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DE69229403T2 - Radierbare tinten - markierer - Google Patents

Radierbare tinten - markierer

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DE69229403T2
DE69229403T2 DE69229403T DE69229403T DE69229403T2 DE 69229403 T2 DE69229403 T2 DE 69229403T2 DE 69229403 T DE69229403 T DE 69229403T DE 69229403 T DE69229403 T DE 69229403T DE 69229403 T2 DE69229403 T2 DE 69229403T2
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Gillette Co LLC
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Description

  • Die Erfindung betrifft Marker mit wasserhaltiger radierbarer Tinte.
  • Wasserhaltige radierbare Tinten umfassen typischerweise ein filmbildendes elastomeres Polymer und ein Färbemittel, die in Wasser dispergiert sind. Wenn die Tinten auf Papier aufgebracht werden, verdampft das Wasser, und das Polymer erzeugt eine ineinandergelaufene Rückstandsschicht auf der Papieroberfläche. Die Tinten sind dadurch radierbar, daß die Rückstandsschicht eine Zeitlang nach der Ausbildung von der Papieroberfläche entfernt werden kann, ohne einen sichtbaren Rest zu hinterlassen oder das Papier zu beschädigen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Marker bereitgestellt, umfassend einen äußeren Körper; eine Schreibspitze an einem Ende des Körpers; einen Faserbehälter, der sich in dem Körper befindet und mit der Schreibspitze verbunden ist; und in dem Behälter eine wasserhaltige Tinte, die von einem 27,2 kg (60 lbs.) schweren Offsetdruckpapier wegradiert werden kann, wobei die Tinte eine Viskosität zwischen 10 cps und 30 cps besitzt und Wasser, ein wasserunlösliches Färbemittel und eine Latexemulsion enthält, wobei die Latexemulsion bei 25ºC eine Brookfield-Viskosität von weniger als 50 cps besitzt und ein Styrol/Butadien-Copolymer mit einem Styrolgehalt von maximal 35% enthält; bei dem die Spitze porös ist, und die Tinte durch Kapillarwirkung von dem Faserbehälter zu der Spitze befördert wird.
  • Die US-A-4,940,628 offenbart eine wasserhaltige radierbare Markierzusammensetzung, die Wasser, ein wasserunlösliches Färbemittel und ein Styrol-Butadien-Copolymer enthält, wobei die Zusammensetzung eine Viskosität von 1-70 cps besitzt.
  • In EP-A-0,100,834 und in JP-A-57 135878 wird eine wasserhaltige, radierbare Markierungszusammensetzung offenbart, die Wasser, ein wasserunlösliches Färbemittel und ein Styrol- Butadien-Copolymer enthält.
  • Die erfindungsgemäßen radierbaren Tinten liefern Markierungen, die sich in einem längeren Zeitraum (mehr als ein Jahr) nach dem Aufbringen der Tinte ohne weiteres von Papier entfernen lassen, ohne das Papier zu beschädigen oder einen sichtbaren Rückstand zu hinterlassen. Die Tinten sind lagerungsstabil, leicht herzustellen und leicht aufzubringen. Die Tinten besitzen vorzugsweise eine niedrige Viskosität und sind infolgedessen besonders geeignet zur Verwendung mit herkömmlichen Filzstiften, die mit einem auf Kapillarwirkung beruhenden Beförderungssystem zum Abziehen von Tinte aus einem Behälter arbeiten. Dadurch eignen sich die Tinten zur Verwendung in Markern, die typischerweise mit fluoreszierend gefärbten Pigmenten arbeiten. Ein wichtiger Vorteil bei der Verwendung der Tinten in Markern ist, daß dann, wenn Lehrbuchseiten von einem Studenten farbig hervorgehoben werden, die hervorgehobenen Abschnitte ein Jahr später, wenn das Buch an einen andren Studenten weitergegeben oder verkauft wird, wegradiert werden können.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und aus den Ansprüchen offensichtlich.
