DE2127137A1

DE2127137A1 - Ink for capillary pens and drawing devices

Info

Publication number: DE2127137A1
Application number: DE19712127137
Authority: DE
Inventors: Meyer Edison Melmck Norman Highland Park NJ Kaplan (V St A)
Original assignee: Chemolene Co Ine, Bordentown, NJ (VStA)
Priority date: 1970-07-06
Filing date: 1971-06-01
Publication date: 1972-01-13
Also published as: FR2083218A5

Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

dr. ing. H. NEGENDANK · dipl.-ing. H. HAUCK · dipl-phys. W. SCHMITZ dr. ing. H. NEGENDANK · dipl.-ing. H. HAUCK Dipl-Phys. W. SCHMITZ

HAMBURG-MÜNCHENHAMBURG-MUNICH ZUSTELIiUNGSANSCHRIFT,; HAMBURG 36 · NEPER WALL 41ADDRESS FOR DELIVERY; HAMBURG 36 NEPER WALL 41

TKL. 367438 UND 384110TKL. 367438 AND 384110

TELEGR. NEOEDAPATENT HAMBURGTELEGR. NEOEDAPATENT HAMBURG MÜNCHEN 13 · MOZARTSTR. 23MUNICH 13 MOZARTSTR. 23

Chemolene Company, Inc. ΐΒΐ,βίβοββ«Chemolene Company, Inc. ΐΒΐ, βίβοββ «

TELEGH. NEOES1APATENT MÜNCHENTELEGH. NEOES1APATENT MUNICH

902 Park Street902 Park Street

_π j j. tr χ VnA Hamburg, 28. Hai 1971 _π j j. tr χ VnA Hamburg, 28th Shark 1971

Bordentown, Hey/ Jers.evJQSA ' Bordentown, Hey / Jers.evJQSA '

Tinte für Kapillarschreib- und Zeichengeräte Ink for capillary writing and drawing implements

Die Erfindung betrifft eine Tinte für Schreib- und Zeichengeräte, bei denen es erforderlich ist, daß die Tinte schnell durch die Poren oder Ritzen fließen kann, ohne das Gerät zu verstopfen. Gleichzeitig ist es wichtig, daß die Tinte der Atmosphäre ausgesetzt v/erden kann, ohne zu trocknen, also das Gerät längere Zeit offen gelassen v/erden kann.The invention relates to an ink for writing and drawing implements in which it is necessary that the ink is fast can flow through the pores or cracks without clogging the device. At the same time, it is important that the Exposed to the atmosphere without drying, i.e. the device can be left open for a longer period of time.

In dem Patent (Patentanmeldung P 16 69 105.7) der Anmelderin sind Tinten offenbart, die durch die Anwesenheit von Formamid im flüssigen Medium der Tinte gekennzeichnet sind. Derartige Tinten enthalten häufig wesentliche Mengen Wasser und besitzen nürb nur die erforderliche Dünnflüscigkeit, die ihre Verwendung in Kapillarschreibgeräten gestattet, sondernThe applicant's patent (patent application P 16 69 105.7) discloses inks which are produced by the presence of formamide are marked in the liquid medium of the ink. Such inks often contain and possess substantial amounts of water only the required thinness, which is yours Use in capillary pens is permitted, but

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können auch der Atmosphäre abgesetzt werden, ohne daß sie trocknen oder ihre Bestandteile ausfallen, oder daß ein Verdicken eintritt, wenn die Tinten mehrere Tage oder Wochen der Atmosphäre ausgesetzt sind. Die Tinten verstopfen daher die Poren der Schreibgeräte nicht und beeinträchtigen auch ihre Schreibeigenschaften in keiner Weise. Andererseits trocknen diese Tinten schnell und schlagen nicht auf die Rückseite von geleimten Papier durch.can also be removed from the atmosphere without they dry or their constituents precipitate, or that thickening occurs if the inks last for several days or weeks of exposure to the atmosphere. The inks therefore do not clog the pores of the writing instruments and also do not affect their writing properties in any way Way. On the other hand, these inks dry quickly and do not hit the back of sized paper by.

