DE4323745A1 - Mikrokapseln enthaltende Druckfarben für den indirekten Buchdruck - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue Druckfarben für den indi­ rekten Buchdruck, die Farbbildner enthaltende Mikrokapseln, Was­ ser, Bindemittel, organisches Lösungsmittel und gegebenenfalls weitere für Buchdruckfarben übliche Zusatzstoffe enthalten.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von druckempfindlichen, kohlefreien Übertragungssystemen nach der Technik des indirekten Buchdrucks unter Verwendung dieser Druck­ farben.

Reaktionsdurchschreibepapiere sind wohlbekannt. Ihre Funktions­ weise besteht darin, daß eine farbbildende Komponente, die in der Regel in organischem Lösungsmittel gelöst und von einer Mikrokap­ sel umhüllt vorliegt, und eine farbentwickelnde Komponente mit­ einander in Kontakt gebracht werden und dabei unter Farbbildung reagieren. Bei einschichtigen Systemen, sogenannten Einkompo­ nenten-Reaktionsdurchschreibepapieren, sind verkapselter Farb­ bildner und Entwickler gemeinsam in einer Schicht auf das Träger­ material, in der Regel Papier, aufgebracht. Mehrschichtige Sy­ steme bestehen üblicherweise aus zwei oder mehreren aufeinander­ liegenden Papierblättern, bei denen auf die Rückseite des oben liegenden Blattes eine Mikrokapseln enthaltende Geberschicht und auf die Vorderseite des jeweils darunter liegenden Blattes eine den Entwickler enthaltende Nehmerschicht aufgebracht ist. In bei­ den Fällen werden die Mikrokapseln durch die Druckeinwirkung beim Beschreiben zerstört, und durch Reaktion von Farbbildner und Farbentwickler entsteht eine Durchschrift.

In der EP-A 37 477 und der älteren deutschen Patentanmeldung P 42 35 788.8 ist die Herstellung dieser Übertragungssysteme nach der Buch- oder Offsetdrucktechnik unter Verwendung die Mikrokap­ seln enthaltender Druckfarben beschrieben. In beiden Fällen wer­ den, wie für den Offsetdruck üblich, wasserfreie Druckfarben verwendet. Dabei sind Druckfarben mit höheren Mikrokapselgehalten von etwa 20 bis 25 Gew.-% in der Regel zu viskos für eine Anwen­ dung. Um ausreichend intensive Durchschriften zu erzielen, muß die Druckfarbe daher in hohen Schichtdicken von etwa < 6 µm aufge­ bracht werden.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Druckfarben bereit­ zustellen, welche die genannten Nachteile nicht aufweisen, und eine vorteilhafte Herstellung von Reaktionsdurchschreibepapieren ermöglichen.

Demgemäß wurden Druckfarben für den indirekten Buchdruck gefun­ den, die Farbbildner enthaltende Mikrokapseln, Wasser, Bindemit­ tel, organisches Lösungsmittel und gegebenenfalls weitere für Buchdruckfarben übliche Zusatzstoffe enthalten.

Außerdem wurde ein Verfahren zur Herstellung von druckempfindli­ chen, kohlefreien Übertragungssystemen nach der Technik des indi­ rekten Buchdrucks gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man hierfür diese Druckfarben verwendet.

Die erfindungsgemäßen Druckfarben enthalten in der Regel 1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 20 Gew.-% Wasser.

Der Gehalt an Mikrokapseln beträgt im allgemeinen 20 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 40 Gew.-%.

Als Mikrokapseln eignen sich für die erfindungsgemäßen Druckfar­ ben die allgemein bekannten Materialien, z. B. solche auf Basis von Gelatine, vor allem solche auf Basis von Polymeren wie Poly­ acrylaten, Polyamiden, Polyurethanen, Polysulfonamiden und Poly­ estern, Polyadditionsprodukten, z. B. von Polyisocyanaten und Polyaminen und insbesondere von Polykondensationsprodukten wie Formaldehydkondensaten. Unter diesen sind neben Phenol/Formalde­ hyd- und Harnstoff/Formaldehydkondensaten die aus der EP-A-26 914 bekannten Melamin/Formaldehyd-Kondensate besonders bevorzugt.

Als Farbbildner sind für die erfindungsgemäßen Druckfarben die üblicherweise eingesetzten Verbindungen geeignet, die in Kontakt mit einer Säure Farbe entwickeln. Als Beispiele seien Triphenyl­ methane, Diphenylmethane, Xanthene, insbesondere Fluorane und Rhodaminlactame, Thiazine und Spiropyrane genannt, die einzeln oder in Form von Mischungen verwendet werden können.

Die als Lösungsmittel für den Farbbildner eingesetzten sog. Kern­ öle entsprechen ebenfalls dem Stand der Technik. Beispielhaft seien chloriertes Diphenyl, chloriertes Paraffin, Baumwollsamen­ öl, Erdnußöl, Silikonöl, Phthalatester, Phosphatester, Sulfonat­ ester, Monochlorbenzol, teilhydrierte Terphenyle, alkylierte Di­ phenyle, alkylierte Naphthaline, Arylether, Arylalkylether und höher alkyliertes Benzol aufgeführt.

