Wiki für Druckverarbeitung

Die vorliegenden Ausarbeitungen basiert auf dem Ausbildungsleitfaden Druckweiterverarbeitung des Bundesverbandes Druck und Medien (bvdm).

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Erzeugnisse der Druckweiterverarbeitung

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.

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Erzeugnisse in der Druck-Weiterverarbeitung 

Druck-Erzeugnisse bekommen in der Druck-Weiterverarbeitung oder in der Buchbinderei ihre endgültige Form.

Vorteile: 

  • Man kann die Druck-Erzeugnisse besser nutzen.
    (z.B. findet man die Produkte einer Firma besser in einem Katalog als auf vielen Einzelblättern.)
  • Schöneres Aussehen
  • Schutz vor Beschädigungen

 

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: 

  • Einzelblatt Broschur
  • Einlagen-Broschur
  • Mehrlagen-Broschur

Einzelblattbroschur

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)

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Einzelblatt-Broschur

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.

Arten der Einzelblatt-Broschur:

Spiral-Broschur

Die Spiral-Broschur wird in 2 Arbeitsgängen gefertigt:

  • Löcher für die Spirale stanzen = Spezial-Lochung
  • Spirale in die ausgestanzten Löcher schrauben = Spiralbindung

Kamm-Broschur

Statt Spiralen werden Kämme verwendet.

  • Schlitze in die gestapelten Blätter stanzen = Schlitz-Stanzung:
  • Plastikzinken werden durch die Schlitze gesteckt und mit einem Gegenstück verschweißt = Kammbindung:

Ring-Broschur

  • 2- oder 4-fach Lochung - oder Ringe in Spezialausschnitt
  • Blätter werden in einem Ringbuch abgeheftet oder in Spezialringen.

Kordel-Broschur

  • Die Blätter (der Stapel oder Block) werden von Hand gebohrt und
  •  mit Kordel oder Schnur geheftet.

Einlagenbroschur

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)

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Textoptimierte Version in Einfacher Sprache: 

Einlagen-Broschur

Bei der Einlagen-Broschur werden die Falzbogen ineinandergesteckt und mit Draht oder Faden geheftet.

 

Es gibt 2 Arten der Einlagen-Broschur:

Drahtrückstich-Broschur

Sie wird mit Draht durch den Rücken geheftet.

Fadenrückstich-Broschur

Sie wird mit Knotenfaden-Heftung oder Steppheftung (Stepprückstich-Broschur) geheftet.

Mehrlagenbroschur ohne Vorsatz

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)

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Mehrlagen-Broschur ohne Vorsatz

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:

Broschur seitlich drahtgeheftet

  • Die Broschur wird seitlich geheftet.
  • Vorderumschlag und Rückumschlag werden mitgeheftet und dann gefälzelt.

Fälzeln bedeutet: den Rücken der Broschur mit einem Fälzel umkleben.

Ein Fälzel ist ein Gewebeband. Es schützt und stabilisiert.

Broschur fadengeheftet

  • Die Broschur wird mit Zwirn geheftet,
  • dann in 2- oder 4-fach gerilltem Umschlag eingehängt.
     

 

Broschur fadengesiegelt

Falzbogen werden beim Falzen fadengesiegelt.

  • Die Broschur wird ohne Rückenbearbeitung klebegebunden
  • Vorderumschlag und Rückumschlag werden vorgehängt (angeklebt) und gefälzelt.

Broschur klebegebunden

  • Die Broschur wird mit Rückenbearbeitung klebegebunden
  • Vorderumschlag und Rückumschlag werden vorgehängt (angeklebt) und gefälzelt.

Englische Broschur

  • Die Broschur wird fadengeheftet, fadengesiegelt oder klebegebunden.
  • Dann bekommt sie einen 2- oder 4-fach gerilltem Umschlag (am Rücken angeklebt).
  • Vorne sind breite Klappen eingeschlagen, oben und unten beschnitten.

Mehrlagenbroschur mit Vorsatz

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)

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Mehrlagen-Broschur mit Vorsatz

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:

Überzugsbroschur

Die Überzugsbroschur wird beschnitten und bekommt einen flexiblen Einband.

Steifbroschur

Bei der Steifbroschur werden Pappdeckel auf Vorsatz kaschiert und gefälzelt, dann mit Überzugspapier bezogen und oben und unten beschnitten.

Deckenbände: Halbband

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)

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Decken-Einbände: Halb-Band

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:

  • Halb-Gewebeband
  • Halb-Lederband
  • Halb-Pergamentband

 

 

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

Halb-Gewebeband

Der Rücken ist mit Einbandgewebe bezogen,

die Deckel sind mit 2 Halb-Überzügen – meist Papier – bezogen.

Halb-Lederband

Der Rücken sind mit Leder bezogen,

die Deckel sind mit 2 Halb-Überzügen (meist Papier) bezogen.

Halb-Pergamentband

Der Rücken ist mit Pergament bezogen,

die Deckel sind mit 2 Halb-Überzügen (meist Papier) bezogen.

 

Deckenbände: Ganzband

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)

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Deckenbände: Ganzband

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:

  • Papp-Band
  • Ganzgewebe-Band
  • Ganzleder-Band

 

Rücken und Deckel sind vollständig bezogen

Papp-Band

mit Papier

Ganzgewebe-Band

mit Einband-Gewebe

Ganzleder-Band

mit Leder

 

Erzeugnisse: Sonstige Produkte

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)

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Produkte der Druckweiterverarbeitung

Es gibt viele unterschiedliche Druck-Produkte. Einige Beispiele: 

Falzprospekte

  • 4-, 6-, 8-, 12- oder 16-seitige Rohbogen werden in der Falzmaschine gefalzt (Kreuzfalz oder/und Parallelfalz).
  • 8-seitige Falzbogen werden in der Maschine am Kopf beschnitten.
  • 12- und 16-seitige Falzbogen werden im Dreimesser-Automat oder Schnellschneider beschnitten.

Falzgeklebte Prospekte

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.

Fensterfalz

  • 6-seitige Rohbogen werden zum 2-Bruch Fensterfalz gefaltet.
  • 8-seitige Rohbogen werden zum 3-Bruch-Fensterfalz gefaltet.

Beim 3-Bruch-Fensterfalz muss die Falzmaschine eine Fensterfalztasche haben.

Der 2-Bruch-Fensterfalz ist ohne Fensterfalztasche möglich.

Faltprospekte

Der Rohbogen wird 2- oder mehrfach im Zickzack gefalzt. Man nennt diese Falz-Art auch Leporello.

Die Abstände können dabei gleich oder abgestuft sein.

Kaschierte Plakate

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.

Mappen

Einfache Form:

2 Pappdeckel bekommen einen beliebig breiten Geweberücken.

Aufwändige Form:

Die Pappdeckel werden mit Papier überzogen.
Zusätzliche Ausstattungen: Ecken, Klappen, Bindebänder u.a.

Wandkalender

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.

Andere Möglichkeit:

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

2.0 Naturwissenschaftliche Grundlagen

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.

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Mechanik

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.

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Mechanik

Die Mechanik ist ein Teilgebiet der Physik. Das Wort "Mechanik" kommt aus dem Griechischen. Es bedeutet: Maschine oder Wirkungsweise. 

Themen der Mechanik:

  • Grundlegende Eigenschaften von Körpern und Stoffen,
    z. B. Volumen, Masse und Dichte
  • Bewegung von Körpern
  • Kräfte und ihre Wirkung

 

Das Messen

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.

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Messen

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-Messzeuge

Längen misst man mit Längen-Messzeugen:

  • Strich-Messzeuge
  • Taster
  • Lehren

Strich-Messzeuge

  • Zollstock
  • Stahlmaß
  • Rollbandmaß

Strich-Messzeuge, die man einstellen kann:

  • Mess-Schieber
  • Mess-Schrauben

Taster

Mit Tastern misst man Gegenstände in Zylinder-Form, z.B. Rohre, Wellen, Bohrungen.

Lehren

Lehren sind feste Messzeuge, die auf einen bestimmten Messwert eingestellt sind.

Beispiele:
  • Mit der Schlitz-Lehre misst man die Aufzug-Dicke der Druckzylinder.
  • Mit der Fühl-Lehre (=Spion) misst man die Elektroden-Abstände der Zündkerzen beim Auto.
Hinweis:

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.

Wann benutzt man welches Messgerät?

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.

Messfehler vermeiden

Beim Messen von Längen gibt es Mess-Fehler,

  • wenn das Mess-Gerät nicht nah genug am Gegenstand anliegt, den man misst.
  • wenn man den Mess-Wert aus einer falschen Blickrichtung abliest, z.B. schräge Blickrichtung).
     

Richtig messen:

  • lotrecht (=senkrecht) auf die Mess-Stelle schauen
  • Mess-Stab aufrecht stellen
  • Mess-Skala dicht an die Mess-Stelle bringen
     

Den Nonius richtig ablesen

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.

Null-Stellung:

  • In der Null-Stellung sind die Mess-Schenkel geschlossen.
  • Der 0-Strich des Nonius steht unter dem 0-Strich der Mess-Skala auf dem Grundlineal.
  • Der 10. Strich des Nonius steht unter dem 9. Strich der Mess-Skala.
  • Die 10 Abstände zwischen den 11 Strichen des Nonius (also von 0 – 10) sind insgesamt gleich lang wie die 9 Abstände zwischen den 10 Strichen der Mess-Skala auf dem Grundlineal (also von 0 – 9).
  • Jeder einzelne Abstand auf dem Nonius ist deshalb um 0,1 kürzer als jeder Abstand auf der Mess-Skala des Grundlineals.
     

Die Mess-Schraube

Die Mess-Schraube misst Millimeter (mm). Sie besteht aus Amboß, Spindel, Hülse, Trommel, Ratsche und Bügel.

  • Die Mess-Skala mit den Millimeter-Abständen ist auf der Messhülse.
  • Die Kreis-Skala mit den Millimeter-Bruchteilen ist auf der Messtrommel.
  • Messtrommel und Mess-Spindel sind fest miteinander verbunden.
  • Das Gewinde der Mess-Spindel hat eine Steigung von 1 mm bei 1 Umdrehung
  • Die Ratsche nennt man auch Gefühlsschraube.
    Grund: Die Ratsche hat eine Rutschkupplung. Wenn man die Mess-Schraube zudreht, kann man durch die Rutschkupplung nicht so viel Druck ausüben. Das Material wird geschützt vor einer Beschädigung durch zu großen Druck.

Analoge und digitale Ablesung

  • Messzeuge für analoge Ablesung

Der Ablesewert wird auf einer Strichskala angezeigt. 
Strichmesszeuge sind: Messlineal, Mess-Schieber und Mess-Schraube.

  • Messzeuge für digitale Ablesung

Der Ablesewert wird als Zahl in einem Fenster angezeigt. 
Beispiel: Automatische Messgeräte an modernen Schneidemaschinen.

Kraft und Druck

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.

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Kraft und Druck

Kraft

Es gibt verschiedene Kraft-Arten. Für alle gilt: Sie können Gegenstände bewegen und verformen.

Beispiel: Anziehungskraft der Erde (= Schwerkraft).

Die Körper bekommen durch die Schwerkraft ihr Gewicht, deshalb nennt man die Anziehungskraft der Erde auch Gewichtskraft.

Anziehungskraft der Erde  = Schwerkraft = Gewichtskraft.

  • Das Formelzeichen für Kraft = F
  • Die Kraft F wird gemessen in der Maßeinheit Newton (N).
  • Jede Kraft muss 2 Angaben haben: ihre Richtung und ihr Ausmaß.
  • Die Richtung wird mit Pfeilen angezeigt. Diese Pfeile nennt man Vektoren.
  • Das Ausmaß nennt man Skalar. Skalare sind z. B. Länge, Temperatur und Zeit.

Unterschied zwischen Gewicht und Masse bei Körpern

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:
Die Masse des Körpers bleibt gleich.

Druck

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)

 

Hebel, Rolle, Keil, Schraube

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.

 

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Hebel, Rolle, Keil, Schraube

Der Hebel

Mit einem Hebel kann man mit wenig Aufwand viel Kraft erzeugen. Hebel wandeln Kräfte um, deshalb ist der Hebel ein Kraftwandler.

  • Es gibt gerade, gebogene und winklige Hebel.
  • Der Hebel besteht aus einem festen (=starren) Körper und einem Drehpunkt. 
    Beispiel: Wippe für Kinder. Es gibt 1-seitige und 2-seitige Hebel.
  • Beim Hebel unterscheidet man Kraftarm und Lastarm.
  • Kraftarm: geht vom festen Drehpunkt bis zum Angriffspunkt der Kraft.
    Lastarm: geht vom festen Drehpunkt bis zum Angriffspunkt der Last.
  • Ein Hebel ist im Gleichgewicht, wenn gilt: Kraft mal Kraftarm = Last mal Lastarm

 

Die Rolle

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
mit gleichlangen Armen.

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.

Rollen-Flaschenzug

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.

Der Keil

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:

  • Der Keilwinkel ist zu groß , dann kann man den Werkstoff schlecht schneiden.
  • Der Keilwinkel ist zu klein ist, dann kann die Schneide des Werkzeugs abbrechen.

Schneidemaschine:

Die Messerschneiden der Schneidemaschine haben eine Keilform. Der Keilwinkel heißt hier Messerwinkel. Die Größe des Messerwinkels ist abhängig vom Material.

  • Für weiche Bedruckstoffe wie Saugpost ist ein Messerwinkel von 19gut.
  • Für Manilakarton ist ein Messerwinkel von 240  am besten.

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:

  • Parallel-Senkrechtschnitt      
  • Parallel-Schrägschnitt
  • Schwing-Senkrechtschnitt
  • Schwing-Schrägschnitt

Parallel-Senkrechtschnitt


M = Messer, S = Stapel, T = Tisch

  • Die Messerschneide bleibt parallel zur Stapel-Oberfläche.
  • Die Schneide schneidet senkrecht durch den Stapel.
  • Der Schneiddruck muss hoch sein.
  • Die Stoßbelastung der Maschine ist groß.
  • Verwendung: Gummi, Kork, Dämmplatten, Papier, Kunststoffen, Textilien stanzen

Parallel-Schrägschnitt    

  • Die Messerschneide bleibt parallel zur Stapel-Oberfläche.
  • Die Schneide schneidet schräg durch den Stapel.
  • Der Schneiddruck hängt ab von Stapelhöhe, Stapelgröße, Papierfestigkeit.
  • Die Stoßbelastung der Maschine ist groß.
  • Das Messer wirkt als Keil und auch als Säge mit sehr kleinen Zähnen.
  • Der Druck des Pressbalkens auf den Stapel muss hoch sein, damit sich der Stapel nicht verschiebt.
  • Verwendung: Papier und Karton schneiden

Schwing-Senkrechtschnitt

  • Das Messer ist schräg zur Stapel-Oberfläche.
  • Bei der Abwärts-Bewegung trifft das Messer zuerst auf eine Kante des Stapels.
    Die Schrägstellung wird kleiner.
    Unten ist die Schneide parallel zur Tisch-Oberfläche.
  • Verwendung: sehr elastisches Metall schneiden

Schwing-Schrägschnitt

  • Das Messer ist schräg zur Stapel-Oberfläche.
  • Die Schneide macht eine Weg-Kurve. Das Messer trifft nicht mit einem Schlag auf den Stapel, sondern in einer kurvenartigen Bahn. Das Messer schneidet beim Schwingen von links nach rechts, weg von der normalen Seitenanlage. Unten ist die Schneide parallel zur Tisch-Oberfläche.
  • Grund für die Kurve:
    Die beiden Schrägführungen des Messers liegen nicht genau parallel zueinander.
  • Das Messer wirkt als Keil und auch als Säge mit sehr kleinen Zähnen.
  • Vorteile:
    Der Schnitt braucht weniger Kraft als der Parallel-Senkrechtschnitt.
    Der Schnitt geht leichter.
    Es gibt weniger Materialstau.
    Das Messer wird geschont.

 

Bei manchen Schnellschneidern kann man auswählen, welchen Schnitt man einstellt:
Parallel-Senkrechtschnitt oder Parallel-Schrägschnitt.

Schrauben, Muttern, Gewinde

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.

Hauptgruppen von Schrauben:

  • Befestigungsschrauben
  • Bewegungsschrauben.

Auch mit Stiften und Keilen kann man Sachen miteinander verbinden.

Bewegungsschrauben

Bewegungsschrauben übertragen und übersetzen Bewegungen. Bewegungsschrauben müssen oft eine große Belastung aushalten, deshalb haben sie oft Flachgewinde oder Trapezgewinde.

Beispiele:
  • Bücherpressen
  • Drucker-Handpressen (Schraube aus Holz = Spindel erzeugt den Anpressdruck)
  • Einfache Schneidemaschinen. Hier wird der Pressbalken mit einer Schraube bewegt, an der ein Handrad ist.

Bewegungsschrauben heben und senken Stapeltische. Sie stellen Regulierhebel und Zeiger ein.

Grundgetriebe in den Maschinen der Druckweiterverarbeitung

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.

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Grundgetriebe in Maschinen der Druck-Weiterverarbeitung

  • Schraubgetriebe
  • Rollengetriebe
  • Zahnrädergetriebe
  • Kurbelgetriebe
  • Exzenergetriebe
  • Kurvengetriebe
  • Sperrgetriebe

 

Jedes Grundgetriebe besteht aus 3 Teilen:

  • Gestell
  • Antriebsglied
  • Abtriebsglied

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.

Schraubgetriebe

Das Schraubgetriebe ist eine Schraube-Mutter-Verbindung.

  • Das Schraubgetriebe wandelt eine Dreh-Bewegung in eine geradlinige Bewegung.
  • Die Schraube ist das Antriebsglied.
  • Die Mutter ist das Abtriebsglied.
  • Die Schraube schiebt bei ihrer Drehung das Abtriebsglied mit Mutter geradlinig seitwärts.
  • Ganz einfache Maschinen bestehen aus nur 1 Schraubgetriebe.
    Beispiel: Stockpresse des Buchbinders
     

Rollengetriebe

Rollengetriebe übertragen Drehleistungen. Es gibt 3-gliedrige und 4-gliedrige Rollengetriebe.

  • 3-gliedriges Getriebe: Die Antriebsrolle treibt die Abtriebsrolle an.
  • 4-gliedriges Getriebe: Ein Riemen verbindet die Antriebsrolle mit der Abtriebsrolle.

Das Rollengetriebe kann Drehzahlen umwandeln.

2 Beispiele:

  1. Die Drehzahl der Abtriebsrolle soll groß sein:
    Dann muss der Durchmesser der Abtriebsrolle kleiner sein als der Durchmesser der Antriebsrolle.
  2. Die Drehzahl der Abtriebsrolle soll klein sein:
    Dann muss der Durchmesser der Abtriebsrolle größer sein als der Durchmesser der Antriebsrolle.

 

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

Zahnrädergetriebe übertragen Drehleistungen, genau wie Rollengetriebe.

  • Zahnrädergetriebe sind beim Abrollen genauer.
  • Die Drehleistung wird durch Zahnräder oder durch eine Zahnstange übertragen. Eine Zahnstange verhält sich wie ein Zahnrad mit unendlich großem Durchmesser.
  • Es kann sich kein Schlupf bilden, weil die Zahnräder ineinandergreifen.
  • Wenn die beiden Zahnräder sehr weit voneinander liegen, kann man sie durch Zwischenräder oder eine Kette verbinden.
  • Zahnrädergetriebe wandeln Drehzahlen um, genau wie Rollengetriebe.
  • Die Drehzahl wird mit der Anzahl der Zähne berechnet.
Beispiel:

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.

Kurbelgetriebe

Kurbel-Getriebe verwandeln …

  • Dreh-Bewegungen in  →  hin-und-her-schwingende Bewegungen
    (in geraden Linien oder in verschieden gekrümmten Bahnen).
  • hin-und-her-schwingende Bewegungen in  →  Dreh-Bewegungen.

Beispiele für die Umwandlung von hin- und herschwingenden Bewegungen in Dreh-Bewegungen:

  • Otto-Motor
  • Diesel-Motor
     

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.

      

Exzentergetriebe

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.

Verwendung:

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.

Nachteil des Exzentergetriebes:

Der Reibungswiderstand ist hoch, weil zwischen Exzenter und Exzenterbügel eine große Berührungsfläche ist.

Anmerkung:

Häufig werden Scheiben als Exzenter bezeichnet, die nicht oder nur zum Teil rund sind. Das ist falsch. Diese Scheiben sind Kurvenscheiben, aber keine Exzenter.

Kurvengetriebe

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:

  • Gestell
  • Kurventräger
  • Abtriebsglied
     

Der Kurventräger ist eine Kurven-Scheibe oder ein Kurven-Schlitten.

Sperrgetriebe

Sperrgetriebe wandeln gleichförmige Antriebs-Bewegungen in nicht-gleichförmige Bewegungen um, die zeitweise anhalten.

Beispiele: Türschlösser, Uhren, Schalter, Signal-Geräte, Schusswaffen u.a.

Eigenschaften von Sperrgetrieben
  • Die Bewegungen sind unstetig = nicht-gleichförmig. Das ist der große Unterschied zu den anderen Grundgetrieben, die gleichmäßig und stetig arbeiten.
  • Die Bewegungs-Übergänge sind ruckartig.
  • Auch das Schrittschaltwerk ist ein Sperrgetriebe. Das Schrittschaltwerk verwendet man sehr oft bei Maschinen der Druckweiterverarbeitung. Das Schrittschaltwerk gibt es für kleine und für große Schaltwinkel.

