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Hochschule der Medien

Fakultät Druck und Medien

"Forschung im Tiefdruck ist spannend!"

An der Hochschule der Medien (HdM) werden Forschungsaktivitäten am Institut für Angewandte Forschung (IAF) gebündelt. Die innovativen Themen aus unterschiedlichen Medienbereichen reichen von der gedruckten Elektronik über digitale Medien bis zu Informationsdesign. In einer Serie werden die einzelnen Bereiche näher vorgestellt. Den Anfang macht der Tiefdruck.

Prof. Armin Weichmann

Der Tiefdruck ist neben dem Offset- und dem Flexodruck das produktivste Druckverfahren überhaupt. Hochwertige Verpackungen, viele Zeitschriften und auch Kataloge werden im Tiefdruck erstellt. Auch beim Sicherheitsdruck oder bei gedruckter Elektronik spielt das Tiefdruckverfahren eine wichtige Rolle. Die HdM verfügt als einzige Hochschule in Europa über eine komplette Tiefdrucklinie - von der Formherstellung bis zu der Rollenrotations-Tiefdruckmaschine. So können an der Hochschule sowohl die Druckformen erstellt, als auch mit den im Hause erstellten Druckformzylindern im Tiefdrucklabor gedruckt werden. Neben der Verknüpfung von Theorie und Praxis, die sich so den Studenten bietet, wird mit der Rollenrotationstiefdruckmaschine Rotomec MW 60 auch geforscht. Doch wie sieht Forschung im Tiefdruck aus? Wir haben mit Prof. Armin Weichmann aus dem Studiengang Druck- und Medientechnologie gesprochen.

Die Zylinder bevor sie in die Maschine eingesetzt werden

HdM: Welche Forschungsprojekte laufen derzeit im Tiefdruck?
Prof. Weichmann:
Zum einen sehr anwendungsnahe Projekte, die wir für Partner machen, wie beispielsweise Referenzdrucke. Wir testen verschiedene Materialien zu gleichen Bedingungen und schauen uns dabei an, wie eine geänderte Komponente im Vergleich zu den vorherigen Einstellungen reagiert. Wie verhalten sich beispielsweise verschiedene Farbproben auf dem gleichen Papier? Ändert sich etwas, und wenn ja was? Es gibt die verschiedensten Anforderungen, für die Messung von Farbe, gerade im Verpackungsdruck. Dazu zählen beispielsweise Farbstärke und Druckqualität. Wir untersuchen auch, wie gut sie auf dem Bedruckstoff hält, oder wie gut ihre Verbundfähigkeit beim Kaschieren ist. Dabei kann man an vielen Stellschrauben drehen. Für vieles ist die Chemie wichtig, zum Beispiel hängt viel an der Farbformulierung. Andererseits hat aber auch die Druckformerstellung viele Tücken und dazu gibt es kaum Literatur.

Zum anderen unternehmen wir gerade Versuche in der Formherstellung zum Ersatz von Chrom. Druckzylinder werden, nachdem die Näpfchen eingraviert sind, generell verchromt, um sie widerstandsfähiger und haltbarer zu machen, analog der Hartverchromung von Badarmaturen etwa. Dazu wird Chrom(VI)trioxid verwendet, das in der Applikation, bis es abgeschieden ist, hochgiftig ist. Deshalb versuchen wir jetzt statt Kupferzylindern, die verchromt werden, Nickeloberflächen zu verwenden, die nach dem Gravieren druckfertig sind. So würden Prozessschritte entfallen und Kosten gespart. Auch muss das giftige Chrom nicht mehr verwendet werden. Aber das birgt leider auch Nachteile: Nickel ist nicht so hart und widerstandsfähig wie Chrom.

HdM: Wo liegen die Schwerpunkte bei oder in den einzelnen Projekten? Was sind die Forschungsziele?
Prof. Weichmann:
Wir arbeiten sehr praxisorientiert und versuchen, Optimierungsmöglichkeiten zu finden, die der Industrie weiterhelfen. Die Ergebnisse sollen schnell verwendbar und umsetzbar sein. Wir versuchen, einzelne Prozessstufen zu verbessern.

HdM: Wie kommen die Projekte zustande?
Prof. Weichmann:
Wir sind mit vielen Firmen und externen Partnern aus dem Tiefdruck in einem regen Dialog. Über Konferenzen, Meetings und andere Events der Tiefdruckbranche kommen immer wieder Kontakte zustande. Man unterhält sich und stellt fest, wo Probleme liegen und wo die HdM vielleicht etwas zur Lösung beitragen könnte. Momentan plane ich einen Steuerkreis zu installieren, in dem man diskutiert, was wir als Hochschule für die Industrie tun können.


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Infokasten Tiefdruck

Der Tiefdruck ist es eine Drucktechnik, bei der die abzubildenden Elemente als Vertiefungen (Näpfchen) in die Druckform eingraviert werden. Vor dem Druck wird die gesamte Druckform eingefärbt und die überschüssige Farbe danach mit einer Rakel entfernt, so dass sich nur noch Farbe in den Näpfchen befindet. Diese wird dann direkt auf den Bedruckstoff übertragen. Ein hoher Anpressdruck und die Adhäsionskräfte zwischen Papier und Farbe bewirken die Farbübertragung. Anschließend wird die Farbe mit warmer Luft getrocknet, so dass Lösungsmittel in der Farbe praktisch komplett verdampfen. Damit bleiben auf dem Bedruckstoff nur die Farbpigmente und Bindemittel übrig. Im Tiefdruck Gedrucktes lässt sich deshalb besonders gut recyclen.

Die Druckform des Tiefdrucks ist ein Stahlzylinder, der mit einer Grundkupferschicht bedeckt ist. Auf dieser wird eine zweite Kupferschicht galvanisiert, sprich, auf die Zylinderoberfläche wird in einem Kupfersulfat-Bad Kupfer abgeschieden. Wenn zwischen dieser ca. 100 µm dünnen Schicht und dem Grundkupfer eine Trennschicht liegt, spricht man von einer Ballardhaut. Durch die Trennschicht lässt sich die Ballardhaut nach dem Druck einfach entfernen und durch eine neue ersetzen. In diese dünne Kupferschicht wird das Druckbild in Form von winzigen Näpfchen chemisch eingeätzt, elektromechanisch oder mittels Laserstrahl eingraviert. Abschließend wird die Kupferschicht zusätzlich verchromt, um eine bessere Haltbarkeit für höhere Auflagen zu erreichen.

Nach dem Druck kann die Ballardhaut zusammen mit der Chromschicht abgezogen werden. Zur Wiederverwendung wird die Zylinderoberfläche gereinigt und poliert, sowie eine neue Trennschicht aufgebracht, um darauf erneut eine Ballardhaut zu galvanisieren.

VERÖFFENTLICHT AM

23. September 2013

KONTAKT

Prof. Armin Weichmann

Print Media Technologies

Telefon: 0711 8923-2197

E-Mail: weichmann@hdm-stuttgart.de

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