DE2323373A1 - Durch bestrahlung haertbare masse - Google Patents
Durch bestrahlung haertbare masseInfo
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Description
Priorität vom 14- November 1972, U.S.A., Nr. 306 435
Die Erfindung bezieht sich auf Strahlungs-härtbare Massen.
Sie betrifft insbesondere Strahlungs-härtbare Massen, die verminderte
Wasserempfindlichkeit und verringerte Toxizität zeigen.
Die Verwendung von Strahlungs-härtbaren äthylenisch ungesättigten Monomeren in Überzugsmassen, Klebmitteln, Druckfarben und
dergleichen ist bekannt. Es ist auch bekannt, daß diese Monomeren unter der Einwirkung der Strahlung in Polymere übergeführt
werden und daß sie mit verbesserter Rate polymerisieren, wenn sie aktiniecher Strahlung in Gegenwart eines Potoinitators ausgesetzt
werden, wie beispielsweise in den US-Patentschriften 3 551 235, 3 551 246, 3 551 311 und 3 556 387 beschrieben wird.
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ORIGINAL INSPECTED
Die Verwendung einiger dieser Materialien ist jedoch durch ihre
starke Affinität gegenüber Wasser etwas eingeschränkt. Wenn beispielsweise diese Massen zu Druckfarben für die Lithographie
verarbeitet wurden, absorbierten sie übermäßig große Mengen der Anfeuchtlösungen, was zum Emulgieren, Abfärben, schwachen Druck
und schlechterAbstimmung von Wasser zu Farbe führte.Bei Verwendung
dieser Materialien als Klebmittel waren die Klebeigenschaften häufig aufgrund der absorbierten atmosphärischen Feuchtigkeit
schlecht. In Papierstreichmassen zeigten sie mangelhaften Glanz und mangelnde Glätte und härteten mit geringerer Geschwindigkeit,
als in trockenem Zustand. Der Grund für diese Wasserempfindlichkeit läßt sich nicht völlig erklären, es wird
jedoch angenommen, daß sie zumindest teilweise auf das Vorliegen von Hydroxylgruppen zurückzuführen ist.
Es wurde nun gefunden, daß die hydrophoben Eigenschaften dieser Massen in gewünschter Weise geregelt werden können, indem das
monomere Grundmaterial der Masse mit einem Isocyanat modifiziert wird. Wenn nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist bedeutet
in dieser Beschreibung und den Patentansprüchen die Bezeichnung "monomeres Material" bzw. "Monomere" sowohl Monomere
als auch. Präpolymere, d. h. Dimere, Trimere und andere Oligomere
sowie Gemische und Copolymere dieser Monomeren und Präpolymeren. Das resultierende Isocyanat-modifizierte Material hat verminderte
Wasserempfindlicbkeit, ohne daß ein Verlust der Strahlungsempfindlichkeit
oder ein störender Einfluß auf seine anderen Eigenschaften erzielt wird, beispielsweise auf Glanz, Druckbarkeit, Glätte,
Kleb- und Haftvermögen und dergleichen.
Aus den erfindungsgemäßen Massen hergestellte Farben und Überzüge
sind frei von flüchtigen Lösungsmitteln, hydrophob und trocknen bei Belichten mit einer Strahlungsquelle fast augenblicklich
an der Luft bei Umgebungstemperatur. Auf diese Weise ist die Verwendung von öfen nicht erforderlich und das Erfordernis,
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in sauerstofffreier Umgebung zu arbeiten., wird ausgeschaltet.
Ebenso werden die Verunreinigung der Luft, Brandgefahr, Geruchsbildung
und ähnliche Erscheinungen vermieden, mit denen die Verwendung einer Überzugsmasse, einer Farbe und eines
Klebmittelsystems verbunden ist, die auf Basis flüchtiger Lösungsmittel erhalten wurden. Die erfindungsgemäßen Farben zeigen
ausgezeichnete Verarbeitbarkeit auf Offsetdruckpressen. Die Druckfarben und Überzugsmassen bilden außerordentlich harte
und beständige Filme auf einer großen Vielfalt von Substraten, wie beispielsweise Zeitungspapier, gestrichenem bzw. beschichtetem
Papiermaterial, unregelmäßiger Pappe, beispielsweise Wellpappe, Metall, beispielsweise Folien, Sieben, Dosen und
Flaschenkapseln, Holz, Kautschuk, Polyestern,wie Polyethylenterephthalat,
Glas, Polyolefinen, wie behandeltem und unbehandeltem Polyäthylen und Polypropylen, Celluloseazetat, Stoffen,
wie aus Baumwolle, Seide und Rayon und dergleichen. Sie zeigen keine Farbänderung in dem aufgetragenen Film, wenn sie den erforderlichen
Härtungsbedingungen ausgesetzt werden und sind widerstandsfähig gegenüber Abschuppen, Verschmieren, Besprühen
mit Salz, Abscheuern, Abreiben und widerstehen dem Angriff von Substanzen, wie Alkoholen, ölen und Fetten. Außerdem sind die
erfindungsgemäßen Massen widerstandsfähig gegen Hitze und Kälte, wodurch sie beispielsweise als Bestandteile von Druckfarben
oder Überzugsmassen für Behälter geeignet sind, die beispielsweise bei Temperaturen bis etwa 1500C unter Druck sterilisiert
und/oder beispielsweise auf weniger als etwa -200C gekühlt werden
müssen.
Außerdem können die toxikologischen Eigenschaften einiger Strahlungs-härtbarer
Compounds verbessert werden, indem sie mit Isocyanaten
modifiziert werden. Die Verminderung der Hydroxylfunktionalität und der Anstieg des Molekulargewichts der Produkte,
die verursacht werden, wenn gewisse polyäthylenisch ungesättigte Ester mit Isocyanaten modifiziert werden, vermindern wesentlich
die gesundheitlichen Risiken, die bei der Herstellung und der
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Verwendung der zugrundeliegenden monomeren Ester häufig auftreten.
Die erfindungsgemäßen Massen umfassen allgemein (a) mindestens
einen durch Bestrahlung härtbaren Isocyanat-modifizierten polyäthylenisch
ungesättigten Ester mit geregeltem Hydroxylgruppengehalt und (b) mindestens einen Fotoinitiator sowie gewünschtenfalls
(c) mindestens einen Farbstoff.
Von der Erfindung umfaßt werden auch Massen, die (a) mindestens einen Isocyanat-modifizierten polyäthylenisch ungesättigten Ester
mit geregeltem Hydroxylgruppengehalt, (b) mindestens einen unmodifizierten polyäthylenisch ungesättigten Ester mit freien
Hydroxylgruppen, der verschieden ist von dem Ausgangsester der Verbindung (a), und (c) mindestens einen Fotoinitiator sowie
gegebenenfalls (d) mindestens einen Farbstoff enthalten.
