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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Offset-Farbsystem für die Lasertrocknung umfassend Buntfarben der Farbtöne Yellow (Y), Magenta (M) und Cyan (C), sowie eine Offsetfarbe des Farbtons Schwarz (K). Das Offset-Farbsystem zeichnet sich dadurch aus, dass die einzelnen Farben so aufeinander abgestimmt sind, dass sie bei der Härtung bzw. Trocknung unter Verwendung eines Lasers ein gleichmäßiges Trocknungsverhalten zeigen.
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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.
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Schnellere Trocknung ermöglicht kürzere Produktionszeiten 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 bzw. langsam wegschlagen.
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IR-Strahler emittieren meist breitbandig sowohl im nahen wie im mittleren Infrarot. Als Alternative zur Benutzung von IR-Strahlern ist beispielsweise von der
EP-A 0 355 473 oder der
EP-A 1 302 735 die Benutzung von Lasern, insbesondere IR-Lasern, zum Erhitzen der Druckschicht vorgeschlagen worden. Gängige IR-Laser emittieren insbesondere im nahen Infrarot. Naturgemäß ist die Trocknung der Druckfarbenschicht mit IR-Strahlung umso besser, je höher die Leistungsdichte der Strahlung ist. Von daher sind Laser zur Trocknung von Druckprodukten, insbesondere von Offset-Druckfarben, besonders gut geeignet. Eine Druckmaschine, in der Laser zur Trocknung von Druckprodukten eingesetzt werden, ist beispielsweise aus der
DE-A 102 34 076 bekannt.
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Bei Offsetdruckfarben handelt es sich um Druckfarben, welche zumeist hochsiedende, unpolare Lösemittel in der Regel mit einem Siedepunkt von ca. 150°C bis ca. 350°C enthalten. Eine gleichmäßige Trocknung der verschiedenen Farbtöne – Yellow (Y), Rot oder Magenta (M), Cyan (C) und Schwarz (K) – ist notwendig, damit keine Glanzvariationen im Druckbild entstehen. Auch für die spätere Weiterverarbeitung ist ein gleichmäßiges Trocknungsverhalten der verwendeten Offset-Farbsysteme von Vorteil. Bei den Druckfarben des Stands der Technik kann es vorkommen, dass die Buntfarben (C), (M) und (Y) ein einheitliches Trocknungsverhalten zeigen, während die schwarze Farbe (K) bzw. Farbschicht der gleichen Farbserie aufgrund des deutlich besseren Absorptionsverhaltens möglicherweise bereits beschädigt (unruhig oder sehr matt) wird. Eine zu hohe Laserbestrahlung, bzw. eine zu hohe Absorption einzelner Druckfarben aus einer Farbserie kann ebenfalls zur Schädigung einzelne Farbschichten führen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Offset-Farbsystem für die Lasertrocknung, umfassend Buntfarben mit den Farbtönen Yellow (Y), Magenta (M) und Cyan (C), sowie eine Druckfarbe der Farbe Schwarz (K) zur Verfügung zu stellen, dessen einzelne Farben so aufeinander abgestimmt sind, dass sie unter der Einwirkung von Laserstrahlung ein gleichmäßiges Trocknungsverhalten zeigen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Offset-Farbsystem für die Lasertrocknung zur Verfügung zu stellen, bei dessen Einsatz nahezu keine Glanzvariationen im Druckbild entstehen.
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Gelöst werden diese Aufgaben durch ein Offset-Farbsystem für die Lasertrocknung, umfassend Buntfarben der Farbtöne Yellow (Y), Magenta (M) und Cyan (C), sowie eine Druckfarbe der Farbe Schwarz (K), die jeweils ein im sichtbaren Spektralbereich absorbierendes Farbmittel und ein Lösungsmittel enthalten, und dadurch gekennzeichnet sind, dass der durchschnittliche Siedepunkt, die Mitte des Siedebereichs, des in der Farbe Schwarz (K) enthaltenen Lösemittels mindestens 10 K höher, bevorzugt 25 K höher, besonders bevorzugt 50 K höher, als der durchschnittliche Siedepunkt des in den jeweiligen Buntfarben (Y), (M) und (C) enthaltenen Lösungsmittels liegt. Das Offset-Farbsystem ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Buntfarben einen oder verschiedene NIR-Absorber enthalten. Es wird somit ein Offset-Farbsystem mit einzelnen Druckfarben, wenigstens den Druckfarben (C), (M), (Y) und (K) zur Verfügung gestellt, das in seiner Rezeptur so eingestellt ist, dass dessen Druckfarben aufgrund der Siedepunktsdifferenzen zwischen den Lösemitteln der Buntfarben (C), (Y) und (M) und dem Lösemittel der Druckfarbe Schwarz (K) von wenigstens 10 K, bevorzugt von wenigstens 25 K, besonders bevorzugt von wenigstens 50 K, unter der Einwirkung von Laserstrahlung ein gleichmäßiges Trocknungsverhalten zeigen. Ferner lassen die Druckfarben des Offset-Farbsystems bei ihrer Verwendung nahezu keine Glanzvariationen im Druckbild entstehen. Eine gleichmäßige Trocknung der verschiedenen Farbtöne ist wichtig, um keine Glanzvariationen im Druckbild zu erhalten.
