DE69029265T2 - Druckfarbe mit geringer Nebelbildung - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft Druckfarbe mit geringer Nebelbildung. Die geringt Nebelbildung wird durch Einlagerung von Glycerin erreicht.
Hintergrund der Erfindung
• Farbnebel ist die volkstümlich verwendete Bezeichnung für Farbtröpfchen in der Luft die aus Druckverteilungssystemen und anderen, sich drehenden Walzen ausgestoßen werden Der Nebel ist nicht nur für die Belegschaft äußerst lästig, sondern verunreinigt auch den Druckraum und in einigen Fällen führt er zu einer ernsten Feuergefahr, ebenso wie aufgrund seines gesundheitsgefährdenden Potentials in der Arbeitsumgebung zu einem Hauptproblem Tatsächlich ist Farbnebel einer der Hauptfaktoren, die die Geschwindigkeit des Zeitungsdrucks begrenzen.
• Es wird allgemein akzeptiert, daß das Nebelphänomen eine direkte Folge des Farbübertragungsverfahrens darstellt. Wenn sich zwei farbhaltige Walzen unter Berührung drehen, so tritt unter Erzeugung von Filamenten, die sich dehnen und dann auseinanderreißen, eine Farbverteilung auf. Wenn die Filamente an mehr als einer Stelle auseinanderreißen, können sich die freien Bruchstücke zu Farbtröpfchen vereinigen und in die Atmosphäre geschleudert werden. Demgemäß sollte, je kürzer die beim Verteilen erzeugten Filamente sind, die Anzahl der gebildeten Nebelteilchen umso kleiner sein. Diese Annahme ist die Grundlage zur Nebelverminderung durch Abänderung der rheologischen Farbeigenschaften.
• Es hat sich etabliert, daß Farbnebel bei der Erzeugung eine elektrische Ladung aufnimmt, und sowohl positiv als auch negativ geladene Teilchen können im Nebel vorkommen. Es hat sich ebenso etabliert, daß die Höhe der Ladung der Teichen einer gegebenen Farbe in erster Linie von der Filmtrenngeschwindigkeit, und damit direkt von der Walzengeschwindigkeit abhängt.
• Die Walzengeschwindigkeit ist der allerwichtigste Faktor der Farbnebelbildung. Bei niedrigeren Walzengeschwindigkeiten ist die Farbnebelbildung gewöhnlich vernachlässigbar Bei mittleren Geschwindigkeiten, d. h. oberhalb von 600 Metern pro Minute ist die Nebelbildung beim Zeitungsdruck ein ernstes Problem. Bei Geschwindigkeiten, die 750 Meter pro Minute übersteigen, wird die Farbnebelbildung zum Hauptbegrenzungsfaktor. In diesem Zusammenhang sollte angemerkt werden, daß die für zufriedenstellendes Drucken bei hohen Geschwindigkeiten erforderlichen Änderungen der Farbeigenschaften, diese für Nebelbildung anfälliger machen.
• Nach dem Stand der Technik gibt es bezüglich der Nebelbildung von Farben Literaturüberblicke und einen vorherrschende Gebrauch, beispielsweise "Misting of Printing Inks" von Fetsko und Lavelle, American Ink Maker, März 1979, S. 47ff.; "Ink and Paper in the Printing Process" von Voet. Intersciences Publishers, N. Y. (1952) S.79-86; sowie "The Problem of Ink Fly" von Bryan, The Canmaker, (Okt.1988).
• Das Einregeln von Variablen von Druckverfahren, wie beispielsweise Temperatur Feuchtigkeit, Dicke des Farbfilms, Walzeneinstellungen usw. haben nur zu begrenzten Erfolg beim Erreichen einer verminderten Nebelbildung geführt. Darüberhinaus ist bekannt daß die Zugaben von Pigmentzuschlägen, amin-behandelten Montmorilloniten Schaumunterdrückern, Wasser, Elektrolyten, Aminen und Amiden sowie Asbest zu Farben eine günstige Auswirkung auf die Verminderung der Farbnebelbildung haben, diese verschiedenen Methoden erlauben kein Hochdruckgeschwindigkeitsdrucken ohne gleichzeitige Nebelbildung.
