DE2654651C2

DE2654651C2 - Druckfarben zur Herstellung von Thermodruckpapieren durch Offset- oder Buchdruck

Info

Publication number: DE2654651C2
Application number: DE2654651A
Authority: DE
Inventors: Dieter 8011 Baldham Clausen; Albert 8011 Forstinning Uhlemayr
Original assignee: FA MICHAEL HUBER MUENCHEN 8016 HEIMSTETTEN
Current assignee: FA MICHAEL HUBER MUENCHEN 8016 HEIMSTETTEN
Priority date: 1976-12-02
Filing date: 1976-12-02
Publication date: 1978-09-28
Also published as: US4231742A; DE2654651B1; FR2372876A1; CH630973A5; GB1549538A

Description

Beim Thermoumdruck oder Transferdruck werden sublimierbare Farbstoffe von einem Bildhilfsträger durch Erhitzen auf die zu bedruckenden Textilien übertragen, wo sie dann in dem betreffenden Textil, ~. 3. einem Kunstharzfasergewebe, durch Eindiffundieren bzw. Lösen in dem Fasermaterial fixiert werden und die gewünschten Farbbilder auf dem Textil ergeben. Als Textilmaterial für das Umdruckverfahren eigenen sich besonders die synthetischen Fasermaterialien, wie Polyamid, Polyester, Polyacrylnitril und auch mit Kunstharz ausgerüstete Cellulosefasern. Für den Bildhilfsträger finden hierbei meist Papierbahnen oder auch Metallfolien, wie Aluminiumfolie, Verwendung, auf welche die Druckfarben mit Hilfe des Tiefdruckverfah rens aufgebracht werden. Als Bindemittel in die Druckfarben eignen sich für diese Art des Bedrückens insbesondere die Celluloseester, z. B. die Äthylcellulose, wobei aber die Verwendung organischer Lösungsmittel erforderlich ist.

Es ist aber auch schon bekannt, diese Thermodruckpapiere durch das Offset- oder Buchdruckverfahren herzustellen, was bekanntlich Vorteile gegenüber dem Tiefdruck mit sich bringt. So können mit Hilfe dieser Drucktechnik geringere Auflagen ohne Schwierigkeiten hergestellt werden. Außerdem zeigt der Offset- oder Buchdruck den Vorteil des Wegfalls flüchtiger organischer Lösungsmittel in den Druckpasten, was zu einer Beschleunigung des Druckverfahrens führt und darüber hinaus wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt. Um die beim Offsetdruck zunächst erhaltenen öligen feuchten Umdruckpapiere schneller verarbeitbar zu machen, wurde in der DE-OS 24 08 900 angegeben, daß man den Druckfarbenmassen Geliermittel, wie Aluminiumchelat, in Mengen bis zu 2 Gew.-% zusetzen soll. Hierdurch wird zwar ein oberflächlich sich schneller verfestigender Druckauftrag erhalten, doch hat sich ganz allgemein gezeigt, daß bei den im Offset gedruckten Farbbildern Schwierigkeiten bezüglich der Reproduzierbarkeit der Farbtöne und Farbstärke der Thermoumdrucke auftreten. Diese beruhen darauf, daß als Bindemittel für die Herstellung der Druckfarben für die Thermodruckpapiere beim Offsetdruck die klassischen Zubereitungen eingesetzt werden, die auf Basis trocknender öle, wie Leinöle und Mineralöle, ungesättigter Alkydharze, Hartharze od. dgl. erhalten werden. Derartige Druckfarben trocknen bekanntlich nur langsam oxydativ auf und erreichen unter dem Einfluß des Luftsauerstoffs erst nach mehreren Tagen einen mehr oder weniger definitiven Endzustand der Vernetzung und damit Trocknung und Härtung.

Im üblichen Offsetdruck spielt diese Tatsache nur eine untergeordnete Rolle und wird durch andere Vorteile, die das Offsetdruckverfahren bietet, ausgeglichen oder überspielt Bei der Herstellung der Thermoumdruckpapiere hat sich nun aber herausgestellt, daß dieser

