CS228576B1

CS228576B1 - Water-based paint based on acrylic resins

Info

Publication number: CS228576B1
Application number: CS823979A
Authority: CS
Inventors: Milan Ing Csc Vasko; Jan Ing Majling; Vladimir Ing Keclik; Miloslav Ing Marek; Jan Ing Durinda
Original assignee: Milan Ing Csc Vasko; Jan Ing Majling; Vladimir Ing Keclik; Miloslav Ing Marek; Jan Ing Durinda
Priority date: 1982-05-31
Filing date: 1982-05-31
Publication date: 1984-05-14

Abstract

Vynález rieši otázku výroby farieb pre ipotlačovanie plechov a kovových, inajima hliníkových fólií ina báze vody ako iriedidla. Podstata vynálezu spočívá v tom, že rieditelmá farba je tvořená 3 až 20 % hmot. sušiny akrylátovej živice rozpustné] vo vodě alebo v zmesi voda-etanol, alebo z 15 až 40 % hmot. vodnej disperzie živice s obsahom sušiny 30 až 70 % hmot., 2 až 15 % hmot. farebného pigmentu zmáčatelného vodou, 30 až 70 % hmot. destilovanej alebo deionizovanej vody, 10 až 50 % hmot. etanolu a popřípadě až 1 % hmot. amoniaku a až 3 % hmot. eieťovacího činidla. Vynález sa dá využívať pri potlačování hliníkovej fólie, a to v podnikooh vyrábajúcich obalové materiály.The invention solves the problem of producing paints for printing on sheets and metal, especially aluminum foils, using water as a diluent. The essence of the invention lies in the fact that the dilutable paint is made up of 3 to 20% by weight of dry matter of an acrylic resin soluble in water or in a water-ethanol mixture, or of 15 to 40% by weight of an aqueous dispersion of a resin with a dry matter content of 30 to 70% by weight, 2 to 15% by weight of a water-wettable color pigment, 30 to 70% by weight of distilled or deionized water, 10 to 50% by weight of ethanol and optionally up to 1% by weight of ammonia and up to 3% by weight of a crosslinking agent. The invention can be used for printing on aluminum foil, namely in companies producing packaging materials.

Description

228376228376

Predmetom vynálezu -sú vodou irieditelnéfairby na báze akrylátovej živice, pře potla-čovanie plechov a kovových fólií, najma hli-níkové] fólie, v ktorých spojivo je tvořenévo vodě rozpustnou akrylátovou živicoualebo vodnou disperziou akrylátovej živice.Po zaschnutí farby je vytvořený film odolnývoči teplej a studemej vodě, má dobirú ad-héziu ku kovovému povrchu, je elastický,má vysoký lesk, je zdravotně nezávadný aje odolný voči oderu.The present invention relates to water-dilutable acrylate resin based foils, to suppress sheet metal and metal foil, in particular aluminum foil, in which the binder is formed by a water-soluble acrylate resin or an aqueous acrylate resin dispersion. cold water, has good adherence to the metal surface, is elastic, has a high gloss, is wholesome and abrasion resistant.

Pod pojmom vodou rieditefné tlačiarenskéfarby rozumieme tlačiarenské farby mieša-teíné s vodou v fubovofnom pomeire pričomsa zachovává homogenita vzniknut,ej zmesi.The term water-dilutable printing inks refers to water-miscible printing inks of any size while maintaining the homogeneity of the resulting mixture.

Pod pojmom spojivo rozumieme polymeryalebo kopolyméry přidávané do farieb voformě iroztokov alebo- dlsperzií, za účelomspojenia pigmentu farby iso substrátom.By binder is meant polymers or copolymers added to the paints in solution or solution, in order to associate the pigment of the ink with the substrate.

Po-d pojmom akrylátové živice rozumiemekopolyméry kyseliny akrylovej, estery kyse-liny akrylovej ako aj kyseliny metakrylovej-a estery kyseliny metakrylovej.The term acrylic resins is understood to mean acrylic acid copolymers, acrylic esters as well as methacrylic acid esters and methacrylic acid esters.

