Друкарська фарба для трафаретного друку на водній основі

1. Композиція друкарської фарби для трафаретного друку на водній основі, що містить: (a) емульсію акрилового чи уретан-акрилового співполімеру, (b) зшивальний агент, (c) пігмент, (d) добавку, (e) решта воду, яка відрізняє ться тим, що вказаний зшивальний агент містить щонайменше дві різні хімічні функціональні групи в одній молекулі, причому першу з вказаних функціональних груп вибрано так, щоб вона утворювала ковалентний зв'язок з вказаним полімером до друку, а другою з вказаних функціональних груп забезпечено зшивання вказаного полімеру, і тим, що емульсію акрилового чи уретан-акрилового співполімеру вибрано з групи полімерів, здатних до самозшивання. 2. Композиція друкарської фарби за п.1, що додатково містить каталізатор. 3. Композиція друкарської фарби за одним з пп.1 чи 2, в якій емульсія акрилового чи уретанакрилового співполімеру є розчинною у лужному розчині. 4. Композиція друкарської фарби за пп. 1-3, яка відрізняє ться тим, що акриловий чи уретанакриловий співполімер має інтервал температур Tg від -10 до 50°С, де Tg означає інтервал температур, в якому емульсія здатна переходити з майже твердого високов’язкого стану (склоподібного) у низьков’язкий стан (рідкий). 5. Композиція друкарської фарби за одним з пп. 14, у якій емульсія акрилового чи уретанакрилового співполімеру має кислотне число від 10 до 90 мг КОН/г, краще, від 15 до 75 мг КОН/г. 2 (19) 1 3 81105 4 магнітних пігментів, пігментів з оптичними ефектами та пігментів з оптично змінними властивостями, зокрема лусочковими пігментами, які мають першу та другу паралельні планарні поверхні та коефіцієнт форми більше двох, краще, більше п'яти. 16. Спосіб виробництва композиції друкарської фарби за одним з пп. 1-15, який включає стадії, у яких: (a) додають емульсії акрилового чи уретанакрилового співполімеру, (b) додають пігмент і добавку, (c) додають зшивальний агент, здатний до утворення ковалентного зв'язку з полімером, доданим на стадії (а), і до зшивання полімеру, що утворюється, (d) ретельно перемішують компоненти, доданих на стадіях (а), (b) та (с), і створюють умови для протікання реакції полімеру, доданого на стадії (а), із зшивальним агентом, доданого на стадії (с). 17. Застосування композиції друкарської фарби за п.1 як композиції друкарської фарби для флексографічного чи глибокого друку. 18. Цінний документ, який має мітки, надруковані з використанням композиції друкарської фарби для трафаретного, флексографічного чи глибокого друку за пп. 1-15 та п.17. Винахід стосується композиції друкарської фарби для трафаретного друку на водній основі, способу виробництва вказаної композиції друкарської фарби, використання вказаної композиції друкарської фарби для трафаретного друку, та цінних документів, надрукованих вказаною композицією друкарської фарби. Друковані захищені документ, такі як банкнот чи аналогічні цінні документи, повині бути стійкими до фізичного та хімічного впливу навколишнього середовища [Резолюція Інтерполу № AGN/67/RES/11, прийнята на 67-й сесії, Каїр, 1998 p.; Резолюція Інтерполу № 8, прийнята на 5-й Міжнародній конференції з підробки грошей, Ме хіко, 1969 p.]. Згідно з відомим рівнем техніки, для задоволення цих суворих вимог до стійкості у випадку друкарських фарб для глибокого, високого чи офсетного друку використовують спеціальні лакові композиції. З метою застосування спеціальних пігментів, таких як пігменти з оптично змінними властивостями різних типів, відомих у сучасному рівні техніки, райдужних пігментів чи пігментів, що створюють інші оптичні ефекти, для друку захищених документів останнім часом почали використовува ти трафаретний друк як найпридатніший спосіб нанесення таких пігментів. Потрібні композиції друкарських фарб для трафаретного друку, які, з одного боку, задовольняли б вимогам промислового обладнання для трафаретного друку, а з іншого боку, мали б потрібні показники стійкості. Промисловий трафаретний друк здійснюється на ротаційній чи плоскодрукувальній машинах для трафаретного друку. Внаслідок високої швидкості друку в ци х др укарських процесах (5000-12000 листів/годину чи 100-150м/хв), важливою стадією цих друкарських процесів є закріплення фарби. Для процесів ротаційного трафаретного друку потрібна композиція друкарської фарби, яка відрізняється від фарби для плоскодрукувальних трафаретних машин, переважно внаслідок різних способів подачі фарби у процес друку. Таким чином, композицію друкарської фарби треба коригувати чи вибирати з урахуванням умов роботи різних друкарських машин. Через екологічні проблеми та питання охорони здоров'я і безпеки праці, композиціям друкарської фарби для трафаретного друку на водній основі надається перевага