DE102012017010A1

DE102012017010A1 - Immonium-Absorber für Druckfarben und Lacke

Info

Publication number: DE102012017010A1
Application number: DE201210017010
Authority: DE
Inventors: Matthias Schlörholz
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2012-10-31

Abstract

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Behandeln eines mit Druckfarbe oder Lack bedruckten Bedruckstoffs bzw. zum Trocknen oder Härten der Druckfarbe bzw. des Lackes auf dem Bedruckstoff, umfasst Folgendes: der Bedruckstoff wird Laserstrahlung, insbesondere NIR-Laserstrahlung, ausgesetzt und die Laserstrahlung wird zumindest teilweise von einem definierten Immonium-Absorber absorbiert, welcher im Wellenlängenbereich größer etwa 800 nm ein Absorptionsmaximum für die Laserstrahlung aufweist. Die Absorbersubstanz kann in der Druckfarbe bzw. dem Lack enthalten, insbesondere dispergiert oder gelöst sein.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln eines mit Druckfarbe bzw. Lack bedruckten Bedruckstoffs gemäß Anspruch 1. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung einen Zusatzstoff für eine zum Behandeln mit Laserstrahlung ausgebildete Druckfarbe bzw. einen zum Behandeln mit Laserstrahlung ausgebildeten Lack gemäß Anspruch 4, sowie eine Druckfarbe bzw. einen Lack, welche(r) zum Behandeln mit Laserstrahlung ausgebildet ist, gemäß Anspruch 7.
Unter Härtung bzw. Trocknung von Offset-Druckfarben versteht der Fachmann den gesamten Komplex von Vorgängen und Reaktionsabläufen, die sich bei der Umwandlung der frisch auf den Bedruckstoff aufgebrachten Druckfarbe in einen festen, auf dem Untergrund gut haftenden Film abspielen. Wesentliche Prozesse sind hierbei – bei einem saugenden Bedruckstoff – das Wegschlagen des Lösemittels in den Bedruckstoff, das Verdampfen des Lösemittels, sowie die Vernetzung des Filmes, beispielsweise oxidativ mittels Luftsauerstoff oder radikalisch oder kationisch mit Hilfe geeigneter Vernetzer.
Schnellere Trocknung ermöglicht schnelleres Drucken und erhöht daher die Wirtschaftlichkeit. Es ist bekannt, die Trocknung von Druckfarben durch Zuführung von Wärme zu beschleunigen. Hierzu kann beispielsweise der frisch bedruckte Bedruckstoff durch einen Trockenkanal gefahren werden und mit Heißluft und/oder IR-Strahlern erhitzt werden. Diese Vorgehensweise ist insbesondere im Offsetdruck üblich, denn Offsetdruckfarben enthalten zumeist sehr hochsiedende Lösemittel, die bei Raumtemperatur praktisch nicht verdampfen.
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. Diese Druckschrift offenbart als 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 und 2-[2-[2-Chlor-3-[2-(3-ethyl-1,3-dihydro-1,1-dimethyl-2Hbenzo[e]indol-2-yliden)-ethyliden]-1-cyclohexen-1-yl]-ethenyl]-3-ethyl-1,1-dimethyl-1H-benzo[e]indolium Tetrafluoroborat.
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.
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, beispielsweise aus der Gruppe der Cyanine, der im sichtbaren Spektralbereich im Wesentlichen keine Absorption aufweisen soll. Die beschriebenen NIR-Absorber auf Cyaninbasis weisen Absorptionsmaxima im Bereich von 700 bis 1200 nm und im Wesentlichen keine Absorption im sichtbaren Spektralbereich auf.
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.
Die DE 10 2008 013 312 A1 offenbart ein Verfahren zum Trocknen von Druckfarben unter Verwendung eines Lasers. Als bevorzugte Infrarotabsorber werden in diesem Dokument Verbindungen der Stoffklasse der Cyanine vorgeschlagen.
Die DE 10 2008 028 533 A1 offenbart ein Verfahren zum Trocknen von Druckfarben bzw. Lacken unter Verwendung eines Lasers. Als bevorzugte Infrarotabsorber werden in diesem Dokument definierte Rylen-, insbesondere Hexarylenderivate vorgeschlagen.
