KR101143542B1 - 페인트 마커용 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산업현장 및 생활에서 각종 기재에 표시를 할 때 사용할 수 있는 페인트 마커용 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 저취형의 지방족 탄화수소계, 에테르계, 에스테르계용제를 사용함으로써 인체에 미치는 영향을 최소화하고 냄새를 순하게 하면서도 성능 면에서는 기존의 페인트 마커에 뒤지지 않는 페인트 마커용 조성물을 얻을 수 있다.
상기와 같은 목적을 갖는 본 발명의 페인트 마커용 조성물은,
안료 분산물 34~41중량%, 합성수지 17~23중량% 및 용제 37~43중량%로 이루어지며,
이때 상기 안료 분산물은 다시 용제 16~21중량%, 분산제 1~5중량%, 안료 60~70중량%, 침강방지제 0.1~1중량%, 합성수지 10~16중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

페인트 마커용 조성물 및 그 제조방법{A paint marker composition and the manufacturing method thereof}
본 발명은 산업현장 및 생활에서 각종 기재에 표시를 할 때 사용할 수 있는 페인트 마커용 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
더욱 상세하게 본 발명은, 석유수지와 케톤-알데히드 수지를 사용하여 건조지연제를 사용하지 않아도 건조성이나 유출성 조절이 가능하고 오염성이 양호하며, 톨루엔, 키실렌 등의 유기용제 대신에 저취형의 지방족 탄화수소계, 에테르계, 에스테르계용제를 사용함으로써 인체에 미치는 영향을 최소화하고 냄새를 순하게 하면서도 성능 면에서는 기존의 페인트 마커에 뒤지지 않는 페인트 마커용 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따를 경우 필기력이 뛰어나고 건조 지연제를 사용하지 않아 필기 후 건조도막에 점착성이 남아 있지 않으며 이로 인해 오염성이 크게 향상된 물성을 갖고 아울러 냄새가 거의 나지 않으며 어느 정도의 기름이 있는 면에도 마킹이 가능해진다.
종래로부터 산업현장이나 생활에서 각종 기재 및 부품에 필요한 표시를 하기 위해 다양한 종류 및 색상의 페인트 마커펜이 사용되고 있다. 그러나 일반적으로 사용되는 대부분의 페인트 마커용 조성물은 톨루엔이나 크실렌과 같은 휘발성 냄새가 강하고 인체에 유해한 방향족 탄화수소계 화합물을 용제로 사용하여 밀폐된 공간에서의 사용이 제한적이다.
또한 톨루엔이나 크실렌과 같은 휘발성 유기화합물을 사용하지 않은 알콜형 페인트 마커용 조성물에서는 유기용제에 의한 냄새나 유해성은 우수한 편이지만, 알콜 용제의 빠른 휘발 특성 때문에 건조성이나 유출성을 개선하기 위해 건조 지연제를 사용하는 결과, 필기 후 점착성이 남아 있으며 이로 인해 오염이 심하게 발생하고, 알콜용제의 용해력이 약하여 일부 기름 등에 오염된 면에는 도장이 어려운 단점이 있다.
기타 수용성 페인트 마커용 조성물은 냄새, 인체의 유해성 등에서는 우수하나 일부 기름 등에 오염된 면에는 도장이 어려운 단점이 있어 산업용으로의 사용은 제한적인 상황이다.
따라서 다양한 용도로 사용할 수 있는 가장 이상적인 페인트 마커용 조성물은 인체에 유해한 방향족 탄화수소계 화합물을 용제로 사용하지 않으면서도 어느 정도 기름이 오염된 면에서도 잘 써져야 하며 외부환경에 대한 내구성 및 다양한 기재 면에 대한 필기력과 부착성이 좋아야 하고 필기 후에도 점착성이 남아 있지 않아야 하며 냄새가 순한 조건을 가져야 한다.
본 발명에서는 페인트 마커용 조성물의 구성 성분이나 이들의 조성비 조절을 통해 외부환경에 대한 내구성, 다양한 기재 면에 대한 필기력 및 부착성 향상, 냄새가 거의 나지 않으면서 인체에 독성이 적어 밀폐된 공간에서도 사용이 가능하고 건조 후에도 점착성이 남아 있지 않아 오염성이 적은 페인트 마커용 조성물을 개발하고자 하였다.
본 발명은 상기한 배경하에서 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 석유계 수지와 케톤-알데히드 수지와 같은 합성수지 2종 이상을 적절히 사용하여 외부에 대한 내구성 향상, 다양한 기재에 대한 부착력 향상 및 필기력 향상을 꾀하며 에틸렌 글리콜, 글리세린, 슈가 에스터와 같은 건조 지연제를 사용하지 않아도 건조성이나 유출성이 우수하고 내오염성이 우수한 페인트 마커용 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 톨루엔, 키실렌과 같은 휘발성 냄새가 강하고 유해한 방향족 탄화수소계 용제를 사용하지 않고 냄새가 순하고 유해성이 적은 지방족 탄화수소계 화합물 및 에테르계, 에스테르계 화합물을 용제로 사용하여 밀폐된 공간에서도 사용이 가능하고, 어느 정도 오염된 기름표면에서도 필기가 가능 한 페인트 마커용 조성물을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 갖는 본 발명의 페인트 마커용 조성물은,
안료 분산물 34~41중량%(전체 페인트 마커용 조성물 기준), 합성수지 17~23중량%(전체 페인트 마커용 조성물 기준) 및 용제 37~43중량%(전체 페인트 마커용 조성물 기준)로 이루어지며,
이때 상기 안료 분산물은 다시 용제 16~21중량%(안료 분산물 기준), 분산제 1~5중량%(안료 분산물 기준), 안료 60~70중량%(안료 분산물 기준), 침강방지제 0.1~1중량%(안료 분산물 기준), 합성수지 10~16중량%(안료 분산물 기준)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 이때 상기 페인트 마커용 조성물 및 안료 분산물에 사용되는 용제는 하기의 제1용제 중 적어도 어느 하나와 제2~3 용제 중 적어도 어느 하나를 혼용하는 것을 특징으로 한다. 또한 더욱 바람직하게는 하기의 제1용제 중 적어도 어느 하나와 제2용제 중 적어도 어느 하나와 제3용제 중 적어도 어느 하나를 혼용하는 것을 특징으로 한다.
