DE4200459A1

DE4200459A1 - Alkoholische signiertinte

Info

Publication number: DE4200459A1
Application number: DE4200459A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Osada; Yoko Aoki
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 1991-01-11
Filing date: 1992-01-10
Publication date: 1992-07-16
Anticipated expiration: 2012-01-11
Also published as: JPH04239071A; ITRM920009A0; CA2057567C; FR2671557B1; FR2671557A1; AU8997291A; CA2057567A1; KR960005433B1; JP2991785B2; GB2252561B; GB2252561A; DE4200459C2; ITRM920009A1; KR920014900A; US5182324A; GB9200364D0; IT1254120B; AU651408B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Tintenzusammensetzung für Si gnierstifte auf Alkoholbasis.

Signierstifte auf Ölbasis, die häufig als Markierungsstifte oder Filzstifte bezeichnet werden, enthalten Xylole, Ethylen glykolethylether (Cellosolve) oder Ketone als Hauptlösungs mittel für die Tinte. Diese Lösungsmittel bringen Schwierig keiten mit sich, wie einen unerwünschten Geruch und toxische Eigenschaften für den Menschen. Es besteht die Wahrschein lichkeit, daß hinsichtlich Verfahren, die sich derartiger Lö sungsmittel bedienen, und hinsichtlich der Bereiche, in denen derartige Lösungsmittel verwendet werden können, in Zukunft Beschränkungen eingeführt werden.

Derartige Lösungsmittel bewirken aufgrund ihrer Lösungseigen schaften eine Auflösung der Oberfläche des Materials, auf dem der Schreibvorgang mit der Signiertinte durchgeführt wird. Daher kann die Gewährleistung der für einen Signierstift er forderlichen Schreibeigenschaften beim Schreiben auf in breitem Umfang verwendeten Materialien Schwierigkeiten berei ten.

JP-A-1 28 404/1978 beschreibt eine Tintenzusammensetzung, bei der ein fluorhaltiges oberflächenaktives Mittel zu einer Tin tenzusammensetzung auf Ölbasis gegeben wird, um die Schreiberzeugnisse wasserfest und ölfest zu machen. Jedoch handelt es sich hierbei um eine Tintenzusammensetzung auf Öl basis, die Probleme für den Menschen mit sich bringt, z. B. im Hinblick auf Geruch, Toxizität und dergl.

Es gibt bisher keine Tintenzusammensetzungen, die ein vorwie gend aus einem Alkohol zusammengesetzes Lösungsmittel enthal ten und auf die die vorerwähnte Technik angewandt wird.

Um die vorerwähnten Nachteile zu überwinden, wurden Tintenzu sammensetzungen mit einem Gehalt an Ethanol als Ersatz für Öl untersucht; jedoch sind die zur Herbeiführung der Fixierbar keit zugesetzten Harze in Ethanol löslich und besitzen auf grund der Molekülstruktur der Harze eine gewisse Affinität sowohl gegenüber Wasser als auch gegenüber Öl und Fett, so daß sich eine schlechte Wasserfestigkeit und Ölfestigkeit der Tintenzusammensetzung ergibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine alkoholische Signiertinte bereitzustellen, die sich zum Schreiben auf der Oberfläche von verschiedenen Materialien eignet. Diese Tintenzusammen setzung soll eine hervorragende Fixierbarkeit der Schreiber zeugnisse auf nicht-absorbierenden Oberflächen gewährleisten. Außerdem soll die Tintenzusammensetzung trotz der Verwendung eines alkoholischen Lösungsmittels eine hervorragende Wasser festigkeit und Ölfestigkeit ergeben. Die Tintenzusammenset zung soll im wesentlichen geruchsfrei sein und im Vergleich zu herkömmlichen Tintenzusammensetzungen eine geringere Toxizität aufweisen.

Gegenstand der Erfindung ist eine alkoholische Signiertinte, die ein farbgebendes Mittel, ein vorwiegend aus Ethanol bestehendes Lösungsmittel, ein Kondensationsprodukt aus Harnstoff und aliphatischen Aldehyden als Harzadditiv und ein kationisches oberflächenaktives Mittel enthält.

