ЧЕРНАЯ ПЕЧАТНАЯ КРАСКА Российский патент 1997 года по МПК C09D11/10 

Изобретение относится к полиграфической промышленности, а именно, к черным печатным краскам.

Известна черная печатная краска, содержащая в качестве пигмента сажу, имеющую на своей поверхности полициклические углеводороды, нерастворимые в парафиновых растворителях и, кроме того, олеиновую кислоту, индулин, машинное масло [1]
Известная краска характеризуется плохими технологическими свойствами (плохая диспергируемость, низкие значения текучести и растекания, высокая вязкость), длительностью окончательного закрепления на бумаге, кроме того, краска имеет слабый синий оттенок.

Известна также черная краска, содержащая в качестве пигмента сажу газовую канальную или смесь канальной сажи с печной, а также минеральное масло, олеат индулина, битумный лак.

Краска характеризуется высокими технологическими свойствами, сокращенным временем окончательного за крепления на бумаге, но в настоящее время уже не удовлетворяет все возрастающие требования полиграфической промышленности [2]
Цель изобретения повышение технологических свойств краски, сокращение времени окончательного закрепления на бумаге, углубление синего оттенка.

Цель достигается тем, что черная печатная краска содержит в качестве пигмента печную сажу со степенью срастания частиц в агрегате в пределах 0,005-0,09, а также масло индустриальное, олеиновую кислоту, индулин, лаковый битум нефтяной, дополнительно жидкий каучук СКДП-Н, а компоненты краски взяты в следующем соотношении, мас.

Сажа со степенью срастания частиц в агрегате в пределах 0,005-0,09 - 15-20
Жидкий каучук СКДП-Н 2-4
Олеиновая кислота 2-10
Индулин 2-4
Битум нефтяной 15-20
Минеральное масло Остальное.

Сажи, имеющие степень срастания частиц в агрегате в пределах 0,005-0,09, получают по новой технологии, регулируя в процессе реакции количество частиц и размер агрегата. При этом степень срастания частиц в агрегате является основной характеристикой.

В качестве жидкого каучука используют сополимер бутадиена с пипериленом молекулярной массы 3000-5000 диспергирующая добавка и пленкообразователь в количестве 2-4%
Олеиновая кислота идет на приготовление плава индулина и как прекрасный смачивающий агент, увеличивающий текучесть краски. Используется в количестве 2-10 мас.

Твердая смола нефтяной битум специальный марки Г используется в качестве пленкообразователя в количестве 15-20 мас. хорошо растворяется в минеральном масле. Например, раствор битума в индустриальном масле И-40А в количестве 20-40% носит название битумного лака и может быть применен непосредственно при изготовлении краски.

В качестве минерального масла может быть использовано любое масло, применяемое в полиграфической промышленности: все индустриальные (И-8А до И-40А) веретенное, машинное, полиграфическое (МП-1-МП-13), масло для прокатных станков (ПС-28) и т.д. от 42 до 70%
В основе изобретения лежит установленный факт (неожиданный эффект), заключающийся в том, что технологические свойства краски, быстрота ее закрепления и оттенок зависят не только от известных характеристик сажи: дисперсности, структурности и химии поверхности, но и от степени срастания частиц в агрегате сажи, или другими словами, какую степень открытости имеет сажевый первичный агрегат. В определенном интервале значений степени срастания частиц в агрегате 0,005-0,09 сажа как пигмент, применяемая в черной печатной краске, придает ей (краске) прекрасные технологические свойства, сокращает время окончательного закрепления, углубляет синий оттенок краски.

Cуществующие методики определения открытости агрегата сажи основаны на статистической связи формы плоского изображения агрегата на электронной микрофотографии с объемом пустот в агрегате. Они предусматривают определенную зависимость между известными физико-химическими свойствами сажи и величиной ее агрегатов, выраженной системой двух уравнений:

где
S_M удельная поверхность, определяемая с помощью электронного микроскопа;
S удельная внешняя поверхность, учитывающая потерю части площади на контакты, которая определяется по адсорбции цетилтриметиламмонийбромида (ЦТАБ);
M показатель абсорбции дибутилфталата;
K среднее число контактов для одной частицы;
β средняя степень срастания частиц в агрегате;
n число частиц в агрегате.

