DE1260657B - Tinten und Druckfarben - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C09d

Deutsche Kl.: 22 g -1

Nummer: 1260 657

Aktenzeichen: M 59858IV c/22 g

Anmeldetag: 8. Februar 1964

Auslegetag: 8. Februar 1968

Die Erfindung bezieht sich auf Tinten und Druckfarben für Flächen aus beliebigen Werkstoffen, die jedoch zum Bedrucken bzw. Beschreiben von Oberflächen aus Polyolefinen, insbesondere Polypropylen, besonders geeignet sind.

Es wurden bereits verschiedene Methoden zum Bedrucken oder Beschreiben von Oberflächen aus Polyolefinen vorgeschlagen, jedoch waren die Ergebnisse nicht immer zufriedenstellend. Bei einigen dieser Methoden müssen die Oberflächen zur Erhöhung der Haftfestigkeit der Tinten bzw. Druckfarben einer besonderen Vorbehandlung unterworfen werden. Danach werden die Oberflächen der Einwirkung einer Flamme oder von elektrostatischen Entladungen ausgesetzt. Die wirtschaftlichen und praktischen Nachteile dieser Methoden sind offensichtlich. In diesem Zusammenhang wird auf das Buch »Polythene« von Renfrew und Morgan, London, I960, S. 541 bis 543, verwiesen.

Kürzlich wurden einige Tinten und Druckfarben auf der Basis von chemisch modifizierten oder nichtmodifizierten polyolefinischen Homopolymeren vorgeschlagen. Durch diese Tinten und Druckfarben ist die Vorbehandlung der Oberflächen nicht notwendig, jedoch haben sie nach dem Auftrag im allgemeinen weder eine gute Abriebfestigkeit noch eine gute Beständigkeit gegen chemische Agenzien und Licht (vgl. deutsche Patentschrift 1106 781 und britische Patentschrift 887 372).

Gegenstand der Erfindung sind Tinten oder Druckfarben auf der Grundlage von Polymerisatlösungen als Bindemittel und gegebenenfalls färbenden Bestandteilen, enthaltend eine Lösung aus linearen chlorsulfonierten Äthylen-Propylen-Kopolymeren als Bindemittel. Die verbesserten Tinten und Druckfarben gemäß der Erfindung erfordern keine Vorbehandlung der Flächen und weisen gegenüber den bekannten Produkten höhere physikalische Festigkeit und chemische Beständigkeit auf.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können die Tinten und Druckfarben zusätzlich ein oder mehrere Epoxyharze enthalten, die der bedruckten Oberfläche höheren Glanz verleihen, und bzw. oder ein oder mehrere mehrwertige Amine und/bzw. Polyamide, die die Haftfestigkeit und die Haltbarkeit und Beständigkeit der Tinte bzw. Druckfarbe erhöhen. Die Epoxyharze, die, wie bekannt, durch Kondensation von Epichlorhydrin mit Bisphenol erhalten werden, können in Mengen von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 1 Gewichtsprozent, verwendet werden.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Tinten und Tinten und Druckfarben

Anmelder:

MONTECATINI Societä Generale per
rindustria Mineraria e Chimica,
Mailand (Italien)

Vertreter:

Dr.-Ing. A. ν. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,
Dr.-Ing. Th. Meyer und Dr. J. F. Fues,
Patentanwälte, 5000 Köln 1, Deichmannhaus

Als Erfinder benannt:

Michele Manica,

Mauro Bassi, Mailand (Italien)

Beanspruchte Priorität:

Italien vom 14. Februar 1963 (3039)

Druckfarben werden lineare, amorphe chlorsulfonierte Kopolymere mit einem Propylengehalt zwischen 80 und 20 Molprozent, vorzugsweise zwischen 60 und 40 Molprozent, einem Schwefelgehalt zwischen 0,5 und 2 Gewichtsprozent und einem Chlorgehalt zwischen 5 und 20 Gewichtsprozent verwendet. Die Tinten und Druckfarben werden in sehr einfacher Weise durch Digerieren des chlorsulfonierten Kopolymeren in einem organischen Lösungsmittel, z. B. in Tetrachlorkohlenstoff, für eine Dauer von 17 bis 24 Stunden hergestellt. Die Auflösung des Kopolymeren im Lösungsmittel wird durch Bewegung begünstigt. Nunmehr kann das Epoxyharz gewünschtenfalls zugesetzt werden. Der Gehalt der Lösung an Kopolymeren beträgt zwischen 0,1 Gewichtsprozent bis zur Sättigungskonzentration. Vorzugsweise werden Lösungen verwendet, die einen Gehalt an Kopolymerem von etwa 5 Gewichtsprozent haben. Zur Herstellung der Grundlösung werden aliphatische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe und deren halogenierte Derivate verwendet. Vorzugsweise wird Tetrachlorkohlenstoff verwendet.