  • Die bevorzugten Zusammensetzungen umfassen ein Styrol- Butadien-Copolymer, ein wasserunlösliches Färbemittel, ein Trennmittel, ein oxidationshemmendes Mittel und Wasser.
  • Das Styrol-Butadien-Copolymer ist das filmbildende Material in der Zusammensetzung. Die bevorzugten Copolymere sind unsubstituiert, d. h. sie enthalten keine chemischen Gruppen wie Carboxyl-, Sulfonyl- oder Aminogruppen, und besitzen einen hohen Elastizitätsmodul. Die bevorzugten Copolymere haben eine Mooney-Viskosität von mehr als 90, vorzugsweise mehr als 100. Copolymere mit einem hohen Mooney-Wert werden bevorzugt, weil sie im allgemeinen weniger Krümel auf dem Papier bilden, sobald das Wasser verdampft, und eine größere Reibechtheit besitzen.
  • Die bevorzugten Copolymere besitzen ein Verhältnis von Styrol : Butadien zwischen 10 : 90 und 35 : 65, mehr bevorzugt zwischen 20 : 80 und 30 : 70. Im allgemeinen ist die Tinte um so besser radierbar, je höher der Styrolgehalt ist. Ist der Styrolgehalt niedriger als 10%, verschlechtert sich meist die Radierbarkeit der Tinte. Ist der Styrolgehalt höher als 35%, können die Tinten eine unerwünscht hohe Viskosität besitzen.
  • Die bevorzugten Copolymere sind als Latexemulsionen von Goodyear Chemicals in Akron, Ohio, unter dem Handelsnamen PLIOLITE erhältlich. Die Emulsion hat einen Feststoffgehalt von 30-50% und eine Brookfield-Viskosität (bei 25ºC) von weniger als etwa 50 cps, mehr bevorzugt von etwa 30 cps oder weniger. Die Viskosität des Latex ist niedriger als 50 cps, vorzugsweise, niedriger als 40 cps. Normalerweise machen die Tintenzusammensetzungen zwischen 60 und 90 Gew.-%, mehr bevorzugt zwischen 70 und 80 Gew.-%, der Emulsion aus. Typischerweise sollte die Zusammensetzung zwischen 20 und 40 Gew.-% Vollgummi enthalten. Die am meisten bevorzugte Latexemulsion is PLIOLITE LPF-2108.
  • Die bevorzugten Färbemittel sind feine, körnchengroße organische oder anorganische Pigmente oder Farbstoffe, die in Wasser unlöslich sind. Beispiele für geeignete Pigmente sind Ruße und Preußischblau-Arten; geeignete Farbstoffe sind solche auf Nitro- oder Anthrachinonbasis. Die Färbemittelmenge kann verschieden sein, macht jedoch gewöhnlich nicht mehr als 5 Gew.-% der Zusammensetzung aus. Die bevorzugten Färbemittel weisen eine Teilchengröße von weniger als 3 m auf.
  • Die mehr bevorzugten Färbemittel sind fluoreszierende Pigmente, die eine kräftige, das Hindurchlesen ermöglichende, radierbare Markierspur liefern, die fotokopiert werden kann, ohne das hervorgehobene Material zu beachten. Die besonders bevorzugten, das Hindurchlesen ermöglichenden Markierspuren werden durch Aufnahme von 3 bis 5 Gew.-% des fluoreszierenden Pigments geschaffen. Beispiele für geeignete fluoreszierende Pigmente sind die Day-Glo-Pigmente, zu beziehen von der Day- Glo Color Corp. in Cleveland, Ohio, and "Lumikol" von Nippon Keiko Kagaku Ltd.
