DE1471713C3 - Druckfarben - Google Patents

Description

ben für den Siebdruck, sublimierbare Festsubstanzen, die bei der Temperatur, bei der der Druck getrocknet wird, sublimierbar sind, als Mittel zur Verbesserung der Druckfarbe verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Verwendung ist insbesondere in Druckfarben für gedruckte Muster, insbesondere Mikrominiaturmuster, von Vorteil.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als sublimierbare Festsubstanzen organische Festsubstanzen, insbesondere Furancarbonsäure, Terephthalsäure, Naphthalin, 2,4-Dichlorbenzoesäure, Anthranilsäure, Methylnaphthalin, 2-Methylanthrachinon oder 1,4-Naphthochinon verwendet.

Erfindungsgemäß ist es weiterhin bevorzugt, die sublimierbare Festsubstanz in solchen Druckfarben in einer Menge zu verwenden, daß diese Druckfarben 60 bis 80 Gewichtsprozent Metallpulverpigment, 1 bis 10 Gewichtsprozent organisches Bindemittelmaterial, 1 bis 10 Gewichtsprozent sublimierbare Festsubstanz und als Rest organisches Lösungsmittel enthalten.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Verwendung der sublimierbaren Festsubstanz in solchen Druckfarben derart, daß diese 60 bis 70 Gewichtsprozent Metallpulverpigment, 5 bis 15 Gewichtsprozent schmelzbare anorganische Festsubstanz, 2 bis 10 Gewichtsprozent organisches Bindemittelmaterial, 2 bis 5 Gewichtsprozent sublimierbare Festsubstanz und als Rest organisches Lösungsmittel enthalten.

Im folgenden soll die Erfindung näher erläutert werden.

Das Vorhandensein einer ausreichenden Menge an sublimierbarer Festsubstanz in der Druckfarbe führt zu einer praktisch vollständigen Maßbeständigkeit der eingefärbten Linie (des Druckes), d. h., die trokkene Linie hat im wesentlichen die gleichen Abmessungen wie die feuchte Linie, wobei unter dem Ausdruck »Linie« jede eingefärbte Konfiguration, jede Linie, jeder Buchstabe oder jede andere Form zu verstehen ist. Unter den Ausdruck »sublimierbare Festsubstanz« fallen sublimierbare Festsubstanzen, s die von der nassen Druckfarbe in Form eines Dampfes entfernt werden, und Feststoffe, welche sich zu Verbindungen oder Elementen zersetzen, die sich als Gase verflüchtigen, wobei diese vollständig entweichen oder einen Rückstand hinterlassen können, der in der trockenen Farbe bleibt.

Diese sublimierbaren Festsubstanzen können organische oder anorganische Stoffe sein. Besonders gute Ergebnisse wurden bei Druckfarben für gedruckte Muster erhalten, die sublimierbare organische Festsubstanzen enthalten.

Zu sublimierbaren organischen Festsubstanzen gehören gewisse organische Säuren, wie beispielsweise Terephthalsäure, Furancarbonsäure, 2,4-Dichlorbenzoesäure und Anthranilsäure, gewisse mehrkernige Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Naphthalin und Methylnaphthalin, gewisse Chinone, wie beispielsweise 2-Methylanthrachinon und 1,4-Naphthochinon. Auch Ammoniumcarbonat-carbamat sublimic rt bei einer , geeigneten Temperatur. Viele Ammoniumverbindungen sublimieren oder zersetzen iich bei mäßigen Temperaturen, wie sie beim Trocknen von Farben angewandt werden, beispielsweise Ammoniumcarbonat und Ammoniumchloroplumbat. Die obigen Feststoffe sind lediglich Beispiele. Andere geeignete Festsubstanzen sind in den chemischen Handbüchern angegeben.

