KR101910234B1 - 수성 잉크 조성물 및 수성 볼펜 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건조성이 우수하고, 또한 번짐이 적은 묘선을 형성하는 것이 가능한 수성 잉크 조성물, 및 이를 이용한 수성 볼펜을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 수용성 유기 용제, 착색제 및 물을 함유하고, 폴리옥시에틸렌알킬에테르의 HLB값이 12 내지 15이고, 폴리옥시에틸렌알킬에테르가 탄소수 8 내지 12의 알킬기를 갖는 수성 잉크 조성물을 제공한다.

Description

수성 잉크 조성물 및 수성 볼펜{WATER-BASED INK COMPOSITION AND WATER-BASED BALLPOINT PEN}
본 발명은 수성 잉크 조성물 및 수성 볼펜에 관한 것이다.
필기구에 의해 지면 위에 묘선을 형성할 때에 잉크 조성물의 건조에 시간을 필요로 하면, 묘선 형성 후 건조까지의 동안에 잉크 조성물이 전사할 우려가 있어, 상기 묘선으로 이루어진 문자 등의 인식이 곤란해지는 경우가 있다. 따라서, 필기구에 의해 지면 위에 형성된 묘선에는 우수한 건조성이 요구된다.
특허문헌 1에서는 실리콘계 계면 활성제를 포함하는 수성 잉크가 개시되고, 얻어지는 묘선은 건조성 등이 우수한 것이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 2에서는 가교 젤라틴을 포함하는 수성 잉크가 개시되고, 얻어지는 필적의 건조성이 양호한 것이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 (평)10-231451호 공보 일본 특허 공개 제2000-103998호 공보
한편, 묘선의 건조성이 우수한 필기구의 잉크 조성물은 지면 위에서 번지기 쉽고, 묘선이 의도하지 않게 굵어지거나 또는 묘선이 희미해지는 경향이 있었다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 건조성이 우수하고, 또한 번짐이 적은 묘선을 형성하는 것이 가능한 수성 잉크 조성물, 및 이를 이용한 수성 볼펜을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 수용성 유기 용제, 착색제 및 물을 함유하고, 상기 폴리옥시에틸렌알킬에테르의 HLB값이 12 내지 15이며, 상기 폴리옥시에틸렌알킬에테르가 탄소수 8 내지 12의 알킬기를 갖는 수성 잉크 조성물을 제공한다.
본 발명의 수성 잉크 조성물에 따르면, 건조성과, 번짐이라는 상반된 특성을 양립하는 것이 가능해진다.
상기 폴리옥시에틸렌알킬에테르의 함유량은 수성 잉크 조성물 전량을 기준으로 하여 0.1 내지 10질량％인 것이 바람직하다.
상기 수성 잉크 조성물은 인산 에스테르를 더 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 인산 에스테르가 폴리옥시에틸렌알킬에테르 인산 에스테르이고, 상기 폴리옥시에틸렌알킬에테르 인산 에스테르가 탄소수 10 이하의 알킬기를 갖는 것이 바람직하다.
상기 인산 에스테르의 함유량은 수성 잉크 조성물 전량을 기준으로 하여 0.05 내지 5질량％인 것이 바람직하다.
상기 수성 잉크 조성물은 500 내지 3000mPa·s의 점도를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 잉크 수용 부재 및 볼펜 팁을 구비하는 볼펜으로서, 상기 수성 잉크 조성물이 상기 잉크 수용 부재에 수용되어 있는 수성 볼펜을 제공한다.
본 발명에 따르면, 건조성이 우수하고, 또한 번짐이 적은 묘선을 형성하는 것이 가능한 수성 잉크 조성물, 및 이를 이용한 수성 볼펜을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수성 볼펜의 일 실시 형태를 나타내는 모식 단면도이다.
이하, 필요에 따라 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.
(수성 잉크 조성물)
본 실시 형태의 수성 잉크 조성물은 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 수용성 유기 용제, 착색제 및 물을 함유한다.
폴리옥시에틸렌알킬에테르는 탄소수 8 내지 12의 알킬기를 갖는다. 수성 잉크 조성물이 폴리옥시에틸렌알킬에테르를 함유함으로써, 수성 잉크 조성물의 종이로의 침투성을 높이는 것이 가능해진다. 상기 탄소수는 8 내지 10인 것이 바람직하다.
