DE69203869T2 - Abriebfeste drucktinte. - Google Patents
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Description
- Die Erfindung betrifft Druckfarben, welche verminderte Abriebwirkung gegenüber Druckoberflächen wie Tiefdruckwalzen aufweist. Die Druckfarben enthalten die gewöhnlichen Pigmente und wäßriges oder nicht-wäßriges Lösemittel (oder ein Gemisch solcher Lösemittel) zusammen mit erwünschten Bindemitteln, Füllstoffen, Wachsen, etc. Die erfindungsgemäßen Druckfarben weisen als Folge der Einlagerung eines alkoxylierten zweibasigen Phosphatesters und mindestens eines Alkalimetallsaizes eines Sulfobernsteinsäuredialkylesters verminderte Abriebwirkung auf.
- Der Abrieb durch Druckfarben auf Druckfarbenoberflächen ist in der Industrie fortwährend eine Behinderung. Das Problem ist im Tiefdruck äußerst schwerwiegend, wobei sich die Oberflächen des Abstreifmessers und der Tiefdruckwalzen nach langen Druckläufen abnutzen. Dies verursacht in Folge Schleierbildung oder Ausblühen, d. h. Drucken in Nicht-Bild-Bereichen. Das Phänomen ist besonders dann spürbar, wenn anstelle von nicht-wäßrigen Farben solche auf Wasserbasis verwendet werden. Umwelt-, Gesundheits- sowie Sicherheitsaspekte erzwingen, daß Lösemittel wie Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Glykole, Glykolether, Ketone und Ester sdweit als möglich durch Wasser ersetzt werden. Auf diese Weise würde die Lösung des Abriebproblems für Drucker einen größeren Anreiz bieten, Farben auf Wasserbasis zu benutzen.
- Der Abrieb der Druckoberfläche ist zweifellos mit Faktoren wie der Pigmentart, der Pigmentmorphologie, der Pigmentteilchengröße etc. verknüpft. Man nimmt an, daß Wasser eine geringere Schmierfähigkeit als Lösemittel bereitstellt.
- Der Zusatz von Stoffen wie Wachse, Stearate, usw., die nach dem Stand der Technik Schmierfähigkeit verleihen sollten, zeigten jedoch geringe Auswirkungen in der Verminderung des durch Farben auf Wasserbasis nach langen Druckläufen verursachten Abriebs.
- Es wurde nun gefunden, daß die Abriebwirkung von sowohl wäßrigen als auch nichtwäßrigen Druckfarben gegenüber Druckoberflächen merklich vermindert ist, wenn ein alkoxylierter zweibasiger Phosphat-Ester und wenigstens ein Alkalimetallsalz eines Sulfobernsteinsäuredialkylesters in die Farbe eingebracht wird.
- Der Alkoxyleinheit des alkoxylierten zweibasigen Phosphat-Esters enthält vorzugsweise 2-8, besonders bevorzugt 4-6 Kohlenstoffatome, und die Alkoholeinheit des alkoxylierten zweibasigen Phosphat-Esters enthält vorzugsweise 5-10, besonders bevorzugt 7-10 Kohlenstoffatome, beispielsweise aromatische Alkoholgruppen. Der alkoxylierte zweibasige Phosphat-Ester liegt im allgemeinen in einer Menge von etwa 2-6, vorzugsweise 3-5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Druckfarbe, vor.
- Das Alkalimetallsalz des Sulfobernsteinsäuredialkylesters umfaßt bevorzugt Natrium, und jede Dialkyleinheit enthält 8-16, vorzugsweise 8-13 Kohlenstoffatome. Der Sulfobernsteinsäuredialkylesters umfaßt besonders bevorzugt ein Gemisch aus zwei verschiedenen Sulfobernsteinsäuredialkylestern, einen, in dem die Dialkyleinheiten verzweigte Ketten von Ethylhexylgruppen und einen anderen, in dem die Dialkyleinheiten Tridecylgruppen darstellten. Im allgemeinen wird sich die Gesamtmenge an Alkalimetallsalz des/der Sulfobernsteinsäuredialkylester(s) in einem Bereich von etwa 0,5- 3, vorzugsweise von 0,8-1,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Druckfarbe, bewegen.
- Wie in den unten aufgeführten Beispielen gezeigt, wird durch Einlagern des Phosphatesters oder des Sulfobernsteinsäureesters allein keine merkliche Verringerung der Abriebwirkung erzielt. Es ist sowohl der Phosphatester als auch der Sulfobernsteinsäureester erforderlich und besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn gleiche Mengen an zwei verschiedenen Sulfobernsteinsäureestern anstelle eines einzelnen Sulfobernsteinsäureesters in Kombination mit dem Phosphatester eingesetzt werden. Ferner ist die vorliegende Erfindung gleichermaßen wirksam bei Druckfarben auf Wasserbasis, Druckfarben auf Lösemittelbasis und bei Druckfarben, die sowohl Wasser als auch nichtwäßrige Lösemittel enthalten.
