Verfahren zur Herstellung von Druckfarben. Die gegenwärtig üblichen Farben für den Tiefdruck bestehen aus einem Pigment, einem Bindemittel, welches das Pigment auf dem Papiere festhält, und einem flüchtigen organischen Lösungs- und Verdünnungs mittel, das der Farbe die gewünschte Dünn flüssigkeit erteilt. Nach dem Aufdrucken verdunstet das Lösungsmittel - in der Regel ein Kohlenwasserstoff der Benzolreihe sehr rasch und ist in dem fertigen Drucke höchstens noch spurenweise vorhanden. Es ist feuergefährlich und schädigt durch seine Dämpfe die Gesundheit der Arbeiter. Die damit verdünnten Farben haben oft die Nei gung, das Pigment bei längerem Stehen ab zusetzen.
Man kennt auch Druckfarben, deren Bindemittel in Wasser gelöst ist. Sie haben keine grosse Bedeutung erlangt, da die Wasserlöslichkeit des Bindemittels auf den fertigen Drucken bestehen bleibt und diese daher Neigung zum Schmieren zeigen. Ein acktechnisch befriedigendes, in bezug auf Wasserlöslichkeit nicht reversibles Binde mittel ist nicht bekannt.
Es wurde nun gefunden, dass man Emul sionen von der nachstehend beschriebenen Art' mit ausgezeichnetem Erfolg als Druck farben, insbesondere Tiefdruckfarben, be nutzen kann. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Druckfarben, bestehend aus einer Emulsion von wasserunlöslichen Farb trägern und wasserunlöslichen Bindemitteln in einer stets die äussere Phase bildenden wässerigen Flüssigkeit, die zur Stabilisierung Substanzen, wie zum Beispiel Kolloide oder schlammig fein zerteilte feste Stoffe, enthält. Diese Substanzen können in der Flüssigkeit gelöst oder suspendiert sein, kommen jedoch ihrer Beschaffenheit und der angewandten Menge nach als Bindemittel nicht wesentlich in Frage.
Wenn das wasserunlösliche Bindemittel an und für sich nicht flüssig ist, so kann es in einem wasserunlöslichen flüchtigen orga nischen Lösungsmittel gelöst werden.
Als Farbträger dient in der Regel ein Pigment, das sich in der innern oder in der äussern Phase bezw. teilweise in der einen, teilweise in der andern befinden kann.
Ist in der wässerigen Grundflüssigkeit eine .Flüssigkeit dispergiert, so kann letztere wasserunlösliche, aber in der dispergierten, Flüssigkeit lösliche farbige Substanzen ent halten, welche das Pigment als Farbkörper ganz oder teilweise ersetzen können.
Emulgierte Druckfarben, bei welchen das Wasser als zerstreute Phase vorkommt, sind im D. R. P. Nr. 393-271 beschrieben. Die französischen Patente Nr. 711613 und 712360 beschreiben Tiefdruckfarben von mehr oder weniger ausgesprochenem Emulsionscharak- ter, bei welchem das Bindemittel ganz oder zu einem wesentlichen Teile wasserlöslich ist und sich daher in der äussern wässerigen Phase befindet. Solche Emulsionen sind nicht Gegenstand. der vorliegenden Erfin dung.
Nach dem neuen Verfahren kann man Druckfarben herstellen, die den Vorteil haben, dass sie einfach durch Verdünnen mit Wasser auf die gewünschte Dünnflüssigkeit eingestellt werden können. Für den Trans port kann man sie daher in hochkonzentrier ter Form liefern. Sie sind nicht brennbar und machen das Vorrätighalten brennbarer Verdünnungsmittel im Druckraum unnötig. Sie senden nur einen Bruchteil, zum Beispiel einen Fünftel der von den üblichen Farben abgegebenen Menge organischer Dämpfe in die Atmosphäre der Druckerei. Der Farb- träger, z. B. das Pigment, kann sich in ihnen nicht von dem flüssigen Teile trennen.
