DE69703721T2 - Tinte zur Direktfüllung von Kugelschreibern enthaltend eine wässrige Tintezusammensetzung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Direktfülltinte, die in einem Kugelschreiber verwendet werden kann.
• Ein Kugelschreiber, der direkt mit Hilfe einer Tintenmine oder eines Farbmittels mit Tinte gefüllt wird, ist allgemein bekannt. Typischerweise haben in diesen Stiftarten verwendete Tinten eine scherentzähende Eigenschaft, mit anderen Worten, sie weisen eine hohe Viskosität auf, während sie nicht benutzt werden, und eine geringe Viskosität während der Benutzung aufgrund des Rollens (Scherkraft) des Kugelschreibers. Derartige Kugelschreiber neigen zu vielen Problemen.
• Ein Problem ist beispielsweise, daß, wenn der Wassergehalt der Tinte verdampft ist, das wasserlösliche (dispergierbare) Harz in der Tinte eindickt und/oder aufgrund seines sehr hohen Molekulargewichts auf der Stiftspitze eine Schicht bildet, wodurch die Schreibqualität mit dem Stift nachteilig beeinflußt wird. Die Verwendung einer Tinte mit quervernetzten Acrylsäurepolymeren, welche ein relativ niedriges Eindickungsverhältnis aufweist und keine Schicht bildet, wenn der Wassergehalt verdampft ist, löst dieses Problem. Solche Tinten mit quervernetzten Acrylsäurepolymeren haben jedoch eine niedrige Thixotropie. Somit wird die Viskosität häufig während des Schreibvorgangs nicht durch die Scherkraft auf ein gewünschtes Maß reduziert. Dies verursacht Verlaufen und Verwischen der Schrift.
• Wenn ein Pigment als Farbmittel verwendet wird, sind Lichtbeständigkeit und Wasserfestigkeit in der geschriebenen Tinte im allgemeinen ausgezeichnet. Wenn jedoch der Wassergehalt der Tinte verdampft ist, kann das Pigment nicht dispergiert werden und verklumpt dadurch die Tinte auf der Spitze des Stifts. Es ist daher oft schwierig, am Beginn jeder Benutzung den Stift zum Schreiben zu bringen, oder der Stift schreibt überhaupt nicht. Noch schlimmer ist, daß im Fall einer Pigmenttinte das Pigment im allgemeinen nach dem Verlust der Dispersion oder nach dem Hartwerden des Pigments schwer zu redispergieren ist, und selbst wenn frische Tinte als solche hinzugefügt wird, ist die Verwendbarkeit normalerweise schwer wiederherzustellen. Somit gibt es bisher keine geeignete Tinte zur Verwendung in einem Kugelschreiber, die eine wäßrige Tintenzusammensetzung enthält, welche eine ausreichende Schreibfähigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Austrocknen aufweist.
• Wegen solcher Probleme müssen Kugelschreiber mit derartigen wäßrigen Tintenzusammensetzungen mit einer Kappe versehen werden, um das Verdampfen von Wasser aus der Tinte zu verhindern. Jedoch wird ein kappenloser Kugelschreiber-Typ, der in der Lage ist, durch eine einzige Berührung den Schreibvorgang zu beginnen, dringend angestrebt.
• Es war daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine wäßrige Tintenzusammensetzung bereitzustellen, die eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Austrocknen und eine ausgezeichnete Schreibfähigkeit aufweist, welche in einem Kugelschreiber verwendet werden kann, ohne zu verlaufen oder zu verwischen.
• Gemäß dieser und weiterer Aufgaben wird eine Tinte bereitgestellt, die in einem Kugelschreiber verwendet werden kann, wobei die Tinte umfaßt: 2 bis 10 Gew.-% eines Farbstoffs, 20 bis 30 Gew.-% eines Benetzungsmittels, 5 bis 10 Gew.-% Harnstoff, 0,2 bis 0,4 Gew.-% quervernetztes Acrylsäurepolymer, 0,05 bis 0,2 Gew.-% Xanthangummi, 1,0 bis 5,0 Gew.-% Sorbit, gegebenenfalls weitere Inhaltsstoffe und Rest Wasser.
• Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt, und werden zum Teil aus der Beschreibung oder durch Ausführung der Erfindung deutlich werden. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung können mit Hilfe der in den beigefügten Ansprüchen besonders hervorgehobenen Mittel und Kombinationen realisiert und erhalten werden.
• Eine erfindungsgemäß geeignete Tinte ist eine Direktfülltinte, die für einen Kugelschreiber verwendet werden kann und eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Austrocknen aufweist und die ohne merkliches Auslaufen und/oder Verwischen zum Schreiben verwendet werden kann.
• Eine geeignete Direktfülltinte für einen Kugelschreiber, die eine wäßrige Tintenzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, besteht im wesentlichen aus 2 bis 10 Gew.-% eines Farbstoffs, 20 bis 30 Gew.-% eines Benetzungsmittels zur Erhaltung der Feuchtigkeit, 5 bis 10 Gew.-% Harnstoff, 0,2 bis 0,4 Gew.-% eines quervernetzten Acrylsäurepolymers, 0,05 bis 0,2 Gew.-% Xanthangummi, 1,0 bis 5,0 Gew.-% Sorbit, wobei der Rest Wasser ist. Wenn nicht anders angegeben, sind alle Prozentangaben hierin in Gewichtsprozent auf der Basis des Gesamtgewichts der Tintenzusammensetzung.
• Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung eines Farbstoffs als Farbmittel. Wenn ein Pigment verwendet wird, kann die Tintenstabilität durch Verdampfen von Wasser verlorengehen. Sobald die Tinte hart geworden ist, ist das Pigment im allgemeinen schwer wieder herzustellen, da die Tinte aufgrund des Vorhandenseins des Pigments normalerweise nicht redispergiert, selbst nachdem frische Tinte hinzugefügt wurde. Falls jedoch ein Farbstoff als Farbmittel verwendet wird und die Tinte hart wird, kann der Farbstoff im allgemeinen wieder in seinen früheren Zustand gebracht werden, wenn frische Tinte hinzugefügt wird, da Farbstoffe die Fähigkeit besitzen, sich wieder aufzulösen. Mit anderen Worten, selbst wenn der Wassergehalt einer Farbstoff enthaltenden Tinte verdampft ist, so daß die Tinte auf der Stiftspitze hart geworden ist, löst sich die Tinte wieder, wenn frische Tinte hinzugefügt wird, und es kann wieder erfolgreich geschrieben werden.
• Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines quervernetzten Acrylsäurepolymers in Kombination mit Xanthangummi, um der Tinte eine scherentzähende Eigenschaft zu verleihen. Eine quervernetzte Acrylsäure verdickt sich im allgemeinen nicht zu einer Schicht, wenn der Wassergehalt der Tinte verdampft. Allerdings neigen quervernetzte Acrylsäuren dazu, eine geringe Thixotropie aufzuweisen, welche verhindert, daß die Viskosität der Tinte beim Schreiben auf ein gewünschtes Maß reduziert wird und hoch gehalten wird, wenn sie nicht benutzt wird. Zusätzlich haben quervernetzte Acrylsäuren im allgemeinen eine unzureichende Scherentzähung.
• Andererseits weist Xanthangummi eine hohe Thixotropie und eine hohe Scherentzähung auf. Daher kann die Viskosität der Tinte auf eine ausgezeichnete Schreibqualität eingestellt werden, ohne daß es notwendigerweise zum Tropfen der Tinte von einer Kugelschreiberspitze kommt, wenn sie in einem Kugelschreiber verwendet wird. Xanthangummi verdickt sich jedoch nach Verdampfen des Wassers in der Tinte beträchtlich, wobei die Tinte auf der Stiftspitze eine Schicht bildet und der Stift zumindest zu einem gewissen Grad schreibunfähig wird.