CH403135A

CH403135A - Nichtwässerige, schnelltrocknende Mischung und Verwendung derselben

Info

Publication number: CH403135A
Application number: CH1354965A
Authority: CH
Inventors: Kelley Phelps
Original assignee: Miehle Goss Dexter Inc
Priority date: 1956-01-09
Filing date: 1959-03-26
Publication date: 1965-11-30

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 Verwen dung derselben.

Die Mischung gemäss der vorliegenden Erfin dung ist im allgemeinen anwendbar in Fällen, in denen ein schnelles Trocknen des trocknenden Öls erwünscht ist, wie z. B. als photoempfindliches Wi derstandsmaterial für das graphische Gewerbe, als Stopfmaterial für den Gebrauch beim Bohren in der Petrolindustrie und dergleichen. Zu Erläuterungs zwecken wird die vorliegende Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit Druckfarben beschrieben, wo bei die Druckfarbe mittels einer üblichen Druck platte appliziert wird.

Die bisher hergestellten Druckfarben bestehen zur Hauptsache aus einem nichtwässerigen B'inde- bzw. Verdünnungsmittel, nämlich einem trocknenden Öl oder Bindemittel, dem die gewünschte Farbe zu gesetzt worden ist. Die üblicherweise für Druckfar ben verwendeten trocknenden Öle, wie z. B. Holzöl und Leinsamenöl, besitzen eine verhältnismässig ge ringe Trocknungsgeschwindigkeit, verglichen mit der Rotationsgeschwindigkeit von Druckpressen, und dies auch dann, wenn man den Ölen die üblichen Trock- nungsmittel, z. B.

Kobalt, zusetzt. Speziell im Hin blick auf die immer höheren Geschwindigkeiten der Druckpressen und das Mehrfarbendruckverfahren ist es ausserordentlich schwierig, Verschmutzungen und Offset-Bildungen auf den von der Druckwalze kom menden, aufeinanderfolgenden Blättern zu vermeiden.

Versuche, dieses schwerwiegende Problem zu lö sen, sind bis jetzt gescheitert. Zu diesem Zwecke entwickelte wärmetrocknende und durch Dampfein wirkung 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 verwen dete Hitze oder der verwendete Dampf die Form beständigkeit des Papiers und demzufolge auch die Qualität des fertigen Druckmaterials zu beeinträch tigen neigt.

Es wurde auch vorgeschlagen, die Trocknungs- geschwindigkeit von Druckfarben durch Verwendung eines Katalysators oder eines Polymerisations- beschleunigers zu erhöhen, wobei die gleichzeitige Anwendung von Hitze oder Strahlungsenergie in Vorschlag gebracht worden ist. Die dadurch beding ten Nachteile haben aber die wirtschaftliche Be deutung 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 auf gebracht wird, in wenigen Sekunden trocknet oder aushärtet.

Somit soll die Oberfläche des Filmes bei der Einwirkung von Strahlen mit einer Wellenlänge von nicht mehr als 4000 Angström, vorzugsweise von ultraviolettem Licht, während bis zu etwa 3 Se kunden an der Oberfläche trocken werden, so dass im Falle einer Druckfarbe keine Offset-Bildung auf den von der Presse kommenden, aufeinanderfolgen den Blättern wahrnehmbar ist. Die trocknende Wir kung hört indessen 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 Sek. nach der Beseitigung der Strahlungsenergie die Polymeri- sations- oder Trocknungswirkung in den gesamten Filze eingedrungen ist, so dass ein durchwegs harter Fiten entstanden ist.

Anderseits wird ein Film glei cher Dicke, welcher aus der Mischung ohne irgendein Pigment hergestellt ist, beim Bestrahlen während der gleich langen Zeitdauer mittels ultraviolettem Licht schon während einer Bestrahlungszeit von beispiels weise 1 bis 3 Sek. in seiner gesamten Tiefe trocknen, weil kein inertes Pigment in der Mischung zur Ver langsamung des Polymerisationsverlaufes vorhanden ist.

Die erfindungsgemässe, nicht wässerige, schnell trocknende Mischung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ein trocknendes Öl, welches ein konjugiertes System von Doppelbindungen aufweist, und einen öllöslichen Katalysator, welcher aus einem organi schen Diisocyant besteht, für das Ingangsetzen einer schnellen Polymerisation des trocknenden Öls, wenn man dasselbe Strahlen von einer Wellenlänge von nicht mehr als 4000 Angström, vorzugsweise ultra violettem 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 gemäss dieser Erfindung freie Radikale bilden. Auf diese Weise wird die Polymerisation bzw. Trocknung der Mischung in wenigen Sekunden ver vollständigt.

Es wurde ferner festgestellt, dass diese Katalysa toren weder eine Hautbildung noch eine Verdickung oder Ölatinisierung 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 Dop pelbindungen enthalten oder aber eine Mischung von zwei oder mehreren solcher Öle darstellen. Verdicktes Holzöl ist besonders geeignet. Enthält das Binde mittel weniger als etwa 30 % Ester von Fettsäuren mit konjugierten Doppelbindungen, so wird die ge wünschte rasche und vollständige Polymerisation der fertigen Mischung nicht erreicht.

