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DE69609769T2 - Tiefdrucktinte auf Basis von Sojaöl und Verfahren zur Herstellung - Google Patents

Tiefdrucktinte auf Basis von Sojaöl und Verfahren zur Herstellung

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Publication number
DE69609769T2
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
weight percent
varnish
oil
alkyd
ink
Prior art date
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Expired - Fee Related
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DE69609769T
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DE69609769D1 (de
Inventor
John Thomas Moynihan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
United States Department of Commerce
Original Assignee
United States Department of Commerce
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United States Department of Commerce filed Critical United States Department of Commerce
Publication of DE69609769D1 publication Critical patent/DE69609769D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69609769T2 publication Critical patent/DE69609769T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/08Polyesters modified with higher fatty oils or their acids, or with resins or resin acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/02Printing inks
    • C09D11/10Printing inks based on artificial resins
    • C09D11/102Printing inks based on artificial resins containing macromolecular compounds obtained by reactions other than those only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • C09D11/104Polyesters
    • C09D11/105Alkyd resins

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  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)

Description

    Hintergrund der Erfindung 1. Fachgebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue und einzigartige Lackrezeptur, die eher von Ölen auf pflanzlicher Basis (Sojabohnen) als von Ölen auf Erdölbasis abgeleitet ist. Tintenpigmente und andere Ingredienzien werden dem Lack zugesetzt, der als Vehikel für Tiefdrucktinten dient, die in der Produktion der US-Währung und anderer Obligationen und Wertpapiere eingesetzt werden. Tiefdruckfarben unterscheiden sich von Offsetfarben und Flachbett-Tinten dadurch, daß sie extrem viskose, High-Solids-Tinten sind und zur Verwendung in diesen anderen Druckverfahren nicht geeignet sind.
  • 2. Diskussion des Hintergrundes der Erfindung
  • The United States Bureau of Engraving and Printing ist die Behörde, die nach 31 U. S. C. § 5114 für die Herstellung der US-Währung wie auch anderer Obligationen und Wertpapiere verantwortlich ist. The Bureau ist bei weitem das größte Banknotenhaus auf der Welt. The Bureau produziert mehr Banknoten als die sieben nächstgrößten Produzenten zusammen.
  • 31 U. S. C. § 5114 verlangt, daß Währung nach dem Tiefdruckverfahren hergestellt wird, das die Verwendung von gravierten Platten beinhaltet. Da das Bild, das reproduziert wird, unter die Oberfläche der Druckplatte graviert ist, ist es notwendig, die ganze Druckplatte mit Tinte zu überziehen, die Tinte in die Gravierung zu bringen und dann den ganzen Tintenüberschuß, der auf der Oberfläche der Platte zurückbleibt, abzuwischen. Ein "besonderes" Hadern (75% Baumwolle/25% Leinen)-Banknotenpapier wird dann mit einem Druck von mehreren Tonnen in die Gravierung gedrückt, um das eingefärbte Bild von der Platte zu nehmen. Dieses "besondere" Papier wird vom Secretary of the Treasury nach den Bestimmungen von 18 U. S. C. § 474a für die ausschließliche Verwendung der Vereinigten Staaten freigegeben. Der bloße Besitz dieses Papiers ohne ordentliche Genehmigung ist strafbar.
  • Tiefdrucktinte umfaßt einen Lack, Pigmente, Emulgatoren, Extender, Wachs, Lösungsmittel, Mineralöl, Trockenstoffe und entionisiertes Wasser.
  • Nahezu achtzig Prozent (80%) der High-Solid-Tiefdrucktinte, die auf die Druckplatte aufgetragen wird, wird weggewischt und wird ein teures Abfallprodukt, außer der Anteil, der gesammelt und wieder zur ursprünglichen Konzentration gelöst wird. Obgleich es gesetzlich nicht verlangt wird, hat the Bureau seinen Tintenüberschuß in sicheren Müllgruben beseitigt, so als wäre die Tinte gefährlicher Abfall, als Vorsichtsmaßnahme gegenüber der zukünftigen Aufnahme des Lacks auf chemischer Basis oder anderer Ingredienzien in die EPA-Liste gefährlicher Chemikalien. Trotz der hohen Kosten dieses Druckverfahrens, die aus dem Abfall an überschüssiger Tinte und den Kosten ihrer umweltfreundlichen Entsorgung resultieren, bleibt das Verfahren integraler Teil der Währungsproduktion, da es zu einem dreidimensionalen gedruckten Bild führt. Dieses Bild ist Hauptabschreckungsmittel vor Fälschung. Aus diesen Gründen ist die Verwendung von Tiefdruck im großen Maßstab in erster Linie auf Banknotenhäuser beschränkt.
  • Bis in die frühen 1980iger verwenden die Währungspressen ein Papierwischsystem zur Entfernung der Währungstinte von den Druckplatten. Die Tinten, die vom Bureau of Engraving and printing für diese Papierwischpressen verwendet wurden, wurden zum größten Teil im Haus hergestellt und waren nicht für einen privaten Lieferanten oder das Bureau geschützt.
  • Allerdings waren die Tintenrezepte des Bureaus geheim. Zu diesem Zeitpunkt waren die Forderungen nach Währungsproduktion ständig im Steigen und es war eine starke Zunahme über die nächste Dekade geplant. Tatsächlich bewegte sich das Bureau von einer Produkten von etwa 3 Milliarden Noten pro Jahr am Ausgang der letzten Dekade bis mehr als 9 Milliarden Noten zu Beginn dieser Dekade. In den frühen 1980igern begann das Bureau, seine veralteten und abgenutzten Währungspressen durch neue und technisch fortgeschrittene Druckeinrichtungen zu ersetzen. Die neuen Tiefdruckgeräte nutzten nicht länger die Papierwischsysteme, sondern hatten neue Wasserwisch- oder Zylinderwischsysteme eingebaut.
  • Das neue Wischsystem verwendet gummierte Walzen (Zylinder), um die Tinte von der Druckplatte zu entfernen. Die Zylinder werden mit einer Wischlösung beschichtet, die aus Ätznatron und Castoröl besteht und die in Verbindung mit Schabern (Rakeln) die Entfernung der Tinte erleichtert. Es wurde bald festgestellt, daß das Zylinderwischsystem an den neuen Pressen die Verwendung einer neuen Tintenrezeptur erforderlich machte. Das Ergebnis war, daß the Bureau begann, seine Tinte von einer privaten Gesellschaft zu erwerben, welche daran dachte, die Rezepturen für die Tinten und insbesondere die Tintenlacke gesetzlich zu schützen.
  • Das gängige Verfahren zum Drucken von Sicherheitsdokumenten, insbesondere Währung, ist Heat-Set-Tiefdruck mit Bogenanlage.
  • Tinten für Heat-Set-Tiefdruck mit Bogenanlage basieren auf oxidierbaren Harzen und Alkyden und sind sehr langsam trocknend. Typischerweise wird zuerst eine Seite der Währung gedruckt und nach 24 bis 48 Stunden wird die andere Seite gedruckt. Die typische maximale Druckgeschwindigkeit solcher Tinten ist etwa 75 m/min. Das US-Patent Nr. 4 966 628 offenbart typische Tinten für Non-Heat-Set-Druck mit Bogenanlage, die zum Drucken von Sicherheitsdokumenten geeignet sind.