Geeignete Ausgangsverbindungen, die in den erfindungsgemäßen
Massen verwendet werden können, sind polyfunktionelle äthylenisch ungesättigte Monomere und Präpolymere, beispielsweise Dimere,
Trimere und andere Oligomere sowie Gemische und Copolymere dieser
Verbindungen, die einen begrenzten, festgelegten Gehalt an freien Hydroxylgruppen haben. Die hier verwendete Bezeichnung
"polyäthylenisch ungesättigt" bzw. "mehrfach äthyleniech ungesättigt" bezieht sich auf Verbindungen, die zwei oder mehr
äthylenisch ungesättigte Gruppen in Seitenketten aufweisen. Als Monomere oder Präpolymere können allgemein Acrylsäure, Methacrylsäure,
Itaconsäure und dergleichen, Ester von aliphatischen mehrwertigen Alkoholen, wie beispielsweise Di- und Polyacrylate, Di-
und Polymethacrylate und Di- und Polyitaconate von Alkylenglykolen,
Alkoxylenglykolen, alicyclischen Glykolen und höheren
Polyolen, wie Äthylenglykol, Triäthylenglykol, Tetraäthylenglykol,
Tetramethylenglykol, Trimethyloläthan, Trimethylolpropan,
Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Tripentaerythrit und dergleichen oder Gemische solcher Ester miteinander oder mit ihren
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partiell veresterten Derivaten, sowie deren Präpolymere genannt
werden, wobei die verwendete Verbindung oder das Gemisch freie Hydroxylgruppen aufweist.
Zu typischen Verbindungen gehören unter anderem Trimethylolpropantriacrylat,
Trimethyloläthantriacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat,
Trimethyloläthantriinethacrylat, Tetramethylenglykoldimethacrylat,
Äthylenglykoldiiaethacrylat, Triäthylenglykoldimethacrylat,
Tetraäthylenglykoldiacrylat,
Tetraäthylenglykoldimethacrylat, Pentaerythritdiacrylat,
Pentaerythrittriacrylat, Pentaerythrittetraacrylat, Dipentaerythritdiacrylat,
Dipentaerythrittriacrylat , Dipentaerythrittetraacrylat,
Dipentaerythritpentaacrylat, Dipentaerythrithexacrylat,
Tripentaerythritoctoacrylat, Pentaerythritdimethacrylat,
Pentaerythrittrimethacrylat, Dipentaerythritdimethacrylat, Bipentaerythrittetramethacrylat,
Tripentaerythritoctamethacrylat, Pentaerythritdiitaconat, Dipentaerythrittrisitaconat, Dipentaerythritpentaitaconat,
Dipentaerythrithexaitaconat und dergleichen und Gemische und Präpolymere dieser Verbindungen, Gemische
von Dimeren und Trimeren von Tripentaerythritoctoacrylat, Gemische
von Dimeren und Trimeren von Dipentaerythrithexaacrylat und dergleichen,
und deren Gemische, in denen ein niedriger, jedoch festgelegter Hydroxylgruppengehalt vorliegt.
Die erfolgreiche Verwendung dieser Ester beispielsweise in lithographischen
Parben hängt von der Hydrophilie-Hydrophobie-Bilanz des Moleküls, d.h. der Löslichkeit des Monomeren in Wasser und
der Löslichkeit von Wasser in dem Monomeren, ab. Um die hydrophilen Eigenschaften dieser Monomeren und Präpolymeren zu regeln,
wird das Molekül chemisch mit einem Isocyanat modifiziert, wobei ein Produkt gebildet wird, das die gewünschte Bilanz oder Aufeinanderabstimmung
der hydrophilen und hydrophoben Eigenschaften zeigt. Es ist daher wesentlich, daß die Ausgangsester einige
freie Hydroxylgruppen enthalten, um mit der -NCO-Gruppe der Isocyanate zu reagieren. So wird beispielsweise bei der Herstellung
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von Trimethylolpropantrimethacrylat die Veresterungsreaktion
nicht vollständig durchgeführt, so daß nicht umgesetzte Hydroxylgruppen
in dem monomerenProdukt verbleiben.
Die vorstehend beschriebenen Ester können in jeder geeigneten Weise hergestellt werden, beispielsweise durch die Umesterungsmethode,
bei der ein niederer Alkylester der Säure in Gegenwart eines geeigneten Katalysators mit dem Alkohol umgesetzt
wild, oder durch die Umsetzung des Alkohols mit den w,ß-ungesättigten
Säuren oder Acylchloriden in Gegenwart von geeigneten Säureakzeptoren.
Das Monomere, Präpolymere oder das Gemisch dieser "Verbindungen
wird mit einem Isocyanat umgesetzt, um eine Verbindung zu erhalten, die erhöhte hydrophobe Eigenschaften und somit verbesserte
Wasserbeständigkeit, besseren Glanz, bessere Klebeigenschaften, Glätte und dergleichen sov/ie niedrigere Toxizität
zeigt. Der Isocyanat-modifiaierte Ester wird vorteilhaft
durch Umsetzen des monomereijiEsters mit einem Isocyanat
unter geregelten Bedingungen hergestellt. Im allgemeinen wird die Reaktion innerhalb des BereJdies von etwa 25 bis 1000C5
vorzugsweise bei etwa 5O0C, durchgeführt.
Es ist zwar möglich, alle Hydroxylgruppen des Ausgangsesters in Carbamatgruppen überzuführen, für die Anwendungszwecke,
für welche die erfindungsgemäßen Produkte am geeignetsten sind, d.h. als Druckfarben, Überzugsmassen, Klebmittel und dergleichen,
ist es jedoch wesentlich, daß nicht sämtliche Hydroxylgruppen umgesetzt werden, d.h. in dem Produkt muß ein gewisser
Anteil an Isocyanat-modifiziertem Ester verbleiben, der freie
Hydroxylgruppen aufweist. Der vollständige Verbrauch der Hydroxylgruppen
verursacht eine unerwünschte, auf dem Lithographiegebiet als "ink stripping" bekannte Erscheinung, d.h., die Erscheinung,
daß die Druckfarbe nicht genügend Wasser aufnimmt, um einen zufriedenstellenden Abdruck zu erzeugen. Die Isocyanatmodif
izierten Ester sollten eine Hydroxylzahl von etwa 15 bis 70,
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vorzugsweise etwa 25 bis 60 aufweisen. Die "Hydroxylzahl"
ist in der ASTM-Vorschrift D-2849-69 als Milligramm Kaliumhydroxid
definiert, die dem Hydroxylgruppengehalt in 1 g der Probe äquivalent sind.
Der Anteil des Isocyanate, der mit dem Ester umgesetzt werden muß, um ein Produkt mit optimalen Eigenschaften zu erzielen,
schwankt in Abhängigkeit von dem gewählten monomeren Ester, dem gewählten Isocyanat und in Abhängigkeit von den Eigenschaften,
die für den vorgesehenen Anwendungszweck erforderlich
sind. Wenn beispielsweise ein Phenylisocyanat-modifiziertes Pentaerythrittriacrylat in einer lithographischen Parbe
angewendet werden soll, werden vorzugsweise nicht mehr als etwa 60 # der vorliegenden Hydroxylgruppen umgesetzt, wobei
gute lithographische Eigenschaften in Verbindung mit guter Lagerbeständigkeit erzielt werden.
Außerdem ist das Verhältnis der -NCO-Gruppen zu den -OH-Gruppen
wichtig. Dieses Verhältnis schwankt ebenfalls in Abhängigkeit von den gewählten speziellen Monomeren und Isocyanat. Wenn
beispielsweise der verwendete Ester ein Pentaerythrit-3,5-acrylat ist, d.h. ein Gemisch aus etwa 50 Mol-# des Triacrylats
und 50 Mol-56 des Tetraacrylats, liegt das Verhältnis der -NCO-Gruppen
zu den ursprünglichen -OH-Gruppen im allgemeinen im Bereich von etwa 0,2 bis 0,8 und beträgt vorzugsweise etwa 0,6,
wobei etwa 0,4 der ursprünglichen-OH-Gruppen unumgesetzt geblieben
sind.
