DE2200478A1

DE2200478A1 - Binde- und UEberzugsmittel,daraus hergestellte Druckfarben,Druckverfahren und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2200478A1
Application number: DE19722200478
Authority: DE
Inventors: George Beerli; Ackerman Joseph Francis; Savageau Robert George; Joseph Weisfeld
Original assignee: Inmont Corp
Current assignee: BASF Corp
Priority date: 1972-04-14
Filing date: 1972-01-05
Publication date: 1972-07-20
Also published as: DE2200478B2

Description

" Binde- und Überzugsmittel, daraus hergesteiiie Druckfarben, Druckverfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens " Die Erfindung betrifft Binde- und Uberzugsmittel, daraus hergestellte Druckfarben, Druckverfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Binde- und Uberzugsmittel aus Kunstharzen, die bei Bestrahlung polymerisieren und trocknen, und daraus hergestellte Druckfarben sind bekannt. Sie finden jedoch bisher nur beschränkte Anwendung, da sie nur langsam trocknen und oft schwierig zuzubereiten sind. Meist enthalten sie ausgefallene und teure Bestandteile und führen überdies zu Druckerzeugnissen von unbefriedigender Qualität.
Neuerdings beanspruchen Binde- und Überzugsmittel aus Kunstharzen, die bei Bestrahlung polymerisieren und trocknen; und daraus hergestellte Druckfarben steigendes Interesse, da bei ihrer Verwenden g Zeine Luftverschmutzung zu befürchten ist. Im Gegensatz zu üblichen Druckverfahren werden bei Verwendung defartiger Binde- und Über,ugsmit-tel sowie Druckfarben keine größe ren Lösungsmittelmengen in die Atmosphäre abgeblasen.
Aufgabe der Erfindung ist es, schnelltrocknende Bindemittel aus geeigneten Kunstharzen zu schaffen, die in Druckfarben verwendet werden können. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, schnelltrocknende Druckfarben, ein Druckverfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die eine rasche Herstellung auch mehrfarbig bedruckter Druckträger von gefälligem Glanz, guter Schärfe und Farbstärke erlauben.
Gegenstand der Erfindung sind somit flüssige, bei Bestrahlung polymerisierende und trocknende Binde- und Überzugsmittel aus Kunstharzen, bestehend a) aus dem Reaktionsprodukt (A) eines Polyesters mit einem Hydroxyläquivalentgewicht von ungefähr 100 bis 2500, der sich von einer Dicarbonsäure und/oder deren Anhydrid, 2-, 3- oder 4-wertigen Alkoholen, deren Gemisch oder Epoxiden und einer Monocarbonsäure ableitet, und (B) eines Reaktionsprodukts eines Diisocyanats und eines Acrylsäureesters, Methacrylsäureesters oder einer Allylverbindung, die jeweils Hydroxylgruppen tragen, und/oder b) aus dem Reaktionsprodukt eines epoxydierten, trocknenden Öls und Acrylsäure, das 3 bis 4 Acrylsäureester-Gruppen pro Mol enthält, und/oder c) aus dem Reaktionsprodukt der Komponente b) und Methylisocyanat, das ungefähr 3 bis 4 Isocyanatgruppen pro Mol enthält, und/oder d) aus dem Reaktionsprodukt der Komponente b) und ungefähr G, 1 bis 2,0 Gewichtsprozent Toluoldiisocyanat und/oder e) aus de Reaktionsprodukt von Bisphenol-A-epic:hlorhydrin-Epoxidharz und Acryl- oder Methacrylsäure und f) aus jeweils einen Strahlungssensibilisator.
Die Komponente a) leitet sich beispielsweise von Adipin-, Phthal-, Isophthal-, Terephthal-, Tetrahydrophthal-, Malein-, Bernstein-, Dodecenylbernstein-, Azelain-, Itaconsäure oder deren Anhydriden, vorzugsweise von Adipin-, Dodocenylbernstein-und Azelainsäure, ab. Besonders bevorzugt ist Adipinsäure.
Weiterhin leitet sich die Komponente a) von zweiwertigen Alkoholen, wie Äthylen- und Diäthylenglykol, Polyäthylen- und Polypropylenglykol, Butandiolen, wie 1,3- und 1,4-Butandiol, Hexandiolen, wie 1,3- und 1,6-Ilexandiol, Äthylen- und Propylenoxid, Monoepoxyverbindungen, wie Fettsäureglycidestern, Monoglyceriden, dreivertigen Alkoholen, wie Trimethylolpropan, Trimethyloläthan, Glycerin oder den Polyäthylen- oder Polypropylenoxidaddukten dieser Triole, vierwertigen Alkoholen, wie Pentaerythrit oder dessen Polyäthylen- oder Polypropylenoxidaddukten, ab. Vorzugsweise werden als dreiwertige Alkohole Trimethylolpropan, dessen Polypropylenoxidaddukt oder Glycerin verwendet, Besonders bevorzugt ist Trimethylolpropan.