(1) 제1용제 : 이소파라핀(isoparaffine)용제, 디아로마티즈드 탄화수소(dearomatized hydrocarbon)용제 군으로부터 선택되는 하나 이상의 지방족 탄화수소계 용제.
(2) 제2용제 : 부틸셀로솔부, 에틸셀로솔부, 프로필렌글리콜 메틸에테르 용제 군으로부터 선택되는 하나 이상의 에테르계 용제.
(3) 제3용제: 부틸아세테이트, 이소부틸아세테이트, 에틸아세테이트 용제군으로부터 선택되는 하나 이상의 에스테르계 용제.
본 발명에서 상기 페인트 마커용 조성물 및 안료분산물에 사용되는 합성수지는, 케톤-알데히드 수지와 석유계 수지인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 안료 분산물에 사용되는 안료는, 이산화 티타늄, 카본블랙, 산화철로 이루어지는 무기안료; 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 알루미늄실리케이트로 이루어지는 체질안료; 알루미늄, 마이카 플레이크로 이루어지는 메탈릭 안료; 및 프탈로시아닌 그린, 프탈로시아닌 블루, 퀴나크리돈 바이올렛, 안트라퀴논 적색, 퀴나프탈론 황색으로 이루어지는 유기안료; 중에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
한편 상기와 같은 본 발명의 페인트 마커용 조성물을 제조하는 방법은,
(1) 용제 16~21중량%(안료 분산물 기준)와 합성수지 10~16중량%(안료 분산물 기준)를 혼합하여 상온에서 제1 혼합물을 제조한 후, 상기 생성된 제1 혼합물에 분산제 1~5중량%(안료 분산물 기준)와 안료 60~70중량%(안료 분산물 기준)와 침강방지제 0.1~1중량%(안료 분산물 기준)를 혼합하여 안료 분산물을 제조하는 단계;
(2) 상기 단계 (1)과는 별도로 용제 37~43중량%(전체 페인트 마커용 조성물 기준)와 합성수지 17~23중량%(전체 페인트 마커용 조성물 기준)를 혼합한 후 상온에서 용해하여 제2 혼합물을 제조하는 단계; 및
(3) 상기 단계 (2)에서 용제 37~43중량%(전체 페인트 마커용 조성물 기준)와 합성수지 17~23중량%(전체 페인트 마커용 조성물 기준)로 만든 제2 혼합물에, 단계 (1)에서 제조된 안료 분산물 34~41중량%(전체 페인트 마커용 조성물 기준)를 혼합하는 단계로 이루어진다.
이때 상기 단계 (1)과 (2)에 사용되는 용제는 하기의 제1용제 중 적어도 어느 하나와 제2~3 용제 중 적어도 어느 하나를 혼용하는 것을 특징으로 한다. 또한 더욱 바람직하게는 하기의 제1용제 중 적어도 어느 하나와 제2용제 중 적어도 어느 하나와 제3용제 중 적어도 어느 하나를 혼용하는 것을 특징으로 한다.
(1) 제1용제 : 이소파라핀(isoparaffine)용제, 디아로마티즈드 탄화수소(dearomatized hydrocarbon)용제 군으로부터 선택되는 하나 이상의 지방족 탄화수소계 용제.
(2) 제2용제 : 부틸셀로솔부, 에틸셀로솔부, 프로필렌글리콜 메틸에테르 용제 군으로부터 선택되는 하나 이상의 에테르계 용제.
(3) 제3용제 : 부틸아세테이트, 이소부틸아세테이트, 에틸아세테이트 용제군으로부터 선택되는 하나 이상의 에스테르계 용제.
위에서 단계 (1)과 (2)에 사용되는 합성수지는, 케톤-알데히드 수지와 석유계 수지인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 단계 (1)에 사용되는 안료는, 이산화 티타늄, 카본블랙, 산화철로 이루어지는 무기안료; 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 알루미늄실리케이트로 이루어지는 체질안료; 알루미늄, 마이카 플레이크로 이루어지는 메탈릭 안료; 및 프탈로시아닌 그린, 프탈로시아닌 블루, 퀴나크리돈 바이올렛, 안트라퀴논 적색, 퀴나프탈론 황색으로 이루어지는 유기안료; 중에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
기타 본 발명에 따른 페인트 마커용 조성물 및 그 제조방법에 있어서,
안료 분산물에 사용되는 분산제는 다기능성 폴리머의 알킬올 암모늄염, 저분자 폴리카르복실릭 산 폴리머의 알킬올 암모늄염, 산성그룹을 가진 블록 공중합체의 알킬올 암모늄염, 폴리카르복실릭 산의 알킬 암모늄염 용액, 불포화 폴리아민 아마이드염, 변성 아크릴레이트 공중합체 용액으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있으며,
안료 분산물에 사용되는 침강방지제는 유기 벤토나이트, 실리카 화합물, 폴리 하이드록시 카르복실릭 산 아마이드 용액, 폴리아마이드, 폴리올레핀 화합물으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명에 따르면 건조지연제를 사용하지 않아도 건조성이나 유출성 조절이 가능하고 오염성이 양호하며, 저취형의 용제를 사용함으로써 인체에 미치는 영향을 최소화하고 냄새를 순하게 하면서도 성능 면에서는 기존의 유성 페인트 마커에 뒤지지 않는 페인트 마커용 조성물을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 페인트 마커용 조성물(이하 '페인트 조성물'이라 함)을 실시예와 함께 상세히 설명한다.
