DE2229916C2 - Verfahren zum Trocknen eines Überzuges insbes. von Drucken, auf einem Träger - Google Patents

Verfahren zum Trocknen eines Überzuges insbes. von Drucken, auf einem Träger

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Ac Hatrick Chemicals Pty Ltd Botany Neusuedwales Au
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Description

15
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25
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trocknen eines Überzuges, insbesondere von Drucken, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Vorpolymere, die freie Isocyanat-Gruppen aufweisen und beispielsweise durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit hydroxyl- oder carboxylgruppen-haltigen Verbindungen gebildet werden, sind bekannt Derartige Verbindungen werden als Oberflächenüberzüge verwendet. Auch werden sie bestimmten Druckfarben einverleibt
Aus der DE-OS 2123 856 ist ein Verfahren zum Trocknen eines Oberflächenüberzugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Das freie Isocyanat-Gruppen enthallende Vorpolymere wird dabei in einem üblichen LacklösungsmiUel gelöst, dem Ammoniak oder ein Amin zugesetzt ist. Daraus durch Aufsprühen hergestellte Anstri:hfilme weisen eine Trocknungsdauer von etwa einer halben Stunde auf.
Druckfarben gehören verschiedenen Gruppen an, von denen die bedeutendsten Folgende sind:
(1) pastöse Druckfarben, die für den Buchdruck und den lithographischen Offsetdruck geeignet sind;
(2) Siebdruckfarben, die für Seidensiebdrucke geeignet sind;
(3) flüssige Druckfarben, die für Gravuren und flexographische Druckverfahren geeignet sind.
Die Druckfarben hoher Viskosität der ersten Gruppe werden im allgemeinen auf den Walzensystemen des Buchdrucks und des lithographischen Offsetdrucks zu einem äußerst dünnen Film verteilt, bevor sie auf das zu bedruckende Material aufgebracht werden; daher werden atich Flüssigkeiten niedriger Flüchtigkeit eingesetzt, um eine Haftungserhöhung zu vermeiden, welche die Druckwirksamkeit beeinträchtigen würde. Der Trocknungsvorgang besteht im allgemeinen in einer Oxydation (der trocknenden Bestandteile der Farbe) unter den Bedingungen der Umgebung, obgleich in einigen Fällen eine einfache Absorption am porösen Papier oder an der porösen Pappe für eine Handhabung ausreicht In anderen Fällen (z. B. bei der lithographischen Metalldekoration) wird der Oxydationsvorgang durch Anwendung erhöhter Temperaturen beschleunigt; beim hochtourigen Trocknungsdruck auf endlosen Papierbahnen werden öfen eingesetzt, um den Farbfilm durch Entfernung der Farblösungsmittel zu trocknen.
Die zweite Gruppe steht in enger Beziehung zur ersten Gruppe, da jedoch die Arbeitsbedingungen beim Seidensiebdruck nicht so streng sind, können die Siebdruckfarben flüchtige Lösungsmittel enthalten. Diese Farben, die durch ein Sieb zur Erzielung des Drucks gedrückt wurden, trocknen weitgehend durch Verdampfung.
Die dritte Gruppe umfaßt ausschließlich Druckfarben niedriger Viskosität, die weitgehend hinsichtlich ihrer Anfangs- wenn nicht Endtrocknungsphase von der Verdampfung flüchtiger Lösungsmittel abhängig sind (obgleich auch Nebenvorgänge zur vollständigen Härtung ablaufen können). Farben dieses Typs sind für Gravuren und flexographische Drucke von Nutzen, bei denen die Gesamtausbildung des Drucks von den grundlegenden Merkmalen der niedrigen Viskosität und der Lösungsmittelflüchtigkeit abhängt. Die Beweglichkeit dieser Klasse von Farben macht es möglich, sie leicht im Kreislauf zu führen; d. h. daß die Verteilung beim Einsatz derartiger Farben in der Praxis leicht reguliert werden kann. Die Flüchtigkeit der eingesetzten Lösungsmittel erlaubt eine rasche Trocknung des Films unter Raumtemperaturbedingungen oder vorgegebenen Temperaturbedingungen.
Indem alle vorstehend angeführten Trocknungssysteme bisher mit vernünftigem Erfolg angewendet wurden, weisen sie jedoch bestimmte Nachteile auf, was im folgenden ausgeführt wird:
(i) In der ersten Gruppe - Farbmassen für Buchdruck und lithographische Offsetdrucke — treten mehrere Probleme auf.
