Eigenschaften lösemittelbasierter Tiefdruckfarben und ihre Beziehung zum Druck

Lösemittelbasierte Tiefdruckfarben bestehen aus Pigmenten, Harzen, Additiven und einem erheblichen Anteil an Lösemitteln, wodurch die Farbe relativ dünnflüssig ist. Der Trocknungsprozess lösemittelbasierter Tiefdruckfarben erfolgt durch Verdunstung, was sie für den Druck auf Papier, Folien, Aluminiumfolie und anderen Materialien geeignet macht. Da Tiefdruckmaschinen mit hoher Geschwindigkeit arbeiten und eine dicke Farbschicht auftragen, ist es wichtig, den Einfluss von Farbeigenschaften wie Thixotropie, Fließfähigkeit, Viskosität und Trocknungsgeschwindigkeit auf die Druckqualität zu verstehen. Dieses Wissen ist entscheidend für die Verbesserung der Qualität von Druckerzeugnissen.

Thixotropie

Thixotropie bezeichnet die Änderung der Fließeigenschaften von Farbe unter dem Einfluss äußerer Kräfte. Konkret ist es das Phänomen, bei dem eine Suspension oder Dispersion beim Rühren dünnflüssiger wird und beim Stehenlassen wieder dickflüssiger wird.

Im Allgemeinen haben hochwertige Farben eine geringe Thixotropie, sodass sie direkt auf der Maschine ohne besondere Behandlung verwendet werden können. Farben ohne Thixotropie neigen jedoch zur Sedimentation, was nicht ideal ist. Im Allgemeinen haben weiße, gelbe und cyanfarbene Farben eine geringe Thixotropie, während magentafarbene und schwarze Farben eine höhere Thixotropie aufweisen.

Die Thixotropie von Farben wird durch folgende Faktoren beeinflusst:

 1. Eigenschaften des Pigments: Beispielsweise haben mit Ozon behandelte Rußpigmente eine deutlich geringere Thixotropie als unbehandelte.
 2. Pigmentpartikelgröße: Kleinere Pigmentpartikel führen zu geringerer Thixotropie, während größere Partikel eine höhere Thixotropie verursachen.
 3. Pigmentmenge: Größere Pigmentmengen können eine Koagulation zwischen Pigmentmolekülen verursachen, was die Thixotropie erhöht.
 4. Molekulargewicht des Harzes: Farben mit Harzen hohen Molekulargewichts, aber niedrigen n-Heptan-Werten neigen zu höherer Thixotropie und umgekehrt.
 5. Pigmentbenetzbarkeit: Farben mit besserer Benetzbarkeit der Pigmente haben im Allgemeinen eine geringere Thixotropie. Einige Farbenhersteller dispergieren Pigmente bei der Herstellung von schwarzen Farben vor, um die Benetzbarkeit zu verbessern und die Thixotropie zu reduzieren.
Für lösemittelbasierte Tiefdruckfarben ist ein angemessenes Maß an Thixotropie erforderlich. Ist die Thixotropie zu hoch, kann die Farbe eine schlechte Verlaufseigenschaft, Probleme bei der Viskositätskontrolle und Druckfehler wie Sprenkelung oder Orangenschalenbildung aufweisen. Ist die Thixotropie zu niedrig, kann die Punktzunahme zunehmen, wodurch Text und Linien dicker erscheinen.

Fließfähigkeit

Die Fließfähigkeit lösemittelbasierter Tiefdruckfarben ist eine umfassende Widerspiegelung von Faktoren wie relativer Dichte, Viskosität, Thixotropie und Kohäsion. Um eine optimale Fließfähigkeit zu erreichen, muss die Farbe eine geeignete Viskosität, gute Pigmentbenetzbarkeit und eine ausgewogene Pigmentkonzentration aufweisen, während die Thixotropie minimiert wird.

Bei der Prüfung der Fließfähigkeit von Farbe ist neben der Messung der Fließzeit mit einem Becher Nr. 4 oder Zahn Nr. 3 auch die Menge der an der Becherwand verbleibenden Farbe im Vergleich zur ausgeflossenen Menge wichtig. Bei fester Viskosität gilt: Je kleiner das Verhältnis von zurückgehaltener Farbe zu ausgeflossener Farbe, desto besser die Fließfähigkeit.

Ist die Fließfähigkeit der Farbe schlecht, treten wahrscheinlich Druckfehler wie ungleichmäßige Farbübertragung oder Druckfehler auf.

Viskosität

Die Viskosität in lösemittelbasierten Tiefdruckfarben steht in engem Zusammenhang mit der Fließfähigkeit, und die Aufrechterhaltung der richtigen Viskosität ist entscheidend für eine effektive Farbübertragung. Obwohl viele Faktoren wie Harztyp, Farbhaftung, Druckgeschwindigkeit, Druck, Substratmaterial und Umgebungsbedingungen die Farbübertragung beeinflussen, bleibt die Viskosität ein kritischer Faktor. Die Beziehung zwischen Viskosität und Übertragungsrate ist im folgenden Diagramm dargestellt.