Die Monocarbonsäuren enthalten 4 bis 22 Kohlenstoffatome, bevorzugt werden Tallölfettsäure, Benzoesäure, Abietinsäure und ptert.-Butylbenzoesäure. Besonders bevorzugt ist Tallölfettsäure.
Spezielle Beispiele für Diisocyanate sind Methylendiisocyanet, hydriertes Methylen-bis-phenylendiisocyanat und Toluoldiicoz-aw Ocyd -nat, das bevorzugt ist.
Bei spiele für Acrylsäureester, Methacrylsäureester und Allyl verbindungen sind die Monoester von Acrylsäure, Methacrylsäure und Vinylessigsäure mit zweiwertigen Alkoholen. Bevorzugt ist Acrylsäureäthylenglykolester.
Die Komponente b) wird durch Verestern von Acrylsäure mit epxoydierten, trocknenden Ölen hergestellt. Troclrnende Ole werden beispielsweise in IGrlc-Othmer's Encyclopedia of Chemical Technology, Interscience Publishers, Inc., Bd. 5 (1951), S. 277 und Bd. 6, S. 146, beschrieben. Vorzugsweise werden SoJaöl und Leinöl verwendet, wobei das erstere besonders bevorzugt ist. Die Öle werden auf bekannte Weise, z.B. mit Peressigsäure oder Wasserstoffperoxid, zu Epoxiden umgesetzt. Vorzugsweise wird "Flexol" Weichmacher EPO von Union Carbide veniendet -vergl. "Chemicals and Plastics Physical properties", Union Carbide (1970) S. 10 bis 11. Das Produkt hat ein Molekulargewicht von ungefähr 1000 und enthält wenigstens 7 Prozent Oxiransauerstoff. Die epoxydierten, trocknenden Öle werden beispielsweise bei Temperaturen von ungefähr 1000C in Gegenwart eines Polymerisationsinhibitors, wie Phenothiazin, mit Acrylsäure verestert. Nach 2-bis 40minütiger Umsetzung wird das Reaktionsgremisch auf Raumtemperatur abgekühlt, um Folgereaktionen zu vermeiden. Die Komponente b) enthält 3 bis 4, vorzugsweise ungefähr 3,6,Acrylsäureestergruppen pro Mol.
Die Komponente c) enthält ungefähr 3 bis 4, vorzugsweise ungefähr i, 6 3,6ßMethylisocyanatgrupps pro Mol. Zur Herstellung werden die Ausgangsverbindungen gemischt und vorsichtig auf Temperaturen unterhalb 650C erwärmt Die Komponente d) leitet sich von ungefähr 0,1 bis 2,0, vorzugsweise ungefähr 1,5, Gewichtsprozent Toluoldiisocyanat ab. Zur Herstellung werden die vorstehenden Reaktionsbedingungen angewand.
Die Komponente e) leitet sich von Bisphenol-A-epichlorhydrin-Epoxidharz und Acryl- bzw. Methacrylsäure ab. Das Kondensationsprodukt mit Acrylsäure ist bevorzugt.
Die erfindungsgemäßen Binde- und Überzugsmittel enthalten jeweils einen UV-Sensibilisator. Die verwendeten Sensibilisatoren besitzen eine Triplett-Energie von ungefähr 42 bis 85 kcal/Mol.
Geeignete Verbindungen werden von N.J. Turro, Molecular Photochemistry, W.A. Benjamin, Inc. (1967), S. 132, Tabelle V bis XIII, beschrieben. Bevorzugte Sensibilisatoren sind Acetophenon, Benzophenon, Michler's Keton und deren Gemisch. Besonders besind bevorzugt / ein Gemisch aus einem Gewichtsteil Michler's Keton und 8 Gewichtsteilen Benzophenon oder reines Benzophenon. Im allgemeinen empfiehlt es sich, außer bei Steindruck, die Sensibilisatoren mit Methyldiäthanolamin zu vermengen. Für den Steindruck werden Äthanolamine verwendet, die in Wasser weniger löslich oder unlöslich sind, wie Dipropyläthanolamin. Mit einem Gemisch aus 3 Teilen Methyldiäthanolamin und 2 Teilen Benzophenon wurden beispielsweise gu-te Ergebnisse erzielt. Die erfindungsgemäßen Binde- und Überzugsmittel enthalten 0, bis 20, vorzugsweise 5 bis 10,Gewichtsprozent Strahlungssensibilisator. Dieser wird ender in geschmolenem Zustand mit dem Bindemittel vermischt oder als Pulver Zllsammen mit dem Bindemittel in einem üblichen Drei:ralzellstulll gemahlen.
