PRINTING INK

Abstract: 1. Printing ink for printing paper, and consisting of pigment, an alkyd resin binder modified with fatty acids having an iodine number of less than 20 and optionally further binders, and further conventional constituents such as lubricants, solvents, thickeners and thixotropic agents, characterized in that the binder present is an alkyd resin having an acid number of less than 13, in a proportion of at least 40 % by weight based on the total content of binders, the resin having been prepared by reacting a) a fatty acid having 6 to 20 carbon atoms or a mixture of such acids or their triglycerides, b) a polyol, c) a colophony which has preferably been stabilised by hydrogenation and/or thermal disproportion and d) a dicarboxylid acid, the proportion of the stabilized colophony having been 1 to 75 % by weight based on the sum of fatty acids and colophony.

Description: Druckfarbe Die Erfindung betrifft eine Druckfarbe zum Bedrucken von Papier, bestehend aus Pigment, einem mit Fettsäuren mit einer Iodzahl unter*20 modifizierten Alkydharz Bindemittel und gegebenenfalls weiterem Bindemittel und weiteren üblichen Bestandteilen wie Gleitmitteln, Lösungsmitteln, Verdickungsmitteln und Thixotropierungsmitteln. Zur Herstellung von Zeitungspapier wird entfärbtes Altpapier in Form eines wässrigen Presskuchens mitverwendet. Geeignete Altpapiere sind holzfreies und Illustrationspapier, insbesondere Papier von Büchern, z. B. TelefonbUchern. Die Entfärbung von bedrucktem Altpapier wird auch als Deinking bezeichnet. Die Entfärbbarkeit von bedrucktem Papier hat also an Bedeutung gewonnen, und damit hat das Interesse an Druckfarben, die zu entfärbbaren oder deinkbaren Druckerzeugnissen führen, zugenommen. Aus der DE-OS 30 23 118 ist eine Druckfarbe bekannt, die als Bindemittel ein mit Ölen, Fettsäuren und/oder Fettalkoholen einer Jodzahl von kleiner als ungefähr 95 modifiziertes Alkydharz enthält. Als Vorteil dieser bekannten Druckfarbe wird eine gute Deinkbarkeit angegeben. Es hat sich nun gezeigt, dass die in der DE-OS 30 23 118 beschriebene vollständige Entfernung der Druckfarbe beim Deinkverfahren unter Praxisbedingungen nicht erreicht wird. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druckfarbe mit verbesserter Deinkbarkeit anzugeben. Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Deinkbarkeit einer Druckfarbe, die als wesentliches Bindemittel ein mit Fettsäuren modifiziertes Alkydharz enthält, verbessert werden kann, wenn ein Teil der Fettsäuren durch stabilisiertes Kolophonium ersetzt wird. Gegenstand der Erfindung ist daher eine Druckfarbe der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass als Bindemittel ein Alkydharz mit einer Säurezahl unter 13 in einem Anteil von mindestens 40 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtgehalt an Bindemittel, enthalten ist, das hergestellt worden ist durch Umsetzung a) einer Fettsäure mit 6 - 20 Kohlenstoffatomen oder eines Gemisches derartiger Säuren oder deren Tri glyceride, b) eines Polyols, c) eines stabilisierten Kolophoniums und d) einer Dicarbonsäure, wobei der Anteil des stabilisierten Kolophoniums 1 bis 75 Gew.