KR20010012240A

KR20010012240A - 수성 볼펜용 백색 안료 잉크

Info

Publication number: KR20010012240A
Application number: KR1019997010190A
Authority: KR
Inventors: 마사루 미야모토; 미키 시노즈카; 다다시 가마가타
Original assignee: 미츠비시엔피츠가부시키가이샤
Priority date: 1997-05-07
Filing date: 1998-05-06
Publication date: 2001-02-15
Also published as: DE69816805D1; EP0980900A4; TW473526B; CN1125152C; CN1255155A; EP0980900A1; AU7233998A; DE69816805T2; KR100364179B1; JP3996207B2; EP0980900B1; US6492435B1; WO1998050473A1

Abstract

본 발명은, 흡유량이 25(g/100g)이하이면서 평균 입경이 400nm 이하인 산화티탄, 수용성 수지, 증점제, 물 및 극성 용제를 함유하여 이루어진, 백색이나 포스터칼라 등의 발색성이 강한 묘선이 필기 용지의 색조에 관계없이 수득되며, 또한 필기 도구나 타이프라이터, 복사기 등으로 인쇄된 묘선을 은폐 수정할 수 있는 수성 볼펜용 백색 안료 잉크에 관한 것이다.

Description

수성 볼펜용 백색 안료 잉크{AQUEOUS PIGMENT-BASED BALL-POINT INK HAVING WHITE COLOR TONE}

종래, 백색 안료인 산화티탄을 착색제로 사용한 수성 잉크로서는 예를 들면 규산과 알루미늄과의 화합물을 분산제로 사용한 잉크가 알려져 있다. 또한, 일본 특허공개 제 95-62281 호 공보에는 흡유량(吸油量) 30 이상에서 등전점이 pH 7 이하인 산화티탄과, 수용성(메타)아크릴계 수지와 물을 적어도 포함하는 수정액이나 필기구용 잉크 등에 사용되는 수성 백색 안료 조성물이 기재되어 있다.

그러나, 이들 잉크 등은 산화티탄의 침강을 억제할 수 없었기 때문에, 사용시에 재교반해야만 하며, 잉크 저장용 탱크내에는 교반용 볼이 필요하다는 불편함이 있었다.

상기 잉크에 대해, 산화티탄이 침강되지 않는 볼펜용 수성 백색 안료 잉크로서는, 예를 들면, 일본 특허공개 제 94-287499 호 공보에는 백색 안료, 판상(板狀) 규산염, 수용성 수지, 수용성 유기 용제 및 물을 함유하고, 점성값이 6000 내지 100000mPa·s인 잉크가 기재되어 있는데, 이 잉크는 점성값이 높고, 필기시의 추종성이 양호하지 않다는 과제를 갖고 있다.

또한, 일본 특허공개 제 95-216283 호 공보에는 백색 안료, HLB 17.0 이상의 비이온성 계면 활성제, 수용성 수지 및 물을 함유하고, 점성값이 6000 내지 50000mPa·s인 잉크가 기재되어 있는데, 이 잉크도 점성값이 높기 때문에 필기시의 추종성이 양호하지 않다는 과제를 해결하지 못한다.

또한, 일본 특허공개 제 96-12916 호 공보에는 산화티탄, 증점성 수용성 수지, 결합제, 당 알콜과 물을 함유하고, 점성값이 6000 내지 50000mPa·s이며, 점도계의 회전수차에 의해 수득되는 점성 지수가 2 이상인 잉크가 기재되어 있지만, 이 점성 지수를 응용하더라도 속기시의 잉크 추종성이나 필기 묘선의 선 깨짐이 해소되지 않았고, 또한 색 재료로서는 백색 안료 밖에 첨가되지 않아서 백지의 필기용지 상에서는 마킹(marking) 성능이 떨어진다는 과제를 가지고 있다.

한편, 일본 특허공개 제 92-258677 호 공보에는 산화티탄의 응집 침강을 방지하기 위해서 산화티탄 대신에 내부에 2개 이상의 빈 구멍을 가지는 중공 입자를 함유시켜서 은폐 효과를 발휘시킬 수 있는 마킹 펜 또는 수정용 수성 잉크가 기재되어 있다.

그러나, 이 수성 잉크에서 사용하는 중공 입자는 은폐 효과를 갖지만, 산화티탄보다도 은폐 효과가 아직 낮다는 과제가 있고, 또한 중공 입자의 첨가량을 증량시켰을 경우에는 분산이 불량해 진다는 과제가 있다.