Сажа, применяемая в предлагаемом составе, имеет степень срастания частиц в пределах 0,005-0,09.

При применении сажи со степенью срастания частиц в агрегате выше 0,09 свойства краски остаются на уровне прототипа: падает синева оттенка, увеличивается время закрепления краски на бумаге, а получить сажи со степенью срастания частиц менее 0,005 технологически очень сложно, выход сажи падает, на саже имеется большое количество неразложившихся и углеводородов и продуктов первичного пиролиза сырья.

Краску получают следующим образом.

В аппарат с мешалкой заливают минеральное масло и жидкий каучук, подогревают смесь до температуры 85^oC, засыпают сажу, перемешивают в течение 12 ч до получения однородной грубой дисперсии, которую затем перетирают на соответствующем оборудовании до степени дисперсности 10 мкм. Полученную пасту смешивают с битумным лаком и олеатом индулина, пропускают через краско-терку для удаления пузырьков воздуха и затаривают в металлические барабаны (возможны варианты отдельной загрузки олеиновой кислоты и индулина).

Пример 1. В аппарат с мешалкой на 45 об/мин загружают 660 кг масла индустриального И-40А, 20 кг олеиновой кислоты, 20 кг жидкого каучука, СКДП-Н, перемешивают содержимое аппарата 2 ч. Загружают 300 кг сажи со степенью срастания частиц в агрегате 0,003, перемешивают систему 12 ч и перетирают на краскотерке до степени дисперсности 2-3 мкм. 500 кг приготовленной дисперсии с содержанием сажи 30 мас. загружают в аппарат с мешалкой, добавляют 500 кг битумного лака с содержанием битума 30 мас. и 10 кг индулина. Краску перемешивают 4 ч при 80^oC, далее охлаждают до 40^oC, пропускают через краскотерку для удаления пузырьков воздуха и анализируют и затаривают в металлические барабаны.

Для сравнения проводят аналогичный опыт, используя в качестве пигмента серийно применяемую в полиграфической промышленности сажу канальную К-354, имеющую степень срастания частиц в агрегате 0,124. Краску анализируют. Данные приведены в таблице.

Условия опыта повторяют, но применяют сажу со степенью срастания частиц в агрегате 0,003, 0,005, 0,01, 0,025, 0,05, 0,09, 0,11. В качестве сажи со степенью срастания частиц в агрегате 0,11 использовали серийно выпускаемую печную сажу П 234. Данные по свойствам красок приведены в таблице.

Как следует из анализа данных таблицы, вязкость краски, полученной по прилагаемому изобретению, почти в два раза ниже, чем у краски с использованием серийной сажи, текучесть в четыре раза выше, растекание на 8-16 мм больше, что подтверждает повышение технологических свойств краски. При этом время окончательного закрепления краски сокращается в 2-2,5 раза, оттиски имеют ярко выраженный синий оттенок.

Предлагается черная печатная краска. В качестве пигмента краска содержит печную сажу со степенью срастания частиц в агрегате в пределах 0,005-0,09 и минеральное масло, олеиновую кислоту, жидкий каучук, битумный лак, индулин. Краска характеризуется высокими технологическими свойствами, быстрым закреплением на бумаге, ярко выраженным синим оттенком. Используется для высокой печати. 1 табл.

Черная печатная краска, содержащая пигмент на основе сажи, индулин, олеиновую кислоту, битум нефтяной и минеральное масло, отличающаяся тем, что в качестве пигмента она содержит сажу со степенью срастания частиц в агрегате в пределах 0,005 0,09 и дополнительно каучук СКДПН на основе сополимера бутадиена с пипериленом при следующем соотношении компонентов, мас.

Пигмент 15 20
Олеиновая кислота 2 10
Индулин 2 4
Каучук СКДП-Н на основе сополимера бутадиена с пипериленом 2 4
Битум нефтяной 15 20
Минеральное масло Остальноер