DD149222A1 - Verfahren zur haertung von druckfarben und finishlackierungen zur herstellung von dekorfolien und anderer produktion - Google Patents
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Abstract
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die bei der konventionellen Farbtrocknung bestehenden Probleme, wie z.B. Loesungsmittelrueckgewinnung (Tiefdruck), ungleiche Farbtrocknung, hoher Energie- und Materialaufwand (Trocknungseinrichtungen), komplizierte Bahnfuehrung und Qualitaetsprobleme zu eliminieren. Dadurch ergibt sich die Aufgabe, die Haertung von modifizierten Farben und Finishlacken durch Einsatz einer Elektronenstrahlquelle zu realisieren. Das Wesen der Erfindung beruht auf der Vernetzung der in den Druckfarben und sonstigen Finishlacken enthaltenen vernetzbaren Substanzen(z.B. Akrylaten). Diese vernetzbaren Substanzen enthalten Mehrfachbindungen, die durch Einwirkung freier Elektronen bestimmter Energie (mehr als 79 kcal/mol) zerstoert werden und zur Bildung freier Radikale fuehren. Freie Radikale sind reaktive Zwischenprodukte, die die Vernetzung und damit die Haertung ausloesen. Fuer eine gute Haertung ist Inertgasatmosphaere erforderlich. Die Anwendungsgebiete betreffen bei Einsatz modifizierter Farben und Lacke alle Druckverfahren sowie Beharzungs- und Durchtraenkungsverfahren.
Description
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Verfahren zur Härtung von Druckfarben und Finishlackierungen zur Herstellung von Dekorfolien und anderer Produktion
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Härtung von Druckfarben in den'llauptdruckverfahren Hoch-, Tief- und Flachdruck und sowohl Finishlackierungen als auch Durchtränkungen zur Herstellung von bedruckten Dekorfolien.
Eb ist allgemein bekannt, daß der Tiefdruck zu den direkten Druckverfahren zählt. Tiefdruckfarben trocknen durch Verdunsten der in ihnen enthaltenen Lösungsmittel Toluol oder Äthanol. Zur Beschleunigung der Verdunstung der Lösungsmittel, um höhere Druckgeschwindigkeiten zu erreichen, durchlauft die bedruckte Bahn die in den LIaschinen vorhandenen Trocknungseinrichtungen. Die Farbtrocknung muß beim Mehrfarbendruck zwischen den einzelnen Druckwerken erfolgen, um Klebeerscheinungen und Abschmieren während des Maschinendurchlaufs zu vermeiden. Als Folge der Verdunstung entsteht auf der Bedruckstoffbahn ein mit hohem Lösemittelanteil angereichertes Luftgemisch, das aufgerissen und abgesaugt werden muß.
Die Zerstörung dieses Lösungsmittel-Luftgemisches erfolgt durch Aufblasen vorgewärmter Trockenluft. Höhere Druckgeschwindigkeiten bedingen folglich auch größere Luftmengen, da die Trockenzeit verringert wird. Um eine Ausbreitung der gesundheitsschädlichen und leicht entflammbaren Lösungsmittel im Drucksaal zu verhindern, werden moderne Maschinen
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verkapselt, was sich nachteilig bei Reparaturen oder Reißern des Bedruckstoffes auswirkt. Eingebaute Absaugvorrichtungen führen die Lösungsmitteldänpfe zur weiteren Behandlung zur Lösungsmittelrückgewinnung oder Verbrennungsanlage.
Im Hoch- und Flachdruck v/erden lösungsmittelfreie Druckfarben eingesetzt, deren Trocknung im wesentlichen in zwei Phasen verläuft. Die sogenannten Setfarben bestehen aus einem Bindemittel mit drei Komponenten:
hochmolekulares Kunstharz
niedrigviskoses Öl
mit oxydativ trocknenden Fettsäuren modifiziertes Kunstharz
Das niedrigviskose Öl flringt durch Penetration in die Poren des Druckpapiers ein und die dadurch ihres Lösungsmittels beraubten hochmolekularen Kunstharze liegen als zähes GgI auf der Druckträgeroberfläche. Dieser Vorgang verläuft je nach Saugfähigkeit des Papiers in wenigen Sekunden und hinterläßt einen wischfesten Farbfilm. In den folgenden Stunden nach dem Drucken nimmt das modifizierte Kunstharz unter katalytischem Einfluß von Trockenstoffen Luftsauerstoff auf. Die Doppelbindungen der Fettsäurerestketten werden aufgespalten und die Loleküle vorn Sauerstoff brückenartig verbunden. Am Ende des Trocknungsprozesees liegt'eine flächig orientierte, stark vernetzte und sehr widerstandsfähige Bindemittelhaut vor, die die Pigmente fest und geschützt am üruckträger festhält.
