DE2200478B2 - Fluessige, bei uv-bestrahlung polymerisierende und trocknende bindemittel aus kunstharzen fuer druckfarben - Google Patents

Fluessige, bei uv-bestrahlung polymerisierende und trocknende bindemittel aus kunstharzen fuer druckfarben

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Description

gegebenenfalls in Kombination mit Lösungsmitteln, Waschen und anderen üblichen Hilfsstoffen, ausgenommen furanhaltige Reaktionsprodukte.
2. Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Strahlungssensibilisator Acetophenon, Benzophenon, Michler's Keton oder deren Gemisch, gegebenenfalls in Kombination mit Methyldiäthanolamin oder Dipropyläthanolamin, enthalten.
3. Bindemittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,5 bis 20 Gewichtsprozent Strahiungssensibilisator enthalten. S3
4. Bindemittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie 5 bis 10 Gewichtsprozent Strahlungssensibilisator enthalten.
5. Bindemittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie Trimethylolpropan-tri- ^ acrylat, Pentaerythrit-tetraacrylat oder Neopentylglykol-diacrylat als Lösungmsittel enthalten.
ionisierenden Strahlen, insbesondere Elektronen, härten, sind bekannt (vgl. deutsche Offerlegungsschrift 16 44817). Sie sind demgemäß nicht photopolymerisierbar, sondern härten nach einem anderen Mechanis-
Bindemittel aus Kunstharzen, die bei Bestrahlung polymerisieren und trocknen, sowie deren Verwendung in Druckfarben sind bekannt. Sie finden jedoch bisher nur beschränkte Anwendung, da sie nur langsam trocknen und oft schwierig zuzubereiten sind. Meist enthalten sie ausgefallene und teure Bestandteile und führen überdies zu Druckerzeugnissen von unbefriedigender Qualität.
Neuerdings gewinnen jedoch Bindemittel aus Kunstharzen für Druckfarben, die bei Bestrahlung polymerisieren und trocknen, steigendes Interesse, da bei ihrer Anwendung keine Luftverschmutzung zu befürchten ist. Im Gegensatz zu üblichen Druckverfahren werden bei Anwendung derartiger Bindemittel in Druckfarben keine größeren Lösungsmittelmengen in die Atmosphäre abgeblasen.
Anstrichmittel, die als Bindemittel ein Harz aus einem Vinylmonomeren, insbesondere Styrol, und einer ungesättigten Monocarbonsäure, wie Acryl- oder Methacrylsäure, enthalten und durch Bestrahlung mit mus.
Die französische Patentschrift 20 29 438 befaßt sich mit einem Verfahren zum Überziehen von Gegenständen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Gegenstand mit einem äthylenisch ungesättigten Esterpolymerisat überzieht und dann härtet. Das Esterpolymerisat enthält keinen Sensibilisator, die Härtungszeiten betragen mindestens 6 see. Ein solches Bindemittel ist für Druckfarben nicht zu gebrauchen.
Die deutsche Offenlegungsschrift 21 01 778 ist ein älteres Recht und betrifft ein furanhaltiges Überzugsmaterial.
Die deutschen Auslegeschrift 11 33 553 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von löslichen Mischpolymerisaten, die als luft- und ofentrocknende Selbstbindemittel für die Lackierung von Kraftfahrzeugen und Haushaltsmaschinen geeignet sind. Es handelt sich dabei aber nicht um photopolymerisierbare Bindemittel.
Auch Überzugsmittel, die durch ionisierende Strahlung gehärtet werden, sind bekannt, d. h. es handelt sich nicht um photopolymerisierbare Produkte. So beschreiben die deutsche Offenlegungsschrift 16 44 797, 16 44 798 und die französische Patentschrift 15 49 956 Anstrichs- und Überzugsmittel für Holz- und Metallgegenstände, die mittels eines Elektronenstrahls gehärtet werden. Auch in dem in der deutschen Offenlegungsschrift 16 40 088 beschriebenen Verfahren zur Herstellung einer Schaltungstafel wird ein Elektronenstrahl zur Härtung des aufgebrachten Überzugs verwendet.
