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Druckfarbe mit magnetischen Farbstoffteilchen
Es sind Verfahren zum maschinellen Erkennen von Schriftzeichen bekanntgeworden, die sich einer magnetischen Abfuhlung der mit magnetischer Farbe gedruckten Schriftzeichen bedienen. Es ist Aufgabe der Erfindung, Druckfarben mit magnetischen Farbstoffteilchen zu beschreiben, die einen gleichmässigen
Gehalt an magnetischen Farbstoffteilchen hoher Koerzitivkraft, geringer Teilchengrösse und eine starke
Farbwirkung aufweisen, um eine ausreichende Signalstärke bei der Abfühlung und eine gute Lesbarkeit zu ermöglichen.
Der hohe Gehalt an magnetischen Farbstoffteilchen erhöhte bisher die Neigung der Druckfarbe zur Emulgierung. Diese Erhöhung rührt zum wesentlichen Teil von den hydrophilen Eigenschaften der magnetischen Farbstoffteilchen her. Hieraus resultiert die Neigung, dass die Farbstoffteilchen auf der Farbauftragswalze eine Emulsion mit dem zur Anfeuchtung der Walze aufgebrachten Wasser bilden. Diese Emulsion beeinträchtigt den Druckvorgang, da sie die Ablagerung des magnetischen Farbstoffes auf der mit Wasser befeuchteten Walze und eine Ablagerung von Wasserteilchen auf den zu bedruckenden Aufzeichnungsträgern bewirkt. Dies ergibt nicht nur schlechten Druck und fleckige Arbeit, sondern es werden auch die magnetischen Eigenschaften der bedruckten Flächen herabgesetzt, wodurch wiederum der nachfolgende magnetische Abfuhr vorgang nachteilig beeinflusst wird.
Gemäss der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, dass die Farbstoffteilchen einen wasserabstossenden Überzug besitzen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der Überzug der Farbstoffteilchen aus Harz.
Nach andern Merkmalen besteht der Überzug aus chemischen Stoffen, die Kettenmoleküle aufweisen mit an den magnetischen Farbstoffteilchen angelagerten hydrophilen Enden und freien oleophilen Enden, oder er besteht aus kationaktiven Stoffen.
Die Druckfarbe gemäss der Erfindung zeichnet sich weiter durch hervorragende magnetische Eigenschaften aus, sie ermöglicht ein schnelleres Trocknen nach dem Druck, weil ihr Wassergehalt auf ein Minimum beschränkt ist und liefert ein dunkleres und sauberes Schriftzeichenbild.
Die Farbstoffteilchen der Druckfarbe gestatten eine bessere Benetzung durch die in der Druckfarbe enthaltenen Lacke und liefert damit bessere Fliesseigenschaften und eine ausgezeichnete Druckdeckkraft und ermöglichen eine vielseitige Verwendung von Füllösungen für besondere Aufgaben der Druckfarbe.
Zugleich werden unerwünschte Farbeigenschaften der Ausgangsstoffe der magnetischen Farbstoffteilchen beseitigt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Beschreibung mehrerer Ausfuhrungsbeispiele für Druckfarben mit magnetischen Farbstoffteilchen.
Unter dem Ausdruck "magnetische Farbstoffteilchen" sollen die an sich bekannten Stoffe verstanden werden, die fur den Gebrauch in magnetischen Druckfarben geeignet sind. Solche Farbstoffteilchen bestehen z. B. aus :
Gammaeisenoxyd mit einem Restmagnetismus von 1500 Gauss und mehr mit Koerzitivkräften zwischen 200 und 400 Oersted und einer Teilchengrösse von 1 bis 10 J1, natürlichen oder kunstlichen Magneten, einkristallinem Eisen, feinkörnigen magnetischen Legierungen, Kobalt-, Nickel- und Bariumferriten u. ähnl. Stoffen.
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Eine erste Behandlungsmethode, die zur Herabsetzung der Emulgierungsneigung von magnetischen Farbstoffteilchen wie sie oben aufgezählt wurden, angewendet werden kann, ist das Überziehen der Farbstoffteilchen mit einem geeigneten Harz. Solche Harze können z. B. enthalten : Silikone, Vinylacetat, - chlorid, Polyäthylene, Polyamide, Phenol-, Alkyd-, Cumaron-Inden- und Epoxy-Harze.