порівняно з композиціями, які містять леткий органічний розчинник. У відомому рівні техніки, для забезпечення потрібної хімічної та фізичної стійкості звичайно використовується двокомпонентна (2С) друкарська фарба на водній основі. Для виготовлення таких друкарських фарб для трафаретного друку використовуються емульсії або розчини акрилової чи поліуретанової смоли (водні емульсії). Перед друком завжди треба додавати зшивальний агент (у кількості до 0,5-3%) для забезпечення потрібної стійкості. У композиціях на водній основі звичайно використовується універсальний та добре відомий зшивальний агент (зшивальний засіб) СХ-100 виробництва фірми NeoResins/Avecia (колишня Zeneca). Додавання 1% СХ-100 перед друком до друкарських фарб для трафаретного ротаційного друку дає чудові результати (6/6, у теста х на прання через усього лише 2 дні). Використання СХ-100 у друкарських фарбах на водній основі для трафаретного друку є дуже поширеним. СХ-100 є поліазиридином, і є повідомлення про його токсичність. Існують очевидні недоліки використання зшивального агента у друкарських фарбах для трафаретного друку на водній основі для друкування банкнот: його треба додавати безпосередньо перед друком, і він має бути доданий у точно визначеній кількості для уникнення дефектів друку. Іншими недоліками поліазиридину як зшивального агента є те, що він може змінювати в'язкість друкарської фарби одразу ж після введення і те, що він має обмежений час придатності, який у водних системах дорівнює 6-8 годинам. Повторне додавання поліазиридину до 5 81105 друкарських фарб може призвести до желатинізації друкарської фарби через 2-3 дні. Очевидно, існує потреба в однокомпонентній системі готової до друку друкарської фарби, яка мала б хімічну та фізичну стійкість та швидкість отвердіння, аналогічні до вказаних двокомпонентних друкарських фарб. [ЕР 597986] описує композицію друкарської фарби для трафаретного друку на водній основі, що включає як систему зв'язуючого акрилову емульсію та/або поліуретанову дисперсію, разом з пігментами і, необов'язково, іншими добавками у звичайних концентраціях, відомих фа хівцям в цій області техніки. Описана композиція друкарської фарби оптимізована для використання у процесі трафаретного друку, в якому трафаретна сітка знаходиться у закритому корпусі для підтримання постійної вологості у корпусі в процесі друкування. Метою даного винаходу є створення однокомпонентної друкарської фарби для трафаретного друку на водній основі, яка мала б більш зручний хімічний склад, поліпшену стабільність, а також поліпшені токсикологічні властивості у поєднанні з чудовою хімічною та фізичною стійкістю надрукованої та отвердженої друкарської фарби. Ці та інші цілі досягаються винаходом у відповідності до незалежних пунктів формули. Композиція друкарської фарби на водній основі включає систему зв'язуючого, вибрану з групи, що включає емульсії акрилового та уретанакрилового співполімеру, зшивальний агент, необов'язково, каталізатор, пігменти і, необов'язково, добавки. Вказаний зшивальний агент включає щонайменше дві різні хімічні функціональності, де першу функціональність вибирають таким чином, щоб вона вступала до реакції перед друкуванням, а другу функціональність вибирають так, щоб вона спричинювала отвердіння надрукованої фарби. Вказану емульсію акрилового та уретанакрилового співполімеру вибирають з групи емульсій, здатних до самозшивання. Перша функціональність забезпечує можливість прищеплення емульсії акрилового чи уретан-акрилового співполімеру з молекулою зшивального засобу, здатною реагувати на другій стадії при додатковій ініціалізації (друга функціональність). Ця додаткова ініціалізація може бути нетривалим підвищенням температури, яке ініціює вивільнення протонів за рахунок розкладу сполук, введених для нейтралізації емульсії, і яке занускає процес отвердіння надрукованої плівки друкарської фарби. Для трафаретного друку краще використовується композиція друкарської фарби на водній основі. При належному виборі описаних компонентів, який може бути легко зроблений фахівцем в цій області, композиції друкарської фарб на водній основі можуть бути використані також для флексографічного чи глибокого друку. Вказаний зшивальний агент с компонентом, здатним утворювати тривимірну сітку за рахунок реакції з іншими компонентами друкарської фарби або з іншими молекулами зшивального агента. 6 Вказаний каталізатор є хімічною сполукою, яка знижує поріг активації для певного тину хімічної реакції і, таким чином, промотує вказану хімічну реакцію. Каталізатор, за визначенням, залишатиметься після хімічної реакції у тому самому стані, у якому він був до неї. Завдяки цьому каталізатор потрібний лише в невеликій кількості. "Добавки" включають сполуки та матеріали, що використовуються для регулювання фізичних та хімічних параметрів композиції друкарської фарби, таких як значення рН, в'язкість, консистенція, здатність до спінювання, змащувальні властивості і т.