Hydraulik

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.)

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Textoptimierte Version in Einfacher Sprache: 

Hydraulik

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.

Grundlegende Merkmale

  • Flüssigkeiten nehmen immer die Form des Behälters an, in dem sie sind.
  • Wenn man auf eine Flüssigkeit Druck ausübt, dann verteilt sich der Druck gleichmäßig in alle Richtungen.
Unterschied zu festen Körpern:

Ein fester Körper gibt den Druck nur in derselben Richtung weiter.

3 Beispiele:

  1. Man schlägt einen Nagel in einen Holzbalken. Wenn man mit dem Hammer in Längsrichtung auf den Nagel schlägt, dann treibt der Schlag den Nagel vorwärts ins Holz.
  2. Auto-Bremsen: Wenn man auf das Bremspedal tritt, dann gibt die Bremsflüssigkeit den Pedaldruck in genau gleicher Stärke an die Kolben in den Bremszylindern der Räder weiter. Durch die Hydraulik bremsen die Räder gleichmäßig und sicher.
  3. Hand-Hubwagen. Die Hydraulik verstärkt die Kraft. Deshalb können kleine hydraulische Hand-Hubwagen große und schwere Papierstapel anheben. Die Zugstange dient als Pumphebel für die hydraulische Presse.

Hydraulik in der Schneidemaschine

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.

Vorpresszeit:

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.

Herstellung von Büchern

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.

Pneumatik

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.

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Textoptimierte Version in Einfacher Sprache: 

Pneumatik

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.

Verwendung in der Druckweiterverarbeitung:

  • Man benutzt Luft mit etwas Überdruck zum Kühlen, Erwärmen und Trocknen.
  • Mit Luft trennt man Papierbogen und saugt sie an.
  • Papierstapel gleiten auf Luftkissen.

Manche Druckluft-Vorrichtungen arbeiten besser und wirtschaftlicher als hydraulische Vorrichtungen

Vorteile von Luft:
  • Luft gibt es überall auf der Erde, unendlich viel.
  • Man muss Luft nicht recyclen.
  • Man kann die Luft ins Freie ablassen.
  • Druckluft ist umweltfreundlich, sauber, schnell und ungefährlich.

 

Luft ist ein Gasgemisch

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.

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Textoptimierte Version in Einfacher Sprache: 

Luft ist ein Gasgemisch

Luft ist ein Gemisch aus Gasen und besteht aus:

  • 78% Stickstoff, 
  • 21% Sauerstoff.
  • Rest = 1%: Edelgase, Kohlendioxyd, Wasserdampf, Staub, Schwefelverbindungen.

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.

Luft lässt sich zusammendrücken

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.

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Luft kann man zusammendrücken

Eigenschaften von Luft

  • Luft kann man stark zusammendrücken – im Unterschied zu festen und flüssigen Körpern.

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.

  • Luft ist elastisch.

Wenn der Druck kleiner wird, dehnt sich die Luft von selbst wieder aus. Luft will den Raum ausfüllen, so wie jedes Gas.

  • Die Teilchen der Luft bewegen sich sehr schnell - mit einer Geschwindigkeit von 500 Meter je Sekunde im Raum.

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.

Luftdruck verteilt sich gleichmäßig

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).

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Textoptimierte Version in Einfacher Sprache: 

Luftdruck verteilt sich gleichmäßig

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

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.

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Verdichter

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

Lüfter kühlen Motoren, Maschinen und Werkzeuge. Man unterscheidet Radial-Lüfter und Axial-Lüfter.

Radial-Lüfter

Der Radial-Lüfter schleudert die Luft mit dem Schaufelrad nach den Seiten. Radial-Lüfter kühlen Elektro-Motoren.

Axial-Lüfter

Die Luft strömt parallel in Richtung der Achse des Schaufelrades.

Beispiel: Bohrmaschinen.

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.

 

Ventile

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.

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Ventile

Ventile sperren und öffnen die Wege für die Luft. Man unterscheidet Ventile nach Form des Verschlusses und nach ihrer Wirkung.

Unterscheidung nach Verschluss-Formen:

Teller-Ventile, Kugel-Ventile, Kegel-Ventile.
 

 

Unterscheidung nach Wirkung:

 

Wege-Ventile, Rückschlag-Ventile, Druck-Ventile, Drossel-Ventile.
 

  • Wege-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.

  • Rückschlag-Ventile

Luft fließt nur in eine Richtung.

  • Druck-Ventile

Sie regeln den Druck. Wenn der Druck zu hoch ist, öffnet das Ventil. Wenn der Druck niedrig ist, schließt das Ventil.

  • Drossel-Ventile

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.

Kolbenverdichter

Hohe Drücke lassen sich mit Kolbenverdichtern erreichen. In einem Zylinder ist ein abgedichteter Kolben verschiebbar gelagert. Der einfachste Kolbenverdichter ist die Fahrradluftpumpe.

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Kolbenverdichter

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.

Kompressor

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.

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Kompressor

Mit Kompressoren (=Verdichter) kann man sehr hohen Druck erzeugen.

Wie arbeiten Kompressoren?

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.

Wie arbeiten die Ventile? 

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.

Anleger

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.

Blas-, Saug- und Druckluft in der Druckweiterverarbeitung

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.

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Blasluft, Saugluft, Druckluft 

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.  

Regeln für die Einstellung des Anlegers 

4 Vorgänge sind für das richtige Funktionieren des Anlegers wichtig:

  • Blasluft
  • Saugluft
  • Kippung
  • Stapeltransport.

Diese 4 Vorgänge müssen sehr gut aufeinander abgestimmt sein.

Blasluft

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.

Saugluft

Die Saugluft muss den Bogen sicher ansaugen und festhalten. Sie darf aber nur 1 Bogen anziehen, damit kein Stopper entsteht.

Kippung

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.

Stapeltransport

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

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

  • Das Papier muss sicher geführt werden.
  • Die Luft-Technik muss gut funktionieren.
  • Die Luftströme müssen richtig eingestellt sein, damit der Bogen nicht auf der Trommel liegt, sondern auf dem Luft-Strom schwebt (= Luft-Polster).

Abb. 2.3.-27: Bogentransport auf einem Luftkissen. T = Trommel mit Blasluft-Düsen, B = Bogen, L = Leitblech

Luft macht schwere Papierstapel leicht.

Die Schneidemaschine hat einen Luft-Tisch. Auf diesem Luft-Tisch kann man schwere Papier- und Kartonstapel leicht bewegen.

  • Der Luft-Tisch hat kleine dunkle Kreise. Das sind die Köpfe der Kugel-Ventile. Die Kugeln erkennt man in der Kreismitte als helle Punkte.
  • Die Kugeln schließen die Ventil-Öffnungen und ragen etwas über die Tisch-Oberfläche hinaus. Wenn ein Papierstapel auf dem Tisch liegt, dann drückt er mit seinem Gewicht die Kugeln nach unten. Dann kann die Luft aus dem Gebläse strömen, an der Kugel vorbei nach oben unter den Papierstapel.
  • Weil die Luft aus allen Kugel-Ventilen strömt, schwebt der Papierstapel auf einem Luft-Kissen und man kann ihn leicht bewegen.
     

Abb. Kugelventil am Luft-Tisch geschlossen " offen. K = Kugel, G = Gebläseluft, P = Papierstapel, L = Luftkissen

Blas- und Druckluft am Rütteltisch

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

 Verlauf des Luftstroms

  • Die Luft strömt zuerst zum Filter und Wasserabscheider,
  • dann durch das Druckregel-Ventil und den Öler.
  • Der Öler sprüht einen feinen Öl-Nebel in die Druckluft, damit die beweglichen Teile der Anlage genügend Schmiermittel haben und gut gleiten.
  • Dann strömt die Druckluft in die Verteiler-Zentrale mit den Wege-Ventilen.
  • Schläuche leiten die Druckluft zu den verschiedenen Arbeitszylindern.

Elektrik

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!)

 

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Textoptimierte Version in Einfacher Sprache: 

Elektrik

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, …

  • weil man Elektrizität nicht durch andere physikalische Begriffe erklären kann, z.B. aus der Mechanik.
  • weil man Elektrizität nicht wahrnehmen kann. Menschen haben dafür kein Sinnesorgan.

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.

Eigenschaften von elektrischem Strom:

  • Elektrischer Strom ist elektromagnetisch (= Elektromagnetismus).
  • Elektrischer Strom ist elektrostatisch.

 

Beispiel: Papiertransport in der Falzmaschine

Papier kann sich elektrostatisch aufladen. Das merkt man, wenn 

  • die Bogen aneinander haften,
  • die Bogen am Anleger nicht voneinander getrennt werden,
  • der Falzbogen nicht gut transportiert wird.
    Der Falzbogen bleibt an Maschinenteilen oder Rollentischen hängen.
Ursachen für statische Aufladung:
  • Reibung an glatten Metall-Oberflächen bei hoher Laufgeschwindigkeit
  • zu niedrige Luft-Feuchtigkeit (relative Luft-Feuchtigkeit kleiner als 55 %)
  • glattes Papier
  • niedriges Papier-Gewicht
  • weiches Papier
Folge:

Unterschiedliche elektrostatische Aufladung, denn alle Stoffe haben positive und negative Ladungen.

Stoffe, die keinen elektrischen Strom leiten, nennt man Nicht-Leiter oder Isolatoren.

Maßnahmen, damit sich Bogen nicht elektrostatisch aufladen:
  • Falzbogen akklimatisieren (= an die Raumtemperatur angleichen),
  • Bogenschütteln
  • Flüssigkeit an der Maschine verdunsten
  • Falzwalzen, Taschen und Rollentische mit Anti-Statik-Spray einsprühen.
Hinweis:

Das Kapitel Elektrik ist stark gekürzt. Für mehr Informationen bitte die PDF-Datei herunterladen. Besonders wichtig: Kapitel 2.4.5 – Gefahren und Schutzmaßnahmen

Elektronik

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.

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Was ist Elektronik?

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.

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Grundbausteine der Elektronik

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!)

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Logische Schaltungen

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!)

 

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Steuerung und Regelung

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.

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Sensorik

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.

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Sensorik

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.

Aufgabe der Sensorik

Mit Sensoren Eigenschaften, Zustände und Veränderungen in Prozessen prüfen und messen.

  • Sensoren sind Signalgeber (auch Aufnehmer, Fühler oder Sonden.)
    Sie zeigen eine Abweichung von Soll-Größen an.
  • Sensoren können unterschiedliche Eigenschaften messen, z.B. Feuchtigkeit, Temperatur, Druck, Helligkeit und Beschleunigung.
  • Sensoren gibt es für die meisten physikalischen Größen (z.B. Temperatur, Druck, Länge, Breite …).
    Oft kann man durch Kalibrieren aus Sensor-Signalen auch Messwerte ableiten.
  • Sensoren formen elektrische, mechanische, thermische, optische, akustische und chemische Größen in elektrische Signale um. Manchmal verläuft dieser Umformungsprozess in mehreren Stufen.
Beispiel: Zugspannung von Papier messen

Papier muss in einem Trichterfalz immer gleichmäßig gespannt sein.

Das Messen der Papier-Zugspannung ist eine Kraftmessung in mehreren Schritten:

  • Eine Feder wird elastisch in einen Weg umgeformt.
  • Der Weg ändert ein Widerstandsverhältnis über eine Potentiometer-Verstellung.
  • Das Widerstandsverhältnis verändert den Spannungsabfall.
  • Die veränderte Spannung wird über einen Sender übertragen.
  • Der Sender dient zur Messung, Steuerung, Regelung oder Überwachung.
Wichtige Eigenschaften von Sensoren:
  • Genauigkeit
  • Zuverlässigkeit
  • Empfindlichkeit
  • Auflösungsvermögen
  • Verarbeitungsgeschwindigkeit

Aktive und passive Sensoren

Aktive Sensoren

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

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.

Sensoren mit Widerstandsänderungen

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.

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Sensoren mit Widerstandsänderungen

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.

Sensoren mit Widerstandsänderungen sind:

  • Widerstandssensoren
  • Dehnungsmessstreifen
  • Widerstandsthermometer
  • potentiometrische Sensoren

Widerstandssensoren

Beispiele:

  • Schalter in einem elektrischen Stromkreis:
    Der Schalter ist geöffnet  = großer (unendlicher) Widerstand.
    Der Schalter ist geschlossen = kleiner (kein) Widerstand.
  • Widerstandssensoren  bei Schutzvorrichtungen:
    Der Planschneider schneidet nur, wenn man den Schalter der Zweihand-Schnittauslösung drückt.
  • Widerstandssensoren zur Kontrolle, z. B. ob genügend Klebstoff im Klebstoffbehälter ist.
    Wenn es zu wenig Klebstoff gibt, dann ist der Widerstand unendlich und die Lampe geht aus.
    Grund: Auch der Klebstoff zwischen den Elektroden leitet elektrischen Strom.

Abb. 2.6-6 Kontrolle der Klebstoffmenge

 

Dehnungsmessstreifen

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.

Folien-Dehnungsmessstreifen

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):

  • In Längsrichtung sind die Leitungswege sehr dünn.
  • In Querrichtung sind die Leitungswege sehr breit.
  • Durch diese Anordnung ist der Leiter sehr lang, auch auf der kleinen Fläche.
  • Bei der Dehnung in Längsrichtung ändert sich der Widerstand viel.
  • Bei der Dehnung in Querrichtung ändert sich der Widerstand wenig.

 

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

Kraftmessdose mit Dehnungsstreifen

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.

Verwendung:
  • Kraft an Prägepressen messen
  • als Wägezellen für elektronische Waagen

Widerstandsthermometer

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.

Verwendung:
  • zur Temperatur-Regelung (Sollwertgeber) bei der Hotmelt-Klebung
  • in Temperatur-Regelkreisen
  • zur Bestimmung von Feuchte oder Temperatur in einem Papierstapel

Potentiometrische Sensoren

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.

Verwendung:
  • zur Steuerung des Sattels beim Planschneider

Induktive Sensoren

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.

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Induktive Sensoren

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.

Aufgaben von induktiven Sensoren:

  • Produkte oder Ereignisse zählen.
  • Fehlerhafte Produkte mit einem Magnetventil aussortieren
Beispiel: Induktive Sensoren in Klebebinde-Anlagen

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

  • die Induktivität,
  • die induktive Kopplung oder
  • die Wirbelstrom-Bildung.

 

Kapazitive Sensoren

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.

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Kapazitive Sensoren

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).

Aufgaben von kapazitiven Sensoren (=Taster):

  • Höhe des Papierstapels messen bei Flachstapel-Anlegern
  • Stapelvorschub zum Saug-Rad steuern bei Rundstapel-Anlegern
  • Reflexionslichtschranken überwachen den Bogendurchlauf bei neuen Falzmaschinen

 

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.

Kapazitive Füllhöhenmesser:

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

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.

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Ultraschall-Sensoren        

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.

Aktive Sensoren

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.

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Aktive Sensoren

Thermo-Elemente

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

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.

  • Piezoelektrische Sensoren gibt es als Piezodrucktaster (=Folientasten).
  • Das Tastelement besteht aus einer ca. 0,15 mm dünnen Piezokeramikfolie. 

Wenn man das Element um weniger als 15μm verformt, so bekommt man schon ein genügend großes Signal zum Schalten.

Induktionssensoren

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 Tachokoeffizient (KT) ist die Kenngröße des Tachogenerators.
  • Tachogeneratoren benutzt man in Falzmaschinen beim Falzkleben.

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

Sensoren mit Fotoelementen verwendet man z. B.

  • in Feuersensoren von Brand-Meldeanlagen,
  • an Falzmaschinen zur Doppelbogen-Kontrolle.

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

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.

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Opto-elektronische Sensoren

Opto-elektronische Sensoren sind in der Druckweiterverarbeitung sehr wichtig. Man verwendet Fotosensoren für Näherungsschalter oder als Reflexions-Lichtschranken.

Opto-elektronische Sensoren bestehen aus  

  • Sender, der gepulstes Infrarotlicht ausstrahlt und
  • Empfänger, der das Infrarotlicht empfängt und in elektrische Signale umwandelt.

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.

Opto-elektronische Näherungssensoren

Aufgaben von opto-elektronischen Näherungssensoren:
  • Abtasten von Objekten, die seitlich und frontal anfahren
  • Hell-Dunkel-Unterscheidung
  • Abrisskontrolle
  • Kontrolle der Rollendicke

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.

Reflexions-Lichtschranke (= foto-elektronischer Reflexionstaster)

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.

  • Der Sender wirft Licht auf den Reflektor,
    der Reflektor wirft das Licht wieder zurück auf den Empfänger
    (= Einheit aus Sender und Empfänger).
  • Der Lichtweg wird vom Abtast-Objekt (z. B. Buch) unterbrochen.
  • Wenn das Buch den Lichtstrahl nicht mehr unterbricht, dann schließt der Ausgang.
Aufgaben der Reflexions-Lichtschranke:
  • Falzbogen melden beim Falzkleben
  • Vorlauf steuern (z.B. 100 mm)
  • Leimlänge steuern (z.B. 120 mm)
  • Falzschwert steuern in Falzmaschinen.
    Der Reflexionstaster meldet den Bogen an die Steuerung.
    Die Steuerung senkt dann das Falzschwert zum richtigen Zeitpunkt ab.
  • Antrieb der Auslagebänder steuern in Schuppen- und Stehendbogen-Auslegern, je nach Materialzuführung.

Reed Schalter

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.

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Reed Schalter

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.

Intelligente Sensoren

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.

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Intelligente Sensoren

In der Druckweiterverarbeitung verwendet man immer öfter intelligente Sensoren.

Intelligente Sensoren bestehen aus

  • Sensor
  • Elektronik zum Auswerten
  • Chip, der das vom Sensor gelieferte Signal verstärken oder verformen kann.

Wenn man intelligente Sensoren mit Mikro-Rechnern verbindet, dann kann man komplexe Steuerungen oder Korrekturen durchführen.

Sensorik - Zeitungsproduktion

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.)

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Induktive Sensoren an einer Fehl- und Doppelbogenkontrolle

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.

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Induktive Sensoren bei der Fehl- und Doppelbogen-Kontrolle

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

Einsatz von Lichtschranken in der Verpackung

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.)

 

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Lichtschranken bei der Verpackung

Für Messungen über einen größeren Abstand benutzt man Lichtschranken.

Man unterscheidet 3 Arten:

  • Einweg-Lichtschranke

Es gibt einen Sender und einen Empfänger. Der Sender sendet Licht an den Empfänger. Der Empfänger verarbeitet das Licht zu einem Signal.

  • Reflexions-Lichtschranke

Sender und Empfänger sind in einem Gehäuse. Das Licht wird über einen Reflektor zurückgesendet und wird als Signal verarbeitet.

  • Lichttaster

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.

Lichtschranken für die Paketzählung

An Verpackungsmaschinen verwendet man meistens Einweg-Lichtschranken oder Reflexions-Lichtschranken zum Erfassen und Zählen der Pakete.
 

Paket zählen mit einer Reflexions-Lichtschranke

  • Die Pakete werden auf einem Transportband transportiert.
  • Sie laufen durch einen Lichtstrahl, der von einer Lichtschranke (Sender und Empfänger) gesendet wird.
  • Wenn ein Paket durch den Lichtstrahl läuft, wird der Lichtstrahl unterbrochen.
  • Der Empfänger bekommt kein Signal.
  • Das Fehlen des Signals nutzt man zum Zählen der Pakete.

 

Abb. 2.7.-5: Rücksendung des Lichtstrahls 

Abb. 2.7.-6: Unterbrechung des Lichtstrahls.

 

Einweg-Lichtschranken für die Erkennung von Schrägbogen

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

  • Bei der Schrägbogenkontrolle laufen die Zeitungen durch einen Lichtrahmen.
  • Der vom Sender ausgehende Lichtstrahl wird von Prisma 1 über Prisma 2 zum Empfänger weitergeleitet. Je nach Größe der Zeitung kann man den Lichtrahmen in der Breite und Höhe einstellen.
  • Vorteil der Prismen:
    Prismen sind schräg. Deshalb bleibt weniger Papierstaub liegen.
    Papierstaub kann Störungen verursachen.
  • Je kleiner der Abstand zwischen dem Lichtrahmen und der Zeitung ist, desto kleiner ist die Toleranz für Schrägbogen.
  • Wenn eine schräge Zeitung durch den Lichtrahmen der Schrägbogen-Kontrolle läuft, dann wird der vom Sender ausgehende Lichtstrahl von Prisma 1 an Prisma 2 weitergeleitet. Von Prisma 2 zum Empfänger unterbricht das schräge Produkt den Lichtstrahl.
  • Der Empfänger gibt diese Unterbrechung an die Elektronik weiter. Die Zeitung wird ausgeschleust. Beim Erfassen der Produktionsdaten wird die Zeitung gleichzeitig als Schrägexemplar gezählt.

 

Abb. 2.7.-7: Schrägbogen-Kontrolle

Abb. 2.7.-8: Schräges Produkt läuft durch den Lichtrahmen

Hinweis:

Für mehr Informationen zu Sensoren in der Druckweiterverarbeitung, bitte die PDF-Datei herunterladen. Dort finden Sie auch noch mehr Abbildungen.