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das quervernetzte Acrylsäurepolymer im allgemeinen als Zusatzmittel für die scherentzähende Eigenschaft verwendet, um die Verschlechterung der Schreibfähigkeit des Kugelschreibers aufgrund des Verdampfens von Wasser im wesentlichen zu verhindern. Das Xanthangummi wird vorzugsweise hinzugefügt, um Nachteile des quervernetzten Acrylsäurepolymers auszugleichen, um die Wahrscheinlichkeit tropfender Tinte zu reduzieren und um eine hohe Viskosität der Tinte zu erhalten, wenn sie nicht benutzt wird. Dieser Synergismus zwischen dem quervernetzten Acrylsäurepolymer und dem Xanthangummi führt zu einer Tinte mit einer ausgezeichneten Schreibfähigkeit, ohne daß nennenswertes Auslaufen oder Verwischen beim Schreiben auftreten. Die Kombination dieser zwei Komponenten versieht die Tinte unter anderem ebenfalls mit einer hervorragenden Beständigkeit gegen Austrocknen ohne beträchtliche Eindickung und/oder Bildung einer Schicht nach Verdampfen des Wassergehalts in der Tinte. Eine gewisse Eindickung kann auftreten, wenn die Tinte von der Stiftspitze tropft oder nachdem das Wasser verdampft ist. Ein geeignetes Maß für das Eindickungsverhältnis einer erfindungsgemäßen Tinte liegt vorzugsweise zwischen 400 und 1000 mPas bei 2,0 sec&supmin;¹ und zwischen 20 und 60 mPas bei 400 sec&supmin;¹. Die Tinte der vorliegenden Zusammensetzung weist vorzugsweise eine Eindickungsrate von bis ungefähr 30% in einer bevorzugten Ausführungsform auf.
• Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Zugabe von Harnstoff zu der Tinte. Harnstoff hat die Fähigkeit, sowohl das Verdampfen von Wasser zu verhindern, als auch Farbstoff zu lösen, und dient daher als ein Lösungs-Hilfsmittel zum Wiederauflösen des Farbstoffs, der nach dem Verdampfen von Wasser aus der Tinte hart geworden ist. Daher trägt die Kombination des Harnstoffs mit dem Farbstoff als Farbmittel besonders dazu bei, die Beständigkeit gegen Austrocknen und das Wiederauflösen zu verbessern. Wenn jedoch ein Pigment als Farbmittel verwendet wird, wird Harnstoff vorzugsweise nur in einer Menge verwendet, welche die Stabilität der Tinte nicht signifikant beeinflußt. Darüber hinaus ist die Zugabe von Harnstoff nicht entscheidend, wenn ein Pigment verwendet wird, da ein Pigment im allgemeinen nicht einfach wieder aufgelöst werden kann. Die Zugabe von Harnstoff ist jedoch besonders vorteilhaft in Tinten, die einen Farbstoff enthalten, um das Schreiben zu verbessern.
• Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Zugabe von Sorbit. Das Sorbit ist reich an hygroskopischen Eigenschaften und unterstützt die Erhaltung des Wassergehalts der Tinte. Zusätzlich tragen sein relativ niedriges Eindickungsverhältnis und seine Trocknungseigenschaften viel dazu bei, eine gute Leistung des Kugelschreibers über eine lange Zeit beizubehalten.
• Eine Direktfülltinte zur Verwendung in einem Kugelschreiber, die eine wäßrige Tintenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält, umfaßt einen Farbstoff, ein Benetzungsmittel, Harnstoff, quervernetztes Acrylsäurepolymer, Xanthangummi, Sorbit und Wasser.
• Der verwendete Farbstoff wird in einer Menge von 2 bis 10 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts der Tintenzusammensetzung verwendet. Wenn nicht mehr als ungefähr 2 Gew.-% Farbstoff verwendet werden, kann die Schrift unter bestimmten Umständen verwischen, und in Fällen, in denen mehr als ungefähr 10 Gew.-% Farbstoff verwendet wird, kann die Schreibfähigkeit sich zu verschlechtern beginnen.
