DE4107281A1 - Tintenzusammensetzung und deren verwendung zur herstellung von layout-markern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tintenzusammensetzung aus niedrig siedendem, organischem Lösungsmittel und höher siedendem, orga­ nischen Lösungsmittel zusammen mit einem alkohollöslichen Farb­ stoff oder einer Pigmentdispersion. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der Tintenzusammensetzung sowie ihre Verwendung zur Herstellung von Markierungsstiften und Filzschreibern, die zur Anwendung bei saugfähigen Schreib­ und Zeichnungsträgern, vor allem Papier geeignet sind. Insbe­ sondere bezieht sich die erfindungsgemäße Verwendung auf soge­ nannte Layout-Marker, welche es ermöglichen, auf einen Zeich­ nungsträger flächig unterschiedliche Farben aufzutragen.

Die zur Zeit auf dem Markt befindlichen Layout-Marker enthalten eine Tintenzusammensetzung auf Toluol- oder insbesondere Xylol- Basis mit einem öllöslichen bzw. in organischen Lösungsmitteln löslichen Farbstoff. Anwendungstechnisch sind derartige Marker durchaus brauchbar, da sie in verschiedenen Farbtönen zur Ver­ fügung stehen und auch größere Flächen behandelt werden können, ohne daß es zu einem Wellen des Zeichnungsträgers kommt. Xylol und auch Toluol weisen jedoch schwerwiegende gesundheitliche Nachteile auf: Die Lösungsmitteldämpfe haben einen penetranten Geruch, erregen häufig Übelkeit oder Schwindelgefühle und führen zu einer starken Reizung der Schleimhäute, insbesondere im Na­ sen-, Mund- und Rachenraum sowie in den Augen. Ferner reagieren viele Menschen auf diese Lösungsmittel allergisch. Beim Einatmen von Xyloldämpfen über einen längeren Zeitraum, insbesondere bei einer professionellen Anwendung derartiger Marker, könnte es sogar zu pathologischen Veränderungen des Knochenmarks kommen.

In der DE-AS 23 35 955 wird zur Überwindung dieses Problems eine Tintenzusamnensetzung für einen Markierungsstift vorgeschlagen, welche in einem alicyclischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel bestimmte modifizierte Farbstoffe sowie harzartige Bindemittel enthält. Derartige Tintenzusammensetzungen können jedoch anwen­ dungstechnisch nicht voll befriedigen, da die damit gefüllten Marker bei höherer Flüchtigkeit des Lösungsmittels rasch ein­ trocknen. Bei Verwendung höher siedender Lösungsmittel dauert der Trocknungsvorgang auf dem Zeichnungsträger zu lange. Es kommt ferner hinzu, daß die Herstellung kompliziert ist, weil handelsübliche Farbstoffe nicht als solche eingesetzt werden können, sondern zuvor chemisch modifiziert werden müssen.

Aus der DE-PS 29 24 861 ist eine Strahldrucktinte bekannt, wel­ che einen Farbstoff oder eine Pigmentdispersion in einer Träger­ flüssigkeit enthält, welche aus einem ein- oder mehrwertigen Alkohol oder einem Alkanolamin, einem stickstoffhaltigen 5glie­ drigen Ringketon oder einem niederen Mono- oder Dialkylether eines Alkylenglykols, gegebenenfalls Wasser sowie einem alipha­ tischen Kohlensäureester besteht. Bei dem Farbstoff kann es sich um einen wasserlöslichen oder wasserunlöslichen Farbstoff han­ deln oder es können auch Pigmentpräparationen verwendet werden, welche in der Trägerflüssigkeit dispergiert sind. Zur Verwendung in einem Markierungsstift oder Filzschreiber sind derartige Strahldrucktinten überwiegend ungeeignet.

