 °C kommt es seltener zu elektrostatischen Aufladungen.
Wenn sich Papier elektrostatisch auflädt, gibt es Probleme beim Falzen.
Außerdem gibt es in trockener, warmer Luft besonders viel Papier-Staub.
Vor allem maschinenglatte und mattgestrichene Papiere haben eine nicht immer ausreichende Scheuerfestigkeit. Dies kann zu Glanzstellen und zum Abschmieren von Druckfarbe führen. Manchmal hilft hier nur eine Schutzlackierung. Zur Prüfung der Scheuerfestigkeit gibt es verschiedene Geräte, bei denen der Druckbogen unter einer gewissen Belastung gegen unbedrucktes Papier gescheuert wird.
Beschädigung des Druckbildes und Abrieb auf dem weißen Papier werden anschließend beurteilt. Ein einfaches, aber wirkungsvolles Gerät ist z. B. der Scheuerschlitten. Ein Metallblock (500 g) drückt das bedruckte Papier auf das unbedruckte. Ein eingebauter Zähler registriert die Anzahl der Scheuerbewegungen. Für falztechnische Belange reicht allerdings oft eine einfache Probe mit dem Daumennagel aus.
Vor allem maschinenglatte und matt gestrichene Papiere sind nicht scheuerfest. Beim Reiben (= Scheuern) des Druckbogens auf unbedrucktem Papier entstehen Glanzstellen. Die Druckfarbe schmiert ab. Mit einer Lackierung kann man die Papiere schützen.
Der Druckbogen wird auf unbedrucktes Papier gedrückt und fest hin und her gescheuert. Danach beurteilt man: Ist das Druckbild beschädigt? Gibt es Abrieb auf dem unbedruckten Papier?
Zum Prüfen verwendet man zum Beispiel einen Scheuerschlitten: Ein Metallblock (500 g) drückt den Druckbogen auf das unbedruckte Papier. Ein eingebauter Zähler zählt die Scheuer-Bewegungen.
Beim Falzen genügt es meistens, wenn man die Scheuerfestigkeit mit dem Daumennagel prüft.
Werkstoffe gleicher oder verschiedener Art werden in der Druckweiterverarbeitung durch Kleben oder Heften miteinander verbunden. Heften mit Draht oder Faden um-fasst ein Verklammern mit mechanischen Mitteln, wozu der Werkstoff verletzt (durch-stochen) werden muss. Kleben schafft eine stoffschlüssige Verbindung durch reines Anhaften des Klebestoffs an der Oberfläche des Werkstoffs (Adhäsion). Zusätzlich muss der sich bildende Klebstofffilm über ausreichenden Zusammenhalt verfügen (Kohäsion).
Anhang | Größe |
---|---|
DWV05-3_Vers01-02_0607.pdf | 1.72 MB |
In der Druckweiterverarbeitung verbindet man Werkstoffe durch Heften oder Kleben miteinander.
Beim Heften wird der Werkstoff mit Draht oder Faden verbunden. Dabei wird der Werkstoff verletzt (durchstochen).
Beim Kleben entsteht eine stoffschlüssige Verbindung.
Werkstoffe gleicher oder verschiedener Art werden in der Druckweiterverarbeitung durch Kleben oder Heften miteinander verbunden. Heften mit Draht oder Faden umfasst ein Verklammern mit mechanischen Mitteln, wozu der Werkstoff verletzt (durchstochen) werden muss. Kleben schafft eine stoffschlüssige Verbindung durch reines Anhaften des Klebestoffs an der Oberfläche des Werkstoffs (Adhäsion). Zusätzlich muss der sich bildende Klebstofffilm über ausreichenden Zusammenhalt verfügen (Kohäsion).
Beide Klebstoffeigenschaften erzielen eine Verbindung, die mindestens ebenso belastbar sein soll wie der zu klebende Werkstoff selbst. Man prüfe eine Papierklebung:
Gut ist sie, wenn sich der Klebefilm weder vom Papier abschälen lässt, noch sich spaltet. Das Papier sollte zuerst nachgeben, erkennbar ist dies am Faserriss oder an der Trennung des Papierstrichs von der Faser.
Die Klebstoffchemie ist inzwischen in der Lage, für nahezu alle Werkstoffe der Druckweiterverarbeitung Klebstoffe zur Verfügung zu stellen. Ihre Anwendung erfordert geeignete Klebetechniken.
Diese umfasst jeweils die folgenden Arbeitsschritte:
• Werkstoff ggf. für das Kleben vorbereiten,
• Klebstoff gleichmäßig auftragen,
• zweite Werkstoff-Oberfläche zuführen,
• Klebstoff abbinden lassen, ggf. unter Pressen der zu verbindenden Werkstoffe.
Das Klebstoffabbinden benötigt unter normalen Bedingungen Zeit. Das Eintreiben einer Drahtklammer kann dagegen im Bruchteil einer Sekunde erfolgen. Innerhalb der industriellen Fertigung darf das Kleben nicht zum langsamsten Glied werden. Die Entwicklung der Klebetechnik in jüngster Zeit ist hierdurch gekennzeichnet.
In der Druckweiterverarbeitung verbindet man Werkstoffe durch Heften oder Kleben miteinander. Beim Heften verbindet man den Werkstoff mit Draht oder Faden. Der Werkstoff wird verletzt (= durchstochen).
Beim Kleben entsteht eine stoffschlüssige Verbindung.
Durch Adhäsion und Kohäsion entsteht eine Klebe-Verbindung. Diese Verbindung muss man genauso stark belasten können wie den Werkstoff.