3.0 Material, Werk- und Hilfsstoffe

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.)

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Papier, Karton, Pappe

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.)

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Papier, Karton, Pappe

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: 

  • Zeitungen und Zeitschriften, Bücher, Werbung und Bürobedarf (= knapp die Hälfte der Papierproduktion)
  • Verpackungen
  • Hygienepapiere
  • Technische Papiere u.a.
     

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

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

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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.

Mehr Informationen:

Herstellung von Kartons

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.

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Herstellung von Kartons

Faserstoff: Weißschliff, Zellstoff und Altpapier (-> 3.1.1.2)

Herstellung:

Einlagige Kartons: auf der Langsieb- oder Rundsieb-Maschine

Mehrlagige Kartons: 2 Möglichkeiten

  • Bahnen gautschen
  • Bahnen kleben

Gegautschter Karton

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.

Herstellung:
  • Auf mehreren Langsieb-Maschinen, die miteinander kombiniert sind 
  • oder auf Rundsieb-Maschinen 
  • oder auf einer Kombination von Langsieb- und Rundsieb-Maschinen.

Geklebter Karton

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).

Kartonarten

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.

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Karton-Arten

Karton-Art

 Bezeichnung

Material / Eigenschaft

einlagig

Naturkarton

Dicker Faserstoff

mehrlagig

Multiplex-Karton

Lagen können sich unterscheiden bei

  • Stoff-Zusammensetzung
  • Flächengewicht
  • Farbe

Lagen werden nass verbunden (gegautscht)

2-schichtig

Duplex-Karton

Aus 2 Lagen, die auf 1 Seite glatt sind.

  • Vorderseite: aus Zellstoff und/oder Holzstoff und/oder Altpapier
  • Rückseite: aus Altpapier, evtl. mit Zellstoff

3-schichtig

Triplex-Karton

z. B. Chromo-Ersatzkarton und Bristol-Karton

Aus 3 Lagen, die auf 1 Seite glatt sind.

  • Vorderseite (Decklage) aus Zellstoff und/oder Altpapier
  • Einlage (Zwischen-Lage): aus Altpapier
  •  Rückseite (Decklage) aus Holzstoff und/oder Zellstoff und/oder Altpapier.

Chromo-Ersatzkarton: aus 3 Lagen

1-seitig gestrichener Umschlag oder Faltschachtel-Karton

Eigenschaften:
  • 1- oder 2-seitig holzfrei weiß gedeckt        
  • helle Einlage (Zwischen-Lage) mit hohem Holzstoffanteil.

Bristolkarton: aus 3 oder mehr Lagen.

Eigenschaften:
  • Die 2 Deckschichten sind holzfrei,
  • die Einlage (Zwischen-Lage) enthält meistens Holz.

Gestrichene Kartons:  aus 1 oder mehreren Lagen.

Eigenschaften:
  • 1-seitig oder 2-seitiger Kreide-Aufstrich,
  • kann farbig sein.

Beschichtete Kartons: aus 1 oder mehreren Lagen

Eigenschaften:
  • 1-seitig mit Kunststoff beschichtet
  • oder mit Kunststoff- oder Metall-Folie kaschiert.

Verwendung von 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.

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Verwendung von Karton

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.

Anforderungen an Karton

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.

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Anforderungen an Karton

Anforderung 

Begründung

Gute Rill-Fähigkeit

  • Die Deckschicht darf nicht platzen,
  • die einzelnen Lagen dürfen sich nicht aufspalten,
  • eine Lackierung oder Beschichtung (Strich) darf nicht brechen.

Hohe Elastizität

  • Man muss den Karton biegen und verformen können.
  • Der Karton muss sich verdichten können, damit man ihn mit Rill-Werkzeugen bearbeiten kann.
  • Der Karton darf beim Rillen oder Prägen nicht brechen.

Hohe Spaltfestigkeit

  • Die Schnittkanten oder der Broschuren-Rücken dürfen sich nicht spalten.
  • Die einzelnen Lagen dürfen sich nicht ablösen.

Gute Stanz- oder Schnittfestigkeit

  • Beim Schneiden oder Stanzen dürfen keine überstehenden Kanten entstehen (gratfrei).
  • Der Karton darf beim Schneiden oder Stanzen nicht einreißen. 

Stabile Größe und
plane Fläche (Planlage)

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.

Behandlung und Lagerung von Karton

Für die Behandlung und Lagerung von Karton gelten weitgehend dieselben Bedingungen wie bei Papier (siehe 3.1.1.9).

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Behandlung und Lagerung von Karton

Für die Behandlung und Lagerung von Karton gelten die gleichen Regeln wie bei Papier.

  • Behandlung und Lagerung von Papier

Papier

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Papier

Papier besteht aus Pflanzenfasern und Hilfsstoffen. Es gibt sehr viele verschiedene Papierarten.

Wichtige Merkmale zur Unterscheidung:
  • Art der Herstellung (3.1.1.1)
  • Stoff-Zusammensetzung (3.1.1.2)
  • Stoffmahlung und Zusatzstoffe (3.1.1.3)
  • Herstellung der Papier-, Karton- und Pappenbahn (3.1.1.4)
  • Oberfläche (3.1.1.5)
  • Lieferformen von Papier (3.1.1.6)
  • Din-Formate (3.1.1.7)
  • Verwendung in der Druckweiterverarbeitung (3.1.1.8)
  • Behandlung und Lagerung von Papier (3.1.1.9)

Papiere nach der Art der Herstellung

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.

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Herstellung von Papier

Man unterscheidet 2 Arten der Herstellung:

  • handgeschöpfte Büttenpapiere
  • maschinell hergestellte Massenpapiere

Handgeschöpfte Büttenpapiere

Für die Herstellung handgeschöpfter Büttenpapiere braucht man:

  • Bütte (= großes Fass ohne Deckel)
  • Faserbrei aus Wasser und Stoffresten (Leinen, Hanf, Baumwolle = Hader)
  • Metallsieb in einem Holzrahmen

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.

Merkmale:
  • Unregelmäßige Ränder, die nach nach außen dünner werden.
  • Die Fasern haben keine Laufrichtung. Das Papier kann sich nach allen Seiten dehnen.
  • Wenn man den Bogen gegen das Licht hält, sieht man die Struktur des Siebes.
  • Die Oberfläche ist nicht glatt.
Verwendung für:
  • Künstlerische Arbeiten
  • Vorsatzpapier, Überzugspapier
  • Wertvolle Gästebücher und Chroniken
  • Urkunden und Dokumente
     

Hinweis:

Nur sehr wenige Betriebe machen heute noch handgeschöpfte Büttenpapiere.

Maschinell hergestellte Papiere

Papiere werden heute auf modernen und schnellen Maschinen hergestellt.

Merkmale im Unterschied zu handgeschöpften Papieren:
  • eine Laufrichtung
  • glatte Ränder
  • glatte und gleichmäßige Oberflächen
Wichtige Kriterien für die unterschiedlichen Papier-Arten:  
  • Aus welchen Stoffen sind Papiere hergestellt? (3.1.1.2)
  • Wie ist die Papier-Oberfläche? (3.1.1.5)
  • Wie werden die Papiere weiterverarbeitet? (3.1.1.8)

Papiere nach der Faserstoffzusammensetzung

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.

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Papiere nach der Faserstoff-Zusammensetzung

Die meisten Papiere werden aus pflanzlichen Rohstoffen hergestellt:

  • Holz, am besten Nadelholz
  • Stroh und einige Gräser

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

Einteilung der Faser-Halbstoffe:

Man unterscheidet:

  • mechanische Holzstoffe:
    Holzschliff (Weißschliff), Braunschliff, Refiner-Holzstoff
  • thermisch/chemisch vorbehandelte Holzstoffe:
    thermischer Refiner-Holzstoff, chemisch thermischer Refiner-Holzstoff

Mechanische Holzstoffe

Holzschliff (Weißschliff)

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.

Braunschliff

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).

Refiner-Holzstoff (RMP)

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.

Vorteile:
  • Man kann Industrie-Restholz, Sägewerk-Abfälle und grobes Sägemehl verwenden.
  • Lange und feste Fasern
  • Wenig Splitter
     

Internationale Bezeichnung: Refiner-Mechanical-Pulp (RMP)

Thermisch / chemisch vorbehandelte Holzstoffe

Thermo-mechanischer Holzstoff (TMP)

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) 

Vorteile:
  • Sehr schonende Zerfaserung
  • Lange geschmeidige Holzfasern, da nur wenige Fasern beschädigt werden.
  • Unbeschädigte Fasern bewirken eine höhere Festigkeit.
  • Qualitativ sehr hochwertiger Holzstoff
  • Es gibt kaum Splitter. 
     

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

Chemisch-thermomechanischer Holzstoff (CTMP)

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.

Vorteile:
  • Die Fasern bleiben lang und geschmeidig.
  • Die Fasern bilden eine Vorstufe zum Zellstoff.
     

Internationale Bezeichnung: Chemical-Thermo-Mechanical-Pulp (CTMP)

Holz-Anteile und Papier-Qualität

Holz-Anteile im Papier können sich positiv und negativ auf die Papier-Qualität auswirken.

Positiv:

  • Das Papier ist weniger durchsichtig (= höhere Opazität)
  • Papier kann bei niedrigerem Flächengewicht verwendet werden, z.B. für Zeitungen
  • Das Papier oder der Karton haben eine bessere Biegefestigkeit.
     

Negativ:

  • Das Papier ist nicht so fest.
  • Das Papier ist leicht gelb.
  • Bei Lichteinwirkung kann es brüchig werden.
  • Mehrlagiger Karton ist weniger spaltfest (= er spaltet sich schnell).
  • Beim Schneiden und Falzen entsteht viel Staub.
     

Sonstige Rohstoffe für die Papier-Herstellung

Zellstoff

Zellstoff wird durch chemischen Aufschluss aus Holz gewonnen. Aufschluss bedeutet: Zerlegung in einzelne Fasern.

Verfahren:  
  1. Holz wird zu Hackschnitzeln zerkleinert.
  2. Die Hackschnitzel werden in Säuren oder Laugen bei hohem Dampfdruck gekocht.
  3. Lignin und Harze lösen sich aus dem Holz.
  4. Man erhält ganze Zellstoff-Fasern, die sehr fest sind.
Vorteile:
  • Papiere und Kartons aus Zellstoff sind sehr fest, zäh, elastisch und formbar.
  • Bei Lichteinwirkung vergilben sie nicht.
Hinweis:

Papiere aus Zellstoff nennt man holzfrei, obwohl der Rohstoff Holz ist.

Hadernstoffe

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.

Verwendung von Hadernpapier

Hochwertige Papiere, die falz- und knitterfest sein müssen, z.B. für Geldscheine und Urkunden.

Synthetische Fasern

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.

Vorteile:
  • Synthetische Fasern sind sehr fest.
  • Sie nehmen kein Wasser auf.
  • Sie verrotten nicht.
  • Sie verfilzen nicht.
  • Es gibt auch wasserfeste Sorten.

Faserstoffe aus Altpapier

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.

Verwendung von Altpapier

Umweltpapier, Packpapier, Karton und Pappe.

Papier-Arten

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
+ Zellstoff oder Altpapier

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

 

 

Einfluss der Stoffmahlung und der Zusatzstoffe auf die Papiereigenschaften

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.

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Stoffmahlung und Zusatzstoffe

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:

  1. schneidende Mahlung (rösche Mahlung)
  2. quetschende Mahlung (schmierige Mahlung)

Schneidende (= rösche) Mahlung: 

Merkmale:
  • Die Fasern werden senkrecht zu ihrer Längsachse abgeschnitten.
  • Die Faser-Hohlräume bleiben erhalten, die Faser wird nur gekürzt.
  • In den hohlen Fasern kann sich Wasser einlagern.
Eigenschaften von Papier mit diesen Fasern:
  • sehr saugfähig, da sich Wasser in den hohlen Faser einlagern kann
  • weich und nicht so fest
  • opak (undurchsichtig)

Beispiele: Werkdruckpapiere, Löschpapiere, Hygienepapiere.

Quetschende (= schmierige) Mahlung:

Merkmale:
  • Die Fasern werden gequetscht uns in feinste Einzelfäserchen aufgerissen.
  • Die Faser-Hohlräume werden zerstört, die Faser-Länge bleibt gleich.
  • Die Faser-Oberfläche wird größer. 
Eigenschaften von Papier mit diesen Fasern:
  • Die Fasern liegen enger/dichter und verfilzen mehr.
  • wenig saugfähig
  • sehr fest
  • transparent (durchsichtig)

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)

Hilfsstoffe (= Zusatzstoffe):

a) Füllstoffe

b) Leimstoffe

c) Farbstoffe

d) spezielle Hilfsstoffe.

Mit Hilfsstoffen kann man dem Papier bestimmte Eigenschaften geben.

a) Füllstoffe

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):

  • Die Oberfläche wird glatter, auch beim Satinieren.
  • Das Papier wird undurchsichtiger.
  • Das Papier wird weißer.
  • Das Papier wird weicher.
  • Das Papier nimmt Druckfarbe besser auf.
  • Die Plan-Lage wird besser, es liegt plan (flach, eben). 
  • Man braucht weniger teure Faserstoffe. Das Papier wird billiger.
     

Negative Einflüsse auf die Papier-Qualität

  • Das Papier wird weniger fest und weniger dehnbar. Dann kann man Karton nicht mehr gut rillen (eine Linie eindrücken, an der man gut falten kann).
  • Es gibt viel Staub, z. B. beim Schneiden.
  • Die Standzeiten  bei Schneidmessern sind kürzer.
  • Das Papier wird schwerer, es hat ein höheres Papier-Gewicht.

b)  Leimstoffe

Leimstoffe sind Naturharze, Kunstharze und Stärke. Die Leimung soll das Papier weniger saugfähig machen.

Nachteile bei Papier mit hoher Saugfähigkeit:

  • Tinte verläuft beim Schreiben
  • Klebstoff zieht ein und durchweicht das Papier. Man kann das Papier dann schlecht verarbeiten, z.B. beim Kaschieren.
     

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 :

  • Stoff-Leimung: Die Leimstoffe werden direkt in die Papiermasse gemischt.
  • Oberflächen-Leimung: die Leimstoffe werden auf die Papierbahn gebracht.

c) Farbstoffe

Man unterscheidet:

  • Stoff-Färbung:
    Die Farbstoffe werden direkt in die Papiermasse gemischt. Vorsatz- und Überzugspapiere sollen im Stoff gefärbt sein, damit man z.B. Beschädigungen nicht so gut sieht.
  • Oberflächen-Färbung:
    Die Farbstoffe werden auf die Papierbahn gebracht. Hier sieht man beim Schneiden oder Reißen das weiße Papier.

 

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.

d)  Spezielle Hilfsstoffe

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.

 

Herstellung der Papier-, Karton- und Pappenbahn

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.

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Herstellung der Papier-, Karton- und Pappenbahn

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:

  1. Langsieb-Maschinen
  2. Rundsieb-Maschinen

1. Langsieb-Maschine

Die Langsieb-Maschine ist die häufigste Maschine.

Arbeitsablauf:

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.

Vorteile von Doppelsieb-Maschinen:
  • Das Wasser wird auf beiden Seiten abgezogen. 
  • Sie arbeiten schneller.
     

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

 

2. Rundsieb-Maschinen

Die Rundsieb-Maschine wird seltener verwendet. Sie arbeitet langsamer und ist vor allem für hochwertige Papiere.

Arbeitsablauf:

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

 

Teile der Langsieb- oder Rundsieb-Maschine
  • Siebpartie
  • Pressenpartie
  • Trockenpartie

Der Arbeitsablauf ist bei beiden Maschinen grundsätzlich gleich.

Siebpartie

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.

  • Die Filz-Seite ist die Oberseite.
  • Die Sieb-Seite liegt auf dem Sieb und zeigt eine leichte Siebmarkierung = Unterseite.

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.

Pressenpartie

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.

Trockenpartie

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

 

Papiere nach ihrer Oberflächenbeschaffenheit

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.

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Papiere nach ihrer Oberfläche

Viele Papiere werden nicht so verwendet, wie sie aus der Papiermaschine kommen. Sie werden weiterbearbeitet. Sie bekommen eine Oberflächen-Veredelung.

Man unterscheidet:
  • Maschinenglatte Papiere
  • Satinierte Papiere
  • Geprägte Papiere
  • Gestrichene Papiere
  • Beschichtete Papiere

Maschinenglatte Papiere

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.

Satinierte Papiere

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)

Geprägte Papiere

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.

Gestrichene 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

  • Pigmenten (z. B. Kaolin, Kreide, Satinweiß),
  • Bindemitteln (Kunststoff-Dispersionen, Stärke oder Kasein) und
  • Streich-Hilfsmitteln.
     

Die Oberfläche kann matt, seidenmatt (halbmatt) oder glänzend sein, je nach

  • Zusammensetzung der Streich-Masse,
  • Streich-Verfahren,
  • Stärke des Satinierens.
     

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.

Beschichtete Papiere

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.

Kaschieren

Beim Kaschieren werden 2 Flächen aufeinander geklebt.
Man kann z.B. Kunststoff- oder Metall-Folie auf Papier oder Pappen aufkleben.

 

Lieferformen von Papier

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)

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Liefer-Formen von Papier

Rollenpapier

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

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.

Verpackung

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

Formatpapier und Laufrichtung

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 Falz-Eigenschaften (In Laufrichtung kann man besser falzen.)
  • die Reißfestigkeit (In Laufrichtung ist Papier fester.)
  • die Ausdehnung bei Feuchtigkeit (In Laufrichtung dehnt sich Papier weniger aus als in Querrichtung.)

Die Dehnrichtung liegt quer zur Laufrichtung. Sie heißt Dehnrichtung, weil sich das Papier in diese Richtung ausdehnt, wenn es feucht wird.

Laufrichtung und Weiterverarbeitung

Bei der Weiterverarbeitung ist die Laufrichtung besonders wichtig.

  • Der Rücken von Büchern und Broschuren muss in der Laufrichtung liegen.
  • Bei Vorsatz- und Überzugpapieren muss die Laufrichtung parallel zum Rücken sein.
  • Falzen gelingt in Laufrichtung am besten.

Kennzeichnung der Laufrichtung

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?

  • Mit der Bezeichnung „Schmalbahn“ und „Breitbahn“.
  • Mit den Buchstaben SB oder BB, besonders bei DIN-Formaten.
  • Bei der Format-Angabe ist ein großes M (für Maschinen-Laufrichtung).
  • Bei der Format-Angabe ist eine Zahl unterstrichen. Das ist die Dehnrichtung.
  • Auf der Verpackung zeigt ein Pfeil die Laufrichtung an.

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

 

DIN-Formate

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.

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DIN-Formate

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:

  • Das Seitenverhältnis von Breite und Höhe des Papiers ist immer 1:1,41.

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.

  • Die Maße sind auf ganze Millimeter gerundet.

 

    Abb.  DIN -Formate

Flächenmaße

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.

  • Flächenmaß DIN A1: 1/2 m2
  • Flächenmaß DIN A2: 1/4 m2
  • Flächenmaß DIN A3: 1/8 m2
  • Flächenmaß DIN A4: 1/16 m2
  • usw.

Papierformate werden immer so angegeben: Breite x Höhe

Beispiel: 
210 x 297 mm = A 4 hoch
297 x 210 mm = A 4 quer.

DIN A Formatreihe

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

840 x 1188

860 x 1220

DIN A1

594 x 840

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.

DIN B Formatreihe

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.

DIN C Formatreihe

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.

Standardformate für Umschläge:

DIN C4: 229 x 324 mm

DIN C5: 162 x 229 mm

DIN C6: 114 x 162 mm.

 

 

Papiere der Druckweiterverarbeitung (1)

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.

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Papiere der Druck-Weiterverarbeitung (1): Büttenpapiere

Büttenpapiere kann man einteilen in:

  • Handgeschöpfte Büttenpapiere und
  • Maschinen-Büttenpapier

Handgeschöpfte Büttenpapiere

Für die Herstellung handgeschöpfter Büttenpapiere braucht man:

  • Bütte (= großes Fass ohne Deckel)
  • Faserbrei aus Wasser und Stoffresten (Leinen, Hanf, Baumwolle = Hader)
  • Metallsieb in einem Holzrahmen

Man taucht die Schöpfform in den dünnflüssigen Faserbrei ein und schöpft einzelne Bogen. Dann werden die Bogen zwischen Filzen gepresst und zum Trocknen aufgehängt.

Merkmale:
  • Unregelmäßige Ränder, die nach nach außen dünner werden.
  • Die Fasern haben keine Laufrichtung. Das Papier kann sich nach allen Seiten dehnen.
  • Wenn man den Bogen gegen das Licht hält, sieht man die Struktur des Siebes.
  • Die Oberfläche ist nicht glatt.
Verwendung:
  • Künstlerische Arbeiten
  • Vorsatzpapier, Überzugspapier
  • Wertvolle Gästebücher und Chroniken
  • Urkunden und Dokumente.
Hinweis:

Nur sehr wenige Betriebe machen heute noch handgeschöpfte Büttenpapiere.

Maschinen-Büttenpapier

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.

