DE2617443C2

DE2617443C2 - Durch Einwirkung von Wärme schnelltrocknende Druckfarbe und Verwendung dieser Druckfarbe im Flach- oder Hochdruckverfahren

Info

Publication number: DE2617443C2
Application number: DE2617443A
Authority: DE
Inventors: Eduard J.C.M. Orry-La-Ville Blokker; Ealbertus Heiloo Willem
Original assignee: O+r Inktchemie Nv Zaandam Nl
Current assignee: O+r Inktchemie Nv Zaandam Nl
Priority date: 1975-04-23
Filing date: 1976-04-21
Publication date: 1985-06-27
Also published as: SE426073B; CH623075A5; GB1509698A; CA1093734A; DK181276A; NO761359L; NO152174B; HK36379A; SE7604512L; FR2308671A1; FI64627B; ATA294376A; DE2617443A1; NO152174C; IT1060244B; US4075143A; FI761103A; MY7900202A; ES447309A1; DK148099B

Description

Für diese Anmeldung werden die Prioritäten aus den niederländischen Patentanmeldungen Nr. 75 04 805 vom 23. April 1975 und Nr. 76 00 874 vom 28. Januar in Anspruch genommen.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine durch Einwirkung von Wärme schnell trocknende Druckfarbe, die zusammengesetzt ist aus einem apolaren Lösungsmittel, bestehend aus einem für Druckfarbe üblichen Kohlenwassenioffgemisch, in welches ein Bindemittel, ein Pigment und gegebenenfalls noch feine Körner einer umgewandelten Stärke oder eines Stärkederivates mit beschränktem Schwellvermögen für Wasser aufgenommen sind, und worin außerdem eine Wasserphase emulgiert sein kann, wobei das Bindemittel gebildet wird durch ein mit Kolophonium oder mit Kolophonium und einem polyvalenten Alkohol modifizierten Phenol- oder Kresolformaldehydharz und einem vernetzbaren ungesättigten Polyester, der aus einem polyvalenten Alkohol, einer Phthalsäurekomponente und einer ungesättigten, aliphatischen Carbonsäure aufgebaut ist.

In der modernen Drucktechnik ist eine schnelle Trocknung der aufgetragenen Farbe äußerst wichtig, weil sonst die noch nasse Farbe auf die Rückseite des nächsten bedruckten Bogens übertragen wird und außerdem die weitere Verarbeitung, u. a. das etwaige Bedrucken der Rückseite des Materials, erheblich verzögert wird.

Um diese Probleme, die entstehen, wenn die aufgetragene Druckfarbe noch nicht trocken ist, zu vermeiden, wird die noch nasse Farbschicht bei dem Bogen-Offsetverfahren und dem Hochdruckverfahren mit einem Pulver auf Basis von Stärke bespritzt, wodurch eine Schutzschicht gebildet wird. Dieses Verfahren hat aber mehrere Nachteile, z. B. daß der Arbeitsraum und die Druckmaschinen verschmutzt werden, wodurch zusätzliche Unterhaltungsarbeiten ausgeführt werden müssen, und daß ein qualitativ weniger gutes Endprodukt erhalten wird.

Beim Offset-Rotationsverfahren wird nicht mit PuI-ver, sondern mit verschiedenen sogenannten kalten oder heißen Verfahren gearbeitet, um das Trocknen der Farbschicht zu beschleunigen.

Diese Verfahren führen nicht zum gewünschten Effekt, immerhin nicht in genügendem Maße, oder haben die Nachteile, daß das bedruckte Papier verformt wird, der Energieverbrauch hoch ist und große Mengen Lösungsmittel der Druckfarbe in die Atmosphäre gelangen.

Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, schnell trocknende Druckfarben zu entwickeln. So ist beispielsweise aus der britischen Patentschrift 6 99 513 eine bereits relativ schnell trocknende Druckfarbe bekannt, die aus einem ölmodifizierten Alkydharz, d. h. einem ungesättigten Polyester, einem mit Naturharz und polyvalentem Alkohol modifizierten Phenolformaldehydharz, einem organischen Lösungsmittel mit einem Siedepunkt über 200° C, Pigmenten und gegebenenfalls anderen Harzen und anderen üblichen Zusätzen besteht. Nachteilig bei dieser Druckfarbe wirkt sich aber immer noch die Tatsache aus, daß die Trocknungszeiten bei etwa 1 Minute liegen, was zu lang ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine schnell trocknende Druckfarbe zu schaffen, deren Trocknungszeiten unter einer Sekunde liegen.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß gegenüber der in der vorstehend abgehandelten britischen Patentschrift 6 99 513 beschriebenen Druckfarbe das Gewichtsverhältnis des Lösungsmittels, des Harzes und des Polyesters zueinander so gewählt ist, daß sich die zwei letzten Komponenten in gelöstem Zustand befinden, aber das Harz nicht langer löslich ist, nachdem der Polyester vernetzt und dadurch aus der Lösung verschwunden ist, und die Druckfarbe noch einen organischen Peroxidkatalysator für den Polyester in einer Menge von 1 bis 6Gew.-%, berechnet auf das gesamte Bindemittel, enthält.

