DE3119291A1 - Druckfarbe sowie verfahren zur herstellung derselben - Google Patents

Description

Druckfarbe sowie Verfahren zur Herstellung derselben

Die Erfindung betrifft eine Druckfarbe, beispielsweise eine Druckfarbe zum Druck von Tageszeitungen und dgl. , und zwar eine ganz spezielle Druckfarbe mit einstellbaren Theologischen Eigenschaften sowie Verfahren zur Herstellung derselben. Die erfindungsgemäßen Druckfarben eignen sich bes. zum Druck bei hohen Druckgeschwindigkeiten, insbesondere "in Druckpressen, die mit hohen Geschwindigkeiten arbeiten, da sie keine potentiell toxischen Kohlenwasserstoffe aufweisen und weil sie bei ihrer Verwendung zu einem verminderten Grad von Nebelbildung führen, ohne daß ansonsten nachteilige Eigenschaften auftreten.

Druckfarben, wie sie beispielsweise zum Druck von Tageszeitungen und Zeitschriften verwendet werden, werden bekanntlich ganz allgemein durch mechanisches Dispergieren eines Pigmentes in einem mineralischen Druckfarbenöl hergestellt. Viele Jahre lang bestand das einzige, in großen Mengen verwendete Pigment aus Ruß. Mit dem Aufkommen von farbigen Druckteilen in Tageszeitungen sind in jüngster Zeit jedoch auch andere Farben in größeren Mengen zur Herstellung von Tageszeitungen und dgl. verwendet worden. Eine schwarze Druckfarbe, die im allgemeinen unter Verwendung von Ruß hergestellt wird, stellt jedoch dennoch den bei weitem größten Anteil an verwendeten Druckfarben dar. Das öl, das zur Herstellung derartiger Druckfarben verwendet wird, dient dabei als einziges Bindemittel für das Pigment. Überraschenderweise wurde bisher den zur Herstellung von Druckfarben verwendeten Mineralölsystemen nur eine geringe Aufmerksamkeit gewidmet, obgleich derartige Mineralölsysteme in großen Mengen verwendet wurden und verwendet werden. Beispielsweise findet sich in der US-PS 3 615 754 (veröffentlicht am 26. Okt. 1971) betreffend nichtblutende Druckfarben der lakonische Hinweis, daß "ein jeder flüssige Lack, der üblicherweise zur Herstellung von

lhuckfarben verwendet wird, verwendet werden kann, wie bei spi ils· weise ... Mineralöle ...".

Ir entsprechender Weise finden sich in der US-PS 7> 199 99 1 (\ eröffentlicht am 10. Aug. 196S) keinerlei Hinweise bezüglich v^p rwendbarer Druck färbenöle,

Im allgemeinen leiden die bisher verwendeten Druckfarben, zu

deren Herstellung Kohlenwasserstofföle verwendet werden , an

mindestens einem einer Reihe von wesentlichen Nachteilen. Diese sind:

(a) Nebelb.il dun« ;

(b) geringe Fnrbhelli gkei t;

(c) geringe Übertragimgsciualitüt und

(d) eine gewisse Toxizität.

Da diese 4 Nachteile relativ wichtig für die vorliegende Hrfiidung sind, sollen diese Nachteile ir folⁿend°n kür: er^rt-^rt werden.

Bine Ne lelbildung (misting) tritt in der Regel dann auf, wenn Druckfarbe, auf eine Knlze für Druckzwecke aufgetragen, die Eigenschaft hat, nicht auf der Walze zu verbleiben, während diese rotiert. Bei den modernen Druckpi issen unter Yer.·:^nJung vcn Papiergeschwindigkeiten von etwa 3Oi κι/min bis f>T"> n/iiür: rctieren diese eingefärbten H'al ::en mit iiner hohen Oberfläche igeschwindi gkei t. Dies führt wiederum zu ein^cr hohen -^antrifugilkraft, die auf die Druckfarben einwirkt. Aufgrund dieser Kraf: fließt ein Τ/Ί1. der i^uckfarb" seitli:h fort unter /-usbi 1 dun·.; eines Iiruck farbenneb^l s . clarr: al)ⁿ,esehen von :in°!ii "ruc¹. f ar¹· Miverlust und von Ve rschmut ?. imnsn roh! einen verursachen di ;se ,"bei bet räch ti iche Hesundhei tsnrolil ei;:e.