- Abgesehen von der vorliegenden Erfindung sind die Bestandteile der Druckfarben in der Natur verbreitet. Das Lösemittel kann, wie vorstehend gezeigt, Wasser, nicht-wäßriges Lösemittel oder ein Gemisch davon sein. Typische Lösemittel schließen aliphatische Kohlenwasserstoffe, naphtalinartige Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe (z.B. Toluol, Xylol), C&sub1;-C&sub4;-Alkohole, C&sub2;-C&sub1;&sub2;-Glykole und Glykolether, Ketone, Ester, etc. ein.
- Das Pigment kommt üblicherweise in der Natur vor und kann ein in Druckfarbe verwendetes, organisches Pigment sein, oder kann anorganischer Natur sein,beispielsweise Monoarylid-Gelb, Diarylid-Gelb, Pyrazolone, Benzimidazolone, Toluidinrot, Naphtholrot, Calciumcarbonat, Porzellanerde, etc. Die Druckfarbe wird typischerweise auch Bindemittel, z.B. Terpentinharze und/oder Harze wie Holzterpentin, metallische Harzester, maleinsäuremodifizierte Terpentinharze und Harze, phenolische Harze, Alkydharze, Polyamidharze, Acryl- und Methacrylharze, etc enthalten. Die Druckfarbe kann auch Öle (z.B. Sojabohnenöl), Weichmacher, natürliche und/oder synthetische Wachse, Trockenmittel, Streckmittel etc. enthalten.
- Um die Abriebwirkung einer Druckfarbe zu bewerten, schließen die durchgeführten Laboruntersuchungen das folgende Verfahren ein: 20 g der Druckfarbe werden in eine Schale gegeben und ein chrombeschichtetes Glas wird in die Farbe eingetaucht. An dem Glas wird mit einem filzüberzogenen Gewicht mit einer feststehenden Anzahl an Streichvorgängen gerieben. Die Abriebwirkung der Farbe wird dann als Funktion der vom Glas entfernten Menge der Chrombeschichtung ermittelt.
- Die Erfindung wird durch Bezugnahme auf die folgenden Beispiele verständlicher; wenn nicht anders angegeben, sind alle Teile Gew.-teile oder Gew.-%.
- Eine Farbe auf Wasserbasis wurde aus folgenden Materialien formuliert: Material Zinksulfid Acrylemulsion a Acrylharzlösung b Ethylenglykolmonopropylether Wasser Ammoniak a Diese Emulsion bestand aus emulgiertem Styrol-Acryl-Copolymer mit einem Molekulargewicht von etwa 200.000 und etwa 40 % Feststoffen. b Diese Lösung bestand aus mit Ammoniak neutralisiertem Styrol-Acryl-Copolymer mit einem Molekulargewicht von etwa 10.000 und etwa 40 % Feststoffen.
- Der mit dieser Druckfarbenformulierung nach 3.000 Streichvorgängen im Abriebtester erzeugte Abrieb wurde auf einer Skala von 1 bis 10 (das schlechteste Ergebnis ist 10) mit 7 bewertet.
- Die Farbe aus Beispiel 1 wurde durch Zugabe von 4% einer Phosphatesterzusammensetzung, bestehend aus einem Gemisch eines nonyloxy-phenoxyethoxylierten Phosphats und eines heptyl-ethoxylierten Phosphats in einem Verhältnis von etwa 80:20, reformuliert. Der mit dieser Druckfarbenformulierung nach 3.000 im Abriebtester erzeugte Abrieb wurde mit 4 bewertet.
- Die Farbe aus Beispiel 1 wurde durch Zugabe von 2% Natrium-2- ethylhexylsulfosuccinat, reformuliert und nach dem gleichen Verfahren wie oben untersucht. Diese Farbe wurde nach 3.000 Streichvorgängen mit 6 bewertet.
- Beispiel 3 wurde unter Verwendung von 2% Natriumtridecylsulfosuccinat wiederholt. Diese Farbe wurde nach 3.000 Streichvorgängen mit 6 bewertet.
- Beispiel 3 wurde unter Verwendung eines Gemisches von 1% Natrium-2- ethylhexylsulfosuccinat und 1% Natriumtridecyl sulfosuccinat wiederholt. Diese Farbe wurde nach 3.000 Streichvorgängen mit 4 bewertet.
- Die Farbe aus Beispiel 1 wurde durch Zugabe von 4% einer Phosphatesterzusammensetzung, bestehend aus einem Gemisch eines nonyloxy-phenoxyethoxylierten Phosphats und eines heptyl-ethoxylierten Phosphats in einem Verhältnis von etwa 80:20, und von 2% Natrium-2-ethylhexylsulfosuccinat, reformuliert. Diese Farbe wurde nach 3.000 Streichvorgängen mit 3 bewertet.
