DK150686B - Skrivevaesker til registreringsmateriale omfattende et opakt lag, der indeholder organisk pigment - Google Patents

Description

150686 o

Den foreliggende opfindelse angår skrivevæsker til skrivning af information på et registreringsmateriale bestående af et underlag beklædt med et opakt lag, der indeholder et organisk pigment og et filmdannende bindemiddel, 5 der muliggør vedhæftning af det opake lag til underlaget.

Det er kendt fra USA-patentskrift nr. 3.014.301 at, skrive på et lag på basis af et organisk pigment med et opløsningsmiddel for dette pigment.

Virkningen af opløsningsmidlet gør det nævnte lag 10 transparent lokalt, hvorved lagets underlag kommer til syne .

Hvis dette underlag er opakt og med en kontrasterende farve i forhold til laget, kan man på denne måde registrere information enten manuelt eller ved hjælp af et asuto-15 matisk registreringsapparat. Hvis underlaget er transparent, kan man på denne måde registrere information, der kan projiceres på en skærm, f.eks. ved retroprojektion.

Denne type registreringsmateriale har indtil nu haft begrænset udbredelse på grund af, at skrivningen gennemfø-20 res med opløsningsmidler.

Det er nemlig kendt, at visse af disse produkter ikke er uden risiko, både hvad angår giftighed og brændbarhed. Desuden har disse opløsningsmidler en ubehagelig lugt.

Som følge heraf kan deres anvendelse til skrivespid-25 ser vise sig at være farlig eller forbudt ved lov.

Den ovenfor beskrevne metode har indtil nu haft en begrænset udbredelse inden for offentlige områder, skoler osv. som følge af de ovennævnte ulemper.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at 30 tilvejebringe skrivevæsker, som gør opake materialer transparente og samtidig har følgende egenskaber: - lav toksicitet og brændbarhed, - evne til dannelse af et passende transparent spor, som er egnet til projektion.

35 Dette formål opfyldes ifølge opfindelsen med skrive- o 150686 2 væsker af den i indledningen nævnte art, hvilke skrivevæsker er ejendommelige ved, at de indeholder 10-80 vægt-% af et opløsningsmiddel for det organiske pigment og 20--90 vægt-% af en eller flere fluorchloralkaner med brutto-5 formlen C F Cl H n x y z hvori n er 1-3, x er 1-4, y er 1-5 og z er 0-2, idet x + 10 y+z = 2n+2.

Det kan ikke betragtes som nærliggende at anvende fluorchloralkaner sammen med skrivevæske-opløsningsmidler (methylethylketon, toluen, ethylacetat, methylenchlorid etc.) til løsning af det omhandlede problem, fordi sædvan-15 lige flydende organiske forbindelser (ethanol, acetone etc.) er uegnede, idet de bevirker en meget kraftig nedsættelse af skrivevæskens evne til at gøre det opake materiale transparent, jfr. eksemplerne. Endvidere er det overraskende, at der samtidig med en nedsættelse af toksicitet 20 og brændbarhed (som må forventes) opnås et transparent spor med passende kvalitet og en tilfredsstillende maksimal skrivehastighed på underlaget, når fluorchloralkaner i sig selv ikke er opløsningsmidler for det opake materiale.

25 Desuden har det vist sig, at visse blandinger af fluorchloralkaner med sædvanlige opløsningsmidler gør det muligt at opnå større skrivehastigheder end de hastigheder, der kan opnås med opløsningsmidlet alene, og dette resultat er også klart overraskende, eftersom fluorchlor-30 alkaner ikke i sig selv er opløsningsmidler for pigmentet.

Ifølge en foretrukken udførelsesform for opfindelsen anvendes der fluorchloralkaner, der er flydende ved sædvanlig temperatur, dvs. hvori x er mindre end eller lig med y.

35 Imidlertid kan en fagmand ligeledes vælge disse 3

O

150686 blandt faste produkter ved dosering af andelene af opløsningsmiddel og fluorchloralkan på en sådan måde, at der fås en flydende blanding med en viskositet og en flygtighed, der er tilpasset skrivning med en skrivespids.