구체적인 예에 들어가기에 앞서, 본 발명은 페인트 조성물에 관한 것으로서 그 내부의 함유 성분을 대별하면, 페인트 조성물의 점도 및 건조성을 조절하는 용제와 색상을 나타내고 소재를 은폐시키는 안료, 상기 안료가 뭉치지 않고 잘 분산되도록 도와주는 분산제, 필기감을 도와주고 각종 소재의 부착을 증진시키는 합성수지와 안료의 유동성을 조절하고 침강을 막아 주는 침강방지제가 사용된다.
이러한 각각의 성분들은 안료처럼 단일의 기능을 수행하는 것도 있지만 서로 화학적인 작용을 통하여 공동으로 기능을 수행할 수도 있는데 이는 화학 물질의 특성상 당연한 것이다. 따라서 본 발명은 특정 기능 성분에만 의존한다기보다는 여러 조성의 조합과 그 조합량에 특이성이 있다고 할 수 있다.
본 발명의 페인트 조성물은 합성수지를 포함한다.
합성수지는 케톤수지, 알데히드 수지, 케톤-알데히드 수지, 석유계 수지 및 이들의 혼합물을 이용할 수 있지만, 바람직하게는 케톤-알데히드 수지와 석유계 수지를 이용하는 게 바람직하다. 상기 합성수지는 안료의 침전을 방지하며 각종 소재에 필기할 때 소재와의 부착성과 건조성, 내수성 등 도막의 기초적인 물성을 부여하는 역할을 한다. 본 발명의 조성물에 포함되는 상기 합성수지의 함량은 목적하는 페인트 조성물의 점성이나 포함되는 구성 성분의 종류 등에 따라 결정될 수 있으나 바람직하게는 본 발명의 안료 분산물 중에는 10 내지 16 중량%이고 페인트 조성물 총 중량의 20.4 내지 29.56 중량%이다. 여기서, 상기 합성수지의 함량이 20.4 중량% 미만인 경우에는 안료가 페인트 조성물 내에서 균일하게 분포되지 않고 각종 소재의 부착성이 저하될 수 있다. 또한 합성수지 함량이 29.56 중량% 초과인 경우에는 은폐력이 떨어져 필기감이 떨어지고, 점도가 너무 높아져 페인트 마커펜의 펜촉을 통한 적정 유출이 방해되는 문제가 발생한다.
본 발명의 페인트 조성물은 용제를 포함한다.
본 발명에 사용되는 용제로서 바람직하게는 지방족 탄화수소계 화합물 및 에테르계 화합물, 에스테르계 화합물을 혼합하여 사용한다. 상기 용제는 페인트 마커용 조성물의 용매로써 상기 페인트 조성물의 점도 및 건조성을 조절하며 페인트 조성물의 전체 성능을 조절한다. 본 발명의 페인트 조성물에 사용되는 용제는 구체적으로 이소파라핀(isoparaffine)용제, 디아로마티즈드 탄화수소(dearomatized hydrocarbon)용제 군으로부터 선택되는 하나 이상의 지방족 탄화수소계 용제를 함유하는 제1용제, 부틸셀로솔부, 에틸셀로솔부, 프로필렌글리콜 메틸에테르 용제 군으로부터 선택되는 하나이상의 에테르계 용제를 함유하는 제2용제, 부틸아세테이트, 이소부틸아세테이트, 에틸아세테이트 용제군으로부터 선택되는 하나 이상의 에스테르계 용제를 함유하는 제3용제를 포함하는데, 바람직하게는 제1용제 중 적어도 어느 하나와 제2~3 용제 중 적어도 어느 하나를 혼용하는 게 좋으며, 더욱 바람직하게는 하기의 제1용제 중 적어도 어느 하나와 제2용제 중 적어도 어느 하나와 제3용제 중 적어도 어느 하나를 혼용한다. 그중 제1용제로서 이소파라핀(isoparaffine) 용제, 제2용제로서 프로필렌글리콜 메틸에테르, 제3용제로서 부틸아세테이트를 혼합 사용할 수 있으나 이에 제한되지 않으며 페인트 마커용 조성물의 점도나 구성성분의 종류에 따라 달라질 수 있다.
본 발명에서 사용되는 바람직한 용제의 함량은 안료분산물 중에는 16 내지 21 중량%, 페인트 조성물 총 중량의 42.44 내지 51.61 중량%이다. 여기서 상기 용제의 함량이 42.44 중량% 미만인 경우에는 페인트 조성물의 점도가 상승하여 펜촉을 통한 필기가 어려워지고 용제의 함량이 51.61 중량% 초과인 경우에는 페인트 조성물의 점도가 저하되어 페인트 조성물이 과량 유출되거나 색상안료 및 합성수지의 분리 속도가 적정수준의 용제가 포함된 페인트 조성물보다 빨라져 장기간 보관하기가 어려워진다.
본 발명의 페인트 조성물은 안료분산물을 포함한다.
