КОНЦЕНТРАТ ПЕЧАТНЫХ КРАСОК И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2007 года по МПК C09D11/02 C09B67/00 

Изобретение касается концентрата печатных красок и способа его изготовления.

Печатные краски обычно изготавливаются соединением исходных материалов - пигмента, связующего вещества, добавок, жидкостей и последующего диспергирования. Способ диспергирования служит для размельчения пигментных агломератов с получением частиц пигмента требуемой величины. Тем самым достигаются необходимые качества печатной краски, как, например, достаточная насыщенность и хорошее качество печати.

Для более рационального и экономичного изготовления печатных красок в описанный выше способ также обычно включает промежуточную ступень. Эта промежуточная ступень заключается в получении концентрата печатной краски, который отличается от обычной печатной краски тем, что в нем существенно выше концентрация пигмента. Доля связующего вещества и доля жидкости тем самым естественно меньше. Концентраты печатных красок служат как для изготовления готовых красок, так и для усиления концентрации красящих веществ печатной краски того же цветового тона, а также для нюансирования печатных красок.

Связующие вещества и жидкости добавляются к концентрату печатных красок для разбавления, и путем смешивания изготавливается окончательная печатная краска. Применение диспергирования на этапе разбавления более не требуется, поскольку концентрат печатной краски при введении процедуры диспергирования изготавливается из исходных материалов - пигмента, связующего вещества, добавок и жидкостей.

Концентраты печатных красок поэтому существенно отличаются от приготовления пигмента в том отношении, что в концентрате печатной краски пигменты имеются в наличии уже в диспергированной форме.

Концентраты печатных красок обычно изготавливаются таким образом, что происходит диспергирование твердых материалов, таких как красящие пигменты, и твердых добавок в связующих веществах и жидкостях с помощью диспергирующих устройств, таких как аппараты с тремя накатными валиками, смесители, экструдеры или шаровые мельницы мешалок с многоэтапными циклами или однопроцессным способом, как описано в Европейском патенте 0807670 А1.

При таком способе получаются вязкие и высоко вязкие обладающие клейкостью концентраты печатных красок.

Применяемые твердые материалы представляют собой пигменты, такие как фталоцианин (Phthalocyanin CI 15), рубиновый пигмент (Rubinpigment CI 57:1), желтый диарил (Diarylgelb CI 12/13), а также пигменты декоративных красок и иные не цветные твердые материалы, которые зачастую известны также как наполнители, такие как мел, каолин, бутилгидрокситолуол (Butylhydroxytoluol) или вспомогательные средства для диспергирования. Они применяются в форме порошка или гранулята. Применяемые связующие вещества могут быть олифой для печатных красок, которые изготавливаются путем выварки смол печатной краски, масел печатной краски и алкидов. В качестве связующих веществ применяются также алкиды, такие как алкид льняного масла, алкид соевого масла. В качестве жидких компонентов применяются специальные минеральные масла для печатных красок с областью кипения между 230-370 градусов С, такие как принтозоль (Printosol C800), и растительные масла, такие как льняное масло, соевое масло.

Получаемая другим способом форма концентрата печатной краски представляет собой флашпасты. Они также являются вязкими и высоко вязкими и обладающими клейкостью (липкостью).

В флашпастах пигмент присутствует в размельченном трением состоянии, необходимом для применения в печатной краске, и потребность в диспергировании или перетирании отсутствует.

Эти концентраты печатной краски после изготовления загружаются в транспортные упаковки, такие как банки, ведра, бочки, жестяные емкости или производственные упаковки. Они служат для хранения, транспортировки и для забора концентрата печатной краски.

Для изготовления готовой печатной краски один или несколько концентратов печатной краски забираются, взвешиваются и смешиваются с введением добавок, связующих веществ или жидких компонентов, таких как масла.

Взвешивание происходит обычно путем забора вручную концентрата печатной краски, например, с помощью шпателя и укладки в весовой контейнер. Другой способ заключается в применении так называемых дозировочных станций, в которых концентраты печатных красок располагаются в складских резервуарах, например в жестяных емкостях или бочках, и доставляются с помощью насосов или гидравлических прессов и через дозировочные клапаны дозируются по объему или по весу. Подобного рода автоматические устройства широко распространены в торговле.

Взвешенные компоненты затем смешиваются в мешалках, таких как диссольверы, смесители, лопастные смесители, или в других смесительных агрегатах, с добавлением вспомогательных веществ, связующих веществ и масел до получения готовой краски. Процесс смешивания служит для гомогенизации продукта.

