DE2622870A1 - Carbondruckfarbe - Google Patents

Description

GLAWE, DELFS, MOLL & PARTNER

PATENTANWÄLTE

DR-ING. RICHARD GLAWE, MÖNCHEN
DIPL-ING. KLAUS DELFS. HAMBURG
DIPL.-PHYS. DR. WALTER MOLL. MÜNCHEN
DIPL.-CHEM. DR. ULRICH MENGDEHL. HAMBURG

8 MÜNCHEN 26 POSTFACH 37 LIEBHERRSTR. 20 TEL. (089) 22 65 48 TELEX 52 25 05

MÜNCHEN

Zi. Uv

2 HAMBURG 13 POSTFACH 2570 ROTHENBAUM-CHAUSSEE 58 TEL. (040)410 20 08 TELEX 21 29 21

Ink Lf g. Co. , Ltd.
Osaka / Japan

Garbondruckfarbe

Die Erfandung betrifft die Zusammensetzung einer Y.achscarbon-Druckfarbe. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Heißwachs-Carbon-Druckfarbe für einmal verwendbares Kohlepapier, für Selbstkopierpapier mit Kohlenstoffübertragung usw, iTxit ausgezeichneten Kopiereigenschaften und mit erhöhter Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb.

Im Gegensatz, zur Zusammensetzung einer Druckfarbe für
mehrfach verwendbares Kohlepapier soll eine derartige Zusammensetzung für einfach verwendbares Kohlepapier ausreichend

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oder vollständig bei der Benutzung auf das daruntergelegte Papier übertragen werden. Diese Druckfarbe, die gewöhnlich, als "Heißwachs-Carbon-Druckfarbe" bezeichnet wird, besteht hauptsächlich aus Wachsen, Mineralölen (nichttrocknende Öle) und aus Pigmenten und wird in einer ziemlich weichen Zusammensetzung hergestellt, um eine ausreichende Übertragbarkeit und Druckempfindlichkeit sicherzustellen. Aus diesem Grund haftet ein unter Verwendung einer derartigen Druckfarbenzusammensetzung hergestelltes Kohlepapier bei der Handhabung an Flecktüchern oder Fingern.

Um diesen Eachteil zu vermeiden, sind verschiedene Versuche unternommen worden, um das Abfärben der Druckfarbe zu verhindern, während die Umdruckeigenschaften verbessert oder zumindest aufrechterhalten v/erden. Beispiele für derartige Versuche sind im folgenden aufgeführt;

1. Verringerung des Anteils eines nichttrocknenden Öls in der Zusammensetzung der Druckfarbe,

2. Verwendung einer festen Fettsäure und eines organischen Lösungsmittels in der Zusammensetzung der Druckfarbe,

3. Beimischung eines harzhaltigen Stoffes zu der Druckfarbe usw.

Bei dem Verfahren 1 ist jedoch die Übertragbarkeit der Druckfarbe unzureichend. Bei dem Verfahren 2 sind die Kopiereigenschaft und die Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb zwar wesentlich erhöht, jedoch treten andere Nachteile auf, die sich aus der Verwendung eines Lösungsmittels ergeben, beispielsweise die Brennbarkeit und die Umweltverschmutzung. Bei dem Ver-

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fahren 3 ist die Haftung der Druckfarbe auf einem Substratpapier außerordentlich erhöht, so daß die Kopiereigenschaften wesentlich verschlechtert sind.

IT ach umfangreichen Untersuchungen ist herausgefunden worden, daß die Verwendung eines nichtionischen, oberflächenaktiven Mittels in einer Zusammensetzung der Druckfarbe, die ein harzhaltiges Material enthält, eine Verschlechterung der Kopiereigenschaften verhindert, die durch die Verwendung des harzhaltigen Materials auftreten kann. Da die Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb durch die Verwendung des harzhaltigen Materials stark erhöht ist, weist diese Druckfarbe mit dem harzhaltigen Material und dem nichtionischen, oberflächenaktiven Mittel eine außerordentlich hohe Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb auf, während die guten Kopiereigenschaften erhalten werden. Die vorliegende Erfindung basiert auf diesen Ergebnissen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine lösungsmittelfreie Heißwachs-Carbon-Druckfarbe herzustellen, durch die ein einmal verwendbares Kohlepapier mit guten Kopiereigenschaften und hoher Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb hergestellt werden kann. Darüber hinaus soll das Material nicht auf Tücher oder Finger abfärben.