Farbstoffteilchen können mit Harzen überzogen werden, indem z. B. der Farbstoff in geschmolzenes Harz eingerührt wird. Hernach wird das Harz abgekühlt und gemahlen, und die Farbstoffteilchen sind dann mit einem Überzug versehen. Nach einer andern Methode werden die Farbstoffteilchen mit Harz gemischt und durch zwei erhitzte Walzrollen miteinander verbunden, anschliessend abgekühlt und zerkleinert.
Bei einer zweiten Behandlungsmethode setzt sich das Harz aus einer Lösung auf den Farbstoffteilchen ab. Dies kann erreicht werden z. B. durch Fraktionierung oder durch Pigmentkristallisierung. Bei der Pigmentkristallisierung werden die Farbstoffteilchen einer übersättigten Lösung von Harz in einem Lösungsmittel beigefügt. Durch Abkühlung fällt das Harz zum Teil aus und lagert sich auf den Farbstoffteilchen ab. Beim Vorgang der Fraktionierung wird das Harz in einem Lösungsmittel gelöst, der Farbstoff wird dann in die Lösung eingerührt, und während des Umrührens wird ein weiteres Lösungsmittel der Lösung beigefügt, das eine Ausfällung des Harzes aus der Lösung bewirkt. Das aus der Lösung ausfallende Harz überzieht die Farbstoffteilchen dünn und gleichmässig.
Es folgen Beispiele von Harzen und Lösungsmitteln, die bei der Züchtung von Kristallen verwendet werden können :
EMI2.1
<tb>
<tb> Haizeu. <SEP> ähnl. <SEP> Lösungsmittel
<tb> 1. <SEP> Melamin <SEP> - <SEP> Harze <SEP> Xylol <SEP> / <SEP> Butanol <SEP>
<tb> 2. <SEP> Kautschuk <SEP> mit <SEP> ringförmiger <SEP> Molekülstruktur <SEP> Trichloräthylen, <SEP> Xylol <SEP> oder <SEP> Toluol
<tb> 3. <SEP> Silikone <SEP> Xylol
<tb>
Es folgen Beispiele von Harzen und Lösungsmitteln, die in der Fraktionierungstechnik angewendet werden können.
EMI2.2
<tb>
<tb>
Harze <SEP> u. <SEP> ähnl. <SEP> 1. <SEP> Lösungsmittel <SEP> 2. <SEP> Lösungsmittel
<tb> 1. <SEP> Vinylchlorid. <SEP> Tetrahydrofuran <SEP> Benzol
<tb> 2. <SEP> Chlorparaffin <SEP> Nitrobenzol <SEP> Methylalkohol
<tb> 3. <SEP> Zein <SEP> Äthanol <SEP> Wasser
<tb>
Bei den genannten Überzugsmethoden durch Abscheidung sollte die Menge des ausgeschiedenen Harzes ausreichen, die gesamte puderoberfläche zu bedecken.
Im folgenden wird ein Beispiel für die Zusammensetzung einer Druckfarbe nach der ersten Behandlungsmethode gegeben.
EMI2.3
<tb>
<tb>
70 <SEP> g <SEP> künstlicher <SEP> Magneteisenstein, <SEP> kubische <SEP> Teilchen <SEP> von <SEP> einer <SEP> Durchschnittsgrösse <SEP> von <SEP> 5 <SEP> g, <SEP> überzogen <SEP> mit <SEP> l <SEP> <SEP> o <SEP> Silikonharz <SEP>
<tb> 9 <SEP> g <SEP> Isophthalsäurelack, <SEP> Viskosität <SEP> : <SEP> 35,5 <SEP> Poise
<tb> 8 <SEP> g <SEP> Harzlösungslack, <SEP> bestehend <SEP> aus <SEP> 50 <SEP> Gew.-Teilen <SEP> Phenolformaldehydharz <SEP> gelöst <SEP> in <SEP> Petroleum
<tb> mit <SEP> einem <SEP> Siedebereich <SEP> von <SEP> 260 <SEP> bis <SEP> 3100C
<tb> 4 <SEP> g <SEP> Paraffinöl, <SEP> leicht
<tb> 2 <SEP> g <SEP> 21% <SEP> Kobalttrockner
<tb> 7 <SEP> g <SEP> schwarzes <SEP> Färbemittel, <SEP> bestehend <SEP> aus <SEP> 20 <SEP> Teilen <SEP> aktivem <SEP> Kohlengasruss <SEP> Teilchengrösse <SEP> 24 <SEP> mg,
<tb> aufgeschwämmt <SEP> in <SEP> Leinöl.
