KR101524875B1 - 필기구용 잉크 조성물 및 필기구 - Google Patents

Abstract

본 발명의 필기구용 잉크 조성물은 염료와, 이 염료와는 상이한 성분으로 이루어진 유성 성분 중에, 물과 요변성 부여제와 다가 알코올과 안료를 함유하는 수성 성분이 분산되어 있으며, 유성 성분에 포함되는 염료 전체의 IOB 값이 0.9 이하이다.

Description

필기구용 잉크 조성물 및 필기구{INK COMPOSITION FOR WRITING INSTRUMENT AND WRITING INSTRUMENT}

본 발명은 필기구용 잉크 조성물 및 필기구에 관한 것이다.

종래 유성 볼펜 잉크로는 유성 성분으로 이루어진 유성 잉크가 이용되어 왔다. 최근, 필기시 감촉이나 필적의 비백(飛白), 잉크가 볼 유지부 끝에서 고이거나, 그 잉크 덩어리가 종이에 부착하는 등의 여러 특성을 개선하기 위하여, 종래의 유성 잉크 대신에 염료나 극성 용매를 포함한 유성 성분 중에 수성 성분이 분산된 W/O형 에멀션 잉크가 제안되고 있다. 이와 같은 W/O형 에멀션 잉크는, 유성 볼펜 등의 필기구에 충전되어 사용되는 경우에, 뛰어난 필기성을 장기적으로 유지하는 관점에서 뛰어난 분산 안정성을 갖는 것이 요구된다.

예를 들어, 일본 특개 2007-327003호 공보 (이하, 특허문헌 1이라 한다)에서는, 안료를 포함하는 경우에도 분산 안정성이 뛰어난 필기구용 잉크 조성물이 개시되고 있다. 이 특허문헌 1은 안료를 수성 성분에 함유시키고, 그것을 유성 성분과 혼합함으로써 안료가 분산된 수성 성분으로 이루어진 액체 방울이 유성 성분에 분산되어, 경시(經時) 안정성, 필기시 감촉, 필적의 농도 및 필적 견뢰성 등의 여러 특성을 만족시키는 잉크 조성물을 실현하고 있다.

그런데 필기구용 잉크 조성물은 유성 볼펜 등의 필기구의 잉크 수용관에 충전되어 사용된다. 통상 이 충전을 실시하기 전에, 필기구용 잉크 조성물은 보관용 용기에 일정 기간 보존되게 된다. 여기서, 필기구의 로트 간의 품질의 격차를 저감하는 관점에서, 필기구용 잉크 조성물로는 보관용의 용기 중에서의 보존 기간 중에도 양호한 보존 안정성을 갖는 것이 요구된다.

본 발명자들의 검토에 의하면, W/O형 에멀션 잉크의 경우, 필기구의 잉크 수용관에 충전되어 있을 때보다 보관 용기 등에 보존되어 있을 때가 에멀션의 분상성이 손상되기 쉬운 것이 밝혀졌다.

따라서, 본 발명은 용기에서의 보존 기간 중에도 충분히 뛰어난 보존 안정성을 갖는 필기구용 잉크 조성물을 목적으로 한다. 또, 충분히 뛰어난 필기성을 장기간에 걸쳐 유지 가능한 필기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는, 염료와, 이 염료와는 상이한 성분으로 이루어진 유성 성분 중에, 물과 요변성(thixotropy) 부여제와 다가 알코올과 안료를 함유하는 수성 성분이 분산되어 있는 필기구용 잉크 조성물로서, 유성 성분에 포함되는 염료 전체의 IOB 값이 0.9 이하인 필기구용 잉크 조성물을 제공한다.

이와 같은 필기구용 잉크 조성물은 염료 전체의 IOB 값이 종래보다 충분히 낮다. 여기서, IOB 값이란 그 물질의 무기성(친수성)과 유기성(친유성)의 정도를 나타내는 척도의 하나이다. 종래의 필기구용 잉크 조성물과 같이, 염료 전체의 IOB 값이 크면, 유성 성분 중의 염료가 유화시에 수성 성분으로 이동하기 쉬워지는 경향이 있다. 염료의 이동이 많아지면, 수성 성분의 액체 방울 막이 파괴되기 쉬워져 버리는 것을 생각할 수 있다. 본 발명의 필기구용 잉크 조성물은 종래보다 염료 전체의 IOB 값이 낮다. 이 때문에 유성 성분 중에서의 수성 성분의 분산성이 양호해져서, 용기에 보존했을 경우에도 W/O형 에멀션인 필기구용 잉크 조성물의 보존 안정성은 충분히 뛰어나다. 또한, 통상 W/O형 에멀션인 잉크 조성물에 있어서, 안료를 함유시키면 에멀션의 분산성이 저하되는 경향이 있다. 그러나 본 발명의 필기구용 잉크 조성물에서는, 염료 전체의 IOB 값이 낮고 에멀션의 분산성이 양호하기 때문에, 안료를 함유해도 양호한 분산성을 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 필기구용 잉크 조성물은 보존 안정성이 뛰어남과 아울러, 필기시의 필적을 충분히 진하게 할 수 있다.