  • Der Ausdruck "Tiefdruck" bezieht sich auf ein Druckverfahren, bei dem ein Druckzylinder oder eine Druckplatte das eingravierte Muster trägt und die eingravierte Vertiefung mit Drucktinte gefüllt wird, um zur Schaffung des Dokuments auf das Drucksubstrat übertragen zu werden. Bei diesem Drucktyp wird typischerweise ein rotierender gravierter Zylinder (normalerweise aus Stahl, Nickel oder Kupfer hergestellt und mit Chrom plattiert) durch einen oder mehrere tintengebende Schablonenwalzen versorgt, wodurch ein Muster aus Tinten verschiedener Farbe auf den Druckzylinder übertragen wird. Überschüssige Tinte auf der Oberfläche des Zylinders wird dann von einem rotierenden Wischzylinder, der mit einem Plastisol überzogen ist, unter Verwendung einer verdünnten wäßrigen Lösung von Natriumhydroxid und sulfoniertem Castoröl als Emulsionsmedium für die abgewischte überschüssige Tinte abgewischt. Danach wird das Druckmuster unter einem Druck von bis zu 105 kg/cm² auf das Substrat gedruckt.
  • In jüngerer Zeit wurde eine Tinte für Heat-Set-Tiefdruck in den Labors des Bevollmächten entwickelt. Eine solche Tinte ist im US-Patent Nr. 5 100 934, das demselben Bevollmächtigten erteilt wurde, beschrieben. Die im Patent '934 beschriebenen Tinten erlaubten Sicherheitsdokumente, insbesondere Währung, durch Heat-Set- Tiefdruck zu drucken; dies führte zu einem verbesserten Produkt und einem Druckverfahren, das es erlaubt, daß die Gegenseite des gedruckten Dokuments einen Augenblick nach dem Druck der Vorderseite bedruckt wird. Allerdings erfordern die Tinten, die im Patent '934 beschrieben sind, relativ hohe Heißfixierungstemperaturen. Obgleich eine solche hohe Temperatur eine sehr schnelle Trocknung und hohe Durchsätze gewährleistet, neigen die hohen Heißfixierungstemperaturen auch dazu, ein unerwünschtes Vergilben und/oder Kräuseln des Papiersubstrats zu erzeugen.
  • Eine Tiefdrucktinte für ein Sicherheitsdokument sollte den folgenden Anforderungen genügen:
  • (a) fehlerfreie rheologische Eigenschaften hinsichtlich der Übertragung der Tinte auf den Druckzylinder und der Übertragung von diesem auf das Substrat;
  • (b) Fähigkeit, daß die überschüssige Tinte einfach und quantitativ von den Nicht-Bildbereichen der Matrizenoberfläche durch den Wischzylinder entfernt wird (Wischbarkeit);
  • (c) Einfachheit des Reinigens des Wischzylinders mit Hilfe eines Reinigungsmittels, z. B. verdünnte wäßrige Ätznatron- Lösung, die etwa 1% NaOH und 0,5% sulfoniertes Castoröl oder andere oberflächenaktive Mittel enthält;
  • (d) Stabilität der Tinte auf den Druckwalzen; d. h. Steuerung der Verdampfung flüchtiger Materialien während des Druckverfahrens, um eine vorzeitigige Trocknung der Tinte auf den Walzen zu verhindern;
  • (e) Filmbildungscharakteristika, die eine Handhabung des Papiers, das aufgedruckte Filme bis zu einer Dicke von 200 um trägt, unmittelbar nach dem Bedrucken erlaubt;
  • (f) geeignete Trocknungseigenschaften, wenn mit Geschwindigkeiten von bis zu 200 m/min bei Gravierungen von bis zu 200 um Dicke gedruckt wird;
  • (g) hervorragende chemische und mechanische Beständigkeit des gedruckten Dokuments gemäß den Einzelvorschriften, die von INTERPOL bei der 5. Internationalen Konferenz über Währung und Fälschung 1969 und durch das U. S. Bureau of Engraving and Printing in BEP 88-214 (TN) § M5 festgelegt sind.
  • Um als Tiefdrucktinte für Währung verwendbar zu sein, wird die Tinte auf der Währung untersucht, um zu bestimmen, ob sie Tests wie die folgenden besteht:
  • (a) chemische Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln, Säuren, Alkalien, Seifen und Detergentien;
  • (b) Reibungstest auf Tintenfilmunversehrtheit;
  • (c) Zerknitterungstest;
  • (d) Waschtest;
  • (e) Schmutztest;
  • (f) Stabilität gegenüber Feuchtigkeit und Temperatur;
  • (g) Biegungstest;
  • (h) Test auf Sonnenlichtbeständigkeit; und
  • (i) Test auf magnetische Eigenschaften.
  • Die Anforderungen bezüglich Umweltschutz und Sicherheit der Arbeiter an diese Tinten sind ebenfalls sehr wichtig. Nach anwendbaren gesetzlichen und Durchführungsbestimmungen bezüglich der Umwelt, die bei Tätigkeiten des Bureaus zutreffen, wurden die Konzentration an flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) in Währungstinten spezifischen Beschränkungen unterworfen. Eine periodische Untersuchung (durch die Betriebserlaubnis des Bureaus verlangt) der Proben der Tinten, die von einem privaten Unternehmer geliefert wurde, zeigte, daß die Tinte nicht immer innerhalb dieser Beschränkung lag. Darüber hinaus klagten Angestellte des Bureaus über schädliche Gerüche aus einigen Tintenchargen, aus anderen nicht. Angestellte machten auf Probleme mit chemischer Empfindlichkeit und andere Gesundheitsprobleme aufmerksam - trotz der Tatsache, daß die Papiere mit den Materialsicherheitsdaten, die der Tinte beigefügt waren, angaben, daß keine toxischen Materialien oder andere Gefahren in der Tinte seien. Ohne Zugang zu den Rezepturen der von einem privaten Unternehmer gelieferten Tinte war die Untersuchung dieser Probleme stark gehemmt.
  • Außerdem hat das U. S. House of Representatives Committee on Approprioations gefordert, amerikanische Landwirtschaftsprodukte zu unterstützen und die Abhängigkeit von Erdöl durch die Verwendung von Tinten auf Sojabohnenöl- Basis bei der Herstellung von U. S.-Wertpapieren im Bureau of Engraving and Printing (BEP) zu reduzieren. Außerdem ist Sojabohnenöl eines der größten Nebenprodukte landwirtschaftlicher Feldfrüchte und etwa 20% der Bohnen sind Sojabohnenöl. Das Suchen nach industriellen Märkten, z. B. Tinten, wird eventuell dem amerikanischen Farmer wachsende Märkte für seine Produkte liefern. Die Vereinigten Staaten sind der größte Sojabohnen-Produzent der Welt und Hauptexporteur des Produktes in andere Länder. Der Sojabohnen-Markt ist verglichen mit dem Erdölpreis viel stabiler: es gab seit Entwicklung des Sojabohnenöls keine größeren Tiefs oder Hochs.
