DE3525910A1 - Druckerfarbe - Google Patents
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Description
\ I
Patentanwälte
Dipl.-Ing. H: WeiCküanw, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke
Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
Dr.-Ing. H. Liska, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel
3525910 19.JUU1985
H/F/Va
Case Nr. 409
8000 MÜNCHEN 86 POSTFACH 860 820
TELEFON (0 89) 98 0352
TELEX 522621
TIOXIDE GROUP PIC
10 Stratton Street
10 Stratton Street
london W1A 4XP
England
Drucke-r
B e s c h r e i b u η σ
Die Erfindung betrifft im besonderen Zusammensetzungen, die Titaniumverbindungen enthalten, vorzugsweise Druckerfarben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Druckerfarbe einen polymeren Binder mit einem Lösungsmittel
dafür und ein adhäsionsförderndes Agens, welches das
Reaktionsprodukt eines Titaniumorthoesters und entweder eines Monoalkylphosphates oder eines Dialkylphosphates
oder einer Mischung davon in solchen Anteilen enthält, daß das molare Verhältnis von Titan zu Phosphat,
welches als Ti:P ausgedrückt wird, zwischen 4:1 und 1:2 liegt.
Vorzugsweise enthält die Farbe ein Reaktionsprodukt, in
welchem das molare Verhältnis Ti:P von 2:1 bis 1:1,5 ist.
Aufgrund der folgenden Ausführungen ist es ersichtlich, daß die Druckerfarbe der vorliegenden Erfindung im
Grunde als essentiellen Bestandteil das Reaktionsprodukt von dem Titaniumorthoester und entweder einem
Monoalkylphosphat oder Dialkylphosphat oder ihrer Mischung in solchen Anteilen enthält, wie es zuvor
beschrieben ist, um das notwendige und gewünschte molare Verhältnis von Ti:P zu erhalten. Verallgemeinert
hat der Titanorthoester, von welchem das Reaktionsprodukt hergestellt wird, die allgemeine Formel Ti(OR).,
in welchem R eine Alkylgruppe darstellt, welche normalerweise bis zu 8 Kohlenstoffatome enthält. Vorzugsweise
enthält die Alkylgruppe weniger als 8 Kohlenstoffatome
und es wurde gefunden, daß die am meisten bevorzugten Verbindungen auf Alkylgruppen basieren, die 3 oder 4
Kohlenstoffatome enthalten. Es ist natürlich möglich,
daß auch gemischte Alkylorthotitanate verwendet werden können, wie z. B. gemischtes Isopropylbutyltitanat.
Verallgemeinert hat das Monoalkylphosphat, welches zur
Herstellung des entsprechenden Reaktionsproduktes verwendet wird, die allgemeine Formel (R1O)PO(OH)2 und das
Dialkylphosphat die allgemeine Formel (R2O)(R3O)PO(OH).
In diesen beiden Formeln bedeuten R.f R3 und R3 jeweils
eine Alkylgruppe, welche bis zu 10 Kohlenstoffatome enthält, aber vorzugsweise solche Gruppen, die nicht
mehr als 5 Kohlenstoffatome enthalten. Vorzugsweise sind R1, R- und R_ identisch, wenn gemischte Monoalkyl-
und Dialkylphosphate verwendet werden, aber dies muß nicht notwendigerweise so sein. Natürlich können, falls
dies gewünscht ist, die Dialkylphosphate unterschiedliche Alkylgruppen enthalten.
Das Reaktionsprodukt, welches das adhäsionsfordernde
Agens enthält, wird durch Mischen der entsprechenden Reaktanten in irgendeiner Reihenfolge und, falls dies
gewünscht wird, in Gegenwart eines geeigneten Lösungsmittels, welches in der Reaktionsmischung verbleiben
kann, hergestellt, wobei dann das Lösungsmittel mit der Farbe, in welche das Agens gemischt werden soll, kompatibel
sein sollte. Solche Lösungsmittel, die sich als geeignet erwiesen haben, sind Alkohole wie z. B. Isopropylalkohol,
Butylalkohol oder industriell methylierter Spiritus. Im allgemeinen wird die Reaktion bei
Raumtemperatur ausgeführt und, falls dies notwendig ist, unter Rühren und Kühlen.