д. Хімічна функціональність позначає групу атомів, яка бере участь переважно принаймні в одному типі хімічної реакції, наприклад, групи -ОН чи -SH є здатними реагувати з кислотами з утворенням складних ефірів за допомогою відповідних каталізаторів. Різні типи хімічних функціональностей є добре відомими фаівцям в цій області. Шляхом відповідного вибору умов (наприклад, температура, розчинник і т.д.) фа хівець може контролювати реакцію хімічної сполуки, що містить кілька хімічних функціональностей, у такий спосіб, щоб до реакції вступала лише одна з хімічних функціональностей. Для проведення реакції однієї з решти хімічних функціональностей, потрібна зміна реакційних умов. Отвердіння у контексті даного винаходу позначає висихання чи затвердіння чи проходження реакції надрукованої фарби у такий спосіб, щоб фарбу вже не можна було видалити з субстрату, і щоб вона, крім того, не прилипала до інших субстратів, покладених зверху на надруковану фарбу. Крім того, отвердіння пасивує надруковану фарбу по відношенню до різних видів хімічних чи фізичних агентів у визначених межах. Прищеплення позначає хімічне приєднання молекул зшивального агента до полімерних молекул емульсії акрилового чи уретанакрилового співполімеру. Модифіковани таким чином молекули матимуть майже такі самі фізичні властивості, які вони мали до реакції прищеплення. Здатність емульсій акрилового чи уретанакрилового співполімеру до самозшивання, наприклад, така, як забезпечується реакційноздатною метиленовою групою, є добре відомою фаівцям в цій області. Ацетоацетатні групи використовуються переважно для модифікації полімерного скелета [див. огляд патентівї у International Polymer Science and Technology, Vol.26, No.4, 1999, T79-T87]. Силокcаyові функціональності можуть бути введені до скелета акриловою чи уретанакрилового співполімеру in situ шляхом вільнорадикальної чи катіон-ініційованої полімеризації у водній емульсії [див. ЕР 0350240 В1, виданий на ім'я Rohm&Haas[. Як ацетоацетатна, так і силоксанова функціональності приводять до змін рН внаслідок випаровування амінів. Здатність до самозшивання дозволяє створити щільніше зв'язану полімерну 7 81105 сітку, яка приводить до підвищення стійкості надрукованої фарби. Стабільність друкарської фарби поліпшується за рахунок вибору емульсії акрилового чи уретан-акрилового співполімеру, яка має здатність до самозшивання. Іншим кращим варіантом втілення винаходу є композиція друкарської фарби на водній основі, у якій система зв'язуючого вибрана з колоїдних акрилових емульсій чи уретан-акрилових співполімерних емульсій таким чином, щоб ця емульсія була розчинною у лужному розчині. Колоїдні акрилові емульсії чи уретан-акрилові співполімерні емульсії є водорозчинними полімерами, які загалом мають низькі значення рН (інтервал рН від 2,5 до 6,0). Така розчинність забезпечує стабільність друкарської фарби, усуваючи можливу небезпеку відокремлення полімерної емульсії від решти компонентів друкарської фарби. Технологічні властивості композиції друкарської фарби на водній основі додатково поліпшуються за рахунок вибору емульсії акрилового чи уретан-акрилового співполімеру, який має значення Tg в інтервалі температур від 10 до 50°С. Значення Tg визначає температурний інтервал, в якому емульсія переходить з майже твердого високов'язкого стану (склоподібного) у низьков'язкий стан (рідкий). Значення Tg мають великий вплив на технологічні властивості композиції друкарської фарби під час друкування. Компоненти системи зв'язуючого композиції друкарської фарби можуть бути, краще, вибрані з групи, що включає емульсії акрилового та уретанакрилового співполімеру, який має кислотне число від 10 до 90мг КОН/г. Краще, емульсія акрилового чи уретан-акрилового співполімеру має кислотне число від 15 до 75мг КОН/к. Прищеплення молекул зшивального агента до акрилового полімеру чи уретан-акрилових співполімерів відбувається через карбоксильні групи. Якщо кислотне число є нижчим за 10мг КОН/г, то прищеплення молекул зшивального агента майже не відбувається, а якщо кислотне число є вищим за 90мг КОН/г, то акриловий полімер чи уретанакриловий співполімер є надто чутливими до розчинів лугів чи поверхнево-активних речовин, що призводить до поганої стійкості друкарської фарби на водній основі. Інший аспект винаходу стосується вмісту твердих речовин в емульсії акрилового чи уретанакрилового співполімеру. Вміст твердих речовин емульсії у межах від 35 до 55%мас. дозволяє досягти найкращих результатів (акрилові емульсії чи емульсії уретан-акрилового співполімеру загалом мають вміст твердої речовини від 35 до 55 %, що відповідає вмісту твердої речовини для водорозчинних полімерів. Це забезпечує кращу стабільність по відношенню до змін температури, складу, додавання розчинників, змін рН і т.