СОДЕРЖАЩИЕ РАСТВОРИТЕЛЬ ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЕ ЧЕРНИЛА ДЛЯ ПИШУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ НА ОСНОВЕ ДИСПЕРСИИ ПИГМЕНТА В НЕВОДНЫХ РАСТВОРИТЕЛЯХ Российский патент 2005 года по МПК C09D11/20 C08L67/00 C08L67/08 B43K5/02 B43K7/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к композициям флуоресцентных чернил для пишущих инструментов и к пишущим инструментам, обеспечивающим использование композиции чернил. Композиции чернил содержат флуоресцентный пигмент, диспергированный в смоле, и органический растворитель с высокой температурой кипения.

Предпосылки создания изобретения

Современные пишущие узлы с яркими чернилами являются либо пишущими узлами с чернильным гелем, в которых необходимо наличие толкателя для густой смазки и уплотнителя пишущего элемента, либо пишущими узлами со свободной подачей чернил, в которых вязкость чернил низкая (меньше 1000 сП) и требуется механизм регулирования потока, например экран для изменения направления струи и/или капиллярные соединители. В патентах США №4671691 (Case et al.) и №4726845 (Thompson et al.) раскрыты пишущие узлы с водными чернильными гелями. В патентах США №№3446564 (Horie), 3533708 (Horie), 3572954 (Chevron), 3873218 (Yoshida) и в патенте США №3951555 (Wittnebert et al.) раскрыты пишущие инструменты с использованием жидкостных резервуаров с пористыми стержнями для подачи чернил. Недостаток использования пористых стержней для подачи чернил заключается в возможности прерывания необходимого непрерывного потока чернил через пишущий элемент инструмента к бумаге.

В патенте США №3753921 (Noetzel et al.) раскрыты флуоресцентные пигменты, диспергированные в смолах, со средним размером частиц от 0,1 до 5 мкм, предназначенные для получения печатных красок. Кроме того, в примере 1 указанного патента (Noetzel) указано, что полученный флуоресцирующий при дневном свете пигмент не растворим в гептане, ксилоле, этаноле, бутаноле, бутилацетате и ацетоне. В патенте США №3753921 не раскрыто использование этих флуоресцентных пигментов в чернилах для пишущих инструментов.

В патенте США №3455856 (Voedisch) раскрыты печатная краска и способ изготовления дисперсии пигмента, которая содержит пигментированные частицы смолы, суспендированные в носителе в виде модифицированной маслом алкидной смолы. Раскрыты флуоресцентные и не создающие флуоресценции пигменты. В патенте США №3455856 не раскрыты органические растворители настоящего изобретения, не раскрыты композиции чернил для пишущих инструментов.

В патенте США №4079026 (Mone) раскрыты печатные краски на основе экстракционного эфирного масла, которые содержат пигменты, диспергированные в органической смоле, и растворитель масла. Пигменты могут быть флуоресцентными и не создающими флуоресценции. Особенно предпочтительными являются красители, флуоресцирующие при дневном свете, и растворители масла с температурой кипения около 200°С, например продаваемые Magie Bros. Oil Company. Краска предназначена для использования при плоской или высокой печати, но не для пишущих инструментов.

В патенте США №5290348 (Auslander) раскрыты неводные флуоресцентные краски и неводные дисперсии пигментов, стабилизированные этерифицированной канифолью, алкидными смолами с льняным маслом или другими алкидными смолами. Средний размер частиц флуоресцентного пигмента составляет от 0,1 до 0,5 мкм. Флуоресцентные чернила из указанного патента (Auslander) флуоресцируют при облучении ультрафиолетовым светом. В патенте США №5290348 не раскрыты пигменты, флуоресцирующие при дневном свете, и не показано их использование в чернилах для пишущих инструментов.

В патенте США №5849814 (Fujita) раскрыта композиция стираемой краски, предназначенной для получения изображений на картоне. Композиция содержит пигмент, смолу для диспергирования пигмента, неводное, нелетучее при температуре окружающей среды жидкое вещество, способствующее стиранию, и неводный, летучий при температуре окружающей среды, органический растворитель, при этом количество смолы для диспергирования пигмента по отношению к пигменту составляет от около 2 до около 10%. Раскрытые пигменты являются как флуоресцентными, так и не создающими флуоресценции пигментами. В патенте США №5849814 раскрыто использование летучего растворителя при температуре окружающей среды. Кроме того, утверждается, что основным преимуществом композиции краски из этого патента является время-стирание вне зависимости от характера поверхности картона для нанесения графических изображений. В патенте США №5849814 не раскрыты композиции чернил для пишущих инструментов, не раскрыты органические растворители с высокой температурой кипения, не раскрыты иные поверхности для нанесения изображений, за исключением картона.

В патенте США №5919858 (Loftin) раскрыты композиции стираемых чернил, относящихся к водным чернилам для маркировальной ручки, содержащие воду, краситель и латексную эмульсию, включающую в себя сополимер стирола и бутадиена, имеющий содержание стирола меньше, чем около 35%. Красителем может быть флуоресцентный пигмент с размером частиц меньше 3 мкм. В патенте США №5919858 не раскрыты неводные композиции настоящего изобретения.

В патенте США №5968614 (Ueda et al.) раскрыта композиция флуоресцентных чернил, содержащая (1) органический растворитель, включающий в себя пропиленгликольмонометиловый эфир, (2) флуоресцентный пигмент, растворенный в органическом растворителе, содержащем пропиленгликольмонометиловый эфир, и (3) кетоновый полимер. Гомогенная композиция чернил из патента (Ueda) особенно подходит для использования в маркерах, которые имеют резервуар для чернил, образованный из пучка волокон, при этом подача чернильной композиции из резервуара для чернил осуществляется с использованием капиллярного эффекта. В патенте США №5968614 не раскрыто применение флуоресцентных пигментов, диспергированных в смоле, для создания эффекта яркого цвета внутри прозрачного или просвечивающего чернильного баллончика пишущего инструмента, или применение гетерогенных композиций чернил согласно настоящему изобретению.