  • Die in der Zusammensetzung verwendeten Trennmittel erzeugen einen Film zwischen der Papieroberfläche und der Markierung, der flüssig, halbfest oder fest sein kann. Dieser Film trägt dazu bei, die Markierung durch Reiben mit einem elastomeren Radiergummi von der Oberfläche zu lösen, wodurch die Markierung im wesentlichen vollständig ohne größeren erkennbaren Schaden an der Oberfläche von der Oberfläche entfernt werden kann. Bevorzugte Trennmittel sind in Wasser dispergierbare Siliconöle oder Silicontenside. Besonders bevorzugte Trennmittel sind Kombinationen von Siliconölen oder Silicontensiden und insbesondere Kombinationen von Glycolpolysiloxanen und Siliconglycolcopolymeren. Normalerweise sind Trennmittelmengen zwischen 1 und 10 Gew.-% geeignet; bei den mehr bevorzugten Trennmitteln sind Mengen zwischen 4 und 8 Gew.-% geeignet.
  • Das oxidationshemmende Mittel hemmt die Oxidation und die dadurch entstehende Vernetzung des Styrol-Butadien-Copolymers. Vernetzung ist unerwünscht, weil sie sich nachteilig auf die Radierbarkeitseigenschaften der Tinte auswirkt, insbesondere dann, wenn die Tinten längere Zeit direktem Sonnelicht ausgesetzt waren. Besonders bevorzugt werden oxidationshemmende Mittel auf Kautschukbasis, insbesondere 4,4'-thiobis(6-tertbutyl-m-kresol) und 4,4'-butylidenbis(6-tertbutyl-m-kresol). Für die oxidationshemmenden Mittel auf Kautschukbasis eignen sich normalerweise zwischen 1 und 2 Gew.-% der Kautschukfeststoffe.
  • Die Zusammensetzungen können weitere herkömmliche Bestandteile enthalten. Zum Beispiel sind normalerweise Emulgatoren wie Fettsäuren (vorzugsweise Fettsäurediethanolamide) in Mengen zwischen 0,3 und 1 Gew.-% in der Tinte enthalten, um das Färbemittel und das Trennmittel gründlich in der wäßrigen Phase zu dispergieren. Dispergiermittel können ebenfalls enthalten sein, insbesondere um zur Dispergierung des oxidationshemmenden Mittels beizutragen.
  • In der Zusammensetzung sollte genug Wasser enthalten sein, so daß deren Brookfield-Viskosität (bei 25ºC) weniger als 30 cps beträgt, mehr bevorzugt zwischen 10 cps und 20 cps. Ist die Viskosität zu niedrig, neigt die Tinte dazu, vom Papier aufgesaugt zu werden und dadurch das Radieren zu erschweren. Ist die Viskosität zu hoch, können die Zusammensetzungen zu dick für die praktische Verwendung sein, insbesondere in auf Kapillarwirkung beruhenden Beförderungssystemen.
  • Im allgemeinen können die Zusammensetzungen durch Mischen der Bestandteile unter Bedingungen einer hohen Scherwirkung hergestellt werden. Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Zusammensetzung der Tinten. Von diesen Beispielen sind die am meisten bevorzugten Zusammensetzungen die in den Beispielen 8, 10, 15 und 17 beschriebenen.
    • Beispiel 1 Bestandteil Gew.-%
  • Dispersionsblau¹ 6%
  • Siliconöl² 2%
  • Dow Corning 1933 2%
  • Clindrol 200-0&sup4; 1%
  • Santicizer 8&sup5; 1%
  • LPF 2108&sup6; 70
  • Wasser 18%
  • 1. Eine teilweise wäßrige Dispersion von blauem Pigment (Kupferphthalocyanin) mit einem Gehalt von etwa 35 Gew-% Pigment, vertrieben von BASF unter der Handelsbezeichnung "Dispers blue 69-0007".
  • 2. Ein Trennmittel; erhältlich von Ruger Chem. Co.
  • 3. Ein Silicontensid; erhältlich von Dow Chemical Co.
  • 4. Ein Emulgator; erhältlich von Clintwood Chemical Co.
  • 5. Ein Weichmacher; erhältlich von Monsanto Co.
