DE2506820A1 - Aq. paste paints for decorating ceramics - contg printing medium consisting of aq acrylamide polymers and higher boiling org liqs - Google Patents

Aq. paste paints for decorating ceramics - contg printing medium consisting of aq acrylamide polymers and higher boiling org liqs

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DE2506820A1
DE2506820A1 DE19752506820 DE2506820A DE2506820A1 DE 2506820 A1 DE2506820 A1 DE 2506820A1 DE 19752506820 DE19752506820 DE 19752506820 DE 2506820 A DE2506820 A DE 2506820A DE 2506820 A1 DE2506820 A1 DE 2506820A1
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Reinmar Dr Rer Nat Peppmoeller
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Stockhausen GmbH and Co KG
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Chemische Fabrik Stockhausen GmbH
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    • C09D11/00—Inks
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Abstract

Printing medium for preparing aq. paste paints for decorating, e.g. screen-printing, ceramic surfaces, consists of aq. soln. of acrylamide homo- and/or co-polymers together with higher-boiling, water-miscible org. liqs., esp. alcohols. Paste paints contain >=1 inorg. pigment as colour vehicle and pref. a glass frit, printing medium and opt. further standard additives. Compsns. can be used in top- and sub-glazing (biscuit-printing). Paints obtd. resist wiping and have strong contours. Use of water-miscible liquid having higher b.pt. than water prevent viscosity changes of paste paint during storage.

Description

Köln, den 17· Februar 19' Kl/EnCologne, February 17th, 19 'Kl / En

Chemische Fabrik Stockhausen & CIe., 415 Krefeld, 3äkerpfad 25 Chemical factory Stockhausen & CIe., 415 Krefeld, 3äkerpfad 25

Druckmedium_zur_Herstellung_von_Farboasten fürPrint_medium_for_ the_production_of_colourboasts for

Druckmedium entPrint medium ent

Die Erfindung betrifft Farbpasten, insbesondere ein Druckmedium zur Herstellung dieser Farbpasten, die es erlauben, wischfeste Drucke für Dekorationszwecke u.dgl. nach dem Sieodruckverfahren auf keramischen Formkörpern herzusteilen, die einem anschließenden Brennprozeß unterworfen werden.The invention relates to color pastes, in particular a printing medium for the production of these color pastes which allow smudge-proof prints for decorative purposes and the like using the Sieo printing process to be produced on ceramic moldings that are subjected to a subsequent firing process.

Es ist bekannt, für diese Zwecke anorganische Pigmente zusammen mit oder ohne Glasfritte auf keramische Formköroer aufzubringen. Diese weisen jedoch im ungebrannten Zustande noch keine mechanische Festigkeit auf, so daß es bei der Handhabung der für den Brand vorgesehenen Formkörper durch Verwischen zu übermäßigem Anfall an Ausschuß kommt.It is known, for this purpose, to apply inorganic pigments together with or without glass frit to ceramic shaped bodies to raise. However, these do not yet have any mechanical strength in the unfired state, so that in the case of the Handling of the moldings intended for the fire by blurring leads to an excessive amount of rejects.

Farbpasten dieser Art wurden bisher aus Mischungen von Pigmenten aus der Reihe der Oxyde der Schwermetalle, wie Fe, Co, Cu, Ni, Cr, Mn, V, W u.dgl. sowie der seltenen Erden und even tuell Glasfritte sowie Anreibmitteln, wie Glycerin, A'thylenglykol, 1,2-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, PoIyäthylenglykole, Polypropylenglykole, Ester höherer Carbon-Color pastes of this type were previously made from mixtures of pigments from the series of oxides of heavy metals, such as Fe, Co, Cu, Ni, Cr, Mn, V, W and the like, as well as rare earths and possibly glass frit and grinding agents such as glycerine, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, polyethylene glycols, Polypropylene glycols, esters of higher carbon

säuren mit niederen einwertigen und höheren ein- oder mehrwertigen Alkoholen, höhere aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe u.dgl. hergestellt.acids with lower monovalent and higher mono- or polyvalent ones Alcohols, higher aliphatic and aromatic hydrocarbons and the like.

