KR20060111051A - 무독성 마커펜용 백색 잉크 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비흡수체인 녹색 또는 흑색 및 백색 칠판에 필기 후 지울 수 있는 마커펜의 조성물을 개시한다.

본 발명은 잉크를 단기간 보존할 때 안료와 바인더가 분리되어 유출성이 저하되지 않도록 하고, 녹색 칠판 등 비흡수성을 갖는 어떠한 재질에서도 깨끗하게 필기되고 잘 지워지는 기능을 가지며, 잉크용 안료(색소)의 입도를 종래의 0.7마이크로(㎛)에서 50~100나노(㎚)의 미세입자(원소형)로 미세화 처리함으로써 잉크의 안료 소비량을 줄이고, 미세화시켜 비중이 작아져 바인더에 고루 분포되어 층상 분리방지, 필기시 잉크의 유출성과 백색도를 획기적으로 향상시키는 무독성 마커펜용 백색 잉크 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은 종래 잉크의 큰 단점인 환경호르몬 유출성분(이소프로필알코올, 이소옥틸스레아레이트, 아세톤, IPA(이소프로필알코올), DOA(디옥틸아디페이트) 등)의 사용을 배제하고 친환경계의 물질인 가소제(유연제)나 알코올류 및 천연용제로 대체하여, 인체 및 환경에 무해하고 보존시에 안정성이 좋은 무독성 마커펜용 백색 잉크 조성물을 제공하기 위하여, 폴리비닐알코올, 폴리비닐부칠알수지, 폴리비닐피로리돈, 폴리비닐아세테이트, 셀룰로오스아세테이트, 폴리염화비닐 중에서 선택한 합성수지 4~6중량%; 50~100㎚ 범위로 나노화 된 안료 9~14중량%; 폴리에틸렌그리콜류, 다가알코올류, 올레핀류 중에서 선택된 비이온계 습윤 분산제 5~8중량%; 디이소노닐아디페이트, DOA, DOP, EBN, 아세틸트리부틸시트레이트 중에서 선 택된 가소제 12~18중량%; 지방족 카르복실레이트, 디부칠프탈레이트, 에칠올레이트, 부칠라우레이트, 액상파라핀, 다가변성알코올 중에서 선택된 이형제 6~9중량%; 유출 촉진제 2~4중량% 및 희석제를 함유하여서 된 무독성 마커펜용 백색 잉크 조성물을 제안한다.

이에 따라 본 발명은 녹색 칠판 등 비흡수성을 갖는 어떠한 재질에서도 원활하게 필기할 수 있게 되고, 지움성이 우수하며, 잉크의 안료 소비량을 감소시키고, 백색도를 획기적으로 향상시키며, 인체 및 환경에 무해하고 보존시에 안정성이 우수한 잉크 조성물을 제공할 수 있게 되는 효과가 있다.

마커펜, 백색잉크 조성물, 무독성

Description

무독성 마커펜용 백색 잉크 조성물{White Ink Composition for Nontoxic Marker Pen}

본 발명은 비흡수체인 녹색 또는 흑색 및 백색 칠판에 필기 후 지울 수 있는 마커펜의 조성물에 관한 것이다.

종래에는 학교의 강의실, 세미나실, 회의실 및 사무실 등에서 흑색 칠판과 녹색 칠판 등을 사용하였으나, 최근에는 수강자의 시력을 보호하는 차원에서 흑색칠판보다 녹색칠판을 사용하는 추세이다.

주지하는 바와 같이, 흑색이나 녹색 칠판은 그 표면을 확대하여 보면 미세하게 거친 면으로 된 것임을 알 수 있으며, 이에 분필로 필기를 하게 되면, 표면에 분필가루가 매워지면서 글씨 등이 표현되도록 한 것이다.