to Umstand von Bedeutung ist, denn es zeigte sich, daß die Farbstoffe, welche beim Thermoumdruck verwendet werden, z. B. die leicht sublimierbaren Anthrachinon- oder Diazo-Farbstoffe, bei der oxydativen Vernetzung und Härtung der Bindemittel in der Offset-Druckpaste gleichzeitig teilweise mit oxydiert werden, was dann schon nach kurzer Lagerzeit zu Farbtonänderungen, z. B. Aufhellungen oder Verlust der Brillanz usw., beim Umdruck auf das Textil führt. Sowohl bei Einzelverwendung dieser sublimierbaren Farbstoffe als aber auch besonders bei Mischungen von Farbstoffen, wie sie zur Erzielung des gewünschten Nuancenreichtums formuliert werden müssen, ergeben sich innerhalb der Trocknungszeit und dann auch bei der Lagerung deutliche Unterschiede hinsichtlich Tönung und Wirkung der beim Umdruck auf die Textilien erzielten Farbbilder. Dadurch wird für den Herstelier, d. h. den Drucker, der Thermodruckpapiere eine genaue Kontrolle seiner Farbzusammensetzung und Farbführung in der Drrckfarbe im Hinblick auf das dann beim Umdruck zu erreichende Ergebnis auf dem Textil sehr erschwert bzw. sogar unmöglich gemacht. Zwar kann man die oxydative Härtung oder Offset-Druckfarben durch Katalysatoren oder durch Erhitzen beschleunigen. Ersteres fördert nur die unerwünschte Oxydation der

j5 Farbstoffe, letzteres ist aber nur bei Verwendung von Farbstoffen mit hoher Sublimationstemperatur denkbar. Praktisch verbieten sich daher diese Methoden bei der Herstellung der Thermodruckpapiere, zumal hier Farbstoffe Verwendung finden müssen, welche beim Erhitzen möglichst schnell und vollständig sublimieren sollen.

Es wurde nun festgestellt, daß dann, wenn man zur Herstellung der Druckfarben für die Thermodruckpapiere ein durch UV-Strahlung sofort härtendes Bindemittelsystem zur Aufnahme der sublimierbaren Farbstoffe einsetzt, Thermodruckpapiere auch nach dem Offset- und Buchdruckverfahren hergestellt werden können, die die bisherigen Nachteile der mit diesen Druckverfahren hergestellten Erzeugnisse nicht mehr aufweisen. Erfindungsgegenstand sind daher die im Anspruch 1 genannten Druckfarben. Als Bindemittel eignen sich hierbei die durch freie Radikale polymerisierbaren äthylenisch ungesättigten Monomere und Präpolymere, beispielsweise die Mono- oder Di-acrylsäureester-verbindungen, denen UV-Polymerisationsinitiatoren zugesetzt sind.

In der eigenen DE-AS 24 38 712 sind besonders brauchbare Strahlungshärtende Druckfarbcnbindemittel beschrieben, die erfindungsgemäß zur Herstellung

μ der Thermodruckpapiere verwendet werden können. Außer diesen härtbaren Bindemitteln, die als polymerisierbare Komponente polyfunktionelle Acrylatester mehrwertiger Alkohole enthalten, eigenen sich für die neuen Offsetdruckfarben für den Umdruck über auch

• , andere polymerisierbare Harzzubereitungen, die durch UV-Initiatoren und Bestrahlung schnell zur Härtung bzw. Vernetzung gebracht werden können, wie sie schon langer als Überzugsmaterial für die verschieden-

sten Zwecke bekannt sind, ζ. B. Trimethylolpropantriacrylat oder -methacrylate Glycol-diacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, VinylpyrTolidon, epoxydiertes und dann mit Acrylsäure umgesetztes Sojabohnenöl, auch das unter Verwendung von Isophtalsäuretrimethylolpropaunter Verwendung von Isophthalsäuretrimethylolpropanester erhaltene Leinölalkyd oder ein Cyclohexanonformaldehydharz, sowie auch das Reaktionsprodukt aus Vermischen mehrerer Komponenten kann der Fachmann in einfacher Weise die Konsistenz und die Härtungseigenschaften der Druckfarben einstellen.

Als UV-Polymerisationsinitiatoren können bei den erfindungsgemäßen Druckfarben alle Substanzen verwendet werden, welche eine Triplettenergie zwischen 42-85 kCal/Mol besitzen. Als besonders geeignet haben sich z. B. Benzoinäther, Benzoinurethanderivate, Acetophenon, Michlers Keton, Benzophenon sowie dessen Derivate, Benzoyl-benzalchlorid sowie insbesondere Benzildimethylketal gezeigt.

Es ist überraschend, daß trotz der intensiven Härtung und Vernetzung des Bindemittels, besonders an der Oberfläche des Farbauftrags, auf den Thermoumdruckpapieren der Transfer der sublimierbaren Farbstoffe beim späteren Umdruck, d. h. beim Sublimieren der Farbstoffe, von den Thermodruckpapieren auf das Textilmaterial nicht beeinträchtigt wird. Auch wird trotz der relativ hohen Konzentration an sublimierbaren Farbstoffen in diesen Offsetdruckfarbmassen durch die UV-Initiatoren bei der Bestrahlung in Sekundenbruchteilen die ausreichende Härtung der öligen, hydrophoben Druckmasse auf den Thermodruckpapieren bewirkt.

