DE2216154A1

DE2216154A1 - Neue, schnell trocknende Druckfarben

Info

Publication number: DE2216154A1
Application number: DE19722216154
Authority: DE
Inventors: Robert George Pompton Lakes N.J.; Whyzmuzis Paul John Jamaica N.Y.;(V.St.A.). C09b 23-00 Savageau
Original assignee: Inmont Corp
Current assignee: BASF Corp
Priority date: 1971-04-05
Filing date: 1972-04-04
Publication date: 1972-10-19
Also published as: IT958709B; CA992683A; FR2132467B1; AU3986372A; FR2132467A1; US3772171A; ZA721500B; GB1381002A; AU453890B2

Description

Die Erfindung betrifft neue schneller trocknende Druckfarben, die nach dem Bestrahlen mit ultraviolettem Licht nicht mehr abschmieren ο Die Bestäubung mit Fuder wird auf diese Weise vermieden»

Schnell trocknende Druckfarben Kind au sich bekannte In dem Pr in Ling ink Kauual, The Society of British Printing Ink ManuraoWrer-:, V/o "Keffer and Sons Limited, Cambridge, England, VJi/), auf den Solion 223 bis 22ij und 439 bis 443 sind solche f.) oh ti ei I Lrocknende Druckfarben, ihre Herstellung sowie ihre Vv'i rkurj^iiv/o i :;e beschriebene Auf den Seiten 612 und 613 ist die Iv:: i.;;uburi{v dieser Druckfarben mit feiner Stärke oder Wachs

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BAD ORiSlMAt.

beschrieben.

Schnell trocknende Druck farben enthalten im all gemeinen ein Pigment und ein Bindemittel, da:; aus einem Öl crier davon abgeleiteten Alkydharz, einem Lorumgsmittel und einem Harz besteht. Die Bestand teile des Bindemittels v/erden εο gewah.lt, dans ine gegen.se j tig löslich f;i nd .

Die in den schnell trocknenden Druckfarben verwendeten Öle sind trocknende Öle, wie Leinöl, Holzöl, Oiticieaöl, dehydriertes Rizinusöl, Fisehöl ,Tabaksamenöl, Sojabobnenöl, Sonnenblumenöl, Tallöl und Saffloröl.(auf Seite 3Ί0 des Printing Ink Manual beschrieben). Diese Öle haben im allgemeinen eine VM jo-Verseifungszabl von etwa 110 bis 183· Man kann auch die Fettsäuren dieser Öle verwenden; die von diesen Ölen abgeleiteten Alkydharze sind besonders geeignet. Diese Alkydharze, die im allgemeinen eine Öllänge von etwa 50 Prozent haben, werden nach herkömmlichen Methoden hergestellt, indem man day Öl mit Isοphthai-, Terephthal- oder Phthalsäure und einem Polyol, wie Pentaerythrit, Glycerin, Trimethylolpropau, Trimethylolätban, Äthylenglykol oder Diäthylenglykol versetzt. Man kann auch andere geeignete Polyole verwenden»

Die für die schnell trocknenden Druckfarben verwendeten Lösungsmittel sind im allgemeinen hochsiedende aliphatische Kohlenwasserstoffgemische mit einem Siedebereich von 5 bis 95 Prozent zwischen etwa 24 5 und 336⁰C und einem Heizwert zwischen etwa 5,04 bis 7,1 kcal. Geeignet sind Gemische von

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0-'|"o ^"^f-^; C-V> aliphatischen Kohlenwasserstoff en *

Die vorv.'ondeton Harze sind

1) gegebenenfalls kolophoniummodif iisierte Phenolharze ,

2) Ester des Pentaerythx'its mit dem Monomeren oder Dimer en der Ab i e t insau re,

3) das Reaktionsprodukt des Pentaerytbrit-abietinsäureesters mit Phthal-, Isophthal- oder Terephthalsäure,

'4) Ester des Pentaerythrits mit dein Malein- oder Fumarsäureaddukt des Monomeren oder Dimereii der Abietinsäure,

5) Glycerin-, Trimethylolpropan-, O'rimethyloläthan-, Äthylenglykoloder Diäthylenglykolester des Monomeren oder Dimeren der Abietinsäure,

6) Das Reaktionsprodukt des Glycerin-, Trimethylolpropan-, Trimethyloläthan-, Ä'thylenglykol- oder Diäthylenglykolesters des Monomeren oder Dimeren der Abietinsäure mit Phthal-, Iöophthal- oder Terephthalsäure,

7) das Eeaktiousprodukt eines Glycerin-, Trimethylolpropan-, Trimethyloläthan-, Ä'thylenglykol- oder Diäthylenglykolesters mit dem Malein- oder Funarsäuresddukt der Abietinsäure C

Das Harz ist ohne die Zugabe von Öl oder eines Alkydharzes in dem Lösungsmittel nicht oder nur v/enig löslich. Die drei Komponenten des Bindemittels werden im allgemeinen innerhalb

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der folgenden Bereiche verwendet:

Öl oder Alkydharz, 10 birs /]o Gewichtsprozent, vorzugsweise 15 bis 30 Gewichtsprozent,

Harz, 10 bis 60 Gewichtsprozent, vorzugsweise 20 bis 40 Gewichtsprozent,

Lösungsmittel, 10 bis 40 Gev/ichtsprozent, vorzugsweise 15 bis 30 Gewichtsprozent.