In keiner dieser Literaturstellen findet sich jedoch ein Hinweis darauf, daß die Gemische auch als Bindemittel für Druckfarben geeignet sind.
Es sind ferner bereits Druckfarbenbindemittel auf -»ο der Basis von trocknenden Konjugenölen in Kombination mit gegebenenfalls Isocyanat-rnodifizierten lufttrocknenden Alkydharzen und mit Hartharzen bekannt, bei welchen spezielle Katalysatoren eingesetzt werden, um den Härtungsvorgang unter dem Einfluß von UV-Licht zu beschleunigen (vgl. deutsche Offenlegungsschrift 12 22 627). Es handelt sich bei diesen Katalysatoren um Mono- oder Poly-a-halogenketone und deren vinyloge oder phenyloge Verbindungen, welche in Mengen von etwa 0,5 bis 10 Gewichtsprozent eingesetzt werden. Die bis zur Gelierung der Bindemittel erforderlichen Bestrahlungszeiten liegen aber immer noch im Bereich von mehreren Sekunden, was für moderne Druckerpressen nicht ausreichend ist.
Die USA.-Patentschrift 35 52 986 schließlich betrifft unter dem Einfluß von Licht härtende Druckfarben für Polyolefinoberflächen, welche als photopolymerisierbare Komponente Ester der Acrylsäure, Methacrylsäure bzw. Itaconsäure, die sich von mehrwertigen Alkoholen ableiten, enthalten. Außerdem werden Photoinitiatoren mitverwendet. Diese Druckfarben benötigen aber immer noch zu lange Zeiträume zum Trocknen, um auf modernen, schnell arbeitenden Druckpressen verarbeitbar zu sein.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, flüssige Bindemittel aus geeigneten Kunstharzen für Druckfarben zu schaffen, die schneller trocknen als bekannte Bindemittel, dadurch für die Verwendung in modernen
■)
Druckpressen geeignet sind und somit eine rasche Herstellung auch mehrfarbig bedruckter Druckträger von gefälligem Glanz, guter Schärfe und Farbstärke erlauben.
Gegenstand der Erfindung sind daher flüssige, bei UV-Bestrahlung polymerisierende und trocknende Bindemittel aus Kunstharzen für Druckfarben, bestehend aus
a) dem Reaktionsprodukt eines epoxidierten Sojaoder Leinöls und Acrylsäure, das 3 bis 4 Acrylsäureestergruppen pro Mol enthält, und/oder
b) dem Reaktionsprodukt der Komponente a) und Methylsiocyanat, das ungefähr 3 bis 4 Isocyanatgruppen pro Mol enthält, und/oder
c) dem Reaktionsprodukt der Komponente a) und ungefähr 0,1 bis 2,0 Gewichtsprozent Toluc ldiisocyanat, und/oder
d) dem Reaktionsprodukt von Bisphenol-A-epichlorhydrin-Epoxidharz und Acryl- oder Methacrylsäure und
e) mindestens einem UV-Strahlungssensibilisator mit einer Triplett-Energie von etwa 42 bis 85 kcal/Mol,
gegebenenfalls in Kombination mit Lösungsmitteln, Wachsen und anderen üblichen Hilfsstoffen, ausgenommen furanhaltige Reaktionsprodukte.
Durch die erfindungsgemäße Kombination der an sich flüssigen Kunstharzkomponenten mit einem Strahlungssensibilisator erhält man überraschend kurze Trocknungszeiten (z. B. 0,5 see gegenüber 2,0 see für rote Farbe bzw. 25 see für schwarze Farbe bei herkömmlichen Bindemitteln). Die Komponente a) wird durch Verestern von Acrylsäure mit dem epoxidierten Soja- oder Leinöl hergestellt. Die Öle werden zunächst auf bekannte Weise, z. B. mit Peressigsäure oder Wasserstoffperoxid, zu Epoxiden umgesetzt. Vorzugsweise wird ein Sojaölepoxidacrylat mit ungefähr 3,6 Acrylsäureestergruppen pro Mol als Weichmacher verwendet — vgl. »Chemicals and Plastics Physical Properties«, Union Carbide (1970), S. 10 bis 11. Das Produkt hat ein Molekulargewicht von ungefähr 1000 und enthält wenigstens 7% Oxiransauerstoff. Die epoxidierten öle werden dann beispielsweise bei Temperaturen von ungefähr 100°C in Gegenwart eines Polymerisationsinhibitors, wie Phenothiazin, mit Acrylsäure verestert. Nach 2- bis 40minütiger Umsetzung wird das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abgekühlt, um Folgereaktionen zu vermeiden. Die Komponente a) enthält vorzugsweise ungefähr 3,6 Acrylsäureestergruppen pro Mol.
