KR100434687B1 - 소인용 잉크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소인용 잉크에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 우표, 또는 증지용 용지, 광택용지 등을 포함하는 모든 용지에 잉크를 소인하는 경우 날인이 용이하며 날인된 후에도 물이나 화학약품에 의해 쉽게 제거되지 않는 소인용 잉크에 관한 것이며, 고분자 수지, 유기용제, 염료, 및 보조제로 이루어진다. 본 발명에 따른 소인용 잉크는 우표, 증지 등의 소인용으로 날인된 후에 물이나 화학약품으로 소인이 쉽게 지워지지 않는 특성을 가지고 있어 우표, 증지 등의 재사용을 막음으로서 변조방지 효과가 있다.

Description

소인용 잉크 {Stamping ink}

본 발명은 소인용 잉크에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 우표, 또는 증지용 용지, 광택용지를 포함하는 모든 용지에 잉크를 소인하는 경우 날인이 용이하고 날인된 후에도 물이나 화학약품에 의해 쉽게 제거되지 않는 소인용 잉크에 관한 것이다.

일반적으로 잉크를 소인할 수 있는 용지로는, 무광택용지와 광택용지로 나누어 생각해 볼 수 있다. 표면처리가 안된 무광택용지의 경우에는, 종이 표면의 섬유 결합층이 노출되어 있어 미세한 공극 사이에 잉크가 침투하기 용이하며, 표면적이 넓어 잉크의 건조가 빠르고 잉크의 부착성이 좋기 때문에 물이나 유기용제, 산화환원 약품으로도 잉크가 잘 지워지지 않는 특성을 갖지만, 표면처리가 되지 않아서 내오염성이나 내구성에 열악한 단점이 있다.

또한, 종이 표면에 광택을 주기 위해 고분자 물질 등으로 표면처리한 광택용지는 내오염성이나 내구성은 우수하지만, 종이 표면의 미세한 공극이 없어짐으로써 잉크의 침투가 어려우며 표면적이 적어 잉크의 건조가 느리고, 잉크의 부착성이 나빠서 통상의 소인용 잉크로는 잘 날인되지 않거나, 잉크의 뒷묻음이 발생하며 또한물이나 유기용제, 산화환원 약품으로 잉크가 잘 지워지고 소색 또는 탈색되는 특성이 있기 때문에 소인을 지워 특정의 유가증권을 재사용하는 범죄행위를 유발시킬 우려도 있다. 따라서 이러한 특성에 따라 잉크를 적절히 선정하여야 하는 과제를 갖게 된다.

통상적으로 사용되는 필기 및 소인용 잉크를 살펴보면, 유기용제를 사용하는 유성잉크와 물을 사용하는 수성잉크로 크게 나누어 볼 수 있다. 유성잉크는 물에 잘 지워지지 않고 필기색감 등이 우수한 장점을 지니고 있으나, 사용하는 유기용제의 인체 유해성이 비교적 크고 보존성도 만족할 만한 수준이 아니며, 수성잉크는 인체에 비교적 무해하며 제조원가가 저렴한 장점이 있으나 내수성, 내후성 등의 품질면에서 유성잉크보다 떨어지는 단점이 있다.

전술한 바와 같은 잉크를 제조하는 종래의 기술로는, 예를 들어 한국 특허공고 제1984-1679호에 염료의 수용성에 의해 내광성과 내수성이 약하여 필기나 날인후 보존시 퇴색되거나 변색되는 결함을 해결하기 위해 증류수, 글리세린, 에틸렌글리콜, 탄닌산, 석탄산, 염료 등에 덱스트린을 첨가하여 제조된 불변성 잉크 조성물이 기재되어 있다. 그러나, 상기 기술의 잉크는 무광택용지에서는 그 효과가 우수하지만, 광택용지에서는 날인이 제거되는 문제가 있다.

또한 한국 특허공고 제1989-423호에는 소수성 부가-중합가능 모노머와 아크릴산 또는 메타크릴산으로 이루어진 공중합체의 수용성 아민염 또는 암모늄염인 분산제, 우레아 등의 건조방지제, 안료 및 수성매질 등으로 이루어진 잉크 조성물이 기재되어 있고, 한국 특허공고 제1991-2679호에는 로진류 화합물, 알카리 수용액,카세인, 폴리비닐알콜을 포함하는 수묵잉크 원액의 제조방법이 기재되어 있으나, 이러한 기술들도 광택용지에 부적절한 뿐만 아니라, 소인용 잉크조성물로는 바람직하지 못한 단점을 갖는다.

