DE3715836A1 - Alkali-blautonerzusammensetzung und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine neue Alkali-Blautonerzusammensetzung, die als Hilfsmittel für Druckfarben brauchbar ist.

Alkali-Blautoner sind aus Alkali-Blau oder einem Triphenylmethanpigment hergestellt worden. Diese Toner wurden in vier verschiedenen Formen gehandelt: trockenes Alkali-Blau, geflushtes Alkali-Blau (das Pigment wird durch Kneten mit hydrophobem Bindemittel entwässert und in Pastenform überführt), Alkali-Blau-Presskuchen und Alkali-Blau-dispergierte Pulpe. Von diesen vier Typen von Alkali-Blautonern werden die trockenen und die geflushten Alkali-Blautoner hauptsächlich zur Herstellung von Druckfarben verwendet. Trockene Alkali-Blautoner werden derzeit jedoch nur in begrenztem Masse verwendet und werden in kleineren Mengen als geflushte Alkali-Blautoner hergestellt, weil die Färbekraft davon nur etwa 50 bis 85% der von geflushten Alkali-Blautonern beträgt.

Trockenes Alkali-Blau wurde nach den sogenannten Mahl- oder Zerkleinerungsmethoden hergestellt, bei denen man eine Mischung von getrocknetem Pigment und einem Vehikel auf einem Dreiwalzenstuhl fein vermahlt und wobei die Teilchen aus dem Pigment durch die Schwerkräfte zwischen den Walzen zerkleinert werden.

Andererseits wird geflushtes Alkali-Blau hergestellt, indem man ein Vehikel mit ungetrocknetem Pigment, welches immer noch Wasser enthält, mittels eines Kneters, den man als Flusher bezeichnet, vermischt und dadurch das Pigment von der wässrigen Phase in die Vehikelphase überführt. Die Herstellung kann man dann beenden, indem man das Wasser mittels Dekantieren entfernt.

Der so erhaltenen Alkali-Blautoner wird in schwarze Druckfarben in der Grössenordnung von einigen Prozenten eingebracht, um dadurch die Schwärze zu vertiefen. Der Toner wird auch in Ultramarin-Druckfarben in der Grössenordnung von einigen Prozenten eingebracht, um den Ton klarer zu machen.

Alkali-Blau ist jedoch ein Pigment, das man nicht leicht Flushen kann und deshalb ist die Wahl des Flushingvehikels und des oberflächenaktiven Mittels von grösster Bedeutung. Beim Stand der Technik hat man dennoch hochviskose Flushingvehikel, bestehend aus polymerisierten tierischen oder pflanzlichen Ölen, wie Fischöl, Walöl, Leinsamenöl, und natürlichen oder synthetischen Ölen verwendet, weil es primär um die Benetzbarkeit des Alkali-Blaupigmentes und weniger um dessen Druckfähigkeit ging. Infolgedessen benötigt man ein kräftiges Dispergiermittel zur Herstellung. Darüber hinaus haben die wie oben hergestellten Alkali-Blautoner des Standes der Technik den Nachteil, dass, wenn man sie in eine schwarze Druckfarbe inkorporiert, sie die Trocknungseigenschaften verschlechtern und einen Metallglanz, was man auch als Bronzieren der Oberfläche der Druckfarbe bezeichnet, ergeben, wodurch der Grad der Schwärze verringert wird. Man kann sie deshalb nur in sehr beschränktem Masse anwenden.

Die Erfinder haben gründliche Untersuchungen durchgeführt, um die oben genannten Nachteile der geflushten Alkali-Blautoner des Standes der Technik zu überwinden und sind dabei zu einem neuen Alkali-Blautoner gekommen, der ausgezeichnete Eigenschaften aufweist. Es wurde nämlich gefunden, dass man die vorerwähnten Vorteile der Flushen erreichen kann, wobei man ungetrocknetes Alkali-Blaupigment direkt in einem Lösungsmittel mit einem Siedepunkt innerhalb eines speziellen Bereiches dispergiert und zwar in Gegenwart eines oberflächenaktiven Mittels aber in Abwesenheit Flushingvehikeln, welche die vorerwähnten Nachteile ergeben.

Die Erfindung betrifft somit eine Alkali-Blautonerzusammensetzung, die erhalten wurde, indem man ein wasserhaltiges Alkali-Blaupigment in einem Lösungsmittel dispergiert.