Zur Umsetzung mit den Hydroxylgruppen können beliebige der zahlreichen geeigneten organischen Isocyanate verwendet werden,
einschließlich der aliphatischen, cycloaliphatischen, heterocyclischen und aromatischen Mono- und Polyisocyanate und
Kombinationen dieser Isocyanate. Zu geeigneten Beispielen gehören unter anderem 6-A'thyldecylisocyanat, Octadecylisocyanat,
Phenylieocyanat, Chlorphenylisocyanat, Stearylisocyanat, Cyclohexylisocyanat,
6-Phenyldecylisocyanat, e-Cyclohexyldodecylisocyanat,
2,4-Tolylendiisocyanat, 2,6-Tolylendiisocyanat, 1,4-
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Phenylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, 1,4-Naphthylen-.
diisocyanat, 1,5-Naphthylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat,
ρ,ρ'-Diphenyldiisocyanat, Butylen-1,4-diiBOcyanat,
A'thylendiis ocyanat, Trimethylendiisocyanat, Tetramethylen-1,4-diisocyanat,
Butylen-2,3-diisocyanat, Cyclohexylen-1,2-diisocyanat,
Methylen-bis-(4-phenylisoeyanat), Diphenyl-3.3'-dimethyl-4,4'-diisocyanat,
Xylylendiisocyanat, Cyclohexan-1,4-diieocyanat,
1-Methoxyphenyl-2,4-diisocyanat, Benzol-1,2,4-triisocyanat,
Polymethylenpolyphenylieocyanat, Toluol-2,4,6-triisocyanat,
4,4'-Dimethyldiphenylmethan-2, 2', 5,5'-tetraisocyanat
und dergleichen sowie Gemische solcher Isocyanate.
Das Isocyanat reagiert mit der äthylenisch ungesättigten Hydroxyverbindung
unter Bildung eines Carbamate als Reaktionsprodukt, wodurch der Gehalt des Ausgangsesters an freien Hydroxylgruppen
vermindert und seine Wasserempfindlichkeit und Toxizität verringert
werden. Durch diese Erhöhung der Hydrophobie werden die Produkte besser geeignet zur Verwendung als lithographische Farben,
Klebmittel, Überzugsmassen und dergleichen, ohne daß ein Verlust der Beständigkeit eintritt und wobei in manchen Fällen ■
eine erhöhte Härtungsgeschwindigkeit erzielt wird.
Zu geeigneten Fotoinitiatoren für die erfindungsgemäßen Massen gehören unter anderem Acyloine, Acyloinderivate, wie Benzoinmethyläther,
Benzoinäthyläther, Desylbromid, Desylchlorid, Desylamin und dergleichen, Ketone, wie Benzophenon, Acetophenon,
A'thylmethylketon, Cyclopentanon, Benzil, Capron, Benzoylcyclobutanon,
Dioctylaceton und dergleichen, substituierte Benzophenone, wie Ν,Ν-Dimethylaminobenzophenon, Michler's Keton und halogenierte
Acetophenone und Benzophenone, Benzochinon und mehrkernige
Chinone, wie Anthrachinon, substituierte mehrkernige Chinone, wie Chloranthrachinon, Methylanthrachinon, Octarnethylanthrachinon,
Naphthochinon, Dichlornaphthochinon und ähnliche substituierte
Derivate, halogenierte aliphatische, alicyclische und aromatische Kohlenwasserstoffe und ihre Gemische, in denen als
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Halogen Chlor, Brom, Fluor oder Jod vorliegen kann, wie beispielsweise
chlorierte Kautschuke, wie die Parlons (Hercules Inc.)» Copolymere von Vinylchlorid und Vinylisobutyläther,
wie Vinoflex MP-4OO (BASF Colors and Chemicals, Inc.)t chlorierte
aliphatische Wachse, wie Chlorowachs 70 (Diamond Alkali, Inc.), Perchlorpentacyclodecan, wie Dechlorane (Hooker Chemical Co.),
chlorierte Paraffine, wie Chlorafin 40 (Hoo-ker Chemical Co.)
und Unichlor 7OB (Neville Chemical Co.)» Mono- und Polychlorbenzole,
Mono- und Polybrombenzole, Mono- und Polychlorxylole,
Mono- und Polybromxylole, Dichlormaleinsäureanhydrid, 1-Chlor-2-methyl-naphthalin,
2,4-Dimethylbenzolsulfonylchlorid, 1-Brom-3-(m-phenoxyphenoxy)-benzol,
2-Bromäthylmethyläther,
Chlorendicanhydrid (1,4,5,6,7,7-Hexachlor-(2,2,1)-5-hepten-2,3-dicarbonsäureanhydrid)
und die entsprechenden Ester, Chlormethylnaphthylchlorid, Chlormethylnaphthalin, Brommethylphenanthren,
Dijodmethylanthracen, Hexachlorcyclopentadien, Hexachlorbenzol
und dergleichen und Gemische dieser Verbindungen.
Die Strahlunge-härtbare Masse kann gewünschtenfalls auch etwa
0,1 bis 2,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Gesamtmasse, eines Beschleunigers, enthalten, wie Mercaptane und
deren Derivate, beispielsweise Äthylmercaptoacetat, Aminoxide, wie Bis(2-hydroxyäthyl)-cocosaminoxid und Bis(2-hydroxyäthyl)-octadecylaminoxid,
cyclische ungesättigte aromatische Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Neohexen, Cyclohexen, Cycloocten
und d-Limonen und dergleichen sowie deren Gemische. Die vorstehend
beschriebenen Additive können ferner in variirenden Mischungen angewendet werden.
Die modifizierten Strahlungs-härtbaren Ester können gewünschtenfalls
zusätzlich durch Zusatz eines Präpolymeren, wie eines Diallylphthalat-Präpolymeren,
und eines Kettenübertragungsmittels, eines Präpolymeren und einer ungesättigten gegenüber Sauerstoff
reaktiven Verbindung, beispielsweise eines Alkydharzes, eines Präpolymeren und einer weiteren modifizierenden Substanz, beispielsweise
Cetylvinyläther, eines Viskositätsreglers zusammen
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mit einem Kettenübertragungsmittel, eines Präpolymeren oder
eines anderen modifizierenden Harzes oder eines Gemisches solcher Mittel modifiziert sein.
Das Mengenverhältnis des Isocyanat-modifizierten monomeren Esters zu dem Fotoinitator in der Masse kann im Bereich von
etwa 99:1 bis etwa 10:90 vorzugsweise 98:2 bis etwa 70:30 liegen.
In den erfindungsgemäßen Massen können übliche Farbstoffe
in üblichen Mengen vorliegen. Zu geeigneten Pigmenten gehören Ruß, Zinkoxid, Titandioxid, Phthalocyaninblau, Phthalocyaningrün,
Benzidingelb, Naphtholgelb-Farblack (naphthol yellow
lake), Cadmiumorangef Cadmiumgelb, Chromgelb, Preußischblau,
Bronzeblau, Chromgrün, Pfaublau (peacock blue lake), Miloriblau, Ultramarinblau, Rotlack C (red lake C), Pararot (para
red), Tcluidinrot, Natriumlitholrot (lithol red), Bariumlitholrot,
litholrubin, Molybdän-chrorascharlach (molybdated scarlet
chrome), Ferrioxid, Aluminiumhydrat und dergleichen. Der Träger kann in einer Menge von etwa 20 bis 99,9 Gew.-# der Gesamtmasse
und der Farbstoff in einer Menge von etwa 0,1 bis 80 -#, bezogen auf das Gewicht der Gesamtmasse, vorliegen.
