CH630973A5 - Druckfarben zur herstellung von thermodruckpapieren durch offset- oder buchdruck sowie verwendung der druckfarben. - Google Patents
Druckfarben zur herstellung von thermodruckpapieren durch offset- oder buchdruck sowie verwendung der druckfarben. Download PDFInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Druckfarben zur Herstellung von Thermodruckpapieren durch Offset- oder Buchdruck, bestehend aus sublimierbaren Farbstoffen und Bindemitteln. Gegebenenfalls können die Druckfarben auch übliche Zusätze enthalten, welche die Eigenschaften der Farbmasse für den Offsetdruck verbessern sowie auch Stabilisatoren gegen vorzeitige Polymerisation. Die Erfindung betrifft ferner eine Verwendung der Druckfarben.
Beim Thermoumdruck oder Transferdruck werden subli-mierbare Farbstoffe von einem Bildhilfsträger durch Erhitzen auf die zu bedruckenden Textilien übertragen, wo sie dann in dem betreffenden Textil, z.B. einem Kunstharz-fasergewebe, durch Eindiffundieren bzw. Lösen in dem Fasermaterial fixiert werden und die gewünschten Farbbilder auf dem Textil ergeben. Als Textilmaterial für das Umdruck-verfahren eignen sich besonders die synthetischen Fasermaterialien, wie Polyamid, Polyester, Polyacrylnitril und auch mit Kunstharz ausgerüstete Cellulosefasern. Für den Bildhilfsträger finden hierbei meist Papierbahnen oder auch Metallfolien, wie Aluminiumfolie, Verwendung, auf welche die Druckfarben mit Hilfe des Tiefdruckverfahrens aufgebracht werden. Als Bindemittel in die Druckfarben eignen sich für diese Art des Bedruckens inbesondere die Celluloseester, z.B. die Äthylcellulose, wobei aber die Verwendung organischer Lösungsmittel erforderlich ist.
Es ist aber auch schon bekannt, diese Thermodruckpapiere durch das Offset- oder Buchdruckverfahren herzustellen, was bekanntlich Vorteile gegenüber dem Tiefdruck mit sich bringt. So können mit Hilfe dieser Drucktechnik geringere Auflagen ohne Schwierigkeiten hergestellt werden. Ausserdem zeigt der Offset- oder Buchdruck den Vorteil des Wegfalls flüchtiger organischer Lösungsmittel in den Druckpasten, was zu einer Beschleunigung des Druckverfahrens führt und darüberhinaus wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt. Um die beim Offsetdruck zunächst erhaltenen öligen feuchten Umdruckpapiere schneller verarbeitbar zu machen, wurde in der DE-OS 24 08 900 angegeben, dass man den Druckfarbenmassen Geliermittel, wie Aluminiumchelat, in Mengen bis zu 2 Gew.-% zusetzen soll. Hierdurch wird zwar ein oberflächlich sich schneller verfestigender Druckauftrag erhalten, doch hat sich ganz allgemein gezeigt, dass bei den im Offset gedruckten Farbbildern Schwierigkeiten bezüglich der Reproduzierbarkeit der Farbtöne und Farbstärke der Thermoumdrucke auftreten. Diese beruhen darauf, dass als Bindemittel für die Herstellung der Druckfarben für die Thermodruckpapiere beim Offsetdruck die klassischen Zubereitungen eingesetzt werden, die auf Basis trocknender Öle, wie Leinöle und Mineralöle, ungesättigter Alkydharze, Hartharze oder dgl., erhalten werden. Derartige Druckfarben trocknen bekanntlich nur langsam oxydativ auf und erreichen unter dem Einfluss des Luftsauerstoffs erst nach mehreren Tagen einen mehr oder weniger definitiven Endzustand der Vernetzung und damit Trocknung und Härtung.
