DE2342818A1

DE2342818A1 - Uv-licht-haertbare bindemittelkompositionen fuer druckerschwaerzen

Info

Publication number: DE2342818A1
Application number: DE19732342818
Authority: DE
Inventors: Tjerk Van Der Hauw; Reginoldus Havinga; Pieter Dirk Swaters
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo GmbH
Priority date: 1972-09-13
Filing date: 1973-08-24
Publication date: 1974-03-21
Also published as: FR2198987A1; FR2198987B1; NL7212386A; BE804727A; GB1386583A

Description

UV-Licht-härtbare Bindemittelkompositionen für Druckerschwärzen

A k ζ ο GmbH Wuppertal

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von UV-Licht-härtbaren Bindemittelkompositionen für Druckerschwärzen, und zwar von solchen, die ein trocknendes öl, ein Alkydharz auf Basis eines trocknenden Öls oder ein Gemisch davon enthalten. Die Erfindung betrifft ferner die so erhaltenen Bindemittelkompositionen.

Es ist bekannt, daß Bindemittel für Druckerschwärzen, welche aus einem trocknenden öl oder einem lufttrocknenden Alkydharz bestehen, durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht gehärtet werden können. Um jedoch eine genügend schnelle Härtung zu erreichen, müssen den Bindemitteln Verbindungen zugesetzt werden, die die Härtung katalysieren. In der Holländischen veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 7 006 363 werden Mono- oder PoIy- - L -halogenketone, wie Phenacyl-chlorid und ω, m ,tu -Trichloracetophenon, zur Verwendung in Bindemitteln für Druckerschwärzen erwähnt, die trocknende öle oder lufttrocknende Alkydharze enthalten.

Obwohl diese Verbindungen die Härtung von Bindemitteln, und zwar

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Hauptsächlich auf Basis von trocknenden ölen, mit Hilfe von ultraviolettem Licht katalysieren, haben sie jedoch den Nachteil, daß sie die Schleimhaut in einem beträchtlichen Ausmaß reizen. Aus diesem Grunde sind sie in der Praxis kaum benutzt worden.

Es wurde nun gefunden, daß Verbindungen der allgemeinen Formel

<^C1> 3-xn

in der m = 0, 1 oder 2 und ρ eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeuten und in der für ρ - 1 R eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit mindestens 4 G-Atomen und für ρ > 1 R eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit zusammen mindestens 4 C-Atomen darstellt, hervorragend geeignet sind, als Photokatalysatoren zur Härtung von ungesättigten Bindemitteln für Druckerschwärzen zu dienen. Derartige Verbindungen weisen eine hohe katalytische Wirksamkeit auf und reizen auch nicht die Schleimhaut. Weiterhin haben die erfindungsgemäßen Photokatalysatoren keinen nachteiligen Einfluß auf die LagerungsStabilität der Bindemittel.

Illustrative Beispiele von Verbindungen der oben definierten allgemeinen Formel sind: 2-Chlor-4'-tert.-butyl-acetophenon; 2,2-Dichlor-4'-tert.-butyl-acetophenon; 2,2,2-Trichlor-4 *-tert. -butyl-acetophenon; 2-Chlor-4'-octyl-acetophenon; 2,2-Dichlor-4'-octyl-acetophenon; 2-Chlor-4'-n-Cg_₁₃alkyl-acetophenon; 2,2-Dichlor-4·-n-Cg_₁^lkyl-acetophenon; 2,2,2-Trichlor-4'-n -Cg__T3alkyl-acetophenon, in denen die Alkylgruppen zwischen 8 13 C-Atomen variieren; 2,2-Dichlor-4'-octyloxy-acetophenon;

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2,2,2-Trichlor-4^I-octyloxy-acetophenon; 2,2-Dichlor-2·, 4¹-diisopropyl-acetophenon; 2,2,2-Trichlor-2',4'-diisopropylacetophenon oder Gemische dieser Verbindungen.

Das bevorzugte Bindemittel für Druckerschwärzen, die unter dem Einfluß der erfindungsgemäßen Photokatalysatoren gehärtet werden können, ist Holzöl oder ein Gemisch von Holzöl mit etwas anderem öl, wie Leinöl oder Standöl, zu dem ein festes Harz, z.B. ein Maleinharz, zugefügt werden kann. Die erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen werden im allgemeinen den Bindemitteln in Mengen von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die zu härtenden Bindemittel für Druckerschwärzen, zugesetzt.

Die Photokatalysatoren enthaltenden Bindemittel für Druckerschwärzen können in Druckerschwärzen mittels üblicher beim Bedrucken angewandter Hilfsstoffe, wie Ruß oder andere Pigmente und Farbstoffe, und mittels Lösungsmittel verarbeitet werden. Weiterhin können den Druckerschwärzen die üblichen Sikkatlve, wie Kobaltseifen, und andere Zusatzstoffe, zugefügt werden.