본 발명에서는, 염료 전체의 IOB 값과 염료와는 상이한 성분 전체의 IOB 값의 차의 절대값이 0.3 이하인 것이 바람직하다. 염료 전체와 염료 이외의 성분 전체의 IOB 값의 차가 커지면, 유성 성분 중의 염료가 유화시에 수성 성분으로 이동하기 쉬워지는 경향이 있다. 이와 같은 염료의 이동이 많아지면, 수성 성분의 액체 방울 막이 파괴되기 쉬워지는 경향이 있다. 따라서, 염료 전체와 염료와는 상이한 성분 전체의 IOB 값이 근사할수록 W/O형 에멀션인 필기구용 잉크 조성물의 보존 안정성이 한층 뛰어나게 되는 것으로 생각된다.

본 발명에서는, 염료는 IOB 값이 상이한 2종 이상의 혼합물이며, 혼합물에서 의 IOB 값의 최대값이 1.3 미만인 것이 바람직하다. 이에 의해 염료의 수성 성분의 이동을 충분히 억제하는 것이 가능해져, 유성 성분 중에서의 수성 성분의 액체 방울의 분산성을 한층 양호하게 할 수 있다. 그 결과, 필기구용 잉크 조성물의 보존 안정성을 한층 더 향상시킬 수 있다.

본 발명의 필기구용 잉크 조성물에서의 유성 성분 전체의 IOB 값은 0.7~0.9인 것이 바람직하다. IOB 값이 0.7~0.9인 유성 성분을 이용함으로써 수성 성분을 한층 안정적으로 분산시키는 것이 가능해진다.

본 발명에서는 또, 상술한 필기구용 잉크 조성물을 가지는 필기구를 제공한다. 이와 같은 필기구는 보존 안정성이 충분히 뛰어난 잉크 조성물이 충전되어 있기 때문에, 뛰어난 필기성(필기시 감촉, 진한 필적, 필적 견뢰성 등)을 장기간에 걸쳐서 안정적으로 유지할 수 있다.

본 발명의 필기구는 잉크 수용관과 이 잉크 수용관의 일단측에 설치된 볼펜 팁을 구비하며, 잉크 수용관 내에 상술의 필기구용 잉크 조성물을 가지는 것이 바람직하다. 이에 의해서 한층 뛰어난 필기성을 가지는 필기구로 할 수 있다.

본 발명은 용기 중에 보존할 때에, 충분히 뛰어난 보존 안정성을 가지는 필기구용 잉크 조성물을 제공할 수 있다. 또, 본 발명은 충분히 뛰어난 필기성을 장기간에 걸쳐서 유지 가능한 필기구를 제공할 수 있다.

바람직한 실시형태의 설명

이하, 경우에 따라 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 볼펜의 치수 비율은 도시한 비율로 한정되지 않는다.

본 실시형태의 필기구용 잉크 조성물은 1종 이상의 염료와, 이 염료와는 상이한 성분으로 이루어진 유성 성분 중에, 물과 다가 알코올과 요변성 부여제와 안료를 함유하는 수성 성분이 분산된 W/O형 에멀션의 잉크 조성물이다. 이하, 이 잉크 조성물에 포함되는 각 성분에 대해 설명한다.

본 실시형태의 유성 성분에 포함되는 염료 전체의 IOB 값은 0.9 이하이다. 이 IOB 값은 바람직하게는 0.5~0.9이며, 보다 바람직하게는 0.55~0.85이다. 한편, 이 IOB 값이 0.5 미만인 경우, 염료의 유성 성분에 대한 용해성이 떨어져 필기시의 감촉이 저하되는 경향이 있다. 이 IOB 값을 0.55~0.85로 함으로써, 뛰어난 분산 안정성과 필기시의 감촉을 높은 수준으로 양립시키는 것이 가능해진다.

본 실시형태의 유성 성분에 IOB 값이 서로 상이한 복수 종류의 염료가 포함되는 경우, 염료에 있어서의 IOB 값의 최대값은 1.3 미만인 것이 바람직하고, 1.0 이하인 것이 보다 바람직하다. 해당 최대값을 1.0 이하로 함으로써 보존 안정성이 한층 뛰어난 잉크 조성물로 할 수 있다.