  • Obgleich Veränderungen im Design und Aussehen der Währung selten sind, waren Veränderungen in den Tintenrezepturen ein relativüblicher Vorgang. Wie oben angeführt wurde, wurden durch neue Produktionsanlagen und -verfahren Änderungen in den Tintenrezepturen notwendig. Die gewachsene Gewichtigkeit auf den Gebieten Umweltqualität und Arbeitssicherheit hat in den vergangenen zwei Dekaden zu regulatorischen Bestimmungen geführt, die eine ständig wachsende Zahl an Materialien betreffen. Die Eliminierung eines Tinteningredienz zu Gunsten eines umweltverträglicheren oder für die Arbeit sichereren Ingredienz führte zu anderen Problemen bei der Tintenhaftung und der Druckhaltbarkeit.
  • Das Bureau war durch den Erwerb der Tinten aus der privaten Industrie nicht immer fähig, sich den obigen Problemen in adequater Weise zuzuwenden. Aufgrund der einzigartigen Natur und der limitierten Verwendung von Tiefdrucktinten werden sie nicht in großem Umfang hergestellt und eine Forschungsentwicklung dieser Tintentechnologie ist nicht in großem Umfang verfügbar.
  • Aufgaben der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Tiefdrucktinte auf Sojabohnenöl-Basis.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Tiefdrucktinte auf Sojabohnenöl- Basis mit geeigneter Haltbarkeit und Beständigkeit, um bei Banknoten verwendet zu werden.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Tiefdrucktinte auf Sojabohnenöl-Basis.
  • Diese und andere Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung, wie sie im folgenden beschrieben wird, gelöst.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Tiefdrucktinte bereit, die Alkyde enthält, die mindestens teilweise aus Sojabohnenöl hergestellt sind. Die Alkyde sind im Lackteil der Tinte. Der Lack enthält fakultativ auch wärmehärtbares Phenolharz und/oder Lösungsmittel.
  • Das Alkyd umfaßt ein Reaktionsprodukt aus Sojabohnenöl und fakultativ Tungöl und/oder Leinöl, Trimellitsäureanhydrid, Pentaerythrit und Katalysator. Der Lack kann außerdem ein thermoplastisches Phenolharz enthalten, das das Reaktionsprodukt eines Gemisches aus t-Butylphenol, Bisphenol, Formaldehyd und Säure, z. B. Oxalsäure umfaßt. Alkyde, die aus einem Gemisch hergestellt sind, das aus etwa 5 bis etwa 50 Gew.-% Sojabohnenöl besteht, sind zufriedenstellend. Vorzugsweise macht der Lack etwa 5 bis etwa 30 Gew.-% der Tinte aus. Höhere Konzentrationen an Sojabohnenöl haben keine ausreichende chemische Beständigkeit in Tinten. Der Lack kann auch Lösungsmittel und/oder trocknendes Öl, das nicht alkydiert wurde, enthalten. Der Lack wird durch Zusatz von Pigmenten, Emulgatoren und anderen Ingredienzien zu Zylinderwisch-Währungs-Tinte oder zu Tiefdrucktinte für Briefmarken oder Wertpapiere formuliert. Die Tinte kann grün, schwarz oder in einer anderen typischend Farbe gefärbt sein.
  • Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung von Tiefdrucktinten bereit. Das Verfahren umfaßt ein Vermischen von Katalysator, z. B. Lithiumacetat oder Natriumhydroxid, Sojabohnenöl, fakultativ Tungöl und/oder Leinöl und Pentaerythrit bei einer Temperatur zwischen etwa 180º und etwa 220ºC für etwa 0,5 bis etwa 1,5 h, um so eine Alkyllyse zu bewirken. Das Trimellitsäureanhydrid wird dem Gemisch bei etwa 165º bis etwa 180ºC zugesetzt, dann wird das Gemisch für etwa 10 bis etwa 30 min bei dieser Temperatur gehalten, um das Alkyd herzustellen. Typischerweise wird das Gemisch während dieser Zeit unter Rückfluß gehalten.
  • Fakultativ werden die Phenolharze und/oder das Lösungsmittel und/oder das trocknende Öl mit dem Alkyd enthaltenden Gemisch unter Herstellung des Lacks vermischt. Dann werden der Lack und weitere Ingredienzien, z. B. Pigmente und Emulgatoren unter Herstellung der Tiefdrucktinte vermischt. Der Emdulgator ist in Wasser mit Raumtemperatur unlöslich, um Währung mit guten Handhabungsmerkmalen bereitzustellen. Allerdings sollte der Emulgator in Wasser mit 60ºC löslich sein. Wischwalzen waschen typischerweise überschüssige Tinte von "weißen" Währungsflächen bei 60ºC ab, so daß der Drucker anschließend feine Linien auf die Währung drucken kann.
  • Die vorliegende Erfindung hat die folgenden Vorzüge:
  • Sie erhöht die Haltbarkeit und chemische Beständigkeit von Währungsnoten.
  • Sie reduziert die Umweltbelastung von Arbeiten des Bureaus durch die Verwendung von Tintenlack auf pflanzlicher Basis anstatt von Tintenlack auf Erdölbasis. Außerdem stellten Umweltschutzbetrachtungen einen wichtigen Faktor bei der Begünstigung der Verwendung von eßbarem Sojabohnenöl in Tinten dar, der die Öffentlichkeit berührt und für die Abfallbeseitigung akzeptabel sein muß. The Clean Air Act verlangt die Reduzierung flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) um 15% in den ersten drei Jahren nach Genehmigung des Acts und danach um 5 bis 50%, bis die Bundesstandards erreicht sind. Obgleich Tinten auf Sojabohnenöl-Basis nicht frei von VOCs sind, so produzieren sie doch nur minimale Dämpfe.
  • Sie reduziert die Herstellungskosten durch die Verwendung eines wirtschaftlicher produzierten Tintenlacks und durch Reduzierung der Kosten der Abfallbeseitigung.
  • Sie vermindert im Bureau of Engraving and Printing Komplikationen und/oder Probleme bei der Durchführung von Programmen der Arbeitssicherheit und der Gesundheit, die durch das Fehlen von Information bezüglich gesetzlich geschützter Farbingredienzien und Rezepturen privater Unternehmer verursacht werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist auch für Briefmarken- und Wertpapiertinten auf Sojabohnen-Basis vorteilhaft, die dieselben Probleme der Abfalltintenbeseitigung und der Umweltbestimmungen wie Währungstinten haben.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Die vorliegende Erfindung liefert eine Tiefdrucktinte, die Alkyde umfaßt, die mindestens teilweise aus Sojabohnenöl synthetisiert werden. Die Tinten umfassen etwa 5 bis etwa 30 Gew.-% Lack, etwa 15 bis 50 Gew.-% Pigment, etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-% Emulgator (d. h. oberflächenaktives Mittel), etwa 10 bis etwa 50 Gew.-% Extender, etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% Wachs, etwa 0 bis etwa 12 Gew.-% Mineralöl, etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-% Glykole und/oder Glykolether, etwa 0,1 bis etwa 5 Gew.-% Trockenstoffe, etwa 0 bis etwa 20 Gew.-% Wasser, etwa 0 bis etwa 25 Gew.-% rohes Tungöl oder andere trocknende Öle, etwa 0 bis etwa 25 Gew.-% Alkyde (andere als die im Lack), etwa 0 bis etwa 25 Gew.-% Phenolharze (andere als die im Lack) und andere Zusatzstoffe, die herkömmlicherweise in Tiefdrucktintenzusammensetzungen verwendet werden.
