CH402238A - Nichtwässerige, schnelltrocknende Mischung und Verwendung derselben - Google Patents

Description

  Nichtwässerige,     schnelltrocknende        Mischung    und Verwendung derselben    Die vorliegende     Erfindung    bezieht sich auf eine  nichtwässerige schnelltrocknende     Mischung,    welche  ein trocknendes Öl enthält, und auf eine Verwendung  derselben.  



  Die Mischung gemäss der vorliegenden Erfindung  ist im allgemeinen :anwendbar in     Fällen,    in denen ein  schnelles Trocknen des trocknenden Öls     erwünscht    ist;  wie z. B. als photoempfindliches Widerstandsmaterial  für das graphische Gewerbe, als Stopfmaterial für den       Gebrauch    beim Bohren in der     Petroiindustrie    und der  gleichen. Zu     Erläuterungszwecken    wird die vorlie  gende Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit  Druckfarben beschrieben, wobei die Druckfarbe mit  tels einer üblichen Druckplatte     appliziert    wird.  



  Die bisher hergestellten Druckfarben bestehen  zur Hauptsache aus einem     nichtwässrigen        Binde-          bzw.        Verdünnungsmittel,    nämlich einem trocknenden  Öl oder Bindemittel, dem die gewünschte Farbe zu  gesetzt worden ist. Die üblicherweise für Druckfarben  verwendeten trocknenden Öle, wie z. B. Holzöl und  Leinsamenöl, besitzen eine     verhältnismässig        geringe          Trocknungsgeschwindigkeit,    verglichen mit der Rota  tionsgeschwindigkeit von Druckpressen, und dies auch  dann, wenn man den Ölen die üblichen     Trocknungs-          mittel,    z. B. Kobalt, zusetzt.

   Speziell     im    Hinblick auf  die immer höheren Geschwindigkeiten der Druck  pressen und das     Mehrfarbendruckverfahren    ist es  ausserordentlich schwierig;     Verschmutzungen    und       Offsetbildungen    auf den von der     Druckwalze    kom  menden, aufeinanderfolgenden     Blättern    zu vermeiden.  



  Versuche, dieses schwerwiegende Problem zu  lösen, sind bis jetzt     gescheitert.    Zu diesem Zwecke  entwickelte wärmetrocknende und durch Dampf  einwirkung     trocknende    Druckfarben verlangen die zu  sätzliche     Verwendung    einer grossen und kostspieligen  Ausrüstung für die Druckwalze, um eine volle Aus  nutzung der Presse zu erreichen, wobei die verwendete    Hitze oder der verwendete Dampf die Formbeständig  keit des Papiers und demzufolge auch die     Qualität     des fertigen     Druckmaterials    zu beeinträchtigen neigt.  



  Es: wurde auch vorgesehen, die     Trocknungsge-          schwindigkeit    von Druckfarben durch Verwendung  eines Katalysators oder eines     Polymerisationsbe-          schleunigers    zu erhöhen, wobei die gleichzeitige An  wendung von Hitze oder Strahlungsenergie in Vor  schlag gebracht worden ist. Die dadurch bedingten  Nachteile     halben    aber die     wirtschaftliche    Bedeutung  dieser Vorschläge zunichte gemacht.  



  Unter  schnell trocknend  soll verstanden sein,  dass die Mischung, wenn sie als     dünner        Film    von  etwa 2 bis 4     Mikron    Dicke, wie dies beispielsweise       beim    Drucken der Fall ist, auf eine Unterlage aufge  bracht wird, in wenigen Sekunden trocknet oder aus  härtet. Somit soll die Oberfläche des Filmes bei der  Einwirkung von Strahlen mit einer Wellenlänge von  nicht mehr als     4000Angström,    vorzugsweise von ultra  violettem Licht, während bis zu etwa 3 Sekunden     an     der Oberfläche trocken werden, so dass im.

   Falle einer  Druckfarbe     keine        Offsetbildung    auf :den von der       Presse    kommenden,     aufeinandenfolgenden    Blättern  wahrnehmbar ist. Die trocknende Wirkung hört in  dessen nach Beseitigung der genannten Strahlung,  z.     B:    des ultravioletten Lichtes, nicht auf.  



