„Druckfarbe“ – Versionsunterschied

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{{QS-Chemie}}
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'''Druckfarben''' sind [[farbmittel]]haltige [[Gemisch]]e, die mit Hilfe einer [[Druckform]] auf einen [[Bedruckstoff]] übertragen werden. Druckfarben müssen in dünner Schicht (trockene Druckfarbenschichten im [[Offsetdruck]] und [[Flexodruck]] sind 1 – 3 µm dick,<ref name=":1">{{Literatur|Autor=R.H. Leach, R.J. Pierce|Titel=The Printing Ink Manual|Hrsg=|Sammelwerk=|Band=|Nummer=|Auflage=5|Verlag=BLUEPRINT|Ort=|Datum=1993|Seiten=|ISBN=}}</ref> hingegen im [[Siebdruck]] bis zu 15µm) einen intensiv gefärbten Farbfilm bilden – dazu enthalten sie [[Farbmittel]], in der Regel anorganische und organische [[Pigmente]], [[Titandioxid]] oder [[Farbruß]].
'''Druckfarben''' sind [[farbmittel]]haltige [[Gemisch]]e, die mit Hilfe einer [[Druckform]] auf einen [[Bedruckstoff]] übertragen werden. Druckfarben müssen in dünner Schicht (trockene Druckfarbenschichten im [[Offsetdruck]] und [[Flexodruck]] sind 1– 3µm dick,<ref name=":1">{{Literatur |Autor=R.H. Leach, R.J. Pierce |Titel=The Printing Ink Manual |Auflage=5 |Verlag=BLUEPRINT |Datum=1993 |ISBN=978-0-948905-81-0}}</ref> hingegen im [[Siebdruck]] bis zu 15µm) einen intensiv gefärbten Farbfilm bilden – dazu enthalten sie [[Farbmittel]], in der Regel anorganische und organische [[Pigmente]], [[Titandioxid]] oder [[Farbruß]].


Die [[Farbmittel]] müssen auf der Bedruckstoffoberfläche in einen dauerhaften und mechanisch belastbaren Farbfilm eingebettet sein – dazu enthalten Druckfarben [[Polymere]], die die [[Pigmente]] umhüllen.<ref name=":1" />
Die [[Farbmittel]] müssen auf der Bedruckstoffoberfläche in einen dauerhaften und mechanisch belastbaren Farbfilm eingebettet sein – dazu enthalten Druckfarben [[Polymere]], die die [[Pigmente]] umhüllen.<ref name=":1" />
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Während des Druckvorgangs ist ein Übergang vom flüssigen Zustand, in dem die Druckfarbe auf der [[Druckmaschine]] und der [[Druckform]] verteilt und übertragen werden kann, in den trockenen, festen Zustand auf den Bedruckstoff erforderlich. Zur Erfüllung dieser Anforderung enthalten Druckfarben flüssige Komponenten, die durch Verdunsten, [[Wegschlagen]] (Eindringen) in den Bedruckstoff oder durch chemische Reaktion den Übergang flüssig/fest ermöglichen.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.dod.uni-wuppertal.de/fileadmin/_migrated/content_uploads/Skript_Farbentrocknung.pdf|titel=Trocknungsmechanismen bei Druckfarben|autor=Dr. Bernd Th. Grande|hrsg=|werk=|datum=|sprache=|zugriff=2017-02-24}}</ref>


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Während des Druckvorgangs ist ein Übergang vom flüssigen Zustand, in dem die Druckfarbe auf der [[Druckmaschine]] und der [[Druckform]] verteilt und übertragen werden kann, in den trockenen, festen Zustand auf den Bedruckstoff erforderlich. Zur Erfüllung dieser Anforderung enthalten Druckfarben flüssige Komponenten, die durch Verdunsten, [[Wegschlagen]] (Eindringen) in den Bedruckstoff oder durch chemische Reaktion den Übergang flüssig/fest ermöglichen.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.dod.uni-wuppertal.de/fileadmin/_migrated/content_uploads/Skript_Farbentrocknung.pdf |titel=Trocknungsmechanismen bei Druckfarben |autor=Dr. Bernd Th. Grande |zugriff=2017-02-24 |format=PDF}}</ref>


== Einteilung von Druckfarben ==
== Einteilung von Druckfarben ==
Je nach den Anforderungen des jeweiligen [[Druckverfahren|Druckverfahrens]], der verwendeten Druckmaschinentechnik und den üblicherweise eingesetzten Bedruckstoffen kommen sehr unterschiedliche Druckfarbenformulierungen zum Einsatz.
Je nach den Anforderungen des jeweiligen [[Druckverfahren]]s, der verwendeten Druckmaschinentechnik und den üblicherweise eingesetzten Bedruckstoffen kommen sehr unterschiedliche Druckfarbenformulierungen zum Einsatz.


=== Rollenoffset-Coldsetdruckfarben (Zeitungsdruck)<ref name=":0">{{Internetquelle|url=http://www.lackindustrie.de/druckfarben/drupa/Seiten/Vortrag-4-drupa-2016.aspx|titel=Vortrag 4: Vielfalt der Druckfarbe - Aufbau und Anforderungen|sprache=de-de|zugriff=2017-02-24}}</ref> ===
=== Rollenoffset-Coldsetdruckfarben (Zeitungsdruck)<ref name=":0">{{Internetquelle |url=http://www.lackindustrie.de/druckfarben/drupa/Seiten/Vortrag-4-drupa-2016.aspx |titel=Vortrag 4: Vielfalt der Druckfarbe – Aufbau und Anforderungen |sprache=de-DE |zugriff=2017-02-24}}</ref> ===
Mittels Rolleoffset-Coldsetdruckfarben werden Zeitungen und zeitungsähnliche Werbeschriften hergestellt. Die Farben trocknen durch [[Wegschlagen]] der Flüssigkomponente in den Bedruckstoff.
Mittels Rolleoffset-Coldsetdruckfarben werden Zeitungen und zeitungsähnliche Werbeschriften hergestellt. Die Farben trocknen durch [[Wegschlagen]] der Flüssigkomponente in den Bedruckstoff.


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* 2–5 % Additive
* 2–5 % Additive


=== Rollenoffset-Heatsetdruckfarben<ref name=":0" /> ===
=== Rollenoffset-Heatsetdruckfarben<ref name=":0" /> ===
Unter Verwendung der Heatsetdruckfarben werden Zeitschriften, Kataloge, Bücher und Werbeschriften hergestellt. Die Farben trocknen durch Verdunsten von [[Mineralölen]] mithilfe thermischer Energie, daher der Name „Heatset“.
Unter Verwendung der Heatsetdruckfarben werden Zeitschriften, Kataloge, Bücher und Werbeschriften hergestellt. Die Farben trocknen durch Verdunsten von [[Mineralölen]] mithilfe thermischer Energie, daher der Name „Heatset“.