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Das erfindungsgemäße Offset-Farbsystem umfasst als Druckfarben die drei Buntfarben mit den Farbtönen Yellow (Y), Magenta (M) und Cyan (C), sowie eine Druckfarbe der Farbe Schwarz (K). Diese einzelnen Druckfarben werden nachfolgend auch allgemein als Offsetdruckfarben bzw. Druckfarben bezeichnet. Das erfindungsgemäße Offset-Farbsystem umfasst wenigstens die vier Druckfarben (C), (M), (Y) und (K), kann aber selbstverständlich auch weitere Druckfarben mit anderen Farbtönen umfassen.
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Die verschiedenen Farbtöne des Offset-Farbsystems sind gemäß der Erfindung in ihrer Zusammensetzung nicht nur wie üblich an drucktechnische Vorgaben und Kriterien angepasst, sondern auch an die spezifische Wirkungsweise der Lasertrocknung, so dass die verschiedenen Druckfarben (C), (M), (Y) und (K) bei der Anwendung ein nahezu identisches Trocknungsverhalten zeigen. Ein wesentliches Merkmal dabei ist, dass die Laser-Offset-Farbserie gemäß der Erfindung für ihren schwarzen Farbton (K) immer ein Lösemittel, bzw. Lösemittelgemenge aufweisen, das bzw. die im Durchschnitt (oder in der Spitze) einen höheren Siedebereich aufweist bzw. aufweisen, als das der zugehörigen Buntfarben (C), (M) und (Y). Da die schwarze Farbe (K) des Farbsystems bereits ohne zusätzliches Absorptionsadditiv stärker absorbiert, als die Absorber-enthaltenden Buntfarben, wird durch die Anpassung der in den Farben enthaltenen Lösemittel erfindungsgemäß eine nahezu gleichmäßige Trocknung erreicht. Da es keinen NIR-Absorber gibt, der annähernd an die Absorptionskraft der in der Druckfarbe Schwarz (K) enthaltenen schwarzen Pigmente, wie Ruß heranreicht, wird eine Druckfarbe Schwarz aus einer Farbserie immer stärker IR-Strahlung absorbieren als die entsprechenden Buntfarben.
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Die vorliegende Erfindung löst daher ein Problem, das speziell bei der Lasertrocknung von Offset-Farbsystemen zu beobachten ist. Im Falle der Lasertrocknung muss die Laser-Strahlung bei den Buntfarben über NIR-Absorber bzw. bei der Farbe Schwarz über schwarze Pigmente bzw. Ruß eingekoppelt und dann in Wärme umgewandelt werden. Da die schwarzen Pigmente bzw. Ruß wesentlich besser absorbieren, als die in den zugehörigen Buntfarben enthaltenen NIR-Absorber, liegt demgemäß eine lasertrocknungsspezifische Problemstellung vor, welche die vorliegende Erfindung Rist.
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Die Offsetdruckfarben des erfindungsgemäßen Farbsystems umfassen in dem Fachmann prinzipiell bekannter Art und Weise mindestens einen NIR-Absorber oder ein schwarzes Pigment bzw. Ruß, mindestens ein Lösemittel, ein Bindemittel sowie ein im sichtbaren Spektralbereich absorbierendes Farbmittel. Darüber können optional übliche Zusatzstoffe oder Additive enthalten sein. Diese sind dem betreffenden Fachmann bekannt. Bei Offsetdruckfarben handelt es sich allgemein um pastöse Druckfarben.