So brauchen bei Raumtemperatur Buchdruck- und lithographische Offsetfarbenfilme mehrere Stunden zur oxydativen Trocknung; dazu tritt die ständige Gefahr neu bedruckter Bögen auf, wobei einer den anderen hervorbringt, wenn sie automatisch am Ausgang der Presse gestapelt werden. Um den großen Verlust durch diese zuletzt angedeutete Gefahr herabzusetzen, kann jeder Bogen mit einem Antiabdruckmaterial besprüht werden, das die Trennung der Bögen erleichtert; jedoch ist dieses Material andererseits im Hinblick auf den gesamten Vorgang nachteilig. Bei der lithographischen Metalldekoration wurde ein Versuch unternommen, die Probleme des oxydativen Trocknens zu überwinden, indem man die zu trocknenden Bögen bzw. Folien (aus Metall) durch einen Ofen einige zehn bis zwanzig Minuten lang bei Raumtemperaturen führt, die charakteristischerweise in der Gegend von 177°C liegen. Jedoch sind derartige öfen nicht nur anfänglich außerordentlich
teuer zu erwerben (wobei sie fünf- bis sechsmal so teuer sind wie die eingesetzte Druckpresse), sondern auch ihre Betriebskosten sind extrem hoch. Schließlich hängt beim Wärmetrocknungsdruck das Trocknen der Farbmasse davon ab, daß die gerade bedruckte Papierbahn durch öfen geführt wird, die die Lösungsmittel zur Erzielung eines Drucks abtreiben, der gefaltet und geschnitten werden kann, wenn er aus der Vorrichtung kommt Wie jedoch bereits ausgeführt wurde, sind die öfen beim Erwerb und beim Heizen teuer und κι verursachen in gewissem Ausmaß eine Verunreinigung.
(ii) Bei der zweiten Gruppe, den Siebdruckfarben, wird die Trocknung (wie vorstehend ausgeführt wurde) hauptsächlich durch Verdampfung erzielt. Jedoch handelt es sich — wie bei den Farbmassen — um einen langsamen Vorgang.
(iii) Bei der dritten Gruppe - flüssige Druckfarben, die für Gravuren und flexographische Druckpressen geeignet sind — wird die Entfernung der eingesetzten Lösungsmittel durch Verdampfung erzielt Dabei handelt es sich jedoch wieder um einen langsamen Vorgang; dazu kann der unvollständig getrocknete Film während Vorgängen nach dem Druck ankleben oder abdrucken. Wenn mehr flüchtige Lösungsmittel eingesetzt werden, können beim eigentlichen Druck Proble- 2; me auftreten — und oft werden Warmluft- oder andere zweckmäßige Trocknungsmethoden angewendet, um die Trocknung zu beschleunigen. In jedem Fall werden unerwünscht große Lösungsmittelmengen in die Atmosphäre freigesetzt, so daß - unabhängig von der j< > dadurch hervorgerufenen Verunreinigung - Explosions- und Feuergefahr als zusätzliche und spezielle Gefahren auftreten.
Aus der CH-PS 4 75 329 fe,t es bekannt, Flexo-, Tief- und Siebdruckfarben Vorpolymere jinzuverleiben, die freie Isocyanat-Gruppen aufweisen. Die Vernetzung des Vorpolymeren, d. h. das Trocknen der Druckfarbe erfolgt dabei durch die Luftfeuchtigkeit und dauert bei Raumtemperatur 5 bis 24 Stunden.
Bei der Herstellung von elastomeren Polyurethanen ist es bekannt, den freie Isocyanat-Gruppen aufweisenden Vorpolymeren Ammoniak zuzusetzen, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu verlangsamen, d. h. eine schnelle Gelbildung zu vermeiden (Hochmolekularbericht 1967, H2663/67). Auch ist es bekannt, Polyurethan-Elastomere durch Einwirkung von wasserfreiem gasförmigem Ammoniak bei erhöhter Temperatur zu vulkanisieren (Hochmolekularbericht 1960, H5450/60).
Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trock- >o nungsverfahren bereitzustellen, das weitaus schneller verläuft, als das nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Vorpolymerfilme oder -überzüge trocknen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren 50- bis 2000mal schneller, als es bisher möglich war, und zwar im allgemeinen in Sekunden.
Bei der Ausführungsform der Erfindung nach dem Anspruch 4 liegt der Überzug in Form einer pastösen oder flüssigen Druckfarbe oder einer Siebdruckfarbe vor, wobei als Träger ein Material verwendet wird, das sich zum Bedrucken eignet.
Der Ausdruck »Flüssigkeit« oder »Grundlage« soll, wenn er allgemein angewendet wird, generell Überzüge, einschließlich Druckfarben, bezeichnen.
Der Ausdruck »Druckfarbe« ist dabei nicht auf fertig os angesetzte Massen beschränkt, wobei die Massen grundsätzlich eine Druckgrundlage, Pigmente und übliche Lösungsmittel, Wachse und Fließmittel enthalten. So umfaßt der Ausdruck insbesondere auch pigmentfreie Massen.