Wie schon zuvor angedeutet, zeigt die Verwendung des Reaktionsproduktes des Titanorthoesters wertvolle
Eigenschaften bei Druckerfarben, wobei gefunden wurde, daß diese Produkte nicht nur als Adhäsionspromotoren
wirken, sondern daß sie auch eine geringere Tendenz aufweisen, die Farbe zu entfärben. Zusätzlich erweist
sich die Farbe auch als hitzestabil. Die Farben sind im Vergleich zu einigen existierenden Druckerfarbzusammensetzungen
geruchsfrei.
Die Farben der vorliegenden Erfindung, welche von besonderem Interesse sind, sind flexographische und
Gravurfarben, in welchen der polymere Binder quer vernetzbar und in dafür geeigneten organischen Lösungsmitteln
gelöst ist, wobei die typischerweise in solchen Farben verwendeten Binder solche von Nitrocellulose
oder vom Estertyp der modifizierten Cellulose sind, wie z. B. Celluloseacetat-Propionat. Oft werden solche
polymeren Binder in gemischter Form mit Polyamiden, Polyurethanen oder anderen Harzen angewendet.
Die Farbe enthält ebenfalls im allgemeinen ein oder mehrere Pigmente und/oder einen oder mehrere Farbstoffe.
Typische Pigmente, die verwendet werden können, sind die gefärbten anorganischen Pigmente, weiße anorganische
Pigmente und gefärbte organische Pigmente. Organische Farbstoffe können verwendet werden, um der Farbe
einen geeigneten Farbton zu geben und werden oft zusammen mit abdeckenden weißen anorganischen Pigmenten,
wie Titandioxid, verwendet. Es wird ersichtlich, daß die Druckerfarbe der vorliegenden Erfindung nicht notwendigerweise
ein Pigment und/oder einen Farbstoff ent-
halten muß. Die Farben der vorliegenden Erfindung enthalten normalerweise das Reaktionsprodukt eines Titanorthoesters
in einer Menge bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Farbe und vorzugsweise in
einer Menge von 1 bis 6 Gew.-% der Farbe.
Die Farben der vorliegenden Erfindung können andere Additive enthalten, wie z. B. Gleithilfen (slip aids)
und Weichmacher.
Die Farben der vorliegenden Erfindung finden im besonderen in solchen Drucksubstraten Verwendung, die aus
Polyethylen oder gemeinsam gespritzten Polypropylen/ Polyethylenfilm oder Blätter gebildet werden, wo die
Adhäsion der Farbe auf dem Substrat besonders wichtig ist. Andere Filme wie z. B. Polyvinylxdendichlorid
überzogenes Plastikmaterial, in welchem die erfindungsgemäße Verwendung von Reaktionsprodukten des Titanorthoesters
einen günstigen Effekt auf die Hitzestabilität der Farbe aufzeigt.
Die Auflösung eines Dialkylpyrophosphates in einem Alkohol ergibt eine Mischung von Monoalkylphosphat und
einem Dialkylphosphat. Dementsprechend kann das Reaktionsprodukt des Titanorthoesters und gemischten
Monoalkyl- und Dialkylphosphates dadurch hergestellt werden, daß eine Lösung von Dialkylpyrophosphat in
Alkohol mit einem Titanorthoester umgesetzt wird.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert:
In einen mit einem Rührer, Kondenser und Tropftrichter
versehenen Rundkolben, der 284 g Tetraisopropyltitanat enthält, werden langsam über den Tropftrichter 203 g
einer handelsüblichen Mischung von ungefähr äquimolaren Mengen von Monoamylphosphat und Diamylphosphat zugegeben.