Диспергирование пигмента здесь более не требуется, так как оно уже было проведено при изготовлении концентрата печатной краски.

Проблемой является высокая вязкость и клейкость концентрата печатной краски, особенно в зависимости от примененного количества пигмента. Чем выше доля пигмента, т.е. доля твердофазной части концентрата, тем более вязким является продукт. Соответственно затрудняется обращение с ним, т.е. забор вручную или возможность перекачки концентрата печатной краски с помощью насоса.

Забор вручную зачастую оказывается просто невозможным. Забор продукта может проводиться лишь со значительными техническими затратами, например с помощью прессов высокого давления, зачастую с подогревом продукта.

В то время как доставка и дозирование жидких печатных красок могут осуществляться со сравнительно небольшими затратами, в случае пастообразных концентратов печатных красок необходимо использовать дорогие вакуум-насосы, такие как роторные насосы или пневматические поршневые насосы.

Количество различных тонов краски, необходимых для изготовления особых красок, определяет то, что для одной автоматической смесительной установки обычно требуются от 20 до 60 единиц насосов, что представляет собой существенные затраты.

При еще большей вязкости концентратов печатных красок необходимо применять гидравлические прессы для уверенной доставки продукта. Эта техника высокого давления повышает во много раз инвестиционные затраты. Забор вручную, например, таких концентратов для офсетной печати, как правило, оказывается просто невозможным.

Задача предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы преодолеть описанные недостатки способов, известных из уровня техники, и одновременно получить концентрат печатной краски, позволяющий простую транспортировку и простое смешивание с дополнительными компонентами.

Эта задача решается путем создания концентрата печатной краски в форме покрытых оболочкой неклейких (нелипких) и/или не покрытых оболочкой и неклейких (нелипких) гранул.

Для достижения этой цели исходили из того, чтобы использовать высокую вязкость концентратов печатной краски и рассматривать и использовать их как твердое тело несмотря на их свойства высокой вязкости и клеящие свойства. Для этого необходимо клейкий, высоко вязкий первоначальный концентрат печатной краски преобразовать в новый неклейкий материал.

Снижения клейкости концентрата происходит благодаря повышению доли твердого материала концентрата. Текучесть и деформируемость концентрата печатной краски снижается из-за сочетания высокой доли пигмента и низкой доли связующих материалов. Полученные при этом концентраты и полученные при этом гранулы могут еще иметь небольшую остаточную клейкость, которая снижается или устраняется последующим покрытием или заключением гранул в оболочку. Доля пигмента в концентрате печатной краски составляет в гранулах согласно данному изобретению обычно 45-65 процентов. Концентрация пигмента тем самым значительно выше, чем в обычных концентратах печатной краски.

Форма гранул в идеале шаровидная. Они могут, однако, иметь также другие симметрические и асимметрические формы.

Размер гранул в идеале приспособлен к следующему процессу дозировки. Удельная плотность концентрата печатной краски составляет, как правило, 0,9-2,0 грамма на кубический сантиметр.

При точности взвешивания +/-1 грамм гранула имеет объем приблизительно 0,5-1,0 кубических сантиметра. В зависимости от применяемого способа объем может также выбираться индивидуально иным.

Концентрат печатной краски в соответствии с изобретением в форме покрытых оболочкой неклейких и/или не покрытых оболочкой неклейких гранул имеет ряд существенных преимуществ.

Так, с ним можно обращаться как с сыпучим грузом. Каждая гранула может таким образом забираться по отдельности и дозироваться подсчетом. Забор вручную концентратов для офсетной печати теперь не только оказывается возможным, но и может проводиться особенно просто.

Концентрат печатной краски в соответствии с изобретением позволяет таким образом легко осуществлять дозировку и тем самым допускает применение стандартных дозаторов для твердых материалов, благодаря чему становится возможным автоматизация процессов взвешивания и дозировки.

Гранулы как твердый материал легко доставляются и тем самым легко перезаполняются. В качестве твердого материала они могут простым образом упаковываться и транспортироваться. Поскольку гранулы не имеют никакой клейкости, исключается склеивание и спекание частиц.

В случае концентратов печатной краски, известных из уровня техники, происходит сильное загрязнение всех входящих в соприкосновение с продуктом частей, что приводит к высоким затратам на очистку, а также к проблеме освобождения от остатков продукта и упаковки. В противоположность этому можно предотвращать загрязнение путем высвечивания краски на поверхностях, входящих в контакт с концентратами печатной краски. Загрязнение частей, входящих в соприкосновение с продуктом, минимально, так что затраты на очистку весьма малы. При опорожнении не сохраняются остатки и тем самым нет мусора, что из соображений охраны окружающей среды следует рассматривать как особое преимущество. Кроме того, не возникает потеря материала и возможно применение более простых упаковок.

