DE2426849A1

DE2426849A1 - Druckfarben

Info

Publication number: DE2426849A1
Application number: DE19742426849
Authority: DE
Inventors: Arthur Charles Healey
Original assignee: Bradbury Wilkinson & Co
Current assignee: Bradbury Wilkinson & Co
Priority date: 1973-06-05
Filing date: 1974-06-04
Publication date: 1975-01-02
Also published as: SE7407305L; CA1035503A; IT1011914B; GB1470655A; SE411049B; DK299474A; CH593326A5; FR2232583A1; FR2232583B3; NO144892C; NO741970L; NO144892B; JPS5027604A

Description

DIPL.-INQ. R. SPLANEMANN dipu-chem. dr. B. REITZNER - dipl-ing. J. RICHTER

MÜNCHEN HAMBURG

8OOO MÜNCHEN 2 h C

TII13 » ^* °·

Telefon (089) 226207/226209 Telegramme: Inventius München

Bradbury Wilkinson &
Company Limited

West Barnes Lane, unwreAi*»:

New Maiden, Surrey,

Engl and ^{lhr Ze!d1tn:}

Patentanmeldung

Druckfarben

Die Erfindung betrifft Druckfarben, insbesondere für das Tiefdruckverfahren.

Bekannte Tiefdruckfarbenformulierungen enthalten im allgemeinen einen Firnis und ein farbiges Pigment oder farbige Pigmente, Der Firnis wird im allgemeinen aus Leinöl oder einem Alkydharz odea? einem festen Harz wie einem öllöslichen Phenoloder Maleinharz, das in einem Lösungsmittel mit einem hohen Siedepunkt wie Erdöldestillat mit einem Siedebereich von 230 ⁰C bis.310 ⁰C aufgelöst ist, oder einer Kombination dieser Bestandteile mit Trockenmittel^ wie Kobaltοctanoat in einer sehr kleinen Menge, angesetzt. Die farbigen Pigmente werden. für gewöhnlich mit inerten Streckmitteln wie Calciumcarbonat, Bariumsulfat oder anderen ähnlichen Materialien, die auf dem Druckfarbengebiet an sich bekannt sind, kombiniert. Wenn die Farbe angesetzt oder formuliert ist, ist sie üblicherweise . bei Zimmertemperatur steif jedoch nicht fest, im allgemeinen besitzt sie eine pastenartige oder kittartige Konsistenz. Wenn

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die Farbe auf Papier während des Druckvorganges aufgetragen wird, dringt etwas hiervon in das Papier ein und der Firnis oxidiert im allgemeinen, wodurch die Farbe zur Verfestigung oder zum Erhärten gebracht wird. Jedoch erhärtet die Farbe nicht ausreichend rasch nach dem Druckvorgang, und falls die bedruckten Blätter aufeinander gestapelt werden, kann die Druckfarbe auf die Unterseite von benachbart liegenden Blättern abdrucken. Um dieses Problem zu beheben, werden die bedruckten Blätter oft mit dazwischenliegendem Papier aufeinander gestapelt, um die von der Rückseite von benachbarten, bedruckten Blättern abdruckende Farbe zu absorbieren. Alternativ kann das bedruckte Papier in einer Rolle oder einer Trommel von Paraffinwachspapier aufbewahrt werden und zu der Holle während des Druckvorganges aufgewickelt werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Druckfarbenzusammensetzung, welche insbesondere zum Tiefdruck geeignet ist und die oben beschriebenen Nachteile nicht aufweist.

Die erfindungsgemäße Druckfarbenzusammensetzung, welche insbesondere für den Tiefdruck geeignet ist, enthält von 25 bis 82 Gew.-% Pigment und Streckmittel und von 18 bis 75 Gew.-% eines oxidierfähigen Firnisses, welcher eine Wachskomponente und eine oxidierbare Komponente, die ein öl und/oder ein Harz ist, enthält, wobei die Wachskomponente eine feste Lösung- mit der oxidierbaren Komponente bei Umgebungstemperatur und eine homogene Zusammensetzung oder Masse beim Schmelzpunkt des Firnisses wie auch bei der Drucktemperatur bei der Anwendung der Farbmasse bildet.