Gegenstand der Erfindung sind ferner Druckfarben, die aus flüssigen, bei Bestrahlung polymerisierenden und trocknenden kunstharzbindemitteln und Pigmenten sowie gegebenenfalls einem Wachs und einem Lösungsmittel bestehen und dadurch gekennzeichnet sind, daß sie ein mit einem Strahlungssensibilisa-tor vermengten vorstehend beschriebenes Bindemittel und gegebenenfalls Trimethylolpropan-triacrylat, Pentaerythrit-tetraacrylat oder Neopentylglykol-diac;rylat als Lösungsmittel enthalten.
Die erfindungsgemäßen Druckfarben enthalten übliche Pigmente und Farbstoffe, die mit den übrigen Bestandteilen nicht reagieren und das Trocknen der Druckfarben nicht erschweren. Spezielle Beispiele für die verwendeten Farbstoffe sind Triphenylmethan-Farbstoffe, wie Methylviolett, Rhodamin und Auramin. Spezielle Beispiele für verwendete Pigmente sind Litholrubin (rot) Benzidingelb, grünstichiges Phthalocyaninblau, Berliner Blau, Ruß (channel-black oder Furnace-Ruß) oder Magnetit (schwarz).
Die erfindungsgemäßen Druckfarben enthalten ungefähr 1 bis 60, vorzugsweise 1 bis 15,Gewichtsprozent Pigmente und Farbstoffe.
Daneben enthalten sie ein mit Strahlungssensibilisatoren vermengtes Bindemittel, kleinere liTengen von Zusätzen und gegebenen falls ein Lösungsmittel. Um den Schlupf der Druckfarbe zu verbessern, werden übliche Zusätze, wie niedrigschmelzende, mikrokristalline Wachse, niedrigschmelzende Polyäthylenwachse oder Silicone, verwendet. Als Mittel zur Verbesserung der Uberzugseigenschaften des bedruckte Druckträgers, das heißt zur Verbesserung von Glanz, Härte, Scheuer- und Kratzfestigkeit, sind Phenolharze und chlorierte Wachse geeignet.
Die erfindungsgemäßen Druckfarben enthalten gewöhnlich kein Lö-Luftverschmutzung sungsmittel, wodurch die Probleme der / vermieden werden. Für spezielle Anwendungszwecke ist es jedoch unter Umständen vorteilhaft, die Viskosität der erfindungsgemäßen Druckfarben mit Zusätzen von bis zu 5 Gewichtsprozent üblicher Druckfarbenlösungsmittel zu verändern. Spezielle Beispiele für derartige Lösungsmittel sind Alkohole, wie Isopropanol und Tridecylalkohol, sowie hochsiedende Kohlenwasserstoffe (Kp. 200 bis 2600C).
Zur Anpassung an breitere Viskositätsbereiche enthalten die erfindungsgemäßen Druckfarben gegebenenfalls Zusätze von reaktiven Lösungsmitteln, wie Trimethylolpropan-triacrylat, Pentaerythrit-tetraacrylat oder Neopentylglykol-diacrylat. Diese Verbindungen unterscheiden sich von gewöhnlichen Lösungsmitteln dadurch, daß sie beim Trocknen der Druckfarbe nicht in die Umgebung entweichen modul abgeblasen werden, sondern unter Bestrahlung mit der Druckfarbe reagieren und polymerisieren, so daß keine Luftverschmutzung hervorgerufen wird.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Druckverfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen Druckträger mit einem vorstehend beschriebenen Druckfarbe bedruckt und so bestrahlt, daß das Bindemittel polymerisiert und die Druckfarbe nicht mehr abschmiert.
Das erfindungsgemäße Druckverfahren wird durch die Zeichnung näher erläutert. Ein Druckträger 1 wird beispielsweise auf nicht gezeigten Laufwalzen in Pfeilrichtung durch eine schematisch gezeichnete Druckerpresse 2 bewegt. I)er bedruckte Druckträger 11 verläßt die Druckerpresse 2 und wird unter einer Ultraviolett Lichtquelle 3, z.B. einer Q.uecksilberdampflampe, vorbeigeführt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die in der Zeichnung gezeigte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Druckverfahrens, die aus einer UV-Lampe mit halbelliptischem Reflektor 4 besteht, in deren einem Brennpunkt die Strahlungsangeordnet quelle 3 / ist und in deren anderem Brennpunkt der Druckträger 1' bewegt wird.