Enthalten die Druckfarben ein orga nisches Lösungsmittel und ein Pigment, so verdunstet beim Drucken vorerst die dünne Wasserschicht, hierauf das dadurch frei gelegte organische Lösungsmittel, und das Pigment wird nun durch das Bindemittel auf dem Papier oder der sonstigen Unterlage fixiert. Dieser Vorgang geht sehr rasch vor sich, so dass hohe Druckgeschwindigkeiten möglich sind.
Der wässerige Teil der Druckfarben ent hält vorzugsweise kolloide Substanzen oder Gemische von solchen in einer für die Stabi lisierung der Emulsion gerade genügenden Menge, welche keinenfalls so gross sein darf, dass das Kolloid merklich als Bindemittel wirkt. Dadurch wird vermieden, dass die beim Drucken entstehende Farbschicht wasserlös liche oder in Wasser quellbare Substanzen enthält.
Als Beispiele geeigneter Körper seien genannt: Seifen, Saponin, Türkischrotöl und andere sulfonierte hochmolekulare orga nische Verbindungen, sowie ihre Salze, alky- lierte und oxyalkylierte Aminsalze und Amide der höheren Fettsäuren, Verbindun gen der Eiweissgruppe, Tannine, Pektine, Pflanzenschleime und Gummiarten.
Auch sehr fein verteilte schlammige Körper kön nen zum Beständigmachen der Emulsionen herangezogen werden. Hierzu können mit Vorteil fein in Wasser aufgeschlämmte Pig mente verwendet werden. Das Wasser kann auch nichtkolloide gelöste Substanzen ent halten, die seine Oberflächenspannung herab setzen. Es kommen hierfür hauptsächlich Phenole und höhere Alkohole in Betracht.
Als wasserunlösliche Bindemittel fallen in Betracht: natürliche und künstliche Harze, natürliche und künstliche Asphalte, pflanz liche und mineralische Wachse, Paraffine, Zelluloseester, Leinöl und Holzöl besonders in oxydiertem und polymerisiertem Zu stande; Kautschuk und Balata. Diese wer den, wenn nötig, in organischen Flüssig keiten gelöst, welche je nach dem Verwen dungszwecke der Farben mehr oder weniger flüchtig sind, z.
B. Kohlenv#=asserstoffe der Benzolreihe, Erdöldestillate, hydrierte Benzol- und Naphthalinderivate, Terpentinöl. Ester organischer Säuren und dergleichen.
Bei der Fabrikation der neuen Druck farben kann man beispielsweise zuerst das Bindemittel, eventuell auch wasserunlösliche Farbstoffe, in einem organischen Lösungs mittel auflösen und dann die so erhaltene Lösung in der wässerigen Grundflüssigkeit emulgieren. Das Lösungsmittel kann weg gelassen werden, wenn das Bindemittel an sich flüssig oder in geschmolzenem Zustande verwendbar ist. DerFarbträger, z. B. das Pigment, kann vor der Emulgierung mit der einen oder mit der andern Flüssig keit angerieben werden, oder man kann ihn der fertigen Emulsion zusetzen.
Die eigentliche Bereitung der Emulsion kann nach einem der bekannten Verfahren, das heisst durch Mischen, Zerreiben, Pressen durch feine Öffnungen usf. geschehen.
Man kann nach dem Verfahren gemäss der Erfindung Druckfarben der oben beschriebe nen Zusammensetzung herstellen, die sich für den Tiefdruck und andere Zwecke der gra phischen Gewerbe eignen.
Die folgenden Beispiele beschreiben einige der Ausführungsformen der Erfindung. <I>Beispiel<B>1.-</B></I> <B>100</B> kg Asphalt werden in 100 kg Xylol gelöst und mit 20 kg Türkischrotöl versetzt, Diese Lösung wird mit 50 kg Wasser, in welchem 5 kg Kasein mit Hilfe von etwas Natronlauge gelöst sind, zur Emulsion ge schlagen, und die letztere wird zum An reiben von 50 kg Pigment verwendet. Der Asphalt wirkt in dieser Druckfarbe nicht nur als Bindemittel, sondern auch als Farb körper. <I>Beispiel 2:</I> In 80 Litern einer wässerigen Lösung von 3 kg Kasein-Alkali und 5 kg Natron seife werden 20 kg eines Farblackes an gerieben.