Существует необходимость в пишущем инструменте с яркими чернилами, для которого не требуются водный чернильный гель, или пишущий узел со свободной подачей чернил, для которого необходим механизм регулирования потока. Этим изобретением указанные недостатки устраняются.

Краткое описание изобретения

Чернила настоящего изобретения представляют собой композицию ярких флуоресцентных чернил, которые могут подаваться в обычном пишущем инструменте. В частности, если пишущий инструмент имеет прозрачный или просвечивающий баллончик (или резервуар), установленный внутри прозрачного или просвечивающего корпуса, то композиция чернил согласно настоящему изобретению создает впечатление необычно блестящего внешнего вида. Точнее, когда чернилами согласно настоящему изобретению пишут на бумаге, то создается такое же блестящее или яркое изображение на бумаге, как и в баллончике пишущего инструмента, содержащем чернила.

В одном варианте осуществления изобретения композиция нестираемых флуоресцентных чернил для пишущего инструмента содержит флуоресцентный пигмент, диспергированный в смоле, и органический растворитель с высокой температурой кипения. Соответственно этому композиции чернил согласно настоящему изобретению являются гетерогенными, а не гомогенными.

Предпочтительно, чтобы пишущим инструментом была шариковая ручка.

Флуоресцентный пигмент может использоваться сам по себе или в виде смеси двух или нескольких флуоресцентных пигментов. Предпочтительно, чтобы флуоресцентный пигмент присутствовал в композиции чернил в количестве от около 0,1 до около 60 масс.% композиции чернил.

Вязкость композиций чернил согласно настоящему изобретению является приемлемой для пишущих инструментов. Предпочтительно, чтобы вязкость композиции чернил согласно настоящему изобретению была меньше 500000 сП при 20°С. Более предпочтительная вязкость композиции чернил согласно настоящему изобретению составляет от около 1000 до около 50000 сП при 20°С.

Смола, в которой диспергируют флуоресцентный пигмент, может использоваться сама по себе или в виде смеси смол. Предпочтительно, чтобы в качестве смолы использовалась алкидная смола, более предпочтительно использовать в качестве смолы модифицированную маслом алкидную смолу.

Органический растворитель может использоваться сам по себе или в виде смеси двух или нескольких органических растворителей. Предпочтительно, чтобы температура кипения органического растворителя была выше 100°С. Примеры растворителей включают в себя, но без ограничения ими, углеводороды, спирты, полиолы, полиоловые эфиры, кетоны, пирролидоны, лактоны и их смеси. Предпочтительно выбирать углеводородный растворитель из группы, состоящей из алифатических углеводородов, нафтеновых углеводородов и ароматических углеводородов или их смесей. Предпочтительно, чтобы органический растворитель присутствовал в количестве от около 5 до около 90 масс.% композиции чернил. Наиболее предпочтительно, чтобы органический растворитель присутствовал в количестве от около 20 до около 65 масс.% композиции чернил.

В другом варианте осуществления изобретения композиция флуоресцентных чернил содержит дисперсию флуоресцентного пигмента в растворителе с высокой температурой кипения и антиокислитель. Предпочтительно, чтобы антиокислитель присутствовал в количестве от около 0,1 до около 30 масс.% композиции чернил. Более предпочтительно, чтобы антиокислитель присутствовал в количестве от около 0,1 до около 10 масс.% композиции чернил. Предпочтительно выбирать антиокислитель из группы, состоящей из токоферолов, бутилированного гидрокситолуола, эвгенола и гидрохинона.

В еще одном варианте осуществления изобретения композиция флуоресцентных чернил содержит дисперсию флуоресцентного пигмента в неводном растворителе с высокой температурой кипения и вторую смолу. Вторая смола может использоваться сама по себе или в виде смеси двух или нескольких смол. Предпочтительно, чтобы вторая смола присутствовала в количестве от около 0,1 до около 50 масс.% композиции чернил. Более предпочтительно, чтобы вторая смола присутствовала в количестве от около 1 до около 20 масс.% композиции чернил.

Предпочтительно выбирать вторую смолу из группы, состоящей из сложных полиэфиров, полистирола, ударопрочного полистирола, сополимеров стирола, сополимеров акрилонитрила и бутадиена, полиизобутилена, поливинилхлорида, поливинилиденхлорида, поливинилацеталей, полиакрилонитрила, полиакрилатов, полиметакрилатов, полиметилметакрилатов, полибутадиена, этиленвинилацетата, полиамидов, полиимидов, полиоксиметилена, полисульфонов, полифениленсульфида, поливиниловых эфиров, меламинов, виниловых эфиров, эпоксидных смол, поликарбонатов, полиуретанов, полиэфирсульфонов, полиацеталей, фенолоальдегидных смол, полиэфиркарбоната, простых полиэфиров, полиэтилентерефталата, политриметилентерефталата, полибутилентерефталата, полиарилатов, полиариленсульфидов, поликетонов, полиэтилена, полиэтилена высокой плотности, полипропилена, этерефицированной канифоли, углеводородных полимеров и сополимеров, привитых сополимеров, их композиций и их смесей.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения композиция флуоресцентных чернил содержит дисперсию пигмента в растворителе с высокой температурой кипения и стабилизатор. Стабилизатор может использоваться сам по себе или в виде смеси двух или нескольких стабилизаторов. Предпочтительно, чтобы стабилизатором был гидрохинон. Предпочтительно, чтобы стабилизатор присутствовал в композиции чернил в количестве от около 0,1 до около 30 масс.% композиции чернил. Более предпочтительно, чтобы стабилизатор присутствовал в количестве от около 0,1 до около 10 масс.% композиции чернил.