본 명세서에서의 「IOB」란, 「Inorganic value Organic value Balance」의 약칭이며, 유기 개념도론을 바탕으로, 무기성 값(IV)/유기성 값(IO)의 비율(I/O 비)로 구해지는 수치이다. 이 「IOB」에 대해서는, 「유기 개념도」(코다 요시오 저, 산쿄 출판, 1984년) 등에 상세하게 설명되어 있다. 이 수법은 관능기마다 파라미터를 설정하는 관능기 기여법의 하나이며, 각 관능기에 무기성 값, 유기성 값이 나타나 있다. IV 및 IO는 각각 무기성 값 및 유기성 값을 나타낸다. IOB 값이 클수록 무기성이 높은 것을 나타낸다.

예를 들어, 벤질알코올의 경우, 무기성을 나타내는 벤젠환 및 OH기와, 유기성을 나타내는 7개의 탄소 원자를 갖는다. 유기 개념도에서의 벤젠환 및 OH기의 무기성 값(IV)은 각각 15 및 100이며, 탄소 원자의 유기성 값(IO)은 20이다. 따라서, 벤질알코올의 IOB 값은 이하와 같이 산출된다.

IOB(벤질알코올) = (15＋100)/(20× 7) = 0.82

복수 성분으로 이루어진 혼합물의 IOB 값은 각 성분의 IOB 값의 가중 평균이 된다. 이 때문에, 유성 성분이 복수 종의 염료를 함유하는 경우, 염료 전체의 IOB 값은 각각의 염료의 IOB 값과 중량 비율에 기초하여 가중 평균에 의해 구할 수 있다. 염료와는 상이한 성분 전체 및 유성 성분 전체의 IOB 값도 마찬가지로 가중 평균에 의해 구할 수 있다.

염료로는 상술한 IOB 값의 범위를 만족하는 유용성 염료이면 특별한 제한없이 공지의 것을 사용할 수 있다. 이와 같은 염료로는 예를 들어 직접 염료, 산성 염료, 염기성 염료 등을 들 수 있다. 염료의 구체적인 예로는 발리패스트 레드 1320, 발리패스트 옐로 1109, 발리패스트 바이올렛 1704, 발리패스트 옐로 1108, 발리패스트 레드 1362, 발리패스트 바이올렛 1701, 발리패스트 블루 1623, 발리패스트 블루 1603, 발리패스트 블랙 61F, 발리패스트 그린 1501, 오일 블루 613(이상, 오리엔트 화학공업 주식회사제, 상품명), 아이젠스피론 옐로 C-GH, 아이젠스피론 옐로 C-GH new, 아이젠스피론 블루 C-RH, 아이젠스피론 바이올렛 CR-H, 아이젠 스피론 레드 C-GH, 아이젠스피론 레드 C-BH, 아이젠스피론 바이올렛 555, 아이젠스피론 S.P.T. 블루 111, 아이젠스피론 블루 121, 아이젠스피론 블랙 GMH special, 아이젠스피론 S.P.T. 오렌지 6(이상, 호도가야 화학공업 주식회사제, 상품명) 등을 들 수 있다. 이들 염료는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 본 실시형태의 잉크 조성물은 염료를 포함하고 있기 때문에, 필적을 진하고 명료하게 할 수 있다.

염료의 함유량은 잉크 조성물 전체량을 기준으로 하여 10~50 중량%인 것이 바람직하고, 10~30 중량%인 것이 보다 바람직하다. 이 함유량이 10 중량% 미만이면, 필적의 명료함이 저하되는 경향이 있다. 한편, 염료의 함유량이 50 중량%를 넘으면, 잉크 조성물의 점도가 높아져서 필기시 감촉이 저하되는 경향이 있다.

유성 성분에서의 염료와는 상이한 성분이란, 유성 성분에 포함되는 염료 이외의 성분을 말하며, 예를 들어 극성 용매 및 예사성(曳絲性, spinnability) 부여제를 포함한다. 극성 용매로는 필기구용 유성 잉크에 통상 이용되는 것을 사용할 수 있다. 이와 같은 극성 용매로는 예를 들어 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 프로필렌글리콜모노페닐에테르, 프로필렌글리콜디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 글리콜에테르류, 벤질알코올, 에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등의 알코올류 등을 들 수 있다. 이 중, IOB 값이 0.7~0.9인 것을 이용하는 것이 바람직하다.

상술한 극성 용매는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있 다. 2종 이상을 조합하여 이용하는 경우도, 극성 용매 전체의 IOB 값이 0.7~0.9인 것이 바람직하다.