Gemäß der Erfindung wurde somit eine Druckfarbe entwickelt, die unter Einwirkung von Wärme, insbesondere von Infrarotstrahlung, sehr schnell trocknet, so daß die im vorigen beschriebenen Nachteile der bekannten Verfahren auf einfache Weise vermieden werden können. Die erfindungsgemäße schnelltrocknende Druck-

farbe besteht im wesentlichen aus:

— einem apolaren Lösungsmittel;

— einem umgewandelten Phenol- oder Kresolformaldehydharz;

— einem vernetzbaren, ungesättigten Polyester;

— einem Peroxydkatalysator für diesen Polyester; und

— einem Pigment.

In der Druckfarbe sind das Harz und der Polyester, die zusammen das Bindemittel bilden, beide in gelöstem Zustand anwesend. Im Grunde hält der Polyester das Harz in Lösung, weil er bewirkt, daß die Schwellenkonzentration an Bindemittel, unter der das Harz nicht im apolaren Lösungsmittel löslich ist, überschritten wihI. Durch die Einwirkung der Wärme, insbesondere der Infrarotstrahlung, auf die nasse Farbschicht wird der Peroxydkatalysator aktiviert, wodurch freie Radikale entstehen, die eine schnell verlaufende Vernetzung des ungesättigten Polyesters einleiten. Der vernetzte Polyester ist nicht im apolaren Lösungsmittel löslich, so daß die genannte Schwellenkonzentration nicht mehr erreicht wird und das Harz das apolare Lösungsmittel ausstößt, das anschließend durch das bedruckte Substrat absorbiert wird. Durch dieses besonders schnell verlaufende Verfahren wird auf einfache Weise eine wirkungsvolle Trocknung der Farbschicht erreicht. In der Praxis werden hervorragende Ergebnisse erreicht, wenn das Gewichtsverhällnis des Harzes und des Polyesters zusammen zum apolaren Lösungsmittel größer ist als 1/1, während das Gewichtsverhältnis des Harzes an sich zum apolaren Lösungsmittel kleiner ist als 1/1.

Das erfindungsgemäß verwendete, apolare Lösungsmittel ist gewöhnlich ein in Druckfarben übliches Kohlenwasserstoffgemisch, wie ein durch Destillation von Erdöl erhaltenes paraffinisches Öl mit aliphatischem Charakter, das aber unwesentliche Mengen Aromate oder Naphthene enthalten darf.

Als umgewandeltes Phenol- oder Kresolformaldehydharz werden die üblichen Harze dieser Art verwendet, wobei vorzugsweise mit Kolophonium umgewandelt ist und vorzugsweise nachher noch mit einem polyvalenten Alkohol, wie Glyzerin, Pentaerythrit, Sorbit u. dgl., weiter verestert ist. Diese Harze sind aber nur mit apolaren organischen Lösungsmitteln vereinbar, wenn die Gesamtmenge an Bindemittel eine bestimmte Mindestkonzentration (Schwellenkonzentration) überschreitet; unterhalb dieser Konzentration werden sie ausgestoßen.

Der vernetzbare, ungesättigte Polyester ist vorzugsweise aus drei Arten von Komponenten aufgebaut, nämlich Einheiten, die von einem polyvalenten Alkohol, wie Glyzerin, Pentaerythrit, Mannit oder Sorbit, abgeleitet sind, Einheiten, die von einer Phthalsäure, vorzugsweise von Isophthalsäure, abgeleitet sind, und Einheiten, die von einer ungesättigten, aliphatischen Carbonsäure, vorzugsweise Linolsäure und/oder Linolensäure, abgeleitet sind, wobei die zuletzt genannten Einheiten meistens den größten Gewichtsteil des Polyesters bilden.

Der Peroxydkatalysator kann aus einem üblichen, organischen Peroxyd oder Hydroperoxyd und einem Sikkativ zusammengesetzt sein. Das Peroxyd oder Hydroperoxyd wird vorzugsweise verwendet in einer Menge von 1 —5 Gew.-°/o, berechnet auf das gesamte Bindemittel (Harz plus Polyester). Als geeignete Verbindungen können Ciimolhydroperoxyd und Cyclohexanonperoxyd genannt werden.

Sikkative, die in Kombination mit dem üblichen, organischen Peroxyd oder Hydroperoxyd verwendet werden, sind die ebenfalls üblichen Sikkative. Als solche können Seifen eines dreiwertigen Metalls, z. B. dreiwertiges Vanadium, Eisen, Mangan oder Kobalt, verwendet werden. Bevorzugt werden Kobaltstreifen, wie Kobaltnaphthenat, — resinat, -stearat oder — octoat Das Sikkativ wird gewöhnlich in einer Menge von

ίο 0,2—2 Gew.-%, berechnet auf das gesamte Bindemittel, zugesetzt.