- Die Farbe aus Beispiel 1 wurde durch Zugabe von 4% einer Phosphatesterzusammensetzung, bestehend aus einem Gemisch eines nonyloxy-phenoxyethoxylierten Phosphats und eines heptyl-ethoxylierten Phosphats in einem Verhältnis von etwa 80:20, und 1% Natrium-2-ethylhexylsulfosuccinat sowie 1% Natriumtridecylsulfosuccinat, reformuliert. Diese Farbe wurde nach 3.000 Streichvorgängen mit 1 bewertet.
- Eine Druckfarbenbasis wurde hergestellt aus 15% "Printex 45" Druckerschwärze (eine Druckerschwärzenart, die typischerweise in Tiefdruckfarben auf Lösemittelbasis verwendet wird), 3% "Soleate DO", einem Standard-Ölsäureester-Benetzungsmittel, 70% Gilsonit-Lack (ein natürliches Harz) und 12% Toluol. Diese Stoffe wurden etwa 2 Stunden lang mit 3mm großen Glaskugeln gemahlen, und die entstandene, gemahlene Dispersion wurde dann wie folgt zur abschließenden Viskosizität der Farbe verdünnt: 50% Farbenbasis, 45% Calciurn/Zink-Harzesterlack und 5% Toluol; diese Farbe führte zu einem Chromabrieb von 0,3 u. Es wurde eine zweite Farbe, in der das Benetzungsmittel "Soleate DO" durch 3% Natrium-2-ethylhexylsulfosuccinat ersetzt wurde, hergestellt: diese Farbe führte zu einem Chromabrieb von 0,1 u. Es wurde eine dritte Farbe hergestellt, in der das Benetzungsmittel "Soleate DO" durch 3% Natrium-2-ethylhexylsulfosuccinat und 1% einer Phosphatesterzusammensetzung, bestehend aus einem Gemisch eines nonyloxy-phenoxyethoxylierten Phosphats und eines heptyl-ethoxylierten Phosphats in einem Verhältnis von etwa 80:20, ersetzt wurde; die dritte Farbe führte zu einem Chromabrieb von 0,05 u.
- Dann wurden die drei Farben in einer herkömmlichen Hochgeschwindigkeitstiefdruckpresse erprobt. Diese Versuche zeigten, daß die erfindungsgemäßen Zusatzstoffe das mit herkömmlichen Farben verbundene Problem der Abriebwirkung löst. Diese Versuche beweisen auch, daß die erfindungsgemäßen Zusatzstoffe in Farben auf Lösemittelbasis genauso wirksam sind.
Claims (8)
1. Druckfarbe, umfassend ein Pigment und ein wäßriges oder nicht-wäßriges Lösemittel
oder ein Gemisch solcher Lösemittel, mit einer verminderten Abriebwirkung
gegenüber Druckoberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe einen
alkoxylierten, zweibasigen Phosphatester und mindestens ein Alkalimetallsalz eines
Sulfobernsteinsäuredialkylester enthält.
2. Druckfarbe nach Anspruch 1, wobei die Alkoxyleinheit des alkoxylierten
zweibasigen Phosphatesters 2-8 Kohlenstoffatome enthält.
3. Druckfarbe nach Anspruch 2, wobei die Alkoholeinheit des alkoxylierten
zweibasigen Phosphatesters 5-10 Kohlenstoffatome enthält.
4. Druckfarbe nach Anspruch 1, wobei der alkoxylierte zweibasige Phosphatester in
einer Menge von etwa 2-6 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Druckfarbe,
vorliegt.
5. Druckfarbe nach Anspruch 1, wobei das Alkalimetall Natrium umfaßt, und die
Alkyleinheit des Sulfobernsteinsäuredialkylesters 8-16 Kohlenstoffatome enthält.
6. Druckfarbe nach Anspruch 5, wobei der Sulfobernsteinsäuredialkylester ein Gemisch
aus zwei verschiedenen Sulfobernsteinsäuredialkylestern umfaßt.
7. Druckfarbe nach Anspruch 6, wobei die Dialkyleinheiten des einen
Sulfobernsteinsäuredialkylesters verzweigte Ethylhexylgruppen darstellen und die
Dialkyleinheiten des anderen Sulfobernsteinsäuredialkylesters Tridecylgruppen
darstellen.
8. Druckfarbe nach Anspruch 1, wobei das Alkalimetallsalz des
Sulfobernsteinsäuredialkylesters in einer Menge von etwa 0,5-3 Gew.-%, bezogen
auf das Gewicht der Druckfarbe, vorliegt.
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