Покрытые гранулы или окатыши после взвешивания смешиваются в распространенных смесительных агрегатах. К ним в частности относятся диссольверы, мешалки, вибромешалки, качающие мешалки. Последующее диспергирование или перетирание не требуется.

Тот или иной материал покрытия в качестве составной части концентрата печатной краски становится составной частью изготовленной из него печатной краски.

Материал покрытия, таким образом, не требуется удалять перед дальнейшей обработкой.

Далее представляется способ изготовления печатной краски с применением концентрата печатной краски в соответствии с изобретением.

Таким образом, могут быть изготовлены увахромные краски (UV-Druckfarben), краски для флексографической печати па водной основе, толуоловые краски для глубокой печати, печатные краски, содержащие растворитель, например, на основе этанола и этилацетата, нитроцеллюлозные печатные краски, краски для трафаретной печати, художественные краски или краски для тампонной печати.

В одной из предпочтительных форм выполнения изобретения представлен концентрат печатной краски, в котором покрытие состоит из порошкообразных твердых материалов, воска и жидких материалов. При этом жидким материалом может быть масло.

Тот или иной материал покрытия может тем самым быть приспособлен к соответствующей цели применения.

В качестве материала покрытия могут применяться твердые и жидкие материалы, которые совместимы с печатной краской. Подходящие твердые материалы к примеру - это порошкообразные материалы, такие как мел, каолин, парафиновый воск, PE-воск (PE-Wachse), Fischer-Tropsch-Wachse или тальк. Порошкообразные материалы имеют среднюю крупность зерен максимально 25 μm, при этом в идеальном случае крупность зерен менее 5 μm. Средние крупности зерен более 25 μm также могут применяться, однако это может приводить к проблемам при использовании конечного продукта - печатной краски, как, например, к образованию структур на матрице.

Благодаря покрытию поверхность гранул практически не имеет никаких клейких свойств.

В одной из других предпочтительных форм выполнения изобретения покрытие концентрата печатной краски представляет собой твердую оболочку. Такой полностью твердой оболочкой может быть, например, оболочка из воска.

В другой особенно предпочтительной форме выполнения изобретения концентрат печатной краски - это концентрат краски для офсетной печати.

Другим предметом предлагаемого изобретения является способ изготовления концентрата печатной краски, который отличается тем, что концентрат печатной краски размельчается и покрывается оболочкой. Изготовление гранул может происходить отдельно, однако непосредственно должно быть связано с изготовлением концентрата печатной краски.

Для гранулирования могут применяться известные способы, например те, которые применяются в пищевом или фуражном производстве.

При этом может осуществляться либо выход концентрата из воздушного сопла или клапана-дозатора, либо производство концентрата печатной краски в матрице с последующим размельчением. В крайнем случае изготавливается полоса или лента концентрата печатной краски, которая разрезается на мерные длины лишь на следующем перерабатывающем этапе дозирования.

В одной из предпочтительных форм выполнения способа согласно изобретению покрытие осуществляется путем непосредственного нанесения порошкообразного твердого материала на концентрат печатной краски.

Нанесение порошкообразного материала может, например, происходить путем непосредственного обрызгивания гранул или путем вальцевания гранул в соответствующем наносимом покрывающем материале.

В одной из других предпочтительных форм реализации способа согласно изобретению покрытие порошкообразными материалами осуществляется косвенно через жидкий носитель, который в последующем испаряется.

В качестве носителей берутся жидкости и растворители, в которых покрывающий материал может находиться в виде суспензии или растворяться. Нанесение может осуществляться путем обрызгивания или погружения в суспензию или раствор.

В результате последующего высыхания жидкость-носитель или раствор удаляются, и остается покрытая гранула.

В одной из других предпочтительных форм реализации способа согласно изобретению твердое покрытие оболочкой осуществляется путем нанесения расплавленного материала или путем нанесения растворенного пригодного в качестве оболочки материала, при этом растворитель в дальнейшем испаряется.

Например, оболочка из воска может быть получена путем расплавления воска и последующего увлажнения поверхности концентрата печатной краски. В качестве воска пригодны, например, парафиновые вески, PE-воск и Фишер-Тропш-воск.

Материалами, пригодными для оболочки концентрата печатной краски, могут быть, например, жиры, такие как пальмин или желатин.