• Das verwendete quervernetzte Acrylsäurepolymer wird in einer Menge von 0,2 bis 0,4 Gew.-% auf der Grundlage des Gewichts der Tintenzusammensetzung hinzugegeben. Wenn weniger als ungefähr 0,2 Gew.-% verwendet wird, werden die Schreibfähigkeit und die Beständigkeit gegen Austrocknen negativ beeinflußt und erzeugen eine unerwünschte Tintenviskosität, und wenn mehr als ungefähr 0,4 Gew.-% quervernetztes Acrylsäurepolymer verwendet wird, kann die Schreibqualität der Tinte aufgrund der Tatsache beeinflußt werden, daß die Viskosität während des Schreibvorgangs nicht ausreichend durch die Scherkraft der rollenden Kugel reduziert wird.
• Das Xanthangummi wird in einer Menge von 0,05 bis 0,2 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts der Tinte verwendet. Wenn weniger als ungefähr 0,05 Gew.-% hinzugegeben werden, kann die Leistung der Tinte aufgrund unerwünschter Viskosität verringert werden, und wenn mehr als ungefähr O,2 Gew.-% verwendet werden, kann sich auf der Stiftspitze eine Schicht bilden, die zur Verschlechterung der Schrift führen kann. Darüber hinaus kann die Verwendung von mehr als ungefähr 0,2 Gew.-% Xanthangummi innen in der Stiftspitze eine Ablagerung erzeugen, wenn die Tinte austrocknet, und dadurch die Tinte instabil machen.
• Das Benetzungsmittel umfaßt vorzugsweise eine Verbindung, die dazu dient, die Tintenzusammensetzung feucht zu halten. Das Benetzungsmittel ist vorzugsweise mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus einem zweiwertigen Alkohol, einem dreiwertigen Alkohol und einem Derivat eines Alkohols, wie etwa Ethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Dipropylenglykol, Polyglycerin, Thiodiglykol, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Methyl-Cellosolve, Butyl-Cellosolve, Methylcarbitol oder Ethylcarbitol. Am meisten bevorzugt ist das Benetzungsmittel mindestens eine Verbindung ausgewählt aus Ethylenglykol, Polyethylenglykol und Glycerin. Das Benetzungsmittel wird in einer Menge von 20 bis 30 Gew.-% basierend auf dem Gewicht der Tinte verwendet.
• Falls weniger als ungefähr 20 Gew.-% an Benetzungsmittel verwendet werden, kann die Beständigkeit gegen Austrocknen der Tinte reduziert sein, und die Tinte kann sich auf der Stiftspitze verhärten. Wenn mehr als ungefähr 30 Gew.-% zugegeben werden, ist die Austrocknungsbeständigkeit der Tinte immer noch hervorragend; die Schrift kann jedoch Verwischen und/oder Auslaufen beinhalten.
• Der Harnstoff wird in einer Menge von 5 bis 10 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung eingesetzt. Wenn weniger als ungefähr 5 Gew.-% hinzugegeben werden, werden die hygroskopische Eigenschaft und die Farbstofflösungsfähigkeit verringert, wobei möglicherweise eine schlechte Beständigkeit gegen Austrocknen hervorgerufen wird, und falls mehr als 10 Gew.-% verwendet werden, kann die Schreibfähigkeit der Tinte aufgrund der geringen Änderung in der Viskosität, wenn eine Scherkraft angelegt wird, nachteilig beeinflußt werden. Zusätzlich kann die Verwendung von übermäßigen Mengen an Harnstoff die Viskosität beeinflussen, wenn keine Scherkraft angelegt wird, und zwar wegen des möglichen Ausfällens von Harnstoffkristallen nach dem Verdampfen einigen Wassergehalts der Tinte. Wenn sich Harnstoffkristalle bilden, können sie den Tintenfluß behindern.
• Sorbit wird in einer Menge von 1,0 bis 5,0 Gew.-% basierend auf dem Gewicht der Tinte verwendet. Wenn weniger als ungefähr 1,0 Gew.-% Sorbit verwendet wird, sind möglicherweise die hygroskopische Eigenschaft und die Beständigkeit gegen Austrocknen nicht so ausgeprägt wie erwünscht, und falls mehr als ungefähr 5,0 Gew.-% Sorbit verwendet werden, kann das Eindickungsverhältnis der Tinte nach dem Trocknen erhöht werden, woraus eine reduzierte Beständigkeit der Tinte gegen Austrocknen resultiert.