Die erfindungsgemäße Heißwachs-Garbon-Druckfarbe weist ein Wachs und ein Pigment auf und zeichnet sich aus durch ein nichtionisches, oberflächenaktives Mittel und ein harz-

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lir.lti,;cE i.aisGi'i^l, \..±z in , X'nzentrE-.tior.on von nie!'.ι nehr ale etwa 50 bzv,^T. 10 Gc\-;.-/j be^cjren aui' elf η uoneiat^cwicht der Zusammensetzung enthalten εϊηάο

Als flachs und Pigment l'önnen die verwendet werden, die bisher bei der Herstellung von einmal verwendbarem Kohlepapier benutzt vier den. Beispiele für derartige '.,achse sind Carnaubawachs, Montanwachs, Ouricuri-Wachs, kcisölwachs, oxidiertes mikrokristallines -.achs, Ceresin, Farailin, Hoechst-Wachs (0, OP, S usw.)i (Hoechst-Wachs:

S: Produkt, hergestellt durch Oxidierimg von Montanwachs mit Chrornsäure-Schwefelsäure-Lösung; 0 und OP sind Mischungen des 1 : 3 Butylenglykolester mit dem Calziumsalz des Wachses S (0 und OP haben unterschiedliche Ölabsorptionsfähigkeit); hergestellt von der Hoechst AG). Beispiele für die Pigmente sind Carbonschwarz, Preußischblau, Ultramarin, Cyaninblau, Alkaliblau, Lackrot C, Ton, Kaolin, Calziumcarbonat, Aluminiumhydroxid, Titanoxid usw„ Wenn Jtdoch das Pigment feuchtigkeitsabsorbierend ist, wie beispielsweise Ton, Kaolin oder Aluminiumhydroxid, so ist vorzugsweise die verwendete Menge geringer. Der Gewichtsanteil des Wachses und des Pigmentes in der Druckfarbe ist gewöhnlich zwischen 2 : 1 bis 5: 1, vorzugsweise zwischen 2,5 : 1 bis 4,0 : 1.

Neben dem Wachs und dem Pigment weist die Druckfarbe vorzugsweise Mineralöle (nichttrocknende Öle) auf« Die Menge des

- 4 - . 609882/1015 ^^ _msPECTS>

ι inoraloIU: "beträft rr..-ührilich zvischen 1 und 40 Gew.-, j vorzugsweise zv/iccl-or. ''; und .:'.' uev;.-,J, be^o-.oj, auf das Gssaut- ;~e\iiicht des '.'c-clises rvur?c. des Pigments,. Bei einer festen Druckfarbe, aie wer.L er rbxlirbt, '.."erden derartige laneralöle nur in senr f;eri:a.\oi:·. lenken verwendet.

uas niciitioniscne, oberilächenaktive Mittel behindert in geeigneter weise die Laitur.^ der Druckfarbe aui' einem oubntretpapier, Auberdeia be\^rirs;t es die Verbesserung der "übertrac;barkeit c^:.er -jruckx^r--rne. Onter verscliieaenen nichtionischen, ober-xli'.ci-ierx/.tj-v;.·"-' -.- itteln ν.-ei-den il"ccij;e bevorzugt, lncbesonaüro )1^νΊ. -.lie3e:-i,,s:a jcvürau:,t, der^η .-.L·--- ,lüvt (..yaroo'n lei-.^yjf'^iiiler-uIi'Lc-v.e: io.-.-.i-'vert) um ct^p I -.'!einer Lt-/.: i-1^ ;.er , L-.--.crt ^r;,w\ jJri-./.c.'-U'nv, der- Ο/.ί-^ι-ΊΐιΙ- ^iermi^· (ül-in-.^?£.;icer-o:!'Uljierun_:) ^ε-ε .cci-zor nic.itioi'icC'.G, o':.>c"t.:l^c^enal-tivo ι ittei oinc i'Cv Polyo:-;y^l'Cy!en-altij I¹.?"'' '-.oi- (2,_>„ r'olyo^yjltaylen tOlyo:^propylen-:.T.ury::.":tY,ji-), Polyoxy?:.!, yl^-vr., 1' V:...::;.¹ (s. υ. Poiyo3:yäti.Lylo:i-:^ci^y!yiieny!...^!tlii;_J:, 1 olyo.^^ro^ylennonylphcnylätlier), r-c'.-.y!.!-.yler-.-₀Iyco!-·. -. .y.! ect- ■" (:i.i-;. iOlyi:txjylcn-^_lycol-^ViO;:.ooJ.cc't, Polyäthyl<jn-_t'j,lycolci.io!eat), to!yo::yr"L ylon-^l.cylr.i.-in ',.^₀-I. l-oi.yoiiyv.t.-iyii.ci-.-j.-Miry-Li.Li-U".-.;, i-olyo:>.yc.liiyien-corbitcn-alkylester (ζ. I;_o '.^v/ooii 20, iVeei- ^O), .iorbitan-alkylester (ζ_οιί. Span 20, Span 80), Polyoxyalkylen-XDolypiienyl'ither (ζ ₀ J₀ tOlyoxyrlthylen-o-phenylphenyläther ), Polyoxyyalkyleri-KiziiTusöl-äther (ζ ₀Ij. Polyoxyäthylen-Rizinusöl-Uther), Polyo:cyalkylen-alkylamid (z_e J.PoIyoxyätiiylen-Pd.zinusöl-l^;ther), Folyoxyalkylen-alkylamid