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=== Illustrationstiefdruckfarben<ref name=":0" /> ===
=== Illustrationstiefdruckfarben<ref name=":0" /> ===
In diesem Druckverfahren werden Zeitschriften, Kataloge und Werbeschriften in hohen Auflagen hergestellt. Die Farben trocknen durch Verdunsten von Toluol, das in der Druckanlage rückgewonnen und wiederverwendet wird. <ref>[http://www.lackindustrie.de/druckfarben/verschiedens/Seiten/Positionspapier-Toluol---Fakten-und-Daten.aspx ''Positionspapier Toluol - Fakten und Daten''] Website des Verbandes der deutschen Lack- und Druckfarbenindustrie e.V. Abgerufen am 10. Februar 2017.</ref>
In diesem Druckverfahren werden Zeitschriften, Kataloge und Werbeschriften in hohen Auflagen hergestellt. Die Farben trocknen durch Verdunsten von Toluol, das in der Druckanlage rückgewonnen und wiederverwendet wird.<ref>[http://www.lackindustrie.de/druckfarben/verschiedens/Seiten/Positionspapier-Toluol---Fakten-und-Daten.aspx ''Positionspapier Toluol – Fakten und Daten''] Website des Verbandes der deutschen Lack- und Druckfarbenindustrie e.V. Abgerufen am 10. Februar 2017.</ref>


* 12–15 % [[Pigmente]]
* 12–15 % [[Pigmente]]
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=== Flüssigfarben (wasserbasiert)<ref name=":0" /> ===
=== Flüssigfarben (wasserbasiert)<ref name=":0" /> ===
In diesen Verfahren werden Verpackungen aus Papier und Karton sowie Tapeten, Geschenkpapiere und Hygienepapiere bedruckt. Die Farben trocknen durch Verdunsten und [[Wegschlagen]] von Wasser.
In diesen Verfahren werden Verpackungen aus Papier und Karton sowie Tapeten, Geschenkpapiere und Hygienepapiere bedruckt. Die Farben trocknen durch Verdunsten und [[Wegschlagen]] von Wasser.


* 15–25 % [[Pigmente]]
* 15–25 % [[Pigmente]]
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=== Flüssigfarben (lösemittelbasiert)<ref name=":0" /> ===
=== Flüssigfarben (lösemittelbasiert)<ref name=":0" /> ===
In diesen Verfahren werden Verpackungen aus Folien und Dekorfolien bedruckt. Die Farben trocknen durch Verdunsten von Lösemitteln, die im Druckprozess aufgefangen werden.
In diesen Verfahren werden Verpackungen aus Folien und Dekorfolien bedruckt. Die Farben trocknen durch Verdunsten von Lösemitteln, die im Druckprozess aufgefangen werden.


* 12–18 % Pigmente
* 12–18 % Pigmente
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=== Strahlenhärtende Druckfarben<ref name=":0" /> ===
=== Strahlenhärtende Druckfarben<ref name=":0" /> ===
Diese Druckfarben kommen für spezielle Anwendungen in verschiedenen Druckverfahren zum Einsatz. Es werden unter anderem Verpackungen, Etiketten, Veredelungen, Kunststoffflaschen und Tuben bedruckt. Die Farben trocknen durch lichtinduzierte Polymerisation von Acrylat-Oligomeren und -Monomeren.
Diese Druckfarben kommen für spezielle Anwendungen in verschiedenen Druckverfahren zum Einsatz. Es werden unter anderem Verpackungen, Etiketten, Veredelungen, Kunststoffflaschen und Tuben bedruckt. Die Farben trocknen durch lichtinduzierte Polymerisation von Acrylat-Oligomeren und -Monomeren.


* 10–30 % Pigmente
* 10–30 % Pigmente
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Die [[Toner]] der [[Elektrofotografie|elektrostatischen]] und die Tinten der [[Tintenstrahldrucker|Tintenstrahl]]-Druckverfahren sind keine Druckfarben nach der üblichen Definition. Die Bezeichnung Druckerschwärze für (schwarze) Druckfarbe wird fachsprachlich nicht mehr verwendet.
Die [[Toner]] der [[Elektrofotografie|elektrostatischen]] und die Tinten der [[Tintenstrahldrucker|Tintenstrahl]]-Druckverfahren sind keine Druckfarben nach der üblichen Definition. Die Bezeichnung Druckerschwärze für (schwarze) Druckfarbe wird fachsprachlich nicht mehr verwendet.


== Allgemeine Anforderungen an Druckfarbe ==
== Allgemeine Anforderungen an Druckfarbe ==
=== Optische Eigenschaften ===
=== Optische Eigenschaften ===
Die Druckfarbe soll einen geforderten [[Farbton]] (Farbort, Farbstärke, Hell/Dunkel) auf einem Bedruckstoff realisieren. [[Glanz|Oberflächenglanz]], metallischer Glanz und Interferenzerscheinungen lassen ein Druckprodukt hochwertiger erscheinen. Teilweise werden Glanzeffekte auch durch Lacke erzielt.
Die Druckfarbe soll einen geforderten [[Farbton]] (Farbort, Farbstärke, Hell/Dunkel) auf einem Bedruckstoff realisieren. [[Glanz|Oberflächenglanz]], metallischer Glanz und Interferenzerscheinungen lassen ein Druckprodukt hochwertiger erscheinen. Teilweise werden Glanzeffekte auch durch Lacke erzielt.
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Die mechanischen Eigenschaften von Druckfarben werden auch [[Rheologie|rheologische]] Eigenschaften genannt. Die Vielzahl unterschiedlicher Druckverfahren und Bedruckstoffe erfordert unterschiedliche Druckfarben. Druckfarben für Druckprozesse, bei denen der Farbauftrag durch Walzen erfolgt (Offsetdruck, Hochdruck, Tiefdruck) erfordern einen guten Transport der Farbe über die Farbwalzen.
Die mechanischen Eigenschaften von Druckfarben werden auch [[Rheologie|rheologische]] Eigenschaften genannt. Die Vielzahl unterschiedlicher Druckverfahren und Bedruckstoffe erfordert unterschiedliche Druckfarben. Druckfarben für Druckprozesse, bei denen der Farbauftrag durch Walzen erfolgt (Offsetdruck, Hochdruck, Tiefdruck) erfordern einen guten Transport der Farbe über die Farbwalzen.


Der Farbtransport wird über die '''[[Zügigkeit]]''' der Farbe bestimmt<ref>{{Internetquelle|url=http://www.dod.uni-wuppertal.de/fileadmin/_migrated/content_uploads/Rheologie_fuer_Druckfarben.pdf|titel=Rheologie für Druckfarben|autor=Dr. Bernd Th. Grande|hrsg=|werk=|datum=|sprache=|zugriff=2017-02-24}}</ref>. Sie ist ein komplexes Verhältnis von Viskosität, Kohäsion und Adhäsion und wird als ''tack'' in der Druckfarbenprüfung gemessen.
Der Farbtransport wird über die ''[[Zügigkeit]]'' der Farbe bestimmt<ref>{{Internetquelle |url=http://www.dod.uni-wuppertal.de/fileadmin/_migrated/content_uploads/Rheologie_fuer_Druckfarben.pdf |titel=Rheologie für Druckfarben |autor=Dr. Bernd Th. Grande |zugriff=2017-02-24 |format=PDF}}</ref>. Sie ist ein komplexes Verhältnis von Viskosität, Kohäsion und Adhäsion und wird als ''tack'' in der Druckfarbenprüfung gemessen.


=== Chemische und physikalische Eigenschaften ===
=== Chemische und physikalische Eigenschaften ===
Die chemischen und physikalischen Eigenschaften bestimmen maßgeblich das Trocknungsverhalten einer Druckfarbe.
Die chemischen und physikalischen Eigenschaften bestimmen maßgeblich das Trocknungsverhalten einer Druckfarbe.


