DE1908114A1

DE1908114A1 - Tiefdruckverfahren und Tiefdruckanlage mit unter Feuchtigkeit trocknenden Druckfarben

Info

Publication number: DE1908114A1
Application number: DE19691908114
Authority: DE
Inventors: Roon Kenneth Eric; Tinghitella Michael Joseph
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1968-03-04
Filing date: 1969-02-19
Publication date: 1969-10-02
Also published as: US3694238A; FR1600778A; GB1250569A

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen GtMtUsthaft mbH

Anmelderin:

Amtl. Aktenzeichen: Aktenzeichen der Anmelderin:

Böblingen, 13. Februar 1969 Id-se

International Business Machines Corporations, Armonk, N. Y. 10504 Neuanmeldung
Docket PR 968 002

Tiefdruckverfahren und Tiefdruckanlage mit unter Feuchtigkeit trocknenden Druckfarben

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Bedrucken von Papier oder anderem fasrigen Material, insbesondere ein Tiefdruckverfahren und eine Tiefdruckanlage mit verbesserten flüssigen unter Feuchtigkeit trocknenden Druckfarben und einem Farbtroekenwerk.

Im Tiefdruckverfahren werden Tiefdruckzylinder mit einer aufliegenden Kupfer schicht, die entsprechend dem zu druckenden Material geätzt wird, benutzt. Der Zylinder taucht bei der Rotation teilweise in einen den fLüssigen Farbstoff enthaltenden Trog. Durch eine oberhalb des Troges an-■ gebrachte feste Rakel, die unter Druck die Oberfläche des Zylinders berührt, wird während der Drehung des Tiefdruckzylinders die Farbe von

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der benetzten Oberfläche entfernt, so daß nur in den eingeätzten Vertiefungen des Zylinders Farbe verbleibt. Dieses Abstreichen erfolgt, bevor die Zylinderoberfläche eine Gegendruckgummiwalze erreicht. Wenn Papier oder andere zu bedruckende Materialien zwischen der Gegendruck-Gummi walze und dem Druckzylinder hindurchgeführt werden, wird durch das Material die in den geätzten Druckformen befindliche Farbe aufgesaugt.

Das Tiefdruckverfahren hat viele Vorteile. So sind beispielsweise keine langen und komplizierten Wege für die Druckfarben erforderlich. Es können dünnflüssige Farben benutzt werden, die durch Verdunsten schnell eintrocknen. Gegenüber anderen Druckverfahren, wie beispielsweise dem Steindruckverfahren oder dem Buchdruckverfahren, werden dickere Farben mit besserer Auflösung und höherer Druckqualität erhalten.

Die bisher verwandten Tiefdruckpressen haben jedoch einige schwerwiegende Nachteile. So wurden bisher Farben benutzt, die sehr giftig und leicht entflammbar waren und daher teure Sxcherheitsvorkehrungen erforderten. Im Buchdruckverfahren werden bereits seit längerer Zeit unter Feuchtigkeit trocknende Farben benutzt. Diese Farben sind zwar ungefährlich, jedoch sehr zähflüssig mit einer kittähnlichen Beschaffenheit. Diese unter Feuchtigkeit trocknenden Farben setzen sich aus Harz

Q η ö ü /. η / rt α ο. β

mit hoher Säurezahl, normalerweise Harze mit hohen Anteilen an Fumarsäure oder Maleinsäure, die in hochsiedenden Glykolen, wie beispielsweise Diäthylenglykol gelöst sind, sowie den entsprechenden Farbstoffen zusammen. Die Farbstoffe müssen entweder neutral oder sauer sein, um eine Reaktion mit dem Harz zu vermeiden. Andere Mittel wie Wachse oder stabilisierende Mittel können ebenfalls hinzugegeben werden. Sie sind jedoch für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden.