Na potlačovainie povrchu hliníkovej fóliea iných kovových fólií a plechov sa dopo-siafpoužívali farby na báze polymérov a kopo-lymérov rozpustných v organických rozpúš-ťadlách. Nevýhody týchto farieb spočívajúhlavně v znečisťovaní ovzdušia organickýmirozpúšťadlami, velkou horíavosťou, nebez-pečenstvom výbuchu, velkou toxicitou, ne-příjemnou manipuláciou a intemzívnym zá-pachorn. Taktiež ceny organických rozpúš-ťadiel sú poměrně vysoké.Polymer-based and organic solvent-soluble copolymers were used to suppress the surface of the aluminum foil and other metal foils and sheets. The drawbacks of these colors are mainly in air pollution with organic solvents, high flammability, explosion hazards, great toxicity, unpleasant handling and intense odor. Also, the prices of organic solvents are relatively high.

Hlavnou příčinou potřeby vodou rieditef-ných tlačových farieb je ochrana životnéhoprostredia a stále rastúce ceny organickýchrozpúšťadel. Okrem toho vhodné systémymajú selý rad dalších výhod před rozpúš-ťadlami, ako je velmi dobrá zásoba vody,jej nízká cena, zdravotná nezávadnost, vodaje be-z chuti, bez farby a je nehorfavá. Na-výše tlačiarenské zariadeinie možno ía-hkoumýva-ť, nedoehádza k napučiav-ainiu gumo-vých valcov, platní z plaistov a pod.The main cause of the need for water-soluble inks is the protection of the environment and the ever-increasing cost of organic solvents. In addition, they have a number of other advantages over solvents such as a very good water supply, low cost, non-harmful, non-coloring and non-flammable water. It is possible to investigate the printing equipment above, there is no swelling of the rubber rollers, the plates of plaids and the like.

Pri piríprave vodou rlediteíných farieb šamusí vychádzaf z organických pigmentov,ktoré sú zmáčateliné a dispergovatefné vovodě. Ukázalo sa, že pigmenty používané vofarbách rieditefných organickými rozpúšťa-dlami vykazujú iné koloiristické a Teologickévlastnosti vo vodných systémoch. Preto saskúsenosti o chovaní pigmetov v roztoko-vých farbách len ťažko prenášajú do vod-ných systémov a jednotlivé používané pig-menty musia byť pre túto aplikáciu znovuprehodnotené. Úlohou spojiva vo vodou rieditefných far-bách je dispergácia pigmentu -vo farbe a za-bezpečenie vhodných Teologických vlast-ností fairby. P-o vysušení naneseného filmufarby spojivo zabezpečuje dobré -vzájomnéspojenie čiastočiek filmu a jeho dobré za-kotvenie na podložku. Vytvořený film musívykazovat dostatečnú elasticitu a nesmiepraskat pri mechanickom namáhaní. Filmnesmie byť lepivý, jeho povrch musí byť dostatečné lesklý a odolný voči oderu.Zvlášť velmi důležitou požiadavkou pri vo-dou rieditefných farbách je odolnost vysu-šeného filmu voči teplej a studenej vodě,ako aj voči různým vodným iroztokom. Důle-žitou požiadavkou je aj odolnost’ farby vočisterilizačnej teplote.In the case of the water-soluble coloring of shambles, organic pigments are used which are wettable and dispersible. It has been found that pigments used in organic solvent-based dyes show other coliristic and theological properties in aqueous systems. Therefore, the behavior of pigments in solution inks is difficult to transfer to aqueous systems and the individual pigments used must be re-evaluated for this application. The role of the binder in water-dilutable dyes is to disperse the pigment in color and to provide suitable rheological properties to the fairby. In order to dry the deposited film, the binder ensures good interconnection of the film particles and its good anchoring to the substrate. The film formed must exhibit sufficient elasticity and not crack under mechanical stress. The film must not be sticky, its surface must be sufficiently shiny and resistant to abrasion. Especially important in water-soluble paints is the resistance of the dried film to hot and cold water as well as to various aqueous solutions. An important requirement is also the durability of the paint in the air temperature.

Vodou rieditefná farba pri spra-covamí ne-smie pěnit, musí sa dobré roztieirat po po-vrchu, musí mať stabilnú viskozitu.The water-dilutable paint must not foam during the process, it must be well spread over the surface, must have a stable viscosity.