또한 한국특허 제258640호에는 장기간 보존하여도 변색 또는 퇴색현상이 일어나지 않으면서도 인체에 무해한 필기 및 스탬프 잉크용도의 기록보존용 잉크 조성물로서, 증류수, 에틸렌글리콜 등을 포함하는 잉크흡수촉진제, 아밀로덱스트린을 포함하는 염료결합제, 수용성 아크릴수지, 에폭시수지 등을 포함하는 수용성 바인더, 석탄산 등의 부패방지제, 셀룰로우즈에스테르와 같은 섬유소 결합보조제, 염료, 다가알콜의 점도조절제를 포함하는 잉크 조성물이 기재되어 있다. 또 다른 유성잉크 조성물로는 한국공개특허 제2001-30424호에 양호한 레벨링성을 발휘하고 브러시 도포성이나 필기성을 확보하면서 착색제의 침전을 방지할 수 있는, 이산화티탄 등의 착색제, 알킬페놀수지, 콜로포늄변성수지, 알키드 수지 및 아크릴계수지 등으로부터 선택되는 수지, 탄화수소계 유기용제, 비이온계 계면활성제 및 2-에틸헥산산 알루미늄 등의 겔화제 등을 함유하는 필기구용 유성잉크가 기재되어 있으나, 상기 잉크는 금속광택을 나타내는 마킹펜용 볼펜잉크로서 금속분말(알루미늄)이 침전되면 볼펜을 사용할 수 없게 되는 단점을 개선하기 위해 2-에틸헥산산 알루미늄을 이용하여 금속분말과 배위결합을 유도하여 분산성을 개선시킨 점 등을 특징으로 하고 있다.

이에 본 발명의 목적은 무광택용지 뿐만 아니라, 광택용지에 이용할 경우에도 소인효과가 우수하면서 물이나 유기용제, 산화환원 약품에 지워지지 않고, 소인이 지워질 정도로 물리적 또는 화학적 처리를 할 경우에는 잉크의 부착성이 우수하기 때문에 용지의 인쇄된 패턴도 동시에 지워지는 특성을 갖는 잉크 조성물을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 잉크 조성물은, 로진계 변성수지, 아크릴계 수지, 비닐부티랄계 수지, 염화비닐계 변성수지, 및 페놀계 변성수지로 이루어진 군으로부터 적어도 하나가 선택되는 수지 3∼40중량%; 다가알콜, 다가알콜의 에테르 화합물 및 다가알콜의 에스테르 화합물로 이루어진 군으로부터 적어도 하나가 선택되는 유기용제 20∼95중량%; 염료 0.5∼35중량%; 및 폴리옥시알킬렌고급지방산에스테르계 화합물로부터 적어도 하나가 선택되는 보조제 0.01∼7중량%로 이루어진다.

이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 잉크를 얻기 위해서 우표용 그라비어 용지 또는 광택용지 등의 특성을 이용하고자 한다.

광택용지 또는 우표, 증지 등에 이용되는 인쇄용지는 통상적으로 고분자 수지인, 스티렌, 아크릴, 염화비닐, 로진, 페놀 등의 변성수지가 다양하게 코팅되어 있으며, 이러한 고분자 수지는 유성형태의 잉크가 잘 날인되는 양호한 특성을 지니고 있다. 따라서, 본 발명에 있어서는 잉크에 상기 고분자 수지를 첨가함으로써 종이 표면과 인쇄면의 소인 잉크와의 친화성을 부여하도록 한다.

이에 본 발명에 따른 잉크는 광택용지에 사용되는 고분자 수지, 유기용제,염료 및 보조제로 이루어진다.

상기 수지는 잉크 중의 염료를 감싸는 바인더 역할을 하며, 염료와 화학적으로 친화성이 있는 수지가 바람직하고, 주로 로진계 변성수지, 아크릴계 수지, 비닐부티랄계 수지, 염화비닐계 변성수지, 페놀계 변성수지 등으로 이루어진 군으로부터 유기용제인 다가알콜, 다가알콜의 에테르 화합물 또는 다가알콜의 에스테르 화합물에 녹는 용해성을 고려하여 적어도 하나가 선택될 수 있으며, 구체적으로는 폴리비닐부티랄, 폴리염화비닐, 로진변성페놀, 폴리비닐아세테이트, 페놀수지, 폴리아크릴 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서 상기 수지의 함량은 3 내지 40중량%이며, 가장 바람직하게는 5 내지 30중량%이다. 상기 수지의 함량이 3중량% 미만일 경우에는 염료를 부착효과가 저하되고 소인이 쉽게 제거되는 문제가 있으며, 40중량%를 초과할 경우에는 잉크의 건조속도가 저하되는 문제가 있다.