Merkmale:
  • Unregelmäßigen Ränder
  • Die Fasern haben eine Laufrichtung.

Maschinenbüttenpapier und Handbüttenpapier sehen gleich aus und haben eine gleich hohe Qualität.   

Verwendung:

Meist als Vorsatzpapier und Überzugspapier.

Sehr bekannt sind Ingres-Bütten (feine Struktur) und Bugra-Bütten (grobe Struktur).

Imitierte Büttenpapiere

Merkmale:
  • Sie werden auf der Langsieb-Maschine hergestellt.
  • Man sieht die Struktur des Siebes.
  • Die Ränder sind glatt geschnitten.
  • Es gibt sie in vielen Farben.
Verwendung:

Meist als Vorsatzpapier und Überzugspapier.

Büttenkartons

Büttenkartons sind dicker als Büttenpapiere und haben ein höheres Gewicht.

Verwendung:

Gute Akzidenz-Drucke, Urkunden, Umschläge für wertvolle Broschuren.

Japan-Papiere

Japan-Papiere sind handgeschöpfte Papiere aus Japan.

Merkmale:
  • hochwertigen Pflanzenfasern, z.B. Bast
  • lange Fasern, nicht geleimt
  • sehr fest
  • verschiedene Strukturen und Formate
  • verschiedene Stärken, von hauchdünnen Seidenpapieren bis zu starken Kartons
  • Es gibt weiße, gelbliche, gefärbte, mehrfarbige und gemusterte Papiere.
Verwendung:

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.

Verarbeitung:

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.

Vorsatzpapier

Das Vorsatzpapier verbindet den Buchblock mit der Decke. Es verdeckt die Einschläge auf der Deckel-Innenseite und schützt den Buchblock.

Material:

Häufig einfarbige helle Maschinen-Büttenpapiere, die im Papier gefärbt sind, nicht nur an der Oberfläche.

Die Oberfläche kann glatt, gerippt, geadert oder gehämmert sein.

Merkmale:
  • Zäh, lange Fasern, möglichst holzfrei
  • Man soll sie gut falzen und knicken können.
  • Deckend, undurchsichtig (opak, hohe Opazität)
  • Gute Leimung
  • Farbe und Struktur sollen gut zum Buchblock und Überzug passen.

 

Papiere der Druckweiterverarbeitung (2)

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.

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Papiere der Druck-Weiterverarbeitung (2): Überzugspapiere

Überzugpapiere sollen ein Buch bzw. einen Einband widerstandsfähig machen. Sie verschönern auch das Aussehen. 

Merkmale:
  • Material aus hochwertigen Fasern
  • Sehr zäh und reißfest
  • Kratzfest und scheuerfest (soll bei der Benutzung möglichst wenig Kratzspuren bekommen)
  • Farbbeständig und lichtbeständig (bleicht bei Sonnenlicht nicht so schnell)
  • Wasserabweisend, nassfest, wischfest, schmutzabweisend
  • Deckend, undurchsichtig (opak)
  • Kann geklebt werden (Klebefähigkeit)
  • Kann geprägt werden (Prägbarkeit)
  • Elastisch (Überzugpapiere muss man biegen können.)
Überzugspapiere sind in Gruppen eingeteilt:
  • Naturpapier
  • Papier, das nur auf 1 Seite behandelt ist
  • Nass- und scheuerfestes Papier
  • Buntpapier
  • Marmorpapier
  • Hüllpapier
  • Packpapier
  • Kraftpapier
  • Seidenpapier
  • Pergamentpapier
  • Pergaminpapier

Naturpapier

Merkmale:
  • Maschinenglatt
  • Im Stoff gefärbt, nicht nur an der Oberfläche
  • Keine Veredelung
     

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.

1-seitig behandeltes Papier

Merkmale:
  • Nur auf 1 Seite bedruckt oder gefärbt.
  • Lederähnliche Narben oder Leinenmuster kann eingeprägt sein.
  • Leichte Lackierung ist möglich.
Beispiele:

- Wolkenmarmor. Weiß-graue Kaschierung, z.B. Pappdeckel von Aktenordnern.
- Gautama Papier. Auf beiden Seiten ledergeprägt.
- Leder- oder Chagrinpapier. Farbiges, geprägtes Papier mit lederähnlicher Struktur

Nass- und scheuerfestes Papier

Merkmale:
  • Aus hochwertigen Faserstoffen mit schmieriger Mahlung (-> Stoffmahlung) oder
  • Farblack-Auftrag oder
  • tiefe Imprägnierung und durch Emulsion verhärtet.
Beispiele: 

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. 

Verwendung: 

Bucheinbände, Schutzumschlag

Buntpapier

Alle Papiere mit einer Veredelung, z.B. Färben, Muster, Streichen. Beim Streichen wird eine dickflüssige Masse oder Farbschicht auf das Papier aufgetragen.

3 Beispiele:
  1. Kleisterpapier

Kleister verdünnen und färben, dann auf Vorsatz-Papier auftragen.
Danach ein Muster - mit Pinsel, Bürste, Schwamm oder Pappkamm machen.

  1. Knitterpapier

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.

  1. Monotypie-Papier / Druckfarben-Papier

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.

Marmorpapier

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 Glanz-Marmorpapiere: Achat-Marmor, Gustav-Marmor
  • handgefertigte echte Marmorpapiere: Öl-Marmorpapier, Marmorpapier auf Schleimgrund

Glanz-Marmorpapier

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 ?

Öl-Marmorpapier oder Öltunk-Papier

Herstellung:

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.

Marmorpapier auf Schleimgrund

Herstellung:

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.

Hüllpapier

Merkmale:
  • Hüllpapiere sind sehr fest.
  • Sie schützen vor  
    - mechanischen Einflüssen, z.B. Stoßen
    - flüssigen Einflüssen , z.B. Wasser
    - gasförmigen Einflüssen, z.B. Dampf
    - Licht, z.B. unempfindlich bei Sonneneinstrahlung
    - Schmutz
Verwendung: 

Schutzhülle für Waren

Vergleich:
Schmuckhüllen sollen vor allem schön aussehen, z.B. farbig sein und eine glatte Oberfläche haben.

Packpapier

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.

Kraftpapier

Kraftpapiere sind aus mindestens 90 % Sulfat-Zellstoff (Kraft-Zellstoff, Natron-Zellstoff) hergestellt. Der Sulfat-Zellstoff ist meist nicht gebleicht. Natronpapiere gehören zu den Kraftpapieren.

Merkmale:
  • Sehr fest und widerstandsfähig
  • Gelblich-braune Farbe (ungebleicht)
Verwendung:

Hüllen, Hinterkleben, Decken zusammenhängen

Seidenpapier

Merkmale:
  • Papiere bis zu einem Flächengewicht von 30 g/m2
  • Kann aus einer beliebigen Faser hergestellt sein.
Verwendung:

Kleinere Betriebe schlagen Bücher noch in Packseide ein.

Pergamentpapier

Herstellung:

Ungeleimtes Zellulosepapier wird durch ein Schwefelsäurebad gezogen.

⇒ Die Papierfasern bilden eine schleimige Masse

⇒ und verbinden sich beim Trocknen zu einem transparenten Papier.

Merkmale:
  • Undurchlässig gegen Luft, Wasser und Fett
  • Sehr widerstandsfähig und lange haltbar
  • Ungefähr 3-mal fester als normales Papier.

Pergament-Ersatzpapier (Transparentpapier).

Herstellung:

aus stark schmierig gemahlenem Faserbrei

Merkmale:
  • Zäh
  • Dicht gegen Fett (fettdicht),
  • Transparent
Verwendung:

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.

Pergaminpapier

Herstellung:

Aus sehr schmierig gemahlenem Faserbrei, der auch stark satiniert ist.

Merkmale:
  • Durchsichtig
  • Sehr glatt
Verwendung:

Schutzblätter in Fotoalben und Musterbüchern. Auch Verpackung für Lebensmittel und Genussmittel.

Pergaminpapier mit Spinnweben-Muster heißt auch Spinnenpapier.

 

 

Behandlung und Lagerung von Papier

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.

 

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Behandlung und Lagerung von Papier

Behandlung

  • Papier nur mit sauberen und trockenen Händen anfassen, damit es keine Fingerabdrücke bekommt.
  • Ausgepacktes Papier tragen:
    Je nach Bogengröße 1- bis 2-mal zusammengeschlagen. In kleinen Päckchen mit beiden Händen tragen, nicht auf der Schulter.
  • Einzelbogen tragen:
    Die Bogen leicht einrollen oder zusammenschlagen, an der Kante anfassen und hängend tragen.
  • Gestapeltes Papier:
    keine einzelnen Bogen vorstehen lassen, damit die Kanten nicht beschädigt werden.
  • Papier immer abgedeckt lagern, damit es vor Staub, Schmutz, Zugluft und Sonneneinstrahlung (Vergilbung) geschützt ist.

Lagerung

Die meisten Papiersorten sind hygroskopisch. Das heißt:

  • Sie nehmen Feuchtigkeit aus der Luft auf, wenn die Luft sehr feucht ist.
  • Sie geben Feuchtigkeit an die Luft ab, wenn die Luft sehr trocken ist.
     

Mit der Feuchtigkeits-Aufnahme oder -Abgabe ändert Papier seine Größe. Es dehnt sich oder schrumpft, wird randwellig oder tellert.

Regel:

Papier nicht in feuchten oder zu trockenen Räumen lagern!
Nicht an feuchten Wänden oder neben Heizkörpern lagern!

Bedingungen für die Lagerung:

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.

Beispiel:

50 % relative Luftfeuchte = die Luft enthält die Hälfte der Feuchtigkeit, die sie bei der augenblicklichen Temperatur aufnehmen könnte.

Feuchtigkeit messen

Relative Luftfeuchtigkeit - mit dem Haar-Hygrometer.
Moderne elektronische Präzisions-Messgeräte messen genauer und schneller. 

Relative Papier-Feuchtigkeit (im Papierstapel) - mit dem Stech-Hygrometer

Merke:

Die sachgemäße Lagerung des Papiers ist sehr wichtig.

Folgen von nicht-sachgemäßer Lagerung:

  • Größen-Änderung. Der Rand wird wellig, das Papier kann tellern (es wölbt sich in der Mitte) und sich einrollen.
  • Elektrostatische Aufladung
  • Schnittfehler und Schneid-Ungenauigkeiten am Planschneider
  • Laufschwierigkeiten auf der Falzmaschine
  • Unterschiedliche Falze und Quetschfalten
  • Karton wird brüchig.
     

Pappe

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.

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Pappe

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).

Mehr Informationen:
  • Herstellung von Pappe
  • Arten von Pappe
  • Formate, Gewicht, Stärke
  • Lagerung von Pappen

Pappenherstellung

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.

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Herstellung von Pappe

Man unterscheidet 2 Pappen:

  • Maschinenpappe
  • Wickelpappe (Handpappe)

Maschinenpappe

Herstellung:

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.

Merkmale:
  • Glatt-geschnittene Ränder
  • Beidseitig raue Oberfläche oder nur auf 1 Seite geglättet
  • Leichter, lockerer und poröser gearbeitet als Wickelpappe.
  • Weicher Griff

Wickelpappe (Handpappe)

Herstellung:

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.

Merkmale:
  • Unregelmäßige dunkle Ränder
  • Beide Seiten geglättet
  • Harter Griff

Geklebte Pappe

Bei geklebter Pappe werden 2 oder mehr Maschinen- oder Wickelpappen zusammengeklebt.

 

Pappenarten

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.

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Arten von Pappe

  • Graupappe
  • Lederpappe
  • Strohpappe
  • Hartpappe
  • Marmorpappe
  • Pressspan
  • Wellpappe

Graupappe (Buchbinder-Pappe)

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).

Material:

Hauptsächlich Altpapier

Qualität:

Unterschiedlich, je nach Herstellungsverfahren und Qualität des Altpapiers.
Hand-Graupappe hat eine bessere Qualität.

Merkmale von Hand-Graupappe:
  • Zäh und steif, aber nicht brüchig.
  • Sehr reißfest, spaltet sich nicht
  • Neutraler pH-Wert
Verwendung:

Decken, Mappen. Maschinen-Graupappe für Rücken-Einlagen

Holzpappe

Material: 

Hauptsächlich Weißschliff

Merkmale:
  • Leicht, porös, locker, saugfähig
  • Sehr brüchig, kaum biegsam
  • Vergilbt sehr schnell
Verwendung:

Als Kaschierpappe, z. B. Bilder, Pläne oder Plakate aufziehen.
Rückwand-Karton, Bieruntersetzer.

Lederpappe

Material: 

Braunschliff (gedämpfter Holzschliff), Anteile von Altpapier, um Holz zu sparen

Merkmale:
  • Braune Farbe, sieht lederähnlich aus
  • Leicht und zäh
  • Lederpappe kann man gut ritzen, rillen, stauchen und biegen
Verwendung:

Hauptsächlich in der Kartonagen-Industrie

Strohpappe

Material: 

Strohstoff, sehr kurze Fasern
Bei Strohstoff wird gehäckseltes Stroh im Kugelkocher unter Dampfdruck gekocht.

Merkmale:
  • Brüchig
  • Strohpappe kann man nicht rillen
  • pH-Wert nicht neutral, enthält Spuren von Ätzkalk.
Verwendung:

Wirkt beim Aufziehen von Bildern auf Strohpappe bleichend. Wird kaum noch hergestellt.

Hartpappe 

Material: 

Zellstoff, holzfreies Altpapier, Lumpen, Hadern, Spinnereiabfälle.

Herstellung: mehrfaches Kalandrieren (Glätten) 

Merkmale:
  • Sehr hart, fest, dicht
  • Glatte Oberfläche
Verwendung:

2 Arten von Hartpappe: Marmorpappe und Pressspan

Marmorpappe

Merkmale:
  • Schwarz, auf einer Seite helleres Marmor-Muster
  • Leichte porenähnliche Prägung
  • Stärken: 1,2 bis 1,6 mm
  • Biegefest, standfest
  • Geschlossene Oberfläche
  • Nicht spaltbar (Man kann Marmorpappe nicht spalten.)
Verwendung:

Ordner, Streckmappen, Steifbroschuren

Pressspan

Merkmale:
  • Extrem zäh und fest
  • Sehr dicht
  • Rötlich-braune Farbe
  • Glatte Oberfläche bis Hochglanz
Verwendung:
  • Beim Einpressen der Bücher als Zwischenlage
  • Heft-Umschläge, Broschuren, Mappen;
  • Unterlage beim Prägen, Schneiden, Stanzen;
  • Isolationsmaterial in der Elektroindustrie

Pressspan-Ersatzkarton

Merkmale:
  • Leicht gewölkt
  • Beidseitig glatt
  • Farben: grau, orange, grün, blau, schwarz, rot

Wellpappe

Herstellung:

Bei Wellpappe werden mindestens eine glatte und eine gewellte Pappe zusammengeklebt. Mehrere Bahnen können aufeinander geklebt sein.

Verwendung:

Hauptsächlich für Verpackungen

Formate, Gewicht, Stärke

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.

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Formate, Gewicht, Stärke

Pappe gibt es in den Formaten: Schmalbahn und Breitbahn.
Das Format Schmalbahn ist häufiger.

Formate:

70 cm x 100 cm (= normal) bis 80 cm x 114 cm,
auf Wunsch auch Sonderformate

Format bei Wickelpappe:

72 cm x 102 cm oder 75 cm x 105 cm.
Nach dem Beschnitt haben sie Normal-Format 70 cm x 100 cm

Format von Rückenschrenz

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.

Lagerung von Pappen

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.

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Lagerung von Pappen

Regeln für die Lagerung:
  • Aufeinander stapeln
  • Verschnürungen entfernen
  • Nicht direkt auf Stein- oder Zementböden lagern
  • Auf Brettern oder Holzpaletten lagern
  • In trockenem Raum lagern
  • Vor Sonneneinstrahlung schützen
Folgen, wenn Pappe nicht richtig gelagert wird: 
  • Eindrücke von Bändern, wenn man die Verschnürungen nicht löst.
  • Einrisse an Bogenrändern, wenn man die Pappe an der Verschnürung trägt.
  • Pappe wird wellig, wenn sie auf feuchtem Boden oder in feuchten Räumen lagert.
  • Farbe verändert sich oder vergilbt, wenn zu viel Licht auf die Pappe fällt.
Tipps für das Arbeiten mit Papieren, Kartons und Pappen
  • Sammeln Sie Muster von Papieren, Kartons und Pappen!
  • Schreiben Sie zu jedem Muster:
    - Wo wurde dieses Papier (Karton, Pappe) verwendet?
    - Hinweise für die Verarbeitung
    - Besondere Eigenschaften
    - Gab es Schwierigkeiten bei der Verarbeitung?

Kunststoffe

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.

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Kunststoffe

In der Druckweiterverarbeitung werden Kunststoffe verwendet

  • als Material für Überzüge,
  • zum Prägen,
  • zum Schützen und Verpacken.
Mehr Informationen: 
  • Kunststoff-Arten
  • Hilfsstoffe (Zusatzstoffe)
  • Kunststoffe in der Druckweiterverarbeitung
  • Prägefolien

Kunststoffarten

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.)

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Kunststoff-Arten

Gemeinsame Eigenschaften von Kunststoffen:

Vorteile:
  • Leichtes Gewicht
  • Sie isolieren gut gegen elektrischen Strom.
  • Sind beständig gegen Korrosion.
  • Sind beständig gegen Wasser, Salze, Säuren, Laugen und viele Chemikalien.
Nachteile:
  • Kunststoffe sind nicht wärmefest. Bei Temperaturen von über 200°C werden sie zerstört.
  • Sie laden sich elektrostatisch auf. Dadurch ziehen sie Staub an.
  • Sie kleben leicht zusammen, dann kann man sie schwer trennen.
Man unterscheidet:
  • Teilsynthetische Kunststoffe (man sagt auch halbsynthetisch)
  • Vollsynthetische Kunststoffe

Teilsynthetische Kunststoffe

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.

Vollsynthetische Kunststoffe

Man unterscheidet Thermoplaste und Duroplaste.

Thermoplaste

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

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.

Verwendung:

Massenartikel wie Lichtschalter, Steckdosen, Telefon- und Radiogehäuse, Bedienungsknöpfe, Griffe.

Hilfsstoffe

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.

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Hilfsstoffe in Kunststoffen

Die wichtigsten Hilfsstoffe sind bei der Herstellung von Kunststoffen sind: :

  • Wärmestabilisatoren
  • Füllstoffe
  • Farbmittel (Farbstoffe und Pigmente)
  • Weichmacher
  • Gleitmittel
  • Antistatikmittel
  • Alterungs- und Lichtschutzmittel

Wärmestabilisatoren

Manchmal werden Kunststoffe bei hohen Temperaturen verarbeitet. Dann helfen Wärmestabilisatoren, damit die Kunststoffe stabil bleiben und sich nicht zersetzen.

Füllstoffe

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).

Farbmittel

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

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.

Nachteil: 

Bei Wärme, Feuchtigkeit und Druck können Weichmacher in benachbarte Materialien übergehen. Diese können dann verfärben, verkleben oder sich sogar auflösen.

Gleitmittel

Gleitmittel bilden einen dünnen Film auf der Oberfläche des Kunststoffes. Der Kunststoff wird glatter und weniger klebrig. So kann man ihn besser verarbeiten.

Antistatikmittel

Antistatikmittel verringern die elektrostatische Aufladung und verbessern die Leitfähigkeit der Oberfläche. Dadurch zieht der Kunststoff weniger Staub und Schmutz an.

Alterungs- und Lichtschutzmittel

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. 

Wichtig für die Druckweiterverarbeitung!

Die meisten Hilfsstoffe haben einen Einfluss darauf, wie gut man Kunststoff-Folien bedrucken und prägen kann.

Kunststoffe in der Druckweiterverarbeitung

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.)

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Kunststoffe in der Druck-Weiterverarbeitung

Die Kunststoffe können unterteilt werden in:

  • Kunststoffbeschichtete Einbandstoffe
  • Kunststoff-Folien für die HF-Schweißtechnik
  • Schutz- und Kaschierfolien
  • Schrumpf-Folien
  • Prägefolien

Kunststoffbeschichtete Einbandstoffe

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.

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Kunststoffbeschichtete Einbandstoffe

Merkmale:
  • Ein Trägermaterial ist 1-seitig mit Kunststoff beschichtet.
  • Die Oberfläche hat meist eine Narben- oder Gewebestruktur.
    Die Narbenstruktur imitiert Leder (Kunstleder).
    Die Gewebestruktur imitiert Gewebe.
  • Diese Einbandstoffe sind in Schichten aufgebaut.
    Deshalb heißen sie Schichtstoffe oder Einband-Schichtstoffe.
    Sie eignen sich gut für Überzüge.

Trägermaterial kann Gewebe, Faservlies oder Papier sein.

       Abb. 3.2-1: Kunststoffbeschichtete Einbandstoffe auf Gewebe-, Faservlies- und Papierträger

Gewebe-Träger

Material:

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.

Faservlies-Träger

Material:

Zellulosefasern, Textilfasern oder Lederfasern.
Die Fasern halten durch Verfilzen oder mit Bindemitteln zusammen.

Papier-Träger

Papier-Träger kann man auf der Rückseite gut erkennen. Sie sind fest, haben aber eine andere Elastizität als die anderen Trägermaterialien.