Problém-ami vodou rieditefných farieb sazaoberal celý rad patentov, ktoré riešili hlav-ně otázky kníhtlače, flexo a híbkotlačovejtechniky. Mnohé patenty rešia problematikuvodou rieditefných farieb kompozíciou kte-rá obsahuje farbu ro-zipu-stnú v organickémroízpúšťadle, ktoré je miešatefné s vodou,pričom -samotná farba je nerozpustná vo vo-dě. Po vysušení vznikne vo vodě nerozpust-ný film. Patenty, U. S. pat. 4 006 595, U. S.pat. 4 072 644, V. B. pat. 1 513 701 a U. S. pat.4177 076, popisujú spůsob přípravy živícrozpustných -vo vodě alebo v alkohole vhod-ných pre tlačové farby so zlepšeným anti-frikčnými vlastnosťami a ,dobrou odolno-sťouvoči vo-de. Nevýhodou týchto farieb je zlázmáčat-efnosť inepoiréznych substrát-ov, akoje například hliníková folia, ktorá je ispůso-bená hlavně prítomnosťou styrénu a malein-ainhydridu v spojive farby a ktoré navýšezvyšujú toxicitu farby. U. S. pat. 4 137 083 popisuje spůsob pří-pravy tlačiairensk-ej farby, ktor-ej hlavnýmrozpúšťadlom je voda. Spojivo obsahuje všakpolymérnu zložku, ktorá nie je rozpustnávo vodě, ale je udržiavaná vo vodinom roz-toku pomocou interakci! s rozpúšťadlomktoré pri sušení rý-chl-o gélovatie a -vytváravo -vodě nerozpustný film. Podstatou poly-mérnej zložky je vo vodě nerozpustný ko-polymér styrém-maleinamhydrid.The problem with water-based paints was a wide range of patents that dealt mainly with printing, flexo and whiskey printing techniques. Many patents solve the problem of dilutable dyes with a composition that contains a color of water in an organic solvent that is miscible with water, wherein the color itself is insoluble in water. After drying, a water-insoluble film is formed. Patents, U.S. Pat. 4,006,595, U. S.pat. 4,072,644, V. B. pat. No. 1,513,701 and U.S. Pat. No. 4,177,076, disclose a process for the preparation of water-soluble or water-soluble inks suitable for printing inks having improved anti-friction properties and good water resistance. A disadvantage of these colors is the creep of the inepoesous substrates, such as the aluminum foil, which is mainly due to the presence of styrene and malein-ainhydride in the binder and which increase color toxicity. U.S. Pat. No. 4,137,083 discloses a process for preparing a printing ink, the main solvent of which is water. However, the binder contains a polymeric component which is not water soluble but is maintained in the water by interaction. with a solvent for drying the gelatin and the water-insoluble film. The substance of the polymeric component is the water-insoluble styrene-maleic anhydride co-polymer.

Vyššie uvedené nevýhody vodou rieditef-ných farieb pre potlačovanie neporézinychsuhstrátov -sú odstránené vodou ri-editeíinýmifarbaimi po-dfa přihlášky vynálezu na bázeakrylátových živíc rozpustných vo voděalebo vodných disperzi! živíc a vo vo-de z-má-čatefných pigmentov, vytvárajúcich po vy-sušení vo vodě nerozpustný film.The abovementioned disadvantages of water-soluble paints for suppressing non-porous substrates are removed by water-dilutable colorants according to the invention on water-soluble or water-dispersible base-resin resins. resins and in non-viscous pigments, forming a water-insoluble film upon drying.

Podstatou vodou rieditefnej farby na bázeakrylátových živíc pre potlačovanie plechova kovových fólií, najma hliníkovej fólie po-dfa vynálezu je, že táto obsahuje 3 až 20 %hmot. sušiny akrylátovej živice rozpustnejvo vodě alebo v zme-si etanol voda, alebo 15až 40 % hmot. vodmej disiperzie živice s ob-sa-hom sušiny 30 až 70 % hmot., 2 až 15 %hmot. farebné-ho pigmentu zmáčatelného vo-dou, 30 až 70 % hmot. destilovanej alebodeionlzovanej vody, 10 až 50 % hmot. eta-nolu a popřípadě až 1 l0/o hmot. amoniakua až 3 % hmot. -sieťovacieho činidla.The essence of the water-soluble paint on the base-acrylate resins for the suppression of sheet metal foils, in particular the aluminum foil of the invention, is that it contains 3 to 20 wt. % water-soluble or water-soluble ethanol or 15 to 40 wt. % water-dispersed resin with a dry matter content of 30 to 70 wt.%, 2 to 15 wt. % of a color pigment wettable by water, 30 to 70 wt. % distilled but unionized water, 10 to 50 wt. ethanol and optionally up to 10 wt. % ammonia and up to 3 wt. cross-linking agent.