Die Inhaltsstoffe werden in dem in einem Kühlbad befindlichen Kolben so lange gerührt, bis die Zugabe
abgeschlossen ist.
Eine Farbe wurde aus den folgenden Bestandteilen in einer Kugelmühle hergestellt.
Anteil in Gewicht.-% | |
Nitrocellulose (Trockengewicht) | 5,05 |
Polyurethanharz | 6,72 |
rutiles TiO2 | 15,54 |
Dicyclohexylphthalat | 5,46 |
Polyethylenwachs | 2,00 |
Isopropanol | 2,16 |
industriell methylierter Spiritus | 22,02 |
Ethylacetat | 26,17 |
Toluol | 14,88 |
100,00
Zu 100 Gewichtsteilen des obigen Farbstoffes wird 1 Gewichtsteil vom Gesamtgewicht des zuvor hergestellten
Reaktionsproduktes zugegeben. Die so hergestellte Farbe wurde zum Herstellen und Testen eines
bedruckten Streifens von gemeinsam gespritztem PoIyethylen/Polypropylen
verwendet und zum Vergleich wurde die anliegende Fläche auf dem Streifen mit einer Farbe
bedruckt, zu der kein Reaktionsprodukt gegeben wurde.
Ein Klebeband (7,6 cm breit) wurde so auf den bedruckten
Streifen gelegt, daß die Oberflächen beider Farben von ihm bedeckt wurden und zusätzlich wurde Druck angewendet,
um einen guten Kontakt sicherzustellen.
Das Band wurde dann schnell und gleichzeitig von beiden Farben entfernt und eine visuelle Untersuchung von dem
Streifen gemacht. Es war offensichtlich, daß wenig oder
nichts von der Farbe, die das Titanat enthielt, entfernt wurde, wogegen fast die gesamte unmodifizierte Farbe
durch das Klebeband entfernt wurde. Proben von Coextrudaten wurden mit beiden Farben bedruckt und zwischen
Blätter aus Aluminiumfolie gelegt und 10 Sekunden auf ungefähr 1600C erhitzt. Man ließ die erhitzten Proben
abkühlen und anschließend wurden die Folien entfernt und untersucht. Es war offensichtlich, daß weniger der
modifizierten Farbe auf die Folie übertragen wurde als
von der unmodifizierten Farbe.
Beispiel 2
Ein Titanat wurde in ähnlicher Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, aus 340 g Tetra-n-butyltitanat und 182 g
einer ungefähr äquimolaren Mischung von Monobutylphosphat und Dibuty!phosphat hergestellt.
Das Titanat wurde zur Herstellung einer Farbe in analoger
Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, verwendet und auch ähnlich getestet.
Auch hier zeigte die modifizierte Farbe verbesserte Eigenschaften bezüglich Adhäsion und Hitzestabilität.
- 4L -
Beispiel 3
Ein Titanat wurde in einer Vorrichtung, wie im Beispiel 1 beschrieben, aus 340 g Tetra-n-butyltitanat und 154 g
Monobutylphosphat, welches in 308 g industriell methyliertem Spiritus unter heftigem Rühren gelöst wurde,
hergestellt.
Die Titanatlösung wurde zur Herstellung einer Farbe, wie im Beispiel 1 aufgeführt, verwendet, allerdings mit
der Ausnahme, daß 1,5 Gewichtsteile der Lösung hinzugegeben wurden. Der Test wurde ähnlich wie zuvor ausgeführt.
Die modifizierte Farbe zeigte ähnliche verbesserte Eigenschaften wie diejenige der Beispiele 1 und 2.
Ein Titanat wurde unter Verwendung der Vorrichtung in Beispiel 1 aus 340 g Tetra-n-butyltitanat und 210 g
Dibutylphosphat hergestellt.
