DE2327425A1 - Flexodruckfarbenzusammensetzung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE HENKEL — KERN — FEILER — HÄNZEL— MÜLLER

DR. PHIL. DIPL.-ING. DR. RER. NAT. DIPL.-ING. DIPL.-INO. X: 05 29 802 HNKL D EDUARD-SCHMID-STRASSE 2 ' bayerische Hypotheken- xin

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Sakata Shokai Ltd. und .--„.-_

Lion Fat & Oil Co., Ltd., ^J '
Osaka bzw. Tokio, Japan

2a HAI 1973

Flexodruckfarbenzusammensetzung

Die Erfindung betrifft eine Flexodruckfarbenzusammensetzung, bestehend aus Acrylharz und speziellen Naturharzen als Harzkomponente, die verbesserte Druckfähigke'it und Filmfestigkeit besitzt. ' '

Als Flexodruckfarben zur Verwendung beim Flexodruckverfahren für das mit hoher Geschwindigkeit erfolgende Bedrucken von Papier, Aluminiumfolie oder Polyolefinfolie, die einer Oberflächenbehandlung, wie ζ_βΒ_β Folien-, Sprühentladungs-, Chromsäurebehandlung usw., unterworfen wurde, wurden bisher Zusammensetzungen verwendet, die (a) Pplyamidharz und nitrocellulose, (b) Nitrocellulose und kolophoniummodifiziertes Maleinsäureharsρ (c) Acrylharz und Ketonharz sowie (d) Schellack allein als die Harzkomponente enthalten. Diese herkömmlicheh Zusammensetzungen besitzen jedoch kaum . eine Adhäsionskraft für Folyolefinfolien ohne Oberflächenbehandlung oder für eine mit einem anorganischen Pulver gefüllte Polyolefinfolie (im folgenden als Yerbundmaterial bezeichnet), so daß sie in der Praxis nicht brauchbar waren . ■

-2-

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.Ke/Bl/jo

Der Erfindung liegt in erster Linie die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Mangel der herkömmlichen Flexodruckfarben auszuschalten und eine Flexodruckf arbenzusainmensetzung mit überlegener Druckfähigkeit zu schaffen, welche zufriedenstellendes Haftvermögen und zufriedenstellende Filmfestigkeit gewährleistet, auch wenn sie auf die genannte unbehandelte Polyolefinfolie und das Verbundmaterial aufgetragen wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Flexodruckfarbenzusammense'tzung gelöst, die 5-35 Gew.-^ Acrylharz und 5-20 Gew.-5-ό-eines .naturharzes, wie z.B.. Kopalharz, Dammar (Steinharz) Lind Schellack, als die Harzkomponente enthält.

Das erfindungsgemäß verwendbare Acrylharz ist beispielsweise ein Methacrylsäureester-Acrylsäure-Mischpolymeres. Als Methacrylsäureester, das eine Komponente des genannten Mischpolymeren bildet, eignen sich Äthyl-, Butyl-, Isobutyl-, n-Hexyl-, n-Octyl-, Lauryl- und Stearylraethacrylate und insbesondere Isobutylmethacrylat. Von diesen Mischpoly-"meren sind diejenigen mit einem Molekulargewicht im Bereich von 30000 bis 300000 und einem Erweichungspunkt (Tg: Übergangstemperatur zweiter Ordnung) im Bereich von 20 - 105°C geeignet. Das Versatzverhältnis des Mischpolymeren kann im Bereich von 5-35 Gew. -⁰A liegen, vorzugsweise im Bereich von 15 - 25 Gew,-?6.

Als Naturharze für die Erfindungszwecke eignen sich Kopalharz, Dammar, Schellack und deren Gemische. Dabei ist Dammar mit einem Säurewert im Bereich von 20 Ms 55 und einem Erweichungspunkt von 55 - 110⁰C besonders wirksam» Das Versatzverhältnis dieser Naturharze liegt generell im-Bereich von 5 bis 20 und vorzugsweise im Bereich von S - . 15 f