Bei einer guten Klebung
Das Papier gibt zuerst nach. Das erkennt daran, dass die Fasern reißen oder dass sich der Papierstrich von der Faser trennt.
Für fast alle Werkstoffe der Druckweiterverarbeitung gibt es geeignete Klebstoffe.
Für das Kleben braucht man die richtige Klebe-Technik.
Für das Abbinden des Klebstoffs braucht man Zeit. Das Heften mit einer Drahtklammer geht sehr schnell. In der industriellen Produktion muss die Arbeit schnell gehen, deshalb werden neue Klebe-Techniken entwickelt, die schneller sind.
Papier, Karton und Pappe, die normalen Werkstoffe der Druckweiterverarbeitung, dazu Kunststoff- und Metallfolien, liegen als Bogen oder Rollenbahn sämtlich Flach.
Sie eignen sich daher für eine stoffschlüssige Klebeverbindung. Sie müssen also nicht wie andere Werkstoffe vorab mit einer Klebefläche versehen werden. Die Oberfläche wird jedoch in bestimmten Fällen für den Klebstoffauftrag vorbereitet: Beim Klebebinden durch Rückenbearbeiten (z. B. Fräsen), bei schwer benetzbaren Kunststoffen z. B. durch elektrische Vorbehandlung.
Der Klebstoff wird mit Hilfsgeräten bzw. Maschinen aufgetragen. Pinsel bzw. Bürsten für das Auftragen von Hand sind die ältesten Hilfsmittel aus gleichmäßigen, möglichst feinen Borsten. Mit ihnen wird der Klebstoff aus dem Gefäß genommen, die Obermenge am Topfrand abgestrichen und auf den Werkstoff aufgerieben.
Nachteile: Zeitaufwendig, ungleichmäßiger Auftrag.
Gewisser Vorteil: Relativ gutes Benetzen des Materials durch mehrfaches Einreiben des Klebestoffes.
Bei kleinen Flächen (Etiketten, Marken, Fälzelstreifen) ist es vorteilhafter, Glasplatten, Blech oder Brett einzustreichen, dann das Fügeteil aufzulegen, anzureiben und abzuziehen.
Walzenauftrag mit Anleimgerät bzw. -maschine: Seit langem werden Anleimmaschinen
eingesetzt mit einer, zwei oder drei Walzen. Diese schöpfen aus einer Wanne bzw. nehmen von oben zufließenden Klebstoff auf, bringen ihn durch Abquetschen auf die gewünschte Dicke des Klebstofffilms (ggf. auch mit Rakel) und tragen ihn auf das Fügeteil auf, dessen Anhaften an der Auftragswalze durch Abstreifen verhindert wird.
Zu unterscheiden sind:
• Oberleimwerke für Auftrag auf die Oberseite,
• Unterleimwerke für Auftrag auf die Unterseite des Fügeteils.
Vorteil: Gleichmäßiger Auftrag, beliebig schnell, abhängig vom Fließverhalten des Klebstoffes.
Nachteil: In offener Wanne kann Klebstoff eindicken, Haut bilden o. ä. Anwendungsbeispiele: Kaschieren (Flächenkleben), Etikettieren (Kleinflächenkleben).
Wo Klebstoff als Streifen oder Linie aufgetragen wird, setzt man anstelle der Auftragswalze
eine Scheibe entsprechender Breite in die Anleimmaschine ein.
Anwendungsbeispiele: Für Streifenauftrag (Fälzeln), für Strichauftrag (Vorrichten).
Der normale Klebstoffauftrag mit rotierender Walze oder Scheibe erfolgt fortlaufend.
Wird dagegen ein unterbrochener Streifen in bestimmter, wiederkehrender Länge benötigt, verwendet man eine Scheibe mit entsprechender Aussparung (Scheibensegment).
Merke
Länge des Klebstoffstreifens und Länge der Unterbrechung bestimmen die Gesamtabwicklung der Scheibe und damit deren Durchmesser.
Für Klebelinien mit Unterbrechungen in den verschiedensten Formaten werden somit entsprechende Auftragsscheiben und passende Antriebsräder benötigt. Die größere Vielfalt an Auftragsmustern wird heute abgedeckt durch den Düsenauftrag mit elektronischem
Steuergerät: Die Düse ist hierbei letztes Glied eines geschlossenen Auftragssystems,
bestehend aus Klebstoffbehälter, einem oder mehreren Verbindungsschläuchen und einem oder mehreren Auftragsköpfen mit Auftragsdüse. Der Klebstoff befindet sich hierbei unter Luftabschluss. Die Flüssigkeit im Klebstoff (Wasser oder ein sonstiges Lösemittel) kann somit nicht verdunsten, der Klebstoff nicht eindicken, Haut bilden o. ä.
Anwendungsbeispiele: Falzkleben mit Dispersionsklebstoff, Kartenkleben (im Sammelhefter) mit Schmelzklebstoff.
Die Auftragswalze bzw. -scheibe schöpft demgegenüber den Klebstoff aus einer offenen
Wanne (offenes System), zu dem Luft ungehinderten Zutritt hat. Bei Maschinenstillstand
bildet sich hier auf dem Klebstoff durch Verdunstung eine Haut, insbesondere bei dünnen Klebstoffschichten auf den Walzen. Hiergegen müssen Vorkehrungen getroffen werden:
• Weiterlauf der Klebstoffwalze bei kürzerem Maschinenstillstand erfordert getrennten
Leimwerksantrieb,
• Reinigung des Leimwerks oder zumindest der Walzen unter Abdecken der Wanne
mit feuchtem Lappen oder Deckel abends bzw. am Wochenende.
Merke
Nie flüssigen Klebstoff über Nacht offen stehen lassen; stets abdecken oder reinigen!
