Graphithaltige Schreibtinte oder Schreibmasse Die Erfindung bezieht sich auf eine graphithaltige Schreibtinte oder Schreibmasse, die auf Papiermaterial wie Bleistiftzeichen ausradierbare Schriftzeichen er gibt und insbesondere für die Verwendung in einem Kugelschreiber geeignet ist.
Die kolloidale Verteilung, das heisst die Disper sion, von Graphitteilchen und anderen Schreibpig menten in verschiedenen Dispersionsmitteln ist be kannt. Beispielsweise hat man durch geeignete Be handlung kolloidalen Graphit hergestellt, der sich leicht in verschiedenen Medien mit Hilfe eines Disper- gierungsmittels suspendieren lässt. Unter diesen Be dingungen zeigt offensichtlich der Graphit eine Brownsche Bewegung und ist nicht der Ausfällung aus der Suspension unterworfen.
Bei der Herstellung von Bleistiftminen wird eine solche wässrige Suspen sion von derartigem Graphit und einem Bindemittel, wie beispielsweise Tonerde, dehydratisiert und in eine feste Form übergeführt, wobei man Minen von verschiedenen Härtegraden, das heisst äusserst weiche bis besonders harte Minen, erhalten kann.
Bis anhin hat man für Schreibinstrumente, mit welchen beständige Schriftzeichen gefertigt werden sollen, im allgemeinen Tinten verwendet. Da die Tinten flüssig sind und die Pigmente eine geringere Partikelgrösse aufweisen als bei Bleistiftminen, neigen sie dazu, vom Papierkörper oder einer anderen Schreibfläche aufgesaugt zu werden, weshalb sie nicht mehr wie Bleistiftzeichen ausradierbare Schrift zeichen hinterlassen. Ferner hinterlassen Tinten beträchtlich mehr Material auf einer Schreibfläche, als dies eine Bleistiftmine tut.
Indessen ist mit dem Aufkommen der Kugelschreiber die Viskosität der Tinten durch Harzzugabe erhöht, das heisst die Tinten sind verdickt worden, während der Tintenausfluss bzw. dessen Mass durch die Kugel begrenzt worden ist. Infolge der Natur der Dispersionsmittel und der sehr kleinen Partikelgrösse der Pigmente oder auch infolge des Gebrauchs. bzw. der Anwendung von Farbstoffen für das Färbemedium werden die Materialien immer noch in einem so erheblichen Masse vom Papier auf gesogen bzw. absorbiert, d'ass sie nicht mehr wie Bleistiftzeichen ausradierbare Schriftzeichen liefern.
Es gibt derzeit im Handel viele pigmentierte Tin ten, die im allgemeinen Gasruss als Hauptpigment enthalten; Gasruss und ähnliche Pigmente bilden leicht extrem kleine Partikel, welche in die Poren einer Papierfläche eindringen, so dass damit verursachte Schriftzeichen und dergleichen nicht mehr wie Blei- stiftzeichen ausradierbar sind. Es wurden anderseits auch lösliche Farben als färbendes Medium für Tinten verwendet.
Solche Tinten durchdringen aber die Pa pierfasern, so dass die damit erzeugten Schriftzeichen nicht mehr wie Bleistiftzeichen ausrad'ierbar sind.
In Kugelschreibertinten verwendet man üblicher weise Harze, um die Viskosität der Tinten zu er höhen und deren Haftfähigkeit an der Schreibkugel des Kugelschreibers zu sichern. Die bislang verwen deten Harze werden jedoch nicht zusammen mit dem Träger vom Papier absorbiert, sondern verbleiben an bzw. auf der Papieroberfläche und werden dabei oxydiert und hinterlassen so einen nicht mehr wie Bleistiftzeichen ausradierbaren Belag bzw. Schrift zeichen.
Beim Schreiben mit den gewöhnlichen, leicht aus radierbare Schriftzeichen erzeugenden Bleistiftminen, die im allgemeinen weitgehend aus Graphit und einem aus Ton bestehenden Bindemittel zusammengesetzt sind, wird das Material vom Papier nicht absorbiert, sondern verbleibt an der Oberfläche des Papiers und ist somit leicht radierbar. Wenn indessen der Graphit in einer Flüssigkeit suspendiert wird, ist es notwen dig, dass ein farbloses Dispersionsmittel vollständig vom Papierkörper absorbiert wird, der Graphit jedoch nicht, sofern der Graphit in leicht radierbarer Form zurückbleiben soll.
