KR20020085002A - 필기구용 파스텔조 수성잉크조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필기구의 수성잉크의 조성물에 관한 것으로 상세하게는 산화치단을 주성분으로 해서 필기면에서의 은폐력을 바탕으로 검은종이를 비롯한 유색지에 선명한 색상의 파스텔조색상의 필기가 가능함은 물론, 일반종이에도 필기가 가능한 파스텔조수성잉크조성물에 관한 것이며, 일반수성타입의 안료 및 염료의 착색제를 첨가하여 유색의 색상의 발현도 가능한 수성타입의 파스텔조잉크조성물에 관한 것으로, 본 발명자느 산화치단의 수용성잉크내에서의 침강방지를 위해 알맞은 점도범위를 부여하였고, 그 점도범위는 25℃의 온도에서 BL형 점도계 Rotor NO.3의 조건에서1,500~20,000m.Pas(cps)로 유지함으로써, 잉크의 침전 및 분리가 발생하지 않게 되는 것을 알게되었고,

여기에 은폐력을 부여하기 위해 사용된 필수성분인 산화치단의 침강을 방지해주는 목적으로 사용된 비중이 아주작은 중공수지에멀젼을 잉크전조성중 고형분기준3~30중량%를 사용하고, 이것을 기준으로 산화치단의 고형분배합량을 중공수지에멀젼 고형분사용량의 4배수±1의 비율로 배합해줌으로써 산화치단의 비중을 극도로 작게해서, 결국에는 산화치단의 침전과 응집이라는 결정적인 문제를 해결할수 있다는 점을 착안하여 본발명을 완성하기에 이른 것이다.

Description

필기구용 파스텔조 수성잉크조성물 {pastel aqueous ink composite for writing tool}

본 발명은 필기구에 충진된 상태에서 필기시 유출되는 수성잉크가 파스텔조의 효과를 낼수 있는 파스텔조수성잉크조성물에 관한것이다.

일반적으로 알려져있는 수성타입의 파스텔조수성잉크조성물은 일반 저점도수성잉크용으로 일반스텐레스제 팁을 사용하는 것은 불가능하였으며, 섬유재질의 팁을 이용하여 축통내에 잉크를 직접수용시켜 팁을 통해 필기하는 방법과 이런 필기기구내에서는 파스텔조색상의 발현을 위해 필수성분인 산화치단의 비중과 입자의 크기로 기인해서 재차, 교반운동을 해줘야 함은 물론이며, 일정기간 방치후에 산화치단의 침전에 따른 재분산성이 곤란하게 될뿐만 아니라 팁을 통해 필기되는 형태는 산화치단의 입자의 크기를 충분히 소화해주지 못하면 필기불능이라는 치명적인 문제를 안고 있는 것이 사실이다

또한 이런문제를 해결하기 위해 점도를 부여한 경우가 있으나. 단순한 점도의 증가에 의해 산화치단의 비중(일반적으로 15℃물을 기준으로 1로 보았을때 산화치단의 비중은 약4정도임)을 장기간에 걸쳐 보존한다는 것은 어려운일이며, 결국잉크내에서 침전이 형성된다는 문제를 갖고 있었다.

본 발명은 파스텔조색상을 발현하는 파스텔조수성잉크조성물로써 일반 필기용지는 물론, 검은색의 종이등의 유색지에 산화치단의 은폐력에 의해 선명한 필조가 얻어지는 것은 물론이고 크리스마스카드 및 장식용, 일반용 필기에도 전혀 손색이 없는 파스텔조색상이 발현되는 수성잉크에 관한것으로 잉크를 장기간 보존하여도 산화치단의 분리 및 침전이라는 문제점을 극력보완한 파스텔조수성잉크조성물을 얻는 것을 목적으로 하는 것으로써,

이에 본 발명자는 산화치단의 수용성잉크내에서의 침강방지를 위해 알맞은 점도범위를 부여하였고 그 점도 범위는 25℃의 온도에서 BL형 점도계 Rotor NO.3의 조건에서1,500~20,000m.Pas(cps)로 유지함으로써 잉크의 침전 및 분리가 발생하지 않게 하였으며, 여기에 은폐력을 부여하기 위해

사용된 필수성분인 산화치단의 침강을 방지해주는 목적으로 사용된, 비중이 아주 작은 중공수지에멀젼을 잉크전조성중 고형분기준3~30중량%를 사용하고, 이것을 기준으로 산화치단의 고형분배합량을 중공수지에멀젼 고형분사용량의 4배수±1의 비율로 배합해줌으로써 산화치단의 비중을 극도로 작게해서, 결국에는 산화치단의 침전과 응집이라는 결정적인 문제를 해결할 수 있다는 점을 본발명을 완성하기에 이른 것이다.