Papier, Karton, Pappe, Kunststoff- und Metallfolien liegen als Bogen oder Rollenbahn flach. Deshalb sind sie gut geeignet für eine stoffschlüssige Klebeverbindung.
Bei manchen Werkstoffen muss man die Oberflächen vorbehandeln, weil sie den Klebstoff nur schwer aufnehmen.
Klebstoff wird in Handarbeit mit Pinseln und Bürsten mit gleichmäßigen feinen Borsten aufgetragen.
Nachteil: Es dauert lange, der Klebstoff wird ungleichmäßig aufgetragen
Vorteil: Auf dem Werkstoff ist genug Klebstoff, weil der Klebstoff mehrmals aufgetragen wird.
Damit man kleine Flächen wie Etiketten, Marken oder Fälzel-Streifen leichter kleben kann, streicht man zuerst eine Glasplatte, ein Blech oder ein Brett mit Klebstoff ein. Dann legt man die Etiketten usw. darauf, reibt sie an und zieht sie ab.
Klebstoff wird maschinell mit Anleim-Maschinen aufgetragen, die entweder 1, 2 oder 3 Walzen haben.
Vorteil: Der Klebstoff wird gleichmäßig aufgetragen. Das Auftragen geht schnell, je nach Fließverhalten des Klebstoffs.
Nachteil: In offenen Wannen kann Klebstoff eindicken, Haut bilden usw.
Kaschieren (Flächen kleben), Etikettieren (Kleinflächen kleben)
Wenn der Klebstoff als Streifen oder Linie aufgetragen wird, verwendet man eine Scheibe oder eine Düse. Es werden auch Walzen für das Aufbringen von Leimstreifen angewendet. Dafür gibt es extra kleine Kantenanleimmaschinen.
Beim Fälzeln wird Klebstoff oft als Streifen aufgetragen.
Beim Vorrichten wird Klebstoff oft als Strich/Linie aufgetragen.
Klebstoff wird normalerweise fortlaufend mit rotierender Walze, mit Scheibe oder mit Düsen aufgetragen.
Wenn man einen Streifen mit regelmäßigen Unterbrechungen will, dann verwendet man eine Scheibe mit Aussparung/Unterbrechung (= Scheibensegment).
Für Klebe-Linien braucht man Auftrags-Scheiben und Antriebsräder. Mit Düsen kann man Muster auftragen, bei denen die Abstände ganz verschieden sind. Die Düsen sind elektronisch gesteuert. Sie sind Teil eines geschlossenen Auftrags-Systems.
Die Länge des Klebstoff-Streifens und die Länge der Abstände bestimmen den Durchmesser und die Abwicklung der Scheibe.
Man unterscheidet geschlossene und offene Auftrags-Systeme.
Das geschlossene Auftrags-System besteht aus
Im geschlossenen System bekommt der Klebstoff keine Luft-Zufuhr. Deshalb kann das Wasser oder ein anderes Lösemittel im Klebstoff nicht verdunsten. Der Klebstoff bleibt flüssig. Er bildet keine Haut usw.
Falzkleben mit Dispersions-Klebstoff, Kartenkleben (im Sammelhefter) mit PUR-Schmelzklebstoff.
Beim offenen Auftrags-System schöpft die Auftragswalze oder die Auftragsscheibe den Klebstoff aus einer offenen Wanne. In der Wanne kommt Luft an den Klebstoff. Deshalb bildet sich bei Maschinen-Stillstand auf dem Klebstoff eine Haut, vor allem bei dünnen Klebstoff-Schichten.
Damit sich keine Haut bildet,
Flüssigen Klebstoff nie über Nacht offen stehen lassen! Den Klebstoff immer abdecken.
Das Leimwerk und die Walzen immer reinigen!
Ob Klebstoff von der Materialoberfläche angenommen wird, erkennt man am aufgetragenen Einzeltropfen: Zerfließt dieser, d. h., „spreitet“ er und überdeckt dabei eine möglichst große Fläche, so ist das Material gut mit dem Klebstoff zu benetzen (annahmefreundlich); bleibt er dagegen als kugelförmiger Einzeltropfen stehen, ist die Benetzung schlecht (das Material lehnt ihn ab) – messbar am sogenannten Randwinkel.
Für einen Test kann man Prüfstifte mit Prüfflüssigkeit benutzen – wie beim Testen auf Farbannahme durch den Werkstoff. Bei den für Klebungen in Frage stehenden Werkstoffen unterscheiden wir:
• Poröse, saugfähige Zellulosematerialien: Papier, Karton, Pappe,
• Zellulosematerialien, die durch Veredelung (Lackierung, Beschichtung, Kaschierung) nicht mehr saugfähig und häufig auch schlechter zu benetzen sind,
• Kunststoff- und Alufolien mit geschlossener Oberfläche.
Saugfähige Zellulosematerialien sind der traditionelle Werkstoff für Druck und Verarbeitung.
Sie sind klebefreundlich und nehmen dank ihres Kapillarverhaltens Flüssigkeit an (Hygroskopisch, d. h. Feuchtigkeitsaufnehmend und -abgebend). Das Wasser im Leim und in Dispersionsklebstoffen wird zu einem großen Teil vom Papier aufgenommen und trocknet durch Verdunsten. Problematisch: Papier, das Feuchtigkeit aufnimmt, quillt und dehnt sich, vor allem quer zur Faserlaufrichtung. Kann es sich nicht frei ausdehnen (im Stapel, im gebundenen Buch), wird es wellig. Dem muss entgegengewirkt werden.
Lack, Beschichtung und Kaschierung besetzen die annahmefreundliche Oberfläche des Papiers, Druckfarbe auch; das macht das Kleben schwieriger.