Gemäß dieser Ausführungsform darf das übliche, organische Peroxyd oder Hydroperoxyd dem Rest der Druckfarbe nicht zu lange vor dem Drucken zugesetzt werden. Bei einer normalen Temperatur von etwa 20⁰C kann die gemischte Farbe ca. 24 Stunden aufbewahrt werden. Wenn man dies aber berücksichtigt, kann mit einem glatt verlaufenden Druckverfahren und einer sehr schnellen Trocknung der Farbschicht durch die Einwirkung von Wärme, die vorzugsweise durch Infrarotstrahlung erzeugt wird, gerechnet werden. Letztere aktiviert die Einwirkung des Sikkativs auf das Peroxyd oder Hydroperoxyd in sehr starkem Maße, so daß schnell freie Radikale gebildet werden, die unmittelbar die Vernetzung des ungesättigten Polyesters einleiten, was eine schnelle Trocknung der Farbschicht, wie diese im vorigen beschrieben ist, bewirkt.

Der Peroi.ydkatalysator ist aber vorzugsweise ein organisches Peroxyd, das bei einer Temperatur zwischen 70 und 80° C zersetzt wird, wobei freie Radikale gebildet werden, die die Vernetzung des Polyesters einleiten. Die erforderliche Zersetzungstemperatur wird durch die Einwirkung von Wärme erhalten, die vorzugsweise durch Infrarotstrahlung erzeugt wird. Unterhalb einer Temperatur von 70⁰C sind die thermisch zersetzbaren, organischen Peroxyde besonders stabil, so daß die druckfertige Farbe lange Zeit aufbewahrt werden kann, nämlich ca. 6 Monate bei einer Temperatur von etwa 20° C. Dies ist ein wichtiger Vorteil, da es dadurch möglieh ist, eine Fertigfarbe herzustellen, in den Handel zu bringen und auf Lager zu haben. Geeignete thermisch zersetzbare, organische Peroxyde sind u. a. Isobutylperoxyd, Dibenzoylperoxyd und tert.Butylperoxy-2-ähtylhexoat, die alle bei einer Temperatur von 70⁰C zersetzt werden. Diese organischen Peroxyde werden meistens in einer Menge von 1 —6 Gew.-%. berechnet auf das gesamte Bindemittel, zugesetzt. Eine mit diesen thermisch zersetzbaren Peroxyden hergestellte Farbe besitzt hervorragende Eigenschaften auf der Druckpresse:

sie verursacht praktisch keine Ablagerung von Feststoffen auf den Walzen und gewährleistet eine schnelle und wirkungsvolle Trocknung der aufgetragenen Farbschicht bei Erwärmung, vorzugsweise durch Infrarotstrahlung.

Bei Anwendung eines thermisch zersetzbaren Peroxyd braucht kein Sikkativ verwendet zu werden, was bei Anwendung der im vorhergehenden beschriebenen, üblichen organischen Peroxyde oder Hydroperoxyde wohl der Fall ist. Das Trocknen kann aber noch zusätzlieh beschleunigt werden, wenn außerdem ein Aktivator für das thermisch zersetzbare Peroxyd der Druckfarbe zugesetzt wird.

Dies kann nützlich sein, wenn ein dicker Druckfilm gedruckt wird. Besonders wirkungsvolle Aktivatoren sind tertiäre Amine, z. B. Dimethyl-p-toluidin. die in einer sehr kleinen Menge, nämlich einer Menge von 0,05—0,4%, zugesetzt werden können. Durch diese Aktivatoren wird wohl die Haltbarkeit der fertigen Druck-

farbe einigermaßen verkürzt.

Die vorliegende Druckfarbe kann nach für den Fachmann üblichen Verfahren hergestellt werden. Gewöhnlich werden das Harz und der Polyester zuerst unter Erwärmung im apolaren Lösungsmittel gelöst Nach Abkühlung werden der erhaltenen Lösung dann die übrigen Bestandteile, nämlich ein Pigment, gegebenenfalls ein Sikkativ, ein thermisch zersetzbares, organisches Peroxyd, ein Aktivator und andere in manchen Fällen verwendete Zusätze, wie Füllstoffe, zugesetzt und wird das Gemisch in einer üblichen Vorrichtung, wie einem Dreiwalzenstuhl oder einer Kugelmühle, zu einer homogenen Druckfarbe gemahlen. Diese kann dann in Büchsen eingefüllt und so den Druckereien geliefert werden. Nur bei Anwendung eines üblichen organischen Peroxyds oder Hydroperoxyds zusammen mit einem Sikkativ muß dieses Peroxyd noch nachher zugesetzt werden, wie in vorhergehenden schon ausführlich beschrieben ist

Ein besonders interessanter Zusatz für die vorliegende Druckfarbe sind feinp Körner· einer umgewandelter! Stärke oder eines Stärkederivats mit beschränktem "Schwellvermögen für Wasser oder eines anderen, natürlichen oder synthetischen Stoffs mit ähnlichen Eigenschaften. Solche Körner leisten noch einen zusätzlichen Beitrag zur Verhinderung von Beschädigung und Übertragung der frisch gedruckten Farbschicht, insbesondere beim »Landen« eines bedruckten Bogens am unmittelbar davor bedruckten Bogen in einem Bogendruckverfahren.

