DE1907582C3

DE1907582C3 - Druckfarbenzusatz

Info

Publication number: DE1907582C3
Application number: DE19691907582
Authority: DE
Inventors: Manuel Julian; Mascara Jose Socorregut; Barcelona Lecha (Spanien)
Original assignee: Salvat Editores, SA.; Colores y Derivados, S.A.; Barcelona (Spanien)
Priority date: 1968-02-14
Filing date: 1969-02-14
Publication date: 1978-02-02

Description

Das erfindungsgemäße Verfahren bezweckt die Erzeugung eines Stoffes, der im Gemisch mit Farbe zum Drucken — insbesondere nach dem Offsetsystem — ungetrocknete Farbe auf bedruckten Papierblättern daran hindert, einen Abdruck oder ein Abfärben auf benachbarten Blättern hervorzurufen. Derartige Abdrucke entstehen namentlich, wenn beim Aufeinanderfallen der bedruckten Papierblätter die Druckfarbe auf der Oberseite des ersten Blattes auf die Rückseite des folgenden Blattes abfärbt.

Dieses Problem ist so alt wie die Drucktechnik selbst. Früher, als die Druckmaschinen mit viel niedrigeren Geschwindigkeiten arbeiteten als die heutigen Maschinen, wurde das Abfärben bzw. Abdrucken durch Zwischenlage eines »Macula« (Makulatur) genannten Papierbogens zwischen die einzelnen bedruckten Blätter verhindert. Diese Macula bzw. Makulatur, ein im allgemeinen poröses Papierblatt, trennte die einzelnen Blätter voneinander, und der Abdruck bzw. das Abfärben vollzog sich auf der Macula anstatt auf den frisch gedruckten Blättern.

Moderne Druckmaschinen bedrucken mehr als 6000 Blatt pro Stunde. Infolgedessen ist eine Zwischenlage von Makulatur zwischen aufeinanderfolgende bedruckte Blätter völlig ausgeschlossen. Man hat daher andere Verfahren versucht. In einer Vielzahl von Ländern war die Forschung insbesondere auf Druckfarben gerichtet, bei denen dank beschleunigter Trocknung ein Abfärben bzw. Abdrucken nicht auftritt. Ein durchschlagender Erfolg ist damit nicht erzielt worden, denn die der Druckfarbe zum Trocknen auf dem Papier zur Verfügung stehende Zeit beträgt weniger als 0,6 s.

Ebensowenig hat die Zugabe gewisser Stoffe zur Druckfarbe, welche bei Luftzutritt oxydieren und eine Schutzschicht auf der Druckfarbe bilden, praktische Ergebnisse gezeitigt. Derartige Stoffe beeinflussen die Struktur bzw. den Aufbau der Druckfarbe selbst und rufen beim Drucken Schwierigkeiten hervor, indem die Druckfarbe Glanz verliert und auch weil das Gewicht der von der Druckmaschine abgegebenen und zur Auflage kommenden Papierblätter ein Brüchigwerden der Schutzschicht bewirkt, was das Austreten der inneren feuchten Druckfarbe ermöglicht, die das Abfärben bzw. Abdrucken verursacht.

Dem Problem des Abfärbens bzw. Abdruckens begegnet man gegenwärtig in der Welt überall durch Anwendung eines Verfahrens, das darin besteht, auf

ίο einem frisch bedruckten Blatt in gleichförmiger Weise eine Schicht sehr feinen Pulvers aufzubringen, beispielsweise Mehl oder Stärke. Jedes Körnchen des Pulvers hat einen Durchmesser, der größer ist als die Dicke der aufgebrachten Druckfarbenschicht, so daß ein Teil eines jeden Körnchens oder wenigstens eines größeren Anteils der Körnchen aus der Druckfarbenschicht hervorragt und das nächste bedruckte Blatt auf dem erwähnten Körnchen aufruht, nicht aber auf der Druckfarbe des benachbarten Blattes.

Heutzutage werden daher viele Druckmaschinen mit einer Pulversprühvorrichtung versehen. Als solche dient im wesentlichen eine Spritz- bzw. Sprüheinrichtung, welche die Körnchenmasse auf das bedruckte Papier aufspritzt.

Offensichtlich setzt das erwähnte Verfahren das Abfärben bzw. Abdrucken herab, kann es jedoch nicht vollständig verhindern. Das Ausmaß der Verringerung steht in direkter Beziehung zu der Menge des über das Blatt verteilten Pulvers, doch versteht es sich von selbst,

jo daß die Menge des versprühbaren körnigen Pulvers begrenzt ist, damit die Qualität des Druckes nicht beeinträchtigt wird. Außerdem besitzt das erwähnte Verfahren schwerwiegende Nachteile. Das bedruckte Papier, auf welches das Pulver zum Verhindern des

J5 Abfärbens bzw. Abdruckens aufgebracht wurde, muß mit der nach unten gekehrten Oberseite bedruckt werden. In diesem Augenblick geschieht folgendes: Während das einseitig bedruckte Papier die Maschine noch einmal durchläuft, gelangt Pulver von der ersten Seite auf den Druckzylinder und von letzterem auf den das Drucktuch haltenden Zylinder sowie zum Farbwerk (hier wird auf eine Offsetdruckanlage Bezug genommen). Die Ansammlung von Pulver auf den erwähnten Teilen der Maschine erschwert die Übertragung des Bildes bzw. des Druckes zwischen den Zylindern. Außerdem wird die Druckfarbe so sehr verändert, daß es normalerweise erforderlich ist, die Presse jede halbe Stunde anzuhalten und zu reinigen. Bei gewissen Druckerpressen sind Totzeiten von etwa 16% der

>o gesamten Druckzeit einer Maschine für Reinigungszwecke international zugelassen. Dies bedeutet einen beachtlichen Produktionsverlust, aber auch ein Absinken der Qualität der erzeugten Drucke.