Aus dem Stand der Technik ist es folglich bereits bekannt, Druckfarben bzw. Lacke durch den Einsatz von Laserstrahlung, insbesondere NIR-Laserstrahlung, zu trocknen oder zu härten. Es ist weiterhin bekannt, zu diesem Zweck den Druckfarben bzw. Lacken Absorber, wie Cyaninfarbstoffe oder Rylenfarbstoffe, zuzugeben.
Allgemein 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.
Bei der Verwendung der aus dem Stand der Technik bekannten Absorber kann das Problem auftreten, dass es durch die Zugabe der Absorber zu einer Druckfarbe bzw. zu einem Lack zu einer Farbortverschiebung kommt. Bei kontrastreichen Druckfarben mag dieses Problem vernachlässigbar sein, da dort nur eine geringe Veränderung der Farbe durch die Zugabe des Absorbers erkennbar/messbar ist. Insbesondere bei kontrastschwachen Druckfarben bzw. Lacken, wie einer gelben Offsetdruckfarbe oder Pastellfarben, kann die Zugabe des Absorbers jedoch zu einer deutlich sichtbaren Verfärbung der unverdruckten Farbe führen. Diese Verfärbung kann dann auch im Druckprodukt erkannt, bzw. gemessen werden. Beispielsweise erzeugen Cyaninfarbstoffe in der Regel einen unerwünschten Grünstich in gelben Offsetdruckfarben. Es ist daher wünschenswert, Absorber zu verwenden, die den Farbeindruck einer Druckfarbe nicht oder zumindest nicht wesentlich verändern.
Demgemäß ist es 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.
Es ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Zusatzstoff für eine Druckfarbe bzw. einen Lack oder eine verbesserte Druckfarbe bzw. einen verbesserten Lack zu schaffen, welcher bzw. welche zumindest einen der aufgezeigten Nachteile des Standes der Technik überwindet.
Es ist eine weitere oder alternative Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Zusatzstoff für eine Druckfarbe bzw. einen Lack zu schaffen, welcher sich leicht in der Druckfarbe bzw. den Lack einarbeiten lässt und deren Farbeindruck im Wesentlichen nicht verändert.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, durch einen Zusatzstoff gemäß Anspruch 4 und eine Druckfarbe bzw. einen Lack gemäß Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Behandeln eines mit Druckfarbe bedruckten Bedruckstoffs umfasst Folgendes: – der Bedruckstoff wird Laserstrahlung ausgesetzt und – die Laserstrahlung wird zumindest teilweise von wenigstens einem Tris-aryl-immonium-absorber und/oder wenigstens einem Tetrakis-aryl-immonium-absorber gemäß den allgemeinen Formeln I(a), I(b), II(a) und II(b),

absorbiert. Dabei sind R¹ bis R⁶ bzw. R¹ bis R⁸ unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, Alkyl, Cycloalkyl, Arylalkyl, Aryl, und Heterocyclyl. Die Gruppen Alkyl, Cycloalkyl, Arylalkyl, Aryl, Alkoxyaryl und Heterocyclyl können dabei gegebenenfalls mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sein. Die Substituenten sind dabei unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe Fluor, Chlor, Brom, Iod, Hydroxy, gegebenenfalls substituiertem Alkyl, gegebenenfalls substituiertem Aryl, gegebenenfalls substituiertem Heteroaryl, gegebenenfalls substituiertem Arylalkyl, Alkoxy, Amino, Nitro, Carboxy, Carboalkoxy, Cyano, Alkylamino und Hydroxyalkyl. X^– ist ein Anion, bevorzugt ein Anion einer starken Säure. Der Tris-aryl-immonium-absorber bzw. der Tetrakis-aryl-immonium-absorber, die beide nachfolgend allgemein als ”Immonium-Absorber” bezeichnet werden, weisen ein Absorptionsmaximum für die Laserstrahlung im Wellenlängenbereich größer etwa 800 nm auf.
Bei dem ”Immonium-Absorber” kann es sich um eine Einzelsubstanz oder ein Gemisch verschiedener Verbindungen, die über die allgemeinen Formeln I(a), I(b), II(a) und II(b) definiert sind, handeln.
