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Effektpigmente in Druckanwendungen unterliegen anderen Anforderungen als Beschichtungen oder Kunststoffe. Die Schichtdicke im Tief- und Flexodruck wird in Mikrometern gemessen – typischerweise 2–8 µm pro Schicht –, was bedeutet, dass nur feinkörnige Pigmente mit dem Verfahren kompatibel sind. Ein 60 µm großes, perlmuttartiges Plättchen kann nicht durch eine Tiefdruckzelle gelangen, die für einen 5 µm dicken Farbfilm ausgelegt ist. Die Wahl der Partikelgröße ist daher die erste und wichtigste technische Entscheidung im Druckprozess und geht allen anderen Formulierungsüberlegungen voraus. Alle für Druckanwendungen genannten Kolortek-Produkte sind feinkörnige Pigmente, die innerhalb der jeweiligen Serie ausgewählt wurden – keine Komplettsortimente.

Die Druckindustrie steht unter dem Druck zweier Seiten: Nachhaltigkeit und Differenzierung. Im Hinblick auf die Nachhaltigkeit sehen sich lösemittelbasierte Tief- und Flexodruckfarben in der EU und Nordamerika zunehmenden VOC-Regulierungen ausgesetzt. Dies führt zu einer Neuformulierung hin zu wasserbasierten und UV-härtenden Systemen, die andere Anforderungen an die Pigmentverträglichkeit stellen als herkömmliche lösemittelbasierte Farbträger. Im Hinblick auf die Differenzierung fordern Markeninhaber und Verpackungsdesigner visuelle Effekte, die mit dem Standard-CMYK-Druckverfahren nicht reproduziert werden können – metallischer Glanz, Farbwechseleffekte, holografische Oberflächen und thermochrome Farben –, um im Regal Aufmerksamkeit zu erregen und Fälschungssicherheit zu gewährleisten, was mit konventionellen Druckverfahren nicht möglich ist.

Der Sicherheitsdruck stellt ein eigenständiges Segment innerhalb der Druckindustrie dar. Banknoten, Wertpapiere, Ausweisdokumente und Arzneimittelverpackungen erfordern sichtbare und verdeckte Fälschungsschutzmerkmale, die mit Standarddruckmaschinen nur schwer zu reproduzieren sind. Optisch variable Pigmente (OVPs), holografische Pigmente, Farbwechseltinten und thermochrome Systeme sind etablierte Bestandteile von Sicherheitstinten – und die gleichbleibende Qualität der Rohstoffe sowie die Chargendokumentation sind in diesem Segment ebenso wichtig wie die optische Leistung.

Kolortek-Lösungen für den Druck

Leitfaden zur technischen Formulierung

Partikelgröße und Prozessauswahl Ausgangspunkt für jede Effektfarbenformulierung ist die Bestimmung der maximal zulässigen Partikelgröße für den vorgesehenen Druckprozess. Im Tiefdruck werden typischerweise feine Korngrößen unter 15 µm benötigt – in der Praxis Korngrößen mit einem D97-Wert unterhalb der Tiefdruckzellentiefe des Zielzylinders. Im Flexodruck mit Standard-Rasterwalzenvolumina sind Korngrößen unter 20–25 µm im Allgemeinen verarbeitbar, dies muss jedoch anhand der spezifischen Rasterwalzenspezifikation überprüft werden. Der Siebdruck ist das flexibelste Verfahren für Effektpigmente und ermöglicht Korngrößen bis zu 60–80 µm, abhängig von der Maschenweite – ein 120-Mesh-Sieb kann größere Partikel verarbeiten als ein 200-Mesh-Sieb. Vor der Formulierung sollte die Partikelgrößenverteilung der jeweiligen Kolortek-Korngröße anhand der Prozessparameter überprüft werden.