Diese in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Vorrichtung ermöglicht eine optimale Energieausbeute. Damit das Bindemittel polymerisiert und die Druckfarbe nicht mehr abschmiert,ist insgesamt eine Strahlungsenergie erforderlich, die von dem jeweils verwendeten Pigment abhängt. Im graphischen Gewerbe bedeutet der Ausdruck nicht abschmieren", daß die auf einem Blatt aufgebrachte Druckfarbe auf ein zweites Blatt nicht übertragen wird, wenn die beiden Blätter aufeinandergelegt, aufeinander abgerollt oder gemischt werden.
Da ein schwarzes Pigment mehr als andere Pigmente Strahlung absortiert, erfordert die Verwendung schwarzer Druckfarben im erfindungsgemäßen Verfahren eine höhere Strahlungsenergie. Damit das Bindemittel polymerisiert und die Druckfarbe nicht mehr abschmiegt, wird der Druckträger üblicherweise mit UV-Strahlung von 230 bis 410 mµ bestrahlt, deren Energiedichte bei roten Druckfarben mindestens etwa 0,05 J@ule/cm² bei schwarzen Druckfarben mindestens etwa 0,1 Joule/cm2 beträgt und bei andersfarbigen Druckfarben zwischen diesen Werten liegt.
Diese Mindestenergien werden mit üblichen Farbkoildruckplatten ermittelt. Derartige Farbkeildruckplatten enthalten einen Keil als Bildelement, sie erzeugen auf dem Druckträger einen Farbkeil verschiedener Schichtdicke -vergl. J. M. Fetsko, "Wedge Printing Plates", Bulletin 54, National Printing Ink Research Institute (NPIRI), ETärz 1960 und Fetsko, Schaeffer, Zettlemayer, "Routine Control Printing with Wedge Plates", knerican Ink Maker, Mai 1962.
Eine nicht abschmierende Druckfarbenschicht bei 0,1 bis 0,5 mm Schichtdicke des Farbkeils wurde als befriedigendes Ergebnis gewertet. Als Strahlungsquelle diente in diesen Versuchen eine 450 Watt Hanovia Quecksilberbogenlampe Nr. 679 mit halbelliptischem Reflektor, wobei der.zu trocknende Druckträger in einem Brennpunkt des halbelliptischen Reflektors bewegt und UV-bestrahlt wurde.
Die erforderlichen Mindestbestrahlungszeiten wurden dadurch ermittelt, daß mit einem Farbkeil bedruckte Druckträger unterschiedlich lang bestrahlt wurden. Gleichzeitig wurde die Energiedichte der Strahlungsquelle mit einem International Light und UV-Bereich IL 201 UV Photometer für den sichtbaren / im Brennpunkt der Ralb.
ellipse unter Verwendung eines Filters im genannten Frequenzbereich gemessen. Die vorstehenden Energiemindestwerte entsprechen beispielsweise bei einer Energiedichte von 0,1 Watt/cm2 im genannten Frequenzbereich einer Bestrahlungszeit von 0,5 Sekunden bei roten Druckfarben und 1 Sekunde bei schwarzen Druck farben.
Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Druckfarben im erfindung gemäßen Druckverfahren werden Druckträger von gefälligem Glanz, guter Schärfe und Farbstärke erhalten. Die Druckfarben bestehen aus gängigen und zudem billigen Substanzen.
Das Druckverfahren verläuft mit einer in der Praxis erforderlichen Geschwindigkeit, es kann mit üblichen technischen Anlagen durchgeführt werden und vermeidet zudem eine Belastung der Umwelt durch Abfallstoffe. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei relativ niedrigen Temperaturen durchgeführt wird' so daß der Druckträger nur wenig erwärmt wird. Somit eignet sich das Druckverfahren zumBedrucken hitzeempfindlicher Druckträger; auch nehmen Druckträger aus Papier weniger Schaden als in üblichen Trockenöfen, die mit höheren Temperaturen arbeiten. Da die erfindungsgemäßen Binde-und Überzugsmittel sowie Druckfarben sehr schnell trocknen, können zwischen den einzelnen Druckerpressen einer Mehrfarbenpresse Trockner aufgestellt werden. Auf diese Weise wird jede Farbe auf einen trockenen Druckträger aufgetragen, während in bekannten Verfahren die Farben noch jeweils feucht sind. Bei derartigem Trocknen zwischen den einzelnen Druckerpressen.wird ein außergewöhnlich scharfes und detailliertes Bild erhalten. Außerdem bringt die Zügigkeit der Druckfarben und das Auffangen der Druckträger weniger Probleme mit sich als in bekannten Verfahren.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. Die Dicke des mit einer Farbkeildruckplatte erzeugten Druckfarben- und Bindemittelfilms jeweils beträgt/0,1 bis 0,5 mm, falls nicht anders vermerkt. Als Strahlungsquellen wurden Normaldruck-Quecksiiberdampflainpon der Hanovia Lamp Division der Engelhard Hanovia, Inc., Newark, New Jersey, verwendet.
