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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln eines
mit Druckfarbe bedruckten Bedruckstoffs gemäß Anspruch
1. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung einen Zusatzstoff
für eine zum Behandeln mit Laserstrahlung ausgebildete
Druckfarbe gemäß Anspruch 4 sowie eine Druckfarbe,
welche zum Behandeln mit Laserstrahlung ausgebildet ist, gemäß Anspruch
7.
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Die
DE 102 34 076 A1 offenbart
das Trocknen von Druckfarbe mittels einer Vorrichtung und eines
Verfahrens zur Zuführung von Strahlungsenergie auf einen
Druckbogen mit einer Strahlungsenergiequelle, wobei die Strahlungsenergiequelle,
z. B. ein Laser, im Wesentlichen nur Licht emittiert, dessen Wellenlänge
nicht-resonant zu Absorptionswellenlängen von Wasser ist
und zwischen 700 und 2500 nm liegt. Die
DE 102 34 076 A1 offenbart
darüber hinaus bevorzugte Infrarotabsorber, beispielsweise 3-Butyl-2-(2-[3-[2-(3-butyl-1,1-dimethyl-1,3-dihydro-benzo[e]indol-2-yliden)-ethyliden]-2-chlor-cyclohex-1-enyl]-ethenyl)-1,1-dimethyl-1H-benzo[e]indolium
Perchlorat oder 2-[2-[2-Chlor-3-[2-(3-ethyl-1,3-dihydro-1,1-dimethyl-2H-benzo[e]indol-2-yliden)-ethyliden]-1-cyclohexen-1-yl]-ethenyl]-3-ethyl-1,1-dimethyl-1H-benzo[e]indolium
Tetrafluoroborat.
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Die
DE 103 16 472 A1 offenbart
ein Verfahren zum Trocknen einer Druckfarbe auf einem Bedruckstoff unter
Einsatz von Strahlungsenergie, wobei ein Behandlungsmittel, welches
eine Beschleunigung der Trocknung bewirkt, als Beschichtung oder
als Grundierung aufgetragen wird. Das Behandlungsmittel kann ein
Sikkativ umfassen. Die Wellenlänge der Strahlung kann zwischen
700 und 3000 nm liegen.
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Die
DE 10 2004 020 454
A1 offenbart eine Vorrichtung zur Zuführung von
Strahlungsenergie auf einen Bedruckstoff mit einer Strahlungsenergiequelle,
welche Licht mit einer peak-to-valley-Homogenität von weniger
als etwa 15% emittiert.
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Die
WO 2005/085372 A1 offenbart
Druckfarben für den Offsetdruck mit einem unpolaren Lösemittel, einem
Bindemittel, einem im sichtbaren Spektralbereich absorbierenden Farbmittel
und einem NIR-Absorber (z. B. aus der Gruppe der Cyanine), der im
sichtbaren Spektralbereich im Wesentlichen keine Absorption aufweist,
wobei die Löslichkeit des NIR-Absorbers in der Druckfarbe
mindestens 0,1 Gewicht-% bezüglich aller Bestandteile der
Druckfarbe beträgt, mit der Maßgabe, dass die
Löslichkeit des NIR-Absorbers größer
oder gleich der Konzentration des NIR-Absorbers in der Druckfarbe
ist. Die beschriebenen NIR-Absorber weisen Absorptionsmaxima im
Bereich von 700 bis 1200 nm und im Wesentlichen keine Absorption
im sichtbaren Spektralbereich auf.
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In
der
DE 199 57 001
A1 sind Infrarot absorbierende Cyaninfarbstoffe für
die Anwendung in Offset-Druckplatten offenbart, deren Absorptionsmaximum
zwischen 1000 und 1100 nm liegt.
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Aus
dem Stand der Technik ist es folglich bereits bekannt, Druckfarben
durch den Einsatz von Laserstrahlung, insbesondere NIR-Laserstrahlung,
zu trocknen oder zu härten. Es ist weiterhin bekannt, zu
diesem Zweck den Druckfarben Absorber, z. B. Cyaninfarbstoffe, für
die Laserstrahlung zuzugeben.