그러므로, 필기중이나 필기후 지울때에 불가피하게 분필가루가 발생·비산하여 필기자나 수강자 모두의 호흡기로 흡입되므로, 폐질환을 야기시키는 것은 물론이고 주변의 환경을 심하게 훼손하며, 지우개로 미세하게 거친 면에서 분필가루를 닦아 내기란 쉽지 않으므로, 잔상이 남아 깨끗하게 지워지지 않는 문제점이 있다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 근래에는 화이트보드(백색칠판)와 화이트보드 용 잉크펜(백색칠판용 잉크펜)으로 대체하여 사용함으로써, 분필의 사용에 의한 제 문제를 어느 정도 해소하고 있다. 그러나, 이러한 화이트보드용 잉크펜은 장시간 사용시 학습 수강생의 눈이 피로하며, 화이트보드의 매끄러운 표면으로 인하여 빛이 반사되어 잘 보이지 않는 경우가 많아 원만한 강의를 하기 어렵게 되는 문제점이 있다.

그러므로, 근래에는 일본국 특허 제 2524689호(발명의 명칭:흑판용 잉크조성물 및 제조방법;이하 "인용발명1"이라 함)에 의하여 9중량% 내지 12중량%의 산화티탄과 0.9중량% 내지 1.2중량%탄산칼륨, 1.8중량% 내지 2.2중량%의 비닐수지, 30중량% 내지 40중량%의 이소프로필알코올, 8중량% 내지 11중량%의 이소옥틸스레아레이트, 2.8중량% 내지 3.2중량%의 폴리옥실에칠렌타우릴에텔, 0.8중량% 내지 1.2중량%의 폴리옥시에틸렌올레인세틸에텔, 30중량% 내지 40중량%의 에칠알코올 및 7중량% 내지 8.5중량%의 디옥틸아디페이트 등으로 구성되는 것을 특징으로 하는 흑판용 잉크 조성물에 관한 기술이 기재되어 있으며, 또한 일본국 특허출원번호 특원평 7-110554(발명의 명칭:흑판용 잉크 조성물 및 제조방법;이하 "인용발명2"이라 함)에서는 안료로 산화티탄을 사용하고 여기에 비닐수지, 용제로 이소프로필알코올과 아세톤, 이형제로 폴리옥시에칠렌타우릴에텔과 폴리옥시에틸렌올레인세틸에텔 및 기타 첨가제로 이소특틸스테아테이트와 디옥틸아디페이트를 첨가하여 백색잉크를 제조함으로써 녹색 바탕의 필기판에 필기가 가능하도록 한 기술을 개시하고 있다. 그리고 대한민국 특허 출원 제 94-9740호(발명의 명칭:마커펜용 백색잉크의 제조방법;이하 "인용발명3"이라 함)에서는 산화티탄 9중량% 내지 12중량%와 탄산칼슘 1.5 중량%를 혼합 분쇄한 후 여기에 비닐에진 1.5중량% 내지 1.8중량%, IPA(이소프로필알코올) 50중량% 내지 60중량%를 혼합하여 95℃내지 110℃에서 약 20분 내지 30분 중탕가열하여 점액상태의 원액을 일차 생성한 후 이에 ISO(이소옥시스테아레이트) 8중량% 내지 1.2중량%와 아세톤 10중량% 내지 12중량%를 첨가 혼합한 다음 DOA(디옥틸아디페이트) 7중량%내지 8.5중량%를 첨가 혼합하는 제조방법을 개시하고 있다.

그러나, 상기 기술들은 모두 칠판(보드)에 마커펜으로 필기한 후 단시간 내에 지울 때는 쉽게 지워 질수 있으나, 시간이 오래 경과한 후에는 유연제인 준휘발성 성분의 폴리옥시에틸렌올레인세틸에텔, 이소특틸스테아테이트 등도 휘발·건조되어 잘 지워지지 않는 단점이 있다. 또한 백색 마커펜으로 녹색칠판에 필기했을 때,아세톤 용제 및 이소프로필알코올의 기능에 의하여 백색도가 저하되어 백색 잉크가 선명하지 않고 흐리게 유출되므로 짙은 녹색을 충분히 은폐하기 어렵게 됨에 따라 선명한 필기가 되지 않는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 일반적으로 산화티타니움(TiO2)을 9중량%~12중량% 낮은 쪽으로 사용하는 것을 산화티타니움(TiO₂) 20중량%~30중량%로 중량하여 분산제 등으로 조정하면 백색도가 선명하기는 하나, 잉크의 점도가 높아져서 펜에서 유출되기 어렵고, 비흡수성 녹색칠판에서 잘 지워지지 않으며, 마커펜의 잉크 안료(TiO₂)와 바인더가 단시간내에 층상 분리되는 문제점이 있으며, 필기 후 녹색 칠판에서 지우는 과정에서 유연제성분이 휘발되어 안료만이 녹색칠판의 미세한 요철에 침투되므로 깨끗이 지워지지 않게 되는 문제점들이 남게 된다.