Eine Farbe wurde unter der Verwendung von Titanat, wie im Beispiel 1 hergestellt, und ähnlich ausgetestet.
Wieder zeigte die modifizierte Farbe überlegene Adhäsionseigenschaften
und Hitzeresistenz im Vergleich zu einer unmodifizierten Farbe.
Es war ersichtlich, daß die Farben bei allen der oben aufgeführten Experimente sich nicht bei der Zugabe von
Titanat, noch bei der anschließenden Lagerung, entfärbten.
Beispiel 5
Ein Titanat wurde in einer Vorrichtung, wie in Beispiel 1 beschrieben, aus 284 g Tetraisopropyltitanat und
161 g einer annähernd äquimolaren Mischung eines Monoisopropylphosphates
und Diisopropylphosphates, welche in 94 g industriell methyliertem Spiritus unter heftigem
Rühren gelöst wurde, hergestellt.
Das Titanat wurde zur Herstellung einer Farbe, analog
dem Beispiel 1, verwendet und ebenso ausgetestet. Die modifizierte Farbe zeigte ähnliche Eigenschaften wie
diejeninge der modifizierten Farben der Beispiele 1, 2, 3 und 4.
Eine Lösung von gemischten Mono- und Dialkylphosphaten wurde durch Umsetzung von 145 g Butylpyrophosphat und
54 g industriell methyliertem Spiritus hergestellt.
Ein Titanat wurde in einer Vorrichtung, ähnlich wie er im Beispiel 1 beschrieben ist, durch Zugabe der obigen
Lösung zu 340 g Tetra-n-butyltitanat unter heftigem Rühren hergestellt.
Das Titanat wurde zur Herstellung einer Farbe verwendet,
ähnlich wie sie im Beispiel 1 beschrieben ist und ebenso in analoger Weise ausgetestet. Die modifizierte
Farbe zeigte verbesserte Eigenschaften, die ähnlich derjenigen der modifizierten Farben von Beispiel 1, 2,
3, 4 und 5 ist.
Claims (8)
- Pate ntansprücheEine Druckerfarbe, die einen polymeren Binder mit einem Lösungsmittel dazu und ein adhäsionsförderndes Agens enthält, dadurchgekennzeichnet , daß das adhäsionsfördernde Agens ein Reaktionsprodukt eines Titanorthoesters und entweder eines Monoalkylphosphates oder eines Dialkylphosphates oder einer Mischung davon ist und es in solchen Anteilen enthält, daß das molare Gewichtsverhältnis von Titan zu Phosphat, welches als Ti:P ausgedrückt wird, von 4:1 bis 1:2 reicht.
- 2. Eine Druckerfarbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das molare Verhältnis Ti:P 2:1 bis 1:1,5 ist.
- 3. Eine Druckerfarbe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Titanorthoester die allgemeine Formel Ti(OR)4 aufweist, in welchem R eine Alkylgruppe mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 3 oder 4 Kohlenstoffatome darstellt.
- 4. Eine Druckerfarbe nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Monoalkylphosphat die allgemeine Formel (R1O)PO(OH)2 und das Dialkylphosphat die allgemeine Formel (R2 0)(R3O)PO(OH) aufweist, in welchem R-, R2 und R3 jeweils eine Alkylgruppe mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise bis zu 5 Kohlenstoffatomen darstellen.
- 5. Eine Druckerfarbe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß R^, R2 und R- identische Alkylgruppen darstellen.
- 6. Eine Druckerfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Reaktionsprodukt des besagten Titanorthoesters in einer Menge von bis zu 10 Gew.-% des Gesamtgewichts der Farbe enthalten ist.
- 7. Eine Druckerfarbe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge von 1 bis 6 Gew.-% der Farbe beträgt.
- 8. Eine Druckerfarbe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch·■- gekennzeichnet, daß der poly-mere Binder auf Nitrocellulose oder einem Estertyp der modifizierten Cellulose basiert.
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