DE3536485A1

DE3536485A1 - Feuchtmittel fuer den offsetdruck

Info

Publication number: DE3536485A1
Application number: DE19853536485
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr Schmitt; Manfred Dr Urban
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 1985-10-12
Filing date: 1985-10-12
Publication date: 1987-04-16
Also published as: EP0219719A1; JPS6295292A; EP0219719B1; DE3668282D1; US4798627A

Description

Die Erfindung betrifft Feuchtmittel bzw. Feuchtmittelkonzentrate für den Offsetdruck. Im Offsetdruck wird sogenanntes "Feuchtwasser" benötigt, um im Druckvorgang während des Aufbringens der Druckfarbe auf die auf den Druckzylindern aufgespannten Druckplatten die Nichtbildstellen der Druckplatten frei von Druckfarbe zu halten. Hierbei ist es für die Qualität des Druckes erforderlich, daß das Feuchtwasser bzw. Feuchtmittel die Nichtbildstellen der Druckplatten gut benetzt und sich desweiteren mit der in den Bildbereichen aufgebrachten Druckfarbe richtig emulgiert. Derartige Feuchtmittel für den Offsetdruck bestehen im wesentlichen aus Wasser, dem üblicherweise geringe Mengen an modifizierenden Zusätzen wie pH-regulierende Substanzen, Feuchthaltemittel, Netzmittel, Filmbildner, Konservierungsmittel sowie gegebenenfalls mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel beigegeben sind.

Das Feuchtwasser wird üblicherweise vor dem Druckvorgang vom Drucker selbst zubereitet, wobei die modifizierenden Zusätze mittlerweile überwiegend in Form vorgefertigter, vom einschlägigen Fachbedarfshandel zur Verfügung gestellter Feuchtwasserzusätze oder Feuchtmittelkonzentrate vorliegen und nur noch in Wasser gegeben oder mit Wasser verdünnt werden müssen.

Für die im Offsetdruck einzusetzenden Feuchtmittel ist es überwiegend ein wesentliches Erfordernis, daß diese einen stabilen, im saueren Bereich liegenden pH-Wert, etwa zwischen pH 3 und pH 6, meist aber im Bereich zwischen pH 4 und pH 5,5, aufweisen. Dies wird normalerweise erreicht durch Puffersysteme auf Basis von Polycarbonsäuren bzw. Polyhydroxycarbonsäuren sowie deren Salze. Häufigstes Puffersystem ist Natriumcitrat/Zitronensäure.

Derartige Feuchtmittel können jedoch zu Korrosionserscheinungen an den mit ihnen in Berührung kommenden Teilen der Druckmaschinen führen, insbesondere an den Druckzylindern, die überwiegend aus Nickelmetall gefertigt sind oder eine Nickelbeschichtung aufweisen. Die Korrosionserscheinungen können sich hierbei in der Auflösung von Nickelmetall an den Zylinderoberflächen zeigen bis hin zu schweren Fällen von Lochfraß, vornehmlich in den Kontaktbereichen zwischen Druckplatten und Druckzylindern. Die Folge sind Dimensionsveränderungen, die die Qualität des Druckergebnisses negativ beeinflussen können, kürzere Standzeiten der Druckzylinder sowie verringerte Auflagen bis hin zu ernsten Schäden an den Druckmaschinen.

Dementsprechend hat es nicht an Versuchen gefehlt, die korrosiven Eigenschaften der Feuchtmittel durch die unterschiedlichsten Korrosionsinhibitoren zu reduzieren. So wurden den Feuchtmitteln beispielsweise organische Zinksalze wie Zinkgluconat und Zinkglucoheptonat, wasserlösliche anorganische Polyphosphate, Phenylarsonsäure und Derivate hiervon, Propargylverbindungen, Thioharnstoff und Derivate hiervon als Korrosionsinhibitoren zugesetzt. Gemäß der EP 1 08 883 soll sich durch den Zusatz von 1H-Benzotriazol die Korrosion deutlich vermindern lassen. Wie aber dort angegeben und in eigenen Versuchen bestätigt, ist die Inhibitorwirkung von 1H-Benzotriazol jedoch nur im relativ mild-saueren Milieu um pH 5 und höher einigermaßen ausreichend, bei Feuchtmitteln von niedrigerem pH-Wert jedoch ungenügend. Allen bekannten Korrosionsinhibitoren ist erfahrungsgemäß somit gemein, daß sie zwar einen gewissen Korrosionsschutz bewirken aber nicht, insbesondere nicht über einen breiteren pH-Bereich, die Korrosion vollständig unterbinden. Dies trifft insbesondere auch dann zu, wenn die Feuchtmittel mit demineralisiertem Wasser angesetzt wurden und einen pH-Wert von deutlich unter 5 aufweisen.

