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AMRA Farben AG

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Farbenherstellung Farbenherstellung

FarbherstellungFarbherstellung

Druckfarbe

Druckfarben bestehen aus drei Hauptkomponenten:

Farbenherstellung (PDF)»
 

Farbmittel

  • Farbstoffe
  • Pigmente

Der färbende Anteil von Farben aller Art besteht aus
Farbstoffen oder Farbpigmenten.

Man unterscheidet zwischen:

  • löslichen Farbstoffen
  • unlöslichen organischen Pigmenten

Pigmente werden nach ihrer chemischen Zusammensetzung in anorganische und organische Pigmente eingeteilt.


Anorganische Pigmente (natürlich oder synthetisch hergestellt)

a) Erden und Mineralien (Mineralweiss, Erdfarben wie Grünerde, Umbra)
b) Syntheseprodukte (Weisspigmente, als Füllstoffe und für Deckweiss)
c) Metallpulver (Aluminium- und Messing-Plättchen für Silber- und Goldfarbe)
d) Russe (Kohlenstoff: entsteht durch sauerstoffarme Verbrennung von Öl /Gas)

Anorganische Pigmente reagieren nicht mit dem Sauerstoff der Luft  und zeichnen sich dadurch aus, dass sie resistent gegen Alterung sind und ihren Farbton beliebig lange beibehalten.


Organische PigmenteFarbmittel

a) natürliche organische Pigmente (Pflanzenfarbe, Tierfarbe oder synthetisch hergestellt)
b) künstliche  organische  Pigmente (aus Steinkohleteer / Erdöl)
    Hauptgruppen:  Azo-Pigmente und Polyzyklische Pigmente

In Druckfarben für Offset- und Buchdruck, aber auch mehrheitlich in allen anderen Druckfarben für Flexo-, Tief- und Siebdruck werden anorganische und organische Farbpigmente (unlöslich) eingesetzt.

Zum Einfärben von Textilien , Papier und Leder werden vorwiegend lösliche Farbstoffe eingesetzt.
Farbstoffe sind löslich und organisch. Es gibt

a) natürliche Farbstoffe
b) künstliche Farbstoffe
 

Pigmente beeinflussen:

  • Farbton
  • Farbstärke
  • Opazität / Transparenz
  • Lichtechtheit
  • Säure-und / oder Laugenechtheit
  • Migration

Rezeptur einer Offsetfarbe

10 - 20%
70 - 75%
6%
3%
Pigment
Bindemittek
Wachspaste
Trockner

Bindemittel Bindemittel

Firnis
Harz in Öl gelöst und verkocht

Öl

  • Pflanzenöl (Leinöl, Holzöl, Sojaöl, Rapsöl u.a.)
  • Mineralöl (dünn- bis dickflüssig, je nach Kohlen-Wasserstoff-Kettenlänge)

Harz

  • Hartharz (fest bis hochschmelzend, z.B. Wurzelharz)
  • Weichharz (flüssig bis zähflüssig, z.B. Alkydharz) 
     

Aufgaben eines Bindemittels

  • benetzen und einhüllen der Pigment-Partikel
  • transportieren des Pigments vom Farbwerk zum Druckwerk
  • wegschlagen(Fixation) , trocknen (Härtung)

Die Bindemittel sind verantwortlich für:

  • Klebrigkeit (Tack)
  • Fluss und Körper (Viskosität)
  • Glanz
  • Scheuerfestigkeit

HilfsmittelHilfsmittel

  • Wachs
    Gleitmittel und Scheuerschutz
     
  • Trockenstoff
    = Katalysator: fördert die Oxydation, ohne dass seine Struktur verändert wird

Hilfsmittel
- werden erst der fertig geriebenen Druckfarbe beigemischt
- werden dem jeweiligen Verwendungszweck entsprechend eingestellt

- Ziel: Eine Farbe muss ohne zusätzliche Druckhilfsmittel funktionieren.

 

TrocknungsartenTrocknungsarten

  • Physikalische Trocknung

  • Chemische Trocknung
  • Kombinierte Trocknung

  • Härtung durch Polymerisation (UV)
     

Physikalische Trocknung

Mineralöle + Harze

Wegschlagen der Druckfarbe
Die Trocknung erfolgt durch Absorption der Ölanteile aus dem Bindemittel in den Bedruckstoff und Verfestigung der Harzanteile an der Oberfläche zu einem wischfesten Druckfarbenfilm.

Cold-Set: Zeitungs-Offsetrotation
Farben für Zeitungspapiere → nur durch Wegschlagen „trocknend“

Heat-Set: Akzidenz-Rollenoffset
Trocknung durch Hitzereaktion; Trennung der Ölanteile des Bindemittels und Rückkühlung des Druckes durch Kühlwalzen
 

Mineralöl

  • gewährleistet schnelles Wegschlagen der Farbe
  • kein Trocknungspotenzial (oxydativ)

Trend zu mineralölfreien Farben bedeutet Ersatz durch Pflanzenöle.

Soyaöl

  • gute Pigment-Benetzungseigenschaften
  • sehr gutes Fließverhalten in Farben
     
  • deutlich geringeres Trocknungspotential (oxydativ) als Leinöl
  • ebenfalls sehr langsam wegschlagend
     
  • bevorzugter Einsatz in Rollenoffset Heat-Set- und Cold-Set-Anwendungen
  • wegen des mangelnden Trocknungspotential nur beschränkt für Bogenoffset-Skalen-Anwendungen geeignet


Chemische Trocknung

Pflanzenöle + Alkydharze

Verfestigung des Druckfarbenfilms ausschliesslich durch  oxydative Trocknung.
Durch die Sauerstoff- Aufnahme wird eine Verkettung der ungesättigten pflanzlichen Öle und Alkydharze eingeleitet.