Beispiel 1 Es wird ein von einem Polyester abgeleitetes Bindemittel auf folgende Weise hergestellt: A) Je 1 ol Toluoldiisocyanat und Acrylsäureäthylenglykolester werden bei Temperaturen von 40 bis 60 0C in einem mit Sauerstoff gefüllten Kolben solange umgesetzt, bis ein konstanter Isocyanat gehalt von ungefähr 14,5 Prozent erreicht ist. Das erhaltene Produkt besitzt einen Viskositätswert von X bis Y und einen warbwert auf der Gardner-Skala von 1 bis 2.
B) 1 Mol Trimethylolpropan und 0,4 Mol Tallölfettsäure werden bei ungefähr 2200C in einem Kolben umgesetzt. Das bei der Veresterung entstehende Wasser wird solange azeotrop abdestilliert, bis ein Hydroxylgruppenwert von 2,6 oder weniger und eine Säurezahl von ungefähr 9 erreicht ist. Hierauf werden 0,1 Mol Adipinsäure bei einer Temperatur von ungefähr 230°C zugesetzt. Das erhaltene Produkt besitzt einen Viskositätswert von Z5 bei 25°C und einen Farbwert auf der Gardner-Skala von 2 bis 7.
C) Ein mit Sauerstoff gefüllter und auf ungefähr 50°C erwärmter Kolben wird mit 66 Teilen des in Abschnitt B) erhaltenen Produkts, 0,02 Teilen Dibutylzinndilaurat als Katalysator und anschließend innerhalb 1 Stunde langsam mit 32,5 Teilen des in Abschnitt A) erhaltenen Produkts beschickt, bis ein konstanter Diisocyanatwert erreicht ist oder kein Isocyanat mehr nachzuweisen ist. Schließlich wird das Reaktionsgemisch mit 1,5 Teilen n-Propanol versetzt, um verbliebenes freies Diisocyanat umzusetzen.
Beispiel 2 A) Toluoldiisocyanat und Acrylsäureäthylenglykolester werden gemäß Beispiel 1 umgesetzt.
B) 1 Mol eines Propylenoxidaddukts von Pentaerythrit mit einem Molekulargewicht von ungefähr 500 und vier Hydroxylgruppen im Molekül wird bei Temperaturen von 200 bis 2300C mit 3 Mol Tallölfettsäure solange verestert, bis eine Säurezahl von 10 oder niedriger erreicht ist.
C) 1 Mol des in Abschnitt B) erhaltenen Produkts wird in einen mit Sauerstoff gefüllten Kolben eingespeist, mit insgesamt 0,01 Gewichtsprozent Dibutylzinndilaurat als Katalysator und anschließend innerhalb einer Stunde langsam mit 1 Mol des in Abschnitt A) erhaltenen Produkts versetzt. Der Kolben wird solange auf ungefähr 50 oC gehalten, bis ein konstanter Isocyanatwert erreicht oder kein überschüssiges Isocyanat mehr nachzuweisen ist. Schließlich wird mit n-Propanol versetzt, um verbliebenes freies Isocyanat umzusetzen.
B e i s p i e l 3 Beispiel 2 wird wiederholt, jedoch werden in Abschnitt B) 1 Mol des genannten Propylenoxidaddukts von Pentaerythrit und 2 Mol Tallölfettsäure verwendet. Anschließend werden 1 Mol des in Abschnitt B) erhaltenen Produkts mit 2 Mol des in Abschnitt A) erhaltenen Produkts umgesetzt. Das Endprodukt besitzt einen Viskositätswert von Z+.
Beispiel 4 Eine Druckfarbe wird aus folgenden Bestandteilen hergestellt: Teile Bestandteil 0,155 Litholrubin 0,400 v Sojaölepoxid-acrylat 0,045 mikrokristallines Wachs 0,600 Als Sojaölepoxid-acrylat wird in allen Beispielen 'Flexol't Weichmacher EPO von Union Carbide mit ungefähr 3,6 Acrylsäureestergruppen pro Mol verwendet.
Die drei Bestandteile werden gemischt und in einem Dreiwalzenstuhl angerieben, bis ein brauchbares Mahlgut erhalten wird. Anschließend werden weitere 0,3 Teile Sojaölepoxid-acrylat während des Mahlens beigemengt. In einem anderen Gefäß wird ein Sensibilisatorgemisch aus Benzophenon und Michler's Keton ( 8 : 1) hergestellt. Der Sensibilisator wird geschmolzen und unter Rühren mit den anderen Bestandteilen im Verhältnis 1 : 9 gemischt.
