Tinten auf Nitrocellulosebasis

Druckfarben auf Nitrocellulosebasis werden aufgrund ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften, die sie ideal für Anwendungen auf Kunststofffolien, Papier und Metallsubstraten machen, häufig im flexiblen Verpackungsdruck eingesetzt.

Nitrocellulose ist ein Polymer, das durch Behandlung mit Salpeter- und Schwefelsäure aus Zellulose gewonnen wird, wodurch ein Material mit hervorragenden Filmbildungs- und Haftungseigenschaften entsteht.

Im Folgenden werden die Merkmale, Vorteile und Grenzen von Nitrocellulosefarben für den Druck flexibler Verpackungen näher erläutert.

 

Zusammensetzung von Druckfarben auf Nitrocellulosebasis

Flexo- und Tiefdruckfarben, die Nitrocellulose enthalten, bestehen aus einer Kombination von Harzen, Pigmenten, Lösungsmitteln und Additiven. Nitrocellulose dient als Hauptbindemittel und bildet eine stabile Matrix, die die Pigmente zurückhält und sich effektiv mit dem Substrat verbindet. Die verwendeten Lösungsmittel werden so ausgewählt, dass sie sich leicht auftragen lassen und während des Druckvorgangs schnell trocknen.

Die typische Zusammensetzung dieser Druckfarben kann Folgendes umfassen:

 

• Bindeharz: Nitrocellulose (10% ÷ 30%).
• Pigmente: Sie verleihen Farbe und Deckkraft.
• Lösungsmittel: Ethylacetat, MEK, Isopropylalkohol und andere schnell verdunstende flüchtige Lösungsmittel.
• Zusatzstoffe: Dispergiermittel, rheologische Mittel und Oberflächenspannungsmodifikatoren zur Verbesserung der Fließfähigkeit und Haftung.

 

Eigenschaften von Nitrocellulose-Tinten

Tinten auf Nitrocellulose-Basis haben mehrere Eigenschaften, die sie für den Einsatz auf flexiblen Verpackungen besonders geeignet machen:

 

• Schnelle Trocknung: Dank der Flüchtigkeit der Lösungsmittel trocknen die Tinten auch bei niedrigen Temperaturen schnell, wodurch die Gefahr des Verschmierens beim Hochgeschwindigkeitsdruck verringert wird.
• Hervorragende Haftung: Nitrocellulose haftet hervorragend auf einer Vielzahl von Substraten wie Polyethylen, Polypropylen, Polyestern und Metallfolien.
• Gute mechanische Widerstandsfähigkeit: Farbfilme sind flexibel, aber widerstandsfähig und bleiben auch bei Falt- und Laminiervorgängen intakt.
• Vielseitigkeit: Die Druckfarben können für den Flexo- und Tiefdruck formuliert werden und passen sich an unterschiedliche Druckanforderungen und -geschwindigkeiten an.

 

Anwendungen in flexiblen Verpackungen

Tinten auf Nitrocellulosebasis werden hauptsächlich zum Bedrucken von flexiblen Verpackungsmaterialien für Lebensmittel, Arzneimittel und Konsumgüter verwendet und eignen sich ideal für:

 

• Verpackungen aus Polypropylen: geeignet für Beutel, Tüten und siegelbare Verpackungen.
• Laminierte Folien: für mehrschichtige Strukturen, bei denen die Druckfarbe während des Laminiervorgangs stabil bleiben muss.
• Papier und Karton: Aufgrund ihrer guten Haftung und schnellen Trocknung eignen sie sich auch für den Druck auf Etiketten- und Verpackungspapier.

 

Vorteile und Grenzen von Druckfarben auf Nitrocellulosebasis

Vorteile:

• Schnelle Trocknung: minimiert das Risiko unerwünschter Übertragungen und verbessert die Druckqualität.
• Hohe Pigmentkompatibilität: Nitrocellulose hat eine hohe Fähigkeit, verschiedene Arten von Pigmenten zu dispergieren, was zu hellen und einheitlichen Farben führt.
• Gute chemische Beständigkeit: gegen Chemikalien, Fette und Öle, wichtige Eigenschaften für Lebensmittel- und Pharmaverpackungen.

 

Beschränkungen:

• Vergilbungsneigung: Bei längerer Einwirkung von UV-Licht oder Wärme kann Nitrocellulose mit der Zeit vergilben.
• Sicherheit: Nitrocellulose ist leicht entzündlich, was strenge Sicherheitsmaßnahmen bei der Handhabung und Lagerung erfordert.
• Regulatorische Einschränkungen: Die Verwendung flüchtiger Lösungsmittel bedeutet, dass diese Druckfarben die Umweltvorschriften für flüchtige organische Verbindungen (VOC) einhalten müssen.