Merke
Wo geklebt werden soll, ist – wenn irgend möglich – die saugfähige Materialoberfläche fürs Kleben freizuhalten. Druck, Lackierung etc. also aussparen!
Wo das nicht möglich ist, muss mit dem Klebstoffhersteller nach geeignetem Klebstoff gesucht werden; Probeklebungen machen! Auch Langzeitversuche, denn zwischen
Klebstoff und Lack können auf Dauer Wechselwirkungen eintreten (Verblocken o. ä.).
Die geschlossene Oberfläche von Kunststofffolien ist in den meisten Fällen für Klebstoff
schwieriger zu benetzen. Die Benetzungsprobe zeigt es. Alufolie ist in der Regel einfacher zu kleben, es sei denn, sie ist lackiert. Um schwer zu benetzende Kunststofffolien klebefähig zu machen, können sie vorbehandelt werden, in der Regel durch elektrische Corona Vorbehandlung (wie vor dem Drucken).
In der Druckweiterverarbeitung eingesetzte Kunststofffolien sind in der Regel thermoplastisch, sie schmelzen unter Hitzeeinwirkung. Diese Eigenschaft ermöglicht das
Verschweißen solcher Folien und damit eine weitere, vielgenutzte Verbindetechnik, die gute Haltbarkeit aufweist.
Wie kann man prüfen, ob Klebstoff gut vom Werkstoff aufgenommen wird?
Man gibt einen Tropfen Klebstoff auf die Oberfläche des Werkstoffs:
Zum Testen verwendet man Prüf-Stifte mit Prüf-Flüssigkeit.
In der Druck- und Druckverarbeitungs-Industrie arbeitet man sehr viel mit Werkstoffen aus saugfähiger Zellulose.
Wenn Papier Feuchtigkeit aufnimmt, quillt es und dehnt sich quer zur Faser-Laufrichtung. Wenn es sich nicht frei ausdehnen kann, wird es wellig (zum Beispiel Papier im Stapel oder in einem gebundenen Buch).
Damit es nicht wellig wird, muss man das Papier veredeln durch Lack, Beschichtung oder Kaschierung. Wenn die Oberfläche veredelt ist oder mit Farbe bedruckt ist, dann kann man nicht mehr gut kleben.
Wenn man kleben will, dann muss man saugfähige Flächen frei lassen. Diese Flächen nicht veredeln und nicht mit Farbe bedrucken, damit der Klebstoff gut hält!
Wenn man die Flächen nicht frei lassen kann, dann muss man einen geeigneten Klebstoff suchen, am besten gemeinsam mit dem Klebstoff-Hersteller.
Probe-Klebungen machen und längere Zeit beobachten. Es können Probleme zwischen Klebstoff und Lack entstehen, zum Beispiel Verblocken (= Zusammenhaften nach dem Lackieren)
Die Oberfläche ist geschlossen, deshalb wird der Klebstoff nicht gut aufgenommen.
Damit man Kunststoff-Folie kleben kann, muss man sie zuerst vorbehandeln, zum Beispiel durch eine elektrische Corona-Vorbehandlung.
Kunststoff-Folien sind thermoplastisch ( = schmelzen bei Hitze). Deshalb kann man sie besser verschweißen als kleben.
Abbinden heißt Festwerden: Die Klebstoffteilchen untereinander bilden einen geschlossenen Film und verbinden sich fest (Kohäsion). Bei Leimen und Dispersionsklebstoffen, die Wasser als Lösungs- oder Dispergiermittel beinhalten, geschieht dies durch Wegschlagen der Flüssigkeit ins Material bzw. durch Verdunsten. Schmelzklebstoffe, die durch Aufheizen flüssig werden, binden ab durch Abkühlen (Wiedererstarren). Dies läuft bei Raumtemperatur ausreichend rasch ab und bedarf in der Regel keiner Nachhilfe.
PUR-Schmelzklebstoffe erreichen ihre Festigkeit nicht nur durch physikalische Vorgänge wie Abkühlen, sondern zusätzlich durch eine chemische Reaktion. Die vorpolymerisierten Klebstoffmoleküle reagieren durch Feuchtigkeitsaufnahme zu einem festen Film.
Die in der grafischen Industrie eingesetzten feuchtigkeitsvernetzenden Polyurethan-Schmelzklebstoffe reagieren relativ langsam, da die Feuchtigkeit aus der Umgebung aufgenommen werden muss und somit immer ein Diffusionsprozess der eigentlichen chemischen Reaktion vorangestellt ist. Für hohe Produktionsgeschwindigkeiten und besonders für Prozesse, bei denen die grafischen Produkte sofort nach Verkleben belastet werden, reichen gewöhnlich die mit reaktiven Polyurethan-Schmelzklebstoffen erzielten Festigkeiten nicht aus. Die Lösung mit katalysierten feuchtigkeitshärtenden Polyurethan-Schmelzklebstoffen zu arbeiten bringt zwar eine gewisse Verbesserung, jedoch liegt die chemische Abbindezeit immer noch im Stundenbereich.
Um wirklich innerhalb von Sekunden zu hohen Festigkeiten zu kommen, boten sich Systeme an, die mit Strahlen, wie z. B. UV-Strahlen, härten. Solche UV-Systeme sind seit langem aus anderen Klebstoffanwendungen, z. B. in der Herstellung von Klebebändern, bekannt.