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Generell
ist es wünschenswert, Absorber zu verwenden, welche eine
möglichst hohe Absorption aufweisen, so dass bei möglichst
geringer, eingestrahlter Energie ein möglichst schnelles
Trocknungsergebnis erzielt wird.
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Cyaninfarbstoffe
sind ionische Verbindungen und daher wenig geneigt, sich in unpolaren
Lösungsmitteln wie z. B. Rapsölmethylester (RME,
Bestandteil von Bio-Farben) oder Mineralöl (Bestandteil
von Heatset- & Mineralöl-Farben)
zu lösen. Eine verbesserte Löslichkeit ist somit
ebenfalls wünschenswert. Neben einer verbesserten Löslichkeit
ist aber auch eine möglichst geringe Aggregation (Zusammenlagerung
der Farbstoffmoleküle auf molekularer Skala) wünschenswert.
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Weiterhin
kann das Problem auftreten, dass durch die Zugabe der Absorber zur
Druckfarbe, deren Farbeindruck für das menschliche Auge
verändert wird, so dass eine Beurteilung des gedruckten
Produkts kurze Zeit nach dem Druckvorgang und bei noch nicht vollständiger
Trocknung oft nicht möglich ist. In der Regel erzeugen Cyaninfarbstoffe
einen Grünstich in gelber Offsetdruckfarbe. Es ist daher
ebenfalls wünschenswert, Absorber zu verwenden, die den
Farbeindruck der Druckfarbe nicht oder zumindest nicht wesentlich
verändern.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gegenüber
dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zu schaffen, welches
zumindest einen der aufgezeigten Nachteile des Standes der Technik überwindet.
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Es
ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren
zu schaffen, welches es ermöglicht, einen mit Druckfarbe
bedruckten Bedruckstoff derart zu behandeln bzw. die Druckfarbe
auf dem Bedruckstoff derart zu trocknen oder zu härten, dass
eine schnelle und zufriedenstellende Behandlung, Trocknung bzw.
Härtung erfolgt.
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Es
ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Zusatzstoff
für eine Druckfarbe oder eine verbesserte Druckfarbe zu
schaffen, welches/welche zumindest einen der aufgezeigten Nachteile
des Standes der Technik überwindet.
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Es
ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Zusatzstoff
für eine Druckfarbe zu schaffen, welche sich leicht in
der Druckfarbe lösen lässt und deren Farbeindruck
im Wesentlichen nicht verändert.
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Es
ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Druckfarbe
zu schaffen, welche auf einfache Weise hergestellt werden kann und
deren Farbeindruck durch den Einsatz eines Zusatzstoffes im Wesentlichen
nicht verändert wird.
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Diese
Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren
gemäß Anspruch 1, durch einen Zusatzstoff gemäß Anspruch
3 und eine Druckfarbe gemäß Anspruch 5 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
sowie aus der folgenden Beschreibung.
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren zum Behandeln eines
mit Druckfarbe bedruckten Bedruckstoffs, umfasst Folgendes:
- – der Bedruckstoff wird Laserstrahlung
ausgesetzt und
- – die Laserstrahlung wird zumindest teilweise von einer
aus einem Cyanin-Kation und einem Anion, insbesondere einem Chlorid-Anion,
aufgebauten Absorbersubstanz absorbiert, welche im Wellenlängenbereich größer
etwa 800 nm ein Absorptionsmaximum für die Laserstrahlung
aufweist.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht
es in vorteilhafter Weise, einen mit Druckfarbe bedruckten Bedruckstoff
derart zu behandeln bzw. die Druckfarbe auf dem Bedruckstoff derart
zu trocknen oder zu härten, dass eine schnelle und zufriedenstellende
Behandlung, Trocknung bzw. Härtung erfolgt.
