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Elektrostatik in der Praxis

Elektrostatik im Tampondruck

‍Übersicht


‍Elektrostatik ‍im ‍Tampondruck

‍1 ‍Ursachen ‍für ‍die ‍Entstehung ‍der ‍Elektrostatik

‍2 ‍Der ‍Tampon ‍zieht ‍Partikel ‍an

‍3 ‍Farbspritzer ‍und ‍Farbtröpfchen

‍4 ‍Druckluft ‍oder ‍Ventilator ‍für ‍ionisierte ‍Luft?

‍5 ‍Antistatische ‍Tampons


‍1 ‍Ursachen ‍für ‍die ‍Entstehung ‍der ‍Elektrostatik


‍Die ‍Schwierigkeiten ‍die ‍man ‍mit ‍Elektrostatik ‍im ‍Tampondruck ‍haben ‍kann ‍lassen ‍sich ‍in ‍erster ‍Linie ‍auf ‍den ‍Umstand ‍zurück ‍führen, ‍dass ‍der ‍Tampon ‍aus ‍einem ‍elastischen ‍Kunststoff ‍beschaffen ‍ist. ‍Hierbei ‍handelt ‍es ‍sich ‍in ‍der ‍Regel ‍um ‍Silikonkautschuk. ‍Betrachten ‍wir ‍einmal ‍näher, ‍warum ‍und ‍welche ‍Probleme ‍dies ‍mit ‍Elektrostatik ‍ergeben ‍kann.

‍Dieses ‍Silikon ‍ist ‍nicht ‍nur ‍sehr ‍elastisch, ‍sondern ‍zugleich ‍auch ‍elektrisch ‍hoch ‍isolierend. ‍Die ‍Elastizität ‍des ‍Tampons ‍ist ‍für ‍den ‍eigentlichen ‍Druckvorgang ‍unerlässlich. ‍Der ‍Tampon ‍holt ‍die ‍Druckfarbe ‍vom ‍Klischee ‍ab ‍und ‍übergibt ‍sie ‍an ‍den ‍zu ‍bedruckenden ‍Gegenstand, ‍dem ‍Druckgut. ‍Um ‍sich ‍dem ‍Klischee ‍und ‍der ‍Form ‍des ‍Druckguts ‍anzupassen ‍deformiert ‍sich ‍der ‍Tampon ‍bei ‍der ‍Farbaufnahme ‍vom ‍Klischee ‍und ‍ebenso ‍bei ‍der ‍folgenden ‍Farbübergabe ‍auf ‍den ‍Gegenstand. ‍Diese ‍beiden ‍Vorgänge ‍generieren ‍jeweils ‍Elektrostatik ‍auf ‍dem ‍Tampon. ‍Zunächst ‍entsteht ‍bei ‍der ‍jeweiligen ‍Berührung ‍und ‍anschließenden ‍Trennung ‍zwischen ‍Tampon/Klischee/Druckgut ‍bereits ‍elektrostatische ‍Ladung ‍als ‍Trennladung. ‍Hinzu ‍kommt ‍dabei ‍noch ‍die ‍Deformation ‍des ‍Tampons. ‍Diese ‍Deformation ‍führt ‍zu ‍Reibung ‍zwischen ‍den ‍Molekülketten ‍des ‍Silikons. ‍Die ‍hierdurch ‍generierte ‍Ladung ‍kann ‍anschließend ‍durch ‍Diffusion ‍auf ‍die ‍Oberfläche ‍heraus ‍wirken. ‍Dies ‍geschieht ‍aber ‍über ‍einen ‍etwas ‍längeren ‍Zeitraum ‍hinweg. ‍Daher ‍muss ‍bei ‍dem ‍akut ‍störenden ‍Anteil ‍der ‍Ladung ‍in ‍erster ‍Linie ‍von ‍einer ‍sich ‍sehr ‍schnell ‍ansammelnden ‍Trennladung ‍ausgegangen ‍werden. ‍Mit ‍jeder ‍Berührung ‍und ‍anschließenden ‍Trennung ‍sammelt ‍sich ‍also ‍elektrostatische ‍Ladung ‍auf ‍der ‍Tamponoberfläche ‍an. ‍Oft ‍sind ‍die ‍im ‍Nachfolgenden ‍beschriebenen ‍Probleme ‍daher ‍auch ‍nicht ‍sofort ‍ab ‍dem ‍ersten ‍Druckvorgang ‍zu ‍bemerken. ‍In ‍Abhängigkeit ‍der ‍beeinflussenden ‍Parameter ‍kann ‍es ‍vorkommen, ‍dass ‍erst ‍nach ‍dem ‍zehnten ‍oder ‍auch ‍erst ‍nach ‍dem ‍einhundertsten ‍Druckvorgang ‍die ‍Störungen ‍langsam ‍aber ‍zunehmend ‍bemerkbar ‍werden. ‍Herrscht ‍im ‍Arbeitsbereich ‍zudem ‍eine ‍extrem ‍geringe ‍Luftfeuchtigkeit, ‍können ‍diese ‍Probleme ‍sehr ‍schnell ‍und ‍sogar ‍verstärkt ‍auftreten. ‍Die ‍elektrisch ‍isolierenden ‍Oberflächen ‍können ‍sich ‍nicht ‍ausreichend ‍mit ‍einem ‍Hauch ‍mikrofeiner ‍Feuchtigkeit ‍aus ‍der ‍Luftfeuchtigkeit ‍konditionieren. ‍Die ‍entstehende ‍Ladung ‍kann ‍somit ‍nur ‍sehr ‍schlecht ‍oder ‍nicht ‍abfließen. ‍Welche ‍Probleme ‍können ‍denn ‍hauptsächlich ‍auftreten?