Das '''[[Wegschlagen]]''' bezeichnet das Eindringverhalten einer Druckfarbe in einen Bedruckstoff.<ref>{{Internetquelle|url=http://www2.kba.com/fileadmin/user_upload/KBA_Report/35_druckfarben_de.pdf|titel=KBA Glossar Druckfarben|autor=|hrsg=|werk=|datum=|sprache=|zugriff=2017-02-24}}</ref> Wegschlagende Farben sind Farben, die aus einem Träger (oftmals ein Leinölderivat) und einem Pigment sowie einem Firnisbildner bestehen. Im einfachsten Fall besteht die Farbe nur aus Pigment und Leinöl. Das Wegschlagen einer Druckfarbe muss für einen qualitativ hochwertigen Druck genau definiert sein. Dabei spielt auch der Bedruckstoff eine entscheidende Rolle.
Das ''[[Wegschlagen]]'' bezeichnet das Eindringverhalten einer Druckfarbe in einen Bedruckstoff.<ref>{{Internetquelle |url=http://www2.kba.com/fileadmin/user_upload/KBA_Report/35_druckfarben_de.pdf |titel=KBA Glossar Druckfarben |autor= |hrsg= |werk= |datum= |zugriff=2017-02-24 |format=PDF}}</ref> Wegschlagende Farben sind Farben, die aus einem Träger (oftmals ein Leinölderivat) und einem Pigment sowie einem Firnisbildner bestehen. Im einfachsten Fall besteht die Farbe nur aus Pigment und Leinöl. Das Wegschlagen einer Druckfarbe muss für einen qualitativ hochwertigen Druck genau definiert sein. Dabei spielt auch der Bedruckstoff eine entscheidende Rolle.


Die '''Oxidation des Bindemittels''' ist ein chemischer Prozess, der ebenfalls oft zur [[Trocknung (Druckfarben)|Trocknung von Druckfarben]] beiträgt. Die Oberfläche der Druckfarbe wird durch den dünnen Auftrag auf den Bedruckstoff gegenüber dem Volumen stark vergrößert. Der Sauerstoff aus der Umgebungsluft greift die Doppelbindungen des Bindemittels an. Es startet eine Kettenreaktion der Bindemittelkomponenten, die zur Vernetzung zu einem 3-dimensionalen, stabilen Gebilde innerhalb der gedruckten Farbschicht führt.
Die ''Oxidation des Bindemittels'' ist ein chemischer Prozess, der ebenfalls oft zur [[Trocknung (Druckfarben)|Trocknung von Druckfarben]] beiträgt. Die Oberfläche der Druckfarbe wird durch den dünnen Auftrag auf den Bedruckstoff gegenüber dem Volumen stark vergrößert. Der Sauerstoff aus der Umgebungsluft greift die Doppelbindungen des Bindemittels an. Es startet eine Kettenreaktion der Bindemittelkomponenten, die zur Vernetzung zu einem 3-dimensionalen, stabilen Gebilde innerhalb der gedruckten Farbschicht führt.
Bei physikalisch trocknenden Druckfarben erfolgt die Verfestigung auf dem Druckträger durch Verdampfung / Verdunstung des flüchtigen Bestandteils der Druckfarbe oder durch Strahlenhärtung.
Bei physikalisch trocknenden Druckfarben erfolgt die Verfestigung auf dem Druckträger durch Verdampfung / Verdunstung des flüchtigen Bestandteils der Druckfarbe oder durch Strahlenhärtung.
Als flüchtige Bestandteile werden Wasser (lösemittelfreie Druckfarben) oder Alkohole, Ester, Ketone (i.d.Regel für Verpackungsdruckfarben), Toluol (für Illustrationstiefdruckfarben) oder hochsiedende Mineralöle (Rollenoffsetfarben) eingesetzt.
Als flüchtige Bestandteile werden Wasser (lösemittelfreie Druckfarben) oder Alkohole, Ester, Ketone (i.d.Regel für Verpackungsdruckfarben), Toluol (für Illustrationstiefdruckfarben) oder hochsiedende Mineralöle (Rollenoffsetfarben) eingesetzt.
Strahlenhärtende Druckfarben (Offset- oder Flexodruckfarben) werden durch radikalische Polymerisation der ungesättigten Polymere gehärtet - ausgelöst durch UV-Strahlen (ultra violett, Wellenlänge unterhalb des sichtbaren Bereichs zwischen 120 und 380&nbsp;nm) oder durch ESH (Elektronenstrahlhärtung). Diese Aushärtung erfolgt in weniger als einer Sekunde. Die Druckfarben haben hohe Beständigkeiten (vernetzt) und sind lösemittelfrei.
Strahlenhärtende Druckfarben (Offset- oder Flexodruckfarben) werden durch radikalische Polymerisation der ungesättigten Polymere gehärtet – ausgelöst durch UV-Strahlen (ultra violett, Wellenlänge unterhalb des sichtbaren Bereichs zwischen 120 und 380&nbsp;nm) oder durch ESH (Elektronenstrahlhärtung). Diese Aushärtung erfolgt in weniger als einer Sekunde. Die Druckfarben haben hohe Beständigkeiten (vernetzt) und sind lösemittelfrei.
Die '''Toxikologischen Eigenschaften''' von Druckfarben sind vor allem für den Einsatz von Druckprodukten zur Verpackung von Lebensmitteln<ref>{{Internetquelle|url=http://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=celex:32004R1935|titel=Verordnung (EG) Nr. 1935/2004 über Materialien und Gegenstände, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen.|autor=|hrsg=|werk=|datum=|sprache=|zugriff=2017-02-24}}</ref>, aber auch bei Spielzeug<ref>{{Internetquelle|url=http://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX:32009L0048|titel=Richtlinie 2009/48/EG über die Sicherheit von Spielzeug|autor=|hrsg=|werk=|datum=|sprache=|zugriff=2017-02-24}}</ref> und Hygieneprodukten von entscheidender Bedeutung.


Die '''Physikalische Beständigkeit''' einer Druckfarbe ist die Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Belastungen und Strahlung. Prüfgrößen sind daher die Scheuerfestigkeit<ref>{{Internetquelle|url=https://www.fogra.org/plugin.php?menuid=431&template=mv/templates/mv_show_front.html&mv_id=26&extern_meta=x&mv_content_id=47&getlang=de|titel=Fogra Forschungsgesellschaft Druck e.v. - Scheuern der Druckfarbe|autor=|hrsg=|werk=|datum=|sprache=|zugriff=2017-02-24}}</ref> und Wischfestigkeit, aber auch durch die Neigung zum Abmehlen. Abmehlen ist ein Ablösen von Partikeln aus der gedruckten Schicht.<ref>{{Internetquelle|url=https://www.fogra.org/plugin.php?menuid=400&template=mv/templates/mv_show_front.html&mv_id=26&extern_meta=x&mv_content_id=17&getlang=de|titel=Fogra Forschungsgesellschaft Druck e.V. - Abmehlen|autor=|hrsg=|werk=|datum=|sprache=|zugriff=2017-02-24}}</ref> Die Lichtechtheit wird vor allem durch die Beständigkeit der Farbe gegenüber UV-Strahlung bestimmt.
Die ''Toxikologischen Eigenschaften'' von Druckfarben sind vor allem für den Einsatz von Druckprodukten zur Verpackung von Lebensmitteln<ref>{{Internetquelle |url=http://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=celex:32004R1935 |titel=Verordnung (EG) Nr. 1935/2004 über Materialien und Gegenstände, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen. |autor= |hrsg= |werk= |datum= |zugriff=2017-02-24}}</ref>, aber auch bei Spielzeug<ref>{{Internetquelle |url=http://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX:32009L0048 |titel=Richtlinie 2009/48/EG über die Sicherheit von Spielzeug |autor= |hrsg= |werk= |datum= |zugriff=2017-02-24}}</ref> und Hygieneprodukten von entscheidender Bedeutung.