Die sublimierbare Festsubstanz ist in einer Menge vorhanden, die ausreicht, um die Maßbeständigkeit der eingefärbten Linie aufrechtzuerhalten, während der flüssige Trägeranteil (Lösungsmittel) der Druckfarbe entfernt wird. Die vorhandene Menge hängt von der Art der Druckfarbe und der Art der Festsubstanz ab. Bei Siebdruckfarben für Druckmuster

ίο wird die sublimierbare organische Festsubstanz im allgemeinen Bereich von etwa 1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die Druckfarbenmasse, verwendet.

Die sublimierbaren Festsubstanzen können zu übliehen Zubereitungen zugesetzt werden, um Maßbeständigkeit zu erzielen. Festsubstanzen, welche sich nicht nicht lösen, erhöhen gewöhnlich die Viskosität. Wenn lösliche Festsubstanzen die Viskosität herabsetzen, kann diese durch Verwendung löslicher und nichtlöslicher Festsubstanzen, z. B. eines Gemischs von drei Teilen Furancarbonsäure je zwei Teile Terephthalsäure, konstant gehalten werden.

Die Druckfarbe enthält ein Metallpulverpigment, das die trockene Farblinie bildet. Für höhere Temperaturen können Metallverbindungen und Glasoder Emaillefritten als Pigmente verwendet werden. Bei gedruckten Schaltungen werden elektrisch leitfähige Metallpulverpigmente, beispielsweise Platin, Gold, Silber und Palladium u. dgl., verwendet. Die Menge an vorhandenem Metallpulverpigment wird durch die Art der Farbe bestimmt. Im Falle von Drückfarben für gedruckte Schaltungen enthält die Farbmasse etwa 60 bis 80 Gewichtsprozent Metallpulverpigment.

Gedruckte Muster für Verwendung bei hoher Temperatur erfordern das Vorliegen einer schmelzbaren anorganischen Festsubstanz zum Binden des metallischen Pigments an die Unterlage. Diese Festsubstanzen können schmelzbare Metalloxyde, wie beispielsweise Wismutoxyd, Bleioxyd, Cadmiumoxyd, oder eine schmelzbare Metallverbindung, wie beispielsweise Lithiumfluorid, oder eine Glas- oder Emaillefritte sein. Da diese Materialien nach dem Trocknen und Brennen des Druckes mit dem eigentliehen Pigment zurückbleiben, werden im vorliegenden Fall diese schmelzbaren Bestandteile als Teil des Pigments betrachtet.

Es wurde festgestellt, daß einige Metalloxyde bei gewöhnlichen Temperaturen langsam mit organisehen Säuren reagieren, und diese Zusammensetzungen haben eine verhältnismäßig kurze Lagerbeständigkeit. Reaktive Systeme sollten vermieden werden, wenn eine lange Lagerbeständigkeit erforderlich ist.

Die Druckfarben enthalten ein Bindemittel in ausreichender Menge, um das Pigment auf der Unterlage zu halten, wenn der Träger und die sublimierbare Festsubstanz entfernt sind. Das verwendete Bindemittel muß Haftfähigkeit für die Unterlage aufweisen und außerdem chemisch inert gegenüber dem Träger, dem Pigment und der sublimierbaren Festsubstanz sein. Das Bindemittel kann irgendeines der üblicherweise verwendeten Bindemittel sein, beispielsweise Naturgummisorten, Leime, synthetische Harze, Cellulosederivate u. dgl. Besonders geeignete Bindemittelmaterralien sind Materialien auf Cellulosebasis, insbesondere Äthylcellulose. Für gedruckte Schaltungen sollte das Bindemittel vor-