Podstatou akrylátovej živice obsiabnutej vo vyššie uvedenej vodou -rieditefnej farbe pódia vynálezu je, že je tvořená 50 až 90 % hmot. etylakrylátu a 10 až 40 % hmot. kyše- 228576 .·> líny akrylové] alebo je tvořená vodnou dis-perziou živice, ktorá obsahuje kopolyméryakrylátových monomérov s viinylacetátom,alebo so styrénem. Tým, že vyššie uvedená vodou rieditelnátlačiarenská farbia obsahuje podlá vynálezuspojivo ina báze vodou rieditelných akrylá-tových živíc alebo vodnej disperzie živice,vytvára po vysušení na kovovoim povrchufilm odolný voči teplej a studenej vodě sdobrou adhéziou k podložko. Vytvořený filmje rovnoměrný, elastický a odolný voči ode-ru.The essence of the acrylate resin contained in the above-mentioned water-dilutable paint of the invention is that it is comprised of 50 to 90 wt. % ethyl acrylate and 10 to 40 wt. acrylic] or is formed by the aqueous dispersion of a resin containing copolymer acrylate monomers with viinyl acetate or with styrene. By virtue of the above-mentioned water-dilutable printing ink, according to the invention, the binder is based on water-dilutable acrylate resins or an aqueous resin dispersion, after drying on a metal surface, it is resistant to hot and cold water by good adhesion to the substrate. The formed film is uniform, elastic and resistant to abrasion.

Dobrá odolnost' filmu voči vodě a dobráadhézia k substrátu sú doležité z hladiskaďalšej aplikácie potlačených substrátov vovlhkom a vo vodě obsahujúcom prostředí. Příklad 1Good film resistance to water and good adhesion to the substrate are important for the further application of suppressed substrates in moisture and water containing environments. Example 1

Vodou rieditelná tlačiarenská farba piri- pravená zmiešaním 85 hmot. dielov vodou riediteíného laku a zloženia: 25% vodný roztok akrylátovej živice 50 % hmot. etanol 40 % hmot. destilovaná voda 10 % hmot. a z 15 hmot. dielov farebného koncentrátu a zloženia: pigment zmáčatefný vodou 25 % hmot. destilovaná voda 59 % hmot. etanol 10 % hmot. amoniak 6 % hmot.Water-thinnable ink mixed with 85 wt. parts of water-dilutable varnish and composition: 25% aqueous solution of acrylate resin 50% wt. ethanol 40 wt. distilled water 10 wt. and 15 wt. parts of color concentrate and composition: water-wettable pigment 25 wt. distilled water 59 wt. ethanol 10 wt. ammonia 6 wt.

Vyššie uvedená akrylátová živica bola při-pravená radikálovou kopolymeirizáciou vovodnom prostředí s výsledným obsahom mo-noímérov: 77 % hmot. etylakrylátu, 20 %hmot. kyseliny akrylátovej, 2 °/o hmot. me-takrylátu a 1 % hmot. akrylamidu.The aforementioned acrylate resin was prepared by radical copolymerization in an aqueous medium resulting in a monomer content of 77% by weight. % ethyl acrylate, 20 wt. % acrylic acid, 2% w / w; % methacrylate and 1 wt. acrylamide.

Tlačiarenská farba má po zmiešaní vyššieuvedených zložiek viskozltu merainú výto-kovým ipohárikotm č. 4 17 sekúnd a celkovézloženie: vo vodě rozpustná akrylátová živica 10,5 % hmot. pigment zmáčatefný vodou 3,8 % hmot. etanol 35,5 % hmot. Přiklad 2The ink has, after mixing the aforementioned components, a merainu viscosity with a dispersion bead No. 4 of 17 seconds and a total composition: a water-soluble acrylate resin of 10.5% by weight. water-wettable pigment 3.8 wt. ethanol 35.5 wt. Example 2