Die Verdruckbarkeit der erhaltenen Druckfarbe wird geprüft, indem man eine standardisierte Menge der Druckfarbe auf eine Glasplatte ausrollt und anschließend mit einer Handdruckwalze aus Hartgummi auf Papier übertrag. Mit einem Quickpeek Farbmeßgerät der Thwing-Albert Company, Philadelphia, werden die Eigenschaften des Drucks geprüft. Der I)ruckfarbenfilm ist von ausgezeichneter Glätte. Mit einer NPIRI-B Farbkeildruckplatte wird außerdem ein üblicher Farbkeil hergestellt.
Laborversuch Ein Blatt eines 43-1b. - Illustrationsdruckpapiers wird mit dem genannten Farbkeil bedruckt und 3/8 Sekunden dem Lichtstrahl einer Hanovia Quecksilberdampflampe Nr. 679 mit halbelliptischem Reflektor ausgesetzt. Das Papier befindet sich hierbei ungefähr 9,7 cm unterhalb des Brenners, die Oeffnung am unteren Ende des Reflektors mißt ungefähr 15,9 cm. Unter diesen Bedingungen trocknet die Druckfarbe vollständig.
Technikumsversuch Die Druckfarbe wird im Probebetrieb in einer Vierfarben-Webendorfer-Rollenrotationsoffsetpresse, Serien Nr. W-262, verwendet. Diese Druckerpresse besteht aus vier Farbpressen hintereinander und besitzt eine Bandbreite von 45,7 cm. Diese Presse wird mit 3 Hanovia Quecksilberdampflampen L 5142 430 von 63,5 cm Länge und 5000 Watt Leistung ausgerüstet. Jede Lampe ist mit den entsprechenden Hanovia Bestrahlern, Versorgungs- und Kontrolleinheiten ausgerüstet. Die Lampen erden nebeneinander hinter der vierten Druckerpresse montiert, der ebenfalls vorhandene Trockner wird nicht verwendet. In dieser Anlage wird ein maschinenbeschichtetes 43-lb-Illustrationsdruckpapier mit einet Geschwindigkeit von 305 m/Minute mit der vorstehend genannten Druckfarbe bedruckt. Nach dem Bedrucken läuft das Band 6,0 cm vom unteren Ende des Reflektors entfernt unter den Lampen hindurch. Bei dieser Geschwindigkeit trocknet die Druckfarbe zu nicht mehr abschmierender Konsistenz. Der erhaltene Druckträger besitzt gefälligen Glanz und gute Farbstärke.
Bei spiel 5 Eine Druckfarbe gemäß Beispiel 4 wird hergestellt, jedoch werden 5 Prozent Sensibilisator verwendet. Bei der UV-Bestrahlung im Laborversuch gemäß Beispiel 4 wird nach 0,5 Sekunden ein nicht mehr abschmierender Druckträger und nach 0,7 Sekunden ein vollkommen trockener Druckträger erhalten Auch hier besitzt der Druckträger ausgezeichnete Farbstärke und Glanz.
Bei spiel 6 Durch vorsichtiges Erwärmen von Sojaölepoxid-acrylat mit Methylisocyanat wird ein Bindemittel hergestellt, daß ungefähr 3,6 Methylisocyanatgruppen/Mol enthält Das Bindemittel wird mit 10 Prozent Sensibilisator gemäß Beispiel 4 gemischt und anschließend im Laborversuch gemäß Beispiel 4 auf seine Trockenfähigkeit geprüft. Nach 0,4 Sekunden wird ein nicht mehr abschmierender Druckträger, nach 0,5 bis 1 Sekunden ein vollkommen trockener Druckträger erhalten.
BeisIsiea 7 Das Reaktionsprodukt von Sojaölepoxid-acrylat und 1,5 Prozent Toluoldiisocyanat wird auf seine Trockenfähigkeit geprüft.
Hierzu werden 5 Gewichtsprozent Sensibilisator beigemischt, der aus 8 Teilen Benzophenon, 1 Teil Michler's Keton und 12 Teilen Methyldiäthanolamin besteht. Ein mit diesem Bindemitvom Brenner tel beschichteter Druckträger wird in 3,8 cm Entfernung/ mit einer Hanovia Quecksilberdampflampe Nr. 679 mit parabolischen iLeflektor bestrahlt. Nach 0,4 Sekunden ist der Film vollständig trocken. Hierauf werden dem mit einem Sensibilisator vermengten Bindemittel 15 Prozent Ruß (channel-black) einverleibt. Ein mit der so erhaltenen Druckfarbe bedeckter Druckträger wird unter denselben Bedingungen bestrahlt. Nach 5 bis 8 Sekunden schmiert der Druckträger nicht mehr ab.