Im üblichen Offsetdruck spielt diese Tatsache nur eine untergeordnete Rolle und wird durch andere Vorteile, die das Offsetdruckverfahren bietet, ausgeglichen oder überspielt. Bei der Herstellung der Thermoumdruckpapiere hat sich nun aber herausgestellt, dass dieser Umstand von Bedeutung ist, denn es zeigte sich, dass die Farbstoffe, welche beim Thermoumdruck verwendet werden, z.B. die leicht sublimierbaren Anthrachinon- oder Diazo-Farbstoffe, bei der oxydativen Vernetzung und Härtung der Bindemittel in der Offset-Druçkpaste gleichzeitig teilweise mit oxydiert werden, was dann schon nach kurzer Lagerzeit zu Farbtonänderungen, z.B. Aufhellungen oder Verlust der Brillanz usw., beim Umdruck auf das Textil führt. Sowohl bei Einzelverwendung dieser sublimierbaren Farbstoffe als aber auch besonders bei Mischungen von Farbstoffen, wie sie zur Erzielung des gewünschten Nuancenreichtums formuliert werden müssen, ergeben sich innerhalb der Trocknungszeit und dann auch bei der Lagerung deutliche Unterschiede hinsichtlich Tönung und Wirkung der beim Umdruck auf die Textilien erzielten Farbbilder. Dadurch wird für den Hersteller, d.h. den Drucker, der Thermodruckpapiere eine genaue Kontrolle seiner Farbzusammensetzung und Farbführung in der Druckfarbe im Hinblick auf das dann beim Umdruck zu erreichende Ergebnis auf dem Textil sehr erschwert bzw. sogar unmöglich gemacht. Zwar kann man die oxydative Härtung der Offset-Druckfarben durch Katalysatoren oder durch Erhitzen beschleunigen. Ersteres fördert nur die unerwünschte Oxydation der Farbstoffe, letzteres ist aber nur bei Verwendung von Farbstoffen mit hoher Sublimationstemperatur denkbar. Praktisch verbieten sich daher diese Methoden bei der Herstellung der Thermodruckpapiere, zumal hier Farbstoffe Verwendung finden müssen, welche beim Erhitzen möglichst schnell und vollständig sublimieren sollen.
Es wurde nun festgestellt, dass dann, wenn man zur Herstellung der Druckfarben für die Thermodruckpapiere ein durch UV-Strahlung sofort härtendes Bindemittelsystem zur Aufnahme der sublimierbaren Farbstoffe einsetzt, Thermodruckpapiere auch nach dem Offset- oder Buchdruckverfahren hergestellt werden können, die die bisherigen Nachteile der mit diesen Druckverfahren hergestellten Erzeugnisse nicht mehr aufweisen.
Die Erfindung ist durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet.
Als Bindemittel eignen sich hierbei die durch freie Radikale polymerisierbaren äthylenisch ungesättigten Monomere und Präpolymere, beispielsweise die Mono- oder Di-acryl-säure-ester-Verbindungen, denen UV-Polymerisationsinitia-toren zugesetzt sind.
In der eigenen DE-AS 24 38 712 sind besonders brauchbare strahlungshärtende Druckfarbenbindemittel beschrieben, die zur Herstellung der Thermodruckpapiere verwendet werden können. Ausser diesen härtbaren Bindemitteln, die als polymerisierbare Komponente polyfunktionelle Acrylat-ester mehrwertiger Alkohole enthalten, eignen sich für die neuen Offsetdruckfarben für den Umdruck aber auch andere polymerisierbare Harzzubereitungen, die durch UV-Initiatoren und Bestrahlung schnell zur Härtung bzw. Vernetzung gebracht werden können, wie sie schon länger als Überzugsmaterial für die verschiedensten Zwecke bekannt sind, z.B. Trimethylol-propantriacrylat oder -methacrylat, Glycol-diacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, Vinylpyrrolidon, epoxydiertes und dann mit Acrylsäure umgesetztes Sojaboh-nenöl, auch das unter Verwendung von Isophthalsäuretri-
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methylolpropanester erhaltene Leinölalkyd oder ein Cyclo-hexanonformaldehydharz sowie auch das Reaktionsprodukt aus Bisphenol, Epichlorhydrin und Acrylsäure. Durch Vermischen mehrerer Komponenten kann der Fachmann in einfacher Weise die Konsistenz und die Härtungseigenschaften der Druckfarben einstellen.
Als UV-Polymerisationsinitiatoren können bei den erfin-dungsgemässen Druckfarben alle Substanzen verwendet werden, welche eine Triplettenergie zwischen 42 und 85 kCal/Mol besitzen. Als besonders geeignet haben sich z.B. Benzoinäther, Benzoinurethanderivate, Acetophenon, Miehlens Keton, Benzophenon sowie dessen Derivate, Benzoyl-benzalchlorid sowie insbesondere Benzildimethylketal gezeigt.
Es ist überraschend, dass trotz der intensiven Härtung und Vernetzung des Bindemittels, besonders an der Oberfläche das Farbauftrags, auf den Thermoumdruckpapieren der Transfer der sublimierbaren Farbstoffe beim späteren Umdruck, d.h. beim Sublimieren der Farbstoffe, von den Thermodruckpapieren auf das Textilmaterial nicht beeinträchtigt wird. Auch wird trotz der relativ hohen Konzentration an sublimierbaren Farbstoffen in diesen Offsetdruckfarbmassen durch die UV-Initiatoren bei der Bestrahlung in Sekundenbruchteilen die ausreichende Härtung der öligen, hydrophoben Druckmasse auf den Thermodruckpapieren bewirkt.