  • Der Lack
  • Der Lack umfaßt etwa 30 bis etwa 100 (vorzugsweise etwa 50 bis etwa 90) Gew.-% Alkyd, 0 bis etwa 70 (vorzugsweise etwa 5 bis etwa 30) Gew.-% thermoplastisches Phenolharz und etwa 0 bis etwa 20 Gew.-% Lösungsmittel.
  • Der Alkyd-Teil des Lacks umfaßt das Reaktionsprodukt eines Gemisches aus etwa 5 bis etwa 50 (vorzugsweise etwa 10 bis etwa 30) Gew.-% Sojabohnenöl, 0 bis etwa 70 (vorzugsweise etwa 20 bis etwa 70) Gew.-% Tungöl oder Leinöl, etwa 5 bis etwa 30 (vorzugsweise etwa 10 bis etwa 20) Gew.-% Trimellitsäureanhydrid, etwa 0,05 bis etwa 2 (vorzugsweise etwa 0,05 bis etwa 0,5) Gew.-% Katalysator und etwa 2 bis etwa 10 (vorzugsweise etwa 2 bis etwa 5) Gew.-% Pentaerythrit. In dem Reaktionsgemisch können auch 0 bis etwa 25 Gew.-% Lösungsmittel enthalten sein. Typische Katalysatoren umfassen Metalloxide, Metallhydroxide, z. B. Natriumhydroxid, Lithiumacetat-Dihydrat oder andere Acetate. Der bevorzugte Katalysator ist Lithiumacetat-Dihydrat. Ein typisches Lösungsmittel ist MAGIESOL 44-Öl, das von Magie Brothers Oil Company, Franklin Park, Illinois hergestellt wird. Das Lösungsmittel ist speziell zur Reduzierung der Viskosität, wenn das Alkyd mit dem Phenolharz vermischt wird, wie es unten beschrieben wird, verwendbar. Das Alkydharz hat vor Zugabe des Lösungsmittels vorzugsweise eine Säurezahl von etwa 60 bis etwa 75; ein Gemisch aus Lösungsmittel und Alkyd wird eine Säurezahl von etwa 50 bis etwa 60 haben.
  • Das Alkyd wird hergestellt, indem das Sojabohnenöl und fakultativ Tungöl und/oder Leinöl mit Pentaerythrit und Katalysator vermischt werden und das Gemisch erwärmt wird. Wenn der weiße Pentaerythrit-Feststoff aufgelöst ist, wurde das Gemisch ausreichend erwärmt. Typischerweise erfolgt dies, indem das Gemisch für etwa 1/2 bis etwa 1 1/2 h bei etwa 180 bis etwa 220ºC gehalten wird. Dies erreicht eine Alkoholyse des Gemisches. Dann wird das Gemisch auf eine Temperatur von etwa 165ºC bis etwa 180ºC eingestellt, Trimellitsäureanhydrid wird dem Gemisch zugesetzt und das Gemisch wird für etwa 10 bis etwa 30 min bei dieser Temperatur gehalten. Typischerweise werden diese Ingredienzien unter Rückfluß vermischt. Dieser Schritt bildet das Alkyd (die Alkyde).
  • Das thermoplastische Phenolharz ist ein Novolakharz, das öllöslich ist und einen Schmelzpunkt von etwa 140º bis etwa 200ºC, vorzugsweise von etwa 140º bis etwa 180ºC hat. Ein typisches geeignetes Phenolharz ist das Reaktionsprodukt eines Gemisches aus etwa 30 bis etwa 90 Gew.-% Alkylmodifiziertem Phenol, etwa 5 bis etwa 25 Gew.-% unsubstituiertem oder partiell substituiertem Bisphenol und einer Formaldehyd-Quelle, die in Gegenwart einer Säure zusammengeben wurden. Die Alkyl-modifizierten Phenole umfassen vorzugsweise Nonylphenol oder tert-Butylphenol, am günstigsten tert-Butylphenol. Das Bisphenol ist vorzugsweise Bisphenol A. Die Formaldehyd-Quelle ist vorzugsweise Formalin (Lösung aus Wasser und 30% Formaldehyd), Trioxan (ein Trimer aus Formaldehyd) oder am günstigsten Paraformaldehyd. Die Säure ist Oxalsäure, Maleinsäure, Phosphorsäure oder organische mono- oder dibasische Säuren. Vorzugsweise wird Oxalsäure verwendet.
  • Das Phenolharz wird typischerweise durch Vermischen der Ingredienzien bei einer Temperatur von 130ºC, die schrittweise über einen Zeitraum von etwa 3 bis 4 h auf etwa 300ºC steigt, hergestellt. Dann wird das Gemisch abgekühlt und verfestigen gelassen. Das feste Phenolharz wird danach in Flocken übergeführt.
  • Anstatt ein eigenes Phenolharz herzustellen, kann ein geeignetes Phenolharz, z. B. K1111, das von Lawter International, Inc., Northbrook, Illinois hergestellt wird, verwendet werden.
  • Die Harzflocken und Lack (Alkyd mit Lösungsmittel) werden bei einer Temperatur und über eine Zeit, die zum Lösen der Harzflocken ausreichen, vermischt. Ein typisches geeignetes Vermischen erfolgt bei Bedingungen von 175ºC für 10 min. Wenn gewünscht, können dem Gemisch aus Alkyd- und Phenolharz zur Reduzierung der Viskosität des Lacks ein Lösungsmittel, z. B. trocknendes Öl, Kohlenwasserstofföl oder Glykole zugesetzt werden. Typische Kohlenwasserstofföle, die als Lösungsmittel geeignet sind, umfassen MAGIESOL 52-Öl und 44-Öl. Diese sind Kohlenwasserstofföle, die einem Hydrotreating unterworfen wurden und von Magie Brothers Oil Company, Franklin Park, Illinois hergestellt werden. Typische Lösungsmittel umfassen auch ein oder mehrere Glykole, z. B. Hexylenglykol, Ether von Glykolen, 470-Öl (von Magie Brothers Oil Co.), Tungöl, Leinöl, Tallöl, Safloröl, Sonnenblumenöl, Canolaöl, dehydratisiertes Castoröl, Perillaöl, Hanfsamenöl, Walnußöl oder Gemische der genannten. Die verdünnte Lackgrundlage (einschließlich Alkyd, Phenolharz und Lösungsmittel) hat typischerweise ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 1000 bis etwa 2000, gemessen durch Gelpemeations-Chromatographie. Es wird angenommen, daß das Alkyd und das Harz sich unter Bildung eines Makromoleküls verbinden.