유성 성분 중의 극성 용매의 함유량은 잉크 조성물 전체량을 기준으로 하여 20~65 중량%인 것이 바람직하고, 35~55 중량%인 것이 보다 바람직하다. 이 함유량이 20 중량% 미만이면, 필적의 비백이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다. 한편, 이 함유량이 65 중량%를 넘으면 명료한 필적을 얻기 어려워지는 경향이 있다.

예사성 부여제로는 예를 들어 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드, 히드록시프로필셀룰로오스 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 예사성 부여제를 이용함으로써 필기시의 잉크 덩어리가 종이에 부착하는 것이나 정치시의 흘러내림을 방지할 수 있다. 또, 에멀션을 한층 안정화시킬 수 있다. 또, 잉크가 적당한 점탄성을 가지기 때문에 감촉을 매끄럽게 할 수 있다.

예사성 부여제의 함유량은 잉크 조성물 전체량을 기준으로 하여 0.1~3.0 중량%인 것이 바람직하고, 0.2~2.0 중량%인 것이 보다 바람직하다. 이 함유량이 0.5 중량% 미만이면, 필기시의 잉크 덩어리가 종이에 부착하는 것이나 정치시의 흘러내림이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다. 한편, 이 함유량이 3.0 중량%를 넘으면, 잉크 조성물의 점도가 높아져서, 필적에 비백이 생기거나 필기시 감촉이 저하되거나 하는 경향이 있다.

또, 유성 성분에서의 염료와는 상이한 성분은, 상기 재료 이외에 추가로 다른 첨가제를 추가로 포함하고 있어도 된다. 이러한 첨가제로는 예를 들어 점도 조 정제(수지 등), 윤활제, 산화 방지제 등을 들 수 있다.

상기 점도 조정제로는 예를 들어 케톤 수지, 술포아미드 수지, 말레인 수지, 크실렌 수지, 아미드 수지, 알키드 수지, 페놀 수지, 로진 수지, 테르펜 수지, 부티랄 수지 등을 사용할 수 있다.

유성 성분에서의 염료와는 상이한 성분은, 상술한 대로, 여러 가지 물질을 함유해도 된다. 유성 성분에서의 염료와는 상이한 성분 전체의 IOB 값은 0.7~0.9인 것이 바람직하다. 이 성분 전체의 IOB 값을 이와 같은 범위로 함으로써 W/O형 에멀션의 안정성을 한층 양호하게 할 수 있다. 또한, 이 성분 전체의 IOB 값은 이 성분에 포함되는 각 물질의 IOB 값을 가중 평균함으로써 구해지는 평균값이다.

또, 염료 전체의 IOB 값과 유성 성분에서의 염료와는 상이한 성분 전체의 IOB 값의 차의 절대값은 0~0.25인 것이 바람직하고, 0~0.23인 것이 보다 바람직하다. 이 절대값의 차가 작은 유성 성분을 함유함으로써 보존 안정성이 한층 뛰어난 잉크 조성물로 할 수 있다.

유성 성분 전체의 IOB 값은 0.7~0.9인 것이 바람직하고, 0.75~0.85인 것이 보다 바람직하다. 이 IOB 값이 0.75~0.85인 유성 성분을 이용함으로써 후술하는 수성 성분을 한층 더 안정적으로 분산시키는 것이 가능해진다.

수성 성분은 물과 다가 알코올과 요변성 부여제와 안료를 함유한다. 종래의 저점도 유성 잉크 조성물에서는, 필적이 종이에 침투하기 쉽고 종이 뒤쪽까지 침투하여 표출되기 쉬워지는 문제가 있었다. 그러나 본 실시형태의 잉크 조성물에 의하면, 물을 함유하고 있기 때문에 뒷면까지의 침투의 발생을 충분히 방지할 수 있다. 여기서, 물의 함유량은 잉크 조성물 전체량을 기준으로 하여 5~30 중량%인 것이 바람직하고, 10~20 중량%인 것이 보다 바람직하다. 이 함유량이 5 중량% 미만이면, 필기시 감촉이 저하되는 경향이 있으며, 30 중량%를 넘으면, 에멀션의 충분한 안정성이 손상되는 경향이 있다.

다가 알코올로는 예를 들어 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 다가 알코올을 이용함으로써 에멀션을 안정적으로 유지할 수 있다.

다가 알코올의 함유량은 잉크 조성물 전체량을 기준으로 하여 5~30 중량%인 것이 바람직하고, 10~20 중량%인 것이 보다 바람직하다. 이 함유량이 5 중량% 미만이면, 에멀션의 안정성이 저하되는 경향이 있다. 한편, 이 함유량이 30 중량%를 넘으면, 잉크 조성물의 점도가 높아져서 필기시 감촉이 저하됨과 아울러 필적에 비백이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다.