Häufig ist es jedoch erforderlich, solche Tinten zum Beschriften oder Markieren von Kunststoffen und nicht porösen Materialien, wie Zelluloseazetat oder Metalloberflächen, die einen Ölfijim tragen, zu benutzen. Die in der oben erwähnten Patentschrift beschriebenen Tinten sind hierfür allgemein nicht geeignet, weil das darir enthaltene Formamid Zelluloseazetat oder andere Kunststoffe angreift, bzw, weil sie nicht mit Öl verträglich sind. Außerdem sind viäe Farben, die zur Verwendung in Tintenzusammensetzungen erwünscht sind, in Formamid nicht leicht löslich.However, it is often necessary to use such inks for labeling or marking plastics and non-porous materials such as cellulose acetate or metal surfaces, who carry an oil fijim to use. the Inks described in the above-mentioned patent are generally unsuitable for this purpose, because they do Formamide contained attacks cellulose acetate or other plastics, or because they are incompatible with oil are. In addition, many colors that are desirable for use in ink compositions are in formamide not easily soluble.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine TinteThe invention is based on the object of an ink

genannten zu schaffen, die alle Vorteile der in der oben/Patentschrift beschriebenen Tinte aufweist, mit der sich abermentioned to provide all the advantages of in the above / patent has described ink, but with the

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nicht nur poröse Materialien, sondern auch unporöse, Kunststoffe und Metalle beschriften lassen. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Tinte für Kapillarschreibund Zeichengeräte, die dadurch gekenxeichnet ist, daß sie von einer Lösung eines Farbstoffes in einem nichtwässerigen flüssigen Medium gebildet wird, das flüssige Medium im wesentlichen aus einer Mischung von 10 bis 90 Gew.-# Formamid, 2 bis 80 Gew.-% eines Kohlenwasserstoffs und 0 bis 80 Gew.-?6 eines organischen polaren Lösungsmittels besteht, und die ViskositätNot only porous materials, but also non-porous, plastics and metals can be labeled. The object is achieved by an ink for capillary writing and drawing instruments, which is characterized in that it is formed from a solution of a dye in a non-aqueous liquid medium, the liquid medium essentially from a mixture of 10 to 90 wt .- # formamide, 2 to 80 wt -.% of a hydrocarbon and from 0 to 80 wt .- 6 consists of an organic polar solvent, and the viscosity?

200
der Tinte bei 25 C unter/Cps liegt.200
the ink is 25 C below / cps.

Die Tinte nach der Erfindung ist also eine formamidhaltige Tinte und besitzt die dafür kennzeichnenden Vorteile, aber sie enthält auch Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel zusammen mit Mitteln wie organische polare Lösungsmittel, Hetzmittel und dergleichen, und zwar derartige Mittel und in solchen Mengen, daß ein flüssiges Medium vorliegt, welches ein Einphasensystem ist, das für lange Zeit, auch wenn es der Atmosphäre ausgesetzt ist, stabil bleibt.The ink according to the invention is therefore a formamide-containing ink and has the characteristic advantages, but it also contains hydrocarbon solvents along with agents such as organic polar solvents, Hecticants and the like, namely such agents and in such amounts that a liquid Medium exists which is a single phase system that lasts for a long time even when exposed to the atmosphere is, remains stable.

Zur Herstellung der Tinte nach der Erfindung werden Formamid und ein organisches Lösungsmittel, wie Benzol, Toluol, η-Hexan, m-Xylol, "Naphthal Spirits", "Tfxtile Spirits" und dergleichen entweder mit einem NetzmittelTo produce the ink according to the invention of formamide and an organic solvent such as benzene, toluene, η-hexane, m-xylene, "naphthal Spirits", "Tfxtile Spirits", and the like either with a wetting agent

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oder einem organischen polaren Lösungsmittel, wie Äthanol, Butanol oder einer Cellosolvetype, wie Äthylenglykol-Monobutyläther, oder einem anderen Mono- oder Poly-Äthylenglykol-Monoalkyläther der allgemeinen Formel ROCH₂CH₂OH, in der R ein Alkyl mit 1 bis 6 .C-Atomen bedeutet, vermischt.or an organic polar solvent, such as ethanol, butanol or a Cellosolvetype, such as ethylene glycol monobutyl ether, or another mono- or poly-ethylene glycol monoalkyl ether of the general formula ROCH ₂ CH ₂ OH, in which R is an alkyl with 1 to 6 .C -Atoms means mixed.