  • Herstellung der Tinten
  • Zur Herstellung der Tinte wird der Lack mit den anderen Ingredienzien, z. B. Pigment, Emulgator (oberflächenaktives Mittel), Extendern, Wachs, Lösungsmitteln wie z. B. Mineralöl, Glykolen und/oder Glykolethern, Trockenstoffen, trocknenden Ölen, Harzen, anderen Alkyden, Wasser und anderen herkömmlichen Ingredienzien, die einem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt sind, vermischt.
  • Der Lack und die anderen Ingredienzien werden typischerweise in einem Mischer für etwa 15 min vermischt. Dann passiert das Gemisch zweimal einen weiteren Mischer, z. B. einen Dreiwalzenmischer, um die Ingredienzien weiter zu vermischen.
  • Danach werden Verdünnungsmittel, die ein beliebiges der oben aufgelisteten "anderen Ingredienzien" umfassen, zugesetzt, um geeignete Tintenparameter wie z. B. Viskosität oder Farbe zu erzielen.
  • Zur Herstellung von grüner Tinte werden z. B. der Lack und die anderen Ingredienzien typischerweise in einem Schritt vermischt. Zur Herstellung schwarzer Tinte können der Lack und schwarzes Eisenoxid (ein Pigment) und ein Lösungsmittel unter Herstellung einer Tintengrundlage vermischt werden. Danach werden die anderen Ingredienzien zugesetzt. Alternativ können der Lack und alle anderen Tinteningredienzien in einem Schritt vermischt werden.
  • Die Pigmente umfassen ein beliebiges typisches Pigment für Tiefdruck mit Bogenanlage. Diese umfassen Eisen(III)-oxid, Calciumoxid, Zinkoxid, Antimonoxid, Zinkchromat, Ruß, und Gemische derselben.
  • Zum Drucken von Sicherheitsdokumenten, insbesondere Währung, sind die bevorzugten Pigmente CI Pigment Yellow 12, CI Pigment Yellow 42, CI Pigment Black 7, CI Pigment Black 11, CI Pigment Red 9, CI Pigment Red 23, CI Pigment Red 146, CI Pigment Red 224, CI Pigment Green 7, CI Pigment Green 36, CI Pigment Blue 15 : 3, CI Pigment Violet 23 und CI Pigment Violet 32.
  • Die Emulgatoren sind vorzugsweise in Wasser mit Raumtemperatur unlöslich, aber in Wasser mit etwa 50 bis etwa 75 W löslich. Emulgatoren, d. h. oberflächenaktive Mittel umfassen anionische, nichtionische und kationische oberflächenaktive Mittel, makromolekulare Verbindungen, amphotäre Verbindungen oder Gemische der genannten. Die anionischen oberflächenaktiven Mittel umfassen Aminsalze von Alkylarylsulfonat, Natrium-, Lithium- oder Kaliumsalze von Castoröl-Sulfonat oder Atlas G-3300, hergestellt von Stepan Company. Atlas G-3300 ist bevorzugt, da es in Wasser mit Raumtemperatur unlöslich ist, bei 60ºC aber löslich ist; dies ist die Temperatur, bei der eine Wischwalze beim Tiefdruck überschüssige Tinte von "weißen" Währungsflächen abwischt, so daß man anschließend feine Linien drucken kann. Nichtionische oberflächenaktive Mittel umfassen MAKON 8, ein Alkylphenoxypolyethylenethanol, das von Stepan Chemical Company hergestellt wird. Die kationischen oberflächenaktiven Mittel umfassen Salze von Epoxyharzen oder modifizierte Epoxyharze mit tertiären oder sekundären Amino-Gruppen oder quaternäres Ammoniumchlorid, das von Tomah Products Inc., eine Abteilung von Exxon Chemical Co., hergestellt wird. Makromolekulare oberflächenaktive Mittel umfassen Polyamine, Polyethyer oder Vinyl-Polymere. Amphotere Verbindungen umfassen die, die saure und basische Gruppen enthalten, z. B. Tego-Betain S. das von Goldshmidt Chemical Co. hergestellt wird.
  • Extender umfassen Chinakreide, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Kaolin, Talk, Siliciumdioxid, Maisstärke, Titandioxid oder Gemische der genannten.
  • Wachs umfaßt Polytetrafluorethylenwachse, Polyethylenwachse, Fisher-Tropsch-Wachse, Silicon-Fluide oder Gemische derselben.
  • Lösungsmittel umfassen Mineralöle, Glykolether, Benzol, Toluol, Xylol, Naphtha, Lösungsbenzine, Hexan, Isooctan, Petrolether oder Gemische der genannten. Geeignete Glykole umfassen Ethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonomethylether, Dipropylenglykolmonomethylether, Tripropylenglykolmoncmethylether, Propylenglykolmonomethylether und Gemische derselben. Ein bevorzugter Ether ist CARBITOL, ein Diethylenglykolmonoethylether, der von Inlenleidy Co., Baltimore, Maryland, hergestellt wird.
  • Die Trockenstoffe umfassen Metallsalz-Trockenstoffe, die Schwermetallsalze komplexer Fettsäuren sind. Diese beinhalten Blei-, Kobalt-, Mangan-, Cer-, Calcium-, Zirkonium- oder Zinksalze von Naphthionsäuren, Neodecansäuren, Linolsäuren, Octansäuren, Nonansäuren und Tallölsäuren.
  • Die trocknenden Öle umfassen rohes Tungöl und andere trocknende Öle. Das Tungöl kann zur Erhöhung seiner Viskosität durch Erwärmen auf etwa 200ºC eingedickt werden.
  • Die Harze umfassen Phenolharze oder Alkyd-Kombinationen mit Kohlenwasserstoffharzen, thermoplastischen Phenolharzen (andere als die im Lack), Tungöl/Phenol-Adduktharze, Rosin- Adduktharze (vorzugsweise Addukte mit Maleinsäureanhydrid, Maleinsäureharze oder Gemische derselben).
  • Alkyde (andere als die im Lack) umfassen SOLVAR; das von Lawter International, Inc., Northbrook, Illinois hergestellt wird, oder 100S, das von Lawter International, Inc. Northbrook, Illinois hergestellt wird, oder Alkyd- Kombinationen mit Kohlenwasserstoffen.
  • Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Tinten besteht darin, daß sie niedrige Konzentrationen an flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) haben. Der Gesamtanteil an flüchtigen Verbindungen wird durch ASTM D2369 bestimmt. Dann wird das Wasser durch ASTM D3792 unter Bestimmung des Prozentgehalts von VOC subtrahiert. Vorzugsweise liegt VOC zwischen etwa 3 und etwa 10.
  • Die Erfindung wird durch die folgenden nicht-limitierenden Beispiele näher erläutert.
