KR20020084997A - 필기구용 축광함유 잉크조성물 - Google Patents

Abstract

수성볼펜용 필기구에 있어서 낮에 필기시는 물론이며, 밤에도 주간의 日光(일광) 및 야간의 형광등의 빛을 흡수하여 입자내에 흡수한후 빛이 없는 공간에서나 야간에 필기체가 현저히 발광해서 필기내용을 알아볼수 있는 축광성안료를 함유한 필기구용 축광함유잉크조성물에 관한 것이다.

Description

필기구용 축광함유 잉크조성물{light-accumulative type ink composite for writing tool}

본 발명은 일반적으로 잉크를 직접수납해서 필기하는 일반수성볼펜용 축광함유잉크조성물에 관한 것으로, 일조시간 및 실내의 빛을 흡수해서 보관하였다가 야간에 발산해서 그 색상 및 빛을 발산하는 축광함유수성잉크조성물에 관한 것으로 야간에 별도의 빛을 사용않고도 필기되었거나, 언더라인된 부분의 식별이 현저히 가능한 축광함유수성잉크조성물에 관한 것이다.

일반적으로 알려져있는 수성타입의 축광함유잉크조성물은 일반 저점도수성잉크용으로 일반스텐레스제 팁을 사용하는 것은 불가능하였으며, 섬유재질의 팁을 이용하여 축통내에 잉크를 직접 수용시켜 팁을 통해 필기하는방법과, 이런 필기기구내에서는 축광안료의 비중과 입자의 크기로 기인해서 다시 교반운동을 해줘야 함은 물론 일정기간 방치후에 축광안료의 침전에 따른 재분산성이 곤란하게 될뿐만 아니라 팁을 통해 필기되는 형태는 축광안료의 입자의 크기를 충분히 소화해주지 못하면, 필기불능이라는 치명적 문제를 안고있는 것이 사실이다.

이에, 본 발명자는 일반 축광안료의 입자와 비중을 고려해서 수계에서 분산시켜서 일정한 점도를 부여하여 잉크의 침전방지는 물론 일반볼펜용 금속재법을 사용해서도 필기가 가능한 수성타입의 축광함유잉크조성물을 고안하게 된 것이다.

이에 본 발명자는 축광안료의 침강방지를 위해 알맞은 점도범위를 부여하였고, 그 점도범위는 25℃에서 BL형 점도계 Rotor No.3에서 1500~20,000m.Pas(cps)로 유지함으로써 잉크의 침전 및 분리가 발생하지 않게 되는 것을 알게되었고, 또한 점도조절로써 일반 천연점도조절제 및 일반적 합성고분자 다당류가 아닌 고급수성 포리마인 N-vinylacetamide계의 고급수성 포리마를 사용해서 점도를 유지해주는 것이 잉크내에서의 축광안료의 입자 및 비중의 크기를 보존해줄수 있는 유동성이 얻어진다는 것을 알게되었다.

결국, 알맞은 점도를 유지해줌은 물론 그 점도유지제로써 고급수성-포리마를 가해서 점도를 유지해주는 것을 특징으로 하는 것이다.

이하 본발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 야간에 필기체 및 필기된 부분이 식별이 가능하게 하기 위해서 사용되는 축광안료는 CaS:Bi(자청색발광계축광안료군), CaSrS:Bi(청색발광), ZnS:Cu(녹색발광), ZnCdS:Cu(황색~오렌지색계통의 축광안료군)등의 유화물형광체가 알려져 있으며, 그 용도로는 피난유도표지 및 야간표시 그리고 야광시계등의 사용범위가 매우 다양하며, 최근에 알려져 있는 축광성형광체는 MA½O₄로 이루워진 화합물이며, M은 칼슘, 스트론치움, 바륨으로 구성된 군에서 선택되어진 적어도 1개이상의금속원소로 된 화합물을 모결정으로 한 축광성형광체인 것이며 그 평균 입경은 0.1~30㎛인 것이 가정 적당하게 사용되는 것은 물론이며, 본 발명에 사용되는 축광안료는 이를 포함한 어떠한 형태의 구조라도 주간에 빛을 흡수해서 야간에 발산하는 형태의 축광성 기능을 갖는 안료의 형태를 전부포함한다.

