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UV-trockn@nde Druckfarben Die Erfindung betrifft Druckfarben, die
untor der Einwirkung von UV-Strahlung rasch trocknen.
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Es ist bereits bekannt, eine rasche Trocknung von Druckfarben durch
UV-Strahlung zu bewirken. Zur Herstellung derartiger Druckfarben eignen sich jedoch
nur bestimmte, sehr reaktionsfähige Bindemittel. Eingesetzte gesignete Bindemittel
sind Konjuenöle, insbesondere Holsöl, Oiticicaöl oder Ricinenöl. die zur Erzielung
optimaler drucktechnischer Eigenschaften mit öllöslichen Hartharzen modifiziert
wurden. Zur @odifizierung einsetzbare öllösliche Hartharze sind vorzugsweise hochschmelzende
Maleinatharz@, Ketonharze und Haraester des Kolophoniums oder dimerisierten Kolophoniu@s.
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Die genannten Bindemittel trocknen jedoch unter UV-Bestrah-@ung noch
zu langsam, fall@ nicht ein geeigneter Beschleu-@iger als @hotoinitiator zugesetzt
wird. Erst durch Zusatz eines solchen Beschleumigers lüßt sich die geschwindikeit
der durch @icht angeregten Oxidation so weit steigern, daß die Druckfarbe innerhalb
einer Sekunde oder Er@ohteilen einer S@kunde trocknet.
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@ine gräßero Anzahl von Verbindungsklassen oder Kombinationen von
Verbindungon ist bereits für diesen Zweck vorgeschlagen worden, wie Carbonsdure-
und Sulfonsäurechloride, Titensäursester, α-@ik@tone, α-Hydroxyketon@,
orga-@ische Farbstoffe, organische @eroxidverbindungen in Kombination mit tertiären
Aminen oder organische Schwefelverbindungen aus der Gruppe der @ercaptane, Thiophenole,
Sulfide, Disulfide und Derivste der Dithiocarbaminsäure.
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Die genannten Verbindungen sind @edoch mit mehr oder weniger ausgeprügten
@ängeln behaftet. Diese bestehen einmal in einer unzureichenden Wirksamkeit, so
daß die geforderten kurzen @@ocknungszeiten überhaupt nicht oder erst nach Zusatz
gr@@erer @engen de@ Beschl@unigers erreicht
werden. Besonders gilt
dies für die Klasse der organischen Farbstoffe, Diketone, Hydroxyketone und einen
Teil der genannten Schwefelverbindungen. Andere Verbin-@ungen sind relativ instabil
wie organische Peroxide und gewährleist@ keine längere Lagerfähigkeit der Druckfarbe.
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Säurechloride wiederum hydrolysieren leicht und spalten in Gegenwert
von Feuchtigkeit freie Salzsäure ab, die zu einer erheblichen Korrosion an Druckmaschinen
führen kann.
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Größere Mengen an tertiären Aminen in Druckfarben kännen nicht mehr
als physiologiech unbedenklich bezeichnet werden. Schließlich weist ein Teil der
bisher vorgeschlagenen wirksamen Beschleuniger einen unangenehmen, lang anhaftenden
Geruch auf, was siner praktischen Verwendung dieser Produkte im Wege steht.
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Es ist der Zweck der vorliegenden Erfindung, die bestehenden Mängel
weitestgehend zu beseitigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, UV-trocknende Druckfarben
zu schaffen, bei denen Katalysatoren eingesetzt werden, die bereits in geringer
Konzentration eine rasche Verfestigung des @indemittelo unter UV-Strahlung bewirken,
ohne die Lagerstabilität und die drucktechnischen Eigenschaft@n ung@nstig zu beeinflussen.
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@rfindungagemäß wird die Aufgabe gelöst, indem den Druckfarben au@
Konjuenölen, insb@sondere Holzöl. die mit geeigneten öllöslichen Hartharzen in an
sich bekannter Weise verkocht sind, und den übrigen Farbbestandteilen als Katalysator
eine Verbindung der Formel
zugese@zt wird. Darin bedeutet Ar einen einfachen oder durch Halogen, Alkyl-, A@oxy-,
Amino- oder Dialkylaminogruppen
substituierten Arylrest, wobei
die beiden Reste gleich oder verschieden sein Können. R1 steht für Alkylreste, die
gegebenenfalls durch Halogen, Hydroxy-, Alkoxy-. Carboxy-, Carbalkoxy-, Amino-,
Dialkylamino-, Cyan-und Arylreste substituiert sein könnne. R2 stellt Was@erstoff,
Alkyl-, Aryl-, Hydroxyalkyl-, Alkoxyalkyl- oder Acyloxyalkylreste dar.
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Als besonders wirksam erwiesen sich Methyl-. @thyl-, Propyl-, Butyl-,
Isopropyl- und ß-Chloräthyläther des Benzoine, sowie die Methyläther des 4-Dimethylamino-,
4-Methyl- und 4 Methoxybenzoins.
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Für die Verkochung mit Konjuenöl eignen sich im vorliegenden Falle
solche Hartharze, die keine phenolischen Strukturelemente enthalten, da phenolmodifizierte
Hartharze die UV-Trocknung mehr oder weniger verzögern. Besonders geeignet sind
öllösliche hochschmelzende Maleinatharze, Ketonharze und Harzester des Kolophoniums
oder dimerisierten Kolophon@ums. Die genannten Katalysatoren können auch als Gemisch
eingesetzt werden und wirken bereits in Mengen von 0,2 bis 4 @, bezogen auf die
Gesamtmenge der Druckfarbe.