-%, bezogen auf die Summe von Fettsäuren und Kolophonium, beträgt. Naturbelassenes Kolophonium vernetzt durch Luftsauerstoff. Dabei nimmt es bis zu 10 % seines Eigengewichtes Sauerstoff auf. Stabilisiertes Kolophonium ist dagegen sehr oxidationsstabil. Die ftabilisierung kann auf zwei Wegen erreicht werden. a) durch Hydrierung; hierbei unterscheidet man einfache Hydrierung - dabei entsteht die Dihydroabietinsäure und doppelte Hydrierung, hier entsteht die Tetrahy droabietinsäure. b) durch thermische Disproportionierung; es dispropor tioniert die Abietinsäure in eine Dehydroabietin säure und eine Dihydroabietinsäure. Beide Produkte sind sehr oxidationsstabil. Das stabilisierte Kolophonium - hergestellt nach beiden Verfahren - ersetzt nun erfindungsgemäss Teile der nichttrocknenden Fettsäure. Vorteilhaft sind als Komponente a) Kokosöl und/oder Palmkernöl bzw. die aus diesen gewonnenen Fettsäuren verwendet worden. Als Polyol sind vorteilhaft Trimethylolpropan, Glycerin und/oder Pentaerythrit verwendet worden. Bevorzugte Dicarbonsäuren sind Phthalsäure, Isophthal säure, Adipinsäure, gesättigte dimere Fettsäuren oder Tetrahydophthalsäure. Vorteilhaft weist das modifizierte Alkydharz eine OH Zahl von 50 bis 150 auf. Als weiteres Bindemittel enthält die Druckfarbe vorteil haft Kohlenwasserstoffharz in einem Anteil bis zu 60 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtgehalt an Bindemittel. Hierdurch wird die Scheuerfestigkeit frisch hergestell ter Druckerzeugnisse verbessert, ohne das die Deinkbarkeit wesentlich verschlechtert wird. Ausserdem werden das Nebeln und das Emulgieren der Druckfarbe in der Druckmaschine reduziert. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Druckfarbe, bei dem Pigment, ein mit Fettsäuren mit einer Iodzahl unter 20 modifiziertes Alkydharzbindemittel und gegebenenfalls weiteres Bindemittel und weitere übliche Bestandteile wie Gleitmittel, Lösungsmittel, Verdickungsmittel und Thixotropierungsmittel mittels einer Dispergiervorrichtung dispergiert werden. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Alkydharzbindemittels a) eine Fettsäure mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen oder ein Gemisch derartiger Säuren oder deren Triglyce ride, b) ein Polyol, c) stabilisiertes Kolophonium und d) eine Dicarbonsäure miteinander umgesetzt werden, wobei der Anteil des stabilisierenden Kolophoniums 1 bis 75 Gew.-%, bezogen auf die Summe von Fett säuren und Kolophonium, beträgt. Als Komponente a) werden bei dem erfindungsgemässen Verfahren vorteilhaft Kokosöl und/oder Palmkernöl bzw. die aus diesen gewonnenen Fettsäuren verwendet. Als Polyol werden Trimethylolpropan, Glycerin und/oder Pentaerythrit bevorzugt, und als Dicarbonsäure werden vorteilhaft Phthalsäure, Isophthalsäure, Adipinsäure, gesättigte dimere Fettsäuren oder Tetradrophthalsäure eingesetzt. Bei der Herstellung der Druckfarbe wird vorteilhaft als weitere Bindemittel ein Kohlenwasserstoffharz in einem Anteil bis zu 60 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtgehalt an Bindemittel, mitverwendet. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung der Druckfarbe für Flach-, Hoch- oder Tiefdruck sowie insbesondere die Verwendung einer Druckfarbe, bestehend aus Pigment, einem Alkydharz-Bindemittel, das durch Umsetzung einer Fettsäure mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und einer Iodzahl unter 20 oder eines Gemisches derartiger Säuren oder deren Triglyceride, eines Polyols, eines stabilisierten Kolophoniums und einer Dicarbonsäure erhalten worden ist, wobei der Anteil des stabilisierten Kolophoniums 1 bis 75 Gew.-%, bezogen auf die Summe von Fettsäuren und Kolophonium, beträgt, gegebenenfalls weiterem Bindemittel und weiteren üblichen Bestandteilen wie Gleitmittel, Lösungsmittel, Verdickungsmittel und Thixotropierungsmittel zur Herstellung deinkbaren Papierdrucken. Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Beispiel 1: Herstellung einer Druckfarbe I Es werden 1.100 Gewichtsteile Kokosfettsäure in einem Reaktor unter schwachem Schutzgasstrom auf 1200 erhitzt. Dann werden 400 Gew.-Teile Adipinsäure, 500 Gew.- Teile eines handelsüblichen durch Hydrierung stabilisierten Kolophoniums und 500 Gew.-Teile Pentaerythrit zusammen mit 160 Gew.-Teilen Xylol als Schleppmittel hinzugegeben. Es wird weiter aufgeheizt, bis das Schleppmittel lebhaft destilliert. Bei dieser Temperatur wird die Veresterungsreaktion fortgesetzt, bis eine Säurezahl unter 13 erreicht ist. Danach wird das Xylol im Vakuum abdestilliert. Das erhaltene Harz wird in einem Mineralöl mit einem Siedebereich von 230 bis 260 C gelöst, so dass eine 80 %ige Lösung entsteht. Unter Verwendung dieser Lösung wird mittels einer Dreiwalze eine Druckfarbe folgender Zusammensetzung hergestellt: Russ 16 Gew.-Teile Polyethylenwachs 1 Gew.-Teil Kokosfett 6 Gew.-Teile Alkydharz (80 %ig in Mineralöl) 66 Gew.-Teile Mineralöl (Siedebereich 230 - 260 0C) 11 Gew.-Teile Beispiel 2: Herstellung einer Druckfarbe II Nach der gleichen Arbeitsweise wie im Beispiel 1 wird aus folgenden Ausgangsstoffen ein modifiziertes Dekydharz hergestellt: Kokosöl-Fettsäure 950 Gew.-Teile Trimethylolpropan 620 Gew.-Teile Phthalsäureanhydrid 570 Gew.-Teile Disproportioniertes Kolophonium 360 Gew.-Teile Xylol (als Schleppmittel) 160 Gew.-Teile Das erhaltene Alkydharz wird ebenfalls 80 %ig in Mineralöl gelöst. unter Verwendung dieses Alkydharzes wird mittels einer Dreiwalze eine Druckfarbe folgender Zusammensetzung hergestellt: Russ 16 Gew.-Teile Polyethylenwachs 1 Gew.-Teil Kokosfett 6 Gew.-Teile Alkydharz (80 %ig in Mineralöl) 30 Gew.-Teile aromatisches Kohlenwasserstoffharz (60 %ig in Mineralöl) 36 Gew.-Teile Mineralöl 11 Gew.-Teile Beispiel 3: Herstellung einer Druckfarbe III Unter einem Stickstoffstrom werden in einem Reaktor 1000 Gew.-Teile Kokosfett auf 150 OC erhitzt. Bei dieser Temperatur werden 570 Gew.-Teile Trimethylolpropan und 1 Gew.-Teil Lithiumstearat zugeben. Es wird auf 250 0C aufgeheizt und bei dieser Temperatur umgeestert. Nach Abkühlung auf 200 OC werden 379 Gew.