상기 안료 분산믈은 색상 및 은폐력을 부여하기 위해 첨가되는 것으로 바람직한 안료분산물의 함량은 34 내지 41 중량%이다. 여기서 안료분산물의 함량이 34 중량% 미만인 경우에는 페인트 조성물의 색상이 선명하지 못하고 은폐력이 떨어지며, 안료분산물의 함량이 41 중량% 초과인 경우에는 페인트 조성물의 점도가 상승하여 펜촉을 통한 유출이 어려워진다.
본 발명의 페인트 조성물 중 안료분산물은 안료를 포함한다.
상기 안료는 페인트 조성물에 색상 및 은폐력을 부여하기 위해 첨가되는 것으로, 인체와 환경에 무해한 안료라면 어떠한 것을 사용해도 무방하지만 바람직하게는 이산화 티타늄, 카본블랙, 산화철과 같은 무기안료, 알루미늄, 마이카 플레이크와 같은 메탈릭 안료, 프탈로시아닌 그린, 프탈로시아닌 블루, 퀴나크리돈 바이올렛, 안트라퀴논 적색, 퀴나프탈론 황색과 같은 유기안료 중 적어도 어느 하나 이상인 것이 좋다.
이러한 안료들의 일반적인 분산입경은 0.1 내지 10㎛이고 이때 안료의 사용량은 안료 분산물 중에 안료의 경우 60 내지 70 중량%가 포함되는 것이 바람직하다. 안료의 함량이 60 중량% 미만인 경우에는 페인트 조성물의 색상이 선명하지 못하고 은폐가 떨어지며 안료의 함량이 70 중량% 초과인 경우에는 점도가 높아져 펜촉을 통한 유출이 불량해진다.
본 발명의 페인트 조성물 중 안료분산물은 분산제를 포함한다.
상기 분산제는 안료의 분산을 촉진하여 안료의 침전 및 합성수지와의 분리 현상을 억제하고 색의 발색과 저장성을 지속시켜 주는 것으로서 이러한 목적으로 사용되는 분산제라면 어떠한 분산제라도 상기 분산제라 할 것이지만, 바람직하게는 다기능성 폴리머의 알킬올 암모늄염, 저분자 폴리카르복실릭 산 폴리머의 알킬올 암모늄염, 산성그룹을 가진 블록 공중합체의 알킬올 암모늄염, 폴리카르복실릭 산의 알킬 암모늄염 용액, 불포화 폴리아민 아마이드염, 변성 아크릴레이트 공중합체 용액 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 산성그룹을 가진 블록 공중합체의 알킬올 암모늄염이나 산성그룹을 가진 공중합체 용액 화합물을 사용하는 것이 좋다.
상기 분산제는 안료 분산물 중에 1 내지 5 중량%가 포함되는 것이 바람직하다, 상기 안료분산물에 분산제의 함량이 1 중량% 미만인 경우에는 안료의 분산효력이 저하되어 저장 중 안료 뭉침 현상이 생겨 마커펜으로부터 안료 유출이 원활하지 못하거나 필기 시 안료 분리현상이 생길 수 있으며 상기 분산제의 함량이 5 중량% 초과인 경우에는 필기 시 잔존 분산제에 의해 점착성이 남을 수 있다.
본 발명의 페인트 조성물 중 안료분산물은 침강방지제를 포함한다.
상기 침강방지제는 페인트 조성물의 점도를 증가시키고 안료의 침강을 예방하는 것으로서, 어떠한 침강방지제를 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 유기 벤토나이트, 실리카 화합물, 폴리 하이드록시 카르복실릭 산 아마이드 용액, 폴리아마이드, 폴리올레핀 화합물 또는 이들의 2종 이상의 혼합물인 것을 사용하는 것이 좋다. 보다 바람직하게는 유기 벤토나이트, 실리카 화합물을 사용하는 것이 좋다.
상기 침강방지제는 안료 분산물 중 0.1 내지 1 중량%가 포함되는 것이 바람직하다. 상기 안료분산물에 침강방지제의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 저장 중 안료 침강현상이 발생하여 필기 시 안료가 균일하게 유출되지 않을 수 있으며 침강방지제의 함량이 1 중량%를 초과하는 경우에는 페인트 조성물의 점도를 증가시키고 칙소성이 높아 페인트 분산물의 유동성을 저하시켜 필기 시 펜촉을 통한 유출이 원활하지 못하다.
전술한 구성을 포함하는 페인트 마커용 조성물의 제조방법을 제공한다.
전술한 구성을 포함하는 페인트 마커용 조성물의 제조방법은 다음과 같다.
첫 번째 단계는 용제 16 내지 21 중량%와 합성수지 10 내지 16 중량%와 분산제 1 내지 5 중량%와 안료 60 내지 70 중량%와 침강방지제 0.1 내지 1 중량%를 혼합하는 단계로 먼저 용제에 합성수지를 완전히 용해시킨 후 분산제, 안료, 침강 방지제를 순차적으로 투입하고 교반기로 20분 정도 교반하고 분산기를 이용 1시간 내지 2시간 동안 분산하여 안료 분산물을 제조한다. 이때, 교반기의 교반속도는 600 내지 1,000 rpm으로 수행될 수 있다. 또한 상기 안료 분산물의 분산입자는 10마이크론 이하가 가장 적절하며 사용되는 분산기로는 통상적인 것이라면, 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 삼본롤밀, 샌드밀, 다이노밀 등을 사용한다.