• Die vorliegende Tintenzusammensetzung kann unter Verwendung eines dem Fachmann bekannten geeigneten Verfahrens hergestellt werden. Beispielsweise kann die Tinte hergestellt werden, indem Ionenaustauschwasser und 20 bis 30 Gew.-% eines Benetzungsmittels (feuchtigkeitserhaltendes Mittel) gemischt werden. Anschließend werden 5 bis 10 Gew.-% Harnstoff, 1,0 bis 5,0 Gew.-% Sorbit, 2 bis 10 Gew.-% Farbstoff hinzugefügt und für eine Stunde bei 60ºC gemischt. Es werden ein polymerisierbares Acrylsäurepolymer oder ein quervernetztes Acrylsäurepolymer und Xanthangummi hinzugegeben, und das Gemisch wird mit einem homogenisierenden Rührer gerührt, um eine gleichmäßige Tinte zu bilden.
• Weitere fakultative Inhaltsstoffe, die zu der vorliegenden Zusammensetzung hinzugegeben werden können, umfassen 0,2 bis 2,0 Gew.-% eines rostbeständigen Gleitmittels, 0,5 bis 2,0 Gew.-% eines pH-regulierenden Mittels und 1,0 bis 2,0 Gew.-% eines pilzfesten Mittels. Jede dieser Gewichtsangaben basiert auf dem Gesamtgewicht der Tintenzusammensetzung. Das rostbeständige Mittel kann, falls es eingesetzt wird, eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus einem oberflächenaktiven Phosphorsäureestermittel, oberflächenaktiven Mittel des Phosphorsäureestertyps, Benzotriazolen und Fettsäureestern umfassen. Das pH-regulierende Mittel kann, falls es eingesetzt wird, vorzugsweise Triethanolamin umfassen. Das pilzfeste Mittel kann jede Verbindung umfassen, die bekanntermaßen zur Verhinderung oder zur Reduzierung von Pilzen bekannt sind, wie dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt, z. B. 1,2-Benzoisothiazolin-3-on (PROXEL XL-2, Zeneca, Ltd.).
• Die vorliegende Erfindung wird unter Verweis auf die folgenden Beispiele beschrieben.
Beispiel 1
• Direktschwarz 154 7,5 Gew.-%
• Ethylenglykol 20,0 Gew.-%
• Harnstoff 5,0 Gew.-%
• Sorbit 1,0 Gew.-%
• rostbeständiges Gleitmittel 0,5 Gew.-%
• pH-regulierendes Mittel 0,5 Gew.-%
• pilzfestes Mittel 1,0 Gew.-%
• quervernetztes Acrylsäurepolymer 0,25 Gew.-%
• Xanthangummi 0,15 Gew.-%
• Ionenaustauschwasser Rest
• Ionenaustauschwasser wurde mit Ethylenglykol gemischt, gefolgt von einer Zugabe von Harnstoff, Sorbit, Farbstoff, rostbeständigem Gleitmittel, einem pH-regulierenden Mittel und einem pilzfesten Mittel, um alles durch Rühren zu vermischen, und gefolgt von einer Zugabe unter Mischen von quervernetztem Acrylsäurepolymer und Xanthangummi, um Tinte herzustellen.
Beispiele 2 bis 10
• Es wurden Tinten wie in Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurden die Anteile und Komponenten in jeder Zusammensetzung und Farbstoff wie in Tabelle 1 gezeigt abgewandelt.
• Die Tintenqualität ist ebenfalls in Tabelle 1 dargestellt.
• Schreibleistung:
• - besonders hervorragende Schrift ohne Verlaufen oder Verwischen
• - für praktische Anwendung verfügbar
• Δ - relativ schlecht
• X - besonders schlecht
• Die Beständigkeit gegen Austrocknen: Beurteilt durch Schreiben einer Linie mit einem Kugelschreiber, welcher auf der Seite liegend ohne Kappe bei 50ºC unter 30% relativer Feuchtigkeit für mehr als 3 Monate liegengelassen wurde, und wobei sich anschließend die Tinte-aufnehmende Röhre (innerer Kern) davon bei Raumtemperatur befand
• - Fähigkeit zum Schreibbeginn innerhalb von 3 cm ohne eine abgerissene Linie, Verwischen o. dgl.
• - Fähigkeit zum Schreibbeginn innerhalb von 3 bis 5 cm
• Δ - Fähigkeit zum Schreibbeginn innerhalb von 5 bis 10 cm
• X - kein Schreibbeginn innerhalb von 10 cm
• Tintenstabilität: Beurteilt nach dem Zustand, nachdem der Kugelschreiber ohne Kappe bei 50ºC unter 0% relativer Feuchtigkeit auf der Seite liegengelassen wurde
