DE112013004729B4 - Verfahren zum Messen eines aromatischen Lackauftrags - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Messen des Auftrags eines aromatischen Lacks, der ein Mittel enthält, das zum Bestimmen organischer, flüssiger oder fester Bestandteile oder Zusammensetzungen verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht, dem aromatischen Lack organische und/oder anorganische Pigmente, die im sichtbaren oder UV-Licht sichtbar sind, in einer Menge zwischen 40.000 bis 500.000 pro 1 mm³, was einer Konzentration zwischen 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-% im Verhältnis zum Lack entspricht, abhängig von der Dichte der hinzugefügten Pigmente und der Form der Körner, deren Größe zwischen 0,1 µm und 50 µm beträgt, als Marker hinzuzufügen, wonach die Mischung aus dem aromatischen Lack und dem Marker einen Dispergierprozess durchläuft, und aus der erhaltenen Mischung aus Lack und Marker dann Probedrucke herzustellen, bei denen die Schicht des aromatischen Lacks einer beim eigentlichen Druckprozess erwarteten Schicht entspricht, und in den Probedrucken, vorzugsweise unter Verwendung eines Mikroskops mit einer Vergrößerung zwischen 100x bis 500x, das vorzugsweise einen Zähler zum Zählen von Markerkörnern, die im reflektierten oder UV-Licht sichtbar sind, aufweist, die Anzahl der Pigmentkörner zu messen, und dann beim eigentlichen Druckprozess Proben zu entnehmen, die während des Druckprozesses mit dem Lack bedruckt wurden, und diese im reflektierten Licht unter einem Mikroskop mit einer Vergrößerung zwischen etwa 100x bis 500x zu betrachten, und dann die Anzahl der sichtbaren Pigmentpartikel in der während des Herstellungsprozesses entnommenen Probe mit der Anzahl der sichtbaren Pigmente in dem Muster zu vergleichen.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen eines aromatischen Lackauftrags, insbesondere von Klarlacken, die zum Offset- oder Rotationstiefdruck verwendet werden.
• Das Auftragen aromatischer Lacke wurde in letzter Zeit ein wichtiger Bereich von Druckverfahren, einschließlich dem Offset- und Rotationstiefdruck. Diese Lacke sind Druckmaterialien, üblicherweise in Form eines Klarlacks mit suspendierten Mikrokapseln, deren Durchmesser mehrere Dutzend Mikrometer beträgt. Diese Mikrokapseln sind mit einem Aromastoff gefüllt. Nach dem Auftragen auf ein Drucksubstrat bildet sich eine nahezu unsichtbare Oberfläche, die mit dem Aromastoff gefüllte Mikrokapseln enthält. Wenn die Kapseln mechanisch beschädigt werden (z. B. indem sie von Hand gerieben werden), wird der Aromastoff freigegeben, wodurch eine gewünschte ästhetische Wirkung erzeugt wird. Das Verfahren zum Auftragen des Aromalacks, insbesondere während des Drucks, besteht im aufeinanderfolgenden Beschichten des Drucksubstrats mit Tinten und Lacken, die beim Druckverfahren benötigt werden, wobei das Auftragen des aromatischen Klarlacks die letzte Phase des Druckprozesses darstellt.
• Eines der grundlegenden Probleme bei der Herstellung eines guten aromatischen Drucks, nachdem die Drucktinte getrocknet ist, ist die Steuerung der Menge des aufgetragenen Druckmaterials pro Oberflächeneinheit. Es ist insbesondere beim Offsetdruck wichtig, dass die Menge der aufzutragenden Tinte oder des Lacks innerhalb eines großen Bereichs gesteuert werden kann, während es gleichzeitig zu vielfältigen externen Störungen beim Druckprozess kommen kann.