Während die erste Vernetzung mit UV-Licht innerhalb von Sekunden nach der Applikation geschieht und so zu einer ausreichenden Festigkeit führt, so dass der Rundeprozess möglich ist, führt die anschließende Reaktion der Isocyanatgruppen mit Feuchtigkeit zu der bekannten, hohen Festigkeit der Klebstofffilme, die zu den hochqualitativen Eigenschaften der mit reaktiven Polyurethan-Schmelzklebstoffen gefertigten Produkte führen.
Um diese Klebstoffe verarbeiten zu können, ist es erforderlich, dass zwischen dem Klebstoffauftrag und der Zuführung des Umschlages im Klebebinder eine UV-Lampe installiert ist. Ansonsten werden die gleichen Aufschmelz- und Auftragsgeräte gebraucht, wie sie für die Verarbeitung von reaktiven Polyurethan-Schmelzklebstoffen bekannt sind.
Sorgfalt ist darauf zu verwenden, dass alle Schmelzklebstoffe ausreichend heiß und flüssig bleiben, bis die zu klebende zweite Oberfläche zugeführt und innerhalb der so genannten „offenen Zeit“ mit dem Klebstoff festen Kontakt erhalten hat.
Das Abbinden der wasser- oder lösemittelhaltigen Klebstoffe erfordert zugunsten des Maschinen-Ausstoßes vielfach eine Beschleunigung durch künstliches Trocknen.
Hierfür werden eingesetzt:
• Ventilatoren – sie bewegen die Luft, führen feuchte, durch Verdunsten angereicherte Luft ab und trockene Luft zu,
• Heizelemente – sie trocknen durch Hitze – wie elektrische Strahler (z. B. Infrarot), Kontakthitze wird abgegeben von beheiztem Metall (z. B. Trockenzylinder beim Rollenkaschieren), Gasflammenheizung,
• Hochfrequenztrocknung – Reibungshitze kleinster Klebstoffteilchen (Moleküle), die im Hochfrequenzfeld zu raschestem Polwechsel veranlasst werden,
• IR Trocknung.
Vergleich der Trocknungsgeschwindigkeit nach Dispersionsklebstoffauftrag:
• Natürliche Raumtrocknung im Stapel: 60 – 120 Min.
• Infrarotstrahler: 6 – 10 Min.
• Hochfrequenztrocknung: Verdampft Wasser in Sekunden, nachfolgende Kühlung: 2 – 3 Min.
Merke
Künstliche Trocknung ist überlegt und sorgfältig einzusetzen. Hitze kann den Abbindeprozess auch stören!
Abbinden bedeutet: Der Klebstoff trocknet und wird fest. Die Klebstoff-Teilchen verbinden sich fest (= Kohäsion).
Klebstoffe unterscheiden sich beim Abbinden:
Alle Schmelzklebestoffe müssen so lange heiß und flüssig bleiben, bis der Klebstoff auf die 2. Oberfläche aufgetragen ist. Diese Zeit nennt man „offene Zeit“.
Mit einer künstlichen Trocknung kann man erreichen, dass wasser- oder lösemittelhaltige Klebstoffe schneller abbinden. Dann können Maschinen auch mehr produzieren.
Zum Trocknen verwendet man:
Künstliche Trocknung sorgfältig verwenden. Hitze kann das Abbinden auch stören!
Kleben von Hand findet sich häufig beim Fertigen von Mustern und Muster-Auflagen.
Zur Verfügung stehen dem Mustermacher in der Regel Pinsel und Leimtopf, Abziehblech, evtl. eine Anleimmaschine, Schneid- und Rillgerät und freier Zugang zu allen Produktionsmaschinen. Mustermachen erfordert gute Kenntnis von beidem: Der maschinellen Machart des Artikels sowie der Herstellungsweise von Hand.
Vor jeder Musterfertigung muss die Entscheidung getroffen werden, ob das Exemplar unter Produktionsbedingungen erstellt werden und Originaleigenschaften besitzen soll, oder ob bestimmte ausgewählte Eigenschaften reichen.
Musterarten
• Gestaltungsmuster führen eine neue Form, ein neues Design vor, zumeist ohne technische Einzelheiten,
• Größenmuster beinhalten die exakte Größe, die technischen Details brauchen dem Original noch nicht zu entsprechen,
• Materialmuster können von abweichender Größe und Machart sein, müssen jedoch die Materialart original belegen,
• Fertigungsmuster beinhalten sowohl Machart als auch Größe und meist auch das Originalmaterial,
• Belegmuster werden in der Regel einer bestimmten Auftrags-Fertigung entnommen und als Beleg für diese verwahrt,
• Testmuster sind für unterschiedliche Tests bestimmt – so z. B. auf Lichtechtheit,
Kratzfestigkeit, Zugbeanspruchung, Schälfestigkeit u.a.m. –, zumindest hierfür müssen sie unter Original-Produktionsbedingungen erstellt sein.
Merke
Handfertigen braucht Zeit. Der Klebstoff muss daher meist eine längere „offene Zeit“ besitzen als der später in der Fertigungsmaschine eingesetzte.
Muster und Muster-Auflagen werden oft in Handarbeit klebegebunden.
Für die Herstellung braucht man: Pinsel, Leimtopf, Abziehblech, Schneid- und Rillgerät, manchmal eine Anleim-Maschine und Zugang zu allen Produktionsmaschinen.
Für die Herstellung von Mustern muss beides kennen:
Zuerst muss man entscheiden:
Klebebinden von Hand braucht Zeit. Der Klebstoff muss deshalb eine längere „offene Zeit“ haben als der Klebstoff, der in der Fertigungsmaschine verwendet wird.
Kaschieren heißt, einen Materialbogen mit einem anderen flächig zu verkleben bzw. eine Rollenbahn mit einer anderen flächig zu verbinden. Es wird angewandt, wenn die Eigenschaften eines Werkstoffs für den gewünschten Zweck nicht ausreichen und erst ein zweiter Werkstoff die fehlenden Eigenschaften ergänzt.