Zur Verbesserung der Haftfestigkeit der Tinten und Druckfarben kann ein Polyamin oder ein Polyamid dieser Lösung, z. B. in Mengen von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 1 bis 2 Gewichtsprozent, zugegeben werden. Geeignete Polyamine sind z. B. Äthylendiamin, Diäthylentriamin, Triäthylentetramin,

809 507/638

Tetraäthylenpentamin. Zur Herstellung von Tinten und Druckfarben, die eine transparente und bzw. oder eine deckende Farbe aufweisen, werden die gewünschten Farbstoffe oder Pigmente der Grundlösung zugesetzt. Durch Änderung der Farbstoffmenge wird die Schattierung der Tinte bzw. Druckfarbe verändert. Die auf diese Weise hergestellten Tinten und Druckfarben sind lagerbeständig, wie sich bei Versuchen gezeigt hat, die nach einer gewissen Zeit durchgeführt wurden.

Die Beschriftung bzw. das Bedrucken der Kunststoffflächen mit den erfindungsgemäßen Tinten und Druckfarben ist sehr einfach. Eine Vorbehandlung der Flächen ist nicht erforderlich, außer daß eine einfache Waschung mit einem beliebigen Lösungsmittel vorgenommen wird. Besonders geeignet für diesen Zweck ist Tetrachlorkohlenstoff, da er nicht entflammbar ist.

Die Konzentration der Tinten und Druckfarben

liegt je nach der vorgesehenen Verwendung innerhalb eines sehr weiten Bereichs. Zum Bedrucken wird eine hohe Konzentration bevorzugt, während für den Auftrag durch Sprühen eine geringere genügt.

Nach dem Aufbringen der Tinten und Druckfarben

muß der Gegenstand 2 bis 3 Minuten bei 100 bis 130° C gehalten werden. Nach dem Abkühlen ist die Tinte bzw. Druckfarbe untrennbar mit der Oberfläche verbunden, auf die sie aufgebracht wurde.

Die Tinten und Druckfarben auf der Basis von chlorsulfonierten Äthylen-Propylen-Kopolymeren zeigen eine höhere Beständigkeit gegenüber Schmierölen und gemischtem Sonnenlicht (ASTM D 620-57 T) und eine höhere Haftfestigkeit im Vergleich zu Tinten und Druckfarben auf Basis von chlorsulfoniertem Polyäthylen oder Polypropylen, wie aus Tabelle 1 ersichtlich.

CMorsulfoniertes
Polyäthylen

Amorphes

chlorsulfoniertes

Polypropylen

Chlorsulfoniertes

Äthylen-Propylen-

Kopolymeres

Prüfung der Haftfestigkeit mit einem Klebstreifen

Abriebfestigkeit

Beständigkeit gegenüber Schmierölen

Einwirkung von gemischtem Sonnenlicht (ASTM D 620-57 T) und Prüfung mit einem Klebstreifen

sehr schlecht

schlecht

sehr schlechte
Festigkeit

kein Ablösen der Tinte bzw. Druckfarbe von der Oberfläche des Gegenstandes

nicht gut
schlecht

gut

gut, auch bei langer Kontaktzeit

gute Beständigkeit nach 150 Stunden

Die erfindungsgemäßen Tinten und Druckfarben können zum Bedrucken, Beschreiben von Flächen aus beliebigem Werkstoff verwendet werden. Sie eignen sich jedoch besonders für Flächen aus Polyolefinen, insbesondere aus Polypropylen. Besonders gute Ergebnisse werden bei Flächen aus kristallinem Polypropylen erhalten, das überwiegend aus Makromolekülen von isotaktischer Struktur besteht.

Beispiell

3 g eines chlorsulfonierten Äthylen-Propylen-Kopolymeren (40 Molprozent Propylen, 7,1 Gewichtsprozent Cl und 0,6 Gewichtsprozent S) werden 17 Stunden in 95 g Tetrachlorkohlenstoff digeriert. Unter starkem Rühren werden 1 g eines Kondensationsproduktes von Bisphenol und Epichlorhydrin und 30 g Titandioxyd zugesetzt. Das Gemisch wird 4 Stunden stehengelassen. Die geringe Menge des nicht aufgelösten Pigments wird durch Dekantieren entfernt.