Das gewählte Harz ist in Glykol löslich, jedoch in Wasserglykolmischungen unlöslich. Beim Druck mit derartigen Farbstoffen wird ein Teil des Glykollösungsmittels in dem Papier durch Kapillarwirkung absorbiert, so daß eine konzentrierte Harz-Farbstoff-Lösungsmittel-Mischung auf der Oberfläche des Papiers verbleibt. Wenn sich diese Oberfläche in einer Umgebung mit hohem Feuchtigkeitsgehalt (normalerweise in der Dampfform) befindet, absorbiert das hygroskopische Lösungsmittel Wasser, wobei gleichzeitig das in einer Wasserglykollösung unlösliche Harz ausfällt und den Farbstoff auf der zu bedruckenden Oberfläche zu einem in Wasser unlöslichen Film bindet.

Für die Trocknung der Druckfarben für das Buchdruckverfahren wird in der amerikanischen Patentschrift 3 302 296 ein Farbtrockenwerk beschrieben, das der auf einer Unterlage befindlichen Druckfarbe zur Trocknung Feuchtigkeit in dosierter Menge zuführt.

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Das Buchdruckverfahren hat jedoch einige Nachteile* So werden nur dicke Farbstoffschichten mit relativ schlechter Qualität und Auflösung erhalten. Weiterhin sind für die Farbstoffe lange und komplizierte Wege erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bereits erwähnten Vorteile des Tiefdruckverfahrens zu erreichen, ohne dabei die bisher üblichen giftigen und leicht entflammbaren Farbstoffe benutzen zu müssen. Gegenstand der Erfindung ist ein Tiefdruckverfahren , dadurch gekennzeichnet, daß eine unter Feuchtigkeit trocknende Farbe verwendet wird, die zur Verringerung der zum Farbtransport erforderlichen Viskosität ein Lösungsmittel und zur Verbesserung der Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit Wasser in einer Menge enthält , die geringfügig unterhalb der Ausfällungsgrenze des Harzes liegt und daß die restliche zur Ausfällung des Harzes und damit Trocknung des Farbstoffes erforderliche Feuchtigkeit dem in einer Tiefdruckstation bedruckten Material in einem Trockenwerk dosiert zugeführt wird. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine nach dem Verfahren der Erfindung erweiterte Tiefdruckanlage.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden genaueren Beschreibung sowie aus der Abbildung, die eine schematische Darstellung der nach der Erfindung erweiterten Tiefdruekanlage zeigt, hervor.

Wie die Abbildung zeigt, wird ein Band 10 aus Papierrnaterial zwischen Docket PR 968 002 3 0 9 8 A 0 /0 9 9 8

einem Paar in üblicher Weise angetriebener Führungsrollen 11, 11' und über eine Umleitungsrolle 12 der Druckstation 15, die von dem Tiefdruckzylinder 13 und der Gegendruckgummiwalze 14 gebildet wird, zugeführt. Der Tiefdruckzylinder 13 ist von üblicher Form mit einer aufLier genden Kupfer schicht, die entsprechend dem zu druckenden Muster geätzt ist. Der Tiefdruckzylinder 13 wird durch eine geeignet angetriebene Welle 16 bewegt und taucht dabei teilweise in ein Gefäß 18 ein, das die unter Feuchtigkeit trocknende Farbe 17 enthält. Eine übliche, oberhalb des Troges 18 fest angebrachte Rakel 19, die unter Druck die Oberfläche des Zylinders berührt, entfernt die Farbe von dem Zylinder, so daß nur in den entsprechend eingeätzten Vertiefungen der Kupferhaut Farbe verbleibt. Diese Farbe wird von dem zu bedruckenden Band 10 bei der Bewegung durch den Walzenspalt zwischen dem Tiefdruckzylinder 13 und der Gegendruckgummiwalze 14 aufgesaugt. Nach Verlassen des Druckwerkes 15 wird das Band 10 weiter zu den Druckwalzen 20, 21, die einen Teil des Farbtrockenwerkes (22) bilden, geführt. Zu dem Farbtrockenwerk gehört außer den Druckwalzen 20, 21 die Befeuchtungsrolle 23, die Dosierrolle 24 und die Sprühvorrichtung 25, Die Befeuchtungslösung gelangt unter Druck von einem nicht gezeigten Behälter über Rohr 26 zu der Sprühvorrichtung 25, die einen entsprechenden Strahl auf die weiche, Feuchtigkeit aufnehmende Oberfläche der Befeuchtungsrolle 23 sendet. Die Dosierwalze 24 hat eine harte, hydrophile Oberfläche und ist so angeordnet, daß sie von und zu der Befeuchtung sr olle 23 geführt werden kann, um da durch den Feuchtigkeitsgehalt der Befeuchtungsrolle 23 zu regulieren. Die Befeuchtungerolle 23 rotiert in Kontaktberührung mit der hydrophilen