본 발명은 상기 종래 기술의 과제를 감안하여 이를 해소하고자 하는 것으로, 우수한 백색 은폐제인 산화티탄 입자의 분산성을 향상시킴으로써 필기 묘선의 내수성 및 내후성을 향상시키고, 농도가 짙은 필기 용지에서도 양호하게 포스터칼라 색조의 선명한 필기 묘선을 얻을 수 있으며, 게다가 장기 보존에 있어서도 산화티탄 입자의 응집이나 침강 분리 등의 열화를 억제하고, 동시에 잉크의 추종성이 양호하여 연속 필기가 가능한 수성 볼펜용 백색 안료 잉크를 제공하는 것이다.

발명의 요약

본 발명자들은 상기 종래 기술의 과제에 대하여 예의 검토한 결과, 특정 물성의 산화티탄과, 특정한 성분 등을 함유시킴으로써, 상기 목적하는 수성 볼펜용 백색 안료 잉크를 얻는 데에 성공하여 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.

즉, 본 발명의 수성 볼펜용 백색 안료 잉크로는 다음의 (1) 내지 (4)의 잉크가 있다:

(1) 흡유량이 25(g/100g)이하이면서 평균 입경이 400nm 이하인 산화티탄, 수용성 수지, 증점제, 물 및 극성 용제를 함유하여 이루어진 것을 특징으로 하는 수성 볼펜용 백색 안료 잉크.

(2) 안료, 수지 에멀젼, 중공 수지 에멀젼 및 이들 수지 에멀젼을 염착(染着)하여 수득된 의사(擬似) 안료로부터 선택되는 1종 이상의 보색 착색제를 첨가하여 이루어진 상기 (1)에 기재된 수성 볼펜용 백색 안료 잉크.

(3) 잉크의 점도가 500mPa·s 내지 5000mPa·s 인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 수성 볼펜용 백색 안료 잉크.

(4) 수용성 수지가 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 스티렌, 아크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르에서 선택되는 1종 이상의 단량체의 중합체 및/또는 이들의 공중합체로 이루어진 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 수성 볼펜용 백색 안료 잉크.

본 발명은 백색이나 포스터칼라 등의 발색성이 강한 묘선(描線)을 필기 용지의 색조에 관계없이 얻을 수 있고, 또한 필기구나 타이프라이터, 복사기 등으로 인쇄된 묘선을 은폐 수정할 수 있는 수성 볼펜용 백색 안료 잉크에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 장기 보관시에도 산화티탄의 침강을 억제하고, 동시에 잉크의 추종성(追從性)이 양호하여 연속 필기가 가능한 수성 볼펜용 백색 안료 잉크에 관한 것이다.

이하에서는, 본 발명의 실시 형태를 상세히 설명한다.

본 발명의 수성 볼펜용 백색 안료는 흡유량이 25(g/100g) 이하이면서 평균 입경이 400nm 이하인 산화티탄, 수용성 수지, 증점제, 물 및 극성 용제를 함유하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용되는 산화티탄은 필기 묘선에 은폐성을 부여하는 백색 안료로 사용하는 것이다.

산화티탄의 입자를 균일하게 세세히 분산시키면, 묘선의 은폐성, 백색성, 내수성 및 내광성이나, 잉크 자신의 시간 경과에 따른 안정성을 향상시킬 수 있다. 산화티탄 입자의 분산성은 입자 표면의 처리 상태에 따라서 크게 영향받으며, 간이적인 분산성을 향상시키는 처리로서 실리카나 알루미나에 의한 무기적인 흡착 처리나 유기적인 코팅 처리가 통상적으로 행해지고 있다.

이 처리에 의해 형성된 입자의 표면 상태는 흡유량에 크게 영향을 미치는데, 예를 들면 실리카나 알루미나 흡착 코팅층이 많아져 다공질 층을 형성했을 경우에는 큰 값의 흡유량 값을 나타내며, 흡유량 값이 큰 경우에는 입자끼리의 흡착에 의한 응집이나 코팅층의 이탈에 의해 분산성이 불량해 져서, 장기간의 분산성에는 적합하지 않다.

또한, 산화티탄 입자 자신을 잘게 일차 입자까지 분쇄하여, 그 일차 입자의 입경이 작으면 침강하기 어려워지지만, 가시광의 파장보다 입자 자신이 너무 작으면 은폐력이 저하되어 백색 안료로서의 능력이 저하되어 버리게 된다.

본 발명은 상기 산화티탄의 분산성 및 은폐력에 대하여, 입자의 표면 상태 및 입경 등을 더욱 상세히 검토한 결과, 흡유량이 25(g/100g) 이하이면서 평균 입경이 400nm 이하인 물성을 갖는 산화티탄을 사용함으로써 상기 분산성 및 은폐력 문제 등을 해결하여, 목적하는 잉크를 수득할 수 있음을 판명한 것이다.