5 6

zugsweise bei Brenntemperaturen zu Materialien Beispiel 1

zersetzt werden, die die elektrischen Eigenschaften Gewichtsprozent

des gebrannten Musters nicht nachteilig beeinflussen. Platinmohr 65,0

Die Druckfarbe enthält auch einen flüssigen Trä- Wismutoxyd .. 15,0

ger (Lösungsmittel) in ausreichender Menge, um ihr 5 Furancarbonsäure 2,0

die gewünschte Viskosität zu verleihen. Der Träger Äthylcellulose 3,0

wird im Hinblick auf die Verwendung der Druck- Diäthylenglycol-monobutyläther-

farbe gewählt, und übliche, in zur Zeit bekannten Acetat 15,0

Druckfarben verwendete Lösungsmittel eignen sich

für die vorliegende Erfindung. Für Druckfarben für io Diese Zusammensetzung liefert auf Aluminiumgedruckte Muster kann der Träger irgendein geeig- oxydunterlagen Drucke, die bei Temperaturen von netes hochsiedendes organisches Lösungsmittel sein, 90 bis 300° G gut unter Bildung von trockenen das durch Erhitzen der eingefärbten Linie entfernt Drucken von praktisch der gleichen Größe wie der werden kann. Die Lösungsmittel sind gewöhnlich aufgebrachte feuchte Siebdruck trocknen. Dieser höhersiedende Paraffine, Cycloparaffine und aroma- 15 Druck wurde bei etwa 800⁰C zur Entfernung der tische Kohlenwasserstoffe oder Gemische davon oder Cellulose und zum Schmelzen des Oxyds gebrannt. Äthylenglykoläther oder Diäthylenglykoläther oder Es wurde eine dauerhafte gebrannte Schaltung erProdukte davon, wie beispielsweise insbesondere Di- halten.

äthylenglykol-monobutyläther-Acetat oder Gemische B ' " 1 2

dieser Substanzen. Übliche Druckfarben unter Ver- ao ei ρ ^^ htsDro nt

Wendung dieser hochsiedenden Lösungsmittel sind Pl t' h 60 0

schwierig zu handhaben, wenn die Begrenzung der PSI^¹¹¹ H ^Γ 1 Vo

Linie kritisch ist. Die Zugabe der sublimierbaren ₁ f ¹J^ ,.',"V." * '«,-

Festsubstanz zu solchen Druckfarben macht die Auf- i,<f-iNapntnocnmon ι,ζο

rechterhaltung der Begrenzung der eingefärbten ₂₅ oberk^henaktives Mittel (Alkyl-''''' '

urne einracn. phenoxypolyoxyäthylenäthanol) ... 0,75

Eme bevorzugte Siebdruckfarbe zur Verwendung naraffinisch aromatisches Misch-

für gedruckte Muster auf einer nichtleitenden Unter- parattnisdi aromatisches Miscn

lage, entweder einem hitzegehärteten Harz oder Ke- lösungsmittel ι%υ

ramik, besteht im wesentlichen aus Metallpulver- 30 Feuchte Drucke auf einer Aluminiumoxydunterpigment (etwa 60 bis 80 Gewichtsprozent), organi- lage trockneten maßhaltig bei 260° C. schem Bindemittel (etwa 1 bis 10 Gewichtsprozent), _ . . ^ _ sublimierbarer organischer Festsubstanz (etwa 1 bis ¹P Gewichtsprozent 10 Gewichtsprozent) und hochsiedendem organischem „, ,. , _nr. _n Lösungsmittel (Rest). 35 ^Ste So

Eine bevorzugte Siebdruckfarbe für die Herstellung 2-Methylanthrächinon '.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. 5,0

von gebrannten Druckmustern auf einer keramischen Polvstvrolharz 2 0

Unterlage besteht aus etwa 60 bis 70 Gewichtspro- Äthvlcellulose 10

zent Metallpulver, etwa 5 bis 15 Gewichtsprozent paraffinisch-aromatisches Misch""" '

schmelzbarer Festsubstanz, etwa 2 bis 10 Gewichts- 40 ^r lösungsmittel 17 0

prozent organischem Bindemittel, etwa 2 bis 5 Ge- '

wichtsprozent sublimierbarer organischer Festsub- Feuchte Aufdrucke auf einer Alüminiumoxyd-

stanz und als Rest aus hochsiedendem organischem unterlage trockneten maßhaltig bei 260° C. Lösungsmittel.