Celkové zloženie vodou riediteimej farbypre potlačovanie nelakovanej hliníkovej fó- lie podlepenej blelymo gramáži 60 g/m2: vo vodě rozpustnáakrylátová živicapigment etanol destilovaná voda amoniak sulfátovým paplerom 6,0 % hmot.10,0 % hmot.28,0 % hmot.55,6 % hmot. 0,4 % hmot. Rýchlosť pohybu potlačovaného substrátuje 50 m/min a teplota sušenia· 130 °C.Total composition with water-based paint for the suppression of unpainted aluminum foil, glazed with 60 g / m2: water-soluble acrylate vaporizer ethanol distilled water ammonia sulphate papper 6,0% w / w,0,0% w / w8,0% w / w5,6,6 % wt. 0.4 wt. Movement speed of suppressed substrate 50 m / min and drying temperature · 130 ° C.

Zložeinie vodou rozpustného laku a fereb-(ného koncentrátu je ako v příklade 1.The composition of the water-soluble lacquer and the ferrebase concentrate is as in Example 1.

Tlačiarenská fairba s-a připraví zo 60 %hmot. vodou riediteíného laku a 40 % hmot.farebného koncentrátu.Ready-to-print fairba prepares from 60 wt. with water-dilutable varnish and 40% by weight of color concentrate.

Zloženie akrylátovej živice je ak.o v pří-klade 1. P r í k 1 a d 3The acrylate resin composition is as in Example 1. Example 3

Celkové zloženie vodou rieditelnou farbypre potlačovanie hliníkového plechu a hrůb-ky 0,200 ^m: vo vodě rozpustná akrylátová živica 7,5 % hmot. pigment etanol destilovaná voda amoniak sieíovacie činidlo 7,5 % hmot.34,0 % hmot.49,7 % hmot. 0,3 % hmot. 1,0 % hmot.Total composition with water-soluble paint for aluminum sheet and 0.200 µm thick: water-soluble acrylate resin 7.5 wt. Pigment Ethanol Distilled Water Ammonia Cross-linking Agent 7.5% by weight4.0% by weight 49.7% by weight 0.3 wt. 1.0 wt.

Další postup podl'a příkladu 1. Příklad 4Further procedure according to Example 1. Example 4

Celkové zloženie vodou riediteimej farbypre potlačovanie pásu ocelového plechuhlbkotlačovou technikou: destilovaná voda 51,2 % hmot. amoniak 0,2 % hmot.Total water-dilutable paint composition for stripping of steel sheet by printing technique: distilled water 51.2 wt. ammonia 0.2 wt.

Farba umožnila potlačovanie hliníkovejfólie tlačiarenským gravírovacím valcom orastre 40 ^m/s uhlom 35 °, rýchlosťou po-hybu substrátu 40 im/imin a za teploty v su-šiacom kaináli 120 °C. vo vodě rozpustnáakrylátová živica destilovaná vodaetanol pigment amoniak 8,5 % hmot. 52,0 % hmot.35,5 % hmot.3,8 % hmot.0,2 % hmot.The color allowed the aluminum foil to be suppressed by a printing engraving cylinder orasters of 40 [mu] m with an angle of 35 [deg.], A movement speed of the substrate of 40 [mu] m / imine and 120 [deg.] C. in a drying kainal. water soluble acrylate resin distilled waterethanol pigment ammonia 8.5 wt. 52.0 wt.% 35.5 wt .-% 3.8 wt .-% 0.2 wt .-%.

Claims

SUBJECT

A water-dilutable paint of other bases of acrylate resins for the suppression of sheets and metal, in particular aluminum foils, which, after drying, forms a water-insoluble film, characterized in that it is composed of 3 to 20% by weight of water. % solids of water-soluble or water-ethanol acrylate resin, or from 15 to 40 wt. an aqueous resin dispersion having a dry matter content of 30 to 70 wt.%, 2 to 15 wt. % colored pigment wettable with water, 30 to 70 wt. % distilled water, 10 to 50 wt. ethanol and optionally

Up to 1% ammonia and up to 3% wt. crosslinking agent.

2. A water-dilutable color as claimed in claim 1, wherein the water-soluble or water-ethanol acrylate resin is 50 to 90% by weight. % ethyl acrylate and 10 to 40 wt. acrylic acid, based on other resin content.

3. The water-dilutable paint of claim 1, wherein the aqueous resin dispersion consists of copolymers of acrylate monomers with vinyl acetate or styrene.