Das Anion X^– ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Cl^–, Br^–, I^–, NO₃ ^–, Alkylsulfonaten, Arylsulfonaten, Arylaklkylsulfonaten, Perchlorat (ClO₄ ^–), bevorzugt Tetrakis(pentafluorophenyl)borat, Hexafluorophosphat (PF₆ ^–), Tetrafluoroborat (BF₄ ^–) und Hexafluoroantimonat (SbF₆ ^–).
Es ist zu verstehen, dass jede der allgemeinen Formeln I(a), I(b), II(a) und II(b) nur eine von vielen möglichen Resonanzstrukturen beschreibt. Die dargestellten Formeln müssen so interpretiert werden, dass sie besagte Resonanzstrukturen einschließen.
Immonium-Absorber sind bekannte Absorber für den NIR-Bereich bis etwa 1100 nm. Die Immonium-Absorber der allgemeinen Formeln I(a), I(b), II(a) und II(b) sind in zahlreichen Veröffentlichungen offenbart, beispielsweise in US 3,404,995 A , US 4,656,121 A , WO 90/12342 A1 , JP 63-319191 A und EP 0 599 369 A1 . Diese Verbindungen sind dem Fachmann auch bekannt als dikationische Diaminfarbstoffe, kationische Aminradikalfarbstoffe, dikationische Bis-Aminradikalfarbstoffe, Immoniumfarbstoffe, Diimmoniumfarbstofe etc., und werden beispielsweise von Exciton, Dayton, Ohio (USA) und Epolin, Inc., Newark, New York (USA) kommerziell vertrieben.
Im Vergleich zu anderen aus dem Stand der Technik bekannten Immonium-Absorbern zeigen die Immonium-Absorber gemäß den allgemeinen Formeln I(a), I(b), II(a) und II(b) in der Anwendung in einer Druckfarbe bzw. einem Lack die geringste Farbverschiebung, sowie die in der Farbmatrix höchste Absorption im Bereich von etwa 1030 nm auf.
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, ohne dass eine merkliche Verschiebung des Farborts bzw. eine störende Verfärbung beobachtet werden kann. Das Verfahren ermöglicht zudem eine schnelle und zufriedenstellende Behandlung, Trocknung bzw. Härtung des mit der Druckfarbe bedruckten Bedruckstoffs.
Unter dem Begriff ”Trocknen” soll gemäß dieser Anmeldung sowohl das Trocknen als auch das Härten verstanden werden. Unter dem Begriff ”Druckfarbe” soll gemäß dieser Anmeldung sowohl Druckfarbe als auch Lack verstanden werden. Der Lack kann dabei sowohl ein wässriger als auch lösungsmittelbasierter Lack sein. Der Begriff ”Bedruckstoff” soll gemäß dieser Anmeldung sowohl bogenförmigen als auch bahnförmigen Bedruckstoff umfassen, z. B. Papierbogen, Kartonbogen, Folienbogen, Papierbahnen oder Folienbahnen.
Die Bestrahlung des Bedruckstoffs, bevorzugt mit NIR-Strahlung, kann in vorteilhafter Weise in einer Druckmaschine, zum Beispiel einer lithografischen Rotations-Offset-Druckmaschine, erfolgen. Die Strahlung kann bevorzugt von einem Laser oder einer Laserdiodenzeile erzeugt werden.
Die Gruppen ”Alkyl”, ”Cycloalkyl”, ”Aryl”, ”Arylalkyl”, ”Alkoxy” und ”Heterocyclyl” haben die nachfolgend definierte Bedeutung:
”Alkyl” bedeutet eine gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, die geradkettig oder verzweigt sein kann und von 1 bis 10 Kohlenstoffatome in der Kette haben kann. Bevorzugte Alkylgruppen können geradkettig oder verzweigt sein und von 1 bis zu 7 Kohlenstoffatome in der Kette aufweisen. Verzweigt bedeutet, dass eine Nieder-Alkylgruppe, wie Methyl, Ethyl oder Propyl, an eine lineare Alkylkette angebracht ist. Bei Alkyl handelt es sich beispielsweise um Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2-Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-1-propyl (Isobutyl), 2-Methyl-2-propyl (tert.-Butyl), 1-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 2-Methyl-1-butyl, 3-Methyl-1-butyl, 2-Methyl-2-butyl, 3-Methyl-2-butyl, 2,2-Dimethyl-1-propyl, 1-Hexyl, 2-Hexyl, 3-Hexyl, 2-Methyl-1-pentyl, 3-Methyl-1-pentyl, 4-Methyl-1-pentyl, 2-Methyl-2-pentyl, 3-Methyl-2-pentyl, 4-Methyl-2-pentyl, 2-Methyl-3-pentyl, 3-Methyl-3-pentyl, 2,2-Dimethyl-1-butyl, 2,3-Dimethyl-1-butyl, 3,3-Dimethyl-1-butyl, 2-Ethyl-1-butyl, 2,3-Dimethyl-2-butyl, 3,3-Dimethyl-2-butyl und 1-Heptyl.