Die Menge, in der jeder der Bestandteile eingesetzt wird, hängt hauptsächlich von den erwünschten Eigenschaften ab und den Zwecken, für die die Tinte eingesetzt werden soll. Im allgemeinen wird Formamid in einer Menge von mindestens 10 Gew.-% und nicht mehr als 98 Gew.-%,bezogen auf die fertige Tinte, eingesetzt. Im allgemeinen werden 10 bis 50 Gew.-Jo Formamid bevorzugt. Die Menge Kohlenwasserstoff, die in der Tinte vorliegt, hängt vornehmelich von der Menge und der Art des eingesetzten Farbstoffes ab, sowie dem Zweck, für den die Tinte verwendet werden soll. Das Lösungsmittel kann aromatisch oder aliphatisch sein und in Mengen von 2 bis 80 Gew.-$, vorzugsweise 4 bis 40 Gew.-?6,bezogen auf die fertige Tinte, vorliegen. The amount in which each of the ingredients is used depends mainly on the properties desired and the purposes for which the ink is to be used. In general formamide in an amount of at least 10 percent is -.% And not more than 98 wt .-% used, based on the finished ink. In general, 10 to 50 weight percent of formamide is preferred. The amount of hydrocarbon present in the ink depends primarily on the amount and type of dye used and the purpose for which the ink is to be used. The solvent can be aromatic or aliphatic and be present in amounts of 2 to 80% by weight, preferably 4 to 40% by weight, based on the finished ink.

Für die meisten Einsatzwecke empfiehlt es sich, wesentliche Mengen organischer polarer Lösungsmittel einzuarbeiten, deren Menge von der Art des polaren Mittels ab-For most purposes it is advisable to incorporate substantial amounts of organic polar solvents, the amount of which depends on the type of polar agent

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hängt. Für gewöhnlich werden 5 "bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 60 Gew.-% polares Lösungsmittel eingesetzt. Polyhydroxylierte polare Lösungsmittel, wie die Cellosolvetypen, werden in relativ großen Mengen eingesetzt, d.h. in solchen Mengen, daß sie 40 bis 50 Volumen-^ der fertigen Tinte ausmachen. Andererseits ist es aus wirtschaftlichen Erwägungen heraus häufig zweckmäßig, billige Lösungsmittel, wie die niederen Alkanole Methanol oder Äthanol, zu verwenden, die in solchen Mengen eingesetzt werden, daß sie5 bis 20 Volumen-% der fertigen Tinte ausmachen.hangs. Usually 5 "to 80% by weight is preferred 20 to 60 wt .-% polar solvent used. Polyhydroxylated polar solvents, such as the cellosolve types, are used in relatively large quantities, i.e. in quantities such that they produce 40 to 50 volumes Make ink off. On the other hand, for economic reasons it is often advisable to use cheap solvents, such as the lower alkanols methanol or ethanol to be used, which are used in such amounts that they make up 5 to 20% by volume of the finished ink.