요변성 부여제로는, 예를 들어 잔탄검, 로커스트빈검, 웰란검, 겔란검, 구아검, 펙틴, 카라기난, 카르복시비닐폴리머, 아라비아검, 트라가칸트검, 람잔검, 젤라틴, 알긴산나트륨, 카복시메틸셀룰로오스 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 요변성 부여제를 이용함으로써 잉크 조성물에 요변성을 갖게 하여 필기시 감촉을 매끄럽게 하는 효과를 얻을 수 있다. 또, 에멀션을 안정화하는 효과도 얻을 수 있다.

요변성 부여제의 함유량은, 잉크 조성물 전체량을 기준으로 하여 0.1~2.0 중 량%인 것이 바람직하고, 0.1~0.5 중량%인 것이 보다 바람직하다. 이 함유량이 0.1 중량% 미만이면, 잉크 조성물의 요변성이 저하되어 필기시 감촉이 저하되는 경향이 있다. 한편, 이 함유량이 2.0 중량%를 넘으면, 잉크 조성물의 점도가 높아져서 필기시 감촉이 저하되는 경향이 있다.

안료로는 공지의 것을 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 이와 같은 안료로는 예를 들어 카본 블랙, 불용성 아조계, 아조레이크계, 축합 아조계, 디케토피롤로피롤계, 프탈로시아닌계, 퀴나크리돈계, 안트라퀴논계, 디옥사진계, 인디고계, 티오인디고계, 퀴노프탈론계, 스렌계, 이소인돌리논계 등의 일반적인 유기안료 등을 사용할 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 안료를 이용함으로써, 필적을 진하고 명료하게 할 수 있음과 아울러, 필적의 내광성(耐光性)을 충분하게 할 수 있다.

안료의 함유량은 잉크 조성물 전체량을 기준으로 하여 0.5~10 중량%인 것이 바람직하고, 1~5 중량%인 것이 보다 바람직하다. 이 함유량이 0.5 중량% 미만이면, 필적의 농도, 명료함 및 내광성이 저하되는 경향이 있다. 한편, 이 함유량이 10 중량%를 넘으면, 안료의 응집이나 침강이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다.

수성 성분은 안료 분산제를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 안료 분산제로는 상기 안료를 분산 가능한 것이면 특별히 제한받지 않는다. 예를 들어, 아크릴산 또는 그 에스테르, 메타크릴산 또는 그 에스테르, 말레산 또는 그 에스테르 등의 1종을 단독으로 중합시키던가, 혹은 스티렌, 아크릴로니트릴, 아세트산비닐 등과 공중합시킨 수지를, 알칼리 금속이나 아민으로 중화하여 수용성으로 한 수용성 수지나, 음이온계 계면활성제, 비이온계 계면활성제 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 수용성 수지가 바람직하며, 구체적으로는 스티렌-말레산 공중합체가 특히 바람직하다. 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 안료 분산제를 이용함으로서, 경시적으로 안료의 침강이나 응집이 생기는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 에멀션의 안정성을 한층 향상시킬 수 있다.

안료 분산제의 함유량은 잉크 조성물 전체량을 기준으로 하여 0.5~5.0 중량%인 것이 바람직하고, 1.0~2.0 중량%인 것이 보다 바람직하다. 이 함유량이 0.5 중량% 미만이면, 경시적으로 안료의 침강이나 응집이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다. 한편, 이 함유량이 5.0 중량%를 넘으면, 잉크 조성물의 점도가 높아져서 필기시 감촉이 저하되는 경향이 있다.

또, 수성 성분은 윤활제를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 윤활제로는 예를 들어 폴리알킬렌글리콜 유도체, 지방산염, 비이온계 계면활성제, 인산에스테르 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 지방산염이 바람직하며, 구체적으로는 올레산칼륨이 특히 바람직하다. 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 윤활제를 이용함으로써 안료에 의한 볼 지지판의 마모를 억제할 수 있다.

윤활제의 함유량은 잉크 조성물 전체량을 기준으로 하여 0.1~3.0 중량%인 것이 바람직하고, 0.3~1.0 중량%인 것이 보다 바람직하다. 이 함유량이 0.1 중량% 미만이면, 볼 지지판의 마모 억제 효과가 저하되는 경향이 있고, 3.0 중량%를 넘으면, 잉크 조성물의 경시 안정성이 저하되는 경향이 있다.

수성 성분은 상기 재료 이외에 추가로 다른 첨가제를 함유하고 있어도 된다. 이러한 첨가제로는, 예를 들어 방청제, 방균제, 보습제, pH 조정제 등을 들 수 있다.