폴리옥시에틸렌알킬에테르는, 구체적으로는 하기 식 (1)로 표시된다.
Figure 112015065556388-pct00001
식 중, R1은 탄소수 8 내지 12의 알킬기를 나타낸다. 폴리옥시에틸렌알킬에테르의 알킬기의 탄소수가 8 이상임으로써, 묘선의 번짐을 적게 하는 것이 가능해진다. 폴리옥시에틸렌알킬에테르의 알킬기의 탄소수가 12 이하임으로써, 수성 잉크 조성물의 종이로의 침투성을 높이는 것이 가능해진다. 마찬가지 관점에서, 상기 알킬기의 탄소수는 8 내지 10인 것이 바람직하다. 또한, 상기 알킬기는 분지쇄상인 것이 바람직하다. 이러한 알킬기로서는 이소데실기 및 에틸헥실기 등을 들 수 있다. 식 중의 n은 HLB값이 후술하는 범위 내에 들어가도록 선택할 수 있고, 예를 들어 5 내지 20의 정수이다.
폴리옥시에틸렌알킬에테르의 HLB(Hydrophile-Lipophile Balance)값은 12 내지 15이다. HLB값이 12 이상임으로써, 수성 잉크 조성물 중에서의 폴리옥시에틸렌 알킬에테르의 용해 안정성이 증가하여, 묘선의 번짐을 억제하는 것이 가능해진다. HLB값이 15 이하임으로써, 수성 잉크 조성물의 지면으로의 침투성을 높이는 것이 가능해진다. 마찬가지 관점에서, 상기 HLB값은 14 내지 15인 것이 바람직하다.
폴리옥시에틸렌알킬에테르의 함유량은 수성 잉크 조성물 전량을 기준으로 하여 0.1 내지 10질량％인 것이 바람직하고, 0.5 내지 2질량％인 것이 보다 바람직하다. 폴리옥시에틸렌알킬에테르의 함유량이 0.1질량％ 이상임으로써, 수성 잉크 조성물의 종이로의 침투성을 높이는 경향이 있다. 또한, 폴리옥시에틸렌알킬에테르의 함유량이 10질량％ 이하임으로써, 침투성을 유지하면서, 우수한 용해 안정성이 얻어지는 경향이 있다.
수용성 유기 용제로서는, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 글리세린, 피롤리돈, 요소, 티오 요소, 에틸렌 요소, 소르비톨, 만니톨, 자당, 포도당, 환원 전분 가수분해물 및 피로인산나트륨 등을 들 수 있다. 수용성 유기 용제의 함유량은 수성 잉크 조성물 전량을 기준으로 하여, 바람직하게는 1 내지 30질량％이고, 보다 바람직하게는 5 내지 20질량％이다.
착색제로서는 염료 및 안료를 들 수 있다. 염료는 수용성 염료인 것이 바람직하고, 예를 들어 직접 염료, 산성 염료 및 염기성 염료 등이다. 안료는 수분산성 안료인 것이 바람직하고, 예를 들어 유기 안료 및 무기 안료 등이다. 상기 착색제는 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
직접 염료로서는, 예를 들어 컬러 인덱스(이하, C.I.라고 함) 다이렉트 블랙(Direct Black) 17, 동 19, 동 38, 동 154, C.I. 다이렉트 옐로우(Direct Yellow) 1, 동 4, 동 12, 동 29, C.I. 다이렉트 오렌지(Direct Orange) 6, 동 8, 동 26, 동 29, C.I. 다이렉트 레드(Direct Red) 1, 동 2, 동 4, 동 13, C.I. 다이렉트 블루(Direct Blue) 2, 동 6, 동 15, 동 78, 동 87 등을 들 수 있다.
또한, 산성 염료로서는, C.I. 애시드 블랙(Acid Black) 2, 동 31, C.I. 애시드 옐로우(Acid Yellow) 3, 동 17, 동 23, 동 73, C.I. 애시드 오렌지(Acid Orange) 10, C.I. 애시드 레드(Acid Red) 13, 동 14, 동 18, 동 27, 동 52, 동 73, 동 87, 동 92, C.I. 애시드 블루(Acid Blue) 1, 동 9, 동 74, 동 90 등을 들 수 있다.
