KR20050075273A

KR20050075273A - 필기구용 수성 잉크 조성물

Info

Publication number: KR20050075273A
Application number: KR1020040065791A
Authority: KR
Inventors: 우치다타츠미
Original assignee: 가부시키가이샤 돔보 엔피쓰
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2004-08-20
Publication date: 2005-07-20
Also published as: DE602004008868D1; ES2291800T3; EP1555301A1; CN1640961A; US20050155517A1; EP1555301B1; JP2005200547A; TW200523328A; DE602004008868T2

Abstract

본 발명은 적어도 알칼리 가용형 아크릴계 공중합체, 저급 알코올계 용제, 물, 색재로 이루어지는 필기구용 수성 잉크 조성물로서, 알칼리 가용형 아크릴계 공중합체의 분자량 7000 내지 15000, 산가 30 내지 100, 유리 전이점 -10 내지 60℃인 필기구용 수성 잉크 조성물을 제공한다.

외관은 착색 또는 무색의 투명이고, 필적이 투명감과 입체감을 겸비한 필적인 필기구용 수성 잉크 조성물을 제공할 수 있다.

Description

필기구용 수성 잉크 조성물{COMPOSITION OF WATER BASED INK FOR WRITING MATERIALS}

기술 분야

본 발명은, 외관은 착색 또는 무색인 투명한 필기구용 수성 잉크 조성물에 관한 것으로, 특히 해당 잉크 조성물을 사용하여 그린 필적은, 투명감 및 입체감을 겸비한 필적인 필기구용 수성 잉크 조성물에 관한 것이다.

종래의 기술

종래부터 포스터, 일러스트 또는 장식용 분야에서는 필적이 솟아올라서 두툼한 느낌이 있는 것이 요구되어 있는 경우가 있고, 이와 같은 필적을 얻기 위해 여러가지의 잉크 조성물이 제안되어 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1에는 물에 풀어진 소정 기간 재워둔 솟아올라 도드라져보이는 주체로서의 점토와, 에틸 알코올에 풀어진 채색용으로서의 아크릴 그림물감과, 소지(素地) 및 그림물감끼리의 친화성 및 접착성을 높이는 체결재와, 표면 마무리용의 미세입자로 된 화장토를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체용 그림물감이 나타나 있고, 특허 문헌 2에는 유상(油相) 및 수상(水相)으로 이루어지는 유중수형(油中水型) 에멀션에 있어서, 상기 수상으로서 수중유형 수지 에멀션을 사용하는 것을 특징으로 하는 공판(孔版) 인쇄용 에멀션 잉크가 나타내여져 있다. 그리고, 이 공판 인쇄용 에멀션 잉크로 인쇄된 문자는 두툼한 느낌이 주어지는 것이 기재되어 있다. 또한, 특허 문헌 3에는 파라핀을 바인더로서 사용한 것을 특징으로 하는 페인트 잉크 조성물이 개시되어 있고, 해당 페인트 잉크를 두껍게 도포함에 의해 입체적인 표현이나 입체감이 있는 장식을 가능하게 하는 것이 기재되어 있다.

[특허 문헌 1]

특개평3-290473호 공보

[특허 문헌 2]

특개평6-220382호 공보

[특허 문헌 3]

특개2002-285066호 공보

그러나, 이들의 필기구는 투명성이 부족하고, 아직도, 잉크 조성물의 외관은 착색 또는 무색의 투명이고, 필적은 투명감과 입체감을 겸비한 필적인 필기구용 수성 잉크 조성물은 제공되어 있지 않다.

본 발명은 외관은 착색 또는 무색의 투명이고, 필적은 투명감과 입체감을 겸비한 필적인 필기구용 수성 잉크 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는 전술한 과제를 해결하기 위해, 예의 연구를 행한 결과, 적어도 알칼리 가용형 아크릴계 공중합체, 저급 알코올계 용제, 물, 색재로 이루어지는 필기구용 수성 잉크 조성물로서, 그 알칼리 가용형 아크릴계 공중합체가 분자량 7000 내지 15000, 산가 30 내지 100, 유리 전이점 -10 내지 60℃인 필기구용 수성 잉크 조성물인 때, 외관은 착색 또는 무색의 투명이고, 필적은, 투명감과 입체감을 겸비한 필적인 필기구용 수성 잉크 조성물을 제공할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하게 된 것이다.

즉, 본 발명의 필기구용 수성 잉크 조성물은, 그 외관은 착색 또는 무색의 투명이고, 필적은, 투명감과 입체감을 겸비한 필적을 주는 것이다.