  Es wurde z. B. festgestellt, dass bei     einem    pig  menthaltigen     Film        innert    etwa 10 .bis 30 Sekunden  nach der     Beseitigung    der Strahlungsenergie     die        Poly-          merisations-    oder     Trocknungswirkung    in den gesam  ten Film     eingedrungen    ist,     ,so    dass     ein    durchwegs  harter     Film    entstanden ist.

   Anderseits wird     ein    Film  gleicher Dicke, welcher aus der Mischung     ohne     irgendein Pigment hergestellt ist, -beim Bestrahlen  während der gleich langen Zeitdauer     mittels    ultra  violettem Licht schon     während        einer    Bestrahlungszeit  von beispielsweise 1 bis 3     Sekunden    in seiner gesam-           ten    Tiefe trocknen, weil kein     inertes        Pigment    in der  Mischung zur Verlangsamung des     Polymerisationsver-          laufes    vorhanden ist.  



  Die     erfindungsgemässe,        nichtwässrige,    schnell  trocknende     Mischung    ist dadurch gekennzeichnet,  dass sie ein trocknendes Öl, welches ein konjugiertes  System von Doppelbindungen aufweist, und einen     öl-          löslichen    Katalysator, welcher aus einem     organischen          Titanat    besteht, für das     Ingangsetzen    einer schnellen       Polymerisation    des trocknenden Öls, wenn man das  selbe Strahlen von einer Wellenlänge von nicht mehr  als 4000     Angström,    vorzugsweise ultraviolettem Licht,  aussetzt, enthält.

   Somit wird     eine    Reaktion ausgelöst,  bei welcher der Katalysator leicht ultraviolettes Licht  absorbiert, um freie     Radikale    zu     bilden,    welche  ihrerseits mit dem trocknenden Öl der Mischung ge  mäss dieser Erfindung freie Radikale     bilden.    Auf diese  Weise wird     die        Polymerisation    bzw. Trocknung der  Mischung in wenigen Sekunden vervollständigt.  



  Es wurde ferner festgestellt, dass diese Katalysa  toren weder eine Hautbildung noch eine Verdickung  oder     Gelatinierung    der Mischung verursachen. Dem  zufolge lassen sich     erfindungsgemässe    Mischungen von  langer     Lebensdauer    herstellen.  



  Das     trocknende        Öl    selbst kann ein für Druck  farben üblicherweise verwendetes trocknendes Öl sein  und Ester von Fettsäuren mit konjugierten Doppel  bindungen enthalten oder aber eine Mischung von  2 oder mehreren solcher Öle darstellen. Verdicktes  Holzöl ist besonders geeignet. Enthält das     Bindemittel     weniger als etwa 30 % Ester von Fettsäuren mit konju  gierten Doppelbindungen, so wird die     gewünschte     rasche und vollständige     Polymerisation    der     fertigen     Mischung nicht     erreicht.     



  Die Mengenverhältnisse von     Katalysator    und  trocknendem<B>Öl</B> in der fertigen Mischung sind nicht  von ausschlaggebender Bedeutung, doch wurde     festge-          stellt,    dass zur Erreichung guter Resultate der Kataly  sator in einer Menge von etwa 2     Gew.    %, bezogen       auf    .das trocknende Öl, zugegen sein sollte.  



  Das zum     Ingangsetzen    der     Polymerisation    ge  gebenenfalls verwendete     ultraviolette    Licht     :besteht     vorzugsweise aus dem vollen     Spektrum,    einschliesslich  1800 bis 4000     Angström;

      es wurde     nämlich    fest  gestellt, dass isolierte Bänder des Spektrums nicht  die gleich rasche     Polymerisation        bewirken        wie    das  volle     Spektrum.    Als Beispiel einer solchen     Lichtquelle     ist ein unter hohem Druck arbeitendes elektronisches       Quecksilberbogen-Entladungsrohr    aus Quarz     mit        einer     aktiven Länge von 3,81 cm und einer Leistung von  etwa<B>100</B> Watt sowie     einer        ultravioletten    Bestrahlungs  intensität bei 3130     Angström    und weniger,

   gemessen  bei einer Distanz von 50,8 cm, von     mehi    als 250  Mikrowatt pro     cm2,    zu nennen.  