Da mit Layout-Markern häufig größere Flächen eingefärbt werden, spielt ein eventuelles Wellen des Zeichnungsträgers eine große Rolle. Untersuchungen haben gezeigt, daß selbst kleinste Wasser­ mengen in der Tintenzusammensetzung bei großflächigen Einfärbun­ gen zur Bildung von Wellen des Zeichnungsträgers führen können. Dies ist eher bei einfachem, saugfähigem Fotokopier-Papier als bei Spezialpapieren der Fall. Der Vorteil von xylolfreien Mar­ kern, Toner-Linien auf Fotokopien nicht aufzulösen, wird von den meisten Anwendern erkannt und in die Arbeitsweise einbezogen.

Ferner sind Tintenzusammensetzungen für Layout-Marker bekannt, die ausschließlich oder überwiegend Alkylalkohole mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen als Lösungsmittel enthalten. Diese Tintenzu­ sammensetzungen neigen wegen des hohen Dampfdrucks der Alkohole zu schnellem Eintrocknen. Zur Minimierung des Eintrocknens wer­ den häufig Glykole zugesetzt. Nachteilig ist jedoch auch hier, daß die Zeichnungsträger Wellen bilden, auf wenig saugfähigen Zeichnungsträgern (Papier oder Karton) eine lange Trocknungszeit erforderlich ist. Außerdem zerfließen die angelegten Flächen und Linien, wodurch die Konturenschärfe beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, Tintenzu­ sammensetzungen der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei denen die genannten nachteiligen Effekte nicht auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Tin­ tenzusammensetzung aus höher siedendem, organischem Lösungsmit­ tel zusammen mit einem alkohollöslichen Farbstoff oder einer Pigmentdispersion zur Verfügung gestellt wird, die dadurch ge­ kennzeichnet ist, daß sie wasserfrei ist, 10 bis 95 Gew.-% Alky­ lalkohol mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen als niedrig siedendes Lö­ sungsmittel und Harz enthält.

Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 10. Erfindungsgemäß wird die Tintenzusammensetzung zur Her­ stellung von Markierungsstiften oder Filzschreibern verwendet.

Als niedrig siedende organische Lösungsmittel werden Alkylalko­ hole mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen oder Mischungen davon verwen­ det. Als geeignet haben sich beispielsweise Ethanol und Isopro­ panol erwiesen. Diese haben bei Raumtemperatur einen Dampfdruck, der ausreicht, die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung schnell trocknen zu lassen. Die Tintenzusammensetzungen enthal­ ten in der Regel 10 bis 95 Gew.-% Alkylalkohol mit 2 bis 5 Koh­ lenstoffatomen, vorzugsweise 50 bis 80 Gew.-%.

Als höher siedende, organische Lösungsmittel kommen Alkylencar­ bonate oder andere Kohlensäureester mit einem Siedepunkt von mindestens 200°C bei Normaldruck und einem Dampfdruck von weni­ ger als 5000 PA (0,05 mbar) bei 20°C in Betracht. Bevorzugt werden hierfür cyclische Alkylencarbonate, insbesondere Ethylen- und/oder Propylencarbonat (1,3-Dioxolan-2-on bzw. 4-Methyl-1,3- dioxolan-2-on). Auch können mehrere dieser Verbindungen zusammen verwendet werden. Dieses erfindungsgemäße höher siedende organi­ sche Lösungsmittel unterscheidet sich insofern von den bisher verwendeten Glykolen und mehrwertigen Alkoholen darin, daß letz­ tere in den Zeichnungsträger kaum einziehen, so daß die Färbung oder Beschriftung nicht wischfest wird, während die Alkylencar­ bonate rasch in den Zeichnungsträger eindringen, was eine schnelle Trocknung ermöglicht. Ein weiterer Vorteil der Alkylen­ carbonate gegenüber den Glykolen besteht darin, daß sie nicht hygroskopisch sind. Dies trägt ebenfalls dazu bei, daß die mit den erfindungsgemäßen Markern hergestellten farbigen Flächen oder Beschriftungen schneller trocknen (wischfest werden) und eine Wellenbildung verhindert wird.