Plakate, Aufsteller: Papierbogen werden, da nicht reiß- und standfest, auf Holz-, Grau- oder Wellpappe flächig aufgeklebt.
Man unterscheidet folgende Fertigungsmöglichkeiten:
a) Handkaschieren: Anschmierregel für Pinselauftrag: Strahlenförmig von der Mitte aus über den Rand hinweg mindestens zweimal (das 2. Mal soll den Leim gleichmäßig verteilen). Papier wird durch Anschmieren geschmeidig und dehnt sich; Leim wird durch Wegschlagen der Flüssigkeit klebebereit (zieht an). Angeschmiertes Papier auf Pappe auflegen und anreiben (mit Lappen); bei Großformat zu zweit: Einer legt stückweise auf (Enden festhalten), der zweite reibt an. Beim Trocknen schrumpft Papier und kann Pappe rundziehen.
Gegenmittel: Längere Zeit pressen oder Rückseite gegenkaschieren (möglichst gleiches Papier bzw. Papier mit gleicher Zugkraft).
Klebstoff: Stärkekleister, evtl. in Abmischung mit Dispersionsklebstoff.
Merke
Gleiche Laufrichtung bei Papier und Pappe!
b) Anleimmaschine mit Auslageband: Bevorzugt wird Oberleimwerk. Vom Auslageband
wird das beleimte Papier von Hand abgenommen, der Pappe aufgelegt und mit Hand bzw. mit Anreibemaschine angerieben
Klebstoff: Mischleim (Dispersionsklebstoff und Kleister) oder reiner Dispersionsklebstoff.
c) Kaschiermaschine – Bogen auf Bogen: Vom oberen Anleger wird der bedruckte Papierbogen (Beklebematerial) schräg zugeführt, vom unteren Anleger der Pappenbogen (Trägermaterial); hierfür kommen Stapelanleger von Hand oder automatische Anleger wie bei Druckmaschinen in Frage. Dem Trägermaterial wird auf einer Oberseite vollflächig durch ein Oberleimwerk Klebstoff aufgetragen
Sichtfolienüberzug bei Druckartikeln wie Buchdecken, Schutzumschläge, Plakate:
Bedruckte Papier- bzw. Kartonbogen, die nicht ausreichend glänzend sowie kratz- und abriebfest sind, werden mit Azetat- oder Polypropylen-Folie von der Rolle flächig überzogen.
Fertigungsweg: Kaschiermaschine.
Verpackungen aus Verbundmaterialien: Papier-, Karton-, Kunststoff- und Alufolien-Bahnen werden von der Rolle miteinander kaschiert. Fertigungsweg: Kaschiermaschine (Rolle auf Rolle) unter Anwendung unterschiedlicher Verfahren.
Kaschieren bedeutet: 2 Materialien miteinander durch Kleben verbinden, zum Beispiel Pappe mit Papier oder Gewebe mit einem Trägermaterial. Ein Material wird kaschiert, wenn es allein nicht alle gewünschten Eigenschaften hat.
Damit Plakate oder Aufsteller eine höhere Festigkeit bekommen, werden die Papierbogen auf Holz-Pappe, Grau-Pappe oder Well-Pappe flächig aufgeklebt.
Das Papier wird durch Anschmieren ( = Bestreichen mit Klebstoff) geschmeidig und dehnt sich. Der Leim wird durch das Wegschlagen der Flüssigkeit bereit zum Kleben (= Leim zieht an).
Gleiche Laufrichtung bei Papier und Pappe beachten!
Bedruckte Papierbogen oder Kartonbogen werden mit Sichtfolie von der Rolle überzogen, wenn sie nicht genug glänzen, leicht verkratzen oder nicht abriebfest sind. Die Sichtfolie besteht aus Azetat oder aus Polypropylen.
für Buchdecken, Schutzumschläge, Plakate.
Kaschiermaschine
Papier, Karton, Kunststoff und Alufolien, die in Bahnen liegen, werden von der Rolle miteinander kaschiert.
Kaschiermaschine, Rolle auf Rolle
Etiketten werden u. a. unterteilt in
• Kennzeichnungs-Etiketten,
• Ausstattungs-Etiketten,
• Preis-Etiketten,
• Verschluss-Etiketten.
Sie werden am jeweiligen Artikel fixiert. Häufigste Art der Befestigung ist das Aufkleben.
Für flache Artikel ist das Klebeetikett üblich. Arten der Klebeetiketten:
• Normale Papieretiketten, die zum Etikettieren rückseitig zunächst mit Klebstoff zu versehen sind,
• Gummierte bzw. siegelfähig beschichtete Etiketten, deren Klebeschicht durch Befeuchten bzw. Erhitzen wieder zu aktivieren ist,
• Haftetiketten, auch als Selbstklebe-Etiketten bezeichnet, deren dauerklebrige
Rückseitenschichtung eine silikonisierte Bahn abdeckt, die vor dem Etikettieren lediglich zu entfernen ist.
Diese drei Etikettenarten werden auch für die Druckweiterverarbeitungsartikel eingesetzt.
Beispiel: Aufbringen von Adressetiketten auf die Zeitschrift für den Posteinzelversand.
Normale Papieretiketten, beschriftet, werden mit einfacher Anleimmaschine beleimt und an vorgesehener Stelle der Zeitschrift von Hand aufgepresst.
Etikettieren bedeutet: Gegenstände mit einem Etikett kennzeichnen.