이하 본발명에 대해 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본발명의 파스텔조잉크조성물에서 은폐력을 발휘하는 산화치단의 침강방지를 목적으로 잉크의 점도를 25℃에서 BL형점도계 Rotor No3에서 1,500~20,000m.Pas(cps)로 유지함으로써 잉크의 침전 및 분리가 발생하지 않게 되는 것을 알게 되었고, 점도증진제로는 각종의 공지의 것의 사용이 가능하며, 구체적인 예를 들면 미생물계 다당류 및 그의 유동체 수용성식물계 및 다당류 및 그의 유도체, 수용성동물계다당류 및 그의 유동체가 사용가능하다.

더욱 자세하게는 잔탄검(Xantan-Gum), 구아검(Gua-Gum), 카라키난검, 란잠검등의 천연계 다당류의 사용과 셀룰로즈(Cellose), 덱스트린(Dextrine), 가교형(架橋型)아크릴산중합체, N-vinyl-acet-amide계의 폴리마와 같은 유기합성 점도조절제의 사용으로 그 점도의 범위 조절이 가능하다.

천연다당류 및 고급수용성폴리마등 유기합성품은 물론 공지의 천연 및 합성수용성 증점제를 사용하는 것등, 어느 것의 수용성증점제를 사용하여도 관계가 없으며, 단독 혹은 병용 사용도 가능하며, 여기에 은폐력을 부여하기 위해 사용된 풀수성분인 산화치단의 침강을 방지해주는 비중이 아주 작은 중공수지에멀젼을 잉크전조성중 고형분기준3~30중량%를 사용하고, 이것을 기준으로 산화치단의 고형분배합량을 중공수지에멀젼 고형분사용량의 4배수±1의 비율로 배합해줌으로써 산화치단의 비중을 극도로 작게해서, 결국에는 산화치단의 침전과 응집이라는 결정적인 문제를 해결할 수 있다는 점을 착안하여 본발명을 완성하기에 이른 것이다.

본발명에 사용되는 산화치단은 파스텔조잉크내에서 지면에 대한 은폐효과 및 유색지(특히 검은종이등)에 필기시 지면에 스며들지 않고 색상을 발현할 수 있도록 도와주는 역활을 해 주는 것으로 더욱 상세하게는 은폐력이 매우 우수하고 은폐제로써 사용하여 지면에 표기된 문자등이 지면에 스며들지 않도록 양호하게 지면위를 피복시켜주는 것일 뿐만아니라, 산화치단은 잉크의 착색제 및 은폐제로써 또한 사용되는 것이고, 루틸형과 아나타제형등 각종의 산화치단이 사용가능하다. 구체적으로는 다이톤SR-1, 동R-310, 동R-650, 동R-3L, 동A-110{이상, 일본의 계화학공업(주)제[堺化學工業(株)製], 다이펙R-550, 동R-580, 동R-615등(이상, 일본의 석원[石原]산업(주)재), 바이엘(Bayal)치단 R-FD-1, 동R-FD-2, 동R-FB-1(이상, Bayal사제)등을 열거가능하며, 이들을 단독 혹은 병용해서 사용하는 일이 가능하며,

본 발명에서 사용하는 중공수지에멀젼은 산화치단의 높은 비중을 감소시키기 위해 사용되는 수용성 수지에멀젼 타입의 수지이며, 공지으 아크릴/스틸렌(acryl/sylene)공중합체, 폴리비닐알콜계, 폴리메타아클리산메칠, 폴리아마이드계, 폴리스틸렌계, 폴리염화비닐 등이 열거가능하고 더 좋은 것은 아크릴/스틸렌 공중합체이다.