Die Ausdrücke »Film« und »Überzug« sind, wenn sie nachstehend austauschbar verwendet werden, als Synonyme zu verstehen. Der Ausdruck »Trocknung« ist folgendermaßen zu verstehen:
(i) er umfaßt das »Aushärten« und
(ii) zeigt an, daß der Überzug entweder nicht klebrig ist, im Lösungsmittel unlöslich ist, einen verbesserten Grad an Filmgesamtbeschaffenheit aufweist und kräftiger Reibung oder kräftigem Druck ohne Beeinträchtigung widerstehen kann. Es ist auch klar, daß in einigen Fällen ein trockener Film alle vorstehenden Qualitäten aufweisen kann.
Der Ausdruck »freie Isocyanat-Gruppen« umfaßt potentiell freie derartige Gruppen. Damit soll gesagt werden, daß das Vorpolymere Isocyanatgruppen besitzt, die freigesetzt werden können oder für Umsetzungen zur Verfugung stehen.
Gemäß dem vorstehenden Absatz sollen Verbindungen mit freien Isocyanatgruppen alle derartigen Verbindungen umfassen. Demgemäß gehören dazu nicht nur Isocyanate mit Urethanstruktur und Polyisocyanate, sondern auch solche mit Polyisocyanurat-, Biuret- und Allophanatstruktur.
Die Behandlung der Grundlage mit Ammoniak oder dem gewählten Amin hängt von keinen besonderen Kriterien der Umgebung ab; daher kann jede Stelle, die für diesen Zweck nicht ungeeignet ist (d. h. für eine Ammoniak/Isocyanat- oder Amin/Isocyanat-Umsetzung nicht nachteilig ist), gewählt werden. Vorzugsweise wird eine derartige Behandlung jedoch in einem geschlossenen Raum durchgeführt.
Der Ausdruck »Dampfphase« gibt an, daß der Ammoniak oder das Amin in gasförmiger, dampfförmiger oder in irgendeiner anderen übergeführten Form vom Gas bzw. der Atmosphäre ausgehend vorliegen (z. B. als Dispersion, Nebel oder Aerosol), in der sie umgesetzt werden können.
»Amin« soll seine allgemeine Bedeutung besitzen; daher umfaßt dieser Ausdruck nicht nur Amine einfacher, primärer, aliphatischer, monofunktioneller Struktur, sondern auch Amine, gekennzeichnet durch
(i) Mehrwertigkeit bzw. Polyfunktionalität und
(ii) einen höheren Grad an Wasserstoffsubstitution.
Typische Beispiele der vorstehenden (bevorzugten) Klasse sind Monoverbindungen, wie Methylamin, Äthylamin, Propylamin, Isopropylamin und die zahlreichen Isomeren des Butylamins, während Beispiele der polyfunktionellen Amine Hydrazin, Äthylendiamin, Propylendiamin und Diäthylentriamin sind. Ferner sind wichtige Beispiele (was aus dem nachstehenden folgt) Diäthylamin und Triäthylamin.
Der Ausdruck »Substrat« ist im weitestmöglichen Sinn auszulegen; gemäß der Erfindung wurde festgestellt, daß jede Fläche, auf die eine Grundlage haftend aufgebracht werden kann (und auf der sie verbleibt, während die Behandlung mit dem Mittel durchgeführt wird), im Anwendungsgebiet der Erfindung liegt. So kann bei den Druck-Ausführungsformen der Erfindung das Substrat ein geeignetes poröses oder nichtporöses Material sein, wobei Beispiele dieser Kategorien in der angegebenen Reihenfolge Pappe und Metallfolie sind; bei anderen Ausführungsformen kann das Substrat z. B. eine Stahlplatte, ein kompaktes oder verträgliches
Kunststoffmaterial sein. Bemerkenswerterweise haben die vorstehenden Substrate wenig gemeinsam, was den vorstehend angeführten weiten Umfang stützt
Nachstehend wird die Erfindung anhand verschiedener Beispiele beschrieben; diese Beispiele sind der Übersichtlichkeit halber in zwei Gruppen gegliedert, die mit A und B bezeichnet sind. Bei der ersten Gruppe können die Tests (da sie nicht solche Faktoren wie die genauen Mengen der eingesetzten Mittel angeben) allgemein als qualitativ bezeichnet werden. Bei der ι ο Gruppe B jedoch sind alle Parameter angegeben; demgemäß werden äußerst präzise und genaue Werte erhalten.
Gruppe A
Beispiel 1
Es wurde eine Grundlage für eine Druckfarbenmasse der folgenden Zusammensetzung:
mit Isophthalsäure modifizierter
Pentaerythritolester von Kolophonium Diisobutylphthalat (Lösungsmittel) aliphatisches kohlenwasserstofföl (B/R etwa 300° bis 3500C)
Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat
(Homologe)
24,00 24,00
8,00
44,00 100,00%
20
25
mit einem Filmgewicht, das etwa Buchdruck-Offsetlithographiefilmgewichten entsprach, auf die folgenden Substrate aufgedruckt:
(1) Beschichtetes Kunstdruckpapier,
(2) beschichtete Pappe und
(3) Metallfolie.