• - stabil für 3 Monate oder länger (keine Ablagerungen in der Tinte nach nicht weniger als 3 Monaten, und die Eindickungsrate liegt innerhalb von 30%)
• - stabil für 2 bis 3 Monate
• Δ - stabil für 1 bis 2 Monate
• X - außerhalb der oben genannten Bedingungen innerhalb von 1 Monat
• Wie aus den Beispielen deutlich wird, wird gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein Farbstoff als Farbmittel verwendet. Es ist vorteilhaft, ein Benetzungsmittel zu verwenden, um den Feuchtigkeitsgehalt der Tinte beizubehalten, Harnstoff und Sorbit werden vorteilhafterweise verwendet, um eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Austrocknen zu erhalten, und quervernetztes Acrylsäurepolymer wird vorteilhafterweise in Kombination mit Xanthangummi eingesetzt, um sowohl eine ausgezeichnete Schreibfähigkeit als auch Tintenstabilität beim Trocknen zu erhalten.
Vergleichsbeispiele 1 bis 19
• Es wurde Tinte wie in Beispiel 1 hergestellt, jedoch sind die Tintenzusammensetzungen in Tabelle 2 dargestellt.
• Die Leistung ist ebenfalls in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2
• Vergleichsbeispiel 1 zeigt ein Beispiel einer erhöhten Konzentration an Farbstoff, und Vergleichsbeispiel 14 zeigt ein Beispiel einer verringerten Konzentration an Farbstoff. Die erhöhte Konzentration an Farbstoff zeigt eine schwache pseudoplastische Fähigkeit, weshalb eine erwünschte Tintenviskosität schwer zu erhalten ist. Die Schreibfähigkeit wird nachteilig beeinflußt, die Tintenstabilität ist beim Austrocknen schlecht, und die Fähigkeit zur Beständigkeit gegen Austrocknen ist verringert. Zusätzlich zeigt die verringerte Konzentration an Farbstoff eine hervorragende Tintenstabilität, hat jedoch aufgrund der Eigenschaften des Harzes beim Trocknen eine verringerte Schreibfähigkeit am Beginn des Schreibvorgangs.
• Vergleichsbeispiele 2, 3, 15 und 16 zeigen Beispiele der Verwendung eines Pigments anstelle eines Farbstoffs als Farbmittel. Die Pigmenttinte kann nach dem Trocknen nicht vollständig wiederhergestellt werden und weist eine verringerte Tintenstabilität auf. Darüber hinaus kann die Verwendung von Pigment einen Abnutzungseffekt auf das Kugelelement in einem Kugelschreiber haben, wobei die Schreiblebensdauer des Stifts potentiell verkürzt wird.
• Vergleichsbeispiel 5 zeigt ein Beispiel, welches eine erhöhte Menge des Benetzungsmittels einsetzt, und Vergleichsbeispiel 4 zeigt ein Beispiel einer verringerten Menge des Benetzungsmittels. Das Beispiel mit der erhöhten Quantität davon zeigt eine ausgezeichnete Fähigkeit zur Trocknungsbeständigkeit, hat jedoch eine geringfügig schlechtere Schreibfähigkeit mit einigem Verwischen und Verlaufen. Darüber hinaus weist die Tinte wegen eines abnormen Eindickens der Tinte nach dem Trocknen eine verringerte Stabilität auf. Auf der anderen Seite zeigt die verringerte Menge davon eine Abwesenheit von Tintengleitfähigkeit, wodurch einige Verschmierungen oder ein Abreißen in der Schrift verursacht werden, und zeigt ebenfalls aufgrund der reduzierten Menge an hygroskopischen Benetzungsmitteln eine geringe Beständigkeit gegenüber Austrocknen.
• Vergleichsbeispiel 8 zeigt ein Beispiel einer erhöhten Menge an Harnstoff, und Vergleichsbeispiel 6 zeigt ein Beispiel einer verringerten Menge an Harnstoff. Die erhöhte Zusatzmenge davon zeigt eine schlechtere Schreibfähigkeit aufgrund des kleinen Unterschieds zwischen der Viskosität der Tinte, wenn eine Scherkraft angelegt wird, und der Viskosität, wenn keine Scherkraft angelegt wird. Zusätzlich können beim Austrocknen Kristalle auf der Stiftspitze ausfallen. Andererseits zeigt die verringerte Zusatzmenge davon eine durch die geringere Menge an hygroskopischen Eigenschaften und Farbstofflösungsfähigkeit reduzierte Beständigkeit gegen Austrocknen.