Es bestand in der Druckindustrie weiterhin ein besonderes Bedürfnis an Feuchtmitteln für den Offsetdruck mit zumindest deutlich reduzierten Korrosionseigenschaften.

Überraschend wurde nun gefunden, daß Feuchtmittel von an sich bekannter Zusammensetzung praktisch keinerlei Korrosionswirkung auf Nickelmetall zeigen, wenn sie einen Gehalt an Kupferionen aufweisen. Hierbei spielt, wie sich in zahlreichen Versuchen zeigte, die Menge an Kupferionen im gebrauchsfertigen Feuchtmittel keine wesentliche Rolle, sondern vielmehr die Tatsache ihres Vorliegens an sich.

Völlig unverhersehbar war, daß schon geringste Mengen an Kupferionen im gebrauchsfertigen Feuchtmittel, etwa in der Größenordnung um 0.1 ppm, eine erhebliche Reduzierung des Nickelabtrags bewirken. Desweiteren konnte festgestellt werden, daß eine Verstärkung der korrosionsinhibierenden Wirkung bei zusätzlicher Anwesenheit von Silikationen, etwa in der Größenordnung von 1-1000 ppm, eintritt.

Gegenstand der Erfindung sind somit Feuchtmittel bzw. Feuchtmittelkonzentrate für den Offsetdruck, die einen Gehalt an Kupferionen aufweisen.

Gegenstand der Erfindung sind weiterhin Feuchtmittel bzw. Feuchtmittelkonzentrate für den Offsetdruck, die darüberhinaus noch einen Gehalt an Silikationen aufweisen.

Gegenstand der Erfindung ist darüberhinaus ein Verfahren zur Verhinderung von durch Feuchtmittel verursachte Korrosionserscheinungen an Offsetdruckmaschinen, bei dem den zu verwendeten Feuchtmitteln bzw. ihren Konzentraten Kupferionen zugesetzt werden.

Durch den erfindungsgemäßen Zusatz von schon geringsten Mengen an Kupferionen, etwa in Form wasserlöslicher Kupfersalze, kann die korrosive Wirkung auf Nickelmetall aller im Offsetdruck verwendeten Feuchtmittel beliebiger Zusammensetzung drastisch reduziert bis praktisch gänzlich unterbunden werden. Als in jedem Falle effektiv haben sich Gehalte von 0.01-100 ppm, vorzugsweise 0,1-10 ppm an Kupferionen im gebrauchsfertigen Feuchtmittel erwiesen. So bewirkt beispielsweise ein Gehalt von nur 0,1 ppm an Kupferionen im gebrauchsfertigen Feuchtmittel eine Reduktion des Nickelabtrags um ca. 90% im Vergleich mit einem entsprechenden Feuchtmittel, das keinerlei Korrosionsinhibitoren enthält. Der aus der EP 1 08 883 bekannte Korrosionsinhibitor 1H-Benzotriazol bewirkt stattdessen in der um mehrere Zehnerpotenzen höheren Konzentration von 0,01% (100 ppm) nur eine Reduktion des Nickelabtrags um etwa 60%. Höhere Gehalte an Kupferionen im gebrauchsfertigen Feuchtmittel, etwa in der Größenordnung von 1-10 ppm, sind noch effektiver. Noch höhere Konzentrationen sind in der Regel aber nicht wirtschaftlich. Praktisch vollständig unterbunden wird der Nickelabtrag wenn das Feuchtmittel zusätzlich noch Silikationen, etwa in der Größenordnung 1-1000 ppm, vorzugsweise 10-500 ppm, enthält.

Die zur Korrosionsverhinderung erforderlichen Mengen an Kupferionen sowie gegebenenfalls an Silikationen können in Form entsprechender Salze den gebrauchsfertigen Feuchtmitteln üblicher Zusammensetzung vor dem eigentlichen Einsatz im Druckvorgang zugesetzt werden. Prinzipiell geeignet sind alle Kupfersalze, die problemlos wasserlöslich sind und im wäßrigen Medium Kupferionen freisetzen. Analoges gilt für die einzusetzenden Silikatverbindungen. Gut geeignete Kupfersalze sind beispielsweise Kupfersulfat, Kupfernitrat, Kupferacetat und Kupferchlorid. Bevorzugte Silikationenlieferanten sind etwa Alkalimetallsilikate wie Natronwasserglas und Kaliwasserglas.