Belastungsniveaus und Streuung Die Pigmentbeladung in Druckfarben ist typischerweise geringer als in Lacken – 2–8 Gew.-% in der fertigen Farbe sind ein üblicher Ausgangspunkt für Perlglanzeffekte im Tief- und Flexodruck, während bei Siebdruckfarben die Beladung je nach gewünschter Intensität und Pigmenttyp mit 5–15 % höher liegt. Eine höhere Beladung verstärkt den Perlglanzeffekt bis zu einem gewissen Punkt; danach verringert die Verdichtung der Pigmentplättchen den Glanz. Zur Dispersion sollte ein Rührwerk mit geringer Scherkraft – beispielsweise ein Paddel- oder Ankermischer – verwendet werden, um das Pigment ohne Bruch der Pigmentplättchen einzuarbeiten. Das Pigment sollte der Farbbindemittellösung erst nach der Herstellung des Basisharz-Lösemittel-Systems zugegeben werden, nicht während der Hochgeschwindigkeitsmahlung. Bei UV-härtenden Farbsystemen sollte das Photoinitiatorsystem auf Kompatibilität mit der Oberflächenchemie des Pigments ausgelegt sein – einige oberflächenbehandelte Pigmente reagieren mit bestimmten Photoinitiatoren und sollten daher vor der Anwendung geprüft werden.

Fahrzeug- und Substratkompatibilität Perlglanzpigmente auf Glimmerbasis sind im Allgemeinen mit Nitrocellulose-, Polyamid-, Polyurethan- und Acrylharzsystemen für Tief- und Flexodruckfarben sowie mit wasserbasierten Acryl- und Styrol-Maleinsäureanhydrid-Bindemitteln kompatibel. Auch UV-härtende Acrylatsysteme sind kompatibel. Bei wasserbasierten Drucksystemen sollte die Dispergierbarkeit des Pigments in wässrigen Medien geprüft werden – manche Pigmente benötigen ein Netzmittel oder eine Oberflächenbehandlung für eine stabile Dispersion in wasserbasierten Bindemitteln. Holografische und aluminiumbasierte Pigmente erfordern zusätzliche Kompatibilitätsprüfungen in wasserbasierten Systemen, da die Aluminiumschicht in holografischen Pigmenten mit stark sauren oder alkalischen Bindemitteln reagieren kann. Die Haftung auf dem Zielsubstrat – insbesondere Kunststofffolien – sollte stets unabhängig von der Pigmentauswahl geprüft werden, da das Bindemittel und nicht das Pigment der primäre Haftungsfaktor ist.

Anwendungsbeispiele

Beispiel 1: Hochwertige Kosmetikverpackung – Tiefdruck-Perlmuttfarbe Ein Hersteller von Spezialtinten entwickelt eine Perlglanz-Tiefdruckfarbe für den Druck auf Kosmetikfaltkartons. KT 100 Silberweiß, Feinkorn (D97) < 12 µm) wird zu 5 % in einem Nitrocellulose-Polyurethan-Tiefdruckmittel mit einer Viskosität von 25–30 Sekunden (DIN-Becher 4) dispergiert. Die Tinte wird mit einer Trockenfilmdicke von 3–4 µm auf einen beschichteten GD2-Karton aufgetragen. Unter normaler Verkaufsbeleuchtung ist auf dem fertigen Karton ein Perlglanz sichtbar, der einen erkennbaren Effekt innerhalb des Druckdesigns erzeugt, ohne dass eine separate Heißprägung oder Laminierfolienapplikation erforderlich ist. Die Farbanpassung zwischen verschiedenen Chargen wird durch die Angabe der Pigmentpartikelgrößenverteilung (D50 und D97) zusammen mit der Standard-Tintenfarbspezifikation sichergestellt.

Beispiel 2: Sicherheitsetikett – Thermochrome und farbwechselnde Elemente Ein Hersteller von Sicherheitsetiketten entwickelt eine Steuerbanderole mit zwei sichtbaren Fälschungsschutzmerkmalen: einem thermochromen Tintenelement, das sich bei Berührung von Rot zu Farblos verändert (Aktivierung durch Körpertemperatur), und einem im Siebdruckverfahren aufgebrachten Farbwechselelement mit Chromashift-Pigment, das je nach Betrachtungswinkel (0° und 45°) unterschiedliche Farben zeigt. Die thermochrome Tinte ist in einem wasserbasierten Siebdruckmedium mit einer Pigmentkonzentration von 8 % formuliert. Die Aktivierungstemperatur wurde anhand des produktspezifischen technischen Datenblatts (TDS) bestätigt. Das Chromashift-Element ist separat in einem transparenten, UV-härtenden Siebdrucklack mit einer Konzentration von 10–12 % formuliert und wird als punktuell gedrucktes Registerelement über dem Basisetikett aufgebracht.