Im Normalverlauf des Druckverfahrens trockne υ uas Öl oder Alkydharz durch Luftoxidation. Das Lösungsgleichgcwicht wird dadurch gestört und die Lösung wird eine Dispersion. Das Lösungsmittel wird dadurch leichter in dem Druckträger absorbiert, das zurückbleibende Harz und das Öl werden zähflüssig und bilden das Bild auf dem Papier. Es dauert etwa 40 Minuten. bis 1 Stunde, bis der Druck nicht mehr abschmiert. Die vollständige Trocknung durch Oxidation ist innerhalb von 4 bis 6 Stunden erreicht, je nach Art des verwendeten Papiers und der Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen während des Trocknens. Wenn man oft grosse Mengen von bedrucktem Papier lagern muss, wird die Oberfläche der zähen Farbe durch Bestäuben mit Wachs.oder Pulver überzogen und so das Abschmieren auf das folgende Blatt verhindert.

Aufgabe der Erfindung war daher, schnei] trocknende Druckfarben zu finden, die ohne Bestäubung sofort trocknen und nicht abschmieren. Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.

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Gegenstand der Erfindung sind schneller trocknende Druckfarben, ' in denen das Bindemittel aus einem gegenseitig löslichen Gemisch eines Lösungsmittels, eines Harzes und eines Öls oder Alkydharzes besteht, das Lösungsmittel beim Trocknen in dem Druckträger absorbiert wird und■das Harz und das Öl oder Alkydharz auf dem Druckträger niedergeschlagen werden, welche dadurch gekennzeichnet sind, dass das Bindemittel einen Photosensibilisator enthält»

Bei den erfindungsgemäaeen Druckfarben.ist eine Bestäubung nicht mehr notwendig» Das hat den Vorteil, dass nicht nur die Kosten für die Pulver und die Bestäubungsvorrichtungen, die Unannehmlichkeit, der Schmutz und die Gefahr des freien Pulvers in dem Druckraum, sondern auch die etwas rauhe Beschaffenheit eines bestäubten Druckes v/erden vermieden.

Die erfindungogemässen Druckfarben enthalten keine normalerweise durch photochemische Reaktion trocknende Verbindungen, insbesondere enthalten sie keine Acrylsäure- oder Methacrylsäureester.

Die in den erfindungsgemässen Druckfarben verwendeten Photosensibi'lisatoren, das Druckverfahren und die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sind in der Patentanmeldung P 22 00 478c0 beschrieben» Diese Photosensibilisatoren haben eine Triplettenergie zwischen etwa 42 und 85 kcal/Mol. Verbindungen mit einer Tripletfceuergie innerhalb dieses Bereiches sind in den Tabellen 5 bis 13 der Seite 132 von N.JoTurro, rf «

Molecular Photochemistry (WoA. Benjamin, Inc. 1967) beschrieben.

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Besonders geeignet als Photosensibilisator ist ein 8 : 1 Gemisch aus Benzophenon und Michler's Keton. Die erfindungsgemäsben Druckfarben enthalten 1 bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 3 bis 12 Gewichtsprozent, insbesondere 5 bis 6 Gewichtsprozent Photosensibilisator.
( ■

Im allgemeinen wird der zu trocknende Druckträger unter einer gewöhnlichen UV-Lampe im Abstand von wenigen Zentimetern durchgeführt. Die Bestrahlung dauert wenige Sekunden. Diese Lampe hat normalerweise einen Reflektor, z.B. einen halbelliptischen Reflektor. Üblicherweise beträgt die Energie-

dichte der Strahlung yoxi mindestens 0,05 Joules/cm bei roten

Druckfarben bis zu mindestens 0,1 Joules/cra bei schwarzen Druckfarben.. ·

Die Verwendung der erfindungsgemässen Druckfarben verkürzt wesentlich die Trocknungszeit. Nach Bestrahlung mit UV-Licht ist der Druckträger innerhalb von etwa 2 Stunden vollständig trocken. Bei Verwendung von herkömmlichen Druckfarben beträgt die Trocknungszeit 4 bis 6 Stunden, je nach Art des Papiers und der Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Eine herkömmliche schnell trocknende Druckfarbe (Beispiel 1) und eine erfindungsgemässe Druckfarbe (Beispiel 2) werden verglichen.