In die Rezepturen, welche die erfindungsgemäßen Massen enthalten, können andere allgemein bekannte Modifiziermittel eingearbeitet werden. Dazu gehören Weichmacher, Netzmittel für den
Farbstoff, wie Dichlormethylstearat und andere chlorierte Fettsäureester, Verlaufmittel, wie Lanolin, Paraffinwachse und natürliche
Wachse und dergleichen. Diese Modifiziermittel werden im allgemeinen in Mengen bis zu 3, vorzugsweise bis zu 1 Gew.-5^,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Rezeptur,verwendet.
Die Rezepturen oder Zubereitungen, welche die erfindungsgemäßen Massen enthalten, können in jeder geeigneten Weise hergestellt
werden, beispielsweise auf einem Dreiwalzenstuhl, in einer Sand-
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mühle, einer Kugelmühle, Kolloidmühle oder dergleichen, wobei bekannte Dispergiermethoden angewendet werden.
Zu Variablen, welche die Trocknungsgeschwindigkeit der Strahlungs-härtbaren
Masse bestimmen, gehören die Art des Substrats, die spezifischen Bestandteile der Masse, die Konzentration des
Fotoinitiators, die Dicke des Materials, die Art und Intensität der Strahlungsquelle und ihr Abstand von dem zu härtenden Material,
das Vorliegen oder die Abwesenheit von Sauerstoff und die Temperatur der umgebenden Atmosphäre. Die Bestrahlung der
Massen kann durch jede beliebige oder eine Kombination von mehreren Methoden erfolgen. So kann die Masse beispielsweise
mit aktinischem Licht einer beliebigen Lichtquelle und eines beliebigen Typs bestrahlt werden, vorausgesetzt, daß diese
Strahlungsquelle einen wirksamen Anteil an Ultraviolettstrahlung abgibt, da die erfindungsgemäßen durch aktinisches Licht
aktivierbaren Massen im allgemeinen ihr Empfindlichkeitsmaximum im Bereich von etwa 1800 £ bis 4000 S, vorzugsweise etwa 2000
S bis 3500 S haben. lis können außerdem Elektronenstrahlen, Emitter
für Gammastrahlung und dergleichen oder Kombinationen dieser Strahlungen angewendet werden.
Zu geeigneten Lichtquellen gehören unter anderem Kohlelichtbogen, Quecksilberdampfbogen, Van der Graaffsehe Beschleuniger,
Resonanztransformatoren, Betatrone, Linearbeschleuniger und dergleichen.
Die Dauer des Bestrahlens muß ausreichen, um die wirksame Strahlungsdosis
zuzuführen. Das Bestrahlen kann bei jeder geeigneten Temperatur durchgeführt werden und erfolgt aus praktischem Gründen
in geeigneter Weise bei Raumtemperatur. Der Abstand der Strahlungsquelle von dem zu härtenden Material' kann 3mm bis 25,5
cm, vorzugsweise etwa 3 mm bis 76 mm, betragen.
Druckfarben, Überzugsmassen, Klebmittel und dergleiche, die aus den erfindungsgemäßen Massen erhalten werden, besitzen zahlreiche
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Vorteile gegenüber üblichen Überzugsmassen, Klebmitteln, Druckfarben
auf iösungsmittelbasis und dergleichen. Zunächst werden keine flüchtigen Lösungsmittel verwendet und die damit
verbundenen Gefahren und Geruchsstörungen werden ausgeschaltet. Die Druckfarben, Überzüge und Klebstoffe zeigen ausgezeichnetes
Haftvermögen an dem Substrat nach dem Bestrahlen. Sie haben guten Glanz und Abriebbeständigkeit und widerstehen hohen
Temperaturen wie 1500C und so tiefen Temperaturen wie -2Q0C.
Die bedruckten oder beschichteten Platten oder Bahnen können unmittelbar nach dem Bestrahlen mit der Energiequelle verarbeitet
und gebogen werden.
Um die lithographische Wirksamkeit der erfindungegemäßen Massen
BU bestimmen, werden die Druckfarben durch Litho-Break-Tests geprüft, wobei sie auf einen Thwing-Albert-Litho-Breaktester
gemeinsam mit Anfeuchtlösung verarbeitet werden und das erhaltene Produkt mit Hilfe konventioneller Methoden ausgewertet wird.
Die Wasseraufnahme wird ebenfalls durch Auswiegen der auf den Walzen nach dem Breaktest verbliebenen Farbe sowohl vor als auch
nach dem Trocknen·in einem Ofen bestimmt. Außerdem werden die Farben auf einer Druckpresse geprüft, um ihre praktische lithographische
Wirksamkeit zu bestimmen.
Die hier beispielhaft angegebenen Ausführungsformen der Erfindung
sind selbstverständlich zahlreichen Abwandlungen zugänglich. In den nachstehenden Beispielen werden alle Teile als Gewichtsteile angegeben, wenn nichts anderes ausgesagt ist.
A. In einen mit Rührer, Thermometer und Kondensator versehen 5 1-Dreihalskolben wurden 1420 ml getrocknetes Benzol, 409 g
(3 Mol) Pentaerythrit, 3 g Cuproxid (als Polymerisationsinhibitor), 46 g konzentrierte Schwefelsäure (als Katalysator) und
1296 g (18 Mol) wasserfreie Acrylsäure zusammen mit 1 56 p—
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Methoxyphenol (als Inhibitor) gegeben.
Das Gemisch wurde auf etwa 880C erhitzt, bis 62,3 g (3,46 Mol)
durch Veresterung freiwerdendes Wasser pro Mol Pentaerythrit entfernt worden waren.
Nach dem Abkühlen wurde das Gemisch mit 700 ml 20 $-iger NaCl-Lösung,
zweimal mit 350 ml 24 #-iger KHCO^-Lösung und schließlich
mit 350 ml 20 #-iger NaCl-Lösung gewaschen. Die Benzollösung
wurde filtriert, 0,8 g p-Methoxyphenol zugesetzt und das verbliebene Lösungsmittel im Vakuum unter Verwendung von Kupferdraht
als Inhibitor entfernt.
Eine blaßgelbe Flüssigkeit wurde in einer Ausbeute von 316 g
pro Mol des Pentaerythrits erhalten, die eine Viskosität von 875 cP hatte und sich beim Stehenlassen zu einem halbfesten
Material verfestigte, das bei 48 bis 490C schmolz. Die Analyse
ergab 1,5 $> flüchtige Bestandteile und ein Äquivalentgewicht
von 95,0, bezogen auf die Verseifungszahl. Pur das Produkt wurde dementsprechend die empirische Formel
(HOH2C)0 c.-Ο·=·(CH2OOC-CH=CH2)5 .g aufgestellt, die anzeigte, daß
es ein Gemisch aus Pentaerythrittriacrylat und Pentaerythrittetraacrylat
in einem Molverhältnis von 0,54 : 0,46 darstellte und ein Hydroxyl-Äquivalentgewicht von 607 hatte (607 Gramm).
B. 607 g des in A erhaltenen Produkts wurden in einen trockenen Dreihalskolben gegeben, der mit einem Rührer, einem Thermometer,
einem Tropftrichter und einem Gaseinleitungsrohr und Gasableitungsrohr
versehen war. Während die Beschickung bei Raumtemperatur gerührt und ein schwacher Strom trockener luft oberhalb
der Flüssigkeitsoberfläche durch den Kolben geleitet wurde, wurden 72,6 g (0,6 Mol) Phenylisocyanat langsam durch den Tropftrichter
zugegeben. Nach beendigter Zugabe (etwa 1 Stunde) wurde die Reaktionsmasse 3 Stunden stehengelassen und danach entnommen.