Die erfindungsgemäß verwendeten farbgebenden Mittel werden in einem Lösungsmittel, das vorwiegend aus Ethanol zusammenge setzt ist, gelöst oder dispergiert. Bei den farbgebenden Mit teln kann es sich um Farbstoffe und Pigmente handeln, die üb licherweise für Schreibgeräte und Tinten (Druckfarben) für Beschichtungen verwendet werden.

Beispiele für geeignete Farbstoffe sind basische Farbstoffe, Säurefarbstoffe, Direktfarbstoffe und dergl.

Als Pigmente können anorganische und organische Pigmente ver wendet werden. Beispiele für geeignete anorganische Pigmente sind Titanoxid, schwarzes Eisenoxid, rotes Eisenoxid und dergl. Beispiele für geeignete organische Pigmente sind Pig mente vom Azotyp, Pigmente vom Phthalocyanintyp, Pigmente vom Anthrachinontyp, Pigmente vom Indigotyp und dergl.

Als Farbstoffe können solubilisierte Farbstoffe und in Mi krokapseln eingeschlossene Farbstoffe verwendet werden. Als Pigmente können gemahlene Produkte mit einem Gehalt an einem Pigment, dessen Oberfläche mit einem Harz oder einem oberflä chenaktiven Mittel modifiziert ist, verwendet werden.

Die Menge der zuzusetzenden farbgebenden Mittel ist nicht be sonders kritisch. Diese Menge kann in Abhängigkeit von den Löslichkeits- oder Dispersionseigenschaften des farbgebenden Mittels, des gewünschten Farbtons und der Farbdichte gewählt werden. Die Menge kann innerhalb eines breiten Bereichs vari ieren und beträgt üblicherweise 0,1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Tintenzusammensetzung.

Das erfindungsgemäß verwendete Lösungsmittel besteht haupt sächlich aus Ethanol, das weniger toxisch ist und rasch trocknet. Die Gesamtmenge des Lösungsmittels beträgt vorzugs weise 40 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Tintenzusam mensetzung. Die Menge des Ethanols beträgt vorzugsweise 80 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge des Lösungsmit tels. Weitere Lösungsmittel können im Ethanol als Hilfslo sungsmittel für verschiedene Zwecke zugesetzt werden. Als Hilfslösungsmittel für Farbstoffe, als Mittel zur Verhinde rung einer Aufhellung oder als Dispersionshilfslösungmittel können lsopropylalkohol, Benzylalkohol und dergl. verwendet werden. Als Mittel zur Verhinderung der Austrocknung der Stifte können Ethylenglykol, Propylenglykol und dergl. ver wendet werden.

Die Gesamtmenge der von Ethanol abweichenden Lösungsmittel beträgt vorzugsweise 20 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmenge des Lösungsmittels.

Das Kondensationsprodukt aus Harnstoff und aliphatischen Al dehyden wird erfindungsgemäß zur Verbesserung der Fixierbar keit von geschriebenen Darstellungen, wie Linien und dergl., verwendet.

Beispiele für geeignete Kondensationsprodukte aus Harnstoff und aliphatischen Aldehyden sind Laropal A81 (Handels bezeichnung der Fa. BASF) und Laropal A101 (Handels bezeichnung der Fa. BASF).

Das Molekulargewicht und die Menge des zuzusetzenden Konden sationsproduktes sind nicht besonders kritisch, sofern sich das Molekulargewicht und die Menge im Hinblick auf das erfor derliche Fixierungsvermögen und die Tintenviskosität eignen. Die zuzusetzende Menge beträgt vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Tintenzusammensetzung. Gegebenenfalls können weitere Harze, Weichmacher und dergl. dem Kondensa tionsprodukt aus Harnstoff und aliphatischen Aldehyden zuge setzt werden.

Als kationische oberflächenaktive Mittel werden vorzugsweise quaternäre Perfluoralkylammoniumsalze verwendet. Das kationi sche oberflächenaktive Mittel kann zur Verbesserung der Was ser- und Ölfestigkeit der Tintenzusammensetzung beitragen, wenn es mit dem vorerwähnten Kondensationsprodukt aus Harn stoff und aliphatischen Aldehyden verwendet wird.