Außer den erwähnten Nachteilen bedingt die Verwendung von Spritz- bzw. Sprühgeräten eine gründlichere und häufigere Reinigung der Betriebsräume der Pressen, da das schwebende Pulver auch zu den übrigen Teilen der Maschine, den Motoren, den Übersetzungsgetrieben usw. gelangt. Auch die Gesundheit der in diesem Gewerbe tätigen Menschen wird dadurch beeinträchtigt.

Versuche, die zum Zweck der unmittelbaren Einbringung des Trennpulvers 'n die Druckfarbe angestellt wurden, haben keine brauchbaren Ergebnisse gebracht.

Wird solches Pulver im trockenen Zustand zugesetzt, so absorbiert es nicht feste Bestandteile der Druckfarbe und ändert deren Viskosität sowie die Trocknungseigenschaften. Außerd?rr bewirkt der Zusatz von Pulver

in trockenem Zustand eine Störung des Gleichgewichts von Trägerflüssigkeit zu Farbstoff, verringert den Glanz der Druckfarbe und bringt ihn sogar zum Verschwinden. Außerdem führt die Zugabe von trockenen Pulver in die Druckfarbe zur Bildung von Klumpen, insbesondere in Bereichen sehr starker Färbung. Di£se Klumpenbildung erschwert das Drucken und bedingt bisweilen das Anhalten der Presse zu Reinigungszwecken.

Die genannten Schwierigkeiten dieser bekannten Verfahren sollen durch die nachstehend beschriebene Erfindung beseitigt werden.

Setzt man also zur Druckfarbe einen Stoff zu, der aus trennenden Körnern besteht, welche in einem mit der Druckfarbe verträglichen flüssigen Mittel dispergiert sind, so gestattet dies eine Verteilung der erwähnten trennenden Körner in angemessenem Anteil in der Druckfarbe. Deren grundsätzlicher Aufbau bzw. ihre Struktur wird durch eine solche Verteilung nicht geändert. Die trennenden Körner dienen als hinreichendes Tragelement für das nächste Blatt, wenn dieses auf das zuvor bedruckte erste Blatt zur Auflage kommt. Besonders vorteilhaft ist die Benutzung von Teilchen, die bei Mischung mit Wasser quellbar sind; derartige Stoffe sind nach dem Offsetsystem üblicherweise im Gebrauch.

Die Fähigkeit von Mehl- und Stärkekörnern, Wasser zu absorbieren und ohne Auflösung zu quellen, ist bekannt. Hier handelt es sich jedoch darum, solche Körner als Bestandteile eines Stoffes zu benutzen, welcher der Druckfarbe zugemischt wird, um das Abfärben bzw. Abdrucken zu vermeiden. In diesem Stoff übernehmen die Körner eine Trennfunktion.

Eine mikroskopische Untersuchung von Mehl- und Stärkekörnern in trockenem Pulverzustand — das ist der Zustand, der bei den bekannten Verfahren zur Gewinnung von Stärke und Mehl auftritt — zeigt, daß diese Körner häufig in Gruppen vorkommen und Klumpen bilden. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist es deshalb außerordentlich wichtig, solche Klumpen aufzulösen, um einen hohen Anteil von einzelnen Körnern zu erhalten, die in dem zur Dispersion vorgesehenen flüssigen Mittel eine gleichmäßigere Dispersion eingehen. Dieser Vorgang ermöglicht es, daß jedes einzelne Korn nach der Klumpenauflösung vollständig in die Dispersionsflüssigkeit eingebettet ist. In der Druckfarbe, mit der die das Korn umhüllende Dispersionsflüssigkeil verträglich ist, verhält sich ein so eingebettetes Korn mithin wie ein Flüssigkeitsbestandteil, so daß die Körner sich in der Druckfarbe rasch und gleichmäßig verteilen.

Für ein Offsetdrucksystem wurden nun Stärkekörner mit einem Durchmesser ausgewählt, welcher der Dicke der beim Drucken aufgebrachten Druckfarbschicht angemessen ist. Setzt man für diese Dicke etwa 2 μπι pro Farbe an und zieht man fünf Farbdrucke in Betracht, so beträgt die Dicke der aufgebrachten Farbschicht etwa ΙΟμίτι. Nach der Erfindung sind nun Maisstärketeilchen geeignet, die im Trockenzustand einen mittleren Durchmesser von etwa 11 μπι haben. Dieser mittlere Durchmesser vergrößert sich natürlich nicht nur bei der Aufnahme von Wasser während des Druckvorganges, sondern er nimmt auch während des Dispersionsvorganges zu. Versuche haben ergeben, daß eine solche Durchmesserzunahme der Teilchen, die zusammen mit der angemessenen Verteilung der Trennkörper in der Druckfarbe anwachsen, zu einer Beseitigung des Abfärbens bzw Abdruckens führt.

