DE1917815C - Verfahren zur Zubereitung einer wasserfesten Kugelschreibertinte - Google Patents

Description

bei Einhaltung einer bestimmten Reihenfolge beim

30 Vermischen der Einzelbestandteile billige, wasserfeste, schnelltrocknende Kugelschreibertinten herstellen las sen, die einerseits stets in gleicher Qualität herstellbar sind und über längere Zeit hinweg stabil bleiben sowie andererseits auch bei längerem Nicht-Gebrauch

Die Erfindung betrilTt ein Verfahren zur Zubereitung 35 des Kugelschreibers nicht an der Kugel- bzw. in der einer wasserfesten Kugelschreibertinte, bei welchem Durchtrittsöffnung zwischen Kugel und Kugelhaiman ein wasserunlösliches Harz, das Reaktionspiodukt terung antrocknen und einen »gleichmäßigen Strich« eines basischen Farbstoffs mit einem Sulfonsäure- geben.

farbstoff und ein Lösungsmittel für das Harz und das Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren

Reaktionsprodukt miteinander vereinigt. 40 zur Zubereitung einer wasserfesten Kugelschreibertinte,

Kugelschreiber mit einer harten Kugel als Schreib- bei welchem man ein wasserunlösliches Harz, das spitze erfreuen sich inzwischen einer größeren Wert- Reaktionsprodukt eines basischen Farbstoffs mit Schätzung als gewöhnliche Füllfederhalter. Wegen einem Sulfonsäurefarbstoff und ein Lösungsmittel für bestimmter mechanischbaulicher Merkmale der Kugel- das Harz und das Reaktionsprodukt miteinander schreiber bereitet die Zubereitung von Kugelschreiber- 45 vereinigt, weiches dadurch gekennzeichnet ist, daß man tinten gewisse Schwierigkeiten. Kugelschreibertinten ein wasserunlösliches Mischpolymeres aus Styrol und müssen darüber hinaus andere Eigenschaften besitzen Allylalkohol in einem Diäthylenglykolmonoäthyläther, als Tinten, die in normalen Füllfederhaltern Ver- Butylenglykol und Octylenglykol enthaltenden Löwendung finden. Unter anderem bestanden Schwierig- sungsmittelgemisch löst; daß man die erhaltene Lösung keiten bei der Entwicklung einer Kugelschreibertinte 50 mit einem Sulfonsäurefarbstoff und einem basischen im Hinblick darauf, daß diese Tinte einerseits wasser- Farbstoff und/oder einem Mineral- oder Carbonsäureunlöslich sein und andererseits zugleich auch noch salz eines basischen Farbstoffs versetzt und daß man andere für Kugelschreibertinten erforderliche Eigen- schließlich das erhaltene Gemisch unter Rühren schäften besitzen soll. erwärmt, bis der Sulfonsäurefarbstoff und der basische

Kugelschreibertinten, die aus einem wasserunlös- 55 Farbstoff und/oder das Mineral- oder Carbonsäuresalz liehen, in einem geeigneten Lösungsmittel gelösten eines basischen Farbstoffs in Lösung gehen.
Farbstoff bestehen, sind nicht völlig zufriedenstellend, Die außergewöhnlichen und überraschenden Eigenweil der wasserunlösliche Farbstoff bis zu einem. schäften der erfindungsgemäß herstellbaren Kugelgewissen Grad leicht ausfällt oder nicht ganz in Lösung schreibertinten sind darauf zurückzuführen, daß in geht, so daß die Tinte kleine, feste Teilchen enthält. 60 Gegenwart eines wasserunlöslichen Mischpolymeren Dies ist ein schwerwiegender Nachteil, weil der ein wasserunlösliches Farbsalz (in der Kugelschreiber-Abstand zwischen Kugel und Halterung je nach Art tinte) in situ gebildet wird.