즉, 흡유량이 25(g/100g) 이하인 물성을 갖는 산화티탄은 흡착 코팅층이 안정하게 되어 입자끼리의 흡착에 의한 응집이 방지되고, 동시에 코팅층의 이탈에 의해 분산성이 불량해지지도 않으므로 장기 분산성도 우수하다. 또한, 분산제로서 후술하는 수용성 수지를 사용함으로써 분산성의 대폭적인 향상을 발휘할 수 있게 된다.

또한, 평균 입경이 400nm 이하인 산화티탄은 백색 안료로서의 은폐력을 가지며, 내침강 억제 효과가 있다. 바람직하게는, 은폐력을 얻기 위해서는 최저 100nm 이상의 입경을 갖는 것이 바람직하다.

이러한 물성을 만족시키는 산화티탄으로서는, 예를 들면, 듀퐁사(Du Pont ＆ Co.)에서 제조한 타이퓨어(Tipure) R-706(흡유량 13, 입경 260nm), 타이퓨어 R-700(흡유량 13, 입경 270nm), 타이퓨어 R-902(흡유량 16, 입경 320nm), 티탄 공업사(Titan Ind. Co., Ltd.)에서 제조한 KR-270(흡유량 21, 입경 300nm), KA-30(흡유량 23, 입경 300nm), 데이카사(Tayca Corporation)에서 제조한 JR-300(흡유량 18, 입경290nm), JR-603(흡유량 21, 입경 280nm), JR-809(흡유량 22, 입경 230nm), 이시하라산교사(Ishiwara Sangyo Kaisha, Ltd.)에서 제조한 A-100(흡유량 22, 입경 150nm), R-580(흡유량 19, 입경 280nm), R-830(흡유량 21, 입경 250nm), CR-50(흡유량 18, 입경 250nm), CR-97 (흡유량 19, 입경 250nm), 후지 티탄사(Fuji Titan Co., Ltd.)에서 제조한 TA-100(흡유량 22, 입경 300nm), TR-600(흡유량 19, 입경 300nm), TR-900(흡유량 18, 입경 300nm), 사카이 화학사(Sakai Chemical Industry Co., Ltd.)에서 제조한 R-310(흡유량 21, 입경 200nm), R-61N(흡유량 22, 입경 260nm), 후루카와 기카이 긴조쿠사(Furukawa Kikai Kinzoku)에서 제조한 FR-22(흡유량 24, 입경 250nm), FR-88(흡유량 24, 입경 190nm) 등을 들 수 있으며, 이들 종류에서 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

또한, 산화티탄의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 조성물 전량에 대하여 10 내지 50 중량%가 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 15 내지 30중량%이다.

또한, 본 발명에서 규정하는 「흡유량」이란, 산화티탄 2g을 유리판 상에 칭량하여 아마인유를 소량씩 적하하고, 금속 주걱으로 균일하게 이기고, 아마인유와 산화티탄의 혼합물이 덩어리 형상이 되어 성형성을 갖기까지의 아마인유의 첨가량을 산화티탄 100g으로 하여 환산한 값이다.

또한, 「평균 입경」이란, 전자 현미경으로 실제의 입자를 측정하여 검산하는 방법과, 수중에 혼합 교반시킨 티탄 입자를 광자 상관법에 의해 입도(粒度) 분포측정기를 이용하여 측정한 값이다.

본 발명에서 사용되는 수용성 수지는 산화티탄의 분산 안정제로서 사용하는 것이다.

흡유량이 작은 산화티탄은 친수성 수용성 수지를 흡착하기 쉽고, 흡착한 산화티탄 입자는, 증점제 등에 의해서 점성을 부여받은 잉크계에서 침강이나 응집의 방지가 더욱 향상되게 된다.

본 발명에서는, 사용하는 수용성 수지 중에서도, 아크릴계 수지가 바람직하며, 그 중에서도 특히 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 스티렌, 아크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르 등에서 선택된 1종 이상의 단량체 중합체 및/또는 이들의 공중합체로 이루어진 수용성 수지가 바람직하다.

이러한 수지의 구체예로서는, 예를 들면, 죤크릴(Joncryl) J61J(스티렌-아크릴산 에스테르-아크릴산 공중합체의 암모니아 수용액), 죤크릴 J62(스티렌-아크릴산 에스테르-아크릴산 공중합체의 암모니아 수용액), SMA-1440H(스티렌-말레산 공중합체 암모니아 수용액), 쥴리머(Julimer) AT-210(메타크릴산 에스테르 공중합체)등을 들 수 있으며, 1종류 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

분산용 수용성 수지의 사용량은, 첨가하는 산화티탄 중량에 대해 60 중량% 이하가 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 0.1 내지 20 중량%이다.