35
Jeder dieser Drucke wurde sofort in ein verschlossenes Zweiliter-Glasgefäß gegeben, das dampfförmigen Ammoniak enthielt. Danach wurde ein weiterer Satz von Drucken in gleicher Weise hergestellt, wobei die einzelnen Proben in diesem Fall jeweils in einen Zweiliter-Glasbehälter gegeben wurden, der Monoäthylamin-Dampf enthielt. Nach Abständen von 10 bis 30 Sekunden waren alle Filme zu einem technisch brauchbaren Grad ausgehärtet
Beispiel 2
Es wurde eine Druckfarbenmasse der folgenden Zusammensetzung: Schnitzeiförmiges Material mit einem Gehalt von
55
70% Benzidingelbpigment und 30% 32,00
inertem Kohlenwasserstoffharz 15,00
Diisobutylphthalat (Lösungsmittel) 45,00
Grundlage wie in Beispiel 1
aliphatisches Mineralöl wie in 8,00
Beispiel 1 100,00%
60
mit einem Filmgewicht, das etwa Buchdruck/Offsetlithographiefilmgewichten entsprach, auf folgende Substrate aufgedruckt:
(1) Beschichtetes Kunstdruckpapier,
(2) beschichtete Pappe und
(3) Metallfolie.
65 Wie in Beispiel 1 wurden die Drucke unmittelbar in ein verschlossenes Zweiliter-Glasgefäß gegeben, das
(a) Ammoniak-Dampf bzw.
(b) Monoäthylamin-Dampf enthielt.
Nach Abständen von 10 bis 30 Sekunden waren alle Filme zu einem technisch brauchbaren Grad ausgehärtet
Beispiel 3
In diesem Beispiel wurde eine Grundlage vom Vorpolymertyp auf Basis von Tolylendiisocyanat bei einem Gehalt von 40% Feststoffen in Xylol und mit 2,2% freien NCO-Gruppen eingesetzt Diese Grundlage wurde mit einem Meyer-Stab zur Erzielung eines Filmgewichts, das etwa den bei Gravuren- und flexographischen Druckverfahren angewendeten Gewichten entsprach, auf die folgenden Substrate aufgebracht:
(1) Beschichtetes Kunstdruckpapier,
(2) beschichtete Pappe und
(3) Metallfolie.
Nach der Lösungsmittelverdampfung (15 Minuten) wurden die beschichteten Proben (wie in Beispiel 1) jeweils in ein verschlossenes Zweiliter-Glasgefäß gebracht, das
(a) Ammoniak-Dampf bzw.
(b) Monoäthylamin-Dampf enthielt
Nach Abständen von 10 bis 30 Sekunden waren die Filme zu einem technisch brauchbaren Grad ausgehärtet
Beispiel 4
Es wurde ein Film eines unpigmentierten Vorpolymeren auf Basis einer Polyhydroxyverbindung und Tolylendiisocyanat bei einem Feststoffgehalt von 40% in Xylol und mit etwa 2,2% NCO-Gruppen auf ein Paar Stahlplatten durch Eintauchbeschichtung aufgebracht Man ließ die erste Platte unter normalen atmosphärischen Bedingungen bei 18° C end 70% relativer Feuchtigkeit trocknen. Die zweite Platte wurde beschichtet in Luft 15 Minuten lang stehen gelassen, damit etwas Xylol verdampfen konnte, und danach in ein verschlossenes Zweiliter-Glasgefäß gegeben, in das 2 ml konzentrierter Ammoniak eine Stunde zuvor gegeben worden waren.
Nach 30 Sekunden wurde die zweite Platte entfernt; sie war nicht klebrig (d. h. trocken). Die erste Platte, die tn Luft trocknete, war nach einer Stunde und vierzig Minuten nicht mehr klebrig.
Beispiel 5
Es wurde eine Platte wie in Beispiel 4 hergestellt Nach 15 Minuten wurde sie in ein verschlossenes Zweiliter-Glasgefäß gegeben, in das 1 g Hydrazindihydroehlorid (als Hydrazin-Quelle) und 5 ml einer 30prozentigen Natriumhydroxidlösung zuvor gegeben worden waren. Nach 4 Minuten wurde die Piatte untersucht und als nicht klebrig befunden.
