Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Bewertung der Klebebindefähigkeit von ungestrichenen Druckpapieren für den Highspeed-Inkjetdruck

1. Forschungsthema

Bewertung der Klebebindefähigkeit von ungestrichenen Druckpapieren für den Highspeed-Inkjetdruck.

2. Forschungsziel

Der Highspeed-Inkjetdruck (HSI) ist das wichtigste digitale Druckverfahren bei der Buchherstellung. Die Klebebindung ist das häufigste Bindeverfahren, wobei die Forderung nach einem guten Aufschlagverhalten den Schwierigkeitsgrad erhöht. Durch den HSI kommen neuartige ungestrichene Papiersorten in die Buchbinderei und müssen zuverlässig auf ihre Klebebindefähigkeit bewertet werden, um bei der Verarbeitung technisch und wirtschaftlich optimale Entscheidungen treffen zu können. Im beantragten Forschungsvorhaben soll ein Prognosemodell für die Klebebindefähigkeit eines Papiers entwickelt werden, dass auf Materialparametern basiert und durch Labor- und Industrieversuchen verifiziert wird. Es soll ein Beitrag zu einer stärker datenbasierten Produktion geliefert werden, um das immer noch häufig anzutreffende „Trial-and-Error“-Prinzip abzulösen.

3. Wirtschaftliche Bedeutung für KMU

Die Forschungsergebnisse kommen im Besonderen den überwiegend mittelständischen, ca. 520 Betrieben der Druckveredelung und Druckweiterverarbeitung zugute. Sie ermöglichen den KMU Effizienzsteigerungen, eine Verminderung des Fertigungs- und Reklamationsrisikos sowie eine Optimierung des Materialeinsatzes. Dies ist besonders vor dem Hintergrund des wachsenden Konkurrenzdrucks und einer flexibilisierten sowie individualisierten Produktion wichtig.

4. Beabsichtigte Umsetzung der Forschungsergebnisse

Die Ergebnisse des Vorhabens werden in einem vollständigen Forschungsbericht und in Form eines Kurzberichts sowie im Fogra-Mitteilungsblatt veröffentlicht. Eine Publikation der wichtigsten Ergebnisse in der Fachpresse ist geplant. Weitere Transfermaßnahmen erfolgen über die Gremien der Fogra, die gezielte Ansprache interessierter Unternehmen sowie die Aufnahme in das internationale Standardisierungskonzept.

Ergebniszusammenfassung:

Es wurden Prognosemodelle für die Klebebindefähigkeit von ungestrichenen Druckpapieren für den Highspeed-Inkjetdruck (HSI) entwickelt. Hierzu wurden HSI-Papiere mit standardisierten und experimentellen Papierprüfungen charakterisiert. An den Papieren erfolgten handwerklichen und industriellen Klebebindeversuche und nachfolgende Pulltests zur Bestimmung der Blattausreißfestigkeit. Die bereitgestellten umfangreichen Papier- und Klebebindedaten sind für den Anwender bereits von Interesse, da sie z.B. zeigen, dass es ungestrichene Papiere gibt, die sich prinzipiell nicht gut mit Dispersionsklebstoff binden lassen und dass es hierfür Erkennungsmerkmale beim Papier gibt. Mit den Eingangswerten (Papierkenngrößen) und den Ergebniswerten (Pulltest) wurden Korrelationsanalysen durchgeführt. Dabei kamen lineare Regressionsmodelle sowie auf künstliche Intelligenz basierende Verfahren zum Einsatz, die alle in einem automatisierten Prozess die Daten auswerten und verschiedene gute bis sehr gute Prognosemodelle generieren. Da es für die verschiedenen industriellen Klebebindeversuche (verschieden Klebstoffe, Rückenbearbeitung, Klebstofftrocknung) auch verschiedene Prognosemodelle erstellt wurden, kann der Anwender die seinem Prozess am besten angepasste Prognoserechnung verwenden und diese auf Basis seiner eigenen Datenerfassung fortlaufend optimieren. Positiv dabei ist, dass die benötigten Papierkenngrößen der Prognosemodelle bereits üblicherweise im technischen Datenblatt spezifiziert sind und somit kein Mehraufwand für die Papiercharakterisierung entsteht. Damit wird eine Hilfestellung geboten, um zu einer stärker datenbasierten Produktion zu kommen, nachdem die erfahrungsgemäße Einschätzung der Klebebindefähigkeit prinzipiell und bei den noch weniger bekannten Inkjetpapieren an Grenzen stößt.