‍2 ‍Der ‍Tampon ‍zieht ‍Partikel ‍an


‍Von ‍der ‍ansteigenden ‍Ladung ‍auf ‍der ‍Tamponoberfläche ‍gehen ‍Feldlinien ‍in ‍den ‍Raum ‍heraus. ‍Oft ‍kann ‍man ‍diese ‍sogar ‍spüren ‍wenn ‍man ‍sich ‍dem ‍Tampon ‍vorsichtig ‍mit ‍dem ‍Handrücken ‍nähert. ‍Es ‍stellen ‍sich ‍einem ‍die ‍Haare ‍auf. ‍Entlang ‍dieser ‍spürbaren ‍Feldlinien ‍werden ‍Partikel ‍angezogen. ‍Diese ‍Partikel ‍bleiben ‍auf ‍der ‍Oberfläche ‍des ‍Tampons ‍auch ‍im ‍Farbfilm ‍kleben. ‍Die ‍Partikel ‍stammen ‍zu ‍einem ‍Teil ‍von ‍den ‍zu ‍den ‍bedruckenden ‍Teilen, ‍sofern ‍diese ‍nicht ‍richtig ‍sauber ‍auf ‍ihren ‍Oberflächen ‍sind. ‍Zu ‍einem ‍anderen ‍und ‍nicht ‍unwesentlichen ‍Teil ‍werden ‍aber ‍auch ‍aus ‍der ‍umgebenden ‍Raumluft ‍vagabundierende ‍Partikel ‍entlang ‍der ‍Feldlinien ‍auf ‍die ‍Oberfläche ‍des ‍Tampons ‍gezogen. ‍Egal ‍woher ‍letztendlich ‍die ‍Partikel ‍stammen, ‍sie ‍beeinträchtigen ‍das ‍Druckbild ‍in ‍zunehmendem ‍Maße. ‍Häufig ‍kann ‍es ‍auch ‍dazu ‍kommen, ‍dass ‍sich ‍diese ‍Partikel ‍von ‍der ‍Tamponoberfläche ‍lösen ‍und ‍das ‍Druckklischee ‍verschmutzen. ‍Sowohl ‍der ‍Tampon ‍wie ‍auch ‍das ‍Klischee ‍müssen ‍dann ‍wegen ‍der ‍sich ‍ansammelnden ‍Partikel ‍des ‍Öfteren ‍gereinigt ‍werden. ‍Um ‍die ‍hierdurch ‍bedingten ‍Reinigungsintervalle ‍zu ‍verlängern ‍kann ‍der ‍Tampon ‍jeweils ‍einen ‍Zwischenhub ‍auf ‍ein ‍Reinigungsband ‍durchführen.

‍Weitere ‍Möglichkeiten ‍diese ‍Partikelansammlung ‍zu ‍vermindern ‍gibt ‍es ‍indem ‍man ‍die ‍zu ‍bedruckenden ‍Teile ‍unmittelbar ‍vor ‍dem ‍Druck ‍nochmals ‍einem ‍Reinigungsvorgang ‍beispielsweise ‍durch ‍Abblasen ‍mit ‍Druckluft ‍unterzieht. ‍Hierbei ‍sind ‍zum ‍Einen ‍natürlich ‍die ‍Kosten ‍für ‍die ‍Drucklufterzeugung ‍zu ‍beachten, ‍zum ‍Anderen ‍sollte ‍darauf ‍geachtet ‍werden, ‍dass ‍die ‍strömende ‍Druckluft ‍nicht ‍direkt ‍in ‍den ‍Druckbereich ‍herein, ‍schlimmstenfalls ‍direkt ‍auf ‍den ‍Tampon ‍zielt. ‍Der ‍Druckfarbe ‍würde ‍zu ‍schnell ‍austrocknen.