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V-

BAD ORIGINAL

(ζ.·., tolyoxyuthylen-stearylamid), Pluronic( ein ii.dcj ionspolymerisationsprodukt von Äthylenoxid mit ioly^ropylen^lykol; hergestellt von Wyandotte Chem_o Coi'-p₀), '''e^sronic (ein /dditionspolymerisationsprodukt von f.t.^:iyler.o:;id nit Verbindungen, die durch vorherige I olyue !isation von Prox^ylei.oxia mit Äthylendiamin ernalten wurder-; hergestellt vor- "./yandotte Chera. Corp.) usw. wie so nicr.'i ionischen, ober_l"Icliena!:r.tiven hittel können gev/ölmlich in i.engen von ev.;a I, iois 50 Gew.-yj> vorzugsv/eice zwischen etwa 5 und 20 l-c^t..-,.j , bezogen aui" aas Gesamtgewicht dei· Z.u&ai.xien£et2iir·,:, vcrvrcndet \.^rerden_o

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? 6 2 ? 8 7 Π ί

Wenn erforderlich, kann ein Teil des nichtionischen, oberflächenaktiven Mittels durch ein Polyol ersetzt werden, beispielsweise durch Polyäthylenglycol, Polypropylenglycol, Glycerol oder Polyglycerol oder sein Äthylenoxidadditionsprodukt. In diesem Pail kann die Menge des nichtionischen, oberflächenaktiven Mittels wesentlich verringert werden, beispielsweise bis auf etwa 2 Gew.-fo bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Dabei ist es wesentlich, daß die Gesamtmenge des nichtionischen, oberflächenaktiven Mittels und das Polyol oder sein Äthylenoxidadditionsprodukt nicht mehr als etwa 50 Gew.-fo bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung beträgt.

Das harzhaltige Material bewirkt die Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb. Hinsichtlich des harzhaltigen Materials wird ein derartiges Material bevorzugt, das mit dem Wachs kompatibel ist und dessen Erweichungspunkt nicht höher liegt als etwa 12O⁰C. Beispiele für harzhaltige Materialien sind das Copolymer des Äthylen-vinylacetats, Phenolharz, aliphatisches Hydrocarbonharz, Polyäthylen, Äthylzellulose usw. Diese harzhaltigen Materialien können in Mengen von nicht mehr als etwa 10 Gew.-^, vorzugsweise zwischen 2 und 8 Gew.-^, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung verwendet werden. Wenn die Menge des harzhaltigen Materials etwa 10 Gew.-$ übersteigt, so wird die Kopiereigenschaft des erhaltenen Kohlepapiers verschlechtert.

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Die oben erwähnten Materialien werden mit Hilfe einer bekannten IJischmaschine gleichmäßig gemischt, um eine Heißwachs-Carbon-Druckfarbe zu erhalten.

Zur Herstellung eines einmal zu verwendenden Kohlepapiers wird die so erhaltene Druckfarbe ruf einer Oberfläche eines Substratpapiers aufgebracht, beispielsweise unter Verwendung einer bekannten Auftragmaschine (z.B. Y.'alzenbeschichter, Schneidenbeschichter). Die Auftragsmenge (d.h. Eeschichtungsmenge) der Druckfarbe beträgt gewöhnlich zwischen etwa 2,0 und 5,0 g/m". Unir.ittelbar nach dem Auftrag wird das erhaltene Papier mit einem Kühlzylinder in Berührung gebracht, um die Druckfarbe abzusetzen, so daß ein einmal zu verwendendes Kohlepapier erhalten wird. Alternativ kann die Druckfarbe auf der Eückseite eines Gleitpapiern mit Hilfe einer heizenden, flexographisohen Presse punktförmig aufgedruckt werden, um ein Selbstkopierpapier zum Carbonübertrag zu erhalten.