통상 배색을 띄는 중공수지입자의 메멀젼이 사용되지만 사용되는 대표적인 입자의 크기는 0.3~2.0㎛의 크기가 사용되는 것이 좋으며, 그 사용배합량은 잉크전조성중 3~30중량%의 사용이 가장좋다.

본 발명의 잉크내에서의 건조억제 및 보습제로서 사용되는 에칠렌글라이콜(Ethylene-Glycole), 디에칠렌글라이콜(Diethylene-Glycole), 트리에칠렌그라이콜(Triethylene-Glycole), 프로필렌글라이콜(Propylene-Glycole), 그리세린(Grycerine), 2-피롤리돈(Pyrolidone), 디메칠설폭사이트(Dimethylsulfoxide) 등의 난휘발성의 수용성유기용제의 사용이 가능하며,

또한 본 발명에서는 공지의 수용성 산성염료 및 염기성 염료 그리고 직접염료으 사용에 따른 다양한 색상의 발현이 가능하며, 그 구체적인 예로서는 C.I ACID YELLOW-23, C.I FOOD YELLLOW-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 사용가능하며, 착색안료로서 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 안료착색제군의 사용이 가능하며, 기타 필요에 따라 방부제 및 방청제, 윤활제, pH조절제 등의 첨가하는 일이 가능하다.

다음에 본 발명을 실시예에 의해 상세하게 설명한다.

(실시예 1)

증점제(카라키난검) : 1.0중량%(이하, 숫자는 중량%를 의미한다)

그리세린 : 15

폴리에틸렌글라이콜 : 15

방부제 : 0.3

방청제 : 0.5

산화치단(TiO²) : 24(고형분 기준)

중공수지에멀젼 : 6(고형분 기준)

황색안료 : 5(고형분 기준)

물 : 잔부

위의 잉크배합조성물을 배합한 후 교반해서 25℃에서 BL형 점도계 Rotor No.3에서 4,200m.Pas(cps)의 황색파스텔조수성잉크조성물을 얻었다.

(실시예2)4

증점제(구아검) : 0.5(이하, 숫자는 중량%를 의미한다.)

증점제(잔탄검) : 0.1

그리세린 : 15

폴리에틸렌글라이콜 : 15

방부제 : 0.3

방청제 : 0.5

산화치단(TiO²) : 20(고형분 기준)

중공수지에멀젼 : 5.2(고형분 기준)

청색안료 : 4.5(고형분 기준)

물 : 잔부

위의 잉크배합조성물을 배합한 후 교반해서 25℃에서 BL형점도계 Rotor No.3에서 5,000mPas(cps)의 청색파스텔조수성잉크조성물을 얻었다.

(실시예3)

증점제(키산탄검) : 1.6(이하, 숫자는 중량%를 의미한다.)

그리세린 : 15

폴리에틸렌글라이콜 : 15

방부제 : 0.3

방청제 : 0.5

산화치단(TiO²) : 25(고형분 기준)

중공수지에멀젼 : 6.4(고형분 기준)

적색안료 : 5(고형분 기준)

물 : 잔부

위의 잉크배합조성물을 배합한 후 교반해서 25℃에서 BL형 점도계 Rotor No.3에서 8,500m.Pas(cps)의 적색파스탤조수성잉크조성물을 얻었다.

(비교예1)

증점제(카라키난검) : 1.0

그리세린 : 15

폴리에틸렌글라이콜 : 15

방부제 : 0.3

방청제 : 0.5

산화치단(TiO²) : 40(고형분 기준)

중공수지에멀젼 : 5(고형분 기준)

황색안료 : 5(고형분 기준)

물 : 잔부

위의 잉크배합조성물을 배합한 후 교반해서 25℃에서 BL형 점도계 Rotor No.3에서 4,2000m.Pas(cps)의 황색파스텔조수성잉크조성물을 얻었다.