Die ''Physikalische Beständigkeit'' einer Druckfarbe ist die Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Belastungen und Strahlung. Prüfgrößen sind daher die Scheuerfestigkeit<ref>{{Internetquelle |url=https://www.fogra.org/plugin.php?menuid=431&template=mv/templates/mv_show_front.html&mv_id=26&extern_meta=x&mv_content_id=47&getlang=de |titel=Fogra Forschungsgesellschaft Druck e.v. - Scheuern der Druckfarbe |autor= |hrsg= |werk= |datum= |zugriff=2017-02-24}}</ref> und Wischfestigkeit, aber auch durch die Neigung zum Abmehlen. Abmehlen ist ein Ablösen von Partikeln aus der gedruckten Schicht.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.fogra.org/plugin.php?menuid=400&template=mv/templates/mv_show_front.html&mv_id=26&extern_meta=x&mv_content_id=17&getlang=de |titel=Fogra Forschungsgesellschaft Druck e.V. - Abmehlen |autor= |hrsg= |werk= |datum= |zugriff=2017-02-24}}</ref> Die Lichtechtheit wird vor allem durch die Beständigkeit der Farbe gegenüber UV-Strahlung bestimmt.
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Die '''Chemische Beständigkeit''' ist die Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen Reaktionen mit jeglicher Art von Stoffen. Die chemische Beständigkeit ist eine Anforderung, die vor allem an Verpackungen gestellt wird. Je nach Einsatzzweck werden Lösemittelbeständigkeit, Fettbeständigkeit (Butter), Säurebeständigkeit (z.&nbsp;B. Essig), Basenbeständigkeit (z.&nbsp;B. Reinigungsmittel), Speichel (z.&nbsp;B. Kinderspielzeug, Süßigkeiten), Schweiß, Milch, etc. gefordert.

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Die ''Chemische Beständigkeit'' ist die Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen Reaktionen mit jeglicher Art von Stoffen. Die chemische Beständigkeit ist eine Anforderung, die vor allem an Verpackungen gestellt wird. Je nach Einsatzzweck werden Lösemittelbeständigkeit, Fettbeständigkeit (Butter), Säurebeständigkeit (z.&nbsp;B. Essig), Basenbeständigkeit (z.&nbsp;B. Reinigungsmittel), Speichel (z.&nbsp;B. Kinderspielzeug, Süßigkeiten), Schweiß, Milch, etc. gefordert.


=== Dispergierung ===
=== Dispergierung ===
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Die meisten Druckfarben bestehen aus einer Dispersion von Pigmenten in einem Trägerfluid. .
Die meisten Druckfarben bestehen aus einer Dispersion von Pigmenten in einem Trägerfluid. .


'''Pigmente''' sind organische, anorganische oder synthetische kristalline Pulver. Organische Pigmente werden aus Erdöl gewonnen und zur Herstellung der Farben Cyan, Magenta, Gelb und Sonderfarben verwendet. Anorganische Pigmente sind meist spezielle [[Ruß]]e für Schwarzfarben und [[Titandioxid]] für Deckweiß. Feingemahlene Metallpigmente werden für Metalleffekte verwendet. Silbereffekte werden durch Aluminium-Bronze erzielt. Goldeffekte erreicht man durch Einsatz von Messing-Bronze (schwermetallhaltig) oder Aluminium-Bronze mit Gelb/Orange Pigment.
''Pigmente'' sind organische, anorganische oder synthetische kristalline Pulver. Organische Pigmente werden aus Erdöl gewonnen und zur Herstellung der Farben Cyan, Magenta, Gelb und Sonderfarben verwendet. Anorganische Pigmente sind meist spezielle [[Ruß]]e für Schwarzfarben und [[Titandioxid]] für Deckweiß. Feingemahlene Metallpigmente werden für Metalleffekte verwendet. Silbereffekte werden durch Aluminium-Bronze erzielt. Goldeffekte erreicht man durch Einsatz von Messing-Bronze (schwermetallhaltig) oder Aluminium-Bronze mit Gelb/Orange Pigment.


Pigmente sind Lichtecht, gesundheitlich unbedenklich und nicht schwermetallhaltig.
Pigmente sind Lichtecht, gesundheitlich unbedenklich und nicht schwermetallhaltig.
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Die Pigmente sind im Bindemittel dispergiert. Das Bindemittel sollte eine gute Benetzung der einzelnen Pigmente ermöglichen und ein Verkleben von Pigmenten zu Agglomeraten verhindern.
Die Pigmente sind im Bindemittel dispergiert. Das Bindemittel sollte eine gute Benetzung der einzelnen Pigmente ermöglichen und ein Verkleben von Pigmenten zu Agglomeraten verhindern.


'''Harze'''
;Harze
Grundstoff der Hartharze ist [[Kolophonium]] (Baumharz) aus Portugal, Brasilien, Mexiko oder China. Durch chemische Modifikation wird gezielt eingestelltes Hartharz hergestellt. Hartharze bilden einen harten bis spröden Film auf der Oberfläche des Bedruckstoffes aus.
Grundstoff der Hartharze ist [[Kolophonium]] (Baumharz) aus Portugal, Brasilien, Mexiko oder China. Durch chemische Modifikation wird gezielt eingestelltes Hartharz hergestellt. Hartharze bilden einen harten bis spröden Film auf der Oberfläche des Bedruckstoffes aus.


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In diesen Druckfarben werden nahezu alle mechanischen, physikalischen und chemischen Endeigenschaften durch die Firnisse bestimmt.
In diesen Druckfarben werden nahezu alle mechanischen, physikalischen und chemischen Endeigenschaften durch die Firnisse bestimmt.


Mischungen mit ungefähr gleichen Anteilen aus Harzen und Ölen werden als '''Firnisse''' bezeichnet. Harze haben eine sehr hohe [[molare Masse]] und liegen daher „kolloid“ gelöst vor. Beim Mischvorgang nehmen sie Öle in sich auf und quellen dadurch auf. Es werden Pflanzenöle (native Öle) und mineralische Öle eingesetzt.
Mischungen mit ungefähr gleichen Anteilen aus Harzen und Ölen werden als ''Firnisse'' bezeichnet. Harze haben eine sehr hohe [[molare Masse]] und liegen daher „kolloid“ gelöst vor. Beim Mischvorgang nehmen sie Öle in sich auf und quellen dadurch auf. Es werden Pflanzenöle (native Öle) und mineralische Öle eingesetzt.


