CH658254A5

CH658254A5 - Tiefdrucktinten.

Info

Publication number: CH658254A5
Application number: CH1938/84A
Authority: CH
Inventors: Daniel J Carlick; Artimus C Hamilton
Original assignee: Sun Chemical Corp
Priority date: 1983-04-20
Filing date: 1984-04-18
Publication date: 1986-10-31
Also published as: GB8408412D0; BE899355A; GB2138428A; DE3411136A1; IT8420181A0; SE8401892D0; SE8401892L; GB2138428B; IT1173914B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Tiefdrucktinten und betrifft insbesondere thixotropische Drucktinten, d.h.

hochviskose Drucktinten, die dünnflüssig werden, wenn man sie im Verlaufe der Übertragung beim Drucken Scherkräften unterwirft und die ihre hohe Viskosität auf dem Substrat wie beispielsweise einer Papierbahn nach dem Drucken wieder er-5 langen, wobei ein Eindringen der Drucktinte in das Papier auf einem Minimum gehalten wird.

Die gewöhnlich verwendeten Tiefdrucktinten sind Flüssigkeiten mit niedrigen Viskositäten, die mit Pigmenten, Harz und Lösungsmittel enthaltenden Lacken, Weichmachern und io Lösungsmitteln formuliert sind. Auch sind wasserlösliche Formulierungen verwendbar. Diese Drucktinten, die normalerweise Viskositäten im Bereich von etwa 10 bis 100 mPa-s besitzen, werden durch Verdampfen der Lösungsmittel in der Trockenvorrichtung getrocknet, wobei das feste Harz zurück-15 bleibt, welches das Pigment aufnimmt und die Drucktinte mit dem Substrat verbindet. Bei der Verwendung derartiger Drucktinten muss sorgfältig darauf geachtet werden, dass ein Eindringen der Drucktinte in das Papiersubstrat auf einem Minimum gehalten wird, weil sonst die sichtbare Farbdichte 2o abnimmt.

Es wurde nun gefunden, dass man Tiefdrucktinten mit mehreren verbesserten Eigenschaften erhält, wenn man der Drucktintenformulierung ein die Rheologie modifizierendes Mittel zugibt. Werden solche Drucktinten, die Viskositäten 25 im Bereich von etwa 4 000 bis 100 000 mPa-s haben, der scherenden Einwirkung der Rakel am Tiefdruckzylinder unterworfen, so vermindern sich ihre Viskositäten auf etwa 100 bis 200 mPa-s, wodurch das Ausfüllen der Vertiefungen des Druckzylinders und das Übertragen der Drucktinten auf das 30 Substrat erleichtert werden. Die Drucktinten kehren dann in den hochviskosen Zustand zurück und verbleiben zur Hauptsache auf der Oberfläche des Substrats. Man erhält dadurch eine verminderte Penetration der Tinten in das Substrat und eine verbesserte scheinbare Farbtiefe. 35 Die erfindungsgemässe Tiefdrucktinte ist im unabhängigen Anspruch 1 definiert, während besondere Ausführungsformen den Gegenstand der abhängigen Ansprüche bilden.

Während die erfindungsgemäss vorliegenden Rheologie-Modifizierungsmittel von besonderer Wichtigkeit in Tief-4o drucktinten sind, die zum Drucken von Veröffentlichungen dienen sollen, können sie aber auch zur Verbesserung der Eigenschaften von Tiefdrucktinten zum Druck von Verpackungen eingesetzt werden. Die thixotropen Drucktinten können zum Bedrucken beliebiger Substrate verwendet werden, bei-45 spielsweise beschichtete und unbeschichtete Papiere, Kunststoffolien, Filme, Laminate und Karton und ebenso für funktionelle Überdrucke und Beschichtungen.

