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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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A. TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft: eine wässrige schnelltrocknende Harzzusammensetzung,
die für Verwendungszwecke
wie eine Tiefdruckfarbe günstige
Eigenschaften zeigt; und ein Herstellungsverfahren und eine Verwendung
für die
wässrige
schnelltrocknende Harzzusammensetzung.
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B. TECHNISCHER HINTERGRUND
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In
den letzten Jahren wurden im Hinblick auf Umweltprobleme der Luftverschmutzung
und dgl. Versuche zur Umwandlung von herkömmlichen Zusammensetzungen
des Lösemitteltyps
in wässrige
Zusammensetzungen auf den Gebieten verschiedener Druckfarben, Anstrichmittel,
Klebemittel und dgl. durchgeführt.
Es ist jedoch schwierig, die Schnelltrocknungsfähigkeit von herkömmlichen
wässrigen
Zusammensetzungen zu erwarten. Daher bestehen beispielsweise auf
dem Druckgebiet, wo Kunststofffolien als Substrate hauptsächlich für Verpackungsmaterialien
verwendet werden, Probleme in Bezug auf die Trocknungsfähigkeit
oder Benetzbarkeit auf Substraten, weshalb die praktische Verwendbarkeit
mit Ausnahme von einigen Verwendungszwecken noch kaum erreicht wurde.
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Zum
Zweck der Verstärkung
der Schnelltrocknungsfähigkeit
wässriger
Zusammensetzungen kann es Verfahren geben, bei denen der Gesamtfeststoffgehalt
in den wässrigen
Zusammensetzungen hoch eingestellt wurde, um die Menge wasserlöslicher
Komponenten, wie grenzflächenaktiver
Mittel oder Dickungsmittel, möglichst
klein zu machen, oder bei denen eine große Menge von Alkoholen mit
niedrigem Siedepunkt, wie Methanol, zur Förderung des Trocknens zugesetzt
werden. Jedoch konnten diese Verfahren keine ausreichend zufriedenstellenden
Ergebnisse im Hinblick auf die Schnelltrocknungsfähigkeit
liefern. Ferner bringt ein hoher Wert des Gesamtfeststoffgehalts
die Probleme einer leicht erfolgenden Schädigung der Beschichtungs- und Druckverarbeitungsfähigkeit
mit sich. Andererseits ergibt die Verwendung einer großen Menge
von Alkoholen mit niedrigem Siedepunkt zum Erreichen der Schnelltrocknungsfähigkeit
die Probleme einer Luftverschmutzung, einer Beeinträchtigung
der Arbeitsumgebung und die Notwendigkeit der Einrichtung von Lösemittelbehandlungsvorrichtungen.
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Außerdem sind
die herkömmlichen
wässrigen
Zusammensetzungen bei Vergleich mit den Zusammensetzungen des Lösemitteltyps
auch schlechter im Hinblick auf Eigenschaften wie Haftung und Beständigkeit. Daher
bestehen beispielsweise für
den Fall, dass die herkömmlichen
wässrigen
Zusammensetzungen für
eine Tiefdruckfarbe verwendet werden, die Tiefdrucktrommeln mit
auf deren Oberflächen
gebildeten Zellen zugeführt
und dann auf Substrate gedruckt wird, Probleme insofern, als eine
Ablösung
von Druckfarbe (Farbmigration) entsprechend den Substraten erfolgt,
oder insofern, als Drucke mit Wasser verwischt werden, und dgl.
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Die
japanische Patentanmeldung JP-A-06 240 191 offenbart eine Wasser-Farbe-Druckfarbenzusammensetzung,
die ein wasserlösliches
anionisches Polymer, ein wasserlösliches
kationisches Polymer, die beide ein Molekulargewicht von 10000 oder
weniger besitzen, und ein Salz einer flüchtigen basischen Verbindung,
wie Ammoniak und ein organisches Amin, umfasst.
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Die
europäische
Patentanmeldung EP-A-0 952 195 offenbart einen Satz von Druckflüssigkeiten,
der eine erste anionische Druckflüssigkeit, die ein wässriges
Vehikel, mindestens ein erstes Farbmittel und mindestens ein erstes
anionisches Polymer umfasst, eine zweite anionische Druckflüssigkeit,
die ein wässriges Vehikel,
mindestens ein zweites Farbmittel und mindestens ein zweites anionisches
Polymer und ein Säureadditiv
umfasst, eine dritte kationische Druckflüssigkeit, die ein wässriges
Vehikel, mindestens ein drittes Farbmittel, mindestens ein drittes
kationisches Polymer und einen pH-Wert im Bereich von etwa 2 bis
5 umfasst, eine vierte anionische Druckflüssigkeit, die ein wässriges
Vehikel, mindestens einen vierten anionischen Farbstoff und ein
Abscheidungsmittel umfasst, wobei dieses Abscheidungsmittel ein
Salz eines mehrwertigen Metalls, das ein mehrwertiges Metallkation
umfasst, ist, umfasst.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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A. AUFGABE DER ERFINDUNG
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer wässrigen
schnelltrocknenden Harzzusammensetzung, die eine hervorragende Schnelltrocknungsfähigkeit
besitzt und Eigenschaften im Hinblick auf Haftung und Beständigkeit
auf der Höhe
derjenigen von Zusammensetzungen des Lösemitteltyps zeigen kann; und
eines Herstellungsverfahrens für
die wässrige
schnelltrocknende Harzzusammensetzung und ferner eine Verwendung
der wässrigen
schnelltrocknenden Harzzusammensetzung als Tiefdruckfarbenzusammensetzung.
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B. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung führten sorgfältige Untersuchungen zur Lösung der
obigen Probleme durch und gelangten als Ergebnis zur vorliegenden
Erfindung, indem sie ermittelten, dass: wenn drei Komponenten, d.h.
ein wasser lösliches
anionisches Harz mit einem speziellen Molekulargewicht, ein kationisches
Harz mit einem speziellen Molekulargewicht und eine Verbindung eines
mehrwertigen Metalls koexistieren können, dann aufgrund der Kohäsion des
anionischen Harzes und des kationischen Harzes eine hervorragende
Schnelltrocknungsfähigkeit
gezeigt werden kann; und eine komplizierte hochmolekulare Matrix
aufgrund einer stabilen kovalenten Bindung zwischen dem anionischen
Harz und der Verbindung eines mehrwertigen Metalls gebildet wird
und ferner das mehrwertige Metall in dieser hochmolekularen Matrix
mit einer sauren funktionellen Gruppe des anionischen Harzes und
einer basischen funktionellen Gruppe des kationischen Harzes eine
Chelatbildung unter stärkerer
Fixierung derselben ergibt, mit dem Ergebnis, dass die Haftung und die
Beständigkeit
verstärkt
werden können.
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Das
heißt,
eine wässrige
schnelltrocknende Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst eine Kombination von einem wasserlöslichen anionischen Harz mit
einem massegemittelten Molekulargewicht von nicht niedriger als
1000, einem kationischen Harz mit einem anzahlgemittelten Molekulargewicht
von 600 bis 5 000 000 und einer Verbindung eines mehrwertigen Metalls.
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Ferner
umfasst eine weitere wässrige
schnelltrocknende Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
ein wässriges
Medium und eine Harzkomponente, wobei das wässrige Medium durch Trocknen
entfernt werden kann, und diese wässrige schnelltrocknende Harzzusammensetzung
dadurch gekennzeichnet ist, dass die Harzkomponente eine Kombination
von einem wasserlöslichen
anionischen Harz mit einem massegemittelten Molekulargewicht von
nicht niedriger als 1000 und einem kationischen Harz mit einem anzahlgemittelten
Molekulargewicht von 600 bis 5 000 000 umfasst und mit einer Verbindung
eines mehrwertigen Metalls kombiniert ist.
