DE1471713B2 - Druckfarben - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung spezieller Substanzen in Metallpulverpigment, organisches Bindemittelmaterial, gegebenenfalls schmelzbare anorganische Festsubstanz, und organisches Lösungsmittel enthaltenden Druckfarben, insbesondere Druckfarben für den Siebdruck und insbesondere solchen zur Herstellung von aufgedruckten Mustern, insbesondere Mikrominiaturmustern.

Bekannte Druckfarben enthalten im allgemeinen ein Bindemittel, ein Pigment und einen flüssigen Träger. So werden in der USA.-Patentschrift 2 556 241 Druckfarben aus Vinylharz, Weichmacher, Wachs, Pigment und einem Gemisch flüchtiger Lösungsmittel beschrieben.

Ferner werden bei gewöhnlicher Temperatur praktisch nichttrocknende, jedoch durch Einwirkung von Wärme rasch trocknende Druckfarben in der USA.-Patentschrift 2 220 621 beschrieben, die ein Farbmittel dispergiertin einem viskosen Träger enthalten, der aus einem Polyester aus einem zweiwertigen Alkohol und einer ungesättigten Dicarbonsäure, der zur weiteren Polymerisation durch Wärme befähigt ist, und einem bei gewöhnlicher Temperatur praktisch nichttrocknenden und nichtflüchtigen Lösungsmittel für den Polyester besteht. Solche Druckfarben können eine die Polymerisation hemmende Substanz enthalten, die bei hohen Temperaturen kerne Hemmwirkung aufweist oder ausreichend flüchtig ist, um zusammen mit dem Lösungs- oder Verdünnungsmittel entfernt zu werden.

Metallpulverpigmentfarben enthalten im allgemeinen außer dem Metallpulverpigment ebenfalls organisches Bindemittel und Lösungsmittel (vgl. britische Patentschrift 933 719 und USA.-Patentschrift 3 042 616).

Ferner wurden Markierungsmaterialien zum Anbringen leicht entfernbarer Markierungen beschrieben, bei denen das Markierungsmaterial selbst ein leicht bei Erhitzen entfernbares Material ist, so daß die erzeugte Markierung durch Erhalten wieder entfernt werden kann. Bei diesen Markierungsmaterialien wird beim Erhitzen das Markierungsmaterial entfernt, so daß keine Markierung mehr zurückbleibt (vgl. USA.-Patentschrift 2 950 256 und britische Patentschrift 743 771).

Eine Zusammensetzung, die Zinkhydroxyd, Ammoniumchlorid, Calciumborat, Antimonoxyd, Zink- oder Aluminiumpulver und Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Copolymeres sowie ein organisches Lösungsmittel für das Copolymere enthält, wurde in der USÄ.-Patentschrift 3 105 056 schließlich als Rostschutzmittel beschrieben.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun eine Verbesserung von Metallpulverpigment, organisches Bindemittelmaterial, gegebenenfalls schmelzbare anorgansiche Festsubstanz, und organisches Lösungsmittel enthaltenden Druckfarben.