Vor und/oder während des Drückens nehmen die genannten feinen Körner ein wenig Wasser in sich auf, das es wohl immer irgendwo in ihrer Umgebung gibt und also nicht notwendig eigens hinzugeführt werden muß. Das Wasser kann z. B. von der Druckfarbe selber, der Umgebungsiuft, der Druckplatte und/oder dem zu bedruckenden Material herrühren. Durch die Wasseraufnahme, die durch die Infrarotbestrahlung noch beschleunigt wird, schwellen die feinen Körner ein wenig, aber ihr Schwellvermögen ist durch Anwendung einer auf passende Weise umgewandelten Stärke oder eines geeigneten Stärkederivats beschränkt, so daß nur eine geringe Kornvergrößerung auftritt und im Grunde Kügelchen entstehen, die ein wenig aus der gedruckten Farbschicht hervorragen und Tragflächen bilden, an denen der nächste bedruckte Bogen »landet«. Auf diese Weise wird vermieden, daß bei dieser »Landung« die noch frische Farbschicht des vorigen Bogens beschädigt und teilweise auf die Rückseite des »landenden« Bogens übertragen wird. Auf keinen Fall darf das Schwellen der Körner einen solchen Umfang erreichen, daß die Körner aufplai/en und in eine Art von kolloidalem Zustand übergehen, weil der bezweckte Effekt dann nicht mehr erreich! werden kann.

Die gebildeten Kügelchen haben auch noch den Vorteil, daß sich die frisch gedruckte Farbschicht weniger klebrig anfüllt und daß die bedruckten Bogen in einem Stapel weniger leicht aneinander kleben

Verzugsweise haben die feinen Körner zur Anwendung in der erfindur.gsgemäßen Druckfarbe in trockenem Zustand eine durchschnittliche Korngröße von etwa 10 Mikron. Die gewünschte Korngröße kann durch Aussieben des betreffenden Stärkepulvers erhalten werden. Besonders geeignete Arten von Stärke zur Anwendung gemäß der Erfindung sind Tapioka, Weizenstärke und besonders Maisstärke.

Das Schwellvermögen der verwendeten feinen Körner muß beschränkt sein, wie im vorigen beschrieben ist.

In der Druckfarbe können die Körner in einigermaßen geschwelltem Zustand vorkommen, aber die Schwellung darf nicht zu stark sein, so daß die durchschnittliche Größe der geschwellten Körner oder Kügelchen einen Wert von ca. 20 Mikron nicht überschreitet Größere Körner oder Kügelchen verursachen nämlich Schwierigkeiten während des Druckverfahrens, wie Ausweichen und Anbacken. Um das erforderliche beschränkte Schwellvermögen der Körner zu erreichen,-wird die Stärke auf passende Weise umgewandelt oder in ein geeignetes Stärkederivat umgesetzt

Die Stärke kann umgewandelt werden, in dem sie auf bekannte Weise mit einer vorzugsweise konzentrierten Säure oder mit Enzymen behandelt wird, um einen beschränkten, hydrolytischen Abbau zu bewirken, wodurch z. B. eine umgewandelte Stärke mit einem Flüssigkeitsgrad (bestimmt gemäß einem amerikanischen Testverfahren) von 50—60 erhalten werden kann, die zum Zweck der Erfindung besonders geeignet ist. Ein anderes bekanntes Verfahren zur Umwandlung von Stärke auf eine solche Weise, daß ein für die Erfindung geeignetes Produkt erhalten wird, besteht aus einer beherrschten Oxydationsbehandlung mit Oxydierstoffen, wie einem Hypochlorit, Wasserstoffperoxyd oder einem Perjodat Besonders geeignet ist eine Oxydationsbehandlur.g mit 3% aktivem, von einem Alkalimetallhypochlorit kommender Chlor, in neutralem oder schwachalkalischem Medium.
Geeignete Stärkederivate zur Anwendung gemäß der Erfindung sind Veresterungs- und Verätherungsprodukte von Stärke, z. B. von natürlicher Stärke mit hohem Schwellgrad, wodurch eine bestimmte, schwellungshemmende Wirkung erhalten wird. Als Stärkeester können Acetylstärke und Halogenacetylstärkeprodukte genannt werden. Als Stärkeäther kommen Hydroxyäthylstärke, Hydroxypropylstärke, Carboxymethylstärke und Cyanalkylstärkeprodukte in Betracht.

Die feinen Körner einer umgewandelten Stärke oder eines Stärkederivats werden der Druckfarbe gewöhnlieh in einer Menge zugesetzt von 0,1 —2,0 Gew.-%, vorzugsweise von 0,2—1,2 Gew.-%, berechnet auf die gesamte Farbmenge. Die optimale Menge, die in einem spezifischen Fall zu verwenden ist, ist selbstverständlich von verschiedenen Faktoren abhängig, insbesondere von der Art des verwendeten Stärkeproduktes, der sonstigen Zusammensetzung der Druckfarbe und auch vom Druckverfahren und der Art des zu bedruckenden Materials und kann leicht experimentell ermittelt werden.
Gemäß einem besonders geeigneten Verfahren zur Verarbeitung der feinen Körner in die Druckfarbe wird vorher eine Paste aus diesen Körnern hergestellt, die gleichmäßig mit der Farbe vermischt wird. Eine solche Paste enthält gewöhnlich 15—40 Gew.-% feine Körner der umgewandelten Stärke oder des Stärkederivats und kann sonst aus einer Trägerflüssigkeit zusammengesetzt sein, z. B. aus Wasser oder einer organischen Flüssigkeit wie einem Kohlenwasserstoffgemisch, einem Bindemittel, z. B. einem bekannten Firnis für Druckfarbe, und gegebenenfalls Hilfsmitteln, wie Wachsen, oberflächenaktiven Mitteln usw. In dieser Paste können die feinen Körner schon ein wenig aufgeschwellt sein, so daß die Korngröße zwischen 10 und 15 Mikron liegt.