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Ein
Verfahren zur Herstellung einer wässrigen schnelltrocknenden
Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst die Stufe des Kombinierens eines wasserlöslichen
anionischen Harzes mit einem massegemittelten Molekulargewicht von
nicht niedriger als 1000, einem kationischen Harz mit einem anzahlgemittelten
Molekulargewicht von 600 bis 5 000 000 und einer Verbindung eines
mehrwertigen Metalls.
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Eine
Tiefdruckfarbenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst ein wässriges Medium
und eine Harzkomponente, wobei das wässrige Medium durch Trocknen
entfernt werden kann, und diese Tiefdruckfarbenzusammensetzung ist
dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Kombination von einem wasserlöslichen
anionischen Harz mit einem massegemittelten Molekulargewicht von
nicht weniger als 1000, einem kationischen Harz mit einem anzahlgemittelten
Molekulargewicht von 600 bis 5 000 000 und einer Verbindung eines
mehrwertigen Metalls und ferner ein Pigment und/oder einen Farbstoff
umfasst.
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Diese
und andere Aufgaben und die Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus der folgenden detaillierten Offenbarung vollständiger klar.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Eine
wesentliche Komponente der wässrigen
schnelltrocknenden Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist eine Harzkomponente, die eine Kombination von einem wasserlöslichen
anionischen Harz und einem kationischen Harz umfasst.
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Das
wasserlösliche
anionische Harz ist ein Harz, das eine anionische funktionelle Gruppe
besitzt und wasserlöslich ist.
Hierbei bedeutet der Ausdruck "wasserlöslich" die Fähigkeit,
in Wasser in einen gelösten
Zustand zu gelangen, wobei ein transparentes Erscheinungsbild erhalten
wird, und insbesondere einen Teilchendurchmesser des wasserlöslichen
Harzes von nicht größer als
0,001 μm.
Hierbei ist in der vorliegenden Erfindung das wasserlösliche anionische
Harz unverzichtbar, es ist jedoch auch zulässig, dass ein in Wasser dispergierbares
anionisches Harz, d.h. ein anionisches Harz in der Form einer kolloidalen
Dispersion oder einer Emulsion als ein Teil des anionischen Harzes
zusammen mit dem wasserlöslichen
anionischen Harz verwendet wird.
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Wenn
das wasserlösliche
oder in Wasser dispergierbare anionische Harz ein Harz mit einer
anionischen funktionellen Gruppe, die in Gegenwart eines Gegenions
anionischen Charakter zeigen kann, ist, dann ist dieses Harz nicht
speziell beschränkt,
doch sind Kunstharze oder natürliche
Harze als das anionische Harz verwendbar. Beispiele hierfür umfassen
Harze mit einer Carboxylgruppe als der anionischen funktionellen Gruppe,
insbesondere: Kunstharze wie Ethylen(Meth)acrylsäure-Copolymerharze, Vinylacetat(Meth)acrylsäure-Copolymerharze,
(Meth)acrylatester(Meth)acrylsäure-Copolymerharze,
Styrol-(Meth)acrylsäure-Copolymerharze, Styrol-Butadien-Copolymerharze,
Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymerharze,
Carboxylgruppen enthaltende Urethanharze und Carboxylgruppen enthaltende
Polyesterharze; und natürliche
Harze wie Carboxymethylcellulose. Diese können entweder jeweils allein
oder in Kombinationen miteinander verwendet werden.
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Das
Harz mit einer Carboxylgruppe als der anionischen funktionellen
Gruppe ist günstigerweise
ein Polymerharz, das durch ein Verfahren erhalten wird, das die
Stufe der Polymerisation einer mindestens eine ungesättigte Carbonsäure enthaltenden
Monomerkomponente umfasst.
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Die
obige ungesättigte
Carbonsäure
ist nicht speziell beschränkt,
doch umfassen Beispiele derselben: ungesättigte Monocarbonsäuren, wie
(Meth)acrylsäure,
Zimtsäure
und Crotonsäure;
und ungesättigte
Dicarbonsäuren,
wie Maleinsäure,
Itaconsäure
und Fumarsäure,
und Monoester derselben. Diese können
entweder jeweils allein oder in Kombinationen miteinander verwendet
werden. Ferner können
außer
diesen ungesättigten
Carbonsäuren
damit copolymerisierbare ungesättigte
Monomere des weiteren in der obigen Monomerkomponente enthalten
sein. Das mit der ungesättigten
Carbonsäure
copolymerisierbare ungesättigte
Monomer ist nicht speziell beschränkt, doch umfassen Beispiele
desselben: (Meth)acrylatester, wie Methyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat
und 2-Ethylhexyl(meth)acrylat; ungesättigte Nitrile, wie (Meth)acrylnitril;
ungesättigte
Amide, wie (Meth)acrylamid und N-Methylol(meth)acrylamid; Vinylester,
wie Vinylacetat und Vinylpropionat; Vinylether, wie Methylvinylether
und Ethylvinylether; α-Olefine,
wie Ethylen und Propylen; halogenierte α,β-ungesättigte Monomere, wie Vinylchlorid,
Vinylidenchlorid und Vinylfluorid; und α,β-ungesättigte aromatische Monomere,
wie α-Methylstyrol
und Styrol. Diese können
entweder jeweils allein oder in Kombinationen miteinander verwendet
werden.
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Das
Polymerisationsverfahren zur Gewinnung des Polymerharzes mit einer
Carboxylgruppe als der anionischen funktionellen Gruppe ist nicht
speziell beschränkt,
und herkömmliche
Polymerisationsverfahren sind verwendbar. Beispiele desselben umfassen
eine Lösungspolymerisation,
Emulsionspolymerisation und Suspensionspolymerisation. Speziell
kann das wasserlösliche
anionische Harz durch Verfahren wie eine Lösungspolymerisation erhalten
werden und das in Wasser dispergierbare anionische Harz durch Verfahren
wie eine Emulsionspolymerisation und Suspensionspolymerisation er halten
werden. Ferner kann während
der Polymerisation, wenn dies notwendig wird, ein Teil des gebildeten
Polymerharzes mit Monomeren mit mehr als einer copolymerisierbaren
ungesättigten
Gruppe in deren Molekülen,
wie Divinylbenzol, vernetzt werden und ferner der Polymerisationsgrad
auch durch Kettenübertragungsmittel,
wie tert-Dodecylmercaptan, gesteuert werden.
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Das
massegemittelte Molekulargewicht des wasserlöslichen anionischen Harzes
ist günstigerweise nicht
niedriger als 1000, noch günstiger
nicht niedriger als 8000. Für
den Fall, dass das massegemittelte Molekulargewicht des wasserlöslichen
anionischen Harzes niedriger als 1000 ist, ist die Zunahme des Molekulargewichts
während
der Bildung der Matrix so unzureichend, dass die gebildete Harzzusammensetzungsschicht dazu
neigt, nur eine geringe Beständigkeit
zu zeigen. Hierbei ist für
den Fall, dass das in Wasser dispergierbare anionische Harz als
ein Teil des anionischen Harzes zusammen mit dem wasserlöslichen
anionischen Harz verwendet wird, das massegemittelte Molekulargewicht
des in Wasser dispergierbaren anionischen Harzes nicht speziell
beschränkt.
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Der
Glasumwandlungspunkt (Tg) des wasserlöslichen oder in Wasser dispergierbaren
anionischen Harzes liegt günstigerweise
im Bereich von –50
bis 130 °C,
noch günstiger –10 bis
100 °C.
Für den
Fall, dass der Glasumwandlungspunkt (Tg) des anionischen Harzes
niedriger als –50 °C ist, wird
die Matrix so übermäßig weich,
dass die gebildete Harzzusammensetzungsschicht dazu neigt, nur niedrige
Beständigkeit
zu zeigen. Andererseits wird für
den Fall, dass der Glasumwandlungspunkt (Tg) des anionischen Harzes
höher als
130 °C ist,
die Matrix so übermäßig hart,
dass die gebildete Harzzusammensetzungsschicht dazu neigt, spröde zu sein.