Oberfläche der Rolle 20, so daß ein gleichmäßiger dünner Feuchtigkeitsfilm ohne Ausbildung von Tropfen von der Befeuchtungsrolle 23 auf die gesamte Oberfläche der Rolle 20 übertragen wird. Nach Verlassen des Druckwerkes 15 befindet sich die Farbe auf dem Band 10 in feuchtem Zustand. Das Band 10 passiert dann unter hohem Druck den Walzenspalt zwischen den Rollen 20 und 21, wobei mit der Feuchtigkeitsübertragung von derRolle 20 die Trocknung der Farbe beginnt» Da die Druckwalze eine gleichmäßige Feuchtigkeit aufnehmende Oberfläche besitzt, gewährleistet die befeuchtete Oberfläche die sofortige Freigabe der Farbe von der Druckwalze 20 beim Ausgang des Bandes 10 aus dem Walzenspalt.

Bisher übliche, unter Feuchtigkeit trocknende Farben haben eine Viskosität von etwa 2. 000 bis 3. 000 Poise und daher eine kittähnliche Beschaffenheit. Dagegen sind die für das Tiefdruckverfahren verwendeten Farben wesentlich dünner mit einer Viskosität von 0, 1 bis 0,5 Poise, Nach der " Erfindung werden die üblichen unter Feuchtigkeit trocknenden Farben so

verändert, daß sie auch für Tiefdrucke verwendet werden können. Um die Viskosität der unter Feuchtigkeit trocknenden Farben wesentlich zu reduzieren, wird Glykol hinzugefügt. Durch die Zugabe des Glykole wird jedoch die Empfindlichkeit der unter Feuchtigkeit trocknenden Farben unerwünscht reduziert und damit die Trocknungszeit für die Farben unerwünscht erhöht. Dadurch verringert sich die Druckgeschwindigkeit und es muß der Bandweg, der für die Trocknung der Farbe notwendig ist, vergrößert werden. Um diesen Nachteilen zu begegnen, wird der Farbe

_n_wt rst»

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weiterhin Wasser in einer Menge zugesetzt, die wenig unterhalb der Ausfällungsschwelle des Harzes liegt. Die Zeit, die zum Trocknen der unter Feuchtigkeit trocknenden Farbe notwendig ist, wird weiterhin reduziert durch die Hinzufügung eines Trockenwerks 22 zu der Tiefdruckanlage. Das Drucktrockenwerk liefert die zur Ausfällung des Harzes notwendige Feuchtigkeitsmenge und beschleunigt die Absorbtion der Wasserglykolmischung in das Gewebe.

Die Verringerung der Viskosität der unter Feuchtigkeit trocknenden Farben ist von der Durchgangsgeschwindigkeit der Tiefdruckpresse abhängig. Für Pressen mit hoher Geschwindigkeit muß zu der Farbe soviel Glykol addiert werden, daß die Viskosität etwa 0, 1 bis 0, 5 Poise beträgt, während für Pressen mit geringeren Durchgangsgeschwindigkeiten die Viskosität bei 50 Poise liegen kann.