또한 본 발명에 있어서 사용할 수 있는 유기용제는 상기 고분자 수지를 용해시킬 수 있으며, 잉크에 첨가되는 염료도 상기 수지에 잘 분산시킬 수 있는 다가알콜, 다가알콜의 에테르 화합물, 다가알콜의 에스테르 화합물 또는 이들의 혼합물이 바람직하며, 주로 다가알콜계의 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜과 다가알콜계 유도체인 에틸렌글리콜모노메틸에테르(메틸셀로솔브), 에틸렌글리콜모노에틸에테르(에틸셀로솔브), 에틸렌글리콜모노부틸에테르(부틸셀로솔브), 디에틸렌글리콜모노메틸에테르(메틸카비톨), 디에틸렌글리콜모노에틸에테르(에틸카비톨), 디에틸렌글리콜모노부틸에테르(부틸카비톨), 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(메틸셀로솔브아세테이트), 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트(에틸셀로솔브아세테이트), 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트(부틸셀로솔브아세테이트), 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트(카비톨아세테이트), 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트(부틸카비톨아세테이트) 등으로 이루어진 군으로부터 적어도 하나가 선택될 수 있다.

상기 유기용제의 첨가량은 20 내지 95중량%이며, 가장 바람직하게는 60 내지 90중량%이고, 휘발성이 빠른 잉크가 요구될 경우에는 휘발속도가 높은 유기용제를 이용하며, 잉크의 휘발성을 지연시키고자 할 경우에는 휘발속도가 낮은 유기용제를 사용할 수 있다. 상기 용제의 첨가량이 20중량% 미만이면 잉크의 점도가 높아 잉크의 뒷묻음과 소인효과가 감소되는 문제가 있고 95중량%를 초과하면 잉크의 색상이 흐리거나 잉크기 쉽게 건조되는 문제가 있다.

또한 본 발명에서 사용할 수 있는 염료는 특별히 한정되는 것은 아니며, 내구성 및 내약품성이 양호하면서 상기 수지 또는 유기용제에 혼화 또는 용해가 되는 유용성 염료가 바람직하고, 주로 발리페스트 블랙(Valifast black) 또는 발리페스트 레드(red)계와 오리코 블랙(ORIKO black)계 또는 오리코 레드계 염료(오리엔트 화학사(Orient chemical)), 네오자폰 블랙(Neozapon black)계 또는 네오자폰 레드계 염료(BASF사)가 이용될 수 있으며, 기지의 황색, 적색, 청색의 삼원색을 혼합한 흑색도 이용 가능하다. 이러한 염료의 함유량은 0.5 내지 35중량%이며, 가장 바람직하게는 1 내지 20중량%이다. 상기 염료의 함유량이 0.5중량% 미만이면 잉크색상이 흐리게 되는 문제가 있으며 35중량%를 초과하면 잉크의 부착성이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명에 있어서 사용할 수 있는 보조제는, 수지, 염료, 유기용제의 분산성 또는 상용성, 기포방지제, 잉크의 저장 안정성, 잉크의 번짐성 방지를 위해 사용하는 것으로, 폴리옥시알킬렌고급지방산에스테르계가 이용되며, 주로 폴리옥시에틸렌소비탄모노라우레이트(트윈(Tween)#20), 폴리옥시에틸렌소비탄모노팔미테이트(트윈#40), 폴리옥시에틸렌소비탄모노스테아레이트(트윈#60), 폴리옥시에틸렌소비탄모노올레이트(트윈#80)가 이용된다. 본 발명에서 사용되는 보조제의 함유량은 0.01 내지 7중량%이며, 가장 바람직하게는 0.01 내지 5중량%이고, 저점도를 위한 잉크를 제조할 경우에는 분자량이 낮은 폴리옥시알킬렌고급지방산에스테르를 이용하며, 고점도의 잉크를 제조할 경우에는 분자량이 높은 폴리옥시알킬렌고급지방산에스테르를 이용한다. 이때 보조제 함유량이 0.01중량% 미만이면 잉크의 분산성과 저장성이 나빠지는 문제가 있으며 7중량%를 초과할 경우에는 건조성에 문제가 있다.