Unter Berücksichtigung der Eigenschaften der im Offsetsystem benutzten Druckfarbe eignet sich als Dispersionsmittel nach der Erfindung insbesondere eine Flüssigkeit auf Ölbasis, die mit der Druckfarbe verträglich ist Vorzugsweise besteht die ausgewählte Flüssigkeit aus einer Mineralölfraktion, deren Siedetemperatur zwischen 260 und 320⁰C liegt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Flüssigkeit bzw. der Zusatz vom Typ der aliphatischen Kohlenwasserstoffe, so daß jede Giftwirkung vermieden wird.

ίο Die Funktion der in geeigneter Weise dispergierten Stärke besteht darin, bei Zutritt von Wasser zu quellen, so daß die Körner als Trennelemente zwischen den einzelnen bedruckten Papierblättern wirken. Während des Herstellungsverfahrens des Stoffes wird deshalb mindestens eine Carbonsäure aus der Gruppe Citronensäure, racemische Weinsäure, Mesoweinsäure und Äpfelsäure oder mindestens eines ihrer Salze zugesetzt, um eine wesentlich schnellere Wasseraufnahme durch die Stärketeilchen und dadurch eine Beschleunigung

_>o ihrer Größenzunahme zu bewirken. Die Zugabe der erwähnten Säure bzw. Säuren bzw. Salze steigert infolge der Zunahme des pH-Wertes des Wassers die gegenseitige Abweisung von Wasser und Druckfarbe. Besonders günstige Ergebnisse erzielt man somit nach der Erfindung durch Auflösung der Klumpen von Stärketeilchen und durch gleichmäßige Dispersion letzterer in einem flüssigen Mittel auf Ölbasis, das mit dsr Druckfarbe verträglich ist und dem ein Zusatz von mindestens einer Carbonsäure aus der Gruppe Citro-

jo nensäure, racemische Weinsäure, Mesoweinsäure und Äpfelsäure bzw. deren Salz oder Salzen zugegeben wird.

Das Verfahren nach der Erfindung wird zweckmäßig in einem Umlaufverteiler bzw. -mischer durchgeführt,

j5 der innen Flügel bzw. Schaufeln oder Vorsprünge aufweist und mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit umläuft, beispielsweise im sogenannten Cawles-Gerät. Das flüssige Mittel auf ölbasis und der Säuren- bzw. Salzzusatz wird in das Gerät eingegeben und etwa 5 Minuten lang bei etwa 600 U/min gemischt. Dem Gemisch werden die Stärketeilchen zugesetzt und das Ganze etwa 30 Minuten lang bei 1200 U/min dispergiert. Die mechanische Bewegung der Stärketeilchen dient dazu, die im Trockenzustand angetroffene Zusammenballung der Stärketeilchen aufzuspalten und eine Dispersion aus diskreten Teilchen zu schaffen, die der Dispersionsflüssigkeit auf ölbasis eine maximale Oberfläche bieten.

Der hergestellte Stoff sollte der Druckfarbe kurz vor

so deren Verwendung in der Druckpresse zugemischt werden, so daß die gegebenenfalls in dem Stoff enthaltene Säure bzw. das Säurensalz innerhalb der Trocknungszeit die Druckfarbe nicht verändert und insbesondere nicht verschlechtert. Geht man in dieser Weise vor, so vermeidet man, daß die Farbflüssigkeit von den Stärketeilchen absorbiert wird, was zu einer Störung des Zähigkeitsgleichgewichtes von Flüssigkeit und Druckfarbe führen und z. B. zum Überdecken der Autotypieraster beim Druckvorgang mit entsprechend schlechter Bildübertragung führen würde.

Vorzugsweise werden der Druckfarbe etwa 3 Gewichtsprozent des Anti-Abfärbstoffes zugesetzt, das entspricht einem Zusatz von etwa 1.8 Gewichtsprozent der Stärketeilchen zur Druckfarbe. Durch sanftes

b5 Mischen werden die Stärketeilchen in der Druckfarbe dispergiert.

Die Verwendung dieses Stoffes bei der Druckfarbe führt außer zu ihrem HauDtzweck. der in rW

Beseitigung des Abfärbens bzw. Abdruckens besteht, auch zu einer Abkürzung der Trocknungszeit der Druckfarbe. Es hat sich herausgestellt, daß die Druckfarbe etwa doppelt so schnell trocknet, wie das bisher möglich war. Diese Zeitersparnis ermöglicht es, die bedruckten Blätter zum Bedrucken der Rückseite nochmals durch die Druckpresse in einer Zeit zu führen, welche die Hälfte der zuvor benötigten Zeit beträgt.