В еще одном варианте осуществления изобретения композиция флуоресцентных чернил содержит дисперсию флуоресцентного пигмента в растворителе с высокой температурой кипения и пластификатор. Пластификатор может использоваться сам по себе или в виде смеси двух или нескольких пластификаторов. Предпочтительно, чтобы пластификатором был 2,2,4-триметил-1,3-пентандиола диизобутират. Предпочтительно, чтобы пластификатор присутствовал в количестве от около 0,1 до около 40 масс.% композиции чернил, более предпочтительно - от около 1 до около 20 масс.% и наиболее предпочтительно - от около 2 до около 15 масс.%.

Композиции чернил согласно настоящему изобретению могут дополнительно содержать смазочные материалы, дезактиваторы металла, хелатообразователи, диспергаторы и вещества, предотвращающие образование поверхностной пленки, отдельно или в смеси. Предпочтительно, чтобы вещество, предотвращающее образование поверхностной пленки, присутствовало в количестве от около 0,1 до около 2 масс.% композиции чернил. Вещество, предотвращающее образование поверхностной пленки, может использоваться само по себе или в виде смеси двух или нескольких веществ, предотвращающих образование поверхностной пленки. Предпочтительно, чтобы веществом, предотвращающим образование поверхностной пленки, был оксим. Наиболее предпочтительно, чтобы веществом, предотвращающим образование поверхностной пленки, был метилэтилкетоксим. Смазочный материал может использоваться сам по себе или в виде смеси двух или нескольких смазочных материалов. Предпочтительно выбирать смазочный материал из группы, состоящей из сложных эфиров спиртов, амидов, полиолэфиров, жирных кислот, жирных спиртов, силиконов, жидких полиолефинов и металлических солей жирных кислот. Наиболее предпочтительно, чтобы смазочным материалом был жидкий полиэтиленовый воск. Предпочтительно, чтобы смазочный материал присутствовал в количестве от около 0,1 до около 30 масс.% композиции чернил. Более предпочтительно, чтобы смазочный материал присутствовал в количестве от около 1 до около 15 масс.% композиции чернил. Суммарное количество таких дополнительных компонентов обычно составляет от около 0,1 до около 30 масс.%, а предпочтительно, чтобы оно составляло от около 0,1 до около 10 масс.%.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения пишущий инструмент содержит резервуар для чернил или баллончик, вмещающий чернила согласно настоящему изобретению. Для изготовления резервуара для чернил или баллончика можно использовать любые следующие полимерные материалы: сложные полиэфиры, полистирол, ударопрочный полистирол, сополимеры стирола и бутадиена, ударно модифицированный сополимер стирола и бутадиена, сополимеры стирола и акрилонитрила, сополимеры акрилонитрила и бутадиена, полиизобутилен, винил, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, поливинилацетали, полиакрилонитрил, полиакрилаты, полиметакрилаты, полиметилметакрилаты, полибутадиен, этиленвинилацетат, полиамиды, например нейлон, полиимиды, полиоксиметилен, полисульфоны, полифениленсульфид, поливиниловые эфиры, меламины, виниловые эфиры, эпоксидные смолы, поликарбонаты, полиуретаны, полиэфирсульфоны, полиацетали, феноло-альдегидные смолы, полиэфиркарбонат, простые полиэфиры, полиэтилентерефталат, политриметилентерефталат, полибутилентерефталат, полиарилаты, полиариленсульфиды, поликетоны, полиэтилен, полиэтилен высокой плотности, полипропилен, фторполимеры, сополимеры, привитые сополимеры, их композиции или их смеси. Кроме того, любой резервуар для чернил или баллончик, изготовленный из полимеров, перечисленных выше, можно модифицировать путем обработки поверхности, например фторированием, оксидированием в коронном разряде и т.п., чтобы улучшить подачу чернил. Предпочтительно, чтобы резервуар для чернил был изготовлен из такого полимерного материала, как фторполимер, винил, нейлон и фторированный полипропилен.

В настоящем изобретении предусмотрено использование многочисленных цветов и оттенков. Кроме того, чернила согласно настоящему изобретению обеспечивают возможность плавного нанесения графических изображений.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Использованный в настоящей заявке термин “флуоресценция” относится к излучению видимого света после поглощения излучения дневного света.

Использованный в настоящей заявке термин “дисперсия флуоресцентного пигмента” относится к нерастворимому флуоресцентному красителю, диспергированному в смоле или в смеси смол. Флуоресцентный краситель обладает свойством флуоресцировать в видимой области спектра. Поскольку краситель диспергирован в смоле, дисперсия флуоресцентного пигмента представляет собой гетерогенную композицию чернил в противоположность гомогенной композиции чернил.

Использованный в настоящей заявке термин “алкидная смола” означает синтетическую смолу, образованную путем конденсации многоатомных спиртов, таких, как глицерин, и многоосновных кислот, таких, как фталевый ангидрид. Использованный в настоящей заявке термин “модифицированная маслом алкидная смола” означает алкидную смолу, в которой многоосновная кислота частично замещена одноосновной кислотой.

Использованный в настоящей заявке термин “цвет массы в объеме” означает цвет, который наблюдается при отражении света слоем чернил такой толщины, что фон оказывается полностью скрытым.

Использованный в настоящей заявке термин “стабилизатор” означает добавку к чернилам, предназначенную для предотвращения обесцвечивания и изменения вязкости чернил с течением времени. Примерами стабилизаторов являются производные дигидроксибензола, гидроксибензолы, такие, как бутилированный гидрокситолуол, и гидрохинон.

Использованный в настоящей заявке термин “пластификатор” означает органическую добавку, которую используют, чтобы сделать пленку чернил более гибкой. Примерами пластификаторов являются нелетучие органические жидкости и легкоплавкие твердые вещества, такие, как эфиры фталатов, адипатов и себацатов, трикрезилфосфат и касторовое масло.

Использованный в настоящей заявке термин “вещество, предотвращающее образование поверхностной пленки”, означает жидкий антиокислитель, применяемый для предотвращения образования оксидной пленки на незащищенной поверхности чернил.

Использованный в настоящей заявке термин “растворитель с высокой температурой кипения” относится к растворителю с температурой кипения выше 100°С или 212°F. Предпочтительно, чтобы температура кипения была от около 200 до 700°С. Предпочтительно, чтобы органический растворитель присутствовал в количестве от около 5 до около 50 масс.% композиции чернил. Предпочтительными растворителями являются растворители Magiesol (Magie Brothers, Франклин-Парк, Иллинойс), такие, как масло Magiesol 470, масло Magiesol 52, масло Magiesol 62 и масло Magiesol 60, которые представляют собой углеводородные растворители, полученные из продуктов перегонки нефти. Масло Magiesol 470 представляет собой средний, очищенный от активных сернистых соединений дистиллят с температурой кипения в пределах от 230 до 280°С. Масло Magiesol 52 представляет собой смесь среднего, очищенного от активных сернистых соединений дистиллята и технического светлого масла с температурой кипения от 270 до 310°С. Масла Magiesol 62 и Magiesol 60 представляют собой светлые масла технической чистоты с температурой кипения от 300 до 400°С.

Термин “около”, использованный в настоящей заявке в сочетании с одним или с несколькими числами или с пределами чисел, должен пониматься как относящийся ко всем таким числам, включая все числа внутри пределов.

Предпочтительные композиции содержат дисперсию флуоресцентного пигмента в неводном растворителе с высокой температурой кипения. Дисперсия флуоресцентного пигмента представляет собой нерастворимый флуоресцентный краситель, диспергированный в жидкой среде. Можно использовать любую смолу, предпочтительно использовать алкидную смолу, наиболее предпочтительно использовать модифицированную маслом алкидную смолу. Специалисту в области техники, к которой относится изобретение, известно приготовление дисперсии флуоресцентного пигмента. Примеры получения дисперсии флуоресцентного пигмента раскрыты в патенте США №5439971 (Hyche) и в патенте США №3455856 (Voedisch).

В настоящем изобретении можно использовать любой краситель, флуоресцирующий при дневном свете. Примерами соединений, флуоресцирующих при дневном свете, являются родамин, флуоресцен, кумарин, нафталимид, бензоантен и семейство акридиновых красителей. Поставщиками флуоресцентных красителей являются Radiant Color Company (Сан-Франциско, Калифорния), Day-Glo Color Corp. (Кливленд, Огайо), Sun Chemical Co. (Цинциннати, Огайо), Sinloihi Co. Ltd. (Токио, Япония), Swada (Лондон, Англия), Mikuni Color Works Ltd. (Химадзи, Япония), Matsui International Co., Inc. (Япония), Тауса Corporation (Япония) и Nippon Keiko Color Company (Япония). Примерами пригодных коммерчески доступных флуоресцентных пигментов, диспергируемых в смоле, являются Lumikol (Nippon Keiko Kagaku Ltd.), Radiant Color (Сан-Франциско, Калифорния) и Sun Chemical (Цинциннати, Огайо)).

Смолы могут использоваться сами по себе или в виде смеси двух или нескольких смол. Смолы, пригодные для использования в настоящем изобретении в качестве второй смолы, включают в себя, но не ограничены ими, термопластичные, термореактивные, аддитивные и конденсационные полимеры. Иллюстративные примеры включают в себя, но без ограничены ими, сложные полиэфиры, полистирол, ударопрочный полистирол, сополимеры стирола, сополимеры акрилонитрила и бутадиена, полиизобутилен, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, поливинилацетали, полиакрилонитрил, полиакрилаты, полиметакрилаты, полиметилметакрилаты, полибутадиен, этиленвинилацетат, полиамиды, полиимиды, полиоксиметилен, полисульфоны, полифениленсульфид, поливиниловые эфиры, меламины, виниловые эфиры, эпоксидные смолы, поликарбонаты, полиуретаны, полиэфирсульфоны, полиацетали, фенолоальдегидные смолы, полиэфиркарбонат, простые полиэфиры, полиэтилентерефталат, политриметилентерефталат, полибутилентерефталат, полиарилаты, полиариленсульфиды, полиэтилен, полиэтилен высокой плотности, полипропилен, полиуретаны, этерифицированную канифоль, углеводородные полимеры, сополимеры, привитые сополимеры, их композиции или их смеси. Сополимеры и смеси из этих полимеров хорошо известны специалистам в области техники, к которой относится изобретение, как полимеры, которые можно использовать в качестве основной цепи или прививаемого полимера в привитых сополимерах.

Алкидные смолы являются предпочтительными смолами для использования в дисперсии флуоресцентного пигмента согласно настоящему изобретению. Примерами алкидных смол, пригодных для настоящего изобретения, являются алкидные смолы от Akzo Nobel (Маттесон, Иллинойс), такие, как АКА 1317, соевая алкидная смола №3, АКА 1275, алкидная смола №7 высшего качества на основе флюорита, АКА 1235, алкидная смола №5 с большой молекулярной массой, АКА 1163, соевая алкидная смола №7, АКА 1162, алкидная смола для декоративной отделки металла, АКА 1110, алкидная смола №3 высшего качества на основе флюорита, АКА 1109, алкидная смола №1 высшего качества на основе флюорита, и АКА 1100, литографская алкидная смола №00. Более предпочтительными алкидными смолами являются алкидные смолы, модифицированные маслом или жирными кислотами.

Антиокислители могут использоваться сами по себе или в виде смеси двух или нескольких антиокислителей. Примеры антиокислителей включают в себя, но не ограничены ими, (1) связанные фенолы [такие, как Alvinox 100, изготовитель 3V Inc. из Шарлотт, Северная Каролина, или BNX 1000, изготовитель Mayzo Inc. из Норкросса, Джорджия, или бутилированный гидрокситолуол, изготовитель Eastman Chemical Co., или Vanox SKT, изготовитель Vanderbilt Chemical Co. из Коннектикута], (2) алкилиденовые бис-, трис- и полифенолы [такие, как ряд Суаnох (425, 1790, 2246), изготовитель CYTEC из Перрисбурга, Огайо], (3) тио-бис, трис- и полиалкилированные фенолы [такие, как Irganox 1035, изготовитель Ciba Geigy из Базеля, Швейцария], (4) амины [такие, как фенотиазин, изготовитель Zeneca Specialties из Англии, или ряд Naugard (A, J, Q, SА, 445), изготовитель Uniroyal Chemical Co. из Коннектикута], (5) сложные эфиры [такие, как ряд Argus (DLTDP, DSTDP, DMTDP, DTDTDP) от Witko Polymer Additives из Гринвича, Коннектикут], (6) органические фосфиты и фосфаты [такие, как ряд Albrite (BTD HP, DBHP, DLHP), изготовитель Albright & Wilson из Ричмонда, Виргиния], (7) пропилгаллат, изготовитель Eastman Chemical Co. из Теннесси, (8) гидрохинон, изготовитель Monsanto Chemical Co. из Сент-Луиса, Монтана, (9) токоферол, например витамин Е, и (10) эвгенол (гвоздичное масло). Предпочтительными антиокислителями являются витамин Е, продаваемый A.D.M. (Декейтер, Иллинойс), бутилированный гидрокситолуол, продаваемый Eastman Chemical (Кингспорт, Теннесси), и эвгенол, продаваемый Aldrich Chemical Co. (Милуоки, Висконсин). Из них наиболее предпочтителен бутилированный гидрокситолуол. Предпочтительно, чтобы антиокислитель присутствовал в композиции чернил в количестве от около 0,1 до около 30 масс.%, наиболее предпочтительно - от около 0,1 до около 10 масс.%.

Поглотители ультрафиолетового излучения могут использоваться сами по себе или в виде смеси двух или нескольких поглотителей ультрафиолетового излучения. Примеры поглотителей ультрафиолетового излучения и светостабилизаторов включают в себя, но не ограничены ими, (1) 2-(2'-гидроксифенил)-бензотриазолы; (2) сложные эфиры замещенных и незамещенных бензойных кислот, (3) 2-гидроксибензофеноны, (4) акрилаты, (5) соединения никеля, такие, как никелевые комплексы 2,2'-тиобис-[4-(1,1,3,3-тетраметилбутил)-фенола], дибутилдитиокарбамат никеля, соли никеля моноалкильных 4-гидрокси-3,5-ди-трет-бутилбензилфосфонатов, никелевые комплексы кетоксимов или никелевые комплексы 1-фенил-4-лаурил-5-гидроксипиразола, (6) пространственно связанные амины, такие, как себацат бис-(2,2,6,6-тетраметилпиперидила), себацат бис-(1,2,2,6,6-пентаметилпиперидила) и бис-(1,2,2,6,6-пентаметилпиперидил) n-бутил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилмалонат; (7) оксамиды и (8) 2-(2 гидроксифенил)-1,3,5-триазины.

Пластификаторы могут использоваться сами по себе или в виде смеси двух или нескольких пластификаторов. Примеры пластификаторов, предназначенных для использования в этом изобретении, включают в себя, но не ограничены ими, производные абиетиновой кислоты, уксусной кислоты, адипиновой кислоты, азелаиновой кислоты, бензойной кислоты, бутена, полифенола, лимонной кислоты, эпоксикислоты, фумаровой кислоты, глутаровой кислоты, глицериновой кислоты, гликоля, линейной двухосновной кислоты, нефти, масляной кислоты, изофталевой кислоты, лактама, малеиновой кислоты, миристиновой кислоты, нитрила, олеиновой кислоты, пальмитиновой кислоты, парафина, пеларгоновой кислоты, пентаэритритола, феноксиуксусной кислоты, фосфорной кислоты, сложного полиэфира, рицинолевой кислоты, себациновой кислоты, стеариновой кислоты, стирола, сахарозы, сульфоновой кислоты, таллового масла и тримеллитатовой кислоты. Предпочтительным пластификатором является 2,2,4-триметил-1,3-пентадиола диизобутират (ТПД), продаваемый Eastman Chemical Co. (Кингспорт, Теннесси). Предпочтительно, чтобы пластификатор присутствовал в композиции чернил в количестве от около 0,1 до около 40 масс.%, более предпочтительно - от около 1 до около 20 масс.%, наиболее предпочтительно - от около 2 до около 15 масс.%.

Вещества, предотвращающие образование поверхностной пленки, могут использоваться сами по себе или в виде смеси двух или нескольких веществ, предотвращающих образование поверхностной пленки. Примером вещества, предотвращающего образование поверхностной пленки, но без ограничения им, является оксимное семейство органических соединений. Предпочтительно использовать в качестве вещества, предотвращающего образование поверхностной пленки, метилэтилкетоксим, продаваемый DMG Americas (Уэстлейк, Огайо). Предпочтительно, чтобы вещество, предотвращающее образование поверхностной пленки, присутствовало в композиции чернил в количестве от около 0,1 до около 2 масс.%.

Смазочные материалы могут использоваться сами по себе или в виде смеси двух или нескольких смазочных материалов. Примеры смазочных материалов включают в себя, но не ограничены ими, (1) сложные эфиры спиртов [торговое название флексрицин Р-1, Р-4, Р-6; изготовитель CasChem из Ньюарка, Нью-Джерси], (2) амиды [торговое название Crodamide EBS, EBO, ER; изготовитель Croda Universal Ins из Арлингтона, Техас], (3) полиоловые эфиры [например, поставляемые Lonza из Файр-Лоун, Нью-Джерси, под торговым названием Glycolube P], (4) жирные кислоты [например, поставляемые Croda под торговым названием Croacid], (5) жирные спирты [например, поставляемые Petrolite Company из Оклахомы под торговым названием Unilin 350, 425, 550], (6) силиконы [например, поставляемые Dow Corning из Мидленда, Мичиган, под торговым названием жидкости 200, 203, МВ50-001], (7) жидкие полиолефины [например, VERSAFLOW, изготовитель Shamrock Chemical Со. из Ньюарка, Нью-Джерси] и (8) металлические соли жирных кислот, такие, как стеарат цинка, изготовитель Witco Corp. из Гринвича, Коннектикут. Предпочтительно использовать в качестве смазочного материала жидкий полиэтиленовый воск (Versaflow), который можно получить от Shamrock Chemicals Co. (Ньюарк, Нью-Джерси]. Предпочтительно, чтобы смазочный материал присутствовал в композиции чернил в количестве от около 0,1 до около 30 масс.%. Более предпочтительно, чтобы смазочный материал присутствовал в композиции чернил в количестве от около 1 до около 15 масс.%.

Дезактиваторы металла могут использоваться сами по себе или в виде смеси двух или нескольких дезактиваторов металла. Примеры дезактиваторов металла включают в себя, но не ограничены ими, N,N'-дифенилоксамид, N-салицилал-N'-салицилоилгидразин, N,N'-бис-(салицилоил)гидразин, N,N'-бис-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионил)гидразин, 3-салицилоиламино-1,2,4-триазол, дигидразид бис-(бензилиден) щавелевой кислоты, торговые названия Citrosol 50W, 50Т, 50Е, изготовитель Pfizer Chemical Со. из Нью-Хейвена, Коннектикут; Cheelox-этилендиаминтетрауксусные кислоты HE-24, NTA-14, изготовитель GAF Corporation из Нью-Джерси, и Chel DM-41, DPTA, Irganox 1024, изготовитель Ciba Geigy из Базеля, Швейцария.

Диспергаторы могут использоваться сами по себе или в виде смеси двух или нескольких диспергаторов. Диспергаторы могут быть анионными, неионными или амфотерными. Пригодные к применению анионные диспергаторы включают в себя, например, сульфированный эфир жирной кислоты, такой, как сульфосукцинат диоктилнатрия, сульфат высших спиртов, сульфат полиоксиэтиленалкилфенилового эфира, алкиларилсульфонат или олефиновый сульфонат. Неионные диспергаторы, применимые в настоящем изобретении, включают в себя, например, соединение полиоксиэтиленового эфира, такое, как полиоксиэтиленалкиловый эфир или полиоксиэтиленалкилфениловый эфир, сложный эфир жирной кислоты и многоатомного спирта или водородзамещенный полиоксиэтиленовый эфир жирной кислоты и многоатомного спирта. Композиция чернил может содержать диспергирующий агент в количестве не более чем около 10 масс.%, предпочтительно в пределах от около 0,1 до около 5 масс.% относительно композиции чернил.

Дополнительные компоненты, которые могут быть введены в композиции чернил, включают в себя наполнители, стабилизаторы против действия ультрафиолетового излучения, поверхностно-активные вещества, нефлуоресцентные красители, оптические отбеливатели и термостабилизаторы. Суммарное количество таких дополнительных компонентов обычно составляет от около 0,1 до около 30 масс.%, а предпочтительно, чтобы оно составляло от около 1 до около 15 масс.%.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения пишущий инструмент содержит резервуар или баллончик для чернил, содержащий чернила согласно настоящему изобретению. Для изготовления резервуара или баллончика для чернил можно использовать любые следующие полимерные материалы: сложные полиэфиры, полистирол, ударопрочный полистирол, сополимеры стирола и бутадиена, ударно модифицированный сополимер стирола и бутадиена, сополимеры стирола и акрилонитрила, сополимеры акрилонитрила и бутадиена, полиизобутилен, винил, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, поливинилацетали, полиакрилонитрил, полиакрилаты, полиметакрилаты, полиметилметакрилаты, полибутадиен, этиленвинилацетат, полиамиды, такие, как нейлон, полиимиды, полиоксиметилен, полисульфоны, полифениленсульфид, поливиниловые эфиры, меламины, виниловые эфиры, эпоксидные смолы, поликарбонаты, полиуретаны, полиэфирсульфоны, полиацетали, феноло-альдегидные смолы, полиэфиркарбонат, простые полиэфиры, полиэтилентерефталат, политриметилентерефталат, полибутилентерефталат, полиарилаты, полиариленсульфиды, поликетоны, полиэтилен, полиэтилен высокой плотности, полипропилен, фторполимеры, сополимеры, привитые сополимеры, их композиции или их смеси. Кроме того, чтобы улучшить подачу чернил, любой резервуар или баллончик для чернил, изготовленный из полимеров, перечисленных выше, можно также подвергнуть поверхностной обработке, такой, как фторирование или оксидирование под действием коронного разряда и т.п. Предпочтительно, чтобы резервуар для чернил был изготовлен из полимерного материала, такого, как фторполимер, винил, нейлон и фторированный полипропилен. Наиболее предпочтительно, чтобы полимерным материалом был фторполимер, например фторированный этиленпропилен от Dupont.

Примеры

Пример 1

Дисперсии алкидная смола/флуоресцентный пигмент

Как показано в таблице 1, следующие составы являются примерами чернил, изготовленных из дисперсий алкидных флуоресцентных пигментов с использованием Magiesol 52 для снижения вязкости. Вязкости чернил, раскрытых в таблице 1, находятся в пределах от около 5000 до около 7000 сП.

Пример 2

Дисперсии флуоресцентных пигментов с Magiesol 52, стабилизированные гидрохиноном

Как показано в таблице 2, нижеследующие чернила являются примером использования растворителя с высокой температурой кипения (Magiesol 52) для снижения вязкости флуоресцентного пигмента, кроме того, добавлен стабилизатор (гидрохинон) для повышения допустимого срока хранения. Органический растворитель, Magiesol 52, с высокой температурой кипения от Magie Brothers добавляется постепенно до тех пор, пока вязкость композиции чернил не станет 7100 сП.

Таблица 2Компоненты Sunbrite Strong Magenta B51-UK 55*55,45 массовых частейMagiesol 5210,60Гидрохинон0,57* Дисперсию флуоресцентного пигмента можно получить от Sun Chemical

Пример 3

Дисперсии флуоресцентных пигментов с ТПД (2,2,4-триметил-1,3-пентандиола диизобутиратом), стабилизированные бутилированным гидрокситолуолом

Как показано в таблице 3, нижеследующий состав является примером использования пластификатора, ТПД (2,2,4-триметил-1,3-пентандиола диизобутирата), для снижения вязкости дисперсии пигмента, связанной со стабилизатором и с антиокислителем, бутилированным гидрокситолуолом. Пластификатор, ТПД (2,2,4-триметил-1,3-пентандиол диизобутирата), добавляется постепенно до получения конечной вязкости 27000 сП.

Таблица 3Компоненты (все части по массе) Day-Glo SFB 802 (зеленый)53,09 массовых частейТПД*9,71 массовая частьБГТ**0,56 массовых частей* ТПД=2,2,4-триметил-1,3-пентандиола диизобурат
** БГТ=бутилированный гидрокситолуол

Все патенты, цитировавшиеся в предшествующем тексте, во всей своей полноте намеренно включены в настоящую заявку посредством ссылок.

Должно быть понятно, что формула изобретения подразумевается охватывающей все изменения и модификации предпочтительных вариантов осуществления изобретения, выбранных для настоящей заявки с целью иллюстрации, которые не являются отступлением от сущности и объема изобретения.

Описана неводная композиция флуоресцентных чернил, пригодная для использования в пишущих инструментах, содержащая дисперсию флуоресцентного пигмента и органический растворитель с высокой температурой кипения, а также смолы, пластификаторы, вещества, предотвращающие образование поверхностной пленки, смазочные материалы и стабилизаторы. Описывается также пишущий инструмент, содержащий эту композицию. Полученные чернила имеют яркий естественный цвет в объеме и при нанесении на бумагу. 3 н. и 39 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Гетерогенная композиция нестираемых чернил для пишущего инструмента, содержащая флуоресцентный пигмент, диспергированный в смоле, и органический растворитель с высокой температурой кипения, где композиция чернил имеет вязкость, приемлемую для пишущего инструмента, и композиция чернил создает яркое зрительное впечатление на бумаге и внутри элемента пишущего инструмента, содержащего чернила.2. Композиция по п.1, в которой вязкость меньше 500000 сП при 20°С.3. Композиция по п.2, где композиция чернил имеет вязкость от около 1000 до около 50000 сП при 20°С.4. Гетерогенная композиция нестираемых чернил для пишущего инструмента, содержащая флуоресцентный пигмент, диспергированный в смоле, и органический растворитель с высокой температурой кипения, где композиция чернил имеет вязкость, приемлемую для пишущего инструмента.5. Композиция по п.1, в которой в качестве смолы использована алкидная смола.6. Композиция по п.5, в которой в качестве алкидной смолы использована модифицированная маслом алкидная смола.7. Композиция по п.1, дополнительно содержащая вторую смолу.8. Композиция по п.7, в которой вторая смола присутствует в количестве около 0,1-50 мас.% композиции чернил.9. Композиция по п.8, в которой вторая смола присутствует в количестве около 1-20 мас.% композиции чернил.10. Композиция по п.7, в которой вторая смола выбрана из группы, состоящей из сложных полиэфиров, полистирола, ударопрочного полистирола, сополимеров стирола, сополимеров акрилонитрила и бутадиена, полиизобутилена, поливинилхлорида, поливинилиденхлорида, поливинилацеталей, полиакрилонитрила, полиакрилатов, полиметакрилатов, полиметилметакрилатов, полибутадиена, этиленвинилацетата, полиамидов, полиимидов, полиоксиметилена, полисульфонов, полифениленсульфида, поливиниловых эфиров, меламинов, виниловых эфиров, эпоксидных смол, поликарбонатов, полиуретанов, полиэфирсульфонов, полиацеталей, фенолоальдегидных смол, полиэфиркарбоната, простых полиэфиров, полиэтилентерефталата, политриметилентерефталата, полибутилентерефталата, полиарилатов, полиариленсульфидов, поликетонов, полиэтилена, полиэтилена высокой плотности, полипропилена, этерифицированной канифоли, углеводородных смол и сополимеров, привитых сополимеров, их композиций и их смесей.11. Композиция по п.1, в которой органический растворитель имеет температуру кипения выше 100°С.12. Композиция по п.11, в которой органический растворитель выбран из группы, состоящей из углеводородов, спиртов, полиолов, полиоловых эфиров, кетонов, пирролидонов, лактонов и их смесей.13. Композиция по п.12, в которой углеводородный растворитель выбран из группы, состоящей из алифатических углеводородов, нафтеновых углеводородов, ароматических углеводородов и их смесей.14. Композиция по п.1, в которой органический растворитель составляет около 5-90 мас.% композиции чернил.15. Композиция по п.14, в которой органический растворитель составляет около 20-65 мас.% композиции чернил.16. Композиция по п.1, дополнительно содержащая стабилизатор.17. Композиция по п.16, в которой стабилизатор присутствует в количестве около 0,1-30 мас.% композиции чернил.18. Композиция по п.17, в которой стабилизатор присутствует в количестве около 0,1-10 мас.% композиции чернил.19. Композиция по п.1, дополнительно содержащая антиокислитель.20. Композиция по п.19, в которой антиокислитель выбран из группы, состоящей из токоферолов, бутилированного гидрокситолуола, эвгенола и гидрохинона.21. Композиция по п.19, в которой антиокислитель присутствует в количестве около 0,1-30 мас.% композиции чернил.22. Композиция по п.1, дополнительно содержащая пластификатор.23. Композиция по п.22, в которой в качестве пластификатора использован 2,2,4-триметил-1,3-пентандиола диизобутират.24. Композиция по п.22, в которой пластификатор присутствует в количестве от около 0,1 до около 40 мас.% композиции чернил.25. Композиция по п.24, в которой пластификатор присутствует в количестве около 1-20 мас.% композиции чернил.26. Композиция по п.25, в которой пластификатор присутствует в количестве около 2-15 мас.% композиции чернил.27. Композиция по п.1, дополнительно содержащая вещество, предотвращающее образование поверхностной пленки.28. Композиция по п.27, в которой в качестве вещества, предотвращающего образование поверхностной пленки, использован оксим.29. Композиция по п.27, в которой в качестве вещества, предотвращающего образование поверхностной пленки, использован метилэтилкетоксим.30. Композиция по п.27, в которой вещество, предотвращающее образование поверхностной пленки, присутствует в количестве около 0,1-2 мас.% композиции чернил.31. Композиция по п.1, дополнительно содержащая смазочный материал.32. Композиция по п.31, в которой смазочный материал выбран из группы, состоящей из сложных эфиров спиртов, амидов, полиоловых эфиров, жирных кислот, жирных спиртов, силиконов, жидких полиолефинов и солей металлов жирных кислот.33. Композиция по п.31, в которой в качестве смазочного материала использован жидкий полиэтиленовый воск.34. Композиция по п.31, в которой смазочный материал присутствует в количестве около 0,1-30 мас.% композиции чернил.35. Композиция по п.34, в которой смазочный материал присутствует в количестве около 1-15 мас.% композиции чернил.36. Композиция по п.1, в которой флуоресцентный пигмент присутствует в композиции чернил в количестве около 0,1-60 мас.% композиции чернил.37. Пишущий инструмент, содержащий резервуар для чернил, вмещающий гетерогенную композицию нестираемых флуоресцентных чернил для пишущего инструмента, включающую в себя флуоресцентный пигмент, диспергированный в смоле, и органический растворитель с высокой температурой кипения.38. Пишущий инструмент по п.37, в котором резервуар для чернил изготовлен из полимерного материала, выбранного из группы, состоящей из сложных полиэфиров, полистирола, ударопрочного полистирола, сополимеров стирола и бутадиена, ударно модифицированного сополимера стирола и бутадиена, сополимеров стирола и акрилонитрила, сополимеров акрилонитрила и бутадиена, полиизобутилена, винила, поливинилхлорида, поливинилиденхлорида, поливинилацеталей, полиакрилонитрила, полиакрилатов, полиметакрилатов, полиметилметакрилатов, полибутадиена, этиленвинилацетата, полиамидов, полиимидов, полиоксиметилена, полисульфонов, полифениленсульфида, поливиниловых эфиров, меламинов, виниловых эфиров, эпоксидных смол, поликарбонатов, полиуретанов, полиэфирсульфонов, полиацеталей, феноло-альдегидных смол, полиэфиркарбоната, простых полиэфиров, полиэтилентерефталата, политриметилентерефталата, полибутилентерефталата, полиарилатов, полиариленсульфидов, поликетонов, полиэтилена, полиэтилена высокой плотности, полипропилена, фторполимера и сополимеров, привитых сополимеров, их композиций и их смесей.39. Инструмент по п.38, в котором полимерный материал модифицирован путем обработки поверхности с использованием фторирования или оксидирования в коронном разряде.40. Инструмент по п.37, в котором резервуар для чернил изготовлен из полимерного материала, выбранного из группы, состоящей из фторполимеров, винила, нейлона и фторированного полипропилена.41. Инструмент по п.37, где пишущий инструмент предназначен для применения на поверхностях, поглощающих чернила.42. Инструмент по п.37, где пишущий инструмент представляет собой шариковую ручку.