Eine ganze Anzahl von Substanzen wurden als wirksame Rheologie-Modifizierungsmittel in den thixotropen Druck-50 tinten der vorliegenden Erfindung gefunden. Beispielsweise handelt es sich um Aluminiumsalze von Alkansäuren mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen wie Octansäure, Myristinsäure, Palmitinsäure und Stearinsäure, und zwar für sich oder in Verbindung mit Fettsäuren, die 10 bis 20 Kohlenstoffatome 55 enthalten, beispielsweise Tallöl-Fettsäuren und Leinöl-Fett-säuren; Polyester; Alkydharze; polymerisierte Ölderivate; Acrylpolymere; organisch modifizierte Tone und ähnliche; sowie Gemische dieser Substanzen. Die Wahl des jeweiligen Rheologie-Modifizierungsmittels und die Menge, mit der es 6o eingesetzt wird, hängen zum grossen Teil von den anderen Bestandteilen der Drucktintenformulierung ab sowie von der gewünschten Viskosität vor und nach Einwirkung der Scherkräfte und auch von der Verwendung, für die die Drucktinte bestimmt ist. In den meisten Fällen enthalten die thixotropi-65 sehen Drucktinten 0,1 bis 10 Gew.-% an Rheologie-Modifizierungsmittel. Verwendet man ein Aluminiumsalz einer organischen Säure für sich oder in Verbindung mit Fettsäuren, einen Polyester, ein Alkydharz, ein polymerisiertes Ölderivat

3

658 254

oder ein Acrylpolymer, so enthält die Drucktinte vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-% an diesem Rheologie-Modifizierungsmittel. Bei Verwendung eines organisch modifizierten Tons beträgt die bevorzugte Menge 5 bis 10%, bezogen auf das Gewicht der Drucktinte. Besonders gute Ergebnisse wurden erhalten, wenn die Tiefdrucktinte als Rheologie-Modifizierungsmittel 1 bis 3 Gew.-% eines Gemischs aus 40 bis 60% Aluminiumoctoat und etwa 40 bis 60% Tallöl-Fettsäuren enthält.

Die Bindemittelharze, Pigmente, Lösungsmittel und Füllstoffe bzw. Streckmittel, die in den thixotropischen Tiefdrucktinten der vorliegenden Erfindung vorliegen, sind diejenigen, die man normalerweise bei der Herstellung von Tiefdrucktinten gebraucht. Für Tiefdrucktinten zum Druck von Veröffentlichungen sind die bevorzugten Bindemittelharze Metallsalzresinate, beispielsweise Kalzium- und Zinkresinate, d.h. die Kalzium- und Zinksalze von gehärtetem Kolophonium und gehärteten Kolophoniumestern; Kolophoniummodifizierte Phenolharze; und reaktive sowie nicht reaktive Kohlenwasserstoffharze. Für Drucktinten zum Bedrucken von Verpackungen sind die bevorzugten Bindemittelharze Nitrocellulose, Chlorkautschuk und Vinylpolymere.

Typische Pigmente, die in den Drucktinten der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind beispielsweise Russ, Titandioxid, Kupfer(I)-oxid, Diarylidgelb, Bariumli-tholrot, Litholrubin, Phthalocyaninblau und Miloriblau, wobei diese Aufstellung nicht einschränkend ist.

Geeignete Lösungsmittel sind Ester, Alkohole, Ketone, aromatische Kohlenwasserstoffe und aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Propylacetat, Äthylacetat, Äthanol, Methyl-äthylketon, Toluol, Naphtha, Heptan usw. sowie deren Mischungen. Das Lösungsmittelsystem ist vorzugsweise ein Gemisch aus aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen; es enthält ganz bevorzugt 10 bis 100% Toluol und bis zu 90% aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen. Wasserlösliche Systeme, die bis zu etwa 25 Vol-.% organisches Lösungsmittel enthalten können, sind bei der vorliegenden Erfindung ebenfalls brauchbar.

Ausser den bereits genannten Bestandteilen können die er-findungsgemässen Tiefdrucktinten 0,1 bis 2 Gew.-% eines Netzmittels enthalten, welches die Pigmentverteilung erleichtert. Typische oberflächenaktive Stoffe, die verwendet werden können, sind Lecithin und die Produkte aus der Reihe «Span» und «Tween» sowie deren Gemische.