Als Bindemittel kommen die üblicherweise für solche Druckfarben eingesetzten und beispielsweise in "The Printing ink Manual", 4th Ed., 1988, Van Nostrand Reinhold, London, zusammengestellten Verbindungen in Betracht. Beispiele sind natürliche Harze wie Ko­ lophonium, Resinate, Schellack und Asphalte, synthetische Harze wie Phenolharze, phenolmodifizierte Kolophoniumharze, Alkydharze, Terpenharze, Polyamidharze, Polyimidharze, Polyacrylate und -methacrylate, chlorierte Gummi, Vinylesterharze, Kohlenwasser­ stoffharze und oleophile Harze wie trocknende und halbtrocknende Öle und Lithofirnisse auf Basis von Leinöl sowie geeignete Mischungen dieser Verbindungen.

Die erfindungsgemäßen Druckfarben enthalten im allgemeinen etwa 5 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 20 Gew.-% Bindemittel.

Für die erfindungsgemäßen Druckfarben kommen als Lösungsmittel die bekanntermaßen für solche Zwecke eingesetzten Lösungsmittel in Frage. Hier sei ebenfalls auf "The Printing Manual" verwiesen. Als geeignete Beispiele seien genannt: Alkohole wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, Isobutanol, sec.- Butanol, Pentanol, Isopentanol, Neopentanol, Hexanol, 2-Ethyl-1,3-hexandiol und Glycerin; Glykole wie 1,2-Ethylen­ glykol, 1,2- und 1,3-Propylenglykol und 1,2-, 2,3- und 1,4-Butylenglykol; Etheralkohole wie Di- und Triethylenglykol, 1,2-Ethylenglykolmonomethyl- und -ethylether, 3-Methoxypropanol und 3-isopropoxypropanol; Ether wie Methyl-tert.-butylether, Tetrahydrofuran und Dioxan; Ketone wie Aceton und Methylethyl­ keton; Ketoalkohole wie Diacetonalkohol; Alkoholamine wie Tri­ ethanolamin; Ester wie Essigsäureethyl-, -propyl- und -butyl­ ester; aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Isooctan, Petrolether, Toluol, Xy­ lol, Ethylbenzol, Tetralin, Dekalin, Dimethylnaphthalin, Test­ benzin, Mineralöl und Kerosin; trocknende Pflanzenöle wie dehy­ driertes Leinöl und Rizinusöl; tierische Öle wie Fischöle; halb­ trocknende Öle wie Sojaöl sowie kompatible Mischungen dieser Lösungsmittel.

Die erfindungsgemäßen Druckfarben enthalten in der Regel etwa 15 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-% organisches Lösungs­ mittel.

Außerdem können die erfindungsgemäßen Druckfarben weitere für Druckfarben übliche und dem Fachmann geläufige Zusatzstoffe wie Wachse, Trockenstoffe, Geliermittel, Antioxidantien, oberflächen­ aktive Hilfsmittel, Deodorantien, Entschäumer sowie Farbstoffe und Pigmente (z. B. Titandioxid) zur Einfärbung enthalten.

Von besonderem Interesse sind hierbei sog. Abstandshalter, die der Zerstörung der Mikrokapseln beim Anreiben der Druckfarbe und beim Druckvorgang selbst entgegenwirken und eine hohe Reibecht­ heit der Drucke ermöglichen.

Geeignete Abstandshalter sind bekanntermaßen z. B. Cellulosefasern und kalibrierte Stärke. Es können aber auch andere Substanzen wie die in der DE-A-39 35 111 beschriebenen Melaminvollkugeln für diesen Zweck eingesetzt werden.

Die Abstandshalter werden in der Regel in Mengen von bis zu 15 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Druck­ farbe, eingesetzt.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Druckfarben geht man zweckmäßigerweise so vor, daß man zunächst das Bindemittel im Lösungsmittel löst und dann die übrigen Bestandteile einführt.

Die Mikrokapseln können dabei in trockener Form als Mikrokapsel­ pulver oder in wäßriger Dispersion eingesetzt werden. Je nach dem für die fertige Druckfarbe gewünschten Wassergehalt ist die eine oder die andere Vorgehensweise vorzuziehen. Nötigenfalls kann überschüssiges Wasser auch im Vakuum verdampft werden.

Die erfindungsgemäßen Druckfarben sind auch bei hohen Mikrokap­ selgehalten von in der Regel 30 Gew.-% niedrigviskos und können daher auch problemlos verdruckt werden. Weiterhin ist von Vor­ teil, daß aufgrund der möglichen höheren Mikrokapselgehalte nied­ rigere Dicken der aufzubringenden Schichten von etwa 4 bis 6 µm ausreichen, um Durchschriften der gewünschten Intensität zu er­ halten.