• Vergleichsbeispiel 9 zeigt ein Beispiel einer erhöhten Zusatzmenge an Sorbit und Vergleichsbeispiel 7 zeigt ein Beispiel einer verringerten Menge an Sorbit. Die erhöhte Menge davon zeigt eine schwache pseudoplastische Fähigkeit, wobei die Schreibfähigkeit nachteilig beeinflußt wird. Darüber hinaus können wegen des Mangels an Löslichkeit Kristalle ausfallen, wenn der Wassergehalt verdampft. Andererseits zeigt die verringerte Zusatzmenge davon eine Reduktion in der Tintengleitfähigkeit, was zu einer Verringerung der Beständigkeit gegen Trocknen führt, und zeigt ebenfalls eine schlechtere Schreibfähigkeit aufgrund der Verringerung der Viskosität der Tinte.
• Vergleichsbeispiel 10 zeigt ein Beispiel einer erhöhten Menge an quervernetztem Acrylsäurepolymer. Vergleichsbeispiel 11 zeigt ein Beispiel einer erhöhten Menge an Xanthangummi. Die große Zusatzmenge an quervernetztem Acrylsäurepolymer beeinflußt die Schreibfähigkeit, da die Viskosität aufgrund der Scherkraft der beim Schreiben rollenden Kugel nicht ausreichend verringert wird. Zusätzlich ist aus demselben Grund auch die Schreibfähigkeit am Beginn des Schreibvorgangs ebenfalls verringert. Wenn die Menge an Xanthangummi zu hoch ist, bildet sich nicht nur auf der Stiftspitze schnell eine Schicht, was zu einer anfänglich schlechten Schrift führt, sondern innen im Kugelschreiber bildet sich ebenfalls beim Austrocknen eine Ablagerung, was zu einer instabilen Tinte führt.
• Vergleichsbeispiel 12 zeigt ein Beispiel einer verringerten Zusatzmenge an quervernetztem Acrylsäurepolymer. Vergleichsbeispiel 10 zeigt ein Beispiel einer verringerten Menge an Xanthangummi. Im Vergleichsbeispiel 12 ist die erwünschte Tintenviskosität hinsichtlich der Schichtbildungsfähigkeit der Tinte schwer zu erhalten, selbst wenn das Xanthangummi in einer maximalen Menge verwendet wird. Dies verursacht somit nachteilige Wirkungen auf die Schreibfähigkeit. Darüber hinaus ist die Wasserretentionsfähigkeit des quervernetzten Acrylsäurepolymers verringert, was zu einer Verringerung der Widerstandsfähigkeit gegen Trocknen führt. Die reduzierte Menge an Xanthangummi zeigt eine schlechtere Leistung, denn die erwünschte Viskosität ist schwierig einzustellen.
• Vergleichsbeispiel 18 zeigt ein Beispiel einer verringerten Menge sowohl an quervernetztem Acrylsäurepolymer als auch an Xanthangummi. In diesem Fall tropft die Tinte leicht aus dem Stift heraus, es ist schwierig, eine hohe Viskosität beizubehalten; wenn die Tinte nicht benutzt wird, und die Schreibqualität ist nachteilig beeinflußt.
• Vergleichsbeispiel 19 zeigt ein Beispiel der Zugabe lediglich von quervernetztem Acrylsäurepolymer, wobei kein Xanthangummi als viskositätsregelndes Mittel verwendet wird. Ohne Xanthangummi ist eine adäquate Scherverringerungswirkung schwer zu erhalten. Um Verwischen, Abreißen der Schrift oder Tropfen der Tinte zu verhindern, ist es notwendig, zusätzliche Mengen an quervernetztem Acrylsäurepolymer hinzuzugeben, was somit zu einer Verschlechterung der Beständigkeit gegen Trocknen der Tinte führt. Daher ist die Verwendung von sowohl Xanthangummi als auch quervernetzten Acrylsäurepolymer bevorzugt.
• Erfindungsgemäße Tinte hat eine hervorragende Beständigkeit gegen Trocknen und eine Schreibfähigkeit ohne wesentliches Auslaufen und/oder Verwischen und ist zur Verwendung in einer Kugelschreiberanwendung sehr gut geeignet.