상기 방청제로는 예를 들어 벤조트리아졸, 트릴트리아졸, 인산옥틸, 이미다졸, 벤조이미다졸, 에틸렌디아민4아세트산염 등을 사용할 수 있다.

상기 방균제로는 예를 들어 펜타클로로페놀나트륨, 벤조산나트륨, 소르빈산칼륨, 데히드로아세트산나트륨, 1,2-벤조이소티아졸린-3-온, 2,4-티아졸릴벤즈이미다졸, 파라옥시벤조산에스테르 등을 사용할 수 있다.

상기 보습제로는 예를 들어 요소, 티오요소, 에틸렌요소 등을 사용할 수 있다.

상기 pH 조정제로는, 예를 들어 트리에탄올아민, 디에탄올아민, 모노에탄올아민, 암모니아수, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨 등을 들 수 있다.

본 실시형태의 잉크 조성물은, 상술한 유성 성분과 수성 성분을 혼합함으로써 얻을 수 있다. 이 잉크 조성물은 유성 성분 중에 수성 성분으로 이루어진 물방울이 분산된 W/O형 에멀션 잉크이다.

본 실시형태의 잉크 조성물에 있어서, 유성 성분 중에 분산되어 있는 수성 성분의 액체 방울의 직경이 너무 작으면 필기시 감촉이 저하되는 경향이 있다. 이러한 관점에서 수성 성분의 평균 입경은 0.1~10.0㎛인 것이 바람직하고, 1.0~6.0㎛인 것이 보다 바람직하다. 수성 성분의 평균 입경은, 예를 들어 잉크 조성물을 광학 현미경 등으로 관찰하여 액체 방울의 직경을 측정하고, 그 임의의 10점의 평균 값으로 구할 수 있다. 물방울의 평균 입경이 상기 범위 내인 것에 의해 특히 매끄러운 감촉을 실현할 수 있다. 또한, 물방울의 평균 입경은 주로 유성 성분과 수성 성분과의 혼합 조건을 변경함으로써 조절할 수 있다. 또, 물방울의 평균 입경은 유성 성분 및 수성 성분의 각각의 조성을 변경하는 것으로도 조절할 수 있다.

본 실시형태의 잉크 조성물에 있어서, 유성 성분과 수성 성분의 함유량 비(유성 성분：수성 성분)는 중량비로 6：4~8：2의 범위 내인 것이 바람직하다. 유성 성분의 비율이 상기 범위보다 커지면, 통상의 유성 잉크에 가까운 상태로 되어 필기시 감촉이 저하됨과 아울러, 필적의 비백이나 잉크의 유지부 끝에 고임, 지면으로의 잉크 덩어리 부착 등이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다. 한편, 유성 성분의 비율이 상기 범위보다 작아지면, 필기시 감촉이 저하됨과 아울러 필적의 비백이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다.

유성 성분과 수성 성분과의 혼합은 예를 들어, 디졸버, 헨셸 믹서, 호모 믹서 등의 교반기를 이용하여 실시할 수 있다. 교반 조건은 특히 제한되지 않는다. 예를 들어 디졸버 교반기를 이용하여, 회전수 100~1,000rpm으로 30~180분간 교반함으로써 상술한 평균 입경을 가지는 물방울이 유성 성분 중에 균일하게 분산된 W/O형 에멀션 잉크를 형성할 수 있다.

뒤이어서, 본 발명의 필기구의 일실시형태인 볼펜에 대해 설명한다. 도 1은 본 실시형태의 볼펜을 나타내는 모식 단면도이다. 도 1에 나타내는 볼펜(100)에 있어서, 잉크 조성물(12)은 잉크 수용관(14) 내에 충전되어 있다. 잉크 수용관(14)의 일단에는 볼펜 팁(20)이 장착되어 있다. 이 볼펜 팁(20)은 볼 홀더(24) 및 볼(26) 로 구성되어 조인트(22)에 의해 잉크 수용관(14)에 고정되어 있다. 또, 잉크 수용관(14) 내에서의 잉크 조성물(12)의 볼펜 팁(20)측과 반대측에는 잉크 조성물(12)과 인접한 상태로 역류 방지체(16)가 수용되어 있다. 여기서, 역류 방지체(16)는 잉크 조성물(12)과의 사이에 틈새가 생기지 않도록 배치된다.

볼펜(100)에 있어서는, 잉크 수용관(14), 볼펜 팁(20), 잉크 조성물(12) 및 역류 방지체(16)에 의해 중심(10)이 구성되어 있다. 이 중심(10)은 본체축(18)에 장착되어 본체축(18)의 후단(볼펜 팁(20)과 반대측 일단)에 통기 구멍을 가지는 꼬리부 마개(28)가 장착되어 있다.