Folien-Farbe → ausschliesslich durch Oxydation trocknend

Leinöl

  • gute Pigmentbenetzungseigenschaften
  • sehr gutes oxydativ trocknendes Potential
     
  • schlechtes Nebelverhalten
  • langsames Wegschlagen
     
  • Aufgrund der oxydativ trocknenden
    Eigenschaften überwiegender Einsatz im Bogenoffset.
     

Kombinierte Trocknung
physikalisch und oxydativ

Pflanzen- und Mineralöl  +  Pflanzliche und Kunst-Harze

Verfestigung dank Einschlagen/ Fixation und Härtung des Druckfarbenfilms durch oxydative Trocknung.
Durch die Sauerstoff- Aufnahme wird eine Verkettung der ungesättigten pflanzlichen Öle und Alkydharze eingeleitet.

Bogenoffsetfarbe → gegenwärtig die Mehrheit
 

Trocknung durch UV-Strahlung

Die Bindemittel von UV-härtenden Druckfarben sind nicht vergleichbar mit Bindemitteln von konventionellen Offsetdruckfarben.

Neben den bekannten Pigmenten bestehen UV-Farben zur Hauptsache aus Monomeren oder Polymeren, reaktionsfähige Moleküle (Radikale), die sich zu molekularen Ketten oder Netzen zusammen verketten. Um diese chemische Reaktion in Gang zu setzen, bedarf es Energie (UV-Strahlung oder Elektronenstrahlung).

In den UV-Farben erregt ein Fotoinitiator die Moleküle, welche ihrerseits zu Ketten polymerisieren. Nach der Bestrahlung ist der Prozess der Verkettung der Moleküle abgeschlossen. Der Farbfilm ist hart.

Der Grad der Härtung hängt von der Stärke und des Alters der Lampe ab.
 

Lichtechtheit von Offsetfarben

Was versteht man unter Lichtechtheit?

Darunter versteht man:
Die Widerstandsfähigkeit von Farben gegenüber der Einwirkung von Licht ohne direkten Einfluss der Witterung

Die Lichtechtheit wird nur im Vollton bestimmt !

Sonnenlicht mit seinem hohen UV- Anteil hat auf viele Materialien eine stark zersetzende Wirkung.

In der Lack und Textilindustrie wird der Grad der Lichtechtheit mit der Wollskala (Blau-Maßstab) gemessen.

Wie werden die Lichtechtheitsstufen ermittelt?

Es werden acht blaue Wollstreifen mit Textilfarbstoff eingefärbt, deren Lichtechtheit genau festgelegt ist. Ein Teil der Druckprobe und ein Teil der Wollstreifen werden abgedeckt. Die Druckkprobe und Wollstreifen werden belichtet. Sobald eine Veränderung des nicht abgedeckten Druckes zum abgedeckten Druck erkennbar ist, im Vergleich mit den belichteten Wollproben, wird die Lichtechtheitsstufe nach Wollskala ermittelt.

1=  sehr gering 5=  gut
2=  gering 6=  sehr gut
3=  mässig 7=  vorzüglich
4=  ziemlich gut 8=  hervorragend

Die Pigmente bestimmen die Lichtechtheit

Alle organischen Pigmente verändern sich unter dem Einfluss von Licht mehr oder weniger stark und schnell. Dabei wird diese Veränderung u.a. durch die Konzentration, die physikalische Zustandsform des Pigments und nicht zuletzt durch die umhüllenden Bindemitteln beeinflusst.

Pigmente mit hoher Beständigkeit sind in der Regel recht teuer. Schon aus diesem Grunde sollte sich der Praktiker überlegen, welche Lichtechtheit er für seine jeweilige Druckarbeit wirklich benötigt.

Lichtechtheitsstufen

Lichtechtheitsstufe Sommer Winter
Stufe 3 4-8 Tage 2-4 Wochen
Stufe 4 2-3 Wochen 2-3 Monate
Stufe 5 3-5 Wochen 4-5 Monate
Stufe 6 6-8 Wochen 5-6 Monate
Stufe 7 3-4 Monate 7-9 Monate
Stufe 8 über 1½ Jahre

Echtheiten von Offsetfarben

Sprit / Alkohol         

+ / o

Nitro

+ / o

Alkali

+ / o

Lacklösemittel-Echtheit (Sprit & Nitro)

Die Beständigkeit gegen Lacklösemittel ist notwendig, wenn der Druck laminiert oder UV-lackiert werden soll.

Zur Prüfung der Spiritus-Echtheit wird Ethanol, und zur Prüfung der Nitro-Echtheit ein Lösungsmittel-Gemisch verwendet , das aus folgenden Lösungsmitteln besteht:

30 Vol.-% Ethylacetat

10 Vol.-% Ethylglykol

10 Vol.-% Aceton

30 Vol.-% Ethanol

20 Vol.-% Toluol

Der Druck gilt als lösemittelecht, wenn er unter Prüfbedingungen weder ausblutet noch eine Veränderung im Farbton zeigt.

Alkaliechtheit

Unter Alkaliechtheit einer Offsetfarbe versteht man die Widerstandsfähigkeit einer Normdruckprobe gegen verdünnte Natronlauge vorgeschriebener Konzentration. Die Alkaliechtheit des Druckes wird z.B. bei Flaschenetiketten, Waschmittelpackungen und bei der Inline-Lackierung mit Dispersionslacken verlangt.

Geprüft wird mit einer wässrigen 2,5%-igen Natronlauge.
Ein Druck gilt als alkaliecht, wenn er unter den Prüfbedingungen weder ausblutet noch eine Veränderung der Farbtönung zeigt.

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