DE1288097B

DE1288097B - Dampftrocknende Druckfarbe

Info

Publication number: DE1288097B
Application number: DENDAT1288097D
Authority: DE
Inventors: Joseph Donald Endwell; Chebiniak Paul Binghamton; N.Y. Sbarra (V.St.A.). C21c
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1965-05-06
Publication date: 1969-01-30
Also published as: FR1479807A; US3338850A; GB1143488A

Description

1 2

Die vorliegende Erfindung betrifft dampf- ein Gemisch eines größeren Anteils an Fumarsäure-

trocknende Druckfarben mit einem Gehalt an in Kolophonium-Lack oder -Firnis mit einer relativ

Wasser unlöslichem Kunstharz und einem Lösungs- höhen Säurezahl und eines kleineren Anteils eines

mittel auf Glykolbasis. Polyesterlacks oder -firnisses mit einer relativ niedrigen

Dampftrocknende Druckfarben, die auch Moisture 5 Säurezahl.

set-inks genannt werden, sind ' allgemein bekannt. Der Fumarsäure-Kolophonium-Lack enthält eine Sie enthalten im allgemeinen Pigmente und einen Lösung von Fumarsäure-Kolophonium-Addukt in harzartigen Träger, der in Gegenwart von hoher einem Lösungsmittel, insbesondere einem Glykol relativer Feuchtigkeit ausgefällt oder abgeschieden oder einem Gemisch von Glykolen, z. B. Äthylenwird. Im allgemeinen wird die frisch gedruckte 10 glykol. Die Lösung enthält gewöhnlich etwa 60% Farbe einer Dampfatmosphäre zur Beschleunigung Feststoffe und hat eine Viskosität von etwa 400 bis des Abscheidens ausgesetzt. 550 P und eine Säurezahl von 145 bis 155.

Die bisher verfügbaren dampftrocknenden Druck- Kolophonium ist ein natürliches Produkt aus farben haben sich aus einem oder mehreren Gründen, etwa 90% Harzsäuren und 10% neutralen Materiaz. B. langsames Trocknen und Abschmieren oder 15 lien. Die Hauptharzsäurekomponente ist Abietinnicht ausreichend dunkle oder intensive Bilder säure. Es wird daher angenommen, daß ein Hauptwegen des zu geringen Färbevermögens, als nicht teil des Addukts von Fumarsäure und Kolophonium vollständig zufriedenstellend erwiesen. das Addukt von Fumarsäure und Abietinsäure ist.

Mit den bisher verfügbaren dampftrocknenden Der Polyesterlack mit relativ niedriger Säurezahl, Druckfarben wird' gegenwärtig häufig in relativ 20 der einen kleineren Teil des Trägers ausmacht, ist langsamen Flachdruckmaschinen gedruckt, doch vorzugsweise ein Phthalsäureanhydridpolyester und selbst bei solch langsamem Drucken tritt noch ein insbesondere das Reaktionsprodukt von 48,5% Abschmieren von einem bedruckten Blatt auf ein Phthalsäureanhydrid, 43,5% Pentaerythrit, 5% Maledarüberliegendes bedrucktes Blatt auf. Dampf- insäureanhydrid und 3% Zein. Diese Bestandteile trocknende Druckfarben werden auch im Rotations- 25 werden vorzugsweise in einem aus Butylcarbitol druck verwendet, doch waren sie wegen ihrer langen und Äthylenglykol bestehenden Träger umgesetzt. Trocknungszeit in schnellen Rotationsdruckanlagen Der erhaltene Lack kann insbesondere eine Lösung bisher völlig unbrauchbar. mit 50% Feststoffen und einer Säurezahl von etwa

Farbträger, wie sie jetzt im allgemeinen ver- 26 sein.

wendet werden, sind auch bezüglich der Pigment- 30 Der Polyesterlack mit niedriger Säurezahl kann

menge, die sie zu tragen vermögen, unzureichend. mit Vorteil auch ein Polyesterlack auf Epoxybasis

Bei der Verwendung beim trockenen Offsetdrucken sein. So können in derartigen Lacken beispielsweise

enthält die dünne Farbabscheidung beispielsweise Bisphenol A, Tetrachlorbisphenol A und 3,4-Epoxy-

keine ausreichende Pigmentierung, um Bilder der 6 - methylcyclohexancarboxylat verwendet werden.

