KR100875265B1 - 무독성 마커펜용 백색 또는 유색의 잉크 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 녹색 칠판 또는 흑색 및 백색 칠판 또는 유리와 같은 잉크를 잘 흡수하지 않는 비흡수성 필기면을 갖는 칠판에 사용할 수 있는 흡착성이 없고 지움성이 좋은 잉크의 제조 방법에 관한 것으로 기존의 잉크는 필기면 은폐력을 향상시키기위해 과도한 안료 사용과 가소제의 사용으로 잉크의 분리 및 펜 상태에서 방치시 가소제와 잉크의 분리현상이 빨라 사용시 필기의 어려움이 있고 필기후 장기 방치시 지움성이 현격히 저하되는 현상과 잉크제조 공정시 온도를 상승시켜 제조하게 되면 휘발성 용매의 휘발을 촉진시켜 공정상의 어려움이 있는 문제점이 발생함으로 실온에서 잉크를 제조하여 공정의 안정성을 확보하고 장기 지움성이 뛰어나며 잉크의 분리성이 개선된 잉크 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

무독성, 마커펜용 잉크, 백색 잉크조성물, 유색 잉크조성물

Description

무독성 마커펜용 백색 또는 유색의 잉크 제조방법 {Nontoxic ink compositions and process for producing same}

본 발명은 녹색칠판 또는 흑색 및 백색 칠판 또는 유리와 같은 잉크를 흡수하지 않는 비흡수성 필기면을 갖는 칠판 등에 사용할 수 있는 흡착성이 없고 지움성이 좋은 잉크의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 기존의 공정과 같은 나노화 된 입자를 사용하지 않고 실온에서 잉크를 제조하여 공정의 안정성을 확보하고 안료 침전 및 분리에 적절한 분산제 및 침강방지제를 적용함으로써 장기 지움성이 뛰어나며 잉크의 분리성이 개선된 잉크 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 마커펜용 백색 및 유색 잉크의 제조 방법에 관한 것으로, 일반적으로 닦아 지울 수 있는 필기면을 갖는 대다수의 필기판은 대부분이 바탕색을 흰색으로 하고 있었으나 상기와 같이 바탕색이 흰색으로 되는 필기판은 오랜 기간동안 백묵 칠판에 적응되어 있는 사람들에게 쉽게 적응하는데 어려움이 있었고, 피교습 자의 눈이 쉽게 피로해지게 하는 단점이 있어 학습효과를 떨어뜨리는 면이 있었다

이에 따라 근래에는 백묵 칠판의 가루 날림과 같은 단점과 상기와 같은 백색 필기면의 단점을 해결하고자 시각적으로 안정감을 줄 수 있도록 백묵 칠판과 동일한 녹색의 바탕색을 갖는 동시에 그 필기면은 백색의 필기면과 같이 닦아 지울 수 있는 칠판이 많이 쓰이고 있다.

상기와 같은 닦아 지울 수 있는 백색 또는 녹색의 필기면의 보급으로 인해 이러한 필기면에 사용하기 위한 마커펜의 개발이 활발하였으며 여전히 시간에 관계없이 지움성이 뛰어나고 잉크가 쉽게 휘발되거나 펜이 마르지 않는 마커펜의 개발이 요구되고 있다.

그러나 기존의 잉크는 필기면 분리성 및 은폐력을 향상시키기 위하여 안료의 양을 늘리고 있으나 이는 과도한 안료를 사용으로 인해 은폐력을 향상시키기는 하나 잉크 상의 안료의 침전으로 인한 분리 현상이 빠르게 나타나는 큰 단점이 나타나고 있다. 또한 선행특허발명중에는 안료의 입도를 나노 입자화 시키는 방법을 그 발명의 특징으로 하고 있으나 이는 안료의 비중을 낮추어 잉크 상에 침전 속도 및 분리 현상을 느리게 하는 효과는 있지만 그 효과가 미미하고 공정 추가로 인한 제조원가 상승대비 큰 효용성을 갖지 못하는 실정이다.

또한, 기존 잉크제조 방법에 관한 방법으로 수지의 용해 방법에 있어 수지의 용해를 용이하게 하게 위하여 승온을 하나 이는 알코올류를 용매로 하는 잉크의 제조 방법에서는 휘발성 용매의 휘발을 촉진시켜 수율의 저하 및 점도 상승 등의 공정상의 어려움이 있는 문제점을 안고 있다.

