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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Das
Ziel, das sich die Anmelderin gesetzt hat, ist das Beheben der vorgenannten
Nachteile.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Selbstverständlich können weitere
Arten von farbigen Elementen, insbesondere ein wasserlöslicher fluoreszierender
Farbstoff, zum Beispiel Acid Blue Nr. 9 verwendet werden.
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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.
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Eine
bevorzugte flüssige
Komponente besteht aus dem Produkt der Reaktion von Glycerin (oder
Glycerol) an Harnstoff, deren Strukturformel folgende ist:
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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.
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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.
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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.
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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.
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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% |
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Triethanolamin
hat eine Oberflächenspannung
von 47,5 mN/m.
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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.
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Was
den primären
Alkohol anbelangt, so handelt es sich vorzugsweise um Etyhlalkohol,
Propylalkohol oder auch um Butylalkohol.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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%.
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Andererseits
wird die aus der Reaktion von Glycerin und Harnstoff resultierende
Komponente C
4H
6O
4 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.
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Die
zwei nachfolgenden Beispiele A und B geben flüssige Zusammensetzungen ähnlicher
Formulierung, mit Glycerin (A) und der Komponente C4H6O4 (B) an.
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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.