Mehr Kosteneffizienz im Druckprozess
Druckwerkoptimierung im Hinblick auf Kammerrakeldichtungen und Rakelmesser
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Um sich im stetig wachsenden Verpackungssegment und damit einhergehenden Wettbewerbs- und Preisdruck zu behaupten, gehen viele Verpackungsdruckereien den Weg der Spezialisierung, damit sie sich klar positionieren und ihren Kunden einen USP bieten können. Im Sinne der Rentabilität geht damit das Bestreben einher, den Druckbetrieb so effizient und produktiv wie möglich zu gestalten.
Der Druckprozess umfasst eine Vielzahl korrelierender Parameter, welche nicht nur das schlussendliche Druckergebnis bestimmen, sondern auch die Kosteneffizienz beeinflussen. Eine entscheidende Leistungskennzahl ist die Maschinenstillstandzeit - diese gilt es zu minimieren, weil sie sich negativ auf die Produktivität auswirkt. Eine immer wiederkehrende Ursache für Maschinenstillstand sind Rüstzeiten zum Wechseln von Rakelmessern und Dichtungen im Kammerrakelsystem des Flexodruckwerks. Sowohl Rakel als auch Dichtungen sind Verschleißteile und verfügen naturgemäß über eine begrenzte Lebensdauer. Nicht selten jedoch entsteht die Notwendigkeit eines Wechsels ungeplant aus Undichtigkeiten und/oder übermäßigen bzw. unregelmäßigen Verschleißes, bevor der Auftrag zu Ende gedruckt ist.
Für ein Kammerrakelsystem bzw. Druckwerk wird in der Regel eine halbe Stunde Zeit für das Abpumpen der Farbe, die Reinigung der Kammer, den Einbau neuer Rakel und Dichtungen und die Wiederinbetriebnahme benötigt. Bei einem Maschinenstundensatz von 500,00 Euro belaufen sich die Kosten für die Rüstzeit also auf circa 250 Euro. Durch ungeplanten Wechsel aufgrund von Undichtigkeiten entsteht jedoch in den meisten Fällen auch Ausschuss und Farbverlust, dem zusätzliche Kosten gegenüberstehen. Zudem erhöht sich der Reinigungsaufwand beim Farbwechsel, sodass sich die Rüstzeiten beim Auftragswechsel zu Lasten der Produktivität und Kosteneffizienz verlängern und verteuern.
Wie kann es dazu kommen?
Zu hoher Anstelldruck
Wenn Farbe aus der Kammer tropft, wird die Kammer oft noch fester an die Rasterwalze gepresst. Das mag die Undichtigkeit kurzfristig abstellen, geht aber zu Lasten der Lebensdauer und Funktion von Dichtungen und Rakelmessern.
Mit zunehmendem Druck wird die Rakel stärker gebogen, es entsteht eine größere Kontaktzone zwischen Rakel und Walze, sodass die Rakel eher flächig als mit der Spitze abrakelt. Dadurch kann es zu Gratbildung oder im Extremfall zu Materialausbruch kommen.
Dichtungen werden bei höherem Druck auch entsprechend stärker komprimiert, was die Reibung zwischen Rasterwalze und Dichtfläche erhöht. Folglich entsteht im Dichtungsbereich mehr Wärme, welche Trägerflüssigkeit in der Farbe verdampfen lässt und die Gefahr birgt, dass sich Farbpigmente auf der Dichtung ansammeln. Durch die Farbansammlung wird die Dichtungskontur verzerrt und kann so nicht mehr zuverlässig abdichten.
Wie lässt sich zu hoher Anstelldruck umgehen?
Die mechanische Justierung der Kammer sollte überprüft werden, um sicherzustellen, dass die Kammer über die Länge gleichmäßig an der Walze anliegt. Bei der Einstellung des Anstelldruckes sollten die Empfehlungen des Maschinenherstellers berücksichtigt werden. Optimal ist der Anpressdruck, wenn sich ein 0,10 mm Fühler bei der aktiven Rakel mit leichtem Druck zwischen Rasterwalze und Rakelmesser schieben lässt. Bei unten liegender Arbeitsrakel sollte der Fühler hängen bleiben und nicht von allein herausfallen. Der Anpressdruck beim Schließrakel sollte nur so hoch sein, dass die Kammer dicht ist – das erfordert einen wesentlich niedrigeren Druck als beim Arbeitsrakel.
Rückrakelung („Back-Doctoring“)
Bei der Rückrakelung handelt es sich um ein Phänomen, bei dem Farbe aus nicht geleerten Rasterwalzennäpfchen bei der Rückführung in die Kammer auf die Außenseite des Rakelmessers gelangt, was sich in Form von Tropfen oder Farbspritzern äußert.