이에 본 발명은 나노화된 입자를 사용하지 않고, 또한 실온에서 잉크를 제조하여 공정의 안정성을 확보하고 안료의 침전 및 분리에 적절한 분산제 및 침강 방지제를 적용함으로써 장기 지움성이 뛰어나며 잉크의 분리성이 개선된 잉크 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은

에틸알콜, 이소프로필알콜, 글리콜에테르군의 혼합용매 55~60 중량%에 폴리부틸랄계 수지 3.5~4 중량%를 수지가 완전히 용해될 때까지 교반하는 단계;

음이온계 습윤 분산제 0.5~1 중량%, 산화티탄 또는 탄화칼륨 안료 15~20 중량%를 혼합하여 4시간 내지 5시간 정도 고속 교반하는 단계 ;

변성 우레아 계열의 침강방지제 0.3 ~ 1중량%를 혼합 교반한 후 다음 작업시까지 교반 속도를 낮추어 교반(0.5일) 입도 검사 단계 [기준 D(50) 0.174] ; 디옥틸아디페이트, 디이소노닐아디페이트, 아세트릴부티시트레이트 중에서 선택된 가소제 10 ~ 15 중량% 및 지방족카르복실레이트, 지방산 에스테르, 다가변성알콜, 액상파라핀, 실리콘 이형제 중에서 선택된 이형제 5~6 중량% 를 첨가하여 혼합하는 단계를 특징으로 하는 무독성 마커펜용 백색 잉크 조성물을 만드는 방법이다.

또한 상기의 방법에 의해 만들어진 무독성 마커펜용 백색 잉크 조성물 및 여기에 분산성이 뛰어난 유성 유색액상 안료 2~5 중량 %를 첨가하여 제조한 무독성 마커펜용 유색 잉크 조성물을 그 발명으로 한다.

상기의 발명에 따라 제조된 무독성 마커펜용 백색 및 유색의 잉크는 녹색칠판은 물론 시트, 보드판, 유리판 등 어떠한 비흡수 표면에서나 필기가 가능하고 필기후 장기 방치시에 지움성이 현격히 떨어지는 기존의 마커펜용 잉크에 비해 필기를 한 직후에는 휘발성과 건조성이 뛰어나 다른데 잉크가 쉽게 묻어나지 아니하나 장기 방치한 경우에도 지움성이 탁월한 특징이 있다.

또한 실온에서 공정을 거치는바 잉크 제조 과정의 안정성을 확보하고 본 발명상의 합성수지 함량은 잉크의 분리성을 개선하는데 적정한 양이라 할 수 있는 바 마커펜의 수명을 연장시키는 효과 및 필기감을 개선시키는 효과가 있다.

또한 본 발명은 무독성 물질만으로 조성되는 것이므로 인체에는 완전히 무해하고 친환경적이므로 이를 사용하는 사용자들의 건강에도 악영향을 미치지 않으므로 누구나 안심하고 사용할 수 있다

본 발명은 비흡수성 필기면을 갖는 칠판에 사용할 수 있는 흡착성이 없고 지움성이 좋은 잉크의 제조 방법에 관한 것으로서 다음 단계에 따른다.

(1단계)

무독성의 에틸알콜, 이소프로필알콜(IPA), 글리콜에테르군의 혼합용매를 55~60 중량%에 폴리부틸랄계 수지 3.5~4 중량%를 수지가 완전히 용해될 때까지 교반하는 단계로서 혼합된 용매에 합성수지를 혼합하는 단계이다. 합성수지는 조성물의 점도를 유지하여 주고 안료 입상의 분산을 촉진시키며 안료의 침전을 방지하는 역할을 한다.

이때 수지는 입자가 다 풀려 혼합용매에 완전히 녹아들어야 한다.

(2단계)

상기의 혼합용매와 합성수지의 혼합물에 음이온계 습윤 분산제 0.5~1 중량%, 산화티탄 또는 탄화칼륨 안료 15~20 중량%를 혼합하여 4시간 내지 5시간 정도 고속 교반하는 단계로서 안료의 양은 잉크의 분리현상 및 필기감 등에 영향이 크므로 주의하여 계량, 혼합한다.

본 발명의 안료는 산화티탄 또는 탄화칼륨을 사용하여 인체나 환경에 해가 없으며, 안료의 양은 15~20 중량%가 가장 바람직하다.

안료의 입자 크기를 나노화 하는 것은 투입된 제조 비용에 비해 잉크의 분리성 감소효나 은폐력 상승효과는 미비하다. 따라서 본 발명은 안료 입자를 줄이는 단계보다는 안료 및 혼합되는 조성물의 조성비에 의해 잉크의 분리성 감소 및 은폐력 향상, 지움성 향상 등의 효과를 나타나게 하는바 제조 비용을 절약하고 제조 시간을 더욱 단축시키고자 한다..