Da die Alkylencarbonate sofort in den Untergrund wegschlagen, ist insgesamt gesehen trotz des hohen Siedepunktes eine kurze Trockenzeit gegeben und das Papier bleibt plan und wellt sich nicht.

Weil die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung kein Wasser ent­ hält, müssen die verwendeten Farbstoffe bzw. Pigmentdispersionen in der verwendeten organischen Lösungsmittelkombination löslich sein. Aus diesem Grunde werden erfindungsgemäß alkohollösliche Farbstoffe oder Pigmentdispersionen verwendet. Als Farbstoffe kommen alle in Alkylalkoholen mit 2 bis 5 Kohlenstoffen lösli­ chen Farbstoffe oder Mischungen davon in Betracht. Hierzu zählen insbesondere Solvent-Farbstoffe, z. B. Solvent Y 79, S.Y. 83, S.Y. 62, S.Y. 162, S.Y. 82, S.O. 41, S.O. 54, S.R. 91, S.R. 122, S.R. 124, S.R. 160, S.R. 127, S.B. 44, S.B. 45, S.B. 70, S.B1. 45, S.B1. 47, S.B1. 5 und andere mehr. Geeignet sind auch kationische Farbstoffe mit guter Alkohollöslichkeit, die vor­ zugsweise außerordentliche Brillanz ergeben. Hierzu gehören beispielsweise Basic Yellow 37, B.Y. 2, B.O. 59, B.R. 1, B.V. 1, B.V. 3, B.V. 10, B.B. 55, B.B. 7, B.B. 26, B.B. 81 und B.B. 1.

Einsetzbar sind ferner auch Pigmentdispersionen, die mit in Alkohol löslichen Polymeren hergestellt werden können. Geeignet sind beispielsweise Pigmentpräparationen auf Polyvinylbutyralba­ sis (Renol® P, Renol HG von Hoechst) oder auf Nitrocelluloseba­ sis (Enceprint® von BASF).

Die erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzungen enthalten in der Regel 1 bis 20 Gew.-% Farbstoff oder Pigmentdispersion, insbe­ sondere 1 bis 10 Gew.-%.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung wird das Eintrocknen der Markierungsstifte oder Filzschreiber verhin­ dert. Da bei alleiniger Verwendung von niedrig siedendem und höher siedendem Lösungsmittel in Verbindung mit einem Farbstoff noch kein zufriedenstellender, konturenscharfer Farbauftrag erhalten werden kann und ferner das Fließverhalten sowie die Farbentwicklung noch zu wünschen übrig lassen, ist erfindungs­ gemäß die Mitverwendung eines Harzes erforderlich, wodurch diese Eigenschaften gesteuert werden können.

Als Harzkomponente kommen eine große Anzahl modifizierter Kolo­ phoniumharze, sowie Phenolharze, Polyvinylacetate, Polyvinylace­ tale und andere alkohollösliche Polymere sowie Mischungen davon in Betracht. Die Menge an zugesetztem Harz beträgt etwa 1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise etwa 1 bis 20 und besonders bevorzugt etwa 3 bis 18 Gew.-%.

Die Tintenzusammensetzung kann ferner übliche Zusätze enthalten. Hierzu gehören insbesondere übliche Netzmittel, vorzugsweise nicht-ionische oder anionische Netzmittel, zum Beispiel Nonyl­ phenylpolyglykolether, Alkylpolyglykolether, Fettsäurepolygly­ kolether oder Fettalkoholethoxylate. Geeignete Konservierungs­ mittel sind beispielsweise o-Phenylphenol, 6-Acetoxy-2,4-dime­ thyl-1,3-dioxan und andere.

Durch Auswahl und Variation der Anteile an Alkylencarbonaten, Alkylalkoholen, Harzen und Farbstoffen läßt sich ein breites Eigenschaftsspektrum (Konturschärfe, Homogenität der Fläche gleich Farbbrillanz, Fließverhalten, Trocknungsverhalten) ein­ stellen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sollen die nachfolgenden Beispiele dienen.

