DE60126674T2

DE60126674T2 - Farbflüssigkeit für redigierstift

Info

Publication number: DE60126674T2
Application number: DE60126674T
Authority: DE
Inventors: Jose Duez; Carine Bethouart
Original assignee: Conte SA
Current assignee: Conte SA
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2021-12-21
Also published as: ES2281461T3; FR2818655B1; CA2432652A1; CN1483065A; BR0116271A; CA2432652C; BR0116271B1; CN1222583C; DE60126674D1; FR2818655A1; WO2002051950A1; US7118618B2; JP2004520461A; EP1358281B1; MXPA03005653A; JP2008223037A; EP1358281A1; JP4219167B2; US20040065226A1; JP5265244B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine flüssige farbige Zusammensetzung für einen Schreibartikel, der für das Überstreichen oder Markieren bestimmt ist. Mit anderen Worten gesagt ist diese flüssige farbige Zusammensetzung derart, daß sie ermöglicht, in einem zuvor geschriebenen Text die Passage des Textes, die man überstrichen hat, optisch hervorzuheben.
Es sind bereits drei Arten von flüssigen farbigen Zusammensetzungen oder Tinten für Textmarker bekannt, die ermöglichen, einen Text optisch zur Geltung zu bringen oder hervorzuheben.
Nach der ersten Art handelt es sich um eine herkömmliche farbige Tinte, bei welcher der oder die Farbstoff(e) in geringer Konzentration vorliegt bzw. vorliegen, um ein Verdecken des hervorzuhebenden Textes zu vermeiden. Im allgemeinen ist eine solche Tinte auf der Basis eines Lösungsmittels, das in der Größenordnung von 70% Wasser und 30% Diethylenglykol enthält.
Nach der zweiten Art wird von einer konzentrierten Tinte ausgegangen, die 50% Wasser und 50% fluoreszierenden Farbstoff enthält, der in im Wasser in Emulsion gebrachte Harze eingebettet ist. Diese konzentrierte Tinte geht in die Bildung der für den Marker bestimmten flüssigen farbigen Zusammensetzung in einem Verhältnis von 20 bis 30 Gew.-% ein, wobei die Ergänzung der Zusammensetzung von einem Wasserrückhaltemittel wie Glycerin, Sorbitol, Diethylenglykol oder Triethylenglykol gebildet ist, das ermöglicht, an der Spitze des Schreibartikels nicht zu schnell auszutrocknen.
Nach der dritten Art verwendet die flüssige farbige Zusammensetzung wasserlösliche fluoreszierende Farbstoffe mit der Notwendigkeit, die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Zusammensetzung anzupassen, um einen Kompromiß zwischen der fluoreszierenden Wirkung und den Einsatzeigenschaften des Schreibartikels zu erhalten. Es ist beispielsweise eine flüssige farbige Zusammensetzung dieses Typs aus dem Dokument EP 0 464 304 bekannt, die auf der Basis einer wäßrigen Lösung der Hydroxypyrentrisulfonsäure mit basischem pH-Wert besteht. Eine solche Zusammensetzung enthält einen Anteil von 5 bis 20 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Flüssigkeit an Mono-, Di- oder Trisacchariden, die aus der Reduktion der Polyole, von denen sie abstammen, oder der Mischung der genannten Substanzen hervorgehen.
Die flüssigen farbigen Zusammensetzungen für Marker, ob sie nun von der einen oder der anderen der drei vorgenannten Arten sind, weisen das gleiche Manko auf, wenn es darum geht, einen Text zu überstreichen, der zuvor mit einem Füllfederhalter oder einem Roller (Kugel-Filzschreiber) geschrieben worden ist, dessen Tinte auf der Basis von wasserlöslichen Farbstoffen formuliert ist. Denn in diesem Fall stellt man fest, daß die flüssige farbige Zusammensetzung des Markers die Tinte des Textes durchtränkt und die Farbstoffe, die diese Tinte enthält, teilweise löst. Man stellt aus diesem Grund fest, daß in den überstrichenen Passagen die Farbstoffe des geschriebenen Textes verlaufen, was eine besonders unästhetische Wirkung hat. Des weiteren beobachtet man eine gewisse Verunreinigung der Spitze des Markers durch die teilweise gelösten Farbstoffe der Tinte des geschriebenen Textes.
Das Ziel, das sich die Anmelderin gesetzt hat, ist das Beheben der vorgenannten Nachteile.
Dieses Ziel wird durch die flüssige farbige Zusammensetzung für einen Marker, die in bekannter Weise Wasser sowie ein farbiges Element enthält, vollkommen erreicht. Kennzeichnenderweise enthält diese flüssige farbige Zusammensetzung einen Gewichtsanteil von 10 bis 30% Wasser und wenigstens 40% einer flüssigen Komponente, die eine Oberflächenspannung von über 40 mN/m aufweist.