Die Komponente b) enthält ungefähr 3 bis 4, vorzugsweise ungefähr 3,6 Methylisocyanatgruppen pro Mol. Zur Herstellung werden die Ausgangsverbindungen gemischt und vorsichtig auf Temperaturen unterhalb 65 C erwärmt.
Die Komponente c) leitet sich von ungefähr 0,1 bis 2,0, vorzugsweise ungefähr 1,5 Gewichtsprozent Toluoldiisocyanat ab. Zur Herstellung werden die vorstehenden Reaktionsbedingungen angewandt.
Die Komponente d) leitet sich von Bisphenol-A-epichlorhydrin-Epoxidharz und Acryl- bzw. Methacrylsäure ab. Das Kondensationsprodukt mit Acrylsäure ist bevorzugt.
Die erfindungsgemäßen Bindemittel enthalten mindestens einen UV-Sensibilisator. Die verwendeten Sensibilisatoren besitzen eine Triplett-Energie von ungefähr 42 bis 85 kcal/Mol. Geeignete Verbindungen werden von N. J. Turro, Molecular Photochemistry, W.
A. Benjamin, Inc. (1967), S. 132, Tabellen V bis XIII, beschrieben. Bevorzugte Sensibilisatoren sind Acetophenon, Benzophenon, Michler's Keton und deren Gemisch. Besonders bevorzugt sind ein Gemisch aus einem Gewichtsteil Michler's Keton und S Gewichtsteilen Benzophenon oder reiDes Benzophenon. Im allgemeinen empfiehlt es sich, außer bei Steindruck, die Sensibilisatoren mit Methyldiäthanolamin zu vermengen. Für den Steindruck werden Äthanolamine verwendet, die in Wasser weniger löslich oder unlöslich sind, wie Dipropyläthanolamin. Mit einem Gemisch aus 3 Teilen Methyldiäthanolamin und 2 Teilen Benzophenon wurden beispielsweise gute Ergebnisse erzielt. Die erfindungsgemäßen Bindemittel enthalten im allgemeinen 0,5 bis 20, vorzugsweise 5 bis 10 Gewichtsprozent Strahlungssensibilisator. Dieser wird entweder in geschmolzenem Zustand mit dem Bindemittel vermischt oder als Pulver zusammen mit dem Bindemittel in einem üblichen Dreiwalzenstuhl gemahlen.
Die erfindungsgemäßen Bindemittel für Druckfarben können insbesondere Trimethyloipropan-triacrylat, Pentaerythrit-tetraacrylat oder Neopentylglykol-diacrylai als Lösungsmittel enthalten.
Die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Bindemittel hergestellten Druckfarben enthalten übliche Pigmente und Farbstoffe, die mit den übrigen Bestandteilen nicht reagieren und das Trocknen der Druckfarben nicht erschweren. Spezielle Beispiele für gut verwendbare Farbstoffe sind Triphenylmethan-Farbstoffe, wie Methylviolett, Rhodamin und Auramin. Spezielle Beispiele für verwendbare Pigmente sind Litholrubin (rot), Benzidingelb, grünstichiges Phthalocyaninblau, Berliner Blau, Ruß (channelblack oder Furnace-Ruß) oder Magnetit (schwarz). Die Druckfarben enthalten ungefähr 1 bis 60, vorzugsweise 1 bis 15 Gewichtsprozent Pigmente und Farbstoffe.
Um den Schlupf der Druckfarbe zu verbessern, werden gegebenenfalls übliche Zusätze, wie niedrigschmelzende, mikrokristalline Wachse, niedrigschmelzende Polyäthylenwachse oder Silicone, mitverwendet. Als Mittel zur Verbesserung der Überzugseigenschaften des bedruckten Trägers, das heißt zur Verbesserung von Glar.z, Härte, Scheuer- und Kratzfestigkeit, sind Phenolharze und chlorierte Wachse geeignet.