• Es sollte klar sein, daß beliebige Materialien, die den Druckfarbenformulierungen zum Vermindern der Nebelbildung zugegeben werden, nicht gleichzeitig die rheologischen und lithographischen Eigenschaften der Farbe nachteilig beeinflussen dürfen, da die Qualität des endgültigen Drucks stark von solchen rheologischen Eigenschaften abhängt. Die Farbverteilung und -übertragung, die Nebelbildung, die Druckschärfe und -klarheit, die Einheitlichkeit und Dichte des Drucks, das Eindringen, die Reibfestigkeit, das Anhäufen und Schäumen beziehen sich alle auf die rheologischen Eigenschaften der verwendeten Farbe Demgemäß sind Materialien wie Kaolin als nebelvermindernde Zusatzstoffe nicht gänzlich befriedigend, da hohe Scherviskosität zu schlechter Übertragbarkeit führt, und die hohe Ladung solcher Arten von Ton mit den Lösungen in den Behältern wechselwirken, was zum Schäumen führt. Es wurde ebenfalls gefunden, daß kationische oberflächenaktive Mittel, die häufig zur Verminderung der Nebelbildung von Druckfarben eingesetzt werden, unter den Nachteil leiden, daß sie, wenn Drucken bei hohen Geschwindigkeiten erreicht werden soll eine ungeeignete Emulsionsbildung begünstigen und auch zu Ablagerungen auf den Walzen führen, da die meisten Walzen negativ geladen sind, und das kationische oberflächenaktive Mittel von ihnen angezogen wird. Bei den meisten anionischen oberflächenaktiven Mitteln wurde festgestellt, daß sie zum Lösen des Problems der Nebelbildung unwirksam sind.
Zusammenfassung der Erfindung
• Es wurde nun ein Zusatzstoff gefunden, der es ermöglicht, die Farbnebelbildung drastisch zu verringern oder zu beseitigen und dennoch bei hohen Geschwindigkeiten zu drucken. Die Druckfarbe umfaßt eine typische Dispersion eines Pigments in einem Vehikel das ein Öl eines Kohlenwasserstoffs enthält. Der Zusatzstoff, der die Verminderung oder Beseitigung der Nebelbildung herbeiführt, umfaßt Glycerin. In Farbformulierungen, die Polymere als Teil des Vehikels enthalten, ist es erwünscht, daß diese eine kleine Menge Glycerin in der Formulierung enthalten, was dabei hilft, die Formulierung zu stabilisieren.
• Der erfindungsgemäße Zusatzstoff gegen Nebelbildung wird in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichts-%, im allgemeinen von 0,1 bis 4 Gewichts-%, vorzugsweise von 0,3 bis 2 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht der Farbe, eingesetzt. Das Öl eines Kohlenwasserstoffs liegt in typischen Mengen vor, beispielsweise 50 bis 95 Gewichts-% bezogen auf das Gewicht des Vehikels, wohingegen das Pigment in einer typischen Menge von 5 bis etwa 30 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht der Farbe, vorliegt.
• Das Vehikel der Druckfarbe bezieht sich auf den Bestandteil oder das Gemisch der Bestandteile, der/das als Dispergier- und Transportmedium für die Pigmentteilchen der Druckfarbe dient, und der/das der Druckfarbe ebenso geeignete rheologische Eigenschaften wie Formbarkeit, Fluß, Viskosität usw. vermittelt. Das Vehikel enthält ein beliebiges der gut bekannten Öle, wie Firnisse, Harze oder Weichmacher, die bei der Herstellung von Druckfarben verwendet werden. Gegebenenfalls können natürliche und synthetische Wachse oder andere Standardfarbzusätze in das Vehikel eingelagert werden. Geeignete Öle von Kohlenwasserstoffen umfassen: Mineralöle mit einer Viskosität von 150 bis 500 mPas (750 bis 2.400 S.U.S.), Öle von Kohlenwasserstoffen mit einem Siedebereich von 200 bis 320 ºC und ähnliche.