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Beispiel 1 Bine Druckfarbe der folgenden Zusammensetzung wird hergestellt;

21,0 Gewichtuteile Rubs

21,5 . " Bindemittel A (siehe Anhang) 50,0 " Bindemittel B (siehe Anhang) 2,0 " Kobalt-Sojafettsäure-Trockenkataly-

sator (siehe Anhang)

7,5 " aliphatische Kohlenwasserstoffe

(siehe

102,0

Ein Blatt Lackpapier wird mit dieser Druckfarbe bedruckt und unter den Bedingungen des Druckraums luftgetrocknet. Die Druckfarbe schmiert nach etwa 40 Minuten nicht mehr ab. Nach etwa 6 Stunden ist der Druck vollständig trockene

Beispiel 2

6 Gewichtsteile eines Pliotosensibilisators, der aus einem 8 : 1 Gemisch von Benzophenon und Michler's Keton besteht, werden der Druckfarbe von Beispiel 1 zugesetzt. Ein Blatt Lackpapier wird mit dieser Druckfarbe bedruckt und sofort etwa 1 Sekunde lang mit einer 450 Watt H&novia-Lampe in einem Abstand von etwa 7,5 cm UV-bestrahlt. Die Druckfarbe schmiert sofort nicht mehr ab, die vollständige Trocknung ist innerhalb 2 Stundeii an der Luft bei Ra.umtemporatur erreicht.

Die erfindungcgemässeu Druckfarben können zusätzlich noch etwa

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15 Gewichtsprozent herkömmlicher Druckfarbenzusätze, wie Wachse, für eine verbesserte Abriebfestigkeit und Weinstein für verbesserte lithographische Eigenschaften enthalten»

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Anhang Bindemittel A

42,0 Gewichtsteile maleinsäuremodifizierter Pentaerythrit-adipiusäureester

41,2 Gewichtsteile Polyester (siehe unten)

16,8 Gewichtsteile aliphatisch^ Kohlenwasserstoffe (Anfangssiedepunkt 260,5⁰C)

100,0

Bindemittel B

85,0 Gewichtsteile Bindemittel G

9,8 Gewichtsteile Aluminiumpolyester-Gelierzusatz (siehe unten)

5,2 GewichtGteile aliphatisch^ Kohlenwasserstoffe aus Bindemittel A \.

100,0

Polyester

69>4 Gewichtsteile Leinöl

9,5 Gewichtsteile Glycerin ?0,9 Gewichtsteile Isophthalsäure

99,8

Aluminiumpolyeoter-Gelier gusatz

33.2 Gewichtsteile TrIdecylalkohol

23.3 Gewichtsteile Phthalsäureanhydrid 14,7 Gewichtsteile Aluminiurnisopropylat

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Das fieaktlotispro'lukt wird in 28,0 Gewichtsteilen aliphatischen Kohlenwasserstoffen, aus Bindemittel A gelöst. G e samtanteile: 100,0.

Kobalt-Sojafettsäure-Trockenkatelysator

40,0 Gewichtsteile Sojafettsäure 7,2 Gewichtsteile Kobalt(II)-hydrat

7,2 Gewichtsteile Essigsäure

an Das Reaktionsprodukt wird auf 4,5 Pro ζ ent,/ Kobalt eingestellt

durch Zugabe von

■31,0 Gewichtsteilen eines 1': 1 Gemisches aus

maleinsäuremodifiziertem Pentaerythritadipinsäurecater und einem Vinylharz

14,6 Gewichtsteile Leinöl

100,0

Bindemittel C

40,0 Gewichtsteile maleinsäureinodifizierter Penta-

erythrit-adlpinsäureester 20,0 Gewichtsteile Polyester (siehe oben) 40,0 Gewichtsteile aliphatisehe Kohlenv/asserstoffe

(Bindemittel A)

100,0

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Claims

Pa t e π t a η β ρ r ü c h e

1. Schnell trocknende Druckfarben, in denen das Bindemittel aus einem gegenseitig löslichen Gemisch eines Lösungsmittels, eine» Harzes und eines Öls oder Alkydharzes besteht, das Lösungsmittel beim Trocknen in dem Druckträger absorbiert wird und das Harz und das Öl oder Alkydharz auf dem Druckträger niedergeschlagen v/erden, dadurch gekennzeichnet , dass das Bindemittel einen Photosensibilisator enthalte

ο Druckfarben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel ein hochsiedender Kohlenwasserstoff, das Öl oder Alkydharz ein trocknendes Öl oder ein davon abgeleitetes Alkydharz und das Harz

a) ein gegebenenfalls kolophonium-modifiziertes Phenolharz,

b) das Reaktionsprodukt eines Pentaerythrit-, Glycerin-, Trimethylolpropan-, Trimethyloläthan-, Äthylenglykol- oder Diäthylenglykolesters mit dem Monomeren oder Dimeren der Abietinsäure oder mit ihrem I'umar- oder Maleinsäureaddukt,

c) das Reaktionsprodukt von b) mit einer Phthal-, Isophthal- oder Terephthalsäure

ist» -

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5« Druckfarben nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, da;;s der Photosonsibilisator eine Triplett-Energie zwischen 4 2 und 85 kcal/Mol hat ο

4c Druckfarben nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Photosensibilisators 1 bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 3 bis 12 Gewichtsprozent, beträgt»

ο Druckfarben nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Photosensibilisator aus Benzophenon und Michler's Keton bestellt.

ο Druckverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass man einen

Druckträger mit einer Farbe nach Anspruch 1 bis 5 bedruckt und dann UV bestrahlt.

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