”Cycloalkyl” bedeutet einen aliphatischen Ring, der 3 bis 10 Kohlenstoffatome in dem Ring hat. Bevorzugte Cycloalkylgruppen haben von 4 bis 6 Kohlenstoffatome in dem Ring.
”Arylalkyl” bedeutet eine Alkylgruppe, die mit einem Arylrest substituiert ist, wobei ”Aryl” Phenyl oder Naphthyl bedeutet. ”Substituiertes Arylalkyl” und ”substituiertes Aryl” bedeutet, dass die Arylgruppe oder die Arylgruppe der Arylalkylgruppe mit einem oder mehreren Substituenten ausgewählt aus Alkyl, Alkoxy, Amino, Nitro, Carboxy, Carboalkoxy, Cyano, Alkylamino, Halo (Cr, Br^–, I^–), Hydroxy, Hydroxyalkyl, Mercaptyl, Alkylmercaptyl, Trihalogenalkyl, Carboxyalkyl oder Carbamoyl substituiert ist.
”Heterocyclyl” bedeutet eine ungefähr 4- bis 10-gliedrige Ringstruktur, in der eines oder mehrere der Ringatome ein anderes Element als Kohlenstoff ist, beispielsweise N, O oder S. Heterocyclyl kann aromatisch oder nicht-aromatisch sein, d. h. es kann gesättigt, teilweise oder ganz ungesättigt sein.
”Substituiertes Heterocyclyl” bedeutet, dass die Heterocyclyl-Gruppe mit einem oder mehreren Substituenten substituiert ist, wobei als Substituenten einbezogen sind: Alkoxy, Alkylamino, Aryl, Carbalkoxy, Carbamoyl, Cyano, Halo, Heterocyclyl, Trihalomethyl, Hydroxy, Mercaptyl, Alkylmercaptyl oder Nitro.
”Alkoxy” bedeutet eine Alkyl-O-Gruppe, in der ”Alkyl” die vorstehend beschriebene Bedeutung hat. Nieder-Alkoxy-Gruppen sind bevorzugt. Als beispielhafte Gruppen sind Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, i-Propoxy und n-Butoxy einbezogen.
”Nieder-Alkyl” bedeutet eine Alkylgruppe, die 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweist.
”Carboxy” bedeutet eine COOH-Gruppe.
”Carboalkoxy” bedeutet einen Carboxyl-Substituenten, der mit einem Alkohol der Formel C_nH_2n+1OH verestert ist, wobei n von 1 bis 6 ist.
”Halogen” (oder ”halo”) bedeutet Chlor (chloro), Fluor (fluoro), Brom (bromo) oder Iod (iodo).
Das Absorptionsmaximum der vorstehend definierten Immonium-Absorber liegt allgemein im Bereich zwischen etwa 800 nm und etwa 1100 nm. Das Absorptionsmaximum kann 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.
Eine hinsichtlich der in der Druckfarbe eingesetzten Absorbersubstanz vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass ein Immonium-Absorber eingesetzt wird, dessen Gruppen R¹ bis R⁶ bzw. R¹ bis R⁸ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2-Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, bevorzugt t-Butyl, 2-Methyl-1-propyl, 2-Methyl-2-propyl und Phenyl.