-Teile eines vollständig hydrierten Kolophoniums und 550 Gew. Teile Phthalsäureanhydrid und als Schleppmittel 160 Gew.-Teile Xylol zugegeben. Bei lebhaft destillierendem Schleppmittel wird bis zu einer Säurezahl unter 13 verestert. Hierauf werden das Xylol im Vakuum abdestilliert und das Harz 80 %ig in Mineralöl gelöst. Es wird unter Verwendung dieses Alkydharzes mittels einer Dreiwalze eine Druckfarbe folgender Zusammensetzung hergestellt: Russ 16 Gew.-Teile Polyethylenwachs 1 Gew.-Teil Kokosfett 6 Gew.-Teile Alkydharz (80 %ig in Mineralöl) 30 Gew.-Teile Kohlenwasserstoffharz gem. Beispiel 2 (60 %ig in Mineralöl) 36 Gew.-Teile Mineralöl 11 Gew.-Teile Durchführung von Druckversuchen und Deinking der Druckerzeugnisse Im Offsetdruckverfahren werden unter Verwendung der Druckfarben I, II und III Drucke hergestellt. Als Motiv wird eine Seite eines Telefonbuches gewählt, und es wird auf Telefonbuchpapier beidseitig gedruckt. Die erhaltenen Druckerzeugnisse werden 144 Stunden bei 60 0C gealtert. Danach werden die Proben dem Normalklima 23 C/ 50 % relative Luftfeuchtigkeit angeglichen. Nach Zerkleinerung der Proben werden diese dem Flotations-Deinking-Prozess unterworfen. Hierbei wird das Papier in einem zweistufigen Prozess desintegriert und mit einer wässrigen Lösung von Natriumhydroxid, Wasserglas, Ölsäure und Wasserstoffperoxid behandelt. In einer Flotationszelle wird der aufsteigende Druckfarbenschaum abgetrennt. Aus der zurückbleibenden Suspension werden mittels einer Nutsche Probeblätter hergestellt, die anschliessend getrocknet werden. Durch Weissgradmessungen an diesen Probeblättern wird der Grad der Druckfarbenentfernung bestimmt. Hierzu wird der Reflexionsfaktor für eine Schwerpunktwellenlänge von 457 nm gemessen. Die Druckfarbenentfernungs-Messzahl (DEM) ergibt sich aus Weissgrad-Mittelwerten (WG) der Probeblätter des bedruckten Stoffes (BS), der einer Desintegration ohne Chemiekalienzusatz unterworfen ist, des unbedruckten Stoffes (US), der durch eine Behandlung von unbedruckten Teilen, z.B. Randstreifen, erhalten worden ist und des deinkten Stoffes (DS) nach folgender Formel: DEM (%) = WGDS - WGBS . 100 WGUS - WGBS Die mit den Druckfarben I, II und III hergestellten Druckerzeugnisse ergeben folgende Werte der Druckfarbenentfernungs-Masszahl: Druckfarbe I DEM = 82 - 90 % Druckfarbe II DEM = 80 - 88 % Druckfarbe III DEM = 80 - 88 % Vergleichsbeispiel: : Dem Beispiel 1 a der DE-OS 30 23 118 entsprechend wird aus 1418 Gewichtsteilen Kokosöl, 0,1 Gew.-Teil Bleiglätte, 448 GW.-Teilen Trimethylolpropan, 628 Gew. Teilen Isophthalsäure und 5,9 Gew.-Teilen p-Toluolsulfonsäure, unter Verwendung von Xylol als Schleppmittel ein Alkydharz-Bindemittel hergestellt. Dieses wird entsprechend dem Beispiel 2 b der DE-OS 30 23 118, unter Verwendung von Polyethylenwachs, phenolmodifiziertem Mineralöl löslichem Kolophoniumharz, Gilsonit-Asphalt und Mineralöl zu einer Druckfarbe verarbeitet. Unter den gleichen Bedingungen wie in den vorstehend beschriebenen Beispielen werden Druckproben hergestellt und deinkt. Hierbei wird eine Druckfarbenentfernungs Masszahl von 71 bis 72 % erreicht.