두 번째 단계는 상기 안료 분산물 34 내지 41 중량%와 용제 37 내지 43 중량%와 합성수지 17 내지 23 중량%를 혼합하는 단계로 먼저 용제 37 내지 43 중량%에 합성수지 17 내지 23 중량%를 혼합하여 1차로 용해하여 만든 혼합물에 상기 안료 분산물을 34 내지 41 중량%를 혼합하고 교반기로 20분 내지 1시간 동안 교반하여 페인트 마커용 조성물을 제조한다. 이때, 교반기의 교반속도는 600 내지 1,000 rpm으로 수행될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 구체적으로 상세하게 설명한다. 단, 다음의 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
1. 안료 분산물의 제조
본 발명에 따른 안료 분산물의 효능을 검증하기 위하여 표 1과 같은 내용으로 시험을 하였다.
(1) 실시예 A
용제 12g에 수지 8g을 첨가하고 교반하여 용해시킨다. 완전히 용해 된 것을 확인 후 분산제 6g을 천천히 넣고 연속하여 안료 72g과 침강방지제 2g을 첨가하고 20분간 교반한 후 샌드밀을 이용 1시간 분산하여 안료 분산물을 제조한다. 이때, 교반기의 교반속도는 600 내지 1,000 rpm으로 수행될 수 있다.
(2) 실시예 B
용제 26g에 수지 22g을 첨가하고 교반하여 용해시킨다. 완전히 용해 된 것을 확인 후 분산제 0.9g을 천천히 넣고 연속하여 안료 51g과 침강방지제 0.1g을 첨가하고 20분간 교반한 후 샌드밀을 이용 1시간 분산하여 안료 분산물을 제조한다. 이때, 교반기의 교반속도는 600 내지 1,000 rpm으로 수행될 수 있다.
(3) 실시예 C
용제 19.6g에 수지 14g을 첨가하고 교반하여 용해시킨다. 완전히 용해된 것을 확인 후 분산제 2g을 천천히 넣고 연속하여 안료 64g과 침강방지제 0.4g을 첨가하고 20분간 교반한 후 샌드밀을 이용 1시간 분산하여 안료 분산물을 제조한다. 이때, 교반기의 교반속도는 600 내지 1,000 rpm으로 수행될 수 있다.
상시 실시예와 같이 제조한 안료 분산물을 표 1의 평가항목에 따라 품질을 평가한 결과, 실시예 C의 안료 분산물이 실시예 A 및 실시예 B보다 평가항목 결과가 양호함을 알 수 있다(표 1).
실시예 A는 안료 함량이 높아 열안정성이 보통 이하이고 실시예 B는 안료 함량이 낮아 은폐력이 보통 이하이므로, 실시예 C로 안료 분산물을 제조하였다.
실시예에 나타낸 바와 같이 합성수지로는 이소파라핀 용제와 같이 냄새가 순하고 유해성이 적은 지방족 탄화수소계 용제에 용해가 잘 되고 접착성이 우수한 석유계 수지를 사용하였다. 용제로는 냄새와 유해성이 적은 이소파라핀 용제를 사용하였다.
Figure 112011064336615-pat00001

2. 합성수지의 성능 비교
본 발명자의 시험 결과, 청구항에 기재된 바와 같이 합성수지를 단독으로 또는 혼합하여 사용함으로써 소기의 목적을 달성할 수 있지만 그들 중에도 우열이 있음을 알 수 있었는바, 이에 관련된 실험을 기재한다(이 실험은 주로 합성수지의 성능을 평가하고 보조적으로 용제의 성능을 평가하기 위한 것으로, 용제의 함량이 청구범위와 일치하지는 않는다).
시험의 내용과 결과는 후술하는 표 2에 정리하였다.
(1) 실시예 1
먼저 용제 (1) 46g에 합성수지 (1) 24g을 혼합하여 1차로 용해하여 만든 혼합물에 안료 분산물 30g을 첨가하고 20분간 교반하여 페인트 마커용 조성물을 제조한다. 이때, 교반기의 교반속도는 600 내지 1,000rpm으로 수행될 수 있다.
(2) 실시예 2
먼저 용제 (2) 46g에 합성수지 (2) 24g을 혼합하여 1차로 용해하여 만든 혼합물에 안료 분산물 30g을 첨가하고 20분간 교반하여 페인트 마커용 조성물을 제조한다. 이때, 교반기의 교반속도는 600 내지 1,000rpm으로 수행될 수 있다.
(3) 실시예 3
먼저 용제 (2) 36g와 용제 (3) 10g에 합성수지 (2) 24g을 혼합하여 1차로 용해하여 만든 혼합물에 안료 분산물 30g을 첨가하고 20분간 교반하여 페인트 마커용 조성물을 제조한다. 이때, 교반기의 교반속도는 600 내지 1,000rpm으로 수행될 수 있다.
[실험예 1]
상기 실시예 1 내지 3을 통하여 제조한 각각의 페인트 마커용 조성물의 점도, 건조시간, 부착성, 점착성을 평가하기 위하여 다음과 같은 방법으로 기능 평가를 실시하였으며, 그 결과를 다음의 표 2에 나타내었다.
(1) 점도 : 25℃에서 Ford Cup #4 점도계를 사용하여 점도를 측정한다.
(2) 건조시간 : 상온에서 OHP 필름에 필기하고 작성한 시간부터 필기된 페인트 막에 손가락으로 적당한 힘을 가해 눌러 보아 점착성이 별로 없고 굳었다고 느낄 때까지의 시간을 검사한다.
(3) 부착성: 상온에서 OHP 필름에 필기하고 1일 방치 후 OPP 접착 테이프 부착하고 10초 후에 부착한 OPP접착 테이프를 이탈시킨 후 OPP 접착 테이프에 부착된 정도를 검사한다.