실시예

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 사용하는 알칼리 가용형 아크릴계 공중합체란, 아크릴산 에스테르, 스티렌, 아크릴산, 말레산, 메타크릴산 등을 적절히 공중합시킨 것으로, 구조중에 카르복실기 등의 산성기를 가지며, 알칼리 물질의 공존하에서 물에 가용인 공중합체이다. 본 발명에서는, 분자량 7000 내지 15000, 산가 30 내지 100, 유리 전이점 -10 내지 60℃인 것을 20 내지 55중량% 첨가하여 사용한다. 예로서, 아크릴산 메타크릴산 에스테르 공중합체, 폴리아크릴산 에스테르 공중합체, 아크릴산 스티렌 공중합체, 말레산 스티렌 공중합체 등을 들 수 있고, 이들을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용한다. 분자량이 7000 미만이면, 점도가 너무 낮아서 입체적인 필기선을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 필적 자체가 고착되기 어려워진다. 분자량 15000을 넘으면, 소량으로 잉크 점도가 현저하게 증대하여, 충분한 첨가량을 얻을 수 없고, 필적에 충분한 입체감을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 유동성이 나빠진다.

또한, 산가는 30 내지 100의 것을 사용한다. 산가 30 미만이면, 잉크 용매에 용해하기 어려워지고, 백탁하여 투명감이 손상되고, 산가 100을 넘으면, 내수성이 떨어져서, 필기시의 실끌림(Cobwebbing)이 현저하게 된다.

또한, 본 발명에서 사용하는 알칼리 가용형 아크릴계 공중합체의 유리 전이점은 -10 내지 60℃의 것을 사용한다. -10℃ 이하의 경우, 건조 후의 필적에 끈적거림이 생기고, 60℃ 이상의 경우는, 건조 후의 필적에 균열이 생긴다.

이상과 같은 알칼리 가용형 아크릴계 공중합체는, 잉크 전량에 대해 20 내지 55중량% 첨가하여 사용한다. 20중량% 이하의 경우, 입체적인 필기선을 그리는데, 필적 건조 후에 남는 수지분이 불충분하다. 55중량% 이상의 경우는, 잉크 점도가 현저하게 증대하고, 유동성이 나빠진다. 또한, 수지를 가용화하기 위해 사용하는 알칼리 물질로서는 20℃에서 기체인 저급 아민, 즉 암모니아, 모노메틸아민, 모노에틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민에서부터 1종 또는 2종 이상 사용하지만, 빨리 건조되는 것을 고려하면 암모니아가 바람직하다. 알칼리 물질의 첨가는, 수지가 용해하는 pH가 7 내지 10이 되도록 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용하는 용매는 물과 저급 알코올계 용제와의 혼합물이고, 물은 잉크 용매 전체의 20 내지 80중량%의 비율로 사용한다. 물의 첨가량이 20중량% 이하이면, 종이의 종류에도 따르지만 잉크가 지면에 침투하기 쉬워지고, 입체적인 필기선을 그리기가 어렵고, 80중량% 이상이면 사용하는 수지의 산가에도 따르지만 용해하기 어려워진다. 알코올계 용제로서는, 에탄올, 이소프로필 알코올, 노멀프로필 알코올, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 등을 들 수 있고, 이들을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용한다.