Bei geeigneter Zusammenstellung von polymerisierbaren Bindemitteln und UV-Aktivatoren können Belichtungszeiten von nur 0,1 bis 0,3 Sekunden zu der gewünschten sofortigen sicheren Aushärtung der Drucke auf den Thermodruckpapieren führen, so daß der Drucker dann gleich in der Lage ist, das erhaltene Thermodruckpapier auf seine Umdruckeigenschaften zu prüfen ohne befürchten zu müssen, daß die Farbbilder sich nach einiger Zeit der Lagerung ändern werden. Da keine oxydativen, zeitbedingten Vorgänge zur Härtung der Bindemittel führen, bleiben die Farbstoffe unverändert. Die erfindungsgemäß erhaltenen neuen Thermodruckpapiere sind daher praktisch unbegrenzt lagerfähig. Da die Strahlungsvernetzung der polymerisierbaren vinylgruppenhaltigen Bindemittel durch die UV-Belichtung in Bruchteilen von Sekunden eintritt, liegt der nach dem Offsetverfahren aufgedruckte Farbfilm bei den Thermodruckpapieren jetzt unmittelbar nach Verlassen der Druckmaschine bzw. der damit räumlich eng verbundenen Belichtungsvorrichtung in seiner Endhärte vor, so daß die Papiere sogleich geprüft bzw. auch gestapelt und verpackt werden können.

Für die erfindungsgemäßen Druckfarben zur Herstellung der Thermodruckpapiere können die gleichen sublimierbaren Farbstoffe Verwendung finden, wie sie bei den bisher üblichen Tiefdruckfarben oder Offsetdruckfarben Verwendung gefunden haben und wie sie z. B. in den schweizerischen Patentschriften 5 72 550 und 5 73 311, der österreichischen Patentschrift 3 27 959 oder der britischen Patentschrift 14 33 763 offenbart sind. Diese Farbstoffe werden durch die UV-Belichtung auch in Gegenwart sehr aktiver Polymerisationsinitiatoren nicht beeinflußt. Auch tritt keine Reaktion der Anthrachinon- oder Diazofarbstoffe mit den reaktiven Monomeren weder bei der üblichen Lagerung der Druckfarben noch bei der durch die UV-Strahlung schlagartig einsetzenden intensiven Polymerisation ein, so daß die gegen die Verwendung dieser doch seit längerem bekannten Strahlungshärtenden Bindemittel möglicherweise bestehenden Bedenken sich als unbegründet erwiesen haben. Die erfindungsgemäßen Druckfarben können außer den UV-Sensibilisatoren oder -Initiatoren auch noch andere übliche Zusätze enthalten, welche die Eigenschaften der Farbmasse für

ίο den Offsetdruck verbessern sowie auch Stabilisatoren gegen vorzeitige Polymerisation usw.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger Beispiele von erfindungsgemäßen Druckfarben zur Herstellung der Thermodruckpapiere näher erläutert

is werden.

Beispiel 1

Zur Herstellung einer Umdruckfarbe wurden folgende Bestandteile vermischt, wobei die Bestandteile wie üblich teilweise vorgemischt und dann die Komponenten auf einem Walzenstuhl gerieben und verarbeitet wurden bis eine homogene Farbpaste erhalten wurde:

20 Teile Anthrachinonfarbstoff Disperse Blue 95
330 Teile Trirpethylolpropan-triacrylat
330 Teile des Reaktionsprodukts aus

1 Mol Bisphenol, 2 MoI Epichlorhydrin
und 2 Mol Acrylsäure
40 Teile Benzophenon
30 Teile Michiers Keton

Dieser Farbpaste wurden zur Einstellung der Druckkonsistenz noch 160 Teile einer 1 :1 Mischung aus dem oben angegebenen Trimethylolpropan-triacrylat und dem Reaktionsprodukt von Bisphenol, Epichlorhydrin und Acrylsäure zugemischt.

Mit der erhaltenen Druckfarbe wurde durch Offsetverfahren auf einem maschinengestrichenen festen Papier das gewünschte Druckmuster aufgebracht. Der Druck wurde sofort mit einer UV-Lampe (Quecksilber-Mitteldruckbrenner mit 80 Watt je cm Bogenlänge) 0,2 Sekunden lang belichtet und dadurch getrocknet. Bei einer Umbügelungstemperatur von 200-220⁰C wurde das Druckbild mit sehr gutem Wirkungsgrad hinsichtlich des Farbstoffs auf Polyestergewebe übertragen. Das resultierende gefärbte Gewebe zeigte hervorragende Brillanz und Echtheitseigenschaften.

Ein nach 4 Wochen wiederholter Urndruck ergab die gleiche Druckqualität.
Mit dem erhaltenen Thermodruckpapier konnte auf

su kunststoffausgerüstetes Baumwollgewebe sowie PoIyacrylnitrilgewebe in gleicher Weise das Farbmuster beim Umdruck erhalten werden.