Die bekannten, oben beschriebenen flüssigen Druckfarben neigen, wenn sie auf einer Unterlage abgeschieden sind, dazu, sich auszubreiten, was den trockenen Farblinien einen verschwommenen Umriß verleiht. Bei glänzenden Unterlagen, wie beispielsweise gestrichenen Papieren, Metall oder Keramik, kann die Farbe laufen. Bei niedrigsiedenden Lösungsmitteln ist die Einhaltung der Begrenzung selbst berm Trocknen bei Atmosphärentemperatur nicht möglich. Bei Druckfarben, die ein Lösungsmittel geringer Flüchtigkeit enthalten, ist das Problem nochschwieriger, da die erhöhten Trocknungstemperaturen die Viskosität der Druckfarbe und die Oberflächenspannung herabsetzen, und die eingefärbte Linie (der Druck) über die abgeschiedenen Abmessungen hinausfließt. Für Metallpulverpigment enthaltende Druckfarben für Muster, insbesondere leitende oder passive Zusammensetzungen (Widerstände, Kondensatoren u. dgl.) ist es sehr erwünscht, daß der Druck im wesentlichen die abgeschiedenen Farbabmessungen beibehält. Im Falle von gedruckten Mikrominiaturmustern ist es wesentlich, daß die Begrenzung der gedruckten Linie beibehalten bleibt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Druckfarben der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß die Maßbeständigkeit der eingefärbten Linie (des Drucks) während der Entfernung des Trägers, d. h., während die feuchte Druckfarbe getrocknet wird, aufrechterhalten bleibt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in Metallpulverpigment, organisches Bindemittelmaterial, gegebenenfalls schmelzbare anorganische Festsubstanz, und organisches Lösungsmittel enthaltenden Druckfarben, insbesondere Druckfar-

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ben für den Siebdruck, sublimierbare Festsubstanzen, geeignete Festsubstanzen sind in den chemischen,

die bei der Temperatur, bei der der Druck getrocknet Handbüchern angegeben.

wird, sublimierbar sind, als Mittel zur Verbesserung Die sublimierbare Festsubstanz ist in einer Menge

der Druckfarbe verwendet werden. vorhanden, die ausreicht, um die Maßbeständigkeit

Die erfindungsgemäße Verwendung ist insbeson- 5 der eingefärbten Linie aufrechtzuerhalten, während

dere in Druckfarben für gedruckte Muster, insbeson- der flüssige Trägeranteil (Lösungsmittel) der Druck-

dere Mikrominiaturmuster, von Vorteil. < farbe entfernt wird. Die vorhandene Menge hängt

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der von der Art der Druckfarbe und der Art der Fest-Erfindung werden als sublimierbare Festsubstanzen substanz ab. Bei Siebdruckfarben für Druckmuster organische Festsubstanzen, insbesondere Furancar- io wird die sublimierbare organische Festsubstanz im bonsäure, Terephthalsäure, Naphthalin, 2,4-Dichlor- allgemeinen Bereich von etwa 1 bis 10 Gewichtsbenzoesäure, Anthranilsäure, Methylnaphthalin, prozent, bezogen auf die Druckfarbenmasse, ver-2-Methylanthrachinon oder 1,4-Naphthochinon ver- wendet,
wendet. Die sublimierbaren Festsubstanzen können zu üb-

Erfindungsgemäß ist es weiterhin bevorzugt, die 15 liehen Zubereitungen zugesetzt werden, um Maßbe-

sublimierbare Festsubstanz in solchen Druckfarben ständigkeit zu erzielen. Festsubstanzen, welche sich

in einer Menge zu verwenden, daß diese Druckfar- nicht nicht lösen, erhöhen gewöhnlich die Viskosi-

ben 60 bis 80 Gewichtsprozent Metallpulverpigment, tat. Wenn lösliche Festsubstanzen die Viskosität her-

1 bis 10 Gewichtsprozent organisches Bindemittel- absetzen, kann diese durch Verwendung löslicher

material, 1 bis 10 Gewichtsprozent sublimierbare 20 und nichtlöslicher Festsubstanzen, z.B. eines Ge-

Festsubstanz und als Rest organisches Lösungsmittel mischs von drei Teilen Furancarbonsäure je zwei

enthalten. Teile Terephthalsäure, konstant gehalten werden.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform Die Druckfarbe enthält ein Metallpulverpigment,

erfolgt die Verwendung der sublimierbaren Festsub- das die trockene Farblinie bildet. Für höhere Tem-

stanz in solchen Druckfarben derart, daß diese 60 bis 25 peraturen können Metallverbindungen und Glas-