본 발명은 잉크를 단기간 보존할 때 안료와 바인더가 분리되어 유출성이 저하되지 않도록 하고, 녹색 칠판 등 비흡수성을 갖는 어떠한 재질에서도 깨끗하게 필기되고 잘 지워지는 기능을 가지며, 잉크용 안료(색소)의 입도를 종래의 0.7마이크로(㎛)에서 50~100나노(㎚)의 미세입자(원소형)로 미세화 처리함으로써 잉크의 안료 소비량을 줄이고, 미세화시켜 비중이 작아져 바인더에 고루 분포되어 층상 분리방지, 필기시 잉크의 유출성과 백색도를 획기적으로 향상시키는 무독성 마커펜용 백색 잉크 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은 종래 잉크의 큰 단점인 환경호르몬 유출성분(이소옥틸스레아레이트, 아세톤, IPA(이소프로필알코올), DOA(디옥틸아디페이트) 등)의 사용을 배제하고 친환경계의 물질인 가소제(유연제)나 알코올류 및 천연용제로 대체하여, 인체 및 환경에 무해하고 보존시에 안정성이 좋은 무독성 마커펜용 백색 잉크 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폴리비닐알코올, 폴리비닐부칠알수지, 폴리비닐피로리돈, 폴리비닐아세테이트, 셀룰로오스아세테이트, 폴리염화비닐 중에서 선택한 합성수지 4~6중량%; 50~100㎚ 범위로 나노화 된 안료 9~14중량%; 폴리에틸렌그리콜류, 다가알코올류, 올레핀류 중에서 선택된 비이온계 습윤 분산제 5~8중량%; 디이소노닐아디페이트, EBN, 아세틸트리부틸시트레이트 중에서 선택된 가소제 12~18중량%; 지방족 카르복실레이트, 디부칠프탈레이트, 에칠올레이트, 부 칠라우레이트, 액상파라핀, 다가변성알코올 중에서 선택된 이형제 6~9중량%; 유출 촉진제 2~4중량% 및 희석제를 함유하여서 된 무독성 마커펜용 백색 잉크 조성물을 제안한다.

이에 따라 본 발명은 녹색 칠판 등 비흡수성을 갖는 어떠한 재질에서도 원활하게 필기할 수 있게 되고, 지움성이 우수하며, 잉크의 안료 소비량을 감소시키고, 백색도를 획기적으로 향상시키며, 인체 및 환경에 무해하고 보존시에 안정성이 우수하 잉크 조성물을 제공할 수 있게 되는 효과가 있다.

이러한 본 발명을 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 잉크의 조성물로서 바탕색의 원료인 산화티타니움(TiO2)이나 탄산칼슘(CaCO3),황산바륨(BaSO4), 산화알미니움 등 일반 시중 안료는 안료자체의 입자(粒子)가 보통 4~5㎛ 이상 정도 되며, 이러한 안료들에 수지 및 용제를 혼합하여 볼밀 또는 다이노밀에서 입자를 가늘게 한다. 그러나 최후 0.5~1.0㎛ 이상 입자를 가늘게 하는 것에 한계가 있으므로, 이러한 수준의 안료를 사용하여 얻은 잉크는 동일량을 사용하여도 은폐력이 저하되고, 안료의 입자가 굵어 비중이 크므로 안료의 분리현상이 빠르고, 펜의 잉크 유출이 잘 되지 않아 필기에 지장을 주며, 안료의 사용량이 많아지므로 원가를 상승시키는 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하고자 본 발명에서는 먼저 상기의 4~5㎛의 입도가 큰 안료를 [표 1]과 같은 공정을 통하여 입도를 50~100㎚ 이하로 만들어 안료 개개의 입자의 비중을 낮춘다. 따라서 안료의 분산성이 향상되므로, 이를 백색 마커펜용 잉크의 주원료로 사용 한다면 안료의 사용량을 약 10%이상 줄여서 원가를 절감할 수 있고, 잉크의 유동성(유출성)을 향상시켜 백색도 증진 및 필기성 향상을 얻을 수 있다.