Das Produkt war eine viskose leicht gelbe Flüssigkeit mit einer Viskosität von 2680 cP, bestimmt mit einem Brookfield-Viskosimeter
(Spindel Nr. 4 bei 60 Upm). Die infrarotspektrographische
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Analyse (Messung bei 4,95 u) zeigte die Abwesenheit des Isocyanat-Peaks
und daher vollständige Reaktion an. Das Produkt war ein Gemisch aus unmodifiziertem Pentaerythrittriacrylat,
unmodifiziertem Pentaerythrittetraacrylat und Pentaerythrittriacrylajb-monophenylcarbamat
mit einer Hydroxylzahl von 31,3.
C. Eine Druckfarbe wurde hergestellt, indem die folgenden Bestandteile
auf einem Dreiwalzenraischer vermählen wurden:
Prozent
Gemisch des Produkts aus Teil B/
Hexachlorbenzol im Verhältnis 70/30 85
Hexachlorbenzol im Verhältnis 70/30 85
Benzidingelb 15
Die Druckfarbe wurde auf einer Miehlepresse zum Bedrucken von gestrichenem Papier angewendet. Das bedruckte Papier wurde unter
einem Abstand von 4,4 cm mit 3 Hanovia-Ultraviolettlampen von 51 cm/2100 Watt bestrahlt. Die Farbe trocknete in 0,8 Sekunden
und hatte ausgezeichneten Glanz und Wasserbeständigkeit.
A. 607 Teile Pentaerythrit-3,46-acrylat, das nach dem in Beispiel
1 A beschriebenen Tfecfahren hergestellt worden war und einen
Brechungsindex von n^ = 1.4850 hatte, wurden in einen trockenen
Dreihalskolben gegeben, der mit einem Rührer, einem Thermometer, einem Tropftrichter und einem Gaseinleitungs- und Ableitungsrohr
versehen war. Unter Rühren bei Raumtemperatur und Durchleiten eines schwachen luftstroms durch den Kolben oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche
wurden langsam 26 Teile Tolylen-2,4-diisocyanat
(0,15 Mol) während einer Dauer von 30 Minuten durch den Tropftrichter
eingeführt. Nach beendigter Zugabe wurde die Reaktionsmasse einige Stunden stehengelassen und danach entnommen.
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Das erhaltene Produkt war eine viskose leicht gelbe Flüssigkeit
mit einer Viskosität von 2460 cP, gemessen hei 250C mit
einem Brookfield-Viskosimeter (Spindel Nr. 4 hei 60 Upm). Die
Analyse durch Infrarotspektroskopie zeigte die Abwesenheit des Isocyanats-Peaks und daher die vollständige Reaktion nach 20-stündiger
Reaktionsdauer an. Das erhaltene Material war ein physikalisches Gemisch aus unumgesetztem Pentaerythrittriacrylat,
unumgesetztem Pentaerythrittetraacrylat und dem Reaktionsprodukt
von Pentaerythrittriacrylat mit Tolylen-2,4-diißocyanat,einer
Verbindung der Formel
ij . ο
HNCOCH_C(CH0OCCoCH9)
OOOCH„C(CH0OGCH:CH9)3
mit einer Hydroxylzahl von 60,7.
B. Die Verfahrensweise gemäß Beispiel 1, Teil C wurde wiederholt,
wobei ein Gemisch des Produktes aus Teil A mit einem chlorierten Paraffin (Uniehlor-7OB der Neville Chemical Co.) in
einem Verhältnis von 70:30 verwendet wurde* Es wurden vergleichbare
Ergebnisse erzielt.
Die in Teilen A und B des Beispiels 2 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, wobei als Isocyanat ein Gemisch aus Tolylen-2,4-diisocyanat
und Tolylen-2,6-diisocyanat im Verhältnis 80:20 verwendet wurde. Es wurde ein ähnliches Produkt erhalten, in
welchem jedoch zusätzlich das Reaktionsprodukt von Pentaerythrit-
409 821/1020
triacrylat mit dem isomeren Tolylen-2,6-diisocyanat vorlag.
Die daraus erhaltene Druckfarbe hatte ähnliche Eigenschaften wie die Druckfarbe gemäß Teil C des Beispiels 1.
A. 456 Teile trockenes Benzol und 261 Teile 2,4-Tolylendiisocyanat
wurden in einen trockenen Dreihalskolben gegeben. Unter
Kühlen und Einstellen der Temperatur auf 25 bis 30 C wurden während einer Dauer von 15 Minuten 195 Teile trockenes 2-Äthylhexanol,
das 1 Teil Dibutylzinnacetat enthielt, zugesetzt. Die flüssige Reaktionsmasse wurde bei Raumtemperatur mehrere Stunden
gerührt und danach über Nacht stehengelassen. Die Reaktionsmasse, eine fast farblose nicht viskose Flüssigkeit,
wurde unter Vakuum, zuerst bei 125 Torr bis zu 7O0C und
danach bei 20 Torr und 80 C, von dem als Lösungsmittel vorliegenden Ecnzol befreit. Das Vakuum wurde mit Stickstoff aufgehoben
und die Reaktionsmasse entnommen. Es wurde flüssiges N-4(2-Isocyanato-toluyl)-ß-äthylhexylcarbamat
der Formel
?2H5 NCO 0 C4H9
erhalten.
B. 607 Teile des gemäß Beispiel 1, Teil A hergestellten Pentaerythrit-3,46-acrylats
und 0,5 Teile Dibutylzinnacetat wurden in einen trockenen Dreihalskolben gegeben, der mit einem Rührer,
Thermometer, Tropftrichter und Gaseinleitungs- und Ableitungsrohr versehen war. Während bei 450C gerührt wurde und ein schwacher
Strom trockener Luft oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche durch den Kolben geleitet wurde, wurden durch den Tropftrichter
409821 / 1 020
in einem Anteil 98,8 Teile N-4(2-Isocyanato-toluyl)-ß-äthylhexylcarbamat,
das gemäß Teil A erhalten worden war, zugesetzt. Die Reaktionsflüssigkeit wurde mehrere Stunden "bei
450C gerührt, ü"ber Nacht stehengelassen und dann entnommen.
Das Reaktionsprodukt war eine viskose, leicht gelbe Flüssigkeit
mit einer Viskosität von 4560 cP, gemessen bei 250C mit
einem Brookfield-Viskosimeter (Spindel Nr. 4 bei 60 TJpm). Die
Infrarotanalyse des Produkts zeigte das Fehlen des Isocyanat-Absorptions-Peaks
und infolgedessen eine vollständige Umsetzung während der 20-stündigen Reaktionsdauer an. Das erhaltene Material
war ein physikalisches Gemisch aus nicht umgesetztem Pentaerythrittriacrylat, nicht umgesetztem Pentaerythrit etraacrylat
und dem Reaktionsprodukt von Pentaerythrittriacrylat
mit N-4(2-Isocyanato-tdInyl)-ß-äthylhexylcarbamat, d.h. der Verbindung
der Formel
Η^Λ\ /7-ΝΚ?
OUC(CH-OCCrI=CK-)
C. Das in Teil B erhaltenen Produkt wurde zu einer Druckfarbe verarbeitet und wie in Teil C des Beispiels 1 angewendet. Dabei
wurden vergleichbare Ergebnisse erzielt.