Claims (10)

1. Zur Verwendung in einem Kugelschreiber geeignete Tinte, umfassend:

2 bis 10 Gew.-% eines Farbstoffs,

20 bis 30 Gew.-% eines Benetzungsmittels, ausgenommen Sorbit,

5 bis 10 Gew.-% Harnstoff,

0,2 bis 0,4 Gew.-% eines quervernetzten Acrylsäurepolymers,

0,05 bis 0,2 Gew.-% Xanthangummi, und

1,0 bis 5,0 Gew.-% Sorbit,

gegebenenfalls weitere Inhaltsstoffe und Rest Wasser.

2. Tinte nach Anspruch 1, als weiteren Inhaltsstoff umfassend 0,2 bis 2,0 Gew.-% eines rostbeständigen Gleitmittels.

3. Tinte nach Anspruch 1 oder 2, als weiteren Inhaltsstoff umfassend 0,5 bis 2,0 Gew.-% eines pH- regulierenden Mittels, welches nicht das in Anspruch 1 definierte Benetzungsmittel ist.

4. Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, als weiteren Inhaltstoff umfassend 1,0 bis 2,0 Gew.- % eines pilzfesten Mittels.

5. Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Benetzungsmittel mindestens eins, ausgewählt aus einem zweiwertigen Alkohol, einem dreiwertigen Alkohol und Derivaten von zweiwertigen Alkoholen und dreiwertigen Alkoholen, umfaßt.

6. Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Benetzungsmittel mindestens eins, ausgewählt aus Ethylenglycol, Polyethylenglycol und Glycerin, umfaßt.

7. Tinte nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei das rostbeständige Mittel mindestens eins, ausgewählt aus Phophorsäureester-Netzmitteln, Benzotriazolen und Fettsäureestern, umfaßt.

8. Tinte nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das pH-regulierende Mittel Triethanolamin ist.

9. Kugelschreiber, enthaltend eine Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

10. Austauschbare Mine für einen Kugelschreiber, enthaltend eine Tinte nach einem der Ansprüche 1 bis 8.