Die Druckfarben enthalten gewöhnlich kein Lösungsmittel, wodurch die Probleme der Luftverschmutzung vermieden werden. Für spezielle Anwendungszwecke ist es jedoch unter Umständen vorteilhaft, die Viskosität der Druckfarben mit Zusätzen von bis zu 5 Gewichtsprozent üblicher Druckfarbenlösungsmittel zu verändern. Spezielle Beispiele für derartige Lösungsmittel sind Alkohole, wie Isopropanol und Tridecylalkohol, sowie hochsiedende Kohlenwasserstoffe (Kp. 200 bis 2601C).
Zur Anpassung an breitere Viskositätsbereiche enthalten die Druckfarben gegebenenfalls Zusätze von reaktiven Lösungsmitteln, wie Trimethylolpropan-triacrylat, Pentaerythrit-tetraacrylat oder Neopentylglykol-diacrylat. Diese Verbindungen unterscheiden sich von gewöhnlichen Lösungsmitteln dadurch, daß sie beim Trocknen der Druckfarbe nicht in die Umgebung entweichen oder abgeblasen werden, sondern unter Bestrahlung mit der Druckfarbe reagieren und polymerisieren, so daß keine Luftverschmutzung hervorgerufen wird.
Damit das Bindemittel polymerisiert und die Druckfarbe nicht mehr abschmiert, ist insgesamt eine Strahlungsenergie erforderlich, die von dem jeweils verwen-
rapü
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deten Pigment abhängt. Im gramischen Gewerbe bedeutet der Ausdruck »nicht abschmieren«, daß die auf einem Blatt aufgebrachte Druckfarbe auf ein zweites Blatt nicht übertragen wird, wenn die beiden Blätter aufeinandergelegt, aufeinander abgerollt oder gewischt werden.
Da ein schwarzes Pigment mehr als andere Pigmente Strahlung absorbiert, erfordert die Verwendung schwaizer Druckfarben eine höhere Strahlungsenergie. Damit das Bindemittel polymerisiert und die Druckfarbe ao nicht mehr abschmiert, wird der Druckträger üblicherweise mit UV-Strahlung von 230 bis 410 μπι bestrahlt, deren Energiedichte bei roten Druckfarben mindestens etwa 0,05 Joule/cm2, bei schwarzen Druckfarben mindestens etwa 0,1 Joule/cm2 beträgt und bei andersfarbigen Druckfarben zwischen diesen Werten liegt.
Diese Mindestenergien werden mit üblichen Farbkeildruckplatten ermittelt. Derartige Farbkeildruckplatten enthalten einen Keil als Bildelement, sie erzeugen auf dem Druckträger einen Farbkeil verschiedener ao Schichtdicke — vgl. J. M. Fetsko, »Wedge Printing Plates«, Bulletin 54, National Printing ink Research Institute (NPIRI), März 1960 und Fetsko, Schaeffer, Zettlemayer, »Routine Control Printing with Wedge Plates«, American Ink Maker, Mai 1962.
Eine nicht abschmierende Druckfarbenschicht bei 0,1 bis 0,5 mm Schichtdicke des Farbkeils wurde als befriedigendes Ergebnis gewertet. Als Strahlungsquelle diente in diesen Versuchen eine 450 Watt rianovia Quecksilberbogenlampe Nr. 679 mit halbelliptischem Reflektor, wobei der zu trocknende Druckträger in einem Brennpunkt des halbelliptischen Reflektors bewegt und UV-bestrahlt wuroe.
Die erforderlichen Mirdestbestrahlungszeiten wurden dadurch ermittelt, daß mit einem Farbkeil bedruckte Druckträger unterschiedlich lang bestrahlt wurden. Gleichzeitig wurde die Energiedichte der Strahlungsquelle mit einem International Light IL 201 UV-Photometer für den sichtbaren und UV-Bereich im Brennpunkt der Halbellipse unter Verwendung eines Filters im genannten Frequenzbereich gemessen. Die vorstehenden Energiemindestwerte entsprechen beispielsweise bei einer Energiedichte von 0,1 Watt/cm2 im genannten Frequenzbereich einer Bestrahlungszeit von 0,5 see bei roten Druckfarben und 1 see bei schwarzen Druckfarben.
Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Bindemittel in Druckfarben werden Druckträger von gefälligem Glanz, guter Schärfe und Farbstärke erhalten, wobei der weitere Vorteil besteht, daß die Druckfarben gängige und zudem billige Substanzen enthalten.
Das Druckverfahren verläuft mit einer in der Praxis erforderlichen Geschwindigkeit, es kann mit üblichen technischen Anlagen durchgeführt werden und vermeidet zudem eine Belastung dei Umwelt durch Abfallstoffe. Es läßt sich außerdem bei relativ niedrigen Temperaturen durchführen, so daß der Druckträger nur wenig erwärmt wird und auch hitzeempfindliche Druckträger eingesetzt werden können; auch nehmen Druckträger aus Papier weniger Schaden als in üblichen Trockenofen, die mit höheren Temperaturen arbeiten. Da die erfindungsgemäßen Bindemittel sowie die damit hergestellten Druckfarben sehr schnell trocknen, können zwischen den einzelnen Druckerpressen einer Mehrfarbenpresse Trockner aufgestellt werden. Auf diese Weise wird jede Farbe auf einen trockenen Druckträger aufgetragen, während in bekannten Verfahren die Farben noch jeweils feucht sind. Bei derartigem Trocknen zwischen den einzelnen Druckerpressen wird ein außergewöhnlich scharfes und detailliertes Bild erhalten. Außerdem bringt die Zügigkeit der Druckfarben und das Auffangen der Druckträger weniger Probleme mit sich als in bekannten Verfahren. Die Beispiele erläutern die Erfindung. Die Dicke des mit einer Farbkeildruckplatte erzeugten Druckfarben- und Bindemittelfilms beträgt jeweils 0,1 bis 0,5 mm, falls nicht anders vermerkt. Als Strahlungsquellen wurden Normaldruck-Quecksilberdampflampen der Hanovia Lamp Division der Engelhard Hanovia, Inc., Newark, New Jersey, verwendet.
Beispiel I
Eine Druckfarbe wird aus folgenden Bestandteilen hergestellt:
Bestandteile Teile
Litholrubin 0,155
Sojaölepoxid-acrylat (Komponente a) .0,400
mikrokristallines Wachs 0,045
0,600
Als Sojaöiepoxid-acrylat wird in allen Beispielen, falls nichts anderes angegeben ist, ein Weichmacher mit ungefähr 3,6 Acrylsäureestergruppen pro Mol verwendet.
Die drei Bestandteile werden gemischt und in einem Dreiwalzenstuhl angerieben, bis ein brauchbares Mahlgut erhalten wird. Anschließend werden weitere 0,3 Teile Sojaölepoxid-acrylat während des Mahlens beigemengt. In einem anderen Gefäß wird ein Sensibilisatorgemisch aus Benzophenon und Michler's Keton (8:1) hergestellt. Der Sensibilisator wird geschmolzen und unter Rühren mit den anderen Bestandteilen im Verhältnis 1:9 gemischt.
Die Verdruckbarkeit der erhaltenen Druckfarbe wird geprüft, indem man eine standardisierte Menge der Druckfarbe auf eine Glasplatte ausrollt und anschließend mit einer Handdruckwalze aus Hartgummi auf Papier überträgt. Mit einem Quickpeek Farbmeßgerät der Thwing-Albert Company, Philadelphia, werden die Eigenschaften des Drucks geprüft. Der Druckfarbenfilm ist von ausgezeichneter Glätte. Mit einer NPIRI-E: Farbkeildruckplatte wird außerdem ein üblicher Farbkeil hergestellt.
Laborversuch
Ein Blatt eines 43-lb.-lllustrationsdruckpapiers w'rd mit dem ,genannten Farbkeil bedruckt und 3/8 see dem Lichtstrahl einer Hanovia Quecksilberdampflampe Nr. 679 mit halbelliptischem Reflektor ausgesetzt. Das Papier befindet sich hierbei ungefähr 9,7 cm unterhalb des Brenners, die öffnung am unteren Ende des Reflektors mißt ungefähr 15,9 cm. Unter diesen Bedingungen trocknet die Druckfarbe vollständig.