Beispiel 6
Es wurde ein Film eines unpigmentierten aliphatischen UrethanvorDolymeren (40% Feststoffe in Xylol),
das durch Umsetzung von Isophorondiisocyanat mit einer Polyhydroxyverbindung gebildet wurde, hergestellt: damit wurde eine Stahlplatte beschichtet. Die Trocknungszeit bis zum nicht mehr klebrigen Zustand in Luft bei 18°C und 70% relativer Feuchtigkeit betrug 4 Stunden. Es wurde eine weitere in gleicher Weise beschichtete Platte, die 15 Minuten lang an Luft zur Verdampfung von etwas Lösungsmittel gehalten wurde, in ein verschlossenes Zweiliter-Glasgefäß mit Ammoniak-Dampf 2 Minuten lang gegeben. Der Plattenfilm war leicht klebrig und wurde danach mit dem .Ammoniakdampf weitere 2 Minuten lang behandelt, insgesamt 4 Minuten lang. Zu diesem Zeitpunkt war der Film nicht mehr klebrig.
Beispiel 7
F.s wurde ein Plattenfilni wie in Beispiel b hergestellt und 15 Minuten lanp :in I lift ooirocknC!. P:in2ch ""jrdc die Platte in ein verschlossenes Zweiliter-Glasgcfäß gegeben, in das 2 ml Athylendiamin eine Stunde zuvor gegeben worden waren. Nach 4 Minuten wurde die Platte entfernt: der Film war nicht mehr klebrig.
Gruppe B
In dieser Gruppe wurden achtundzwanzig (28) zusätzliche Tests durchgeführt: deren F.rgebnisse werden nachstehend in tabellarischer Form angegeben (Tabelle Y). Um die Tests (und die mit ihnen erhaltenen Frgebr.isse) voll /u verstehen, werden alle Finzelheiten bezüglich der eingesetzten Materialien und angewendeten Arbeits'A eise nachstehend mitgeteilt
Grundlage
F.s wurden die folgenden freie lsoc\anatgruppen enthaltenden Vorpolymeren eingesetzt:
-V F.ine Druckfarbenmasse (hinsichtlich der Bestandteile und deren Anteilen) ähnlich der Farbe des vorstehenden Beispiels 2. jedoch anstelle von Benzidingelb auf Basis von Phthalocyaninblaupigrnentschnitzeln.
B: Km Aufdruck (overprint-Lack auf Basis eines aliphatischen PolvisocyanatvorpoKmeren. Diese Grundlage gleicht (hinsichtlich der Bestandteile und Anteile) der des vorstehenden Beispiels 1 mit der Ausnahme, daß es anstelle von Diphenylmethan-M'-diisocsanat auf dem Biuret von Hexamethyiendiisoc >anat basiert.
C: In den Beispielen 3.4 und 5 eingesetzte Grundlage. D: In den Beispielen 6 und 7 eingesetzte Grundlage.
In der Tabelle Y werden die Grundlagen einfach wie vorstehend identifiziert (d. h. durch die jeweiligen Buchstaben A bis D).
Substrate
Metallfolie und Papier oder Pappe (wie in der vorstehenden Gruppe A) sind geeignet. Insbesondere wurden zwei Substrate eingesetzt, nämlich
(1) Aluminiumfolie: mit glatten Flächen.4 mm.
(2) Pappe (Dutch Buff System Board): Gewicht «9.9 kg (110 lbs) je 500 Blatt: Blattgröße 64.8x770 cm (25V;" * 30:/;"):unbeschichtet.
Trocknungsmittel (zu verdampfen):
1I) Ammoniak (spezifisches Gewicht 0,88).
(2) Monoethylamin (70°/oige Lösung in Wasser).
(3) Athylendiamin (99%).
(4) Diethylamin (99,4%).
(5) Triäthylamin(100%).
Test-Arbeitsweise (Allgemeines)
Die Grundlage wurde zu Beginn (falls erwünscht oder erforderlich) auf einer Glasplatte (z. B. mit einer Metallübertragungswalze) bearbeitet, bis ein dünner Film befriedigender Viskosität erhalten wurde, wonach mit einer leicht gravierten Metallwalze, die gleichmäßig mit der Grundlage überzogen war, einmal über das Substrat gegangen wurde. Danach wurden Proben des beschichteten Substrats abgeschnitten und in eine riäfiungs- uu'er Trocknungskammer gegeben (die nachstehend einfach als Trocknungskammer bezeichnet wird).
Das (verdampfte) Trocknungsmittel wurde an einem Ende der Kammer zu vorgegebenen Zeitpunkten (wie nachstehend ausgeführt wird) eingeführt, wobei die gewählten Zeiten mit Stoppuhr gemessen wurden. Als Injektionsmittel diente eine Zerstäubungsvorrichtung, deren Ausstoß als Funktion der Zeit geeicht worden war.