Bei den in dieser Reihe genannten hydrophilen Verbindungen war zwar die Einarbeitung von Wasser möglich, was zu einer rationellen und billigeren Anwendung dieser Pasten führte, aber die gewünschte Wischfestigkeit ist sowohl bei den wäßrigen als auch bei den nicht-wäßrigen Pasten in jedem Falle nicht gegeben.In the case of the hydrophilic compounds mentioned in this series, it was possible to incorporate water, which resulted in a rational and cheaper application of these pastes resulted, but the desired smear resistance is both with the aqueous as well as with the non-aqueous pastes in any case not given.

Dadurch war es nicht möglich, ein zufriedenstellendes Übereinanderdrucken verschiedener Farben zu erzielen.As a result, it was not possible to have a satisfactory overprint different colors.

Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile vermieden werden und wischfeste Drucke mit scharfen Konturen erzielt werden, wenn man üblichen, hydrophile Verbindungen, wie Alkohole, als Anreibemittel enthaltenden Farbpasten wäßrige Lösungen niedrig- bis mittelmolekularer Polyacrylamide oder entsprechender Copolymerisate zusetzt.It has now been found that these disadvantages are avoided and smudge-proof prints with sharp contours are achieved, if one uses conventional, hydrophilic compounds, such as alcohols, as a grinding agent containing color pastes aqueous solutions low to medium molecular weight polyacrylamides or corresponding copolymers added.

Die wäßrigen Lösungen der Polyacrylamide bzw. der entsprechenden Copolymerisate werden in Konzentrationen zwischen 10 und 40, vorzugsweise 15 und J50 %> insbesondere zwischen 20 und 25 % verwendet, wobei die Polymerisationsprodukte Molgewichte zwischen 10000 und 500000 aufweisen. Bevorzugt werden Polymerisate mit Molgewichten zwischen 50000 und 20000 verwendet. Zur Einstellung einer für den ^ruck besonders geeigneten Viskosität ist es zweckmäßig, Mischungen aus Polyacrylamiden und/oder Copolymerisaten davon mit unterschiedlichen Molekulargewichten zu verwenden.The aqueous solutions of the polyacrylamides or the corresponding copolymers are used in concentrations between 10 and 40, preferably 15 and 50 %,> in particular between 20 and 25 % , the polymerization products having molecular weights between 10,000 and 500,000. Polymers with molecular weights between 50,000 and 20,000 are preferably used. To set a viscosity that is particularly suitable for the pressure, it is expedient to use mixtures of polyacrylamides and / or copolymers thereof with different molecular weights.

Als optimal haben sich Grenzviskositätswerte zwischen 20 und 200 ml/g, vorzugsweise zwischen 50 und 100 ml/g (gemessen in destilliertem V/asser bei 200C nach Ubbelohde) erwiesen. Die Bestimmung der Grenzviskositäten erfolgt nach Houben-WeylWhen optimally have intrinsic viscosity values between 20 and 200 ml / g, preferably between 50 and 100 ml / g (as measured in distilled V / ater at 20 0 C by Ubbelohde) were found. The limit viscosities are determined according to Houben-Weyl

6098 3 5/08746098 3 5/0874

"Methoden der organischen Chemie", Bd. IIl/l, Seite -3I ff, (1955)."Methods of organic chemistry", Vol. IIl / l, page -3I ff, (1955).

Als Copolymerisate des Acrylamids kommen diejenigen der Acrylsäure, Methacrylsäure, des Acrylnitrils und weiterer Monomerer, sofern sie wasserlösliche Copolymerisate bilden, in Frage, wobei da£ Acrylamid mindestens 50 % des Copolymerisats ausmacht. Copolymerisate mit Säurefunktlon werden in Form ihrer Salze, wie z.B. K-, Na- oder Ammoniumsalze,- eingesetzt.Possible copolymers of acrylamide are those of acrylic acid, methacrylic acid, acrylonitrile and other monomers, provided they form water-soluble copolymers, with acrylamide making up at least 50 % of the copolymer. Copolymers with acid functionality are used in the form of their salts, such as, for example, potassium, sodium or ammonium salts.