BAD ORIGINAL

Eine geringe Farbhelligkeit tritt auf, wenn öle, die sich, für die Herstellung von schwarzen Druckfarben als geeignet erwiesen haben, für andere Druckfarben verwendet werden, insbesondere helle Druckfarben, beispielsweise rosa und gelbe Druckfarben. Das Problem besteht darin, daß viele Druckfarbenöle weit davon entfernt sind, wasserweiß zu sein. Druckfarbenöl-Vorschriften enthalten oftmals eine Farbbegrenzung, beispielsweise die Zahl 2.5, gemäß der ASTM-Vorschrift D-1500, die sich beispielsweise in den Ansprüchen der US-PS 3 84 7 623 (vom 12. Nov. 1.9 74) findet.

Eine schlechte Übertragungsqualität, die verbunden ist mit einem geringen Durchschlag, schlechtem Abdruck und Mangelhaftigkeit ist mindestens teilweise von der Ölviskosität abhängig. Eine zu hohe Viskosität verursacht mangelhafte Übertragungen und einen Mangel an DurchschlEg,wohingegen zu geringe Viskositäten das Gegenteil bewirken. Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß mindestens die Mangelhaftigkeit (shortness) und die Nebelbildung zu einem gewissen Gradft bei der Verlängerung eines Öles in Beziehung zueinander stehen, beispielsweise durch Zusatz eines Lösungsmittels, wodurch die Viskosität der Öle vermindert und infolgedessen die Eigenschaften zur Nebelbiüdung erhöht werden.

Eine Toxizität tritt auf zweierlei Weise auf. Tritt eine Nebelbildung auf, so wirkt sich diese schädlich auf die Lungen des Bedienungspersonals aus, das in einer solchen Atmosphäre mit kleinsten Öl tröpfchen arbeiten muß. Hie zweite Möglichkeit besteht darin, daß diese Öliröpfchen Substanzen enthalten, die gesundheitsschädlich sind: Während die Verwendung von blei- und selenhaltigen Pigmenten für Farben praktisch eingestellt wurde, enthalten viele Druckfarb^nöle Anteile an aromatischen Kohlenwasserstoffen, die entweder selbst potentiell kanzerogen sind,

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vie beispielsweise Benzol oder aber voa denen angenommen wird, daß sie kanzerogene Eigenschaften aufweisen können, wie beispielsweise Toluol oder polyzyklische Verbindungen. Aus Gesundheitsgründen ist daher die Ausschließung derartiger Stoffe von Druckfarben wünschenswert. Hine solche Eli minie rung würde desweiteren auch indirekte Vorteile haben. Häufig nämlich weisen Druckpressen Walzen auf, die Hunmioberflächen aufweisen, die leicht bei Einwirkung von aromatischen Kohlenwasserstoffen quellen und erweichen. Eine Eliminierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen von den Druckfarbenölen rfürde infolgedessen auch die Druckwalzen-Lebensdauer erhöhen.

Als Folge des ansteigenden Rohölpreise; stellen viele der sog. mineralischen Öle, die heutzutage erhältlich sind, keine einfachen Öl-Raffinierungsprodukte dar, die durc ι Trennung von Rohöl in verschiedene Fraktionen erhalten werde τ können. Diese Öle werden dadurch erhalten, daß verschiedene KohLenwasserstoffprodukte einer Vielzahl von chemischen Rehandluigen unterworfen werden, wobei, obgleich eine Substanz Eigenschiften aufweisen mag, die ähnlich sind den Eigenschaften, die mit älteren Ölen erzielt werden, ihre chemisch' Konstitution doch sehr verschieden sein kann. Als Folge hiervon weisen einige diⁿser öle ganz verschiedene Eigenschaften gegenülvr den bisher verwendeten Ölen auf. Speziell ist es nunmehr möglich, öle zu erhalten, die wasserweiß sind, keine mono- oder poly.yklischen aromatischen Verbindungen enthalten und einen wünschenswerten Viskositätsbereich aufweisen.

Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß derartige öle in vorteilhafter Weis?· zur Herstellung von Druckfarben p'.it merklich verbesserten Eigenschaften verwendet werden, insbesondere bezüglich einer Nebelbildung, im Vergleich zur Verwendung d^ar bisher verwendetet Öle, die zur Herstellung von Druck farben verwendet wurden . Hi es·· , 0--v !; r Π nil mi", zugrunde 1 i ej"»nd? K rl· enn tu i s

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ist umso überraschener, als gefunden wurde, daß diese neuen öle offensichtlich wertlos für die Herstellung von gewöhnlichen Druckpressen-Druckfarbenölen (letterpress ink oils), Lacken und Harzen sind. Das Problem besteht offensichtlich in der Unverträglichkeit der Druckfarbenbestandteile beim Abkühlen, wenn die üblichen Druckfarbenöle, beispielsweise Circosol 4130 oder 5600 sowie Sunthene Oil 560(3, durch die neuen öle ersetzt werden.

Die Erfindung betrifft somit gemäß einer Ausgestaltung eine neue Druckfarbe für Zeitungen, Zeitschriften und dgl. von geringen Nebel bildenden Eigenschaften, aus einer Dispersion eines Zeitungs- oder Zeitschriften-Pijmentes in einem öl, das die folgenden physikalischen Eigenschaften aufweist:

Farbton: Wasserweiß

Aromatengehalt: Null

Refraktionsindex: 1,467 - 1,480

Spezifisches Gewicht: 0,850 - 0,879

Viskosität, cSp/40°C: 9.38 - 439.7

Anilinpunkt 96 - 138

Eine Gruppe von ölen, die diesen Erfordernissen genügen, sind die sog. hydrierten oder mit Wasserstoff behandelten öle (hydrotreated oils), die beispielsweise von der Fa. Gulf Oil unter der Handelsbezeichnung PARAFLEX HT vertrieben werden. Hrfindungsgemäß verwendbar ist beispielsweise ein jedes öl aus der Reihe HT 10 bis HT 460. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von ölen vom Typ HT 220, 320 und 460 erwiesen-Von diesen ölen hat sich zum Druck von Zeitungen mit sehr hohen Geschwindigkeiten besonders das öl HT 320 als vorteilhaft erwiesen. Dieses öl hat die folgenden Eigenschaften:

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Farbton:
Aromatengehalt: Refraktionsindex: Spezifisches Gewicht: Viskosität, cSp/40°C: Anilinpunkt, ⁰C

Wasserweiß Null 1,4800 0,878 317,8 134

Die neuen erfindungsgemäßen Druckfarben lassen sich in
üblicher Weise durch Dispergieren des Pigmentes in dem Öl
herstellen. Im Falle von schwarzen Druckfarben wird das
gleiche Verfahren angewandt. Im Falle von farbigen Druckfarben hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, das Pigment zunächst in einem Anteil des eingesetzten Öles zu
dispergieren und dann diese Dispersion, d. h. die Farbbase durch Zusatz von weiterem ül zu Druckfirbe zu verarbeiten. Bei der Herstellung der Druckfarben kennen übliche Modifizierungsmittel zugesetzt werden, die ζ ir Herstellung von
Druckfarben verwendet werden,beispielsweise Netzmittel für Pigmente, z. B. Fettsäureamine oder veresterte Fettsäuren, natürliche und synthetische Wachse sowie Streckmittel, beispiels weise Tone und Calciumcarbonat sowie andere übliche Druckfarhenadditive.

Die Erfindung betrifft somit des weiteren gemäß einer zweiten Ausgestaltung ein Verfahren zur Herstellung von Druckfarben mit geringer Nebelbildum¹,, das darin besteht, daß man ein
farbiges Pigment in einen Öl disnergiert, wobei man als öl ein Öl der im folgenden angegebenen physikalischen Eigenschaften verwendet:

ORIG,_NAL

Farbton: Wasserweiß

Aromatengehalt: Null

Refraktionsindex: 1,467 - 1480

Spezifisches Gewicht: 0,850 - 0,879

Viskosität, cSp/40°C: 9,38 - 439,7

Anilinpunkt, ⁰C: 96 - 138

Vorzugsweise erfolgt tlie Dispergierung in zwei * Stufen, indem man zunächst eine konzentrierte Farbbase herstellt, und diese Farbbase dann in der zweiten Stufe mit dem noch erforderlichen öl vermischt.

