Herstellung: vom Ansatz zur fertigen Druckfarbe

Ansatz, Dispergieren, Let-down, Einstellen, Filtrieren — und die typischen Fehlerquellen

WahlqualifikationB 11

KernaussageDer Herstellungsweg ist für den Laboranten wichtiger als eine reine Aufzählung von Aggregaten: Ansatz → Vormischen/Benetzen → Dispergieren → Fertigstellen (Let-down) → Einstellen → Filtrieren → Prüfen.

Die Herstellungsschritte im Überblick

Ansatz | Was passiert: Rohstoffe werden in definierter Reihenfolge eingewogen und zusammengeführt | Typische Kontrolle: Einwaage, Reihenfolge, Temperatur
Vormischen | Pigment wird mit Vehicle/Medium und ggf. Dispergiermittel benetzt | Homogenität, Klumpenfreiheit
Dispergieren | Agglomerate werden mechanisch aufgeschlossen und stabilisiert | Feinheit, Farbton, Temperatur
Let-down | Weitere Bindemittel-/Lösemittel-/Additivanteile werden eingearbeitet | Viskosität, Farbton, Farbstärke
Einstellen | Farbe wird auf Zielwerte gebracht (Farbton, Farbstärke, Viskosität/Rheologie) | Labormessung gegen Standard (Feinheit: Grindometer; Viskosität pastöser Farben: Fallstabviskosimeter nach ISO 12644; Dichte)
Filtrieren | Grobpartikel und Fremdteile werden entfernt, sofern das System es verlangt | Filterrückstand, Druckverlust
Freigabe | Laborvergleich gegen Standard und Spezifikation | Gesamtprüfplan vor Abfüllung

Dispergieren verstehen

Pigmentagglomerat → Benetzung → Aufschluss durch Scherung → Verteilung → Stabilisierung.

Einflussfaktoren auf die Dispergierqualität:
Pigmentart und Oberflächenchemie: Bestimmen den Dispergiermittel- und Bindemittelbedarf.
Dispergiermittel: Menge und Typ müssen auf Pigment und Bindemittel abgestimmt sein.
Feststoffgehalt: Zu hoch → Viskosität zu hoch, Aggregatbildung; zu niedrig → ineffizient, Farbstärke zu gering.
Scherung und Zeit: Nicht „möglichst viel Scherung“, sondern ausreichend und reproduzierbar. Zu viel Scherung kann das System schädigen.
Temperatur: Beeinflusst Viskosität und Stabilität während des Dispergierens; kontrolliert halten und dokumentieren.

Geräte — abhängig vom Farbsystem

Dissolver (Rührwerksdispergierer): häufig für Vormischen und Vorbenetzen; geeignet für mittelviskose Systeme.
Dreiwalzenstuhl: klassisch für hochviskose Pasten, insbesondere Offsetfarben und Pastenkonzentrate. Gute Kontrolle; aber langsam und arbeitsintensiv.
Perlmühle/Rührwerkskugelmühle: geschlossenes Dispergieren für geeignete, pumpbare Systeme. Hoher Durchsatz. Mahlkörperverschleiß und Kontamination beachten.
Hochdruckhomogenisator: für sehr feine Dispersionen, z. B. bestimmte Inkjet-Tinten.

Grundregel: Das Aggregat wird durch die Pigmentkonzentration, das Bindemittelsystem und die geforderte Feinheit bestimmt — nicht umgekehrt.

Typische Fehler und ihre Ursachen

Zu geringe Farbstärke nach Dispergierung | Mögliche Ursachen: unzureichende Benetzung, zu kurze Mahldauer, falscher Dispergiermitteltyp oder -menge, Flockulation nach der Mahlung
Farbtonabweichung | Mögliche Ursachen: Dispergiergrad, Schattierungspigment fehlt oder falsch dosiert, unterschiedliche Chargenqualität des Pigments
Feinheit außerhalb Spezifikation | Mögliche Ursachen: Mahlparameter (Zeit, Temperatur, Füllgrad), Aggregatverschleiß, Kontamination
Viskosität zu hoch oder inhomogen | Mögliche Ursachen: Temperatureffekte beim Dispergieren, Strukturaufbau nach Dispergierung, falscher Let-down

Praxismerksatz

Ist die Farbe nach dem Mahlen farbstärker als der Standard, kann das an einer besseren Dispergierung liegen. Die Pigmentmenge muss deshalb nicht verändert werden; zuerst müssen Prozess- und Dispergierqualität geprüft werden.

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Quellen

Brock/Groteklaes/Mischke, Lehrbuch der Lacktechnologie
ISO 12644

Übungsblatt Ü-141

Prüfen, ob es sitzt.

Verständnis8 Punkte

1. Beschreiben Sie die Herstellungsschritte einer pastösen Offsetdruckfarbe vom Ansatz bis zur Freigabe. Welche Kontrollpunkte sind in der Produktion entscheidend?

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SchritteAnsatz (Einwaage, Reihenfolge) → Vormischen/Benetzen → Dispergieren (z. B. Dreiwalzenstuhl) → Let-down (Bindemittel, Additive) → Einstellen (Farbton, Farbstärke, Viskosität) → Filtrieren (falls nötig) → Freigabe (Laborvergleich).

Kontrolle DispergierenFeinheit (Grindometer), Farbton gegen Standard, Temperatur während Mahlung.

Kontrolle EinstellenViskosität (Fallstab ISO 12644), Farbton und Farbstärke gegen Standard, Dichte.

FreigabeVollständiger Prüfplan; keine Freigabe ohne Laborvergleich.

Warum das eine Eins verdientAlle Schritte in richtiger Reihenfolge mit den zentralen Kontrollpunkten.

Berechnung9 Punkte

2. Eine lösemittelbasierte Flexodruckfarbe hat 38 % Festkörperanteil und soll auf 30 % verdünnt werden. Wie viel Lösemittel (in kg) ist je 100 kg Farbe nötig?

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Festkörper konstant100 kg · 0,38 = 38 kg Festkörper (bleibt beim Verdünnen unveränderlich)

Gesamtmasse nach Verdünnung38 kg sollen 30 % der Gesamtmasse sein: m(ges) = 38 / 0,30 = 126,7 kg

Lösemittelmengem(LM) = 126,7 − 100 = 26,7 kg

AntwortsatzJe 100 kg Farbe werden ca. 26,7 kg Lösemittel zugegeben.

Warum das eine Eins verdientFestkörper als konstante Bezugsgröße korrekt erkannt und Verdünnermenge über Zielkonzentration bestimmt.

Anwendung7 Punkte

3. Nach dem Mahlen auf dem Dreiwalzenstuhl ist die Farbe farbstärker als der Standard, obwohl die Rohstoffmengen korrekt eingewogen wurden. Was ist die wahrscheinlichste Ursache und was tun Sie?

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UrsacheEine bessere Dispergierung (feinere Verteilung des Pigments) erhöht die wirksame Oberfläche und damit die Farbstärke — ohne Änderung der Pigmentmenge.

KonsequenzDie Pigmentmenge nicht reduzieren — zuerst den Dispergier- und Mahlprozess kontrollieren (Parameter, Walzenspalt, Temperatur).

MaßnahmeFeinheit prüfen; Mahlparameter dokumentieren und Reproduzierbarkeit sicherstellen; Standard unter gleichen Bedingungen herstellen.

Warum das eine Eins verdientDie Ursache (bessere Dispergierung → höhere Farbstärke) wird korrekt erkannt und die falsche Reaktion (Pigmentmenge reduzieren) vermieden.

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