Y/enn irgendein Druck auf diese Kohlepapiere ausgeübt wird, beispielsweise durch Schreiben mit einem Schreibgerät, beispielsweise einem Kugelschreiber, wird die Druckfarbe vollständig auf ein darunterliegendes Papier übertragen, wobei Stoffe und Finger kaum durch die Druckfarbe gefärbt werden. Der Übertrag der Druckfarbe ist so ausgezeichnet, daß die Klarheit oder die Dichte der erzeugten Abbildung bei Verwendung des Kohlepapiers mit der erfindungsgemäßen Druckfarbe mit einer Beschichtung von etwa 2,5 bis 3,0 g/m einer Abbil-

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ORIGINAL INSPECTED

2 6 7 2 8 7Π 3

dung entspricht, die durch die Verwendung eines; Kohlepapiers mit bekannter Druckfarbe bei einer Beschiclitungsmenge von etwa 4,0 g/m erzeugt wird. Außerdem kann die erfindungagemäße Druckfarbe aur Herstellung eines Durchschlagpapiers (Pauspapier für Tücher) verwendet v/erden.

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Blaue, berührfeste Heißwachs-Carbon-Druckfarbe:

G-ewichtsteile

Alkaliblau 1,0

Preußischblau 3>0

Aluminiumhydroxid 5»0

C alciumc arb onat 6,0

ITISSAN Dispernol Hr. 86*¹^ 20,0

ARKON P-125*²^ 5,0

Äthylzellulose 2,0

C arnaub aw ach s 30,0

Hoechst OP Wachs 3,0

Paraffinwachs 20,0

Motoröl 5,0

Bemerkungen: *1) Hergestellt von Nippon Yushi K.K., ein© Mischung von Polyoxyäthylen-alkylester und Sorbitan-alkylester;

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*2) hergestellt durch Arakawa Rinsan K.K., aliphatisches Hydrocarbonharz.

Alkaliblau, Preußischblau, Aluminiumhydroxid, Calciumcarbonat und Motoröl werden gemischt mit UISSAEr Dispernol Hr. 86 und mit Hilfe einer Dreiwalzenmühle geknetet. Die erhaltene Mischung wird zu einer Mischung der Harze und der '/■'achse in geschmolzenem Zustex-d hinzugefügt und in einem Einzelmischer bei 100⁰C umgerührt, um eine Heißwaehs-Carbon-Druckfarbe zu erhalten.

Die Druckfarbe wird auf einer Oberfläche eines Substratpapiers in einer BeSchichtungsmenge von 3_S5 g/m mit Hilfe eines Walzenbeschichters aufgebracht, worauf eine Berührung mit einem Kühlzylinder erfolgt, um ein einmal verwendbares Kohlepapier zu erhalten.

Wenn dieses Kohlepapier mit einem Kugelschreiber oder mit einer Schreibmaschine beschrieben wird, so wird eine klare und unterscheidungskräftige Abbildung auf einem darunterliegenden Papier erhalten. Keinerlei Abfärbung wird auf einem finger beobachtet, selbst wenn ein Abrieb der Abbildung mit dem Pinger erfolgt.

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	5,0	5,0
1	0,0	3,0
1	9,0
	8,0
40,0
1

Beispiel 2

Schwarze, berühri'este Heißwachs-Carbon-Lruclrf arbe:

Gewichtsteile Carbonschwarz Aluminiumhydroxid HYRIC AQ-250*⁵^ EVAPLEX 21O*⁴^ Reisölwachs Carnaubawachs Paraffinwachs

Bemerkungen: *3) Hergestellt durch Ito Seiyu K.K., PoIyoxyäthylen-Rizinusöl-äther (HLB-Wert 10 - 11); *4) hergestellt durch Mitsui Chemical K.K., Copolymer des Ithylen-vinylacetate,

Carbonschwarz und Aluminiumhydroxid werden mit HYRIC AQ-250 gemischt und mit Hilfe einer Dreiwalzenmühle geknetet. Die erhaltene Mischung wird einer Mischung der Harze und der Wachse im geschmolzenen Zustand hinzugefügt und in einen Einzelmischer bei 100 C umgerührt, um eine Heißwachs-Carbon-Druckfarbe zu erhalten.