5 Når blandingen indeholder mindre end 20% fluor- chloralkan, er den stadig brændbar, hvilket udgør en risiko ved anvendelsen. Over 90% fluorchloralkan har det vist sig, at blandingen ikke mere virker effektivt.

Sædvanligvis opnås de bedste resultater med blan-10 dinger indeholdende 20-50% fluorchloralkan.

Til skrivevæskerne ifølge opfindelsen anvendes fortrinsvis følgende fluorchloralkaner: cfci3, chci2f, cci3-cci2f, cci2f-cci2-ccif2, cci2f- ccif2, CC12F-CC12F, CC13-CF3, CC1F2-CC1F2, CC12F-CF3, CHC1F-CC1F2, 15 CH2C1-CC1F2 og CH2C1-CF3.

Særligt foretrukne blandt disse er CC12F-CC12F, CC12F-CC1F2 og CFC13.

De ifølge opfindelsen anvendte fluorchloralkaner har et stort antal fordele i forhold til sædvanlige opløsnings-20 midler. De er således ugiftige, ubrændbare, har kun ringe lugt osv.

Nærmere oplysninger om disse forbindelser findes i "Encyclopedia of Chemical Technology", bind 9, side 743 ff.

Hvad angår opløsningsmidlerne, kan fagmanden let udvælge 25 disse blandt opløsningsmidler for de anvendte organiske pigmenter.

Det er ikke nødvendigt at vælge opløsningsmidler, der ligeledes er opløsningsmidler for den anvendte harpiks. Fagmanden kan således vælge transparente harpikser i til-30 strækkelig ringe mængde til, at de ikke forhindrer opløsningsmidlet i at trænge ned i laget og opløse pigmentet.

Der er visse tilfælde-, hvor det er ønskeligt at få et farvet skriftspor. Det er i disse tilfælde tilstrækkeligt at blande opløsningsmidlet med et farvestof med den 35 ønskede farve.

4

O

150686

Som eksempler herpå kan der nævnes farvestofferne, der forhandles under betegnelsen "Neozapon" af firmaet BASF, eller de, der forhandles under betegnelsen "Ceres" af firmaet Bayer. Disse farvestoffer kan uden vanskelig-5 heder blandes med størstedelen af de ovennævnte opløsningsmidler .

Opake overtræk, der er særlig tilpasset de her omhandlede skrivevæsker, består af en opakiserende harpiks i vandig dispersion. Som eksempler herpå kan der især næv-10 nes polyvinylacetat, polyvinylchlorid, polyvinylidenchlo-rid, polyethylen i vandig dispersion, acrylbindemidler samt polystyrener eller copolymere på basis af styren (styren--butadien-, styren-, acryl-).

Det er ligeledes muligt at anvende et opakt over-15 træk, der udover et af de ovennævnte produkter indeholder endnu en filmdannende polymer til agglomerering af partiklerne af organisk pigment og sikring af vedhæftningen til filmen. Som eksempler herpå kan der nævnes acrylharpikser, polyvinylidenchlorid osv. Det organiske pigments kornstør-20 relse er af betydning for fremstillingen af overtræk med en god opacitet. Der vælges fortrinsvis kornstørrelser mellem 0,2 og 1 yarn.

De relative andele (i vægt) af organisk pigment og filmdannende polymer kan variere inden for visse grænser, 25 ud over hvilke opakiteten af informationsunderlaget bliver utilstrækkelig. Fortrinsvis er forholdet mellem vægten af det organiske pigment og vægten af det samlede overtræk mellem 0,5 og 0,9.

I disse overtræk kan der ligeledes inkorporeres pla-30 sticeringsmidler, optisk lysende midler, uorganiske pigmen ter osv.