70 Gewichtsprozent Metallpulverpigment, 5 bis oder Emaillefritten als Pigmente verwendet werden.

15 Gewichtsprozent schmelzbare anorganische Fest- Bei .gedruckten Schaltungen werden elektrisch leit-

substanz, 2 bis 10 Gewichtsprozent organisches fähige Metallpulverpigmente, beispielsweise Platin,

Bindemittelmaterial, 2 bis 5 Gewichtsprozent subli- Gold, Silber und Palladium u. dgl., verwendet. Die

mierbare Festsubstanz und als Rest organisches 30 Menge an vorhandenem Metallpulverpigment wird

Lösungsmittel enthalten. durch die Art der Farbe bestimmt. Im Falle von

Im folgenden soll die Erfindung näher erläutert Druckfarben für gedruckte Schaltungen enthält die

werden. Farbmasse etwa 60 bis 80 Gewichtsprozent Metall-

Das Vorhandensein einer ausreichenden Menge an pulverpigment.

sublimierbarer Festsubstanz in der Druckfarbe führt 35 Gedruckte Muster für Verwendung bei hoher

zu einer praktisch vollständigen Maßbeständigkeit Temperatur erfordern das Vorliegen einer schmelz-

der eingefärbten Linie (des Druckes), d. h., die trok- baren anorganischen Festsubstanz zum Binden des

kene Linie hat im wesentlichen die gleichen Abmes- metallischen Pigments an die Unterlage. Diese Fest-

sungen wie die feuchte Linie, wobei unter dem Aus- substanzen können schmelzbare Metalloxyde, wie

druck »Linie« jede eingefärbte Konfiguration, jede 40 beispielsweise Wismutoxyd, Bleioxyd, Cadmium-

Linie, jeder Buchstabe oder jede andere Form zu oxyd, oder eine schmelzbare Metallverbindung, wie

verstehen ist. Unter den Ausdruck »sublimierbare beispielsweise Lithiumfluorid, oder eine Glas- oder

Festsubstanz« fallen sublimierbare Festsubstanzen, Emaillefritte sein. Da diese Materialien nach dem

die von der nassen Druckfarbe in Form eines Trocknen und Brennen des Druckes mit dem eigent-

Dampfes entfernt werden, und Feststoffe, welche 45 liehen Pigment zurückbleiben, werden im vorliegen-

sich zu Verbindungen oder Elementen zersetzen, die den Fall diese schmelzbaren Bestandteile als Teil

sich als Gase verflüchtigen, wobei diese vollständig des Pigments betrachtet.

entweichen oder einen Rückstand hinterlassen kön- Es wurde festgestellt, daß einige Metalloxyde bei

nen, der in der trockenen Farbe bleibt. gewöhnlichen Temperaturen langsam mit organi-

Diese sublimierbaren Festsubstanzen können or- 50 sehen Säuren reagieren, und diese Zusammensetganische oder anorganische Stoffe sein. Besonders zungen haben eine verhältnismäßig kurze Lagerbegute Ergebnisse wurden bei Druckfarben für ge- ständigkeit. Reaktive Systeme sollten vermieden druckte Muster erhalten, die sublimierbare organische werden, wenn eine lange Lagerbeständigkeit erfor-Festsubstanzen enthalten. derlichist.