Technikumsversuch
Die Druckfarbe wird im Probebetrieb in einer Vierfarben-Webendorfer-Rollenrotationsoff setpresse, Serien-Nr. W-262, verwendet. Diese Druckerpresse besteht aus vier Farbpressen hintereinander und besitzt eine Bandbreite von 45,7 cm. Diese Presse wird mit 3 Hanovia Quecksilberdampflampen L 5142 430 von 63,5 cm Länge und 5000 Watt Leistung ausgerüstet. Jede Lampe ist mit den entsprechenden Hanovia Bestrahlern, Versorgungs- und Konirolleinheiten ausgerüstet. Die Lampen werden nebeneinander hinter der vierten Druckernresse montiert, der ebenfalls vor-
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handcnc Trockner wird nicht verwendet. In dieser Anlage wird ein maschincnbcschichtctcs 43-Ib.-IUustrationsdiuckpapier mit einer Geschwindigkeit von 305 m/min mit der vorstehend genannten Druckfarbe bedruckt. Nach dem Bedrucken läuft das Band 6,0 cm vom unleren Ende des Reflektors entfernt unter den Lampen hindurch. Bei dieser Geschwindigkeit trocknet die Druckfarbe zu nicht mehr abschmierender Konsistenz. Der erhaltene Druckträger besitzt gefälligen Glanz und gute I arbstärke.
Heispiel 2
!ine Druckfarbe gemäß Heispiel 1 wird hergestellt, jedoch werden 5",, Sensibilisator verwendet. Bei der UV-Bestrahlung im Laborversuch gemäß Beispiel I wird nach 0,5 see ein nicht mehr abschmierender Drucklager und nach 0.7 see ein vollkommen trockener Drucklager erhallen. Auch hier besitzt der Druckträger ausgezeichnete I arbstärke und Glanz.
20 Beispiel 3
Durch vorsichtiges Erwärmen von Sojaölepoxidacrylat mit Melhylisoesanat wird ein Bindemittel hergestellt, das ungefähr 3,6 Melhylisocyanatgruppcn/ Mol enthält. Das Bindemittel wird mit 10",, Scnsibili- »5 sator gemäß Heispiel I gemischt und anschließend im Laborversuch gemäß Heispiel 1 auf seine Trockenfähigkeil geprüft. Nach 0,4 see wird ein nicht mehr abschmierender Druckträger, nach 0,5 bis 1 see ein vollkommen trockener Druckträger erhallen.
Beispiel 4
Ein Reaktionsprodukt von Sojaölepoxid-acrylat und 1,5",, Toiuoldiisocvanat wird auf seine Trockenfähigkeit geprüft. Hierzu werden 5 Gewichtsprozent Sensibilisator beigemischt, der aus 8 Teilen Benzophenon, 1 Teil Michlc'rs Keton und 12 Teilen Methyldiälhanolamin besteht. Ein mit diesem Bindemittel beschichteter Drucklager wird in 3.8 cm Entfernung vom Brenner mit einer Hanovia Quecksilberdampflampe Nr. 679 mit parabolischem Reflektor bestrahlt. Nach 0,4 see ist der Film vollständig trocken. Hierauf werden dem mit einem Sensibilisator vermengten Bindemittel 15",, Ruß (channel-black) einverleibt. Ein mit der so erhaltenen Druckfarbe bedruckter Druckträger wird unter denselben Bedingungen bestrahlt. Nach 5 bis 8 see schmiert der Druckträger nicht mehr ab.
Beispiel 5
4 Teile Bisphenol-A-epichlorhydrin-epoxidharz- 5« methacrylat werden mit 1 Teil Sojaölepoxid-acrylat gemischt. Das erhaltene Gemisch wird mit 5% eines Sensibilisators gemäß Beispiel 4 vermengt und ebenfalls gemäß Beispiel 4 bestrahlt. Nach 0,8 bis 1,2 see wird ein vollständig trockener Druckträger erhalten.