(3단계)

상기의 조성물에 변성 우레아 계열의 침강방지제 0.3 ~ 1중량%를 혼합 교반한다. 이때 교반은 고속 모터 교반기로 교반속도 2000rpm ~ 2500rpm정도로 고속교반한다.다음 작업시까지 교반 속도를 낮추어 교반(0.5일)하고 입도 검사 단계에서 입도 분포가 0.100㎛-0.300㎛으로서 평균 입도가 0.170㎛-0.178㎛가 되었을 때 다음 공정으로 진행한다.

(4단계)

디옥틸아디페이트, 디이소노닐아디페이트, 아세트릴부티시트레이트 중에서 선택된 가소제 10 ~ 15 중량% 및 지방족카르복실레이트, 지방산 에스테르, 다가변성알콜, 액상파라핀, 실리콘 이형제 중에서 선택된 이형제 5~6 중량% 를 첨가하여 혼합하는 단계에 의해 무독성 마커펜용 백색 잉크를 제조한다.

가소제는 필기 후 용제가 마르면 합성수지가 딱딱하게 굳는 것을 방지하여 잉크의 지움성을 향상시키는 역할을 한다. 다만 가소제가 너무 많이 첨가되면 필기 후 잉크가 마르지 않아 잘 묻어나거나 흐를 수 있는바 상기의 첨가량의 가장 바람직하다.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 자세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명의 예시일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

잉크의 휘발 속도와 유출성을 고려하여, 인체나 환경에 비교적 해가 적은 에틸알콜 ( 약 45.4중량% ), 이소프로필알콜 (약 6.0중량% ), 글리콜에테르 (약 6.3중량%)를 밀폐된 교반기에 투입한 후 약 5분동안 교반하여 혼합 용매를 만든다.

상기의 혼합용매 55~60 중량%에 피막형성을 위한 폴리비닐부티랄계 수지와 폴리비닐아세테이트 중에서 선택한 수지를 3.5~4 중량%를 계량하여 약 3시간 이상을 교반 한다. 이때 교반은 수지가 완전히 용해되도록 하여야하는 바 고속 교반을 한다.

시간이 경과하여 수지부가 완전용해되면 음이온계 습윤분산제를 0.5~1중량%를 혼합하고 산화티탄 및 탄산칼륨 등의 안료를 15~20 중량%를 혼합하여 약 4시간가량 고속교반한다. 이때 고속분산의 분산속도 및 분산시간이 잉크 장기저장성에 밀접한 연관이 있으므로 주의하여야 한다.

상기의 분산과정이 끝나면 변성 우레아 계열의 침강방지제를 약 0.3중량% 계량하여 약 30분정도 고속으로 혼합 교반하고 그 후에는 다음 작업시까지 약 0.5일 정도 낮은 속도로 혼합 교반한다. 이후 입도 검사하여 평균입도가 0.170㎛-0.178㎛가 되었을 때 다음 공정으로 진행한다.

상기의 조성물에 디옥틸아디페이트, 디이소노닐아디페이트, 아세트릴부티시트레이트 중에서 선택된 가소제 10~15 중량%를 첨가하여 교반한다. 이때 교반 속도는 수지 분산 속도보다 낮게하여도 관계없다.

소거성을 위하여 지방족 카르복실레이트,지방산 에스테르, 다가변성알콜, 액상파라핀, 실리콘이형제 중에서 선택된 이형제 5~6중량%를 첨가하여 혼합한다.

Claims (3)

1. 에틸알콜, 이소프로필알콜, 글리콜에테르군의 혼합용매 55~60 중량%에 폴리부틸랄계 수지 3.5~4 중량%를 수지가 완전히 용해될 때까지 교반하는 단계; 음이온계 습윤 분산제 0.5~1 중량%, 산화티탄 또는 탄화칼륨 안료 15~20 중량%를 혼합하여 4시간 내지 5시간 정도 고속 교반하는 단계 ; 변성 우레아 계열의 침강방지제 0.3 ~ 1중량%를 혼합 교반한 후 다음 작업시까지 교반 속도를 낮추어 교반 및 입도 검사 단계 ; 디옥틸아디페이트, 디이소노닐아디페이트, 아세트릴부티시트레이트 중에서 선택된 가소제 10 ~ 15 중량% 및 지방족카르복실레이트, 지방산 에스테르, 다가변성알콜, 액상파라핀, 실리콘 이형제 중에서 선택된 이형제 5~6 중량% 를 첨가하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 무독성 마커펜용 백색 잉크 제조방법
2. 상기 제 1항에 있어서, 상기 제1항의 잉크제조 방법에 의해 제조된 무독성 마커펜용 백색 잉크 조성물
3. 상기 제 2항에 있어서, 상기 제2항의 백색 잉크 조성물에 분산성이 뛰어난 유성 유색액상안료 2~5 중량%를 혼합함으로써 제조된 무독성 마커펜용 유색 잉크 조성물