Die erfindungsgemäßen Druckfarben können vorteilhaft nach der Technik des indirekten Buchdrucks (oder Trockenoffsetdrucks) zur Herstellung von zwei- bzw. mehrkomponentigen Reaktionsdurch­ schreibepapieren verwendet werden. Dabei ist überraschend, daß die erfindungsgemäßen Druckfarben auch mit hohen Wassergehalten von etwa 10 Gew.-% unter Erzielung hervorragender Druckergeb­ nisse eingesetzt werden können.

Der Farbauftrag erfolgt dabei vorzugsweise über wenige (d. h. etwa 3 bis 5) Farbwalzen.

Eine Variante des erfindungsgemäßen Druckverfahrens besteht darin, daß man die Druckfarbe aus dem Feuchtwerk überträgt und nicht aus dem Farbwerk. Auf diese Weise könnten auch Schichten höherer Dicke problemlos aufgebracht werden.

Als farbentwickelnde Substanzen können für die Nehmerschichten der Reaktionsdurchschreibepapiere die üblicherweise verwendeten sauer reagierenden Verbindungen wie saure Tone, z. B. Mont­ morillonite, Smektite und vor allem Bentonite, und Phenole einge­ setzt werden.

Beispiel 1

Zunächst wurde ein Bindemittelfirnis aus

17,8 Gew.-% naphthenischem Öl
 5,7 Gew.-% Kohlenwasserstoffharz (Sheboffset 68140; DSM Resins, NL)
30,8 Gew.-% Glycerin
 1,8 Gew.-% Terpenöl
22,2 Gew.-% Natriumresinat
 1,0 Gew.-% Alkydharz (Sovernol® KA 3089; Henkel)
20,7 Gew.-% einer Mischung aus:

50 Gew.-% Mineralöl
28 Gew.-% Aluminiumsilikat (Bentonit)
22 Gew.-% 2-Ethyl-1,3-hexandiol

durch Mischen und Lösen der Komponenten hergestellt.

Dieser Firnis wurde zur Herstellung einer Druckfarbe aus

47 Gew.-% Firnis
15 Gew.-% Wasser
 8 Gew.-% Titandioxid
30 Gew.-% Mikrokapselpulver (Mikrokapseln auf der Basis von Mel­ amin/Formaldehyd gemäß der EP-A 26 914, schwarze Farbe entwickelnden Farbbildner enthaltend)

verwendet.

Die erhaltene Druckfarbe wurde im indirekten Buchdruck (Trocken­ offsetdruck) in einer Menge von 5 g/m² auf Rohpapier (50 g/m²) aufgebracht.

Beim Beschreiben in Kontakt mit einer Clay-Nehmerschicht wurden sowohl bei vollflächig als auch bei teilflächig bedrucktem Papier gut lesbare Durchschriften erhalten.

Beispiel 2

Eine Druckfarbe aus

18,6 Gew.-% Natriumresinat
18,6 Gew.-% Glycerin
62,8 Gew.-% einer 50gew.-%igen, wäßrigen Dispersion der Mikro­ kapseln aus Beispiel 1

wurde im indirekten Buchdruck in einer Menge von 5 g/m² auf die Geberseite eines Formularsatzes aufgebracht.

Beim Beschreiben des eine Clay-Nehmerschicht aufweisenden Formu­ larsatzes wurden ebenfalls gut lesbare Druckschriften erhalten.

Beispiel 3

Eine Druckfarbe aus

46,5 Gew.-% Glycerin
 8,0 Gew.-% Triethanolamin
 5,9 Gew.-% Wasser
 1,1 Gew.-% Isopropanol
 4,5 Gew.-% Teflonwachs
29,5 Gew.-% des Mikrokapselpulvers aus Beispiel 1
 4,5 Gew.-% Acrylharzemulsion

wurde im Trockenoffsetdruck über das Feuchtwerk in einer Menge von 6 g/m² auf die Geberseite eines Formularsatzes aufgebracht.

Beim Beschreiben des eine Clay-Nehmerschicht aufweisenden Formu­ larsatzes wurden ebenfalls gut lesbare Durchschriften erhalten.

Claims (8)

1. Druckfarben für den indirekten Buchdruck, die Farbbildner enthaltende Mikrokapseln, Wasser, Bindemittel, organisches Lösungsmittel und gegebenenfalls weitere für Buchdruckfarben übliche Zusatzstoffe enthalten.

2. Druckfarben nach Anspruch 1, die 1 bis 30 Gew.-% Wasser ent­ halten.

3. Druckfarben nach Anspruch 1 oder 2, die 5 bis 20 Gew.-% Was­ ser enthalten.

4. Druckfarben nach den Ansprüchen 1 bis 3, die 20 bis 45 Gew.-% Mikrokapseln enthalten.

5. Druckfarben nach den Ansprüchen 1 bis 4, die 30 bis 40 Gew.-% Mikrokapseln enthalten.

6. Verfahren zur Herstellung von druckempfindlichen, kohlefreien Übertragungssystemen nach der Technik des indirekten Buch­ drucks, dadurch gekennzeichnet, daß man hierfür die Druckfar­ ben gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 verwendet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Druckfarben über das Feuchtwerk auf die Druckwalzen auf­ bringt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Druckfarben über wenige Farbwalzen aufträgt.