==== Lösemittel ====
==== Lösemittel ====
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=== Additive ===
=== Additive ===
Die eingesetzten Additive sind vom Druckverfahren abhängig. Hilfsstoffe beeinflussen die Trocknung, Hautbildung, Abliegeverhalten und die Scheuerfestigkeit.<ref name=":1" />
Die eingesetzten Additive sind vom Druckverfahren abhängig. Hilfsstoffe beeinflussen die Trocknung, Hautbildung, Abliegeverhalten und die Scheuerfestigkeit.<ref name=":1" />
Die '''Trocknung''' kann durch Katalysatoren, z.&nbsp;B. organischen Metall-Seifen aus Co, Mn, Zr, Ca im Bogenoffset, verbessert werden<ref>{{Internetquelle|url=https://www.laser-line.de/news/fachthemen/so-trocknet-druckfarbe.html|titel=https://www.laser-line.de/news/fachthemen/so-trocknet-druckfarbe.html|autor=|hrsg=|werk=|datum=|sprache=|zugriff=2017-02-24}}</ref>.
Die ''Trocknung'' kann durch Katalysatoren, z.&nbsp;B. organischen Metall-Seifen aus Co, Mn, Zr, Ca im Bogenoffset, verbessert werden<ref>{{Internetquelle |url=https://www.laser-line.de/news/fachthemen/so-trocknet-druckfarbe.html |titel=So trocknet Druckfarbe |werk=laser-line.de |datum=2007-11-15 |zugriff=2017-02-24}}</ref>.
Die '''Hautbildung''' soll nach Möglichkeit im Gebinde, jedoch nicht auf dem Bedruckstoff, unterdrückt werden. Dies wird z.&nbsp;B. durch Zugabe von Antioxidantien wie BHT erreicht.
Die ''Hautbildung'' soll nach Möglichkeit im Gebinde, jedoch nicht auf dem Bedruckstoff, unterdrückt werden. Dies wird z.&nbsp;B. durch Zugabe von Antioxidantien wie BHT erreicht.
⚫
== Herstellung von Druckfarben ==


⚫
== Herstellung von Druckfarben ==
Im ersten Schritt wird das Bindemittel durch Mischung eines Firnis durch Kochen unter festgelegten Prozessbedingungen in einem Reaktor hergestellt und dann in großen Tanks gelagert. Das Druckfarbenfirnis wird dann im ''Dissolver'', einem riesigen [[Rührwerk]], mit den pulverförmigen Pigmenten oder Pigmentpasten, den Hilfsstoffen und Trockenstoffen gemischt. In weiteren Verarbeitungsschritten in einer ''[[Perlmühle]]'' oder einer ''[[Dreiwalze]]'' werden die Pigmente vollständig dispergiert.
Im ersten Schritt wird das Bindemittel durch Mischung eines Firnis durch Kochen unter festgelegten Prozessbedingungen in einem Reaktor hergestellt und dann in großen Tanks gelagert. Das Druckfarbenfirnis wird dann im ''Dissolver'', einem riesigen [[Rührwerk]], mit den pulverförmigen Pigmenten oder Pigmentpasten, den Hilfsstoffen und Trockenstoffen gemischt. In weiteren Verarbeitungsschritten in einer ''[[Perlmühle]]'' oder einer ''[[Dreiwalze]]'' werden die Pigmente vollständig dispergiert.


== Prüfung von Druckfarben ==
== Prüfung von Druckfarben ==
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=== Lacke ===
=== Lacke ===
Es werden Drucklacke, Mattpasten auf Ölbasis, Dispersionslacke und UV-Lacke unterschieden. Bei der Drucklackierung werden Mattlacke, Mattpasten und Glanzdrucklacke auf den bedruckten Bogen aufgebracht. Dies geschieht genauso wie das Aufbringen der Druckfarbe in der Druckmaschine. Die Lackschicht besitzt keine besonderen Eigenschaften und muss einige Stunden trocknen.
Es werden Drucklacke, Mattpasten auf Ölbasis, Dispersionslacke und UV-Lacke unterschieden. Bei der Drucklackierung werden Mattlacke, Mattpasten und Glanzdrucklacke auf den bedruckten Bogen aufgebracht. Dies geschieht genauso wie das Aufbringen der Druckfarbe in der Druckmaschine. Die Lackschicht besitzt keine besonderen Eigenschaften und muss einige Stunden trocknen.


=== Dispersionslacke ===
=== Dispersionslacke ===
Die Dispersionslacke werden in der Druckmaschine über ein Lackwerk auf den Bedruckstoff gebracht. Auf Grund ihres hohen Wasseranteils werden Dispersionslacke auch Wasserlack genannt. Filmbildend ist eine Polymerdispersion aus modifizierten Acrylaten und eine Harzlösung (Firnis). Trocknung durch Verdampfung des Hauptanteils an Wasser. Es gibt weder eine störende Geruchsbildung, noch ein Vergilben. Ein weiterer Bestandteil sind Wachse (Scheuerfestigkeit und Gleitfähigkeit) und Benetzungsmittel.
Die Dispersionslacke werden in der Druckmaschine über ein Lackwerk auf den Bedruckstoff gebracht. Auf Grund ihres hohen Wasseranteils werden Dispersionslacke auch Wasserlack genannt. Filmbildend ist eine Polymerdispersion aus modifizierten Acrylaten und eine Harzlösung (Firnis). Trocknung durch Verdampfung des Hauptanteils an Wasser. Es gibt weder eine störende Geruchsbildung, noch ein Vergilben. Ein weiterer Bestandteil sind Wachse (Scheuerfestigkeit und Gleitfähigkeit) und Benetzungsmittel.
Dispersionslacke werden vor allem im Offsetdruck eingesetzt, um den Bedruckstoff haltbarer zu machen, ihm ein hochwertiges Aussehen zu verleihen und als Schutz.
Dispersionslacke werden vor allem im Offsetdruck eingesetzt, um den Bedruckstoff haltbarer zu machen, ihm ein hochwertiges Aussehen zu verleihen und als Schutz.


== Wirtschaft ==
== Wirtschaft ==
Im Jahr 2011 betrug der weltweit mit Druckfarben erzielte Umsatz rund 20 Mrd. US-Dollar. Während der Druckfarben-Verbrauch von klassischen Printmedien zurückgeht, steigt die Nachfrage für Verpackungen.<ref>[http://www.ceresana.com/de/marktstudien/industrie/druckfarben-welt/ Ceresana: ''Marktstudie Druckfarben - Welt'']. Abgerufen am 21. Mai 2013.</ref> Der Druckfarbenmarkt wächst derzeit um 2-3 % pro Jahr. Von den erzeugten Druckfarben verbrauchen die USA 31 %, Europa 28 % und Japan 25 %.
Im Jahr 2011 betrug der weltweit mit Druckfarben erzielte Umsatz rund 20 Mrd. US-Dollar. Während der Druckfarben-Verbrauch von klassischen Printmedien zurückgeht, steigt die Nachfrage für Verpackungen.<ref>[http://www.ceresana.com/de/marktstudien/industrie/druckfarben-welt/ Ceresana: ''Marktstudie Druckfarben – Welt'']. Abgerufen am 21. Mai 2013.</ref> Der Druckfarbenmarkt wächst derzeit um 2-3 % pro Jahr. Von den erzeugten Druckfarben verbrauchen die USA 31 %, Europa 28 % und Japan 25 %.


== Literatur ==
== Literatur ==
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== Weblinks ==
== Weblinks ==
{{Wiktionary|Druckfarbe}}
{{Wiktionary}}
* [http://dr13.de/kompendium/druck/druckfarben/ Aufbau und Zusammensetzung von Druckfarben]
* [http://dr13.de/kompendium/druck/druckfarben/ Aufbau und Zusammensetzung von Druckfarben]
* [http://radiertechniken.de/radierung75.html Bindemittel, Tiefdruckfarben]
* [http://radiertechniken.de/radierung75.html Bindemittel, Tiefdruckfarben]
* http://www.lackindustrie.de/druckfarben/Seiten/Uebersichtsseite.aspx
* [http://www.lackindustrie.de/druckfarben/Seiten/Uebersichtsseite.aspx Übersichtsseite Fachgruppe Druckfarben]
* [http://www.lackindustrie.de/druckfarben/verschiedens/Seiten/Positionspapier-Toluol---Fakten-und-Daten.aspx]


== Einzelnachweise ==
== Einzelnachweise ==

Version vom 24. Februar 2017, 17:39 Uhr

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Druckfarben sind farbmittelhaltige Gemische, die mit Hilfe einer Druckform auf einen Bedruckstoff übertragen werden. Druckfarben müssen in dünner Schicht (trockene Druckfarbenschichten im Offsetdruck und Flexodruck sind 1– 3µm dick,[1] hingegen im Siebdruck bis zu 15µm) einen intensiv gefärbten Farbfilm bilden – dazu enthalten sie Farbmittel, in der Regel anorganische und organische Pigmente, Titandioxid oder Farbruß.

