DE4115731A1

DE4115731A1 - Deinkbare wasserfarbe

Info

Publication number: DE4115731A1
Application number: DE4115731A
Authority: DE
Inventors: Joerg Dr Buchweitz; Rudolf Krieg; Klaus-Dieter Dr Schroeter; Peter Zottl
Original assignee: HUBER FA MICHAEL MUENCHEN
Current assignee: HUBER FA MICHAEL MUENCHEN
Priority date: 1991-05-14
Filing date: 1991-05-14
Publication date: 1992-11-19
Also published as: WO1992020750A1

Description

Die Erfindung betrifft deinkbare Wasserfarben, die insbeson dere für den Flexo- und den Tiefdruck geeignet sind.

In Europa erfolgt das Deinken von Altpapier hauptsächlich nach dem Flotationsverfahren. Die Hauptmasse des Altpapiers, das von Illustrierten, Zeitschriften, Katalogen, Telefonbü chern, Zeitungen etc. herrührt, läßt sich dabei im allgemei nen so gut deinken, daß man mit der Qualität des wiedergewon nenen Papiers zufrieden sein kann.

Bis in die jüngste Vergangenheit hinein waren jedoch Drucke mit wäßrigen Flexo- und Tiefdruckfarben im Flotationsver fahren schlecht deinkbar. Es wurden unter den Bedingungen des Deinkens sehr kleine, nicht flotierbare Farbpartikel freigesetzt, die zu einer gleichmäßigen und intensiven Anfärbung des Bedruckstoffs führten. Dies hatte einen nicht hinnehmbaren Weißgradverlust des Bedruckstoffs zur Folge.

Um ein vertretbares Deinkingergebnis zu erhalten, mußten daher Drucke mit bisherigen Wasserfarben nach dem sogenannten Waschverfahren deinkt werden. Dieses Verfahren führt jedoch zu hohen Füllstoff- und Kurzfaserverlusten, so daß die Ausbeute an wiederverwertbarer Papiermasse deutlich geringer und die Abwasserbelastung deutlich hoher ist als beim Flotationsverfahren.

Durch gesetzgeberische Aktivitäten in Deutschland wird eine Erhöhung der Wiederverwertungsquote von Altpapier verlangt, so daß gute Deinkbarkeit aller im Altpapier vorkommenden Druckobjekte nach dem in Deutschland nahezu ausschließlich praktizierten Flotations-Deinkingverfahren notwendig ist.

Im Wochenblatt für Papierfabrikation 1 (1991), 8-9, wurde bereits allgemein darauf verwiesen, daß Farbformulierungen von wäßrigen Flexodruckfarben bei denen sich das Bindemit telsystem im Deinkingbad nicht oder zumindest nicht vollständig auflöst, zu relativ guten Deinkingergebnissen führen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, Bindemittelsysteme auszuwählen mit denen neue Farbformulierungen zur Verfügung gestellt werden können, die insbesondere im wäßrigen Flexo- und Tiefdruck einsetzbar sind und die zu gut deinkbaren Drucken führen.

Diese Aufgabe wurde überraschenderweise gelöst durch eine Wasserfarbe, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie im wesentlichen

a) 5 bis 30 Gew.-% eines oder mehrerer anorganischer oder organischer Pigmente,
b) 5 bis 30 Gew.-% (Festkörper) eines oder mehrerer wasserverdünnbarer kationischen Harze,
c) 0 bis 25 Gew.-% eines oder mehrerer organischer Lösungs mittel,
d) 20 bis 70 Gew.-% Wasser und
e) 0 bis 10 Gew. -% Hilfsmittel

enthält.

Bevorzugt ist eine Wasserfarbe, die im wesentlichen

a) 8 bis 15 Gew.-% eines oder mehrerer anorganischer oder organischer Pigmente,
b) 15 bis 25 Gew.-% (Festkörper) eines oder mehrerer wasserverdünnbarer kationischen Harze,
c) 5 bis 15 Gew.-% eines oder mehrerer organischer Lösungs mittel,
d) 40-60 Gew.-% Wasser und
e) 2-6 Gew.-% Hilfsmittel

enthält.