Eine weiter vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass das Anion X^– ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Cl^–, Br^–, I^–, NO₃ ^– Alkylsulfonaten, Arylsulfonaten, Arylaklkylsulfonaten, Perchlorat (ClO₄ ^–), Tetrakis(pentafluorophenyl)borat, Hexafluorophosphat (PF₆ ^–), Tetrafluoroborat (BF₄ ^–) und Hexafluoroantimonat (SbF₆ ^–).
Ein erfindungsgemäßer Zusatzstoff für eine zum Behandeln mit Laserstrahlung ausgebildete Druckfarbe weist Folgendes auf: – einen Tris-aryl-immonium-absorber und/oder einen Tetrakis-aryl-immonium-absorber gemäß den allgemeinen Formeln I(a), I(b), II(a) und II(b),

wobei R¹ bis R⁶ bzw. R¹ bis R⁸ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, Alkyl, Cycloalkyl, Arylalkyl, Aryl, und Heterocycly, wobei die Gruppen Alkyl, Cycloalkyl, Arylalkyl, Aryl, Alkoxyaryl und Heterocyclyl gegebenenfalls mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sind und X^– ein Anion ist. Der Immonium-Absorber weist im Wellenlängenbereich größer etwa 800 nm ein Absorptionsmaximum für die Laserstrahlung auf.
Der erfindungsgemäße Zusatzstoff weist den Vorteil auf, dass er sich leicht in der Druckfarbe lösen lässt und darüber hinaus deren Farbeindruck im Wesentlichen nicht verändert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass sich der Zusatzstoff dadurch auszeichnet, dass die Gruppen R¹ bis R⁶ bzw. R¹ bis R⁸ des wenigstens einen Immonium-Absorbers unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2-Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-1-propyl, 2-Methyl-2-propyl und Phenyl.
Eine weiter vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Zusatzstoffes kann sich dadurch auszeichnen, dass das Anion X^– ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Cl^–, Br^–, I^–, NO₃ ^–, Alkylsulfonaten, Arylsulfonaten, Arylaklkylsulfonaten, Perchlorat (ClO₄ ^–), Tetrakis(pentafluorophenyl)borat, Hexafluorophosphat (PF₆ ^–), Tetrafluoroborat (BF₄ ^–) und Hexafluoroantimonat (SbF₆ ^–).
Eine erfindungsgemäße Druckfarbe, welche zum Behandeln mit Laserstrahlung ausgebildet ist, enthält gemäß der Erfindung als Zusatzstoff wenigstens einen Tris-aryl-immonium-absorber und/oder wenigstens einen Tetrakis-aryl-immonium-absorber gemäß den allgemeinen Formeln I(a), I(b), II(a) und II(b),
wobei R¹ bis R⁶ bzw. R¹ bis R⁸ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, Alkyl, Cycloalkyl, Arylalkyl, Aryl, und Heterocycly, wobei die Gruppen Alkyl, Cycloalkyl, Arylalkyl, Aryl, Alkoxyaryl und Heterocyclyl gegebenenfalls mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sind und X ein Anion ist. Der Zusatzstoff hat im Wellenlängenbereich größer etwa 800 nm ein Absorptionsmaximum für die Laserstrahlung.
Die erfindungsgemäße Druckfarbe weist den Vorteil auf, dass ihr Farbeindruck durch den Einsatz des vorstehend definierten Zusatzstoffs bzw. Absorbers im Wesentlichen nicht verändert wird. Zudem kann sie auf einfache Weise hergestellt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Druckfarbe, bzw. dem Lack, um eine kontrastschwache Druckfarbe wie Gelb (Yellow (Y)) oder um eine Druckfarbe mit einem Pastellton.
Erfindungsgemäße Druckfarben, welche die vorstehend definierten Immonium-Absorber auch in höheren Konzentrationen enthalten, zeigen vorteilhafterweise keine bzw. kaum Verfärbungen der Farbmasse, sowie der verdruckten Farbe und eignen sich somit ganz besonders für kontrastschwache Druckfarben wie Gelb (Yellow (Y)) oder Pastelltöne.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Druckfarbe eine Absorbersubstanz, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gruppen R¹ bis R⁶ bzw. R¹ bis R⁸ des wenigstens einen Immonium-Absorbers unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2-Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-1-propyl, 2-Methyl-2-propyl und Phenyl.