본 발명에 사용하는 색재로서는, 통상의 알코올계, 수계의 잉크에 사용하는 염료 또는 안료를 잉크 외관의 투명성을 잃지 않을 정도의 채색에 사용할 수 있고, 구체적으로는, 수성 또는 알코올 가용성의 것, C.I.다이렉트 옐로우44, C.I.다이렉트 옐로우50, C.I.다이렉트 레드84, C.I.다이렉트 레드225, C.I.다이렉트 바이올렛9, C.I.다이렉트 블루2, C.I.다이렉트 그린30 등의 직접 염료, C.I.베이직 옐로우25, C.I.베이직 오렌지2, C.I.베이직 레드9, C.I.베이직 바이올렛3, C.I.베이직 블루1, C.I.베이직 블루9 등의 염기성 염료, C.I.애시드 옐로우1, C.I.애시드 옐로우7, C.I.애시드 오렌지7, C.I.애시드 레드1, C.I.애시드 레드13, C.I.애시드 레드87, C.I.애시드 바이올렛7, C.I.애시드 블루7, C.I.애시드 블루9, C.I.애시드 블루74, C.I.애시드 블루90, C.I.애시드 그린7, C.I.애시드 그린16, C.I.애시드 브라운39 등의 산성 염료, 또는 알코올 가용성 염료, C.I.솔벤트 블랙5, C.I.솔벤트 블랙7, C.I.솔벤트 블루5, C.I.솔벤트 블루12, C.I.솔벤트 블루25, C.I.솔벤트 블루38, C.I.솔벤트 블루70, C.I.솔벤트 레드1, C.I.솔벤트 레드8, C.I.솔벤트 레드23, C.I.솔벤트 레드82, C.I.솔벤트 옐로우6, C.I.솔벤트 옐로우21, C.I.솔벤트 옐로우56, C.I.솔벤트 옐로우61, C.I.솔벤트 오렌지45, C.I.솔벤트 바이올렛21, C.I.솔벤트 그린3, C.I.솔벤트 브라운20, 형광 염료 등의 염료로부터 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 카본블랙이나 백색 안료인 이산화티탄 등의 무기재료, 프탈로시아닌 블루(C.I.74160), 프탈로시아닌 그린(C.I.74260), 디스아조 엘로우GR(C.I.21100), 퍼머넌트 레드4R(C.I.12335), 브릴리언트 커민6B(C.I.15850) 등의 유기 안료, 형광 안료, 축광(畜光) 안료 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 잉크 조성물에는, 상기 성분 외에, 필요에 응하여, 필기구용 수성 잉크 조성물에 사용되는 공지의 첨가제 등을 사용할 수 있다. 예를 들면, 분산제, 증점제, 습윤제, 고비등점 유기 용제, 방부제, 녹방지제 등이다.

그리고, 본 발명에서는 상기한 잉크 조성물을 공지의 교반기를 사용하여 실온 내지 50 또는 60℃ 정도의 온도하에서 혼합, 교반하여 필기구용 수성 잉크로 한다. 얻어진 필기구용 수성 잉크는 무색 또는 투명이며, 이것을 사용하여 묘사한 필적은 투명감과 입체감을 갖는다. 필적의 투명감이란 도막에 흐림이 없고 광을 투과하는 것이고, 보다 구체적으로는 본 필기구에 의해 그려진 필적을 통하여, 종이 등의 피필기물상의 색이나 미리 필기되어 있는 문자 등을 눈으로 인식할 수 있는 것을 의미하고, 또한 입체감이란 건조 후의 필적 부분의 막이 솟아올라 두툼해져 있는 상태를 말한다.

[실시예]

다음에 실시예, 비교예를 들어서, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이 실시예에 의해 한정되는 것이 아니다. 또한, 부(部)는 중량부를 나타내고, %는 중량%를 나타낸다.

실시예 1

아크릴산 메타크릴산 에스테르 공중합체의 물 알코올 용액 99.9중량%와 C.I.솔벤트 블루38 0.1중량%로 이루어지는 수성 잉크 조성물을 제조하였다.

아크릴산 메타크릴산 에스테르 공중합체의 물 알코올 용액은 다음 조성을 갖는다.

아크릴산 메타크릴산 에스테르 공중합체 48.1부

(분자량 10900, 산가 59.5, Tg 20.0℃)

에탄올 32.3부

이소프로필 알코올 1.9부

노멀프로필 알코올 2.6부

이온교환수 13.0부

암모니아수(28중량%) 2.0부

실시예 2

다음 조성을 갖는 수성 잉크 조성물을 제조하였다.

폴리아크릴산 에스테르 공중합체 수용액 74.6중량%

(분자량 13900, 산가 76.5, Tg -7.5℃)

에탄올 20.3중량%

프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 4.9중량%

C.I.애시드 블루90 0.2중량%

폴리아크릴산 에스테르 공중합체 수용액은 다음 조성으로 이루어진다.

폴리아크릴산 에스테르 공중합체 35.8부

이온교환수 36.0부

암모니아수(28중량%) 2.8부

비교예 1

실시예 2의 폴리아크릴산 에스테르 공중합체 수용액을 반량(半量)으로 하고, 감량분을 이온교환수로 치환하였다.

실시예 3

다음 조성을 갖는 수성 잉크 조성물을 제조하였다.

아크릴산 스티렌 공중합체 30.0중량%

(분자량 8500, 산가 73.0, Tg 40.0℃)

에탄올 10.0중량%

이소프로필 알코올 5.9중량%

이온교환수 52.0중량%

모노메틸아민 1.9중량%

C.I.애시드 레드87 0.2중량%

비교예 2

실시예 3의 이온교환수를 10.O중량%로 하고, 감량분을 이소프로필 알코올로 치환하였다.

비교예 3

실시예 3의 수지를 배량으로 하고 그 만큼을 이온교환수를 감량하였다.