Zu sublimierbaren organischen Festsubstanzen ge- 55 Die Druckfarben enthalten ein Bindemittel in aushören gewisse organische Säuren, wie beispielsweise reichender Menge, um das Pigment auf der Unter-Terephthalsäure, Furancarbonsäure, 2,4-Dichlor- lage zu halten, wenn der Träger und die sublimierbenzoesäure und Anthranilsäure, gewisse mehr- bare Festsubstanz entfernt sind. Das verwendete kernige Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Bindemittel muß Haftfähigkeit für die Unterlage Naphthalin und Methylnaphthalin, gewisse Chinone, 60 aufweisen und außerdem chemisch inert gegenüber wie beispielsweise 2-Metnylanthrachinon und 1,4- dem Träger, dem Pigment und der sublimierbaren Naphthochinon. AuchAmmoniumcarbonat-carbamat Festsubstanz sein. Das Bindemittel kann irgendsublimiert bei einer geeigneten Temperatur. Viele eines der üblicherweise verwendeten Bindemittel Ammoniumverbindungen sublimieren oder zersetzen sein, beispielsweise Naturgummisorten, Leime, synsich bei mäßigen Temperaturen, wie sie beim Trock- 65 thetische Harze, Cellulosederivate u. dgl. Besonders nen von Farben angewandt werden, beispielsweise geeignete Bindemittelmaterialien sind Materialien Ammoniumcarbonat und Ammoniumchloroplumbat. auf Cellulosebasis, insbesondere Äthylcellulose. Für Die obigen Feststoffe sind lediglich Beispiele. Andere gedruckte Schaltungen sollte das Bindemittel vor-

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zugsweise bei Brenntemperaturen zu Materialien Beispiell

zersetzt werden, die die elektrischen Eigenschaften Gewichtsprozent

des gebrannten Musters nicht nachteilig beeinflussen. Platinmohr 65,0

Die Druckfarbe enthält auch einen flüssigen Trä- Wismutoxyd .... ..„ 15,0

ger (Lösungsmittel) in ausreichender Menge, um ihr 5 Furancarbonsäure ■ .: 2,0

die gewünschte Viskosität zu verleihen. Der Träger Äthylcellulose 3,0

wird im Hinblick auf die Verwendung der Druck- Diäthylenglycol-monobutyläther-

farbe gewählt, und übliche, in zur Zeit bekannten Acetat — 15,0

Druckfarben verwendete Lösungsmittel eignen sich

für die vorliegende Erfindung. Für Druckfarben für io Diese Zusammensetzung liefert auf Aluminiumgedruckte Muster kann der Träger irgendein geeig- oxydunterlagen Drucke, die bei Temperaturen von netes hochsiedendes organisches Lösungsmittel sein, 90 bis 300° C gut unter Bildung von trockenen das durch Erhitzen der eingefärbten Linie entfernt Drucken von praktisch der gleichen Größe wie der werden kann. Die Lösungsmittel sind gewöhnlich aufgebrachte feuchte Siebdruck trocknen. Dieser höhersiedende Paraffine, Cycloparaffine und aroma- 15 Druck wurde bei etwa 800° C zur Entfernung der tische Kohlenwasserstoffe oder Gemische davon oder Cellulose und zum Schmelzen des Oxyds gebrannt. Äthylenglykoläther oder Diäthylenglykoläther oder Es wurde eine dauerhafte gebrannte Schaltung erProdukte davon, wie beispielsweise insbesondere Di- halten.

äthylenglykol-monobutyläther-Acetat oder Gemische B ' s ' 1 2

dieser Substanzen. Übliche Druckfarben unter Ver- ao " Gewichtsprozent

wendung dieser hochsiedenden Lösungsmittel sind pi t' Ti 60 0

schwierig zu handhaben, wenn die Begrenzung der βΛ™™^ ^Γ 150

Linie kritisch ist. Die Zugabe der sublimierbaren ₁ ? _M/ u+WnVv'«',-.'«' 1'i*i

Festsubstanz zu solchen Druckfarben macht die Auf- pi ^ Sa ζ "' 9 0 '

rechterhaltung der Begrenzung der eingefärbten ₂₅ oberflächenaktives'Mittel (Alkyl· '