  • BEISPIELE 1-4 Die Schritte der Beispiele sind wie folgt:
  • Das durch Alkyd modifiziertes Sojabohnenöl enthaltende Material wurde durch Zusammengeben von Lithiumacetat, Tungöl, Sojabohnenöl, Pentaerythrit und Trimellitsäureanhydrid (im folgenden TMA genannt), die in Tabelle I aufgelistet sind, bei Bedingungen, die für Sojabohnenöl, Tungöl und TMA geeignet sind, unter Bildung eines Alkyd-haltigen Lacks hergestellt.
  • Im allgemeinen wurde das durch Alkyd modifizierte trocknende Öl hergestellt, indem Tungöl, Sojabohnenöl, Pentaerythrit und Lithiumacetat für etwa 45 bis etwa 60 min bei 220ºC vermischt wurden. Das Pentaerythrit wurde ursprünglich als weißer Feststoff zugesetzt, löste sich aber während der 45-minütigen Mischzeit auf. Dieses Auflösen zeigte an, daß es eine Alkohollysereaktion mit dem Sojabohnenöl und dem Tungöl einging.
  • Die Temperatur wurde auf etwa 175ºC gesenkt, dann wurde Trimellitsäureanhydrid zugesetzt; das Gemisch wurde für etwa 10 bis etwa 30 min bei einer Temperatur zwischen etwa 165 und etwa 180ºC gehalten. Der resultierende Alkyd enthaltende Lack wurde dann auf Umgebungstemperatur abgekühlt.
  • Der Lack wurde danach mit einem Lösungsmittel, wie es in Tabelle II angegeben ist, verdünnt.
  • BEISPIELE 5-9
  • Die verdünnten Lacke der Beispiele 1 bis 4 wurden mit Pigmenten und anderen Ingredienzien, die in Tabelle III angegeben sind, unter Herstellung einer grünen oder schwarzend Zylinderwisch-Währungstinte vermischt. Die Tinten wurden hinsichtlich der Eigenschaften, die in den Tabellen IV bis VII aufgeführt sind, beurteilt. Wie in den Tabellen IV bis VII dargestellt ist, wurde die Währung für 24 h Chemikalien ausgesetzt, einem Reiben in Gegenwart von Chemikalien unterzogen und physikalischen Beständigkeitstests unterworfen. Die Währung wurde 7 Tage nach dem Drucken den Standard-Qualitätskontrolltests unterworfen.
  • Die Lacke waren auf der Grundlage von Alkyden, die im Bureau of Engraving and Printing in Pilotmengen von 5 Gallonen hergestellt worden waren, wobei der Gehalt an trocknendem Öl im Lack zwischen 51% Sojabohnenöl (Beispiele 1 und 2), 25% Sojabohnenöl (Beispiel 3) bzw. 5% Sojabohnenöl (Beispiel 4) schwankte und der Rest des Öls jeweils Tungöl war. Der Lack mit 51% Sojabohnenöl hatte in zwei grünen Tinten, deren Produktion versucht wurde, keine ausreichende Alkali- Beständigkeit, bestand aber alle anderen Untersuchungen auf chemische und physikalische Beständigkeit. Die Lacke mit 25% Sojabohnenöl zeigten bei Einarbeitung in Tinten ausreichende Beständigkeit wie Lacke mit 5% Sojabohnenöl.
  • Die meisten der Resultate entsprachen mit Ausnahme des Abschmierens handelsüblichen Tinten, die bereits beim Bureau of Engraving and Printing im Gebrauch sind. Abschmieren ist ein Faktor der Tintenrezeptur. Das Phänomen des Abschmierens wird nicht als relevant für eine Verwendung von Sojabohnenöl angesehen und verhindert gegenwärtig eine Verwendung der Rezepturen nicht.
  • Diese Tinten wurden sehr leicht abgewischt, was ein Zeichen für eine potentielle Reduzierung des Wischwalzenverschleißes ist. Zwei der Tinten, nämlich die von Beispiel 7 und 8, genügten in spezifischer Weise den Anforderungen, die im Report 101-589 vom U. S. House of Representatives Committee on Appropriations erhoben wurden und sind auf diese gerichtet:
  • 1. Die Tinten auf Sojabohnenölbasis sind bei den Kosten derzeitigen Währungstinten vergleichbar.
  • 2. Die Druckversuche zeigen keine ungewöhnlichen Probleme bezüglich Anlagenverträglichkeit und können Verbesserungen beim Betrieb zeigen, wobei aufgrund der Tinte auf Sojabohnenölbasis eine geringere Gesamtdruckstromstärke verwendet wird, was sich in einer verringerten Ausfallzeit bei Pressen und geringeren Produktionskosten, die einer Verringerung beim Wischwalzenersetzen zuzuschreiben ist, ausdrückt.
  • 3. Die Reproduktionsqualität ist hervorragend.
  • 4. Die Sicherheit vor Fälschung stellt keine Probleme dar und es werden diesbezüglich auch keine Probleme erwartet.
  • Dieser Bericht ist nur auf die Währungsdruckfläche gerichtet, allerdings könnten die Resultate im Anschluß an eine weitere Entwicklung auch auf Briefmarken und Wertpapiere angewendet werden. TABELLE I Schritt 1: Präparation eines Lackes aus mit Alkyd modifiziertem Sojabohnenöl TABELLE II Schritt 2: Lack aus mit Alkyd modifiziertem Sojabohnenöl von Schritt 1 mit Lösungsmittel
  • * Mineralöl-Lösungsmittel von Magie Brothers Oil Company, Abteilung Pennzoil Corp. TABELLE III Schritt 3: Tintenherstellung aus verdünntem Lack von Schritt 2
  • 1 Grünes Basispigment, Flushalkyd dispergiert, General Press Color, Inc., Addison
  • 2 Furnace-Ruß-Basis, 50/50 Gew.-%, Gemisch aus Furnace-Ruß und Alkyd, d. h. SOLVAR, von Lawter International, Inc., Northbrook, Illinois
  • 3 Columbian Chemical Company, Atlanta, Georgia
  • 4 Stepan Chemical Co., Nortrifield, Illinois
  • 5 Gefälltes Calciumcarbonat, Specialty Minerals, Inc., New York, New York
  • 6 Mineralöl, Siedepunkt 470ºF, Magie Brothers Oil Co., Franklin Park, Illinois
  • 7 Deegan Oil and Chemical Co., Jersey City, New Jersey
  • 8 Sinclair and Valentine, St. Paul, Minnesota
  • 9 Mooney Chemical Inc., Cleveland, Ohio
  • 10 Carrol Scientific, Countryside, Illinois
  • 11 Deegan Oil and Chemical Co., Jersey City, New Jersey
  • 12 Columian Chemical Company, Atlanta, Georgia
  • 13 Gauge Number - National Printing Ink Research Institute TABELLE IV Testresultate Chemische und physikalische Beständigkeit TABELLE IV (Fortsetzung)
  • * Annahmekriterien: Note 4 oder höher TABELLE V Testresultate Chemische und physikalische Beständigkeit TABELLE V (Fortsetzung)
  • * Annahmekriterien: Note 4 oder höher TABELLE VI Testresultate Chemische und physikalische Beständigkeit TABELLE VI (Fortsetzung)
  • * Annahmekriterien: Note 4 oder höher TABELLE VII Testresultate Chemische und physikalische Beständigkeit TABELLE VII (Fortsetzung)
  • * Annahmekriterien: Note 4 oder höher
  • BEISPIEL 9
  • Ein Lack, der Alkyd, Phenolharz und Lösungsmittel enthielt, wurde wie folgt hergestellt.