본 발명에서 사용되는 증점제는 산화티탄의 침강을 억제하거나 볼펜용 잉크로서 적당한 유동성을 부여하기 위해서 사용되는 것이지만, 수성 잉크에 있어서 산화티탄이나 후술하는 수지 에멀젼 등의 보색 착색 안료와 병용하여도 그 효과가 저감되지 않는다는 성질을 가지고 있는 것을 선택할 필요가 있다.

구체적으로는, 천연 다당류계에서는 종자 다당류인 구아 검, 로커스트빈 검, 갈락토만난, 펙틴 및 그의 유도체, 사일륨 시드(psyllium seed) 검, 타마린드(tamarind) 검, 미생물계의 크산탄 검, 레오잔(rheozan) 검, 람잔(rhamsan) 검, 웰란(welan) 검, 겔란(gellan) 검 등, 해초 다당류인 카라기난, 알긴산 및 그 유도체, 수지 다당류인 트라가간트 검, 셀룰로즈 및 그의 유도체이고, 합성 고분자계에서는 폴리아크릴산이나 그의 가교형 공중합체, 폴리비닐알콜, 폴리비닐 피롤리돈 및 그의 유도체, 폴리비닐메틸에테르 및 그의 유도체 등을 들 수 있다.

또한, 미생물계의 검은 강한 점성 부여 효과와 장기간 보존하여도 그 물성이 안정되어 있다는 특징을 갖지만, 잡균의 번식성이나 미분말 안료의 응집성이 강한 경향이 있다. 또한, 폴리아크릴산이나 가교형 공중합체는 안료의 응집성이나 잡균의 번식성에 대하여 안정한 특징을 갖지만, 점성 부여성은 천연 다당류에 뒤떨어지는 경향이 있다.

따라서, 잉크 성분 중의 산화티탄이나 후술하는 보색 착색 안료의 첨가량 및 종류에 따라 상기 증점제 중에서 1종류 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

증점제의 사용량은 잉크 조성물 전량에 대하여 0.1중량% 내지 1.5중량%인1333 것이 바람직하다. 증점제의 종류별로 첨가량이 상이한데, 천연 다당류계에서는 0.1중량% 내지 0.8중량%가 바람직하며, 합성 고분자계에서는, 0.1중량% 내지 1.5중량%가 바람직하다.

증점제의 양이 0.1 중량% 미만이면, 산화티탄 입자가 침강하기 쉽고, 1.5 중량%를 넘으면, 잉크의 유동성이 저하되고 잉크의 추종성 불량에 따른 필기 불량이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다.

유동성의 판정은 잉크 점성으로 판단할 수 있는데, 예를 들면 일반적인 회전점도계인 E형 점도계(25℃)로 측정한 수치보다, 산화티탄 입자의 침강 억제에는 1rpm 에서의 점성값이 500mPa·s 이상이 필요하고, 이 점성값 범위의 점성을 부여하기 위해서는, 상기 증점제의 첨가량이 필요하게 된다. 또한, 점성값이 5000mPa·s를 넘으면, 잉크의 유동성이 저하되고, 잉크의 추종성이나 볼펜의 펜 선단부로부터 필기 용지로의 공급성이 나빠지기 때문에, 증점제의 첨가량을 억제해야만 한다.

본 발명에서 사용되는 보색 착색 안료는 산화티탄 입자의 바탕색인 백색을 더욱 보강하고/하거나 백색 이외의 색을 조색(調色)하여 제작하기 위해 사용하는 것이지만, 안료 자신은 내수성이나 내후성이 우수하고, 반영구적인 필기 묘선을 제공할 수 있다.

사용되는 안료 종류로서는, 예를 들면, 카본 블랙, 티탄블랙, 산화아연, 철단(鐵丹), 산화크롬, 철흑(鐵黑), 코발트 블루, 산화철황, 비리디안, 황화아연, 리트폰, 카드뮴 옐로, 주홍(朱), 카드뮴 레드, 크롬 옐로우, 몰리브데이트 오렌지, 아연 크로메이트, 스트론튬 크로메이트, 화이트 카본, 점토, 활석, 군청(群靑), 침강성 황산 바륨, 바라이트 분말, 탄산 칼슘, 연백(鉛白), 감청(紺靑), 망간 바이올렛, 알루미늄 분말, 브론즈 분말 등의 무기 안료를 들 수 있다.