Die Druckfarbe wird auf einer Oberfläche eines Substratpapiers in der gleichen Weise wie bei Beispiel 1 aufgebracht, um ein einmal zu verwendendes Kohlepapier zu erhalten, das gute Kopiereigenschaften und eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb aufweist.

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Beispiel 3.

Schwarze Ileißwgchfi-Carbon-Druclcf arbe:

Gewiclitsteile

G arb c ι- it? ciiv. ar ζ "( , 0

..] ι! .!niumhydroxid 13,0

I.iotoröl 20,0

HYRIG AQ-250 5,0

EVAFLEX-210 2,0

Cariiaubawaclis 5,0

Γ,Ιοιιΐ anv/achs 20,0

Barecowachs .3-5 5-0

Paraffinwachs (130⁰F) 23,0

Bemerkung: *5) Hergestellt duroli Toyo Petrolite K.K., hergestellt durch Isοcyänderung von oxidiertem, mikrokristallinem '.Vachs.

Garbonschv/arz, Aluminiumhydroxid und Llotoröl werden mit HYPtIG AQ-2i3O vermischt und mit Hilfe einer Lire !walzenmühle geknetet. Die erhaltene I.Iischung wird einer Mischung der Harze und der '.'.achse in geschmolzenem Zustand hinzugefügt und in einem üinzelmischer bei 100⁰C umgerührt, um eine Heißwachs-Carbon-Druckfarbe zu erhalten.

Die Druckfarbe wird im Siebdruck auf der Rückseite eines Streifens mit Hilfe einer heizenden flexographischeii Presse

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aufgebracht, um ein Selbstkopierpapier zum Carbonübertrag zu erhalten, das ^ute Kopiereigenschaften und eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb aufweist.

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Claims (11)

Patentansprüche

1. Heißwachs-C&rbon-Druckfarbe mit einem Wachs und einem Pigment, gekennz eich η et durch die Verwendung eines nichtionischen, oberflächenaktiven Mittels und eines harzhaltigen Materials in einer Konzentration von nicht mehr als 50 bzw. 10 Gew.-$ bezogen auf die Gesamtmenge der Druckfarbe .

2. Druckfarbe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die zusätzliche Verwendung von Mineralöl.

3. Druckfarbe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das nichtionische, oberflächenaktive Mittel in einer Konzentration von 5 bis 50 Gew.-$ bezogen auf das Gesamtgewicht der Druckfarbe verwendet wird.

4. Druckfarbe nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet , daß das nichtionische, oberflächenaktive Mittel in einer Konzentration von 5 bis 20 Gew.-^ bezogen auf das Gesamtgewicht der Druckfarbe verwendet wird.

5. Druckfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das nichtionische, oberflächenaktive Mittel flüssig ist, dessen HLB-Wert um etwa

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geringer ist als der für eine O/V.-Emulgierung des TSaclises erforderliche IILB-Wert.

6. Druckfarbe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das nichtionische, oberflächenaktive Mittel der folgenden Verbindungsgruppe angehört: Polyalkylen-alkylather, PoIyoxyalkylen-arylather, PoIyalkylen-glyeol-alkylester, Polyoxyalkylen-alkylamin, PoIyoxyalkylen-sorbitan-alkylester, Sorbitanalkylester, PoIyoxyalkylen-polyphenyläther, Polyoxyalkylen-Rizinusöl-äther, Polyoxyalkylen-alkylamid, Pluronic und Tetronic.

7· Druckfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß ein Teil des nichtionischen, oberflächenaktiven Mittels durch ein Polyol oder sein Äthylenoxid-Additionsprodukt ersetzt ist.

8. Druckfarbe nach einem der Ansprüche 1 biß 7, dadurch gekennzeichnet , daß das harzhaltige Material in einer Konzentration von 2 bis 8 Gew.-$ bezogen auf das Gesamtgewicht der Druckfarbe vorgesehen ist.

9. Druckfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß das harzhaltige Material mit dem Wachs verträglich ist und einen Erweichungspunkt von höchstens 120⁰C aufweist.

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10. Druckfarbe nach. Anspruch. 9, dadurch, g e k e η η ze ich.net , daß das harzhaltige Material der folgenden Verbindungsgruppe entnommen ist:

Copolymer des Äthylen-vinylacetats, Ph.enolh.arz, aliph.atisch.es Hydrocarbonharz, Polyäthylen und Äthylzellulose.

11. Einmal verwendbares Kohlepapier, dadurch gekennzeichnet , daß auf einer Oberfläche des Papiers die Druckfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufgebracht ist.

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