des Füllfederhalters und der Viskosität der verwen- Die erfindungsgemäß hergestellten wasserfesten

deten Tinte zwischen 1 bis 5 μ beträgt und kleine, Kugelschreibertinten enthalten als wesentliche Bein der Tinte schwimmende Teilchen diesen Zwischen- «5 standteile 1. ein wasserunlösliches Mischpolymeres, raum verstopfen und die iinte nicht mehr frei fließt. 2. einen wasserunlöslichen Farbstoff, der in situ durch Außerdem muß eine Kugelschreibertinte hinreichend Umsetzung eines Sulfonsäurefarbstoffes mit a) minviskos sein, so daß sie nicht an der Kugel vorbeisickert. destens einem basischen Farbstoff und bzw. oder b)

mindestens einem Salz, vorzugsweise einem Mineral- desgleichen sulfonierte Monoazofarbstoffe, wie Ponsäureoder Carbonsäuresalz, eines basischen Färb- tacyl Vrolet oder BSN (Color Index Acid Violet 3). stoffes gebildet wird, und 3. ein Lösungsmittel für das Desgleichen haben sich sulfonierte Triphenylmethanwasserunloshche Mischpolymere, den wasserunlös- Farbstoffe, wie beispielsweise Alphazurine FGND hchen, sich in situ bildenden Farbstoff, die Sulfon- 5 (Color Index Acid Blue 9) und Wool Violet 4 BN säurefarbstoffe und den basischen Farbstoff oder das (Color Index Acid Violet 17), als geeignete Reaktions-Salz des basischen Farbstoffes. teilnehmer bei der Bildung der wasserunlöslichen

Die Menge an wasserunlöslichem Mischpolymeren Farbstoffsalze erwiesen.

muß so groß sein, daß die Viskosität der Kugel- Besonders geeignet sind Salze von Sulfonsäurefarb-

schreibertinte auf 8000 bis 25 000cps, vorzugsweise io stoffen, die durch Umsetzen eines Sulfonsäurefarb-

12 000 bis 20 000 cps erhöht wird. Die genaue Menge stoffes mit Guanidin und Aryl-Guanidin erhalten

an Mischpolymerem, die erforderlich ist, um die werden. Beispiele hierfür sind ein handelsüblicher

benötigte Viskosität zu erzielen, hängt von einer sulfonierten Phthalocyanin-Farbstoff, der mit Di-o-

Reihe von Faktoren, wie beispielsweise dem im toluyl-guanidin umgesetzt wurde, sowie ein roter

Einzelfall verwendeten Mischpolymeren, dem jewei- 15 Diazo-Farbstolf (Color Index Acid Red 191), der mit

ligen TLösungsmittelgemisch und der Art des zur Di-xylyl-guanidin umgesetzt worden ist.

Bildung des wasserunlöslichen Farbsalzes verwendeten Basische Farbstoffe, die sich zur Bildung von wasser-

Farbstoffes ab. Die optimale Menge läßt sich leicht unlöslichen Farbsalzen in situ eignen, sind solche,

durch Routineversuche feststellen. Im allgemeinen die bei 6O⁰C chemisch stabil und sehr lichtecht sind,

beträgt sie 15 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf ao Außerdem müssen die basischen Farbstoffe in den

das Gesamtgewicht der Kugelschreibertinte. erhndungsgemäß verwendeten Lösungsmittelgemischen

Ähnlich hängt die Menge an in den erfindungs- löslich sein. Derartige basische Farbstoffe sind dem gemäß hergestellten Kugelschreibertinten verwendetem Fachmann bekannt und werden daher hier nicht im Lösungsmittelgemisch von der Löslichkeit des ver- einzelnen aufgeführt. Als Beispiele seien jedoch gewendeten wasserunlöslichen Mischpolymeren und des »5 nannt: Victoria Blue B Base (Color Index Solvent verwendeten Farbstoffes ab. Die Menge an Lösungs- Blue 4), Victoria Pure Blue BO (Color Index Basic mittel muß so groß sein, daß sowohl das wasser- Blue 7), und Calcozine Acrylic Turquoise 3 G (Color unlösliche Mischpolymere als auch die Farbstoffe darin Index Basic Blue 3). Die basischen Farbstoffe können gelöst sind. Versuche haben ergeben, daß für die mei- auch in der Form ihrer Salze vorliegen. Die Salze sten Styrol-Allylalkohol-Mischpolymeren, Farbstoffe 30 der basischen Farbstoffe können in situ in einer Lösung und Lösungsmittelgemische die Menge an Lösungs- durch getrennte Zugabe eines basischen Farbstoffes mittelgemisch 35 bis 50 oder sogar 60%, bezogen auf und einer Säure gebildet werden. Alternativ kann das das Gesamtgewicht der Kugelschreibertinte, beträgt. Salz des basischen Farbstoffes vor der Zugabe zur