Eine weiter vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Druckfarbe kann sich dadurch auszeichnen, dass das Anion X ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Cl^–, Br^–, I^–, NO₃ ^–, Alkylsulfonaten, Arylsulfonaten, Arylaldkylsulfonaten, Perchlorat (ClO₄ ^–), Tetrakis(pentafluorophenyl)borat, Hexafluorophosphat (PF₆ ^–), Tetrafluoroborat (BF₄ ^–), und Hexafluoroantimonat (SbF₆ ^–).
Zwei aufgrund ihrer guten Farbneutralität, Trocknungseigenschaft und guten Löslichkeit in der Druckfarbe bevorzugte Absorbersubstanzen sind Verbindungen der nachfolgend dargestellten allgemeinen Formeln I(a) und I(b):
wobei R¹ bis R⁶ 1-Butyl sind, und X^– das Tetrakis(pentafluorophenyl)boratanion ist Die Druckfarbe, in der die oben angegebenen Immonium-Absorber eingebracht werden, ist weitestgehend handelsüblich rezeptiert. Sie kann demnach sogenannte Hartharze und Weichharze enthalten und weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein unpolares Lösemittel auf (trocknende oder nicht trocknende Naturöle wie Rapsölmethylester, Leinöl, Sojaöl, Holzöl, Kokosöl oder Mineralöle mit mehr oder weniger aromatischen Anteilen). Der Anteil des Lösemittels liegt allgemein im Bereich von 5 bis 45 Gew.-%, bezogen auf die Menge aller Komponenten der Druckfarbe.
Die Menge des in der Offsetdruckfarbe enthaltenen Immonium-Absorbers bzw. der in der Druckfarbe enthaltenen Immonium-Absorber wird vom Fachmann allgemein so gewählt, dass eine ausreichende Absorption bei der gewünschten Laserwellenlänge erreicht wird. Im Regelfalle ist eine Menge von weniger als 5 Gew.-% bezüglich der Summe aller Komponenten der Druckfarbe ausreichend. Insbesondere bewährt hat sich eine Menge von 0,03 bis 3 Gew.-% bezüglich der Summe aller Komponenten der Druckfarbe, bevorzugt 0,3 bis 1 Gew.-% bezüglich der Summe aller Komponenten der Druckfarbe Im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Absorber der chemischen Stoffklasse der Cyanine weisen die vorstehend definierten Immonium-Absorber eine deutlich geringere Absorptivität im NIR-Bereich auf. Dies muss zum Beispiel durch eine höhere Konzentration der Immonium-Absorber in der Farbe ausgeglichen werden. Überraschend stellte sich aus Sicht der genannten Erfinder dabei heraus, dass trotz einer vergleichsweise hohen Konzentration der Immonium-Absorber in der Farbe eine Farbortverschiebung der Farbe durch den Absorber nicht bzw. kaum erkennbar bzw. kaum nachweisbar ist.
Laserstrahlung mit einer Wellenlänge größer 800 nm wird durch eine Druckfarbschicht von etwa 0,5 bis 5 μm, bevorzugt etwa 1 bis 2 μm, welche eine erfindungsgemäße Absorbersubstanz aufweist, zu mindestens 10% absorbiert, bevorzugt mindestens 30%, 50%, 70% oder 80%
Die Absorbersubstanz, insbesondere der Immonium-Absorber, weist eine Farbortveränderung von Delta E kleiner als 5, insbesondere kleiner 2 auf (bei etwa 1 bis 2 μm Druckfarbschichtdicke auf konventionellem weißem Papier) auf, und führt daher zu einer kaum oder nicht mehr mit dem menschlichen Auge wahrnehmbaren Farbveränderung der Druckfarbe. Das heißt die Verwendung der vorstehend definierten Immonium-Absorber führt zu einer 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
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.
Die mit dem Zusatzstoff versehene Druckfarbe weist bevorzugt eine Lagerbeständigkeit von wenigstens 3 Monaten auf, das heißt das NIR-Absorptionsvermögen nimmt in dieser Zeitspanne nur um weniger als etwa 10% ab.