Hierauf wird eine Lösung von 15 kg Hartharz in 20 kg Terpentinöl in der Anreibung emulgiert.
<I>Beispiel 3:</I> 45 kg Paraffin und 5 kg Carnaubawachs werden geschmolzen und in einer warmen Anreibung von 40 kg eines Farblackes in 60 kg Wasser, das 4 kg Triäthanol-amin- stearat enthält, durch energisches Rühren emulgiert. In diesem Falle ist ein beson deres Lösungsmittel wegen des verhältnis mässig niedrigen Schmelzpunktes der Wachs mischung nicht erforderlich.
<I>Beispiel 4:</I> 4 kg Nitrozellulose werden in 25 kg Butylacetat und 25 kg Aceton gelöst und der Lösung 1 kg Trikresylphosphat zugesetzt. Dann wird 1 kg nach bekannter Methode fettlöslich gemachtes Malachitgrün einge rührt und das Ganze in 20 kg Wasser mit Hilfe von 1 kg Saponin emulgiert.
<I>Beispiel, 5:</I> In einer Lösung von 3 kg Kasein-Alkali in 50 kg Wasser wird eine Lösung von 12 kg Hartharz in 12 kg Xylol emulgiert; dann wird die Emulsion mit 15 kg eines Farb- lackes angerieben. Die fertige Mischung wird mit 5 kg stabilisiertem Kautschuklatex ver setzt und gut durchgerührt.
Process for the production of printing inks. The currently used inks for gravure printing consist of a pigment, a binder, which holds the pigment on the paper, and a volatile organic solvent and diluent, which gives the color the desired thin liquid. After printing, the solvent - usually a hydrocarbon of the benzene series - evaporates very quickly and is only present in traces in the finished print. It is flammable and its fumes are harmful to workers' health. The colors diluted with it often have a tendency to clog the pigment when left standing for a long time.
Printing inks are also known whose binder is dissolved in water. They are not of great importance because the water solubility of the binder remains on the finished prints and these therefore tend to smear. A technically satisfactory binding agent which is not reversible in terms of water solubility is not known.
It has now been found that emulsions of the type described below can be used with excellent success as printing inks, in particular gravure printing inks. The invention relates to a process for the production of printing inks, consisting of an emulsion of water-insoluble color carriers and water-insoluble binders in an aqueous liquid which always forms the outer phase and which contains substances for stabilization, such as colloids or muddy, finely divided solid substances. These substances can be dissolved or suspended in the liquid, but their nature and the amount used are not essential as binders.
If the water-insoluble binder in and of itself is not liquid, it can be dissolved in a water-insoluble volatile organic solvent.
As a rule, a pigment is used as the color carrier, which is located in the inner or in the outer phase. partly in one, partly in the other.
If a liquid is dispersed in the aqueous base liquid, the latter can contain colored substances which are insoluble in water but which are soluble in the dispersed liquid and which can completely or partially replace the pigment as a color body.
Emulsified printing inks in which the water occurs as a dispersed phase are described in D.R.P. No. 393-271. French patents 711613 and 712360 describe intaglio printing inks with a more or less pronounced emulsion character in which the binder is wholly or to a substantial extent water-soluble and is therefore in the outer aqueous phase. Such emulsions are not an issue. of the present invention.
The new process can be used to produce printing inks which have the advantage that they can be adjusted to the desired low viscosity simply by diluting with water. They can therefore be supplied in a highly concentrated form for transport. They are not flammable and make it unnecessary to keep flammable diluents in stock in the pressure chamber. They only send a fraction, for example a fifth of the amount of organic vapors emitted by conventional inks, into the atmosphere of the print shop. The color carrier, e.g. B. the pigment, cannot separate from the liquid part in them.