Die erfindungsgemäß erhaltenen Farben eignen 45 Beispiel 4

sich insbesondere für gedruckte Schaltungen, ganz Gewichtsprozent

besonders für sehr feine Linienmetallisierungen bei Platinmohr 75

Schaltungen. Terephthalsäure 4

Bei der Herstellung von gedruckten Mustern wer- Äthylcellulose ..... 6

den die erfindungsgemäß erhaltenen Druckfarben auf 5& Diäthylenglycol-monobutyläther-

das Substrat aufgetragen, durch Erhitzen getrocknet Acetat 15

und gegebenenfalls eingebrannt.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Er- Feuchte Drucke auf einer Aluminiurnoxydanter-

läuterung der Erfindung. lage trockneten maßhaltig bei 200° C.

Claims (4)

1 2 praktisch nichttrocknenden und nichtflüchtigen Lö- Patentanspriiche· sungsmittel für den Polyester besteht. Solche Druck farben können eine die Polymerisation hemmende Substanz enthalten, die bei hohen Temperaturen

1. Verwendung von sublimierbaren Festsub- S keine Hemmwirkung aufweist oder ausreichend stanzen in Metallpulverpigment, organisches flüchtig ist, um zusammen mit dem Lösungs- oder Bindemittelmaterial, gegebenenfalls schmelzbare Verdünnungsmittel entfernt zu werden,
anorganische Festsubstanz, und organisches Metallpulverpigmentfarben enthalten im allgemei-Lösungsmittel enthaltenden Druckfarben, insbe- nen außer dem Metallpulverpigment ebenfalls orgasondere Druckfarben für den Siebdruck, wobei io nisches Bindemittel und Lösungsmittel (vgl. britidie verwendeten sublimierbaren Festsubstanzen sehe Patentschrift 933 719 und USA.-Patentschrift bei der Temperatur, bei der der Druck getrocknet 3 042 616).

wird, sublimierbar sind, als Mittel zur Verbesse- Ferner wurden Markierungsmaterialien zum An-

rung der Maßbeständigkeit der Druckfarbe. bringen leicht entfernbarer Markierungen beschrie-

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 ben, bei denen das Markierungsmaterial selbst ein kennzeichnet, daß die sublimierbare Festsubstanz leicht bei Erhitzen entfernbares Material ist, so daß Furancarbonsäure, Terephthalsäure, Naphthalin, die erzeugte Markierung durch Erhalten wieder ent-2,4-Dichlorbenzoesäure, Anthranilsäure, Methyl- fernt werden kann. Bei diesen Markierungsmatenaphthalin, 2-Methylanthrachinon oder 1,4- rialien wird beim Erhitzen das Markierungsmaterial Naphthochinon ist. ao entfernt, so daß keine Markierung mehr zurück-

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, da- bleibt (vgl. USA.-Patentschrift 2 950 256 und britidurch gekennzeichnet, daß die erhaltene Druck- sehe Patentschrift 743 771).

farbe 60 bis 80 Gewichtsprozent Metallpulver- Eine Zusammensetzung, die Zinkhydroxyd, Am-

pigment, 1 bis 10 Gewichtsprozent organisches moniumchlorid, Calciumborat, Antimonoxyd, Zink-' Bindemittelmaterial, 1 bis 10 Gewichtsprozent 35 oder Aluminiumpulver und Vinylchlorid-Vinylidensublimierbare Festsubstanz und als Rest organi- chlorid-Copolymeres sowie ein organisches Lösungssches Lösungsmittel enthält. mittel für das Copolymere enthält, wurde in der

4. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, da- USA.-Patentschrift 3 105 056 schließlich als Rostdurch gekennzeichnet, daß die erhaltene Druck- Schutzmittel beschrieben.