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Der
Säurewert
des wasserlöslichen
oder in Wasser dispergierbaren anionischen Harzes liegt günstigerweise
im Bereich von 10 bis 800 mg KOH/g, noch günstiger 30 bis 240 mg KOH/g.
Für den
Fall, dass der Säurewert
des anionischen Harzes niedriger als 10 mg KOH/g ist, ist die Bildung
der Matrix so unzureichend, dass die gebildete Harzzusammensetzungsschicht
dazu neigt, nur niedrige Beständigkeit
zu zeigen. Andererseits neigt für
den Fall, dass der Säurewert
des anionischen Harzes höher
als 800 mg KOH/g ist, insbesondere die Wasserbeständigkeit
zu einem niedrigen Wert.
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Der
Gehalt an dem wasserlöslichen
anionischen Harz liegt günstigerweise
im Bereich von 0,1 bis 99,9 Gew.-%, noch günstiger 25 bis 99 Gew.-%, und
noch stärker
günstiger
30 bis 98 Gew.-% der Gesamtmenge des wasserlöslichen anionischen Harzes
und des kationischen Harzes. Für
den Fall, dass der Gehalt an dem wasserlöslichen anionischen Harz niedriger
als 0,1 Gew.-% ist, ist die Bildung der Matrix so unzureichend, dass
die gebildete Harzzusammensetzungsschicht dazu neigt, nur niedrige
Beständigkeit
zu zeigen. Andererseits ist für
den Fall, dass der Gehalt an dem wasserlöslichen anionischen Harz mehr
als 99 Gew.-% beträgt, der
Gehalt an dem kationischen Harz so niedrig, dass die Haftung der
gebildeten Harzzusammensetzungsschicht an Substraten dazu neigt
gering zu sein. Hierbei ist für
den Fall, dass das in Wasser dispergierbare anionische Harz als
ein Teil des anionischen Harzes zusammen mit dem wasserlöslichen
anionischen Harz verwendet wird, der Gehalt an dem in Wasser dispergierbaren
anionischen Harz nicht speziell beschränkt.
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Das
kationische Harz ist nicht speziell beschränkt, wenn es ein Harz mit einer
kationischen funktionellen Gruppe, die in Gegenwart eines Gegenions
kationischen Charakter zeigen kann, ist, doch umfassen Beispiele
desselben solche, die eine Aminogruppe als die kationische funktionelle
Gruppe besitzen, wie basische stickstoffhaltige Harze (beispielsweise
Polyalkylenimine, Polyamide, Aminosulfopolyester, Polyallylamine,
Polyvinylamine und modifizierte Polymere derselben).
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Das
Polyalkylenimin ist allgemein beispielsweise durch ein Verfahren,
das die Stufe der ionischen Polymerisation eines Alkylenimins, beispielsweise
Ethylenimin, 1,2-Propylenimin, 1,2-Dodecylenimin, 1,1-Dimethylethylenimin,
Phenylethylenimin, Benzylethylenimin, Hydroxylethylethylenimin,
Aminoethylethylenimin, 2-Methylpropylenimin, 3-Chlorpropylethylenimin,
Methoxyethylethylenimin, Dodecylaziridinylformiat, N-Ethylethylenimin,
N-(2-Aminoethyl)ethylenimin, N-Phenethylethylenimin,
N-(2-Hydroxyethyl)ethylenimin, N-(Cyanoethyl)ethylenimin
oder N-(p-Chlorphenyl)ethylenimin, umfasst, oder durch ein Verfahren,
das die Stufen der Polymerisation eines Alkyloxazolins und der anschließenden partiellen
oder vollständigen
Hydrolyse des gebildeten Polymers umfasst, herstellbar. Es besteht
jedoch keine spezielle Beschränkung
hierfür.
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Das
Polyvinylamin ist beispielsweise durch ein Verfahren, das die Stufen
der Polymerisation von N-Vinylformamid und der anschließenden partiellen
oder vollständigen
Hydrolyse des gebildeten Poly(N-Vinylformamids) mit einer Säure (beispielsweise
Salzsäure)
oder einer basischen Substanz umfasst, oder durch ein Verfahren,
das die Stufe einer Reduktion von Polynitroethylen oder einem Derivat
desselben umfasst, oder durch ein Verfahren, das die Stufe der Durchführung eines
Hofmann-Abbaus von Polyacrylamid umfasst, oder durch ein Verfahren,
das die Stufe der Durchführung
einer Alkalireduktion eines N-Vinylphthalimidharzes umfasst, erhältlich.
Es besteht jedoch keine spezielle Beschränkung hierfür. Beispiele für das Polyvinylamin
umfas sen Polyvinylamin, Polymetavinylamin, Polyvinylaminhydrochlorid,
Polyvinylethylaminhydrochlorid, Polymetavinylmethylaminhydrochlorid
und Polyvinyl-N-trimethylammoniumbromid.
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Das
Polyallylamin ist allgemein durch ein Verfahren, das die Stufen
der Polymerisation eines Hydrochlorids eines Allylaminmonomers und
der anschließenden
Entfernung von Chlorwasserstoff aus dem gebildeten Polymer umfasst,
erhältlich.
Es besteht jedoch keine spezielle Beschränkung hierfür. Beispiele für das Polyallylamin
umfassen Polyallylamin, Polyallylaminhydrochlorid, Polyallylethylaminhydrochlorid,
Polyallyldimethylethylammoniumhydrochlorid, Diallylaminhydrochloridpolymere,
Diallylmethylaminhydrochloridpolymere, Diallyldimethylammoniumhydrochloridpolymere,
Copolymere derselben mit Schwefeldioxid, Acrylamid-Copolymere, Diallylaminhydrochloridderviat-Copolymere
und Dimethylaminoethyl(meth)acrylat-Copolymere.
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Beispiele
für das
Polyamid umfassen: Polykondensationsprodukte, die beispielsweise
durch eine Polykondensation, die die Stufen des Erhitzens von Polyalkylenpolyaminen
(beispielsweise Hexamethylendiamin, 1,4-Phenylendiamin, 1,3-Phenylendiamin, Diethylentriamin,
Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Dipropylenpentamin, Dipropylentriamin,
Tripropylentetramin, Dihexamethylentriamin) zusammen mit Dicarbonsäuren (beispielsweise
Adipinsäure,
Isophthalsäure,
Terephthalsäure,
Bernsteinsäure,
Maleinsäure,
Glutarsäure,
Korksäure,
Sebacinsäure)
oder Derivaten derselben (beispielsweise Säurechloriden) und des Entfernens
des gebildeten Wassers unter Vakuum umfasst, oder durch Grenzflächenpolykondensation,
Lösungspolykondensation
bei niedriger Temperatur, Polyphosphorsäure-Lösungspolykondensation oder
Festkörperpolykondensation
erhalten werden; Polyadditionsprodukte aus Diisocyanaten und Dicarbonsäuren; und
Ringöff nungspolymerisationsprodukte
von Lactamen. Jedoch besteht keine spezielle Beschränkung hierfür.
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Der
Aminosulfopolyester ist beispielsweise durch ein Verfahren, das
die Stufen des Erhitzens eines Polyalkanolamins (beispielsweise
Diethanolamin, N-Methyldiethanolamin, Triethanolamin), eines Diols
(beispielsweise Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,4-Cyclohexandimethanol),
einer Dicarbonsäure
(beispielsweise Adipinsäure,
Isophthalsäure,
Terephthalsäure,
Bernsteinsäure,
Maleinsäure,
Glutarsäure,
Korksäure,
Sebacinsäure)
und 5-Natrium-sulfoisophthalsäure
und des Entfernens des gebildeten Wassers unter Vakuum umfasst,
wodurch eine Dehydratationskondensation durchgeführt wird, erhältlich.
Jedoch besteht keine spezielle Beschränkung hierfür.