(4) 점착성 : 상온에서 OHP 필름에 필기하고 1시간, 3시간, 5시간, 7시간, 24시간 후 도막에 손가락으로 끈적임이 있는지 확인한다.
항목에 따라 기능을 평가한 결과, 실시예 3이 실시예 1 및 실시예 2보다 비교적 양호한 효과를 가졌다. 실시예 1은 건조가 느리며 부착성, 점착성이 보통 이하이고 실시예 2는 부착성이나 점착성은 양호하나 건조가 느리다. 실시예 3은 건조성, 부착성 및 점착성 등 평가항목 결과가 모두 양호하다.
여기서 합성수지는 페인트 마커용 조성물의 부착성, 점착성 등의 주요기능을 좌우할 수 있다. 합성수지 (2)인 케톤 알데히드 수지는 다른 합성수지와 혼용성이 우수하고 점착성, 부착성이 우수한 수지이다.
실시예 1은 안료 분산물에 사용했던 합성수지와 동일한 합성수지 (1)를 혼합한 것이고[결국 조성물 전체로 보았을 때 합성수지 (1)만을 사용한 경우에 해당], 실시예 2와 3은 안료 분산물에 사용했던 합성수지[=합성수지 (1)]와 다른 합성수지 (2)를 혼합한 것[결국 조성물 전체로 보았을 때 합성수지 (1)과 합성수지 (2)를 혼용한 경우에 해당]이다. 그런데 실시예 1보다는 실시예 2와 3에서 부착성, 점착성 등 물성이 향상됨을 알 수 있다.
또한 실시예 2와 3 중에서도, 용제 (2)만 단독으로 사용한 실시예 2[안료 분산물에서 사용한 용제 (1)까지 포함해서 볼 때, 전체적으로 용제 (1)과 (2)를 사용한 경우에 해당]보다 용제(2)와 (3)을 혼용한 실시예 3[안료 분산물에서 사용한 용제 (1)까지 포함해서 볼 때, 전체적으로 용제 (1)과 (2)와 (3)을 사용한 경우에 해당]이 건조시간을 단축할 수 있다.
따라서 이어지는 실시예에서는 상기 결과에 의해 합성수지는 안료 분산물 제조 시에는 합성수지(1)(석유계 수지)을 사용하고 이후 안료 분산물에 따로 추가하여 혼합하는 합성수지로는 합성수지(2)(케톤 알데히드 수지)를 사용하였다. 또한, 용제는 안료 분산물 제조 시에는 용제 (1)을 사용하고 이후 안료 분산물에 따로 추가하여 혼합하는 용제에는 용제(2)(에테르계 용제)와 용제(3)(에스테르계 용제)를 혼용하여 사용하였다.
Figure 112011064336615-pat00002

3. 페인트 마커용 조성물의 제조와 성능 평가
상기에서 살핀 바와 같이, 합성수지로는 석유계 수지와 케톤-알데히드 수지를 이용하고 용제로는 에테르계 용제와 에스테르계 용제를 이용한 페인트 마커용 조성물을 제조하고 성능을 평가하고자 하였다. 이를 위해 표 3과 같은 내용으로 시험을 하였다.
(1) 실시예 4
먼저 용제 (2) 32g와 용제 (3) 10g에 합성수지 (2) 19g을 혼합하여 1차로 용해하여 만든 혼합물에 안료 분산물 39g을 첨가하고 20분간 교반하여 페인트 마커용 조성물을 제조한다. 이때, 교반기의 교반속도는 600 내지 1,000rpm으로 수행될 수 있다.
(2) 실시예 5
먼저 용제 (2) 35g와 용제 (3) 10g에 합성수지 (2) 11g을 혼합하여 1차로 용해하여 만든 혼합물에 안료 분산물 44g을 첨가하고 20분간 교반하여 페인트 마커용 조성물을 제조한다. 이때, 교반기의 교반속도는 600 내지 1,000rpm으로 수행될 수 있다.
(3) 실시예 6
먼저 용제 (2) 23g와 용제 (3) 10g에 합성수지 (2) 26g을 혼합하여 1차로 용해하여 만든 혼합물에 안료 분산물 41g을 첨가하고 20분간 교반하여 페인트 마커용 조성물을 제조한다. 이때, 교반기의 교반속도는 600 내지 1,000rpm으로 수행될 수 있다.
Figure 112011064336615-pat00003

[실험예 2]
상기 실시예 3 내지 6를 통하여 제조된 본 발명의 각각의 페인트 마커용 조성물은 폴리에스테르 섬유 또는 아크릴 섬유 재질 중 어느 하나로 제작되는 마커용 펜촉(NIB)을 통해서 필기됨이 바람직하다.
본 발명에서는 폴리에스테르 섬유로 제작된 마커용 펜촉을 갖는 마커펜에 페인트 마커용 조성물을 주입하여, 유출성, 건조성, 은폐력, 부착성, 점착성 및 저장 안정성을 다음과 같은 방법으로 기능 평가를 실시하였으며, 그 결과를 다음의 표 4에 나타내었다.
(1) 유출성 : 빠른 속도로 필기할 때 페인트 조성물이 원활하게 유출되고 필기에 지장이 없는지 관찰한다.
(2) 건조성 : 상온에서 OHP 필름에 필기하고 작성한 시간부터 필기된 페인트 막에 손가락으로 적당한 힘을 가해 눌러 보아 점착성이 별로 없고 굳었다고 느낄 때까지의 시간을 검사한다.
(3) 은폐력 : 25℃, 상대습도 50%에서 OHP 필름에 필기하고 1시간 건조시킨 후 육안으로 관찰한다.