[표 1] 기존안료 (TiO₂ CaCO₃ BaSO₄ 등)의 입자를 미립화 공정

즉 구체적으로 본 발명은 9~14중량%의 미립화된 안료와; 4~6중량%의 수용성 및 알코올에 가용성인 인체에 무해한 합성수지와; 5~8중량%의 습윤분산제와; 12~18중량%의 식물성이며, 무독성알코올계인 Di-isononyladipate, EBN, Acetyl TriButyl citrate의 혼합물로 된 군에서 선택된 어느 하나의 가소제와; 6~9중량%의 지방족 녹색칠판에 필기한 글자의 지움성을 촉진 시켜주는 이형제와; 2~4중량%의 잉크 유출 촉진제 및 희석제 등으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서는 종래의 기술에서 사용되는 안료의 입자가 마이크로(㎛)단위의 수준이므로 잉크를 제조하였을시, 안료의 입자와 비중에 의하여 잉크의 분리현상이 빨라서 쉽게 필기를 할 수 없거나, 안료의 사용량이 많아서 잉크 유출이 잘 안되어 녹색칠판에 필기 시 빡빡하고 흐리게 써지고 장기간 사용할 수 없어 수명이 단축되는 단점을 해결하고자, 안료의 입자를 나노(nano; ㎚)단위로 미세입자화(50~100㎚)하여 사용하였다.

본 발명에서는 먼저 밀폐된 교반 용기에 인체 및 환경에 해가 적은 용해제(에칠알코올, 천연 터펜타인, 이소프로필알코올, 식물에서 채취한 오일 등)를 적당량을 삽입하고, 적당한 속도로 교반한다. 여기서 필기시 전사효과와 높고 낮음을 조정하는 점도효과를 내는 합성수지(PVC, PVAL, PVA, PVP, PVB, 및 셀루로오스 등)를 30~50℃에서 용해한다. 특히 용제로는 에칠알코올이나 이소프로필알코올이 적당하고 합성수지로는 PVP나 PVB가 적절하며 첨가량은 전기에서 나타난 첨가량이 적당하다.

여기에 잉크의 점도를 나타내는 수지와 나노화된 미세입상의 안료가 응집되지 않고 고르게 풀어지도록 서서히 사입하면서 150rpm 속도로 30~40분간 교반한다.

이후 안료의 미세입자가 분리되지 않도록 하기 위하여 비이온성 분산제 기능과 습윤제 기능을 가지고 있는 폴리에틸렌그리콜류, 다가알코올류, 올레핀류 중에 서 선택된 어느 한가지를 투입 후 40~50분을 교반한다. 그리고 상기의 합성수지가 잉크가 되어 칠판에 필기한 후 잉크 자체가 고형화되는 것을 방지하고 비흡수성 녹색 칠판에서 잘 지워지도록 하기 위하여 윤활제(가소제)를 사입하여 30~40℃에서 충분히 교반한다. 이후 여기에 녹색 칠판에 지움성을 촉진시켜 주기 위해 지움성 촉진제(이형제)를 사입한 후 상온에서 30~40분간 교반한 후 여기에 무독성 용제를 사입하여 총 액량을 맞춘다.

마지막으로 잉크의 건조 조절성, 유출성, 침투성, 윤활성 및 지움성을 촉진시켜 주기 위해 HLB가 12 이상인 잉크 유출 촉진제를 사입하여 교반한다.

상기의 선택된 성분들은 미세입상의 안료나 합성수지와 같이 각각 단일한 기능을 나타내는 것도 있지만 서로 간에 화학적인 작용을 하여 공동으로 그 기능을 수행할 수도 있는데, 이것은 화학물질의 특성상 당연하다고 본다.