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Das
Absorptionsmaximum kann bevorzugt im Bereich zwischen etwa 800 nm
und etwa 900 nm liegen. Das Absorptionsmaximum kann ebenfalls bevorzugt
im Bereich zwischen etwa 900 nm und etwa 1000 nm liegen. Das Absorptionsmaximum
kann ebenfalls bevorzugt im Bereich zwischen etwa 1000 nm und etwa
1100 nm liegen.
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Eine
hinsichtlich der Löslichkeit der eingesetzten Absorbersubstanz
in der Druckfarbe vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung
des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich dadurch
auszeichnen, dass eine Absorbersubstanz eingesetzt wird, welche
wenigstens eine Seitengruppe aus der folgenden Gruppe aufweist:
- – Kohlenwasserstoffketten mit 1 bis
4 Kohlenstoff-Atomen,
- – Kohlenwasserstoffketten mit 5 bis 12 Kohlenstoff-Atomen,
- – Kohlenwasserstoffketten mit mehr als 12 Kohlenstoff-Atomen.
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Eine
weiter vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass das Anion Dodecylsulfonat
(CH3-(CH2)11- SO3 (–)),
Dodecylbenzensulfonat (CH3-(CH2)11-(C6H4)-SO3 (–)), Tosylat
(CH3-(C6H4)-SO3 (–)),
ein Halogenid, insbesondere ein Chlorid, Iodid oder Bromid, ein
Aryl-, Alkyl- oder Aralkylsulfonat, ein Perchlorat, ein hexa-Halogenophosphat,
ein hexa-Halogenoantimonat oder ein tetra-Halogenoborat ist.
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Ein
erfindungsgemäßer Zusatzstoff für eine
zum Behandeln mit Laserstrahlung ausgebildete Druckfarbe, weist
Folgendes auf:
- – eine aus einem Cyanin-Kation
und einem Anion, insbesondere einem Chlorid-Anion, ionisch aufgebaute Absorbersubstanz,
welche im Wellenlängenbereich größer
etwa 800 nm ein Absorptionsmaximum für die Laserstrahlung
aufweist.
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Der
erfindungsgemäße Zusatzstoff weist den Vorteil
auf, dass er sich leicht in der Druckfarbe lösen lässt
und deren Farbeindruck im Wesentlichen nicht verändert.
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Eine
hinsichtlich der Löslichkeit der eingesetzten Absorbersubstanz
in der Druckfarbe vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung
des erfindungsgemäßen Zusatzstoffs kann sich dadurch
auszeichnen,
dass eine Absorbersubstanz vorgesehen ist, welche
wenigstens eine Seitengruppe aus der folgenden Gruppe aufweist:
- – Kohlenwasserstoffketten mit 1 bis
4 Kohlenstoff-Atomen,
- – Kohlenwasserstoffketten mit 5 bis 12 Kohlenstoff-Atomen,
- – Kohlenwasserstoffketten mit mehr als 12 Kohlenstoff-Atomen.
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Eine
weiter vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Zusatzstoffes kann sich dadurch auszeichnen, dass das Anion Dodecylsulfonat
(CH3-(CH2)11-SO3 (–)),
Dodecylbenzensulfonat (CH3-(CH2)11-(C6H4)-SO3 (–)), Tosylat
(CH3-(C6H4)-SO3 (–)),
ein Halogenid, insbesondere ein Chlorid, Iodid oder Bromid, ein
Aryl-, Alkyl- oder Aralkylsulfonat, ein Perchlorat, ein hexa-Halogenophosphat,
ein hexa-Halogenoantimonat oder ein tetra-Halogenoborat ist.
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Eine
erfindungsgemäße Druckfarbe, welche zum Behandeln
mit Laserstrahlung ausgebildet ist enthält folgenden Zusatzstoff:
- – Zusatzstoff, welcher eine aus einem
Cyanin-Kation und einem Anion, insbesondere einem Chlorid-Anion, ionisch
aufgebaute Absorbersubstanz umfasst, welche im Wellenlängenbereich
größer etwa 800 nm ein Absorptionsmaximum für
die Laserstrahlung aufweist.