д.). Краща композиція друкарської фарби на водній основі за даним винаходом включає емульсію здатного до самозшивання акрилового чи уретан-акрилового співполімеру у кількості від 30 до 70%мас. по відношенню до загальної ваги композиції. Вибраний вміст емульсії забезпечує 8 достатню кількість матеріалу зв'язуючого для досягнення необхідної стійкості до хімічних агентів та фізичних впливів. Вибрана кількість емульсії забезпечує доста тнє змонування пігменту та поліпшує перенесення друкарської фарби на водній основі з друкарських пластин на субстрат (з флексографської друкарської форми на папір чи з формного циліндра на папір). У кращій композиції друкарської фарби вміст емульсії акрилового чи уретан-акрилового співполімеру складає від 35 до 60%, і у ще кращій композиції - від 40 до 55% від загальної ваги композиції. Важливий аспект даного винаходу стосується зшивального агента, який вибирають з груми заміщених алкоксисилапів (Rх) у(R2О)zSі. R1 та R2 є різними органічними замісниками, а індекси у та z повинні задовольняти рівнянню у+z=4. Краще, зшивальний агент вибирають з групи монозаміщених триалкоксисиланів (з у=1 і z=3). Ці замісники R1 та R2 містять функціональні групи, що відрізняються одна від одної. Така різниця дозволяє контролювати процес утворення зв'язків / перебіг реакції різних компонентів у виго товленій композиції друкарської фарби та/або з субстратом на різних стадіях нанесення друкарської фарби. Краще, зшивальний агент вибирають з групи монозаміщених триетоксисиланів. Крім тою, вказаний зшивальний агент містить епоксидну функціональну груп у (перша функціональна група), і ще краще, зшивальний агент вибирають з групи, що включає епокси-циклоаліфатичні триетоксисилани та гліцидил-триетоксисилани. Епоксидна функціональність як перша функціональність має реагувати з функціональними групами системи зв'язуючого, зокрема, з вільними карбоксильними групами. Ангідриди також можуть реагувати з епоксидом, за умови використання каталізатора. Вказані епоксидні групи після індукційного періоду вступають до реакції з функціональними групами емульсії акрилового чи уретан-акрилового співполімеру. Друга функціональність зшивального агента (що складається з етоксифрагментів) має вступати в реакцію при отвердженні надрукованої фарби. Ця реакція ініціюється зміною значення рН у плівці друкарської фарби (гідроліз). Зміна рН відбувається за рахунок розкладу хімічних сполук, які є частиною компонентів друкарської фарби і потрібні для нейтралізації функціональних груп компонентів зв'язуючого. Під час вказаного розкладу може відбуватися випаровування аміаку чи летких амінів, зв'язаних з агентом нейтралізації. Іншим аспектом винаходу є те, що вказана композиція друкарської фарби на водній основі включає вказаний зшивальний агент у кількості від 0,25 до 3%мас. від композиції у цілому. За цими межами кількість зшивального агента не дозволяє створити зшиту у доста тньому ступені полімерну сітку або передозування зшивального агента призводить до утворення надто коротких полімерних ланцюгів при надто високому ступені зшивання, що заважає забезпеченню механічної та хімічної стійкості полімеру і, таким чином, надрукованої фарби. Краща композиція включає 9 81105 зшивальний агент у кількості від 0,5 до 2%, ще краще, від 1 до 2% від загальної ваги композиції друкарської фарби. За іншим аспектом винаходу, композиція друкарської фарби включає каталізатор. Каталізатор вибирають з групи імідазолів, і кращою сполукою з цієї групи є 2-етил-4метилімідазол. Оскільки каталізатор прискорює реакцію функціональних груп компонентів зв'язуючого з вказаними силоксановими сполуками, потрібна кількість зшивального агента у присутності каталізатора може бути зменшена. Каталізатор входить до складу композиції друкарської фарби у кількості від 0,05 до 0,6% мас. від загальної композиції друкарської фарби. Кількість каталізатора краще вибирають в інтервалі від 0,1 до 0,4%, ще краще, в інтервалі від 0,2 до 0,4% мас. від загальної композиції друкарської фарби. Було знайдено, що стабільність та час придатності при зберіганні друкарської фарби можуть бути поліпшені шляхом встановлення значення рН композиції друкарської фарби на водній основі в інтервалі від 7,0 до 8,5. Краще, композиція друкарської фарби має значення рН від 7,5 до 8,3, і ще краще, композиція друкарської фарби має значення рН від 7,5 до 8,0. Точне значення рН є важливим для забезпечення стабільності