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Erfindungsgemäß können der genannten Harzkomponente noch ein Färbematerial in Form eines Pigments oder Farbstoffs, Wachs, Additive, wie Schaumverhütungsmittel, ein Weichmacher und ein Lösungsmittel zugemischt werden, wobei sich hierfür die Materialien eignen, die bei herkömmlichen Flexodruckfarbenzusammensetzungen Verwendung finden. Als Pigment oder Farbstoff eignen sich besonders Substanzen, wie Disazoverbindung, Lake Red C, Karmin 6B, Phthalocyanin, Metallkomplexsalz, Chromgelb (Chrome Yellow), Eisenoxidrat (Iron Oxide Red), Französisch Blau (French Blue), Preußisch-Blau, Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Titanoxid, Ruß, White Carbon usw. Diese Stoffe werden im allgemeinen nach dem Mischen entsprechend dem jeweiligen Farbaussehen angewandt. Das betreffende Versatzverhältnis liegt dabei im Bereich von 1-50 Gew.-%.

Als erfindungsgemäß zu verwendendes Wachs wird z.B. Polyäthylenwachs, Carbanawachs, mikrokristallines Wachs usw· in einem Mengenanteil von 1 - 5 Gew.-% zugemiseht.

Als Schaumverhütungsmittel kann ein Stoff wie ein höherwertiger Alkohol, z.B. Octylalkohol usw., Silikon mit Dimethylsiloxan-Struktur und dgl. verwendet werden. Das entsprechende Versatzverhältnis dieses Stoffs liegt bei insgesamt 1-3 Gew.-%m

Als Weichmacher wird ein solcher der Fhthalsäureester-Reihe, wie Dioctylphthalat, in einer Menge von 1-5 Gew.-% eingesetzt.

Als Lösungsmittel wird ein Gemisch aus einem alkoholischen Lösungsmittel, wie z.B. Methyl-, Äthyl-, Isopropyl-, n-Propyl-, η-Butyl-, Isobutyl-,- t-Butyl-, Diaceton- oder Benzylalkohol mit mindestens einem Estertyp-Lösungsmittel,

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wie z.B. Äthylacetat, Butylacetat us\y. , einem aromatischen Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie Toluol, Xylol usw., und einem Glykoläther-Lösungsmittel, wie z.B. Methyl-, Äthyl- oder Butyl-Cellosolve usw., d_eh. ein Mischlösungsmittel aus mindestens zwei Lösungsmittelarten (bei dem der Anteil an alkoholischem Lösungsmittel mindestens ein Drittel, auf das Gewicht der Gesamtmenge des Mischlösungsmittels bezogen, ausmacht), in einem Iiengenanteil von 30 Gew.-?o verwendet.

Zudem können der Zusammensetzung je nach Bedarf beliebige bekannte Additive zugesetzt werden.

Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Flexodruckfarbenzusammensetzung wird zunächst ein Träger A durch Auflösen des Acrylharzes "im Mischlösungsmittel hergestellt, während ein Träger B durch Auflösen des Naturharzes im Mischlösungsmittel hergestellt wird. Anschließend wird der Träger A mit dem Träger B gemischt, worauf das Pigment bzw. der Farbstoff im resultierenden Gemisch dispergiert wird. Sodann werden das Wachs, ein Schaumverhütungsmittel und ein Weichmacher zugesetzt und wird nach Bedarf weiteres Mischlösungsmittel zugegeben, um dabei die Eigenschaften, wie Viskosität, Farbaussehen usw., einzustellen. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß die Zugabe irgendeines anderen Lösungsmittels als das genannte Mischlösungsmittel die angestrebte Druckfarbenzusammensetzung nicht liefern würde.

Im folgenden sind Vergleichsdaten der erfindungsgemäßen Flexodruckfarbe und der bekannten Flexodruckfarbe bezüglich der Druckbarkeit aufgeführt.

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Beispiel 1

Bestandteile Ge\v.-%

Acrylharz (Eigenviskosität: 0,067, -Er- . weichungspunkt (Tg): Warenzeichen MM 2002 der Firma Fujikura Kasei

Co., Ltd.) 20

Sumatra-Dammar 10

Pigment (Watchung Rot) 16 Wachs (Polyäthylens Molekulargewicht 5400) 3-Schaumverhütung-smittel (Dimethylpolysiloxan) 1 Weichmacher (Dicyclohexylphosphat (E)CHP)) 5 Lösungsmittel (Gemisch aus Isopropanol, Äthylacetat und Toluol zu gleichen Teilen (auf

Volumen bezogen, wie auch im folgenden)') 45

Gesamt 100

Durch, rüschen der vorgenannten Komponenten nach dem vorher beschriebenen Verfahren wurde eine Tinten- oder Druckfarbennasse gewonnen. Anschließend wurden die Druckbarkeit und die Filmfestigkeit (Adhäsionskraft) dieser Hasse untersucht, inden sie für das Drucken auf einer Polyäthylenfolie (Molekulargewicht 150000, Dichte 0,950, Schmelzindex 0,5) mit 70 Gew.->ö Calciumsulfit verwendet wurde.