gewünschten Schwärze oder Intensität zu liefern. 35 Eine brauchbare Zusammensetzung eines zufrieden-

Versuche, dampftrocknende Druckfarben zu schaffen, stellenden Epoxylacks enthält eine etwa 50%ige

die ausreichende Färbestärken haben, um Bilder Lösung des Polyesters auf Epoxybasis mit niedriger

durch trockenes Offsetdrucken zu erhalten, deren Säurezahl in einem geeigneten Lösungsmittel, z. B.

Intensität vergleichbar mit derjenigen von Bildern Äthylenglykol. Der Lack kann vorteilhafterweise

ist, die durch Druckerpressen erzeugt werden, 4° auch eine geringe Menge Härter für den Epoxy-

waren bisher erfolglos. polyester enthalten. Anhydrid-Polyol-Kombinatio-

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher nen, z. B. Maleinsäureanhydrid und 1,2,6-Hexantriol,

die Schaffung eines Trägers für dampftrocknende sind die besten Allzweck-Härter-Systeme für Harze

Druckfarben und solche Träger enthaltender Färb- vom Epoxytyp. Zu anderen Härtungsmitteln, die in

massen, die sich durch wesentlich höhere Trock- 45 Epoxypolyesterlacken verwendet werden können,

nungsgeschwindigkeiten als diejenigen üblicher gehören primäre aliphatische Amine, ζ. Β. Äthylen-

dampftrocknender Druckfarben auszeichnen. diamin, primäre-sekundäre aliphatische Amine, ali-

Erfindungsgemäß enthalten die dampftrocknenden phatische Hydroxyamine, ζ. Β. N-(Hydroxyäthyl)-di-

Druckfarben als Träger ein Gemisch von Fumar- äthylentriamin, aliphatische primäre-tertiäre Amine,

säure-Kolophonium-Lack oder -Firnis mit einer 50 z. B. Dimethylaminopropylamin, u. dgl.

Säurezahl von zumindest etwa 100 und einem Verschiedene Lösungsmittel können für die er-

Polyesterlack oder -firnis mit einer Säurezahl unter findungsgemäßen Lackträger verwendet werden, doch

etwa 50. sind im allgemeinen die niedrigen Glykole, ζ. Β.

Grundlage der vorliegenden Erfindung ist, daß Äthylenglykol und Diäthylenglykol, bevorzugt. Butyl-

gefunden wurde, daß eine Mischung von Lacken 55 carbitol kann auch im Gemisch mit den Glykolen

relativ hoher und relativ niedriger Säurezahlen einen verwendet werden.

Träger für dampftrocknende Druckfarben darstellt, Der Fumarsäure-Kolophonium-Lack mit relativ der eine Trocknung ergibt, die bis zu 45% schneller hoher Säurezahl bildet vorzugsweise den größeren als die von im Handel erhältlichen Farben ist. Teil der Lackmischung. In einer bevorzugten Zu-Außerdem wurde gefunden, daß derartige Farben ⁶° sammensetzung beispielsweise beträgt das Verhältnis allen Anforderungen von Schnelldruckanlagen ent- von Fumarsäure-Kolophonium-Lack zu Polyestersprechen und hohe Pigmentaufnahme und geringes lack mit niedriger Säurezahl 4:1.
Abschmieren aufweisen. Sie besitzen so hohes Der erfindungsgemäße Träger kann mit üblichen Färbevermögen, daß sie bei trockenen Offsetdruck- Farbstoffen, Pigmenten, insbesondere Ruß, Lösungsverfahren verwendet werden können und doch ⁶5 mitteln und anderen Bestandteilen von Farben intensive Bilder liefern. nach bekannten Arbeitsweisen gemischt werden,

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Er- um die überlegenen erfindungsgemäßen dampf-

findung enthält der erfindungsgemäße Farbträger trocknenden Druckfarben zu ergeben.

Um die Vorteile der mit den neuen Trägern zubereiteten erfindungsgemäßen Farben zu zeigen, wurden Vergleichsversuche mit üblichen dampftrocknenden Druckfarben durchgeführt.