‍Eine ‍weitere ‍Möglichkeit ‍der ‍Elektrostatik, ‍also ‍diesem ‍Staubmagnet ‍zu ‍begegnen ‍wäre ‍die ‍Verwendung ‍luftunterstützter ‍Ionisationsgeräte. ‍Bestenfalls ‍mit ‍zwei ‍Ionisationsbläsern ‍sollte ‍von ‍links ‍und ‍rechts ‍oder ‍von ‍vorne ‍und ‍hinten ‍mit ‍einem ‍leichten ‍Hauch ‍etwas ‍ionisierte ‍Luft ‍auf ‍den ‍Tampon ‍strömen ‍können. ‍Die ‍sofort ‍während ‍der ‍Deformation ‍entstehende ‍Ladung ‍kann ‍zwar ‍nicht ‍verhindert ‍werden. ‍Aber ‍man ‍kann ‍mit ‍dieser ‍feinen ‍Umspülung ‍mit ‍ionisierter ‍Luft ‍verhindern, ‍dass ‍das ‍Ladungsniveau ‍ansteigt ‍und ‍irgendwann ‍mal ‍Partikel ‍anzieht. ‍Hierzu ‍genügt ‍es ‍wenn ‍der ‍Tampon ‍auf ‍seinem ‍Weg ‍vom ‍Klischee ‍zum ‍Druckgut ‍nur ‍mal ‍kurz ‍durch ‍das ‍von ‍den ‍luftunterstützten ‍Ionisationsgeräten ‍ausgehende ‍Feld ‍das ‍mit ‍Gasionen ‍angereichert ‍ist ‍hindurch ‍läuft. ‍Die ‍Gefahr, ‍dass ‍durch ‍dieses ‍leichte ‍Anblasen ‍die ‍Druckfarbe ‍zu ‍schnell ‍trocknet ‍ist ‍somit ‍annähernd ‍ausgeschlossen. ‍Natürlich ‍sollte ‍man ‍auch ‍vermeiden ‍die ‍ionisierte, ‍strömende ‍Luft ‍direkt ‍in ‍Richtung ‍des ‍Klischees ‍zu ‍leiten. ‍Durch ‍dieses ‍dauerhafte ‍Anblasen ‍wäre ‍an ‍dieser ‍Stelle ‍mit ‍sehr ‍schneller ‍Trocknung ‍der ‍Farbe ‍auf ‍dem ‍Klischee ‍zu ‍rechnen.

‍Es ‍ist ‍übrigens ‍schwer ‍möglich ‍auch ‍mit ‍stärker ‍eingestellter ‍Druckluft ‍und ‍gezieltem ‍Anblasen ‍des ‍Tampons ‍Partikel ‍von ‍dessen ‍Oberfläche ‍hinweg ‍zu ‍blasen. ‍Sollten ‍Partikel ‍bereits ‍auf ‍der ‍adhäsiven ‍Oberfläche ‍des ‍Silikontampons ‍oder ‍auch ‍schon ‍im ‍Farbfilm ‍kleben, ‍lassen ‍diese ‍sich ‍nur ‍noch ‍abwischen. ‍Eine ‍Reinigung ‍des ‍Tampons ‍ist ‍somit ‍angesagt.