Vorzugsweise beträgt der Anteil von Pigment und Streckmittel von 50 bis 82 Gew.-% und 'derjenige von dem oxidierbaren Firnis von 18 bis 50 Gew.-%. Alternativ können auch von 60 bis 82 Gew.-% Pigment und Streckmittel und von 18 bis 40 Gew.-56 des Qxidierfähigen Firnisses vorliegen.

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Wie bereits beschrieben, liegt die erfindungsgemäße Aufgabe in der Schaffung einer Druckfarbenzusammensetzung, welche beinahe sofort erhärtet, wenn sie auf das Papier während eines Tiefdruckverfahren aufgebracht wurde. Hierdurch wird, falls überhaupt, ein minimales Ausmaß des Abdruckens der Farbe auf die Bückseite von benachbarten Blättern aus Papier oder benachbarte Papieroberflächen erreicht, falls das Druckpapier zu einer Trommel oder Rolle nach dem Drucken wie beim Bahndruck aufgewickelt wird. Die Farbe muß permanent unschmelzbar werden, damit verhindert wird, daß die Farbe während eines Anstieges der Umgebungstemperatur geschmolzen wird, insbesondere wenn Sicherheitspapiere wie Banknoten, Reiseschecks usw. hergestellt werden sollen. Daher muß, sobald die Druckfarbe verfestigt ist, die oxidierbare Komponente des Firnis ein dauerhaftes Aushärten der Farbe hervorrufen. Falls die oxidierfähige Komponente sorgfältig ausgewählt wird und übliche Trockenmittel zugesetzt werden, kann die Oxidationin etwa 8 Stunden ablaufen, wodurch die Farbe permanent unschmelzbar wird. Die Wachskomponente in der Druckfarbenzusammensetzung bewirkt, daß die Druckfarbe sehr rasch fest wird.

Die meisten Wachse können in die erfindungsgemäße Druckfarbenzusammensetzung eingegeben werden und diese können-Wachse wie Paraffinwachs, Bienenwachs, Walrat, Carnaubawachs wie auch Ester von höheren Fettsäuren und mehrwertigen Alkoholen wie Glyzerin umfassen. Ebenfalls geeignet sind polymere Wachse wie Polyäthylenwachs. Andere, anwendbare Wachse sind z. B. Amide von Fettsäuren. Im allgemeinen oxidieren Wachs nicht , unter Bildung eines härteren Materials,' wie dies bei einigen Harzen- und Ölen wie Leinöl der Fall ist. Jedoch können Amide von ungesättigten Fettsäuren bei der Exposition an Luft hart werden. Es sei darauf hingewiesen, daß die Art- des ausgewählten Wachses die oben angegebenen Bedingungen erfüllen muß.

Öle, welche in den erfindungsgemäßen Druckfarbenzusammensetzungen verwendet v/erden können, uniiassen ungesättigte, pflanzliche

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UIe wie Leinöl, Holzöl, dehydratisiertes Kizinusöl, I-erillaöl, jedoch, ist es nicht wesentlich, welches Öl tatsächlich verwendet wird, solang der Firnis die oben angegebenen Bedingungen erfüllt. Diese trocknenden Öle werden oft hitzebehandelt und "besitzen eine mäßige Viskosität.

Ein Teil der Wachskomponente kann durch ein festes, schmelzbares Harz ersetzt werden, das mit dem Wachs verträglich ist, um die Einstellung der Viskosität zu unterstützen. Alkydharze können in den Firnis eingegeben werden, um die Oxidierfähigkeit herbeizuführen. Im Handel erhältliche, oxidierfähige Harze umfassen bei ihrer Herstellung oft bestimmte, trocknende Öle wie Holzöl oder Leinöl.