Es wurden folgende Tintenzusammensetzungen hergestellt (Angaben in Gewichtsteilen):

Beispiel 1
Ethanol
69,3
Ethylencarbonat	12
Propylencarbonat	4
Alresat KM 140 (modifiziertes Kolophonium)	12
Savinyl Rosa 6 BLS (Solvent Red 127)	2,5
Troysol LAC (Netzmittel)	0,2
	100,0

Beispiel 2
Ethanol
82,5
Ethylencarbonat	7,2
Propylencarbonat	2,3
Harz B 106 (modifiziertes Kolophonium)	5
Neopen Rot 336 (Solvent Red 122)	3
	100,0

Beispiel 3
Ethanol
50,2
Ethylencarbonat	22
Propylencarbonat	6,8
Krummhaar K 111 (Phenolharz)	18
Savinyl Blau GLS (Solvent Blue 44)	3
	100,0

Ein Marker mit einer dieser Tintenzusammensetzungen trocknet nach längerem Liegenlassen in geöffnetem Zustand nicht ein. Bei Anwendung auf Papier liefert er konturenscharfe Linien und er­ möglicht ein streifenfreies Zeichnen, so daß auch größere Flä­ chen gleichnäßig eingefärbt werden können. Ein Wellen des Pa­ piers tritt dabei nicht auf. Auch größere Flächen trocknen rasch ab, so daß ohne längeres Warten weiter- und übergezeichnet wer­ den kann.

Claims (12)

1. Tintenzusanmensetzung aus niedrig siedendem, organischem Lösungsmittel und höher siedendem, organischem Lösungsmittel zusammen mit einem alkohollöslichen Farbstoff oder einer Pigmentdispersion, dadurch gekennzeichnet, daß sie wasser­ frei ist, 10 bis 95 Gew.-% Alkylalkohol mit 2 bis 5 Kohlen­ stoffatomen als niedrig siedendes Lösungsmittel und Harz enthält.

2. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sie 50 bis 80 Gew.-% des niedrig siedenden Lösungs­ mittels enthält.

3. Tintenzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie als niedrig siedendes Lösungsmittel Ethanol und/oder Isopropanol enthält.

4. Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als höher siedendes, organi­ sches Lösungsmittel Alkylencarbonate mit einem Siedepunkt von mindestens 200°C bei Normaldruck und einem Dampfdruck von weniger als 5000 Pa (0,05 mbar) bei 20°C enthält.

5. Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als organisches, höher sie­ dendes Lösungsmittel 1,3-Dioxolan-2-on (Ethylencarbonat) und/oder 4-Methyl-1,3-dioxolan-2-on (Propylencarbonat) ent­ hält.

6. Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Farbstoff 1 bis 20 Gew.-% alkohollöslichen Farbstoff enthält.

7. Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Farbstoff 1 bis 20 Gew.-% alkohollöslichen, kationischen Farbstoff enthält.

8. Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Pigmentdispersion 1 bis 20 Gew.-% einer mit alkohollöslichen Polymeren hergestellten Pigmentdispersion enthält.

9. Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Harz 1 bis 30 Gew.-% modifizierte Kolophoniumharz, Phenolharz, Polyvinylacetat, Polyvinylacetal und/oder andere alkohollösliche Polymere enthält.

10. Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner Konservierungsmittel und/oder Netzmittel enthält.

11. Verfahren zur Herstellung von Tintenzusammensetzungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man ein niedrig siedendes, organisches Lösungsmittel und ein höher siedendes, organisches Lösungsmittel zusammen mit einem alkohollöslichen Farbstoff oder einer Pigmentdisper­ sion und einem Harz mischt, so daß eine wasserfreie Tinten­ zusammensetzung erhalten wird, die 10 bis 95 Gew.-% Alkylal­ kohol mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen als niedrig siedendes Lösungsmittel enthält.

12. Verwendung der Tintenzusammensetzung gemäß einem der Ansprü­ che 1 bis 10 zur Herstellung von Markierungsstiften und Filzschreibern.