또한, 염기성 염료로서는 C.I. 베이직 옐로우(Basic Yellow) 2, 동 3, C.I. 베이직 레드(Basic Red) 1, 동 2, 동 8, 동 12, C.I. 베이직 바이올렛(Basic Violet) 1, 동 3, 동 10, C.I. 베이직 블루(Basic Blue) 5, 동 9, 동 26 등을 들 수 있다.
수분산성 안료로서는 수계 매체에 분산 가능하면 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 카본 블랙 및 금속분 등의 무기 안료, 아조계, 프탈로시아닌계 및 퀴나크리돈계 등의 유기 안료, 및 형광 안료 등을 들 수 있다.
본 실시 형태의 수성 잉크 조성물은 상술한 성분의 수용액 또는 수분산액으로서, 또는 상술한 성분과는 별도로 물을 함유한다. 물의 함유량은 수성 잉크 조성물 전량을 기준으로 하여, 바람직하게는 20 내지 80질량％이고, 보다 바람직하게는 40 내지 80질량％이다.
본 실시 형태의 수성 잉크 조성물은 인산 에스테르를 더 함유할 수도 있다. 수성 잉크 조성물이 인산 에스테르를 함유함으로써, 묘선의 건조성을 손상시키지 않고, 우수한 윤활성을 얻을 수 있는 경향이 있다. 또한, 수성 잉크 조성물이 후술하는 특정 인산 에스테르를 함유함으로써, 묘선의 번짐을 억제할 수 있는 경향이 있다.
인산 에스테르는 하기 식 (2)로 표시된다.
Figure 112015065556388-pct00002
식 중, R2는 유기기를 나타낸다. 상기 유기기로서는, 예를 들어 알킬기 및 아릴기 등을 들 수 있다. 상기 알킬기 및 아릴기는 추가로 알콕시기 등으로 치환될 수도 있다. 식 중의 p는 1 내지 3의 정수이다.
인산 에스테르는 폴리옥시에틸렌알킬에테르 인산 에스테르인 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 인산 에스테르는 폴리옥시에틸렌알킬에테르의 구조를 갖고 있더라도 인산 에스테르로 분류한다. 폴리옥시에틸렌알킬에테르 인산 에스테르는 하기 식 (3)으로 표시된다.
Figure 112015065556388-pct00003
식 중, R3은 탄소수 10 이하의 알킬기를 나타낸다. 알킬기의 탄소수는 1 내지 10인 것이 바람직하고, 6 내지 10인 것이 보다 바람직하다. 식 중의 p는 1 내지 3의 정수이고, q는 용해 안정성이 양호해지도록 적절히 선택되고, 예를 들어 2 내지 10의 정수이다. 폴리옥시에틸렌알킬에테르 인산 에스테르의 R3의 알킬기의 탄소수가 10 이하임으로써, 묘선의 건조성을 손상시키지 않고 번짐을 억제할 수 있는 경향이 있다.
본 실시 형태의 수성 잉크 조성물이 인산 에스테르를 함유하는 경우, 인산 에스테르의 함유량은 수성 잉크 조성물 전량을 기준으로 하여 0.05 내지 5질량％인 것이 바람직하고, 0.5 내지 2질량％인 것이 보다 바람직하다. 인산 에스테르의 함유량이 0.05질량％ 이상임으로써, 묘선의 건조성을 유지하면서 윤활성을 향상시킬 수 있는 경향이 있다. 또한, 인산 에스테르의 함유량이 5질량％ 이하임으로써, 윤활성을 유지하면서, 우수한 용해 안정성을 얻을 수 있는 경향이 있다.
본 실시 형태의 수성 잉크 조성물은 상술한 성분에 더하여, 방청제, pH 조정제, 증점제, 방부제(방미제), 윤활제, 염료 용해 보조제 및 고착 수지 등의 첨가제를 함유할 수도 있다.
방청제로서는 벤조트리아졸 및 그의 유도체, 톨릴트리아졸, 디시클로헥실암모늄나이트라이트, 디이소프로필암모늄나이트라이트, 티오황산나트륨, 에틸렌디아민 4아세트산염, 이미다졸, 벤즈이미다졸, 사포닌, 및 디알킬티오요소 등을 들 수 있다. 방청제의 함유량은 수성 잉크 조성물 전량을 기준으로 하여, 바람직하게는 0.3 내지 5질량％이고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 3질량％이다.
pH 조정제로서는, 탄산나트륨, 인산나트륨, 수산화나트륨 및 아세트산소다 등의 무기 염류, 및 트리에탄올아민 및 디에탄올아민 등의 수용성의 아민 화합물 등의 유기 염기성 화합물 등을 사용할 수 있다.