(비교예 2)

증점제(카라키난검) : 0.3

그리세린 : 15

폴리에틸렌글라이콜 : 15

방부제 : 0.3

방청제 : 0.5

산화치단(TiO²) : 20(고형분 기준)

중공수지에멀젼 : 5(고형분 기준)

황색안료 : 5(고형분 기준)

물 : 잔부

위의 잉크배합조성물을 배합한 후 교반해서 25℃에서 BL형 점도계 Rotor No.3에서 1,200m.Pas(cps)의 황색파스텔조수성잉크조성물을 얻었다.

(비교예 3)

증점제(카라키난검) : 1.0

그리세린 : 15

폴리에틸렌글라이콜 : 15

방부제 : 0.3

방청제 : 0.5

산화치단(TiO²) : 20(고형분 기준)

중공수지에멀젼 : 20(고형분 기준)

황색안료 : 5(고형분 기준)

물 : 잔부

위의 잉크배합조성물을 배합한 후 교반해서 25℃에서 BL형 점도계 Rotor No.3에서 4,200m.Pas(cps)의 황색파스텔조수성잉크조성물을 얻었다.

위의 실시예 및 비교예를 각각 50ml씩 유리바이알병에 보관한 후 항온조에서 각각 잉크의 경시변화를 24개월을 목표로 관찰했다.

(범례)

◎ 잉크의 침강 전혀 없음

O 잉크의 침강 없음

△ 잉크의 외관에 침강현상보임(산화치단의 침전으로 물층이 보이기 시작)

X 잉크의 분리침강 심함

그 결과를 아래 표 1에 정리하였다.

위의 표에서 알 수 있듯이 실시예1, 실시예2, 실시예3은 산화치단의 분리 및 침강현상이 없었으며, 2개월간의 관찰결과 잉크의 외관의 상태가 매우 좋았으며, 이에 비해 비교예1은 초기 잉크제조시 점도는 알맞은 범위였으나 산화치단의 비율이 너무 높아 결국 침전형산이 나타나고 말았으며, 비교예2의 경우는 산화치단과 중공미립자의 비율은 알맞은 범위에 들었으나 잉크제조시의 점도가 매우 낮은 경우로 침전되었고, 나머지 비교예3은 점도는 안정한 범위를 보였으나, 중공미립자의 배합비율이 너무 높아 중공미립자층이 위로 상승되어 결국, 침전이라는 현상을 피할 수 없다는 결론을 도출하였다.

본 발명의 파스텔조 잉크조성물은 위에서 알 수 있듯이, 이제까지 산화치단의 비중의 차이에 의해 잉크의 장기보관시 침전 및 분리현상을 피할 수 없다는 것에 착안하여 일정한 점도를 유지해주면서 산화치단과 산화치단의 비중을 작게 해주기 위해 사용하는 중공미립자의 비율을 적절히 유지해줌으로써 점도부여만으로 미흡했던 파스텔조수성잉크조성물의 침전현상을 극력억제했다는데 그 의의가 있으며 또한 검은 종이를 비롯한 유색지 그리고 일반 필기용지에도 윤활한 필기가 가능한 수성파스텔조잉크조성물에 관한 것이다.

Claims (3)

1. 산화치단의 수용성잉크내에서의 침강방지를 위해 알맞은 점도범위를 부여하였고, 그 점도범위가 25℃에서 BL형점도계 Rotor N0.3에서 1500~20,000m.Pas(cps)로 유지함으로써 잉크의 침전 및 분리가 발생하지 않는 파스텔조수성잉크조성물.
2. 본발명에 사용하는 중공수지에멀젼은 산화치단의 높은 비중을 감소시키기 위해 사용되는 수용성 수지에멀젼 타입의 수지이며, 그 입자의 크기는 0.3~2.0㎛의 것을 사용하며, 잉크배합시 고형분기준 3중량%의 사용하는 파스텔조수성잉크조성물.
3. 청구항 2의 중공미립자의 사용량을 기준으로 하여 산화치단의 고형분배합량을 중공수지에멀젼 고형분사용량의 4배수±1의 비율로 배합해줌으로써 산화치단의 비중을 극도로 작게 해서, 결국에는 산화치단의 침전과 응집이라는 결정적인 문제를 해결해 주는 파스텔조수성잉크조성물.