Als Pigmente können sowohl Buntpigmente als auch synthetische Ruße eingesetzt werden, die z. B. unter den Namen Printex 25, 35, 300, 140V oder Spezialschwarz 4 (Fa. Degussa) im Handel sind. Als Buntpigmente können neben den zur Schönung von Rußen eingesetzten Pigmenten auch andere Buntpigmente eingesetzt werden. So können z. B. Miloriblau, Phthaloblau wie Heliogenblau 7080 (Fa. BASF) verwendet werden.

Als organische Lösungsmittel können vorzugsweise niedrig siedende Alkohole eingesetzt werden. Besonders bevorzugt sind Isopropanol und Ethanol.

Als Hilfsmittel können handelsübliche Polyethylenwachse wie zum Beispiel Vestowachs A 616 (Fa. Hüls), Ceridust 3620 (Fa. Hoechst), Polyethylenwachsdispersionen, wie z. B. Polyrub FA 12 (Fa. Polychimie), Silikon- und Mineralölentschäumer, wie zum Beispiel Tego Foamex 3062, Defoamer WO 144 (Fa. Worlee) Filmbildungshilfsmittel, wie z. B. Glykole oder Glykolether, Füllstoffe, wie z. B. CaCO₃, CaSO₄,SiO₂, Aluminiumsilikate, Schichtsilikate etc., Dispergierhilfsmittel, wie z. B. nichtionische bzw. kationische Tenside, und Neutralisierungs mittel, wie z. B. Milchsäure oder Essigsäure eingesetzt werden.

In einer besonderen Ausführungsform der deinkbaren Wasser farbe ist das wasserverdünnbare kationische Harz ein Acrylharz. Das Harz wie auch das Acrylharz kann desweiteren eine Dispersion umfassen.

Insbesondere bevorzugt sind folgende wasserverdünnbare kationische Acrylharze:
FV921V40, FV951V45, VS1730, FV930V38 (Lieferant PPG Corona), Worleecryl 7712 (Lieferant Worlee) und Luhydran LR8782 (Lieferant BASF).

Bei den erfindungsgemäß aufgebauten Wasserfarben ergaben sich die in der Tabelle 1 aufgeführten, äußerst vorteilhaften Werte bezüglich des Weißgradgewinns und der Deinkbarkeits- Maßzahl.

Das Deinken wurde nach dem Deinking-Verfahren gemäß der Labormethode des Papiertechnischen Instituts der Papier technischen Stiftung, München, vom 25. November 1980, durchgeführt.

Der Weißgrad von Probeblättern wird durch Bestimmung des Reflektionsfaktors für eine Schwerpunktwellenlänge von 457 nm nach DIN 53145-Teil 1, August 1978, gemessen.

Für jede Probeblatt-Art werden an mindestens drei Probeblät tern auf ihrer Oberseite, bezogen auf die Blattbildung, insgesamt 12 Einzelmessungen durchgeführt. Berechnet wird jeweils der arithmetische Mittelwert, die Standardabweichung und der Variationskoeffizient der Einzelwerte.

Aus den Weißgradmittelwerten (WG) der Probeblätter des bedruckten Stoffes (BS), des unbedruckten Stoffes (US) und des deinkten Stoffes (DS) wird die Deinkbarkeits-Maßzahl (DEM) wie folgt ausgerechnet:

Bei sämtlichen erfindungsgemäßen Beispielen finden sich für den Weißgradgewinn (WGG) positive Werte im Gegensatz zu den Werten des Beispiels 7, das eine Farbe nach dem bisherigen Stand der Technik umfaßt. Bei den Beispielen 1-6 ergeben sich ferner zufriedenstellende bis sehr gute Werte für die Deinkbarkeits- Maßzahl.

Mit den erfindungsgemäßen, insbesondere im Flexo- und Tiefdruck einsetzbaren Wasserfarben lassen sich somit ausgezeichnete Deinkingergebnisse erzielen.