Vorteilhaft und üblich ist die Zubereitung des Feuchtmittels unmittelbar vor dem Gebrauch im Offsetdruck aus entsprechenden Feuchtmittelkonzentraten und Wasser. Feuchtmittelkonzentrate sind üblicherweise konzentrierte wäßrige Lösungen, gelegentlich aber auch feste, pulver-, tabletten- bzw. pastenförmige Produkte, die die für Feuchtmittel im Offsetdruck erforderlichen Zusatzstoffe enthalten. Aus diesen Konzentraten werden die gebrauchsfertigen Feuchtmittel hergestellt durch Verdünnen bzw. Lösen in Wasser zu etwa 1-10-%igen, vorzugsweise 2-5-%igen Lösungen. Aufgrund der örtlich unterschiedlichen und häufig variierenden Brauchwasserqualitäten und deren erfahrungsgemäß schwer kalkulierbaren Einflüsse über die Feuchtmittel auf das Druckergebnis empfiehlt es sich, bei Zubereitung der Feuchtmittel aufbereitetes Wasser, vorzugsweise deminieralisiertes oder Wasser der Härte 8-12° dH, zu verwenden.

Die Feuchtmittelkonzentrate enthalten im allgemeinen in meist empirisch ermittelten, oft unterschiedlichen Anteilen die verschiedensten die Eigenschaften des Feuchtmittels steuernden Substanzen. Praktisch immer enthalten sie pH- Regulantien, die üblicherweise einen pH-Wert im Bereich von etwa 3-6, meist um pH 5 bewirken. Überwiegend werden Citratpuffer hierfür verwendet. Desweiteren können diese Konzentrate enthalten Feuchthaltemittel, meist auf Basis von Polyalkoholen wie Glycole, Glycerin, Sorbit, Hexit oder Polyglycole, Filmbildner wie Gummi arabicum, Netzmittel wie etwa kationenaktive, anionenaktive, nichtionogene oder amphotere Tenside, bevorzugt nichtionogene Tenside, sowie häufig auch Enthärtungsmittel beispielsweise Komplexbildner wie EDTA. Darüberhinaus enthalten diese Konzentrate zwecks Haltbarmachung meist noch handelsübliche Konservierungsmittel, die antimikrobiell und/oder antimykotisch wirken. Häufig enthalten derartige Feuchtmittelkonzentrate zwecks gleichmäßiger Lösung der unterschiedlichen Inhaltsstoffe noch lösungsvermittelnde Substanzen wie beispielsweise wasserkompatible organische Lösungsmittel, meist Alkohole wie Methanol, Ethanol oder Isopropanol.

Erfindungsgemäß können vorteilhaft nun auch solche Feuchtmittelkonzentrate mit den erforderlichen Quanten an Kupferionen bzw., falls erforderlich, auch an Silikationen zur Korrosionsverhinderung versetzt werden. In diesen Konzentraten beträgt der Gehalt an Kupferionen etwa 0,1-1000 ppm, vorzugsweise 1-500 ppm, und der Gehalt an Silikationen 10-10 000 ppm, vorzugsweise 100-5000 ppm. Typische erfindungsgemäße Feuchtmittelkonzentrate enthalten beispielsweise 5-15 Gew.-%, vorzugsweise um 10 Gew.-% Glycerin, 2-10 Gew.-%, vorzugsweise um etwa 5 Gew.-% Citratpuffer, 1-5 Gew.-%, vorzugsweise etwa 3 Gew.-% Gummi arabicum, etwa 1 Gew.-% Konservierungsmittel, 3-10 Gew.-%, vorzugsweise etwa 5 Gew.-% Isopropanol sowie 0,0001-0,05 Gew.-% Kupfernitrat (entsprechend etwa 1-500 ppm Kupferionen) und gegebenenfalls 0,01-0,5 Gew.-% Natriumsilikat (entsprechend etwa 100-5000 ppm Silikationen).

Der Fachwelt stehen nunmehr Feuchtmittelkonzentrate zur Bereitung von Feuchtmitteln für den Offsetdruck zur Verfügung, die durch den erfindungsmäßen Gehalt an Kupferionen praktisch keine Korrosionswirkung an den damit in Berührung kommenden Teilen der Offsetdruckmaschinen, insbesondere an den aus Nickelmetall gefertigten Druckzylindern, zeigen.