  • Das Alkyd wurde durch Vermischen von 46,33 Gew.-Teilen Tungöl, 15,47 Gew.-Teilen Sojabohnenöl und 3,71 Gew.-Teilen Pentaerythrit in Gegenwart von 0,09 Gew.-Teilen Lithiumacetatdihydrat bei etwa 220ºC für etwa 45 min hergestellt. Dann wurden 8,84 Gew.-Teile Trimellitsäureanhydrid zugesetzt; das Gemisch wurde bei etwa 175ºC für etwa 10 min gemischt.
  • Das Phenolharz für den Lack wurde hergestellt, indem ein Gemisch aus 8,707 Gew.-Teilen t-Butylphenol (Sdp. 224ºC), 1,628 Gew.-Teilen Bisphenol A, 0,035 Gew.-Teil Oxalsäure und 2,190 Gew.-Teile Paraformaldehyd (Smp. 120-170ºC) unter Bildung eines Gemisches vermischt wurden. Das Gemisch wurde über einen Zeitraum von 30 min auf eine Temperatur von etwa 130ºC erwärmt. Das Gemisch wurde danach über einen Zeitraum von 35 min auf eine Temperatur von etwa 195ºC erwärmt. Dieses Erwärmen erfolgte unter Rückfluß. Zu diesem Zeitpunkt hatte das Gemisch eine Gardner/Holdt-Viskosität "D". Das Gemisch wurde dann abgekühlt, wobei ein Phenolharz mit einer Gardner/Holdt-Viskosität von "D" bei Raumtemperatur bei einem Anteil von nicht-flüchtigen Bestandteilen (nonvolatiles NV) in Xylol von 60% erhalten wurde. Anschließend wurde das Gemisch über einen Zeitraum von etwa 45 min von Raumtemperatur bis etwa 250ºC unter Rückfluß erhitzt; danach wurde das Gemisch für etwa 1 h bei etwa 260ºC gehalten und dann abgekühlt. Dies führte zu einem Phenolharz enthaltenden Gemisch mit einer Gardnet/Holdt-Viskosität von etwa "H 1/4" bei einem Anteil der nicht-flüchtigen Bestandteile in Xylol von 60%.
  • Der Endschritt bestand im Erwärmen des harzhaltigen Gemisches über einen Zeitraum von etwa 30 min auf etwa 300ºC. Das Gemisch wurde bei etwa 300ºC für etwa 20 min gehalten. Das resultierende Phenolharz enthaltende Material hatte eine Gardner/Holdt-Viskosität von "V + 1/2" bei einem Anteil der nicht-flüchtigen Bestandteile in Xylol von 60% sowie eine Löslichkeit von 35,1 NV in Ethanol. Außerdem war das resultierende Material ein Feststoff und wurde anschließend zu Flocken verarbeitet.
  • Danach wurde der Alkyd enthaltende Lack hergestellt, indem 74,44 Teile Alkyd, 12,56 Teile Phenolharz und 13,00 Teile MAGIESOL 44-Mineralöl (Sdp. 440ºF) bei einer Temperatur von etwa 175ºC und für etwa 10 min vermischt wurden, bis sich die Harzflocken aufgelöst hatten.
  • BEISPIEL 10
  • Zur Herstellung von grüner Tinte wurde ein Lack, der durch ein Verfahren hergestellt worden war, das im wesentlichen dem in Beispiel 9 beschriebenen entsprach, mit Pigmenten und anderen Ingredienzien, die in Tabelle VIII aufgeführt sind, vermischt. Der Lack und die anderen Ingredienzien wurden gut vermischt und zweimal in einer Dreiwalzenmühle zerkleinert. TABELLE VIII
  • Die Tinte von Beispiel 10 wurde auf $1-Scheine gedruckt und untersucht. Die Tinte erzielte in Standard-Währungs- Haltbarkeitsuntersuchungen die Resultate, die in Tabelle IX aufgelistet sind. TABELLE IX
  • BEISPIEL 11
  • Zur Herstellung von schwarzer Tinte wurde eine schwarze Gundlage hergestellt, indem die in Tabelle X angegebene Zusammensetzung gemischt und zweimal vermahlen wurde. Danach wurde die schwarze Grundlage mit dem Lack von Beispiel 10, Pigmenten und anderen Ingredienzien, die in Tabelle XI aufgeführt sind (die auch gut vermischt und zweimal vermahlen waren) vermischt. TABELLE X TABELLE XI TABELLE XI (Fortsetzung)
  • BEISPIEL 12
  • Schwarze Tinte wurde ebenfalls hergestellt, indem der Lack von Beispiel 10 und andere Ingredienzien von Tabelle XII gründlich vermischt wurden und das Gemisch zweimal vermahlen wurde. TABELLE XII
  • BEISPIEL 13
  • Ein Tinte, die der von Beispiel 12 entsprach, wurde auf $1- Scheine gedruckt und getestet. Die Tinte erreichte in Standard-Währungs-Haltbarkeitstests die Resultate die in Tabelle XIII angegeben sind. TABELLE XIII
  • Obgleich spezifische Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, sollte es klar sein, daß viele Modifikationen daran durchgeführt werden können, ohne den Geist und Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Dementsprechend ist die Erfindung nicht auf die vorstehende Beschreibung beschränkt, sondern ist nur auf den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche limitiert.

Claims (20)

1. Tiefdrucktinten-Zusammensetzung, umfassend: etwa 5 bis etwa 30 Gew.-% eines Lackes, wobei der Lack etwa 30 bis etwa 100 Gew.-% Alkyd, etwa 0 bis etwa 70 Gew.-% eines thermoplastischen Novolakharzes und etwa 0 bis etwa 25 Gew.-% Lösungsmittel umfaßt, und wobei das Alkyd das Reaktionsprodukt der Umsetzung eines Gemisches, das etwa 5 bis etwa 50 Gew.-% Sojabohnenöl, etwa 0 bis etwa 70 Gew.-% Tungöl oder Leinöl, etwa 5 bis etwa 30 Gew.-% Trimellitsäureanhydrid und etwa 2 bis etwa 10 Gew.-% Pentaerythrit enthält, in Gegenwart von etwa 0,05 bis etwa 2 Gew.-% Katalysator umfaßt.
2. Tiefdrucktinte nach Anspruch 1, worin der Katalysator Lithiumacetat umfaßt und der Katalysator etwa 0,05 bis 0,5 Gew.-% des Alkyds ist.