Bei geeigneter Zusammenstellung von polymerisierbaren Bindemitteln und UV-Aktivatoren können Belichtungszeiten von nur 0,1 bis 0,3 Sekunden zu der gewünschten sofortigen sicheren Aushärtung der Drucke auf den Thermodruckpapieren führen, so dass der Drucker dann gleich in der Lage ist, das erhaltene Thermodruckpapier auf seine Umdruckeigenschaften zu prüfen ohne befürchten zu müssen, dass die Farbbilder sich nach einiger Zeit der Lagerung ändern werden. Da keine oxydativen, zeitbedingten Vorgänge zur Härtung der Bindemittel führen, bleiben die Farbstoffe unverändert. Die erfindungsgemäss erhaltenen neuen Thermodruckpapiere sind daher praktisch unbegrenzt lagerfähig. Da die Strahlungsvernetzung der polymerisierbaren vinyl-gruppenhaltigen Bindemittel durch die UV-Belichtung in Bruchteilen von Sekunden eintritt, liegt der nach dem Offsetverfahren aufgedruckte Farbfilm bei den Thermodruckpapieren jetzt unmittelbar nach Verlassen der Druckmaschine bzw. der damit räumlich eng verbundenen Belichtungsvor-richtung in seiner Endhärte vor, so dass die Papiere sogleich geprüft bzw. auch gestapelt und verpackt werden können.
Für die erfindungsgemässen Druckfarben zur Herstellung der Thermodruckpapiere können die gleichen sublimierbaren Farbstoffe Verwendung finden, wie sie bei den bisher üblichen Tiefdruckfarben oder Offsetdruckfarben Verwendung gefunden haben und wie sie z.B. in den schweizerischen Patentschriften 572 550 und 573 311, der österreichischen Patentschrift 327 959 oder der britischen Patentschrift 1 433 763 offenbart sind. Diese Farbstoffe werden durch die UV-Belichtung auch in Gegenwart sehr aktiver Polymerisationsinitiatoren nicht beeinflusst. Auch tritt keine Reaktion der Anthrachinon- oder Diazofarbstoffe mit den reaktiven Monomeren weder bei der üblichen Lagerung der Druckfarben noch bei der durch die UV-Strahlung schlagartig einsetzenden intensiven Polymerisation ein, so dass die gegen die Verwendung dieser doch seit längerem bekannten strah-lungshärtenden Bindemittel möglicherweise bestehenden Bedenken sich als unbegründet erwiesen haben. Die erfindungsgemässen Druckfarben können ausser den UV-Sensibi-lisatoren oder -Initiatoren auch noch andere übliche Zusätze enthalten, welche die Eigenschaften der Farbmasse für den Offsetdruck verbessern sowie auch Stabilisatoren gegen vorzeitige Polymerisation usw.
630973
Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger Beispiele von erfindungsgemässen Durckfarben zur Herstellung der Thermodruckpapiere näher erläutert werden.
Beispiel 1
Zur Herstellung einer Umdruckfarbe wurden folgende Bestandteile vermischt, wobei die Bestandteile wie üblich teilweise vorgemischt und dann die Komponenten auf einem Walzenstuhl gerieben und verarbeitet wurden bis eine homogene Farbpaste erhalten wurde:
20 Teile Anthrachinonfarbstoff Disperse Blue 95 330 Teile Trimethylolpropan-triacrylat 330 Teile des Reaktionsprodukts aus 1 Mol Bisphenol, 2 Mol
Epichlorhydrin und 2 Mol Acrylsäure 40 Teile Benzophenon 30 Teile Michler's Keton
Dieser Farbpaste wurden zur Einstellung der Druckkonsistenz noch 160 Teile einer l:l-Mischung aus dem oben angegebenen Trimethylolpropan-triacrylat und dem Reaktionsprodukt von Bisphenol, Epichlorhydrin und Acrylsäure zugemischt.
Mit der erhaltenen Druckfarbe wurde durch Offsetverfahren auf einem maschinengestrichenen festen Papier das gewünschte Druckmuster aufgebracht. Der Druck wurde sofort mit einer UV-Lampe (Quecksilber-Mitteldruckbrenner mit 80 Watt je cm Bogenlänge) 0,2 Sekunden lang belichtet und dadurch getrocknet. Bei einer Umbügelungstemperatur von 200-220°C wurde das Druckbild mit sehr gutem Wirkungsgrad hinsichtlich des Farbstoffs auf Polyestergewebe übertragen. Das resultierende gefärbte Gewebe zeigte hervorragende Brillanz und Echtheitseigenschaften.
Ein nach 4 Wochen wiederholter Umdruck ergab die gleiche Druckqualität.
Mit dem erhaltenen Thermodruckpapier konnte auf kunststoffausgerüstetes Baumwollgewebe sowie Polyacrylnitrilge-webe in gleicher Weise das Farbmuster beim Umdruck erhalten werden.