Das vorstehend beschriebene Bindemittel wird mit 15% Ruß (channel-jlack) vermischt und wieder bestrahlt. Nach 2 see wird ein nicht mehr abschmierender Druckträger erhalten.
Beispiel 6
Es wird ein Gemisch aus 15% Litholrubin, 4,5% mikrokristallinem Wachs und 80,5% Sojaölepoxidacrylat hergestellt. 95 Teile dieses Gemischs werden mit 5 Tei'en der folgenden Sensibilisatoren vermengt. Die auf diese Weise erhaltenen fünf Druckfarben werden in einem Laborversuch gemäß Beispiel 1 UV-bestrahlt. In der Tabelle werden die jeweils verwende- ten Sensibilisatoren, deren Triplett-Energien und die zur vollständigen Trocknung erforderliche Zeit aufgeführt.
Sensibilisator Triplcttcncrgic Trockenzeit (see)
(kcal)Mol)
Henzil 54 2,5
Anthraeen 42 7
Eosin 43 8
Phenol 82 13
Benzol 85 10
Beispiel 7
Eine blaue Druckfarbe wird durch Mischen und Mahlen aus folgenden Bestandteilen hergestellt:
Bestandteile Teile
Bisphenol-A-epichlorhydrin-epoxidharz-
aerylat (Komponente d) 55,3
Phthalocyaninblau 9,6
mikrokristallines Wachs 3,1
Pentaerythril-tetraaerylat 27,4
Sensibilisator von Beispiel I 4,6
100,0
Ein Farbkeil aus dieser Druckfarbe wird in einem Laborversuch gemäß Beispiel I UV-bestrahlt, wobei nach 0,5 bis 1 see ein vollständig trockener Druckträger erhalten wird.
Die genannte blaue Druckfarbe sowie rote, gelbe und schwarze Druckfarben, die auf die vorstehend beschriebene Weise aus den jeweiligen Pigmenten hergestellt wurden, werden in einem Technikumsversuch gemäß Beispiel 1 geprüft. Zu diesem Zweck wird ein Druckträger mit den vier Druckfarben bedruckt und mit 3 UV-Lampen, an Stelle von 4 Lampen in Beispiel 1, bestrahlt. Bei der größten Geschwindigkeit der Druckerpresse von 366 m.min wird ein vollständig trockener Druckträger von gefälligem Glanz und guter Farbstärke erhallen.
Entsprechend günstige Ergebnisse werden erhalten, wenn man in den vorsiehenden Beispielen an Stelle von Sojaölepoxidacrylat ein entsprechendes Leinölderivat mit z. B. 3,1 Acrylatgruppen je Mol einsetzt. Ein solches Derivat läßt sich gemäß der vorstehend geschilderten Arbeitsweise herstellen.
Vergleichsvers.uch A
Aus 94 Gewichtsteilen Leinölepoxid-acrylat, 3 Gewichtsteilen Benzophenon und 3 Gewichtsteilen eines roten Farbpigments wird eine erfindungsgemäße Druckfarbe hergestellt.
Zum Vergleich wird gemäß der Lehre der deutschen Offenlegungsschrift 19 22 627, Beispiel 1, ein Firnis aus 80 Gewichtsteilen Holzöl und 20 Gewichtsteilen eines im Handel erhältlichen Maleinatharzes (Schmelzpunkt, Ring und Kugel: 135 bis 142 C, Säurezahl: 13 bis 17, Viskosität, 60% in Toluol: U bis W) hergestellt. 94 Gewichtsteile dieses Bindemittels werden mit 3 Gewichtsteilen p-Benzoylbenzalchlorid (vgl. Tabelle auf S. 5 der deutschen Offenlegungsschrift) und 3 Gewichtsteilen des roten Farbpigments gleichfalls zu einer Druckfarbe verarbeitet.
Dann werden dünne Metallfolien mit Farbkeilen der beiden Druckfarben versehen und gleichzeitig mit UV-Licht bestrahlt (Hanovia Quecksilberdampflampe mit halbelliptischem Reflektor, Leistung: 100 Watt/
609 539/419
22 OO
2,54 cm, Entfernung zwischen Lampe und Bcstrahlungsobjekt: 7,62 cm).