Die erfindungsgemäß verwendeten, Photokatalysatoren enthaltenden Druckerschwärzen können auf jedes dafür übliche Substrat aufgetragen werden, beispielsweise Papier, Metall, Holz, textiles oder synthetisches Material, und können auf diesem durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht in sehr kurzer Zeit gehärtet werden.

Die Erfindung sei an den folgenden Beispielen näher erläutert:

Beispiel 1

2,2,2-Trichlor-4·-tert-butyl-acetophenon wurde als Photokatalysator in den in Tabelle 1 angegebenen Mengen einem Binde-

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mittel für Druckerschwärze, das aus 1OO Gewichtsteilen Holzöl bestand, zugefügt.

Nach dem Erhitzen auf 65 - 70°C wurden dem Gemisch 0,5 Gewichtsteile einer annähernd 20%igen Lösung einer Kobaltseife der 2-Äthyl-hexansäure und 3,3,5-Trimethyl-hexansäure (1:1) in Mineralöl zugefügt. Das Gemisch wurde auf eine Glasplatte zu einer Filmdicke von 6 bis B^ verteilt. Diese Platten wurden sodann mit einer Philips-Hochdruck-Quecksilber-Lampe UTQ-A in einer Entfernung von 20 cm so lange bestrahlt, bis die Filmschicht nicht-klebrig ist. Die Bestrahlungszeiten, die für die Erzielung nicht-klebriger Filmschichten erforderlich waren, sind in Tabelle 1 aufgeführt. Daz-auf wurden die Filmschichten ohne UV-Bestrahlung in der Luft bis zum hart-trockenen Zustand getrocknet.

Die Stabilität der Gemische bei ihrer Lagerung in der Dunkelheit bei Raumtemperatur wurde durch Messung der Viskosität bestimmt. Diese wurde in der Weise ermittelt, daß man die erforderliche Zeit bestimmt, in der eine Stahlkugel eines Durchmessers von 2,0 mm und eines Gewichts von 33 mg durch eine vertikale Kolonne von 130 mm des Gemisches fällt. Nach 3 Wochen war ksine Viskositätsänderung zu beobachten.

Tabelle 1

Holzöl Sikkativ 2,2,2-TrichIor-4'-tert. -	loo	loo.o 0.5	loo.o o,5	loo.o 0.5	loo.o 0.5	loo.o O.5	loo.o 0.5	loo.o
buty!-acetophenon			26.ο loo.o	2.0	3.ο	¹Ko	6.0	2.O
nicht-klebrig nach (see.) I hart-trocken nach (min.) I	35 7o		7.O 6o.o	5.8 9o.o	5.6 85.0	5.0 70.0	8,0

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Beispiel 2

Der Versuch von Beispiel 1 wurde in der Art wiederholt, daß die Entfernung der Quecksilberlampe zur Filmschicht variiert wurde. Es wurde die Bestrahlungszeit/ die für die Erzielung einer nicht-klebrigen Filmschicht erforderlich war, bestimmt und in Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2

Holzöl	-tert	.buty1-acetophenon	100.0	4.8	100	.0
Sikkativ	20	0.5	3.7	1	.0
2,2,2-Trichlor-4·	15	4.0	3.2	6	.0
Lampenentfernung:	10	cm; nicht-klebrig nach (see;)5.6	5	.0
η η	5	cm; " ■ * "	-
η η		cm; ■ ■ · »	-
ti η		cm; · " " "	2	.8

Beispiel 3

3,O und 4,O Gewichtsteile eines betreffenden Photokatalysators wurden einem Bindemittel für Druckerschwärze, das aus 30 Gewichtsteilen Holzöl und 20 Gewichtsteilen eines Maleinharzes (Seta M-Harz Q) besteht, bei etwa 70°C zugefügt. In analoger Weise wie in Beispiel 1 wurde dem Gemisch anschließend ein Sikkativ zugegeben. Die bei der Härtung mittels UV-Bestrahlung erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefaßt.

Die Stabilität der Gemische bei der Lagerung in der Dunkelheit bei Raumtemperatur wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bestimmt. Nach 3 Wochen konnte keine Änderung in der Viskosität irgendeines Gemisches beobachtet werden.