Man unterscheidet verschiedene Arten von Etiketten:
In der Druck-Weiterverarbeitung verwendet man oft Klebe-Etiketten.
Adress-Etiketten für Zeitschriften, die mit der Post verschickt werden. Die Papier-Etiketten mit der Adresse werden mit einer Anleim-Maschine beleimt und von Hand auf die Zeitschrift gepresst.
Der Rückenfalz ist am Falzbogen die am meisten beanspruchte Stelle. Sie dient als Gelenk und kann durch Streifenaufkleben verstärkt werden. Der Verstärkungsstreifen wird als Fälzel bzw. Fälzelstreifen bezeichnet.
Für das Fälzeln kommen in Betracht
a) stark beanspruchte Einzellagen wir das Vorsatz,
b) viel benutzte Hefte, Schulhefte, Sparbücher o. ä.
c) seitlich drahtgeheftete und perforierte Blöcke, Kalender, Formularsätze o. ä.
d) rückenverleimte und klebegebundene Artikel: Blöcke, Kalender, Broschuren (insbesondere Steif- und Fälzelbroschuren), Kinderbücher,
e) Buchblöcke, klebegebundene wie fadengeheftete.
Der Fälzelstreifen erfüllt dabei über das Falzverstärken hinaus weitere Aufgaben:
• er deckt Drahtklammern bzw. Heftfaden ab,
• er bildet eine flexible Auflage für den auf Block- oder Broschurenrücken aufgetragenen Klebstoff; er stabilisiert damit den Block und macht ihn formbeständig,
• er bildet nach dem Einhängen des Buchblocks in die Decke zusammen mit dem Vorsatz das Scharnier zwischen Buchblock und Decke.
Fälzelstreifenmaterial: Bei Einzellagen festes, dünnes Papier (Japanpapier), evtl. Schirting; im Übrigen zähes dehnfähiges Papier sowie Textil, insbesondere Scharnierstoffe und Krepppapier sowie Schirting und Vlies. Dabei ist für die Auswahl des Materials auch das jeweils zur Anwendung kommende Fälzelprinzip maßgebend.
Für das Längsfälzeln kommt insbesondere Scharnierstoff, Schirting und Vlies zum Einsatz.
Beim Querfälzeln werden für gute Rundungen Krepppapiere (meist gummiert) verwendet.
Klebstoff: Dispersionsklebstoff, in Schnellläufern auch Schmelzklebstoff.
Fälzeln bedeutet: Man umklebt einen (Buchblock-)Rücken mit einem Fälzel. Mit dem Fälzel wird der Rücken abgedeckt, geschützt und stabilisiert.
Der Rückenfalz am Falzbogen wird sehr stark beansprucht. Er dient als Gelenk. Man kann das Gelenk verstärken, wenn man einen Verstärkungs-Streifen aufklebt. Diesen Streifen nennt man Fälzel oder Fälzel-Streifen. Der Fälzel-Streifen ist eine bewegliche Auflage für den Klebstoff, der auf den Block- oder Broschuren-Rücken aufgetragen ist.
- Beim Längsfälzeln verwendet man Scharnierstoff, Schirting und Vlies.
- Beim Querfälzeln verwendet man Krepp-Papier für gute Rundungen.
Das Krepp-Papier ist oft gummiert.
Dispersions-Klebstoff, Schmelz-Klebstoff in Buchfertigungsstraßen usw.
Zusammentragen bedeutet, zwei oder mehrere Bogeneinheiten (Einzelblätter und/ oder Falzbogen) in bestimmter Reihenfolge zu einem Rohblock übereinanderzulegen. Die richtige Reihenfolge wird bestimmt durch die Kolumnenziffer, die Bogensignatur oder die Flattermarke.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV05-4_Vers01-03_0607.pdf | 4.15 MB |
Heften bedeutet, mehrere Bogenteile zu einem kompakten Block zusammenzufügen. Dieses Zusammenfügen kann in verschiedenen Techniken ausgeführt werden. Zuerst muss festgestellte werden, welche Heftart für das zu fertigende Produkt in Frage kommt.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV05-5_Vers01-04_0807.pdf | 1.17 MB |
Klebebinden heißt mit Klebstoff binden, wo sonst Draht und Faden verwendet werden. Der Klebstoffauftrag erfolgt an der Blattkante, um benachbarte Blätter (einen Block) miteinander zu verbinden.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV05-6_Vers01-03_0507.pdf | 2.25 MB |
Zusammengetragene Buchblocks werden nach dem Fadenheften am Rücken beleimt, dreiseitig beschnitten, gerundet und abgepresst. Je nach Ausstattung wird ein Buchschnitt angebracht, ggfs. ein Zeichenband
eingelegt. Ein Gazestreifen wird hinterklebt und das Kapitalband angebracht. Parallel dazu werden die Buchdecken mit verschiedenen Verzierungstechniken gefertigt. Letzte Stufe ist das Einhängen in die Buchdecke und das Buchformen und -pressen.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV05-7_Vers01-03_0607.pdf | 935.29 KB |
Die Endausstattung beinhaltet das Umhüllen und Zusammenfassen der Artikel für die Lagerung und den Transport in zweckentsprechender Form – sowohl für das Regal eines Ladengeschäftes als auch für den Lagerraum beim Handel oder beim Hersteller.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV05-8_Vers01-03_0607.pdf | 1005.11 KB |
Die Aufgabe des Deckenmachens besteht darin, für den Buchblock bzw. Broschur-block ein schützendes Gewand herzustellen. Die Bucheinbanddecke sollte in ihrer Gestaltung und Ausführung dem Charakter des Buches angepasst sein, denn sie repräsentiert durch ihre Aufmachung im wesentlichen das Erscheinungsbild des gesamten Buches.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV05-9_Vers01-02_0607.pdf | 431.25 KB |
