Was ist die Ursache für Klebestörungen bei Büchern mit Fadenheftung?

Bogenablösung im Rücken der Bücher nach mehrfachem Aufschlagen.

Eine Auflage wurde im Bogenoffset gedruckt und die anschließende Bindung erfolgte als großformatiger Deckenband im Querformat mit geraden Rücken und mit einer Fadenheftung. Der gesamte Inhalt der Bücher wurde aus gestaltungstechnischen Gründen mit dunklen Rastertonflächen hinterlegt, die auch im Bundsteg der Falzbogen überlaufend gedruckt wurden. Später liefen bei der Buchbinderei die ersten Reklamationen ein: die Bände brechen im Bundsteg auf und reißen im Bereich der Fälze ein, warum?

Für die Ableimung der Buchblöcke wurde laut Angabe ein Two-Shot-Verfahren (Dispersionsklebstoff und Hotmelt auf der Basis von EVA) eingesetzt. Dieses Verfahren der Rückenanleimung wurde gewählt, da der großformatige Band auch aufrecht stehend und trotz Querformat keine durchhängenden Seiten und hohe Stabilität aufweisen sollte. Aus gestaltungstechnischen Gründen war der Inhalt der Bücher mit dunklen Rastertonflächen hinterlegt. Letztere waren auch im Bundsteg der Falzbogen überlaufend gedruckt worden.

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Was wurde beanstandet?

Die Bücher waren vor mehr als zwei Jahren gedruckt und gebunden worden, als plötzlich bei der Buchbinderei die ersten Reklamationen einliefen, dass die Bände im Bundsteg aufbrechen und im Bereich der Fälze (Vorsatzpapier und Hinterklebung) einreißen. Diese Schäden ließen sich an den Remittenden des Verlages, die von Kunden zurückgeschickt wurden, eindeutig nachvollziehen.

Anhand von weiteren, unbenutzten und in Folie eingeschweißten Büchern aus der Auflage konnten die zur Ermittlung der Reklamationsursache nötigen Untersuchungen durchgeführt werden.
Untersuchungen zur Klärung der Reklamationsursachen: Neben den Qualitätsrichtlinien für Klebebindungen existieren diese auch für Fadenheftungen, Fadensiegelungen und Klammerheftungen. Die Beurteilungskriterien orientieren sich bei diesen Bindeverfahren an der Anzahl der im Bundsteg vorhandenen Heftstiche oder Klammern und den Werten der Ausreißkraft der Buchseiten (Bogenteile) bei einer Belastung im Pulltestgerät.

Entsprechend den durchgeführten Tests zeigte die Fadenheftung eine gute Qualität. Neben der Verankerung der Druckbogen im Bund durch die Fadenheftung wird die Festigkeit des Buchblocks durch die Einzelverbindung der gehefteten Falzbogen mittels der Rückenableimung hergestellt. Obgleich die noch nicht benutzten Bände aus der Auflage nach dem einmaligen Aufschlagen bei den Pulltests noch keine Klebestörungen der Rückenableimung aufwiesen, ließ sich doch eine relativ weiche Konsistenz des zur Ableimung eingesetzten Hotmelts feststellen.

Durch mehrfaches Aufschlagen des Buchblocks, vor allem in dessen Mitte, wurde ersichtlich, dass sich die Klebstoffschicht im Buchrücken von den Druckbogen abspaltet (siehe Abbildung). Weiterhin wird an den Bogenübergängen eines aufgeschlagenen Buches eine Ablösung des Hotmelts, bei lediglich minimaler, gelegentlicher Strichspaltung des Druckpapiers, sichtbar. Diese Feststellungen wiesen auf eine Adhäsionsstörung des Klebstoffes hin, die mit hoher Wahrscheinlichkeit in Zusammenhang mit einer Unverträglichkeit (Wechselwirkung) mit den für den Druck eingesetzten Druckfarben und der Hotmelt-Komponente des Two-Shot-Systems stand.

Durch weitere Tests der Bücher in einem Klimaschrank, bei dem die gebundenen Bücher für den Zeitraum von einigen Wochen leicht erhöhten Temperaturen von 40 °C ausgesetzt wurden, konnte diese Wechselwirkung bestätigt werden. Bei Tests im wöchentlichen Abstand wurde eine zunehmende Erweichung des Hotmelts ersichtlich. Teilweise traten Auswanderungen von Wachsen aus dem Klebstoff auf, die sichtbare, fettig aussehende Flecken an dem Hinterklebematerial und Vorsatz bildeten. Die Tests haben gezeigt, dass lediglich das „alte Problem der Wechselwirkungen Druckfarbe/Hotmelt im neuen Kleid einer Two-Shot-Bindung“ versteckt, auftrat.