증점제로서는, 천연계-크산탄검, 구아검, 로커스트빈검, 카라기난, 아라비아검, 트라가칸트검, 알긴산, 젤라틴, 한천, 카제인, 사일리움시드검, 타마린드시드검, 합성계-메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스나트륨, 알긴산나트륨, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 폴리비닐메틸에테르, 폴리아크릴산나트륨 및 카르복시비닐 중합체 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 증점제의 함유량은 수성 잉크 조성물 전량을 기준으로 하여, 바람직하게는 0.1 내지 3질량％이고, 보다 바람직하게는 0.2 내지 1질량％이다. 상기 함유량이 3질량％를 초과하면, 수성 잉크 조성물의 점도가 너무 높아져서, 펜 끝에서 막히기 쉬워지는 경향이 있다. 한편, 상기 함유량이 0.1질량％ 미만이면, 수성 잉크 조성물의 점도가 낮아 팁 선단으로부터 잉크 누설을 일으키기 쉬워지는 경향이 있다.
방부제(방미제)로서는, 석탄산, 1,2-벤즈이소티아졸린-3-온의 나트륨염, 벤조산나트륨, 데히드로아세트산나트륨, 소르브산칼륨, 파라옥시벤조산프로필 및 2,3,5,6-테트라클로로-4-(메틸술포닐)피리딘 등을 들 수 있다. 방부제의 함유량은 수성 잉크 조성물 전량을 기준으로 하여, 바람직하게는 0.1 내지 5질량％이고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1질량％이다.
윤활제로서는, 올레산 등의 고급 지방산, 장쇄 알킬기를 갖는 비이온성 계면 활성제, 폴리에테르 변성 실리콘 오일, 티오아인산 트리(알콕시카르보닐메틸에스테르) 및 티오아인산 트리(알콕시카르보닐에틸에스테르) 등의 티오아인산 트리에스테르, 및 그들의 금속염, 암모늄염, 아민염 및 알칸올아민염 등을 들 수 있다. 윤활제의 함유량은 수성 잉크 조성물 전량을 기준으로 하여, 바람직하게는 0.3 내지 5질량％이고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 3질량％이다.
본 실시 형태의 수성 잉크 조성물의 점도는 온도 25℃ 및 전단 속도 0.75s- 1에 있어서, 500 내지 3000mPa·s인 것이 바람직하고, 1000 내지 2000mPa·s인 것이 보다 바람직하다. 상기 점도가 500mPa·s 이상임으로써, 팁 선단으로부터 잉크 누설을 일으키기 어려워, 묘선의 번짐이 적어지는 경향이 있다. 또한, 상기 점도가 3000mPa·s 이하임으로써, 수성 잉크 조성물의 종이로의 우수한 침투성이 얻어지는 경향이 있다.
본 실시 형태의 수성 잉크 조성물은 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 수용성 유기 용제, 착색제 및 물, 필요에 따라 인산 에스테르 또는 첨가제를, 예를 들어 디졸버, 헨쉘 믹서 및 호모 믹서 등의 교반기를 사용하여 혼합함으로써 얻어진다. 교반기의 교반 조건은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 디졸버 교반기를 사용하여, 회전수 100 내지 1000rpm으로 30 내지 180분간 교반함으로써, 각 성분이 균일하게 분산된 수성 잉크 조성물을 얻을 수 있다.
(수성 볼펜)
도 1은 본 실시 형태의 수성 볼펜을 나타내는 모식 단면도이다. 도 1에 도시하는 볼펜(100)에 있어서, 수성 잉크 조성물(12)은 잉크 수용 부재(14) 내에 충전(수용)되어 있다. 잉크 수용 부재(14)의 일단부에는 볼펜 팁(20)이 설치되어 있다. 이 볼펜 팁(20)은 볼 홀더(24) 및 볼 홀더(24)에 의해 회전 가능하게 유지되는 볼(26)로 구성되고, 조인트(25)에 의해 잉크 수용 부재(14)에 고정되어 있다. 또한, 잉크 수용 부재(14) 내에는 볼펜 팁(20)측과 반대측에, 수성 잉크 조성물(12)과 인접한 상태로 역류 방지체(16)가 수용되어 있다. 여기서, 역류 방지체(16)는 수성 잉크 조성물(12)과의 사이에 간극이 생기지 않도록 배치된다.