Die Farbmittel müssen auf der Bedruckstoffoberfläche in einen dauerhaften und mechanisch belastbaren Farbfilm eingebettet sein – dazu enthalten Druckfarben Polymere, die die Pigmente umhüllen.[1]

Während des Druckvorgangs ist ein Übergang vom flüssigen Zustand, in dem die Druckfarbe auf der Druckmaschine und der Druckform verteilt und übertragen werden kann, in den trockenen, festen Zustand auf den Bedruckstoff erforderlich. Zur Erfüllung dieser Anforderung enthalten Druckfarben flüssige Komponenten, die durch Verdunsten, Wegschlagen (Eindringen) in den Bedruckstoff oder durch chemische Reaktion den Übergang flüssig/fest ermöglichen.[2]

Einteilung von Druckfarben

Je nach den Anforderungen des jeweiligen Druckverfahrens, der verwendeten Druckmaschinentechnik und den üblicherweise eingesetzten Bedruckstoffen kommen sehr unterschiedliche Druckfarbenformulierungen zum Einsatz.

Rollenoffset-Coldsetdruckfarben (Zeitungsdruck)[3]

Mittels Rolleoffset-Coldsetdruckfarben werden Zeitungen und zeitungsähnliche Werbeschriften hergestellt. Die Farben trocknen durch Wegschlagen der Flüssigkomponente in den Bedruckstoff.

  • 8–20 % Pigmente
  • 25–35 % Polymere bzw. Harze (z. B. kolophoniummodifizierte Harze)
  • 40–60 % Öle (Mineralöl, Pflanzenöl, modifiziertes Pflanzenöl)
  • 2–5 % Additive

Rollenoffset-Heatsetdruckfarben[3]

Unter Verwendung der Heatsetdruckfarben werden Zeitschriften, Kataloge, Bücher und Werbeschriften hergestellt. Die Farben trocknen durch Verdunsten von Mineralölen mithilfe thermischer Energie, daher der Name „Heatset“.

  • 8–15 % Pigmente
  • 25–40 % Polymere bzw. Harze (kolophoniummodifizierte Harze und Kohlenwasserstoffharze)
  • 30–45 % hochsiedende Mineralöle (Siedebereich 250–310 °C)
  • 2–8 % Additive

Bogenoffset-Druckfarben[3]

Mittels Bogenoffset-Druckfarben werden Bücher, Werbeschriften, Zeitschriften, Verpackungen (z.B. für Lebensmittel oder Kosmetika), Kalender, Poster und Flyer hergestellt. Die Farben trocknen durch Wegschlagen und oxidative Trocknung (Polymerisation) von Pflanzenölen und deren Derivaten. Die Mehrzahl der heute in Europa produzierten Bogenoffset-Druckfarben ist mineralölfrei.

  • 10–30 % Pigmente
  • 25–35 % Polymere bzw. Harze (kolophoniummodifizierte Harze, Alkydharze)
  • 30–40 % flüssige Komponenten (z. B. Pflanzenöl oder Mineralöl)
  • 5–10 % Additive

Illustrationstiefdruckfarben[3]

In diesem Druckverfahren werden Zeitschriften, Kataloge und Werbeschriften in hohen Auflagen hergestellt. Die Farben trocknen durch Verdunsten von Toluol, das in der Druckanlage rückgewonnen und wiederverwendet wird.[4]

  • 12–15 % Pigmente
  • 20–30 % Polymere bzw. Harze (kolophoniummodifizierte Harze, Kohlenwasserstoffharze)
  • 45–60 % Toluol
  • 2–5 % Additive

Flüssigfarben (wasserbasiert)[3]

In diesen Verfahren werden Verpackungen aus Papier und Karton sowie Tapeten, Geschenkpapiere und Hygienepapiere bedruckt. Die Farben trocknen durch Verdunsten und Wegschlagen von Wasser.

  • 15–25 % Pigmente
  • 10–25 % Polymere bzw. Harze
  • 35–60 % Wasser
  • 8–12 % Additive

Flüssigfarben (lösemittelbasiert)[3]

In diesen Verfahren werden Verpackungen aus Folien und Dekorfolien bedruckt. Die Farben trocknen durch Verdunsten von Lösemitteln, die im Druckprozess aufgefangen werden.

Strahlenhärtende Druckfarben[3]

Diese Druckfarben kommen für spezielle Anwendungen in verschiedenen Druckverfahren zum Einsatz. Es werden unter anderem Verpackungen, Etiketten, Veredelungen, Kunststoffflaschen und Tuben bedruckt. Die Farben trocknen durch lichtinduzierte Polymerisation von Acrylat-Oligomeren und -Monomeren.

  • 10–30 % Pigmente
  • 40–80 % Polymere bzw. harze
  • 10–20 % Additive (inklusive Photoinitiatoren)

Die Toner der elektrostatischen und die Tinten der Tintenstrahl-Druckverfahren sind keine Druckfarben nach der üblichen Definition. Die Bezeichnung Druckerschwärze für (schwarze) Druckfarbe wird fachsprachlich nicht mehr verwendet.

Allgemeine Anforderungen an Druckfarbe

Optische Eigenschaften

Die Druckfarbe soll einen geforderten Farbton (Farbort, Farbstärke, Hell/Dunkel) auf einem Bedruckstoff realisieren. Oberflächenglanz, metallischer Glanz und Interferenzerscheinungen lassen ein Druckprodukt hochwertiger erscheinen. Teilweise werden Glanzeffekte auch durch Lacke erzielt. Die optischen Eigenschaften sind abhängig von dem Druckverfahren, dem Bedruckstoff, dem Standort des Betrachters, sowie der Lichtquelle, unter der das Druckprodukt betrachtet wird. Glanzeffekte sind abhängig vom Betrachtungswinkel des Beobachters.

Mechanische Eigenschaften

Die mechanischen Eigenschaften von Druckfarben werden auch rheologische Eigenschaften genannt. Die Vielzahl unterschiedlicher Druckverfahren und Bedruckstoffe erfordert unterschiedliche Druckfarben. Druckfarben für Druckprozesse, bei denen der Farbauftrag durch Walzen erfolgt (Offsetdruck, Hochdruck, Tiefdruck) erfordern einen guten Transport der Farbe über die Farbwalzen.

Der Farbtransport wird über die Zügigkeit der Farbe bestimmt[5]. Sie ist ein komplexes Verhältnis von Viskosität, Kohäsion und Adhäsion und wird als tack in der Druckfarbenprüfung gemessen.

Chemische und physikalische Eigenschaften

Die chemischen und physikalischen Eigenschaften bestimmen maßgeblich das Trocknungsverhalten einer Druckfarbe.