Eigenschaften:
  • Sehr widerstandsfähig gegen Einreißen und Kratzern (Fachbegriffe: Einreißfestigkeit, Scheuer- und Kratzfestigkeit)
  • Schmutzabweisend
  • Säurebeständig
  • Widerstandsfähig gegen Schimmelpilze
  • Licht- und farbecht (Sie verblassen nicht bei Licht-Einwirkung.)
  • Man kann sie abwaschen.
Nachteil:

Manchmal kann sich das Papier ablösen, z. B. bei Feuchtigkeit.

Verarbeitung:

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.

Prägefolien-Druck

Schichtstoffe kann man gut mit den meisten Prägefolien-Typen bedrucken.

Voraussetzung:

Die Haftschicht der Prägefolie ist auf die Kunststoff-Beschichtung abgestimmt.

Hinweise:
  • Bei groben Narben-Strukturen kann man die Narben nicht richtig glatt drücken. Dann ist die Flächendeckung schwierig.
  • Bei hohen Temperaturen können sich Wulst-Ränder bilden. Deshalb soll man leicht ablösende Prägefolien nehmen, die man bei niedrigen Temperaturen verarbeiten kann.
  • Bei Beschichtungen aus Weich-PVC können die Weichmacher wandern und die Prägung beschädigen. Man sieht die Schädigung eventuell erst nach 2–3 Tagen, wenn sich die Farbe verändert oder die geprägte Oberfläche weich wird.
Verwendung:

Überzug für Bucheinbände, Broschuren, Mappen, Ordner usw.

Für wertvolle Bücher nimmt man besser keine kunststoffbeschichteten Einbandstoffe. Sie sind nicht alterungsbeständig. 

Merke:
  • Kunststoffbeschichtete Einbandstoffe sind Überzugsmaterialien aus Papier, Faservlies oder Gewebe-Träger mit 1-seitiger Kunststoffbeschichtung.
  • Die Oberfläche ist widerstandsfähig gegen Kratzer, Stöße, Schmutz und Feuchtigkeit.
  • Kunststoffbeschichtete Einbandstoffe werden unter den gleichen Bedingungen verarbeitet wie Papier und Gewebe.
  • Kunststoffbeschichtete Einbandstoffe heißen auch Kunstleder, weil sie aussehen wie Leder und ähnliche Eigenschaften haben. 
  • Sie heißen auch Schichtstoffe, weil sie in Schichten aufgebaut sind.

Kunststofffolien

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.

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Kunststoff-Folien

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).

Günstige Eigenschaften:
  • PVC-Folien sind unterschiedlich elastisch, von Weichfolie bis Hartfolie.
  • Sie sind unempfindlich gegen Säuren, Laugen, Wasser, Benzin, gegen die meisten Öle und viele andere Chemikalien.
  • Sie sind kratz- und scheuerfest.
  • Sie sind widerstandfähig (resistent) gegen Schimmelpilze und Bakterien. 
  • Sie sind geruchlos und geschmacklos.
  • PVC-Folien kann man mit Spezialfarbe bedrucken und mit Gold-, Bronze- und Farbfolie prägen.
  • PVC-Folien kann man gut schneiden und stanzen.
Ungünstige Eigenschaften:
  • PCV-Folie ist ein thermoplastischer Stoff. Das heißt, wenn sich die Temperatur ändert, kann sich die Folie dehnen oder schrumpfen, lappig weich werden oder hart.
  • Der Falz kann an den Gelenken von Decken brechen und man kann es nicht reparieren.
  • PVC-Folie ist nicht alterungsbeständig. Die Folie kann brüchig werden.
  • Die Weichmacher in der PVC-Folie können an die Oberfläche wandern und Drucke, Prägungen oder Beschichtungen beschädigen (Weichmacher-Wanderung).
Verarbeitung von PVC-Folien:

PVC-Folien kann man nicht mit den gebräuchlichen Klebstoffen verbinden. Aber man kann sie einfach und schnell mit Wärme und Druck verschweißen.

Präge- oder Druck-Verfahren 

  • Prägefolien-Druck
  • HF-Prägeverfahren (HF = Hochfrequenz)
  • Abhebe-Verfahren

Prägefolien-Druck

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.

HF-Prägeverfahren

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).

Abhebeverfahren

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 verkleben

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.

Verwendung von PVC-Folien

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
steife oder feste Decken

PVC-Decken

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:

  • Wörterbücher, Nachschlagewerke
  • Schulbücher, Kochbücher
  • Alben
  • Werkstattbücher und Industriekataloge
  • Sammelmappen und Schreibmappen
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Kaschier- und Schutzfolien

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.

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Kaschier- und Schutzfolien

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.)

Herstellung: 

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.

Eigenschaften:
  • Glatte oder geprägte Oberfläche, matt bis hochglänzend
  • Sehr hart und sehr kratzfest
  • Sehr transparent
  • Sehr reißfest und biegefest
  • Wasserabweisend
  • Beständig gegen Chemikalien, Öl und Fett
  • Beständig gegen Temperaturen bis 140 °C

Verfahren für das Verarbeiten von Kaschier- und Schutzfolien:

a) Folien-Kaschierung mit Spezial-Klebstoffen

b) Folien-Kaschierung mit selbstklebenden Folien

c) Heißsiegeln

a) Folien-Kaschierung mit Spezial-Klebstoffen

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).

Hinweise zur Verarbeitung:
  • Bei 2-seitig folienkaschierten Broschuren-Umschlägen werden nur der Vorderdeckel und der Rückdeckel mit Folie belegt. Auf der Innenseite bleiben Rücken und Falz ausgespart.

  Grafik einfügen

  • Bei Umschlägen darf die Folie an der Rillung nicht brechen. Deshalb muss man beachten:

- 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

  • Bei Struktur-Folien darf die Buchdecken-Maschine nur mit minimalem Druck arbeiten, damit die Prägung nicht zerstört wird.
  • Der Falz darf nur mit maximal 70 °C eingebrannt werden. Dabei darf der Druck nur kurz sein.
  • Wenn Schutz-Umschläge teilkaschierte Flächen haben, dann ist das Zuschneiden und Umlegen schwierig. 
  • Beim Zuschneiden dürfen die Stapel nicht so hoch sein.
  • Die Laufrichtung des Papiers oder Kartons soll parallel zum Buchrücken sein. Bei Broschuren-Umschlägen parallel zur Rillung.
  • Papiere mit weniger als 150g/m2 nicht 1-seitig kaschieren. Wenn es feucht wird, kann es sich verformen. Besser ist eine 2-seitige Kaschierung
  • Manche Papier-Oberflächen, Druckfarben oder die Druck-Bestäubung können Probleme verursachen.
Wichtig!

Druckerei, Kaschieranstalt und Druckweiterverarbeitung müssen sich frühzeitig absprechen. 

b) Folien-Kaschierung mit selbstklebenden Folien:

Die selbstklebende Folie hat auf der Rückseite einen nicht-trocknenden Kleber. Der Kleber wird durch eine Abdeckung (Träger) geschützt.

Material der Abdeckung:

Hartfolie, gewachstes, pergamentartiges Papier oder Silikonpapier.
Die Abdeckung (Träger) wird erst kurz vor dem Kaschieren abgezogen.

Verwendung:

Hauptsächlich in Handbuchbindereien und Bibliotheken.
Schutz für Buch-Einbände, für Karten, Plakate, Bilder, Pläne, Schautafeln u. a.

Nicht geeignet für:

Wertvolle Bücher, Restaurierungen, Reparatur von Buchseiten, Schutz für wertvolle Dokumente.

Hinweise zur Verarbeitung:
  • Folie beim Abziehen der Folie nicht dehnen oder zerren.
  • Die Folie von einer Seite her auf das Kaschiergut auflegen, blasenfrei anreiben und einschlagen.
  • Der Kleber kann nach einiger Zeit austrocknen oder sich zersetzen. Dann löst sich die Folie und der Untergrund verfärbt sich.

c) Heißsiegeln:

Heißsiegeln ist eine Oberflächen-Veredelung für Drucke.

Herstellung:

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.

Eigenschaften der Folie:
  • Transparente Hart-PVC-Folie mit glänzender oder matter Oberfläche.
  • Die Folie für die Rückseite kann auch farbig sein
Eigenschaften von Papier und Druckfarben:
  • Holzfreie Kunstdruckpapiere ab 115 g/m2. Andere oder leichtere Papiere können transparent werden.
  • Die Druckfarben müssen bis 150 °C hitzebeständig bzw. heiß-kalandrierfähig sein.
  • Keine Metallicfarben
  • Keine Druckbestäubung
Verwendung:

Für Drucke, die besonders widerstandsfähig gegen Beschädigung, Schmutz oder Feuchtigkeit sein sollen.

Beispiele:

Merk- und Warntafeln, Betriebsanleitungen, Tabellen, Schaubilder, Schaltpläne, Schmieranweisungen, Preisschilder u. a.

Merke:
  • Kaschier- und Schutzfolien machen Drucke widerstandsfähig gegen mechanische Einflüsse (z.B. Stoßen). Sie schützen vor Schmutz, Feuchtigkeit und chemische Stoffe.
  • Kaschier- und Schutzfolien machen Drucke wertvoller.
  • Als Kaschierfolie verwendet man die Kunststoffe: Zelluloseazetat, Polypropylen und Polyvinylchlorid
  • Kaschierverfahren sind:
    - Folienkaschierung mit Spezialklebern,
    - Folienkaschierung mit selbstklebenden Folien,
    - Heißsiegeln.
  • Wenn Kaschierfolien alt werden, kann das negative Folgen für die Drucke haben.
  • Wichtig: Die Anweisungen der Folienhersteller und Kaschieranstalten beachten!

Schrumpffolien

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).

 

 

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Schrumpf-Folien

Verwendung:

Verpackung für den Versand, z.B. Bücher, Broschuren, Zeitschriftenstapel.
Gegenstände, die verpackt werden, nennt man Verpackungsgut.

Material und Herstellung:

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.

Vorgang:

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:

  • Nur in Längsrichtung (monoaxial). Dann schrumpft sie auch nur in Längsrichtung. Hauptsächlich für Banderolen.
  • In Längs- und Querrichtung (biaxial). Die Folie schrumpft in beide Richtungen. Für Voll-Verpackungen.
Verarbeitung:

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

Merke:
  • Schrumpf-Folien braucht man zum Verpacken.
  • Schrumpf-Folien sind thermoplastische Kunststoff-Folien.
    Bei der Herstellung werden sie gestreckt und unter Spannung abgekühlt.
  • Beim Verpacken werden sie wieder erwärmt und schrumpfen auf die Größe des Verpackungsguts.
  • Schrumpf-Folien werden aus den Kunststoffen Polyäthylen, Polypropylen und Polyvinylchlorid hergestellt.
  • Je nach Art des Kunststoffes unterscheiden sich Schrumpf-Folien in diesen Eigenschaften:

- Durchsichtigkeit (milchig trüb bis glasklar)
- Rutschfestigkeit
- Schrumpftemperatur (80 bis 180 °C)

Prägefolien

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.

 

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Prägefolien

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.  

Aufbau der Prägefolie

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.

 

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Aufbau der Prägefolie

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

Trägerfolie

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.

Trennschicht

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). 

Aufgabe der Trennschicht:
  • Die sichtbare Schicht (Farb- oder Metallschicht) auf der Trägerfolie halten,
  • diese Schicht mit Hitze schmelzen,
  • die folgenden Schichten an den gewünschten Stellen von der Trägerfolie lösen.

Optisch wirksame (= sichtbare) Schicht

Die optisch wirksame Schicht bestimmt die Farbe und Wirkung.

Haftschicht (= Klebschicht)

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.

Vorgang:

Der Prägestempel wird heiß. Durch die Hitze wird die Haftschicht aktiviert (klebrig) und verbindet die optisch wirksame Schicht mit dem Bedruckstoff.

 

Prägefolienarten

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.

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Prägefolien-Arten

Die Prägefolien-Arten beziehen sich auf die optisch wirksame Schicht. Es gibt:

  • Metallisierte Prägefolien
  • Bronze-Prägefolien
  • Metallpigmentlack-Prägefolien (Metallic)
  • Pigmentfarb-Prägefolien
  • Hochglanzfarb-Prägefolien (Lackfolien)
  • Transparentlack-Prägefolien

Metallisierte Prägefolien

Bestandteile:

Metall und Lack. Die Metall-Schicht ist meist aus Aluminium. Über der Aluminium-Schicht liegt eine transparente Lack-Schicht.

Eigenschaften:
  • Die Lack-Schicht schützt den fertigen Prägefolien-Druck.
  • Der Lack bestimmt die Farbe und gibt ihm Glanz.
  • Bei farblosem Lack scheint das Aluminium durch und glänzt silbern.
  • Gelbliche Lacke machen Goldtöne.
  • Rosa gefärbte Lacke machen Kupfertöne.
  • Mit bunten Lacken macht man leuchtend grüne, blaue oder rote metallisierte Prägefolien.
  • Eine matte Lackschicht macht einen sanften Metallglanz, die sogenannten Seidenglanzfolien.

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.

Hinweis:

Echtgoldfolien kann man gut auf Leder verwenden, weil sie von den Gerb- und Farbstoffen im Leder kaum angegriffen wird.

Bronze-Prägefolien

Bestandteile:

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).

Eigenschaft:

Gut deckend.

Verwendung:

Hauptsächlich Buch-Einbände auf Gewebebasis.

Metallpigmentlack-Prägefolien (Metallic)

Bestandteile:

Mischung von Farbpigmenten und Metallpigmenten, die mit einem Lack gebunden werden.

Eigenschaften:

Glänzende Oberfläche, meist stark deckend.
 

Pigmentfarb-Prägefolien

Bestandteile:

Sehr feine Pigmente (schwarz, weiß oder bunt), die in einem Bindemittel gebunden sind.

Eigenschaften:

Halbmatt bis seidenglänzend, mehr oder weniger stark deckend.

Hochglanzfarb-Prägefolien (Lackfolien)

Bestandteile:

Hochglänzender Lack in schwarz, weiß, bunt oder farblos.

Prägefolien mit farblosem Lack nennt man Transparentlack-Prägefolien.

Transparentlack-Prägefolien:

Eigenschaften:
  • Starke Glanz-Effekte auf matten Bedruckstoffen
  • Starke plastische Wirkung bei Relief-Prägungen
Merke:

Prägefolien bestehen aus:

  • Trägerfolie aus Polyester siehe 3.2.4.1 Aufbau der Prägefolie
  • Trennschicht
  • optisch wirksamer Schicht aus Aluminium, Bronze, Echtgold, Farbpigmenten und Farblacken
  • Haftschicht
     

Lieferformen von Prägefolien

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.

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Lieferformen von Prägefolien

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.

Klebstoffe

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.

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Klebstoffe

Häufige Klebstoffe in der Druck-Weiterverarbeitung: 

  • Stärke-Klebstoffe
  • Dextrin-Klebstoffe
  • Glutin-Leime
  • Stärke/Dextrin-Mischleime
  • Zellulose-Klebstoffe
  • Polyvinyl-Alkohol-Klebstoffe
  • Dispersions-Klebstoffe
  • Schmelz-Klebstoffe (Hotmelt)
  • Reaktive Schmelz-Klebstoffe
     

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.

Herstellung von Kleister:

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).

Wichtig bei allen Klebungen:

Beim Kleben muss der Klebstoff flüssig sein, d.h. eine Dispersion, eine Lösung oder eine Schmelze (Schmelzklebstoff).

Stärkeklebstoffe

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.

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Stärke-Klebstoffe

Stärke-Klebstoffe bestehen hauptsächlich aus Kartoffelstärke, Weizenstärke oder Maisstärke.

Herstellung:

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.

Verwendung:
  • Vorsätze kleben
  • In einfache Decken einhängen
  • Kaschieren

Stärke-Klebstoffe werden immer weniger verwendet. Es gibt jetzt Kunstharz-Dispersionen.

Dextrinklebstoffe

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.

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Dextrin-Klebstoffe

Dextrin-Klebstoffe bestehen hauptsächlich aus Weizen, Kartoffeln, Mais oder Reis.

Herstellung:

Dextrin wird aus Stärke (Weizen, Kartoffel, Mais, Reis) hergestellt. Es ist wasserlöslich. Bei der Herstellung von Roh-Dextrin erhält man Weiß- oder Gelb-Dextrine.

Eigenschaften:
  • Gut löslich und klebrig
  • Gut wasserlöslich
  • Dextrin haftet sehr schnell.
  • Weiß-Dextrine gelieren leicht nach und ergeben dann pastenförmige Produkte, z. B. Fotopaste.
Verwendung:
  • Plan kaschieren
  • Flächen gummieren
  • Direct-Mailing-Produkte
  • Briefumschläge herstellen
Hinweis:

Dextrine gibt es auch als Pulver. Dextrin-Klebstoff kann man leicht selbst herstellen.

Glutinleime

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.

 

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Glutin-Leime

Glutin-Leime bestehen hauptsächlich aus tierischen Abfällen von Leder, Haut oder Knochen.
Glutin-Leime gehören zu den ältesten Bindemitteln. 

Herstellung:

Beim Abkochen der tierischen Abfälle entsteht eine Gallerte mit dem Hauptbestandteil Glutin. (Gallerte ist eine gel-artige Masse).

Handelsformen:

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)

Eigenschaften:
  • Glutin-Leime kleben gleich am Anfang gut.
  • Sie geben wenig Feuchtigkeit an das Papier ab -> geeignet zum plan Kaschieren.
  • Sie können wieder Feuchtigkeit aufnehmen -> geeignet für Klebungen, die man wieder lösen möchte.
  • Glutin-Leime werden bei einer Temperatur von 60 bis 70 °C flüssig und gelieren beim Abkühlen.
Nachteile:
  • Die Adhäsion ist nicht so gut. Adhäsion ist die Kraft, mit der ein Klebstoff mit der Oberfläche zusammenhält.
  • Nur geeignet für Papier, Pappe, Holz, Leder, Kork, P-Zellglas.
  • Zellglas ist eine extrem dünne Folie, die nur wenig schützt. Bei sehr alten Taschenbüchern kann man die Folie wieder abziehen. Zu Zellglas sagte man früher Cellophan. Daher kommt der Ausdruck „Cellophanieren“. Reines Zellglas ist aus nachwachsenden Rohstoffen, Zellulose.
  • Der trockene Klebstoff gibt wieder Wasser ab, dann kann er später (nach Stunden oder nach Monaten) spröde werden.
Verwendung:
  • Decken
  • Hinterkleben
  • Kaschieren, besonders auch plan kaschieren
  • Gummieren

Stärke/Dextrin-Mischleime

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.

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Stärke/Dextrin-Mischleime

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.

Verwendung:
  •  Als Kleister zum Buchbinden
  • Kaschieren
  • Plakatieren

Zelluloseklebstoffe

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.

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Zellulose-Klebstoffe

Zellulose-Klebstoffe bestehen hauptsächlich aus den Zellwänden von Pflanzen (Zellulose). 

Herstellung:

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.

Eigenschaften:

Hoher Wassergehalt. Deshalb ist Zellulose-Klebstoff nur für stark saugende Papiere geeignet.

Verwendung:
  • Für stark saugende Papiere
  • Als Kleister zum Buchbinden
  • Kaschieren
  • Plakatieren

Polyvinylalkoholklebstoffe

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.

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Polyvinyl-Alkohol-Klebstoffe

Polyvinyl-Alkohol wird durch Verseifung von Polyvinyl-Azetat hergestellt.

Verwendung:
  • Für wasserfeste Verklebungen
  • Als Kleister zum Buchbinden
  • Kaschieren
  • Plakatieren
Hinweis:

Polyviny-Alkohol-Klebstoffe kleben besser als Stärke- und Zellulose-Klebstoffe.

Dispersionsklebstoffe

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.

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Dispersions-Klebstoffe

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.

Verwendung:
  • Klebe-Bindung (kann man gut recyclen)
  • Seiten leimen
  • Vorsätze kleben
  • Blockleimen
  • Fadengeheftete Bücher leimen
  • In Decken einhängen (in Plastikdecken und in Decken mit bedruckten oder folienkaschierten Stoffen)
  • Formular-Sätze herstellen
     

Ist die Basis ein Kautschuk, spricht man auch von einem Latexkleber. Kautschuk nimmt man vor allem für druckempfindliche Klebstoffe und sogenannte Kaltsiegel-Beschichtungen.

Hinweis:

Latex-Kleber sind empfindlich gegen Oxidation und gegen Buntmetalle. Sie eignen sich nicht für die Klebebindung.

Schmelzklebstoffe (Hotmelt)

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.

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Schmelz-Klebstoffe (Hotmelt)

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.

Verarbeitungstemperatur:

Meist zwischen 150°C bis 180 °C.