Die erfindungsgemässe Alkali-Blautonerzusammensetzung kann man erhalten, indem man einen Dispergator mit nur geringer Kraft anwendet, weil nicht die Notwendigkeit besteht, hochviskose Vehikel, wie sie bei den Alkali-Blautonern des Standes der Technik benötigt wurden, anzuwenden. Die dabei erhaltene Zusammensetzung zeigt nicht das "Bronzierungs"-Phänomen. Durch die Verwendung eines Lösungsmittels, welches einen grösseren Wahlbereich ergibt als bei Flushingvehikeln, enthaltend tierische oder pflanzliche Öle, kann man die Alkali-Blautonerzusammensetzung gemäss der Erfindung auf zahlreichen Gebieten mit einer verbreiterten Flexibilität für die anzuwendenden Güter einsetzen.

Die Hauptkomponente in dem wasserhaltigen Alkali-Blaupigment ist ein Triphenylmethan-Farbstoff oder eine Mischung von Triphenylmethanen, die eine der nachfolgenden Strukturen haben können. Solche Triphenylmethan-Verbindungen sind im Handel erhältlich und zwar im allgemeinen in Pastenform, enthaltend gewöhnlich 70 bis 80% Wasser.

Beispiele für Triphenylmethan-Pigmente, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind Alkali-Blau 60A, 60R und 60G (hergestellt von Morimura Badische Co., Ltd.) und NBD 6151, NBD 6143 und NBD 6257 (hergestellt von BASF Corp.).

Die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Lösungsmittel werden vorzugsweise unter solchen ausgesucht, die einen Siedepunkt im Bereich von 150 bis 400°C zu dem Zeitpunkt haben, wenn sie zu 50 Vol.% destilliert sind. Es können entweder aliphatische oder aromatische Lösungsmittel sein oder es können Mischungen aus ein oder mehreren solcher Lösungsmittel sein oder auch aus natürlichen und/oder synthetischen Harzen. Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind Druckfarben-Lösungsmittel ¢240, ¢260, ¢280 und ¢300 (Mitsubishi Oil Co., Ltd.), Druckfarben-Lösungsmittel Nr. 3, Nr. 4, Nr. 5 und Nr. 6 und Spindelöl Nr. 1 und Nr. 2 (Nippon Oil Co., Ltd.), Diana Bisol Nr. 1, Nr, 2, Nr. 3 und Nr. 4 (Idemitsu Kosan Co., Ltd.), Normalparaffin LC, HC und SH (Mitsui Texaco Co., Ltd.) und ähnliche.

Die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten oberflächenaktiven Mittel können anionisch, kationisch, nicht-ionisch oder amphoter sein. Beispiele für brauchbare oberflächenaktive Mittel sind die folgenden:

Anionische oberflächenaktive Mittel:

Lipal SA, Lipal SK, Lipolan TE, Sunnol 605S und Sunnol NES (hergestellt von Lion Co., Ltd.), Plysurf A 207H (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) und Emal 20C, Levenol WX, Latemul WX, Pelex OT-P und Pelex TR (hergestellt von Kao Corp.);

Kationische oberflächenaktive Mittel:

Armeen C, Armeen T, Duomeen T, Arquad 2C und Armac S (hergestellt von Lion Co., Ltd.); und

Nicht-ionische oberflächenaktive Mittel:

Neogen EA-70, Neogen EA-73 und Sorgen 30 (hergestellt von Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) und Span 60, Span 80 und Arlacel 83 (hergestellt von Kao Corp.).

Die Erfindung wird in den nachfolgenden Beispielen beschrieben. Alle Teile sind dabei auf das Gewicht bezogen, sofern nicht anders angegeben.

(I) Herstellung von Alkali-Blautonern Herstellung 1  (Toner A):

In einen 1200-Liter hydraulischen Umkehrkneter wurden 350 kg Alkali-Blau 60A (wasserhaltige Paste von Alkali-Blaupigment, hergestellt von Mormura Badische Co., Ltd.) und 12 kg Lipanol SA (oberflächenaktives Mittel, hergestellt von Lion Aquazo Co., Ltd.) gegeben. Nach 10-minütigem Kneten wurden allmählich 120 kg Druckfarben-Lösungsmittel ¢300 (hergestellt von Mitsubishi Oil Co.) zugegeben und die erhaltene Mischung wurde etwa 30 Minuten bis zum Flushing geknetet. Zusätzlich wurden 200 kg Alkali-Blau 60A zugegeben und die Mischung wurde dann noch 10 Minuten geknetet. Anschliessend wurden 50 kg Druckfarben-Lösungsmittel ¢300 zugegeben und die erhaltene Mischung wurde weitere 10 Minuten zur Erzielung eines zweiten Flushing geknetet. Dann wurden 20 kg Alkali-Blau 60A zugegeben und die Mischung wurde 10 Minuten gerührt. Weitere 50 kg des Lösungsmittels wurden zugegeben und die erhaltene Mischung wurde dann weitere 10 Minuten unter Erzielen eines dritten Flushing geknetet.