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Ferner
sind Produkte eines Verfahrens, das die Stufe der Vernetzung der
im vorhergehenden genannten mindestens zwei kationischen Harze miteinander
mit Vernetzungsmitteln umfasst, ebenfalls verwendbar. Beispiele
hierfür
umfassen Produkte eines Verfahrens, das die Stufe der Vernetzung
von Polyalkyleniminen und Polyamiden beispielsweise mit Epichlorhydrin
umfasst. Jedoch besteht keine spezielle Beschränkung hierfür.
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Ferner
umfassen für
den Fall, dass das kationische Harz ein modifiziertes Polymer ist,
Beispiele hierfür mit
Ethylenoxid, Propylenoxid, Styroloxid oder einem α,β-ungesättigten
Ester modifizierte Polymere mit einem Modifikationsanteil von 0
bis 100 %. Diese können
entweder jeweils allein oder in Kombinationen miteinander verwendet
werden. Ferner ist die Form dieser kationischen Harze bei einer
Verwendung nicht speziell beschränkt,
jedoch ist eine wässrige
Lösung
günstig.
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Es
ist wichtig, dass das anzahlgemittelte Molekulargewicht des kationischen
Harzes im Bereich von 600 bis 5 000 000 liegt. Das anzahlgemittelte
Molekulargewicht des kationischen Harzes liegt günstigerweise im Bereich von
600 bis 2 700 000, noch günstiger
600 bis 150 000, und noch günstiger
1000 bis 120 000. Für den
Fall, dass das anzahlgemittelte Molekulargewicht des kationischen
Harzes niedriger als 600 ist, ist die Zunahme des Molekulargewichts
während
der Bildung der Matrix so unzureichend, dass die gebildete Harzzusammensetzungsschicht
dazu neigt, nur geringe Beständigkeit
zu zeigen. Andererseits ist für
den Fall, dass das anzahlgemittelte Molekulargewicht des kationischen
Harzes höher
als 5 000 000 ist, die Umsetzung während der Bildung der Matrix
so unzureichend, dass die Wasserbeständigkeit der gebildeten Harzzusammensetzungsschicht
niedrig ist.
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Der
Gehalt an dem kationischen Harz kann entsprechend der Art oder dem
Molekulargewicht des kationischen Harzes passend festgelegt werden,
er liegt jedoch beispielsweise günstigerweise
im Bereich von 0,1 bis 99,9 Gew.-%, noch günstiger 1 bis 75 Gew.-% der
Gesamtmenge des wasserlöslichen
anionischen Harzes und des kationischen Harzes. Für den Fall,
dass der Gehalt an dem kationischen Harz niedriger als 0,1 Gew.-% beträgt, neigt
die Haftung der gebildeten Harzzusammensetzungsschicht an Substraten
dazu gering zu sein. Andererseits ist für den Fall, dass der Gehalt
an dem kationischen Harz höher
als 99,9 Gew.-% ist, der Gehalt an dem wasserlöslichen anionischen Harz so
niedrig, dass die gebildete Harzzusammensetzungsschicht dazu neigt,
nur niedrige Beständigkeit
zu zeigen.
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Die
Harzkomponente, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
kann ferner ein anderes Harz als das anionische Harz und das kationische
Harz umfassen. Dieses andere Harz ist nicht speziell beschränkt, und
Kunstharze oder natürliche
Harze sind verwendbar. Beispiele hierfür umfassen: Kunstharze, wie
Polyolefinharze (beispielsweise Polyethylen, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere,
Ethylen(Meth)acrylatester-Copolymere, Polypropylen und Propylen-Buten-Copolymere),
Dienharze, Polystyrolharze (beispielsweise Polystyrol, Styrol-Butadien-Copolymere),
Poly(vinylacetat)harze, (Meth)acrylatesterharze, Acrylnitrilharze,
Polyetherharze (beispielsweise Polyoxymethylen, Polyphenylenetherharze),
Polycarbonatharze, Polyesterharze, ungesättigte Polyesterharze, Polyurethanharze,
Epoxyharze und Polyimidharze; und natürliche Harze, wie Casein.
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In
der wässrigen
schnelltrocknenden Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist die Harzkomponente mit einer Verbindung eines mehrwertigen Metalls
kombiniert.
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Die
Verbindung eines mehrwertigen Metalls ist nicht speziell beschränkt, wenn
sie mit einer sauren funktionellen Gruppe, wie einer Carboxylgruppe,
des anionischen Harzes oder einer basischen funktionellen Gruppe,
wie einer Aminogruppe, des kationischen Harzes eine kovalente Bindung
bilden kann. Beispiele für die
Metallart der Verbindung eines mehrwertigen Metalls umfassen Zirconium,
Zink, Bor und Titan, und diese Metallarten sind günstig. Ferner
umfassen Beispiele für
Liganden der Verbindung eines mehrwertigen Metalls Ammoniumhydroxid,
Ammoniumcarbonat, Ammoniumcarboxylate, Carbonsäuren und Halogenide. Spezielle Beispiele
für Verbindungen
eines mehrwertigen Metalls, die diese Metallarten und Liganden umfassen,
umfassen Ammoniumzirconiumcarbonat, Ammoniumzirconiumlactat, Ammoniumzirconiumacetat,
Zirconiumacetat, Zirconiumpropionat, Zirconiumsulfat, Zirconiumnitrat,
Zirconiumhydroxychlorid, Zirconiumoxychlorid, Zirconiumphosphat,
Zirconiumkaliumcarbonat, Zirconiumammoniumfluorid, Ammoniumzinkcarbonat,
Borate, Ammoniumtitanoxalat und Ammoniumtitancarbonat. Ferner kann
die Verbindung eines mehrwertigen Metalls eine solche sein, die
durch Stabilisierung der die obige Metallart und den obigen Liganden
umfassenden Verbindung durch beispielsweise Weinsäure oder
Gluconsäure
hergestellt wurde. Diese Verbindungen eines mehrwertigen Metalls
können
entweder jeweils allein oder in Kombinationen miteinander verwendet
werden.
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Der
Gehalt an der Verbindung eines mehrwertigen Metalls liegt günstigerweise
im Bereich von 0,1 bis 50 Gew.-%, noch günstiger 2 bis 40 Gew.-% und
noch günstiger
3 bis 35 Gew.-%
der Gesamtmenge des anionischen Harzes (wasserlöslichen anionischen Harzes
und, wenn dies notwendig ist, in Wasser dispergierbaren anionischen
Harzes) und des kationischen Harzes. Für den Fall, dass der Gehalt
an der Verbindung eines mehrwertigen Metalls niedriger als 0,1 Gew.-%
ist, ist die Umsetzung während
der Bildung der Matrix so unzureichend, dass die Wasserbeständigkeit
und die Lösemittelbeständigkeit
der gebildeten Harzzusammensetzungsschicht niedrig sind. Andererseits
läuft für den Fall,
dass der Gehalt an der Verbindung eines mehrwertigen Metalls höher als
50 Gew.-% ist, die Vernetzungsreaktion während der Bildung der Matrix
so übermäßig ab,
dass die gebildete Harzzusammensetzungsschicht dazu neigt, spröde zu sein.
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In
der wässrigen
schnelltrocknenden Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
wird die Harzkomponente günstigerweise
des weiteren mit einer flüchtigen
basischen Verbindung kombiniert. Das Vorhandensein der flüchtigen
basischen Verbindung schützt
die saure funktionelle Gruppe des anionischen Harzes während des
Zeitraums vor der Verwendung der Harzzusammensetzung, und sie kann
dadurch die Lagerungsstabilität
der Harzzusammensetzung erhöhen.
Ferner verflüchtigt
sich diese flüchtige
basische Verbindung ohne weiteres, wenn die Harzzusammensetzung
verwendet wird, wes halb die geschützte saure funktionelle Gruppe
rasch zur Bildung der Matrix beiträgt, mit dem Ergebnis, dass
das Trocknen gefördert
wird und ferner die Beständigkeit
erhalten wird.
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Beispiele
für die
flüchtige
basische Verbindung umfassen Ammoniak, Morpholin, Alkylamine, 2-Dimethylaminoethanol,
N-Methylmorpholin
und Ethylendiamin. Diese können
entweder jeweils allein oder in Kombinationen miteinander verwendet
werden.