3. Tiefdrucktinte nach Anspruch 1, worin das Alkyd das Reaktionsprodukt eines Gemisches aus etwa 10 bis etwa 30 Gew.-% Sojabohnenöl, etwa 20 bis etwa 70 Gew.-% Tungöl, etwa 10 bis etwa 20 Gew.-% Trimellitsäureanhydrid, etwa 2 bis etwa 5 Gew.-% Pentaerythrit, die bei erhöhter Temperatur in Gegenwart von etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gew.-% Katalysator umgesetzt wurden, ist.
4. Tiefdrucktinte nach Anspruch 1, worin 0 bis etwa 25 Gew.-% des Lacks ein Lösungsmittel ist.
5. Tiefdrucktinte nach Anspruch 1, worin die Tinte etwa 50 bis etwa 90 Gew.-% Alkyd, etwa 5 bis etwa 30 Gew.-% Novolakharz und etwa 10 bis etwa 20 Gew.-% Lösungsmittel umfaßt.
6. Tiefdrucktinte nach Anspruch 1, worin das phenolische Novolakharz einen Schmelzpunkt von etwa 140ºC bis etwa 200ºC hat.
7. Tiefdrucktinte nach Anspruch 1, worin das phenolische Novolakharz ein Reaktionsprodukt eines Gemisches aus etwa 30 bis etwa 90 Gew.-% Alkylmodifiziertem Phenol, etwa 5 bis etwa 25 Gew.-% unsubstituiertem oder teilweise substituiertem Bisphenol und Formaldehyd, die in Gegenwart einer Säure kombiniert wurden, ist.
8. Tiefdrucktinte nach Anspruch 7, worin das Alkylmodifizierte Phenol aus tert-Butylphenol, Nonylphenol und Gemischen der genannten ausgewählt ist; das Bisphenol Bisphenol A ist, der Formaldehyd in einer Form vorliegt, die aus der Gruppe bestehend aus Formalin, Trioxan, Paraformaldehyd und Gemischen der genannten ausgewählt ist; die Säure aus der Gruppe bestehend aus Oxalsäure, Maleinsäure, Phosphorsäure, organischen monobasischen Säuren, organischen dibasischen Säuren und Gemischen der genannten ausgewählt ist.
9. Tiefdrucktinte nach Anspruch 1, die außerdem etwa 15 bis etwa 50 Gew.-% Pigment, etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-% Emulgator, etwa 10 bis etwa 50 Gew.-% Extender, etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% Wachs, etwa 0 bis etwa 12 Gew.-% Mineralöl, etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-% Glykole, Glykolether oder Gemische derselben, etwa 0,1 bis etwa 5 Gew.-% Trockenstoffe, etwa 0 bis etwa 20 Gew.-% Wasser, etwa 0 bis etwa 25 Gew.-% trocknendes Öl, etwa 0 bis etwa 25 Gew.-% andere Alkyde als die im Lack und 0 bis etwa 25 Gew.-% andere Phenolharze als die im Lack und etwa 0 bis etwa 25 Gew.-% Phenolharze enthält.
10. Tiefdrucktinte nach Anspruch 8, worin der Emulgator in Wasser mit Raumtemperatur unlöslich ist und in Wasser mit etwa 40 bis 80ºC löslich ist.
11. Verfahren zur Herstellung einer Tiefdrucktinten- Zusammensetzung, umfassend die Schritte:
Bilden eines Gemisches, das etwa 5 bis etwa 30 Gew.-% eines Lacks enthält, wobei der Lack etwa 30 bis etwa 100 Gew.-% Alkyd, etwa 0 bis etwa 70 Gew.-% eines thermoplastischen Novolakharzes und etwa 0 bis etwa 25 Gew.-% Lösungsmittel enthält; und
Bilden des Alkyds durch Umsetzen eines Gemisches, das etwa 5 bis etwa 50 Gew.-% Sojabohnenöl, etwa 0 bis etwa 70 Gew.-% Tungöl oder Leinöl, etwa 5 bis etwa 30 Gew.-% Trimellitsäureanhydrid und etwa 2 bis etwa 10 Gew.-% Pentaerythrit umfaßt, bei erhöhter Temperatur in Gegenwart von etwa 0,05 bis etwa 2 Gew.-% Katalysator.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Katalysator Lithiumacetat umfaßt und der Katalysator etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gew.-% des Alkyds ist.
13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Alkyd das Reaktionsprodukt eines Gemisches aus etwa 10 bis etwa 30 Gew.-% Sojabohnenöl, etwa 20 bis etwa 70 Gew.-% Tungöl, etwa 10 bis etwa 20 Gew.-% Trimellitsäureanhydrid, etwa 2 bis etwa 5 Gew.-% Pentaerythrit, die bei erhöhter Temperatur in Gegenwart von etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gew.-% Katalysator kombiniert wurden, ist.
14. Verfahren nach Anspruch 11, wobei 0 bis etwa 25 Gew.-% des Lacks ein Lösungsmittel ist.
15. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Tinte etwa 50 bis etwa 90 Gew.-% Alkyd, etwa 5 bis etwa 30 Gew.-.% Novolakharz und etwa 10 bis etwa 20 Gew.-% Lösungsmittel umfaßt.
16. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das phenolische Novolakharz einen Schmelzpunkt von etwa 140ºC bis etwa 200ºC hat.
17. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das phenolische Novolakharz eine Reaktionsprodukt eines Gemisches aus etwa 30 bis etwa 90 Gew.-% Alkyl-modifiziertes Phenol, etwa 5 bis etwa 25 Gew.-% unsubstituiertes oder partiell substituiertes Bisphenol, Formaldehyd, die in Gegenwart eines Säurekatalysators kombiniert wurden, ist.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Alkyl-modifizierte Phenol aus tert-Butylphenol, Nonylphenol und Gemischen der genannten ausgewählt ist; das Bisphenol Bisphenol A ist; der Formaldehyd in einer Form vorliegt, die aus der Gruppe bestehend aus Formalin, Trioxan, Paraformaldehyd und Gemischen der genannten ausgewählt ist; die Säure aus der Gruppe bestehend aus Oxalsäure, Maleinsäure, Phosphorsäure, organischen monobasischen Säuren, organischen dibasischen Säuren und Gemischen der genannten ausgewählt ist.
19. Verfahren nach Anspruch 11, das außerdem etwa 15 bis etwa 50 Gew.-% Pigment, etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-% Emulgator, etwa 10 bis etwa 50 Gew.-% Extender, etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% Wachs, etwa 0 bis etwa 12 Gew.-% Mineralöl, etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-% Glykole, Gylkolether oder Gemische der genannten, etwa 0,1 bis etwa 5 Gew.-% Trockenstoffe, etwa 0 bis etwa 20 Gew.-% Wasser, etwa 0 bis etwa 25 Gew.-% trocknendes Öl, etwa 0 bis etwa 25 Gew.-% andere Alkyde als die im Lack und 0 bis etwa 25 Gew.-% andere Phenolharze als die im Lack und etwa 0 bis etwa 25 Gew.-% Phenolharze enthält.
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Emulgator in Wasser mit etwa 40 bis etwa 80ºC löslich ist.
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