von Dipl.-Ing. (FH) Peter Stadler, FOGRA Druck e.V., München

In den letzten Jahren wurde gelegentlich in der Taschenbuch- und Broschürenherstellung eine sporadisch auftretende Fleckenbildung am Einbandmaterial im Bereich des Buchrückens und der Seitenbeleimung festgestellt (siehe Bild 1). Bei Auflagen mit Umschlagkartons der unterschiedlichsten Qualitäten waren im Verlauf von einem halben bis zu einem Jahr Flecken am Rücken der Broschüren und im Bereich der Seitenbeleimungen zu erkennen. Als zusätzlicher Störfaktor für die Qualität der Broschüren traten Veränderungen im Adhäsionsverhalten der Schmelzklebstoffe (Hotmelt) auf, die sich bis zum Ablösen des gesamten Umschlages von der Rückenbeleimung steigerten. In vielen Druckereien mit angeschlossener buchbinderischer Verarbeitung kommen in der Produktion oftmals gleiche Kartonqualitäten für verschiedene Auflagen zum Einsatz. Da aber nur bei bestimmten Auflagen die beschriebenen Mängel auftraten, herrschte Ratlosigkeit

Was steckt dahinter? Die Veränderungen in den Klebeeigenschaften der Kartons mussten offensichtlich mit einer Zwischenstufe der Broschürenherstellung in Zusammenhang stehen. In erster Linie bot sich folglich eine kritische Betrachtung der verschiedenen Veredelungsverfahren an. Um die Wasser und Schmutz abstoßenden Eigenschaften der Umschlagkartons zu verbessern und um eine erhöhte Scheuerbeständigkeit von Titeldrucken zu erlangen, wird eine ganze Palette von verschiedenen Oberflächenveredelungen angeboten. Diese Verfahren reichen von der relativ preiswerten Anwendung verschiedener Lackierverfahren bis zur Folienveredelung der Umschlagkartons. Bei den Lackierungen sind Wasserkastenlacke, Öldrucklacke, Dispersionslacke, Nitrolacke, Zweikomponentenlacke und UV-Lacke zu nennen. Gänzlich ungeklärt war, wie sich die verschiedenen Lacksorten und Restlösemittel aus den Kaschierklebstoffen auf die Klebefähigkeit der Umschlagkartons auswirken. Obgleich die Veredelungsvorgänge nur auf den Außenseiten der Umschläge erfolgen, könnte durch Diffusionsvorgänge eine Anlagerung an den Grenzflächen von Kartons und Hotmelt - also auf der Innenseite der Umschläge - verursacht werden. Speziell höhere Temperaturen bei der Zwischenlagerung geklebter Broschüren oder kurzfristige Erwärmung eines Broschürenstapels beim Durchlauf eines Schrumpftunnels in der Versandabteilung der Buchbindereien könnten den Anstoß für eine Lösemittelwanderung bieten. Durch die Folieneinschrumpfungen der Broschüren wird zusätzlich künstlich ein Dampfraum gebildet, in dem die Konzentration aller Lösemittelreste weitgehend unverändert vorliegt. Eine Wechselwirkung zwischen Hotmelt und den zum Einsatz gekommenen Veredelungsmitteln könnte dadurch begünstigt werden. Untersuchung bringt die Lösung Das Ziel der Untersuchungen der FOGRA war folglich, die Klebestörungen auf ganz bestimmte Komponenten aus den Veredelungsprozessen für die Umschlagkartons zurückzuführen. Die Untersuchungen erstreckten sich sowohl auf verschiedene Lackierverfahren als auch auf Folienkaschierungen. Nach Lackier- und Kaschierversuchen, die auf Praxismaschinen und einer Labormaschine erfolgten, wurden die veredelten Umschlagkartons durch Verklebungen und Beschichtungen mit Hotmelt in Kontakt gebracht. Durch künstliche Alterung der verschiedenen Materialkombinationen ließ sich experimentell nachweisen, dass zwischen den zur Lackierung eingesetzten Drucklacken auf Mineralölbasis und Hotmelt eine Unverträglichkeit besteht. Die Auftragmengen auf den Außenseiten der Kartons liegen lediglich in Bereichen von 1,2 g/m2 bis 2 g/m2, der direkte Kontakt mit Hotmelt wird durch den dazwischenliegenden Karton weitgehend unterbunden. Ein bis dahin unbekannter Faktor musste sich folglich verstärkend auf die Klebestörungen auswirken. Im Verlauf der Versuche mit den "kritischen Drucklacken" zeigte sich, dass die Entscheidung, ob eine Wechselwirkung oder Unverträglichkeit mit Hotmelt auftreten kann, durch die Verpackung der Proben herbeigeführt wird. Erst durch die Bildung eines Dampfraumes bei der Folienverpackung können die innerhalb des abgeschlossenen Raumes vorhandenen Restlösemittel - in diesem Fall Drucköle - die Klebstoffveränderungen herbeiführen. Bei offener Auslage der mit Hotmelt geklebten veredelten Umschläge wurden keine Klebstoffveränderungen verursacht. Weder bei Oberflächenlackierungen mit Nitrolacken und Dispersionsklebstoffen noch bei Folienkaschierungen mit lösemittelhaltigen Klebstoffen und mit Dispersionsklebstoffen waren gleichartige Reaktionen aufgetreten. Die Wirkungsweise der Öldrucklacke auf Hotmelts innerhalb eines Dampfraumes konnte mittels einer Dampfraumexposition nachgewiesen werden. In welchem zeitlichen Abstand nach der Fertigung der Broschüren die Klebstoffveränderungen auftreten, hängt von dem Sorptionsverhalten (Aufnahmeverhalten) des verarbeiteten Hotmelts gegenüber den Ölen ab. Teilweise ließ sich bei den Hotmelts nach der Lagerung über Öldämpfen aus den Drucklacken eine deutliche Quellung und Veränderung der Planlage nachweisen (Bild 2).

Bei den Hotmelts mit bekannten Rezepturbestandteilen trat eine Streuung im Aufnahmeverhalten von Ölen aus den Drucklacken im Bereich von 5 g/m2 bis 26 g/m2 auf. Entsprechend dem Sorptionsverhalten gab es auch Unterschiede in den Klebstoffveränderungen. Für den Einsatz von Öldrucklacken als Veredelungsmittel von Broschürenumschlägen müssen aufgrund der Untersuchungsergebnisse Bedenken geäußert werden. Eine latente Gefahr für die Klebung der Umschläge mit Hotmelts ist in jedem Fall vorhanden, da in einer modernen Buch- und Broschürenherstellung eine Folienverpackung der gefertigten Produkte nicht umgangen werden kann.