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Der
Gehalt an der flüchtigen
basischen Verbindung kann entsprechend deren Art oder Basizität passend
festgelegt werden, und er ist nicht speziell beschränkt, wenn
dieser Gehalt derart ist, dass der pH-Wert der Harzzusammensetzung
auf einen Wert, der die basische funktionelle Gruppe des kationischen
Harzes nicht ionisiert, erhöht
werden kann. Speziell ist es günstig,
wenn die flüchtige
basische Verbindung in einer Weise verwendet wird, dass der pH-Wert
der Harzzusammensetzung, der mit der flüchtigen basischen Verbindung
eingestellt wird, nicht niedriger als 8 sein kann. Für den Fall,
dass der pH-Wert der Harzzusammensetzung, der mit der flüchtigen
basischen Verbindung eingestellt wird, niedriger als 8 ist, ist
die Lagerungsstabilität der
Harzzusammensetzung beschädigt
und ferner neigt die Haftung oder Beständigkeit der gebildeten Harzzusammensetzungsschicht
dazu niedriger zu sein.
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Die
wässrige
schnelltrocknende Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst ein wässriges
Medium zusammen mit der Harzkomponente und der Verbindung eines
mehrwertigen Metalls. Das wässrige
Medium ist nicht speziell beschränkt,
doch ist das günstigste
ein Lösemittel
aus nur Wasser. Ferner können
beispielsweise eine oder mehrere Arten wasserlöslicher organischer Lösemittel
mit nied rigen Siedepunkten, wie Methanol und Ethanol, verwendet
werden oder ein Gemisch derselben mit Wasser verwendet werden.
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Die
wässrige
schnelltrocknende Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
besitzt günstigerweise
einen Gesamtfeststoffgehalt von nicht niedriger als 1 Gew.-%. Für den Fall,
dass der Gesamtfeststoffgehalt in der Harzzusammensetzung niedriger
als 1 Gew.-% ist, besteht die Tendenz einer unzureichenden Schnelltrocknungsfähigkeit.
Daher wird das im vorhergehenden genannte wässrige Medium üblicherweise
zur Einstellung des Gesamtfeststoffgehalts in der Harzzusammensetzung
auf nicht niedriger als 1 Gew.-% verwendet.
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Die
wässrige
schnelltrocknende Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
kann ferner ein Farbmittel entsprechend den Verwendungszwecken der
Harzzusammensetzung umfassen. Das Farbmittel ist nicht speziell
beschränkt,
doch umfassen Beispiele desselben: verschiedene organische oder
anorganische Pigmente; und verschiedene Farbstoffe, wie saure Farbstoffe,
direkte Farbstoffe, reaktive Farbstoffe, disperse Farbstoffe, Lebensmittelfarben
und fluoreszierende Aufhellmittel. Speziellere Beispiele derselben umfassen:
Pigmente wie C. I. Pigment Yellow 1, 3, 12, 13, 14, 17, 24, 34,
35, 37, 42, 53, 55, 72, 81, 83, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 108,
109, 110, 117, 120, 128, 138, 153, C. I. Pigment Orange 5, 13, 16,
17, 36, 43, 51, C. I. Pigment Red 1, 2, 3, 5, 17, 22, 23, 31, 38,
48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 49:1, 49:2, 52:1, 52:2, 53:1, 57:1, 60:1,
63:1, 63:2, 64:1, 81, 83, 88, 101, 104, 105, 106, 108, 112, 114,
122, 123, 146, 149, 166, 168, 170, 172, 177, 178, 179, 185, 190,
193, 209, 216, C. I. Pigment Violet 1, 3, 5:1, 16, 19, 23, 38, C.
I. Pigment Blue 1, 2, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 17:1,
18, 24, 27, 28, 29, 56, 60, 61, 63, C. I. Pigment Green 1, 4, 7,
8, 10, 17, 18, 36, C. I. Pigment Brown 25, C. I. Pigment Black 1,
7, 11, C. I. Pigment Metal 1, 2, C. I. Pigment White 1, 4, 5, 6,
18, 21, 24, 27, Perlglanzpigmente und bei Tageslicht fluoreszierende
Pigmente; und Farbstoffe wie C. I. Acid Black 1, 2, 7, 16, 17, 24,
26, 28, 31, 41, 48, 52, 56, 58, 60, 63, 94, 107, 109, 112, 118,
119, 121, 122, 131, 155, 156, 172, 194, 208, C. I. Acid Blue 1,
7, 9, 22, 23, 25, 27, 29, 40, 41, 43, 45, 49, 51, 53, 55, 56, 59,
62, 78, 90, 91, 92, 93, 102, 104, 111, 113, 117, 120, 124, 126,
145, 167, 171, 175, 183, 185, 229, 234, 236, 254, C. I. Acid Brown
4, 14, C. I. Acid Green 3, 9, 12, 16, 19, 20, 25, 27, 41, C. I.
Acid Orange 7, 8, 10, 33, 56, 64, C. I. Acid Red 1, 4, 6, 8, 13,
14, 15, 18, 19, 21, 26, 27, 30, 32, 34, 37, 38, 40, 42, 45, 51,
52, 54, 57, 80, 82, 83, 85, 87, 88, 89, 92, 94, 97, 106, 108, 110,
111, 119, 129, 131, 134, 135, 154, 155, 172, 176, 180, 184, 186,
187, 243, 249, 254, 256, 257, 270, 289, 317, 318, C. I. Acid Violet
7, 11, 15, 34, 35, 41, 43, 49, 75, C. I. Acid Yellow 1, 3, 4, 7,
11, 12, 13, 14, 17, 18, 19, 23, 25, 29, 34, 36, 38, 40, 41, 42,
44, 49, 53, 55, 59, 61, 71, 72, 76, 78, 99, 111, 114, 116, 122,
135, 161, 172, C. I. Basic Black 2, 8, C. I. Basic Blue 1, 3, 5,
7, 9, 24, 25, 26, 28, 29, C. I. Basic Brown 1, 12, C. I. Basic Green
1, 4, C. I. Basic Orange 2, 15, 21, 22, C. I. Basic Red 1, 2, 9,
12, 13, 37, C. I. Basic Violet 1, 3, 5, 7, 9, 24, 25, 26, 28, 29,
C. I. Basic Yellow 1, 2, 11, 12, 14, 21, 32, 36, C. I. Reactive
Black 1, 3, 5, 6, 8, 12, 14, C. I. Reactive Blue 2, 5, 7, 12, 13,
14, 15, 17, 18, 19, 20, 21, 25, 27, 28, 37, 38, 40, 41, 71, C. I.
Reactive Brown 1, 7, 16, C. I. Reactive Green 5, 7, C. I. Reactive
Orange 2, 5, 7, 16, 20, 24, C. I. Reactive Red 6, 7, 11, 12, 15,
17, 21, 23, 24, 35, 36, 42, 63, 66, C. I. Reactive Violet 2, 4,
5, 8, 9, C. I. Reactive Yellow 1, 2, 3, 13, 14, 15, 17, C. I. Food
Black 2, C. I. Food Blue 3, 4, 5, C. I. Food Green 2, 3, C. I. Food
Red 2, 3, 7, 9, 14, 52, 87, 92, 94, 102, 104, 105, 106, C. I. Food
Violet 2 und C. I. Food Yellow 3, 4, 5. Wenn diese Farbmittel verwendet
werden, liegt die Menge derselben günstigerweise im Bereich von
1 bis 300 Gew.-%, noch günstiger 5
bis 200 Gew.-% der Gesamtmenge des anionischen Harzes (wasserlöslichen
anionischen Harzes und, wenn dies notwendig ist, in Wasser dispergierbaren
anionischen Harzes) und des kationischen Harzes.