비교예 4

다음 조성을 갖는 수성 잉크 조성물을 제조하였다.

아크릴산 스티렌 공중합체 34.0중량%

(분자량 8500, 산가 200.0, Tg 85.0℃)

에탄올 8.0중량%

이소프로필 알코올 5.9중량%

이온교환수 47.2중량%

암모니아수(28중량%) 4.8중량%

형광 안료 0.1중량%

비교예 5

아크릴산 메타크릴산 에스테르 공중합체의 알코올 용액 99.9중량%

(분자량 52200,산가 78.8, Tg 1.7℃)

C.I.솔벤트 블루38 0.1중량%

아크릴산 메타크릴산 에스테르 공중합체의 알코올 용액은 다음 조성을 갖는다.

아크릴산 메타크릴산 에스테르 공중합체 48.1부

에탄올 47.3부

이소프로필 알코올 1.9부

노멀프로필 알코올 2.6부

비교예 6

실시예 2의 폴리아크릴산 에스테르 공중합체(분자량 13900, 산가 76.5, Tg -7.5℃)의 수용액을 폴리아크릴산 에스테르 공중합체(분자량 24000, 산가 19.0, Tg -15.0℃)의 에멀전(에멀전 수지 비율 45.5중량%)으로 치환하였다.

비교예 7

실시예 3의 아크릴산 스티렌 공중합체(분자량 8500, 산가 73.0, Tg 40.0℃)를 아크릴산 스티렌 공중합체(분자량 4600, 산가 108.0, Tg 60.0℃)로 치환하였다.

실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 7 모두, 각 조성 성분을 계량한 후, 공지의 교반기를 이용하여, 50 내지 60℃로 약 2시간 정도 교반하여 용해하였다.

얻어진 제품의 성능에 관해서는 다음과 같은 방법에 의해 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타냈다.

(1) 잉크의 투명성 … 각 잉크를 투명 유리병에 넣고, 육안에 의해 외관의 투명성을 ○와 ×로 판단하였다.

(2) 필적의 투명감과 입체감 … 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 7의 잉크를 당사 극세(極細) 수정 펜 용기에 탑재하여, 필기구를 얻었다. 이것을 이용하여 유리판상에 손으로 그려서 나선(螺旋) 필기를 행하고, 필적의 투명감, 즉 흐림의 유무 및 입체감을 육안에 의해 ○와 ×로 판단하였다.

[표 1]

	잉크의 투명성	필적의 투명감	필적의 입체감
실시예 1	○	○	○
2	○	○	○
3	○	○	○
비교예 1	○	○	×
2	○	○	×
3	현저한 증점으로 인해, 잉크조정이 가능하지 않음
4	○	×	×건조후의 필적에 갈라짐이 발생
5	○	잉크의 점도가 높아, 필기가 가능하지 않음
6	×	×	○
7	○	○	×

상기한 결과로부터 분명한 바와 같이, 알칼리 가용형 아크릴계 공중합체, 저급 알코올계 용제, 물, 색재로 적어도 이루어지는 필기구용 수성 잉크 조성물로서, 알칼리 가용형 아크릴계 공중합체가 분자량 7000 내지 15000, 산가 30 내지 100, 유리 전이점 -10 내지 60℃인 필기구용 수성 잉크 조성물은, 그 잉크 조성물의 외관은 착색 또는 무색의 투명이고, 필적은, 투명감과 입체감을 겸비한 필적인 것이라는 것이 판명되었다.

본 발명에 따르면, 외관이 착색 또는 무색의 투명이고, 필적이 투명감과 입체감을 겸비한 필적인 필기구용 수성 잉크 조성물을 제공할 수 있다.

Claims

적어도 알칼리 가용형 아크릴계 공중합체, 저급 알코올계 용제, 물, 색재를 함유하는 필기구용 수성 잉크 조성물에 있어서,

상기 알칼리 가용형 아크릴계 공중합체가 분자량 7000 내지 15000, 산가(酸價) 30 내지 100, 유리 전이점 -10 내지 60℃인 것을 특징으로 하는 필기구용 수성 잉크 조성물.
제 1항에 있어서,

상기 알칼리 가용형 아크릴계 공중합체를 잉크 전량에 대해 20 내지 55중량% 함유한 것을 특징으로 하는 필기구용 수성 잉크 조성물.
제 1항에 있어서,

잉크 용매 전체의 20중량% 이상 80중량% 이하가 물이고, 잔량이 수용성 저급 알코올계 용제인 것을 특징으로 하는 필기구용 수성 잉크 조성물.