• Es gibt verschiedene bekannte Verfahren zum Regeln und Messen der Menge des aufgetragenen Druckmaterials. Diese Verfahren bestehen darin, die im Druckprozess oder bei einer organoleptischen Prüfung verwendeten Druckmaterialien zu prüfen - visuell, durch Abtasten oder durch eine aromatische Prüfung der aromatischen Oberfläche. Eines der beliebtesten Verfahren ist das kolorimetrische Verfahren, bei dem die Menge des vom gedruckten Material absorbierten Lichts gemessen wird. Dieses Verfahren ist jedoch nicht geeignet, wenn der Auftrag von klaren Druckmaterialien geprüft werden soll, da diese nur wenig Licht absorbieren.
• Ein Nachteil dieser bekannten Messverfahren besteht darin, dass sie im Druckprozess nur dazu verwendet werden können, die Menge des verwendeten Druckmaterials in Relation zur bedruckten Fläche zu prüfen; daher kann ein solcher Test nur ein sinnvolles Resultat liefern, wenn ein erheblicher Bereich der Fläche bedruckt wurde, was üblicherweise einer großen Anzahl von z. B. etwa 10.000 Kopien entspricht. Die bekannten Verfahren bestimmen nur den mittleren Wert der Tinten- oder Lackdeckung, wodurch sie gegenüber Veränderungen im Druckprozess selbst als auch gegenüber Fehlern, die durch ungewünschte Phänomene während des Druckprozesses verursacht wurden, wie z.B. dem Emulgieren, unempfindlich sind, so dass die Menge des auf das Substrat aufgetragenen Lacks kleiner ist als die Menge des verwendeten Lacks. Die bekannten Verfahren bieten keine Möglichkeit, die Qualität des aufgebrachten Drucks am fertigen Produkt zu prüfen. Die hauptsächlichen Nachteile organoleptischer Verfahren umfassen die subjektive Art der Prüfung, wodurch solche Verfahren unter industriellen Bedingungen riskant sind.
• Es gibt auch Verfahren zum Messen eines Lackauftrags, bei denen verschiedene Arten von Markern in Aromalacke eingebracht werden, z. B. in Form von UV-Pigmenten. Aufgrund der Notwendigkeit, eine beträchtliche Anzahl solcher Marker in den Lack einzubringen, was zu beträchtlichen Änderungen der rheologischen Parameter des Lacks und insbesondere seiner Viskosität führt, und das Lackaroma mit dem intensiven Aroma des Markers zu vermischen, ist es sehr schwer, diese Verfahren einzusetzen.
• Die polnische Patentschrift PL 206 460 B1 beschreibt ein Mittel zum Bestimmen organischer Komponenten und Zusammensetzungen in einem flüssigen oder festen Zustand. Dieses Mittel umfasst Stylbenderivate in festem und/oder flüssigem Zustand und optional Kohlensäurediamide, Kupfer in einer metallisch elementaren Form oder in Form von Zusammensetzungen, seltene Erden-Metallionen, die gleichzeitige Stokes- und Anti-Stokes-Emissionen zeigen, zweiwertige Alkohole, ionische und/oder nicht-ionische oberflächenaktive Mittel und höhere Monohydroxy- und Trihydroxyalkohole. Die Anwendung des in PL 206 460 B1 angegebenen Mittels als Marker beschränkt sich jedoch auf die Bestimmung struktureller Defekte, die in der Ungleichmäßigkeit des Kunststoffs, auf den das Mittel aufgetragen wurde, bestehen. Das Mittel wird auch dazu verwendet, die Zusammensetzung und die Struktur zu steuern, und um Kunststoffe mit unterschiedlichen linearen und kubischen Ausdehnungskoeffizienten und Temperaturkennlinien, nachdem sie ultravioletter Strahlung ausgesetzt wurden, zu überwachen. Es ist nicht möglich, dieses Mittel als einen Marker für aromatische Lacke zu verwenden.