Die Drucktinten können weiterhin 2 bis 8 Gew.-% eines Füllstoffes bzw. Streckmittels enthalten, wie Ton, Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Kaolin usw. Ausserdem können Weichmacher, Wachse und andere Zusätze anwesend sein, die man normalerweise in Tiefdrucktinten verwendet, und zwar auch in den Mengen, die normalerweise in solchen Zubereitungen vorliegen.

Die neuen Tiefdrucktinten können wie üblich durch Mischvorgänge erhalten werden.

Die erfindungsgemässen Tiefdrucktinten enthalten in der Regel 14 bis 26 Gew.-% eines Bindemittelharzes, 2 bis 10 Gew.-% Pigment, 60 bis 75 Gew.-% eines Lösungsmittelsystems und 0,1 bis 10 Gew.-% eines Rheologie-Modifizierungsmittels. Sie können weiterhin 2 bis 8 Gew.-% eines Streckmittels, 0,1 bis 2 Gew.-% einer oberflächenaktiven Komponente und/oder andere übliche Drucktintenzusätze enthalten.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.

Beispiel 1

Eine Tiefdrucktinte wurde durch Vermählen der folgenden Bestandteile hergestellt.

Bestandteil Gewichtsteile

Toluol 7,6 Lösungsmittel «Lactolspirits» (80% C5-5 C8-aliphatische Kohlenwasserstoffe und

20% Toluol) 62,8

Aluminiumoctoat 0,5

Tallölfettsäuren 0,5

Calcium-Zink-Resinat 23,9

10 Bariumlitholrot 4,5

Netzmittel 0,2 (Span 85/Tween 85)

Die Drucktinte besass eine Viskosität von etwa 6 000 15 mPa-s, gemessen in einem Rotationsviskosimeter nach Brookfield. Beim Anlegen einer Scherkraft betrug die Viskosität 300 mPa-s. Beim Aufbringen der Drucktinte auf eine Papierbahn kehrte die Viskosität etwa auf den Ausgangs wert zurück, und es war nur eine sehr geringe Penetration der Tinte 20 in das Papiersubstrat zu beobachten. Die Tinte ergab eine ausgezeichnete scheinbare Farbstärke.

Vergleichsbeispiel

Aus den Bestandteilen, die in Beispiel 1 aufgeführt sind, 25 wurde eine Drucktinte hergestellt, aber das Rheologie-Modifizierungsmittel wurde weggelassen. Diese Tinte hat eine Viskosität von etwa 50 mPa-s. Beim Aufbringen auf eine Papierbahn trat eine beachtliche Penetration der Tinte in das Substrat auf. Verglichen mit der Tinte, deren Herstellung in Bei-3o spiel 1 beschrieben ist, besass diese Tinte eine geringere scheinbare Farbstärke.

35

Beispiel 2

Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde wiederholt, und zwar mit den folgenden Bestandteilen:

Bestandteil

Gewichtsteile

Toluol

30,0

Lactolspirit

33,0

polymerisierter organischer Ester (poly

2,7

merisierte Hydroxystearinsäure)

Calcium-Zink-Resinat

19,0

Ton

11,9

Diarylidgelb

3,0

Netzmittel (Lecithin)

0,4

Die Ergebnisse waren vergleichbar.

Beispiel 3

Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde mit folgende]

stanzen wiederholt:

Bestandteil

Gewichtsteile

Wasser

64,0

Polymerisierter organischer Ester (poly

2,8

merisierte Hydroxystearinsäure)

Acrylharz

14,9

Ton

10,6

Diarylidgelb

3,5

Diäthylaminoäthanol

0,5

Isopropylalkohol

3,3

Netzmittel (Lecithin)

0,4

Die Ergebnisse waren vergleichbar.

658 254

Beispiel 4

Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde wiederholt, und zwar mit den folgenden Rheologie-Modifizierungsmitteln an Stelle von Aluminiumoctoat/Tallölfettsäuren : Aluminium-stearat; Aluminiumpalmitat/Tallölfettsäuren; Aluminium-octoat/Leinölfettsäuren. Die Resultate waren immer vergleichbar.