Beispiel 2

Wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde eine Farbpaste hergestellt unter Verwendung von

10 Teilen Disperse Yellow 54
1 Teil Disperse Blue 95
300 Teilen Trimethylolpropan-trimethacrylat
^hn 400 Teilen des Reaktionsprodukts aus Bisphenol,
Epichlorhydrin und Acrylsäure sowie
40 Teilen Benzophenon und
30 Teilen Michlers Keton.

iiί Auch hier wurde anschließend durch Zugabe einer Mischung der polymerisierbaren Acrylatkomponente die Konsistenz auf die für den Offsetdruck gewünschten Wert eingestellt. Da die Trimethacrylatkomponente

eine geringere Polymerisationsgeschwindigkeit zeigt, mußte eine Trocknungsverzögerung in Kauf genommen werden. Die Belichtungszeit wurde auf 0.4 Sekunden eingestellt Das erhaltene Thermoumdruckpapier zeigte die gleichen anwendungstechnischen Eigenschaften, wobei ein grüner Farbdruck erhalten wurde.

Im Gegensatz zu den Drucken unter Verwendung der beiden Farbstoffe mit den üblichen oxydativ auftrocknenden Bindemitteln wurde das erhaltene Druckbild auch nach langer Lagerung nicht verändert

Beispiel 3

5 Teile Disperse Yellow 54
7 Teile Disperse Red 4 (C. J. Nr. 60 755) und
18 Teile Disperse Blue 95 wurden mit
330 Teilen Hexandiolacrylat und
330 Teilen des Reaktionsprodukts aus Bisphenol,
Epichlorhydrin und Acrylsäure
zusammen mit
40 Teilen Benzophenon und
30 Teilen M ichlers Keton

zu einer Farbpaste angerührt und dann wie oben beschrieben unter Verwendung der Mischung aus Acrylatmonomeren auf die gewünschte Konsistenz für den Offsetdruck eingestellt.

Nach einer Belichtung von 0,2 Sekunden wurde ein Thermoumdruckpapier erhalten, das ein hervorragendes Schwarzbild auf Poiyacrylnitrilfasergewebe ergab.

Beispiel 4

100 Teile Disperse Red 60 und
10 Teile Disperse Blue 14 (C]. Nr. 61 500)
wurden mit

und

300 Teilen epoxydierten, acrylierten Sojabohnenöl
200 Teilen Pentaerythrol-triacrylat in Gegenwart

von
7 Teilen Benzildimethylketal als UV-Initiator

auf einem Walzenstuhl zu einer homogenen Farbpaste verrieben. Anschließend wurde 1 Teil mikronisiertes Polyäthylenwachs zugegeben und die Paste mit

ίο weiteren 100 Teilen des acrylierten Sojabohnenöls und 60 Teilen Pentaerythrol-triacrylat zu einer druckfähigen Farbmasse vermischt. Das bedruckte Papier wuide wie im Beispiel 1 angegeben belichtet

Die anwendungstechnischen Prüfungen des Um-

!5 druckpapiers zeigten gleiche Ergebnisse sofort nach der Herstellung und nach mehrwöchiger Lagerung.

Beispiel 5

200 Teile Disperse Red 60
!50Teile eines niederviskosen Leinölalkyds

(Reaktionsprodukt mit Isophthalsäuretrimethyloipropanester)
150 Teile eines öllöslichen Cyclohexanon-

formaldehydharzes und
200 Teile Trimethylolpropan-triacryiat und
40 Teile Benzoinäthyläther

wurden auf dem Walzenstuhl bis zu einer homogenen Farbstoffpaste gerieben und anschließend mit 160 Teilen Vinylpyrrolidon zu einer druckfähigen Farbe gemischt. Der Druck wurde 0,3 Sekunden mit dem UV-Strahler belichtet. Beim Umdruck auf ein mit Kunstharz ausgerüstetes Baumwollgewebe wurde ein leuchtend rotes Druckbild erhalten.

Die anwendungstechnische Prüfung wurde gemäß Beispiel 1 durchgeführt, wobei ein äquivalentes Ergebnis resultierte.

Claims

Patentansprüche:

1. Druckfarben zur Herstellung von Thermodruckpapieren durch Offset- oder Buchdruck, bestehend aus sublimie<-baren Farbstoffen, Bindemittel und ggf. üblichen Zusätzen, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Bindemittel ein durch UV-Strahlung schnell härtbares Bindemittelsystem und zusätzlich einen UV-Polymerisationsinitiator enthalten.

2. Druckfarben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als UV-polymerisierbaren Bindemittelanteil polyfunktionelle Acrylatester enthalten.

3. Druckfarben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als UV-Polymerisationsinitiatoren das Benzildimethylketal enthalten.