Unmittelbar nach der zeitlich festgelegten Einführung des Trocknungsmittels wurde mit einem weiteren zeitlich abgestimmten Vorgang (wieder mit Stoppuhr) begonnen: die überzogenen Substrate wurden aus der Trocknungskammer in vorgegebenen Abständen entfernt. Nach der Entnahme wurde jedes Substrat auf eine flache Fläche gelegt, etikettiert und hinsichtlich der Trocknung getestet: diese Prüfung wurde bei einer geeigneten Ausführungsform durch eine Technik ausgeführt, die auf dem Vermögen der Grundlage zur Übertragung von einem Substrat auf ein anderes Substrat (das nachstehend als Abzieh- bzw. Übernahmesubstrat bezeichnet wird) basiert, wenn sie unter Druck zusammengebracht werden. Bei dieser Ausführungsform wurde das Übernahmesubstrat, vorzugsweise ein Absorptionspapier obenauf und im rechten Winkel zur beschichteten Seite des Primärsubstrats gelegt, wonach ein scheibenförmiges Gewicht in Längsrichtung des Übernahmesubstrats eine bestimmte (kurze) Zeitspanne lang gerollt wurde.
Das Übernahmesubstrat wurde mit der Grundlage in einem Maß überzogen, das vom Trocknungszustand dpr Farbe auf dem zuerst erwähnten Substrat abhing. Bei vollständiger Trocknung trat keine Übertragung ein.
Anmerkung
Bei pigmentierten Farben zeigt das Übernahmesubstrat bei visueller Betrachtung den Grad der Trocknung an. Bei unpigmentierten Massen war es erforderlich (um zur gleichen visuellen Beurteilung zu kommen), das Überrahmesubstrat in feinteiliges Ruß-Pigment unmittelbar nach dem Übertragungsvorgang einzutauchen, wobei der überschüssige Ruß durch einen Luftstrahl entfernt wurde.
Test-Arbeitsweise (Spezielles)
(a) Fn den Fäiien der Grundlagen A und B wurde eingangs (auf einer Glasplatte) wie vorstehend gearbeitet, wobei ein gleichmäßiger Film der
Injeklionszell (set)
2 3
10
Grundlage auf der Substratmaterial übertragen Tabelle X wurde, um mil der leicht gravierten Metallwalze einen Überzug: zu erzielen, der etwa repräsentativen Druckfarbenfilrngewichten entsprach. Jeder Aufstrich mit der Walze lieferte einen überzogenen , Bereich von etwa 10,2 χ 8,9 cm (4 χ 31Zi"), der bei einem Substrat mit typischen Dimensionen von 7,6 χ 2,5 cm (3 χ I") für zwei Tests völlig ausreicht. Nach dem Beschichten und Abschneiden wurden die einzelnen Substrate sofort in die Trocknungs- n> kammer gegeben.
(b) Bei den Unterlagen C und D wurden die einleitenden Maßnahmen weggelassen, wobei die Unterlagen einfach (und diesem F-'all befriedigen der) mit einer Bürste auf das .Substratmaterial bis /u > , einer Stärke des feuchten Films (für Oberflächenüberzüge repräsentativ) von etwa 0.1 mm aufgebracht wurden. Nach dem Überziehen und Abschneiden wurden diese Substrate 15 Minuten lang stehen gelassen (zur Lntlernung des Lösungs- ·.. mittels), wonach die Substrate in die Trocknungskammer gegeben wurden.
(c) F i g. I der Zeichnung (die in Verbindung mit der folgenden Beschreibung betrachtet werden soll) stellt die bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung dieser Testreihe dar. Die Trocknungskammer I ist rechtwinklig ausgebildet, wobei die Ausmaße (in cm) 4j (Länge) χ 20 (Höhe) χ 30 (Breite) betragen, was ein Innenvolumcn von 25 800 cm ■ ergibt, was aus Absatz (d) folgt, der sich unmittelbar anschließt. Die Zerstäubungsvorrichtung 2 ist in der Nähe des [indes 3 der Kammer gegenüber der F.ingangstür 4 angeordnet, wobei die Zerstäubungsvorrichtung aus einem ersten (Aerosol-Treibmittel) Behälter 5 und einem zweiten (Trocknungsmittel) Behälter 6 besteht, wobei der Auslaß des ersten Behälters durch eine Röhre 7 führt, die über dem oberen Ende des Rohrs 8 liegt, das in die Flüssigkeit des Behälters 6 eintaucht. Die Vorrichtung 2 ist so ausgebildet, daß die Flüssigkeit in die Härtungs- .:,■ kammer mit 4.9 kg/cm: (70 psi) eingebl.isen werden karn; in der Praxis bedeutet das. daß 10 ml Flüssigkeit in einer Zeitspanne von 12 Sekunden abgegeben werden können. Die einzelnen Substrate 9 werden von einer transversal angeordneten i-, Querstange 10 gehalten, deren Enden an entgegengesetzten Seiten 11 der Kammer befestigt sind. Die Kammer steht zweckmäßigerweise auf einem Untersatz 12 und wird von diesem getragen. Die Seiten und Enden der Kammer sind transparent, ->■> wobei das als »perspex« bekannte Material äußerst geeignet ist.