Beispiel 2

Bestandteile Gew.-#

Acrylharz (Eigenviskositäts 0,030, Erweichungspunkt (Tg)? 6O⁰Cj, Viarenzeichen "•BR-105" der Firma "Mitsubishi Rayon Co₀₅ Ltd.) . 18

Sumatra-Dammar ■ . 5

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Bestandteile

Pigment (Eisenoxidrot) 30

Wachs (wie in Beispiel 1) 3

Schaumverhütungsmittel (wie in'Beispiel 1) 1

Weichmacher (Dioctylphthalat (DOP)) 3 Lösungsmittel (Gemisch aus Äthanol, Äthylacetat und Methyl-Cellosolve zu gleichen

Teilen) J^Q_-

Gesamt 100

Sine aus den obigen Komponenten bestehende Hasse wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 untersucht.

Beispiel 3

Bestandteile Ge\T.~^c/o

Acrylharz (Eigenviskosität: 0,067, Erweichungspunkt (Tg): 65°C, Warenzeichen
"BR-101" der Firma Mitsubishi Rayon Co.,
Ltd.) 8

Jumatra-Danr.i8.r 15

Pigment (Phthalocyanin Blau) 12

"Jachs (wie in Beispiel 1) 3

SchauinverL~>ütungsmittel (wie in Beispiel 1) 1 vieichmacher (DCKP) 5

Lösungsmittel (Gemisch aus Isopropanol, ϊο-iuol und Äthyl-Cellosolve zu gleichen Teilen) J56

Gesamt TOO

Eine i-Iasse aus den obigen Komponenten wurde auf die gleiche lieise untersucht wie in Beispiel 1.

. —7—

309881/106 2

Beispiel 4

Bestandteile Gew.-%

Acrylharz (wie in Beispiel 3) 20

Sumatra-Dammar 20

Pigment (Karmin 6B) 15

Wachs (wie in Beispiel 1 )· 3

Schaumverhütungsmittel (wie in Beispiel 1) 1 Weichmacher (DCHP) , 3

Lösungsmittel (Gemisch aus Isopropanol, Äthylacetat, Toluol und Äthyl-Cello solve zu g-lei-• chen Teilen) 38

Gesamt 100

Eine aus den obigen Komponenten bestehende Hasse wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 untersucht.

Beispiel 5

Bestandteile Gew.-°'o

Acrylharz (wie in Beispiel 3) 32

Sumatra-Dammar' . 10

Pigment (Disazo GeIb) 8

Wachs (wie in Beispiel 1) 3

Schaumverhütungsmittel (wie in Beispiel 1) 1

Weichmacher (DCHP) " . 4 Lösungsmittel (Gemisch aus Isopropanol,
Äthylaceiat und Toluol im Verhältnis von

8:1:4) - 42

Gesamt 100

Beispiel 6 .

Durch Verwendung der Zusammensetzung gemäß Beispiel 5 zum

309881/106 2 -S-

Drucken auf einer Polyäthylenfolie ohne einen anorganischen Füllstoff und mit einem Molekulargewicht von 180000, einer Dichte von 0,942 und einem Schmelzindex unter 0,01, wobei die Folie keiner. Oberflächenbehandlung unterworfen wurde, wurde die Druckbarkeit und die Filmfestigkeit der Zusammensetzung untersucht. Das Versuchsergebnis ist an späterer Stelle angegeben.

Vergleichsbeispiel 1

Bestandteile ' Gew.-%

Polyamidharz (Warenzeichen "AM-1440" der

Firma Chuo Gosei Co., Ltd.) 23 ,

Nitrocellulose 5

Pigment (Watchung Rot) 15

Wachs (wie in Beispiel 1) · 3

Schaumverhütungsmittel (wie in Beispiel 1) 1 Lösungsmittel (Gemisch aus Isopropanol,
Äthylacetat und Toluol im Verhältnis von

8:1:4) J^,

Gesamt 100

Eine Zusammensetzung aus den vorgenannten Komponenten wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 untersucht.