Материал, пригодный для оболочки, может быть растворен в жидкости-носителе, которая удаляется испарением после нанесения на непокрытые гранулы печатной краски. Поскольку этот процесс может повторяться, то толщина слоя оболочки может быть произвольно увеличена.

Благодаря применению высокой доли твердых веществ пигмента в концентрате печатной краски в более чем 50 процентов случаев остаточная клейкость продукта может быть снижена до такой степени, что защитная оболочка в форме покрытия более не является необходимой.

Тем самым возникают дальнейшие преимущества, как, например, отпадение необходимости нанесения покрытия и в необходимости дополнительных компонентах для покрытия.

Изобретение объясняется более подробно на примерах изготовления покрытых и не покрытых оболочкой гранул.

Пример 1

В лабораторном экструдере изготавливался концентрат печатной краски, при этом вносилось 45% массовых желтого пигмента (Pigment Yellow CI 13) и 55% массовых связующего материала для офсетной печати Гриндинг Бейс (Grinding Base 100S, или иначе UROSET 100SE - полимерный алкид 65-75%, этерифицированная канифоль 10-20%, гидросульфицированный керосин (нефть) 5-10%, легкий дистиллят (нефть) 5-10%) фирмы Лотер (Lawter), а полученный концентрат печатной краски изымался из экструдера в форме полосы. После охлаждения до комнатной температуры продукт имел лишь небольшую остаточную клейкость и не имел никакой значительной деформируем ости.

Концентрат печатной краски разрезался механически на гранулы весом по 1 грамму на штуку.

Затем гранулы окунались в расплавленную восковую пасту, которая состояла из 37,5% по массе PE-воска с областью плавления 115 градусов Цельсия и 62,5% по массе льняного масла. Затем гранулы пропускались через сито и охлаждались.

Полученные таким образом покрытые оболочкой гранулы практически не обладают никакой клейкостью (липкостью).

Пример 2

Концентрат печатной краски, изготовленный в соответствии с примером 1, помещался в обогреваемый контейнер. При достижении температуры продукта примерно 70 градусов Цельсия концентрат печатной краски прессовался с помощью шестеренного насоса через матрицу с отверстием диаметром 4 мм. Полученная полоса краски толщиной 4 мм разрезалась на гранулы длиной 10 мм и затем вальцевалась в порошке талька, при этом создавалась оболочка из порошкового материала. Излишний порошок удалялся посредством сита.

Полученные таким образом покрытые (оболочкой) гранулы практически не обнаруживают никакой клейкости.

Пример 3

Изготавливались не покрытые (оболочкой) гранулы печатной краски в соответствии с примером 2, которые погружались в водную восковую эмульсию, затем пропускались через сито и высушивались в потоке теплого воздуха.

Полученные таким образом покрытые (оболочкой) гранулы практически не обнаруживают никакой клейкости.

Пример 4

Изготавливались не покрытые (оболочкой) гранулы печатной краски в соответствии с примером 2, которые погружались в силиконовую эмульсию, затем пропускались через сито и высушивались в потоке теплого воздуха.

Полученные таким образом покрытые (оболочкой) гранулы практически не обнаруживают никакой клейкости.

Пример 5

В контейнере нагревалась стандартная флаш-паста (Standard-Flushpaste Pigment Yellow С12). При достижении 60 градусов Цельсия флаш-паста с помощью насоса прессовалась через матрицу с отверстием диаметром 4 мм. Полученная полоса концентрата печатной краски разрезалась на гранулы длиной 10 мм. Эти последние покрывались (оболочкой) в соответствии с примером 1.

Полученные таким образом покрытые (оболочкой) гранулы практически не обнаруживают больше никакой клейкости, однако еще меньше деформируемы.

Пример 6

Изготавливались не покрытые (оболочкой) гранулы в соответствии с примером 5. Они покрывались в соответствии с примером 2.

Полученные таким образом покрытые (оболочкой) гранулы практически не обнаруживают больше никакой клейкости.

Пример 7

Изготавливались не покрытые (оболочкой) гранулы в соответствии с примером 5. Они покрывались (оболочкой) в соответствии с примером 3.

Полученные таким образом покрытые (оболочкой) гранулы практически не обнаруживают больше никакой клейкости.

Пример 8

Изготавливались не покрытые гранулы в соответствии с примером 5. Они покрывались в соответствии с примером 4.

Полученные таким образом покрытые гранулы практически не обнаруживают больше никакой клейкости.

Пример 9

Концентрат печатной краски в соответствии с примером 1 с помощью выжимного цилиндра был подсоединен к матрице. Полученная полоса концентрата печатной краски обрызгивалась находящимся в поддуваемом в воздух порошком талька, и тонкий слой наносился на поверхность полосы.