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Die
erfindungsgemäße Druckfarbe weist den Vorteil
auf, dass sie auf einfache Weise hergestellt werden kann und dass
ihr Farbeindruck durch den Einsatz eines Zusatzstoffes im Wesentlichen
nicht verändert wird.
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Eine
hinsichtlich der Löslichkeit der eingesetzten Absorbersubstanz
in der Druckfarbe vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung
der erfindungsgemäßen Druckfarbe kann sich dadurch
auszeichnen, dass eine Absorbersubstanz vorgesehen ist, welche wenigstens
eine Seitengruppe aus der folgenden Gruppe aufweist:
- – Kohlenwasserstoffketten mit 1 bis 4 Kohlenstoff-Atomen,
- – Kohlenwasserstoffketten mit 5 bis 12 Kohlenstoff-Atomen,
- – Kohlenwasserstoffketten mit mehr als 12 Kohlenstoff-Atomen.
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Eine
weiter vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Druckfarbe kann sich dadurch auszeichnen, dass das Anion Dodecylsulfonat
(CH3-(CH2)11-SO3 (–)),
Dodecylbenzensulfonat (CH3-(CH2)11-(C6H4)-SO3 (–)), Tosylat
(CH3-(C6H4)-SO3 (–)),
ein Halogenid, insbesondere ein Chlorid, Iodid oder Bromid, ein
Aryl-, Alkyl- oder Aralkylsulfonat, ein Perchlorat, ein hexa-Halogenophosphat,
ein hexa-Halogenoantimonat oder ein tetra-Halogenoborat ist.
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Zwei
aufgrund ihrer guten Trocknungseigenschaft, guten Löslichkeit
in der Druckfarbe und guten Farbneutralität bevorzugte
Absorbersubstanzen bzw. bevorzugte Moleküle aus der Gruppe
der Cyanine sind im Folgenden angegeben:
- Anion
A–: Dodecylsulfonat (CH3-(CH2)11-SO3 (–)), Dodecylbenzensulfonat
(CH3-(CH2)11-(C6H4)-SO3 (–)), Tosylat (CH3-(C6H4)-SO3 (–), Cl(–), Br(–),
I(–), Perchlorat (ClO4 (–)), Hexafluorophosphat (PF6 (–)), Tetrafluoroborat
(BF4 (–)).
Hexafluoroantimonat (SbF6 (–))
oder Halogenid, Aryl- oder Alkyl- oder Aralkylsulfonat, Perchlorat,
hexa-Halogenophosphat, hexa-Halogenoantimonat oder tetra-Halogenoborat;
- Zentrale Ringeinheit: Cyclohexen oder Cyclopenten;
- Substituent R1: tert-Butyl-Phenylmercapto, Phenylmercapto, Phenyl,
Methyl, Diphenylamino, oder Chlor oder Halogen, Alkylmercapto oder
Arylmercapto oder Alkylarylmercapto oder Iso-Propylphenyl oder geradkettig oder
verzweigtes Alkylphenyl oder Phenylrest mit einer oder mehreren
Alkylgruppen (geradkettig oder verzweigt);
- Substituent R2 mit Cyclohexenring: tert-Butyl oder andere Alkylgruppe
oder Arylgruppe oder Aralkylgruppe;
- Substituent R3, R4: Dodecyl, n-Butyl, Methyl, iso-Butyl, iso-Pentyl
oder andere Alkylgruppe oder Arylgruppe oder Aralkylgruppe (gleich
oder verschieden, linear oder verzweigt);
- Substituent R5, R6: eine auf eine gute Löslichkeit
hinsichtlich ihrer Länge abgestimmte Alkylgruppe oder Chlor oder
anderes Halogen oder Alkyloxy (gleich oder verschieden, linear oder
verzweigt). Die tatsächliche Position von R5, R6 innerhalb
des Benzoindol- Systems muss nicht die unten dargestellte C13 bzw.