Die Verfahrensweise der Teile B und C des Beispiels 4 wurden mit der Abänderung wiederholt, daß als Carbamat ein Gemisch von
N-4(2-Isocyanato-toluyl)-ß-äthylhexylcarbamat und N-6(2-Isocyanato-toluyl)-ß-äthylhexylcarbamat
im Verhältnis 80:20 verwendet wurden. Es wurden vergleichbare Ergebnisse erzielt, mit der
40 9 821 / 1020
Ausnahme, daß zusätzlich das Reaktionsprodukt von Pentaerythrittriacrylat
mit dem Isomeren N-6(2-Isocyanato-toluyl)-ß-äthylhexylcarbamat
vorlag.
Eine Mischung, die aus 70 Teilen des Produkts gemäß Beispiel 1
Teil B, 30 Teilen Benzophenon und 0,1 Teil Dirnethylpolysiloxan
(als Netzmittel) bestand, wurde in einer Dicke von 113 g bis
1361g pro Ries (ream) auf jedes der folgenden Materialien aufgetragen: Bucheinbandmaterial, mit Ton gestrichene Pappe, Offsetmaterial,
Dosenetiketten und Polyäthylenpappe. Die bedruckten Substrate wurden durch Belichtung in einer Rate von 15,24 m pro
Minute unter einem Abstand von 2,5 cm mit Hilfe einer Hanovia-Ultraviolett-Lampe
von 1200 Watt als Energiequelle gehärtet. Die erhaltenen Produkte hatten besseren Glanz, bessere Haftung
und Abriebbeständigkeit als vergleichbare Produkte, die in gleicher Weise hergestellt worden waren, jedoch unter Verwendung
von unmodifiziertem Pentaerythrittriacrylat.
Die in Beispiel 6 erhaltene Masse wurde mit Hilfe eines Buchdruckverfahrens
mit einem Filmgewicht im Bereich von 227 g bis 1361 g pro Ries (0,5 bis 3,0 pounds per ream) auf jedes der
folgenden Substrate aufgetragen: Saran-beschichtetes Cellophan, durch Glimmentladung oberflächenbehandeltes Polyäthylen, PcIyvinylidendichlorid-beschichtetes
Polypropylen, und Mylar. Die Beschichtungen wurden bei 65,60C (1500F) und einem Druck von
22,68 kg/2,5 cm (50 pounds/inch) zwischen Cellophan und Cellophan,
Cellophan und Polypropylen, Polypropylen und Mylar, durchgeführt. Dann wurden sie gehärtet, indem sie in einer Rate
von 15,24 m pro Minute unter einem Abstand von 2,5 cm mit einer Hanovia-Ultraviolett-Lampe von. 1200 Watt bestrahlt wurden.
Die Beschichtungen wurden mit Erfolg vorgenommen, wie durch die Prüfung der Abziehfestigkeit bewiesen wurde, bei der eine Binde-
409821/1020
festigkeit von mindestens 300 g pro 2,5 cm gemessen wurde.
A. Ein Gemisch, das aus 70 Teilen des Produkts gemäß Beispiel 1 B und 30 Teilen Benzoinmethylather bestand, härtete in 0,7
bis 0,8 Sekunden zu einem klebfreien trockenen Film aus, wenn es unter einem Abstand von 4,4 cm mit aktinischer Strahlung
einer 2100 -Watt-Hanovia-Ultraviolett-Lampe belichtet
wurde.
B. Unter den gleichen Bedingungen härtete ein Gemisch, das aus 70 Teilen eines unmodifizierten Pentaerythrit-3»46-acrylats
und 30 Teilen Benzoinmethylather bestand, in 1,0 bis 1,2 Sekunden zu einem klebfreien Film.
Die Verfahrensweise gemäß Teil C des Beispiels 1 wurde wiederholt,
wobei anstelle von Hexachlorbenzol jeder der folgenden Fotoinitiatoren verwendet wurde:
Benzoinäthyläther, Desylamin, chlorierter Kautschuk (Parlon S-5 der Hercules Inc.), ein chloriertes aliphatisches Wachs
(Chlorowachs 70 der Diamond Alkali Co.), Chlorendic-anhydrid (1,4,5»6,7,7-Hexachlor-(2,2,1)-5-hepten-2,3-dicarbonsäureanhydrid),
Benzochinon, Benzil, Michler's Keton, 2-t-Butylanthrachinon,
9,10-Phenanthrenchinon, 2-ithylanthrachinon, Polybrombenzol,
Polybromxylol und ein Copolymeres von Vinylchlorid und Vinylisobutyläther (Vinoflex MP-400 der BASF Colors and Chemicals
Inc.). Dabei wurden mit den vorhergehenden Ergebnissen vergleichbare Ergebnisse erzielt.
A. Die Verfahrensweise gemäß Teil B des Beispiels 1 wurde wiederholt,
mit der Abänderung, daß anstelle von Pentaerythrit-3,46-acrylat als Monomeres Trimethylolpropan-2,53-acrylat verwendet
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wurde. Dieses Produkt hatte eine Hydroxylzahl von 33·
B. Ein Gemisch aus 70 Teilen des in Teil A erhaltenen Produkts und 30 Teilen Benzoinäthyläther trocknete zu einem klebfreien
Film in weniger als 1,5 Sekunden, wenn es in einem Abstand von 4,4 cm mit einer Quelle für aktinische lichtenergie
von 2100 Watt bestrahlt wurde.
C. Gemische aus 70 Teilen jedes der Reaktionsprodukte der folgenden
Trimethylolpropanacry late und einem I-socyanat und 30
Gew.-Teile eines Gemisches von Diphenylen und Triphenylen, das 65 i° Chlor enthielt, wurden auf Glassubstraten in einem
Abstand von 4,4 cm mit einer Ultraviolettlampe von 100 Watt/ 2,5 cm bestrahlt. Die Härtungsgeschwindigkeiten der Filme sind
nachstehend angegeben.
Ester(Mol Acrylat pro Mol des Produkts)
Art des Isocyahats Härtungs-
(Äquivalentverhältnis geschwin-
NCO/OH) digkeit,
Sekunden
Trimethylolpropan— acrylat (2,06)
Trimethylolpropanacrylat (2,53)
Trimethylolpropan — acrylat (2,j06)
Trimethylolpropan— acrylat (2,53)
Phenylisocyanat 9,0
(1,0:1,7)
Phenylisocyanat 8,5
(1,0:1,7) 2,4-Tolylendiisocyanat 2,8 (1,0:2,0)
2,4-TolylendÜ8Ocyanat 5,6 (1,0:2,0)
Das in Teilen A und B des Beispiels 10 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, mit der Abänderung, daß Jedes der folgenden
Monomeren anstelle von Trimethylolpropan-2,53-acrylat verwendet
wurde: Trimethyloläthan-2,53-acrylat, Trimethylolpropan-2,06-methacrylat,
Pentaerythrittrimethacrylat, Pentaerythritdiitaconat und ein Gemisch von Dimeren und Trimeren von Pentaerythrittriacrylat.
Dabei wurden mit den vorhergehenden Ergebnissen vergleichbare Ergebnisse erzielt.
A. Die Verfahrensweise gemäß Teil B des Beispiels 1 wurde unter Verwendung von Pentaerythritacrylaten mit einem anderen
Veresterungsgrad als 3,46 wiederholt. Der Veresterungsgrad bedeutet die durchschnittliche Anzahl von Estergruppen pro Molekül.
Die Viskositäten der erhaltenen Carbamate sind nachstehend tabellarisch angegeben.