  Die     erfindungsgemässe    Verwendung einer     als     Druckfarbe ausgebildeten, ein Pigment enthaltenden       erfindungsgemässen    Mischung zum Bedrucken von  nicht textilen, flächigen     Materialien    ist dadurch     ge-          kennzeichnet,    dass man ein     nicht    textiles,     flächiges     Material mit der Druckfarbe bedruckt und die be-    druckte Fläche Strahlen von einer Wellenlänge von  nicht mehr als 4000     Angström,    vorzugsweise ultra  violettem Licht, aussetzt, um ein rasches Aushärten  der     Druckfarbe    zu bewirken.  



  Gemäss einem     bevorzugten        Ausführungsbeispiel     dieser     erfindungsgemässen    Verwendung wird     die     Mischung, welche eine gewünschte Menge eines darin  suspendierten Pigmentes enthält, auf das flächige  Material, z. B. Papier, aufgedruckt und hierauf mit  ultraviolettem Licht bestrahlt, um die     Polymerisations-          reaktion    in die Wege zu leiten. Die Quelle des ultra  violetten Lichtes wird hierbei derart angebracht, dass  die bedruckten Flächen des flächenförmigen Materials  bestrahlt     werden.     



  In den folgenden Beispielen wurden jeweils     einige     Tropfen der Mischung auf einen Objektträger eines  Mikroskops aufgebracht und dermassen verteilt, dass  ein dünner     Film    gebildet wurde, so dass die Dicke  der verschiedenen Filme im wesentlichen     einheitlich     war. In sämtlichen     Vergleichsfällen    wurde der dünne  Film auf der Glasplatte in einer Distanz von 2,54 cm  von der ultravioletten Lichtquelle entfernt gehalten  und dabei die für die vollständige     Polymerisation    er  forderliche Zeit abgelesen. Für jede Mischung wurde  die zur vollständigen     Polymerisation    bzw.

   Trocknung  zu einem harten Film erforderliche Zeit in     Sekunden     notiert, wobei sich die angegebene Zeit auf die eigent  liche Bestrahlungsdauer beschränkt. Zu Vergleichs  zwecken     wurde    festgestellt, dass ein ähnlicher Film,  welcher aus verdicktem Holzöl bestand, aber weder       Titanat    noch     Diisocyanat    enthielt, eine Bestrahlungs  dauer von 95     Sekunden    erheischte, bevor ein     harter     Film erzielt     worden    war.  



  Die in den folgenden Beispielen angegebenen  Prozentsätze sind Gewichtsprozente.  
EMI0002.0087     
  
     
EMI0003.0001     
  
    Zusammensetzung <SEP> der <SEP> Mischung <SEP> dünner <SEP> Film
<tb>  (Gew.%) <SEP> Sekunden
<tb>  (7) <SEP> 94 <SEP> % <SEP> verdicktes <SEP> Holzöl
<tb>  2 <SEP> % <SEP> Divinylbenzol
<tb>  2 <SEP> % <SEP> Isobutyltitanat
<tb>  2 <SEP> % <SEP> Cinnamoylchlorid <SEP> 1       In jedem der obigen Beispiele erhärtete die  Mischung     während    der angegebenen Bestrahlungs  dauer unter     Bildung    eines harten Filmes, wobei das       Titanat    einen klaren Film lieferte.     Keine    dieser  Mischungen     zeigte    :

  beim Lagern während mehreren  Wochen unter     ,gewöhnlichen        Bedingungen    irgend  welche Neigung zur     Hautbildung,    zur     Gelierung    oder  Verdickung.  



  Weitere Mischungen wurden hergestellt, indem  man     Butyltitanat,        Isobutyltitanat,        2-Äthylbutyltitanat     und     2-Äthyl-hexyltitanat    einzeln mit verdicktem     Holz-          öl    vermischte, wobei die Mischung in jedem Falle  4 %     Titansäureester    und 96 %     verdicktes    Holzöl ent  hielt.