Die Mengenverhältnisse von Katalysator und trocknendem Öl in der fertigen Mischung sind nicht von ausschlaggebender Bedeutung, doch wurde fest gestellt, dass zur Erreichung guter Resultate der Ka talysator in einer Menge von etwa 2 Gew.%, be zogen auf das trocknende Öl, zugegen sein sollte.

Das zum Ingangsetzen der Polymerisation gegebe nenfalls verwendete ultraviolette Licht besteht vor- zugsweise aus dem vollen Spektrum, einschliesslich 1800 bis 4000 A; es wurde nämlich festgestellt, dass isolierte Bänder des Spektrums nicht die gleich rasche Polymerisation bewirken wie das volle Spek trum.

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 etwaWO Watt, sowie einer ultravioletten Be strahlungsintensität bei 3130 A und weniger, ge messen bei einer Distanz von 50,8 cm, von mehr als 150 Mikrowatt pro cm2, zu nennen.

Die erfindungsgemässe Verwendung einer als Druckfarbe ausgebildeten, ein Pigment enthaltenden erfindungsgemässen Mischung zum Bedrucken von nichttextilen flächigen Materialien ist dadurch ge kennzeichnet, dass man ein nichttextiles 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 Mi schung, 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 Polymerisa- tionsreaktion in die Wege zu leiten. Die Quelle des ultravioletten Lichts wird hierbei derart angebracht, dass die bedruckten Flächen des flächenförmigen Ma terials 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 erforderliche 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 eigentliche Bestrahlungsdauer beschränkt. Zu Vergleichszwecken wurde festgestellt, dass ein ähnli cher Film, welcher aus verdicktem Holzöl bestand, aber weder Titanat noch Diisocyanat enthielt, eine Bestrahlungsdauer von 95 Sek. erheischte, bevor ein harter Film erzielt worden war.

Die in den folgenden Beispielen angegebenen Prozentsätze sind Gewichtsprozente.
EMI0002.0050

Zusammensetzung <SEP> der <SEP> Mischung <SEP> dünner <SEP> Film
<tb> (Gew.%) <SEP> Sekunden
<tb> (1) <SEP> 96,5% <SEP> verdicktes <SEP> Holzöl
<tb> 1,0 <SEP> % <SEP> Polyvinylalkohol
<tb> 2,0 <SEP> % <SEP> 2,4-Toluol-diisocyanat
<tb> CH3-C6H3-(NCO)2 <SEP> 2
<tb> (2) <SEP> 98 <SEP> % <SEP> verdicktes <SEP> Holzöl
<tb> 2 <SEP> % <SEP> Diphenyhnethandiisocyanat <SEP> 4
<tb> (3) <SEP> 98 <SEP> % <SEP> verdicktes <SEP> Holzöl
<tb> 2 <SEP> % <SEP> 3,3-Ditolylen-4,4-diisocyanat <SEP> 5
<tb> (4) <SEP> 96 <SEP> % <SEP> verdicktes <SEP> Holzöl
<tb> 4 <SEP> % <SEP> Toluol-2,

4-diisocyanat <SEP> 3 In jedem der obigen Beispiele erhärtete die Mi schung während der angegebenen Bestrahlungsdauer unter Bildung- eines harten Filmes, wobei das Di- isocyanat einen matten Film lieferte. Keine dieser Mischungen zeigte beim Lagern während mehreren Wochen unter gewöhnlichen Bedingungen irgend welche Neigung zur Hautbildung, zur Gelierung oder Verdickung.

Die Verwendung eines Düsocyanats als Photo- polymerisationskatalysator ist besonders für den trockenen Offsetdruck vorteilhaft, bei welchem keine Feuchtigkeit mit der Druckfarbe in Berührung kommt. Die Diisocyanate besitzen die Eigenschaft, in Gegenwart von reaktionsfähigen Wasserstoff enthal tenden Materialien, wie z. B. Glykolen, Alkoholen, Estern, Wasser usw., zu polymerisieren.

Claims

PATENTANSPRUCH I Nichtwässerige, 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 Diisocyanat besteht, für das Ingangsetzen einer schnellen Polymerisation des trocknenden Öls, wenn man dasselbe Strahlen von einer Wellenlänge von nicht mehr als 4000 Angström aussetzt, enthält. UNTERANSPRÜCHE 1. Mischung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das trocknende Öl mindestens 30 % Ester von Fettsäuren mit konjugierten Doppel bindungen enthält. 2.

Mischung nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass 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 nichttextilen flächi gen Materialien, dadurch gekennzeichnet,

dass man ein nichttextiles flächiges Material mit des Druckfarbe 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 Spektrum von ultraviolettem Licht be strahlt. 5. Verwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das trocknende Öl mindestens 30 % Ester von Fettsäuren mit konjugierten Doppel bindungen enthält.