алкоксильних фрагментів зшивального агента у присутності води, оскільки ці хімічні функціональності, як відомо, є нестійкими до гідролізу при підвищених значеннях рН. Надто високі значення рН, таким чином, зменшують час придатності при зберіганні композиції друкарської фарби на водній основі. У ще іншому аспекті, винахід стосується вибору придатної кількості пігментів, що входять до складу композиції друкарської фарби. Вміст пігментів, у розрахунку на загальну вагу композиції друкарської фарби, знаходиться в інтервалі від 10 до 25%мас, краще, в інтервалі від 12 до 20%, і ще краще, в інтервалі від 15 до 18%мас. У конкретному варіанті втілення композиції друкарської фарби на водній основі, пігмент вибирають з групи захисних пігментів, які мають особливі фізичні властивості, такі як селективне спектральне поглинання, люмінесценція, магнітні властивості, здатність до електромагнітного резонансу, оптичні ефекти і т.п. Особливо цікавими в контексті даного винаходу є пігменти, що складаються з лусочок пігменту, які мають першу та др угу паралельні планарні поверхні. Вказані лусочки пігменту, краще, мають коефіцієнт форми більше двох і, ще краще, більше п'яти. Коефіцієнт форми у контексті даного винаходу позначає співвідношення діаметра лусочки до її висоти. Іншою частиною даного винаходу є спосіб виробництва вказаної композиції друкарської фарби на водній основі. Спосіб включає щонайменше чотири стадії: - на першій стадії, одержують емульсію акрилового чи уретан-акрилового співполімеру. 10 - на наступній, необов'язковій, другій стадії до вказаної полімерної емульсії додають каталізатор, пігменти і, необов'язково, інші добавки. - на наступній, третій стадії, додають зшивальний агент, здатний реагувати з емульсією акрилового чи уретан-акрилового співполімеру. - наступна, четверта стадія, включає ретельне перемішування емульсії акрилового чи уретанакрилового співполімеру, необов'язково, каталізатора, необов'язково, пігментів, і, необов'язково, інших добавок, із зшивальним агентом, доданим на третій стадії, і створення умов для хімічної реакції емульсії акрилового чи уретан-акрилового співполімеру та зшивального агента, з утворенням ковалентних зв'язків між молекулами зшивального агента та молекулами емульсії акрилового чи уретан-акрилового співполімеру. Цей спосіб дає змогу одержати композицію друкарської фарби на водній основі, придатну для трафаретного друку, яка виявляє добру стабільність при зберіганні і у той же час має властивості (наприклад, в'язкість), потрібні для застосування методом трафаретного друку. Виробництво друкарської фарби згідно із запропонованим способом (запропонований порядок) забезпечує чудові др укарські характеристики та стійкість надрукованої та отвердженої друкарської фарби. Ще інший аспект даною винаходу стосується використання композиції друкарської фарби на водній основі для трафаретного, флексографічного чи глибокого друку. Вказана композиція друкарської фарби включає емульсії акрилового чи уретан-акрилового співполімеру і зшивальний агент, де вказаний зшивальний агент реагує з вказаними акриловим чи уретанакриловим співполімерним компонентами емульсії перед друком, і де вказані емульсії акрилового чи уретан-акрилового співполімеру вибирають з групи емульсій, що мають здатність до самозшивання. Композиція друкарської фарби має бути кондиціонована для друку у такий спосіб, щоб пройшла реакція прищеплення зшивального агента до молекул емульсії акрилового чи уретанакрилового співполімеру. Ця реакція прищеплення звичайно триває протягом 2-4 днів. У такий спосіб, можна напевно забезпечити, щоб гідроліз другої функціональності зшивального агента (який відповідає отвердінню надрукованої фарби) проходив з участю прищеплених молекул емульсії і забезпечував, як пропонується, чудову стійкість друкарської фарби по відношенню до хімічних та фізичних агентів. Інший аспект винаходу стосується цінного документа, який має мітки, зроблені шляхом нанесення методом друку композиції друкарської фарби для трафаретного, флексографічного чи глибокого друку на водній основі у відповідності до винаходу. Надрукована та отверджена друкарська фарба задовольняє визначеним вимогам до стійкості по відношенню до хімічних та фізичних агентів. 