Beispiel 1

Eine Mischung aus 310 g FV951V45, 40 g Printex 140V, 60 g Printex 25, 5 g Vestowachs A616 (pE-Wachs), 1 g Tego Foamex 3062 (Entschäumer), 30 g Propylenglycol und 54 g Wasser wird nach Homogenisieren mit einem Labordissolver auf eine Dreiwalze überführt und mit 2-3 Passagen angerieben, d. h. dispergiert. Der Mahlansatz wird mit 120 g FV951V45 aufgelackt und mit 485 g Wasser ergänzt. Nach Homogenisieren mit einem Labordissolver erhält man eine druckfertige Farbe (1000 g), die ggf. noch mit 2-10% Wasser verdünnt werden kann.

Beispiel 2

Es wird die Rezeptur des Beispiels 1 verwendet, wobei jedoch als Pigment 60 g Printex 140V und 40 g Spezialschwarz 4 statt 40 g Printex 140V und 60 g Printex 25 im Mahlansatz eingesetzt werden.

Beispiel 3

Eine Mischung aus 320 g FV930V38, 20 g Milchsäure (90%ig), 3 g Defoamer WO144, 50 g Printex 140V, 100 g Printex 25, 20 g Miloriblau 4530I, 10 g Ceridust 3620 und 100 g Wasser werden nach Homogenisieren mit einem Labordissolver auf eine Dreiwalze überführt und mit 2-3 Passagen angerieben. Der Mahlansatz wird mit 350 g FV930V38 und 11 g Tego Foamex 3062 aufgelackt und mit Wasser ergänzt. Nach Homogenisieren mit einem Labordissolver erhält man eine druckfertige Farbe (1000 g).

Beispiel 4

Eine Mischung aus 300 g VS1730, 20 g Milchsäure (90%ig), 3 g Defoamer WO144, 40 g Printex 140V, 80 g Printex 25, 5 g Heliogen blau 7080 und 100 g Wasser werden nach Homogenisieren mit einem Labordissolver auf eine Dreiwalze überführt und mit 2-3 Passagen angerieben. Der Mahlansatz wird mit 200 g VS1730, 40 g Polyrub FA12 und 1 g Tego Foamex 3062 aufgelackt und mit 50 g Ethanol und Wasser ergänzt (auf 1000 g).

Beispiel 5

Es wird die Rezeptur des Beispiels 1 verwendet, wobei jedoch als Bindemittel 300 g Worleecryl 7712 statt 310 g FV951V45 im Mahlansatz eingesetzt wird. Das Auflacken erfolgt mit 200 g Worleecryl 7712 statt 120 g FV 951 V45.

Beispiel 6

Es wird die Rezeptur des Beispiels 5 verwendet, wobei jedoch statt Worleecryl 7712 Luhydran LR 8782 eingesetzt wird.

Beispiel 7 (Vergleich)

Eine Mischung aus 50 g Printex 140V, 70g Printex 25, 15 g Heliogenblau 7080, 350 g Joncryl 61 (anionisches Acrylharz), 40 g Wasser und 3 g Defoamer WO144 werden nach Homogenisieren mit einem Labordissolver auf eine Dreiwalze überführt und mit 2-3 Passagen angerieben. Der Mahlansatz wird mit 300 g Joncryl 90 (anionisches Acrylharz), 40 g Polyrub FA12 und 1 g Tego-Foamex 3062 aufgelackt und mit Wasser ergänzt (auf 1000 g).

Tabelle 1

Ergebnisse

Claims

1. Deinkbare Wasserfarbe, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen

a) 5 bis 30 Gew.-% eines oder mehrerer anorganischer oder organischer Pigmente,
b) 5 bis 30 Gew.-% (Festkörper) eines oder mehrerer wasserverdünnbarer kationischen Harze,
c) 0 bis 25 Gew.-% eines oder mehrerer organischer Lösungs mittel,
d) 20 bis 70 Gew.-% Wasser und
e) 0 bis 10 Gew.-% Hilfsmittel

enthält.

2. Wasserfarbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen

enthält.

3. Wasserfarbe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserverdünnbare kationische Harz ein Acrylharz ist.

4. Wasserfarbe nach Anspruch 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserverdünnbare kationische Harz eine Dispersion umfaßt.

5. Wasserfarbe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserverdünnbare kationische Acrylharz eine Dispersion umfaßt.

6. Verwendung der deinkbaren Wasserfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 beim Flexodruckverfahren.

7. Verwendung der deinkbaren Wasserfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 beim Tiefdruckverfahren.