B. Die Produkte, die in Teil A erhalten worden waren, wurden gehärtet, indem sie auf Glassubstraten in einem Abstand von 4,4
cm mit einer Ultraviolettlampe von 2100 Watt/2,5 cm belichtet wurden. Die Härtungsgeschwindigkeit ist nachstehend angegeben.
!Tabelle II
Veresterungsgrad Viskosität Härtungsgeschv/in-
von Pentaerythrit cP digkeit, Sekunden
3,82 1030 0,9
3,75 1400 0,9
3,55 3440 0,9
.3,37 5440 0,9
3,21 7900 0,8
3,01 20 000 0,6
2,68 >105 klebrig
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Die in Beispiel 1 Teil B beschriebene Verfahrensweise wurde wiederholt, mit der Abänderung, daß jedes der nachstehend
angegebenen Isocyanate anstelle von Phenylisocyanat verwendet
wurde. Die Viskosität jedes als Produkt erhaltenen Carbamate ist in der Tabelle ebenfalls angegeben.
B. Die in Teil A erhaltenen Produkte wurden gehärtet, indem sie auf Glassubstraten in einem Abstand von 4.4 cm mit einer
Ultraviolettlampe von 2100 Watt/2,5 cm bestrahlt wurden. Die Härtungsgeschwindigkeiten sind in der Tabelle angegeben.
T | Isocyanat (NCO/OH-Verhältnis) |
a b e 1 | 1 e III | (0,2) | 2000 | Härtungsge schwindigkeit Sekunden |
Tolylendiisocyanat | (0,4) | 4610 | 1,1 | |||
Tolylendiisocyanat | Viskosität cP |
(0,6) | 12600 | 0,7 | ||
Tolylendiisocyanat | (0,6) | 3580 | 0,5 | |||
o-Tolylisocyanat | (0,6) | 5730 | 0,7 | |||
p-Chlorphenylisocyanat | (0,6)* | 3100 | 0,8 | |||
Cyclohexylisocyanat | (0,6) | 1300 | 0,8 | |||
Allylisocyanat | (0,56)* | 1700 | 0,97 | |||
Methylisocyanat | 0,6 | |||||
plus 0,2 % Stannooctoat als Katalysator
Die in Beispiel 1 Teil C beschriebene Verfahrensweise wurde
wiederholt, mit der Abänderung, daß anstelle des Verhältnisses von Ester zu Fotoinitiator von 70:30 die folgenden Verhältnisse
angewendet wurden: 99/1, 90/10, 80/20, 50/50, 20/80 und 10/90.
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Dabei wurden vergleichbare Ergebnisse erzielt.
Das in Beispiel 1 Teil C beschriebene Verfahren wurde mit federn der nachstehenden Farbstoffe anstelle von Benzidingelb
wiederholt: Litholrubinrot, Phthalocyaninblau, Ruß, Miloriblau
und Phthalocyaningrün. Es wurden vergleichbare Ergebnisse
erzielt.
Um den Zusammenhang zwischen den hydrophilen Eigenschaften von monomeren Estern und ihrer Eignung als Träger für lithographische
Farben zu zeigen, wurden folgende Versuche (die in Tabelle IV gezeigt sind) unter Verwendung von Pentaerythritacrylaten
durchgeführt, deren Veresterungsgrad 2,5 bis 4 betrug
und die unmodifiziert oder mit unterschiedlichen Anteilen an Phenylisocyanat modifiziert waren. Die Hydrophilie wurde
mit Hilfe eines Testverfahrens gemessen, bei dem die Wasserverträglichkeit
eines Materials durch Titrieren einer Lösung des Materials in einem Gemisch aus Äthanol und Aceton mit Wasser
bis zu einem Trübungsendpunkt bestimmt wird, d.h., bis zu einer solchen Undurchsichtigkeit der lösung, daß ein Druck des
3-Punkttyps durch die Lösung unlesbar wird.
Die Ergebnisse sind als Volumen des zur Titration der Probe verwendeten Wassers (ml) angegeben. Ein Wasserverträglichkeitswert
von etwa 10+2 wird für lithographische Anwendungszwecke
als zufriedenstellend angesehen, wobei ein Wert von 10 bis 11
bevorzugt wird.
409821 /1020
!Tabelle
IV
Pentaerythritacrylate | Wasserver träglich keit ml |
modifizierte Pentaerythritacrylate | Wasser verträg lichkeit ml |
Druckeigenschaften |
Vereste rung s- grad |
24,2 | Phenyl- iso- cyanat |
12,9 10,7 7,1 |
ng* . geringes Abfärben* ausgezeichnet stripping* |
2,5 2,5 2,5 2,5 |
22,1 | 0 17,5 22y5 38,0 |
12,2 10,9 6,1 |
ng leichtes Abfärben* ausgezeichnet stripping |
2,7 2,7 2,7 2,7 |
21,2 | 0 17,5 19,5 33,0 |
11,4 11,0 6,4 |
ng gut ausgezeichnet stripping |
2,9 . 2,9 2,9 2,9 |
16,7 | 0 17,5 18,0 25,0 |
11,9 10,5 8,6 |
ng leichtes Abfärben ausgezeichnet stripping |
3,1 3,1 3,1 3,1 |
15,5 | 0 10,0 14,0 17,5 |
12,3 11,2 8,3 |
ng leichtes Abfärben ausgezeichnet stripping |
3,3 3,3 3,3 3,3 |
14,5 | 0 10,0 13,0 17,5 |
10,2 8,8 |
ng ausgezeichnet leichtes stripping |
3,5 3,5 3,5 |
14,0 | 0 11,0 15,0 |
10,3 | ng ausgezeichnet |
3,7 3,7 |
13,5 | 0 9,0 |
12,3 | ng leichtes Abfärben |
3,9 3,9 |
4,0 ' 13,5 umkristallisiert |
0 2,8 |
ng | |
0 |
*ng = nicht geeignet als Träger für lithographische Druckfarbe,
weil starkes Tonen (scumming), Abfärben oder Verunreinigung des Gummituchs auftritt.
40 9821/1020
Abfärben bedeutet, daß emulgierte Druckfarbe in nicht gedruckten
Flächen erscheint.
Stripping bedeutet, daß die Druckfarbe nicht ausreichend
Wasser aufnimmt.
Wasser aufnimmt.
Diese Daten zeigen, daß "Verbindungen mit einer Wasserverträglichkeit
zwischen etwa 8,8 und 12,3 gute Träger für lithographische Druckfarben darstellen.
Diese Werte einer geeigneten Wasserverträglichkeit werden erhalten,
wenn Pentaerythritacrylate mit variierenden Mengen an Phenylisocyanaten modifiziert werden, die in Tabelle V gezeigt
sind.