Bei Verwendung einer Graphitsuspension in einem Kugelschreiber müssen die Graphitpartikel überdies einerseits klein genug sein, um leicht durch den Zwischenraum zwischen der Schreibkugel und der Schreibkugelfassung hindurchgehen zu können. Gleich zeitig müssen die Partikel anderseits auch ausreichend gross sein, um nicht durch den Papierkörper absorbiert werden zu können.
Zusätzlich müssen die Viskosität des Träger materials sowie der Umstand, inwieweit die Schreib lösung an der Schreibkugel haftet und dann von der Schreibkugel auf die Papierfläche übertragen wird, berücksichtigt und gewürdigt werden. Bislang hat die Industrie diese verschiedenen Probleme noch nicht erfolgreich lösen können.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine gra- phithaltige Schreibtinte oder Schreibmasse, die auf Papiermaterial wie Bleistiftzeichen ausradierbare Schriftzeichen ergibt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein nicht polares und nicht verharzendes Dispersionsmittel, im Dispersionsmittel dispergierten, kolloidalen Graphit und ein im Dispersionsmittel gelöstes Harz enthält,
wobei bei der Verwendung der Schreibtinte oder Schreibmasse sowohl das Harz als auch das Dispersionsmittel unter Zurücklassung des Graphits auf der Oberfläche in das beschriebene Papiermaterial einzudringen vermögen und von die sem absorbiert werden.
Die wie Bleistiftzeichen ausradierbare Schrift zeichen hinterlassende, graphitische Schreibtinte bzw. -masse gemäss vorliegender Erfindung lässt sich wahl weise entweder in Kugelschreibern oder in anderen Typen von Schreibinstrumenten verwenden, wobei bei ausreichender Haftfähigkeit und Dickflüssigkeit kein Ausfliessen aus dem Schreibinstrument statt findet.
Für die Herstellung der erfindungsgemässen Schreibtinte oder -masse wird man vorzugsweise einen feinen, schuppenförmigen Graphit von einer beson deren Partikelgrösse in einem bei Einwirkung von Luft nicht oxydierbaren und nicht verharzenden Disper- sionsmittel, welches nicht polare Eigenschaften be sitzt, suspendieren. Ein derartiges nicht polares Dis persionsmittel gewährleistet eine bessere Benetzung der Schreibkugel und verhindert eine Agglomeration des Graphits. überdies wird man zweckmässiger weise darauf achten, dass das Dispersionsmittel den Papierkörper, wenn es von demselben absorbiert wird, nicht irgendwie färbt.
Diese Eigenschaften aufwei sende Dispersionsmittel sind z. B. Kohlenwasserstoffe, wie Erdölfraktionen und insbesondere Paraffinöl mitt lerer Viskosität. Gewisse Steinkohlenteerfraktionen haben ebenfalls solche Eigenschaften.
Vorzugsweise wird ein Harz verwendet, welches sich nicht unter Bildung eines dünnen Filmes. vom Dispersionsmittel abtrennt, nachdem die Lösung bei spielsweise auf Schreibpapier aufgebracht bzw. auf- getragen wurde. Insbesondere verleiht das Harz der Schreibtinte eine ausreichende Dickflüssigkeit bzw. Haftfähigkeit. Auch wird man zweckmässigerweise dafür sorgen, dass das Harz nicht nur bei Anwesen heit von Graphit im Dispersionsmittel löslich ist, sondern auch während der Absorption des Disper- sionsmittels durch einen Papierkörper im Dispersions- mittel verbleibt.
Man wird selbstverständlich danach trachten, dass das Harz mit dem Dispersionsmittel weitgehend ver träglich ist, das heisst die Eigenschaften von Harz und Dispersionsmittel sollten sich beim Mischen nicht in unerwünschter Weise verändern. Als hierfür be sonders geeignet erweisen sich Harze, die Polymere von ungesättigten Kohlenwasserstoffen sind, die aus dem gleichen Ausgangsmaterial, z. B.
Erdöl oder Steinkohlenteer, gewonnen werden wie das jeweilige Dispersionsmittel. Ein derartiges Harz wird bezüg lich der Polarität usw. ähnliche Eigenschaften wie das Dispersionsmittel selbst aufweisen und trennt sich beim Schreiben nicht vom Dispersionsmittel. Die Harzmenge kann somit, bezogen auf das Disper- sionsmittel, beispielsweise einen erheblichen Teil aus machen.
Die Grösse bzw. Körnung des Graphits wird vor zugsweise nicht zu klein sein, ansonst der Graphit zum Absorbiertwerden neigt und infolgedessen nicht mehr leicht ausradierbar ist. Bevorzugt wird daher eine Partikelgrösse oder Körnung von etwa 2 bis 4 Mikron, obwohl z. B. auch Partikelgrössen im Be reiche von 0,5 bis 5 Mikron verwendet werden kön nen, allerdings mit weniger befriedigenden Resultaten.