Die erhaltene Tinte bzw. Druckfarbe wird auf eine Polypropylenfläche aufgebracht, die vorher mit Tetrachlorkohlenstoff gewaschen worden war. Der Gegenstand wird 3 Minuten in einem Trockenschrank bei 100 bis 130° C gehalten und dann mit einem kalten Luftstrom gekühlt. Zur Messung der Haftfestigkeit der Tinte bzw. Druckfarbe auf der Oberfläche des Gegenstandes wird folgender Versuch durchgeführt: Auf die behandelte Oberfläche des Gegenstandes wird ein transparentes Klebband aufgebracht. Nach festem Andrücken wird das Band schnell abgezogen, wobei eine Reißwirkung zwischen den beiden Flächen erzeugt wird. Die Tinte bzw. Druckfarbe wird von der Oberfläche nicht abgelöst.

Beispiel2

5 g des im Beispiel 1 genannten chlorsulfonierten Kopolymeren werden 20 Stunden in 95 g Tetrachloräthylen digeriert. Unter Rühren gibt man 50 g TiO₂ hinzu. Die so erhaltene Tinte bzw. Druckfarbe läßt man 4 Stunden stehen, worauf die geringe Menge des nichtdigerierten Pigments durch Dekantieren entfernt wird.

Mit der so erhaltenen Tinte behandelt man in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise eine Polypropylenoberfläche, die man vorher mit Tetrachlorkohlenstoff abgewaschen hat.

Auf die behandelte Oberfläche des Gegenstandes wird ein-transparentes Klebeband aufgebracht. Nach festem Andrücken wird das Band schnell abgezogen, wobei eine Reißwirkung zwischen den beiden Flächen erzeugt wird. Die Tinte bzw. Druckfarbe wird von der Oberfläche nicht abgelöst. Die Oberfläche ist jedoch weniger glänzend als die gemäß der Probe von Beispiel 1.

Beispiel 3

5 g eines chlorsulfonierten Äthylen-Propylen-Kopolymeren (50 Molprozent Propylen, 7,1 Gewichtsprozent Chlor und 0,67 Gewichtsprozent S) werden 24 Stunden in 97 g Tertachlorkohlenstoff digeriert. Unter starkem Rühren werden 1 g des Kondensationsprodukts von Bisphenol und Epichlorhydrin sowie 50 g Titandioxyd zugegeben.

Das Gemisch wird 4 Stunden stehengelassen, worauf das nicht digerierte Pigment durch Dekantieren entfernt wird. Zu der auf diese Weise hergestellten Druckfarbe wird 1 g Tetraäthylenpentamin gegeben.

Mit der auf diese Weise hergestellten Tinte bzw. Druckfarbe wird eine Polypropylenoberfläche behandelt, die vorher mit Tetrachlorkohlenstoff gewaschen worden war. Der behandelte Gegenstand wird 3 Minuten in einem Trockenschrank bei 100 bis 130⁰C gehalten und dann mit einem kalten Luftstrom gekühlt. An Hand von Proben werden die Prüfungen auf Haftfestigkeit und Beständigkeit durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Versuche und die Ergebnisse von gleichen Versuchen, bei denen die Tinte bzw. Druckfarbe kein Polyamin enthielt, sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Chlorsulfoniertes
Äthylen-Propylen-Kopolymeres

Chlorsulfoniertes

Äthylen-Propylen-Kopolymeres

+ Polyamin

Prüfung der Haftfestigkeit mit einem Klebstreifen
Beständigkeit gegenüber Schmierölen

Einwirkung von Sonnenlicht

(ASTM D 620-57 T) und Klebstreifentest

gut, auch nach längerem
Kontakt

gute Beständigkeit nach
150 Stunden

sehr gut

sehr gut, auch nach
längerem Kontakt

sehr gute Beständigkeit
nach 150 Stunden

Wie die Ergebnisse zeigen, werden die bereits guten Eigenschaften der Tinte bzw. Druckfarbe durch den Zusatz des Polyamins weiter verbessert.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Tinten und Druckfarben auf der Grundlage von Polymerisatlösungen als Bindemittel und färbenden Bestandteilen, enthaltend eine Lösung von linearem chlorsulfoniertem Äthylen-Propylen-Kopolymerisat, das auf der Grundlage von 20 bis 80 Molprozent Propylen und 0,5 bis 2 Gewichtsprozent Schwefel aufgebaut worden ist und 5 bis 20 Gewichtsprozent Chlor enthält, gegebenenfalls ein Epoxyharz und bzw. oder Polyamine und bzw. Polyamide, in aliphatischen gesättigten oder ungesättigten oder aromatischen Kohlenwasserstoffen, die chloriert sein können.

2. Tinten oder Druckfarben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel für das Kopolymere Tetrachlorkohlenstoff ist.

809 507/638 1.68 © Bundesdruckerei Berlin