<tb>
Eine zweite allgemeine Behandlungsmethode, die angewendet werden kann, um die Emulgierungsneigung von Farbstoffen. wie oben angeführt, herabzusetzen, ist ein Überziehen der Farbstoffteilchen mit flüssigen Farbwirkstoffen.
Bei bekannten Pigmentierungsverfahren werden Färbemittel-in der Form von Kettenmolekülen ver-
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wendet, die einen hydrophilen Teil am einen Ende und einen oleophilen Teil am andern Ende des Moleküls haben. Zahlreiche bekannte Färbemittel können Verwendung finden, und bei ihrer Anwendung auf magnetische Farbstoffteilchen heften sie sich mit ihrem hydrophilen Teil an den Partikel, während ihr oleophiler Teil sich vom Farbstoffteilchen nach aussen erstreckt und allen Wassermolekulen gegenüber eine abstossende Wirkung ausübt.
Im folgenden werden Beispiele für anwendbare Pigmentlerungsverfahren gegeben : Beispiel l : Folgende Stoffe werden zu einem flüssigen Brei vermischt :
EMI3.1
<tb>
<tb> Wasser <SEP> (heiss) <SEP> 30 <SEP> 000 <SEP> g
<tb> Essigsäure <SEP> 5Mm <SEP> 100 <SEP> g
<tb> Rhodamin <SEP> 6 <SEP> GDN <SEP> 500 <SEP> g
<tb>
erhitzen auf 90 C, rühien bis vollständig gelöst.
Beifügen :
EMI3.2
<tb>
<tb> Aus <SEP> Eisen-Carbonyl <SEP> gewonnenes <SEP> Eisenoxyd <SEP> 1055 <SEP> g
<tb>
Folgende Stoffe werden zu einer Lösung vermischt :
EMI3.3
<tb>
<tb> Wasser <SEP> (heiss)
<tb> Natriumwolframat, <SEP> in <SEP> kristalliner <SEP> Form <SEP> 6 <SEP> 000 <SEP> g
<tb> Natriummolybdat, <SEP> in <SEP> kristalliner <SEP> Form <SEP> 995 <SEP> g
<tb> Dinatriumphosphat <SEP> 115 <SEP> g <SEP>
<tb> 200Bé <SEP> Salzsäure <SEP> 800 <SEP> g
<tb>
Die Lösung wird dem dünnflüssigen Brei beigefügt und bildet einen unlöslichen komplexen Farbstoff, der sich an die Oxydpartikel anheftet und diese, wie oben beschrieben, Überzieht.
Ein weiterer Vorteil, den man durch diese Pigmentierungsprozesse bei der Behandlung von magnetischen Farbstoffteilchen zum Gebrauch in Druckfarbe erhält, ist der, dass magnetische Farbstoffteilchen von hervorragenden magnetischen Eigenschaften verwendet werden können, selbst wenn diese Farbstoffe von unerwünschter Färbung sind.
Im folgenden wird ein Beispiel für die Zusammensetzung einer Druckfarbe mit magnetischen Farbstoffteilchen nach der zweiten Behandlungsmethode gezeigt :
EMI3.4
<tb>
<tb> 55 <SEP> g <SEP> Eisenoxyd, <SEP> in <SEP> gammakristalliner <SEP> Form, <SEP> entstanden <SEP> durch <SEP> Oxydation <SEP> von <SEP> reinen <SEP> Eisenkörnchen,
<tb> die <SEP> durch <SEP> Zersetzung <SEP> von <SEP> Eisencarbonyl <SEP> erzeugt <SEP> wurden, <SEP> wobei <SEP> die <SEP> besagten <SEP> Körnchen <SEP> einen
<tb> Durchmesser <SEP> von <SEP> weniger <SEP> als <SEP> 10 <SEP> g <SEP> haben <SEP> sollen.