Die vorliegende Druckfarbe kann auch eine sog. Emulsionsfarbe sein, bei der eine Wasserphase in der organischen Phase emulgiert ist. Die Wasserphase bildet dann vorzugsweise höchstens ca. 20 Gew.-% der gesamten Farbe und kann allerlei nützliche Zusätze enthalten, wie Pufferstoffe. Wachse, z. B. Polyäthylenwachs,

Oxydationsmittel, Beschleuniger und Gummis oder andere Bindemittel z. B. in Latexform. Wenn feine Körner einer modifizierten Stärke oder eines Stärkederivats in der Druckfarbe verwendet werden, wie im vorigen aus-ς führlich beschrieben ist, so fördert die Wasserphase da*

Schwellen dieser Körner und dadurch den damit bezweckten Effekt. Durch die kräftige Wärmebehandlung der frisch gedruckten Farbschicht führt die Anwendung einer Emulsionsfarbe im vorliegenden Fall nicht zu einer Verminderung der Druckeigenschaften, insbesondere Herabsetzung des Glanzes und der Stärke der gedruckten Schicht.

Die erfindungsgemäße Druckfarbe kann erfolgreich bei verschiedenen Druckverfahren angewendet werden. Insbesondere eignet sie sich aber für Hochdruck (Buchdruck oder Flachdruck), wie Bogen- oder Rotations-Offset, wobei sowohl Ein- wie Mehrfarbendruck, z. B. Vierfarbendruck, durchgeführt werden kann. Jedes übliche Material, wie Papier, Karton oder Kunststoff, kann bedruckt werden, wobei es aber von Bedeutung ist, daß die bedruckte Oberfläche wenigstens einigermaßen porös ist, so daß sie imstande ist das ausgestossene, apolare Lösungsmittel wenigstens teilweise zu absorbieren. Beim Bedrucken eines gar nicht porösen Materials, wie Blech, kann eine schnelle Trocknung nur durch Kombination des vorliegenden Druckverfahrens (Farbe plus Infrarotbestrahlung) mit bekannten Verfahren zur beschleunigten Trocknung herbeigeführt werden.

Zur Durchführung der Wärmebehandlung, die in der Praxis eine Infrarotbestrahlung ist, werden Infrarotlampen oder -elemente so aufgestellt, daß sie die noch nasse Farbschicht des frischbedruckten Materials bestrahlen.

Aus verschiedenen Gründen werden vorzugsweise Infrarotstrahler angewendet, die im wesentlichen, z. B. zu mehr als 75%, ins nahe Infrarot, nämlich in den Spektralbereich zwischen 0,75 und 3 Mikron, strahlen. Solche Strahler haben den Vorteil, daß die zugeführte Wärme im wesentlichen durch die bedruckten Stellen, die die höchste optische Dichte besitzen, absorbiert wird, während die nicht bedruckten, in den meisten Fällen weißen Gebiete die Wärmestrahlen großenteils reflektieren, wodurch die Gefahr einer übermäßigen Erhitzung und Verformung des bedruckten Materials vermieden wird. Außerdem sind die Anwärmzeit und die Abkühlungszeit bei dieser Art von Strahlern sehr kurz (nur einige Sekunden), so daß das Papier, das vor den Strahlern stehenbleibt, bei Abschaltung der Druckmaschine nicht in Brand geraten kann. Geeignete Infrarotstrahler, die ins nahe Infrarot emittieren, sind die IRK-Strahler mit einer Leistung von 1000 oder 2000 W von Philips N. V_ Eindhoven (Niederlande).

Eine sehr schnelle Trocknung der Farbe wird ebenfalls mit Infrarotstrahlern erreicht, die insbesondere ins ferne Infrarot emittieren, nämlich in den Spektralbereich zwischen 3 und 10 Mikron. Solche Strahler sind z.B. Elstein-Elemente von 1000W. Diese haben aber den Nachteil, daß leicht eine Verformung des bedruckten Papiers auftritt weil auch die nicht bedruckten Gebiete viel Wärme absorbieren, und daß die Anwärmzeit (ca.15 Minuten) und die Abkühlungszeit (ca. 10 Minuten) sehr lang sind. Durch die lange Nachleuchtzeit kann das stillstehende Papier sogar entzündet werden.