11 81105 Далі винахід пояснюється за допомогою необмежувальних прикладів композицій, які наведені в ілюстративних цілях. Перелік скорочень: - Imicure ЕМІ-24, Air Products 2-Етил-4метилімідазол - АМР-95, Angus Chemie GmbH 2-Аміно-2метил-1-пропанол, 95% розчин - Neocryl XK-11, NeoResins /Avecia - Neocryl XK-14, NeoResins /Avecia - NeoCryl BT-9, NeoResins /Avecia - Neocryl BT-20, NeoResins /Avecia - Armorc/ CR2900, Wcslvaco - CoatOSil® 1770, Witco Co. бета-(3,4Епоксициклогексил)-етилтриетоксисилан - CoatOSil® Υ-11988, Witco Co. 40% емульсія CoatOSil® 1770 у воді - CX-100, NeoResins пол іазиридинова сполука - Zonyl UR, Dupont флюорована поверхневоактивна речовина Друкарські фарби для трафаретного друку на водній основі були виготовлені з використанням таких пігментів з ефектом зсуву кольору, з оптично змінними властивостями та флуоресцентних/фосфоресцентних пігментів: - Переливчасті друкарські фарби: Iriodin (Merck), Paliosecure, Paliogene, Paliotol, Paliochrome (BASF), Mearlin Dynacolor, ICP та Mearl (Engelhard), Flonac (Eckart). - Друкарські фарби з ефектом зсуву кольору (на основі рідких кристалів): LCP, SLM, Helicone HC (Wacker). - Друкарські фарби з ефектом зсуву кольору (не містять рідких кристалів): Variochrom (BASF), Colorcrypt (Merck), Chromaflair (Flex) - Друкарські фарби з оптично змінними властивостями (OVI™): OVP™ (Flex). Тести на хімічні та фізичні властивості виконували згідно з такими стандартними процедурами: Акрилові чи поліуретанові емульсії завжди наносили за допомогою ручного автоматичного пристрою для нанесення покриття на нефлуоресцентний банкнотний папір. Власну флуоресценцію визначають при УФ-освітленні на 254 та 366нм. Друкарські фарби для трафаретного друку на водній основі, що містять пігмент з ефектом зсуву кольору чи оптично змінний пігмент, наносять на захищений банкнотний папір за допомогою ручного автоматичного пристрою для нанесення покриття (планка пристрою для нанесення покриття №3, товщина вологої плівки 24мкм). Нанесену друкарську фарбу висушують протягом 30 секунд при 80°С та перевіряють адгезію нігтем. Визначають хімічну та фізичну стійкість по відношенню до розчинників, забарвлення розчину при обробці кислотою та лугом при кімнатній температурі чи підвищеній температура, зминальність у вологому стані (=WC) та зминальність у сухому сталі (=DC), стиранність у вологому стані (=WR) та стиранність у сухому стані (=DR), і проводять випробування з і пранням (згідно з умовами, визначеними INTBRPOL на 5-й Міжнародній конференції з грошей на підробки у 12 1969 p., чи за методиками випробувань Бюро гравірування та друку, наведенними у ВНР-88-214 (ΓΝ), розділ М5). Стійкість до прання, стиранність у вологому стані та забарвлювання розчину при обробці лугами є звичайно характеристиками, які забезпечити найважче. Друкарські фарби для трафаретного друку на водній основі піддавали загалом двом випробуванням на прання та одному тесту на стиранність у вологому стані для вибору найкращої емульсії. Випробування звичайно проводили через 7, 15 та/або 30 днів для виявлення довгострокових ефектів зшивання. Тести на зминальність у вологому та сухому стані здійснювали за допомогою інструмента ІGT. Друкований матеріал розміром близько 5x5см згортають та поміщають у пробірку. Паперовий рулончик у пробірці зминають за допомогою металевої палички, що має такий саме діаметр. Шматок паперу розправляють та знов згортають в іншому напрямку (на 90°). Після 4-кратного повторення цієї операції друкований матеріал перевертають на інший бік. Операцію повторюють 4х (у вологому стані) чи 8х (у сухому стані). Тест з вологим зразком проводять в таких саме умовах, використовуючи друкований матеріал, який вимочують у воді протягом 10 хвилин. Тести на стиранність здійснюють за допомогою інструмента Prufbau. Умови: тести на стиранність у сухому стані - 100 x з вагою тягарця 610г і тести на стиранність у вологому стані - після вимочування зразків протягом 10 хвилин у воді. Перший тест на прання, так званий "тест у розчині прального засобу з перемішуванням", здійснюють у реакторі об'ємом 1 л, обладнаному механічною мішалкою та нагрівальною оболонкою, який містить 500мл води, 2,5г промислового прального порошку (Persil, Henkel чи еквівалентний) та 5г Na2CO3. Три зразки друкованого матеріалу (квадратної форми, розміром 5x5см) поміщають до реактора, перемішують та нагрівають протягом 30 хвилин. Зразки промивають за допомогою дистильованої води та висушують протягом 2 годин при 40°С. Результат обчислюють як середнє для трьох зразків. Повільне механічне перемішування та висока температура при проведенні цього тесту дають змогу визначити специфічні хімічні властивості. Другий тест на прання, називаний "тестом у пральній машині", здійснюють з використанням стандартної пральної машини (Lavamat W 1020, AEG) з 2 кілограмами бавовняного матеріалу та 100мл прального порошку (Persil, Henkel). Друковані зразки (квадратної форми, розміром 5x5см) поміщають до окремих бавовняних мішечків. Тест на прання проводять при 95°С протягом 40 хвилин. Результати обчислюють як середнє для трьох зразків. Добре перемішування у окремих мішечках та висока температура дозволяють визначити специфічні фізичні властивості. Зміну