Pentaerythritacrylate, Vereste- Phenylisocyanat, Gewichtsrungsgrad
Prozent, bezogen auf das
Gewicht des Acrylate
2,5 2,7 2,9 3,1 3,3 3,5 3,7 3,9
10 | bis | 25 |
10 | • n | 20 |
9 | rr | 19 |
8 | It | 17 |
8 | I! | 16 |
7 | Il | 15 |
6 | Il | H |
5 | Il | 13 |
Um die Toxizitätsverminderung zu zeigen, die durch das Modifizieren
der monomeren Ester mit Isocyanat erreicht wird, wurden sowohl die akute orale Toxizität als auch die hautreizende
Wirkung von Pentaerythrit-3,3-acrylat und Pentaerythrit-3,3-
409821/1020
acrylat, das mit 11 % Phenylisocyanat modifiziert ist, mit
oder ohne JFotoinitiator, entsprechend den Testmethoden der
Pood & Drug Research laboratories Inc. bestimmt und mit der
akuten oralen Toxizität von Aspirin verglichen. Die dabei erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben:
VI
(1) Phenylsocyanat-modifiziertes Pentaerythritacrylat
(2) Gemisch von Phenylisocyanat-modifiziertem Pentaerythritacrylat/
Benzoinmethyläther 70/ 30
(3) Pentaerythritacrylat (unmodifiziert)
(4) Acetylsalicylsäure (Aspirin)
akute orale Toxizität ID50 (g/kg)
Hautreizung
(Draise-Bewer-
tungssystem
4,0 (mäßiges Cdem)
4,8
(mäßiges Ödem)
7,4
(Ödeme)
Aus den vorstehenden Daten ist ersichtlich, daß Isocyanat-modifiziertes
Pentaerythrit-3,3-acrylat, sowohl mit Fotoinitiator (2), als auch ohne Fotoinitiator (1), geringere akute orale
Toxizität aufweist, als unmodifiziertes Pentaerythrit-3,3-acrylat
(3) oder Aspirin (4). Außerdem ist die Hautreizung, die durch den modifizierten Ester verursacht wird, sowohl mit als
auch ohne Fotoinitiator, wesentlich geringer als die durch den unmodifizierten Ester verursachte Hautreizung.
409821 / 1 020
Um zu zeigen, daß es für die Endverwendungszwecke, für die sich die erfindungsgemäßen Massen am besten eignen, von Bedeutung ist, daß ein mehrfach äthylenisch ungesättigter Ester
verwendet wird, wurden die in Beispiel 1, Teil B und Teil C beschriebenen Verfahren wiederholt, wobei jeder der folgenden
einfach äthylenisch ungesättigten monomeren Ester anstelle von Pentaerythrit-3,46-acrylat verwendet wurde: Hydroxyäthylacrylat,
Hydroxyäthylmethacrylat und Hydroxyhexylacrylat. In jedem Pail, in welchem als Ausgangsester ein monoäthylenisch
ungesättigter Ester verwendet wurde, wurde ein ungeeignetes Isocyanat-modifiziertes Produkt erhalten, weil seine Härtungsgeschwindigkeit
zu gering war, die Lösungsviskosität zu hoch war und weil schlechte Oberflächeneigenschaften erzielt wurden.
Um die Notwendigkeit für das Vorliegen von nicht umgesetzten Hydroxylgruppen in dem Produkt zu zeigen, wurde das in Teilen
B und C des Beispiels 1 beschriebene Verfahren wiederholt, mit der Abänderung, daß als monomerer Ausgangsester Trimethylolpropan-2,5-methacrylat
anstelle von Pentaerythrit-3,46-acrylat verwendet wurde. Das Trimethylolpropan-2,5-methacrylat wurde
mit ausreichend Phenylisocyanat umgesetzt, um sämtliche Hydroxylgruppen
in Carbamatgruppen überzuführen. Das Isocyanat-modifizierte
Produkt war nicht als Träger für lithographische Farbe geeignet, weil es "stripping" zeigte.
Die in den Beispielen 1 bis 15 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, mit der Abänderung, daß die Proben nicht mit Ultraviolettlicht
bestrahlt wurden, sondern auf einem Förderband an dem Strahl eines Dynacote 300 000 Volt-Elektronenlinearbe-
4 0 9 8 2 1/10 2 0
schleunigere vorbeigeführt wurden, wobei die Geschwindigkeit . und der Strom des Elektronenstrahls so eingestellt wurden, daß
mit einer Strahlungsdosis von 0,5 Megarad bestrahlt wurde. Bei dieser Anordnung wurden harzartige Materialien unterschiedlicher
Härtegrade einer Dicke von 12 u bis 0,5 mm erhalten,
die klebrige Oberflächen hatten.
Die in Beispielen 1 bis 15 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, mit der Abänderung, daß die Proben nicht mit Ultraviolettlicht
bestrahlt wurden, sondern einer Kombination von Ultraviolettlicht und Elektronenstrahlung in unterschiedlichen
Anordnungen ausgesetzt wurden: zuerst Ultraviolettlicht, dann Elektronenstrahlung; Elektronenstrahlung, anschließend Ultraviolettlicht;
Ultraviolettlicht vor und nach dem Bestrahlen mit Ele>tronenstrahlung; Elektronenstrahlung vor und nach dem
Bestrahlen mit Ultraviolettlicht. Dabei wurden entsprechende Ergebnisse erzielt.
409 ο 21/1020
Claims (14)
1. Durch Bestrahlung härtbare Masse, dadurch gekennzeichnet , daß sie
mindestens ein Umsetzungsprodukt (a) eines mehrfach äthylenisch ungesättigten Esters mit freien Hydroxylgruppen, der das Reaktionsprodukt
einer äthylenisch ungesättigten Säure und eines mehrwertigen Alkohols darstellt, mit (b) einem organischen Isocyanat
und
mindestens einen Fotoinitiator enthält.
mindestens einen Fotoinitiator enthält.
2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie das Umsetzungsprodukt des mehrfach äthylenisch ungesättigten Esters mit dem organischen Isocyanat und den Fotoinitiator
im Verhältnis 10 bis 99:1 bis 90 enthält.
3. Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Säurekomponente des mehrach äthylenisch
ungesättigten Esters Acrylsäure, Methacrylsäure oder Itaconsäure ist.
4. Masse nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß als Alkoholkomponente dee mehrfach äthylenisch
ungesättigten Esters ein zweiwertiger, dreiwertiger oder
409821/1020
vierwertiger Alkohol vorliegt.
5. Masse nach Ansprüchen 1 bis Ai dadurch gekennzeichnet , daß sie einen Isocyanat-modifizierten Ester
mit einer Hydroxylzahl von etwa 15 bis 70 enthält.
6. Masse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß sie einen Isocyanat-modifizierten Ester mit einer Hydroxylzahl von etwa 25 bis 60 enthält.
7. ümsetzungsprodukt mindestens eines mehrfach äthylenisch ungesättigten
Esters, der das Reaktionsprodukt einer äthylenisch ungesättigten Säure und eines mehrwertigen Alkohols darstellt,
mit einem organischen Isocyanat.
8. ümsetzungsprodukt nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß als Säurekomponente des Esters Acrylsäure,
Methacrylsäure oder Itaconsäure vorliegt.
9. Umsetzungsprodukt nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkoholkomponente ein zweiwertiger,
dreiwertiger oder vierwertiger Alkohol vorliegt.
10. ümsetzungsprodukt nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß es aus Pentaerythritacrylat mit durch-
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schnittlich 2,5 bis 3,9 Acrylatgruppen pro Molekül, als Ester, gebildet wurde.
11. Druckfarbe, dadurch gekennzeichnet , daß
sie eine Masse nach Ansprüchen 1 bis 6 und einen Farbstoff enthält.
12. Überzugsmaterial, dadurch gekennzeichnet ,
daß es die Masse gemäß Ansprüchen 1 bis 6 und gegebenenfalls übliche Zusatzstoffe enthält.
13. Klebmittel, dadurch gekennzeichnet , daß es die Masse nach Ansprüchen 1 bis 6 enthält.
14. Fotopolymerisierbares Element, das einen Träger und eine fotopolymerisierbare Beschichtung enthält, dadurch gekennzeichnet , daß es als Beschichtung eine Masse
gemäß Ansprüchen 1 bis 6 aufweist.
409821 /1020
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