Gegenstand der Erfindung sind somit ein Druckmedium zur Herstellung von wasserhaltigen wischfest auftrocknenden Farbpasten für Dekors auf keramischen Flächengebilden, sowie die als solches Druckmedium enthaltenden Farbpasten. Das Druckmedium der Farbpaste besteht gemäß der Erfindung aus wäßrigen Lösungen von Polymerisaten und/oder Copolymerisaten des Acrylamids vorzugsweise in Mischung mit Flüssigkeiten, die mit V/asser mischbar sind. Der Anteil an wäßriger Polymerlösung liegt in der Regel zwischen 20 und 8o, bevorzugt zwischen 30 und 50 Gew.-^, der Anteil der mit Wasser mischbaren Flüssigkeit (bevorzugt ein höhersiedender Alkohol) bei SO bis 20, bevorzugt zwischen 20 und 50 Gew.-%, bezogen auf das Druckmedium. Die mit Wasser mischbaren, hydroohilen Flüssigkeiten haben zweckmäßig einen höheren Siedepunkt als Wasser und eine geringere Flüchtigkeit, um unerwünschte Viskositätsänderungen dar Farbpaste während der Lagerung zu verhindern. 3evorzugt werden als mit Wasser mischbare Flüssigkeiten die höhersiedenden Alkohole, wie Glycerin, A'thylenglykol, 1,2-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Polyäthylenglykole usw. Gegenstand der Erfindung ist fe-ner eine Farbpaste zur Herstellung von wischfesten Drucken auf keramischen Formkörpern, die als Farbträger wenigstens ein anorganisches Pigment und ferner das erfindungsgemäße Druckmedium neben gegebenenfalls weiteren Zusätzen enthält.The invention thus relates to a printing medium for the production of water-containing, smudge-proof, drying color pastes for decorations on ceramic surface structures, as well as the color pastes containing as such a printing medium. According to the invention, the printing medium of the color paste consists of aqueous solutions of polymers and / or copolymers of acrylamide, preferably mixed with liquids which are miscible with water. The proportion of aqueous polymer solution is generally between 20 and 8o, preferably between 30 and 50 wt .- ^, the proportion of water-miscible liquid (preferably a high-boiling alcohol) at SO to 20, preferably between 20 and 50 wt. - %, based on the print medium. The water-miscible, hydrophilic liquids expediently have a higher boiling point than water and a lower volatility in order to prevent undesired changes in the viscosity of the color paste during storage. The higher-boiling alcohols, such as glycerol, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, polyethylene glycols, etc., are preferred as water-miscible liquids, etc. The invention also relates to a color paste for production of smudge-proof prints on ceramic moldings which contain at least one inorganic pigment as the ink carrier and furthermore the printing medium according to the invention, in addition to any other additives.

609835/0874609835/0874

ORIGINALORIGINAL

Es war im Hinblick auf den Stand der Technik überraschend, daß die erfindungsgemäßen Druckmedien sowohl beim Aufglasurwie auch beim Unterglasurverfahren (Bisquitdruck) verwendet werden können.In view of the state of the art, it was surprising that the printing media according to the invention both in the onglaze as well as in the Can also be used in the underglaze process (biscuit printing).

Dies steht der früheren Feststellung entgegen (Singer-Singer "Industrielle Keramik", Bd. II (Ι969Ϊ, Seite 472 ffl, daß wäßrig-alkoholische Pigmentaufschlämmungen beim Bisquitdruck die Einarbeitung eines wasserlöslichen Bindemittels wegen des "Löschblatteffektes" nutzlos machen.This is contrary to the earlier statement (Singer-Singer "Industrielle Keramik", Vol. II (Ι969Ϊ, page 472 ff) that aqueous-alcoholic pigment slurries in bisque printing the incorporation of a water-soluble binder because of the Make "blotting paper effect" useless.

