Papiertechnische Stiftung, Institut für Zellstoff und Papier – PTS


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Geförderte Projekte: 35


Entwicklung einer Methode zur Bewertung der Bedruckbarkeit von Papieren im wasserbasierten Inkjetdruckverfahren


Verifizierung der Inkjet-Bedruckbarkeit anhand des Penetrationsverhaltens in Ultrakurzzeit
Verifizierung der Inkjet-Bedruckbarkeit anhand des Penetrationsverhaltens in Ultrakurzzeit

Projektidee

Die Bedruckbarkeit von Papieren mittels Ink-Jet-Verfahren ist bis heute noch nicht ausreichend gut beschrieben, was die Vorhersage der mit bestimmten Druckern, Tinten und Papieren erzielbaren hohen Qualität angeht. Die allgemeine Auffassung besagt, dass die Charakterisierung des Wegschlagverhaltens allein gute Vorhersagen möglich macht, was in der Praxis jedoch nicht bestätigt werden konnte. Die Projektidee geht davon aus, dass erstens diese qualitätsbestimmenden Faktoren eine viel höhere Zeitauflösung benötigen und zum anderen weitere Faktoren wie Spreitung, effektives Porenvolumen usw. eine Rolle spielen.

Kundennutzen

Es wurde ein Verfahren zur Messung des Wegschlagverhaltens von Tinten in das Papier mittels High Speed Kamera entwickelt. Ergebnis sind Wegschlagzeit und Spreitungsfaktor. Das Verfahren gestattet eine Differenzierung der Papiere im Vorfeld von Praxisdrucken. Des Weiteren wurden Drucktests (Data-Matrix-Drucker; HSI-Druckköpfe) vorgenommen. Zur Bewertung des Druckergebnisses wurden Qualitätskenngrößen herangezogen. Es zeigte sich, dass die Effektivitätskennwerte des Inkjetdruckes (Wischlänge) mit den Ergebnissen der Penetrationsmessungen weitgehend korrelieren. Die Drucktests dokumentieren, dass die alleinige Betrachtung des Tintenwegschlagverhaltens die Druckqualität nicht ausreichend charakterisiert, d. h. Drucktests behalten ihre Bedeutung.
Der besondere Kundennutzung besteht nun darin, dass vor der Planung umfangreicher Druckversuche, die zeit- und kostenaufwändig sind, mittels der entwickelten neuen Methode praxisrelevante Ergebnisse zum voraussichtlichen Ergebnis des Druckens ermittelt und verifiziert werden können. Damit haben die Unternehmen ein neues, schnelles und kostengünstiges Werkzeug in der Hand, das ihnen die Entwicklung von neuen Druckpapieren hinsichtlich der effektiven Ergebnisparameter ermöglicht. Eine mögliche Zertifizierung der Methode, die seitens der PTS angestrebt wird, erlaubt den Unternehmen außerdem die Nutzung einer neuen Benchmarkmethode, die die Performance ihrer Produkte im Vergleich zu denen von Marktbegleitern bewertbar macht.

Ausblick

Die Ergebnisse im Rahmen dieses Vorhabens, sollen in einer zertifizierbare Methode fortentwickelt werden. Hierzu ist es notwendig, die mittels High Speed Kamera ermittelten neuen Kennwerte möglichst mit den gängigen Kennwerten aus Praxisdrucken zu verifizieren, also ein komplexeres Bewertungsschema aufzubauen, das unabhängig, objektiv und herstellerübergreifend anwendbar sein soll.
Die im Rahmen dieses abgeschlossenen Projektes erfolgte Entwicklung von Modellen zur Abschätzung des Penetrationsverhaltens auf der Grundlage von Papierkennwerten und Fluiddaten soll fortgeführt werden. Die Ergebnisse der Modellrechnungen korrelieren mit den experimentellen Messdaten, d. h. eine Abschätzung des Wegschlagverhaltens kann auch mittels Modellrechnungen erfolgen. Hier ist in der Folge die Modellgüte weiter zu verbessern.
Das Projekt unterstützt die langfristig geplanten Forschungsarbeiten der PTS, Wege zur Bedruckbarkeitsverbesserung mit modular aufgebauten Simulationswerkzeugen zu finden. Die Entwicklung der dazu notwendigen Modellierungsmethoden und Werkzeuge erfolgt schrittweise im Sinne von Modulen. Ergänzend dazu muss Messtechnik bereitgestellt werden, die für die Modellierung notwendige Daten in ausreichender Güte zur Verfügung stellt.

Stand: 19.05.2016
Projektdaten aktualisiert: 08.12.2015

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