또한, C. I. PIGMENT YELLOW 34, C. I. PIGMENT RED l04, C. I. PIGMENT BLUE 27, C. I. PIGMENT BLUE 17, C. I. PIGMENT RED 81, C. I. PIGMENT VIOLET 1, C. I. PIGMENT BLUE 1, C. I. PIGMENT VIOLET 3, C. I. PIGMENT RED 53, C. I. PIGMENT RED 49, C. I. PIGMENT RED 57, C. I. PIGMENT RED 48, C. I. PIGMENT YELLOW 3, C. I. PIGMENT YELLOW 1, C. I. PIGMENT YELLOW 74, C. I. PlGMENT YELLOW 167, C. I. PIGMENT YELLOW 12, C. I. PIGMENT YELLOW 14, C. I. PIGMENT YELLOW 17, C. I. PIGMENT YELLOW 13, C. I. PIGMENT YELLOW 55, C. I. PIGMENT YELLOW 83, C. I. PIGMENT ORANGE 16, C. I. PIGMENT ORANGE 13, C. I. PIGMENT ORANGE 5, C. I. PIGMENT RED 38, C. I. PIGMENT RED 22, C. I. PIGMENT RED 5, C. I. PlGMENT RED 146, C. I. PIGMENT RED 245, C. I. PIGMENT VIOLET 50, C. I. PIGMENT BLUE 15, C. I. PIGMENT GREEN 7, C. I. PIGMENT YELLOW 95, C. I. PIGMENT YELLOW 166, C. I. PIGMENT VIOLET 19, C. I. PIGMENT VIOLET 23 등의 유기 안료를 들 수 있고, 또한 스티렌, 아크릴산, 아크릴산 에스테르, 메타크릴산, 메타크릴산 에스테르, 아크릴로니트릴, 올레핀계 단량체를 중합하여 수득되는 수지 에멀젼이나, 잉크중에서는 팽윤하여 부정형이 되는 중공 수지 에멀젼, 또는 이들 에멀젼 자신을 착색제로서 염착하여 수득되는 염착 수지 입자로 이루어진 유기 다색 안료 등을 들 수 있다.

본 발명에서는, 이들 보색 착색 안료 중에서 1종류 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 보색 착색 안료의 사용량은 잉크 조성물 전량에 대하여 0.5 중량% 내지 10 중량%인 것이 바람직하다.

또한, 상기 산화티탄 입자의 바탕색인 백색을 더욱 보강하는 백색 안료가 되는 수지 에멀젼, 중공 수지 에멀젼의 평균 입경은 200nm 내지 800nm인 것이 바람직하며, 또한 이들 사용량은 조성물 전량에 대해 5 내지 25 중량%인 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 극성 용제는 수성 볼펜용 잉크로서, 여러가지의 품질, 예를 들면, 펜 끝에서의 잉크 건조 방지, 저온시에서의 동결 방지 등의 목적으로 사용될 수 있다.

구체적으로는, 전체 잉크 조성물에 대해 중량비로 10% 이상, 바람직하게는 40% 이상의 수분을 갖는 것이 바람직하다.

극성 용제로서는, 예를 들면, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 티오디글리콜, 글리세린, 디글리세린, 2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸포름아미드, 디메틸이미다졸리디논 등의 보습성을 가지는 수용성의 것을 1종 내지 여러 종 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 물은 용제로 사용하는 것이며, 정제수 등을 들 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 필요에 따라서, 기타 첨가제로서, 예를 들면 암모니아, 요소, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 트리폴리인산 나트륨, 탄산 나트륨 등의 탄산이나 인산의 알칼리 금속염, 수산화 나트륨 등 알칼리 금속의 수산화물 등의 pH 조정제, 페놀, 나트륨 오마딘, 펜타클로로페놀 나트륨, 1, 2-벤즈이소티아졸린-3-온, 2,3,5,6-테트라클로로-4-(메틸설포닐)피리딘, 벤조산 나트륨 등 벤조산이나 소르브산이나 디하이드로아세트산의 알칼리 금속염, 벤즈이미다졸계 화합물 등의 보존제 또는 방미제(防黴劑), 벤조트리아졸, 디시클로헥실암모늄 나이트라이트, 디이소프로필암모늄 나이트라이트, 트릴트리아졸 등의 녹 방지제, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르 등 폴리옥시에틸렌이나 폴리옥시프로필렌 또는 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌의 유도체, 테트라글리세릴 디스테아레이트 등 글리세린이나 디글리세린 또는 폴리글리세린의 유도체, 소르비탄 모노올레이트 등 소르비탄 유도체, 퍼플루오로알킬인산에스테르 등 불소화알킬기를 갖는 계면 활성제, 디메틸폴리실록산의 폴리에틸렌 글리콜 부가물 등의 폴리에테르 변성 실리콘, 리놀산 칼륨, 리시놀산 나트륨, 올레산 칼륨 등의 윤활제 및 습윤제중 1종 이상을 첨가하여 사용할 수 있다.