 

Vorschriften und Sicherheit von Druckfarben auf Nitrocellulosebasis

Aufgrund ihrer Entflammbarkeit und ihres Lösungsmittelgehalts unterliegen Druckfarben auf Nitrocellulosebasis strengen Vorschriften. In Europa schreibt die REACH-Verordnung die kontrollierte Verwendung gefährlicher Lösungsmittel und die Bewertung des Risikos einer Langzeitexposition vor. In den Vereinigten Staaten regelt die EPA die Emission von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) und den sicheren Umgang mit diesen Tinten in industriellen Prozessen.

 

Jüngste Entwicklungen und umweltfreundliche Druckfarben

Angesichts der zunehmenden Beschränkungen für flüchtige organische Verbindungen (VOC) und der steigenden Nachfrage nach Nachhaltigkeit entwickeln die Hersteller Alternativen auf Nitrocellulosebasis mit reduziertem Lösungsmittelgehalt oder auf der Grundlage wasserlöslicher Mischungen. Diese Hybridtinten sollen die Trocknungs- und Haftungseigenschaften von Nitrocellulose beibehalten und die Umweltbelastung verringern.

 

 

Wie man gebrauchte Lösungsmittel, die Druckfarben auf Nitrocellulosebasis enthalten, sicher zurückgewinnt

 

Die Destillation von Lösemittelabfällen, die Druckfarben auf Nitrocellulosebasis enthalten, kann Risiken bergen, die mit der chemischen Beschaffenheit der Nitrocellulose und den Betriebsbedingungen des Prozesses zusammenhängen. Nitrocellulose ist bekanntlich eine hochentzündliche und thermisch instabile Substanz, insbesondere wenn sie mit Lösungsmitteln mit niedrigem Flammpunkt gemischt wird.

Für das sichere Recycling von nitrocellulosehaltigen Lösungsmitteln sind moderne Destillationssysteme und ein systematischer Ansatz mit geeigneten Techniken und Sicherheitsmaßnahmen unerlässlich. Im Folgenden finden Sie einige bewährte Verfahren für eine sichere und effiziente Rückgewinnung:

 

Vorläufige Bewertung der Lösungsmittelzusammensetzung

• Führen Sie eine chemische Analyse des verbrauchten Lösungsmittels durch, um die Konzentration von Nitrocellulose und anderen potenziell instabilen Bestandteilen zu ermitteln.
• Prüfen Sie, ob Verunreinigungen oder Katalysatoren vorhanden sind, die die thermische Stabilität beeinträchtigen könnten.

 

Filtrieren und Vorbehandeln

• Entfernen Sie vor der Destillation die Feststoffe aus dem verbrauchten Lösungsmittel. Dadurch wird die Gefahr von Verstopfungen und Rückständen im Kessel verringert.
• In einigen Fällen kann eine Vorbehandlung mit Neutralisierungsmitteln dazu beitragen, Nitrocellulose zu stabilisieren und ihre Reaktivität zu verringern.

 

Vakuumdestillation und Inertisierung

• Die Vakuumdestillation wird dringend empfohlen, um den Siedepunkt des Lösungsmittels herabzusetzen und so die Exposition der Nitrocellulose gegenüber hohen Temperaturen zu minimieren.
• Behalten Sie ein kontrolliertes Druck- und Temperaturprofil bei, um plötzliche Hitzespitzen zu vermeiden.
• Verwenden Sie Inertgase wie Stickstoff, um eine sauerstofffreie Atmosphäre in der Anlage aufrechtzuerhalten, um die Brand- und Explosionsgefahr während der Destillation deutlich zu verringern.

 

Überwachungs- und Sicherheitssysteme

• Installieren Sie Temperatur- und Drucksensoren, um die Betriebsbedingungen in Echtzeit zu überwachen.
• Implementierung von Alarmsystemen und automatischen Sicherheitsventilen, um bei der Erkennung von abnormalen Bedingungen sofort eingreifen zu können.

 

Sichere Entsorgung von Rückständen

• Nitrocellulosehaltige Rückstände sind als Sondermüll zu entsorgen und dürfen nicht in der freien Natur angesammelt oder getrocknet werden.
• Verwenden Sie antistatische Behälter und spezielle Lagerbereiche, um die Gefahr einer Selbstentzündung zu vermeiden.