Overtrækket afsættes på et underlag, der kan være en film af naturligt eller syntetisk materiale, såsom polyethylen, polypropylen, celluloseacetat, polyester eller cellulo-35 sefilm, der er transparent, farvet i overfladen eller gen- 0 150686 5 nemfarvet.

Vægten i tør tilstand af det afsatte materiale kan 2 variere mellem 6 og 20 g/m , fortrinsvis mellem 8 og 14 2 g/m , til opnåelse af den ønskede effekt.

5 Opfindelsen illustreres ved hjælp af de følgende udførelseseksempler.

Eksempel 1-6 (ifølge opfindelsen) På en film af transparent polyester med en tykkel-10 se på 75 ^lm, der forhandles under betegnelsen "Terphane", og er beklædt med et forankringslag, afsættes følgende blanding: "Rhodopas S 051" (polystyren fra fa. Rhone-Poulenc) 10 g 1 Ό "IXAN 91" (polyvinylidenchlorid fra fa. Solvay) 3 g På dette materiale skrives information med en hastighed på ca. 5 cm/sek. Der opnås følgende resultater: 150686 6

O

Skrivevæskens sammensætning_Opnået resultater_ 1) methylethyiketon 5 g transparent spor CFC12-CC1F2 10 g 5 2) ethylacetat 5 g transparent spor CFC12-CC1F2 12 g methylethyiketon 5 g 3) CFC12“CC1F2 7 g transparent spor CFC12-CFC12 7 g 10 ethylacetat 5 g 4) CFC12“CC1F2 7 g transparent spor CFC12-CFC12 8 g methylethyiketon 3 g 15 5) CFC12-CC1F2 1 g transparent spor cfci2-cfci2 10 g ethylacetat 5 g 6) CFC12~CC1F2 8 g transparent spor CFC1~-CFC10 14 g 20 2 z

Blandingen af methylethyiketon eller ethylacetat og fluorchloralkaner giver således i alle tilfælde et godt resultat.

25

Eksempel 7-10 (sammenligningseksempler)

Til sammenligning og til dokumentation af den foreliggende opfindelses overraskende karakter fremstilles blandinger som de ovenfor beskrevne, hvor fluorchloralkanen er-30 stattes med et kendt opløsningsmiddel med ringe giftighed, der sædvanligvis anvendes i skrivepenne, især til retropro-jektion.

35 7

O

150686

Anvendt blanding_Opnået resultat_ 7) methylethylketon 5 g dårligt transparent stof ethanol 1 g 8) methylethylketon 5 g sporet kan n;eppe ges 5 ethanol 2 g 9) methylethylketon 5 g ingen transparens ethanol 3 g 10) methylethylketon 5 g sporet kan næppe ses 10 acetone 1 g

Eksempel 7-9 skal primært sammenlignes med eksempel 1. I eksempel 7-9 erstattes fluorchloralkanen CFCl2“CClF2 i blandingen af methylethylketon og CFCI2-CCIF2 med etha-15 nol i stigende mængder. Der opnås intet tilfredsstillende resultat herved. Det viser sig, at tilsætningen af ethanol giver et uheldigt resultat, og at en forøgelse af mængden af ethanol gør resultaterne endnu ringere. Allerede ved anvendelse af 3 g ethanol er der ingen transparens, og det 20 er derfor klart, at anvendelse af større mængder ethanol (f.eks. 10 g svarende til mængden af fluorchloralkan i eksempel 1) heller ikke vil føre til et transparent spor.

Eksempel 7-9 viser, at det ikke er muligt at modificere den toksiske og brændbare karakter af en skrivevæske som 25 methylethylketon, ved blanding med et andet sædvanligt opløsningsmiddel, nemlig ethanol. Det skal i denne sammenhæng bemærkes, at methylethylketon fører til transparente spor med tilfredsstillende kvaliteter (jf. eksempel 13 nedenfor) , men at denne skrivevæske er meget brændbar.