Das Wegschlagen bezeichnet das Eindringverhalten einer Druckfarbe in einen Bedruckstoff.[6] Wegschlagende Farben sind Farben, die aus einem Träger (oftmals ein Leinölderivat) und einem Pigment sowie einem Firnisbildner bestehen. Im einfachsten Fall besteht die Farbe nur aus Pigment und Leinöl. Das Wegschlagen einer Druckfarbe muss für einen qualitativ hochwertigen Druck genau definiert sein. Dabei spielt auch der Bedruckstoff eine entscheidende Rolle.

Die Oxidation des Bindemittels ist ein chemischer Prozess, der ebenfalls oft zur Trocknung von Druckfarben beiträgt. Die Oberfläche der Druckfarbe wird durch den dünnen Auftrag auf den Bedruckstoff gegenüber dem Volumen stark vergrößert. Der Sauerstoff aus der Umgebungsluft greift die Doppelbindungen des Bindemittels an. Es startet eine Kettenreaktion der Bindemittelkomponenten, die zur Vernetzung zu einem 3-dimensionalen, stabilen Gebilde innerhalb der gedruckten Farbschicht führt. Bei physikalisch trocknenden Druckfarben erfolgt die Verfestigung auf dem Druckträger durch Verdampfung / Verdunstung des flüchtigen Bestandteils der Druckfarbe oder durch Strahlenhärtung. Als flüchtige Bestandteile werden Wasser (lösemittelfreie Druckfarben) oder Alkohole, Ester, Ketone (i.d.Regel für Verpackungsdruckfarben), Toluol (für Illustrationstiefdruckfarben) oder hochsiedende Mineralöle (Rollenoffsetfarben) eingesetzt. Strahlenhärtende Druckfarben (Offset- oder Flexodruckfarben) werden durch radikalische Polymerisation der ungesättigten Polymere gehärtet – ausgelöst durch UV-Strahlen (ultra violett, Wellenlänge unterhalb des sichtbaren Bereichs zwischen 120 und 380 nm) oder durch ESH (Elektronenstrahlhärtung). Diese Aushärtung erfolgt in weniger als einer Sekunde. Die Druckfarben haben hohe Beständigkeiten (vernetzt) und sind lösemittelfrei.

Die Toxikologischen Eigenschaften von Druckfarben sind vor allem für den Einsatz von Druckprodukten zur Verpackung von Lebensmitteln[7], aber auch bei Spielzeug[8] und Hygieneprodukten von entscheidender Bedeutung.

Die Physikalische Beständigkeit einer Druckfarbe ist die Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Belastungen und Strahlung. Prüfgrößen sind daher die Scheuerfestigkeit[9] und Wischfestigkeit, aber auch durch die Neigung zum Abmehlen. Abmehlen ist ein Ablösen von Partikeln aus der gedruckten Schicht.[10] Die Lichtechtheit wird vor allem durch die Beständigkeit der Farbe gegenüber UV-Strahlung bestimmt.

Die Chemische Beständigkeit ist die Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen Reaktionen mit jeglicher Art von Stoffen. Die chemische Beständigkeit ist eine Anforderung, die vor allem an Verpackungen gestellt wird. Je nach Einsatzzweck werden Lösemittelbeständigkeit, Fettbeständigkeit (Butter), Säurebeständigkeit (z. B. Essig), Basenbeständigkeit (z. B. Reinigungsmittel), Speichel (z. B. Kinderspielzeug, Süßigkeiten), Schweiß, Milch, etc. gefordert.

Dispergierung

Für den Offsetdruck spielt neben der verständlichen Wasserechtheit die Dispergierung der Pigmente im Druckfarbenfirnis eine wichtige Rolle. Eine schlechte Dispergierung (feinste Verteilung) führt zu Pigmentagglomeraten (Pigmentklumpen), die bei Schichtdicken um 1 µm durch aus der Schichtoberfläche herausragende Agglomerate eine Verminderung der Farbstärke und des Glanzes zur Folge haben. Betroffen ist dadurch ebenfalls die Transparenz. Die Dispergierung erfolgt zum einen während der Druckfarbenherstellung und zum anderen zusätzlich im Walzenfarbwerk der Offsetdruckmaschine.

Bestandteile von Druckfarbe

Druckfarben bestehen aus:

  • Farbmitteln bzw. Farbkörpern, hauptsächlich Pigmenten oder Farbstoffe, für die Farbigkeit.
  • Bindemitteln, hauptsächlich Harze (Festharze, Alkydharze), um die Farbmittel auf dem Bedruckstoff zu befestigen.
  • Hilfsstoffen, zum Einstellen der rheologischen Eigenschaften, Beeinflussung von Trocknung, Glanz, Oberflächenhärte usw.

Farbmittel

Die meisten Druckfarben bestehen aus einer Dispersion von Pigmenten in einem Trägerfluid. .

Pigmente sind organische, anorganische oder synthetische kristalline Pulver. Organische Pigmente werden aus Erdöl gewonnen und zur Herstellung der Farben Cyan, Magenta, Gelb und Sonderfarben verwendet. Anorganische Pigmente sind meist spezielle Ruße für Schwarzfarben und Titandioxid für Deckweiß. Feingemahlene Metallpigmente werden für Metalleffekte verwendet. Silbereffekte werden durch Aluminium-Bronze erzielt. Goldeffekte erreicht man durch Einsatz von Messing-Bronze (schwermetallhaltig) oder Aluminium-Bronze mit Gelb/Orange Pigment.

Pigmente sind Lichtecht, gesundheitlich unbedenklich und nicht schwermetallhaltig. Pigmente für die Druckfarbenherstellung liegen als Pulverpigment oder Flushpaste vor.

Bindemittel

Die Pigmente sind im Bindemittel dispergiert. Das Bindemittel sollte eine gute Benetzung der einzelnen Pigmente ermöglichen und ein Verkleben von Pigmenten zu Agglomeraten verhindern.

Harze

Grundstoff der Hartharze ist Kolophonium (Baumharz) aus Portugal, Brasilien, Mexiko oder China. Durch chemische Modifikation wird gezielt eingestelltes Hartharz hergestellt. Hartharze bilden einen harten bis spröden Film auf der Oberfläche des Bedruckstoffes aus.

Grundstoff der Flüssigharze (Alkyde) sind Leinöl oder Sojaöl. Druckfarben aus Flüssigharzen bilden einen weniger spröden Farbfilm und die Benetzung der Pigmente bei der Herstellung wird erleichtert.

Druckfarbenfirnisse

Im Buch- und Offsetdruck werden Firnisse als Bindemittel eingesetzt. In diesen Druckfarben werden nahezu alle mechanischen, physikalischen und chemischen Endeigenschaften durch die Firnisse bestimmt.

Mischungen mit ungefähr gleichen Anteilen aus Harzen und Ölen werden als Firnisse bezeichnet. Harze haben eine sehr hohe molare Masse und liegen daher „kolloid“ gelöst vor. Beim Mischvorgang nehmen sie Öle in sich auf und quellen dadurch auf. Es werden Pflanzenöle (native Öle) und mineralische Öle eingesetzt.

Lösemittel

Bindemittel aus Mischungen von Lösemitteln und Harzen wird für Tief-, Flexo- und Siebdruckfarben eingesetzt.