Es werden zwei Versuche mit verschiedenen Bestrahlungszeiten durchgeführt (0,25 see bzw. 0,5 see).
Unmittelbar nach der Bestrahlung wird ein Papier ; mit Klebeschicht auf die Druckfarbenkeile aufgelegt und abgezogen. Je nach dem Härtungszustand wird mehr oder weniger Druckfarbe von der Metallfolie abgezogen.
Bei der gemäß der deutschen Offenlegungsschrifl '° hergestellten Druckfarbe konnten wesentliche Mengen an Druckfarbe abgezogen werden, während die erfindungsgemäße Druckfarbe praktisch schon bei 0,25 see Belichtungsdauer vollständig ausgehärtet war.
Vergleichsversuch B
Es werden je eine rote und eine schwarze Druckfarbe unter Verwendung eines erfindungsgeinäßen Bindemittels und unter Verwendung eines Bindemittels gemäß Beispiel 5 bzw. Beispiel 12 der USA.-Patentschrift 35 52 986 hergestellt.
Die rote Druckfarbe gemäß Erfindung hatte folgende Zusammensetzung:
Gcwichlstcilc
Rotpigment 15,0
Reaktionsprodukt von Bisphcnol-A-
epichlorhydrin-Epoxidharz und
Acrylsäure 64,0
Mischt, ng aus Benzophenon und
Michler's Keton (Verhältnis 8:1) 10,0
Wachskomponenle (Polyäthylenwachs
und Diisooctylphthalat,
Verhältnis 1:2) 6,0
Tridecylalkohol 5,0
35
Die schwarze Druckfarbe gemäß der Erfindung hatte folgende Zusammensetzung:
Ruß
ücwicliisicilt
12,0
Alkaliblau 2,0
Bisphenol-Reaktionsprodukt wie
vorstehend
Benzophenonmischung wie vorstehend . Wachskomponente wie vorstehend .... Tridecylalkohol
.60,0 . 15.0 . 6.0 . 5,0
MM einem IiIm aus mittels einer Corona-Entladung vorbehandeltem Polyäthylen überzogener Karton wurde in üblicher Weise keilförmig bedruckt und dann unterschiedlich lange mit UV-Licht bestrahlt. Mittels des Klebestrcifen-Abziehtests wurde der Härtungszustand der Druckfarben geprüft. Für die zur vollen Aushärtung benötigte Zeit ergaben sich die nachstehenden Werte:
rote Druckfarbe:
gemäß Erfindung 0,5 see
gemäß USA.-Patcntschrift (Beispiel 5) 2,0 see
schwarze Druckfarbe:
gemäß Erfindung 0 5 see
gemäß USA.-Patentschrift
(Beispiel 12) 25 sec
Diese Ergebnisse bestätigen die bisherige Erfahrungstatsache, daß schwarze Druckfarben üblicher Art wegen der schlechten Energieausbeute besonders lange zum Ausharten benötigen. Überraschenderweise zeigt sich jedoch bei dem mittels erfindungsgemäß hergestellten Bindemitteln hergestellten Druckfarben praktisch kein Unterschied in der Härtungszeit, die noch dazu außerordentlich kurz ist

Claims (1)

22 OO Patentansprüche:
1. Flüssige, bei UV-Bestrahlung polymerisierende und trocknende Bindemittel aus Kunstharzen für Druckfarben, bestehend aus
a) dem Reaktionsprodukt eines epoxidierten Soja- oder Leinöls und Acrylsäure, das 3 bis 4 Acrylsäureestergruppen pro Mol enthält, und/ oder
b) dem Reaktionsprodukt der Komponente a) und Methylisocyanat, das ungefähr 3 bis 4 Isocyanatgruppen pro Mol enthält, und/oder
c) dem Reaktionsprodukt der Komponente a) und ungefähr 0,1 bis 2,0 Gewichtsprozent Toluoldiisocyanat, und/oder
d) dem Reaktionsprodukt von Bisphenol-A-epichlorhydrin-Epoxidharz und Acryl- oder Methacrylsäure und
e) mindestens einem UV-Strahlungssensibilisator ao mit einer Triplett-Energie von etwa 42 bis 85 kcal/Mol,
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