이들 윤활제 및 습윤제로서 예시한 계면 활성제는, 안료나 산화티탄 입자도 분산 안정화시키는 기능도 갖지만, 고급 지방산 아미드의 알킬화 설폰산염, 알킬알릴설폰산 염 등의 음이온계 계면 활성제나, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산, 아크릴산 공중합체, 아크릴메타크릴산계 수지, 스티렌아크릴계 수지, 말레산 수지, 스티렌말레산계 수지 등의 수용성 고분자를 분산제로서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 수성 볼펜용 백색 안료 잉크를 제조하기 위해서는, 종래부터 공지된 여러가지 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 상기 각 성분을 배합하여, 디졸버(dissolver) 등의 교반기로 혼합 교반함으로써, 또한 볼 밀이나 3중 롤 등에 의해 혼합 분쇄한 후, 원심분리나 여과에 의해서, 안료 입자나 산화티탄 입자중 거칠고 큰 입자, 및 미용해물, 혼입 고형물을 제거함으로써 용이하게 수득할 수 있다.

이하에서는, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것이 아니다.

실시예 1

흡유량 24, 입경 260nm의 물성을 지닌 산화티탄[타이페이크(Tipaque) R-820(이시하라산교사 제조)]을 사용하고, 하기 조성 성분을 교반한 후 여과하여, 수성 볼펜용 잉크를 조제하였다.

산화티탄(타이페이크 R-820) 30.0 중량부

수용성 수지

(스티렌 아크릴 수지 J-780 죤슨 폴리머사

(Johnson Polymer Co., Ltd. ) 제조) 2.0 중량부

프로필렌 글리콜 10.0 중량부

크산탄 검 0.5 중량부

올레산 칼륨 0.5 중량부

정제수 57.0 중량부

실시예 2

흡유량 22, 입경 150nm의 물성을 지닌 산화티탄[타이페이크 A-100(이시하라산교사 제조)]을 사용하고, 하기 조성 성분을 교반한 후 여과하여, 수성 볼펜용 잉크를 조제하였다.

산화티탄(타이페이크 A-100) 30.0 중량부

수용성 수지

(스티렌 아크릴 수지 J-780 죤슨 폴리머사 제조) 2.0 중량부

프로필렌 글리콜 10.0 중량부

크산탄 검 0.5 중량부

올레산 칼륨 0.5 중량부

정제수 57.0 중량부

실시예 3

흡유량 22, 입경 150nm의 물성을 지닌 산화티탄[타이페이크 A-100(이시하라산교사 제조)]를 사용하고, 또한 유기 백색 안료인 중공 수지 에멀젼(평균 입경 400nm)을 보색 착색제로 사용하여 하기 조성 성분을 교반한 후 여과하여, 수성 볼펜용 잉크를 조제하였다.

산화티탄(타이페이크 A-100) 30.0 중량부

수용성 수지

(스티렌 아크릴 수지 J-780 죤슨 폴리머사 제조) 2.0 중량부

중공수지 에멀젼

(로페이크 OP-62 : 수지 고형분 37.5%) 40.0 중량부

프로필렌 글리콜 10.0 중량부

크산탄 검 0.5 중량부

올레산 칼륨 0.5 중량부

정제수 17.0 중량부

실시예 4

흡유량 24, 입경 260nm의 물성을 지닌 산화티탄[타이페이크 R-820(이시하라산교사 제조)]을 사용하고, 또한 보색 착색 안료을 사용하고, 하기 조성 성분을 교반한 후 여과하여, 수성 볼펜용 잉크를 조제하였다.

산화티탄(타이페이크 R-820) 30.0 중량부

수용성 수지

(스티렌 아크릴 수지 J-780 죤슨 폴리머사 제조) 2.0 중량부

프로필렌 글리콜 10.0 중량부

크산탄 검 0.5 중량부

올레산 칼륨 0.5 중량부

락티민 칼라 GreenFLBConc(다이니치세이카사

(Dainichiseika Color ＆ Chemicals MFG Co., Ltd.)제조) 15.0 중량부

정제수 42.0 중량부

실시예 5

흡유량 24, 입경 260nm의 물성을 지닌 산화티탄[타이페이크 R-820(이시하라산교사 제조)]을 사용하고, 또한 보색 착색 안료로서 유기 백색 안료인 중공 수지 에멀젼(평균 입경 400nm) 등을 첨가한 하기 조성 성분을 교반한 후 여과하여, 수성 볼펜용 잉크를 조제하였다.