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Tabelle 3

Photokatalysator	Gewlshts» konzen tration	nicht- klebrig nach (see.)	Anmer kungen
2,2,2-Trichlor-4'-tert.butyl-acetophenon 2,2,2-Trichlor-4'-tert.butyl-acetophenon 2-Chlor-4·-n-octyl-acetophenon 2,2-Dichlor-4'-alkyl-acetophenon 2,2-Dichlor-4'-n-octyl-oxyacetophenon 2,2,2-Trichlor-2' , 4 ^f-diisopropyl-acetophenon	«.o 3,0* *30 3,0 3.0 3.0**	5-8 9 36 15 B 10 ,	1) 2)
keiner		150

1) Sikkativ zugefügt;

2) variierende Alky!gruppe von 8-13 C-Atomen.

Beispiel 4

4,0 Gewichtsteile eines PhGtokatalysators wurden einem Bindemittel für Druckerschwärze zugefügt, das aus 5O Gewichtsteilen Holzöl und 5O Gewichtsteilen eines anderen trocknenden Öls besteht. Nach Zugabe des Slkkativs in der angegebenen Weise wurden bei der Härtung mitteis UV-Bestrahlung die in Tabelle 4 zusammengefaßten Ergebnisse erhalten.

Tabelle 4

anderes trocknen des öl	Photokatalysator	nicht-klebrig nach (see.)
Leinöl	2,2,2~Trichlor-4'-tert.- butyl-acatophenon	22
Leinöl	keiner	62
Standöl	2,2,2-Trlchlor-4·-tert.- buty!acetophenon	6
Standöl	keiner	72

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Beispiel 5

20 Gewichtsteile eines Xylol-Isopropanol-Geirdsches (lsi) und 2 Gewichtsteile 2,2,2-Trichlor-4'-tert.-buty!acetophenon als Photokatalysator wurden einem Bindemittel für Druckerschwärzen, das aus 60 Gewichtsteilen eines Alkydharzes auf der Basis von Leinsamenöl mit einem ölgehali von 67 % {Set.al .16) , gelöst in 40 Gewichtsteilen Xylol bestand/ zugefügt. Das Gemisch wurde in der angegebenen Weise sikkativiert und sodann auf Glasplatten zu einer Filmschicht einer Dicke von 75 M verteilt. Nach einer betreffenden Bestrahlung von O₇ 60 und 120 Sekunden mit einer Philips-Hochdruck-Quecksilberlampe HTQ in einer Entfernung von 20 cm wurden die Filmschichten auf den Glasplatten bei. Raumtemperatur in Luft getrocknet. Die Zeiten, nach denen die Filmschichten klebefrei und harttrocken geworden waren, sind in Tabelle 5 aufgeführt.

	see.	Tabelle	nicht- nach I .	-klebrig	hart-trocken nach	min.
	see.		73	min.	125	min φ
	see.	Photokatalysator	25	min.	145	min*
Bestrahlungszeit	see.	zugegen	33	min.	1Ο5	min»
0	nicht zugegen	38	min_o	230	min.
O	zugegen	6	min.	105	min.
60	nicht zugegen	13	min.	185
60	zugegen
12Ο	nicht zugegen
12Ο

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Claims

-S- A3CH21512 Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von UV-Licht-härtbaren Bindemittelkompositionen für Druckerschwärzen, dadurch gekennzeichnet, daß man einem trocknenden Öl, einem Alkydharz auf Basis eines trocknenden Öls oder einem Gemisch davon als Photokatalvsator eine Verbindung der allgemeinen Formel

3-m

in der m = 0, 1 oder 2 und ρ eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeuten und in der für ρ = 1 R eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit mindestens 4 C-Atomen 'and für η y 1 R eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit zusammen mindestens 4 C-Atomen darstellt, einverleibt»

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 man den Photokatalysator dem Bindemittel in einer Menge von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das zu härtende Bindemittel, einverleibt,

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Photokatalvsator in einer Menge von 1 bis 5 Gewichtsprozent einverleibt wird»

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4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Holzöl die Verbindungen der Formel in Anspruch 1 einverleibt werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einem Gemisch aus Holzöl und einem anderen trocknenden öl die Verbindungen der Formel in Anspruch einverleibt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das andere trocknende Öl Leinöl oder Standöl darstellt,

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man der Komposition ein festes Harz, ein Sikkativ und/oder ein anderes Zusatzmittel einverleibt.

8. UV-Licht-härtbare Bindemittelkompositionen für Druckerschwärzen, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein trocknendes öl, ein trocknendes öl auf Alkydharzbasis oder ein Geraisch davon und einen Photokatalysator der in Anspruch 1 definierten Formel enthalten.

9. Bindemittel-Kompositionen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Photokatalysator in einer Menge von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Bindemittel, enthalten ist.

10. Bindemittel-Kompositionen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Photokatalysator in einer Menge von 1 bis 5 Gewichtsprozent enthalten ist.

11. Bindemittel-Kompositionen nach den Ansprüchen 8 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein oder mehrere Sikkative und/oder andere Zusatzmittel enthalten.

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