  • 6. Der Latex. Eine Styrol/Butadien-Emulsion mit einem Verhältnis von Styrol: Butadien von etwa 29 : 71, einer Feststoffkonzentration von insgesamt etwa 40% und einer Mooney-Viskosität von mehr als 100. Vertrieben von Goodyear Tire and Rubber Co. unter der Handelsbezeichnung "Pliolite SBR Latex", Produkt Nr. LPF-2108.
    • Beispiel 2 Bestandteil Gew.-%
  • Dispersionsschwarz&sup7; 10%
  • Dow Corning 472&sup8; 1%
  • LPF-2108 80%
  • Wasser 9%
  • 7. Eine teilweise wäßrige Dispersion von Ruß mit einem Gehalt von etwa 35 Gew.-% Ruß, vertrieben von BASF.
  • 8. Das Trennmittel; ein in Wasser dispergierbares Glycolpolysiloxan, vertrieben von Dow Chemical Co.
    • Beispiel 3 Bestandteil Gew.-%
  • Lucony Rot 3870&sup9; 5%
  • Lucony Rot 3550&sup9; 5%
  • Etrifac 391¹&sup0; 1%
  • LPF-2108 80%
  • Wasser 5%
  • 9. Eine teilweise lösliche wäßrige Dispersion eines roten Pigments mit einem Gehalt von etwa 35 Gew-% Pigment, vertrieben von BASF.
  • 10. Ein Emulgator; ein Phosphatester, vertrieben von der Ethox Chemical Co.
    • Beispiel 4 Bestandteil Gew.-%
  • Dispersionsschwarz 6%
  • Oxidationshemmendes Mittel Santowhite¹¹ 0,56%
  • Clindrol 200-0 0,44%
  • Dow Corning 193 5%
  • LPF 2108 70%
  • Wasser 18%
  • 11. Vertrieben von Monsanto Chemical Co.
    • Beispiel 5 Bestandteil Gew.-%
  • Dispersionsschwarz 6%
  • Oxidationshemmendes Mittel Santowhite 0,56%
  • Clindrol 200-0 0,44%
  • Dow Corning 193 2%
  • Siliconfluid 3%
  • LPF 2108 70%
  • Wasser 18%
    • Beispiel 6 Bestandteil Gew.-%
  • Dispersion Lumikol Rosa¹² 25%
  • Siliconöl 2%
  • Dow Corning 193 2%
  • Clindrol 200-0 1%
  • LPF 2108 70%
  • 12. Eine fluoreszierende Pigmentdispersion mit einem Gehalt von etwa 25 Gew.-% Pigment; erhältlich von Nippon Keiko Kagaku Ltd.
    • Beispiel 7 Bestandteil Gew.-%
  • Dispersionsblau 5%
  • Wasser 20%
  • Siliconöl 2%
  • Dow Corning 193 2%
  • Clindrol 200-0 1%
  • LPF 2108 70%
    • Beispiel 8 Bestandteil Gew.-%
  • Dispersion Lumikol Rosa 25%
  • Siliconöl 2%
  • Dow Corning 193 2%
  • Clindrol 200-0 1%
  • Oxidationshemmendes Mittel Santowhite 0,5%
  • LPF 2108 69,5%
    • Beispiel 9 Bestandteil Gew.-%
  • Dispersionsblau 5%
  • Wasser 19,5%
  • Siliconöl 2%
  • Dow Corning 193 2%
  • Clindrol 200-0 1%
  • LPF 2108 70%
  • Oxidationshemmendes Mittel Santowhite 0,5%
    • Beispiel 10 Bestandteil Gew.-%
  • Dispersion Lumikol Gelb¹³ 25%
  • Siliconöl 2%
  • Dow Corning 193 2%
  • Clindrol 200-0 1%
  • Ethanox 322¹&sup4; 0,5%
  • LPF 2108 69,5%
  • 13. Eine fluoreszierende Pigmentdispersion mit einem Gehalt von etwa 25 Gew.-% Pigment; erhältlich von Nippon Keiko Kagaku Ltd.