Die Art von in die Druckfarbenformulierung einzugebendem Wachs wird sorgfältig und entsprechend der Drucktemperatur, bei welcher die Druckfarbenformulierung verwendet werden soll, ausgewählt. Das ausgewählte Wachs ist ebenfalls ein Produkt, welches vorzugsweise kein Antioxidationsmittel enthält. Im allgemeinen arbeiten die Druckmaschinen während des Tiefdruckverfahrens bei hohen Geschwindigkeiten, daher gibt es eine gewisse Wechselwirkung zwischen Walzen auf den Pressen. Dies bedeutet, daß Wärme durch die Druckpresse erzeugt wird, welche unter Umständen bei 50 °0 arbeitet. Daher ist es erforderlich, die Druckfarbe so anzusetzen, daß sie die üblichen Eigenschaften bei der Betriebstemperatur der Pressen aufweist. Es ist vorteilhaft, wenn die Viskosität des geschmolzenen, oxidierfähigen, in diesen Druckfarben verwendeten Firnisses innerhalb des Bereiches liegt, der für den von in konventionellen Druckfarben verwendetem Firnis üblich ist, z. B. innerhalb des Bereiches von 0,5 bis 15 Poise, gemessen bei der Drucktemperatur. Geschmolzene Wachse besitzen im allgemeinen eine niedrige Viskosität, und ein gewisser Zusatz von Harzen zu dem Wachs zur Bildung der Wachskomponente des Firnisses ist vorteilhaft, um die Viskosität zur Steigerung der Druckfähigkeit

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zu erhöhen. Die Druckfarbe wird auf die Walzen der Druckpresse im allgemeinen in einem geschmolzenem Zustand aufgebracht, und das übliche Tiefdrucken findet dann statt. Obwohl die Druckfarbe geschmolzen ist, muß sie dennoch die normalen Druckfarbeneigenschaften, d. h. "Viskosität und Länge bei der Betriebstemperatur besitzen. So*bald die Druckfarbe das Papier erreicht, verfestigt sie, da das Papier lediglich durch die Pressen durchläuft und nicht die hohe Temperatur der Presse erreicht. Das Papier befindet sich auf Umgebungstemperatur, wodurch das Wachs in der Druckfarbe zum Erhärten auf dem Papier veranlaßt wird, sobald es die Pressen verläßt. Beim Formulieren oder Ansetzen der Druckfarbe werden vorzugsweise Mischungen von Wachsen verwendet, um die gewünschten, optimalen Eigenschaften zu erzielen.

Der restliche Teil der Druckfarbenformulierung außer dem Firnis wird wie bei einer "konventionellen Druckfarbe, die beim Tiefdruckverfahren angewandt wird, angesetzt. Trockenmittel werden üblicherweise eingegeben, und diese können Kobaltnaphthenat, Manganoctanoat, Bleioctanoat in sehr kleinen Mengen im Bereich von 0 bis 2,5 Gew.-%, im allgemeinen von etwa 0,5 Gew.-% umfassen. Die Pigmente, welche in dem Druckfarbenansatz verwendet werden können, sind die üblichen, farbigen Pigmente, um den erforderlichen Farbton oder die erforderliche Färbung der Druckfarbe zusammen mit den Streckmitteln wie Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Magnesiumcarbonat und Zinkoxid zu erreichen.

Im allgemeinen besteht bis zu 30 % der Gesamtmenge von Pigment und Streckmittel aus farbigem Pigment, welches den Farbton der Druckfarbe liefert. Die Pigmentmenge kann entsprechend dem Farbton der gewünschten Druckfarbe und dem Farbton des verwendeten, farbigen Pigmentes variieren. Das gefärbte Pigment gibt der Druckfarbe im allgemeinen nicht genug Körper, und es ist daher-erforderlich, die Druckfarbe unter Verwendung eines

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Streckmittels oder Extenders anzudicken, so daß sie die richtige Viskosität bei der Arbeitstemperatur der Presse, auf welcher sie verwendet wird, besitzt.