Die erfindungsgemäße Druckfarbe bzw. der erfindungsgemäße Lack kann in einer Offsetdruckmaschine mit Lasertrocknungsvorrichtung verwendet werden. Die Druckfarbe bzw. der Lack kann ferner in einer handelsüblichen Offsetdruckmaschine ohne Lasertrocknung eingesetzt werden.
Die Absorbersubstanz, insbesondere der Immonium-Absorber, kann fest oder flüssig bzw. als Absorberadditiv in gelöster Form vorliegen. Sie kann während der Farbherstellung oder nachträglich in die Druckfarbe eingearbeitet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Absorbersubstanz, bzw. der Immonium-Absorber über eine Absorptionspaste in die Druckfarbe eingearbeitet. Das heißt, der Immonium-Absorber wird zunächst in hoher Konzentration zum Beispiel in ein geeignetes Varnish eingearbeitet und die erhaltene ”Absorberpaste” anschließend entsprechend der benötigten Konzentration in die zu dotierende Druckfarbe eingerührt oder eingeschüttelt. Dies kann beispielsweise unter Verwendung eines Collomix^® Biaxialmischers geschehen.
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 zum Beispiel 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 beispielsweise 1 Gew.-% oder 5 Gew.-% oder 10 Gew.-% 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.
Es kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, mehr als eine Substanz, insbesondere mehr als einen Immonium-Absorber, gemäß der vorstehenden Definitionen in dem Zusatzstoff vorzusehen, um insgesamt mehr Absorber in der Druckfarbe zu lösen und/oder das Gesamtabsorptionsmaximum genauer auf die Laserwellenlänge einzustellen.
Eine Alternative für die Immonium-Absorber gemäß den allgemeinen Formeln I(a), I(b), II(a) und II(b) sind Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Imine, ungesättigten Carbonsäuren, Polymethine, Rylene, Naphthalocyanine, Phthalocyanine, Cyanine, Oxonole, Porphyrine, Porphyrazine, Quinoline, N-Dithiolene, Pyrylium, Thipopyrylium, und/oder Indole sowie insbesondere Derivate von Anthrachinon, Diphenylmethan, Perylen, Quaterrylen, Rylen-bis(dicarboximide), Chinin und Merocyanine. Eine oder mehrere dieser Verbindung(en) können an Stelle der erfindungsgemäßen Immonium-Absorber oder zusammen mit den erfindungsgemäßen Immonium-Absorbern in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden, bzw. in dem Zusatzstoff bzw. der Druckfarbe enthalten sein.
Das nachfolgende Beispiel veranschaulicht die vorliegende Erfindung:
In eine K + E^® Skalenfarbe des Typs Novavit^® F 700 SPEED PLUS (erhältlich von Flint Group, Stuttgart) werden 2 Gew.-% eines Tris-aryl-immonium-absorbers gemäß der der allgemeinen Formel I(a), wobei R¹ bis R⁶ n-Butylgruppen sind, und X^– Tetrakis(pentafluorophenyl)borat ist, mit Hilfe eines Dreiwalzstuhls zugegeben. Die erhaltene Laserfarbe zeigt gegenüber einer undotierten Farbe der gleichen Farbsorte einen kaum wahrnehmbaren Farbunterschied. Die dotierte Laserfarbe ist in einer Offsetdruckmaschine mit einer Lasertrocknungseinheit einsetzbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10234076 A1 [0004]
DE 10316472 A1 [0005]
WO 2005/085372 A1 [0006]
DE 19957001 A1 [0007]
DE 102008013312 A1 [0008]
DE 102008028533 A1 [0009]
US 3404995 A [0021]
US 4656121 A [0021]
WO 90/12342 A1 [0021]
JP 63-319191 A [0021]
EP 0599369 A1 [0021]

Claims

Verfahren zum Behandeln eines mit Druckfarbe bedruckten Bedruckstoffs, wobei der Bedruckstoff Laserstrahlung ausgesetzt wird und wobei die Laserstrahlung zumindest teilweise von einem Tris-aryl-immonium-absorber und/oder einem Tetrakis-aryl-immonium-absorber gemäß den allgemeinen Formeln I(a), I(b), II(a) und II(b),
welcher im Wellenlängenbereich größer etwa 800 nm ein Absorptionsmaximum für die Laserstrahlung aufweist, absorbiert wird, wobei R¹ bis R⁶ bzw. R¹ bis R⁸ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, Alkyl, Cycloalkyl, Arylalkyl, Aryl, und Heterocyclyl, wobei die Gruppen Alkyl, Cycloalkyl, Arylalkyl, Aryl, Alkoxyaryl und Heterocyclyl gegebenenfalls mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sind und X^– ein Anion ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Immonium-Absorber eingesetzt wird, dessen Gruppen R¹ bis R⁶ bzw. R¹ bis R⁸ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2-Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-1-propyl, 2-Methyl-2-propyl und Phenyl.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Immonium-Absorber eingesetzt wird, wobei das Anion X^– ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Cl^–, Br^–, I^–, NO₃ ^–, Alkylsulfonaten, Arylsulfonaten, Arylaklkylsulfonaten, Perchlorat (ClO₄ ^–), Tetrakis(pentafluorophenyl)borat, Hexafluorophosphat (PF₆ ^–), Tetrafluoroborat (BF₄ ^–) und Hexafluoroantimonat (SbF₆ ^–).