‍3 ‍Farbspritzer ‍und ‍Farbtröpfchen


‍Das ‍sich ‍summierende ‍Ladungsfeld ‍führt ‍nicht ‍nur ‍dazu, ‍dass ‍Partikel ‍gegen ‍die ‍Oberfläche ‍des ‍Tampons ‍gezogen ‍und ‍dort ‍festgehalten ‍werden. ‍Die ‍von ‍der ‍Ladung ‍ausgehenden ‍Feldlinien ‍können ‍auch ‍zu ‍feinen ‍Farbspritzern ‍und ‍winzigen ‍Punkten ‍an ‍Stellen ‍wo ‍sie ‍im ‍Druckbild ‍nicht ‍hingehören ‍führen. ‍Um ‍dies ‍zu ‍erklären ‍muss ‍man ‍den ‍eigentlichen ‍Vorgang ‍des ‍Druckens ‍sehr ‍genau ‍und ‍sehr ‍nahe ‍betrachten. ‍Der ‍Tampon ‍holt ‍zunächst ‍vom ‍Klischee ‍dem ‍Druckbild ‍entsprechend ‍Farbe ‍(blau) ‍ab ‍und ‍übergibt ‍diese ‍auf ‍das ‍Druckgut ‍(grau). ‍Zunächst ‍wird ‍also ‍die ‍Farbe ‍die ‍sich ‍in ‍den ‍feinen ‍Vertiefungen ‍des ‍Klischees ‍befindet ‍teilweise ‍vom ‍Tampon ‍aufgenommen. ‍Der ‍Farbfilm ‍wird ‍getrennt ‍wenn ‍der ‍Tampon ‍angehoben ‍wird. ‍Ein ‍Teil ‍der ‍Farbe ‍bleibt ‍dabei ‍auf ‍dem ‍Klischee ‍zurück, ‍der ‍andere ‍dem ‍Druckbild ‍entsprechende ‍Teil ‍klebt ‍nun ‍auf ‍dem ‍Tampon. ‍Dieser ‍Teil ‍wird ‍zum ‍Druckgut ‍transportiert. ‍Der ‍Tampon ‍drückt ‍die ‍Farbe ‍nun ‍auf ‍das ‍Druckgut ‍und ‍wird ‍wieder ‍angehoben. ‍Dabei ‍findet ‍erneut ‍eine ‍Trennung ‍des ‍Farbfilms ‍statt. ‍Der ‍größere ‍Teil ‍der ‍Farbe ‍bleibt ‍auf ‍dem ‍Druckgut ‍haften. ‍Ein ‍kleiner ‍Teil ‍bleibt ‍auf ‍dem ‍Tampon ‍zurück. ‍Bei ‍beiden ‍Trennungen ‍des ‍Farbfilms ‍könnte ‍man ‍wenn ‍man ‍sehr ‍genau ‍hinschaut ‍erkennen, ‍dass ‍sich ‍zwischen ‍den ‍beiden ‍sich ‍trennenden ‍Farbschichten ‍feinste ‍Haare ‍oder ‍Fasern ‍aus ‍der ‍zähflüssigen ‍Farbe ‍bilden, ‍die ‍sich ‍auseinander ‍ziehen ‍und ‍dabei ‍abreißen. ‍Beim ‍Abriss ‍kann ‍es ‍dann ‍dazu ‍kommen, ‍dass ‍eine ‍feine ‍Farbfaser ‍aufgrund ‍etwas ‍zu ‍hoher ‍Konsistenz ‍der ‍Farbe ‍sich ‍sehr ‍schnell ‍zusammenzieht ‍und ‍ein ‍feines ‍Tröpfchen ‍bildet. ‍Nun ‍kommen ‍die ‍Feldlinien ‍(rot) ‍der ‍angesammelten ‍Ladung ‍ins ‍Spiel. ‍Von ‍diesen ‍Feldlinien ‍ausgehend ‍wirken ‍Kräfte ‍in ‍den ‍Raum ‍heraus. ‍Eine ‍feine ‍Farbfaser ‍oder ‍ein ‍winziges ‍Tröpfchen ‍Farbe ‍ist ‍diesen ‍Kräften ‍hilflos ‍ausgeliefert. ‍Die ‍feine ‍Farbfaser ‍oder ‍das ‍Tröpfchen ‍springt ‍entlang ‍dieser ‍Feldlinien ‍oder ‍folgt ‍ihnen ‍bis ‍es ‍irgendwo ‍dort ‍landet ‍wo ‍sie ‍nicht ‍hin ‍gehört. ‍Im ‍Druckbild ‍ist ‍das ‍dann ‍als ‍feinstes ‍Härchen ‍oder ‍winziges ‍Pünktchen ‍zu ‍erkennen.


‍4 ‍Druckluft ‍oder ‍Ventilator ‍für ‍ionisierte ‍Luft?


‍Zur ‍elektrostatischen ‍Entladung ‍eines ‍Tampons ‍kann ‍sowohl ‍ionisierte ‍Druckluft ‍wie ‍auch ‍ein ‍Ventilator ‍mit ‍integrierter ‍Ionisation ‍verwendet ‍werden. ‍Ersteres ‍dürfte ‍im ‍Dauerbetrieb ‍kostengünstiger ‍sein. ‍Setzt ‍man ‍Ventilatoren ‍ein, ‍so ‍sollten ‍diese ‍ihre ‍durchströmende ‍Luft ‍zumindest ‍über ‍einen ‍Zuluftfilter ‍einziehen. ‍Im ‍Laufe ‍der ‍Zeit ‍können ‍sich ‍im ‍Inneren ‍des ‍Ventilators ‍Partikel ‍und ‍Flusen ‍ansammeln ‍die ‍irgendwann ‍mal ‍schlagartig ‍heraus ‍geschleudert ‍werden ‍können. ‍Wie ‍stark ‍und ‍wie ‍schnell ‍dies ‍auftreten ‍kann ‍hängt ‍an ‍der ‍Reinheit ‍der ‍eingesaugten ‍Luft ‍sowie ‍an ‍der ‍Filterqualität. ‍Regelmäßige ‍Wartung ‍und ‍gegebenenfalls ‍ein ‍gelegentlicher ‍Filterwechsel ‍sind ‍daher ‍auch ‍hier ‍unerlässlich.


