Die Vielseitigkeit wasserbasierter Druckfarben: gestern – heute – morgen

Übersicht Geschichte wasserbasierter Druckfarben Zusammensetzung wasserbasierter Druckfarben Druckverfahren und Produkt-Bandbreite Vorteile wasserbasierter Druckfarben Zusammenfassung und Fazit

Übersicht Geschichte wasserbasierter Druckfarben Zusammensetzung wasserbasierter Druckfarben Druckverfahren und Produkt-Bandbreite Vorteile wasserbasierter Druckfarben Zusammenfassung und Fazit

Geschichte wasserbasierter Druckfarben Evolution Anwendungen 1890 Anilin-Druckfarben (Lösemittelbasierend) Einwickelpapier 1938 Erste wasserbasierte Druckfarben auf protein-basierenden, natürlichen Harzen Karton und Papiersäcke 1950 Beginn der Polymerchemie: Chemisch modifizierte Naturharze Karton und Papiersäcke 1980 Beginn der Acrylatchemie: Harze und Dispersionen Karton und Papiersäcke Gesetzliche Emissions-Vorgaben: verstärkter Bedarf für wasserbasierte Druckfarben Einwickelpapier, Geschenkpapier, Brief- umschläge, Servietten, Bäckerbeutel, einfachere flexible Lebensmittelverpackungen 1990 2015 Selbstvernetzende und Hybrid-Systeme Hochqualitativer Foliendruck

Wasserbasierte Druckfarben heute Aktuelle Anwendungsbeispiele wasserbasierter Druckfarben Flexodruck: Tiefdruck: Bildquelle: Follmann GmbH & Co. KG Bildquelle: Doneck Network

Wasserbasierte Druckfarben zukünftig Lebensmittelverpackungen Tiefkühlkost Folien-Verbundverpackungen Inline Corona Hybrid-Systeme Feinere Rasterwalzen PU-Chemie Rakelmesser Selbstvernetzende Dispersionen Verbesserte Trockner Technische Maschinen-Parameter Formulierung der Druckfarben Bildquelle: Doneck Network

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Zusammensetzung wasserbasierter Druckfarben 2-8 % 30-50 % 10-30 % 5-15 % Additive Wasser Verschnitt Bindemittel Basis Pigment

Pigmente wasserbasierter Druckfarben Ruß Titandioxid Organische Pigmente Magenta PR 57:1 Cyan PB15:3 Yellow PY 13 Litholpigment Kupfer(II)phthalocyanin Azopigment Bildquelle: Flint Group The colourant of the printing ink is based on organic or inorganic pigments. The pigments are per definition insoluble in the medium in which they are used and they must therefore be dispersed in a ”carrier” (binder). Organic pigments can be of threee types: Pigmentary colours are pigments in their own right, being water insoluble compounds which happen because of their constitution to be coloured. These group represent the largest. Metal salt pigments are derived from coloured water soluble organic compounds, dyes, which have ben converted into insoluble salts. Lakes as used in the textile industry are similar to the metal salt pigments. The pigments can be classified into following types: The inorganic pigments used are primilary opaque white and carbon black. Fillers like calcium carbonate can be used as extender of inks. Due to the particle size, hardness of fillers and stability in the ink, especially with opaque white,the trend is to leave these out from the ink formulation. The degree of whiteness of the substrate will Have impact on the need for opaque white and fillers. The organic pigments represented by organic compounds of arylamides, azo, phtalocyanines etc. The organic pigments used are transparent or semi transparent and have various resistance properties based on their chemistry.

Weitere Komponenten wasserbasierter Druckfarben Bindemittel Additive Acrylat oder Styrol-Acrylat- Copolymere PU- sowie Hybrid- Dispersionen Wachse Netzmittel Entschäumer Verzögerer Konservierungsmittel

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Druckverfahren Flexodruck Tiefdruck Beide Druckverfahren decken eine große Bandbreite verschiedenster Anwendungsfelder mit spezifischen Druckfarbenserien ab. Waterbased ink systems are processed mainly in the flexo and gravure. I would like at this point to point out that there are a variety of application areas for each procedure and to a wide variety of applications with an even greater number of ink series.