вигляду др укарської фарби оціюють візуально за такою шкалою: Бали Зміна вигляду др укарської 13 6 5 4 3 2 1 0 81105 Друкарську фарбу зберігають при температурі навколишнього середовища протягом 3 днів перед друком для проходження реакції зшивального агента з емульсією. Друкарську фарбу наносять друкуванням, висушують та випробовують через сім та через 30 днів. фарби Без змін 0-20 % 20-33 % 33-50 % 50-66 % 66-80 % 80-100 % (а) Композиції друкарської фарби на водній основі для ротаційних машин трафаретного друку Приклад 1 Були виго товлені зразки друкарської фарби, що мають такий склад: Для всіх рецептур композицій був вибраний вміст сухої речовини смоли 18-20%, і концентрації акрилових/поліуретанових емульсій вибирали відповідно до вмісту твердої речовини (колонка 3). Додають пігмент (Iriodin дисперсний золотий) в концентрації у межах 16,5-18%, а потім 3% воску (Jonwax 22, S.C. Johnson Polymer), 6% коалесціюючих розчинників чи співрозчинників (метиловий простий ефір етилендигліколю, дипропіленгліколю, Техаnоl) та 2% добавки (Вук 24, BYK-Chemie). Кінцеву в'язкість композиції регулюють за допомогою загусників (Rheolat 278, Rheox) для одержання в'язкості 800-1000мПа-с і додають воду для доведення композиції до 100%. Продукт Постачальник Neofcryl ХК-11 Neotryl ХК-14 Armorez CR 2900 NeoResins (Avecia) Westvaco 14 Результати тестування для зразка Випробування на прання через 7 днів LSS* LWM* Випробування на прання через 30 днів LWM* Зр 1,5 3,7 Зр 5 * LWM: прання у пральній машині; LSS: розчин прального порошк Випробування показали чудову стабільність композицій друкарських фарб, як можна побачити з результатів вимірювання в'язкості (віскозиметр Model DV-I+ фірми Brookfield) при 25°С та 40°С зразків 1 та 5: Залежність в'язкості композицій друкарської фарби від часу зберігання Тверді речовини, [%] 43 37,5 41 Виготовляють зразки, що відповідають наведеній вище композиції, причому зразок 1 містить як акрилову/поліуретанову емульсію Neocryl ХК-11, зразок 2 Neocryl - ХК-14, і зразок 3 Armorez CR2900, відповідно. Виготовляють переливчасті друкарські фарби, наносять їх на банкнотний папір та випробовують. Результати випробувань у розчині прального порошку при перемішуванні: 1 Днів 0 3 6 9 Кислотне число, 16 мгКОН/г 23 19 ЗО 5 66 92 Tg [°С] 25 50 18 Зр.1 :25°С 795 890 880 855 MFT, 845 [°С] 840 33863 33818 15808 Зр.1 :40°С 920 920 рН 945 963 8,1 1105 8,6 1722 5,0 Приклад 2 Вплив використаної кількості зшивального агента на стійкість у розчині прального порошку та у пральній машині, відповідно. Зразки 6, 7 та 8 Використовують композицію друкарської фарби згідно до зразка 5, але замість CoatOSil® Y11988 додають більш стабільний CoatOSil® 1770. Зразок 6 містить 0,15% CoatOSil® 1770, зразок 7 0,25% CoatOSil® 1770, і зразок 8 - 0,5% CoatOSil® Зминальність у кількості зшивального агента стосуються Зминальність у 1770. Всі Стійкість до Стійкість до LSS* Зр. Продукт сухому стані вологому стані вмісту сухої речовини смоли, що дорівнює 20%. LSS* / 5 днів / 30 днів / 5 днів / 5 днів Результати для композицій друкарської фарби 1 Neocryl ХК-11 5,5-5,9 6 6 з різним вмістом зшивального агента 5,1-5,9 2 Neocryl ХК-14 5,15 6 6 4,9 3 Armorez CR 2900 5 6 6 5,33 Зразок 6 Зразок 7 0,15% 0,25% *LSS: розчин прального порошку + перемішування місяців LWM* LSS* LWM* LSS Зразок 4 0 4,6 2,15 4,85 2,9 Композицію зразка друкарської фарби 1 1 4,6 4,5 4,25 5,1 модифікують додаванням перед друком 0,5% СХ2 5,65 4,65 5,6 2,3 100 (зразок 4 використовують як порівняльний 3 4,6 4,0 4,35 3,8 зразок). Зразок 5 * LWM: прання у пральній машині; LSS: розчин прального порошк Композицію зразка друкарської фарби 1 Приклад 3 модифікують додаванням 2% CoatOSilâ Y-11988 Вплив каталізатора на стійкість до розчину та доводять у разі потреби значення рН прального порошку та прання у пральній машині, друкарської фарби до 8,0-8,3 за допомогою АМРвідповідно 95. 15 Зразки 9.10 та 11 До зразків композицій друкарських фарб 6, 7 та 8 додають каталізатор ЕМІ-24 у ваговому співвідношенні 0,2 до кількості зшивального агента. Результати для композицій друкарської фарби з різними кількостями каталізатора. 81105 16 якщо треба, доводять до 7,5-8,0 за допомогою АМР-95. CoatOSil® 1770 та Silwet L-7608 додають до друкарської фарби у вигляді суміші при інтенсивному перемішуванні при 1500об/хв. протягом 15 хвилин. 3. Регулювання в'язкості: Вода 1,7 Rheolat 278 0,55 Повільно додають загусник (Rheolat 278) для Зразок 9 Зразок 10 Зразок 11 одержання в'язкості у межах 250±50мПа-с. Якщо каталізатор 0,03% 0,05% 0,10% треба, додають АМР-95 для підтримання рН у місяців LWM* LSS* LWM* LSS* LWM* LSS* 0 4,33 5,58 4,5 межах 7,5-8,0. 