Beispiel 1

Ein Feuchtmittelkonzentrat wird bereitet aus
10 Gew.-% Glycerin
7,5 Gew.-% Zitronensäure
2 Gew.-% Natriumhydroxid
2 Gew.-% Gummi arabicum
5 Gew.-% Isopropanol
0,5 Gew.-% nichtionogenes Tensid (Ethylenoxid-Propylenoxid-Copolymer)
1 Gew.-% Fungizid
0,001 Gew.-% Kupfernitrat
Rest: demineralisiertes Wasser

Die Lösung hat einen pH-Wert von 4,0. Sie wird in Form einer 4%igen wäßrigen Lösung (in demineralisiertem Wasser) als Feuchtmittel in bekannter Weise im Offsetdruck angewendet.

Beispiel 2

Ein Feuchtmittelkonzentrat wird bereitet aus
25 Gew.-% Glycerin
5 Gew.-% Zitronensäure
1,3 Gew.-% Natriumhydroxid
1 Gew.-% Polypropylenglycol 3020
1 Gew.-% Polyethylenglycol 1000
0,5 Gew.-% nichtionogenes Tensid
1 Gew.-% Fungizid
0,001 Gew.-% Kupfernitrat
0,01 Gew.-% Natriumsilikat
Rest: demineralisiertes Wasser

Die Lösung hat einen pH-Wert von 4.0. Sie wird in Form einer 4%igen wäßrigen Lösung (in demineralisiertem Wasser) als Feuchtmittel in bekannter Weise im Offsetdruck angewendet.

Beispiel 2

Die Lösung hat einen pH-Wert von 4.2. Sie wird in Form einer 4%igen wäßrigen Lösung (in demineralisiertem Wasser) als Feuchtmittel in bekannter Weise in Offsetdruck angewendet.

Beispiel 3 Versuch:

Es wurde zunächst ein Feuchtmittelkonzentrat bereitet wie in Beispiel 1, jedoch ohne Kupfernitrat. Hieraus wurden dann eine Reihe von Feuchtmitteln in Form 4%iger wäßriger Lösungen hergestellt. Diesem Feuchtmittel wurden dann, zum Teil in unterschiedlichen Konzentrationen, erfindungsgemäße sowie bekannte Korrosionsinhibitoren zugesetzt.

In diese Probelösungen wurden dann Nickelrohre von 3 cm Durchmesser ca. 4 cm tief eingetaucht und über längere Zeit hinweg der Einwirkung der gerührten jeweiligen Lösung ausgesetzt.

Durch periodische Präzinsionsrückwägung der Nickelrohre sowie quantitative Bestimmung des Nickelgehaltes der Lösungen wurde als Maß für die Korrosivität der durchschnittliche Nickelabtrag in Gramm pro Quadratmeter und Tag ermittelt. Die nachfolgende Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse.

Tabelle 1

Die Ergebnisse mit den Lösungen Nr. 1 bis 4 zeigen, daß mit den bekannten Korrosionsinhibitoren eine Reduktion des Nickelabtrags um etwa 65% möglich ist.

Gegenüber der Feuchtmittelprobe ohne Korrosionsinhibitor (Nr. 1) führt der erfindungsgemäße Zusatz von Kupferionen (Lösungen Nr. 5 bis 8) zu einer Reduktion des Nickelabtrags um etwa 88-93%.

Die erfindungsgemäße Kombination von Kupferionen und Silikationen (Nr. 9) führt zu einer Reduktion des Nickelabtrags um 96%, während die Anwesenheit von Silikat alleine (Nr. 10) nur eine Reduktion um etwa 30% bewirkt.

Claims

1. Feuchtmittel bzw. Feuchtmittelkonzentrat für den Offsetdruck, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Kupferionen.

2. Feuchtmittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,01-100 ppm, vorzugsweise 0,1-10 ppm, an Kupferionen.

3. Feuchtmittelkonzentrat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,1-1000 ppm, vorzugsweise 1-500 ppm an Kupferionen.

4. Feuchtmittel nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt von 1-1000 ppm, vorzugsweise 10-500 ppm an Silikationen.

5. Feuchtmittelkonzentrat nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt von 10-10.000 ppm, vorzugsweise 100-5000 ppm an Silikationen.

6. Verfahren zur Verhinderung von durch Feuchtmittel verursachte Korrosionserscheinungen an Offsetdruckmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß man den zu verwendenden Feuchtmitteln bzw. ihren Konzentraten Kupferionen zusetzt.