farbe 60 bis 70 Gewichtsprozent Metallpulverpig- 30 Die vorliegende Erfindung bezweckt nun eine ment, 5 bis 15 Gewichtsprozent schmelzbare an- Verbesserung von Metallpulverpigment, organisches organische Festsubstanz, 2 bis 10 Gewichtsprozent Bindemittelmaterial, gegebenenfalls schmelzbare anorganisches Bindemittelmaterial, 2 bis 5 Gewichts- organsiche Festsubstanz, und organisches Lösungsprozent sublimierbare Festsubstanz und als Rest mittel enthaltenden Druckfarben,
organisches Lösungsmittel enthält. 35 Die bekannten, oben beschriebenen flüssigen

Druckfarben neigen, wenn sie auf einer Unterlage abgeschieden sind, dazu, sich auszubreiten, was den trockenen Farblinien einen verschwommenen Umriß verleiht. Bei glänzenden Unterlagen, wie beispiels-

40 weise gestrichenen Papieren, Metall oder Keramik,

kann die Farbe laufen. Bei niedrigsiedenden Lösungsmitteln ist die Einhaltung der Begrenzung selbst beim Trocknen bei Atmosphärentemperatur nicht möglich. Bei Druckfarben, die ein Lösungsmittel 45 geringer Flüchtigkeit enthalten, ist das Problem noch

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung schwieriger, da die erhöhten Trocknungstemperatuspezieller Substanzen in Metallpulverpigment, orga- ren die Viskosität der Druckfarbe und die Obernisches Bindemittelmaterial, gegebenenfalls schmelz- flächenspannung herabsetzen, und die eingefärbte bare anorganische Festsubstanz, und organisches Linie (der Druck) über die abgeschiedenen Abmes-Lösungsmittel enthaltenden Druckfarben, insbeson- 50 sungen hinausfließt. Für Metallpulverpigment entdere Druckfarben für den Siebdruck und insbeson- haltende Druckfarben für Muster, insbesondere leidere solchen zur Herstellung von aufgedruckten tende oder passive Zusammensetzungen (Widerstände, Mustern, insbesondere Mikrominiaturmustern. Kondensatoren u. dgl.) ist es sehr erwünscht, daß

Bekannte Druckfarben enthalten im allgemeinen der Druck im wesentlichen die abgeschiedenen Farbein Bindemittel, ein Pigment und einen flüssigen 55 abmessungen beibehält. Im Falle von gedruckten Träger. So werden in der USA.-Patentschrift 2 556 241 Mikrominiaturmustern ist es wesentlich, daß die BeDruckfarben aus Vinylharz, Weichmacher, Wachs, grenzung der gedruckten Linie beibehalten bleibt.
Pigment und einem Gemisch flüchtiger Lösungsmit- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Druck-

tel beschrieben. farben der eingangs genannten Art derart zu verbes-

Ferner werden bei gewöhnlicher Temperatur 60 sern, daß die Maßbeständigkeit der eingefärbten praktisch nichttrocknende, jedoch durch Einwirkung Linie (des Drucks) während der Entfernung des von Wärme rasch trocknende Druckfarben in der Trägers, d. h., während die feuchte Druckfarbe ge-USA.-Patentschrift 2 220 621 beschrieben, die ein trocknet wird, aufrechterhalten bleibt.
Farbmittel dispergiert in einem viskosen Träger ent- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gehalten, der aus einem Polyester aus einem zweiwerti- 65 löst, daß in Metallpulverpigment, organisches Bindegen Alkohol und einer ungesättigten Dicarbonsäure, mittelmaterial, gegebenenfalls schmelzbare anorganider zur weiteren Polymerisation durch Wärme be- sehe Festsubstanz, und organisches Lösungsmittel fähigt ist, und einem bei gewöhnlicher Temperatur enthaltenden Druckfarben, insbesondere Druckfar-