30 Eksempel 10 skal også primært sammenlignes med ek sempel 1. I dette eksempel erstattes CFCI2-CCIF2 med acetone. Det konstateres, at der allerede ved anvendelse af 1 g acetone opnås et spor, som næppe kan ses, og det er derfor også her klart, at større mængder acetone heller 35 ikke vil føre til et transparent spor med en passende kva-

O

150686 8 litet. Konklusionen af eksempel 10 er den samme som for eksempel 7-9, nemlig at tilsætning af et sædvanligt opløsningsmiddel til methylethylketon ødelægger evnen til dannelse af transparente spor med en passende kvalitet.

5 Eksempel 7-10 viser altså , at det ikke er muligt at løse de problemer, der er nævnt i beskrivelsens indledning, ved anvendelse af blandinger af sædvanlige opløsningsmidler som skrivevæsker.

10 Eksempel 11-23

Der skrives på det ovenfor beskrevne underlag med sædvanlige opløsningsmidler i ren form (eksempel 11, 13 og 18) og med blandinger af disse med fluorchloralkaner.

Den maksimale skrivehastighed på underlaget define-15 res som den, der giver en transparens af sporet, der er lig med transparensen af det ikke beklædte underlag, målt med et "Protovolt"-reflektometer.

9

O

150686

Anvendt skrivevæske Maksimal skrivehastighed __på underlaget, cm/sek.

11) methylenchlorid 100¾_3,33_ methylenchlorid 65% (vægt)

12) CC19F-CC19F

5 ("F^112")z 30% 4 CC19F-CC1F9 (”F xl3") *_5%_ 13) methylethylketon 100%_20_ methylethylketon 73% 10 14) "F 112” 24% 25 "F 113"_3%_ ^ methylethylketon 73% 2g "F 112"_27%_ methylethylketon 65% 15 "F 112"_35%__ methylethylketon 25% g "F 112"_75%_ 18) toluen_100%_24_ toluen 75% 27 20 "F 112"_25%_ 2qj toluen 61% "F 112"_39%__ 2JJ methylethylketon 75% 25 CFC12 ("F II'*) 25%_ 25 22) methylethylketon 35% ^ CFC12 ("F II”) 65%_ 22) methylethylketon 25% ^ "F II"_75%_ 30 Som det fremgår af eksempel 12, 14, 15, 19 og 21, ud viser visse blandinger af opløsningsmidler og fluorchloral-kan en indbyrdes interaktion, således at skrivehastigheden med blandingen er større end med opløsningsmidlet alene.

Der er tilfælde, jf. eksempel 23, hvor blandingen in-35 dehoIdende 75% fluorchloralkan stadig tillader en meget høj skrivehastighed.

O

10 150686 I eksempel 16, 17, 20, 22 og 23 er det vist, at blandinger af sædvanligt opløsningsmiddel + fluorchloralkan gør det muligt at løse det beskrevne problem, men at anvendelsen af fluorchloralkan nedsætter evnen af de anvendte skrivevæ-5 sker (på basis af methylalkylketon og toluen) til at danne transparente spor og dermed den maksimale skrivehastighed, hvilket især skyldes, at fluorchloralkanerne ikke er opløsningsmidler for pigmentet.

Det skal bemærkes, at der ved prøven med maksimal 10 skrivehastighed på et underlag ikke er taget hensyn til, om det transparente spor har en passende kvalitet. Der er kun målt den skrivehastighed, der gør det muligt at opnå en transparens, der er lig med transparensen af det ikke--overtrukne underlag. Denne prøve må derfor ikke betragtes som 15 det eneste kriterium for valget af skrivevæske.

Afhængigt af det ønskede mål kan fagmanden på grundlag af det ovenfor anførte let finde en passende blanding inden for opfindelsens rammer.

Det er indlysende, at der ligeledes kan tilsættes 20 alle de tilsætningsstoffer, der er nødvendige for anvendelsen af skrivevæskerne, f.eks. med det formål at fremstille skrivepenne med filtspidser, i hvilke væsken ikke fordamper for ..hurtigt. I denne sammenhæng kan der f.eks. nævnes glycerol og ethylenglycol.