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Allgemein ist das Offset-Farbsystem dadurch gekennzeichnet, dass das in den Druckfarben enthaltene Lösemittel einen Siedebereich von 150°C bis 350°C, bevorzugt einen Siedebereich von 200°C bis 300°C, aufweist. Unter dem Begriff ”durchschnittlicher Siedepunkt” ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Mitte des Siedebereichs des in der Druckfarbe enthaltenen Lösemittels bzw. Lösemittelgemischs zu verstehen.
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Die Offsetdruckfarben des erfindungsgemäßen Farbsystems umfassen mindestens ein Lösemittel, wobei der Ausdruck ”Lösungsmittel” selbstverständlich auch ein Gemisch verschiedener Lösemittel bedeuten kann. Beispiele geeigneter Lösemittel umfassen Öle, wie Pflanzenöle und/oder Mineralöle, insbesondere aromatenarme Mineralöle. Weitere Beispiele umfassen pflanzliche, halbtrocknende oder trocknende Öle, wie beispielsweise Sojaöl, Holzöl, Tallöl oder Leinöl. Derartige Öle werden bevorzugt im Gemisch mit Mineralölen eingesetzt. Diese Öle sind chemisch gesehen keine Einzelverbindungen, sondern Gemische aus unterschiedlichen aliphatischen und/oder aromatischen Kohlenwasserstoffen. Hinsichtlich der Öle existieren daher keine scharfen Siedepunkte sondern Siedebereiche. Der Siedebereich des Öls bzw. der Öle bzw. des Ölgemischs richtet sich nach dem gewünschten Anwendungszweck und wird vom Fachmann entsprechend der Anwendung gewählt. Der Fachmann trifft somit unter den Lösemitteln je nach den gewünschten Eigenschaften der jeweiligen Druckfarbe eine geeignete Auswahl. Gleiches gilt für die Menge des eingesetzten Lösemittels. Die Lösemittelmenge liegt allgemein im Bereich von 5 bis 45 Gew.-% an Lösemittel, bezogen auf die Menge aller Komponenten der Druckfarbe.
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Beispiele für handelsübliche Öle, welche in Druckfarben der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, sind: Norpar® Fluid 12 ap (Siedebereich ca. 190 bis 220°C), Varsol® Fluid 80 (Siedebereich ca. 200 bis 240°C), Isopar® Fluid M (Siedebereich ca. 200 bis 260°C), Exxsol® Fluid D 80 ap (Siedebereich ca. 210 bis 240°C), Norpar® Fluid 13 ap (Siedebereich ca. 220 bis 240°C), Isopar® Fluid M ap (Siedebereich ca. 220 bis 250°C), Exxsol® Fluid D 100 (Siedebereich ca. 230 bis 270°C), Norpar® Fluid 15 ap (Siedebereich ca. 250 bis 270°C), Exxsol® Fluid D 120 (Siedebereich ca. 250 bis 300°C), Isopar® Fluid V ap (Siedebereich ca. 270 bis 310°C), Exxsol® Fluid D 140 (Siedebereich ca. 270 bis 320°C, PKWF 4/7 (Siedebereich ca. 240 bis 270°C), erhältlich von DOW Haltermann Products PKW, sowie Printosol® 28/31 (Siedebereich ca. 280 bis 310°C) von DOW Haltermann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die Buntfarben der Farbtöne Yellow (Y), Magenta (M) und Cyan (C) ein Lösungsmittel mit einem Siedebereich von 230°C bis 270°C, und die Druckfarbe mit dem Farbton Schwarz (K) ein Lösungsmittel mit einem Siedebereich von 250°C bis 300°C. Die schwarze Farbe dieser Laser-Offset-Farbserie wird dabei beispielsweise mit Exxol® Fluid D 120 hergestellt, während die Buntfarben (Y), (M) und (C) mit Exxol® Fluid D 100 hergestellt werden. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung liegt der durchschnittliche Siedepunkt des in den Buntfarben enthaltenen Lösemittels 25 K unterhalb des in der Farbe Schwarz enthaltenen Lösemittels.
