Deutsch

Das Thema der vorliegenden Dissertation sind zum einen Prozesse der Weiterverarbeitung von Digitaldruckprodukten und das Line-Matching von Druckmaschinen und Weiterverarbeitungslinien sowie eine empirische Untersuchung zur Haftfestigkeit von verschiedenen Digitaldruckverbundprodukten. Auf Basis von historischen Daten wird der Leistungsverlauf von Digitaldruckanlagen dargestellt und mit mathematischen Modellen eine Vorhersage der zukünftigen Leistungsentwicklung und der dadurch entstehenden erforderlichen Verarbeitungsleistung versucht. Es wird eine technologische Leistungsbewertung von Verarbeitungsprozessen dargestellt und Möglichkeiten aufgezeigt, wie zukünftige Leistungssteigerungen von Digitaldruckanlagen abgefangen werden können und wo die Grenzen dieser liegen. Im experimentellen Teil der Arbeit werden Substrate – zertifiziert für unterschiedliche Digitaldruckverfahren – in unterschiedlichen Digitaldruckverfahren bedruckt und mit unterschiedlichen Klebstoffen vollflächig kaschiert. Diese Verbundprodukte werden daraufhin auf ihre Verbundhaftung untersucht und eine Aussage auf die Qualität der Kaschierung versucht. Bei Betrachtung heutiger Weiterverarbeitungsanlagen gibt es derzeit wenig Grund zur Annahme, dass der Ausstoß von Digitaldruckmaschinen zukünftig nicht verarbeitet werden kann. Variable Querschneider und Falzanlagen genügen der Anforderung der Bahngeschwindigkeit. Alle anderen Anlagen sind taktgebunden und können durch Vervielfachungsmatchen und durch eine intelligente Produktionslogistik angepasst werden. Aus heutiger Sicht ist zu erkennen, dass die Weiterverarbeitung auch ohne Technologiesprünge – rein konservativ – mit Leistungssteigerungen der Digitaldrucktechnologie Schritt halten kann. Bei den untersuchten Kaschierverbunden gibt es drei signifikante Einflussfaktoren: Bedruckstoffe, Druckfarbe und Klebstoffe. Den entscheidenden Einfluss haben die Klebstoffe. Bruchbilder und Haftfestigkeitsuntersuchungen haben gezeigt, dass moderne PUR-basierte Klebstoffe zu qualifizierten Verbunden führen. Dispersionsklebstoffe und Heißschmelzklebstoffe haften wohl auf unbedruckten Papieren, jedoch nicht auf den untersuchten Druckfarben mit Ausnahme der Pigmenttinten und eingeschränkt auf den Farbstofftinten. Es ist naheliegend, dass Rückstände von isoparaffinischen Kohlewasserstoffen, welche als Farbhilfsstoffe fungieren, einer Haftung entgegenwirken. Alle untersuchten Papiere, kalandrierte Naturpapiere, gestrichene Papiere und sogar die Papiere mit PE-Beschichtung auf der Oberfläche lassen sich unbedruckt mit allen Klebstoffen gut kaschieren. Festzuhalten ist, dass PUR-basierende Klebstoffe für nahezu alle Kaschierverbindungen geeignet sind. Die physikalisch-chemischen sowie thermodynamischen Ursachen hierfür sind noch nicht geklärt. Es ist jedoch vorstellbar, dass bei diesen reaktiv aushärtenden Klebstoffen die reaktiven Kettenenden der Reaktionspartner, Alkohol und Isocyanat, nicht allein miteinander reagieren, sondern auch mit dem Substrat der Kaschierung.

English

The subject of this thesis on the one hand are finishing processes of digital printing products and the line matching of printing machines and finishing lines as well as an empirical investigation on the adhesion strength of various digital printing composite products. By looking on historical data, the performance of digital printing systems is presented and a mathematical model is used to predict the future performance and the required finishing performance. A technological performance evaluation of finishing processes is presented and possibilities for how future performance increase of digital printing systems can be intercepted and where the limits of these are. In the experimental part, various substrates are printed in different digital printing processes and laminated with different adhesives. These composite products are then examined for their bond adhesion and a statement is made about the quality of the lamination. When looking at today's processing equipment, there is currently little reason to believe that the output of digital printing machines can not be processed in the future. Variable cross cutters and folding systems meet the requirements of the web speed. All other systems are clocked and can be adapted by means of multiplication kits and an intelligent production logistic. From today's point of view it can be seen that further processing can keep pace with digital printing technology, even without technological advances. There are three significant influencing factors in the investigated laminating compounds: the substrate, the ink and the adhesive. The adhesive has the decisive influence. Fracture images and adhesiveness studies have shown that modern PUR-based adhesives lead to qualified compounds. Dispersion adhesives and hotmelt adhesives probably adhere to unprinted papers, but not to the investigated printing inks, except the pigment inks and restricted to the dye inks. It is obvious that residues of isoparaffinic hydrocarbons, which function as color auxiliaries, counteract adhesion. All tested papers, calendered natural papers, coated papers and even the papers with PE coating on the surface can be laminated well with all adhesives. It should be noted that PUR-based adhesives are suitable for almost all laminating compounds. The physico-chemical and thermodynamic causes for this are still to be clarified. However, it is conceivable that, in the case of these reactive curing adhesives, the reactive chain ends of the reactants, alcohol and isocyanate, do not react alone, but also with the substrate of the lamination.