Um eine vollständige Beseitigung des Abfärbens bzw. Abdruckens zu erzielen, ist es wichtig, sicherzustellen, daß der gewonnene Stoff im Verlauf seiner Herstellung hinreichend verrührt worden ist. Eine einfache Probe gestattet die Feststellung, ob dieses Mindestrühren bzw. -dispergieren bei der Herstellung des Zusatzstoffes stattgefunden hat. Hierzu wird einer Prüfmenge des Stoffes in einem Probierröhrchen ein gleich großes Volumen Wasser zugegeben. Nach kräftigem Schütteln während 30 s bilden sich in dem Röhrchen drei Schichten. Die oberste Schicht enthält Stärketeilchen und Wasser, suspendiert in der Flüssigkeit auf ölbasis. Die zweite oder mittlere Schicht enthält Wasser mit darin suspendierten Stärketeilchen. In der untersten Schicht befindet sich der Großteil der Stärketeilchen nahe dem Röhrchenboden in Wasser.

Bilden sich jedoch beim Zusammengeben der Stärketeilchen, des flüssigen Mittels und einer ebenso großen Wassermenge in einem Probierröhrchen nur zwei Schichten, nämlich das Mittel auf Ölbasis in der oberen Schicht und die Stärketeilchen sowie Wasser in der unteren Schicht, so zeigt diese Form der Schichtenbildung eine ungenügende Dispersion der Teilchen in dem Mittel. In diesem Falle ist der Stoff nicht verwendbar.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung. Darin zeigt

Fig. 1 eine schematisierte Schnittansicht eines bedruckten Papierblattes unter Verwendung eines erfindungsgemäß hergestellten Stoffes und

Fig. 2 eine schematisierte Schnittansicht mehrerer Papierlagen ähnlich F i g. 1.

In F i g. 1 ist ein Papierblatt 18 dargestellt, das mit Druckfarbe 19 bedruckt ist, weiche mit dem erfindungsgemäßen, nicht abfärbenden Stoff versehen wurde, der Stärketeilchen 20 enthält.

Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß mehrere Papierlagen 21, 22, 23 mit einer Druckfarbe bedruckt sind, welche mit dem erfindungsgemäßen, nicht abfärbenden Stoff vermischt ist. Man erkennt, daß die Papierlagen 21, 22, 23 aufeinander in der Weise liegen, daß das jeweils darüber befindliche Papier die Druckfarbe des darunter befindlichen nicht berührt vielmehr auf den Stärketeilchen aufruht, welche in der Druckfarbe dispergiert sind.

Um den erfindungsgemäßen Stoff zu erzeugen, kann jede Art von Stärketeilchen benutzt werden, die bei Wasserzutritt quillt Stärke hat die allgemeine Strukturformel (CeHiOOs)_n, und es gibt verschiedene Arten, wie Mais-, Weizen-, Kartoffel-, Tapioka- und Reisstärke. Es wird angenommen, daß aus Kartoffeln gewonnene Stärketeilchen im Durchmesser unter den Teilchen der üblichen Stärkesorten am größten sind. Der Durchmesser von Kartoffeistärketeilchen reicht von 15 bis 100 μπι, wobei der mittlere Durchmesser etwa 30 μιη beträgt Stärketeilchen anderer Herkunft haben einen mittleren Durchmesser von weniger als 30 μιη.

Bei einer Messung an Maisstärketeilchen im trockenen, undispergierten Zustand ergab sich aus 83 Einzelmessungen ein Durchmesserbereich zwischen 3 und 18 μιη, bei einem mittleren Durchmesser von etwa 11 μπι und einem mittleren Volumen von etwa 700 μιη¹. Die im Zusatzstoff zur Druckfarbe dispergiertcn Stärketeilchen besaßen, wie sich aus 119 Einzelmcssungen ergab, einen Durchmesserbereich zwischen 3 und 22 μιη mit einem mittleren Durchmesser von 13 μπι und einem mittleren Volumen von etwa 1150 μπι'. Diese Größcn/unahme ist vermutlich auf die Absorption des

κι flüssigen Dispersionsmittel zurückzuführen.

Nachdem Wasser zu den Maisstärketeilchen des Zusatzstoffes zur Druckfarbe hinzutreten konnte, vergrößerte sich ihr Durchmesser — wie 208 liinzelmessungen zeigten — innerhalb eines Bereiches von 5 bis 22 |im auf einen mittleren Durchmesser von etwa 16 μπι und ein mittleres Volumen von etwa 2150 μπι^!. Es ergab sich also eine Volumenzunahme auf etwa das Dreifache des Volumens der trockenen Stärketeilchen.

Obgleich als Dispersionsmittel, wie oben beschrieben, eine Mineralölfraktion mit dem Siedebereich zwischen 260 und 320"C bevorzugt wird, läßt sich praktisch jedes andere Mittel auf Ölbasis benutzen, sofern es nur nicht wäßrig und mit der Druckfarbe verträglich ist. Die letztere Bezeichnung bedeutet hier, daß das Mittel auf ölbasis eine Viskosität (Zähigkeit) solcher Art besitzt, daß es bei Aufbereitung zum Druckfarbenzusatzstoff vollständig mit der Druckfarbe mischbar ist und deren Zähigkeit oder Aussehen nicht merklich ändert. Außerdem soll das Mittel den Farbstoff (das Pigment)

3d oder andere Bestandteile der Druckfarbe nicht merklich angreifen.