• Die Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine korrekte finale Wirkung des auf das Substrat aufgetragenen Druckmaterials zu erhalten, indem die richtige Menge aromatischen Lacks auf das Substrat aufgebracht wird. Im Falle von Offsetdruck bewegt sich der als korrekt betrachtete mittlere aromatische Lackauftrag zwischen 1,5 und 2,0 g/m², was beträchtlich mehr ist als ein typischer, als korrekt betrachteter Auftrag eines anderen transparenten Druckmaterials, was mit beträchtlichen technischen Schwierigkeiten verbunden ist. Die Überschussmenge des aufgetragenen aromatischen Lacks verursacht keine beträchtliche Verschlechterung von Produktparametern; führt aber zu einem hohen Lackverbrauch, wobei, falls die Menge des aufgetragenen Druckmaterials kleiner wäre, die Intensität seines Aromas zu gering wäre.
• Der Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Messen eines aromatischen Lackauftrags, insbesondere von klaren Drucklacken, die vorzugsweise im Offset- und Rotationstiefdruck eingesetzt werden, besteht in der Verwendung eines Markers aus relativ großen Partikeln aus farbigen Substanzen, die in einer Umgebung mit hoher Viskosität, d.h. von aromatischen Drucklacken, dispergieren. Da der zum Drucklack hinzugefügte Marker für das menschliche Auge nicht sichtbar sein soll, ist es notwendig, nur kleine Mengen von Markersubstanzen im Verhältnis zum Lackvolumen zu verwenden, die eine Strahlung bis über das sichtbare Spektrum hinaus absorbieren und/oder emittieren, oder die nur mit starker Vergrößerung, vorzugsweise einer mehr als 100-fachen Vergrößerung betrachtet werden können. Daher haben die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Markersubstanzen vorzugsweise einen hohen Absorptionsgrad innerhalb des sichtbaren Spektrums. Sie werden mit einem Anteil von etwa 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-% im Verhältnis zum aromatischen Klarlack zum Drucklack hinzugefügt. Diese Substanzen sind toxikologisch und umwelttechnisch sicher und dispergieren in den zum Markieren vorgesehenen Lacken in angemessener Weise. Gemäß der Erfindung werden farbige Substanzen in Form von organischen und/oder anorganischen Pigmenten als Marker zum Messen des Auftrags des aromatischen Lacks verwendet. Eine farbige Substanz umfasst vorzugsweise Ruß oder Graphitpartikel mit einer Korngröße zwischen 0,1 µm und 50 µm, vorzugsweise mit einer Korngröße zwischen 5 µm und 10 µm, welche im sichtbaren oder UV-Licht gesehen werden kann. Die Menge dieser in den Lack, insbesondere einen aromatischen Lack, eingebrachten Partikel rangiert zwischen etwa 40.000 bis 500.000 pro 1 mm³, was einer Konzentration zwischen 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, abhängig von der Materialdichte der Partikel und der Partikelform, entspricht. Aufgrund der Partikelgröße der dem Lack zugegebenen Pigmente und der Konzentration dieser Partikel können sie nach dem Auftrag des Lacks auf das fertige Produkt mit bloßem Auge nicht gesehen werden. Der in den aromatischen Lack in Form von Pigmenten hinzugefügte Marker verteilt sich gleichmäßig im gesamten Volumen des Lacks durch Dispergieren in der Mischung aus Lack und Marker. Die Partikel der organischen und/oder anorganischen Pigmente werden dem Lack während der Lackherstellung oder in einem separaten Prozess zugefügt, indem einem bestimmten Volumen des Lacks eine präzise abgemessene Menge der farbigen Pigmente hinzugefügt wird, und die Mischung aus Lack und Pigmenten dispergiert, vorzugsweise unter Verwendung von Rührwerken und/oder Dispergiereinrichtungen, die vorzugsweise aus drei mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotierenden Zylindern bestehen. Bevor mit dem aromatischen Lack, welcher die erfindungsgemäßen Markerpartikel enthält, zu drucken begonnen wird, werden Probedrucke angefertigt, bei denen die Lackschicht der im Druckprozess erwarteten Lackschicht entspricht. Die Menge der sichtbaren Pigmentpartikel wird im Probedruck gemessen. Diese Messung wird mit einem Mikroskop mit einer Vergrößerung zwischen 100x bis 500x durchgeführt, das vorzugsweise eine Vorrichtung zum Zählen von Markerpartikeln aufweist, die im reflektierten oder im UV-Licht sichtbar sind. Der Druckprozess selbst, bei dem der erfindungsgemäße Lack mit dem Marker verwendet wird, ist ein Standardprozess. Das Verfahren zum Messen und Bestimmen der Menge des aufgetragenen aromatischen Lacks besteht darin, eine mit dem Lack während des Druckprozesses bedruckte Probe zu entnehmen und diese Probe unter einem Mikroskop im reflektierten Licht mit einer Vergrößerung zwischen etwa 100x bis etwa 500x zu betrachten. Dann wird die Anzahl der in der entnommenen Probe sichtbaren Pigmentpartikel mit der Anzahl der im Probedruck sichtbaren Pigmente verglichen. Der Vergleich kann in Form eines qualitativen oder quantitativen Vergleichs erfolgen. Während des quantitativen Vergleichs mit dem Probedruck werden Pigmentpartikel, die im Sichtfeld des Mikroskops oder jedem beliebigen Teil dieses Felds sichtbar sind, gezählt. Zum Zwecke des Druckens, insbesondere zum Offsetdruck unter Verwendung aromatischer Klarlacke, wird vorzugsweise ein automatisiertes Verfahren zum Messen des Mengenauftrags von aromatischem Lack verwendet, das darin besteht, die Druckmaschinen mit einer Kamera zu versehen, die mit einem Mikroskop und einem Prozessor verbunden ist, der die Markerpartikel automatisch zählt und gleichzeitig diese Menge mit einem digitalen Probedruck in Echtzeit vergleicht, und der gleichzeitig auch die Menge des dosierten aromatischen Lacks, abhängig vom Messergebnis, einstellt.
• Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Messen des Auftrags eines aromatischen Lacks ist eine präzise Bestimmung der Menge des auf die Druckoberfläche aufgetragenen Lacks. Die Möglichkeit, den mit dem Marker versehenen Lack außerhalb des eigentlichen Lack-Herstellungsverfahrens zuzubereiten, ist ebenfalls von Vorteil. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Messen des Auftrags eines aromatischen Lacks wird anhand des folgenden Ausführungsbeispiels erläutert.
• Beispiel.
• Zum Zwecke des Drucks von Werbebroschüren einer Kosmetikfirma, bei dem Schichten von Aromalack auf unterschiedlich große Oberflächen während der letzten Phase eines Offsetdrucks aufgebracht werden, wurde ein aromatischer Klarlack in der Menge von 2 kg zubereitet.
• 60 g eines Markers aus Rußpartikeln mit einer durchschnittlichen Korngröße zwischen etwa 3 bis 5 µm wurden den 2 kg des aromatischen Lacks hinzugefügt.
• Dann wurde die Mixtur aus Lack und Rußpartikeln einem Homogenisierungsprozess in einem Mischer unterzogen, der mit einem Niedergeschwindigkeits-Rührwerk ausgestattet war, wobei der Prozess für wenigstens 30 Minuten gedauert hat.
• Daraus wurde eine Mischung aus dem aromatischen Lack und dem Marker erhalten, die 300.000 Rußpartikel pro 1 mm³ Lack enthielt, mit der dann unter Verwendung eines IGT Orange Proofers Probedrucke mit einer Deckung von 2 g Lack pro m² hergestellt wurden. Die Anzahl der Marker wurde unter Verwendung eines Mikroskops mit einer Verstärkung von 500x auf den Probedrucken gemessen. Diese Messung ergab, dass die Probedrucke mit dem Lack beschichtet wurden, der etwa 630 Rußkörner pro 1 mm² der bedruckten Fläche enthielt.