In vorteilhafter Weise enthalten die erfindungsgemäßen Druckfarben 5 bis 3o Gew.-"ο Pigment, gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung 8 bis 25 Gew.-o, obgleich Gewichtsmengen außerhalb der angegebenen Bereiche verwendet werden können.

Die neuen Öle, die im Handel erhältlich sind, weisen keinen kontinuierlichen Bereich von Eigenschaften, insbesondere was die Viskosität anbelangt, auf. Es kann sich daher ergeben, daß für manche Zwecke keines der im Handel erhältlichen öle die erforderlichen Higenschaften aufweist. Dieses Problem läßt sich jedoch leicht überwinden durch Vermischen von zwei oder Tiehrerer. Ölen, bis die erforderlichen Eigenschaften vorliegen, Derartige Mischungen haben ganz offensichtlich die gleiche Funktionsfähigksit wie die im Handel erhältlichen Öle.

Im Vergleich zu den bekannter. Druckfarben weisen die erfindungsgemäßen Druckfarber· die folgenden Vorteile auf:

Aufgrund der vollständigen Abwesenheit von aromatischen Substanzen, was sich durch Infrarotspektroskopie und nuklearmagnetische

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-AA-

Resonanzspektroskopift feststellen läßt, ist die Toxizität merklich vermindert. Aufgrund der klaren, wasserweißen Farbe der Öle wird die Qualität der Druckfarben verbessert. Ganz offensichtlich von besonderer Bedeutung ist , daß aus noch nicht ganz geklärten Gründen das Vernebelungsproblem stark vermindert wird und in manchen Fällen sogar ganz ausgeschaltet werden kann. Des weiteren läßt sich auch, wiederum aus noch nicht ganz geklärten Gründen die Druckqualität verbessern, vermutlich aufgrund einer besseren Übertragung. Auch wurde eine schärfere Punktwiedergabe von Halbtonplatten festgestellt. Schließlich wurden schärfere Drucke von photolitographischen Platten erhalten. Schließlich ergibt sich bei langen Druckzeiten aufgrund des Aromatengehaltes von Null eine längere Druckwalzen-Lebensdauer.

Beispiele

Zunächst wurden in der im folgenden beschriebenen Weise verschiedene Druckfarben hergestellt, wobei in jedem Falle das Pigment in der angegebenen Ölmenge vermählen wurde.

Gew.Teile 1(a) Farbbase: Paraflex 320: M

Phthalocyaninblau: 32

(b) Blaue Druckfarbe Farbbase: 25

Paraflex 320: 75

2(a) Farbbase: Paraflex 320: 70

Gelb 12: 30

(b) Gelbe Druckfarbe: Paraflex 320: 137

Fa'rbbase: 90

3(a) Tarbbase: Paraflex 3:iO: 71

Red Lake C: 29

(b) Rote Druckfarbe Paraflex 320: 15

Farbbase: 6

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Gew.Teile ι

4 Schwarze Druckfarbe: Paraflex 320: 91 I

Ruß 9 !

Hie hergestellten Druckfarben wurden mi.t Standarddruckfarben verglichen, die ausgehend von den gleichen Pigmenten sowie den ölen Circosol 4130 oder 5600 als V^.rgleichsstandards hergestellt wurden .

Ks wurden jeweils 3 Testversuche durchgeführt, nämlich:

(a) Übertragungen: verwendet wurde ein** Presse vom Typ "Little Joe" und eine Presse vom Typ V;ndercook (Letterpress, zwei Farben): ermittelt wurden der Glanz und die Helligkeit sowie die Schmierwiderstandsfähigkeit.

(b) Reiben: verwendet wurde ein üblicher Reibtester vom Typ Sutherland, 50-maliges Abstreichen, Gevichtsbelastung 0,90 kg.

(c) Haftung und Nebelbildung: Verwender wurde eine Vorrichtung vom Typ "PrüCbau-Tack-Maschine¹.¹

Testergennisse:

"Besser" bedeutet "besser"als im Falle des Standard-Vergleichs. Druckfarbe Übertragung Reibevn Haftung Nebelbildur.i

Blau	Besser
Gelb	If
Rot	M +
Schwarz "	It

Vergleichbar Vergleichbar Geringer

Gering' r

ti Ι _n ,

Sehr germ,

Geringer

SAD ORiGIMAL

Beobachtet wurde des weiteren ein geringerer Durchschlag.