Vergleichsbeispiel 2

Bestandteile Gew.,-%

Nitrocellulose 15

Kolophoniummodifiziertes Maleinsäureharz 11

Pigment (TiO₂: 20%; Phthalocyanin Blau:· 5%) 25

Wachs (wie in Beispiel 1) 3

Schaumverhütungsmittel (wie in Beispiel 1) 1

Lösungsmittel (wie in Vergleichsbeispiel 1) 45

Gesamt 100

309881/1062 _₉_

• Eine Zusammensetzling aus den vorgenannten Komponenten wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 untersucht.

Vergleichsbeispiel 3

Bestandteile Gew.-$

Acrylharz (Eigenviskosität: 0,030, Erweichungspunkt (Tg): 60⁰C) 18 Ketonharz - · . 8 Pigment (Karmin 6B) 16 Wachs (wie in Beispiel 1) 3 " Schaumverhütungsmittel (wie in Beispiel 1) 1 Lösungsmittel (wie in Vergleichsbeispiel 1) *pk

Gesamt 100

Eine aus den vorgenannten Komponenten bestehende Zusammensetzung wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel untersucht.

Vergleichsbeispiel 4

Bestandteile Gew.-/o

Schellack 26

Pigment (wie in Vergleichsbeispiel 3) 18

Wachs (wie in Beispiel 1) 2

Schaumverhütungsmittel (wie in Beispiel 1) 1 Lösungsmittel (Gemisch aus Äthanol und Äthyl-

cellulose zu gleichen Mengenanteilen) p?

Gesamt 100

Vergleichsbeispiel 5

Es wurde ein Versuch durchgeführt, bei dem die gemäß Ver-

-10-309881/1062

gleichsbeispiel 1 hergestellte Tinten- bzw. Druckfarbenzusammensetzung zum Drucken auf der gleichen Polyäthylenfolie wie in Beispiel 6 benutzt wurde. Das Versuchsergebnis ist im folgenden angegeben.

Versuchsergebnis

	2	1	Viskosität (25°C,,poise)	Adhäsion
	3	2	3,5	@
Beispiel 1	4	3	2,7	Θ
ti	5	4	2,1	©
It	6 ·	5	3,5	@
ti	Vergleichsbeispiel	Anmerkung:	4,0	@
II		4,0	0
Il	H
It	3,5	X
Il	2,8	Δ
It	3,0	Λ
2,4	X
2,4	X

Die Bestimmung der Adhäsion erfolgte nach folgendem Verfahren: Ein Stück Zellophan-Klebstreifen, dessen eine Seite mit einem Klebmittel beschichtet war, wurde an einer mit der Probe beschichteten Polyäthylenfolie angeklebt; der Klebstreifen wurde zum Ablösen von der Polyäthylenfolie abgezogen; und der Zustand der Probe auf der Folie wurde festgestellt. In obiger Tabelle bedeuten das Zeichen @ "keine Ablösung", das Zeichen 0 »Ablösung 1 - 20^", das Zeichen £\ "Ablösung 20 - 505^" und das Zeichen X "mehr als 50% Ablösung».

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Die Druckfähigkeit der Proben gemäß Beispielen 1 bis 6 war derjenigen der Proben gemäß Vergleichsbeispielen 1 bis 5 äquivalent. .

Zusammenfassend wird mit der Erfindung somit eine Flexodruck-.farbenzusammensetzung geschaffen, die sich für das Bedrukken von Polyolefinfolien und Polyolefinfolien mit einem anorganischen Füllstoff eignet und die aus 5-35 Gew.-$ Acrylharz und 5 - 20 Gew.-?i) mindestens eines Naturharzes, wie Kopal, Dammar und Schellack, als Harzkomponente besteht.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Flexodrucldfarbenzusammensetzung, bestehend im vresentlichen aus einem Farbmaterial, einem Harz, einem Wachs, einem "Weichmacher, einem Schaunrverhütungsmittel "und einem Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz aus einem Gemisch aus Acrylharz mit mindestens einem Naturharz, wie z_eB. Kopal, Dammar und Schellack, besteht.

   Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Acrjrlharz und naturharz in Bereich von 5 - 35/0 bzw. 5 - 2O?o, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, liegt.

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