(4) 부착성 : 상온에서 OHP 필름에 필기하고 1일 방치 후 OPP 접착테이프 부착하고 10초 후에 부착한 OPP 접착테이프를 이탈시킨 후 OPP 접착테이프에 부착된 정도를 검사한다.
(5) 점착성 : 상온에서 OHP 필름에 필기하고 1시간, 3시간, 5시간, 7시간, 24시간 후 도막에 손가락으로 끈적임이 있는지 확인한다.
(6) 저장안정성: 유리병에 담아 밀봉 후 50℃ 오븐에서 4주간 저장하고 상온에서 식힌 후 조성물의 침전정도와 혼합성 정도를 평가한다.
Figure 112011064336615-pat00004

페인트 마커용 조성물의 기능 평가를 실시한 결과, 상기 표 4에 나타낸 바와 같이 유출성, 부착성, 은폐력 등에서 실시예 4가 가장 우수하다.
실시예 3의 경우에는 용제의 함량이 높아 점도가 낮아 유출이 너무 많이 되어 유출성이 보통이고 저장안정성이 보통이하 이며, 안료 분산물의 함량이 낮아 은폐력이 보통 이하이다.
실시예 5의 경우에는 안료 분산물의 함량이 높아 은폐력은 양호하나 저장안정성이 보통이고 점도가 높아 펜촉에서의 유출이 느려 필기성이 보통이고 합성수지 함량이 낮아 부착성이 보통 이하인 것으로 평가되었다.
실시예 6의 경우에는 안료분산물의 함량과 합성수지 함량이 높아 은폐력과 부착성 등은 양호하나 용제의 함량이 낮아 점도가 너무 높아 페인트마카용 조성물에서의 가장 중요 항목인 펜촉에서의 유출이 느려 필기가 가장 어려운 것으로 평가되었다.
따라서 상기 평가의 결과에 의하면 실시예 4의 경우에는 모든 물성이 양호한 반면에 실시예 3, 5, 6의 경우에는 마커용 조성물의 성분이 적절하게 배합되지 않아 실시예 4보다 품질이 떨어지는 것으로 평가되었다.
[비교예]
상기 표 4에서 설명된 페인트 마커용 조성물 실시예 4와 일반적인 유성페인트 마커 백색(문화 페인트마커, 유성 불투명)과 알콜형 페인트 마커 백색(문화 저취형 페인트 마커, 유성 불투명)을 비교예 1, 비교예 2로 하여 실험예 2와 같은 방법으로 기능을 비교 평가 하였다(표 5 참조).
Figure 112011064336615-pat00005

상기 결과에 의하면 실시예 4는 비교예 1, 비교예 2와 유출성, 건조성, 은폐력 등 모든 물성에서 동등 이상으로 평가된다. 즉 성능 면에서 기존 마커에 전혀 뒤지지 않는다. 그러면서도 취기에서는 장점을 갖는다.
비교예 1의 일반적인 유성페인트 마커용 조성물은 톨루엔, 크실렌과 같은 휘발성 냄새가 강하고 인체에 유해한 방향족 탄화수소계 화합물을 용제로 사용하여 밀폐된 공간에서의 사용이 제한적이다. 또한 비교예 2의 톨루엔이나 크실렌과 같은 방향족 휘발성 유기화합물을 사용하지 않은 알콜형 페인트 마커용 조성물에서는 유기용제에 의한 냄새나 유해성은 기존보다 우수하나 건조성이나 유출성을 개선하기 위해 건조 지연제를 사용하여 필기 후 점착성이 남아 있으며, 기름이 오염된 판에 필기 시 알콜용제의 용해력 문제로 잉크가 몰려 잘 써지지 않는 단점이 있다. 반면, 실시예 4의 페인트 마커용 조성물은 다양한 기재 면에 대한 필기력 및 부착성 향상, 냄새가 거의 나지 않으면서 인체에 독성이 적어 밀폐된 공간에서도 사용이 가능하고 건조 후에도 점착성이 남아 있지 않아 오염성이 적고 기름이 오염된 판에도 필기가 가능한 페인트 마커용 조성물이므로, 그 이점이 충분한 것으로 보인다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 상기 실시예를 통해 그 물성의 우수성이 입증 되었지만 본 발명은 상기 실시예로만 한정되는 것이 아니며 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다.

Claims (10)

  1. 안료 분산물 34~41중량%(전체 페인트 마커용 조성물 기준), 합성수지 17~23중량%(전체 페인트 마커용 조성물 기준) 및 용제 37~43중량%(전체 페인트 마커용 조성물 기준)로 이루어지고,
    이때 상기 안료 분산물은 다시 용제 16~21중량%(안료 분산물 기준), 분산제 1~5중량%(안료 분산물 기준), 안료 60~70중량%(안료 분산물 기준), 침강방지제 0.1~1중량%(안료 분산물 기준), 합성수지 10~16중량%(안료 분산물 기준)로 이루어지며,
    상기 각 용제는 하기의 제1용제 중 적어도 어느 하나와 제2~3 용제 중 적어도 어느 하나를 혼용하는 것을 특징으로 하는 페인트 마커용 조성물.
    (1) 제1용제 : 이소파라핀(isoparaffine)용제, 디아로마티즈드 탄화수소(dearomatized hydrocarbon)용제 군으로부터 선택되는 하나 이상의 지방족 탄화수소계 용제.
    (2) 제2용제 : 부틸셀로솔부, 에틸셀로솔부, 프로필렌글리콜 메틸에테르 용제 군으로부터 선택되는 하나 이상의 에테르계 용제.