Anwendungsfelder Flexodruck Pre-print Post-print Wellpappe Papier Tissue Kunststoff- und Metallfolien Bäckerbeutel Papiertüten Zeitungen Servietten Tischdecken Küchentücher Hygienepapier Plastiktüten Flexible Verpackungen Bildquelle: „Technik des Flexodrucks“, 4. Auflage, DFTA und Prof. K.-H. Meyer One of the major application areas for aqueous printing inks is the corrugated board printing. Here the inks are for the pre - as well as for the post-print – a generally suitable water based ink systems for all absorbent substrates such as paper and tissue. In the paper area, there are a variety of end applications such as paper bags and newspapers, but also applications regulatory differently considered need to be, such as bakers bags and muffin cups. When printing by tissue we distinguish different application areas such as E.g. napkins, kitchen towels, table cloths, but also toilet papers. All applications must meet different criteria of resistances so that there are a variety of ink systems in the market. Printing on film are becoming more and more important. Some years ago the printing of PE was just possible, but nowadays there are printed a lot of flexible packaging as mono films as well as laminates.

Anwendungsfelder Tiefdruck Möbelfolien Fußboden/Laminat Dekordruck Geschenkpapier Tapete Papier/Vlies Vinyl Bildquelle: „Technik des Flexodrucks“, 4. Auflage, DFTA und Prof. K.-H. Meyer We have a large portfolio that can be used in gravure printing. The largest amounts are required today in the field of furniture foils. Also wrapping paper and wallpaper are mainly in gravure printing. Waterbased systems can be used very well for the printing of aluminium foil. Since there are even subgroups in each of the applications listed here you can perhaps imagine how many exist different types of waterbased inks on the market.

Primer & Lacke Primer Effektlacke Funktionslacke Matt- und Glanzlacke Anti-Rutschlacke Barrierelacke Do not ignore the area should remain primers and coatings. Some substrates to be coated with waterbased primer before printing. A large portfolio for Coatings is available on the market. I will mention here only briefly on the most common such as glossy and matt lacquers with those effects are to be achieved. There are still the function coatings like E.g. antislip coatings.

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Große technische Bandbreite Saugende Bedruckstoffe Nichtsaugende Bedruckstoffe Wasserbasierte Druckfarben sind gekennzeichnet durch hervorragende Fortdruckeigenschaften und Druckqualität sowie Kosteneffizienz. Traditionelle Limitierungen werden überwunden: Hochgeschwindigkeits- Druck, chemische Beständigkeit. Sie können vorteilhaft in Kombination mit anderen Farbsystemen und Drucktechnologien für vielfältige Anwendungsfelder genutzt werden. Marktanforderungen bezüglich der technischen Performance werden erreicht, z. B. Druckgeschwindigkeit, Beständigkeiten, Verbundfestigkeiten. Wasserbasierte Druckfarben fassen als ergänzende Technologie in diesem Bereich Fuß. Charakteristisch für diese Technologie sind hohe Farbstärken. Daher können geringe Schichtdicken mit den damit verbundenen Vorteilen gedruckt werden.

Soziale und ökologische Nachhaltigkeit Umweltprofil Arbeitsplatzsicherheit Sehr niedrige VOC Emissionen. Geringer Wasserverbrauch durch effiziente Schmutzwasserauf- bereitung. Die Entwicklung biobasierter Monomere schreitet voran und wird künftig die Abhängigkeit von Rohöl basierten Rohstoffen reduzieren. Wasserbasierte Druckfarben sind nicht brennbar und benötigen daher keine diesbezüglichen Arbeitsschutzmaßnahmen. Der Lösemittelgehalt ist auf ein Minimum reduziert - keine Überwachung der Beschäftigten bzgl. der Lösemittel-Exposition notwendig.

Wettbewerbsfähiges Gesamtkosten-Profil Emissions- überwachungs- kosten Versicherungs-kosten Verdünnungs-mittelkosten Abfall- entsorgungs-kosten Farbkosten Investitions-kosten

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Zusammenfassung und Fazit Wasserbasierte Druckfarben gewinnen zunehmend an Bedeutung: Moderne Rezeptierungen der Druckfarben und angepasste technische Parameter im Druck eröffnen eine große Anwendungsbreite. Wasserbasierte Druckfarben entsprechen der EuPIA Exclusion Policy und erfüllen - wo notwendig - regulatorische Vorgaben für Lebensmittelverpackungen. Die wichtigsten Druckverfahren sind der Flexo- und Tiefdruck mit einer großen Produkt- Bandbreite, inklusive Lebensmittel-Verbundverpackungen. Wasserbasierte Druckfarben haben ein positives Umweltprofil. Durch ihre Zusammensetzung ist die Handhabung wasserbasierter Druckfarben unkritisch. Sie bieten ein wettbewerbsfähiges Gesamtkostenprofil.

Zusammenfassung und Fazit  Wasserbasierte Farben sind dank ihrer Stärken bereits heute weit verbreitet. In Zukunft werden sie ihren berechtigten Platz in jeder Anwendung finden. Bildquelle: ACTEGA Colorchemie