또한, 볼펜(100)에 있어서는, 잉크 수용 부재(14), 조인트(25), 볼펜 팁(20), 수성 잉크 조성물(12) 및 역류 방지체(16)에 의해 중심(10)이 구성되어 있고, 이 중심(10)이 본체축(18)에 장착되고, 추가로 본체축(18)의 후단부(볼펜 팁(20)과 반대측의 일단부)에 통기 구멍을 갖는 뒷마개(28)가 설치되어 있다.
이하, 볼펜(100)의 구성 요소에 대하여 설명하지만, 수성 잉크 조성물(12) 이외의 구성에는 통상의 볼펜에 사용되는 일반적인 구성을 적용할 수 있다. 수성 잉크 조성물(12)에는 상기 실시 형태에 따른 수성 잉크 조성물이 사용된다.
잉크 수용 부재(14)로서는, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 나일론, 폴리아세탈 혹은 폴리카보네이트 등의 수지, 또는 금속으로 이루어진 것을 사용할 수 있다. 또한, 잉크 수용 부재(14)의 형상은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 원통상 등의 형상으로 할 수 있다.
역류 방지체(16)는 수성 잉크 조성물을 유출시키지 않는 기능(유출 방지성)이나, 수성 잉크 조성물을 드라이업시키지 않는 기능(밀전성) 등을 갖는 것이며, 이러한 기능을 갖는 공지된 역류 방지체를 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 이러한 역류 방지체(16)는, 예를 들어 기유와 증조제를 포함하여 구성되어 있다. 기유로서는, 광유, 폴리부텐, 실리콘유, 글리세린 및 폴리알킬렌글리콜 등을 들 수 있다. 또한, 증조제로서는, 금속 비누계 증조제, 유기계 증조제 및 무기계 증조제 등을 들 수 있다.
또한, 볼펜 팁(20)을 하방으로 향하게 했을 경우에, 역류 방지체(16)가 수성 잉크 조성물(12) 중에 침강하지 않도록 역류 방지체(16)의 점도나, 수성 잉크 조성물(12)과 역류 방지체(16)와의 사이의 비중차를 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 역류 방지체(16)는 수성 잉크 조성물(12)과 상용하지 않는 조성으로 하는 것이 바람직하다.
본체축(18) 및 뒷마개(28)로서는, 예를 들어 폴리프로필렌 등의 플라스틱 재료로 이루어진 것을 사용할 수 있다.
조인트(25)로서는, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 나일론, 폴리아세탈 및 폴리카르보네이트 등으로 이루어진 것을 사용할 수 있다.
조인트(25), 및 볼펜 팁(20)에 있어서의 볼 홀더(24) 및 볼(26)로서는, 통상의 볼펜에 이용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 또한, 볼(26)의 직경은 0.3 내지 1.2mm인 것이 바람직하다.
상술한 구성을 갖는 실시 형태의 볼펜(100)은 수성 잉크 조성물을 제외하고, 통상의 볼펜 등의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
이상, 본 발명의 수성 잉크 조성물 및 상기 수성 잉크 조성물이 충전된 수성 볼펜의 적합한 실시 형태에 대하여 설명했지만, 수성 잉크 조성물 및 수성 볼펜은 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 실시 형태의 수성 볼펜은 본체축(18)을 갖고 있지 않을 수도 있고, 잉크 수용 부재(14)가 그대로 본체축으로 되어 있을 수도 있다. 또한, 상기 실시 형태의 볼펜은 잉크 수용 부재(14) 중의 수성 잉크 조성물 및 역류 방지체가 후단부(볼펜 팁(20)과 반대측의 일단부)측으로부터 가압된 상태가 되는 것과 같은 가압 기구를 갖는 것일 수도 있다. 또한, 상기 실시 형태의 수성 볼펜은 역류 방지체(16)를 갖고 있지 않을 수도 있다.