Beispiel 3: Werbeartikel – Holografischer Siebdruck Eine Druckerei für Werbeartikel entwickelt einen Siebdruck mit Hologramm-Effekt für eine hochwertige Markenartikel-Serie. KT Holographic Pigments Fine Grade wird mit 12 % in einer Plastisol-Siebdruckbasis für den Textildruck und mit 10 % in einem wasserbasierten Acrylmedium für den Papier- und Kartondruck formuliert. Der holografische Regenbogen-Beugungseffekt ist am besten sichtbar, wenn die Farbe auf einen schwarzen oder dunklen Untergrund aufgetragen wird – die Druckspezifikation empfiehlt daher eine dunkle Grundierung. Die Maschenweite von 86 Mesh (34 Linien/cm) wurde gewählt, um die Größe der Hologramm-Partikel ohne Verstopfung des Siebs zu gewährleisten.

Warum Sie sich für Kolortek zum Drucken entscheiden sollten

Fertigungserfahrung und gleichbleibende Qualität Kolortek stellt seit über 20 Jahren Effektpigmente her. Insbesondere für Druckfarben ist die Chargenkonstanz der Partikelgröße ein entscheidender Qualitätsparameter – eine Abweichung des D97-Wertes zwischen den Chargen kann dazu führen, dass die Pigmentsorte mit einem Tiefdruckzylinder oder einer Rasterwalze, die mit der vorherigen Charge einwandfrei funktionierten, inkompatibel wird. Die Prozesskontrolle bei Kolortek konzentriert sich daher primär auf die Konsistenz der Partikelgrößenverteilung als Qualitätsmerkmal, nicht nur auf die Farbwirkung.

Verfügbarkeit in hoher Qualität über das gesamte Effektsortiment Die meisten Hersteller von Effektpigmenten bieten zwar feine Körnungen in Standard-Perlglanzkategorien an, jedoch nur wenige oder gar keine feinen Körnungen für Spezialeffekte – holografische, thermochrome, farbwechselnde und fluoreszierende Pigmente sind oft nur in gröberen Partikelgrößen erhältlich. Kolorteks druckorientiertes Produktsortiment umfasst feine Körnungen in allen wichtigen Effektkategorien und ermöglicht es Druckfarbenentwicklern, die gesamte Bandbreite an Effektarten innerhalb der Partikelgrößenbeschränkungen des Tief- und Feinsiebdrucks zu nutzen.

Technische Dokumentation und Support Partikelgrößenverteilungsdaten (D10, D50, D97), TDS, SDS und CAS-Nummern sind für alle Druckfarben verfügbar. Für Kunden, die Druckfarben für Lebensmittelverpackungen entwickeln, stellt das technische Team von Kolortek Daten zur chemischen Zusammensetzung bereit, um den Konformitätsbewertungsprozess des Druckfarbenherstellers zu unterstützen. Unterstützung bei der Anwendungsentwicklung – einschließlich Formulierungsvorschlägen und Dispersionshinweisen für spezifische Farbbindemittelsysteme – ist auf Anfrage erhältlich.

Kontaktieren Sie Kolortek

Wenn Sie Druckfarben entwickeln, die metallische, perlmuttartige oder spezielle visuelle Effekte erfordern, kann Kolortek Ihnen dabei helfen, geeignete Pigmentqualitäten für Ihre Rezeptur zu ermitteln.

Kontaktieren Sie unser Team, um Folgendes anzufordern:

• Produktmuster zur Bewertung von Druckfarben

• Technische Datenblätter und Pigmentspezifikationen

• Anwendungshinweise für Druckverfahren

Unser technisches Team kann Sie bei der Pigmentauswahl basierend auf Ihren Anforderungen unterstützen. Tintensystem, Druckverfahren und gewünschter visueller Effekt.