이하, 볼펜(100)의 구성요소에 대하여 설명한다. 잉크 조성물(12) 이외의 구성으로는 통상의 볼펜에 이용되는 일반적인 구성을 적용할 수 있다. 잉크 조성물(12)에는 상기 실시형태에 관련된 잉크 조성물이 이용된다.

잉크 수용관(14)으로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌프탈레이트, 나일론, 폴리아세탈, 폴리카보네이트 등의 수지 혹은 금속으로 이루어진 것을 사용할 수 있다. 또, 잉크 수용관(14)의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 원통형 등의 형상으로 할 수 있다.

역류 방지체(16)는 잉크 조성물을 유출시키지 않는 기능(유출 방지성)이나, 잉크 조성물을 드라이 업(dry up)시키지 않는 기능(밀전성(密栓性)) 등을 가지는 것이다. 본 실시형태의 볼펜에서는, 상술한 기능을 가지는 공지의 역류 방지체를 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 이와 같은 역류 방지체(16)는, 예를 들어 기유(基油)와 증조제를 포함하여 구성되어 있다. 기유로는 광유, 폴리부텐, 실리콘유, 글리세린, 폴리알킬렌글리콜 등을 들 수 있다. 또, 증조제로는 금속비누계 증조제, 유기계 증조제, 무기계 증조제 등을 들 수 있다.

볼펜 팁(20)을 아래쪽으로 향했을 경우에, 역류 방지체(16)가 잉크 조성물(12) 중에 침강하지 않도록, 역류 방지체(16)의 점도나, 잉크 조성물(12)과 역류 방지체(16) 사이의 비중차를 조정하는 것이 바람직하다. 또, 역류 방지체(16)는 잉크 조성물(12)과 상용(相容)하지 않는 조성으로 하는 것이 바람직하다.

본체축(18) 및 꼬리부 마개(28)로는 예를 들어 폴리프로필렌 등의 플라스틱 재료로 이루어진 것을 사용할 수 있다.

조인트(22)로는 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌프탈레이트, 나일론, 폴리아세탈, 폴리카보네이트 등으로 이루어진 것을 사용할 수 있다.

볼펜 팁(20)에 있어서의 조인트(22), 볼 홀더(24) 및 볼(26)로는 통상의 볼펜에 이용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 또, 볼(26)의 직경은 0.3~1.2㎜인 것이 바람직하다.

상술한 구성을 가지는 본 실시형태의 볼펜(100)은 통상의 볼펜 등의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.

이상, 본 발명의 잉크 조성물 및 이 잉크 조성물이 충전된 볼펜의 바람직한 실시형태에 대해 설명하였으나, 잉크 조성물 및 필기구는 상기 실시형태로 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 실시형태의 볼펜은 본체축(18)을 가지고 있지 않아도 되며, 잉크 수용관(14)이 그대로 본체축으로 되어 있어도 된다. 또한, 상기 실시형태의 볼펜은 잉크 수용관(14) 중의 잉크 조성물(12) 및 역류 방지체(16)가 후단(볼 펜 팁(20)과 반대측의 일단)측으로부터 가압된 상태가 되는 가압 기구를 가지는 것이어도 된다. 또, 상기 실시형태의 볼펜은 역류 방지체(16)를 가지고 있지 않아도 된다.

본 발명의 잉크 조성물은 볼펜에 이용되는 것으로 한정되지 않고, 예를 들어 붓 펜을 포함한 마킹 펜류, 잉크 배출부에 밸브 기구를 이용한 필기구 등에 이용할 수 있다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이하의 실시예로 한정되지 않는다.

(실시예 1~4 및 비교예 1~9)

하기 표 1~2에 나타내는 각 원재료를 같은 표에 나타낸 배합량(중량부)으로 배합하고, 왕복 회전식 교반기로 혼합하여 유성 성분 및 수성 성분을 각각 따로 따로 조제하였다. 계속해서, 디졸버 교반기를 이용하여 유성 성분을 교반하면서 수성 성분을 첨가하고, 실온(25℃), 회전수 300rpm의 조건으로 1시간 교반하였다. 이에 의해 유성 성분 중에 수성 성분으로 이루어진 액체 방울이 분산된 실시예 1~4 및 비교예 1~9의 W/O형 에멀션 잉크 조성물을 얻었다.

표 1~2 중의 각 원재료의 상세한 것은 이하와 같다.