Die Menge des in situ gebildeten wasserunlöslichen Lösung gebildet werden. Als Mineralsäure wird Salz-Farbstoffs hängt von den Eigenschaften des gebildeten 35 säure und als Carbonsäuren werden aliphatische Farbstoffs, beispielsweise seiner Farbiatensität und Säuren, wie beispielsweise Fettsäuren, z. B. ölsäure, seiner Löslichkeit im jeweiligen Lösungsmittelgemisch, bevorzugt. Jedoch können auch aromatische Säuren, ab. Im allgemeinen beläuft sich die Menge an wasser- wie Gallussäure oder Gerbsäure, verwendet werden, unlöslichem Farbstoff auf 20 bis 50 Gewichtsprozent. Wenn das Salz eines Sulfonsäurefarbstoffes mit Die für eine Schrift geeigneter Farbtiefe erforderliche 40 einem basischen Farbstoff oder dem Salz eines ba-Menge läßt sich von jedem Fachmann leicht ermitteln. sischen Farbstoffes umgesetzt wird, dann wird das

Die Menge an Sulfonsäurefarbstoff und basischem Salz der Sulfonsäure und bzw. oder das Salz des Farbstoff oder dem Salz eines basischen Farbstoffes basischen Farbstoffes gespalten, so daß lediglich der sollte möglichst stöchiometrisch sein, jedoch kann der basische Farbstoff und der Sulfonsäurefarbstoff unter Sulfonsäurefarbstoff im Überschuß vorhanden sein. 45 Bildung des wasserunlöslichen Farbstoffsalzes mit-Die genaue Menge jedes Reaktionsteilnehmers, d. h. einander reagieren, während sich die abgespaltenen des Sulfonsäurefarbstoffes, des basischen Farbstoffes Bestandteile in der Kugelschreibertinte lösen,
und des Salzes eines basischen Farbstoffes, muß so Die im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung gewählt werden, daß ein wasserunlösliches Säure- verwendbaren, teilweise im Handel erhältlichen wasserfarbstoffsalz gebildet wird, das der Kugelschreibertinte 50 unlöslichen Styrol/Allyiaikohol-Mischpolymeren beeine zur Erzielung einer hinreichend guten Schrift sitzen im allgemeinen Schmelz- oder Erweichungserforderliche Farbtiefe verleiht. In den meisten Fällen punkte zwischen 70 und 175°C, Molekulargewichte erzielt man gute Ergebnisse, wenn die Menge des zwischen 500 und 4000 sowie Säurezahlen zwischen Sulfonsäurefarbstoffes vor der Umsetzung etwa 15 bis 0 und 200. Außerdem sind-sie in den erfindungsgemäß 25%, bezogen auf das Gewicht der gesamten Masse, 55 verwendeten Lösungsmittelgemischen löslich,
ausmacht. Die erfindungsgemäß verwendeten Lösungsmittel-

Im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung gemische enthalten als niedrigsiedendes Lösungsmittel,

kann jeder Sulfonsäurefarbstoff oder jedes Salz eines das die Viskosität der Kugelschreibertine herabsetzt

Sulfonsäurefarbstoffes verwendet werden. Sulfonsäure- und ein schnelles Trocknen der Kugelschreibertinte

farbstoffe und ihre Salze sind dem Fachmann bekannt. 60 auf dem Papier bewirkt, den Monomethyläther von

Beispielsweise können sulfonierte Anthrachinonfarb- Diäthylenglykol. Als hochsiedendes Lösungsmittel,

stoffe, z. B. handelsübliches Antraquinone Blue 3 G das selbst unter Umgebungsbedingungen in der

(Color Index Acid Blue 145) und Calcocide Alizarine Kugelschreibertinte verbleibt und ihr Austrocknen

Blue SAPG (Color Index Acid Blue 45) verwendet verhindert, enthalten die erfindungsgemäß verwen-

werden. Weiter können sulfonierte Diazo-Farbstoffe, 65 deten Lösungsmittelgemische Butylenglykol und Octy-

wie beispielsweise Pontamine Sky Blue 6 BX (Color lenglykol.