Die so erhaltene Mischung wurde einem Vakuumflushing in einem Kneter bei einem Druck von 53 hPa (40 mmHg) und bei einer Temperatur von 70°C während eines Zeitraums von 3 Stunden unterworfen, wobei der Wassergehalt in der Mischung auf 0 bis 2 Gew.% verringert wurde. Weitere 188 kg Druckfarben-Lösungsmittel ¢300 wurden zugegeben und die erhaltene Mischung wurde dann geknetet, bis man ein gleichmässiges Produkt erhielt. Der so erhaltene Alkali-Blautoner wurde als Toner A bezeichnet.

Herstellung 2 und 3  (Toner B und C):

Toner B und C wurden in gleicher Weise wie bei der Zubereitung 1 hergestellt, wobei jedoch Lösungsmitte, oberflächenaktive Mittel und die anderen Bestandteile in den in Tabelle 1 angezeigten Mengen verwendet wurden.

Tabelle 1

(Herstellung der Toner A, B und C)

Herstellung 4  (Alkali-Blau-Vehikeltoner D):

Zu 1.200 Liter eines hydraulischen Umkehrkneters wurde Alkali-Blau 60A (wasserhaltige Paste von Alkali-Blaupigment, hergestellt von Morimura Badische Co., Ltd.), Arakyd 5001 (Langöl-Alkydharz-Vehikel, hergestellt von Arakawa Kagaku Kogyo Co., Ltd.) und Neugen EA-70 (hergestellt von Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) in den nachstehend angegebenen Mengen zugegeben und die Bestandteile wurden zur Bewirkung eines Phasenübergangs geknetet. Überschüssiges Wasser wurde dann durch Dekantieren entfernt und nach dem Eindampfen im Vakuum erhielt man ein Produkt mit einem Wassergehalt von 0 bis 2%. Dieses Produkt wird als Alkali-Blau-Vehikeltoner D bezeichnet.

Alkali-Blau 60A750 kg Arakid 5001408 kg Neugen EA-70 12 kg

(II) Drucktest (i) Test als wärmehärtbare Druckfarbe (in der Wärme trocknende Druckfarbe): (i-a) Herstellung des Lackes A:

In einen Auflösetank, der mit einem Heizer versehen war, wurden 40 Teile Tamanol 361 (mit einem Pflanzenharz modifiziertes Phenolharz, hergestellt von der Arakawa Kagaku Kogyo Co., Ltd.), 10 Teile polymerisiertes Leinsamenöl Nr. 3 (hergestellt von Showa Varnish Co., Ltd.). 5 Teile Beckosol EL 8001 (Alkylharz, hergestellt von Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) und 40 Teile Druckfarben-Lösungsmittel ¢260 (hergestellt von Mitsubishi Oil Co., Ltd.) gegeben. Die Bestandteile wurden unter Rühren während etwa 30 Minuten bei einer Temperatur von etwa 200°C gelöst. Dann liess man die Lösung stehen. Wenn die Temperatur auf 100°C gesunken war, wurde eine getrennt davon hergestellte Mischung aus 5 Teilen Druckfarben-Lösungsmittel ¢260 und 1 Teil ALCH (hergestellt von Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.) zugegeben, unter Erhalt eines "Lackes A", der eine Viskosität von 25 Pa · s/25°C (gemessen in einem B-Typ-Viskosimeter (Brookfield-Viskosimeter) hatte.

(i-b) Herstellung von Druckfarben A bis D:

Lack A und Alkali-Blau-Toner A, B, C oder D, hergestellt gemäss Herstellung 1, 2, 3 oder 4, wurden in den nachfolgend angegebenen Mengen vermischt und dann auf einem Dreiwalzenstuhl unter Zugabe von Anpassungs-Lösungsmitteln bis zu einem "Tack"-Wert von 9,0 (800 Upm, 30°C, 1 Minute, gemessen gemäss JIS K 5701) gemahlen, unter Erhalt von Test-Druckfarbe A, B, C oder D.

Teile

Mitsubishi Dia MA-8 (von Mitsubishi Chemical Ind. Co.)18 Lack A60 Toner A, B, C oder D10 Wachsverbindung MC-2037 (von Morimura Badische Co.)10 Druckfarben-Lösungsmittel ¢260 (von Mitsubishi Oil Co.) 2

(i-c) Trocknungstest:

Test-Druckfarbe A wurde mittels eines RI-Testers (hergestellt von Akira Seisakusho Co., Ltd.) auf 90 kg Sanyo SK Coat-Papier (hergestellt von Sanyo-Kokusako Pulp Co., Ltd.) in einer Menge der Druckfarbe von 0,15 ml pro 1/2 Schnittwalze (cut roll) gedruckt. Das so gedruckte Papier wurde in einen bei 110°C gehaltenen Thermostaten eingelegt und der Zustand der Druckfarbe wurde mit dem Finger im Abstand von 2 Sekunden überprüft. Auf die gleiche Weise wurden die Druckfarben B, C und D untersucht. Die erzielten Ergebnisse werden nachfolgend gezeigt.