• Die Pigmente können beliebige derjenigen sein, die üblicherweise in Druckfarben verwendet werden, beispielsweise Ruß, Litholrot, Lackrot C, BON-Rot, Litholrubin, Naphtolrot, Carbazol violett, Phtalocyaninblau, Phtalocyaningrün, Monoarylid- und Diarylidgelbpigmente usw.
• Die erfindungsgemäße Druckfarbe kann durch herkömmliche Verfahren hergestellt werden, beipielsweise durch Herstellen einer Dispersion der Bestandteile unter Verwendung einer Ausrüstung, wie der typischen 3-Walzen-Mühle. Es können alle Bestandteile auf einmal vermischt werden, oder es kann eine Druckfarbenbasis, umfassend eine Dispersion des Pigments in einer kleinen Menge des Vehikels, hergestellt werden, und danach kann die entstandene Druckfarbenbasis mit typischen Entspannungsfirnissen weiter verdünnt werden. Der erfindungsgemäße Zusatzstoff gegen Nebelbildung kann gleichzeitig mit allen anderen Bestandteilen zugegeben werden, oder er kann den Bestandteilen während der Herstellung der Druckfarbenbasis oder während des Verdünnens der Druckfarbenbasis mit dem Entspannungsfirnis zugegeben werden. Der Zusatzstoff gegen Nebelbildung wird vorzugsweise der Druckfarbenbasis zugegeben.
• Das folgende Beispiel soll dazu dienen, die durch die vorliegende Erfindung erzielten Vorzüge zu veranschaulichen. Sofern nicht anders angegeben, stehen alle Teile für Gewichtsteile.
Beispiel
• Eine in dünner Schicht zugeführte Offsetfarbe wurde wie folgt formuliert:
• Acrylflush 29,0%
• Schnellbindendes Vehikel 60,0%
• Mikronisiertes Polyethylenwachs 2,0 %
• Mikronisiertes "Teflon" 0,5 %
• Kobalttrockenmittel 3,0 %
• Trocknungsbeschleuinger 0,25 %
• Magie-500-Öl 5,25 %
• Der Acrylflush enthielt 14,2 % Phtalocyaninblau-Pigment, 4,5 % eines Isophthalalkyds, 5,2 % eines Acrylharzes (AC-970), 2,6 % Tridecylalkohol, 2,3 % "Texanol" -Isobutyrat sowie 0,6 % des Öl-Lösungsmittels Magie-500.
• Das schnellbindende Vehikel bestand aus einem kolophonium-modifizierten Phenolharz, 23,0 % eines Leinölalkyds und 15 % des Öl-Lösungsmittels Magie-500.
• Die vorstehende Formulierung hatte, nachdem sie auf einem Farbmeßgerät mit einer Geschwindigkeit von 2.000 U/Min. untersucht wurde, eine Nebelrate von 4. Wenn der Formulierung 10 % Glycerin zugegeben wurden, verminderte sich die Nebelrate auf einer annehmbaren Wert von 1.

Claims (4)

1. Druckfarbe mit geringer Nebelbildung, umfassend:

a) ein Vehikel, enthaltend 50 bis 95 Gewichts-% eines Kohlenwasserstofföls, bezogen auf das Gewicht des Vehikels,

b) 5 bis 30 Gewichts-% eines Pigments, bezogen auf das Gewicht der Farbe und

c) 0,1 bis 10 Gewichts-% Glycerin, bezogen auf das Gewicht der Farbe.

2. Druckfarbe nach Anspruch 1, wobei der Bestandteil c) in einer Menge von 0,1 bis 4 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht der Farbe, vorliegt.

3. Druckverfahren zur Verminderung der Farbnebelbildung, umfassend das Verwenden einer Druckfarbe, enthaltend:

a) ein Vehikel, enthaltend 50 bis 95 Gewichts-% eines Kohlenwasserstofföls, bezogen auf das Gewicht des Vehikels,

b) 5 bis 30 Gewichts-% eines Pigments, bezogen auf das Gewicht der Farbe und

c) 0,1 bis 10 Gewichts-% Glycerin, bezogen auf das Gewicht der Farbe.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Bestandteil c) in einer Menge von 0,1 bis 4,0 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht der Farbe, vorliegt.