Beim Ansetzen der Druckfarbenformulierung wird die Wachskomponente des Firnisses üblicherweise hergestellt und dann zu einer Vormischung der oxidierfähigen Komponente, z. B. dem Harz oder 01, und dem gefärbten Pigment hinzugesetzt. Das Streckmittel, z.' B. Calciumcarbonat, wird dann zugesetzt, und der gesamte Ansatz mit dem Trockenmittel vermischt und miteinander verrieben oder gemahlen. Selbstverständlich muß in Betracht gezogen werden, daß der Ansatz, sobald er einmal hergestellt wurde, vor einem Kontakt mit Luft zur Verhinderung der Oxidation geschützt wird, Falls die Druckfarbe oxidiert, wird sie unschmelzbar und unbrauchbar.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert, worin alle Angaben in Teilen sich auf Gewicht beziehen, falls nichts anderes angegeben ist und die einzelnen Bestandteile mit derselben Bezeichnung in den verschiedenen Beispielen dieselben sind.

Beispiel 1

Es wurden verwendet:

Gew.-Teile

trocknendes, ölmodifiziertes Alkydharz 6,0 Pigment A (Orangechrom) 5,6

Pigment B (Rubinrot) ' 1,4

Die beiden Pigmente wurden in das Alkydharz unter Bildung einer steifen, eine Vormischung bildenden Paste eingerieben, wobei das Alkydharz dieses Beispiels ein übliches Handelsprodukt war (Warenbezeichnung Surkyd 1092 von Mitchell und Smith Company Limited). Das Pigment B (Eubinrot) war ein handelsübliches Produkt mit der Warenbezeichnung Hubine Toner 8972 von Horace Cory & Company Limited.

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Weiterhin wurden verwendet:

Gew.-Teile

Paraffinwachs (F = 55 .⁰C) 7,5

Kohlenwasserstoffharz 2,5

Das Paraffinwachs und das Kohlenwasserstoffharz, "bei wefchem es sich um ein handelsübliches Produkt handelte (Warenbezeichnung A 100 von Hercules BV) wurden miteinander in geschmolzenem Zustand in einer-Üischapparatur mit einer erhitzten Pfanne vermischt, und dann wurden zu diesem Gemisch im heißen Zustand zunächst 10 Gew.-Teile der Vormischung und dann getrennt 30 Gew.-Teile Pariserweiß und 0,05 Gew.-Teile Kobaltoctanoat (6 % Kobalt) hinzugesetzt. Alle Bestandteile wurden miteinander auf einem heißen Farbstuhl verrieben, wobei sich eine Druckfarbe mit einem Schmelzpunkt von etwa 53 ⁰C ergab.

Beispiel 2

Es wurden folgende Bestandteile miteinander vermischt, um eine Druckfarbe mit einem Schmelzpunkt von etwa 73 °C herzustellen.

Gew.-Teile

hydriertes Rizinusöl (Warenbezeichnung

Syntha wax) · 30

Alkydharz 15

Pigment A (Orangechrom) 12

Pariserweiß 85

Pigment B (Rubinrot) 36 Kobaltnaphthenat (6 % Kobalt) 0,5 '

Das Alkydharz war ein Handelsprodukt (Warenbezeichnung Esterkyd A2 von Worsdall Chemical Company). Alle Bestandteile wurden in einer erhitzten Pfanne miteinander vermischt und auf einem heißen Dreiwalzenfarbstuhl verrieben.

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Beispiel 3

Es wurden folgende Substanzen verwendet:

Gew.-Teile

trocknendes, ölmodifiziertes Alkydharz 6,0

Pigment Δ (Orangechrom) 3,5

Pigment B (Rubinrot) 1,2

Das Alkydharz war dasselbe Produkt, wie es in Beispiel 1 verwendet wurde.