    (3) 제3용제: 부틸아세테이트, 이소부틸아세테이트, 에틸아세테이트 용제군으로부터 선택되는 하나 이상의 에스테르계 용제.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 페인트 마커용 조성물 및 안료 분산물에 사용되는 용제는 하기의 제1용제 중 적어도 어느 하나와 제2용제 중 적어도 어느 하나와 제3용제 중 적어도 어느 하나를 혼용하는 것을 특징으로 하는 페인트 마커용 조성물.
    (1) 제1용제 : 이소파라핀(isoparaffine)용제, 디아로마티즈드 탄화수소(dearomatized hydrocarbon)용제 군으로부터 선택되는 하나 이상의 지방족 탄화수소계 용제.
    (2) 제2용제 : 부틸셀로솔부, 에틸셀로솔부, 프로필렌글리콜 메틸에테르 용제 군으로부터 선택되는 하나 이상의 에테르계 용제.
    (3) 제3용제: 부틸아세테이트, 이소부틸아세테이트, 에틸아세테이트 용제군으로부터 선택되는 하나 이상의 에스테르계 용제.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 페인트 마커용 조성물 및 안료분산물에 사용되는 합성수지는,
    케톤-알데히드 수지와 석유계 수지인 것을 특징으로 하는 페인트 마커용 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 안료 분산물에 사용되는 안료는, 이산화 티타늄, 카본블랙, 산화철로 이루어지는 무기안료; 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 알루미늄실리케이트로 이루어지는 체질안료; 알루미늄, 마이카 플레이크로 이루어지는 메탈릭 안료; 및 프탈로시아닌 그린, 프탈로시아닌 블루, 퀴나크리돈 바이올렛, 안트라퀴논 적색, 퀴나프탈론 황색으로 이루어지는 유기안료; 중에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 페인트 마커용 조성물.
  6. 제1항의 페인트 마커용 조성물의 제조방법으로서,
    (1) 용제 16~21중량%(안료 분산물 기준)와 합성수지 10~16중량%(안료 분산물 기준)를 혼합하여 상온에서 제1 혼합물을 제조한 후, 상기 생성된 제1 혼합물에 분산제 1~5중량%(안료 분산물 기준)와 안료 60~70중량%(안료 분산물 기준)와 침강방지제 0.1~1중량%(안료 분산물 기준)를 혼합하여 안료 분산물을 제조하는 단계;
    (2) 상기 단계 (1)과는 별도로 용제 37~43중량%(전체 페인트 마커용 조성물 기준)와 합성수지 17~23중량%(전체 페인트 마커용 조성물 기준)를 혼합한 후 상온에서 용해하여 제2 혼합물을 제조하는 단계; 및
    (3) 상기 단계 (2)에서 용제 37~43중량%(전체 페인트 마커용 조성물 기준)와 합성수지 17~23중량%(전체 페인트 마커용 조성물 기준)로 만든 제2 혼합물에, 단계 (1)에서 제조된 안료 분산물 34~41중량%(전체 페인트 마커용 조성물 기준)를 혼합하는 단계로 이루어지되,
    상기 단계 (1)과 (2)에 사용되는 용제는 하기의 제1용제 중 적어도 어느 하나와 제2~3 용제 중 적어도 어느 하나를 혼용하는 것을 특징으로 하는 페인트 마커용 조성물의 제조방법.
    ① 제1용제 : 이소파라핀(isoparaffine)용제, 디아로마티즈드 탄화수소(dearomatized hydrocarbon)용제 군으로부터 선택되는 하나 이상의 지방족 탄화수소계 용제.
    ② 제2용제 : 부틸셀로솔부, 에틸셀로솔부, 프로필렌글리콜 메틸에테르 용제 군으로부터 선택되는 하나 이상의 에테르계 용제.
    ③ 제3용제 : 부틸아세테이트, 이소부틸아세테이트, 에틸아세테이트 용제군으로부터 선택되는 하나 이상의 에스테르계 용제.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 단계 (1)과 (2)에 사용되는 용제는 하기의 제1용제 중 적어도 어느 하나와 제2용제 중 적어도 어느 하나와 제3용제 중 적어도 어느 하나를 혼용하는 것을 특징으로 하는 페인트 마커용 조성물의 제조방법.
    (1) 제1용제 : 이소파라핀(isoparaffine)용제, 디아로마티즈드 탄화수소(dearomatized hydrocarbon)용제 군으로부터 선택되는 하나 이상의 지방족 탄화수소계 용제.
    (2) 제2용제 : 부틸셀로솔부, 에틸셀로솔부, 프로필렌글리콜 메틸에테르 용제 군으로부터 선택되는 하나 이상의 에테르계 용제.
    (3) 제3용제: 부틸아세테이트, 이소부틸아세테이트, 에틸아세테이트 용제군으로부터 선택되는 하나 이상의 에스테르계 용제.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 단계 (1)과 (2)에 사용되는 합성수지는,
    케톤-알데히드 수지와 석유계 수지인 것을 특징으로 하는 페인트 마커용 조성물의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 단계 (1)에 사용되는 안료는, 이산화 티타늄, 카본블랙, 산화철로 이루어지는 무기안료; 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 알루미늄실리케이트로 이루어지는 체질안료; 알루미늄, 마이카 플레이크로 이루어지는 메탈릭 안료; 및 프탈로시아닌 그린, 프탈로시아닌 블루, 퀴나크리돈 바이올렛, 안트라퀴논 적색, 퀴나프탈론 황색으로 이루어지는 유기안료; 중에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 페인트 마커용 조성물의 제조방법.
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