C13' sein. Denkbare Positionen wären auch C9 bis C15 bzw.
auch mehr als ein Substituent. Entsprechendes gilt für
die Cyclopenten-Derivate (Nummierung ohne C4).
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele sind:
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Eine
weitere aufgrund ihrer guten Trocknungseigenschaft, guten Löslichkeit
in der Druckfarbe und guten Farbneutralität bevorzugte
Substanzen bzw. bevorzugte Moleküle aus der Gruppe der
Cyanine sind im Folgenden angegeben:
- Anion
A–: Halogenid, Alkyl- oder Aryl-
oder Aralkylsulfonat, Perchlorat, hexa-Halogenophosphat, hexa-Halogenoantimonat
oder tetra-Halogenoborat;
- Zentrale Ringeinheit: Cyclohexen oder Cyclopenten;
- Substituent R1, R2: Aryl- oder Alkyl- oder Aralkyl-Gruppe (gleich
oder verschieden, linear oder verzweigt);
- Substituent R3: Halogen, Aryl- oder Alkyl- oder Aralkyl- oder
Thioaryl-Gruppe;
- Substituent R4: H, Aryl- oder Alkyl- oder Aralkyl-Gruppe.
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Bevorzugtes
Ausführungsbeispiel:
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Zwei
weitere aufgrund ihrer guten Trocknungseigenschaft, guten Löslichkeit
in der Druckfarbe und guten Farbneutralität bevorzugte
Substanzen bzw. zwei bevorzugte Moleküle sind im Folgenden
angegeben:
- Anion
A–: Halogenid, Alkyl- oder Aryl-
oder Aralkylsulfonat, Perchlorat, hexa-Halogenophosphat, hexa-Halogenoantimonat
oder tetra-Halogenoborat;
- Zentrale Ringeinheit: Cyclohexen oder Cyclopenten;
- Substituent R1, R2: Aryl- oder Alkyl- oder Aralkyl-Gruppe (gleich
oder verschieden, linear oder verzweigt);
- Substituent R3: Halogen, Aryl-, Alkyl- oder Aralkyl- oder Thioaryl-Gruppe;
- Substituent R4: H, Aryl- oder Alkyl- oder Aralkyl-Gruppe;
- Substituent R5, R6: H, Halogen, Aryl-, Alkyl- oder Aralkyl-Gruppe
(gleich oder verschieden, linear oder verzweigt).
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele:
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Die
Druckfarbe, in der die oben angegebenen Absorbersubstanzen eingebracht
werden, ist ansonsten weitestgehend handelsüblich rezeptiert.
Sie kann demnach sog. Hartharze und Weichharze enthalten und weist
bevorzugt ein unpolares Lösemittel auf (trocknende oder
nicht trocknende Naturöle wie Rapsölmethylester,
Leinöl, Sojaöl, Holzöl, Kokosöl
oder Mineralöle mit mehr oder weniger aromatischen Anteilen).
Die Löslichkeit der oben angegebenen Absorbersubstanzen
in dem unpolaren Lösemittel wird durch die geeignet langkettigen
Seitengruppen (Kohlenwasserstoffketten mit 1-4, 5-12 oder mehr als
12 Kohlenstoff-Atomen) in vorteilhafter Weise verbessert. Auch der
Einsatz von Chlorid-Anionen bzw. von Dodecylsulfonat-, Dodecylbenzensulfonat-
oder Tosylat-Anionen verbessert in vorteilhafter Weise die Löslichkeit.
Die Absorbersubstanz, insbesondere der Cyaninabsorber, weist bevorzugt
eine Löslichkeit von wenigstens 0,2 Gewichtsprozent in
der Druckfarbe auf. Vorzugsweise von wenigstens 0,5 Gew.-% bzw.
wenigstens 1 Gew.-%.