-
Wenn
dies notwendig ist, kann die wässrige
schnelltrocknende Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
ferner verschiedene Additive, wie Weichmacher, Wachs, Feuchthaltemittel,
Entschäumungsmittel,
grenzflächenaktive
Mittel, Benetzungsmittel, Nivellierungsmittel, Dickungsmittel, Rheologiemodifizierungsmittel,
Maskierungsmittel, Biozide, Dispergiermittel, Füllstoffe (beispielsweise Calciumcarbonat,
Talkum, Ton, Siliciumdioxid, Silicat), Gefrierschutzmittel, Einfrier-
oder Entfrostungsstabilisatoren, Konservierungsmittel, Korrosionsschutzmittel,
Farbwasser festhaltende Verbesserungsmittel, antistatische Mittel,
Antioxidationsmittel, W-Schutzmittel und fluoreszierende Aufhellmittel,
umfassen. Die Menge dieser Zusatzstoffe, die verwendet werden, kann
passend in einem Bereich, der die Wirkungen der vorliegenden Erfindung
nicht schädigt,
festgelegt werden.
-
Die
wässrige
schnelltrocknende Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist durch Kombinieren des wasserlöslichen anionischen Harzes,
des kationischen Harzes und der Verbindung eines mehrwertigen Metalls
erhältlich,
doch ist das Verfahren zur Herstellung dieser Harzzusammensetzung
nicht speziell beschränkt.
Genauer gesagt können
die obigen drei unverzichtbaren Komponenten (d.h. das wasserlösliche anionische
Harz, das kationische Harz und die Verbindung eines mehrwertigen
Metalls) und das wässrige
Medium und ferner, falls nötig,
die obigen Farbmittel oder anderen Additive in beliebiger Reihenfolge
und in beliebiger Weise gemischt werden. Beispielsweise können im
Hinblick auf die Lagerungsstabilität zwei der obigen drei unverzichtbaren
Komponenten zuvor gemischt werden und dann die verbliebene eine
unverzichtbare Komponente unmittelbar vor der Verwendung der Harzzusammensetzung
zugesetzt werden. Eine wünschenswerte
günstige
Form der wässrigen
schnelltrocknenden Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
besteht darin, dass die wässrige
schnelltrocknende Harzzusammensetzung das wasserlösliche anionische
Harz, das kationische Harz und die Verbindung eines mehrwertigen
Metalls gleichzeitig gemeinsam enthält, d.h. die drei unverzichtbaren
Komponenten im Anfangsstadium zusammengemischt werden.
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Die
wässrige
schnelltrocknende Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist speziell mit herkömmlichen
Rühr-,
Dispergier- und Zerkleinerungsvorrichtungen, wie Rührern (beispielsweise
Rührschaufeln),
Schnellrührdispergiervorrichtungen,
Hochdruckhomogenisatoren, Kugelmühlen,
Sandmühlen,
einem Attritor, Korbmahlwerken, Walzenmahlwerken und Schwingungsdispergiervorrichtungen,
herstellbar. Ferner können,
wenn dies notwendig ist, grobe Teilchen und dgl. durch beispielsweise
Filter entfernt werden.
-
In
Bezug auf die wässrige
schnelltrocknende Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
wird das wässrige
Medium durch Trocknen entfernt. Beispielsweise erfolgt unmittelbar
nach dem Anbringen der wässrigen
schnelltrocknenden Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
an einem Substrat die Kohäsion
des anionischen Harzes (wasserlöslichen
anionischen Harzes und, wenn dies notwendig ist, in Wasser dispergierbaren
anionischen Harzes) und des kationischen Harzes unter Austreiben
des wässrigen
Mediums aus dem System mit dem Ergebnis, dass sich eine hervorragende
Schnelltrocknungsfähigkeit
einstellt. Ferner wird in der Harzzusammensetzung nach dem Entfernen
des wässrigen
Mediums aus dieser aufgrund einer stabilen kovalenten Bindung zwischen
dem anionischen Harz und der Verbindung eines mehrwertigen Metalls
eine komplizierte hochmolekulare Matrix gebildet, und ferner erfolgt
eine Chelatbildung des mehrwertigen Metalls in dieser hochmolekularen
Matrix mit einer sauren funktionellen Gruppe des anionischen Harzes
und einer basischen funktionellen Gruppe des kationischen Harzes
unter stärkerem
Fixieren derselben mit dem Ergebnis, dass ein Film, der eine äußerst hervorragende
Haftung und Beständigkeit
zeigt, gebildet werden kann. Das heißt, die wässrige schnelltrocknende Harzzusammensetzung
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann eine hervorragende Schnelltrocknungsfähigkeit
aufgrund der Koexistenz der drei Komponenten, d.h. des anionischen
Harzes (wasserlöslichen
anionischen Harzes und, wenn dies notwendig ist, in Wasser dispergierbaren
anionischen Harzes), des kationischen Harzes und der Verbindung
eines mehrwertigen Metalls, zeigen und ferner eine äußerst hervorragende
Haftung und Beständigkeit
aufgrund synergistischer Wirkungen der drei Komponenten zeigen.
-
Die
Tiefdruckfarbenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst das wässrige
Medium und die Harzkomponente, wobei das wässrige Medium durch Trocknen
entfernt werden kann, und diese Tiefdruckfarbenzusammensetzung umfasst
eine Kombination aus dem anionischen Harz (wasserlöslichen
anionischen Harz und, wenn dies notwendig ist, in Wasser dispergierbaren
anionischen Harz), dem kationischen Harz und der Verbindung eines
mehrwertigen Metalls und ferner das Pigment und/oder den Farbstoff.
Wenn eine derartige Tiefdruckfarbenzusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Durchführung
von Tiefdruck verwendet wird, kann sie wirksam die Probleme, die
durch herkömmliche
wässrige Harzzusammensetzungen
nicht gelöst
werden können,
im Hinblick auf Beständigkeit
(beispielsweise Wasserbeständigkeit, Lösemittelbeständigkeit
und Abriebbeständigkeit),
Trocknungsfähigkeit
und Haftung vermeiden.
-
Selbstverständlich ist
die wässrige
schnelltrocknende Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
für einen
breiten Bereich anderer Verwendungszwecke, wie verschiedene Druckfarben
(beispielsweise Druckfarbe für
Flexographie, Druckfarbe für
Tintenstrahldrucker); verschiedene Klarbeschichtungsmittel (beispielsweise
OP-Firnis); Empfangsschichten von Empfangspapier für Tintenstrahldrucker;
verschiedene Anstrichmittel (beispielsweise Anstrichmittel für Verkehrszeichen
auf Straßenoberflächen, leitfähige Anstrichmittel,
Anstrichmittel für
Kunststoffe); verschiedene Klebemittel (beispielsweise Klebemittel
für verschiedene
Laminate, wie Trockenlaminate und Extrusionslaminate, Klebemittel
für Holz,
Klebemittel für
Strukturen); antistatische Mittel; Grundierungen; Deckbeschichtungen;
Selbstklebemittel; und verschiedene Kosmetika (beispielsweise Nagelpolituren,
Frisiermittel); außer
der im vorhergehenden genannten Tiefdruckfarbe verwendbar.
-
Das
Verfahren zur Auftragung der wässrigen
schnelltrocknenden Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist nicht speziell beschränkt,
und beispielsweise können
herkömmliche
Beschichtungsverfahren und -vorrichtungen, wie Tiefdruckbeschichtung,
Tiefdruckumkehrbeschichtung, Messerbeschichtung, Kommabeschichtung,
Schlitzformbeschichtung, Gleitwerkzeugbeschichtung, Luftrakelbeschichtung, Klingenbeschichtung,
Balkenbeschichtung, Kiss-Coating, Sprühbeschichtung, Luftsprühbeschichtung,
Walzenbeschichtung, Bürstenbeschichtung,
Vorhangbeschichtung, Flutbeschichtung und Tauchbeschichtung, verwendet
werden.