   Eine jede dieser Mischungen polymerisierte  unter den in den obigen Beispielen erwähnten Be  dingungen     innert    etwa 4     Sekunden    zu einem harten,  klaren     Film.    Auch     in    diesen Fällen wurde beim Lagern  unter gewöhnlichen Bedingungen während mehrerer  Wochen     eine        Hautbildung    noch eine     Verdickung    oder       Gelierung    festgestellt.  



  Es wurde     gefunden,    dass der getrocknete Film  sich bei zunehmendem     Molekulargewicht    der     Titan-          verbindung    ähnlich wie Talk oder Speckstein     fettig          anfühlte.    Es wurde ferner     festgestellt,    dass das     Titanat     bei Aufbringung der Mischung auf Papier     nicht    ver  teilende Eigenschaften zeigt.

   Durch     Pigmentieren     einer solchen     Mischung        gebildete    Farben liefern auf  dem bedruckten Material klarere Ränder, wodurch  die     Qualität    des Druckes verbessert wird. Offenbar  verursacht die     amphotere    Natur des Titans ein   Fixieren  der     Mischung    auf den Papierfasern, so dass  die Mischung sich nicht zufolge der     Kapillarwirkung     oder der Oberflächenspannung ausbreitet. Die  Mischung wird in das Papier eindringen, ahne die  Oberfläche der     Mischung    zu     vergrössern.     



  Die     Titanate    verursachen eine rasche     Polymeri-          sation    des Holzöls bei Einwirkung der Strahlungs  energie, wodurch ein     klarer,    harter,     glasiger        Film     gebildet wird. überdies     reagieren    die     Alkyltitanate     mit     Materialien    mit aktivem     Wasserstoff    unter Bildung  von Titan Hydrat und des     in    Freiheit gesetzten     Alkyl-          esters    des     Materials    mit aktivem Wasserstoff.

   Die         Alkyltitanate    mit höheren     Molekulargewichten        hydro-          lysieren    sehr langsam, und die     Hydrolysiergeschwindig-          keit    für     die        niedrigen    Glieder .kann durch eine geeig  nete,     Auswahl        desLösungsmittels        inSchranken    gehalten  werden.

       Im        Falle    von     Druckfarben    reagiert das     Alkyl-          titanat    offenbar mit dem reaktionsfähigen Wasserstoff  in den     Cullulosemolekülendes    Papiers,     wodurch        ein     Ausbreiten der Druckfarbe zufolge     Kapillarwirkung     verhindert     wird.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Nichtwässrige, schnelltrocknende- Mischung, da durch gekennzeichnet, dass sie ein trocknendes Öl,- welches ein konjugiertes System von Doppelbindun gen aufweist, und einen öllöslichen Katalysator;

   wel cher aus einem organischen Titan.at besteht, für das Ingangsetzen einer schnellen Polymerisätion. des trocknenden Öls, wenn man dasselbe Strahlen von einer Wellenlänge von nicht mehr als 4000 Angström aus setzt; enthält. <B>UNTERANSPRÜCHE</B> 1. Mischung nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass das trocknende Öl mindestens 30 % Ester von Fettsäuren mit konjugierten Doppelbindun gen enthält. 2.

   Mischung nach Patentanspruch I, dadurch ge- kennzeichnet, d'ass der Katalysator in einer Menge von 2 Gew. %, bezogen auf das trocknende Öl, vor handen ist.

   PATENTANSPRUCH II Verwendung einer als Druckfarbe ausgebildeten, ein Pigment enthaltenden Mischung gemäss Patent anspruch I zum Bedrucken von nicht textilen, flächi gen Materialien, dadurch gekennzeichnet;

   däss man ein nicht textiles, flächiges Material mit der Druck farbe bedruckt und hierauf die bedruckte Fläche zwecks raschen Aushärtens der Druckfarbe Strahlen von einer Wellenlänge von nicht mehr als 4000 Angström aussetzt. UNTERANSPRÜCHE 3.

   Verwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man die bedruckte Fläche- mit ultraviolettem Licht bestrahlt. 4. Verwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man die bedruckte Fläche mit dem vollen ultravioletten Licht bestrahlt.

   5. Verwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das trocknende- Öl mindestens <B>30%</B> Ester von Fettsäuren mit konjugierten Doppel bindungen enthält.