Beispiele geeigneter öle umfassen tierische und pflanzliche Öle, die entweder trocknend, halblrocknend oder nichttrocknend sind, beispielsweise Rizinusöl, Leinsamenöl, Tungöl (Chinesisches Holzöl), Baumwollsaatöl, Oiivenöl und Kokosnußöl. Auch Mineralöle können Verwendung finden, und unter diesen haben sich die folgenden aliphatischen Kohlenwasserstoffe als besonders geeignet erwiesen: Benzin, Schwerbenzin bzw. Schweröl, Terpentinöl bzw. -ersatz und hohe Mineralölfraktionen. Auch organische Lösungsmittel können benutzt werden, z. B. Tetrahydronaphthalin und Dekahydronaphthalin.

Die Menge der Stärketeilchen, die in dem Mittel dispergierbar ist, spielt eine wichtige Rolle für die Auswahl der geeigneten Viskosität des flüssigen Mittels. Ein hochviskoses Mittel gestattet das Dispergieren von weniger Stärketeilchen. Infolgedessen enthielte ein hochviskoses flüssiges Mittel weniger dispergierte

so Slärketeilchen, und es wäre schwierig, mit einer hochviskosen Druckfarbe zu mischen. Je nach der Zähigkeit der Druckfarbe, die normalerweise von etwa 200 bis 1100 P reicht, kann die Viskosität des Mittels auf ölbasis vorteilhaft im Bereich zwischen etwa 0,01 bis etwa 1200 P liegen. Mittel mit noch höherer Viskosität können die Anwendung von Netzmitteln erforderlich machen, um genügende Stärkemengen darin zu dispergieren.

Im allgemeinen ist es wünschenswert, flüssige Mittel von niedriger Viskosität zu benutzen, da hierin mehr Stärketeilchen dispergiert werden können, was zur Verwendung kleinerer Mengen des Zusatzstoffes führt die der Druckfarbe, wie unten erläutert zugesetzt werden, um eine hinreichende Menge von Stärketeilchen in der Druckfarbe zu erzielen.

Die in dem flüssigen Mittel dispergierbaren Stärkemengen sind nicht auf einen festen Gewichtsanteil des Gesamtzusatzes beschränkt Die Menge der Teilchen,

die in dem Mitiel vorliegen können, wird durch cine Anzahl von Größen beeinflußt. Ein Fuklor ist die Viskosität des flüssigen Mittels, da es bei höheren Zähigkeiten immer schwieriger wird, Stärketeilchen erfolgreich zu dispergieren. Außerdem bewirkt die Anwesenheil der Stärketeilchen eine Zunahme der Viskosität des Zusatzstoffes, was sich wiederum auf die Leichtigkeit auswirkt, mit welcher der Zusatzstoff mit der Druckfarbe vermischbar ist. Weitere Faktoren sind die Viskosität der zu benutzenden Druckfarbe und die in letzterer zu dispergierende Menge von Stärketeilchen. Allgemein kann gesagt werden, daß es sich als möglich erwiesen hat, bis zu etwa 78 Gewichtsprozent Stärketeile ohne Unterstützung durch Netzmittel u.dgl. zuzusetzen. Ein so hoher Anteil ist allgemein nur in flüssigen Mitteln von sehr geringer Viskosität erzieibar.

Die Zähigkeit des Druckfarbenzusatzes ist insofern bedeutungsvoll, als das Zusatzmitlel sich nicht leicht und nicht ohne weiteres mit der Druckfarbe vermischen läßt, wenn es zu viskos ist. Da die Stabilität und die Qualität von Druckfarben durch heftiges Schütteln bzw. Rühren gefährdet oder zerstört werden kann, sollte die Viskosität des Zusatzmittels von solcher Größe sein, daß es sich verhältnismäßig leicht mit der Druckfarbe mischen laß¹.. Wegen der Anwesenheit der Stärketeilchen im Zusatzstoff ist es schwierig, dessen Viskosität zu messen. Beispielshalber sei jedoch angegeben, daß ein Zusatzstoff mit einem flüssigen Mittel von 0,17 P und 60 Gewichtsprozent Stärketeilchen eine durchschnittliche Viskosität von etwa 32 P aufwies. Bei gleicher Konzentration in einem Mittel von 10 P ergab sich ein Zusatzstoff, dessen durchschnittliche Zähigkeit etwa 73 P betrug.

Die erfindungsgemäß einsetzbaren Carbonsäuren Citronensäure, racemische Weinsäure, Mesoweinsäure und Apfelsäure können austauschbar mit ihren feinverteilten Salzen verwendet werden. Es hat sich gezeigt, daß sich die Salze im allgemeinen bequemer handhaben lassen als die Säuren.

Ein weiterer Vorteil der Anwesenheit von Säure im Zusatzstoff ist die Einstellung des pH-Wertes des Wassers, wenn dieses während des Druckvorganges mit der Druckfarbe und den Stärketcilchen in Berührung kommt. Bei dem Vorgang benutztes Wasser kann normalerweise pH = 5 haben. Die Ansäuerung des Wassers während des Druckvorganges durch Zutritt ^r> der Säure des Druckfarben-Zusatzstoff-Gemisches verringert den pH-Wert auf etwa 3 bis 5, vorzugsweise 4, je nach dem pH-Wert des zur Verfügung stehenden Wassers. Der niedrigere pH-Wert dient dazu, die Sauberkeit des Autotypierasters und der Rasterpunkte

κι aufrechtzuerhalten, so daß eine Schlcierbildung des Rasters und eine Emulsionsbildung der Druckfarbe vermieden wird. Außerdem bewirkt die Säure eine Neugruppicrung der dispergierten Stärketeilchen, nachdem diese durch Wasserzutritt gequollen sind. Die

r> Gruppen der Stärketeilchen auf den bedruckten Biättern bewirken wiederum einen größeren Abstand der gestapelten Blätter, wodurch ein Abfärben bzw. Abdrucken noch stärker unterdrückt wird.