Die Infrarotstrahler sind meistens in einer mit Blasluft gekühlten Batterie angeordnet, die sich über die Gesamtbreite der Druckmaschine erstreckt. Die Leistung der gesamten Infrarotstrahler variiert selbstverständlich als Funktion verschiedener Faktoren, wie der Breite der Druckmaschine, des Abstands zum bedruckten Matcrial, der Art dieses Materials, der Zusammensetzung der Druckfarbe usw. Zur Orientierung der Gedanken kann erwähnt werden, daß z. B. in einer Vierfarbcn-Rotalions-Offsetpresse mit einer Breite der Papierbahn von I m hervorragende Trocknimgsergebnisse erreicht werden, wenn die Gesamtleistung der Infrarotstrahler zwischen 25 und 35 kW liegt. Die Bestrahlungsdauer beträgt höchstens einige Zehntel einer Sekunde.

Außer den schon im vorigen beschriebenen Vorteilen

to hat die Erfindung gegenüber den bekannten Druckfarben und Druckverfahren noch einige weitere Vorteile. So besitzt die gedruckte Farbschicht eine größere Farbdichte, wodurch eine erheblich Ersparnis an Druckfarbe erhalten werden kann. Weiter wird eine Verbesserung der Druckschärfe erreicht und hat die trockene Farbschicht einen bedeutend höheren Glanz und eine viel höhere Verschleiß- oder Reibfestigkeit, so daß es nicht notwendig ist, eine letzte, glänzende Schutzschicht aufzutragen. Schließlich können die beim Trocknen freiwerdenden Dämpfe leicht und wirkungsvoll über ein zentrales Abfuhrsystem entfernt werden, wodurch Geruchsbelästigung vermieden wird. Auch der noch warme Stapel des frisch bedruckten Materials kann z. B. über einen Kunststoffüberzug und einem Schlauch an das Abfuhrsystem angeschlossen werden.

Die Erfindung wird jetzt anhand folgender Beispiele näher erläutert.

Beispiel I

Bei 200°C wurde eine Lösung (Firnis) mit folgender Zusammensetzung hergestellt:

Phenolformaldehydharz *)
(Lawter Chemicals, Chicago, USA) 40 Gewichtsteile

Ungesättigter Polyester **)

(Lawter Chemicals) 15 Gewichtsteile

Paraffinöl (Petroleumdestillat

mit 100% aliphatischen:
Charakter und einem

Siedebereich von 260—290⁰C) 45 Gewichtsteile

*) ein Phenolformaldehydharz, das mit Kolophonium umgewandelt und anschließend mit Pentaerythrit verestert ist (Säurezahl < 2°; Schmelzpunkt Ring and Ball 160⁰C: vereinbar mit Mineralölen mit einem Kb-Wert von ca. 27 in einer Menge von wenigstens 1/1);

**) ein vernetzbarer, ungesättigter Polyester, der im wesentlichen aus Linolsäure (74%) aufgebaut ist und sonst aus Isophthalsäure und Pentaerythrit besteht (Säurezahl maxjrn.a! 10: Viskosität 20° C 700 Poise; in allen Verhältnissen mit Mineralölen mit einem Kb-Wert von ca. 27 vereinbar).

Es wurde eine rote Farbe für Vierfarben-Bogen-Offsetdruck mit folgender Zusammensetzung hergestellt:

Firnis (auf im vorigen

beschriebene Weise hergestellt) 80 Gewichtsteile

Pigment Rot 57 (CI 15 850) ' 17,8 Gewichtsteile

Kobaltoctoat (10% Kobalt) 0,4 Gewichtsteile.

Das erhaltene Gemisch wurde auf einem Dreiwalzenstuhl zu einer homogenen Dispersion gemahlen, worauf die Farbe in Büchsen eingefüllt werden konnte. Unmittelbar vor dem Drucken wurden noch 1,8 Gewichtsteile Cyclohexanonperoxyd zugesetzt

Beim Drucken mit der auf diese Weise hergestellten Farbe wurde durch eine Bestrahlung von 0.1 —0,2 Sekunden mit IRK-Strahlern von 1000 W (ca.85% der

Strahlung liegen im Bereich von 0,75—3 Mikron) eine sehr wirkungsvolle und schnelle Trocknung der Farbschicht erhalten.

Beispiel II

Es wurde eine rote Farbe für Hoch- oder Buchdruck mit folgender Zusammensetzung hergestellt.

Firnis (auf die in Beispiel I
beschriebene Weise hergestellt)
Aluminiumhydroxyd
Pigment Rot 57
Colour Index Nr. 15850)
Kobaitoctoat(iö% Kobait)

76 Gewichtsteile
4,8 Gewichtsteile

i 7,0 Gewichtsteile
ö,4 Gewichtsteiie

Das erhaltene Gemisch wurde gemahlen und auf die in Beispiel I beschriebene Weise weiterbehandelt. Kurz vor dem Drucken wurden noch 1,8 Gewichtsteile Cyclohexanonperoxyd zugesetzt.

Bei Drucken mit anschließender Infrarotbestrahlung wie in Beispiel I wurde eine hervorragende und schnelle Trocknung erhalten.