Die beiden Pigmente wurden in das Alkydharz unter Bildung einer steifen, eine Vormischung bildenden Paste eingerieben. Die Druckfarbe wurde dann in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durch Vermischen der folgenden Bestandteile mit 6,5 Gew.-Teilen der Vormischung angesetzt:

	Gew.-Texle
Paraffinwachs (F = 55 ⁰C)	7,0
C arnaub awa chs	0,5
Kohlenwasserstoffharz (Warenbezeich
nung A 100)	2,5
Pariserweiß	40,0
Kobaltoctanoat (6 % Kobalt)	0,06

Das Kohlenwasserstoffharz (Warenbezeichnung A 100) war dasselbe Produkt, wie es in Beispiel 1 verwendet wurde. Die Bestandteile wurden in einer erhitzten Pfanne miteinander vermischt und darm auf einem heißen Farbstuhl verrieben.

Diese Druckfarbenformulierung besaß einen Schmelzpunkt von etwa 56 ⁰C.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Druckfarbenformulierung von Beispiel 3 eine Mischung von zwei Wachsen anstelle eines einzigen Wachses wie in den Beispielen 1 und 2 enthält. Ebenso

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wird in jedem der Bei-spiele 1 bis 3 ein Harz als oxidierfähige Komponente des Firnisanteiles der Druckfarbenformulierung verwendet. Anstelle hiervon kann jedoch auch ein Öl oder ein Öl/Harz-Gemisch als oxidierfähige Komponente verwendet werden. Spezifische Beispiele solcher Druckfarbenformulierungen sind im folgenden angegeben.

Beispiel 4-

Gew.-Teile

V-Wächs 30

Pigment A (Orangechrom) 10

Pigment B (Rubinrot) 3

Calciumcarbonat (Aragonit) 35

Leinöl, Standöl (A-O Poise) 5

Leinöl, Standöl (6,5 Poise) 5

Kobalt 254 0,25

In diesem Beispiel wurde ein V-Wachs verwendet, das ein handelsübliches Produkt war (Farbwerke Hoechst AG), das aragonitartige Calciumcarbonat war ebenfalls ein handelsübliches Produkt von John & E Sturge Limited und Kobalt 254-ein Handelsprodukt von Nuodex Limited.

Diese Druckfarbenformulierung wurde nach derselben Methode wie in Beispiel 2 hergestellt und besaß einen Schmelzpunkt von etwa 4-7'⁰C.

Beispiel 5

	Gew.-Teile
Alkydharz .	5
Leinöl, Standöl	5
Paraffinwachs (l·' = 55 ⁰CJ	10
üleamid	10
Pigment; G (Blaupigment)	2
Pigment D (Chromgelb)	"5
Pariserweiß	60
Bariumsulfat (Blanc Fixe)	60
Kobaltoctanoat (6 % Kobalt)	0,1
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Das Alkydharz war ein handelsübliches Produkt (Warenbezeichnung Terlon ? von Lawter Chemicals Limited) und bei dem üleaadd handelte es sich um ein ungesättigtes Amid von ölsäure, das Pigment O (Blaupigment) war ein handelsüblicnes Produkt (Warenbezeichnung Irgalite Blue BGA von Giba Geigy (U.K.) Limited) und das Pigment 1) (Chromgelb) war ebenfalls ein handelsübliches Produkt (Bezeichnung 264-37 von S.C.C. Colours Limited).

Diese Druckfarbenformulierung wurde nach derselben Hethoae wie in· Beispiel 2 hergestellt und besaß einen Schmelzpunkt von etwa 62 ⁰C.

In jedem der Beispiele 1 bis 5 überstieg das Gewicht von Pigment und Streckmittel das Gewicht des oxidierfähigen i'irnisses. Obwohl dies im allgemeinen bevorzugt ist, kann das Gewicht des oxidierfähigen Firnisses jedoch noch stärker erhöht werden, und im folgenden sind zwei Beispiele angeführt, in denen das Gewicht des oxidierfähigen i'irnisses das Gewicht von Pigment und Streckmittel übersteigt.