<SEP> Das <SEP> sich <SEP> ergebende <SEP> Eisenoxyd <SEP> wird <SEP> verdichtet,
<tb> um <SEP> die <SEP> Ölabsorption <SEP> herabzusetzen, <SEP> dann <SEP> mit <SEP> einer <SEP> Lösung <SEP> aus <SEP> Wasser, <SEP> Rhodamin <SEP> 6 <SEP> GDN, <SEP> Natriumwolframat, <SEP> Natriummolydat, <SEP> Dinatriumphosphat <SEP> und <SEP> Salzsäure <SEP> von <SEP> 20oBi <SEP> pigmentiert
<tb> (wie <SEP> oben <SEP> beschrieben).
<tb>
. <SEP> 5 <SEP> g <SEP> Roter <SEP> Farbstoff
<tb> 16 <SEP> g <SEP> Isophthal-Alkydlack, <SEP> Viskosität <SEP> : <SEP> 35,5 <SEP> Poise
<tb> 15 <SEP> g <SEP> Lack, <SEP> bestehend <SEP> aus <SEP> 50 <SEP> Teilen <SEP> mit <SEP> Kolophonium <SEP> versetztem <SEP> Phenolformaldehydharz, <SEP> Schmelzpunkt <SEP> 127 <SEP> - <SEP> 1330C <SEP> in <SEP> Petroleumlösemittel, <SEP> Siedepunkt <SEP> 3100C. <SEP> Viskosität <SEP> : <SEP> 145 <SEP> Poise
<tb> 4 <SEP> g <SEP> Petroleumlösemittel, <SEP> Siedepunkt <SEP> 2800C
<tb> 2 <SEP> g <SEP> 21eiger <SEP> Kobalttrockner
<tb> 3 <SEP> g <SEP> Netzmittel.
<tb>
Eine dritte Behandlungsmethode, um die Emulgierungsneigungen von magnetischen Farbstoffteilchen herabzusetzen, besteht darin, die Farbstoffteilchen mit chemisch wirkenden Stoffen z. B. zur Phosphatie rung, Nitrierung der Oberflächen der Farbstoffteilchen zu behandeln. Die Oberflächen erhalten dadurch eine verbesserte wasserabstossende Wirkung. Durch diese Behandlung ergibt sich eine verbesserte Benetzung der Farbstoffteilchen durch die Harze.
Solche Verfahren sind in der Technik wohl bekannt und brauchen hier nicht im einzelnen beschrieben zu werden.
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Es folgt ein Beispiel der Zusammensetzung einer Druckfarbe mit Farbstoffteilchen, die nach der dritten Methode behandelt wurden :
EMI4.1
<tb>
<tb> 68 <SEP> g <SEP> Phosphatierter <SEP> natürlicher <SEP> Magneteisenstein, <SEP> Teilchengrösse <SEP> vermindert <SEP> auf <SEP> durchschnittlich
<tb> unter <SEP> 5 <SEP> 11 <SEP>
<tb> 10 <SEP> g <SEP> zähflüssiges <SEP> Chinaholz-Öl, <SEP> Viskosität <SEP> : <SEP> 95 <SEP> Poise
<tb> 9 <SEP> g <SEP> Isophthal-Alkydlack, <SEP> Viskosität <SEP> :
<SEP> 35, <SEP> 5 <SEP> Poise
<tb> 8 <SEP> g <SEP> schwarzer <SEP> Farbstoff, <SEP> bestehend <SEP> aus <SEP> 20 <SEP> Teilen <SEP> aktivem <SEP> Gasruss, <SEP> Teilchengrösse <SEP> 24 <SEP> mil, <SEP> aufgeschwemmt <SEP> in <SEP> eingedickten <SEP> Leinölen
<tb> 2 <SEP> g <SEP> 211eiger <SEP> Kobalttrockner
<tb> 3 <SEP> g <SEP> Paraffinöl, <SEP> leicht.
<tb>
Bei einer vierten Behandlungsmethode, um die Emulgierungsneigungen von magnetischen Farbstoffteilchen herabzusetzen, werden die Farbstoffteilchen mit geeigneten oberflächenaktiven Stoffen vermischt. Solche Stoffe können entweder direkt mit den trockenen magnetischen Farbstoffteilchen vermischt werden oder noch besser werden die magnetischen Farbstoffteilchen nach Auslösung dieser Stoffe in einem Lösungsmittel in die Lösung eingerührt, um anschliessend das Lösungsmittel zu verdampfen, so dass die mit dem oberflächenaktiven Mittel überzogenen Farbstoffteilchen zurückbleiben. Durch Anwendung des Lösungsmitteluberzugsverfahrens wird die Gleichmässigkeit des Überzuges verbessert.