Beispiel III

Eine rote Farbe für Rotations-Offset wurde hergestellt, indem ein Gemisch, bestehend aus 60,8 Gewichtsteilen gemäß Beispiel I und 12,0 Gewichtsteilen Pigment Rot 57, auf einem Dreiwalzenstuhl gemahlen wurde und der auf diese Weise erhaltenen homogenen Dispersion noch 26,0 Gewichtsteiie Paraffinöl (siehe Beispiel 1) und 0,2 Gewichtsteiie Kobaitoctoat zugesetzt wurden. Anschließend konnte die Druckfarbe in Büchsen eingefüllt werden. Unmittel vor der Verwendung wurden noch 1,0 Gewichtsteile Cyclohexanonperoxyd zugesetzt.

Beim Drucken mit anschließender Infrarotbestrahlung gemäß Beispiel I wurde eine hervorragende und schnelle Trocknung erhalten.

Beispiel IV

Eine rote Farbe für Vierfarben-Bogen-Offsetdruck wurde dadurch hergestellt, daß 17,8 Gewichtsteile Pigment Rot 57 (Cl Nr. 15850) mit 80,4Gewichtsteilen Firnis gemäß Beispiel I vermischt wurden, das Gemisch auf einem Dreiwalzenstuhl gemahlen wurde und bei einer Temperatur unter 40°C 1,8 Gewichtsteile Dibenzoylperoxyd zugesetzt und gut vermischt wurden.

Die auf diese Weise hergestellte Farbe war gebrauchsfertig und konme leicht 3 bis 4 Monate bei Raumtemperatur aufbewahrt werden, ohne daß ihre guten Trocknungseigenschaften abnahmen.

Beim Drucken und Trocknen gemäß Beispiel I wurde das gleiche günstige Trockenergebnis erhalten.

Beispiel V

Eine rote Farbe für Hoch- oder Buchdruck wurde dadurch hergestellt, daß 4,3 Gewichtsteile Aluminiumhydroxid und 17,0 Gewichtsteile Pigment Rot 57 mit 77,0 Gewichtsteilen Firnis gemäß Beispiel I vermischt wurden, das Gemisch auf einem Dreiwalzenstuhl gemahlen wurde und bei einer Temperatur unter 40⁰C 1,7 Gewichtsteile Isobutylperoxyd zugesetzt und gut vermischt wurden.

Die auf diese Weise hergestellte Farbe war gebrauchsfertig und konnte lange aufbewahrt werden. Beim Drucken und Trocknen gemäß Beispiel Il wurde das gleiche günstige Trockenergebnis erhalten.

Beispiel Vl

Eine rote Farbe für Rotations-Offset wurde dadurch hergestellt, daß 12,0 Gewichtsteile Pigment Rot 57 mit 61,0 Gewichtsteilen Firnis gemäß Beispiel 1 vermischt

ίο wurden, das Gemisch auf einem Dreiwalzenstuhl gemahlen wurde, 26,0 Gewichtsteile Paraffinöl (siehe Beispiel I) zugesetzt wurden, nochmals gut vermischt wurde und schließlich bei einer Temperatur unter 40⁰C 1,0 Gewichtsteile Isobutylperoxyd zugesetzt wurden.

Die auf diese Weise hergestellte Farbe war gebrauchsfertig und konnte lange aufbewahrt werden.

Beim Drucken und Trocknen gemäß Beispiel III wurde das gleiche günstige Trockenergebnis erhalten.

Beispiel VIl

Es wurde eine Paste hergestellt, indem folgende Komponenten innig miteinander vermischt wurden:

Firnis

(hergestellt gemäß Beispiel I)

umgewandelte Stärke ***)

Polyäthylenwachs

.Wasser
Tridecylalkohol

1400 Gewichtsteile

700 Gewichtsteile

100 Gewichtsteile

250 Gewichtsteiie

50 Gewichtsteile

***) Maisstärke mit einer Korngröße von ca. 10 Mikron, die bei 20°C unter Rühren mit konzentrierter Chlorwasserstoffsäure behandelt ist, bis ein Flüssigkeitsgrad von etwa 55 erreicht wurde, worauf der hydrolytische Abbau durch Zusatz von Natriumcarbonat beendet wurde.

Aus einem Gemisch mit folgender Zusammensetzung:

Firnis

(hergestellt gemäß Beispiel 1)
Pigment Rot 57(C 1.15 850)
Paste (auf im vorigen
beschriebene Weise hergestellt)
Kobaltoctoat (10% Kobait)

79,0 Gewichtsteile 17,8 Gewichtsteile

1,0 Gewichtsteiie 0,4 Gewichtsteile

wurde eine rote Farbe für Vierfarben-Bogen-Offsetdruck gemäß 3eispiel I hergestellt. Unmittelbar vor dem Drucken wurden noch 1,8 Gewichtsteile Cyclohexanonperoxyd zugesetzt

Beim Drucken und Trocknen wie in Beispiel 1 wurde das gleiche günstige Trockenergebnis erhalten, während die noch frische Farbschicht beim »Landen« der folgenden bedruckten Bogen nicht übertragen wurde.