-
Verschiedene
Substrate für
eine Beschichtung mit der erfindungsgemäßen wässrigen schnelltrocknenden
Harzzusammensetzung sind nicht speziell beschränkt, doch umfassen Beispiele
derselben: organische Substrate, wie Olefinharze (beispielsweise
Polyethylen, Polypropylen), Polystyrolharze, Nylon, Polyesterharze
(beispielsweise PET), Cellophan, Vinylchloridharze und Vinylidenchloridharze;
Papiersubstrate, wie Papier feiner Qualität, Kraft-Papier, Krepppapier,
Pergamin und kunststoffbeschichtetes Papier; anorganische Substrate,
wie Metalle (beispielsweise Eisen, Aluminium, Kupfer), Glas, Beton,
Zement, Ziegel und Pflasterplatten; Bitumen; Zinderblöcke; Spanplatten;
und Holz. Die Form dieser Substrate ist nicht speziell beschränkt, doch
umfassen Beispiele derselben Folien, Bögen und plattenförmige Formprodukte.
-
(Wirkungen und Vorteile
der Erfindung):
-
Die
vorliegende Erfindung kann bereitstellen: eine wässrige schnelltrocknende Harzzusammensetzung,
die eine hervorragende Schnelltrocknungsfähigkeit aufweist und Eigenschaften
im Hinblick auf Haftung und Beständigkeit
auf dem gleichen Niveau wie Zusammensetzungen des Lösemitteltyps
zeigen kann; ein Herstellungsverfahren für die wässrige schnelltrocknende Harzzusammensetzung;
und eine Verwendung der wässrigen
schnelltrocknenden Harzzusammensetzung als Tiefdruckfarbenzusammensetzung.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Im
folgenden wird die vorliegende Erfindung durch die folgenden Beispiele
einiger bevorzugter Ausführungsformen
im Vergleich mit nicht-erfindungsgemäßen Vergleichsbeispielen genauer
erläutert.
Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Hierbei sind, falls nicht
anders angegeben, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen
angegebenen Einheiten "Teil(e)" und "%" auf das Gewicht bezogen.
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BEISPIEL 1
-
Eine
Menge von 56,6 Teilen eines wasserlöslichen anionischen Harzes
A (Styrol-Acrylharz, massegemitteltes Molekulargewicht (LS) = 12
000, Säurewert
= 195 mg KOH/g, Tg = 70 °C,
Feststoffgehalt = 30 %), 16,6 Teile eines in Wasser dispergierbaren
anionischen Harzes B (Styrol-Acrylharz, Säurewert = 55 mg KOH/g, Tg =
37 °C, Feststoffgehalt
= 46 %), 2,4 Teile eines polyamidmodifizierten Polyethylenimins
A (das ferner mit Styroloxid modifiziert wurde) (anzahlgemitteltes
Molekulargewicht (GPC) des polyamidmodifizierten Polyethylenimins
= 120 000, Styroloxidmodifizierungsanteil = 25 Mol-%, Feststoffgehalt
= 20 %), 14,3 Teile Ammoniumzirconiumcarbonat (Feststoffgehalt =
20 %), 8,3 Teile eines Polyethylenwachses (Feststoffgehalt = 25
%), 0,9 Teile eines Weichmachers (Butylbenzylphthalat) und 0,9 Teile
Wasser wurden in ein Dispersionsgefäß gegeben und dann mit 2000
rpm mit einer Dispergiervorrichtung 5 min gerührt, wodurch eine Harzzusammensetzung
mit einem Gesamtfeststoffgehalt von 32 % erhalten wurde.
-
Die
gebildete Harzzusammensetzung wurde auf eine OPP-Folie (die mit
einer Koronaentladung behandelt worden war) mit einer Stabbeschichtungsvorrichtung
so aufgetragen, dass die Dicke der gebildeten festen Ablagerung
etwa 3 μm
betrug, und unmittelbar danach wurde ein Wasserbeständigkeitstest
auf die im folgenden angegebene Weise durchgeführt. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 1 angegeben.
-
(Wasserbeständigkeitstest):
Unmittelbar nach der obigen Beschichtungsstufe wurde ein Wassertropfen
auf die Beschichtungsfilmoberfläche
getropft und dann 10 min dort belassen. Der Zeitraum, der ab da
verstrich, solange keine Änderung
des Beschichtungsfilms beobachtet wurde, wurde mit dem Auge ermittelt,
um die Wasserbeständigkeit
nach dem folgenden Standard zu bewerten:
- A:
Der Zeitraum war kürzer
als 15 min.
- B: Der Zeitraum lag im Bereich von 15 bis 30 min (jedoch ohne
Einschluss von 30 min).
- C: Der Zeitraum war nicht kürzer
als 30 min.
-
Außerdem wurde
der Film, der durch Beschichten mit der Harzzusammensetzung in der
obigen Weise erhalten wurde, bei 25 °C, 60 % relativer Luftfeuchtigkeit
24 h gealtert. Verschiedene Bewertungen dieses gealterten Films
wurden auf die folgenden Weisen durchgeführt. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 1 angegeben.
-
(Aussehen
des Beschichtungsfilms): Das Aussehen des Beschichtungsfilms wurde
mit dem Auge betrachtet und nach dem folgenden Standard bewertet:
- A: Es gab kein Problem wie Risse.
- C: Es traten Fehler im Aussehen, wie Risse, auf.
-
(Wasserbeständigkeitsreibetest):
Baumwolle, die in Wasser getaucht worden war, wurde 200-mal auf dem
Beschichtungsfilm mit einem Southerland Rub-o-Tester vor- und rückwärtsbewegt,
um die Zahl der Wiederholungen, die für eine Veränderung des Beschichtungsfilms
notwendig war, zu ermitteln. Die Bewertung wurde nach dem folgenden
Standard durchgeführt.
- A: Keine Veränderung wurde selbst bei 200
Wiederholungen beobachtet.
- B: Eine Veränderung
wurde bei 100–200
Wiederholungen mit Ausschluss von 200 Wiederholungen beobachtet.
- C: Eine Veränderung
wurde bei weniger als 100 Wiederholungen beobachtet.
-
(Alkoholbeständigkeitsreibetest):
Baumwolle, die in 80%-iges
Ethanol getaucht worden war, wurde 100-mal auf dem Beschichtungsfilm
mit einem Southerland Rub-o-Tester vor- und rückwärtsbewegt, um die Zahl der
Wiederholungen, die für
eine Veränderung
des Beschichtungsfilms notwendig war, zu ermitteln. Die Bewertung
wurde nach dem folgenden Standard durchgeführt:
- A:
Keine Veränderung
wurde selbst bei 100 Wiederholungen beobachtet.
- B: Eine Veränderung
wurde bei 50–100
Wiederholungen mit Ausschluss von 100 Wiederholungen beobachtet.
- C: Eine Veränderung
wurde bei weniger als 50 Wiederholungen beobachtet.
-
(Haftungstest):
Ein Selbstklebeband einer Breite von 12 mm wurde auf der Beschichtungsfilmoberfläche angebracht
und dann zwangsweise abgelöst,
wobei mit dem Auge beobachtet wurde, ob sich der Beschichtungsfilm
von dem Substrat ablöste
oder nicht. Die Bewertung erfolgte nach dem folgenden Standard:
- A: Keine Ablösung.
- C: Ablösung.
-
BEISPIEL 2
-
Eine
Harzzusammensetzung mit einem Gesamtfeststoffgehalt von 21 % wurde
auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 erhalten, wobei jedoch
die Komponenten und das Mischungsverhältnis derselben wie in Tabelle
1 angegeben waren, wo bei das Polyethylenimin B ein propylenoxidmodifiziertes
Polyethylenimin B (anzahlgemitteltes Molekulargewicht (GPC) = 1200
(anzahlgemitteltes Molekulargewicht (GPC) des Polyethylenimins vor
der Modifizierung = 600, Modifizierungsanteil = 100 Mol-%, Feststoffgehalt
= 50 %) war und wobei das grenzflächenaktive Mittel ein Acetylendioltyp
war.