Beispiele für geeignete kationische oberflächenaktive Mittel sind Alkylaminacetat, Alkyldimethylaminoxid, Alkylpicolin chlorid, Alkylbetain, Alkyldimethylbenzylammoniumsalz, Stea ryltrimethylammoniumsalz und quaternäres Perfluoralkylammoni umsalz.

Die Menge des zuzusetzenden kationischen oberflächenaktiven Mittels beträgt üblicherweise 0,01-3,0 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Tintenzusammensetzung. Liegt diese Menge unter 0,01 Gew.-%, so ergibt sich eine verminderte Wirkung. Beträgt die Menge mehr als 3,0 Gew.-%, so werden gelegentlich die gezogene Linien abgestoßen.

Die Wechselwirkung zwischen dem Kondensationsprodukt aus Harnstoff und aliphatischen Aldehyden mit dem kationischen oberflächenaktiven Mittel ist von besonderer Wichtigkeit.

Die erfindungsgemäße Signiertinte auf alkoholischer Basis kann auf Oberflächen aus unterschiedlichen Materialien aufge bracht werden, z. B. auf Papier, Harze, Metalle und dergl. Insbesondere kann sie auf nicht-absorbierende Oberflächen von derartigen Materialien aufgebracht werden. Werden Linien auf einer absorbierenden Schreibfläche, wie Papier, mit einem Si gnierstift auf Ölbasis gezogen, so bereiten die sich ergeben den Linien keine Schwierigkeiten, während auf nicht absorbierenden Oberflächen sich hinsichtlich der Fixierbarkeit von gezogenen Linien in Abhängigkeit von den Oberflächeneigenschaften des Materials Unterschiede ergeben. Aus diesem Grund ist derzeit die Verwendung von Signiertinten auf Ölbasis noch nicht weit verbreitet.

Die vorerwähnten Schwierigkeiten lassen sich in gewissem Um fang beseitigen, indem man das Lösungsmittelsystem durch Ethanol ersetzt. Wird jedoch Ethanol, das Eigenschaften auf weist, die zwischen den Eigenschaften von Wasser und Öl lie gen, als Lösungsmittel verwendet, so zeigt das in Ethanol ge löste Harz ein amphoteres Verhalten, so daß sowohl die Wasserfestigkeit als auch die Ölfestigkeit unvollkommen sind.

Ist jedoch das erfindungsgemäße Kondensationsprodukt aus Harnstoff und aliphatischen Aldehyden in der Tintenzusammen setzung enthalten, so weist die Zusammensetzung eine gute Fi xierbarkeit auf einer polaren Oberfläche, z. B. auf der Ober fläche einer Metallplatte, sowie auch auf einer nicht-polaren Oberfläche, z. B. auf der Oberfläche einer Platte aus Polypro pylen (PP), auf. Ferner besitzt sie sowohl eine gute Wasser festigkeit als auch eine gute Ölfestigkeit.

Der Grund für diese guten Ergebnisse ist nicht klar, scheint jedoch auf eine Wechselwirkung zwischen dem Harzmolekül und dem kationischen oberflächenaktiven Mittel zurückzuführen zu sein. Jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht auf einen speziellen Mechanismus beschränkt sein.

Da in der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung Ethanol als weniger toxisches und weniges reizendes Lösungsmittel verwen det wird, weist die erfindungsgemäße Tintenzusammensetzung im wesentlichen keinen nachteiligen Einfluß auf die Schreibober fläche eines Materials, z. B. auf Harze, auf und ist für den Menschen im wesentlichen unbedenklich.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.

Sofern nichts anderes angegeben ist, beziehen sich sämtliche Teilangaben auf das Gewicht.

Nachstehend werden sowohl Ausführungsbeispiele der vorliegen den Erfindung als auch Vergleichsbeispiele aufgeführt.

Beispiel 1

Ruß
8,0 Teile
Polyvinylbutyral (S lex B, BM-1, Produkt der Fa. Sekisui Kagaku K. K.)	6,0 Teile
Kondensationsprodukt aus Harnstoff und aliphatischen Aldehyden (Laropal A101, Produkt der Fa. BASF)	13,0 Teile
quaternäres Perfluoralkylammoniumjodid	0,2 Teile
Ethanol	58,2 Teile
Isopropylalkohol	14,6 Teile

Vergleichsbeispiel 1

(Es wird kein quaternäres Perfluoralkylammoniumsalz zugesetzt).