5,58 4,83 5,58 Виготовляють таку ж саме друкарську фарбу 1 4,92 4,25 4,75 4,5 4,08 5,5 2 5,75 4,83 5,67без використання пасивувального агента Zonyl UR 4,83 5,16 5,67 (Зразок 13). Аналогічно виготовляють друкарську 3 4,58 4,5 4,33 5,0 0,83 5,75 фарбу, що місить пігмент Chromaflair™ (від пурпурового до золотого), з використанням Zonyl * LWM: прання у пральній машині; LSS: розчин прального порошку + перемішування 15). UR та без нього (Приклади 14 та Приклад 4 Результати для композицій друкарських фарб Однокомпонентні композиції друкарської з пасивованими та непасивованими пігментами з фарби на водній основі, що містять пігменти з оптично змінними властивостями. оптично змінними властивостями чи пігменти з оптичними ефектами. Зразок 12 Зразок 13 Зр Пігменти з оптично змінними властивостями місяців LWM* LSS* LWM* LSS* LWM* чи пігменти з оптичними ефектами можуть бути 0 5,5 5,75 4,5 5,25 5,35 виготовлені у різний спосіб і є відомими фахівцям 1 2,3 5,7 3,7 5,5 5,2 в цій області. У залежності від їхньої хімічної 2 1 5,5 2,3 5,7 4,75 природи, пігменти з оптично змінними властивостями можуть виявляти різну стабільність * LWM: прання у пральній машині; LSS: розчин прального порошк в умовах, типових для композиції друкарської (b) Композиції друкарської фарби на водній фарби. У певних випадках вони можуть основі для плоскодрукувальних трафаретних потребувати пасивації з використанням придатних машин методів та хімікатів. Приклад 5 Зразки 12 та 14 містять пасивовані пігменти з Загальна процедура виготовлення оптично змінними властивостями. Зразки 13 та 15 друкарських фарб: містять ті ж самі пігменти з оптично змінними Деіонізована вода x властивостями, але у непасивованому стані. Співрозчинники 6,0 Зразки друкарської фарби були виготовлені у АМР-95 y відповідності до такої процедури: Акрилова емульсія (вміст сухи х Зразок 12 речовин: 19%) 42-57 1. Гїасивація пігменту Іп situ у воді: Вук 024 2,0 Метиловій простий ефір Jonwax 22 3,0 пропіленгліколю 6,0 Iriodin дисперсний золотий 18,0 Zonyl UR 0,5 Загусник z Вода 22,0 Всього: 97,00 OVP зелений/синій 15,0 AMP-95 та акрилові емульсії (розчинні у AMP-95 0,25 лужному розчині) додають одночасно до води та До розчину Zonyl UR у метиловому простому співрозчинників при перемішуванні. Кількість води ефірі пропіленгліколю при 50°С додають воду. та аміаку розраховують за кислотним числом та Потім додають OVP при кімнатній температурі при вмістом твердої речовини кожної емульсії. перемішуванні та підтримують значення рН в Значення рН друкарської фарби доводять до 7,5інтервалі 7,5-8,0 за допомогою АМР-95. Пігмент 7,7 за допомогою АМР-95. В'язкість друкарської OVP повільно диспергують (500об/хв.) за фарби встановлюють у межах від 800 до 1000мПадопомогою лабораторної мішалки протягом 30 с за допомогою загусника Rheolat 278. хвилин. Фізичні властивості використаних акрилових 2. Виготовлення друкарської фарби: емульсій: NeocrylXK-11 48,0 Зразок 16 містить емульсію Neocryl ВТ-9, Jonwax 22 3,0 зразок 17 - Neocryl BT-20, відповідно. Byk 024 (BYK-Chemie) 1,9 До кожної композиції друкарської фарби Byk 025 (BYK-Chemie) 0,1 додають 2% CoatOSilâ 1770 (кількість по Aerosil 200 (Degussa) 1,0 відношенню до загальної ваги композиції) і після CoatOSil 1770 1,0 мінімального періоду, зберігання у 3 дні при Silwet L-7608 (Witco) 0,1 температурі навколишнього середовища Всі компоненті вводять безпосередньо до друкарські фарби наносять на захищений дисперсії OVP і перемішують протягом 5 хвилин банкнотний папір за допомогою ручного при 1000-1500об/хв. Вимірюють значення рН і, 17 81105 18 автоматичного пристрою для нанесення покриття (планка для пристрою нанесення покриття №3, товщина вологої плівки 24мкм). Нанесену друкарську фарбу висушують протягом 60 секунд при 80 °С і перевіряють адгезію нігтем. Результати для композицій друкарських фарб із зшивальним агентом. Зразок 16 Зразок 17 Tg [°С] 9 29 Пральна машина / 7 днів 5,65 3,8 Пральна машина / 30 днів 5,65 5,6 Приклад 6 Вплив використаної кількості зшивального агента Готують композицію друкарської фарби за Прикладом 5 з використанням як акрилової емульсії Neocryl ВТ-20. До цієї друкарської фарби додають CoatOSil® 1770 у кількості 1% (зразок 18) та 2% (зразок 19) у розрахунку на вагу сухої речовини смоли. Друкарські фарби залишають на три дні при кімнатній температурі, а потім наносять (методом друку) на банкнотний папір. Надруковані зразки піддають випробуванням через 7, 15, 30 та 60 днів обома методами - у пральній машині та у розчині прального порошку. Результати для різної кількості зшивального агента Зразок 18 Днів 7 15 30 60 LWM* 0,30 1,32 1,80 5,58 Зразок 19 LSS* 0,00 1,02 0,37 2,75 LWM* 3,20 5,42 5,42 5,83 * LWM: прання у пральній машині; LSS: розчин прального порошку + перемішування LSS* 0,20 5,17 5,67 5,67