Das minimale Vorliegen von Wasser ermöglicht, wasserlösliche farbige Elemente zu verwenden, ohne jedoch die Auflösung der in der Tinte der zu überstreichenden Schrift enthaltenen Farbstoffe zu ermöglichen. Der Anteil der flüssigen Komponente mit einer Oberflächenspannung von über 40 mN/m verhindert das Eindringen der flüssigen farbigen Zusammensetzung in den Schreibträger, bei dem es sich um Papier handelt.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist das farbige Element ein Markierungslösungsmittel, dessen fluoreszierendes Aussehen sich bei basischem pH-Wert entwickelt, wie Hydroxypyrentrisulfonsäure (Pyranin, Color Index Solvent Green 7 Nr. 59040), mit einem pH-Wert zwischen 8 und 9. Vorzugsweise ist in diesem Fall die Komponente mit einer Oberflächenspannung von über 40 mN/m Triethanolamin, wobei dieses durch eine Säure, insbesondere Salzsäure, teilweise neutralisiert worden ist, um den basischen pH-Wert zwischen 8 und 9 zu erhalten. Diese Neutralisierung ermöglicht, die flüssige farbige Zusammensetzung mit einem quaternären Ammoniumsalz anzureichern, welches das Eindringen der Zusammensetzung in den Schreibträger, bei dem es sich um Papier handelt, begrenzt. Darüber hinaus ist beobachtet worden, daß wenn diese Neutralisierung mit Salzsäure nicht durchgeführt werden würde, die flüssige farbige Zusammensetzung aufgrund des hohen Anteils an Triethanolamin eine zu hohe Viskosität aufweisen würde, um die normale Diffusion der Tinte in das Kapillarnetz des Schreibartikels zu ermöglichen. Diese Neutralisierung ermöglicht, die Viskosität unter Bedingungen, die ein normales Funktionieren des Artikels ermöglichen, herabzusetzen.
Das für ein normales Funktionieren des Artikels erforderliche Anpassen oder Einstellen der Viskosität kann auch mit Hilfe eines gewissen Anteils eines primären Alkohols, der zwischen 1 und 20 Gew.-% liegt, erfolgen. Dies kann beispielsweise Ethyl-, Propyl- oder Butylalkohol sein.
Des weiteren kann die Begrenzung des Eindringens der flüssigen farbigen Zusammensetzung in den Papierträger zudem dadurch eingestellt werden, daß in der Zusammensetzung ein Acrylharz in Emulsion in einem Anteil in der Größenordnung von 2 bis 15 Gew.-% verwendet wird.
Selbstverständlich können weitere Arten von farbigen Elementen, insbesondere ein wasserlöslicher fluoreszierender Farbstoff, zum Beispiel Acid Blue Nr. 9 verwendet werden.
Darüber hinaus empfiehlt es sich, die flüssige Komponente, deren Oberflächenspannung mehr als 40 mN/m beträgt, von Fall zu Fall beispielsweise aus der Gruppe bestehend aus Triethanolamin, Glycerin (oder Glycerol), Sorbitol und Glykolen auszuwählen.
Eine bevorzugte flüssige Komponente besteht aus dem Produkt der Reaktion von Glycerin (oder Glycerol) an Harnstoff, deren Strukturformel folgende ist:
Ihre Oberflächenspannung liegt in der Größenordnung von 64,5 mN/m und ihre Viskosität in der Größenordnung von 150 cPo. Es ist also möglich, eine größere Menge davon, in der Größenordnung von 80%, zuzusetzen und den Wasseranteil, in der Größenordnung von 10%, in der flüssigen farbigen Zusammensetzung für den Marker im Vergleich zu weiteren viskoseren Komponenten, wie Glycerin, korrelativ zu verringern.
Die vorliegende Erfindung wird beim Lesen der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen einer flüssigen farbigen Zusammensetzung für einen Marker auf der Basis von Hydroxypyrentrisulfonsäure in alkalischer Lösung besser verständlich.
Aus dem Dokument EP 0 464 304 kennt man eine in Schreibartikeln vom Typ Textmarker verwendbare flüssige farbige Zusammensetzung auf der Basis einer wäßrigen Lösung mit einem pH-Wert im alkalischen Bereich, Hydroxypyrentrisulfonsäure, die unter der Bezeichnung Pyranin, Color Index Solvent Green 7 Nr. 59040 gekannt ist. In diesem Dokument enthält die flüssige farbige Zusammensetzung einen Anteil von 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Flüssigkeitsgesamtgewicht, an Mono-, Di- oder Trisacchariden, die aus der Reduktion der Polyole, von denen sie abstammen, oder der Mischung der genannten Substanzen hervorgehen. Diese Zugabe von Mono-, Di- oder Trisacchariden ermöglicht, laut diesem Dokument, eine außergewöhnliche Qualität der Überstreichung auf den verschiedenartigsten Papiersorten mit einer sehr erheblichen Verbesserung der Lichtechtheit der Markierung zu erzielen.
Laut der Anmelderin kommt es jedoch dann, wenn die Überstreichung an einem Text erfolgt, der mit einem Füllfederhalter oder einem Roller geschrieben ist, dessen Tinte auf der Basis von wasserlöslichen Farbstoffen besteht, zu einem Verlaufen der Farbstoffe der Passage, die überstrichen wird, sowie zu einer gewissen Verunreinigung der Spitze des Markers durch die genannten Farbstoffe.