Test-DruckfarbeTrocknungsszeit (Sek.)

A4 B4 C4 D8

Es ist ersichtlich, dass die Druckfarben, bei denen Alkali-Blautoner gemäss der Erfindung verwendet wurden, innerhalb einer bemerkenswert kurzen Zeit trockneten im Vergleich zu Druckfarben, bei denen man Alkali-Blautoner, die mit der Vehikel-Technik erhalten worden waren, verwendete.

(ii) Test als "Sheet-Fed-Type-Druckfarbe" (Druckfarbe wird durch oxidative Polymerisation getrocknet): (ii-a) Herstellung von Lack B:

In einen Auflösetank, der mit einem Heizer ausgerüstet war, wurden 40 Teile Tamanol (Phenolharz, modifiziert mit einem Pflanzenharz, hergestellt von Arakawa Kagaku Kogyo Co., Ltd.) und 30 Teile polymerisiertes Leinsamenöl Nr. 3 (hergestellt von Showa Varnish Co., Ltd.) gegeben. Diese Mischung wurde etwa 1 Stunde bei 220°C gerührt. Anschliessend wurden 30 Teile Druckfarben-Lösungsmittel ¢300 (hergestellt von Mitsubishi Oil Co., Ltd.) zu der Mischung gegeben und das Rühren wurde fortgesetzt, bis sich das Harz vollständig gelöst hatte und sich die Mischung dann abkühlte. Die erhaltene Mischung (Lack B) hatte eine Viskosität von 35 Pa · s/25°C (gemessen in einem B-Typ-Viskosimeter).

(ii-b) Herstellung von Druckfarben E bis H:

Lack B und Alkali-Blautoner A, B, C oder D, hergestellt in Herstellung 1, 2, 3 oder 4, wurden in den nachfolgenden Mengen abgemischt und auf einem Dreiwalzenstuhl unter Zugabe der Einstellungs-Lösungsmittel bis zu einem "Tack"-Wert von 10,0 (400 Upm, 30°C, 1 Minute, gemessen gemäss JIS K 5701) gemahlen unter Erhalt der Test-Druckfarbe E, F, G oder H.

Teile

Mitsubishi Dia Ma-818 Lack B60 Toner A, B, C oder D10 Gel-Lack TH-1 (von Toshin Yushi Co., Ltd.) 5 Wachsverbindung MC-111 (von Morimura Badische Co., Ltd.) 5 Kobaltnaphthenat (von Nippon Chemical Industrial Co.) 2

(ii-c) Trocknungstest:

Die Trocknungseigenschaften der Druckfarben E, F, G und H wurden untersucht, indem man getrennt mit den Druckfarben mittels eines RI-Testers (hergestellt von Akira Seisakusho Co., Ltd.) auf 90 kg Sanyo SK Coat-Papier mit einer Druckfarbenmenge von 0,15 ml für 1/2 "Cut Roll" druckte. Die erzielten Ergebnisse werden nachfolgend gezeigt.

Test-DruckfarbeTrocknungszeit (Minuten)

E 6 F 8 G 6 H15

Es ist ersichtlich, dass man unter Verwendung der erfindungsgemässen Alkali-Blautoner die Trocknungszeiten erheblich verringern kann, im Vergleich zu Druckfarben, bei denen Alkali-Blautoner verwendet wurden, die unter Anwendung der Vehikeltechnik hergestellt worden waren.

Claims (4)

1. Alkali-Blautonerzusammensetzung, hergestellt durch Dispergieren eines wasserhaltigen Alkali-Blaupigmentes in einem Lösungsmittel.

2. Verfahren zur Herstellung einer Alkali-Blautonerzusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass man ein wasserhaltiges Alkali-Blaupigment in einem Lösungsmittel dispergiert.

3. Verfahren zur Herstellung einer Alkali-Blautonerzusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass man ein wasserhaltiges Alkali-Blaupigment in einem Lösungsmittel in Gegenwart eines oberflächenaktiven Mittels dispergiert.

4. Verfahren zur Herstellung einer Alkali-Blautonerzusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel ein organisches Lösungsmittel mit einem Siedepunkt im Bereich von 150 bis 400°C zu dem Zeitpunkt, wenn es um 50 Vol.% destilliert ist, ist.