Gewisse oberflächenaktive Mittel werden dann in wünschenswerte Weise behandelt, um deren Wirksamkeit bei der Herabsetzung der wasserabstossenden Wirkung der Farbstoffteilchen zu erhöhen.
Nachfolgend einige Beispiele für Behandlungsverfahren mit oberflächenaktiven Mitteln.
Beispiel 1 : 5 Gew.-Rizinolsäure vermischt mit 95 Gew. -0/0 eines magnetischen Farbstoffes aus Eisenoxyd und einem Lösungsmittel wie z. B. Heptan. Nachdem die Stoffe gründlich gemischt wurden, wird das Lösungsmittel verdampft. Die überzogenen magnetischen Farbstoffteilchen werden dann in einer geeigneten Zusammensetzung nach den beschriebenen Beispielen verwendet.
Beispiel 2 : 3 g einer Mischung von Dialkylquarternärammoniumchlorid und Aminoacetat, im Verhältnis 5 : 1, werden in warmem Wasser aufgelöst, und dann wird die Lösung einem losen dünnflüssigen Brei von 97 g eines Eisenoxyds in Wasser beigegeben. Der sich ergebende dünnflüssige Brei wird 10 bis 15 min lang gerührt, dann werden 20 ml einer 1%i n NaOH-Lösung diesem dünnflüssigen Brei hinzugefügt und dann wird weitere 15 min gerührt. Es findet ein Molekularaustausch statt und es entsteht ein gut haftender Überzug auf jedem Farbstoffteilchen. Danach wird der dünnflüssige Brei gefiltert und das Filtrat gewaschen und getrocknet. Die so gewonnenen, überzogenen Farbstoffteilchen können dann in den beschriebenen Zusammensetzungen magnetischer Druckfarbe verwendet werden.
Weitere Beispiele oberflächenaktiver Mittel, die angewendet werden können, sind : Organische Aluminiumverbindungen, öllösliche, nichtionische ammoniakhaltige Netzmittel und andere verwendbare anionische und kationische Netzmittel.
Es folgt ein Beispiel für die Zusammensetzung einer Druckfarbe, die nach der vierten oben beschriebenen Methode behandelt wurden :
EMI4.2
<tb>
<tb> 55 <SEP> g <SEP> Gammaeisenoxyd, <SEP> Teilchengrösse <SEP> 3 <SEP> x <SEP> 2 <SEP> Jl <SEP> im <SEP> Durchschnitt <SEP> überzogen <SEP> mit <SEP> 5% <SEP> figer <SEP> Rizinolsäure,
<tb> wie <SEP> oben <SEP> beschrieben
<tb> 17 <SEP> g <SEP> dickflussigen <SEP> Isophthalalkydlack, <SEP> Viskosität <SEP> : <SEP> 375 <SEP> Poise
<tb> 10 <SEP> g <SEP> dünnflüssigen <SEP> Isophthalalkydlack, <SEP> Viskosität <SEP> :
<SEP> 35,5 <SEP> Poise
<tb> 8 <SEP> g <SEP> schwarze <SEP> Farbgrundlage, <SEP> bestehend <SEP> aus <SEP> 20 <SEP> Gew.-Teilen <SEP> aktivem <SEP> Kohlegasruss, <SEP> Teilchengrösse <SEP> 24 <SEP> mali, <SEP> aufgeschwemmt <SEP> in <SEP> Leinöl
<tb> 5 <SEP> g <SEP> Blautönung, <SEP> bestehend <SEP> aus <SEP> 41 <SEP> Gew.-Teilen <SEP> alkalischem <SEP> Preussischblau <SEP> in <SEP> Leinöl
<tb> 4 <SEP> g <SEP> Paraffinöl, <SEP> leicht.
<tb>
Aus dem Vorhergehenden wird offensichtlich, dass zahlreiche Behandlungsmethoden für magnetische Farbstoffteilchen angewendet werden können, um die Emulgierungsneigung der Druckfarbe, die durch die hydrophilen Eigenschaften der magnetischen Farbstoffteilchen hervorgerufen werden, herabzusetzen. Diese magnetischen Farbstoffteilchen können in verschiedenen Farbzusammensetzungen entsprechend den geforderten Bedingungen verwendet werden.