Die flüssige farbige Zusammensetzung, deren Gewichtsformel nachfolgend angegeben wird, ermöglicht, diese Nachteile zu vermeiden. Diese Zusammensetzung besteht ebenfalls auf der Basis von Pyranin in alkalischer Lösung.

Pyranin (Color Index Solvent Green 7 Nr. 59040)	1 bis 3%
Triethanolamin 85% (neutralisiert mit konzentrierter Salzsäure 22 Mol)	42,5 bis 70%
Wasser	10 bis 30%
Styrolacrylharz in Emulsion mit 50% Wasser	2 bis 15%
primärer Alkohol	1 bis 20%

Triethanolamin hat eine Oberflächenspannung von 47,5 mN/m.
Die Zugabe von konzentrierter Salzsäure ermöglicht, das Triethanolamin teilweise zu neutralisieren, um einen pH-Wert zwischen 8 und 9 zu erhalten, der erforderlich ist, um die intensive gelbfluoreszierende Wirkung des Pyranin zu entwickeln. Was das Styrolacrylharz in Emulsion betrifft, so kann es sich beispielsweise um Joncryl J90 handeln, das durch die Firma Goodrich in den Handel gebracht wird.
Was den primären Alkohol anbelangt, so handelt es sich vorzugsweise um Etyhlalkohol, Propylalkohol oder auch um Butylalkohol.
Ziel der Zugabe dieses primären Alkohols ist es, die Viskosität der flüssigen farbigen Zusammensetzung zu reduzieren, ohne daß deren Oberflächenspannung deutlich abnimmt, die hoch genug sein soll, um zu vermeiden, daß die Zusammensetzung den Papierträger durchdringt, was eine Verschlechterung der Rückseite des Blattes, auf dem der Marker verwendet wurde, zur Folge hat.
Die Besonderheit der flüssigen farbigen Zusammensetzung der Erfindung besteht darin, allen nachfolgenden Anforderungen gerecht zu werden:

– die fluoreszierende Eigenschaft des Pyranin durch den alkalischen pH-Wert der Zusammensetzung entwickeln,
– die Auflösung des Pyranin durch das Vorliegen von Wasser ermöglichen,
– eine hinreichend niedrige Viskosität aufweisen, um die normale Diffusion der Zusammensetzung in dem Schreibartikel durch Kapillarwirkung zu ermöglichen,
– eine ausreichend hohe Oberflächenspannung aufweisen, um das Eindringen der Zusammensetzung in den Papierträger zu begrenzen,
– eine verminderte Wassermenge aufweisen, um die Mitnahme der wasserlöslichen Farbstoffe der Tinte der Passage, die überstrichen wird, zu vermeiden.