urne emracn. phenoxypolyoxyäthylenäthanol) ... 0,75

Eine bevorzugte Siebdruckfarbe zur Verwendung ■ «s · if +· ί λ/γ·™τ,

j... , ,. -.Ρ . , ■ . . ,., .. j -_TT , ° paraffimsch-aromatisches Miscn-

fur gedruckte Muster auf einer nichtleitenden Unter- ^F ... . . , _{14 n}

lage, entweder einem hitzegehärteten Harz oder Ke- lösungsmittel i%v

ramik, besteht im wesentlichen aus Metallpulver- 30 Feuchte Drucke auf einer Aluminiumoxydunterpigment (etwa 60 bis 80 Gewichtsprozent), organi- lage trockneten maßhaltig bei 260° C. schem Bindemittel (etwa 1 bis 10 Gewichtsprozent), Beist>iel3 sublimierbarer organischer Festsubstanz (etwa 1 bis ^p Gewichtsprozent 10 Gewichtsprozent) und hochsiedendem organischem Platinmohr 70 0 Lösungsmittel (Rest). 35 Qlasfritte " """ ' 5*0

Eine^bevorzugte Siebdruckfarbe,fiir die Herstellung 2-Methylanthrachinon '.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. sio

von gebrannten Druckmustern auf einer keramischen Polvsrvrolharz 2 0

Unterlage besteht aus etwa 60 bis 70 Gewichtspro- Äthvlcellulose l'o

zent Metallpulver, etwa 5 bis 15 Gewichtsprozent paraffinisch-aromatischesMisch- '

schmelzbarer Festsubstanz, etwa 2 bis 10 Gewichts- 40 * lösungsmittel 1.7 0

prozent organischem Bindemittel, etwa 2 bis 5 Ge- ° * '

Wichtsprozent sublimierbarer organischer Festsub- Feuchte Aufdrucke auf einer Aluminiumoxydstanz und als Rest aus hochsiedendem organischem unterlage trockneten maßhaltig bei 260° C. Lösungsmittel.

Die erfindungsgemäß erhaltenen Farben eignen 45 Beispiel 4 --■

sich insbesondere für gedruckte Schaltungen, ganz Gewichtsprozent

besonders für sehr feine Linienmetallisierungen bei Platinmohr 75

Schaltungen. Terephthalsäure 4

Bei der Herstellung von gedruckten Mustern wer- Äthylcellulose 6

den die erfindungsgemäß erhaltenen Druckfarben auf 50 Diäthylenglycol-monobutyläther-

das Substrat aufgetragen, durch Erhitzen getrocknet Acetat 15

und gegebenenfalls eingebrannt.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Er- Feuchte Drucke auf einer Aluminiumoxydunterläuterung der Erfindung, lage trockneten maßhaltig bei 200° C.

Claims (4)

471 713 Patentansprüche:

1. Verwendung von sublimierbaren Festsubstanzen in Metallpulverpigment, organisches Bindemittelmaterial, gegebenenfalls schmelzbare anorganische Festsubstanz, und organisches Lösungsmittel enthaltenden Druckfarben, insbesondere Druckfarben für den Siebdruck, wobei die verwendeten sublimierbaren Festsubstanzen bei der Temperatur, bei der der Druck getrocknet wird, sublimierbar sind, als Mittel zur Verbesserung der Maßbeständigkeit der Druckfarbe.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sublimierbare Festsubstanz Furancarbonsäure, Terephthalsäure, Naphthalin, 2,4-Dichlorbenzpesäure, Anthranilsäure, Methylnaphthalin, 2-Methylanthrachinon oder 1,4-Naphthochinon ist.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltene Druckfarbe 60 bis 80 Gewichtsprozent Metallpulverpigment, 1 bis 10 Gewichtsprozent organisches Bindemittelmaterial, 1 -bis 10 Gewichtsprozent sublimierbare Festsubstanz und als Rest organisches Lösungsmittel enthält.

4. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltene Druckfarbe 60 bis 70 Gewichtsprozent Metallpulverpigment, 5 bis 15 Gewichtsprozent schmelzbare anorganische Festsubstanz, 2 bis 10 Gewichtsprozent organisches Bindemittelmaterial, 2 bis 5 Gewichtsprozent sublimierbare Festsubstanz und als Rest organisches Lösungsmittel enthält.