Eigenschaften:
  • Schmelz-Klebstoffe bilden dauerelastische Klebefilme.
  • Gute Adhäsion, auch bei schwierigen Oberflächen
  • Sind die Klebstoffe, die am schnellsten abbinden. 
  • Können auch gespritzt und geschäumt werden, je nach Auftrags-Gerät.
  • Können einschichtig oder mehrschichtig verarbeitet werden.
  • Spezielle Schmelz-Klebstoffe können auch in Verbindung mit abgestimmten Dispersions-Klebstoffen verarbeitet werden.
Hinweise:
  • Bei der Verarbeitung die „Offene Zeit“ beachten!
  • Es gibt jetzt auch wasserlösliche Schmelz-Klebstoffe. Aber sie sind teuer und werden nur für manche Techniken verwendet, z. B. Tip-Technik.
Verwendung:
  • Klebebindung (kann man gut recyclen)
  • Broschuren herstellen
  • Seitenbeleimung
  • Vorsätze kleben
  • Karten und Warenproben einkleben
  • Fadengeheftete Bücher leimen
  • In Broschuren-Umschläge einhängen

Reaktive Schmelzklebstoffe

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.

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Reaktive Schmelz-Klebstoffe

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. 

Eigenschaften:
  • Gute Adhäsion für viele Papiere -> sehr gute Klebebindung
  • Stabil bei hohen und bei niedrigen Temperaturen
  • Der Klebstoff-Film ist unempfindlich gegen Mineral-Öle aus Druckfarben.
  • PUR-Klebstoffe reagieren mit Feuchtigkeit. -> Man muss sie während der Verarbeitung vor Feuchtigkeit schützen.
  •  Für manche PUR-Klebstoffe kann die Arbeitstemperatur 30 – 50 °C niedriger sein als bei den konventionellen Schmelz-Klebstoffen.
Vorteile:
  • Die Vorsatzklebung ist stabil, wenn später der Falz heiß eingebrannt wird.
  • Hohe Standfestigkeit der Rundung. Aber man muss die Rundung in der Phase machen, wenn der Klebstoff noch nicht oder erst zum Teil vernetzt ist. Man kann das Runden auch durch Wärme unterstützen.
Hinweis:

Maschinenteile, die mit dem Klebstoff in Kontakt kommen, müssen eine klebstoff-abweisende Beschichtung haben.

Verwendung:
  • Klebebindung (kann man gut recyclen)
  • Fadengeheftete Bücher ableimen
  • Vorsätze kleben

Hinweise zur Lagerung, Behandlung und Anwendung von Klebstoffen

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!

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Lagerung, Behandlung und Anwendung von Klebstoffen

Bei jedem Klebstoff die Hinweise der Hersteller beachten!
Die folgenden Hinweise können nur allgemein sein.  

Wareneingang und Lagerung

  • Klebstoffe ändern sich mit der Zeit.
    Deshalb immer zuerst die Klebstoffe verarbeiten, die am längsten gelagert sind.
  • Dispersions-Klebstoffe kann man in der Regel mindestens 6 Monate lagern.
    Ältere Klebstoffe prüfen, ob man sie noch gut verarbeiten kann.
  • Eingangsdatum feststellen.
  • Eingangsdatum auf dem Gebinde oder Container kennzeichnen.
  • Die Klebstoff-Menge nach Verbrauch bestellen, d.h.:
    wenig Verbrauch  →  kleine Menge bestellen,
    großer Verbrauch →  große Menge bestellen.
  • Früh bestellen und bei der Bestellung einen Termin für die Lieferung nennen.
  • Klebstoffe trocken lagern!
  • Klebstoffe mit brennbaren Lösungsmitteln in kleinen Mengen lagern und an Stellen mit der kleinsten Feuergefahr.
  • Alle gültigen Vorschriften beachten!

− Gefahrstoff-Verordnung
− Wasserhaushalts-Gesetz
− Verordnung über brennbare Flüssigkeiten

  • Schmelzkleber dunkel lagern, denn UV-Einstrahlung können chemische Reaktionen auslösen.
Probleme erkennen und lösen

Problem:

Dann …

Der Klebstoff stinkt.
(Weil sich Bakterien gebildet haben.)

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.
(Weil die Temperatur zu hoch ist.)

Nicht mehr verwenden

Temperatur

  • Die Raum-Temperatur soll konstant sein. → Regelmäßig prüfen!
  • Klebstoffe werden bei hohen Temperaturen dünner, bei niedrigen Temperaturen dicker.
  • Wässrige Klebstoffe bei einer Temperatur zwischen 5 °C und 15 °C lagern.
    Im Winter muss man eventuell heizen, im Sommer kühlen.
  • Bei starker Kälte können wässrige Klebstoffe dickflüssig werden, gerinnen oder frieren. Manchmal hilft Wärme, damit sie wieder normal flüssig werden.
  • Klebstoffe mit der Aufschrift "Vor Frost schützen" dürfen nicht gefroren geliefert werden. Diese Lieferung nicht annehmen, sondern die Annahme verweigern.
  • Wenn Sie bei der Prüfung merken: Der Klebstoff ist nicht mehr gebunden oder geronnen. Dann war der Klebstoff gefroren und wurde wieder aufgetaut.
  • Die meisten wässrigen Klebstoffe soll man bei einer Temperatur von 15–30°°C verarbeiten. Wenn bei der Verarbeitung starke Temperaturschwankungen wahrscheinlich sind, soll man einen speziellen Klebstoff verwenden.
  • Extrem hohe Temperaturen vermeiden, weil manche Klebstoffe Lösungsmittel verlieren oder gerinnen oder sehr zähflüssig werden.
  • Schmelz-Klebstoffe können bei höheren Temperaturen verklumpen.

Sauberkeit

  • Klebstoff sauber halten.
  • Geöffnete Gebinde wieder dicht verschließen, damit der Klebstoff nicht austrocknet.
  • Wellpapp-Kisten mit Klebstoffen erst öffnen, wenn man den Klebstoff braucht.
  • Aus der Maschine abgelassene Klebstoffe nicht in halbleere Behälter zurück füllen, sondern getrennt aufbewahren. Dann kann man Staub und Papierteilchen herausfiltern.
  • Pinsel und Anleim-Geräte am Ende der Arbeit sofort mit lauwarmem Wasser reinigen.
  • Zum Reinigen kein heißes Wasser verwenden!
    Heißes Wasser lässt den Klebstoff gerinnen.
  • Siebe und Filter von Auftrags-Geräten regelmäßig reinigen.
  • Klebstoff-Flecken aus Kleidern sofort mit lauwarmem Wasser auswaschen!
    Angetrocknete Klebstoff-Flecken kann man nur mit Nitroverdünner entfernen.
    Aber Vorsicht: Sie sind gesundheitsschädlich!
  • Flüssigen Klebstoff nie über Nacht offenlassen!
    Immer abdecken und reinigen!

Versorgungs-Leitungen

  • Leitungen und Auftrags-Geräte regelmäßig reinigen!
    Pump-Systeme immer nach Arbeitsende mit geeignetem Reinigungsmittel (z. B. Wasser) reinigen.
  • Bevor Sie einen Klebstoff in ein Pump-System füllen:
    Die mechanische Beständigkeit bestimmen, z.B. Viskosität (Zähflüssigkeit)!
  • Bevor Sie für eine Arbeit unterschiedliche Klebstoffe verwenden:
    Prüfen Sie die Verträglichkeit des neuen Klebstoffs mit dem alten Klebstoff!
  • So prüfen Sie, ob sich unterschiedliche Klebstoffe vertragen:
    Kleine Mengen mischen und das Ergebnis prüfen.
    Wenn sich Fäden ziehen oder die Mischung gerinnt, dann sind die Klebstoffe unverträglich.
  • Bevor Sie einen neuen Klebstoff verwenden:
    Alle Klebstoff-Leitungen, Klebstoff-Behälter, Auftrags-Geräte usw. reinigen!

Klebstoff verdünnen / Viskosität kontrollieren

  • Möglichst immer gebrauchsfertige Klebstoffe verwenden!
    (Weil beim Verdünnen leicht Fehler passieren können.)
  • Dispersions-Klebstoffe können mit Wasser verdünnt werden.
    Aber Vorsicht!
    – Beim Verdünnen kann der Klebstoff am Anfang weniger gut kleben
    – Der verdünnte Klebstoff trocknet langsamer.
  • Nach dem Trocknen kann man die Klebung nicht mehr mit Wasser auflösen.
  • Wenn eine Verdünnung notwendig ist:
    Immer die gleichen Verdünnungstanks und Misch-Geräte benutzen und gut reinigen.
  • Klebstoffe nach Gewicht verdünnen.
    Nicht vergessen: Das Gewicht des Behälters abziehen.
  • Flüssige Klebstoffe vor Gebrauch gut umrühren!
    Es gibt nur wenige Ausnahmen, die man nicht umrühren muss.
  • Verdünnung immer mit Messgeräten kontrollieren!
    (Rotations-Viskosimeter, Auslauf-Becher).
  • Vorsicht! Flüssigen Klebstoff kann man schon mit wenig Wasser verdünnen. 
  • Vor dem Verdünnen den Klebstoff auf die Verarbeitungs-Temperatur bringen!
  • Schmelz-Klebstoffe nie verdünnen!
  • Schmelz-Klebstoffe werden bei einer Temperatur zwischen 120 °C und 180 °C verarbeitet. Ihre Viskosität verdoppelt sich immer, wenn die Temperatur um 1 - 20 °C sinkt.

Klebstoff-Behälter und Auftrags-Geräte

  • Klebstoff-Behälter, Auftrags-Geräte und Leitungen regelmäßig warten.
    Lager, Schaber, Regler und gleichmäßigen Rundlauf kontrollieren.
  • Klebstoff-Behälter nicht durch Reibung überhitzen.
    Bei längeren Arbeitspausen nicht ohne Klebstoff laufen lassen.
  • Achtung bei Schmelz-Klebstoffen!
    – Eine zu hohe Temperatur (ab 200 °C) kann die Schmelze zerstören!
    – Auch bei 180 °C bleiben Schmelz-Klebstoffe nicht stabil, wenn die Verarbeitung länger dauert.
    Deshalb Schmelz- Klebstoff nicht längere Zeit erhitzen, sondern gleich verarbeiten.
  • Auftrags-Geräte sollen nicht ständig Luft in den Klebstoff bringen.
  • Klebstoff-Behälter immer abdecken, damit kein Schmutz in den Klebstoff kommt.
  • Bei wässrigen Klebstoffen: den Auftragskopf bei Arbeitspausen mit einem feuchten Tuch abdecken. Der Auftragskopf ist der Geräteteil, aus dem der Klebstoff fließt.
  • Bei Lösungsmittel-Klebstoffen: den Klebstoff entfernen und Vorratsbehälter mit Lösungsmittel reinigen.
  • Bei Protein-Klebstoffen: Die Temperatur immer reduzieren.
    Empfohlene Temperatur für die Nacht: unter 35 °C
Bei Schmelz-Klebstoffen:
  • Die Auftragswalzen mit Heizstrahlern schwach erhitzen, Beckenheizung niedriger einstellen oder ausschalten.
  • Die Verarbeitungs-Temperatur regelmäßig mit Thermometer kontrollieren.
    Die Vorschmelz-Temperatur soll 20 °C bis 40 °C unter der vorgeschriebenen Verarbeitungs-Temperatur liegen.
  • Die Temperatur des Spinners ca. 10 °C höher einstellen als die Temperatur der Auftragswalzen, damit die Walzen gleichmäßig abstreifen. 
    Die Auftrags-Menge hält die Auftrags-Temperatur, deshalb die Walzen nicht zu dünn belegen.
  • Klebstoff-Niveau im Becken gleichmäßig halten, damit am Rand keine Reste verkoken.
  • Am Arbeitsende die Temperatur nur reduzieren, nicht abschalten.
    Empfohlene Temperatur für die Nacht: 65 °C – 95 °C.
    Dann kann man am nächsten Morgen den Klebstoff schneller wieder schmelzen.

Festigkeit prüfen

  • Prüfen Sie die Festigkeit frühestens 24 Stunden nach der Klebung!
    Das Lösungsmittel bzw. das Dispersionsmittel muss vollständig verdunstet sein.
  • Bei lackierten und beschichteten Papieren: Alle Materialien müssen erst vollständig trocken sein, bevor man die Klebung beurteilen kann. 

Etiketten zur Klebstoff-Auszeichnung

  • Klebstoffe, die flüchtige Lösungsmittel enthalten, haben ein Etikett mit der Aufschrift:

Klebstoffe nur in gut belüfteten Räumen verwenden!

Bei diesen Klebstoffen muss man den Raum alle 3 Minuten gut lüften.

  • Leihgebinde sauber halten und rechtzeitig zurückgeben.
    Bei Leihgebinden ist der Behälter gemietet, nur der Inhalt ist gekauft. Wenn man den Inhalt verbraucht hat, gibt man den Behälter zurück und kann ihn neu füllen lassen
  • Etiketten mit den Klebstoff-Informationen nicht zerstören oder entfernen.

Lager und Arbeitsbereich

  • Auftrags-Geräte nicht in der Nähe von häufig benutzten Türen aufstellen.
    Auch nicht in der Nähe von Fenstern, mit denen belüftet wird.
  • Den Klebstoff vor der Verarbeitung möglichst in dem Raum lagern, in dem er verarbeitet wird.
  • Der Lagerraum und der Raum, in dem der Klebstoff verarbeitet wird, sollen die gleiche Temperatur haben. Der Unterschied darf höchstens 5 °C sein.
  • Starke Temperaturunterschiede können zu Fehl-Klebungen führen, die man nicht gleich bemerkt.

Neue Klebstoffe prüfen / Klebstoff wechseln

Wenn Sie neue Klebstoffe testen oder wenn Sie einen Klebstoff wechseln wollen:

  • Mischen Sie zuerst eine kleine Menge von den beiden Klebstoffen, bevor Sie Klebstoff in den Behälter füllen. So merken Sie, ob sich die Klebstoffe vertragen.
  • Wenn der neue Klebstoff unverträglich ist: Die gesamte Anlage reinigen!
Beachten Sie diese Sicherheits-Regeln:

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

Merke:

Immer nachspülen - außer bei Schmelz-Klebstoffen!

Bei Schmelz-Klebstoffen mit frischem Schmelz-Klebstoff spülen!

Sicherheits-Empfehlungen bei Schmelz-Klebstoffen

Achtung beim Arbeiten mit heißen, flüssigen Schmelz-Klebstoffen!

  • Schmelz-Klebstoffe nicht überhitzen!
  • Es können schädliche Dämpfe entstehen. Dämpfe nicht einatmen!
  • Bei Verbrennungen:

– 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!

  • Schutzhandschuhe tragen beim Transport !

Probleme bei der Verarbeitung von Klebstoffen

Die Tabelle vermittelt stichwortartig einen Überblick über häufig auftretende Probleme in der Produktion und gibt Anhaltspunkte für mögliche Ursachen und die Beseitigung.

Schmelzklebstoffe

Übersicht über häufig auftretende Probleme bei der Verwendung von Schmelzklebstoffen, deren Ursache und wie diese beseitigt werden können.

Wasserhaltige Klebstoffe

Übersicht über häufig auftretende Probleme bei der Verwendung von wasserhaltigen Klebstoffen, deren Ursache und wie diese beseitigt werden können.
       

 

 

 

 

 

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Probleme bei der Verarbeitung von Klebstoffen

Die Tabelle zeigt häufige Probleme in der Produktion, mögliche Ursachen und Lösungen.

->  Tabellen als Grafik einfügen!

Schmelz-Klebstoffe

 

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
(evtl. auch örtlich Überhitzung)

Granulat vortrocknen,
Temperatur senken

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

 

Wasserhaltige Klebstoffe

 

Problem

Mögliche Ursache

Problem-Lösung

Unregelmäßiger Klebstoff-Film auf der Auftragswalze

Zu wenig Klebstoff im Becken

Klebstoff nachfüllen

Klebstoff zu dickflüssig,
Schöpfwalze läuft leer

Klebstoff vor dem Einfüllen durchrühren, mit wenig Wasser verdünnen (Vorsicht!).
Flüssigeren Klebstoff verwenden

Schmutz unter dem Abstreifer

Rakel reinigen

Angetrocknete Klebstoff-Reste
haben sich mit dem flüssigen Klebstoff vermischt

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
Lager-Temperatur einhalten

Zu hohe Scher-Beanspruchung
(z. B. bei hochtourigen Zahnradpumpen)

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.

 

Übersicht Klebstoffbasis/Anwendung

Die Tabelle vermittelt einen Überblick über geringe und häufige Verwendung von Klebstoffen.

Tabelle mit Klebstoffen und deren Einsatzzwecke

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Übersicht: Verwendung von Klebstoffen 

Tabelle mit Klebstoffen und deren Einsatzzwecke

03.04 Gewebe

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.

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03.05 Sonstige Werk- und Hilfsstoffe

Das folgende Kapitel beinhaltet verschiede Werk- und Hilfsstoffe, wie zum Beispiel Heftzwirne, Bänder, Leder und Pergament, aus dem Bereich der Druckweiterverarbeitung.

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4.0 Messen und Prüfen

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.

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04.01 Mess- und Prüftechniken

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.

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04.02 Qualitätskontrolle

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.

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04.03 Materialberechnung

Zu diesem Thema zählen unter anderem die Nutzenberchnung, die Vorsatzpapierberechnung, Überzugsberechnung und die Papierbedarfsberechnung.

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5.0 Fertigungstechniken

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Schneiden

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.

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Schneiden

Definition: Schneiden = einen Werkstoff mit Messer trennen.

Schneid-Techniken:

  • Randschnitt

Streifen von den Bogenkanten abschneiden.

Mit dem Randschnitt kann man unterschiedliche Winkel oder Formate ausgleichen. Dann kann man Papierstapel registerhaltig anlegen.

  • Winkelschnitt

Rechtwinkliger Schnitt

  • Rundumschnitt

Einen Bogen oder Block auf 4 Seiten beschneiden.

  • Trennschnitt

Bogen an bestimmten Stellen durchschneiden, wenn ein Druckbogen mehrere Nutzen hat.

  • Zwischenschnitt

Beim Zuschneiden von Produktnutzen einen zusätzlichen Streifen herausschneiden, wenn die Nutzen nicht direkt aneinander stoßen.

  • Beschneiden

Buchblocks, Broschuren und Zeitschriften auf 3 Seiten beschneiden.
Man unterscheidet den Kopfbeschnitt, Fußbeschnitt und Vorderbeschnitt (= Frontbeschnitt).

Von Hand schneiden

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Von Hand schneiden

Je nach Werkzeug unterscheidet man: 

Mit dem Papiermesser schneiden

Als Messer werden Papiermesser, Universalmesser oder Abbrechmesser verwendet.

Papiermesser, Universalmesser und Abbrechmesser

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.

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Mit dem Papiermesser schneiden

Messer-Arten: Papiermesser, Universalmesser, Abbrechmesser

Papiermesser, Universalmesser und Abbrechmesser

Messer schärfen

Papiermesser schärfen:
  • Die Schneide im spitzen Winkel flach auf einen Ölstein legen.
  • Öl auf die Messerseiten tropfen.
  • Jede Messerseite in kreisenden Bewegungen über den Stein führen.
  •  Die Schneide ist scharf, wenn sie keine Scharten mehr hat und man eine helle Schleif-Linie sieht.

Wenn das Messer sehr abgenutzt ist, muss man zuerst die Messer auf einer Schleifscheibe mit Wasser anschleifen.

Universalmesser:

Die Klingen auswechseln.

Abbrechmesser:

Nacheinander Klingen-Abschnitte abbrechen.

Exakt gerade Linien mit Metallschiene schneiden:

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.

Hinweise:
  • Im Stehen schneiden!
  • Das Messer wie ein Besteckmesser in die Hand nehmen.
  • Bei sehr dünnen Papieren das Messer flach über das Papier ziehen.
  • Je dicker das Material, desto steiler führt man das Messer.
  • Bei sehr dickem Material erst einen Führungsschnitt machen (wie Vorzeichnen).
  • Fingerhaltung, wenn man sehr flach schneidet:
    Die ganze Hand auf das Messer legen,
    der Messergriff liegt zwischen den Handballen.
  • Wenn man sehr viel Kraft braucht:
    Das Messer mit der Faust umklammern.

 

Mit der Schere schneiden

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.

 
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Mit der Schere schneiden

Mit der Schere schneidet man

  • kurze Einschnitte,
  • gekrümmte Linien, 
  • Winkel.

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.

 

 

 

Messer- und Scherenschneiden

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.

 

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Mit Messer schneiden - mit Schere schneiden

Messerschneiden

Bei dieser Technik schneidet das Messer gegen eine Schneid-Unterlage.

Anwendung:
  • Papierlagen im Planschneider schneiden
  • Hefte von 3 Seiten beschneiden (3-Seiten-Beschnitt)
  • Broschuren und Buchblocks für Deckenbände im 3-Messer-Automat schneiden

Scherenschneiden

Beim Schneiden mit Scheren bewegen sich 2 Schneiden eng aneinander vorbei.

Anwendung:
  • Einzelbogen mit Papp-Schere schneiden
  • Deckenpappen mit Pappen-Kreisschere schneiden
  • Überzugsnutzen mit Rollenschneider schneiden
  • Hefte und Broschuren von 3 Seiten im Trimmer beschneiden (3-Seiten-Beschnitt)

 

Mit der Pappschere schneiden

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Mit der Papp-Schere schneiden

Aufbau einer Pappschere

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.

 

 

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Textoptimierte Version in Einfacher Sprache: 

Aufbau einer Papp-Schere

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.

Arbeitssicherheit:

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.

 

Nutzen schneiden

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.

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Nutzen schneiden

Schnittfolge beim Nutzen-Schneiden
  1. Lange Seite schneiden.
  2. Die zugeschnittene Seite am Tisch-Anschlag anlegen. Den Winkel markieren.
  3. Das Breitenmaß mit dem Kreuzwinkel und der Skala auf dem Tischwinkel einstellen. Dann den Nutzen drehen, mit dem Winkel in den Kreuzwinkel schieben und schneiden.
  4. Das Längenmaß einstellen. Den Nutzen wenden, mit dem ursprünglich rechten Winkel anlegen und den letzten Schnitt machen.

 

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.

Tipp:

Einen abschwenkbaren Tisch am Vorder-Anschlag anbringen, der mit dem Messerhebel in Verbindung steht. Dann hat man eine Auflage für die Bahn.

 

 

Falzen

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

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Falzen

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.

Themen-Übersicht:

 

Falzen - Grundlegende Begriffe

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.
 

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Falzen – Grundlegende Begriffe

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
= Doppelstrom

2 Falzbogen werden zusammen gefalzt.

 

Greif-Falz

 

 

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.

Formatgruppen     

Hochformat, Querformat, Schmalformat, quadratisches Format

 

Falzarten

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).

 

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Falz-Arten

Falzbogen werden mit diesen Angaben gekennzeichnet:

  • Seitenzahl
  • Anzahl der Brüche
  • Falz-Art (z. B. 6 Seiten, 2-Bruch Zickzackfalz)
     

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

Parallelfalzung

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.
Mittenfalz, reine Parallelfalzung, Parallelmittenfalz

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.
Zickzackfalz

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.
Fensterfalz

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Parallel-Falzung

Der Falzbruch ist immer parallel zum vorausgegangenen Bruch.

Man unterscheidet 4 Parallel-Falzungen:

Mittenfalz

Der Falz ist immer in der Mitte. Die Zahl der Seiten verdoppelt sich mit jeder Falzung.

 

Wickelfalz

 

Der Bogen wird wickelförmig um das innere Blatt gefalzt. Das innere Blatt muss etwas kleiner sein, damit man gut falzen kann.
 

 

Zickzackfalz (Leporello-Falz)

 

Die Falzrichtung wechselt zickzackförmig nach jedem Bruch.

Fensterfalz (Altarfalz/Schließfalz)

Man kann den Bogen nach rechts und links öffnen. Die ausgeklappten Seiten dürfen in der Mitte nicht aneinanderstoßen.

 

Kreuzfalzung

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.

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Kreuz-Falzung

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):

  • 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.

 

Gemischte Falzung

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.

 

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Gemischte Falzung

Bei der gemischten Falzung werden Parallel-Falzungen und Kreuz-Falzungen kombiniert.

Beispiele:
  •  ¾-Bogen wird gefalzt zu: 12 Seiten, 2-Bruch Zickzackfalz, 1-Bruch Kreuzfalz
     

 

  • 1 Bogen im Querformat wird gefalzt zu: 16 Seiten, 3-Bruch Zickzack-Falz, 1-Bruch Kreuzfalz.
     

Tipp:

Sammeln Sie verschiedene Falzmuster.

 

Maschinelle Falzprinzipien

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)

 

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Maschinelle Falz-Prinzipien

Die meisten Falzmaschinen arbeiten nach den Prinzipien

Rollenrotations-Druckmaschinen verarbeiten schnell-laufende Papierbahnen. Sie arbeiten nach den Prinzipien

 

Taschenfalz (Stauchfalz)

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.
Taschenfalz (Stauchfalz)

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Taschenfalz (Stauchfalz)

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.

Taschenfalz (Stauchfalz)

 

Schwertfalz (Messerfalz)

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.

 

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Schwertfalz (Messerfalz)

Der Bogen wird bis zum Anschlag transportiert. 

⇒ Dann schlägt ein Falz-Schwert den Bogen zwischen die beiden Falzwalzen.

⇒ Der Bogen wird gefalzt. 

 

Trichterfalz

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.

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Trichterfalz

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.

 

 

Falzklappenprinzip (Trommelfalzprinzip)

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.

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Falzklappen-Prinzip (Trommelfalz-Prinzip)

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.

 

Falzmaschinentypen

Die Bezeichnung der Falzmaschinen wird von den angewendeten Falzprinzipien abgeleitet. Hinzu kommen je nach Hersteller die maximale Bogeneinlaufbreite und weitere Daten zur Maschinenkonfiguration.

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Falzmaschinen-Typen

Falzmaschinen unterscheidet man nach ihrem Falz-Prinzip.
Auch nach dem Hersteller und nach Maschinen-Merkmalen, z. B. nach der Breite des Bogeneinlaufs.

Typen:
  • Taschenfalz-Machine
  • Schwertfalz-Maschine
  • Kombi-Falzmaschine
  • Einzelfalz-Aggregat

 

Taschenfalz-Maschine

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.

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Taschenfalz-Maschine

Taschenfalz-Maschinen arbeiten nach dem Taschenfalz-Prinzip.

Sie sind nach dem Baukasten-System aufgebaut. Das bedeutet: 

  • Einzelne Falz-Einheiten können so zusammengestellt werden, wie man sie braucht.

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.

Merkmale
  • Eine Falz-Einheit hat normalerweise 2 bis 6 Falztaschen.
    Für Sonderfälle gibt es auch Falz-Einheiten mit mehr als 6 Taschen.
  • Die Falztaschen sind abwechselnd nach oben und unten angeordnet. Sie können auch geschlossen werden, dann wird an dieser Stelle nicht gefalzt.
  • Die Anschläge kann man unterschiedlich einstellen und so die Lage der Brüche festlegen.
  • Der Abstand zwischen den Falzwalzen richtet sich nach der Falzbogen-Stärke.
  • Die Taschenfalz-Einheit enthält meist auch 2 Messerwellen, die den Bogen perforieren, rillen und schneiden können.
     
Bogen-Transport:

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.

Vergleich zur Schwertfalz-Maschine:
  • Die Taschenfalz-Maschine arbeitet schneller (= höhere Laufgeschwindigkeit),
    denn die Schwertfalz-Maschine ist taktgebunden
  • Das Einstellen und Umstellen dauert etwas länger.
  • Die Taschenfalz-Maschine braucht mehr Platz.
  • Sie kann nicht so gut sehr dünne und sehr dicke Papiere falzen.
     

Die Stundenleistung ist bestimmt durch:

  • Länge des Planobogens
  • Bogenabstand (kurzer Bogen, kleiner Bogenabstand = hohe Stundenleistung).
     

 

 

Schwertfalz-Maschine

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.

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Schwertfalz-Maschine

Schwertfalz-Maschinen arbeiten nach dem Schwertfalz-Prinzip.

Eine Schwertfalz-Einheit hat fast immer mehrere Falzwerke. Meist machen 3 Schwertfalzwerke Kreuzbruch-Falzungen. 

  • Die Schwerter kann man horizontal und vertikal verstellen. Sie müssen in der Mitte zwischen den Falzwalzen stehen.
  • Der Abstand zwischen den Falzwalzen richtet sich nach der Falzbogen-Stärke.
Bogen-Transport

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.

Vergleich zur Taschenfalz-Maschine:
  • Die Schwertfalz-Maschine ist taktgebunden. D.h. sie arbeitet langsamer als die Taschenfalz-Maschine.
  • Man kann sie einfacher einstellen und umstellen.
  • Sie braucht weniger Platz.
  • Sie kann weniger Falzarten falzen.

 

Abb. 5.2-24:
Kreuzbruch-System einer Schwertfalz-Maschine mit 3 Schwertern

Hinweis:

Betriebe verwenden nur noch selten reine Schwertfalz-Maschinen, weil sie langsamer arbeiten und nicht so viele Falzarten falzen.

 

Kombifalzmaschine

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.

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Kombi-Falzmaschine

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

Hinweis:

Viele Betriebe arbeiten mit Kombi-Falzmaschinen. So können sie die Vorteile der beiden Maschinentypen nutzen:

  • Sie brauchen wenig Platz.
  • Sie können alle Falz-Arten falzen.
  • Man kann sie schnell einstellen und umstellen
  • Sie können schnell und viel falzen. 

 

 

 

Einzelfalz-Aggregat

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.

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Einzelfalz-Aggregat

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
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

 

Anlegersysteme

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)

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Anleger-Systeme

Man unterscheidet diese Anleger-Systeme: 

Viele Falzmaschinen-Typen verwenden Flachstapel-Anleger oder Rundstapel-Anleger.

 

Flachstapelanleger

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.

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Flachstapel-Anleger

Merkmale:
  • Die Bogen werden flach zugeführt.
  • Die Bogen werden auf dem Stapelbrett vorgestapelt.
  • Ein Gebläse lockert die ersten 4 bis 8 Bogen des Stapels.
  • Sauger heben den obersten Bogen an.
  • Das Saugrad transportiert den Bogen auf den Einlauf-Tisch.


 

Vorteile des Flachstapel-Anlegers:
  • Flachstapel-Anleger brauchen wenig Platz.
  • Man kann sie einfach und schnell einstellen und umstellen.
  • Eine Höhenautomatik sorgt dafür, dass auch schwierige Papiere gefalzt werden können.
  • Die Höhenautomatik gleicht auch Höhen-Unterschiede im Stapel aus.
  • Gut geeignet für kleine bis mittlere Auflagen bei ständig wechselnden Aufträgen.
Nachteil:
  • Stillstand-Zeiten beim Stapelwechsel

 

Rundstapelanleger

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.

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Rundstapel-Anleger

Merkmale:
  • Die Bogen machen eine Runde, wenn sie zugeführt werden.
  • Die Bogen werden nach und nach in Stapeln auf den oberen Tisch gelegt und aufgeschuppt.
  • Eine Wendetrommel transportiert sie auf den unteren Tisch.
  • Eine Pendel-Blasdüse lockert die Bogen an der Seite auf.
  • Das Saugrad transportiert die Bogen auf den Einlauf-Tisch.

 


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

Vorteile:
  • Keine Stillstand-Zeiten.
  • Braucht mehr Platz als der Flachstapel-Anleger.
  • Bei einem langen Anleger hat man mehr Zeit, um neue Bogen aufzulegen.
    Je länger der Anleger, desto mehr Zeit hat man für das Auflegen.
  • Hohe Stapel möglich.
  • Die Bogen können ohne Pause nachgelegt werden.
  • Geeignet für hohe Auflagen und große Formate.  

 

Palettenanleger

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.

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Paletten-Anleger

Der Paletten-Anleger ist eine besondere Form des Flachstapel-Anlegers.
Druckmaschinen legen die fertig gedruckten Bogen auf einer Palette ab. 

Merkmale:
  • Der Stapel kann direkt von der Palette übernommen werden.
  • Man kann auch großformatige Bogen anlegen.
  • Bei neuen Stapeln muss die Falzmaschine kurz angehalten werden.

 

Einlauftisch (Schrägbandtisch)

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.

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Einlauf-Tisch (Schrägband-Tisch)

Transport:
  • Die Planobogen kommen vom Anleger auf den Einlauf-Tisch.
  • Vom Einlauf-Tisch kommen sie dann in das erste Falzwerk.
  • Das schräg laufende Transportband transportiert sie gegen das Einlauf-Lineal. Dabei werden sie seitlich ausgerichtet (an Falzanlage).
  • Dann können die Bogen in den Einlauf-Trichter laufen.

 

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

Merkmale:
  • Niederhalter sorgen dafür, dass die Bogen nicht aufsteigen.
  • Eine Doppelbogen-Sperre sorgt dafür, dass immer nur 1 Bogen eingezogen wird.
  • Sehr schnelles Arbeiten (= hohe Produktionsgeschwindigkeit)

 

Auslegersysteme

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

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Ausleger-Systeme

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.

Auslage-Systeme:
  • Schuppen-Auslage
  • Stehendbogen-Auslage
  • Vertikalstapel-Auslage (Flachstapel-Auslage)
  • Banderolier-Auslage (Päckchen-Auslage)
  • Bündelpresse und Stapelbündler
  • Printrolle

Schuppenauslage

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.

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Schuppen-Auslage

Schuppen-Auslagen sind selbstständige Einheiten.

Merkmale:
  • Man kann die Höhe verstellen.
  • Man kann sie an jedes Falzwerk anstellen.
  • Die Falzbogen werden zwischen Transport-Bändern und Niederhalte-Rollen geschuppt ausgelegt.
  • Man kann die Geschwindigkeit der Auslage-Bänder einstellen.
  • Mit der Geschwindigkeit der Auslage-Bänder kann man auch den Schuppen-Abstand regulieren.

1 Falzbogen
2 Transportband der Falzmaschine (läuft schnell)
3 Kugel-Leiste 
4 Transportband des Schuppen-Auslegers (läuft langsam)
5 Niederhalte-Rollen

 

 

Stehendbogen-Auslage

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.

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Stehendbogen-Auslage

Die Falzbogen werden über eine Wendetrommel geführt und auf dem Tisch ausgelegt. Dabei stehen sie mit dem Rücken nach unten.

Merkmale:
  • Die Stehendbogen-Auslage kann große Bogen-Mengen aufnehmen.
  • Man kann die Falzbogen sehr schnell weiterverarbeiten.

1 Falzbogen kommt von der Schuppen-Auslage
2 Wendetrommel
3 stehend ausgelegte Falzbogen
4 Transportbänder
5 Stütze

Hinweis:

Für Kleinfalzbogen gibt es spezielle Stehendbogen-Auslagen.

 

 

 

 

Vertikalstapel-Auslage (Flachstapelauslage)

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.

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 Vertikalstapel-Auslage (Flachstapel-Auslage)

Die Vertikalstapel-Auslage ist eine Unterschuppungs-Einrichtung.

Merkmale: 
  • Bei der Unterschuppung überlappen sich die Bogen.
  • Die Unterschuppungs-Einrichtung stapelt die Falzbogen von unten nach oben.
  • Die Falzbogen liegen mit dem Bund nach hinten an einem Anschlag. Man kann sie abnehmen, ohne dass man den Stapel umgreifen oder wenden muss.

 

Banderolierauslage (Päckchenauslage)

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.

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Banderolier-Auslage (Päckchen-Auslage)

Die Banderolier-Auslage kann Stapel aus abgezählten Mengen bilden und mit einer Banderole zusammenbinden.

Verwendung:

z. B. für Flyer, Prospekte, Landkarten.

Ablauf:
  • Die Falzbogen werden mit einer Fotozelle abgezählt.
  • Die abgezählte Menge wird in einen Schacht transportiert.
  • Hier werden die Stapel jeweils zusammengepresst und bekommen eine Banderole.
  • Die Banderolen sind mit Heißschmelz-Klebstoff beschichtet. Sie werden an einer Stelle erhitzt.
  • Hier schmilzt der Klebstoff und die Banderole ist zugeklebt.
    Die Banderole umschließt nun z.B. einen Stapel von 50 Flyern.
     

Die Banderolier-Auslage kann die Falzbogen von bis zu 6 Falzmaschinen verarbeiten. Dann werden die Produkte auf einem Transportband zu der Banderolier-Auslage zusammengeführt.

 

Bündelpresse und Stapelbündler

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.

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Bündelpresse und Stapelbündler

Verwendung:

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

Bündelpressen sind separate Maschinen, die nicht alles automatisch verarbeiten. Mit der Hand muss man

  • die Falzbogen-Stapel und die Bretter in die Presse einlegen,
  • die gepressten Stapel verschnüren.

Stapelbündler

Stapelbündler sind mit der Falzmaschine verbunden. Die Falzbogen werden vollautomatisch gesammelt, gezählt, gepresst und z.B. mit textilen Gurten verschnürt.

Printrolle

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.

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Printrolle

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. 

 

Falzmaschinen – Zusatzeinrichtungen

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

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Falzmaschinen: Zusatz-Einrichtungen

Fast jede Falzmaschine hat diese Zusatz-Einrichtungen:

  • Zählwerk
  • Messerwellen-Paare
     

Andere Zusatz-Einrichtungen muss man dazukaufen, z.B.:

  • Falzkleben
  • Doppelstrom
  • Presswalzen
     
Zusatz-Einrichtungen: 

Zählwerk und Markier-Einrichtung

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“.

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Zählwerk und Markier-Einrichtung

Zählwerk

Das Zählwerk ...

  • zeigt die Gesamtzahl der gefalzten Bogen.
  • zeigt die durchschnittliche Stundenleistung.
  • zählt und markiert Teilmengen.
     
Markier-Einrichtung

Beim Markieren der Teilmengen kann man auch ...

  • den Schuppen-Abstand vergrößern,
  • den Schuppen-Strom nach rechts oder links versetzen,
  • je einen Bogen mit dem "Kicker" herausstoßen.

 

Messerwellen

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.

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Messerwellen

Messerwellen gibt es immer in Paaren.
Je nach ihrer Position im Falzwerk unterscheidet man: 

  • vorgelagerte Messerwellen-Paare und
  • nachgelagerte Messerwellen-Paare.

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
  • Schneid-Werkzeuge
  • Rill-Werkzeuge

Perforier-Werkzeuge

Perforier-Werkzeuge gibt es in verschiedenen Schlitzgrößen.

Vorteile des Perforierens:
  • Luft kann nach außen kommen.
  • Weniger Materialstau im Falzbruch
  • Keine Quetschfalten
  • Der nächste Kreuzbruch wird fixiert.

Perforier-Werkzeuge werden aktiviert, wenn man das Gegenmesser anstellt.
 

Schneid-Werkzeuge

Funktionen:
  • Mehrfach-Falzbogen trennen
  • Während des Falzens Streifen ausschneiden
  • Während des Falzens Randbeschnitte machen

Mehrere Werkzeuge können nebeneinander verwendet werden.

Rill-Werkzeuge

Rill-Werkzeuge haben 2 Gegenmuffe mit runden Kanten. Manchmal arbeiten sie auch gegen Gummiringe.

Vorteile des Rillens
  • Falzbruch wird einfacher und genauer.
  • Steifes oder lackiertes Material kann besser gefalzt oder gebogen werden.
     

 

Fensterfalz-Tasche

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.

 

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Fensterfalz-Tasche

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

 

 

 

Doppelstrom

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.

 

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Doppelstrom

Die Doppelstrom-Einrichtung ermöglicht sehr viel größere Produktionen. Sie wird vor allem in großformatigen Taschenfalz-Maschinen eingesetzt.

Ablauf:
  • Die Planobogen laufen mit der Breitseite in das erste Taschenfalz-Werk und
  • werden dann in zwei Einzelnutzen getrennt.
  • Die Einzelnutzen werden parallel weitergefalzt und separat (einzeln) ausgelegt.
  • Der rechte Nutzen wird auf dem Eckfördertisch an ein zweites Anschlag-Lineal transportiert.
Hinweis:

Für die Verarbeitung mit Doppelstrom muss man den Nutzen speziell ausschießen.

 

Falzkleben

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.

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Falzkleben

Die Falzklebe-Einrichtung wird vor dem Bogen-Einlauf in das erste Taschenfalz-Werk eingebaut. Der Klebstoff-Auftrag wird elektronisch gesteuert.

Merkmale:
  • Ein Klebstoff-Streifen wird vor dem ersten Bruch aufgetragen.
  • Geeignet für 1-lagige Produkte 
  • An den Falzwalzen und an den Falztaschen sind Einstiche, damit der Klebstoff nicht abschmiert.
Vorteil im Vergleich zur Rückstich-Drahtheftung:

Falzgeklebte Produkte sind völlig eben und können deshalb besser gestapelt werden.


 

 

 

Presswalzen

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.

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Presswalzen

Die Presswalzen sind zwischen dem letzten Falz-Werk und dem Ausleger. Presswalzen machen einen scharfen Falzbruch. Dadurch liegen die Falzbogen sehr plan (= bessere Planlage).

Ablauf:
  • Die Falzbogen laufen durch 2 Walzenpaare.
  • Am 1. Walzenpaar wird Luft ausgestrichen.
  • Am 2. Walzenpaar wird der Falzbruch fixiert.
     

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.

 

Falzmaschinen: Weitere Zusatzeinrichtungen

• 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.

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Falzmaschinen: Weitere Zusatz-Einrichtungen

Es gibt noch sehr viele andere Zusatz-Einrichtungen und es werden immer mehr.

Einige Beispiele:
  • Heft- und Beschneide-Werk:  können 1-lagige Produkte herstellen.
  • Fadensiegel-Automat:  kann Lagen mit Fadenklammern heften.
  • Mailing-Einrichtungen:  können viele verschiedene Postwurf-Produkte direkt herstellen.
  • Ionisatoren:  können die elektrostatische Aufladung bei Falzbogen ableiten.
Tipp:
  • Sammeln Sie Planobogen und Produkte, die mit Zusatz-Einrichtungen gefertigt wurden.
  • Fotografieren Sie Zusatz-Einrichtungen. 
  • Beschriften Sie die Fotos und ordnen Sie die Fotos in einem Heftordner.

 

Falz- und Falzwerkschema

Falzschemata werden verwendet um Falzfolgen für bestimmte Falzbogen grafisch darzustellen. Falzwerkschemata zeigen dagegen alle Falzmöglichkeiten einer Falzmaschine auf.

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Falz-Schema und Falzwerk-Schema

Falz-Schema = grafische Darstellung von Falzfolgen für bestimmte Falzbogen.

Falzwerk-Schema = grafische Darstellung für alle Falzmöglichkeiten einer Falzmaschine.