따라서 본 발명은 특정된 기능 성능에만 치우쳐 의존하는 것보다는 여러 가지 조성물의 조합과 조합량에 따라 독특한 기능이나 특이성을 나타낼 수 있는 상승작용의 효과를 갖도록 하고있다.

본 발명에서 무독성 알코올형 잉크의 조성물에서 사용할 수 있는 안료물질의 예로는, 기본적으로 인체 및 환경에 무해한 물질로서 산화티탄, 침강성 탄산칼슘, 유산 석회, 산성 백토, 황산바륨, 화이트카본, 산화 알미늄, 유산 바리움 등 여러 가지 안료류와 유기 안료 혼합물이 있지만, 이밖에도 여러 가지 색상을 내기 위한 다양한 색상 종류의 안료를 사용할 수 있다.

상기의 안료물질의 사용량은 잉크조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 9~14 중량%의 범위가 바람직하다. 안료입자가 0.7㎛ 이상인 종래의 잉크로 조성하면 입자의 굵기가 굵어서 비중에 따른 잉크의 분리성이 촉진되고 잉크유출에 지장을 주고 은폐력을 키우기 위하여 안료사용량이 많아지기 때문에 원가를 상승시키며 정밀한 품질이 될 수 없으므로, 본 발명에서는 상기한 바와 같이 안료 입자 크기를 50~100㎚수준으로 하여 잉크를 조합시킴에 따라 잉크의 백색도는 크게 향상되고 원가 절감에도 기여할 수 있다. 안료의 사용량을 종래보다 약 10~15% 정도 절약하여 사용하여도, 백색도는 그대로 유지하면서 안료가 적게 사입되어 경제적이고 잉크의 유출성과 품질이 향상되는 특성을 얻을 수 있다.

본 발명에서 안료의 함량이 9중량% 미만인 경우는 나노단위화된 안료라도 안료량이 적기 때문에 잉크 유출량이 좋으나 잉크의 색상이 흐려지고, 14중량%를 초과하는 경우는 색상은 좋으나 안료의 함량이 많아지므로 잉크의 점도를 상승시켜, 잉크유출이 잘 되지 않아 필기에 지장을 가져오며, 잉크 원가도 상승시키는 단점이 발생한다.

본 발명에 따른 무독성 알코올형 잉크의 조성물에서 사용되는 합성수지(일명 Binder)로서는 무독성 알코올계 합성수지가 쓰이는데, 이 합성수지의 역할은 조성물의 일정수준의 점도를 유지하여 주고 안료 입상의 분산을 촉진시키고 안료의 침전을 방지하며 필기판에서 필기 시 전사가 잘 되도록 돕는 역할을 한다.

또한 무독성 알코올계에서 이용될 수 있는 합성수지로는 인체 또는 환경에 무해한 합성수지로 폴리비닐알코올계 수지, 폴리비닐피로리온, 폴리염화비닐, 폴리비닐아세테이트 및 화합물, 폴리비닐아세테이트, 초산비닐공중합체 등이 유용하며, 이외에도 알코올계 합성수지인 경우 다른 여러 가지 물질이 사용될 수 있다.

상기의 합성수지는 잉크조성물의 전체 중량%를 기준하여 4~6중량%의 양을 사용한다. 합성수지를 4중량% 미만으로 사용했을 때는 잉크의 점도가 낮아져서 안료의 침전가속화로 안료와 수지가 분리되어 잉크 수명이 짧아지기 쉽고, 합성수지가 6중량%를 초과할 때에는 점도가 높아져서 안료의 분리는 어느 정도 방지되지만 필기 시 잉크유출에 지장을 주며 잘 지워지지 않아 상품성이 저하시키고 생산비용을 증가시키는 등의 문제점이 있게된다.

본 발명에 따른 무독성 알코올형 잉크조성물에서 사용되는 가소제(일명 유연제라고도 한다)의 역할은 필기판면에 필기 또는 도포하여 용제가 건조하면 합성수지가 딱딱하게 굳는 것을 방지하고 부드럽게 도막이 되도록 하여, 필기 시 잉크의 전사가 잘 되게 하고 필기 후 용제 건조한 다음 지웠을 때 지움성을 돕는 역할을 한다.