Den erfindungsgemäßen Pigraentaufschlammungen kann man noch weitere übliche Bindemittel, wie Aminoplastvorkondensate oder Polyvinylalkohole, zusetzen.The pigment slurries according to the invention can still be used add other customary binders such as aminoplast precondensates or polyvinyl alcohols.

Weiterhin lassen sich übliche Hilfsmittel, wie z.B. Polyphosphate oder Polyacrylate, mitverwenden.Customary auxiliaries such as polyphosphates or polyacrylates can also be used.

Zur Herstellung der Farbpasten wurden den erfindungsgemäßen, wäßrig-alkoholischen Lösungen Mischungen aus Fritte und Farbpigmenten zugesetzt, wobei das Verhältnis von wäßriger Lösung zum Pigment zwischen 1:1 bis 3:7* vorzugsweise 4:6, liegen kann.To produce the color pastes, mixtures of frit and color pigments were added to the aqueous-alcoholic solutions according to the invention added, the ratio of aqueous solution to pigment between 1: 1 to 3: 7 *, preferably 4: 6 can.

Die Farbpasten wurden in üblicher Weise auf einem Dreiwalzenstuhl angerieben und anschließend mit einem Druckautomaten (System Nasetti) auf keramisches Flächenmaterial aufgebracht.The color pastes were made in the usual manner on a three-roll mill rubbed and then applied to ceramic surface material with an automatic printing machine (Nasetti system).

Die folgenden Beispiele erläutern den Erfindungsgedanken.The following examples explain the concept of the invention.

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Beispiel 1example 1

Sin Druckmedium wurde zusammengesetzt aus 40 Teilen Polyacrylamidlösung f22 Gew.-%) A printing medium was composed of 40 parts of polyacrylamide solution (22% by weight )

(Grenzviskosität 75 ml/g bei(Limiting viscosity 75 ml / g at

20 Teilen Propandiol-1,2 .20 parts of 1,2-propanediol.

1 Teil Ammoniumpolyacrylat 39 Teilen Wasser1 part of ammonium polyacrylate 39 parts of water

und anschließend 40 Teile dieser Mischung mit 60 Teilen einer gefritteten, deckenden Glasur versehen. Es entstand eine fließfähige Paste, die sich ohne Schwierigkeiten mittels eines Siebdruckrahmens sowohl auf Bisquit als auch auf glasierten Scherben drucken ließ und unter IR-Bestrahlung innerhalb 45 Sek. wischfest wurde.and then 40 parts of this mixture with 60 parts of a fritted, opaque glaze. The result was a flowable one Paste that can be easily glazed onto biscuits and glazes using a screen printing frame Shards printed and left under IR irradiation inside 45 sec. Was smudge-proof.

Beispiel 2Example 2

Sin für Druckzwecke geeignetes Siebdruckmedium wurde aus folgenden Einzelkomponenten zusammengesetzt:A screen printing medium suitable for printing purposes has been made up of the following Assembled individual components:

40 Teilen Polyacrylamidlösung (22 Gew.-^)40 parts of polyacrylamide solution (22 wt .- ^)

(Grenzviskosität 140 ml/g bei 300Cl(Limiting viscosity 140 ml / g at 30 0 Cl

20 Teilen A'thylenglykol20 parts of ethylene glycol

1 Teil Ammoniumpolyacrylat (MG ca. 50 000) 39 Teilen Wasser.
Die weitere Verarbeitung geschah wie in Beispiel1 part ammonium polyacrylate (MW approx. 50,000) 39 parts water.
Further processing was carried out as in the example

3eisplel3eisplel

40 Teile eines Copolymerisats aus Acrylsäure und Acrylamid40 parts of a copolymer of acrylic acid and acrylamide

(10 % als Natriumacrylat berechnet)(10 % calculated as sodium acrylate)

20 Teile Polyäthylenglykol (MG' 600) 40 Teile Wasser.20 parts of polyethylene glycol (MW '600) 40 parts of water.

Die weitere Verarbeitung geschah wie in BeispielFurther processing was carried out as in the example