Um den Formamid, den Kohlenwasserstoff und, wenn eingesetzt, das polareLösungsmitte^ vollständig miteinander verträglich und das Gemisch stabil zu machen, ist es möglich, ein Netzmittel einzusetzen, das entweder anionisch, kationisch oder nichtionisch sein kann. Für diesen Zweck geeignete. Hetiö*eittel sind substituierte Alkyl-Aryl-Polyäther-Alkohole und Alkyl-Aryl-Sulfonate. Diese Mittel werden, wenn von ihnen Gebrauch gemacht wird, in solchen Mengen eingesetzt, daß sie ein bis 10 Volumen-% der fertigen Tinte ausmachen. Ihre Funktion besteht darin, die einzelnen Bestandteile der Tinte miteinander verträglich zu machen, so daß das flüssige Medium eine einzige flüssige Phase ist.Around the formamide, the hydrocarbon and, if used, the polar solvent ^ completely with one another compatible and to make the mixture stable, it is possible to use a wetting agent that is either anionic, can be cationic or nonionic. Suitable for this purpose. Heti oils are substituted Alkyl aryl polyether alcohols and alkyl aryl sulfonates. These agents, if used, are used in such amounts that they contain one to 10% by volume of the finished ink. Their function is to make the individual components of the ink compatible with one another to make so that the liquid medium is a single liquid phase.

In jedem Fall müssen die Arten der Bestandteile desIn any case, the types of constituents of the

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flüssigen Mediums der Tinte und die Mengenverhältnisse, in denen sie eingesetzt v/erden, so ausgewählt werden, daß sie der Tinte die erforderliche Dünnflüssigkeit und Stabilität verleihen, wenn sie in kapillare Schreib· und Zeichengeräte.. eingesetzt wird. Für diesen Zweck sollte die fertige Tinte, wie immer auch zusammengesetzt, eine Viskosität bei 25 ⁰C irn Bereich von 0,6 bis 200 6ps, vorzugsweise von 1 bis 40 Gps haben.liquid medium of the ink and the proportions in which they are used are selected so that they give the ink the required fluidity and stability when it is used in capillary writing and drawing implements ... For this purpose, the final ink, as always assembled to have a viscosity at 25 ⁰ C irn range from 0.6 to 200 6ps, preferably from 1 to 40 should Gps.

Die Menge und Art des Farbstoffes, der für die Herstellung der Tinte nach der Erfindung verwendet wird, kann im Hinblick auf die Tatsache, daß die meisten geeigneten Farbstoffe in Kohlenwasserstoffes leicht löslich sind, sehr verschieden sein. In der Regel werden 2 bis 15 Gew.-56 Farbstoff eingesetzt, wobei 3 bis 8% die bevorzugte Dosierung ist. Beispielhafte Farbstoffe, die verwendet werden können, sind lieozakan BE dye (Color Index Solvent Violet 1); Lu::ol Fast Black L (Color Index Solvent Black 17); Luxol Fast Blue KBSN (Color Index Solvent Blue 38) und DuPont Spirit Bluo NS (Color Index Solvent Blue S7).The amount and type of dye used in the preparation of the ink of the invention can vary widely in view of the fact that most suitable dyes are readily soluble in hydrocarbons. As a rule, 2 to 15% by weight of dye are used, with 3 to 8% being the preferred dosage. Exemplary dyes that can be used are lieozakan BE dye (Color Index Solvent Violet 1); Lu :: ol Fast Black L (Color Index Solvent Black 17); Luxol Fast Blue KBSN (Color Index Solvent Blue 38) and DuPont Spirit Bluo NS (Color Index Solvent Blue S7).

Die nachstehenden Beispiele bringen typische -flüssige Medien, in welchen die Farbstoffe gelöst werden können:The examples below show typical liquid Media in which the dyes can be dissolved:

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Beispiel I Gew.-?o Example I wt .-? O

Formamid 90,9 Toluol 1,8Formamide 90.9 toluene 1.8

Äthanol 7,3Ethanol 7.3

Example II

Formamid 70,2 Toluol 4,1Formamide 70.2 toluene 4.1

Äthanol 25,7Ethanol 25.7

Example III

Formamid 37,0 Toluol 18,5Formamide 37.0 toluene 18.5

Äthanol 44,5Ethanol 44.5

Example IV

Formamid 18,9Formamide 18.9

Toluol 37,7Toluene 37.7

Äthanol 43,4Ethanol 43.4

109883/1581109883/1581

Beispiel V Gew.-# Example V wt .- #

Formamid 52,5Formamide 52.5

Toluol 26,5Toluene 26.5

Netzmittel 21,0 (subst. Alkyl-arylpolyäther-alkohol) Wetting agent 21.0 (substituted alkyl aryl polyether alcohol)