Beispiel 8 2 Teile eines Bindemittels gemäß Beispiel 1 werden mit-5 Teilen Sojaölepoxid-acrylat gemischt. Das erhaltene terisch wird mit 5 Prozent eines Sensibilisators gemäß Beispiel 4 vermeng-t. In einem Laborversuch gemäß Beispiel 4 wird die Trockenfähigkeit des erhaltenen Bindemittels geprüft, nach 0,5 Sekunden wird ein nicht mehr abschmierender Druckträger, nach 0,6 Sekunden ein vollständig trockener Druckträger erhalten.
Beispiel 9 Ein Bindemittel gemäß Beispiel 2 wird mit 5 Prozent eines Sensibilisators gemäß Beispiel 4 vermengt und auf seine Trockenfähigkeit geprüft. In einem Laborversuch gemäß Beispiel 4 wird das erhaltene Gemisch UV-bestrahlt. Nach 5 Sekunden wird ein nicht mehr abschmierender Druckträger, nach 15 Sekunden ein vollständig trockener Druckträger erhalten.
B e i 5 p i e 1 10 Ein Teil eines Bindemittels gemäß Beispiel 3 wird mit 1 Teil Sojaölepoxid-acrylat gemischt und das erhaltene Gemisch mit 5 Prozent eines Sensibilisators gemäß Beispiel 4 vermengt. In einem Laborversuch gemäß Beispiel 4 wird nach 2,5 Sekunden ein vollständig trockener Druckträger erhalten, der von gefälligem Glanz ist.
B e i s p i e l 11 4 Teile Bisphenol-A-epichlorhydrin-epoxidharz-methacrylat werden mit 1 Teil Sojaölepoxid-acrylat gemischt. Das erhaltene Gemisch wird mit 5 Prozent eines Sensibilisators gemäß Beispiel 7 verrnengt und ebenfalls gemäß Beispiel 7 bestrahlt. -Nach 0,8 bis 1,2 Sekunden wird ein vollständig trockener Druckträger erhalten.
Das vorstehend beschriebene Bindemittel wird mit 15 Prozent Ruß (channel-black) vermischt und wieder bestrahlt. Nach 2 Sekunden wird ein nicht mehr abschmierender Druckträger erhalten.
B e e s p i e l 12 Ein Gemisch aus 15 Prozent Litholrubin, 4,5 Prozent mikrokristallinem Wachs und 80,5 Prozent Sojaölepoxid-acrylat wird hergestellt, 95 Teile die Gemischs werden mit 5 Teilen der folgenden Sensibilisatoren vermengt. Die auf diese Weise erhaltenen fünf Druckfarben werden in einem Laborversuch gemäß Beispiel 4 UV-bestrahlt. In der Tabelle werden die jeweils verwendeten Sensibilisatoren, deren Triplett-Energien und die zur vollständigen Trocknung erforderliche Zeit aufgeführt.
Tabelle Sensibilisator Triplettenergie Trockenzeit (sec) (Kcal/Mol) Benzil 54 2,5 Anthracen 42 7 Eosin 43 8 Phenol 82 13 Benzol 85 10 B e i 5 p i e 1 13 Eine blaue Druckfarbe wird durch Mischen und Mahlen aus folgenden Bestandteilen hergestellt: Teile Eestandteil 55,3 Bisphenol-A-epichlorhydrin-epoxidharz-acrylat 9,6 Phthalocyaninblau 3,1 mikrokristallines Wachs 27,4 Pentaerythrit-tetraacrylat 4,6 Sensibilisator von Beispiel 4 100,0 Ein Farbkeil aus dieser Druckfarbe wird in einem Laborversuch gemäß Beispiel 4 UV-bestrahlt, wobei nach 0,5 bis 1,0 Sekunden ein vollständig trockener Druckträger erhalten wird.
Die genannte blaue Druckfarbe sowie rote, gelbe und schwarze Druckfarben, die auf die vorstehend beschriebene Weise aus den jeweiligen Pigmenten hergestellt wurden, werden in einem Technikumsversuch gemäß Beispiel 4 geprüft. Zu diesem Zweck wird ein Druckträger mit den vier Druckfarben bedruckt und it 3 UV-Lampen, anstelle von 4 Lampen in Beispiel 4, bestrahlt. Bei der größten Geschwindigkeit der Druckerpresse von 366 m/Minute wird ein vollständig trockener Druckträger von gefälligem Glanz und guter Falbstärke erhalten.
Obwohl insbesondere die in den Beispielen 7, 9, 10, 11 und 12 unter Umstanden beschriebenen Druckfarben/für die praktische Anwendung zu langsam trocknen, können sie als Zusätze für andere,schneller trocknende Druckfarben verwendet werden, wobei deren Viskosität und Zügigleeit verändert wird.
Die erfindungsgemäßen Binde- und Überzugsmittel werden nicht nur, wie vorstehend beschrieben,in Druckfarben verwendet, sie sind auch zur Herstellung durchsichtiger Schutzüberzüge auf bedruckten Druckträgern geeignet.