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Der Fachmann hat somit die verschiedene Druckfarben (C, M, Y und K) in ihrer jeweiligen Lösemittel- bzw. Ölrezeptur so anzupassen, dass bei der Verwendung eines identischen NIR-Absorbers in den jeweiligen Buntfarben gleiche Trocknungsergebnisse erzeugt werden. Erfindungsgemäß liegt dabei der durchschnittliche Siedepunkt, die Mitte des Siedebereichs des in der Druckfarbe enthaltenen Lösemittels, bei der schwarzen Laser-Offsetfarbe mindestens 10 K, bevorzugt mindestens 25 K, besonders bevorzugt mindestens 50 K höher als der der zugehörigen Buntfarben. Die Lösemittel der Buntfarben können untereinander ebenfalls variierende Siedebereiche aufweisen.
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Tack und Viskosität sind wichtige Merkmale von Offsetdruckfarben. Sie ergeben sich aus den verschiedenen zügigen und viskosen Bestandteilen und deren Wechselwirkungen untereinander. In der Regel führt die Addition eines niedrigviskosen Öls zu einer Erniedrigung der Viskosität der Farbzusammensetzung. Öle mit höheren Siedepunkten können bzw. müssen aber nicht höhere Viskositäten aufweisen. Es besteht daher kein trivialer Zusammenhang zwischen den Maßnahmen:
- – Addieren eines Öls (mit bestimmtem Siedebereich), um den Anteil der Bestandteile des Gemenges mit diesem Siedebereich zu verändern, und
- – Addieren eines Öls, um die Viskosität und den Tack der Farbe zu verändern.
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Addiert der Fachmann beispielsweise ein geeignetes Öl in einer Farbzusammensetzung so, dass das gewünschte Siedeverhalten (bzw. eigentlich der definierte Grad an Verdampfung dieses Lösemittelanteils bzw. Ölanteils bei Wärmeeintrag) erreicht wird, so kann es vorkommen, dass Tack und Viskosität der Farbzusammensetzung nicht mehr im gewünschten Rahmen liegen. Der Fachmann muss dann die den Mengenverhältnissen der anderen (vorzugsweise nicht im Prozess verdampfenden) Bestandteile der Farbzusammensetzung variieren, bis alle geforderten Eigenschaften der Druckfarbe wieder erfüllt werden. Aufgrund der Vielzahl an Bestandteilen in der Farbzusammensetzung (Pigmente, Füllstoffe, Wachse, Hartharze, Weichwachse, Mineralöle, Naturöle, Sikkative, NIR-Absorber) ist ihm dies aufgrund seines fachmännischen Könnens immer möglich.
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Alternativ zu den vorstehend beschriebenen kohlenwasserstoffbasierten Ölen wie Mineralölen oder natürlichen Ölen (z. B. Rapsöl, Sonnenblumenöl...) können gemäß einer Ausführungsform der Erfindung als Lösemittel auch pyrogene Kieselsäuren, Silikonöle, Silane, Polysilane, Siloxane oder Polysiloxane für die Rezeptierung der Laser-Offsetfarben verwendet werden. Diese Substanzen finden seit wenigen Jahren zunehmend bei der Formulierung von Lacken und Farben Verwendung. Sie gelten unter anderem als vorteilhaft bzgl. der Pigmentbenetzung und Kratzbeständigkeit. Beide Eigenschaften sind im Zusammenhang mit der Lasertrocknung von Interesse, wobei die gute Pigmentbenetzung auch im Zusammenhang mit den NIR-Absorbern zu sehen ist – denn diese können insbesondere in den Polysiloxanen löslich sein oder aber auch als durch ein Polysiloxan gut benetzte Partikel in der jeweiligen Farbzusammensetzung enthalten sein.
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Beispiele von Siloxanen mit geeignetem Siedebereich, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung als Lösemittel verwendet werden können, sind methylierte Cyclosiloxane. Besonders bevorzugt können die Silane/Siloxane/polymeren Kieselsäuren aber auch bei der Farbherstellung als Beschichtung von NIR-Absorber-Agglomeraten oder Pigmenten eingesetzt werden, wie es beispielsweise auf Seite 4 der
WO 2008/022760 beschrieben ist, so dass diese Substanzklassen auch zu diesem Zweck in den jeweiligen Farbformulierungen enthalten sein können. Beispiele handelsüblicher Silane finden sich in der
WO 2008/022760 , deren Offenbarung hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
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Die Buntfarben des erfindungsgemäßen Farbsystems umfassen jeweils mindestens einen NIR-Absorber. Selbstverständlich können auch Gemische mehrerer verschiedener NIR-Absorber eingesetzt werden. Der in den Buntfarben (C), (Y) und (K) enthaltene NIR-Absorber bzw. das in diesen Buntfarben enthaltene Absorbergemisch ist in seiner chemischen Zusammensetzung identisch, kann in seiner Menge aber von Buntfarbe zu Buntfarbe variieren.