실시예
이하에, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위는 이들로 한정되는 것은 아니다.
[수성 잉크 조성물의 제조]
(실시예 1)
폴리옥시에틸렌알킬에테르 0.5질량부, 인산 에스테르 1.0질량부, 착색제 30.0질량부, 방청제 0.1질량부, pH 조정제 0.5질량부, 증점제 0.5질량부, 수용성 유기 용제 15.0질량부 및 물 52.4질량부를 혼합하여 수성 잉크 조성물을 얻었다.
폴리옥시에틸렌알킬에테르로는 노니온 EH208(니찌유 가부시끼가이샤제, 폴리옥시에틸렌-2-에틸헥실-에테르, HLB14.6)을 사용하였다. 인산 에스테르로는 플라이서프 A208F(다이이찌 고교 세이야꾸 가부시끼가이샤제, 폴리옥시에틸렌-2-에틸헥실-에테르 인산 에스테르)를 사용하였다. 착색제로는 워터 블랙(WATER BLACK) 191-L 15％졸(오리엔트 가가꾸 고교 가부시끼가이샤제, 흑색 염료, 15질량％ 수용액)을 사용하였다. 방청제로는 톨릴트리아졸을 사용하였다. pH 조정제로는 트리에탄올아민을 사용하였다. 증점제로는 크산탄검을 사용하였다. 수용성 유기 용제로는 프로필렌글리콜을 사용하였다.
(실시예 2 내지 4 및 비교예 1 내지 6)
혼합하는 재료의 종류 및 양(질량부)을 하기 표 1 및 표 2에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 실시예 2 내지 4 및 비교예 1 내지 6의 수성 잉크 조성물을 얻었다.
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 6의 수성 잉크 조성물의 조성 및 점도를 통합하여 표 1 및 표 2에 나타낸다. 표 중의 수치의 단위는 특별히 설명이 없는 경우에는 질량부이다. 또한, 수성 잉크 조성물의 점도는 하기 조건에서의 측정값이다.
<점도 측정 조건>
장치: 브룩필드 비스코미터(BROOKFIELD VISCOMETER) DV-II+Pro
온도: 25℃
회전수: 0.1rpm(전단 속도: 0.75s-1)
Figure 112015065556388-pct00004
Figure 112015065556388-pct00005
표 1 및 표 2 중에 예시된 화합물의 상세는 이하와 같다.
노니온 EH204: 니찌유 가부시끼가이샤제, 폴리옥시에틸렌-2-에틸헥실-에테르, HLB11.5
노니온 E205: 니찌유 가부시끼가이샤제, 폴리옥시에틸렌올레일에테르, HLB9.0
노이겐 SD30: 다이이찌 고교 세이야꾸 가부시끼가이샤제, 폴리옥시에틸렌이소데실에테르, HLB10.1
노이겐 SD80: 다이이찌 고교 세이야꾸 가부시끼가이샤제, 폴리옥시에틸렌이소데실에테르, HLB14.3
노이겐 SD110: 다이이찌 고교 세이야꾸 가부시끼가이샤제, 폴리옥시에틸렌이소데실에테르, HLB15.5
DKS NL-50: 다이이찌 고교 세이야꾸 가부시끼가이샤제, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, HLB10.6
DKS NL-90: 다이이찌 고교 세이야꾸 가부시끼가이샤제, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, HLB13.4
DKS NL-180: 다이이찌 고교 세이야꾸 가부시끼가이샤제, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, HLB16.1
포스파놀 RA600: 도호 가가꾸 고교 가부시끼가이샤제, 폴리옥시에틸렌알킬(C6-10)에테르 인산 에스테르
플라이서프 A210D: 다이이찌 고교 세이야꾸 가부시끼가이샤제, 폴리옥시에틸렌알킬(C10)에테르 인산 에스테르
다이와 블루 300L 13％졸: 다이와 가세이 고교 가부시끼가이샤제, 청색 염료, 13질량％ 수용액
[수성 잉크 조성물의 평가]
도 1에 도시한 볼펜의 잉크 수용 부재에, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 6에서 얻어진 수성 잉크 조성물을 각각 충전하여, 직경이 0.5mm인 볼을 갖는 볼펜을 제작하였다. 마찬가지로 하여, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 6에서 얻어진 수성 잉크 조성물로부터, 직경이 0.7mm인 볼을 갖는 볼펜을 제작하였다. 얻어진 수성 볼펜을 이용하여 수성 잉크 조성물에 대해 후술하는 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 3에 나타낸다.