Jede Farbzusammensetzung wurde in einem Standard-LTF-Inkometer, Modell B-45, geprüft. Das LTF(Litographic Technical Foundation)-Inkometer ist ein Gerät, das die zum Reißen eines Farbmassenfilms erforderliche Kraft mißt. Der Test wird hier zur Prüfung der Trocknungszeit von dampftrocknenden Druckfarben verwendet.

In einer gesteuerten Atmosphäre absorbieren die Glykollösungsmittel der dampftrocknenden Druckfarben Feuchtigkeit. Mit steigender Feuchtigkeitsabsorption wird die Farbe klebriger. Schließlich ist ein Punkt erreicht, an dem keine weitere Feuchtigkeit mehr absorbiert werden kann, und die Harzkornponenten des Lackträgers werden rasch ausgefällt. An diesem Punkt, der der Trocknung der Farbe entspricht, fällt die Klebrigkeit des Farbfilms scharf ab.

Daher liefert das LTF-Inkometer eine Prüfung der Trocknungsgeschwindigkeit von Farben, ausgedrückt in der Klebrigkeit gegen die Zeit. Im praktischen Gebrauch werden die dampftrocknenden Druckfarben im allgemeinen Dampf ausgesetzt, der die Trocknung wesentlich beschleunigt, doch stellt der vorliegende Test eine brauchbare Methode zum Vergleich der relativen Trocknungsgeschwindigkeiten von dampftrocknenden Druckfarben bei sorgfältig gesteuerten atmosphärischen Bedingungen dar.

Farben der in der folgenden Tabelle wiedergegebeis nen Rezepturen wurden nach üblichen Methoden hergestellt. Die Menge von jedem Bestandteil ist in Gewichtsteilen angegeben.

Bestandteil

30 20

50

Diäthylenglykol

Ruß

Toner

Polyäthylen verbindung 1055

Carbowachs 1500

Trägerlack:

60%ige Lösung eines Fumarharzes in Diäthylenglykol mit einer Säurezahl von 130 bis 160 und einer Viskosität von 400 bis 550 P

Festes alkohollösliches modifiziertes Harz, Schmelzpunkt 130 bis 140"C, Säurezahl 210 bis 235

Lackträger, der 60%ige Maleinharzlösung in Diäthylenglykol mit einer Säurezahl von 140 bis 150 enthält

Festes alkohollösliches modifiziertes Harz, Schmelzpunkt 145 bis 155^CC, Säurezahl 270 bis 300

60%ige Lösung von Fumarsäure-Kolophonium-Addukt in Äthylenglykol, Säurezahl 145 bis 155

50°/(iige Lösung von Phthalsäureanhydridpolyester in Äthylengiykol, Säurezahl 26 ... 60%iges Gemisch von Phthalsäureanhydridpolyester-Styrol-Copolymer gemischt mit Kolophoniumaddukt in Diäthylenglyko! ...

Die Farbzusammensetzungen 1 bis 4 enthalten verschiedene im Handel erhältliche Lackträger für dampflrockhende Druckfarben. Die Zusammensetzungen 5 bis 9 enthalten die erfindungsgemäßen Träger.

Jede Farbe wurde in dem LTF-Inkometer untersucht, und die Klebrigkeit wurde gegen die Zeit aufgetragen. Die erhaltenen Kurven sind in der Zeichnung dargestellt. Es ist ersichtlich, daß die Farben, die übliche Träger enthielten, zwischen 70 und 90 Minuten brauchten, bis sie ihre Klebrigkeit verloren hatten. Bei den erfindungsgemäßen Farben dauerte das Trocknen dagegen nur etwa 20 bis 40 Minuten. Die Kurven in der Zeichnung sind jeweils mit denselben Ziffern wie die der Farbzusam-

Dampftrocknende Druckfarbe
3 4 5 6 7

30 20

50

20 20

60

48
12

20 18

45
12

40
50
10

10

96

24

20

18

48 12

mensetzungen der obigen Tabelle, für die die jeweilige Kurve aufgetragen wurde, bezeichnet.

Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, können verschiedene Mengen Toner den Farben zur Verbesserung ihres Färbevermögens und Polyäthylenverbindungen, Carbowachs und ähnliche Mittel zur Verbesserung des Gleitens von mit solchen Farben bedruckten Materialien zugegeben werden.

Die relativen Mengen von Pigment, Diäthylenglykol und Lackträger können in weiten Bereichen variiert werden. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Träger mit einer großen Pigmentmenge beladen werden kann, so daß relativ hohe Anteile · an Pigment in den Zusammensetzungen vorliegen können. Der Lackträger

Claims

5 6

macht im allgemeinen etwa 50% oder mehr der Patentansprüche¹

Farbe aus, wobei der Rest der Zusammensetzung ^F

aus Pigment und Diäthylenglykol in derselben 1. Dampftrocknende Druckfarbe mit einem

Größenordnung besteht. Gehalt an in Wasser unlöslichem Kunstharz

Ähnliche Ergebnisse wie die mit den Zusammen- 5 und einem Lösungsmittel auf Glykolbasis, d a -

Setzungen 5 bis 9 erzielten werden erhalten, wenn durch gekennzeichnet, daß sie als

man den Phthalsäureanhydridpolyester-Lackbestand- Träger ein Gemisch von Fumarsäure-Kolopho-

teil der Zusammensetzung durch einen Lack auf nium-Lack oder -Firnis mit einer Säurezahl

Epoxypolyesterbasis mit niedriger Säurezahl er- von zumindest etwa 100 und einem Polyesterlack

setzt. So kann beispielsweise eine zufriedenstellende _I0 oder -firnis mit einer Säurezahl unter etwa 50

rasch trocknende Farbe unter Verwendung eines enthält.

Trägers zubereitet werden, der 4 Teile einer 60%igen 2. Dampftrocknende Druckfarbe nach An-

Lösung von Fumarsäure-Kolöphonium-Addukt spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der An-

hoher Säurezahl in Äthylenglykol und 1 Teil der teil des Fumarsäure-Kolophonium-Lacks oder

folgenden Polyester auf Epoxybasis enthält: 15 -Firnisses größer ist als der des Polyesterlacks oder

-firnisscs.

31,5 Teile 3,^Epoxy-o-methylcyclohexan- 3. Dampftrocknende Druckfarbe nach An-

carboxylat, spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

16,5 Teile Pentaerythrit, der Polyesterlack eine Lösung eines Phthalsäure-

2,0 Teile Maleinsäureanhydrid, 20 anhydridpolyesterlacks in einem Glykollösungs-

50,0 Teile Äthylenglykol. mittel ist.

4. Dampftrocknende .Druckfarbe nach An-

Eine besonders bevorzugte Farbzusammensetzung spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

gemäß der Erfindung hat folgende Zusammensetzung: der Polyesterlack eine Lösung von Polyesterlack

25 auf Epoxybasis in einem Glykollösungsmittel ist.

Fumarsäure-Kolophonium-Ad- 5. Dampftrocknende Druckfarbe nach Andukt-Lack von hoher Säure- spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerzahl (60%ige Lösung in Äthy- dem ein Härtungsmittel für den Polyester auf

lenglykol) 240 Teile Epoxybasis enthält.

Phthalsäureanhydridpolyester- 30 6. Dampftrocknende Druckfarbe nach An-

lack von niedriger Säurezahl spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der

(50%ige Lösung in Äthylen- Polyesterlack das Reaktionsprodukt von 48,5%

glykol) 60 Teile Phthalsäureanhydrid, 43,5% Pentaerythrit, 5%

Ruß 125 Teile Maleinsäureanhydrid und 2% Zein, gelöst in

Diäthylenglykol 100 Teile 35 einem Gemisch von Butylcarbitol und Äthylen-

Carbowachs 6000 25 Teile glykol, ist.

Toner (blau) 5 Teile 7. Dampftrocknende Druckfarbe nach einem

der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn-

So ist ersichtlich, daß die Bestandteile und die zeichnet, daß sie Diäthylenglykol enthält.
Mengenanteile der Zusammensetzungen variiert wer- 40 8. Dampftrocknende Druckfarbe nach Anden können, ohne aus dem Bereich der Erfindung zu spruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie gelangen. als Pigment Ruß enthält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen