KR100295767B1 - 자기표시용 분산조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정전기에 의한 영향을 방지한 자기표시용 분산조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 입자 지름이 10~150㎛의 자성입자 10~30중량%, 대전방지제 0.01~0.5중량%, 유기증주제 1~10중량%, 착색재 0.1~10중량%, 유기계 분산매잔부로 이루어지는 자기표시용 분산조성물에 관한 것이다.

Description

자기표시용 분산조성물

본 발명은, 자기에 의해 선명한 기록을 표시하고, 또한 소거 가능한 자기표시용 분산조성물에 관한 것이다.

종래로부터, 자기력을 이용하여 자성입자를 자유롭게 움직여서 표시를 행하는, 자성입자와 분산매와, 증주제와, 소망에 따라 착색재로 이루어지는 자기표시용 분산조성물은 알려져 있다.

자기표시용 분산조성물은, 이것을 구비한 필기용 판넬의 표면측 기판에서 자기펜과 전자석을 배치한 헤드 등에 의해 기록하면, 자기펜, 전자석 등의 자기력에 의해 흡인된 자성입자가 이면측 기판에서 영동하고, 분산액체와 자성가루 색의 콘트라스트 차로 표시를 형성하는 것이다. 또한, 표면측 기판에 흡인된 자성입자는 이면측 기판에서 자기 이레이저로 자기력을 주면 상기 자성입자는 이면측 기판으로 끌어당겨 표시된 기록을 지울 수 있다.

일반적으로 자기표시용 분산조성물은, 분산계의 자성입자가 자기펜에 흡인되고, 그 기록대로의 문자와 모양 등의 표시가 얻어지는 필기판과 같은 용도로 사용되며, 예를 들면 완구나 문구 등에 여러 분야에서 활용되고 있다. 사용에 있어서는, 일정한 환경에 한정되지 않고 온도변화, 습도변화가 있는 일상생활 환경하에서 사용되는 것이 통상이다.

그런데, 종래의 자기표시용 분산조성물에 있어서, 상기한 사용형태인 표시용 판넬 기판에는 염화비닐시트, 또는 폴리에스테르시트가 주로 사용되기 때문에, 겨울철과 같은 기온이 낮고 공기가 건조한 기후상태에서는, 정전기가 발생하기 쉬워지고, 대전형상이 발생한다. 또한 겨울이외의 시즌에서도 자기표시용 분산조성물의 자기펜을 이동시켜서 문자나 모양 등을 그릴 때, 자성입자의 이동과 자성입자끼리의 충돌에 따른 정전기 발생, 혹은 자기펜의 자석칩과 표면측 기판의 표면과의 마찰에 의한 정전기 발생, 혹은 자기이레이저와 이면측 기판의 표면과의 마찰에 의한 정전기 발생에 의해, 표면측 또는 이면측 기판에 다량으로 대전한다. 그밖에, 자기펜을 손에 잡고 필기할 때에도, 자기표시용 분산조성물의 표면측 기판 표면과 손의 마찰에 의해서도 정전기가 발생한다.

이와 같이 대전이 발생하면, 자성입자가 표면측과 이면측 기판에 흡착하고, 자기표시용 판넬의 표시부가 오염된 상태가 되며, 필기했을 때의 필적과 비필적부와의 콘트라스트를 저하시키거나 또는 필적을 지우려고 해도 완전히 지울 수 없는 삭제불량 등의 문제가 발생한다. 게다가 정전기적인 흡인력에 의해 중주제와 착색재의 분산계를 파괴하므로, 자성입자의 침강이나 상분리 현상이 발생하여 자성분산 조성물의 내구성을 저하시키기도 하고, 문자나 모양 등의 필적표시가 선명하지 않게 되는 문제도 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 미리 표면측 기판의 표면에 대전방지제를 도포해 놓거나, 또는 표면측 기판 표면에 비대전방지성 합성수지필름을일체적으로 재치하고, 자기펜의 이동 그것 외의 것에 의해 정전기가 발생하려고 해도 상기 대전방지성 합성수지필름을 통해 신속하게 방전시켜 대전을 방지한 것 등이 다양하게 제안되고 있다.

그러나, 상기 종래의 대전방지책으로서 표면측 기판 표면에 대전방지제를 도포한 것은, 표시나 소거를 반복하면 자기펜의 자석칩과 기판 표면이 마찰되기 때문에, 마모나 흠집 등에 의해 대전방지제가 탈락해버리고 내구성을 유지할 수 없는 문제가 있다. 또한, 표면측 기판 표면에 비대전성 합성수지필름을 재치한 대전방지책은, 기판상에 피대전성 합성수지필름을 놓기 위해 문자나 모양 등의 필기표시 선명도가 저하하는 문제와, 제조면에 있어서 표면측 기판상에 상기 필름을 놓는 공정이 늘어나기 때문에 비용이 높아진다는 문제도 있었다.

본 발명은 이러한 사실을 감안하여 된 것으로, 정전기가 발생하기 쉬운 겨울철과 같은 심한 조건하에서도, 필적과 비필적부의 콘트라스트를 저하시키지 않고 완료하고, 그리고 필적의 삭제불량 등을 일으키지 않으며, 항상 선명한 필적과 비필적부의 양호한 은폐성을 얻을 수 있으며, 가격면에서도 염가로 할 수 있는 자기표시용 분산조성물을 제공함에 있다.

본 발명은, 입자 지름이 10~15O㎛의 자성입자 10~30중량%, 대전방지제 0.01~0.5중량%, 유기증주제 1~10중량%, 착색제 0.1~10중량%, 유기계 분산매잔부로 이루어지는 자기표시용 분산조성물을 제공한다.

바람직한 실시형태에서, 유기계 분산매가 이소파라핀 또는 스핀들유 또는 에틸렌글리콜인 상기 자기표시용 분산조성물을 제공한다.

바람직한 실시형태에서, 유기계 분산매가 이소파라핀과 스핀들유를 혼합한 상기 자기표시용 분산조성물을 제공한다.

바람직한 실시형태에서, 대전방지제가, 폴리부텐황산화물, 지방족 알킬 제4급 암모늄염, 아미노에탄올·에피크롤히드린중축합물, 알킬벤젠술폰산, 알킬살리실산금속염, 술포호박산염, 디알킬술포호박산염, 도데실벤젠술폰산금속염에서 선택한 상기 자기표시용 분산조성물을 제공한다.

바람직한 실시형태에서, 대전방지제가, 폴리부텐황산화물, 지방족 알킬 제4급 암모늄염, 아미노에탄올·에피크롤히드린중축합물, 알킬벤젠술폰산의 혼합물인 자기표시용 분산조성물을 제공한다.

바람직한 실시형태에서, 대전방지제가, 알킬살리실산크롬염, 술포호박산칼슘염, 폴리머의 혼합물인 자기표시용 분산조성물을 제공한다.

바람직한 실시형태에서, 대전방지제를 분산매와 상용하는 용제에 용해하여 분산한 자기표시용 분산조성물을 제공한다.

바람직한 실시형태에서, 증주제가 수산기를 가지는 지방족 비스아마이드, 물 첨가 히마시유, N-아실아미노산 알킬아마이드에서 선택한 1 또는 2이상인 자기표시용 분산조성물을 제공한다.

(실시형태)

본 발명의 자기표시용 분산조성물은, 자성입자와, 분산매와, 증주제와, 상술한 휴대방지제와, 소망에 따라 착색재등을 혼입하여 얻을 수 있다.

본 발명에 이용하는 대전방지제로는, 복합형, 아니온형, 카티온형, 노니온형, 고분자형 등이 있다.

아니온형으로는, 알킬벤젠술폰산, 알킬벤젠술폰산염, 알킬인산염, 디알킬술폰호박산 니트륨염, 술포호박산 칼슘염, 살리실산계 크롬염, 살리실산계 알루미늄염이 있고, 카티온형으로는, 지방족 알킬 제4급 암모늄염이 있고, 노니온형으로는, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민 등의 폴리알킬렌옥시드유도체와, 솔피탄지방족 에스테르가 있으며, 고분자형으로는, 폴리카폰산 아민염, 아미노에탄올·에피크롤히드린 중축합물이있다. 그 밖에는, 알킬베타인, 술포베타인, 폴리부텐황산화물을 들 수 있다. 또한, 복합형으로서, 상기에 나타낸 것 중에서 2종 이상을 선택하여 조합시킨 것이 있다. 이렇게 한 것 중에서 1종 또는 2종 이상을 선택하여 단독 또는 조합시켜 분산액 중에 0.01~0.5중량% 이용할 수 있다.

자성입자는, 흑색 마그네타이트, r-헤마타이트, 이산화크롬, 페라이트 등의 산화물 자성재료와 코발트, 니켈 등의 합금계 금속자성재료를 분말 혹은 박편으로서 분산액 중에 10~30중량% 이용할 수 있다. 또한, 크기, 형상 등을 조정하기 위해 조립하여 이용해도 좋다. 자성입자의 크기는 미세한 분말에서 거칠고 큰 입자까지 목적에 따라 사용가능하며, 형상은 구형상, 기둥형상, 덩어리형상, 박편형상 등이다. 자성입자는, 각종 착색재를 혼입하거나 각종 재료로 표면을 피복하여 고유의 색과는 다른 색조로 하여 사용할 수도 있다. 그리고, 자성입자 크기는 고르지 않으면 자유롭게 움직이는 성질도 고르게 되지 않기 때문에 균일하게 하면 표시의 선명성에 좋다.

본 발명은 필기성, 표시의 유지성, 선명성, 소거성 등의 성능이 항상 일정한 자기판넬의 효과를 나타내기 위해 증주제를 배합한다. 배합량은 1~10중량%이다.

증주제로서는, 수산기를 가지는 지방족 비스아마이드 예를 들면 에틸렌비스-12-히드록시스테아린산 아마이드와, 물첨가 히마시유, 혹은 N-아실아미노산 알킬아마이드 예를 들면 N-라우로일-L-글루타민산-α, r-디-n-부틸아미드 등을 이용한다. 이와 같은 것 중에서 선택하여 단독 또는 조합시켜서 분산액 중에 이용할 수 있다. 또한, 다른 유기증주제나 무기증주제를 보조 증주제로서 조합시켜 이용해도 좋다.

분산매로서는, 유류, 지방족탄화수소 등의 무극성용제, 글리콜류나 알콜류등의 극성용제가 사용 가능하지만, 특히 이소파라핀 등의 지방족탄화수소가 바람직하다.

구체적으로는 이소파라핀, 스핀들유, 에틸렌글리콜 등이 사용된다.

착색재로서는, 백색안료, 그 밖의 염료 또는 안료를 사용할 수 있다. 소성분산액체에 대하여, 10%이하 바람직하게는 3%이하인 첨가량이, 소성분산액체와 자성입자의 콘트라스트를 높일 수 있으며, 그 결과표시가 선명하게 되므로 적합하다. 착색재의 양이 너무 많으면 자성입자에 따른 표시가 선명하지 않게 되어 좋지 않다.

또 분산매에 대하여 분산성이 떨어지는 대전방지제 예를 들면 실리실산 크롬염 등을 이용하는 경우는 분산매와 상용성을 가지는 용제 예컨대 톨루엔 등의 용제에 용해하고 나서 분산매에 첨가하면 양호한 분산상태를 얻을 수 있다. 이와 같은 분산법은 분산매에 분산성이 양호한 대전방지제에 있어서도 유효하다.

본 발명의 자기표시용 분산조성물은 다셀판넬과 캅셀에 내장하여 표시용으로 이용되지만 일예로서 판넬에 대하여 설명한다. 자기표시용 판넬의 제조로서는, 기판상에 다셀제조체에 의해 소실을 형성하고, 상기 소실에 상기 자기표시용 분산조성물을 충전하며, 다른 기판을 붙여 자기표시용 판넬을 제조한다. 또한 기판 한쪽 또는 양쪽에 오목부를 설치하고 이 기판을 합쳐서 기판간에 독립한 소실을 형성해도 좋다.

이밖에 상기 자기표시용 분산조성물을 봉입한 것으로서 캅셀에 내장하고, 이 캅셀을 바인더재료와 혼합하여 기판에 도포·건조하여 표시판넬로 할 수도 있다.

(실시예)

실시예1

이소파리핀용제(아이소파-M 엣소가가쿠가부시키가이샤 제품) 85.2중량부에, 대전방지제(STADIS-425 듀퐁사 제품의 대전방지제) 0.1중량부, 및 물첨가 히마시유(THIXCIN R RHEOX, Inc) 1.3중량부를 더하고, 가열용해한 후 냉각하여 분산액체를 얻었다.

이 분산액체 86.6중량부와 산화티탄(타이페크 CR-50 이시하라산교가부시키가이샤 제품) 1.1중량부를 도쿠슈기카고교가부시키가이샤 제품의 습식분산기(T.K. 호모믹서)로 혼합분산하고, 백색분산액체를 87.7중량부를 얻었다.

다음에,

마그네타이트(도다칼라 KN-320 도다고교가부시키가이샤 제품) 80중량부

고형에폭시수지(에포토트 YD-017 도도가세이가부시키가이샤 제품) 40% 메틸에틸케톤충액 50중량부

를 혼연하고, 이것을 건조한 후 분쇄하여, 10~150㎛의 흑색 자성입자 50중량부를 얻었다.

이 자성입자 12.3중량부를 상기 백색분산액체 87.7중량부에 혼합하여, 100중량부의 자기표시용 분산조성물을 얻었다.

실시예 2~10

실시예 1과 마찬가지로 하여 표1에 나타낸 배합물에 의해 각 실시예의 자기표시용 분산조성물을 얻었다.

실시예 11

실시예 1과 마찬가지로 하여 표1에 나타낸 배합물에 의해 실시예 11의 자기표시용 분산조성물을 제조하였다.

비교예 1

이소파라핀용제(아이소파-M 엣소가가쿠가부시키가이샤 제품) 85.2중량부에, 에틸렌비스-12-히드록시스테아린산 아마이드(ITOH WAX J-530 이토세이유가부시키가이샤 제품) 1.3중량부를 더하고, 가열용해한 후 냉각하여 분산액체를 얻었다.

이 분산액체 86.5중량부와 산화티탄(타이페크 CR-50 이시하라산교가부시키가이샤 제품) 1.3중량부를 T.K. 호모믹서(도쿠슈기카고교가부시키가이샤 제품의 습식분산기)로 혼합분산하고, 백색분산액체를 87.7중량부를 얻었다.

다음에,

마그네타이트(도다칼라 KN-320 도다고교가부시키가이샤 제품) 80중량부

고형에폭시수지(에포토트 YD-017 도도가세이가부시키가이샤 제품) 40% 메틸에틸케톤용액 50중량부

를 혼연하고, 이것을 건조한 후 분쇄하여, 10~150㎛의 흑색 자성입자 50중량부를 얻었다.

이 자성입자 12.3중량부를 상기 백색분산액체 87.7중량부에 혼합하여, 100중량부의 자기표시용 분산조성물을 제조하였다.

비교예 2~3

실시예 1과 마찬가지로 하여 표1에 나타낸 배합물에 의해 각 비교예의 자기표시용 분산조성물을 제조하였다.

사용예

사용예 1

우선, 표면측의 투명한 기판으로서 약 0.15mm의 염화비닐시트에, 두께 약 0.065mm의 염화비닐로 형성한 한변이 약 2mm의 대략 정육각형으로 높이 약 0.8mm의 하니컴제조의 다셀판을 에틸렌-초산비닐계 접착제를 이용하여 접착하고, 표시판넬부재를 제작하였다. 다음에, 다셀제조의 각 소실에 실시예 1의 자기표시용 분산조성물을 충진하고, 이면측의 기판으로서 투명한 약 0.08mm의 염화비닐시트로 에폭시계 접착제를 이용하여 밀봉하고, 자기표시용 판넬(형태A)을 제작하였다.

사용예 2~10

사용예 1과 마찬가지로 하여, 실시예 2~10의 자기표시용 분산조성물을 충진한 형태A의 자기표시용 판넬 2~10을 제작하였다.

사용예 11

우선, 이면측의 투명한 기판으로서 약 0.15mm의 염화비닐시트에, 한변이 약 2mm의 대략 정육각형으로 깊이가 약 0.8mm의 다수의 연속된 오목부를, 진공성형금형을 이용하여 형성하였다. 다음에, 각 오목부에 실시예 11의 자기표시용 분산조성물을 충전하고, 표면측의 기판으로서 투명한 약 0.08mm의 염화비닐시트로에폭시계 접착제를 이용하여 밀봉하고, 자기표시용 판넬(형태B)을 제작하였다.

비교예의 사용예 1

사용예 1과 마찬가지로 하여, 비교예 1의 자기표시용 분산조성물을 충전하여 형태 A의 자기표시용 판넬을 제작하였다.

비교예 2와 3의 사용예 2~3

사용예 11과 마찬가지로 하여, 비교예 2와 3의 자기표시용 분산조성물을 충진하여 실시 형태B의 자기표시용 판넬을 제작하였다.

[표 1]

(주)

L : 4성분(폴리부텐황산화물, 지방족알킬 제4급 암모늄염, 아미노에탄올 · 에피크롤히드린중축합물, 알킬벤젠술폰산)

(E. I du Pont de Nemours & Co., Inc. 등록상표 STADIS-425)

M : 4성분(폴리부텐황산화물, 지방족알킬 제4급 암모늄염, 아미노에탄올 · 에피크롤히드린중축합물, 알킬벤젠술폰산)

(E. I du Pont de Nemours & Co., Inc. 등록상표 STADIS-450)

N : 3성분(알킬살리실산 크롬염, 술포호박산 칼슘염, 폴리머)

(셰르가가쿠가부시키가이샤, 등록상표 ASA-3)

O : 살리실산계 크롬염

(오리엔트가가쿠고교가부시키가이샤, 등록상표 BONTRON E-84)

P : 살리실산계 암모늄염

(오리엔트가가쿠고교가부시키가이샤, 등록상표 BONTORON E-88)

Q : 디알킬술포호박산 나트륨염

(니혼뉴카자이가부시키가이샤, 등록상표 뉴콜 291PG)

R : 도데실벤젠술폰산 나트륨염

(도쿄가세이고교가부시키가이샤, 등록상표 FAW01)

S : 스테아릴트리메틸암모늄크롤라이드

(가오가부시키가이샤, 등록상표 코타민 86P콩크)

T : 솔비탄모노라우레이트

(니혼뉴카자이가부시키가이샤, 등록상표 텍스놀 SPT)

U : 폴리카본산형 고분자활성제

(가오가부시키가이샤, 등록상표 호모게놀 L-18)

V : 폴리카본산형 고분자활성제

(가오가부시키가이샤, 등록상표 호모게놀 L-1820)

시험방법 및 평가

본 발명의 효과를 명확하게 하기 위해, 실시예와 비교예의 자기표시용 판넬을 이용한 사용예의 자기표시용 분산조성물에 대하여 하기 항목에서 시험을 행하여평가를 하였다.

(1)내구성 (분산액의 수명)

원반시험기에 자기판넬을 부착하고, 필기와 소거를 연속하여 되풀이하고, 자기판넬의 상태변화(자성입자의 침강, 액체의 상분리)가 일어나는 회수를 조사하였다.

여기서, 원반시험기에 대하여 설명하면, 원반시험기는 자기표시용 판넬을 부착하는 원형상의 판부와, 그것을 회전시키기 위한 구동부와, 필기용자석과 소거용 자석으로써 구성한다, 상기 판부는, 판두께 1.5mm, 직경 200mm의 알루미늄재를 사용한 원반, 상기 구동부는 회전수와 스피드를 콘트롤할 수 있는 소형 모터(ORIENTAL MOTOR제품의 2IJ3GA-A2)를 사용하고, 그 샤프트에 상기 판부의 중심부가 부착되어 있다. 상기 필기용 자석은, 상기 판부의 중심에서 방사상으로 65mm 떨어지고, 상기 자기표시용 판넬을 상기 판부에 설치했을 때에 상기 자기표시용 판넬의 표면측 기판의 표면에 접하는 위치에, 두께 1mm의 원주상 전자석을 원주상에, 각도 72° 마다 5회 배치시키고 있다.

시험내용은, 상기 판부에 자기표시용 판넬을 설치하고, 상기 자기표시용 판넬을 10rpm의 속도로 회전시키고, 상기 필기용 자석의 전자석 헤드에 의해 기록(필기속도 4m/분)을 행하고, 상기 판부의 이면측에 배치하는 소거용 자석으로 위상을 겹치지 않게 하여 소거하고, 그것을 연속하여 되풀이하고, 1분간 50회의 필기와 소거를 행한다. 그리고, 소거자석은, 한쪽 면이 자성접착된 이방성 고무자석(마그엑스가부시키가이샤 제품의 NT-5M-1504, 길이 10×높이 10×두께 5mm)을 이용하였다.

(2)내정전성(정전기발생에 따른 영향)

정전기 장해시험기(미쓰모토덴시고교가부시키가이샤 제품 SET-30A형)를 이용하여 자기판넬 표면을 대전하고, 표면측 기판에 자성입자가 부착할 때의 전압을 측정하였다.

(3)선명성 (콘트라스트)

자기판넬에 정전기를 발생시켰을 때(전압 3Kv 인가시), 자기펜을 이용하여 필기했을 때의 필적부와 비필적부(표시표면)와의 백색도를 마그베스농도계(RD-915형)에 의해 측정하고, 필기부와 비필기부의 0.D값의 차를 구했다. 그리고, 필기에는, JIS C2502 MPB380상당의 영구자석(치수 2×2×3mm방향)을 필기칩으로서 이용하였다.

각 시험에 의한 평가결과는 표 2에 나타낸다.

[표 2]

이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 문자나 모양 등의 표시와 소거를 되풀이하면 자성입자의 이동과 자성입자끼리의 충돌에 의해, 또는 자기펜과 표면측과의 마찰, 혹은 온도와 습도 등의 환경변화에 따른 정전기 발생 시에도, 내구성, 내정전성, 선명성을 저감시킬 수 없는 것이다. 즉 기록표시를 항상 높은 콘트라스트로 선형하게 하며 소거를 깨끗하게 하는 등의 효과를 나타낸다.

Claims (8)

1. 입자 지름이 10~150㎛의 자성입자 10~30중량%, 대전방지제 0.01~0.5중랑%, 유기증주제 1~10중량%, 착색재 0.1~10중량%, 유기체 분산매잔부로 이루어지는 자기표시용 분산조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 유기계 분산매가 이소파라핀 또는 스핀들유 또는 에틸렌글리콜인 것을 특징으로 하는 자기표시용 분산조성물.
3. 제 1 항에 있어서, 유기계 분산매가 이소파라핀과 스핀들유를 혼합한 것인 것을 특징으로 하는 자기표시용 분산조성물.
4. 제 1 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 대진방지제가 폴리부텐황산화물, 지방족 알킬 제4급 암모늄염, 아미노에탄올 · 에피크롤히드린중축합물, 알킬벤젠술폰산, 알킬살리실산금속염, 술포호박산염, 디알킬술포호박산염, 도데실벤젠술폰산금속염에서 선택한 1 또는 2이상인 것을 특징으로 하는 자기표시용 분산조성물.
5. 제 1 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 대전방지제가, 폴리부텐황산화물, 지방족 알킬 제4급 암모늄염, 아미노에탄올·에피크롤히드린중축합물, 알킬벤젠술폰산의 혼합물인 것을 특징으로 하는 자기표시용 분산조성물.
6. 제 1 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 대전방지제가, 알킬살리실산크롬염, 술포호박산칼슘염, 폴리머의 혼합물인 것을 특징으로 하는 자기표시용 분산조성물.
7. 제 1 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 대전방지제를 분산매와 상용하는 용제에 용해하여 분산한 것을 특징으로 하는 자기표시용 분산조성물.
8. 제 1 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 증주제가 수산기를 가지는 지방족 비스아마이드, 물첨가 히마시유, N-아실아미노산 알킬아마이드에서 선택한 1 또는 2이상인 것을 특징으로 하는 자기표시용 분산조성물.