• Dann wurde die Mischung aus dem Lack und dem Marker in eine Dosiervorrichtung gegossen, die den Lack einer Offsetmaschine zuführte, und der Druck der Werbebroschüren wurde gestartet. Die mit dem aromatischen Lack bedeckte Fläche hatte eine Oberfläche von 24 cm², und die Anzahl der Drucke war 400.000 Stück. Dabei wurden 2 kg Lack verwendet.
• Als Ergebnis des geregelten Verfahrens zum Auftragen des aromatischen Lacks wurde eine homogene Schicht des aromatischen Lacks auf allen Kopien der gedruckten Werbebroschüren erhalten, sie war 2 g/m² dick und enthielt zwischen 580 und 650 Körner des Markers pro 1 mm² bedruckter Fläche. Das Reiben der mit dem aromatischen Lack bedeckten Druckoberfläche mit einem Finger führte zum gewünschten Effekt, nämlich der Freigabe der erwarteten Menge an Aroma aus dem Lack.

Claims (6)

1. Verfahren zum Messen des Auftrags eines aromatischen Lacks, der ein Mittel enthält, das zum Bestimmen organischer, flüssiger oder fester Bestandteile oder Zusammensetzungen verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht, dem aromatischen Lack organische und/oder anorganische Pigmente, die im sichtbaren oder UV-Licht sichtbar sind, in einer Menge zwischen 40.000 bis 500.000 pro 1 mm³, was einer Konzentration zwischen 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-% im Verhältnis zum Lack entspricht, abhängig von der Dichte der hinzugefügten Pigmente und der Form der Körner, deren Größe zwischen 0,1 µm und 50 µm beträgt, als Marker hinzuzufügen, wonach die Mischung aus dem aromatischen Lack und dem Marker einen Dispergierprozess durchläuft, und aus der erhaltenen Mischung aus Lack und Marker dann Probedrucke herzustellen, bei denen die Schicht des aromatischen Lacks einer beim eigentlichen Druckprozess erwarteten Schicht entspricht, und in den Probedrucken, vorzugsweise unter Verwendung eines Mikroskops mit einer Vergrößerung zwischen 100x bis 500x, das vorzugsweise einen Zähler zum Zählen von Markerkörnern, die im reflektierten oder UV-Licht sichtbar sind, aufweist, die Anzahl der Pigmentkörner zu messen, und dann beim eigentlichen Druckprozess Proben zu entnehmen, die während des Druckprozesses mit dem Lack bedruckt wurden, und diese im reflektierten Licht unter einem Mikroskop mit einer Vergrößerung zwischen etwa 100x bis 500x zu betrachten, und dann die Anzahl der sichtbaren Pigmentpartikel in der während des Herstellungsprozesses entnommenen Probe mit der Anzahl der sichtbaren Pigmente in dem Muster zu vergleichen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dispergieren unter Verwendung eines Rührwerks und/oder einer Dispergiervorrichtung aus drei mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotierenden Zylindern erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße der als Marker eingesetzten Pigmente zwischen 5 µm und 10 µm beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Marker Ruß oder Graphitpartikel enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Auftragsmenge des aromatischen Lacks automatisiert durchgeführt wird, indem das System von Druckmaschinen mit einer Kamera ausgestattet wird, die mit einem Mikroskop und einem Prozessor verbunden ist, der die Markerpartikel automatisch zählt und gleichzeitig deren Menge mit einem digitalen Druckmuster in Echtzeit vergleicht, wobei der Prozessor, ebenfalls in Echtzeit, die Menge des dosierten aromatischen Lacks abhängig von den Messergebnissen einstellt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner der organischen und/oder anorganischen Pigmente dem Lack während der Lackherstellung oder während eines separaten Prozesses hinzugefügt werden, indem einem bestimmten Lackvolumen eine präzise abgemessene Menge der farbigen Pigmente zugeführt wird, und die Mischung aus Lack und Pigmenten dann einen Dispergierprozess durchläuft.