Beispiel 6

Es wurden folgende Substanzen verwendet:

Gew.-Teile

Paraffinwachs (ff = 55 ⁰C) 26

Carnaubawachs 6

Kohlenwasserstoffharz (Warenbezeichnung A 100) 9

trocknendes, ölmodifiziertes Alkydharz 17

Pigment E (Phthalocyaningrün) 16

Kobaltoctanoat (6 % Kobalt) 0,08

Calciumcarbonat (Aragonit) 24-

Das Alkydharz war dasselbe Produkt , wie es in Beispiel 1 verwendet wurde. Bei dem Phthalocyaningrün-Pigment E handelte

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es sich, um ein handelsübliches Produkt (Warenbezeichnung Monastral Green GN von Imperial Chemical Industries Limited),

Diese Druckfarbenformulierung wurde nach derselben Methode wie in Beispiel 2 hergestellt und besaß einen Schmelzpunkt von etwa 59 °C.

Beispiel 7

Es wurden folgende Substanzen verwendet:

Gew.-Teile

Paraffinwachs (E¹ = 55 ⁰C) . 10

Carnaubawachs 3

Kohlenwasserstoffharz (Warenbezeichnung A 100) 17

trocknendes, ölmodifiziertes Alkydharz 10 Pigment Ϊ (Gelb) 3,8

Pigment B (Rubinrot) 1,0

Kieselerde ' 3,5

Galciumcarbonat (Aragonit) 5,5

Kobaltoctanoat (6 % Kobalt) 0,1

Das Alkydharz war dasselbe Produkt, wie es in Beispiel 1 verwendet wurde. Die Kieselerde wurde durch Hydrolyse von Siliziumtetrachlorid in der Dampfphase hergestellt (Handelsprodukt mit der Warenbezeichnung Cab-O-Sil von Cabot Corporation),

Diese Druckfarbenzusammensetzung wurde nach derselben Methode wie in Beispiel 2 hergestellt und besaß· einen Schmelzpunkt von etwa 57 ⁰C.

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Claims

Patentansprüche

1. Insbesondere für den Tiefdruck geeignete Druckfarbenformulierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie von 25 bis 82 Gew.-% Pigment und Streckmittel und von 18 bis 75 Gew.-% eines oxidierfähigen Firnisses umfaßt, der eine Wachskomponente und eine oxidierfähige Komponente, welche ein ül und/oder ein Harz ist, enthält, wobei die Wachs-.komponente eine feste Lösung mit der oxidierfähigen Komponente bei Umgebungstemperatur und ein homogenes Gemisch beim Schmelzpunkt des Firnisses wie auch bei einer die Druckfarbenformulierung verwendenden Drucktemperatur bildet.

2. Druckfarbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie von 50 bis 82 Gew.-% des Pigmentes und Streckniittels und von 18 bis 50 Gew.-% des oxidierfähigen Firnisses enthält.

3. Druckfarbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie von 60 bis 82 Gew.-% .des Pigmentes und Streckmittels und von 18 bis 40 Gew.-% des oxidierfähigen Firnisses enthält.

4-. Druckfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oxidierfähige Komponente des Firnisses ein Alkydharz umfaßt.

5· Druckfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oxidierfähige Komponente des Firnisses Leinöl oder Holzöl umfaßt.

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b. Druckfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wachskomponente des Firnisses ein ausgewähltes Wachs oder Gemisch von Wachsen ist,

7. Druckfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Wachskomponente ein festes, schmelzbares Harz umfaßt, das mit dem ausgewählten Wachs oder den ausgewählten Wachsen verträglich ist»

8. Druckfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wachskomponente des Firnisses ein Wachs enthält, das kein Antioxidationsmittel enthält.

9. Druckfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität des oxidierfähigen Firnisses, im geschmolzenen Zustand, innerhalb des Bereiches von 0,5 bis 15 Poise, gemessen bei der Drucktemperatur, liegt.

10. Druckfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Trockenmittel enthält.

11- Druckfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Streckmittel Calciumcarbonat enthält;.

12. Verwendung der Druckfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche beim Tiefdruckverfahren.

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