Obgleich sich ein Zusatz von etwa 0,5 Gcwichtspro-

2« zent Säure zur Erzielung der obengenannten Effekte als ausreichend erwiesen hat, kann der Säuregehalt im Bereich von etwa 0,25 bis 2,0 Gewichtsprozent des Gesamlzusatzes reichen, in Abhängigkeit von der der Druckfarbe zugemischten Stoffmenge und dem ge-

2') wünschten pH-Wert des Druckfarben-Wasser-Gemisches während des Druckvorganges.

Zur Vereinigung der Bestandteile des Zusatzstoffes kann jedes beliebige Gerät benutzt werden, solange nur die Stärketeilchen hinreichend aufgespalten und in dem flüssigen Mittel durchgehend dispergiert werden. Das Cawles-Gerät hat sich als wirksam erwiesen und wird bevorzugt verwendet. Die folgende Tabelle zeigt hiermit erzielte Mischzeiten, die zum Dispergieren angemessener, verschieden großer Mengen von Stärketeilchen in Mitteln von verschiedener Viskosität benötigt wurden. Diese Zahlenwerte stellen keine Grenzwerte der Erfindung dar, sondern erläutern lediglich die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bestehenden Möglichkeiten. Es ist zu beachten, daß die Zahlenwerte in der mit »0« bezeichneten Spalte sich auf Zeiten größer als Null beziehen, die unterhalb 5 Minuten liegen.

Tabelle I

Mischzeit (Min.) im Cawles-Gerät zur Erzielung eines einwandfrei dispergierten Zusatzstoffes Stärkezusatz (%)

20

25

35 40 45

50

60 65

70

75

1200	20	30	45	55	70	65
1150	20	30	45	55	70	65
1100		30	45	55	70
1050		30	45	55	70
1000			45	55
950
900
850
800
750
700
650
600
550
500
450
400

9 10

Fortsetzung

Mischzeit (Min.) im Cawles-Gctät /ur Erzielung eines einwandfrei dispergierten Zusatzstoffes Stürkc/usut/ (%)

20

25

40

45

50

70

75

70	65	60
70	65	60
70	65	60
70	65
70	65
	65

Die Menge des der Druckfarbe zuzumischenden Zusatzstoffes hängt von verschiedenen Faktoren ab, nämlich 1. der Menge von Stärketeilchen im Zusatzstoff, 2. der Menge von der Druckfarbe zuzusetzenden Stärketeilchen, 3. der Viskosität der Druckfarbe, 4. der Viskosität des Zusatzstoffes, 5. der Einwirkung des Zusatzstoffes auf die Zusammensetzung und Qualität der Druckfarbe, 6. der Qualität des Papiers und 7. der Art des auszuführenden Druckes.

Die Grenzwerte der Menge von Stärketeilchen, welche der Druckfarbe durch den Zusatzstoff mit guten Gesamtergebnissen zugeführt werden können, liegen zwischen etwa 0,3 und 3,3 Gewichtsprozent des gesamten Druckfarben-Zusatzstoff-Gemisches. Weniger Stärketeilchen bewirken eine unzureichende Unterdrückung des Abfärbens der trocknenden Druckfarbe, während Mengen oberhalb etwa 3,3% eine Tendenz zur Verstopfung der Raster und zur Ansammlung auf den Walzen mit sich bringen, wodurch die Druckqualität entsprechend herabgesetzt wird.

Vorzugsweise weist das Druckfarben-Zusatzstoff-Gemisch etwa 1,8 Gewichtsprozent Stärketeilchen auf. Wird die oben angegebene bevorzugte Stoffzusammensetzung mit etwa 60 bis 65% Stärke benutzt, so brauchen nur 3% des Zusatzstoffes der Druckfarbe zugesetzt zu werden, um den gewünschten Anteil an Stärke in der Druckfarbe zu erzielen.

Allgemein hat sich gezeigt, daß bis zu etwa 20 Gewichtsprozent des gesamten Druckfarben-Zusatzstoff-Gemisches der Druckfarbe zugemischt werden können, ohne eine schädliche Änderung der Viskosität der Druckfarbe und ein merkliches Absinken der Druckfarbenqualität hervorzurufen.

Die unmittelbare Zugabe von Stärkeieilchen zur Druckfarbe bewirkt, daß das Abfärben nur unzureichend herabgesetzt wird. Die Teilchen können nicht gleichmäßig dispergiert werden. Versuche, die Stärke

Tabelle II

80 75

70
70

85
90

100 120 190 260 350

und die Druckfarbe heftig miteinander zu mischen, rufen eine Verschlechterung der Druckfarbe hervor. Außerdem verstopfen die Raster, und die Qualität der gedruckten Farbe nimmt steil ab.