Index Direct Blue 1) und Luxol Fast Blue ARN Das folgende Beispiel soll das Verfahren gemäß der

(Color Index Solvent Blue 37), verwendet werden, Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel Aus folgenden Bestandteilen

Gewichtsteile

1. handelsübliches Styrol-AIlylalkohol-Mischpolymeres, Molekulargewicht: etwa 1150; mittleres Äquivalentgewicht: 222 .;

2. Lösungsmittelgemisch

(a) Diäthylenglykolmonoäther

(b) Butylenglykol

(c) Octylenglykol

3. Ölsäure

4. mit Di-o-toluyl-guanidin umgesetzter sulfonierter Phthalocyanin-Farbstoff

5. Salz des basischen Farbstoffs

Victoria Pure BJue BO - HCl (Color Index 42595)

(10)

6. Basischer Farbstoff 5

(a) Victoria Blue B Base (Color Index
44045B) (3)

(b) Methyl Violet Base (Color Index

a 42535B) (2)

wurde eine Kugelschreibertinte hergestellt, indem zunächst das Mischpolymere in dem Lösungsmittelgemisch gelöst und die erhaltene Lösung nach Zugabe

xo der Säure und sämtlicher Farbstoffe etwa 1 bis 2 Stunden lang unter Rühren auf eine Temperatur von 90 bis 10O⁰C erwärmt wurde; hierbei bildete sich in situ das gewünschte Farbstoffsalz.

Die auf diese Weise hergestellte Kugelschreibertinte enthielt keine festen Teilchen; auch bei längerer Lagerung der Kugelschreibertinte unter Umgebungsbedingungen fielen keine Teilchen aus. Die erhaltene Kugelschreibertinte besaß eine Viskosität von 18 000 bis 18 000 cps; einen pH-Wert von 6 bis 6,5 und eine

ao Oberflächenspannung von 34 bis 35 dyn/cm.

Claims (1)

1. ι 2

   Im allgemeinen muß die Viskosität einer solchen Tinte zwischen 8000 und 25 00Ocps betragen und beläuft

   Patentanspruch: _{skh vorzugsweise} auf 12 000 bis 20 000cps. Man

   erzielt diese Viskosität in einer Anzahl von Tinten

   Verfahren zur Zubereitung einer wasserfesten 5 durch die Verwendung von teuren viskositätssteigern-Kugelschreibeitinte, bei welchem man ein wasser- den Farbstoffen, wodurch jedoch die Kosten der Tinte unlösliches Harz, das Reaktionsprodukt eines fast unvertretbar hoch werden. Aus der deutschen basischen Farbstoffs mit einem SuIfonsäurefarbstoff Auslegeschrift 1043 550 sind Kugelschreibermassen und ein Lösungsmittel für das Harz und das mit Viskositäten zwischen 5000 und llOOOcps oe-Reaktionsprodukt miteinander vereinigt, d a- io kannt, bei weichen Pigmentteilchen m emem (zur durch gekennzeichnet, daß man ein Viskositätserhöhung) klebrige Substanzen gelost entwasserunlösliches Mischpolymeres aus Styrol und haltenden Träger kolloidal dispergiert sind. Nachteilig Allylalkohol in einem Diäthylenglykolmonoäthyl- <in den bekannten Kugelschreibermassen ist msheäther, Butylenglykol und Octylenglykol enthalten- sondere, daß sie sich infolge der aus Naturprodukten den Lösungsmittelgemisch löst; daß man die 15 bestehenden klebrigen Substanzen, niemals über längeerhaltene Lösung mit einem Sulfonsäurefarbstoff re Zeit hinweg in gleichbleibender Qualität herstellen und einem basischen Farbstoff und/oder einem lassen. Außerdem lassen die Trocknungszeiten der Mineral- oder Carbonsäuresalz eines basischen bekannten Kugelschreibermassen noch erheblich -ti Farbstoffs versetzt und daß man schließlich das , wünschen übrig. Als geeignete Farbstoffe für Kugel erhaltene Gemisch unter Rühren erwärmt, bis der ao schreiberpasten, -massen oder -tinten sind auch bereu, Sulfonsäurefarbstoff und der basische Farbstoff aus sauren Sulfonsäuregruppen enthaltenden Vp- und/oder das Mineral- oder Carbonsäuresalz eines Setzungsprodukten von basischen Farbstoffen r? basischen Farbstoffes in Lösung gehen. stehende Farbstoffe bekannt (vgl. beispielswe c

   deutsche Auslegeschrift 1 195 887).
   as Es wurde nun überraschenderweise gefunden, ck Π sich bei Verwendung von Gemischen aus Lösuntmitteln mit unterschiedlichen Siedepunkten in Kombination mit ganz bestimmten Mischpolymeren sow;.·