· 폴리비닐피롤리돈 K-90(상품명)： 니혼쇼쿠바이 사제

· 올레산： 루낙 O-LL(상품명), 카오 사제

· SPIRON VIORET C-RH(상품명)： 호도가야 화학공업 사제

· SPIRON BLUE C-RH(상품명)： 호도가야 화학공업 사제

· VALIFAST VIOLET 1704(상품명)： 오리엔트 화학공업 사제

· SPIRON YELLOW C-GNH new(상품명)： 호도가야 화학공업 사제

· SPIRON RED C-GH(상품명)： 호도가야 화학공업 사제

· VALIFAST YELLOW 1109(상품명)： 오리엔트 화학공업 사제

· SPILIT BLACK 61F(상품명)： 오리엔트 화학공업 사제

· SPILIT BLUE 111(상품명)： 오리엔트 화학공업 사제

· VALIFAST BLUE 1623(상품명)： 오리엔트 화학공업 사제

· VALIFAST RED 2320(상품명)： 오리엔트 화학공업 사제

· VALIFAST BLUE N(상품명)： 오리엔트 화학공업 사제

· 잔탄검： 모나트검 GS(상품명), 다이니폰 제약 사제

· 웰란검： KELCO-CRETE(KIC376)(상품명), 산쇼오 사제

· 로커스트빈검： GENUGUM type RL-200-J(상품명), 산쇼오 사제

· 카보폴 941(상품명)： BF Goodrich 사제, 카르복시비닐폴리머

· 방청제： 콜로민 CB(상품명), 크레스트 사제

· 방균제： 스라우트 99N(상품명), 일본 엔바이로 케미컬즈 사제

· 올레산칼륨： 논소울 OK-1(상품명), 일본 유지 사제

· 안료 분산제(스티렌-말레산 공중합체)： SMA 1000H Solution(상품명), SARTOMER 사제

또한, 유성 성분에 포함되는 각 원재료의 IOB는 표 1~2에 나타내는 바와 같 다.

［보존 안정성의 평가］

상술한 바와 같이 하여 제작한 잉크 조성물 5g을 주식회사 마르엠제 용기(13.5㎖) 중에 넣고 밀봉하여, 60℃, 0% RH의 환경하에서 60일간 보관하였다. 밀봉 직후와 60일간 보관 후의 액체 방울 분산 안정성을 이하의 평가 기준에 기초하여 평가하였다. 그 결과를 표 1~2에 나타낸다.

A： 유성 성분 중에 수성 성분이 균일하게 분산되어 있었다.

B： 수성 성분이 일부 응집해 있었다.

C： 에멀션을 형성하고 있지 않았다.

표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 염료 전체의 IOB 값이 0.9 이하인 실시예 1~4의 잉크 조성물은 60일간 경과 후에도 양호한 분산성을 유지하고 있어, 보존 안정성이 뛰어난 것이 확인되었다. 한편, 염료 전체의 IOB 값이 0.9를 넘는 비교예 1~9의 잉크 조성물은 양호한 분산성을 유지할 수 없음이 확인되었다.

도 1은 본 발명에 관한 볼펜의 일실시 형태를 나타내는 모식 단면도이다.

Claims (9)

1. 염료와, 이 염료와는 상이한 성분으로 이루어진 유성 성분 중에, 물과 요변성 부여제와 다가 알코올과 안료를 함유하는 수성 성분이 분산되어 있는 필기구용 잉크 조성물로서,

   상기 유성 성분에 포함되는 상기 염료 전체의 IOB 값이 0.9 이하인 필기구용 잉크 조성물.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 염료 전체의 상기 IOB 값과 상기 염료와는 상이한 상기 성분 전체의 IOB 값의 차의 절대값이 0.3 이하인 필기구용 잉크 조성물.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 염료는 IOB 값이 상이한 2종 이상의 혼합물이며,

   상기 혼합물에서의 상기 IOB 값의 최대값이 1.3 미만인 필기구용 잉크 조성물.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 염료는 IOB 값이 상이한 2종 이상의 혼합물이며,

   상기 혼합물에서의 상기 IOB 값의 최대값이 1.3 미만인 필기구용 잉크 조성 물.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 유성 성분 전체의 IOB 값이 0.7~0.9인 필기구용 잉크 조성물.
6. 청구항 2에 있어서,

   상기 유성 성분 전체의 IOB 값이 0.7~0.9인 필기구용 잉크 조성물.
7. 청구항 3에 있어서,

   상기 유성 성분 전체의 IOB 값이 0.7~0.9인 필기구용 잉크 조성물.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 필기구용 잉크 조성물을 가지는 필기구.
9. 청구항 8에 있어서,

   잉크 수용관과 상기 잉크 수용관의 일단측에 설치된 볼펜 팁을 구비하며, 상기 잉크 수용관 내에 상기 필기구용 잉크 조성물을 가지는 필기구.

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