Die Ausfällungsschwelle des Harzes der Harzglykolmischung bei der Zugabe von Feuchtigkeit wird vorzugsweise vorher durch Filtration der Mischung bis zur irreversiblen Ausfällung unter Laboratoriumsbedingungen bestimmt. Abhängig vom Pressentyp werden etwa 80 bis 95 % der bis zur irreversiblen Ausfällung des Harzes erforderlichen Wassermenge zu dem Harz hinzugegeben. Beispielsweise ist für Pressen mit großen Farbrollen die hinzugefügte Wassermenge geringer als für Pressen mit kleinen Färb Farbrollen. Dies ist darin begründet, daß das Glykol in der Farbe aus der umgebenden Atmosphäre Feuchtigkeit absorbiert. Je größer die Druckroi-

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len sind, umsolänger werden die far.bbedeckten Oberflächen vor der Bedruckung des Bandes 10 der umgebenden Luft ausgesetzte

Die unter Feuchtigkeit trocknenden Farben, die nach der Erfindung modifiziert werden, enthalten einen durchsichtigen oder gefärbten Farbstoff, der basisch sein kann, vorzugsweise jedoch neutral oder sauer ist» Die Farben enthalten weiterhin Harze mit einer hohen Säurezahl, normalerweise Harze mit hohen Anteilen von Fumar- oder Maleinsäure, die in hochsiedenden Glykolen wie beispielsweise Diäthylenglykol löslich, jedoch in Glykolwassermischungen unlöslich sind.

Die folgenden Beispiele geben die Zusammensetzung der nach der Erfindung modifizierter, unter Feuchtigkeit trocknender Farben an, die in Tiefdruckpressen, die durch ein Trockenwerk erweitert wurden, erfolgreich benutzt wurden.

Alle Prozentangaben der Zusammensetzungen beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel It

Material %

Surfex MM (CaCO ) 20

50 % FCD-50 in Triäthylenglykol

(teilweise verestete Furmarsäure enthaltende

Harze der France, Campbell und Darling Comp.) 60

Triäthylenglykol 15

Wasser 4

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Tergitol NPX

(Äthoxyliertes Nonylphenol der

Union Carbide Cnp.)

Beispiel 2;

Surfex MM 50

50 % FCD-50 in Triäthylenglycol 30

Äthylenglycol 15

Wasser 3

Tergitol NP-27 2

Beispiel 3:

Surfex MM 30

50 % FCD-50 in Diäthylenglycol 30

Diäthylenglycol 30

Wasser 8

Atlas G -672 2

(Polyoxyäthylenalkohol von Atlas, Chemical
Industries» Ine.)

Die Farbzusammensetzungen, die in Beispiel I₉ 2 und 3 angegeben sind, werden als transparente Schichten auf Kartenmaterial angebracht, wodurch dessen Bezeichnungsmöglichkeit durch zeichengebende Mittel verbessert wird. Das Calciumcarbonat kann jedoch, falls erforderlich, in jedem Beispiel durch bekannte Farbstoffe oder Druckerschwärze ersetzt werden., um gefärbte oder abriebfeste Farbstoffschichten zu erhalten. Die

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Farbstoffe können abhängig von der gewählten Harzlösung basisch, neutral oder sauer sein»

Es folgen weitere Beispiele von unter Feuchtigkeit trocknenden Farben, die in der Tief drucktechnik angewandt werden können, beispielsweise um einen ästhetischen Farbhintergrund für Schecks zu erhalten.

fc Beispiel 4t

Material %

Cyanadur Vidett 55-8500 1

50/50 FCD-16 in Diäthylenglycol 60

(Fumarsäure enthaltende Harze mit einer
hohen Säurezahl von France, Campbell und
Darling Company)

Triäthylenglycol 30

Wasser 8

Sotex 3CW · 1

(Monoester eines Polyglycols von
ψ Synthetic Chemicals, Inc)

Beispiel 5; ........,_Λ

Cyanadur Violett 55-8500 10

50 % Shaimco 659 in Diäthylenglycol 30

(modifizierte Polyester von Shaj&co Plastics

und Chemical·^ Ine») ...-·.