Example VI

Formamid 80,5Formamide 80.5

Toluol 1,5Toluene 1.5

n-Butylalkohol 18,0n-butyl alcohol 18.0

Example VII

Formamid 80,5Formamide 80.5

Toluol 1,5Toluene 1.5

Methanol 18,0Methanol 18.0

Example? III

Formamid 30,3Formamide 30.3

Toluol 15,2Toluene 15.2

Äthanol 9,0Ethanol 9.0

Phemrl-Cello solve h-5,5 Phemrl-Cello solve h-5.5

Example IX

Formamid 47,6Formamide 47.6

"Textile Spirits" 4,8"Textile Spirits" 4.8

n-Hexjrl-Cello solve 47,6 109883/1581 n-Hexjrl-Cello solve 47.6 109883/1581

Beispiel X Gew.-% Example X % by weight

Formamid 28,6Formamide 28.6

"Naphtol Spirits" 7,1"Naphtol Spirits" 7.1

Butyl-Cellosolve 64,3Butyl Cellosolve 64.3

Example XI

Formamid 12,0Formamide 12.0

Toluol 44,0Toluene 44.0

Äthanol 44,0Ethanol 44.0

Bei der Herstellung der Tinte nach der"Erfindung ist bei Verwendung der verschiedenen Farbstoffe festgestellt worden, daß bestirnte Farbstoffe, die in Formamid oder Mischungen von Formamid und Alkohol praktisch nicht löslich sind, eingesetzt werden können, wenn die flüssigen Medien der vorstehend gebrachten Beispiele benutzt werden, Calco Oil Black (Color Index Solvent Black 7) z. B., das weder in Formamid noch in Gemischen von Formamid und Alkohol löslich ist, kann z. B. in dem flüssigen Medium nach Bes£piel 11 ge- _; löst werden, und zwar drei Teile Farbstoff proIn preparing the ink according to the invention, it has been found, using the various dyes, that certain dyes which are practically insoluble in formamide or mixtures of formamide and alcohol can be used when the liquid media of the examples given above are used , Calco Oil Black (Color Index Solvent Black 7), for example, which is not soluble in formamide or in mixtures of formamide and alcohol, for example, in the liquid medium after Bes £ Piel 11 _overall;.. are dissolved, namely three parts per dye

\ hundert Teile flüssiges Medium. Ferner ist gefunden i \ hundred parts of liquid medium. It is also found i

worden, daß sich diese Tinte auf Polystyrol dauerhaftbeen found that this ink is permanent on polystyrene

■ aufbringen läßt, vermutlich weil die Tinte die Oberfläche des Kunststoffes etwas angreift.■ can be applied, presumably because the ink is the surface attack something of the plastic.

- 10 109883/1581 - 10 109883/1581

Die vorstehend beschriebenen Tinten nach der Erfindung können in Kapillar Schreibgeräten benutzt v/erden, sogar wenn die Geräte zwei Wochen oder noch länger offen sind, das Gerät schreibt jederzeit leicht. Die Tinte trocknet nicht aus, ändert ihre Zusammensetzung nicht und es findet kein Ausfallen des Farbstoffes oder Verstopfen der Poren und Kapillaren statt.The inks of the invention described above can be used in capillary pens even if the devices are used for two weeks or more are open, the device writes easily at all times. The ink does not dry out, changes its composition and there is no precipitation of the dye or clogging of the pores and capillaries.