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Das Verhältnis Konjuenöl:Hartharz kann je nach dem gewünschten Glanz
zwischen 6:1 und 2:1 liegen. Mit erhöhung des Harzanteils läßt sich der Glanz verbessern,
wobei jedoch die Trocknungsgeschwindigkeit zurückgehen kann.
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Die Vorkochung der Firnisse erfolgt in an sich bekannter Weise zweckmäßig
bei Temperaturen unterhalb 260 °C, da sonst die Reaktion zu schwierig zu beherrschen
ist. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dis Viskositüt der Harz-Öl-Verkochung
wesentlich höher zu treiben, als für die Dispergierung mit den anderen Farbbestandteilen
wünschenswert und anschließend durch Verdännen mit @ineralöl auf die erforderliche
Viskosität einzustelle@.
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@ie genannten Verbindungen sind den bisher für die UV-Trocknung von
Druckfarben vorgeschlagenen @hotoinitiatoren in ihrer Virk@amkeit überlegen und
gestatten schon bei Zusatz relativ @eringer Mengen, sehr kurze Trocknungszeiten
unter Einwirkung von UV-strahlung zu erzielen. Außerdem bieton sie den Vorteil,
daß sie bei Raumtemperatur beständige und chemisch indifferente Verbindungen darstellen,
die @agerstabilität der Pruckfarben und deren drucktechnische Eigenschaften nicht
ungünstig beeinflussen, kein vorzeitiges Antrocknen der Farben auf den @alzen der
Druckm@-schin@ verursachen und einen schwachen, angenehm aromatischen Geruch be@tzen.
Ein früher vorgeschlagener Zusatz eines Antiozid@nß zur Verhinderung des vorzeitigen
Antrocknons der Farben auf den @alzen der Druckmaschinen ist bei Verwendung der
neuen Beschlouniger nicht mehr erforderlich, ss sei dann, die Farben enthalten trocknend
wirkende Pigmente, z.B. aus der Klasse der @hthalocyanine. In di@em Falle genügt
jedoch bereits eine Menge von 0,1 bis 2 %, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 @. eines Antioxidans
bezogen auf die Gesamtmenge der Druckfarbe.
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Die Erfindung bietet dun @orteil, daß eine unter Einwirkung von UV-Strahlung
sehr schnell trocknende Druckfarbe erhalten wird. Die erforderlichan bestrahlungszeiten
liegen bei Anwendung von queckeilberdampfhochdruckbrennern mit einem Emissionsmaximum
zwis@hen 300 und 400 nm und einem Brennerabstand von 50 mm bei 0,5 bis 2 Sekunden.
Danach sind die Drucke auch bei starke@ Farbgebung völlig wischfest und zeigen bei
der @eiterv@rarbeitung kein Abliegen oder Ab-@chmioren mehr. Gegenü@er anderen Procknungsverfahren
ergibt sich eine Unergie@insparung bis zu 50 @@ Die @rfindungsgemäß hergestellten
Fa@ben zeigen bei normalen Temperaturen eine @agerfähigkeit v@@ mindestens seche
Monaten ohne Nach-@assen d@r Trocknungss@tivität.
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Die Erfindung wird an Hand der nuchste@anden Beispiele näher orläutert.
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Beispiel 1: Holzöl 44 Maleinatharz 14 @ Spindelöl 16 Fanalrosa B
24 Benzoinäthyläther 2/100 Die angegebenen Mengen @@deuten Gewichtsprozente.
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Das Holzöl wird mit dem Ha@@ bei 230 °@ zu einem Firnis geeignetor
Viskosität verkocht. Anschließend w@ri der noch heiße Ansatz mit Spindelöl ver@ün@@
und nach dem Abkühlen mit den übrigen Farbbestandteil@n in der üblichen @eise dispergiert.
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Die damit hergestellton Drucke trocknen bei Bestrchlung mit einem
Quecksilberdampfhochd@uckbrenner bei 50 mm Brennorabstand innerhelb 0,5 bis 0,75
@ekunden. Die Drucke zeigen einen guten Glanz.
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Beispiel 2: Holzöl 44 Kstonharz 14 Spindelöl 18 @artruß 20 Holiogenblau
LBGO 1,8 Diamylketoxim 0.2 4-Dimethylaminobenzein- 2/100 methyläther Die Herstellung
der Farbe erfolgt wie in Beispiel 1.
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Unter den dort angegebenen Bedingungen trocknet die Farbe in 1,25
Sekunden.
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Beispiel 3: Holzöl 58 Maleinatharz 19 Spindelöl 21 Benzoinmethyläther
2 100 Des Holzöl wird mit dem Maleinatharz bei 230 °C zu einem Firnis mit einer
Viskosität von etwa 500 @oise (gemessen bei 30 °C) verkocht und noch heiß mit dem
Spindelöl verdünnt, Der erhaltene @berzugsfirnis trocknet unter den in Beispiel
1 angegebenen Bedingungen auf Kunstd@@@kpapier nach einer Bestrahlungsdauer von
0,75 Sekunden.