Additive

Die eingesetzten Additive sind vom Druckverfahren abhängig. Hilfsstoffe beeinflussen die Trocknung, Hautbildung, Abliegeverhalten und die Scheuerfestigkeit.[1] Die Trocknung kann durch Katalysatoren, z. B. organischen Metall-Seifen aus Co, Mn, Zr, Ca im Bogenoffset, verbessert werden[11]. Die Hautbildung soll nach Möglichkeit im Gebinde, jedoch nicht auf dem Bedruckstoff, unterdrückt werden. Dies wird z. B. durch Zugabe von Antioxidantien wie BHT erreicht.

Herstellung von Druckfarben

Im ersten Schritt wird das Bindemittel durch Mischung eines Firnis durch Kochen unter festgelegten Prozessbedingungen in einem Reaktor hergestellt und dann in großen Tanks gelagert. Das Druckfarbenfirnis wird dann im Dissolver, einem riesigen Rührwerk, mit den pulverförmigen Pigmenten oder Pigmentpasten, den Hilfsstoffen und Trockenstoffen gemischt. In weiteren Verarbeitungsschritten in einer Perlmühle oder einer Dreiwalze werden die Pigmente vollständig dispergiert.

Prüfung von Druckfarben

Die meisten Prüfverfahren für Druckfarben messen keine einzelnen physikalischen Größen, sondern sind praxisnahe, anwendungsorientierte Prüfverfahren. Der Druckprozess in einer Druckmaschine ist ein sehr komplexer Vorgang mit vielen variablen Parametern und kann daher bis heute nicht mit einem Druckversuch nachgebildet werden.

Geeignete Prüfverfahren müssen daher gleichbleibende Prüfbedingungen und Parameter voraussetzen. So schließt in der Regel jedes Prüfverfahren das Substrat, die Druckplatte und das Feuchtmittel mit ein. Nur wenige Prüfverfahren sind durch DIN oder ISO zertifiziert.

Prüfbereiche der Drucktechnik sind die Rheologie, Coloristik, Simulation des Druckprosses, Homogenität der Druckfarbe und das Trocknungsverhalten.

Auftrag der Farbe

Je nach Druckverfahren werden die Druckfarben unterschiedlich auf die Druckform gebracht. Im Flachdruck erfolgt das Einfärben der Druckform mittels Farbauftragswalzen. Damit nur die druckenden Teile auf der Druckplatte die Farbe annehmen, muss die Druckform zuvor von einer Feuchtauftragswalze angefeuchtet werden. Im Hochdruckverfahren erfolgt das Einfärben der Druckform ebenso mittels Farbauftragswalzen, aber ohne eine vorherige Befeuchtung. Im Flexodruck wird für den Farbauftrag eine Rasterwalze mit einem Rakelsystem verwendet. Im Tiefdruck läuft der Druckformzylinder in eine Farbwanne und nimmt die Farbe auf. Anschließend wird von einer Rakel die überschüssige Farbe abgestreift.

Druckveredelung

Die Druckveredelung stellt die Behandlung des Bedruckstoffes nach dem eigentlichen Druck dar. Sie trägt zur besseren Haltbarkeit und zum besseren Aussehen des bedruckten Stoffes bei. Die Druckveredelung wird vor allem dann eingesetzt, wenn eine gewisse Scheuerfestigkeit erreicht werden soll. Um diesen Prozess durchführen zu können, muss die Druckfarbe vollständig getrocknet sein. Des Weiteren ist es wichtig, dass der Bedruckstoff frei von Scheuerschutzpasten, Silikonen und Wachsen ist. Es ist zu beachten, dass auf Grund der nachträglichen Behandlung des Bedruckstoffes Farbtöne verändert werden können.

Lacke

Es werden Drucklacke, Mattpasten auf Ölbasis, Dispersionslacke und UV-Lacke unterschieden. Bei der Drucklackierung werden Mattlacke, Mattpasten und Glanzdrucklacke auf den bedruckten Bogen aufgebracht. Dies geschieht genauso wie das Aufbringen der Druckfarbe in der Druckmaschine. Die Lackschicht besitzt keine besonderen Eigenschaften und muss einige Stunden trocknen.

Dispersionslacke

Die Dispersionslacke werden in der Druckmaschine über ein Lackwerk auf den Bedruckstoff gebracht. Auf Grund ihres hohen Wasseranteils werden Dispersionslacke auch Wasserlack genannt. Filmbildend ist eine Polymerdispersion aus modifizierten Acrylaten und eine Harzlösung (Firnis). Trocknung durch Verdampfung des Hauptanteils an Wasser. Es gibt weder eine störende Geruchsbildung, noch ein Vergilben. Ein weiterer Bestandteil sind Wachse (Scheuerfestigkeit und Gleitfähigkeit) und Benetzungsmittel. Dispersionslacke werden vor allem im Offsetdruck eingesetzt, um den Bedruckstoff haltbarer zu machen, ihm ein hochwertiges Aussehen zu verleihen und als Schutz.

Wirtschaft

Im Jahr 2011 betrug der weltweit mit Druckfarben erzielte Umsatz rund 20 Mrd. US-Dollar. Während der Druckfarben-Verbrauch von klassischen Printmedien zurückgeht, steigt die Nachfrage für Verpackungen.[12] Der Druckfarbenmarkt wächst derzeit um 2-3 % pro Jahr. Von den erzeugten Druckfarben verbrauchen die USA 31 %, Europa 28 % und Japan 25 %.

Literatur

  • Blana, Hubert: Die Herstellung. München: K.G. Saur Verlag, 1998. ISBN 3-598-20067-6
  • Scheper, Hans Jürgen: Prüfungswissen Drucktechnik. Itzehoe: Verlag Beruf und Schule, 2005. ISBN 3-88013-623-8
  • Ulrich Zorll (Hrsg.): Römpp Lexikon. Lacke und Druckfarben. Thieme, Stuttgart 1998, ISBN 3-13-776001-1

Weblinks

Wiktionary: Druckfarbe – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c R.H. Leach, R.J. Pierce: The Printing Ink Manual. 5. Auflage. BLUEPRINT, 1993, ISBN 978-0-948905-81-0.
  2. ↑ Dr. Bernd Th. Grande: Trocknungsmechanismen bei Druckfarben. (PDF) Abgerufen am 24. Februar 2017.
  3. ↑ a b c d e f g Vortrag 4: Vielfalt der Druckfarbe – Aufbau und Anforderungen. Abgerufen am 24. Februar 2017 (deutsch).
  4. ↑ Positionspapier Toluol – Fakten und Daten Website des Verbandes der deutschen Lack- und Druckfarbenindustrie e.V. Abgerufen am 10. Februar 2017.
  5. ↑ Dr. Bernd Th. Grande: Rheologie für Druckfarben. (PDF) Abgerufen am 24. Februar 2017.
  6. ↑ KBA Glossar Druckfarben. (PDF) Abgerufen am 24. Februar 2017.
  7. ↑ Verordnung (EG) Nr. 1935/2004 über Materialien und Gegenstände, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen. Abgerufen am 24. Februar 2017.
  8. ↑ Richtlinie 2009/48/EG über die Sicherheit von Spielzeug. Abgerufen am 24. Februar 2017.
  9. ↑ Fogra Forschungsgesellschaft Druck e.v. - Scheuern der Druckfarbe. Abgerufen am 24. Februar 2017.
  10. ↑ Fogra Forschungsgesellschaft Druck e.V. - Abmehlen. Abgerufen am 24. Februar 2017.
  11. ↑ So trocknet Druckfarbe. In: laser-line.de. 15. November 2007, abgerufen am 24. Februar 2017.
  12. ↑ Ceresana: Marktstudie Druckfarben – Welt. Abgerufen am 21. Mai 2013.
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