Faktoren, die die Viskosität in lösemittelbasierten Tiefdruckfarben beeinflussen, sind:

 1. Viskosität der Harzlösung: Höhere Harzviskosität erhöht die Farbviskosität und umgekehrt.
 2. Pigment-Harz-Kompatibilität: Wenn Pigmente mit dem Harz reagieren und eine Koagulation verursachen, erhöht sich die Viskosität der Farbe.
 3. Lösemittel- und Dispergiermittel-Kompatibilität: Wenn Lösemittel die Dispergiermittel in jedem Verhältnis verdünnen, verringert sich die Viskosität der Farbe.
 4. Temperatur: Niedrigere Temperaturen erhöhen die Farbviskosität, während höhere Temperaturen sie verringern.
Niedrige Viskosität in lösemittelbasierten Tiefdruckfarben kann zu Problemen wie Nadelstichen, ungleichmäßiger Farbdeckung, rauen Stellen oder schlechter Haftung führen, was Druckfehler verursacht. Auf glatten Oberflächen kann die Farbhaftung schwach sein, und auf Papiersubstraten kann Pulverisierung oder Abblättern auftreten.

Umgekehrt kann hohe Viskosität Probleme wie Kratzer, Farbausbluten, Plattenfluten und Orangenschalenfehler verursachen.

Fazit

Bei der Entwicklung und Herstellung lösemittelbasierter Tiefdruckfarben ist es entscheidend, kompatible Pigmente, Harze und Lösemittel auszuwählen, um die gewünschte Anfangsviskosität zu erreichen. Drucker sollten geeignete Lösemittelmischungen verwenden, vorzugsweise vom Originalfarbenhersteller bereitgestellt, um die Farbe auf die optimale Arbeitviskosität für den Druck einzustellen. Dies gewährleistet hochwertige Druckergebnisse.

Darüber hinaus wird die Farbviskosität auch von der Druckgeschwindigkeit beeinflusst. Typischerweise erfordern schnellere Druckgeschwindigkeiten eine niedrigere Farbviskosität, um eine optimale Farbübertragung zu erreichen.

Lösemittelbasierte Tiefdruckfarben sind verdunstende Farben, das heißt, wenn Lösemittel aus dem feuchten Farbfilm verdunsten, geht er von flüssig in fest über. Die Geschwindigkeit, mit der Lösemittel verdunsten, beeinflusst direkt die Trocknungsgeschwindigkeit der Farbe.

Bei der Entwicklung und Herstellung lösemittelbasierter Tiefdruckfarben wird typischerweise eine Mischung aus mittel-, niedrig- und hochsiedenden Lösemitteln gewählt, um die Trocknungsanforderungen zu erfüllen. Falsche Harzauswahl, niedrige Erweichungspunkte, schlechte Lösemittelfreisetzung aus Harzen oder übermäßige hochsiedende Lösemittel können die Lösemittelverdunstung verlangsamen und zu Restlösemittel im ausgehärteten Farbfilm führen.

Bei der Formulierung lösemittelbasierter Tiefdruckfarben werden in der Regel zuerst Harze ausgewählt, gefolgt von Lösemitteln. Lösemittel mit ähnlichen Löslichkeitsparametern wie die zu lösenden Materialien lösen sich leichter und verdunsten schneller. Die Anwesenheit von Pigmenten verringert jedoch die Lösemittelverdunstungsraten, insbesondere wenn die Pigmente groß sind.

Darüber hinaus erhöhen Umweltfaktoren wie höhere Umgebungstemperatur, niedrigere relative Luftfeuchtigkeit und schnellere Luftzirkulation die Verdunstungsrate von Lösemitteln.

Häufige Druckprobleme, die durch unsachgemäße Trocknung verursacht werden, sind:

 1. Zu schnelles Trocknen der Farbe bei bestimmten Druckgeschwindigkeiten kann Plattenfluten, Kratzer, Farbaufhellung, schlechten Glanz und Verlaufsprobleme verursachen.
 2. Beim Mehrfarbdruck kann langsames Trocknen zu Rollenkleben oder Farbverschmieren während der nächsten Druckstation führen, was Druckfehler verursacht.
Die Verdunstungsrate von Lösemitteln in der Farbe hängt nicht nur von ihrem Siedepunkt, Dampfdruck und Verdampfungswärme ab, sondern auch von Faktoren wie Druckumgebungstemperatur, relativer Luftfeuchtigkeit, Luftstrom und Farbschichtdicke. Daher sollten die Lösemittelverdunstungsraten der Farbe je nach den unterschiedlichen Bedingungen angepasst werden.

Unter normalen Produktionsbedingungen sollten bei zu schnellem Trocknen der Farbe langsam trocknende Verdünner zugesetzt werden. Bei zu langsamem Trocknen sollten schnell trocknende Verdünner verwendet werden. Wo möglich, sollten Druckumgebungen zwischen 18-25°C kontrolliert werden, wobei die relative Luftfeuchtigkeit unter 65% gehalten wird, um die Farbperformance zu stabilisieren.