(묘선 건조성)
온도 25℃, 습도 60％ RH의 환경 하에서, 상술한 수성 볼펜으로 상질지에 수기로 필기한 문자 위를 시판되는 면봉으로 문지르고, 필기 후, 면봉에 수성 잉크 조성물이 전사하지 않게 될 때까지의 시간을 측정하였다. 수성 잉크 조성물이 전사하지 않게 될 때까지의 시간을 하기 기준에 따라 평가하고, 묘선 건조성을 판단하였다.
A: 필기 후, 수성 잉크 조성물이 전사하지 않게 될 때까지의 시간이 2초 이하임.
B: 필기 후, 수성 잉크 조성물이 전사하지 않게 될 때까지의 시간이 2초를 초과함.
(묘선 번짐)
폴리옥시에틸렌알킬에테르를 첨가하지 않는 것 이외에는 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 6과 마찬가지로 하여 얻어진 수성 잉크 조성물을 이용하여, 상술과 마찬가지로 하여 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 6의 각각에 대응하는 참조용 수성 볼펜을 제작하였다. 각 실시예 및 비교예의 수성 잉크 조성물로부터 얻어진 상술한 수성 볼펜 및 각각에 대응하는 상기 참조용 수성 볼펜을 이용하여 상질지에 직선을 기계 필기하고, 각각의 필기 선폭을 측정하였다. 기계 필기의 하중은 100g으로 하였다. 각 실시예 및 비교예의 수성 잉크 조성물로부터 얻어진 수성 볼펜의 필기 선폭을, 각각에 대응하는 참조용 수성 볼펜의 필기 선폭으로 나눈 값(선폭비)을 계산하고, 이하의 기준으로 묘선 번짐을 평가하였다.
A: 선폭비가 1.1 미만이고, 묘선 번짐이 작다.
B: 선폭비가 1.1 이상이고, 묘선 번짐이 크다.
Figure 112015065556388-pct00006
표 3의 평가 결과로부터, 실시예 1 내지 4에서 얻어지는 수성 잉크 조성물은 건조성이 우수하고, 또한 번짐이 적은 묘선을 형성하는 것이 가능한 것이 확인되었다.
본 발명에 따른 수성 잉크 조성물은 필기 용구, 볼펜 및 잉크젯 등의 인자 용구에 적용되며, 특히 볼펜에 적절히 적용된다.
10: 중심
12: 수성 잉크 조성물
14: 잉크 수용 부재
16: 역류 방지체
18: 본체축
20: 볼펜 팁
24: 볼 홀더
25: 조인트
26: 볼
28: 뒷마개
100: 볼펜

Claims (7)

  1. 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 수용성 유기 용제, 착색제 및 물을 함유하고,
    상기 폴리옥시에틸렌알킬에테르의 HLB값이 14 내지 15이며,
    상기 폴리옥시에틸렌알킬에테르가 탄소수 8 내지 10의 알킬기를 갖는 볼펜용 수성 잉크 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리옥시에틸렌알킬에테르의 함유량은 수성 잉크 조성물 전량을 기준으로 하여 0.1 내지 10질량％인 볼펜용 수성 잉크 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 인산 에스테르를 더 함유하는 볼펜용 수성 잉크 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 인산 에스테르는 폴리옥시에틸렌알킬에테르 인산 에스테르이고, 상기 폴리옥시에틸렌알킬에테르 인산 에스테르가 탄소수 10 이하의 알킬기를 갖는 볼펜용 수성 잉크 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 상기 인산 에스테르의 함유량은 수성 잉크 조성물 전량을 기준으로 하여 0.05 내지 5질량％인 볼펜용 수성 잉크 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 500 내지 3000mPa·s의 점도를 갖는 볼펜용 수성 잉크 조성물.
  7. 잉크 수용 부재 및 볼펜 팁을 구비하는 볼펜으로서,
    제1항 또는 제2항에 기재된 볼펜용 수성 잉크 조성물이 상기 잉크 수용 부재에 수용되어 있는 수성 볼펜.
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