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Laserstrahlung
mit einer Wellenlänge größer 900 nm wird
durch eine Druckfarbschicht von etwa 0,5 bis 5 μm, bevorzugt
etwa 1 bis 2 μm, welche eine erfindungsgemäße
Absorbersubstanz aufweist, zu mindestes 10% absorbiert, bevorzugt
mindestens 30%, 50%, 70% oder 90%.
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Die
Absorbersubstanz, insbesondere der Cyaninabsorber, weist eine Farbortveränderung
von Delta E kleiner als 5, insbesondere kleiner 2 auf (bei etwa
1 bis 2 μm Druckfarbschichtdicke auf konventionellem weißem
Papier) und führt daher zu einer kaum oder nicht mehr mit
dem menschlichen Auge wahrnehmbaren Farbveränderung der
Druckfarbe, d. h. Farbneutralität nach der Laserbehandlung
und bevorzugt auch schon vor der Laserbehandlung. Delta E ist dabei
das Maß für einen wahrnehmbaren Unterschied zwischen
zwei Farben im Lab-Farbraum. Ein Delta E von 1.0 kann von einem
geübten Auge gerade noch unterschieden werden.
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Die
für die Behandlung erforderliche Laserstrahlung wird bevorzugt
von einem Diodenlaser bei ca. 980 nm, ca. 1030 nm oder von einem
Diodenlaser oder Nd:YAG-Festkörperlaser bei ca. 1064 nm
Wellenlänge erzeugt.
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Die
mit dem Zusatzstoff versehene Druckfarbe weist bevorzugt eine Lagerbeständigkeit
von wenigstens 3 Monaten auf, d. h. das NIR-Absorptionsvermögen
nimmt in dieser Zeitspanne nur um weniger als etwa 10% ab.
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Die
Absorbersubstanz, insbesondere der Cyaninabsorber, kann fest oder
flüssig bzw. als Absorberadditiv in gelöster Form
vorliegen. Sie kann während der Farbherstellung oder nachträglich
in die Druckfarbe eingearbeitet werden.
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Das
Absorberadditiv bzw. die Druckfarbe kann einwertige oder mehrwertige
Carbonsäuren (z. B. Isophthalsäure) und einwertige
oder mehrwertige Alkohole (z. B. Glycol) enthalten. Auch polare
Lösemittel, wie etwa Wasser, Ethanol, 2-Propanol und Emulgatoren
und Tenside wie etwa Glycolether (z. B. Dowanol TPM) können
enthalten sein. Der Druckfarbe kann insbesondere ein Feuchtmittelgemenge
zugesetzt werden. Dieses kann z. B. aus Wasser, 2-Propanol und einem
handelsüblichen Additiv wie Combifix bestehen. Bevorzugt wird
dieses Feuchtmittel bereits bei der Farbherstellung einemulgiert.
Durch das Feuchtmittel wird die gleichzeitige oder nachträgliche
Einarbeitung der Substanz unterstützt. Durch die Zugabe
von z. B. 1% oder 5% oder 10% Feuchtmittel bei der Farbherstellung
verringert sich in vorteilhafter Weise auch eine sonst unerwünscht stark
stattfindende Pustelbildung des bedruckten Bogens in bestrahlten
und oder unbestrahlten Bereichen.
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Es
kann zudem vorgesehen sein, mehr als eine Substanz, insbesondere
mehr als ein Cyaninabsorber, in dem Zusatzstoff vorzusehen, um insgesamt
mehr Absorber in der Druckfarbe zu lösen und/oder das Gesamtabsorptionsmaximum
genauer auf die Laserwellenlänge einzustellen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10234076
A1 [0002, 0002]
- - DE 10316472 A1 [0003]
- - DE 102004020454 A1 [0004]
- - WO 2005/085372 A1 [0005]
- - DE 19957001 A1 [0006]