Jede der anderen Bindemittelharze, Pigmente, Lösungsmittelsysteme und Rheologie-Modifizierungsmittel, die vorstehend beschrieben sind, können auf ähnliche Weise bei der Herstellung thixotroper Tiefdrucktinten verwendet werden.

5 Ausserdem können bis zu etwa 10 Gew.-% des Rheologie-Modifizierungsmittels und auch bis herab zu 0,1 % mit vergleichbaren Resultaten eingesetzt werden.

C

Claims

658 254 PATENTANSPRÜCHE

1. Thixotrope Tiefdrucktinte, enthaltend Bindemittelharz, Pigment, ein Lösungsmittelsystem und eine wirksame Menge eines Rheologie-Modifizierungsmittels.

2. Drucktinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Rheologie-Modifizierungsmittel 0,1 bis 10% beträgt, bezogen auf das Gewicht der Drucktinte.

3. Drucktinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Rheologie-Modifizierungsmittel mindestens eine der folgenden Substanzen vorliegt: Aluminiumsalze von Alkansäuren mit 8 bis 18 C-Atomen, Mischungen dieser Aluminiumsalze von Alkansäuren mit Fettsäuren, die 10 bis 20 C-Atome aufweisen, Polyester, Alkydharze, polymerisierte Öl-derivate, Acrylpolymere, organisch modifizierte Tone und deren Gemische.

4. Drucktinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 1 bis 5 Gew.-% eines Rheologie-Modifizierungsmittels enthält, ausgewählt aus Aluminiumsalzen von Alkansäuren mit 8 bis 18 C-Atomen, Mischungen dieser Aluminiumsalze von Alkansäuren mit Fettsäuren, die 10 bis 20 C-Atome aufweisen, Polyestern, Alkydharzen.

5. Drucktinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Rheologie-Modifizierungsmittel 1 bis 3 Gew.-% eines Gemischs enthält, welches aus 40 bis 60% Alumini-umoctoat und 40 bis 60% Tallölfettsäuren besteht.

6. Drucktinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Rheologie-Modifizierungsmittel 5 bis 10 Gew.-% eines organisch modifizierten Tons enthält.

7. Drucktinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittelsystem aus Estern, Alkoholen, Keto-nen, aromatischen Kohlenwasserstoffen, aliphatischen Kohlenwasserstoffen, Wasser und deren Gemischen ausgewählt ist.

8. Drucktinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem 0,1 bis 2 Gew.-% einer oberflächenaktiven Komponente enthält.

9. Drucktinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin 2 bis 8 Gew.-% eines Füllstoffes bzw. Streckmittels enthält.

10. Drucktinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Tiefdrucktinte zur Herstellung von Publikationen ist.

11. Drucktinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Tiefdrucktinte zum Bedrucken von Verpak-kungen ist.

12. Drucktinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 14 bis 26 Gew.-% Bindemittelharz, 2 bis 10 Gew.-% Pigment, 60 bis 75 Gew.-% Lösungsmittel und 0,1 bis 10 Gew.-% Rheologie-Modifizierungsmittel enthält.

13. Drucktinte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich 0,1 bis 2 Gew.-% einer oberflächenaktiven Komponente enthält.

14. Drucktinte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich 2 bis 8 Gew.-% eines Füllstoffes bzw. Streckmittels enthält.

15. Tiefdrucktinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucktinte 0,1 bis 10%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Drucktinte, eines Rheologie-Modifizierungsmittels, ausgewählt aus Aluminiumsalzen von Alkansäuren mit 8 bis 18 C-Atomen, Mischungen dieser Alumini-umsalze von Alkansäuren mit Fettsäuren, die 10 bis 20 C-Atome aufweisen, Polyestern, Alkydharzen, polymerisierten Ölderivaten, Acrylpolymeren, organisch modifizierten Tonen sowie deren Gemischen enthält.