Bei Schreibgeräten mit Kapillarröhren, durch welche die Schreibflüssigkeit hindurchtreten muss, kann die obere Grenze der Partikelgrösse entsprechend dem Durchmesser der Kapillarröhre geändert werden, wo bei die untere Grenze der Körnung oder Partikelgrösse in allen Fällen ungefähr die gleiche ist, da sie von der Absorption durch die Papierfläche abhängt.
In der vorliegenden Beschreibung und in den An sprüchen sind unter wie Bleistiftzeichen ausradier- baren Schriftzeichen solche zu verstehen, welche von einer Schreibpapierfläche beispielsweise durch wei chen Radiergummi (Bleistiftgummi) entfernt werden können, und zwar in gleicher Weise, wie mittels be kannter Bleistiftminen erzeugte Schriftzeichen ent fernt werden können.
Die folgenden Beispiele erläutern bevorzugte Aus führungsformen der Erfindung. <I>Beispiel 1</I> 15 Gewichtsteile eines Graphits, der eine durch schnittliche Partikelgrösse von 2 Mikron besitzt, wer den in 65 Gewichtsteilen eines Mineralöls mittlerer Viskosität, z. B. Paraffinöl, dispergiert und diese Dispersion hierauf mit 20 Gewichtsteilen des Mar kenproduktes Piccopale 100 versetzt. Diese Mi schung wird auf 120 C erhitzt und so lange gerührt, bis das Harz völlig in Lösung gegangen ist. Das Erhitzen ist nur notwendig, wenn die Auflösung in kürzerer Zeit vollzogen sein soll. Die Lösung wird dann abgekühlt und kann durchgeseiht werden.
Das Harz kann z. B. zwischen 10 und 30% des Gewichts des Mineralöldispersionsmittels ausmachen, jedoch ist der Bereich zwischen 15 und<B>25%</B> vorzu ziehen; der Graphit kann z. B. 5-20% des Gewichts des Mineralöldispersionsmittels ausmachen. Es ist selbstverständlich erwünscht, soviel Graphit wie möglich einzubringen bzw. einzuschliessen, und die obere Grenze ist im allgemeinen durch die Viskosi tät der resultierenden Dispersion bestimmt. Da das Harz ebenfalls die Viskosität der Dispersion erhöht, ist es vorteilhaft, möglichst wenig Harz einzuver leiben.
Das verwendete Mineralöl hat eine API-Dichte von 20,1 (amerikanisches Dichtemass) bei 15,6 C, eine Viskosität von 69 Saybolt Universal second's bei 99 C, und einen Flammpunkt nach Pensky-Mar- tens von 179,4 C.
Das Markenprodukt Piccopale 100 wird von der Pennsylvania Industrial Chemical Corporation vertrieben und ist ein durch Polymerisation von aus gekracktem Petroleum erhaltenen Mono- und Diole- finen erhältliches Polydienharz, wobei unter einem Polydienharz ein Polymerisat oder Mischpolymerisat aus Dienen verstanden sein soll.
Das Produkt ist ein hartes, festes Harz mit einem durchschnittlichen Mo lekulargewicht von etwa 1100 und mit einem Erwei- chungspunkt von etwa 100 C.
Bei Verwendung dieser Mischung als Schreibtinte oder -masse dringen sowohl das Harz also auch das Di- spersionsmittel in das zu beschreibende Papiermaterial ein, wobei der Graphit auf der Oberfläche zurück bleibt und wie Bleistiftzeichen ausradierbare Schrift zeichen bildet.
Es ist festzuhalten, dass die Ausgangsmaterialien sowohl für das Harz als auch für das Mineralöl Erd ölfraktionen sind, so dass gute gegenseitige Verträg lichkeit besteht.
<I>Beispiel 2</I> 7,5 Gewichtsteile eines kolloidalen Graphits wer den in 67,5 Gewichtsteilen Solventnaphtha mit einem Siedepunkt von 190 C als Dispersionsmittel d'isper- giert und die Dispersion mit 25 Gewichtsteilen eines Cumaron-Inden-Harzes versetzt.
Auch diese Mischung liefert bei Verwendung als Schreibtinte leicht ausradierbare Schriftzeichen, da das Harz und das Dispersionsmittel in das beschrie bene Papiermaterial eindringen, während der Graphit auf der Oberfläche zurückbleibt. Wie festgestellt wer den kann, leiten sich das in diesem Beispiel verwen dete Harz sowie das Dispersionsmittel von ähnlichen Stoffen ab.