산화티탄(타이페이크 R-820) 20.0 중량부

수용성 수지

(스티렌 아크릴 수지 J-61 죤슨 폴리머사 제조) 2.0 중량부

중공수지 에멀젼

(로페이크 OP-62: 수지 고형분 37.5%) 30.0 중량부

프로필렌 글리콜 10.0 중량부

로커스트빈탄 검 0.5 중량부

올레산 칼륨 0.5 중량부

락티민 칼라 GreenFLBConc(다이니치세이카사 제조) 15.0 중량부

정제수 22.0 중량부

비교예 1

흡유량 40, 입경 240nm의 물성을 지닌 산화티탄[타이페이크 R-780-2(이시하라산교사 제조)]을 사용하고, 하기 조성 성분을 교반한 후 여과하여, 수성 볼펜용 잉크를 조제하였다.

산화티탄(타이페이크 R-780-2) 30.0 중량부

수용성 수지

(스티렌 아크릴 수지 J-780 죤슨 폴리머사 제조) 2.0 중량부

프로필렌 글리콜 10.0 중량부

크산탄 검 0.5 중량부

올레산 칼륨 0.5 중량부

정제수 57.0 중량부

비교예 2

흡유량 23, 입경 500nm의 물성을 지닌 산화티탄[KA-10(티탄공업 제조)]을 사용하고, 하기 조성 성분을 교반한 후 여과하여, 수성 볼펜용 잉크를 조제하였다.

산화티탄(KA-10) 30.0 중량부

수용성 수지

(스티렌 아크릴 수지 J-780 죤슨 폴리머사 제조) 2.0 중량부

프로필렌 글리콜 10.0 중량부

크산탄 검 0.5 중량부

올레산 칼륨 0.5 중량부

정제수 57.0 중량부

비교예 3

흡유량 26, 입경 500nm의 물성을 지닌 산화티탄[KA-80(티탄공업 제조)]을 사용하고, 하기 조성 성분을 교반한 후 여과하여, 수성 볼펜용 잉크를 조제하였다.

산화티탄(KA-80) 30.0 중량부

수용성 수지

(스티렌 아크릴 수지 J-780 죤슨 폴리머사 제조) 2.0 중량부

프로필렌 글리콜 10.0 중량부

크산탄 검 0.5 중량부

올레산 칼륨 0.5 중량부

정제수 57.0 중량부

비교예 4

흡유량 24, 입경 260nm의 물성을 지닌 산화티탄[타이페이크 R-820(이시하라산교사 제조)]을 사용하고, 수용성 수지를 첨가하지 않은 하기 조성 성분을 교반한 후 여과하여, 수성 볼펜용 잉크를 조제하였다.

산화티탄(타이페이크 R-820) 30.0 중량부

프로필렌 글리콜 10.0 중량부

크산탄 검 0.5 중량부

올레산 칼륨 0.5 중량부

정제수 59.0 중량부

비교예 5

흡유량 24, 입경 260nm의 물성을 지닌 산화티탄〔타이페이크 R-820(이시하라산교사 제조)〕를 사용하여 수용성 수지를 첨가하지 않고서 보색 착색 안료를 첨가한 하기 조성 성분을 교반한 후 여과하여 수성 볼펜용 잉크를 조제하였다.

산화티탄(타이페이크 R-820) 30.0 중량부

프로필렌 글리콜 10.0 중량부

로커스트빈 검 0.5 중량부

올레산 칼륨 0.5 중량부

락티민칼라 GreenFLBConc(다이니치세이카사 제조) 15.0 중량부

정제수 44.0 중량부

상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5에서 수득된 잉크에 대하여 하기 시험 방법으로 산화티탄의 평균 입경, 잉크의 점성값, 잉크 발색성 및 잉크 추종성 시험을 하였다. 이들 결과를 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.

(산화티탄의 평균 입경)

(1) 잉크 조제후, 1주일 이내에 광자 상관법을 이용한 NICOMP 370(노자키산교사(Nozaki ＆ Co, Ltd.) 제조)를 사용하여 평균 입경을 측정하였다.

(2) 잉크 조제후, 실온에 6개월 방치한 후, 초기(상기 (1))와 동일한 방법으로 입경을 측정하였다.

(잉크의 점성값)

(1) 잉크 조제후, 1주일 이내에 EMD형 점도계(도우키산교(Toki Sangyo Co.) 제조)을 사용하고, 1rpm의 점성값을 측정하였다.

(2) 잉크 조제후, 실온에 6개월 방치한 후, 초기(상기 (1))와 동일한 방법으로 점성값을 측정하였다.