‍5 ‍Antistatische ‍Tampons


‍Wenn ‍es ‍die ‍jeweilige ‍Situation ‍und ‍die ‍spätere ‍Verwendung ‍des ‍Druckgutes ‍zulassen, ‍kann ‍man ‍auch ‍einen ‍antistatisch ‍ausgerüsteten ‍Tampon ‍verwenden. ‍Seine ‍Fähigkeit ‍elektrostatische ‍Ladung ‍ableiten ‍zu ‍können ‍zeigt ‍sich ‍deutlich ‍wenn ‍man ‍ihn ‍deformiert ‍und ‍dann ‍versuchen ‍möchte ‍Partikel ‍gegen ‍seine ‍Oberfläche ‍springen ‍zu ‍lassen. ‍Die ‍während ‍der ‍Deformation ‍entstandene ‍Ladung ‍ist ‍bereits ‍abgeflossen. ‍Es ‍werden ‍keine ‍Partikel ‍angezogen. ‍Ebenso ‍verhindert ‍man ‍natürlich ‍auch ‍das ‍Problem ‍mit ‍den ‍feinen ‍Farbhärchen ‍und ‍Tröpfchen. ‍Aber ‍etwas ‍anderes ‍könnte ‍zum ‍Problem ‍werden. ‍Und ‍zwar ‍das ‍Antistatikmittel ‍das ‍den ‍Silikontampon ‍auf ‍seiner ‍Oberfläche ‍so ‍elektrisch ‍leitfähig ‍macht, ‍dass ‍die ‍entstehende ‍Ladung ‍schnell ‍genug ‍abfließen ‍kann. ‍Unterschiedlichste ‍Stoffe ‍können ‍der ‍Silikonmasse ‍des ‍Tampons ‍zugesetzt ‍werden ‍um ‍sie ‍elektrisch ‍leitfähig ‍zu ‍machen. ‍Russpartikel, ‍feinste ‍Metallfasern ‍oder ‍leitfähig ‍machende ‍Chemikalien ‍bewirken ‍auf ‍der ‍Oberfläche, ‍dass ‍entstehende ‍Ladung ‍über ‍sie ‍hinweg ‍abfliessen ‍kann. ‍Dazu ‍müssen ‍diese ‍Stoffe ‍in ‍ausreichender ‍Menge ‍dem ‍Silikon ‍beigemischt ‍werden. ‍Je ‍nach ‍Mengenanteil ‍kann ‍dies ‍jedoch ‍auch ‍zu ‍Einschränkungen ‍führen. ‍Das ‍Silikon ‍selbst ‍kann ‍durch ‍diese ‍Beimengungen ‍seine ‍Elastizität ‍verändern. ‍Die ‍Härte ‍des ‍Tampons ‍verändert ‍sich ‍somit. ‍Zudem ‍kann ‍das ‍Silikon ‍spröde ‍werden, ‍sich ‍eher ‍abnutzen. ‍Da ‍diese ‍Stoffe ‍sich ‍auch ‍auf ‍der ‍Oberfläche ‍befinden ‍müssen ‍um ‍eine ‍elektrische ‍Leitfähigkeit ‍zu ‍bieten, ‍können ‍diese ‍Stoffe ‍auch ‍mit ‍der ‍Farbe ‍auf ‍das ‍Druckgut ‍übergehen. ‍In ‍sensiblen ‍Fällen ‍wie ‍bei ‍der ‍Bedruckung ‍medizintechnischer ‍Teile ‍ist ‍dieser ‍Aspekt ‍zu ‍betrachten. ‍Ebenso ‍kann ‍sich ‍das ‍Farbannahmeverhalten ‍des ‍Tampons ‍durch ‍diese ‍Stoffe ‍verändern. ‍Das ‍bedeutet, ‍dass ‍diese ‍Stoffe ‍quasi ‍ein ‍Trennmittel ‍darstellen, ‍das ‍eine ‍ausreichend ‍gleichmäßige ‍Farbannahme ‍erschweren ‍kann.


‍Stand ‍20.05.19



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