Покрытая полоса наматывалась или сдувалась в упаковку. При взвешивании полученной чистовой печатной краски полоса просто отсекалась или гранулировалась.

Покрытая полоса из концентрата печатной краски практически не обнаруживает больше никакой клейкости.

Пример 10

Концентрат печатной краски в соответствии с примером 1 подавался в клапан-дозатор. При каждом такте дозировки выбрасывалась часть концентрата печатной краски.

Порционированные таким образом гранулы из концентрата печатной краски падали в вихревую пелену, которая имела расположенные на дне воздушные сопла, так что гранулы поддерживались на лету вместе с обволакивающим их порошкообразным разделительным порошком из талька.

Полученные таким образом покрытые гранулы практически не обнаруживают больше никакой клейкости.

Пример 11

Концентрат печатной краски, который изготавливался в соответствии с примером 1, направлялся на выходе экструдера в трубу. Через 25 отверстий, расположенных по бокам трубы, концентрат выходил частичными полосами при примерно 100 градусах Цельсия наружу. Части полос погружались на охладительную ленту рядом друг с другом и увозились. Лента была покрыта порошком талька с целью избежания прилипания концентрата, равным образом для того же были покрыты порошком и полосы концентрата.

После того, как концентрат был охлажден до 25 градусов Цельсия, полосы концентрата были разрезаны на отдельные отрезки по 20 мм в ротационном режущем устройстве. Излишний порошок талька отделялся в качающемся грохоте.

Полученные таким образом гранулы практически не обнаруживают больше никакой клейкости.

Пример 12

В лабораторном экструдере изготавливался концентрат печатной краски, при этом вносилось 63% по массе голубого пигмента (C.I. 15:3), например Lutetia Cyanin J 505 Micropeari, и 37% по массе связующего материала для офсетной печати Гриндинг бейс (Grinding Base 100S) фирмы Лотер, а полученный из экструдера концентрат печатной краски изымался в форме полосы.

После охлаждения до комнатной температуры продукт не обнаруживал больше никакой клейкости и нарезался на гранулы объемом 1 кубический см.

Изобретение относится к концентрату печатных красок и способу его изготовления. Описан концентрат краски для офсетной печати в форме покрытых оболочкой неклейких и/или непокрытых оболочкой неклейких гранул с содержанием пигмента в нем 45-65% по массе, при этом оболочка-покрытие состоит из порошкообразных твердых материалов, воска или жидких материалов, например масла. Также описан способ получения указанного концентрата, заключающийся в том, что концентрат краски для офсетной печати размельчается и покрывается оболочкой, при этом покрытие оболочкой осуществляется непосредственным нанесением порошкообразного твердого материала на концентрат печатной краски, где порошкообразные твердые материалы сначала соединяются с жидким носителем, который затем испаряется, или твердая оболочка получается путем нанесения расплавленного материала, пригодного для обволакивания. Технический результат - снижение вязкости и клейкости концентрата печатной краски позволяет простую транспортировку и простое смешивание с дополнительными компонентами. 2 н. и 7 з.п. ф-лы.

1. Концентрат краски для офсетной печати в форме покрытых оболочкой неклейких и/или непокрытых оболочкой неклейких гранул, отличающийся тем, что содержание пигмента в нем находится в пределах 45-65% по массе.2. Концентрат краски для офсетной печати по п.1, отличающийся тем, что оболочка-покрытие состоит из порошкообразных твердых материалов, воска или жидких материалов.3. Концентрат краски для офсетной печати по п.2, отличающийся тем, что жидким материалом является масло.4. Концентрат краски для офсетной печати по п.1, отличающийся тем, что оболочкой-покрытием является твердая оболочка.5. Способ получения концентрата краски для офсетной печати по пп.1-4, отличающийся тем, что концентрат краски для офсетной печати размельчается и покрывается оболочкой.6. Способ по п.5, отличающийся тем, что покрытие оболочкой осуществляется непосредственным нанесением порошкообразного твердого материала на концентрат печатной краски.7. Способ по п.6, отличающийся тем, что порошкообразные твердые материалы сначала соединяются с жидким носителем, который затем испаряется.8. Способ по п.5, отличающийся тем, что оболочка является твердой и получается путем нанесения расплавленного материала.9. Способ по п.5, отличающийся тем, что оболочка является твердой и получается путем нанесения растворенного пригодного для обволакивания материала, причем растворитель в последующем испаряется.