Wenn die Tinte zum BöBchrifen von geleimten Papier benutzt wird, besteht die Tendenz, durch das Papier auf die Rückseite durchzudringen, wobei diese Tendenz bei den Tinten ausgeprägter ist, die eine größere Menge Toluol enthalten. Wenn die Tinten zum Beschriften und Bezeichnen von nicht-porösen Oberflächen, z.B. von Folien oder Platten aus Zelluloseazetat, Glas oder Metall verwendet werden, trocknen sie schnell, können aber leicht abgerieben werden. Wenn die Tinten aber zum Beschriften von Polystyrol und Polyvinylchlbrid verwandet werden, dringt wahrscheinlich der Kohlen- \irasserstoff der Tinte in gewissem Maße ein, so daß eine permanente Beschriftung erhalten wird, die nicht so leicht entfernbar ist.When the ink is used for writing on glued paper is used, there is a tendency to penetrate through the paper to the back, which tendency is more pronounced for inks containing a large amount of toluene. When the inks for lettering and designation of non-porous surfaces, e.g. foils or plates made of cellulose acetate, glass or Metal are used, they dry quickly but can be rubbed off easily. But if the inks are used to write on polystyrene and polyvinyl chloride, the carbon Some amount of hydrogen is added to the ink, so that a permanent lettering is obtained which is not so easily removable.

Die Tinten nach der Erfindung sind daher für die verschiedensten Einsatzswecke geeignet und besonders fürThe inks according to the invention are therefore for the most diverse Applications suitable and especially for

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Lager, Warenhäuser und Fabriken zur Kennzeichnung von Teilen oder Produkten oder zur Angabe der Prdse an Gegenständen und dergleichen geeignet. Die Tinten können aber auch für andere Zwecke verwendet werden, und solche Zusammensetzungen, die begrenzte Mengen Kohlen-wasserstoff enthalten, können als übliche Schreibtinte benutzt werden, wobei sie insbesonder für das Beschriften von Hochglanzpapier oder undurchlässigem Ilaterial geeignet sind. Die Tinten sind auch für Spezialzwecke geeignet, z.B. zum Ausfüllen von Lohnzetteln, Schecks und dergleichen, wo Radierungen vermieden und feststellbar sein müssen.Warehouses, department stores and factories are suitable for marking parts or products or for indicating the price on objects and the like. The inks can, however, also be used for other purposes, and such compositions which contain limited amounts of hydrocarbon can be used as conventional writing inks, being particularly suitable for writing on glossy paper or opaque materials. The inks are also suitable for special purposes, such as filling out pay slips, checks and the like, where etchings must be avoided and detectable.

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Claims

Claims;

1. Ink for capillary writing and drawing devices, thereby characterized in that it consists of a solution of a dye in a non-aqueous liquid medium is formed, the liquid medium essentially

L. a hydrocarbon and 0 to 80 wt .-% is of an organic polar agent% formamide, 2 to 80 wt .- $> and the viscosity of the ink at 25 ⁰ C under 200 - of a mixture of 10 to 90 Ge \ r! Cps lies.

2. Ink according to claim 1, characterized in that the liquid medium hus 10 to 50 substantially Ow .-% formamide, 4 to 40 wt .-% 6 hydrocarbon and 20 to 60% by weight of an organic polar solvent consists.

3. Ink according to claim 1, characterized in that it also contains 1 to 10% by weight of a wetting agent.

4. Ink according to claim 1, characterized in that it contains 2 to 15% by weight of a dye.

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5. Ink according to claim 1, characterized in that the hydrocarbon is toluene.

6. Ink according to claim 1, characterized in that the liquid medium 90 wt .-% formamide, '2 wt .-% toluene and contains 8% by weight of ethanol.

7. The ink according to claim 1, characterized in that the liquid medium 12 wt% formamide, 44 wt -% toluene, and contains 44 wt .-% ethanol..

8. Ink according to claim 1, characterized in that the organic polar solvent is selected from those listed below Group is selected: methanol, ethanol, propanol, butanol, ethylene glycol, propylene glycol, Di-ethylene glycol and polyalkylene alkyl ethers of the general formula ROCHgCHpOH, in which R is an alkyl group with 1 "to 6 carbon atoms means.

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