본 발명에 따른 잉크는 상술한 바와 같은 성분으로 이루어지며, 보다 상세한 조성 및 특성은 하기 실시예를 통해 더욱 명백하게 설명될 것이다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

수지 : 베카사이트 F175(로진변성 페놀수지, 강남화성) 10중량%

착색제 : 오리코 블랙 284(오리엔트 화학) 10중량%

용제 : 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 79중량%

보조제 : 폴리옥시에틸렌소비탄모노라우레이트(트윈 #20) 1중량%

상기 수지 및 염료를 충분히 용해시키고 분산시키기 위해 이액형으로 제조한후 혼합하였다. 베카사이트 수지는 용제의 1/2 정도를 취하여 실온에서 교반하여 용액이 투명할 때까지 용해시켰다. 착색제인 흑색염료는 용제의 1/2 정도를 취하여 실온에서 교반하여 용해시키고 흡지에 염료용액을 떨어트려 완전 용해를 확인하였다. 상기 두 용액을 보조제와 함께 혼합하여 교반시켰다.

실시예 2

용제로 디에틸렌글리콜모노부틸에테르 79중량%를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

실시예 3

착색제로 네오자폰 블랙 X51(BASF사) 10중량% 및 용제로 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 63중량%와 디에틸렌글리콜모노부틸에테르 16중량%를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

실시예 4

수지 : 베카사이트 F175(로진변성페놀수지, 강남화성) 5중량%

잔크릴 B725(아크릴계수지, 존슨왁스) 5중량%

착색제 : 네오자폰 블랙 X51(BASF사) 10중량%

용제 : 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 40중량%

디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트(부틸카비톨아세테이트) 39.5 중량%

보조제 : 폴리옥시에틸렌소비탄모노라우레이트(트윈 #60) 0.5중량%를 사용하였으며, 베카사이트 수지는 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 용제의 1/2에용해시키고, 잔크릴 수지는 디에틸렌글리콜모노부틸에테르 용제의 1/2에 녹였으며, 염료는 나머지의 혼합용제에 녹여 이용하였으며, 실온에서 교반하여 용해시키고 흡지에 염료용액을 떨어트려 완전 용해를 확인하였다. 상기 세 용액을 보조제와 함께 혼합하여 교반시켰다.

실시예 5

수지 : 폴리비닐부티랄 3중량%

VMCA(폴리염화비닐계수지, UCC사) 6중량%

착색제 : 네오자폰 블랙 X51(BASF사) 10중량%

용제 : 디에틸렌글리콜모노부틸에테르 30중량%

에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 50.7중량%

보조제 : 폴리옥시에틸렌소비탄모노올레이트(트윈 #80) 0.3중량%를 사용하였으며, 폴리비닐부티랄수지는 디에틸렌글리콜모노부틸에테르 용제의 1/2에 용해시키고, 폴리염화비닐계수지는 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 용제의 1/2에 녹이고 염료는 나머지의 혼합 용제에 녹여 이용하였으며, 실온에서 교반하여 용해시키고 흡지에 염료용액을 떨어트려 완전 용해를 확인하였다. 상기 세 용액을 보조제와 함께 혼합하여 교반시켰다.

상기 실시예에서 얻은 잉크를 이용하여, 하기 실험방법에 의해 잉크특성을 평가하였으며, 이의 결과는 하기 표 1과 같다.

* 잉크 건조속도 측정: 유리판에 각각의 잉크를 한방울씩 낙하시키고 실온에서 보관하면서 손가락 감촉을 통하여 표면의 건조 유무를 확인하면서 건조속도를측정하였으며, 우표의 표면에 잉크를 날인한 후에 건조속도를 측정하여 비교하였다.

* 잉크 점도: 부룩휠드 점도계를 이용하여 25℃에서 측정하였다.

* 잉크 분산 안정성: 잉크를 원심분리기에 넣고 1000rpm으로 30분간 처리하여 잉크의 침전 여부를 측정하였다.

* 잉크 전이성: 고무 및 금속 형태의 소인기를 이용하여 우표용지에 잉크를 날인하면서 잉크의 전이성 또는 묻음성, 번짐성 등을 시각적으로 확인하였다.