Zu Ver.yleichszwecken wurden dann des weiteren Versuche mit ähnlichen Druckfarben auf zwei handelsüblichen Druckpressen für di" Herstellung von Tageszeitungen durchgeführt. Verwendet wurden:

(a) eine Presse vom Typ Goss Headliner HK I, die mit einer Geschwindigkeit von 518 m/min arbeitet"?. Der Abrieb, die Obertragung und die Druck Fähigkeit waren gut. Es \\^rurden saubere Farbtöne erzielt und ein geringerer Durchschlag. Des weiteren wurde eine nur geringe Nebelbildung'festgestellt.

(b) eire Presse vom Typ Crabtree Viceroy, die mit einer Geschwindigkeit von 380 m/min arbeitete. Es wurden die gleichen Ergebnisse im Falle der Presse vom Typ Goss Headliner MK I erziel" , insbesondere ein sehr geringe·" Nebelbildungsgrad.

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Claims (9)

Reg. Nr. 126 233 Canada Printing Ink, a Division of Reichhold Limited The East Mall Islington, Ontario Kanada Druckfarbe sowie Verfahren zur Herstellung derselben PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. Wolff t H. Bartels DipL-Chem. Dr. Brandes Dr.-Ing. Held Dipl.-Phys. Wolff ZUGELASSEN VOR DEM DEUTSCHEN UND EUROPÄISCHEN PATENTAMT 8000 München 22. Thierschstr. Tel.(089)293297 Telex 0523325 (patwo d) Telegrammadresse: wolffpatent, münchen Postscheckkonto Stuttgart 7211 BLZ 60010070 Deutsche Bank AG, 14/28630 BLZ 60070070 14. Mai Z5/28 1981 Patentansprüche

1. Druckfarbe mit verminderten Nebel bildenden Eigenschaften, aus einer Dispersion eines Druckfarbenpigmentes in einem öl, dadurch gekennzeichnet, daß das öl die folgenden physikalischen Eigenschaften hat:

Farbton:
Aromatengehalt: Refraktionsindex: Spezifisches Gewicht: Viskosität, cSp/40°C: Anilinpunkt, ⁰C:

Wasserweiß

Null

,467 - 1 ,480

0,850 - 0,879

9,38 - 439,7

- 138

2. Druckfarbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 5 bis 30 Gew.-I Pigment enthält.

3. Druckfarbe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie 8 bis 25 Gew.-⁹o Pigment enthält.

Telefonische Auskünfte nrifj Aufträge sind nur nach ...ι hriltiu ht<( Bestätigung verbindlich

4. Druckfarbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie f*in Öl der folgenden Eigenschaften enthält:

Farbton: Wasserweiß

Aromatengehalt: Null

Refraktionsindex: 1,4800

Spezifisches Gewicht: 0,878

Viskosität cSp/40°C: 317,8

Anilinpunkt, C 134

5. Verfahren zur Herstellung einer Druckfarbe von verminderten Nebel bildenden Eigenschaften durch Dispergieren eines farbigen Pigments in einem Öl, dadurch gekennzeichnet, daß man ein öl der folgenden physikalischen Eigenschaften verwendet:

Farbton: Wasserweiß

Aromatengehalt: Null

Refraktionsindex: 1,467 - 1,480

Spezifisches Gewicht 0,850 - 0,879

Viskosität, cSp/ <10°C 9,38 - 439,7

Anilinpunkt, ⁰C 96 - 138

6. Verfahren nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß man die Herstellung der Dispersion in 2 Stufen durchführt, wobei ir der ersten Stuff c'i» Herstellung eirer konzentrierten Färb· br se erfolgt und in d?r "/.weiten Stufe < ie Vermischung d-*r Frrbbasft mit dem Rest des Öles.

7. Verfahr··».η nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, da f. man 5 bis 30 "„ Pigment verwendet.

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8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man bis 25 °ö Pigment verwendet.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Ol der folgenden Eigenschaften verwendet:

Farbton: Wasserweiß

Aromatengehalt: Null

Refraktionsindex: 1,4800

Spezifisches Gewicht: 0,878

Viskosität cSp/40°C 317,8

Anilinpunkt, ⁰C 134

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