Die üblicherweise in einer lithografischen Offsetpresse benutzte Wassermenge bringt bei Zutritt zu den Stärketeilchen der Druckfarbe genügend Feuchtigkeit mit sich, um die Teilchen zum Quellen zu bringen, so daß

2) sie ihre Wirkung auf dem bedruckten Blatt entfalten. Die übliche Wassermenge beträgt etwa 2,51 pro Kilogramm Druckfarbe, wobei das Minimum etwa 1,25 l/kg und das Maximum bei etwa 3,75 l/kg liegt. Im Bedarfsfalle kann auch eine wäßrige Lösung von

jo Alkohol bzw. ein Gemisch von Wasser und Alkohol benutzt werden.

Das bevorzugte Verhältnis der Wassermenge, welche tatsächlich zur Stärke hinzutritt, zu dem in der Druckfarbe vorliegenden Zusatzstoff beträgt etwa 1 : I

r> in einen Zusatzstoff mit 60% Stärketeilchen. Bei einer Dispersion mit 30% Stärketeilchen beträgt das bevorzugte Verhältnis 0,5 :1 Wasser zu Zusatzstoff, und im theoretischen Falle einer Dispersion mit 90% Stärke beträgt das Verhältnis etwa 1,5 : 1 Wasser zu Zusatzstoff. Im allgemeinen ist die erforderliche Mindestwassermenge gegeben durch das Verhältnis 0,3 : 1 Wasser zu Zusatzstoff. Geringere Wassermengen gefährden die Wahrscheinlichkeit, daß die Stärke ihre Maximalgröße erreicht, wodurch ihre Wirksamkeit bei der Unterdrük-

4-5 kung des Abfärbens beeinträchtigt wird.

Wie bei jedem lithografischen Offsetdruck wird in Betracht gezogen, daß nacheinander vier farben gedruckt werden können, wobei jede Druckfarbe ihre eigene Menge von stärkehaltigem Zusatzstoff aufweist. Bei den folgenden sieben Beispielen gemäß Tabelle Il wurden Druckfarben-Zusatzstoffe hergestellt, welche flüssige Mittel von verschiedener Viskosität und verschiedene Mengen von Stärketeilchen aufwiesen.

Art der Flüssigkeit	Siedebereich	Viskosität	Stärke-	Säure	Anteil des	Druckeigenschaften
			anteil	anteil	Zusatzstoffes
					in Druckfarbe
	"C	P	o/o	o/o	<M>
1. Mineralölfraktion	260 bis 320	0,17	60	0,5	3	Gut
2. Gemisch aliphatischer und	150 bis 200	0,056	53	0,5	3,5	Flüchtiger als 1.
aromatischer Kohlen
wasserstoffe
3. Tetrahydronaphthalin	205 bis 215	0,12	49	0,5	3,7	Verlangsamt
						Trocknung des
						Druckes

Fortsetzung
Art der Flüssigkeit

Sieilebcreich Viskosiiiii Stärke- Säurciinteil anteil

12

Anteil des
Zusatzstoffes
in Druckfarbe

Druckeigenschaften

4. Aliphatischer Kohlen- 270 bis 320 0,64 52,6 0,5 3,5

wasserstoff

5. Aliphatischer Kohlen- sehr hoch 0,52

wasserstoff siedend

60

6. Aliphaiischer Kohlenwasserstoff

7. Schweröl-Derivat

8. Schweröl

90 bis 140 0,04 47,7 0,5 3,8

180 bis 300 0,088 52 0,5 3,5

90 bis 190 0,072

50

Tabelle III enthält Zahlenwerte, die als Beispiele für geeignete Konzentrationen der Bestandteile des Druckfarben-Zusatzstoffes dienen können. Diese Aufstellung ist weder vollständig noch in irgendeiner Weise einschränkend.

Tabelle	III	Stärkeanteil	Anteil des Mittels	Anteil des
Nr.	«	o/o	Säuresalzes
	50	49,5	0,5
1	52	47,5	0,5
2	54	45,5	0,5
3	56	43,5	0,5
4	58	41,5	0,5
5	60	39,5	0,5
6	62	37,5	0,5
7	64	35,5	0,5
8	66	33,5	0,5
9	68	31,5	0,5
10	70	29,0	1,0
11	72	27,0	1,0
12	74	25,0	1,0
13	76	23,0	1,0
14	78	21,0	1,0
15

35

Tabelle IV gibt Beispiele typischer Druckfarben-Zusammensetzungen an, bei denen erfindungsgemäße Zusatzstoffe verwendet werden können.

Tabelle IV Bestandteil

Farbton

Gelb Rot Blau

Schwarz

⁶⁰

3,6

Verlangsamt Trocknung, aber weniger als 3. Verlangsamt Trocknung, neigt zur Absonderung aus Druckfarbe auf den Zylindern Gut, aber
flüchtiger als 1. Verlangsamt Trocknung
der Druckfarbe Unangenehmer Geruch, neigt zur Färbung von weißem Papier

Bestandteil Farbton

Rot

Blau

Schwarz Vo

Polyäthylenwachs	4	4	4	4
Kobaltnaphthenat (6%)	0,7	0,7	0,7	1,4
Bleinaphthenat	0,3	0,3	0,3	0,6
Calciumsalz der		20
Naphthalsäure
Kupferphthalat			20	4
in /?-Form
Ruß				22

50 Die in Tabelle V angegebenen Zahlenwerie nennen typische Viskositäten verschiedener Druckfarben, die zum Vier-Farben-Druck auf Papier verschiedener Qualität benutzt werden. Es versteht sich natürlich, daß die Papierqualität und die Art des Druckes weitgehend die Art der zu verwendenden Druckfarbe festlegen. Papier steht jedoch nicht in genormten Sorten bzw. Qualitäten zur Verfügung und muß je nach der Qualität und Art des vorzunehmenden Druckes bestellt werden.