Ruß
8,0 Teile
Polyvinylbutyral (S lex B, BM-1, Produkt der Fa. Sekisui Kagaku K. K.)	6,0 Teile
Kondensationsprodukt aus Harnstoff und aliphatischen Aldehyden (Laropal A101, Produkt der Fa. BASF)	13,0 Teile
Ethanol	58,4 Teile
Isopropylalkohol	14,6 Teile

Vergleichsbeispiel 2

(Es wird keinerlei harzförmiges Kondensationsprodukt aus Harnstoff und aliphatischen Aldehyden zugesetzt).

Ruß
8,0 Teile
Polyvinylbutyral	6,0 Teile
kolophoniummodifiziertes Maleinsäureharz	13,0 Teile
quaternäres Perfluoralkylammoniumjodid	0,2 Teile
Ethanol	58,2 Teile
Iospropylalkohol	14,6 Teile

Beispiel 2

Oil Blue # 613 (Handelsbezeichnung der Fa. Orient Kogaku Kogyo K. K.)
6,0 Teile
Kondensationsprodukt aus Harnstoff und aliphatischen Aldehyden (Laropal A81, Handelsbezeichnung der Fa. BASF)	10,0 Teile
Quaternäres Perfluoralkylammoniumjodid	0,3 Teile
Ethanol	80,7 Teile
Benzylalkohol	3,0 Teile

Vergleichsbeispiel 3

(Herkömmlicher Ansatz; Harz und Lösungsmittel unterscheiden sich von den erfindungsgemäßen Produkten, und ein oberflächenaktives Mittel wurde nicht zugesetzt).

Oil Blue # 613 (Handelsprodukt der Fa. Orient Kogaku Kogyo K. K.)
6,0 Teile
Ketonharz	15,0 Teile
Xylol	66,0 Teile
Ethylenglykolethylether (Ethylcellosolve)	13,0 Teile

Die gemäß den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Zusammensetzungen wurden im Hinblick auf verschiedene Eigenschaften einer Bewertung unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.

Tabelle I

Die Bewertung wurde unter Herstellung eines die jeweilige Tinte enthaltenden Signierstifts durchgeführt, wobei auf den jeweiligen Platten Linien gezogen wurden, diese gezogenen Linien verrieben wurden, und dann die der Reibebehandlung unterzogenen Linien einer visuellen Bewertung unterzogen wurden.

Fixierbarkeit:
Nach dem Schreibvorgang wurden die gezogenen Linien 1 Stunde getrocknet und sodann bewertet.

Wasserfestigkeit:
Nach dem Schreibvorgang wurden die gezogenen Linien 1 Stunde getrocknet und sodann 3 Tage im Wasser stehen gelassen und bewertet.

Ölfestigkeit:
Ein Maschinenöl wurde auf die Oberfläche einer Platte aufgetragen. Sodann wurde auf der mit dem Maschinenöl beschichteten Oberfläche ein Schreibvorgang durchgeführt. Das Schreibergebnis wurde einer Bewertung unterzogen.

Claims

1. Signiertinte auf Alkoholbasis, enthaltend ein farbge bendes Mittel, ein vorwiegend aus Ethanol bestehendes Lö sungsmittel, ein Kondensationsprodukt aus Harnstoff und ali phatischen Aldehyden als zuzusetzendes Harz und ein kationi sches oberflächenaktives Mittel.

2. Tinte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das farbgebende Mittel in einer Menge von 0,1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, enthalten ist.

3. Tinte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel mindestens 80 Gew.-% Ethanol enthält.

4. Tinte nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensationsprodukt aus Harnstoff und aliphatischen Aldehyden in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, enthalten ist.

5. Tinte nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das kationische oberflächenaktives Mittel in einer Menge von 0,01 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, enthalten ist.

6. Tinte nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmenge des Lösungsmittels 40 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte, ausmacht.