609835/0874609835/0874

ORfGiNAL INSPECTEDORfGiNAL INSPECTED

Beispiel 4Example 4

30 Teile Polyacrylamidlösung f22 Gew.-^)30 parts polyacrylamide solution f22 wt .- ^)

(Grenzviskosität 20 ml/g bei 300C)(Limiting viscosity 20 ml / g at 30 0 C)

20 Teile Propandiol-1,220 parts 1,2-propanediol

1 Teil Ammoniurnpolyacrylat (MG ca. 50 000) 10 Teile Melamin-Formaldehyd-Kondensat 39 Teile Wasser.
Die weitere Verarbeitung geschah wie in Beispiel 1.1 part ammonium polyacrylate (MW approx. 50,000) 10 parts melamine-formaldehyde condensate 39 parts water.
The further processing was carried out as in Example 1.

609835/0874609835/0874

COPYCOPY

Claims (8)

PatentansprücheClaims 1) Druckmedium zur Herstellung von wasserhaltigen wischfest auftrocknenden Farbpasten für Dekors auf keramischen Flächengebilden, bestehend aus wäßrigen Lösungen von Polyrr.erisaten und/oder Copolymerisaten des Acrylamids zusammen mit höhersiedenden, wassermischbaren organischen Flüssigkeiten, vorzugsweise Alkoholen.1) Printing medium for the production of water-based, smudge-proof, drying color pastes for decorations on ceramic surface structures, consisting of aqueous solutions of polymerizates and / or copolymers of acrylamide with higher-boiling, water-miscible organic liquids, preferably alcohols. 2) Druckmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie wasserlösliche Copolymerisate des Acrylamids mit mindestens 50 % Amidanteilen enthalten.2 ) Printing medium according to claim 1, characterized in that they contain water-soluble copolymers of acrylamide with at least 50% amide fractions. y) Druckmedium nach Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, i die Polymerisate Molekulargewichte zwischen lOOOO und 500000, verzugsweise zwischen 50000 und 200000, aufweisen. y) Printing medium according to claims 1-2, characterized in that i the polymers have molecular weights between 100,000 and 500,000, preferably between 50,000 and 200,000. Druckmedium nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mischungen von Polymerisaten angewandt werden.Printing medium according to Claims 1 to 3, characterized in that that mixtures of polymers are used. 5) Farbpaste zur Herstellung von wischfester. Drucken auf keramischen Formkörpern, enthaltend wenigstens ein anorganisches Pigment als Farbträger, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Druckmedium nach Ansprüchen 1 bis k und gegebenenfalls weiteren bekannten Zusätzen.5) Color paste for making smudge-proof. Printing on ceramic moldings containing at least one inorganic pigment as ink carrier, characterized by a content of a printing medium according to Claims 1 to k and optionally further known additives. 6) Farbpaste nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß sie neben wenigstens einem Pigment noch eine Glasfritte enthält. 6) color paste according to claim 5 *, characterized in that it also contains a glass frit in addition to at least one pigment. 7) Farbpaste nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie weitere Bindemittel, vorzugsweise Aminoplastvorkondensate oder Polyvinylalkohole, enthält.7) color paste according to claims 5 and 6, characterized in that that it contains further binders, preferably aminoplast precondensates or polyvinyl alcohols. 609835/0874609835/0874 COPYCOPY 8) Farbpaste nach Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, da3 das Verhältnis von wäßriger Polymerisatlösung zu Jigment zwischen 1:1 bis 1:4, vorzugsweise zwischen 1:1 bis 3:7 liegt.8) color paste according to claims 5 to 7, characterized in da3 the ratio of the aqueous polymer solution to J igment between 1: 1 to 1: 4, preferably between 1: 7: 1 to. 3 609835/0874609835/0874 ORIGINAL INSPECTHORIGINAL INSPECTH
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WO2007078378A3 (en) * 2005-12-29 2007-08-30 Gen Electric Ink composition for marking glass and ceramic surfaces

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