또한 본발명의 점도범위인 25℃에서 BL형점도계 Rotor No.3에서 1,500m.Pas(cps)의 점도범위를 유지해주는 잉크조성물이 가장 안전한 축광안료의 침강 및 증집을 막을수 있는 점도범위로써, 만약 그 점도가 25℃에서 BL형점도계 Rotor No.3에서 1500~20,000m.Pas(cps) 이하이면 축광안료의 수성잉크내에서의 침강을 막을수 없으며 25℃에서 BL형점도계 Rotor No.3에서 20,000Pas(cps) 이상의 고점도이면 필기불능이라는 문제를 야기하게 될뿐만 아니라 빠른 필기시의 잉크의 유출이 원활하게 이루어지지 못한다는 문제점을 갖고 있다.

본 발명의 고급수성폴리마로써는 가교형 아크릴산중합체 또는 가교형 N-vinylacetamide계의 고급수성폴리마의 파우다(가루)(평균입경은 1~3㎛정도)를 수계에 0.1~10중량% 직접투입해서 팽윤 및 용해과정을 거쳐 점도를 유지해주는 것이다.

이러한 고급수성폴리마를 사용하지 않고 천연다당류의 증점제를 사용하면 잉크내에서 점도를 알맞게 유지한다해도 유동성이 문제가 되어 축광안료의 침강을 방지하지 못한다는 결론을 알게된 것이다.

이에 잉크내에서의 건조억제 및 보습제로써 사용되는 에칠렌글라이콜, 디에칠렌글라이콜, 트리에칠렌글라이콜, 프로필렌글라이콜, 그리세린, 2-피롤리돈, 디메칠설폭사이드등의 난휘발성의 수용성유기용제의 사용이 필요하며,

보다 다양한 색상의 발현을 내기 위해 사용된 착색제의 종류로써는 안료 및 염료의 사용이 가능하며 그 구체적인 예로써, 먼저 착색안료로써는 C.I PIGMENT YELLOW-1, C.I PIGMENT YELLOW-3, C.I PIGMENT YELLOW-12, C.I PIGMENT YELLOW-65, C.I PIGMENT YELLOW-74, C.I PIGMENT YELLOW-83, C.I PIGMENT RED-53:1, C.I PIGMENT RED-144, C.I PIGMENT ORANGE-17, C.I PIGMENT ORANGE-40, C.I PIGMENT BLUE-15, C.I PIGMENT GREEN-7 등의 유기안료, 카본블랙, 산화치단, 황색산화철, 티탄옐로우, 군청, 감청의 무기안료, 아크릴계수지 입자를 형광으로 발산하는 염료로 착색되어진 형광안료 등의 안료착색제군과 C.I ACID YELLOW-23, C.I FOOD YELLOW-3, C.I ACID RED-18, C.I ACID RED-87, C.I ACID BLUE-9, C.I ACID BLUE-90 등의 산성염료와 C.I DIRECT YELLOW-27, C.I DIRECT YELLOW-50, C.I DIRECT ORANGE-58, C.I DIRECT RED-23, C.I DIRECT BLUE-86 등의 직접염료의 병용사용이 가능하다.

그 이외에 필요에 따라 방부제, 방청제, 계면활성제 및 pH조절제 등의 소량첨가도 가능하다.

이하, 실시예에서 보다 상세하게 설명한다.

(실시예1)

에칠렌글라이콜 : 20중량%(이하, 숫자는 중량%를 의미한다.)

글리세린 : 20

고급수성폴리마 : 0.3

(N-vinylacetamide계 고급수성폴리마)

축광안료 : 9

방청제 : 0.5

방부제 : 0.5

트리에탄올아민 : 1.0

윤활제 : 2.0

물 : 잔부

상기 잉크의 배합조성물을 60℃에서 4시간 가량 교반해준후 점도는 25℃에서, BL형 점도계 Rotor No.3의 조건에서 3,000m.Pas(cps)의 축광함유수성잉크조성물을 얻었다.

(실시예 2)

프로필렌글라이콜 : 20

글리세린 : 20

고급수성폴리마 : 1.0

(N-vinylacetamide계 고급수성폴리마)

축광안료 : 8

방청제 : 0.3

방부제 : 0.3

트리에탄올아민 : 1.5

윤활제 : 1.0

2-피롤리돈 : 10

물 : 잔부

상기 잉크의 배합조성물을 60℃에서 3시간 30분 교반해준후 점도는 25℃에서 BL형 점도계 Rotor No.3의 조건에서 10,000m.Pas(cps)의 축광함유수성잉크조성물을 얻었다.