(d) Es wurden sechs bestimmte Zeitspannen (zum Einspritzen des Trocknungsmittels in die Kammer) gewählt, deren jeweilige Dauer 1, 2. 3, 4 und 5 Sekunden betrug; hinsichtlich der Flüssigkeit, die mit der in dem unmittelbar vorhergehenden Absatz (c) angegebenen Rate einführbar war, entsprachen diese Zeitspannen jeweils Einsatzvolumina von 0,83, 1,66, 230, 334, 4,17 bzw. 834 ml. Bei einem en Kammervolumen von 25 800 ml (wie vorstehend berechnet) und auf Basis einer vollständigen Verdampfung des Mittels (die allem Anschein nach stattfand) lieferten diese Injektionszeitspannen in der Trocknungskammer die jeweiligen Konzentra- es tionen an Trocknungsmittel (ausgedrückt in Teilen je Million), die in der folgenden Tabelle X angegeben sind.
Konzentration (ppm)
32,2
64.4
1J 7.0
I 2°.O
161.5
323.5
Anmerkung
!is ist /ü bemerken, daß diese Konzentrationen bis zur ersten Stelle nach dem Komma angegeben sind. Da jedoch die lirgcbnisse dieser Angaben in bc/ug auf die folgende Tabelle Y nicht realistisch wiiren. sind die darin angegebenen Werte für Teile je Million auf Basis des nächsten geeigneten Vielfachen von 5 ausgedrückt. Wenn z. B. die bestimmte Trocknungszeit als Injcktionszeit win z.B. 5 Sekunden ausgedrückt wird, wird die relevante Konzentration in Teilen je Million als 160 (anstelle von 161.5) ausgedrückt.
(e) Die vorgegebenen Zeitspannen (nach denen die überzogenen Siibstratproben nach Einwirkung des Trocknungsmittel - wie vorstehend beschrieben - aus der Trocknungskammer genommen wurden) wurden zuvor auf 5. 10. 20 und 30 Sekunden eingestellt und später (falls erforderlich) auf 40. :'i() und 60 Sekunden eingestellt, (ede Grundlage (A bis D) wurde aufgrund der zwei vorstehenden Substrate bei den zuvor angegebenen secis Konzentrationen (Teile je Million) und dieson Zeitspannen analysiert, wobei die Proben zum fortlaufenden Testen eines Substrats bei der niedrigsten Konzentration (Teile je Million) bis zu 30 Sekunden, danach (falls erforderlich) bei der nächsthöheren Konzentration bis zu 30 Sekunden usw. behandelt wurden. Nach der Entfernung aus der Kammer wurde jede Substratprobe bezüglich ihrer Trocknung in der geeignetsten Weise getestet. So wurde
(i) die Grundlage A mit der Technik unter Anwendung des »Übernahmesubstrats« getestet, die vorstehend beschrieben wurde, wobei die aneinander anliegenden Substrate 2 Sekunden lang Drücken eines scheibenförmigen 1 kg-Gewichts eines Durchmessers von 11.4 cm (4'/'") und einer Breite von 1.3 cm ('/2") ausgesetzt wurden.
(it) Grundsätzlich wurde die Grundlage B in der gleichen Weise wie die Grundlage A behandelt. Jedoch wurde in diesem Fall auch von der vorstehend erwähnten Hilfstechnik unter Anwendung eines weiteren Substrats mit feinteiligem Rußpigment Gebrauch gemacht.
(iii) Wegen des Zusammentreffens einiger Faktoren, nämlich eines relativ starken Films mit einer recht kurzen Trocknungszeit (die herausfällt), wurden die Grundlagen C und D subjektiv an den Substraten selbst mit einem Fingertest getestet.
(f) Im Rahmen der vorstehenden Ausführungen wird angenommen, daß die Ergebnisse, die in der (nun folgenden) Tabelle Y angegeben sind, im wesentli chen für sich seibst sprechen. Jedoch können die folgenden Anmerkungen deren Verständnis erleichtern.
il
(i) Die Ergebnisse geben die minimalen Zeilspannen und Konzentralionen zur Erzielung eines trockenen Zustands an. Zur Erläuterung des Tests einer Grundlage B — einer Pappe/Monoäthylamin-Kombination — zeigen diese Ergebnisse:
Λ. Wenn kein Mittel eingesetzt wird, wird festgestellt, daß die mit der Grundlage überzogene Pappe nach 10 000 Sekunden (2'/2 bis 3 Stunden) nicht getrocknet ist.
R. Rei Injektionszeiten von I bis 3 Sekunden war die mit der Grundlage überzogene Pappe noch nach 50 .Sekunden nicht trocken. Bei einer Injektions/eit von 4 Sekunden (130 Teile je Million) wurde eine Trocknung in i0 Sekunden erzielt.