In der Druckweiterverarbeitung bezeichnet man als Prägen das Anbringen eines Reliefs auf der Oberfläche von Buchdecken (Alben, Kassetten) mittels Prägestempel (Matrize). Man unterscheidet verschiedene Prägearten und Arbeitsverfahren. In der Regel wird das Prägemotiv des Prägestempels vertieft in das Material eingedrückt.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV05-10_Vers01-02_0707.pdf | 1.62 MB |
In diesem Kapitel werden Fertigungstechniken wie Stanzen, Perforieren, Rillen, Ritzen, Nuten und Bohren behandelt.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV05-11_Vers01-02_0707.pdf | 397.81 KB |
In diesem Kapitel wird der Fertigungsablauf der Broschurenherstellung in Stichworten erklärt und anhand von tabellarischen Übersichten werden die Broschurengruppen und -arten sowie Herstellungsverfahren, Maschinen, Materialien und Merkmale aufgezeigt.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV06_Vers01-02_0707.pdf | 451.67 KB |
In diesem Kapitel wird zusammenfassend der Fertigungsablauf der Buchherstellung in Stichworten erklärt und anhand einer tabellarischen Übersicht die gebräuchlichsten Arten aufgezeigt.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV07_Vers01-03_0408.pdf | 765.62 KB |
Beispielhaft wird in diesem Kapitel die Anfertigung von Mappen, Alben, Kästen und Schubern beschrieben. Denn diese sind meist Produkte, die in Einzelfertigung in handwerklichen Buchbindereien hergestellt werden. Sie sind deshalb ebenso Bestandteil der Ausbildungsordnung in der Fachrichtung „Einzel- und Sonderfertigung“ wie das Aufziehen und Kaschieren von Plänen, Landkarten, Zeichnungen, Bilder und Fotos.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV08_Vers01-04_0507.pdf | 809.64 KB |
Eine Vorbedingung für eine störungsfreie Produktion, eine gute Qualität und eine entsprechende Leistung ist das Sauberhalten des Arbeitsplatzes, die Pflege von Arbeitsgeräten und die Instandhaltung von maschinellen Einrichtungen. Dazu gehört auch der richtige Umgang mit Werkstoffen, denn eine unsachgemäße Handhabung und Lagerung bringen Störungen in den Betriebsablauf und können auch zu Maschinenbruch führen.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV09_Vers01-02_0807.pdf | 1.11 MB |
Für die betriebliche Praxis ist es nicht nur wichtig, die fachlichen Fertigkeiten und Kenntnisse zu beherrschen. Bei der Arbeit müssen auch Sicherheitsbestimmungen und Umweltschutzvorschriften beachtet werden, die letztlich der eigenen Gesundheit dienen. Daneben gewinnt durch die zunehmende Verknappung und Verteuerung der Energie eine rationelle Energienutzung in den Betrieben an Bedeutung.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV10_Vers01-05_0415.pdf | 2.15 MB |
Wesentlichen Anteil an der Qualität der Ausbildung haben die Prüfungsanforderun-gen. Sowohl die Zwischen- als auch die Abschlussprüfungen gliedern sich in Fertig-keits- und Kenntnisprüfungen. Festgelegt sind die Prüfungsanforderungen in der Aus-bildungsordnung.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV11_Vers01-03_0607.pdf | 124.56 KB |
Hier findet Ihr Beispiele für die Praktische Prüfung.
Anhang | Größe |
---|---|
11.01_Prüfungen Buchbinder (alte Verordnung).PDF | 125.39 KB |
Hier findet Ihr Beispiele für die Praktische Prüfung.
Anhang | Größe |
---|---|
11.02_Prüfungen Buchbinder (Handwerk).PDF | 439.03 KB |
Hier findet Ihr Beispiele für die Praktische Prüfung.
Anhang | Größe |
---|---|
11.03_Prüfungen Medientechnologe Druckverarbeitung.PDF | 120.44 KB |
Am besten wird die Technische Mathematik direkt mit der dazugehörigen Technologie verbunden, also in die entsprechenden Lehrgänge, Lerngebiete, Lernfelder oder wie immer es auch genannt wird, integriert. Die nachfolgenden Kapitel sind deshalb eng an die fachliche Gliederung des Tutorials angelehnt. Am Ende der Kapitel befindet sich jeweils ein Hinweis auf die entsprechenden Technologieinhalte.
Werkstoffberechnungen sind das mindeste, was in der Druckweiterverarbeitung anfällt. Wir müssen wissen, welche Materialien einzusetzen sind, wie viel wir davon brauchen und was es uns kostet.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV12-1_Vers01-05_1010.pdf | 368.05 KB |
Kaum ein anderer Werkstoff wird so vielseitig eingesetzt wie Klebstoff. Entsprechend variantenreich sind die Rechenansätze.
Anhang | Größe |
---|---|
DWV12-2_Vers01-02_0210.pdf | 194.84 KB |
Anhang | Größe |
---|---|
DWV12-3_Vers01-03_0110.pdf | 226.98 KB |
Anhang | Größe |
---|---|
DWV12-4_Vers01-05_0912.pdf | 369.03 KB |
Anhang | Größe |
---|---|
DWV12-5_Vers01-04_0317.pdf | 2.54 MB |
Anhang | Größe |
---|---|
DWV12-6_Vers02-04_0416.pdf | 1.07 MB |
Hier findet Ihr Themen und Autoren der Buchbinder-Tutorials.
Anhang | Größe |
---|---|
13.0 Autorenliste.PDF | 13.99 KB |