Falz-Schema

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.

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Falz-Schema

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.
 


 

 

Falzarten-Kataloge

Die Falzmaschinenhersteller bieten verschieden aufgemachte Falzartenkataloge an, in denen nahezu alle Falzmöglichkeiten mit den jeweiligen Einstellwerten aufgelistet sind.

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Falzarten-Kataloge

Die Falzmaschinen-Hersteller bieten Falzarten-Kataloge an.

Die Kataloge zeigen fast alle Falzmöglichkeiten mit den jeweiligen Einstellwerten.

Einrichten und Falzen

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.

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Einrichten und Falzen

Falzmaschinen unterscheiden sich nach Maschinentyp, Baujahr und Hersteller. Für alle Maschinen gibt es Bedienungsanleitungen mit genauen Anweisungen.

Allgemein unterscheidet man zwischen

  • Grund-Einstellung anhand eines Falzmusters bei stehender Maschine
  • Fein-Einstellung bei laufender Maschine.

 

Elektronisch gesteuerte Falzmaschinen bekommen ihre Grund-Einstellung über das Bedienpult, über Datenträger oder direkte Datenübertragung.

  • Grund-Einstellungen reduzieren die Rüstzeit.
  • Die Fein-Einstellung muss eine Fachkraft machen.

2 Beispiele für Maschinen in konventioneller Bauweise:

  • Kombi-Falzmaschine mit Flachstapel-Anleger (Beispiel 1)
  • Taschenfalz-Maschine mit Rundstapel-Anleger (Beispiel 2)

 

Kombifalzmaschine mit Flachstapelanleger (Beispiel)

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.

 

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Kombi-Falzmaschine mit Flachstapel-Anleger 

Arbeitsschritte Beispiel (1)

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

Hinweis:

Diese Arbeiten sind nicht bei jedem Einrichten und nicht an jeder Maschine notwendig. Je nach Maschine können andere oder weniger Arbeiten notwendig sein.

 

Taschenfalzmaschine mit Rundstapelanleger (Beispiel)

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.

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Textoptimierte Version in Einfacher Sprache: 

Taschenfalz-Maschine mit Rundstapel-Anleger

Arbeitsschritte Beispiel (2)

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

Hinweis:

Diese Arbeiten sind nicht bei jedem Einrichten und nicht an jeder Maschine notwendig. Je nach Maschine können andere oder weniger Arbeiten notwendig sein.

 

Hinweise zum Einstellen von Falzmaschinen

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.

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Textoptimierte Version in Einfacher Sprache: 

Hinweise zum Einstellen der Falzmaschinen

Walzen

  • Alle Walzen auf eine Papierstärke einstellen 
  • Markierungsring auf Null stellen
  • Die Papierstreifen entsprechend der Falzbogen-Stärke einklemmen, mit dem Bruch voraus.
  • Bei Zickzack-, Wickel- und Fensterfalz zuerst nur die einfache Papierstärke nehmen.
  • Erst ab dem letzten Bruch wieder auf Falzbogen-Stärke einstellen.
  • Die Einzugswalze eventuell nach dem Anlaufen nachstellen.

     


 

 

Einlauf-Lineal rechtwinklig stellen

 

  • Erste Tasche entfernen,
  • dann einen rechtwinkligen Bogen einlaufen lassen und mit dem Handrad weiterdrehen, bis der Bogen zwischen Einzugswalze und erster Falzwalze herauskommt.
  • Rechten Winkel prüfen und eventuell Einlauf-Lineal nachstellen.

Bogen mit Spitze:

  • Bogen einlaufen lassen,
  • mit dem Handrad bis zum Taschen-Anschlag drehen,
  • Anschlagwinkel auf Bogenkante einstellen.

Stauchraum und lichte Weite

Ändern Sie die Grund-Einstellung nur, wenn es notwendig ist!

  • Dünne Papiere brauchen weniger Stauchraum und eine kleinere lichte Weite.
  • Dicke und steife Papiere (Falzbogen) brauchen mehr Stauchraum und eine größere lichte Weite.
     

Doppelbogen-Sperre

Hinweis für das Einstellen des Abtast-Teils: 
  • Der einfache Bogen darf das Abtast-Teil nicht berühren.
  • Der doppelte Bogen muss das Abtast-Teil verschieben, damit der Mikroschalter in Kontakt kommt.
  • Das Abtast-Teil wird mit der Rändelschraube eingestellt.

Abb. 5.2-52: Prinzip der Doppelbogen-Sperre. 1 Abtastsegment, 2 Schaltkontakt, 3 Planobogen

Kugeln einsetzen

  • Möglichst wenige und möglichst keine Stahlkugeln einsetzen.
  • Kugeln an Kreuzbruch-Stationen auf Bogen-Hinterkante und letztes Bogendrittel stellen.
  • Je stärker der Falzbogen, desto mehr Kugeln.

Perforiermesser

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

  • Für Rücken-, Stanz- und Abriss-Perforation braucht man Spezialmesser
  • Messer immer mit scharfer Kante an Gegenmesser stellen, schräge Kanten nach vorne.
  • Abstreifer einsetzen
     

Schallschutz

Schallschutz-Hauben bei laufender Maschine immer geschlossen halten.

In Lärmbereichen immer persönliche Gehör-Schutzmittel tragen (Stöpsel, Kapsel-Gehörschützer).

 

Probleme beim Falzen

Die folgende Tabelle vermittelt einen Überblick über einige Falzprobleme, deren mögliche Ursachen und Vorschläge zur Abhilfe.

Bitte den Anhang herunterladen.

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Probleme beim Falzen

Häufige Probleme beim Falzen, mögliche Ursachen und Problemlösungen

  • beim Taschenfalz-Gerät
  • bei der Schwertfalz-Einheit

-->  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

 

Von Hand auszuführende Arbeiten

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.

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Textoptimierte Version in Einfacher Sprache: 

Handarbeiten beim Falzen

Beim Falzen arbeitet man meist mit Maschinen. Von Hand arbeitet man nur bei

  • Qualitätskontrollen,
  • Reparaturen,
  • Sonderarbeiten,
  • der Herstellung von Produktionsmustern.

Tragen, Aufstoßen, Abzählen und Stapeln

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.

 

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Tragen, Aufstoßen, Zählen und Stapeln

Tragen

  • Papier immer vorsichtig tragen, damit die Bogen nicht beschädigt werden, z.B. durch Knicke oder durch umgeschlagene Kanten.
  • Große Packen Planobogen tragen:
    Die Kanten übereinander legen.
    Dabei bilden die Kanten Röhren.
    Die Röhren stabilisieren den Pack beim Tragen.
  • Beim Aufnehmen und Absetzen mit einer Hand die Bogen auf dem Stapel festhalten, damit sich die Bogen nicht verschieben.
  • Beim Absetzen die Bogen langsam aufrollen.

 

Aufstoßen

 

  • Bogen zum Belüften seitlich aufschieben
  • Zur Anlage hin aufstoßen
  • Bogen im Anschlagwinkel ausrichten
  • Luft aus den Bogen seitlich herausstreichen
     
Hinweis:

Bei dünnem Papier weniger Bogen nehmen.

Zählen

Man kann Bogen auf verschiedene Art zählen:

  • Griff-Einheiten zählen: Die Bogen werden aufgefächert.

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.

  • Bogen abdrücken:

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.

  • Papier-Volumen:

Mit der Faustregel für das Papier-Volumen kann man die ungefähre Anzahl der Bogen berechnen.

Stapeln

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.

Planobogen prüfen

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?

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Textoptimierte Version in Einfacher Sprache: 

 Planobogen prüfen

Vor dem Falzen muss man die Planobogen prüfen und die Bogenanzahl feststellen. Man macht einen Standbogen und prüft:

  • Stimmt der Abstand?
  • Ist der Anlagewinkel rechtwinklig?
  • Sind Beschnitt, Fräsrand, Greif-Falz richtig?
  • Sind die Hilfszeichen richtig und vollständig?

 

Wenn man einen Auflagebogen falzt, kann man prüfen:

  • Stimmen Bruch- und Seitenfolge?
  • Halten Satzspiegel und Kolumnenziffern Register?
  • Stimmt die Laufrichtung?
  • Ist der Druck scheuerfest?
     

Beim Falzen soll man Stichproben machen und einzelne Planobogen prüfen:

  • Ist der Druck ohne Fehler (Schmieren, Tonen, Passer, Farbe usw.)?
  • Sind die Bogen an der Druckmaschine gleichmäßig angelegt?

 

Falzmuster

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.

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Textoptimierte Version in Einfacher Sprache: 

Falzmuster

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.

Beispiele für besondere Produkte:

Schmalformate, besondere Falzungen für Prospekte, Ausklapp-Tafeln usw.

Das Falzmuster ist wichtig für die Planung in der Druckvorstufe.

Anforderungen an das Falzmuster: 
  • Original-Größe des Produktes
  • Original-Papier des Produktes
  • alle technischen Merkmale:

    -   Falzanlage
    -   Falzfolge (= Falzschema)
    -   Paginierung (= Seitenzahlen)
    -   Beschnitt
    -   Rillung
    -   Perforation
    -   Fräsrand
    -   Greif-Falz
    -   Bogensignatur
    -   Flattermarke
    -   Auftragsbezeichnung usw.

 

Druckbogen von Hand falzen

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.

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Textoptimierte Version in Einfacher Sprache: 

Druckbogen von Hand falzen

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:

  • an der Papierkante,
  • an der Falzmarke oder
  • am Druckbild.
Wichtig für genaues Falzen:

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.

 


 

 

Wichtige Papiereigenschaften für das Falzen

Viele Produktionsstörungen und Qualitätsdefizite, die beim Falzen auftreten, sind papierbedingt. Diese Probleme können durch richtige Papierwahl vermieden werden.

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Textoptimierte Version in Einfacher Sprache: 

Wichtige Papier-Eigenschaften für das Falzen

Beim Falzen ist das richtige Papier wichtig, damit es keine Fehler und Störungen bei der Produktion gibt.

Wichtige Faktoren für die Papier-Eigenschaften:
  • Papier-Volumen
  • Laufrichtung
  • Rückstellkräfte
  • Falzfestigkeit
  • Lagern von Planobogen
  • Elektrostatische Aufladung
  • Scheuerfestigkeit

 

Papiervolumen

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.

 

 

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Textoptimierte Version in Einfacher Sprache: 

Papier-Volumen

Das Papier-Volumen zeigt, wie dick 1 Bogen im Verhältnis zu seinem Flächengewicht ist. Deshalb ist das Papier-Volumen eine Verhältnis-Zahl.

Hinweis:

Das Flächengewicht ist keine Verhältnis-Zahl. Man berechnet das Flächengewicht in Gramm pro Quadratmeter.

Formel für das Papier-Volumen:

Formel: Dicke durch Flächengewicht ist gleich Volumen Beispiel: 0,120 Millimeter durch 80 Gramm pro Quadratmeter ergibt ein Volumen von 1,5

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.

 

 

Laufrichtung

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.

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Textoptimierte Version in Einfacher Sprache: 

Laufrichtung

Falzen gelingt in Laufrichtung am besten. Deshalb muss man bei der Falz-Folge die Laufrichtung beachten. Man unterscheidet Breitbahn und Schmalbahn.

Breitbahn

Die Laufrichtung der Papierfasern liegt parallel zur kurzen Seite des Bogens. Die Papierfasern zeigen zur breiten Seite des Bogens.

Schmalbahn

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).

Laufrichtung bestimmen:
  • bei Papier mit der Nagelprobe oder Reißprobe,
  • bei Karton mit der Biegeprobe.

 


Rückstellkräfte

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.

 

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Rückstellkräfte

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
Grund: Fasern werden beim Falzen gebrochen

 

Falzbruch gegen Laufrichtung.
Grund: Fasern werden beim Falzen gebrochen

 

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.

Falzfestigkeit

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.

Übersicht über die Klassen der Falzfestigkeit

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Textoptimierte Version in Einfacher Sprache: 

Falzfestigkeit

Die Falzfestigkeit ist abhängig von:

  • Fasermaterial
  • Füllstoff-Gehalt
  • Leimung
  • Flächengewicht
  • Papier-Volumen
     

Man misst die Festigkeit mit der Falz-Zahl.

Falz-Zahl berechnen:

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.

Übersicht über die Klassen der Falzfestigkeit

Lagerfehler

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.

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Fehler beim Lagern von Planobogen

Wenn Planobogen falsch gelagert werden, gibt es Probleme beim Falzen.

Der Lager-Raum ist zu feucht:
  • Die Bogen nehmen die Feuchtigkeit am Rand auf.
  • Es entstehen Wellen (= Rand-Welligkeit).
  • Die Bogen liegen nicht mehr plan.
Der Lager-Raum ist zu trocken:
  • Die Bogen geben am Rand Feuchtigkeit ab.
  • Das Papier schrumpft am Rand und wölbt sich (= tellern).
  • Die Bogen liegen nicht mehr plan.
     

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.

 

 

Elektrostatische Aufladung

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.

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Elektrostatische Aufladung

Wenn sich Papier elektrostatisch auflädt, gibt es Probleme beim Falzen.

Wie entsteht elektrostatische Aufladung?
  • In trockener, warmer Luft lädt sich Papier an den Berührungsflächen elektrostatisch auf, kann aber die Ladung nicht schnell genug ableiten.
  • Dann haften die Bogen an den Maschinenteilen.
    Satinierte Papiere laden sich besonders leicht elektrostatisch auf.

Außerdem gibt es in trockener, warmer Luft besonders viel Papier-Staub.

Was kann man gegen die elektrostatische Aufladung tun?  
  • Ionisatoren verwenden
  • Antistatik-Spray verwenden
  • Luftfeuchtigkeit erhöhen
  • relative Luft-Feuchtigkeit von 50 bis 55 % einstellen
  • Raumtemperatur von 20 bis 23 °C einstellen.
     

Scheuerneigung

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.

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Scheuerfestigkeit

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.

Scheuerfestigkeit prüfen

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.

 

Heften – Kleben

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).

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Heften – Kleben

In der Druckweiterverarbeitung verbindet man Werkstoffe durch Heften oder Kleben miteinander.

Heften:

Beim Heften wird der Werkstoff mit Draht oder Faden verbunden. Dabei wird der Werkstoff verletzt (durchstochen).

Kleben:

Beim Kleben entsteht eine stoffschlüssige Verbindung.

  • Der Klebstoff haftet an der Oberfläche des Werkstoffs (z.B. Druckbogen).
    Diese Haftung zwischen dem Klebstoff und dem Werkstoff nennt man Adhäsion.
  • Zusätzlich entsteht ein Klebstoff-Film, der zusammenhält.
    Diesen Zusammenhalt nennt man Kohäsion.

 

Einführung in die Klebetechnik

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.

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Einführung in die Klebe-Technik

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.

  • Der Klebstoff haftet an der Oberfläche des Werkstoffs (z.B. Druckbogen).
    Diese Haftung zwischen dem Klebstoff und dem Werkstoff nennt man Adhäsion.
  • Zusätzlich entsteht ein Klebstoff-Film, der zusammenhält.
    Diesen Zusammenhalt nennt man Kohäsion.

 

 

Durch Adhäsion und Kohäsion entsteht eine Klebe-Verbindung. Diese Verbindung muss man genauso stark belasten können wie den Werkstoff.

Papierklebung prüfen:

Bei einer guten Klebung

  • kann man den Klebefilm nicht vom Papier ablösen,
  • spaltet sich der Klebefilm nicht.

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.

Arbeitsschritte beim Kleben von 2 Werkstoffen:
  • Werkstoff 1 für das Kleben vorbereiten
  • Klebstoff gleichmäßig auftragen
  • Werkstoff 2 auf Werkstoff 1 drücken
  • Klebstoff abbinden lassen. 
    Manche Werkstoffe muss man beim Abbinden aufeinander pressen.

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.

 

Klebstoff auftragen

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!

 

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Klebstoff auftragen

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.

Beispiele für die Vorbehandlung
  1. Kunststoffe muss man manchmal elektrisch vorbehandeln.
  2. Buchrücken muss man durch Fräsen vorbereiten.
    So entsteht ein Blätterblock, auf den Klebstoff aufgetragen wird.

Klebstoff-Auftrag mit Hilfsgeräten oder Maschinen

Klebstoff mit Hilfsgeräten auftragen

Klebstoff wird in Handarbeit mit Pinseln und Bürsten mit gleichmäßigen feinen Borsten aufgetragen.

Arbeitsschritte:
  • Klebstoff mit Pinsel (oder Bürste) aus dem Gefäß nehmen
  • Pinsel am Gefäß-Rand abstreichen
  • Klebstoff auf den Werkstoff auftragen
     

Nachteil: Es dauert lange, der Klebstoff wird ungleichmäßig aufgetragen

Vorteil:  Auf dem Werkstoff ist genug Klebstoff, weil der Klebstoff mehrmals aufgetragen wird.

Kleine Flächen kleben

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 mit Maschinen auftragen

Klebstoff wird maschinell mit Anleim-Maschinen aufgetragen, die entweder 1, 2 oder 3 Walzen haben.

Arbeitsschritte:
  • Die Walzen schöpfen den Klebstoff aus einer Wanne oder
    der Klebstoff fließt von oben auf die Walze.
  • Der Klebstoff wird durch die Walzen auf die richtige Dicke des Klebstoff-Films abgequetscht (manchmal wird ein Rakel benutzt) und
  • auf den Werkstoff aufgetragen. Der Werkstoff klebt nicht an der Walze an, weil er durch die Abstreifer abgestreift wird.
Man unterscheidet:
  • Oberleimwerke für den Auftrag von Klebstoff auf die Oberseite des Werkstoffs
  • Unterleimwerke für den Auftrag von Klebstoff auf die Unterseite des Werkstoffs
     

 

  

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.

Anwendung:

Kaschieren (Flächen kleben), Etikettieren (Kleinflächen kleben)

Klebstoff als Streifen oder Linie auftragen

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.

Anwendung:

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.

Merke:

Die Länge des Klebstoff-Streifens und die Länge der Abstände bestimmen den Durchmesser und die Abwicklung der Scheibe.

Auftrags-Systeme

Man unterscheidet geschlossene und offene Auftrags-Systeme.

Geschlossene Auftrags-Systeme

Das geschlossene Auftrags-System besteht aus

  • Klebstoff-Behältern,
  • 1 oder mehreren Verbindungs-Schläuchen,
  • 1 oder mehreren Auftrags-Köpfen mit Auftrags-Düse.

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.

Anwendung:

Falzkleben mit Dispersions-Klebstoff, Kartenkleben (im Sammelhefter) mit PUR-Schmelzklebstoff.

Offene Auftrags-Systeme

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,

  • braucht man 2 getrennte Leimwerk-Antriebe. So können bei einem kurzen Maschinen-Stillstand die Klebstoff-Walzen immer weiterlaufen.
  • muss man abends und am Wochenende das Leimwerk und die Walzen reinigen und die Wanne mit dem Klebstoff mit einem feuchten Tuch oder mit einem Deckel abdecken.
Merke:

Flüssigen Klebstoff nie über Nacht offen stehen lassen! Den Klebstoff immer abdecken.
Das Leimwerk und die Walzen immer reinigen!

Klebstoff-Annahme

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.

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Klebstoff-Aufnahme

Wie kann man prüfen, ob Klebstoff gut vom Werkstoff aufgenommen wird?

Man gibt einen Tropfen Klebstoff auf die Oberfläche des Werkstoffs:

  • Wenn der Tropfen zerfließt und eine große Fläche bedeckt, dann ist der Werkstoff gut geeignet. Der Randwinkel ist klein.
  • Wenn der Tropfen als kugeliger Einzel-Tropfen (= Perle) stehen bleibt, dann ist der Werkstoff nicht gut geeignet. Der Randwinkel ist groß.
     

    

 

Zum Testen verwendet man Prüf-Stifte mit Prüf-Flüssigkeit.

Unterscheidung bei den Werkstoffen:

  • Material aus poröser, saugfähiger Zellulose: Papier, Karton, Pappe.
    Der Klebstoff wird gut aufgenommen.
  • Material aus Zellulose, das veredelt wurde, z.B. durch Lackierung, Beschichtung oder Kaschierung. Das Material ist durch die Veredelung nicht mehr saugfähig.
    Der Klebstoff wird nicht gut aufgenommen.
  • Kunststoff-Folien und Alu-Folien mit geschlossener Oberfläche.
    Der Klebstoff wird nicht gut aufgenommen.

In der Druck- und Druckverarbeitungs-Industrie arbeitet man sehr viel mit Werkstoffen aus saugfähiger Zellulose.

Eigenschaften von Werkstoffen aus saugfähiger Zellulose:

  • gut geeignet für Druck und Verarbeitung
  • gut geeignet zum Kleben, da sie Feuchtigkeit gut aufnehmen ( = hygroskopisch)
  • Das Wasser im Leim und in Dispersions-Klebstoffen wird vom Werkstoff  aufgenommen und trocknet durch Verdunsten.
Nachteil:

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.

Merke:

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.

Wichtig:

Probe-Klebungen machen und längere Zeit beobachten. Es können Probleme zwischen Klebstoff und Lack entstehen, zum Beispiel Verblocken (= Zusammenhaften nach dem Lackieren)

Eigenschaften von Kunstoff-Folien:

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.

Klebstoff abbinden

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 Sek