  • 14. Ein bevorzugtes oxidationshemmendes Mittel, erhältlich von der Monsanto Chemical Co.
    • Beispiel 11 Bestandteil Gew.-%
  • Dispersion Lumikol Rosa 25%
  • Dow Corning 193 3%
  • LPF 2108 55%
  • Wasser 16%
  • Clindrol 200-0 1%
    • Beispiel 12 Bestandteil Gew.-%
  • LPF 2108 55%
  • Clindrol 200-0 1%
  • Dow Corning 193 2%
  • Wasser 14%
  • Lumikol NKW 3003¹&sup5; 25%
  • Trocknungsmittel¹&sup6; 3%
  • 15. Ein rotes fluoreszierendes Pigment, erhältlich von Nippon Keiko Kagaku Ltd.
  • 16. Entweder Dowanol DB oder EB; erhältlich von Dow Chemical Co.
    • Beispiel 13 Bestandteil Gew.-%
  • LPF 2108 40%
  • Propylenglycol¹&sup7; 20%
  • Lumikol Grün¹&sup8; 20%
  • Weiß¹&sup9; 5%
  • Wasser 15%
  • 17. Ein trocknungshemmendes Mittel
  • 18. Ein grünes fluoreszierendes Pigment, erhältlich von Nippon Keiko Kagaku LTD.
  • 19. Ein weißes Pigment, erhältlich von BASF.
    • Beispiel 14 Bestandteil Gew.-%
  • Ethanox 322 0,56%
  • Paraplex WP-1²&sup0; 0,44%
  • Siliconfluid 3,33%
  • Dow Corning 193 2,67%
  • LPF 2108 70%
  • DWB-M 601²¹ 6%
  • Wasser 17%
  • 20. Ein Weichmacher; erhältlich von der Rohm & Haas Chemical Co.
  • 21. Blaue Pigmentdispersion; erhältlich von Nikko Bics LTD.
    • Beispiel 15 Bestandteil Gew.-%
  • Oxidationshemmendes Mittel²² 2%
  • Clindrol 200-0 1%
  • Dow Corning 193 3%
  • Lumikol NKW 3007 24%
  • LPF 2108 70%
  • 22. Entweder oxidationshemmendes Mittel Naugard SP oder oxidationshemmendes Mittel Naugawhite. Beides sind Phenole, erhältlich von Uniroyal.
    • Beispiel 16 Bestandteil Gew.-%
  • Dispersionsblau 5%
  • Dow Corning 193 3%
  • Clindrol 200-0 1%
  • Propylenglycol 1%
  • Wasser 19,5%
  • Oxidationshemmendes Mittel Santowhite 0,5%
  • LPF 2108 70%
    • Beispiel 17 Bestandteil Gew.-%
  • Lumikol NKW 3007 25%
  • Dow Corning 193 3%
  • Clindrol 200-0 1%
  • Oxidationshemmendes Mittel Santowhite 0,5%
  • Wasser 1,5%
  • LPF 2108 69%
  • Die bevorzugten Tinten können in herkömmlichen Markern mit Beförderung durch Kapillarwirkung verwendet werden, die vorzugsweise eine Polyesterfaserspitze (oder -schreibspitze) aufweisen, die mit einem Tintenbehälter verbunden ist, der vorzugsweise auch aus Polyesterfaser besteht. Es können auch andere Arten von Spitzen (z. B. aus Acrylnitrilfasern) und Behältern (z. B. aus Polyethylenfasern und Celluloseacetatfasern) verwendet werden. Der Behälter ist z. B. von einem Zylinder aus Polypropylen umgeben und an dem der Spitze entgegengesetzten Ende z. B. mit einem Stopfen aus Polypropylen abgedeckt; der Marker besitzt auch eine Kappe aus Polypropylen zum Abdecken der Spitze. Die Behälter sind z. B. von der American Filtrona Co. in Richmond, VA, oder von Baumgartner erhältlich. Die Spitzen sind z. B. von der Aubex Co. in Tokio, Japan, von Teibow oder von Porex erhältlich. Bei der Verwen dung wird die Tinte, da sie eine relativ niedrige Viskosität besitzt, durch Kapillarwirkung von der Spitze aus dem Behälter abgesaugt. Passagen, z. B. aus einem Lehrbuch, können mit den Tinten hervorgehoben werden, die eine einheitliche, durchsichtige Schicht auf der Passage bilden. Nach dem Aufbringen können die Tinten wegradiert werden.