가소제는 잉크조성물의 중량을 기준으로 하여 대략 12~18중량%를 사용한다. 가소제를 12중량% 미만 사용할 때는 합성수지가 용해 후 너무 딱딱하게 되고, 18중량% 이상 사용할 때는 합성수지가 가소제에 따라 부드럽기는 하지만 칠판에 필기 후에 잔류물이 글자에서 흘러내리는 현상에 따라 칠판이 지저분하게 되는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 무독성 알코올형 잉크조성물에 사용되는 희석제(용제)는 잉크의 점도 및 건조성을 조절하는데 큰 역할을 하며, 잉크의 필기 후 최종 전사 기능을 조절하는 작용을 한다.

희석제로 종래에는 아세톤, 크실렌, 초산에칠, 초산부칠, 톨루엔 및 벤젠 계통을 사용하여 인체에 치명적인 독성을 유발할 수 있는 위험이 많았으나, 본 발명에서는 이러한 유해한 물질 대신에 인체 및 환경에 무해한 물질인 알코올계 용제를 사용한다.

본 잉크에 희석제로 가능한 알코올계 용제의 예로는 에칠알코올, 에소프로필알코올, 프로필렌글리콜에테르 그리고 식물에서 축출한 식물성 오일을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

희석제는 잉크조성물의 중량의 기준으로 55~72중량%의 양으로 사용하는 것이 바람직한데, 희석제의 양이 55중량% 미만일 경우 점도가 상승초과하여 필기구에서 잉크유출을 방해하고, 72중량% 초과 사용할 경우에는 점도가 낮아지며 색상이 흐려지면서 필기시 잉크의 과량유출로 인해 필기에 지장을 줄 수 있다.

또한 본 발명에 따른 무독성 알코올형 잉크조성물에서 사용되는 잉크의 점도와 분산을 돕는 습윤분산제는 안료를 고르게 분산시켜 침전분리를 방지하여 필기 시 고르게 필기되고 지움성을 촉진시키기 위해 사용하며, 폴리프로필렌글리콜에텔류나 폴리프로필렌글리콜, DMP, n-아밀알코올(n-Amil Alcohol)류를 사용하는데, 전체 중량%에서 대략 5~8중량%를 사용한다. 5중량% 미만 사용할 때에는 잉크의 분리가 빨라 잉크의 가치가 떨어져 필기가 불가능하게 되며, 8중량%를 초과하여 사용할 때에는 오히려 합성수지와 화학반응을 하여 분산효과를 상실하게 된다.

다음으로 본 발명에 따른 무독성 알코올형 잉크조성물에서 사용되는 이형제로는, 비흡수 칠판 등에서 필기하면 글자가 잘 지워지도록 하는 것이 바람직하며, 대략 6~9중량%의 지방족 카르복실에스테르나 디부칠프탈레이트, 에칠올레이트, Dowanol DPM 군 중에서 한가지 선택하여 사용한다. 사용량이 6중량% 미만이면 필기 후의 지움성이 떨어져 사용이 불가하고, 9중량% 초과시는 잔여액이 칠판을 오염시켜 사용상에 지장을 준다.

또한 유출 촉진제(분산침투촉진제)는 잉크조성물의 중량을 기준으로 2~4중량%의 양을 사용하는데, 이 분산침투제의 양이 2중량% 미만이면 안료의 침투능력이 떨어져서 안료가 분리되어 잉크의 저장성과 수명이 단축된다. 그리고 4중량% 초과되면 가소제 및 합성수지와 반응하여 오히려 안료의 분리속도가 빨라지고 잉크의 지움성이 떨어지는 현상이 나타난다.

이하 실시예를 들어 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하며, 이때 성능 평가는 하기의 시험방법에 의해 측정하였다.

<지움성 시험 확인>

비흡성이면서 표면이 거친 깨끗한 녹색 철제칠판을 준비하여 바닥에서 70°각도로 세워놓고, 제조된 잉크를 조립하여 상온과 습도 60~70%에서 직경 3cm 정도의 원으로 그리면서 30cm를 필기한 후 20분 경과한 다음 전용지우개로 약 200g 하중으로 지웠을 때 필기된 잉크가 완전히 제거되는지의 여부로 판단.