(실시예3)

프로필렌글라이콜 : 20

글리세린 : 20

고급수성폴리마 : 1.5

(N-vinylacetamide계 고급수성폴리마)

축광안료 : 10

방청제 : 0.5

방부제 : 0.5

트리에탄올아민 : 1.0

윤활제 : 1.0

C.I PIGMENT GREEN-7 : 1.0

물 : 잔부

상기 잉크의 배합조성물을 60℃에서 4시간 30분 교반해준후 점도는 25℃에서 BL형 점도계 Rotor No.3의 조건에서 15,000m.Pas(cps)의 그린색상의 축광함유수성잉크조성물을 얻었다.

(비교예1)

(실시예1)에서 고급수성폴리마인 N-vinylacetamide계 고급수성폴리마를 제외하고 그 양만큼 천연고분자 다당류인 잔탄검을 사용하여 잉크를 동일한 방법으로 제조하여 점도가 25℃에서 BL형 점도계 Rotor No.3의 조건에서 2,700m.Pas(cps)의 그린색상의 축광함유수성잉크조성물을 얻었다.

(비교예2)

(실시예1)에서 고급수성폴리마인 N-vinylacetamide계 고급수성폴리마를 제외하고 잔탄검0.2중량%만 사용하고, 나머지양만큼 물로서 보충해주고 동일한 방법으로 잉크를 제조해서, 점도는 25℃에서 BL형 점도계 Rotor No.3의 조건에서 1,000m.Pas(cps)의 그린색상의 축광함유수성잉크조성물을 얻었다.

(결과)

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 잉크를 아래와 같은 실험을 하였다.

(실험1)

상기 각 실시예 및 비교예에서 얻어진 축광함유수성잉크조성물을 50c/c유리제의 바이알병에 보관해서 실온25±5℃와 향온50±5℃에서 보관후 각각의 외관에 따른 잉크의 침전상태를 확인하였다.

그 실험결과를 아래표1에 나타내었다.

(표-1)

	2주경과후	4주경과후	6주경과후	8주경과후
	25±5℃	50±5℃	25±5℃	50±5℃	25±5℃	50±5℃	25±5℃	50±5℃
	실온	항온	실온	항온	실온	항온	실온	항온
실시예1	Ｏ	Ｏ	Ｏ	Ｏ	Ｏ	Ｏ	Ｏ	Ｏ
실시예2	Ｏ	Ｏ	Ｏ	Ｏ	Ｏ	Ｏ	Ｏ	△
실시예3	Ｏ	Ｏ	Ｏ	Ｏ	Ｏ	Ｏ	Ｏ	△
비교예1	Ｏ	△	△	X	△	X	X	X
비교예2	Ｏ	△	△	X	X	X	X	X

위의 표에서 알수있듯이 고급수성폴리마를 사용한 실시예1 및 실시예2 그리고 실시예3은 실온과 항온에서 각각 축광안료의 침전이 전혀없는 안정한 잉크의 상태를 나타내었으며, 비교예1은 실온에서 4주만에, 항온에서는 2주이후 침전현상을 보였으며, 비교예2도 또한 실온에서는 2주까지는 좋았으나 4주차에 이르러 급격히 침전되어 경시불안정현상을 보여주었으며, 항온조에서는 2주부터 침전의 모습을 나타냈다.

위에서 알수있는 바와 같이 본 발명의 축광함유수성잉크조성물은 잉크를 실온 및 항온에 장기간 보관하여도 수성고급폴리마의 점도유지제에 영향을 받아 축광안료특이의 문제인 침강의 문제를 극력억제할수 있으며 필기성도 윤활한 필기가 가능하고 주간의 필기는 물론 빛이 없는 야간에도 필기체가 빛을 발산하여 육안의 식별이 용이한 축광함유수성잉크조성물에 관한 것이다.

Claims (3)

1. ZnCdS:Cu의 유화축광안료 및 MA½O₄로이루워진 화합물로, M은 칼슘, 스트론치움, 바륨으로 구성된 군에서 선택되어진 적어도 1개이상의 금속원소로 된 화합물을 모결정으로 한 축광성형광체를 사용하며, 그 평균 입경은 0.1~30㎛인 것을 사용하는 축광함유수성잉크조성물.
2. 축광성분의 수성잉크내에서의 침강을 방지하기 위해 축광함유수성잉크의 점도를 25℃에서 BL형점도계 Rotor No.3에서 1,500~20,000m.Pas(cps)의 점도범위를 갖는 축광함유수성잉크조성물.
3. 점도유지제로써 고급수성폴리마를 사용한 청구항2기재의 축광함유수성잉크조성물.