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NIR-Absorber sind dem Fachmann bekannt und werden vom Fachmann auch als NIR-Farbstoffe oder noch allgemeiner als IR-Farbstoffe bezeichnet. Derartige Farbstoffe bzw. Absorber weisen allgemein Absorptionsmaxima im Spektralbereich von 750 nm bis 1800 nm, bevorzugt im Bereich von 800 nm bis 1550 nm, auf. Der Fachmann wählt unter den ihm bekannten NIR-Absorbern diejenigen aus, die bei der jeweils gewünschten Wellenlänge am geeignetsten absorbieren. Die Art und Menge des in der jeweiligen Offsetdruckfarbe enthaltenen NIR-Absorbers wird vom Fachmann dabei 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 0,1 bis 1 Gew.-% bezüglich der Summe aller Komponenten der Druckfarbe. Der Anteil des NIR-Absorbers in der jeweiligen Druckfarbe stellt eine weitere Stellgröße dar, durch welche das Maß bestimmt wird, zu welchem die angebotene Laserenergiemenge in die einzelnen Farbtöne eingekoppelt wird, und hat somit auch Einfluss auf die zu wählenden Siedepunktsdifferenzen. Eine weiterführende feine Anpassung der Trocknung der Buntfarben unter dem Einfluss von NIR-Laserbestrahlung erfolgt somit durch unterschiedliche Gew.-% Anteile der NIR-Absorber in den einzelnen Buntfarben.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann beispielsweise ein Cyan (C) bei 808 nm Laserstrahlung 0,3 Gew.-% Absorber Typ FEW S0750 (ein Cyaninfarbstoff von FEW Chemicals) enthalten, um gleich gut unter Bestrahlung zu trocknen wie Yellow (Y) oder Magenta (M) mit 0,5 Gew.-% Typ FEW S0750 (ein Cyaninfarbstoff von FEW Chemicals).
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann als NIR-Absorber für einen 980 nm Laser beispielsweise der FEW S0734 verwendet werden, ebenfalls von FEW Chemicals. Von diesem NIR-Absorber können 0,4 bis 0,5%-Gew.-% Absorber in den Farbtönen (C), (M) und (Y) eingesetzt werden.
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Auch bei der Verwendung eines 1030 nm Lasers können die Einsatzmengen des NIR-Absorbers unter den einzelnen Buntfarben variieren. So erhöht beispielsweise die Flanke der Cyan-Pigment-Absorption die Absorption der Laserstrahlung, so dass von daher weniger NIR-Absorber benötigt wird als in Yellow-Farben mit ansonsten gleicher Rezeptur. Das heißt, eine Cyan-Farbe absorbiert das Laserlicht des Lasertrockners bei gleicher Rezeptur und gleicher Absorberkonzentration anders als andere Buntfarben.
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Die derzeit technisch mögliche Absorption von kommerziell erhältlichen NIR-Absorbern liegt bei ca. 25 bis 75% in einer ca. 1 μm dicken (C), (M) oder (Y)-Farbschicht und bei etwa 0,5 Gew.-% NIR-Absorber vorzugsweise für 1030 nm Laser bzw. 980 nm. Schwarze Offsetdruckfarben dagegen benötigen keinen NIR-Absorber und absorbieren unter gleichen Bedingungen über 90% des Laserlichtes über die in der Farbe enthaltenen Pigmente, die als Absorber wirken. Diese kommen daher ohne NIR-Absorber aus, können jedoch ebenfalls einen oder ein Gemisch mehrerer NIR-Absorber enthalten.
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Geeignete NIR-Absorber sind dem Fachmann bekannt. Bei diesen handelt es sich beispielsweise um Rylenderivate, die in der
DE-A 10 2008 028 533 , oder
DE-A 10 2005 018 241 beschrieben sind. Weitere geeignete NIR-Absorber sind Absorber aus der Familie der Cyanine, die beispielsweise in der
DE-A 10 2008 013 312 offenbart sind. Diese Absorber weisen ein Absorptionsmaximum im Spektralbereich zwischen 800 nm und 1100 nm beziehungsweise bei etwa 1800 nm auf.
