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Die Erfindung betrifft einen Schreibstift zum Beschriften eines mit einem basischen Farbstoff- vorprodukt beschichteten Aufnahmeblattes.
Seit urdenklichen Zeiten gibt es Stifte zum Bemalen und Beschriften, die aus einer stark farbabgebenden Substanz bestehen, denkt man an die ersten eisenoxydhältigen Steine oder diverse stark pigmentierte Griffel. Die später entwickelten Tinten oder flüssigen Farben bestehen aus eben- falls sehr stark pigmentierten Lösungen oder Dispersionen.
Selbst beim fachgemässen Umgang mit solchen Zeichenmittel lässt es sich nie vermeiden, dass
Farbe an Stellen gelangt, wo sie nicht erwünscht ist.
So wichtig pädagogisch für Kinder das Malen und Zeichnen ist, so bringt es für die Eltern das Problem, dass Farben verschmiert werden und oft kaum wieder zu entfernen sind.
Das nachträgliche Bleichen beschmutzter Stellen gibt auch nicht den erwünschten Effekt.
Man hat zwar vor längerer Zeit schon ein Aufzeichnungssystem nach Art des Kohlepapiers entwickelt, das auf einer chemischen Farbreaktion zwischen einem Farbstoffvorprodukt und einer
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enthaltende Lösung in Mikrokapseln aufgebracht ist und die Oberseite des Unterblattes eine Be- schichtungsmasse trägt, die eine Lewis'sche Säure enthält. Das Mittelblatt trägt beide Komponenten jeweils auf der Ober- bzw. Unterseite. Durch Anwendung von Druck beim Beschriften wird die Lösung des Farbstoffvorproduktes auf der die Lewissche Säure enthaltenden Schicht adsorbiert, wodurch die Farbreaktion ausgelöst wird und das Farbstoffvorprodukt sich zu der intensiv gefärbten Modifikation umlagert.
Auf diesem Prinzip beruhend hat man auch Einblattsysteme entwickelt, die beide Komponenten auf einem einzigen Träger aufgebracht enthalten.
Es gibt eine Reihe von Varianten dieses Typs von Aufzeichnungsmaterialien, so wurde insbesondere in letzter Zeit ein System entwickelt, das besonders dauerhafte Kopien ergibt, da durch die Verwendung eines Metallchlorides, insbesondere Zinkchlorid, als Lewissche Säure auf die Anwesenheit eines Lösungsmittels verzichtet werden kann und die Farbstoffumlagerung durch Kontakt der beiden Reaktionskomponenten im festen Zustand ausgelöst wird.
Man hat früher bereits versucht, Malstifte auf dem Prinzip dieser chemischen Farbreaktion herzustellen, wobei man ein Farbstoffvorprodukt, gelöst in einem nicht flüchtigen öligen Lösungmittel in eine Trägersubstanz aus einer Mischung eines Wachses mit einem höheren Fettsäureester eingebettet hat. Als Aufnahmeblatt dient ein herkömmliches Unterblatt, d. h. ein Träger mit der die Lewissche Säure enthaltenden Beschichtungsmasse. Beim Beschriften wird das gelöste Farbstoffvorprodukt auf der sauren Schicht adsorbiert und zu der gefärbten Modifikation umgelagert.
Dieses Mal- bzw. Zeichensystem zeigt alle Nachteile, die auch Aufzeichnungsmaterialien anhaften, bei denen das Farbstoffvorprodukt in gelöster Form vorliegt. Insbesondere lässt die Dauerhaftigkeit der Kopien zu wünschen übrig, jedoch ist auch die Farbintensität nicht zufriedenstellend, zum einen, weil das Farbstoffvorprodukt zu wenig konzentriert vorliegt, zum andern, weil eine Adsorption auf der sauren Schicht stattfindet und nicht der Farbstoff direkt durch ein Bindemittel an den Träger gebunden ist.
Die Erfindung geht nun einen andern Weg, indem sie das Prinzip umkehrt und als Aufnahmeblatt ein Trägerblatt verwendet, das das Farbstoffvorprodukt, eingebettet in ein Bindemittel enthält, wobei die Erfindung darin besteht, dass der Stift im wesentlichen eine Lewis'sche Säure und eine Trägersubstanz enthält.
Erfindungsgemäss kann die Lewis'sche Säure ein saurer Ton, ein Phenolharz, ein Phenolformaldehydharz, ein Chlorid eines Metalles mit der Atommasse von 50 bis 55 oder eine organische Säure sein.
Zur Intensivierung der Farbreaktion bei Verwendung eines Metallchlorides als Lewis 1 sche Säure kann man Harnstoff oder dessen Derivate zusetzen, die mit dem Metallchlorid eine Komplexverbindung geben, als solche eignen sich insbesondere Thioharnstoff, N-Phenylthioharnstoff, Diphenylthioharnstoff u. dgl.
Auch übliche Alterungsschutzmittel, UV-Schutzmittel, Oxydationsschutzmittel, aber auch Pigmente zur Erzielung eines bestimmten Farbtons oder Füllstoffe können im erfindungsgemässen
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Stift enthalten sein. Die Erfindung kann auf verschiedene Art verwendet werden, beispielsweise als feste Malstifte, in diesem Fall ist die Trägersubstanz ein Bindemittel, eingebettet in eine Gerüstsubstanz, oder ein Wachs, oder man stellt eine Lösung her, die man nach Art eines Kugelschreibers oder Filzstiftes in eine Hülse abfüllen kann oder ganz einfach als Tinte verwendet, wobei die Konsistenz der Schreibflüssigkeit durch die oben erwähnten Füllstoffe erreicht werden kann.