Zusatzstoff für eine zum Behandeln mit Laserstrahlung ausgebildete Druckfarbe, wobei der Zusatzstoff einen Tris-aryl-immonium-absorber und/oder einen Tetrakis-aryl-immonium-absorber gemäß den allgemeinen Formeln I(a), I(b), II(a) und II(b), umfasst,

welcher im Wellenlängenbereich größer etwa 800 nm ein Absorptionsmaximum für die Laserstrahlung aufweist, wobei R¹ bis R⁶ bzw. R¹ bis R⁸ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, Alkyl, Cycloalkyl, Arylalkyl, Aryl, und Heterocycly, wobei die Gruppen Alkyl, Cycloalkyl, Arylalkyl, Aryl, Alkoxyaryl und Heterocyclyl gegebenenfalls mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sind und X^– ein Anion ist.
Zusatzstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppen R¹ bis R⁶ bzw. R¹ bis R⁸ des wenigstens einen Immonium-Absorbers unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2-Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-1-propyl, 2-Methyl-2-propyl und Phenyl.
Zusatzstoff nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Anion X^– ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Cl^–, Br^–, I^–, NO₃ ^–, Alkylsulfonaten, Arylsulfonaten, Arylaldkylsulfonaten, Perchlorat (ClO₄ ^–), Tetrakis(pentafluorophenyl)borat, Hexafluorophosphat (PF₆ ^–), Tetrafluoroborat (BF₄ ^–) und Hexafluoroantimonat (SbF₆ ^–).
Druckfarbe, welche zum Behandeln mit Laserstrahlung ausgebildet ist und welche einen Zusatzstoff enthält, wobei der Zusatzstoff ein Tris-aryl-immonium-absorber und/oder ein Tetrakis-aryl-immonium-absorber gemäß den allgemeinen Formeln I(a), I(b), II(a) und II(b), ist,
welcher im Wellenlängenbereich größer etwa 800 nm ein Absorptionsmaximum für die Laserstrahlung aufweist, wobei R¹ bis R⁶ bzw. R¹ bis R⁸ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, Alkyl, Cycloalkyl, Arylalkyl, Aryl, und Heterocycly, wobei die Gruppen Alkyl, Cycloalkyl, Arylalkyl, Aryl, Alkoxyaryl und Heterocyclyl gegebenenfalls mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sind und X^– ein Anion ist.
Druckfarbe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppen R¹ bis R⁶ bzw. R¹ bis R⁸ des wenigstens einen Immonium-Absorbers unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2-Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-1-propyl, 2-Methyl-2-propyl und Phenyl.
Druckfarbe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Anion X^– ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Cl^–, Br^–, I^–, NO₃ ^–, Alkylsulfonaten, Arylsulfonaten, Arylaklkylsulfonaten, Perchlorat (ClO₄ ^–), Tetrakis(pentafluorophenyl)borat, Hexafluorophosphat (PF₆ ^–), Tetrafluoroborat (BF₄ ^–), und Hexafluoroantimonat (SbF₆ ^–).
Druckfarbe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfarbe eine Druckfarbe mit dem Farbton Gelb (Y) oder eine Druckfarbe mit einem Pastellfarbton ist.