Für gegenwärtig erreichte Druckgeschwindigkeiten treten neben hohem Energie- und Materialaufwand auch Qualitätsprobleme (komplizierte Bahnführung, Temperatureinwirkung auf den Bedruckstoff, Passerdifferenzen u.a.) für die durch die konventionelle Trocknung erforderliche Ausdehnung der Trockenstrecken in Länge und besonders in der Höhe auf. Bei Finishlackierung und Verharzung von Dekorfolien v/erden die üblichen Verfahren, sowohl die Wärmehärtung als auch die UV-Härtung angewendet. Für die Wurmehärtung sind gegenwärtig noch sehr lange Strecken notwendig. Außerdem wird die zugeführte Energie nur zu etwa 20-30 fo genutzt. Die Härtung durch
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Anwendung von UV-Strahlung basiert, auf das Vorhandensein sehr genau dosierter Anteile von Photoinitiatoren und Beschleuniger, welche den Lacken> und -Harzen beigemischt v/erden. Außerdem härtet bei diesem Verfahren die Schicht nicht gleichmäßig durch.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, vernetzende Tiefdruckfarben und andere, vorv/iegend in der Dekorproduktion aufzubringende Finishlackierungen und Verharzungen, durch Einwirkung von Elektronen zu vernetzen und damit eine Härtung dieser Farben und Schichten zu erzielen.
Erfindungsgernäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß nach jedem Übertragungsvorgang von Farbe vom gravierten oder geätzten Druckformzylinder auf den Bedruckstoff bzw. von Finishlacken auf die Dekorfolie bzv/. von Verharzungen der Dekorfolie eine Elektronenstrahlkanone folgt, die die aufgäbe hat, durch Aussendung freier Elektronen in der Farbe oder in . anderen BeSchichtungsmaterialien freie Radikale zu bilden (Zerstörung der enthaltenen IJehrfachbindungen durch Energiezufuhr) und damit die Härtung der Schichten zu ermöglichen. Der Elektronenstrahl v/ird so aufgefächert, daß die gesamte . Papierbahnbreite bestrahlt wird und damit eine gleichmäßige Härtung gewährleistet wird.
Für eine gute und sofortige Härtung der oberflächennahen Bereiche ist es erforderlich, die freien Elektronen in Inertgasatmosphäre auf die vorher bedruckte bzv/. beschichtete oder verharzte Bahn zu lenken, um die Bindung der in den Färb-, Lack- und Harzsubstanzen gebildeten freien Radikale mit dem in der Luft befindlichen Sauerstoff weitest&ehend zu verhindern.
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Im Innern der Beschichtungsmaterialien erfolgt bei Durchdringung der gesamten Schichtdicke eine gleichmäßige Härtung. , Die Beschleunigungsspannung der Elektronen ist deshalb in Abhängigkeit von der Dichte der BeSchichtungssubstanz, der Schichtdicke und der Druckgeschwindigkeit zu wählen. Zur Erzielung einer guten Endhärtung und einer verbesserten Farbqualität .(Lichtechtheit, Abriebverhalten u.a.) ist am Ende der Druckmaschine bzw. der BeSchichtungsanlage die Beschleunigung der Elektronen so zu wählen, daß die gesainte Schicht, beim Mehrfarbendruck aus mehreren Farbschichten bestehend, von den freien Elektronen durchdrungen wird.
1. Eine Tiefdruckrotationsmaschine wurde xiach dem ersten Druckwerk mit einer freie Elektronen emittierenden quelle versehen. Entsprechend der Druckge.schwindigkeit von 300 m/min und der für die Farbübertragung notwendigen Näpfchentiefe von maximal 35M .wurde die.bedruckte Papierbahn mit Elektronen der Beschleunigungsspannung von 30 KeV bei einem Strahlstrom von 25 mA behandelt. Unmittelbar nach dieser Behandlung war eine gute Härtung dor Farbschicht festzustellen.
2. Eine Zeitschrift wurde 4/4-farbig horgocteilt.
Nach jedem Druckwerk wurde die aufgetragene Farbschicht durch Elektronenstrahlung bei einer Druckgeschwindigkeit von 35O m/min und einer Beschleunigungsspannung von 30 KeV bei einem Strahlstrom von 25 mA ausgehärtet. Am Ende wurde eine Nachhärtung durch eine weitere Behandlung der Farbschihct mit Elektronenstrahlung einer Beschleunigungsspannung von 50 KeV bei einem Strahlstrom von 25 mA erreicht,
3. Eine Mikrofolie-Dekorpapier bis 40 g/m wurde nach dem
Druck mit einer Finishlackierung versehen. Der dafür eingesetzte Laci: wurde mit freien Elektronen, Parameter siehe Beispiel 1, ausgehärtet. . .
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4. Eine bedruckte Dekorfolie wurde verharzt. Die mit Harz getränkte Dekorfolie wurde so bestrahlt, daß die Elektronen (Beschleunigungsspannung 50 KeV, Strahlstrom 25 inA) die Schichten voll durchdringen konnte. Ohne v/eitere Behandlung war die Harzschicht auf beiden Seiten gehärtet.
Claims (2)
- -e- 215076Erfindungsanspruch1. Verfahren zur-Härtung von Farben, insbesondere Tiefdruckfarben und ande.ven Schichten, gekennzeichnet dadurch, daß die Bildung freier Radikale in den bestrahlten Farben und Schichten durch homogene Behandlung mit energiereichen, ionisierenden Strahlen, insbesondere mit Elektronenstrahlen initiiert wird und damit die Härtung ausgelöst wird.
- 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Farben und andere in der Dekorherstellung verwendeten Schichten wie Lacke und Harze Mehrfachbindungen enthalten, damit diese durch Einwirkung energiereicher ionisierender Strahlung zur Polymerisation und damit zur Härtung fähig sind.
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