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Als Pigment-IR-Absorber kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auch das MERCK-Produkt Minatec® A-IR eingesetzt werden. In diesem Falle ist bevorzugt ein Diodenlaser mit ca. 1550 nm Emissionswellenlänge als Strahlungsquelle einzusetzen.
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Neben der Laserleistung und der Konzentration des NIR-Absorbers in den jeweiligen Buntfarben bestimmen vor allem die Siedebereiche der in den Druckfarben enthaltenen Lösemitteln bzw. Öle, wie gut die Lasertrocknung funktioniert. Daneben existieren andere, farbabhängige Einflussfaktoren, die das Absorptionsverhalten beeinflussen, da durch die Wahl des Lösungsmittels, bzw. des Öls, auch die Intensität der Absorption beeinflusst werden kann und auf eine bestimmte Wellenlänge eingestellt werden kann.
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Bei einigen NIR-Absorbern ist in der Druckfarbe ein Redoxverhalten, bei dem der Absorber in die nächst höhere Oxidationsstufe oxidiert bzw. in die nächst niedrigere Oxidationsstufe reduziert wird, zu verzeichnen. Auch hieraus resultiert ein verändertes Absorptionsverhalten des NIR-Absorbers gegenüber der Laserstrahlung, das bei der Auswahl der Lösemittel und insbesondere bei der Wahl der Siedepunktsdifferenzen zu beachten ist. Das Vorhandensein des einen oder anderen Zustands bzw. die Konzentration des NIR-Absorbers in der jeweiligen Buntfarbe kann beispielsweise durch geeignete Wahl des Lösungsmittels beeinflusst werden und somit die Intensität der Absorption bezogen auf eine bestimmte Wellenlänge eingestellt werden. Die Löslichkeit (bzw. die Aktivität) der eingesetzten NIR-Absorber und damit deren Absorptionsverhalten kann also durch geeignete Wahl des Lösungsmittels der Farbe eingestellt werden. Weiterhin hängt die genaue Lage der maximalen Absorptionsbande eines NIR-Absorbers vom Lösemittel ab und kann je nach Lösungsmittel um einige 10 nm verschoben werden. Daraus resultiert ein geändertes (verstärktes oder abgeschwächtes) Absorptionsverhalten gegenüber einer definierten IR-Wellenlänge. Absorberadditive können jedoch nicht nur mit Lösemitteln der jeweiligen Farbrezepturen reagieren, sondern es können auch Wechselwirkungen mit den anderen Bestandteilen wie Bindemitteln, Sikkativen und auch den Pigmenten verursacht werden. Daher ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auch bei den Laserbuntfarben des erfindungsgemäßen Offset-Farbsystems eine farbtonabhängige Rezeptierung notwendig.
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Die Rezeptur von Offsetfarben (die jeweiligen Anteile an Lösemitteln, Ölen, Harzen und Additiven) variiert bevorzugt auch innerhalb einer Farbserie zwischen den einzelnen Farbtönen der Buntfarben, um den drucktechnischen Rahmenbedingungen Rechnung zu tragen. Zum Beispiel wird bei einem Vierfarbendruck Yellow (Y) meist im letzten Druckwerk verdruckt. Damit die Druckfarbe Yellow (Y) im Druckspalt nicht zuviel der vorher gedruckten Farbe abzieht (hochspaltet), wird diese meist mit geringerer Zähigkeit rezeptiert als zum Beispiel Magenta (M) oder Cyan (C). Als weiteres Beispiel dürfen (schwarze) Druckfarben (K), die im ersten Druckwerk einer 8-Farbenmaschine verdruckt werden, keine zu schnell wegschlagenden Mineralöle enthalten, weil sonst im letzten Druckwerk zu hohe Zähigkeiten auftreten.