Beispiel VIII

Es wurde eine rote Farbe für Hoch- oder Buchdruck mit folgender Zusammensetzung hergestellt:

Firnis (auf in Beispiel I
beschriebene Weise hergestellt)
Aluminiumhydroxyd
Pigment Rot 57
(Colour Index Nr. 15 850)
Paste (hergestellt gemäß
Beispiel VII)
Kobaltoctoat (10% Kobalt)

74 Gewichtsteile 4,8 Gewichtsteile

17,0Gewichtstei!e

2.0 Gewichtsteiie 0.4 Gewichtsteile

Π

Das erhaltene Gemisch wurde gemahlen und gemäß Beispiel I weiter behandelt. Kurz vor dem Drucken wurden noch 1,8 Gewichtsteile Cyclohexanonperoxyd zugesetzt.

Beim Drucken und Trocknen wie in Beispiel 11 wurde das gleiche günstige Trockenergebnis erhalten, ohne daß die Farbschicht beim »Landen« der folgenden bedruckten Bogen übertragen wurde.

Beispiel IX

Eine rote Farbe für Vierfarben-Bogen-Offsetdruck wurde dadurch hergestellt, daß 17,4 Gewichtsteile Pigment Rot 57 mit 79,4 Gewichtsteilen Firnis gemäß Beispiel I und 1,4 Gewichtsteilen Paste gemäß Beispiel VII vermischt wurden, das Gemisch auf einem Dreiwalzenstuhl gemahlen wurde und bei einer Temperatur unter 40° C 1,8 Gewichtsteile Dibenzoylperoxyd zugesetzt und gut vermischt wurden.

Die auf diese Weise hergestellte Farbe war gebrauchsfertig und konnte leicht drei bis vier Monate bei Raumtemperatur aufbewahrt werden, ohne daß ihre guten Trocknungseigenschaften abnahmen.

Beim Drucken und Trocknen gemäß Beispiel I wurde das gleiche günstige Trockenergebnis erhalten, während die Farbschicht beim »Landen« der folgenden bedruckten Bogen praktisch nicht übertragen wurde.

Beispiel X

30

Eine rote Farbe für Hoch- oder Buchdruck wurde dadurch hergestellt, daß 4,3 Gewichtsteile Aluminiumhydroxyd und 16,6 Gewichtsteile Pigment Rot 57 (Cl. 15 850) mit 75,8 Gewichtsteilen Firnis gemäß Beispiel I und 1,6 Gewichtsteilen Paste gemäß Beispiel VII vermischt wurden, das Gemisch auf einem Dreiwalzenstuhl gemahlen wurde und bei einer Temperatur unter 40° C 1,7 Gewichtsteile Isobutylperoxyd zugesetzt und gut vermischt wurden.

Beim Drucken und Trocknen gemäß Beispiel Il wurde das gleiche günstige Trockenergebnis erhalten und wurde beim »Landen« der folgenden bedruckten Bogen eine Übertragung der Farbschicht vermieden.

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Claims

Patentansprüche:

1. Durch Einwirkung von Wärme schnell trocknende Druckfarbe, die zusammengesetzt ist aus einem apolaren Lösungsmittel, bestehend aus einem für Druckfarbe üblichen Kohlenwasserstoffgemisch, in welches ein Bindemittel, ein Pigment und gegebenenfalls noch feine Körner einer umgewandelten Stärke oder eines Stärkederivats mit beschränktem Schwellvermögen für Wasser aufgenommen sind, und worin außerdem eine Wasserphase emulgiert sein kann, wobei das Bindemittel gebildet wird durch ein mit Kolophonium oder mit Kolophonium und einem polyvalenten Alkohol modifizierten Phenoloder Kresolformaldehydharz und einem vernetzbaren ungesättigten Polyester, der aus einem polyvalenten Alkohol, einer Phthalsäurekomponente und einer ungesättigten, aliphatischen Carbonsäure aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des Lösungsmittels, des Harzes und des Polyesters zueinander so gewählt ist, daß sich die zwei letzten Komponenten in gelöstem Zustand befinden, aber das Harz nicht langer löslich ist, nachdem der Polyester vernetzt und dadurch aus der Lösung verschwunden ist, und die Druckfarbe noch einen organischen Peroxidkatalysator für den Polyester in einer Menge von 1 bis 6 Gew.-%, berechnet auf das gesamte Bindemittel, enthält.

2. Druckfarbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des Harzes und des Polyesters zusammen zum Lösungsmittel größer ist als 1/1, während das Gewichtsverhältnis des Harzes an sich zum Lösungsmittel kleiner als 1/1 ist.

3. Druckfarbe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der organische Peroxidkatalysator bei einer Temperatur zwischen 70 nd 80⁰C unter Bildung freier Radikale zersetzt werden kann.

4. Druckfarbe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der organische Peroxidkatalysator Isobutylperoxid oder Dibenzoylperoxid ist.

5. Verwendung einer Druckfarbe nach den Ansprüchen 1 bis 4 in einem Flach- oder Hochdruckverfahren, wobei ein Material bedruckt wird, das imstande ist, das Lösungsmittel der Druckfarbe zu absorbieren, und das bedruckte Material der Einwirkung von Wärme, insbesondere von 1 nfrarotbestrahi'ung, ausgesetzt wird