Claims: Patentansprüche 1. Druckfarbe zum Bedrucken von Papier, bestehend aus Pigment, einem mit Fettsäuren mit einer Iodzahl unter 20 modifizierten Alkydharz-Bindemittel und ge gebenenfalls weiterem Bindemittel und weiteren üb lichen Bestandteilen wie Gleitmittel, Lösungs mitteln, Verdickungsmitteln und Thixotropierungs mitteln, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel ein Alkydharz mit einer Säurezahl unter 13 in einem Anteil von mindestens 40 Gew.%, bezogen auf den Ge samtgehalt an Bindemitteln, enthalten ist, das her gestellt worden ist durch Umsetzung. a) einer Fettsäure mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eines Gemisches derartiger Säuren oder deren Triglyceride, b) eines Polyols, c) eines stabilisierten Kolophoniums und d) einer Dicarbonsäure, wobei der Anteil des stabili sierten Kolophoniums 1 bis 75 Gew.-%, bezogen auf die Summe von Fettsäuren und Kolophonium,beträgt. 2. Druckfarbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente a Kokosöl und/oder Palmkernöl bzw. die aus diesen gewonnenen Fettsäuren verwendet worden sind. 3. Druckfarbe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass als Polyol Trimethylolpropan, Glycerin und/oder Pentaerythrit verwendet worden sind. 4. Druckfarbe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass als Dicarbonsäure Phthalsäure, Isophthalsäure, Adipinsäure, gesättigte dimere Fett säuren oder Tetrahydropthalsäure verwendet worden sind. 5. Druckfarbe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass das modifizierte Alkydharz eine OH Zahl von 50 bis 150 aufweist. 6. Druckfarbe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass als weiteres Bindemittel Kohlenwasser stoffharz in einem Anteil bis zu 60 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtgehalt an Bindemittel, enthalten ist. 7. Verfahren zur Herstellung einer Druckfarbe, bei dem Pig ment, ein mit Fettsäuren mit einer Iodzahl unter 20 modifiziertes Alkydharzbindemittel und gegebenenfalls weiteres Bindemittel und weitere übliche Bestandteile wie Gleitmittel, Lösungsmittel, Verdickungsmittel und Thixo tropierungsmittel mittels einer Dispergiervorrich tung dispergiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Alkydharz-Bindemittels a) eine Fettsäure mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen oder ein Gemisch derartiger Säuren oder deren Triglyceride, b) ein Polyol c) ein stabilisiertes Kolophonium d) eine Dicarbonsäure miteinander umgesetzt werden, wobei der Anteil des stabilisierten Kolophoniums 1 bis 75 Gew.-%, bezogen auf die Summe von Fettsäuren und Kolophonilr"beträgt. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente a Kokosöl und/oder Palmkernöl bzw. die aus diesen gewonnenen Fettsäuren verwendet werden. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn zeichnet, dass als Polyol Trimethylolpropan, Glyzerin und/oder Pentaerythrit verwendet werden. 10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, dass als Dicarbonsäure Phthalsäure, Isophthalsäure, Adipinsäure, gesättigte dimere Fett säuren oder Tetrahydrophthalsäure verwendet werden. - 11. Verfahren nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, dass das modifizierte Alkydharz eine OH Zahl von 50 bis 150 aufweist. 12. Verfahren nach Anspruch 7 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, dass als weiteres Bindemittel Kohlenwasser stoffharz in einem Anteil bis zu 60 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtgehalt an Bindemittel, verwendet wird. 13. Verwendung der Druckfarbe nach Anspruch 1 bis 6 für Flach-, Hoch- oder Tiefdruck. 14. Verwendung einer Druckfarbe, bestehend aus Pigment, einem Alkydharz-Bindemittel, das durch Umsetzung einer Fettsäure mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen und einer Iodzahl unter 20 oder eines Gemisches der artiger Säuren oder deren Triglyceride, eines Polyols, eines stabilisierten Kolophoniums und einer Dicarbonsäure erhalten worden ist, wobei der Anteil des stabilisierten Kolophoniums 1 bis 70 Gew-%, bezogen auf die Summe von Fettsäuren und Ko lophonium, beträgt, gegebenenfalls weiterem Binde mittel und weiteren üblichen Bestandteilen wie Gleitmitteln, Lösungsmitteln, Verdickungsmitteln und Thixotropierungsmitteln zur Herstellung von de inkbaren Papierdrucken.

Inventors: FRIES, WERNER, DIPL.-CHEM.DR., KLEMM, KARL-WILHELM, DIPL.-CHEM.DR.
Applicants: BASF FARBEN + FASERN AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1983
Main classification: C09D11
IPC codes: C09D11