  • Die Tinten sind besonders geeignet zur Verwendung auf Schreibflächen wie Papier, das ein poröses Material ist, das im Grunde aus gepreßten, mattenartig angeordneten Fasern besteht. Die am meisten bevorzugte Zusammensetzung weist Radierbarkeitseigenschaften auf, die sich über längere Zeiträume (mindestens ein Jahr) nicht merklich verschlechtern. Zusammensetzungen können auf solche Eigenschaften untersucht werden, indem auf 27,2 kg (60 lbs.) schwerem herkömmlichem Offsetdruckpapier eine Markierung aufgebracht wird und die Markierung sechs Tage hintereinander sechs Stunden lang dem Sonnenlicht ausgesetzt wird. Die am meisten bevorzugten Zusammensetzungen weisen ungefähr die gleiche leichte Radierbarkeit der Markierung auf, wenn nach sieben Tagen zwei Stunden nach dem Aufbringen ein herkömmlicher Radiergummi Pink Pearl (erhältlich von Eberhard Faber) verwendet wird.
  • Die Markierzusammensetzung kann auch in anderen Arten von Schreibgeräten, z. B. Kugelschreibern, und für andere geeignete Zwecke, z. B. für Flaschen- und Aufstreichtintenspender, verwendet werden.

Claims (12)

1. Marker, umfassend einen äußeren Körper; eine Schreibspitze an einem Ende des Körpers; einen Faserbehälter, der sich in dem Körper befindet und mit der Schreibspitze verbunden ist; und in dem Behälter eine wasserhaltige Tinte, die von einem 27,2 kg (60 lbs.) schweren Offsetdruckpapier wegradiert werden kann, wobei die Tinte eine Viskosität zwischen 10 cps und 30 cps besitzt und Wasser, ein wasserunlösliches Färbemittel und eine Latexemulsion enthält, wobei die Latexemulsion bei 25ºC eine Brookfield-Viskosität von weniger als 50 cps besitzt und ein Styrol/Butadien-Copolymer mit einem Styrolgehalt von maximal 35% enthält; bei dem die Spitze porös ist, und die Tinte durch Kapillarwirkung von dem Faserbehälter zu der Spitze befördert wird.
2. Marker nach Anspruch 1, bei dem die Viskosität der Tintenzusammensetzung zwischen 10 cps und 20 cps beträgt.
3. Marker nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Latex einen Gummifestoffgehalt zwischen 20% und 40% besitzt.
4. Marker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Tinte zwischen 60 und 90 Gew.-% Latex enthält.
5. Marker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Styrol-Butadien-Copolymer einen Mooney-Wert von mindestens 90 besitzt.
6. Marker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Copolymer ein Verhältnis von Styrol: Butadien zwischen 10 : 90 und 35 : 65 besitzt.
7. Marker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Tinte ein Trennmittel enthält.
8. Marker nach Anspruch 7, bei dem das Trennmittel ein Silicon ist.
9. Marker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Tinte ein oxidationshemmendes Mittel enthält.
10. Marker nach Anspruch 9, bei dem das oxidationshemmende Mittel ein Kresol ist.
11. Marker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Färbemittel ein fluoreszierendes Pigment ist.
12. Marker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Latex einen Feststoffgehalt zwischen 30 und 50% besitzt.
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