Insbesondere für Kinder ist auch daran gedacht, das Aufnahmeblatt nicht durchgehend mit dem Farbstoffvorprodukt zu beschichten sondern mit farblosen Bildern zu bedrucken, die beim Überstreichen mit dem erfindungsgemässen Mittel zum Vorschein kommen.
Als Alterungsschutzmittel eignen sich beispielsweise 2, 4-Dihydroxybenzophenon (Uvinol), 2, 2-Dihydroxy-4, 4-dimethoxybenzophenon und 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon.
Die Erfindung wird an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Beispiel 1 : Im nachfolgenden wird die Herstellung von selbsttragenden Malstiften beschrieben.
Man stellt eine Schmelze von
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<tb> Kohlenwasserstoffwachs <SEP> (M. <SEP> P. <SEP> 65 <SEP> bis <SEP> 90 C,
<tb> M. <SEP> G. <SEP> 580 <SEP> bis <SEP> 700) <SEP> 96, <SEP> 3 <SEP> Gew.-Teile <SEP>
<tb> Zinkchlorid <SEP> 3,0 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Vaselin <SEP> 0,7 <SEP> Gew.-Teile
<tb>
her. Man lässt die Mischung erstarren und im halbweichen Zustand formt man sie zu Malstiften geeigneter Grösse. Dann lässt man die Stifte aushärten, bis sie die ausreichende Festigkeit besitzen.
Das Aufnahmeblatt besteht aus einem Papierträger mit einer Kristallviolettlakton, eingebettet in ein Bindemittel und Dithioharnstoff enthält. Beim Beschriften des Blattes mit dem Wachsmalstift erhält man schon scharf gestochene blaue Aufzeichnungen.
Beispiel 2 : In einen Stift mit Kugelschreiberspitze wird eine Lösung folgender Zusammensetzung eingefüllt :
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<tb>
<tb> Eisen-III-chlorid <SEP> 4 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Methanol <SEP> 58 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Wasser <SEP> 38 <SEP> Gew.-Teile
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Als Aufnahmeblatt dient ein Papierträger, der mit einer Lösung von Malachitgrünlakton in Benzin und Äthylalkohol getränkt ist. Man erhält eine haltbare, scharf gestochen grüne Beschriftung mit dem erfindungsgemässen Stift.
Beispiel 3 : Ein Aufnahmeblatt wird in Form eines Musters mit folgender Masse bedruckt :
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<tb>
<tb> Spiropyran <SEP> 2,0 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Harnstoff <SEP> 10,0 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Zinkchlorid <SEP> 0,8 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Polyvinylalkohol <SEP> 5,0 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Wasser <SEP> 82,2 <SEP> Gew.-Teile
<tb>
Nach Trocknen des Aufdruckes erhält man ein farbloses Blatt, beim Übermalen mit einem Faserstift, der folgende Lösung enthält :
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<tb>
<tb> Benzoylleukomethylenblau <SEP> 2,5 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Benzin <SEP> 15 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Äthylalkohol <SEP> 82, <SEP> 5 <SEP> Gew. <SEP> -Teile <SEP>
<tb>
erscheint das Druckmuster in einem intensiven Blau.
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Sämtliche Ausführungsbeispiele lassen sich insofern variieren, als man an Stelle des Zink- chlorides auch Chloride von Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel oder Kupfer, jedoch auch saure phenolische Harze, Phenol-Formaldehydharze, saure Tone und organische Säuren ver- wenden kann.
Die Farbbasen lassen sich beliebig durch andere ersetzen, in der Praxis verwendet man beispielsweise neben Kristallviolettlakton, Leukomethylenblau und Malachitgrünlakton auch Rhod- amin-B-Laktam, Leukoauramin, Spiropyrane u. dgl.
Erfindungsgemäss geeignete Bindemittel sind Wachse, wie Paraffinwachs, Ozokerit, Äthylenwachs, Kohlenwasserstoffwachse, Hartwachse, Polyäthylenwachs, Amidwachse u. dgl.
Als Gerüstsubstanz eignen sich lineare Polyamide, lineare gesättigte Polyesterharze, Äthylen- -Vinylacetat Copolymeren, ataktisches Polypropylen, Polystyrol, Styrol-Isopren-Blockpolymeren (SIS).
Durch die Erfindung ist es gelungen, ein Malsystem zu schaffen, das überaus haltbare, temperatur-und hitzebeständige Bilder ergibt, da das Beschriftungsblatt das Farbstoffvorprodukt enthält und somit durch das Bindemittel fest an den Träger gebunden bzw. in das Trägerpapier eingebettet ist. Durch Kontakt mit der Lewis 1 schen Säure, die erfindungsgemäss in dem Malstift enthalten ist, erfolgt die Umlagerung zu der Farbmodifikation, die durch das erfindungsgemässe System nicht übertragen wird, sondern in situ entsteht. Dadurch erhöht sich gegenüber den bekannten Systemen die Farbintensität und Stabilität.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schreibstift zum Beschriften eines mit einem basischen Farbstoffvorprodukt beschichteten Aufnahmeblattes, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift im wesentlichen eine Lewis'sche Säure und eine Trägersubstanz enthält.