Tabelle V

Farbton der Druckfarbe Viskosität (P) Verwendung der
der Druckfarbe Druckfarbe

55

3,3-Dichlorbenzol-Pigment Harz mit 80% Trocknungsöl

Phenol-Lack bzw. Firnis

20

13 13 13 12

62 62 62 56

Blau Rot

Schwarz Gelb

Blau Rot

Schwarz Gelb

65 Blau Rot

Schwarz Gelb bis 630
bis 475
bis 345
bis 245

etwa 900
etwa 550
etwa 400
etwa 320

etwa 1100 etwa 650 etwa 450

etwa 380

Typische Druckfarbe mit normaler Reihenfolge der Viskositätsbereiche

Hochviskose Druckfarbe für Qualitätspapier

Höchstviskose Druckfarbe für bestes Qualitätspapier

Die folgenden Beispiele erläutern weiter die Herstellung des Zusatzstoffes und die Vermischung des Zusatzstoffes mit Druckfarbe.

B t i s pi eI 1

Es wurden 100 kg des Zusatzstoffes mit dispergierter Stärke zubereitet, indem 33,8 kg einer Mineralölfraktion mit Siedetemperaturen im Bereich zwischen 260 und 320°C sowie 0,5 kg Kaliumtartrat in einen Cawles-Umlaufmischer mit inneren Flügeln bzw. Schaufeln eingegeben und während 5 Minuten mit 600 U/min vermischt wurden. Dann wurden in das Gerät 65,67 kg Maisstärke hinzugegeben und das Mischen 15 Minuten lang fortgesetzt. Anschließend wurde das Gemisch während 30 Minuten bei 1200 U/min weitergemischt. Danach wurden 0,03 kg des Duftstoffes Veilchenessen/ in das Gerät eingebracht und dessen Betrieb während 1 Minute fortgesetzt.

Beispiel 2

100 kg einer Dispersion mit Stärke wurde wie folgt hergestellt: 38 kg einer Mineralölfraktion mit Siedetemperaturen im Bereich von 260 bis 290⁰C und 60 kg Maisstärke wurden in einen Cawles-Umlaufmischer mit Innenflügeln eingebracht. Der Mischer lief mit 600 U/min um. Dann wurden sofort 1,97 kg Kaliumbitartrat und 0,03 kg Veilchenessenz hinzugefügt. Der

Mischer lief weitere 30 Minuten mit der angegebenen Geschwindigkeit um. Dann wurde die Drehzahl während 90 Minuten auf 1200 U/min gesteigert.

Beispiel 3

Gemäß Beispiel 1 hergestellte Stärkedispersion wurde mit einer lithografischen Druckfarbe auf Ölbasis in den folgenden Gewichtsanteilen vermischt:

Druckfarbe
Zusatzstoff

99,5%
0,5%

98%
2%

97%
3%

90%
!0%

80% 20%

Die Zugabe der Stärkedispersion zu Druckfarbe beeinträchtigte weder die Qualität noch das Verhalten der Druckfarbe während des Druckvorganges in irgendeiner Weise. Die Stärketeilchen quollen erst, als Wasser hinzutrat, was üblicherweise während des Druckvorganges geschieht, jedoch auch zu irgendeinem Zeitpunkt vor dem Stapeln der bedruckten Blätter stattfinden kann. Die Schnelligkeit, mit der die Stärketeüchen Wasser absorbierten und zu quellen begannen, bestin Ute die Zeitdauer, welche für den Zutritt von Wasser zu den Siärketeilchen vor dem Stapeln der bedruckten Blätter notwendig war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckfarbenzusatz zum Vermindern des Abliegens frischer Drucke, bei dem in einer nichtwäßrigen, öligen, mit der Druckfarbe verträglichen Flüssigkeit in Wasser quellbare Stärkekörner mit einem mittleren Durchmesser im trockenen Zustand von höchstens 30μπι dispergiert sind, wobei der Anteil der Körner wenigstens 10 Gew.-% der Dispersion beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion 0,25 bis 2 Gew.-% mindestens einer Carbonsäure aus der Gruppe Citronensäure, racemische Weinsäure, Mesoweinsäure und Apfelsäure oder mindestens eines Salzes dieser Säuren enthält

2. Verwendung von Druckfa^rbenzusätzen nach Anspruch 1 in einer Menge von höchstens 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches aus Druckfarbe und Druckfarbenzusatz.

3. Verwendung von Druckfarbenzusätzen nach Anspruch 1 gemäß Anspruch 2, wobei die Druckfarbenzusatzmenge so gewählt wird, daß das Gemisch aus Druckfarbe und Druckfarbenzusatz, bezogen auf sein Gesamtgewicht, 0,3 bis 3,3 Gew.-% Stärkekörner enthält.