Beispiel 2
Wie in Beispiel 1 beschrieben wurde eine Farbpaste hergestellt unter Verwendung von
10 Teilen Disperse Yellow 54
1 Teil Disperse Blue 95 300 Teilen Trimethylolpropan-trimethacrylat 400 Teilen des Reaktionsprodukts aus Bisphenol, Epichlorhydrin und Acrylsäure sowie 40 Teilen Benzophenon und 30 Teilen Michler's Keton.
Auch hier wurde anschliessend durch Zugabe einer Mischung der polymerisierbaren Acrylatkomponente die Konsistenz auf die für den Offsetdruck gewünschten Werte eingestellt. Da die Trimethacrylatkomponente eine geringere Polymerisationsgeschwindigkeit zeigt, musste eine Trocknungsverzögerung in Kauf genommen werden. Die Belichtungszeit wurde auf 0,4 Sekunden eingestellt. Das erhaltene Thermoumdruckpapier zeigte die gleichen anwendungstechnischen Eigenschaften, wobei ein grüner Farbdruck erhalten wurde.
Im Gegensatz zu den Drucken unter Verwendung der beiden Farbstoffe mit den üblichen oxydativ auftrocknenden Bindemitteln wurde das erhaltene Druckbild auch nach langer Lagerung nicht verändert.
3
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55
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65
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Beispiel 3 5 Teile Disperse Yellow 54 7 Teile Disperse Red 4 (CJ. Nr. 60755) und 18 Teile Disperse Blue 95 wurden mit 330 Teilen Hexandiolacrylat und
330 Teilen des Reaktionsprodukts aus Bisphenol, Epichlorhydrin und Acrylsäure zusammen mit 40 Teilen Benzophenon und 30 Teilen Michler's Keton zu einer Farbpaste angerührt und dann wie oben beschrieben unter Verwendung der Mischung aus Acrylatmo-nomeren auf die gewünschte Konsistenz für den Offsetdruck eingestellt.
Nach einer Belichtung von 0,2 Sekunden wurde ein Ther-moumdruckpapier erhalten, das ein hervorragendes Schwarzbild auf Polyacrylnitrilfasergewebe ergab.
Beispiel 4 100 Teile Disperse Red 60 und 10 Teile Disperse Blue 14 (C.J. Nr. 61500) wurden mit 300 Teilen epoxydierten, acrylierten Sojabohnenöl und 200 Teilen Pentaerythrol-triacrylat in Gegenwart von 7 Teilen Benzildimethylketal als UV-Initiator auf einem Walzenstuhl zu einer homogenen Farbpaste ve rieben. Anschliessend wurde 1 Teil mikronisiertes Polyäthy lenwachs zugegeben und die Paste mit weiteren 100 Teilen des acrylierten Sojabohnenöls und 60 Teilen Pentaerythrol-triacrylat zu einer druckfähigen Farbmasse vermischt. Das bedruckte Papier wurde wie in Beispiel 1 s angegeben belichtet.
Die anwendungstechnischen Prüfungen des Umdruckpa-piers zeigten gleiche Ergebnisse sofort nach der Herstellung und nach mehrwöchiger Lagerung.
io Beispiel 5
200 Teile Disperse Red 60
150 Teile eines niederviskosen Leinölalkyds (Reaktionsprodukt mit Isophthalsäure-trimethylolpropanester) 150 Teile eines öllöslichen Cyclohexanonformaldehyd-15 harzes und 200 Teile Trimethylolpropan-triacrylat und 40 Teile Benzoinäthyläther wurden auf dem Walzenstuhl bis zu einer homogenen 20 Farbstoffpaste gerieben und anschliessend mit 160 Teilen Vinylpyrrolidon zu einer druckfähigen Farbe gemischt. Der Druck wurde 0,3 Sekunden mit dem UV-Strahler belichtet. Beim Umdruck auf ein mit Kunstharz ausgerüstetes Baumwollgewebe wurde ein leuchtend rotes Druckbild erhalten. 25 Die anwendungstechnische Prüfung wurde gemäss Beispiel 1 durchgeführt, wobei ein äquivalentes Ergebnis resultierte.
B
Claims (4)
1. Druckfarben zur Herstellung von Thermodruckpa-pieren durch Offset- oder Buckdruck, bestehend aus subli-mierbaren Farbstoffen und Bindemitteln, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Bindemittel ein durch UV-Strahlung schnell härtbares Bindemittelsystem und zusätzlich einen UV-Polymerisationsinitiator enthalten.
2. Druckfarben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als UV-polymerisierbaren Bindemittelanteil polyfunktionelle Acrylatester enthalten.
3. Druckfarben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie als UV-Polymerisationsinitiatoren Benzil-dimethylketal enthalten.
4. Verwendung der Druckfarben nach Anspruch 1 zur Herstellung von Thermodruckpapieren.
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