Äthylenglycol 50

Wasser 8

Tergitol NP-27 2

Docket PR 968 002 90 9 84 0/09 98 ^;

Beispiel 6; ^

Ί°

Primrose Chromgelb 40

Eisenblau BA-9146 3

50/50 FCD-16 in Triäthylenglycol 30

Diäthylenglycol 20

Wasser 6

Tergitol NP-2 7 1

In jeder der angegebenen Zusammensetzungen der Beispiele 4, 5 und können als Farbstoffe auch andere^ insbesondere neutrale Farbstoffe gewählt werden. Auch die Prozentzahlen derartiger Farbstoffe können je nach gewünschter Intensität der Farbstoffschichten oder -bilder variiert werden.

Harze, die zur Hauptsache Abietinsäu re und/oder deren Ester enthalten, werden vorzugsweise angewnadt. Es können jedoch, falls gewünscht, auch andere im Handel zu erhaltende Harzsäuren oder synthetische Polymere benutzt werden, die in Glycol löslich und in Slycol-Wassermischungen unlöslich sein müssen. Es können weiterhin im Handel zu erhaltende GIycollösungsmittel, Netzmittel und Farbstoffe, die in den vorhergehenden Beispielen spezifizierten Materialien ersetzen.

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Claims

Patentansprüche

//I J Tiefdruckverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß eine unter Feuchtigkeit trocknende Farbe verwendet wird, die zur Veningerutg der zum Farbtransport erforderlichen Viskosität ein Lösungsmittel und zur k Verbesserung der Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit Wasser in

einer Menge enthält, die geringfügig unterhalb der Ausfällungsgrenze des Harzes liegt und daß die restliche zur Ausfällung des Harzes und damit Trocknung der Farbe erforderliche Feuchtigkeit dem in einer Tiefdruckstation (15) bedruckten Material (10) in einem Trockenwerk (22) dosiert zugeführt wird.
2. Tiefdruckverfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe zur Verringerung ihrer Viskosität Glycol enthält.
3. Tiefdruckverfahren nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daß die unter Feuchtigkeit trocknende Farbe aus einer Zusammensetzung von Farbstoff, Harz, Glycol und Wasser besteht.
4. Tiefdruckverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe eine geringere Viskosität als 50 Poise besitzt.
5. Tiefdruckverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Docket PR 968 002 9 0 9 8 A 0 / 0 9 9 8

Harz Abietinsäure und/oder deren Ester enthält.
6. Trockenwerk für ein Teifdruckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Druckwalzen (20, 21) vorgesehen dndjzwisehen denen das bedruckte Band (10) unter Druck hindurchläuft und daß eine dieser Walzen (20) eine hydrophile Oberfläche besitzt, die durch Kontaktberührung mit einer Befeuchtungsrolle (23) einen gleichmäßigen dünnen Feuchtigkeitsbelag erhält.
[7.JFarbe für das Tiefdruckverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach Gewichtsprozenten

30 - 60 % Harz, das im wesentlichen aus teilweise veresteter Fumarsäure besteht,
20 - 50 % in Wasser mischbares Glycol beispielsweise Athylenglycol,

Diäthylenglycol und Triäthylenglycol und weniger als 3 % Bindemittel

enthält.
8. Farbe für das Tiefdruckverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach Gewichtsprozenten

30 - 60 % Harz, das Fumarsäure mit hoher Säure zahl enthält, 20 - 30 % in Wasser mischbares Glycol, beispielsweise Triäthylenglycol oder Diäthylenglycol und weniger als 3 % Bindemittel

enthält.
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9. Tiefdruckanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe in einem Trog (18) enthalten ist und über einen in diesen Trog eintauchenden Tiefdruckzyiinder (13) auf das Band (10) übertragen wird.

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