(잉크의 발색성)

잉크를 중계심(中繼芯)이 없는 내경 3.5mm, 길이 100m의 폴리프로필렌제 잉크 수납관과, 0.7mm의 볼 직경을 갖는 스테인레스제 펜 끝으로 이루어진 리필(refill)에, 잉크를 충전하여 평가용 볼펜체 A를 시험제작하였다.

이 평가용 볼펜체 A를 사용하여 제록스 M지(흡수지)와, 흑색 코팅지(비흡수지)와, 흑화용지(흡수지: 시코쿠 제지사(Shikoku Paper Co., Ltd.)에서 제조한 뉴 칼라(New Color) No. 418)에 각각 필기하여, 그 필기묘선의 발색성을 육안에 의해 하기 평가기준으로 평가하였다.

잉크 발색성의 평가기준은 하기와 같은 5단계 평가로 하였다.

○ : 선명한 발색성을 얻었다.

● : 발색성은 양호하지만, 은폐성이 약간 떨어진다.

△ : 빛깔이 가라앉아, 필기용지의 바탕색을 확인할 수 있다.

▲ : 발색성이 떨어져 필기용지의 바탕색을 확인할 수 있다.

× : 묘선을 거의 확인할 수 없다.

(잉크의 추종성)

상기 시험제작용 볼펜체 A를 사용하여, 손으로 빠르게 나선형으로 그려 얻어진 묘선으로부터, 잉크 끊김성이나 선 깨짐성의 유무를 하기 평가기준으로 육안에 의해 평가하였다.

평가기준

◎ : 전혀 없다

○ : 근소하게 있다

△ : 조금 있다

× : 매우 많다

	평균 입경(nm)	점성값(mPa′s)
	초기	6개월후	초기	6개월후
실시예 1	280	307	1066	1180
실시예 2	166	177	1853	2050
실시예 3	482	501	2410	2220
실시예 4	325	358	1520	1780
실시예 5	475	496	2360	2670
비교예 1	660	841	4730	6880
비교예 2	683	815	1190	2750
비교예 3	910	1220	2460	3820
비교예 4	572	1053	2100	4026
비교예 5	744	1401	2830	6580

(표 1의 고찰)

상기 표 1의 결과로부터 명백하듯이, 본 발명의 범위가 되는 실시예 1 내지 5의 잉크는 본 발명의 범위외가 되는 비교예 1 내지 5의 잉크에 비해 시간 경과에 따라 산화티탄 입자의 응집이나 증점성의 변위도가 적고, 안정되어 있다.

	잉크 발색성	잉크 추종성
	제록스M지	흑화용지	코팅지	긁힘성	선 깨짐성
실시예 1	○	●	○	◎	◎
실시예 2	○	●	○	◎	◎
실시예 3	○	○	○	◎	○
실시예 4	○	●	○	◎	◎
실시예 5	○	○	○	◎	○
비교예 1	○	●	○	×	△
비교예 2	●	●	○	△	△
비교예 3	●	●	○	△	△
비교예 4	●	●	○	△	△
비교예 5	●	●	○	×	×

(표 2의 고찰)

상기 표 2의 결과로부터 명백하듯이, 본 발명의 범위가 되는 실시예 1 내지 5의 잉크는 본 발명의 범위외가 되는 비교예 1 내지 5의 잉크에 비해 잉크의 발색성과 잉크 추종성이 양호한 잉크로 판정될 수 있다.

본 발명에 따르면, 산화티탄 입자나 안료 입자를 응집시키는 일 없이, 분산 안정성을 부여하고, 필기 지면의 바탕색을 은폐하여, 어떠한 필기 지면 상에서도 묘선 발색이 우수한 포스터칼라를 지닌 필기 묘선을 수득할 수 있는 수성 볼펜용 백색 안료 잉크가 제공된다.

Claims

흡유량(吸油量)이 25(g/100g)이하이면서 평균 입경이 400nm 이하인 산화티탄, 수용성 수지, 증점제, 물 및 극성 용제를 함유하여 이루어진 것을 특징으로 하는

수성 볼펜용 백색 안료 잉크.
1 항에 있어서,

안료, 수지 에멀젼, 중공 수지 에멀젼 및 이들 수지 에멀젼을 염착(染着)하여 수득된 의사(擬似) 안료로부터 선택되는 1종 이상의 보색 착색제를 첨가하여 이루어진 수성 볼펜용 백색 안료 잉크.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

점도가 500mPa·s 내지 5000mPa·s 인 수성 볼펜용 백색 안료 잉크.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

수용성 수지가 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 스티렌, 아크릴산 에스테르 및 메타크릴산 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체의 중합체 및/또는 이들의 공중합체로 이루어진 수성 볼펜용 백색 안료 잉크.