Bei unten liegendem Schließrakel (meist auf den außenliegenden Druckwerken, d.h. DW 5 bis DW 8 auf einer 8-Farben Zentralzylindermaschine) tropft die Farbe unterhalb entlang der Kammer. In Abhängigkeit von der Bauart der Kammer entsteht dieses Problem mehr oder weniger ausgeprägt. Je steiler der Winkel von Schließrakel zur Walze ist, desto eher schabt das Schließrakel die Farbe, welche bedingt durch die Oberflächenspannung über die Höhe der Walzennäpfchens hinausragt, von der Rasterwalze ab, statt diese über die Sogwirkung zurück in die Kammer passieren zu lassen.
Bei oben liegendem Schließrakel (auf den innenliegenden Druckwerken von Zentralzylindermaschinen) sammelt sich die Farbe auf dem Rakelmesser, läuft zu den Kammerenden und gelangt von dort auf die Stirnflächen der Rasterwalze, deren Rotation dann Farbspritzer in die Maschine katapultiert. Bei höheren Druckgeschwindigkeiten verstärken sich die Auswirkungen.
Wie lässt sich die Rückrakelung vermeiden?
Die Vermeidung von Tropfenbildung am unten liegenden Schließrakel lässt sich am besten über Anpassungen am Rakelmaterial beheben. Sofern ein Stahlrakel als Schließrakel verwendet wird, könnte die Reduzierung der Dicke helfen, z.B. indem eine Rakel mit 0,10 mm Materialstärke anstelle von 0,20 mm eingesetzt wird. Dadurch wird die Rakel flexibler und läuft einfacher in Walzen- und Farbrücklaufrichtung mit.
Beim oben liegenden Schließrakel empfiehlt sich, darauf zu achten, dass die Rakelmesser nicht seitlich über die Dichtung hinausragen, damit die Farbe nicht über die Rakel außerhalb des farbführenden Bereiches der Walze gelangt.
Als kostengünstige und sehr effektive Alternative für beide Schließrakelpositionen bieten sich Kunststoffrakel aus Polyester an, welche aufgrund ihrer Materialflexibilität bessere Dichteigenschaften als Stahl bieten und darüber hinaus äußerst verschleißfest und korrosionsbeständig sind und so eine längere Nutzungsdauer ermöglichen.
Verwendete Dichtungen und Rakel nicht optimal geeignet
Angesichts der zunehmenden Spezialisierung von Druckereien und damit einhergehenden individuellen Druckparametern lässt sich über Standardmaterialien, wie sie maschinenherstellerseitig oder im einschlägigen Handel zur Verfügung stehen, nicht immer das gewünschte Ergebnis im Hinblick auf Funktion, Langlebigkeit und Preis-Leistungsverhältnis erzielen. Dann empfiehlt es sich, sich an einen Spezialisten im Bereich der Druckwerkoptimierung zu wenden. Die Agergaard Graphic Supplies GmbH entwickelt und produziert anwendungsspezifische Kammerrakeldichtungen und Rakelmesser, die optimal auf die jeweilige Druckanwendung abgestimmt sind.
Worauf kommt es bei der Auswahl der geeigneten Dichtungen und Rakelmesser an?
Für die Identifikation der passenden Dichtungs- und Rakellösung werden Aspekte wie Kammeraufbau, Farbsystem, Druckgeschwindigkeit, Substrat und Struktur des Druckauftrages untersucht. Für die Druckerei ist dies mit minimalem Aufwand verbunden und beschränkt sich auf das Beantworten einiger weniger Fragen. Die Klärung der Einsatzbedingungen der Rakel und Dichtungen ist immens wichtig – so sind beispielsweise beim Etikettendruck kleiner Auflagen mit UV-basierten Druckfarben und häufigen Farbwechseln die Anforderungen erheblich andere als beim Großauflagendruck von Folienverpackungen mit lösemittelbasierter Farbe und Druckgeschwindigkeiten jenseits der 400 m/min.
Basierend auf langjährigem, querdisziplinarem Know-How über die verschiedenen Druckprozesse in den Bereichen flexible Verpackungen, Etiketten, Wellpappe, Beschichtungen und Lackierungen wird ein individuelles Lösungskonzept ausgearbeitet, bei dem auf einen Pool an hochwertigen Rohmaterialien und modernster Produktionstechnologien zurückgegriffen wird. Agergaard bietet Druckereien die Möglichkeit, die empfohlenen Rakel und Dichtungen im Rahmen einer kostenlosen Musterlieferung im Praxistest zu erproben.
In einem Kundenprojekt wurde kürzlich eine besondere Dichtung für Wasserfarben entwickelt, welche eine Standzeit von mehr 4,5 Millionen Produktionsmetern erreicht hat und nun in die Serienfertigung geht.