If the printing inks contain an organic solvent and a pigment, the thin layer of water initially evaporates during printing, followed by the exposed organic solvent, and the pigment is then fixed on the paper or other substrate by the binder. This process takes place very quickly, so that high printing speeds are possible.
The aqueous part of the printing inks contains preferably colloidal substances or mixtures of such in an amount just sufficient to stabilize the emulsion, which must not be so large that the colloid noticeably acts as a binder. This prevents the ink layer produced during printing from containing water-soluble or water-swellable substances.
Examples of suitable bodies are: soaps, saponin, Turkish red oil and other sulfonated high molecular weight organic compounds, as well as their salts, alkylated and oxyalkylated amine salts and amides of the higher fatty acids, compounds of the protein group, tannins, pectins, vegetable mucilages and types of rubber.
Even very finely divided muddy bodies can be used to make the emulsions resistant. Pig ments finely suspended in water can advantageously be used for this purpose. The water can also contain non-colloid dissolved substances that reduce its surface tension. Mainly phenols and higher alcohols come into consideration.
The following water-insoluble binders can be considered: natural and artificial resins, natural and artificial asphalts, vegetable and mineral waxes, paraffins, cellulose esters, linseed oil and wood oil, especially in an oxidized and polymerized state; Rubber and balata. These who the, if necessary, dissolved in organic liquids, which depending on the uses of the colors are more or less volatile, z.
B. Carbons of the benzene series, petroleum distillates, hydrogenated benzene and naphthalene derivatives, turpentine oil. Organic acid esters and the like.
When manufacturing the new printing inks, for example, you can first dissolve the binder, possibly also water-insoluble dyes, in an organic solvent and then emulsify the resulting solution in the aqueous base liquid. The solvent can be omitted if the binder itself is liquid or can be used in the molten state. The ink carrier, e.g. B. the pigment, can be rubbed speed with one or the other liquid before emulsification, or you can add it to the finished emulsion.
The actual preparation of the emulsion can be done by one of the known processes, that is, by mixing, grinding, pressing through fine openings, etc.
The method according to the invention can be used to produce printing inks of the composition described above, which are suitable for gravure printing and other purposes of the graphic trade.
The following examples describe some of the embodiments of the invention. <I> Example<B>1.-</B> </I> <B> 100 </B> kg of asphalt are dissolved in 100 kg of xylene and mixed with 20 kg of Turkish red oil. This solution is mixed with 50 kg of water in which 5 kg of casein are dissolved with the help of a little sodium hydroxide solution, beat to the emulsion, and the latter is used to rub 50 kg of pigment. In this printing ink, the asphalt not only acts as a binder, but also as a pigment. <I> Example 2: </I> 20 kg of a colored varnish are rubbed into 80 liters of an aqueous solution of 3 kg of casein alkali and 5 kg of sodium soap.
A solution of 15 kg of hard resin in 20 kg of turpentine oil is then emulsified in the grind.
<I> Example 3: </I> 45 kg of paraffin and 5 kg of carnauba wax are melted and emulsified by vigorous stirring in a warm grinding of 40 kg of a colored varnish in 60 kg of water containing 4 kg of triethanol amine stearate. In this case, a special solvent is not required because of the relatively low melting point of the wax mixture.
<I> Example 4: </I> 4 kg of nitrocellulose are dissolved in 25 kg of butyl acetate and 25 kg of acetone, and 1 kg of tricresyl phosphate is added to the solution. Then 1 kg of malachite green made fat-soluble by a known method is stirred in and the whole is emulsified in 20 kg of water with the aid of 1 kg of saponin.
<I> Example, 5: </I> A solution of 12 kg hard resin in 12 kg xylene is emulsified in a solution of 3 kg of casein alkali in 50 kg of water; then the emulsion is rubbed with 15 kg of a colored lacquer. The finished mixture is ver sets with 5 kg of stabilized rubber latex and stirred well.