* 잉크 부착성: 우표용지에 잉크를 날인하고 건조한 다음에 사무용 고무로 문질러 잉크 날인 자국의 탈리 여부를 확인하였다.

* 잉크의 내약품성: 물과 방향족 용제와 지방족 용제, 산화제와 환원제, 가정용 세제를 이용하여 소인의 소색 및 탈색 시험을 하였다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
잉크의 건조속도	빠름	늦음	중간	빠름	중간
잉크의 점도(25℃, cp)	15	30	23	20	25
잉크의 분산 안정성	양호	양호	양호	양호	양호
날인후 잉크 부착성	양호	양호	양호	양호	극히 양호
날인후 잉크 전이성	양호	미흡	양호	양호	양호
날인후 잉크 내약품성	양호	양호	양호	양호	양호

상기 표 1을 통해 알 수 있는 바와 같이, 건조속도는 유리판과 우표표면에 시험한 것 모두 유사성을 나타내었으며, 용제별로는 셀로솔브유도체가 많이 함유될수록 건조가 빠르고 카비톨아세테이트유도체가가 중간이며, 카비톨유도체가 많을수록 건조속도가 느리게 나타났다. 잉크의 분산 안정성은 실시예 모두에 있어서 양호하였다. 또한, 잉크를 구성하고 있는 성분들이 화학적으로 안정된 물질이고 서로반응하지 않는 구조이기 때문에 잉크를 장시간 보관하여도 응집, 침전되지 않았다. 한편, 잉크의 전이성은 모두 양호하였으나 카비톨유도체가 많을수록 건조속도 지연에 따른 번짐성이 약간 나타났다. 그리고 보조제의 농도가 높으면 잉크의 번짐성이 개선되는 효과도 있었다. 장기간 노출되어 이용되는 소인용 잉크의 제조를 위해서는 일정량의 카비톨 유도체가 포함되면 잉크패드의 표면건조가 방지된다.

잉크의 부착성은 모두 양호하였고, 내약품성도 소인만 제거되는 경우는 없었으며 소인이 제거되는 경우에는 우표의 인쇄패턴도 동시에 손상 또는 지워졌다.

상기 실시예를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 소인용 잉크는 무광택 또는 광택 용지에 인쇄된 우표, 증지 등에 사용될 경우, 잉크의 전이성 및 건조특성 등의 소인효과가 우수하면서도 소인이 물이나 유기용제, 산화환원 약품에 지워지지 않는 특성을 가지고 있고, 소인이 지워질 정도로 물리 또는 화학적 처리를 할 경우에는 우표, 증지 등에 인쇄된 패턴도 동시에 지워지거나 손상되는 특성을 가지게 되어 우표, 증지 등의 소인을 제거하여 이를 재사용하는 범죄행위를 막는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 로진계 변성수지, 아크릴계 수지, 비닐부티랄계 수지, 염화비닐계 변성수지, 및 페놀계 변성수지로 이루어진 군으로부터 적어도 하나가 선택되는 수지 3∼40중량%;

   다가알콜, 다가알콜의 에테르 화합물 및 다가알콜의 에스테르 화합물로 이루어진 군으로부터 적어도 하나가 선택되는 유기용제 20∼95중량%;

   염료 0.5∼35중량%; 및

   폴리옥시알킬렌고급지방산에스테르계 화합물로부터 적어도 하나가 선택되는 보조제 0.01∼7중량%;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 소인용 잉크.
2. 제1항에 있어서, 상기 유기용제는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르(메틸셀로솔브), 에틸렌글리콜모노에틸에테르(에틸셀로솔브), 에틸렌글리콜모노부틸에테르(부틸셀로솔브), 디에틸렌글리콜모노메틸에테르(메틸카비톨), 디에틸렌글리콜모노에틸에테르(에틸카비톨), 디에틸렌글리콜모노부틸에테르(부틸카비톨), 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(메틸셀로솔브아세테이트), 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트(에틸셀로솔브아세테이트), 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트(부틸셀로솔브아세테이트), 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트(카비톨아세테이트), 및 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트(부틸카비톨아세테이트)로 이루어진 군으로부터 적어도 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 소인용 잉크.
3. 제1항에 있어서, 상기 보조제는 폴리옥시에틸렌소비탄모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌소비탄모노팔미테이트, 폴리옥시에틸렌소비탄모노스테아레이트, 및 폴리옥시에틸렌소비탄모노올레이트로 이루어진 군으로부터 적어도 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 소인용 잉크.