C. Bei einer Injektions/eit \on "3 Sekunden (IhO Teile je Million) wurde eine Trocknung in > bis 10 Sekunden erzielt. Da dies der Fall war. gab es keine:; Λ:ι!;:ί.<. diese bc,!:;;;;;\!c K;;ir,bin;i;i;;n weiter /u testen.
(ii) Es ist zu bemerken, daß die für die Grundlagen C und D gemeinsame »Folie/Pappe«-Werte angegeben werden (22 Gruppen von Ergebnissen anstelle von 28. die aufgrund der vorhergehenden Bemerkungen zu den 28 Tests zu erwarten wären). Die Erklärung ist darin zu sehen, daß — während alle Tests tatsächlich ausgeführt wurden - die für Folie und Pappe erhaltenen Ergebnisse im wesentlichen die gleichen waren.
(iii) Bei Diä'thylamin und Triäthylamin wurde nur Α-Pappe- und A-Folie-Grundlage getestet.
(iv) Die Werte, die für die Grundinge Λ — Aluminiumfolic/Monoäthylamin - und für die Grundlage B - Ammoniak (für heicle Substrate) - angegeben werden, sollen im Gesamtzusammenhiing der Erfindung und vor dem Hintergrund des bekannten Stands der Technik gesehen werden. So ist a;>ch im Vergleich mi. dem bekannten Stand der Technik, bei dem der Trocknungsvorgang unverändert Zeitspannen von Siuiiu'eii ueiiiispniciii, eine vollständige Trocknung, cue nicht in einer Minute erzielt wird, ein Vorteil
!.!helle
(iruml-
Ι,ιβο		 Suhstr.i; lrocknuni:s/e
Ammoniak		 Il his /um nicht -klehrluen
Athyleiuliamin		 sec-
sec
sec-		 Zustand Konzentration
Monoethylamin		 see
see		 idle-. Miitels
I )i.ilh\ lamm		 friatK !
A Pappe I) 1(!'1(Kl
160 ppm 20
I OfI ppm 30		 sec
sec
sec-		 (I IfIOIKl
65 Pi πι <
30 ppm κι		 sec
sec-		 0 HKKIO
160 ppm -0		 see
see		 0 IfKIOIi see
I 60 ppm 30 se,		 ο inonn
i'-o ppm
A Aluminium
folie		 0 2<"K)Dfl
160 ppm 40		 sec
sec		 0 200Of
I'."ι ppm -		 sec
sec-
sec		 0 2(KKV)
}2^ ppm 60		 see
see
SCJ		 0 20(KKI see
160 ppm mi see		 (ι 21Ki1IO
160 ppm
I! Pappe 0 10000
325 ppm -60		 sec
sec		 o IHf)OIi
30 pprn 30
65 ppm 10		 sec-
sec
sec		 0-10OfK)
130 ppm-30
160 ppm 5/10		 ',CC
see
H Aluminium
folie		 0- 10'
325 ppm- 60		 sec
sec		 0 .-10'
65 ppm 20		 sec-
sec		 0 -.ΙΟ
Ι 60 ppm 20		 see
see
C !■"olle/Pappe 0-2400
65 ppm -5		 sec-
sec		 0-2400
30 ppm 5		 sec
sec		 0-2400
160 ppm 20		 see
see
I) !■'olle/Pappe 0-2'OO
65 ppm-5		 sec
sec		 0-2400
30 ppm-5		 0-2400
BOppm-20

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Trocknen eines Überzuges, insbesondere von Drucken, auf einem Träger, wobei eine Flüssigkeit, die ein freie Isocyanat-Gruppen aufweisendes Vorpolymeres enthält, mit einem Mittel, das Ammoniak oder Amin enthält, ausgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flüssigkeit, die das freie Isocyanat-Gruppen aufweisende pigmentierte oder unpigmentierte Vorpolymere enthält, zunächst auf den Träger aufträgt und anschließend Ammoniak oder ein Amin in dampfförmigem Zustand darauf einwirken läßt
2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß man als Amin Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl- und Butylamin, Hydrazin, Äthylen- oder Propylendiamin, Diäthylentriamin, Diäthylamin und Triethylamin verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Ammoniak oder ein Amin enthaltendes Mittel, das ursprünglich in flüssiger Form vorliegt, zur Herstellung des dampfförmigen Zustandes zerstäubt
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Träger ein Material verwendet, das sich zum Bedrucken eignet und das freie Isocyanat-Gruppen aufweisende Vorpolymere zu einer pastösen oder flüssigen Druckfarbe oder einer Siebdruckfarbe verarbeitet.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Überzugsmittel oder Druckfarbe ein freie Isocyanat-Gruppen aufweisendes unpigmentiertes Vorpolymeres verwendet.
10
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