All diese Anforderungen werden durch die flüssige farbige Zusammensetzung erfüllt, deren Gewichtsformel oben angegeben worden ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel begrenzt, welches Pyranin als farbiges Element und Triethanolamin als Komponente mit einer Oberflächenspannung von über 40 mN/m verwendet. Es können weitere Arten von farbigen Elementen verwendet werden, insbesondere wasserlösliche fluoreszierende Farbstoffe, die nicht im basischen pH vorliegen müssen.
Unabhängig davon, welches farbige Element verwendet wird, ist es möglich, andere flüssige Komponenten mit einer Oberflächenspannung von über 40 mN/m, beispielsweise Glycerin (oder Glycerol), Sorbitol oder Glykole zu verwenden.
Glycerin weist eine Oberflächenspannung in der Größenordnung von 72 mN/m, aber eine sehr hohe Viskosität, in der Größenordnung von 1200 cPo auf. Es ist geeignet, erfordert jedoch einen ziemlich hohen Wasseranteil, in der Größenordnung von 25%.
Andererseits wird die aus der Reaktion von Glycerin und Harnstoff resultierende Komponente C₄H₆O₄ bevorzugt, die als Strukturformel:
hat und die eine Oberflächenspannung in der Größenordnung von 64,5 mN/m, aber eine Viskosität in der Größenordnung von 150 cPo aufweist. So ist es möglich, einen minimalen Anteil an Wasser von 10% einzusetzen.
Die zwei nachfolgenden Beispiele A und B geben flüssige Zusammensetzungen ähnlicher Formulierung, mit Glycerin (A) und der Komponente C₄H₆O₄ (B) an.
Es sei angemerkt, daß der Wert der Viskosität, der für ein normales Funktionieren des Artikels erforderlich ist, von den den Artikel bildenden Elementen, wie dem Schreibkopf, dem Kapillarverbinder, den Fasern und den den Faserbehälter zusammenhaltenden Bindemitteln abhängig ist. Es ist also möglich, diese Elemente auszuwählen, um die Viskosität der flüssigen farbigen Zusammensetzung zu berücksichtigen oder, umgekehrt, die Zusammensetzung in Abhängigkeit des Artikels auszuwählen. Zur Unterrichtung, jedoch nicht ausschließlich zu verstehend, sei gesagt, daß die Viskosität der flüssigen farbigen Zusammensetzung für ein normales Funktionieren eines Textmarkers zwischen 10 und 30 cPo liegen kann.

Claims

Flüssige farbige Zusammensetzung für einen Marker, umfassend Wasser und ein farbiges Element, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasseranteil zwischen 10 und 30 Gew.-% liegt und daß sie wenigstens 40% einer flüssigen Komponente mit einer Oberflächenspannung von über 40 mN/m umfaßt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 gekennzeichnet, daß das farbige Element ein Markierungslösungsmittel mit fluoreszierendem Aussehen bei basischem pH-Wert, insbesondere Hydroxypyrentrisulfonsäure ist und daß der pH-Wert der Zusammensetzung zwischen 8 und 9 liegt.
Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente mit einer Oberflächenspannung von über 40 mN/m Triethanolamin ist und daß die Zusammensetzung eine Säure, zum Beispiel Salzsäure, enthält, um das Triethanolamin teilweise zu neutralisieren, um den basischen pH-Wert zu erhalten.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen primären Alkohol in einem Anteil von 1 bis 20 Gew.-% enthält.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Acrylharz in Emulsion in einem Anteil von 2 bis 15 Gew.-% enthält.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente mit einer Oberflächenspannung von über 40 mN/m aus der Gruppe bestehend aus Glycerin, Sorbitol, Glykolen, Ethanolamin ausgewählt ist
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente mit einer Oberflächenspannung von über 40 mN/m eine Komponente C₄H₆O₄ mit der Strukturformel:
ist, die aus der Reaktion des Blutzuckers und des Harnstoffs resultiert.
Zusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasseranteil in der Größenordnung von 10% und der Anteil der Komponente C₄H₆O₄ in der Größenordung von 80% liegt.