Claims

P a t e n t a n s p r ii c h e

1. Flüssige, bei Bestrahlung polymerislercndc und trocknende Binde- und Uberzugsmittel aus Kunstharzen, bestehend a) aus dem Reaktionsprodukt (A) eines Polyesters mit einem Hydroxyläquivalentgewicht von ungefähr 100 bis 2500, der sich von einer Dicarbonsäure und/oder deren itnhydrid, 2-, 3- oder 4-wertigen Alkoholen, deren Gemisch oder Epoxiden und einer Monocarbonsäure ableitet, und (B) eines Reaktionsprodukts eines Diisocyanats und eines Acrylsäureesters, Methacrylsäureesters oder einer Allylverbindung, die jeweils Hydroxylgruppen tragen, und/oder b) aus dem Reaktionsprodukt eines epoxydierten, trocknenden Öls und Acrylsäure, das 3 bis 4 Acrylsäureestergruppen pro Mol enthält, und/oder c) aus dem Reaktionsprodukt der Komponente b) und Methylisocyanat, das ungefähr 3 bis 4 Isocyanatgruppen pro Mol enthält, und/oder d) aus dem Reaktionsprodukt der Komponente b) und ungefahr 0,1 bis 2,0 Gewichtsprozent Toluoldiisocyanat und/oder e) aus dem Reaktionsprodukt von Bisphenol-A-epichlorhydrin-Epoxidharz und Acryl- oder Methacrylsäure und f) aus jeweils einem Strahlungssensibilisator.

2. Binde- und tlberzugsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Komponente a) von Adipin-, Phthal-, Isophthal-, Terephthal-, Tetrahydrophthal-, Malein-, Bernatein-, Dodecenylbernstein-, Azelain-, Itaconsäure oder deren Anhydriden, von Äthylen-, Diäthylen-, Polyäthylen- oder Polypropylenglykolen, Butandiolen, Hexandiolen, Äthylen- oder Propylenoxid, Monoepoxyverbindungen, Monoglyceriden, Trimethylolpropan, Trimethylolathan, Glycerin oder den Polyäthylen- oder den Polypro pylenoxidaddukten dieser Triole, Pentaerythrit oder dessen Polyäthylen- oder Polypropylenoxidaddukten und von einer Monocarbonsäure mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen ableitet.

3. Binde- und Uberzugsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Komponente a) von einem Polyester aus Adipinsäure, Trimethylolpropan und Tallölfettsäure und dem Reaktionsprodukt von Toluoldiisocyanat und Acrylsällreathylenglykoles-ter ableitet.

4. Binde- und Uberzugsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Komponente b) von Sojaöl ableitet.

5. Binde- und Überzugsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Komponente b) von Leinöl ableitet.

6. Binde- und Überzugsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungssensibilisator eine Triplettenergie von ungefähr 42 bis 85 kcal/Mol besitzt.

7. Binde- und Überzugsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungssensibilisator aus Acetophenon, Benzophenon, Michler's Keton oder deren Gemisch besteht und gegebenenfalls Methyldiäthanolamin oder Dipropyläthanolamin enthält.

8. Binde- und Überzugsmittel nach Anspruch 1, dadurch geiennzeichnet, daß sie 0,5 bis 20, vorzugsweise 5 bis 10,Gewichtsprozent Strahlungssensibilisator enthalten.

9. Verwendung der Binde- und Uberzugsmittel nach Anspruch 1 bis 8 in Druckfarben.

10. Druckfarben, bestehend aus flüssigen, bei Bestrahlung polymerisierenden und trocknenden Kunstharzbindemitteln und Pigmenten sowie gegebenenfalls einem Wachs und einem Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein mit einem Strahlungssensibilisator vermengtes Bindemittel nach Anspruch 1 bis 8 und gegebenenfalls Trimethylolpropan-triacrylat, Pentaerythrit-tetraacrylat oder Neopentylglykol-diacrylat als Lösungsmittel enthalten.

11. Druckverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Druckträger mit einer Druckfarbe nach Anspruch 10 bedruckt und so bestrahlt, daß das Bindemittel polymerisiert und die Druckfarbe nicht mehr abschmiert.

12. Druckverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man den Druckträger durch mindestens 1 Strahlungsquelle bewegt.

13. Druckverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man den Druckträger mit UV-Strahlung bestrahlt, deren Energiedichte bei roten Druckfarben mindestens etwa 0,05 Joule/cm2, bei schwarzen Druckfarben mindestens etwa 0,1 Joule/cm2 beträgt und bei andersfarbigen Druckfarben zwischen diesen Werten liegt.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Druckverfahrens nach Anspruch 11 bis 13, bestehend aus einer UV-Lampe mit balbelliptischem Reflektor, in deren einem Brennpunkt die Strahlungsquelle angeordnet / ist und in deren anderem Brennpunkt der Druckträger bewegt wird.

L e e r s e i t e