-
Die
gebildete Harzzusammensetzung wurde verschiedenen Tests auf die
gleiche Weise wie bei Beispiel 1 unterzogen. Die Ergebnisse sind
in Tabelle 1 angegeben.
-
BEISPIEL 3
-
Eine
Harzzusammensetzung mit einem Gesamtfeststoffgehalt von 35 % wurde
auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 erhalten, wobei jedoch
die Komponenten und das Mischungsverhältnis derselben wie in Tabelle
1 angegeben waren, wobei das Polyethylenimin C ein Polyethylenimin
C (anzahlgemitteltes Molekulargewicht (GPC) = 60 000, Feststoffgehalt
= 50 %) war.
-
Die
gebildete Harzzusammensetzung wurde verschiedenen Tests auf die
gleiche Weise wie bei Beispiel 1 unterzogen. Die Ergebnisse sind
in Tabelle 1 angegeben.
-
BEISPIEL 4
-
Eine
Harzzusammensetzung mit einem Gesamtfeststoffgehalt von 33 % wurde
auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 erhalten, wobei jedoch
die Komponenten und das Mischungsverhältnis derselben wie in Tabelle
1 angegeben waren, wobei das Polyethylenimin D ein styroloxidmodifiziertes
Polyethylenimin D (anzahlgemitteltes Molekulargewicht (GPC)= 1000
(anzahlgemitteltes Molekulargewicht (GPC) des Polyethylenimins vor
der Modifizierung = 600), Modifizierungs anteil = 25 Mol-%, Feststoffgehalt
= 59 %) war.
-
Die
gebildete Harzzusammensetzung wurde verschiedenen Tests auf die
gleiche Weise wie bei Beispiel 1 unterzogen. Die Ergebnisse sind
in Tabelle 1 angegeben.
-
BEISPIEL 5
-
Eine
Harzzusammensetzung mit einem Gesamtfeststoffgehalt von 26 % wurde
auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 erhalten, wobei jedoch
die Komponenten und das Mischungsverhältnis derselben wie in Tabelle
1 angegeben waren.
-
Die
gebildete Harzzusammensetzung wurde verschiedenen Tests auf die
gleiche Weise wie bei Beispiel 1 unterzogen. Die Ergebnisse sind
in Tabelle 1 angegeben.
-
VERGLEICHSBEISPIELE 1
BIS 3
-
Harzzusammensetzungen
mit einem Gesamtfeststoffgehalt von 38 % (Vergleichsbeispiel 1),
32 % (Vergleichsbeispiel 2) bzw. 27 % (Vergleichsbeispiel 3) wurden
auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 erhalten, wobei jedoch
die Komponenten und das Mischungsverhältnis derselben wie in Tabelle
2 angegeben waren.
-
Die
gebildeten Harzzusammensetzungen wurden verschiedenen Tests auf
die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 unterzogen. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 2 angegeben.
-
VERGLEICHSBEISPIEL 4
-
Eine
Harzzusammensetzung mit einem Gesamtfeststoffgehalt von 31 % wurde
auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 erhalten, wobei jedoch
die Komponenten und das Mischungs verhältnis derselben wie in Tabelle
2 angegeben waren, wobei das Polyethylenimin E ein propylenoxidmodifiziertes
Polyethylenimin E (anzahlgemitteltes Molekulargewicht (GPC) = 140
000 (anzahlgemitteltes Molekulargewicht (GPC) des Polyethylenimins
vor der Modifizierung = 70 000), Modifizierungsanteil = 100 Mol-%,
Feststoffgehalt = 50 %) war.
-
Die
gebildete Harzzusammensetzung wurde verschiedenen Tests auf die
gleiche Weise wie bei Beispiel 1 unterzogen. Die Ergebnisse sind
in Tabelle 2 angegeben.
-
-
-
BEISPIELE 6 UND 7 UND
VERGLEICHSBEISPIELE 5 BIS 7
-
Eine
Tiefdruckfarbe wurde auf die gleiche Weise wie bei Beispiel 1 erhalten,
wobei jedoch die Komponenten und das Mischungsverhältnis derselben
wie in Tabelle 3 angegeben waren, wobei das anionische Harz C ein
in Wasser dispergierbares anionisches Harz C (Styrol-Acrylharz,
Säurewert
= 87 mg KOH/g, Tg = 12 °C, Feststoffgehalt
= 42 %) war und wobei ferner C. I. Pigment Black oder C. I. Pigment
White verwendet wurde.
-
Die
gebildete Druckfarbe wurde auf eine OPP-Folie (die mit einer Koronaentladung
behandelt worden war) mit einer Stangenbeschichtungsvorrichtung
so aufgetragen, dass die Dicke der gebildeten festen Ablagerung
etwa 3 μm
betrug, und unmittelbar danach wurde ein Staubtrockenheitstest auf
die im folgenden angegebene Weise durchgeführt. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 3 angegeben.
-
(Staubtrockenheitstest):
Unmittelbar nach der obigen Beschichtungsstufe wurde die Beschichtungsfilmoberfläche mit
dem Finger berührt,
um zu ermitteln, welch langer Zeitraum verstrich, bis kein Fingerabdruck verblieb.
Die Bewertung wurde nach dem folgenden Standard durchgeführt:
- A: Der Zeitraum war kürzer als 2 min.
- C: Der Zeitraum war nicht kürzer
als 2 min.
-
Außerdem wurde
der Film, der durch Beschichten mit der Druckfarbe in der obigen
Weise erhalten wurde, bei 30 °C,
60 % relativer Luftfeuchtigkeit 24 h gealtert. Verschiedene Bewertungen
dieses gealterten Films wurden auf die folgenden Weisen durchgeführt. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
-
(Aussehen
des Beschichtungsfilms): Das Aussehen des Beschichtungsfilms wurde
mit dem Auge betrachtet und nach dem folgenden Standard bewertet:
- A: Es gab kein Problem wie Risse.
- C: Es traten Fehler im Aussehen, wie Risse, auf.
-
(Wasserbeständigkeitsreibetest):
Baumwolle, die in Wasser getaucht worden war, wurde auf dem Beschichtungsfilm
mit einer Farbechtheitstestvorrichtung mit färbender Reibung 200-mal vorwärts- und
rückwärts bewegt,
wobei mit dem Auge eine Veränderung
des Beschichtungsfilms beobachtet wurde. Die Bewertung wurde nach
dem folgenden Standard durchgeführt.
- A: Es wurde keine Veränderung beobachtet.
- C: Kratzer, ein Ausbluten oder ein Ablösen wurden beobachtet.
-
(Alkoholbeständigkeitsreibetest):
Baumwolle, die in 80%-iges
Ethanol getaucht worden war, wurde auf dem Beschichtungsfilm mit
einer Farbechtheitstestvorrichtung mit färbender Reibung 200-mal vorwärts- und rückwärts bewegt,
wobei mit dem Auge eine Veränderung
des Beschichtungsfilms beobachtet wurde. Die Bewertung wurde nach
dem folgenden Standard durchgeführt:
- A: Es wurde keine Veränderung beobachtet.
- C: Kratzer, ein Ausbluten oder ein Ablösen wurden beobachtet.
-
(Haftungstest):
Ein Selbstklebeband einer Breite von 12 mm wurde auf der Beschichtungsfilmoberfläche angebracht
und dann zwangsweise abgelöst,
wobei mit dem Auge beobachtet wurde, ob sich der Beschichtungsfilm
von dem Substrat ablöste
oder nicht. Die Bewertung erfolgte nach dem folgenden Standard:
- A: Keine Ablösung.
- C: Ablösung.
-
-
Verschiedene
Einzelheiten der Erfindung können
ohne Abweichen von deren Idee noch deren Schutzumfang geändert werden.
Ferner wird die vorhergehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen gemäß der vorliegenden
Erfindung nur zum Zwecke der Erläuterung
und nicht zum Zwecke der Beschränkung der
Erfindung, die durch die beigefügten
Ansprüche
und deren Äquivalente
definiert ist, bereitgestellt.