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Die erfindungsgemäßen Druckfarben umfassen weiterhin in prinzipiell bekannter Art und Weise mindestens ein Bindemittel. Bevorzugt werden Gemische verschiedener Bindemittel eingesetzt, beispielsweise Mischungen aus Hartharzen und Weichharzen. Es können die üblichen, für Offsetdruckfarben typischen, Bindemittel eingesetzt werden. Beispiele geeigneter Bindemittel umfassen Alkydharze, Naturharze wie Kolophoniumharze, welche auch noch modifiziert sein können, wie beispielsweise phenol- oder maleinatmodifizierte Kolophoniumharze oder synthetische Harze wie Cumaron-, Inden- oder Cyclopentadienharze. Bewährt haben sich je nach Anwendung Mengen von ca. 20 bis 70 Gew.-%, bezogen auf die Menge aller Komponenten der Druckfarbe. Der Fachmann wählt Art und Menge des Bindemittels je nach den gewünschten Eigenschaften der Druckfarbe aus.
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Die Druckfarben umfassen weiterhin im sichtbaren Spektralbereich absorbierende Farbmittel. Eingesetzt werden können die üblichen, für Offset- und Hochdruckfarben bekannten Farbmittel, insbesondere übliche Pigmente. Beispiele sind anorganische Pigmente wie beispielsweise Titandioxid-Pigmente oder Eisenoxidpigmente, Interferenzpigmente, Ruße, sowie organische Pigmente wie Azo-, Phthalocyanin oder Isoindolin-Pigmente. Bei den Farbmitteln kann es sich auch um lösliche organische Farbstoffe handeln. Es können selbstverständlich auch Gemische verschiedener Farbmittel eingesetzt werden. Die Menge an Farbmittel beträgt üblicherweise 5 bis 25 Gew.-% bezogen auf die Menge aller Komponenten der Druckfarbe.
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Die Druckfarben können optional in prinzipiell bekannter Art und Weise einen oder mehrere Hilfsstoffe beziehungsweise Additive umfassen. Beispiele für Additive und Hilfsstoffe sind Füllstoffe wie Calciumcarbonat, Aluminiumoxidhydrat oder Aluminium- bzw. Magnesiumsilikat. Wachse erhöhen die Abriebfestigkeit und dienen der Erhöhung der Gleitfähigkeit. Beispiele sind insbesondere Polyethylenwachse, oxidierte Polyethylenwachse, Petroleumwachse oder Ceresinwachse. Fettsäureamide können zur Erhöhung der Oberflächenglätte eingesetzt werden. Zum Dispergieren der Pigmente können Dispergierhilfsmittel eingesetzt werden. Co- oder Mn-Salze, sogenannte Trockner, können zur Beschleunigung oxidativer Härtung eingesetzt werden. Die Gesamtmenge aller Additive und Hilfsstoffe übersteigt üblicherweise nicht 20 Gew.-% bezüglich der Summe aller Bestandteile und beträgt bevorzugt 0,1 bis 10 Gew.-%.
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Durch geeignete Zusätze in der jeweiligen Druckfarbe kann IR-Strahlung auch zumindest teilweise reflektiert werden oder in Wärmeübergangsadditiven gepuffert bzw. gespeichert werden. Auch hierdurch kann die Wirkung der Laserstrahlung auf die Trocknung noch zusätzlich beeinflusst werden und ist daher ebenfalls eine Maßnahme – insbesondere für die schwarze Offsetdruckfarbe.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird im Rahmen eines Druckvorgangs, in dem das erfindungsgemäße Offset-Farbsystem verwendet wird, eine zusätzliche Lösungsmittelschicht auf die zu trocknende Druckfarbe, insbesondere die Druckfarbe mit dem Farbton Schwarz (K), aufgebracht. Diese zusätzliche Lösungsmittelschicht kann beispielsweise über ein Feuchtwerk aufgebracht werden.
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Die Herstellung der erfindungsgemäßen Hoch- bzw. Offsetdruckfarben bietet keinerlei Besonderheiten. Sie kann nach den prinzipiell bekannten Methoden durch intensives Vermischen bzw. Dispergieren der Bestandteile in üblichen Apparaturen, wie beispielsweise Dissolvern, Rührwerkskugelmühlen oder einem Dreiwalzenstuhl erfolgen.
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Die erfindungsgemäßen Druckfarben eignen sich insbesondere für Druckverfahren, bei denen die Trocknung der Druckfarbe durch Verwendung insbesondere eines Lasers zumindest unterstützt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0355473 A [0004]
- EP 1302735 A [0004]
- DE 10234076 A [0004]
- WO 2008/022760 [0020, 0020]
- DE 102008028533 A [0027]
- DE 102005018241 A [0027]
- DE 102008013312 A [0027]