Fazit aus den Untersuchungen

Entsprechend der oftmals vertretenen Ansicht von Buchbindereien wird durch die Beleimung des Buchrückens mit der wässrigen Klebedispersion vor dem Auftrag von Hotmelts eine Sperrschicht gebildet. Die Hotmelt-Komponente des Systems steht somit nicht mit dem farbintensiv bedruckten Buchblock in unmittelbarem Kontakt. Weiterhin besteht in vielen Buchbindereien auf breiter Basis die Meinung, dass mit dem Einsatz von mineralölfreien Druckfarben das früher bekannte Problem der „Wechselwirkungen von Hotmelts und Mineralölen“ abgeschafft wäre.

Das über lange Zeit verstärkt vorhandene Problem dieser Wechselwirkungen wurde durch die Entwicklung der Hotmelts auf Basis von PUR für die Klebebindung beseitigt. Dadurch entsteht der Eindruck, die Problematik von möglichen Wechselwirkungen kommt zunehmend in Vergessenheit.
Es gilt jedoch nach wie vor, dass in Verbindung mit farbintensiven Abbildungen oder Vollflächendrucken, die im Bogenoffsetverfahren erstellt wurden, Klebestörungen auftreten können, wenn EVA-Hotmelts eingesetzt werden. Durch die in den Druckfarben enthaltenen Öle wird eine beschleunigte Alterung von EVA-Hotmelts, verbunden mit Klebestörungen und Erweichung des Systems, herbeigeführt. Ein Unterschied zwischen verschiedenen Herstellern und somit ein Qualitätsmerkmal für die EVA-Hotmelts lässt sich bei diesen Reaktionen in keinem Fall feststellen. Nach dem Prinzip „gleiches löst gleiches“ in der Chemie werden auf Kohlenwasserstoffen basierende Hotmelts von allen Ölen, die ebenfalls auf Kohlenwasserstoffen beruhen, geschädigt.

Druckfarben für den Offsetdruck enthalten Mineralöle oder alternative Öle (Fettsäureester), die bei der Druckfarbenherstellung als Lösemittel für die Harze eingesetzt werden. In der gelösten Form dienen die Harze als Bindemittel für die Pigmente der Druckfarbe auf den Papieroberflächen. Reste der Öle verbleiben auf Dauer innerhalb der Druckfarbenschicht und in dem Papiergefüge. Diese Öle sind jedoch nicht fest an eine bestimmte Phase (Papier oder Farbschicht gebunden) und können innerhalb dieser Phasen nahezu beliebig wandern. Sowohl der direkte Kontakt oder der indirekte Kontakt zwischen Bogenoffest-Druckfarben und konventionellen Hotmelts über einen Dampfraum innerhalb von geschlossenen Verpackungen und umhüllten Paletten kann zu Klebstoffveränderungen beitragen. Selbst Aussparungen im Bereich des Bundsteges können sich als nutzlos erweisen, da durch die Chromatographie-Wirkung (Saugverhalten) der Papiere die Öle bis zu den Formaträndern wandern können. Eine Überlackierung des Druckes mit wässrigem Dispersionslack oder der Einsatz eines Dispersionsklebstoffes als Primer vor dem Auftrag von Hotmelt stellt keine Sperrschicht dar, die Wechselwirkungen unterbinden könnte. Durch diese Verfahren wird die Wirkung der Drucköle auf den EVA-Hotmelt lediglich verzögert.

Problemlösung

Als Problemlösung für die Ableimung von Buchblöcken mit hoher Druckfarbenbelegung in den Buchfertigungsstraßen dient somit lediglich das bewährte Verfahren der Ableimung mit Dispersion, Hinterklebung und Dispersionsbeleimung oder der eventuelle Einsatz einer Gallerte. Wie die vergangene Drupa zeigte, bestehen in den Buchfertigungsstraßen vielfältige Möglichkeiten des Klebstoffeinsatzes für kritische Produkte, die sich auch auf PUR-Hotmelts erstrecken.

Der Autor Peter Stadler ist freier Berater (Firma Info Star, München) und ehemaliger Abteilungsleiter der Abteilung Druckweiterverarbeitung, Druckpapier und ID-Kartenprüfung bei der Fogra.
E-Mail: infostar@stadler-muenchen.com
Tel. 0 89/74 10 00 23

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