<필기 글자의 건조속도 확인>

상기의 지움성 시험을 한 녹색칠판과 스톱워치를 준비하고 상온과 습도 60~70%에서 제조된 잉크펜으로 초기부터 필기하는 시간을 측정 후 즉시 필기된 선이 몇 초에 건조되어 지우개에 의하여 몇 초만에 지워지는지 시간을 측정한다.

<필기선의 말림성 확인>

상기에서 준비된 녹색 철제 칠판에 상온과 습도 60~70%에서 선을 그려 필기한 후 약 20분간 충분히 건조한 다음 하중 약 80g 정도의 힘으로, 문질러서 글자가 말리면서 지워지는지 아니면 칠판에 잉크가 오염되면서 지워지는지 여부를 확인한다.

[실시예 1]

밀폐된 용해믹서조에 합성수지로서 5중량부의 분자량이 1000이상인 폴리비닐아세탈계 합성수지와, 가소제로서 14중량부의 아세칠트리부칠쉬트레이트를 넣어 교반하면서 여기에 희석용 용제 53중량부 중에서 별도용기에 Turpentine 용제 10중량부와 에칠알코올 43중량부를 혼합하여 넣어서 온도 55℃ 이하에서 2시간 동안 교반 혼합용해한다.

시간이 경과되어 완전혼합과 용해가 되면 [표 1]과 같이 안료를 미립화하여 얻은 액체 백색안료 12중량부를 온도 40℃에서 서서히 넣으면서 60분 내지 90분간 교반한다.

이후 안료의 미세입자가 완전히 풀어지고 분산되도록 하기 위하여

40℃ 온도에서 습윤분산제(BKK 400시리즈)를 6중량부 넣고 30분간 교반한다. 그리고 위의 혼합물에 잉크의 이형제 7중량부 넣고 교반하면서 잉크의 침투를 돕는 유출촉진제(Koremul P40)를 3중량부 넣고, 20℃에서 30분간 교반하고 혼합을 완료한다.

이후 완성된 마커펜 잉크의 점도를 Functil ABS.A 사의 Visco Basic Plus Rotational viscometer의 Roda No.L1으로 50rpm에서 35~43CP/20cc로 조절한다.

점도 조절이 완료되면 상기의 잉크를 0.05㎛ 이하의 Filter를 사용한 가압 여과기로 여과하여 마커펜용 무독성 잉크를 제조한다.

상기 실시예에서 제조된 마커펜용 무독성 잉크를 전술한 물성시험 방법에 따라 시험한 결과 지움성이 우수하고 인체에 필기 시 잉크의 유출성이 좋고 인체에 무해한 등의 효과를 얻을 수 있었다.

상기 실시예에서 확인되는 바와 같이 본 발명에 따른 무독성 마커펜 백색 또는 유색 잉크는 비흡수체인 어떠한 물체나 녹색칠판, 화이트보드판, 유리, 표면이 고운 우드목이나 프라스틱판 등 어디든지 필기가능하며, 건조 후 지우개로 지우면 깨끗이 지워지는 지움효과가 탁월하고, 종이 또는 박스류에 사용하면 매직펜과 같은 용도로 사용할 수 있으며, 일종의 그림도구로도 사용이 가능한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 무독성인 물질만으로 조성되는 것이므로 인체에는 완전히 무해하고 친환경적이므로, 학교, 학원, 세미나실등에서 사용자들의 건강에 악역향을 미치지 않으므로, 안심하고 사용할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

Claims (5)

1. 폴리비닐알코올, 폴리비닐부칠알수지, 폴리비닐피로리돈, 폴리비닐아세테이트, 셀룰로오스아세테이트, 폴리염화비닐 중에서 선택한 합성수지 4~6중량%; 50~100㎚ 범위로 나노화 된 안료 9~14중량%; 폴리에틸렌그리콜류, 다가알코올류, 올레핀류 중에서 선택된 비이온계 습윤 분산제 5~8중량%; 디이소노닐아디페이트, EBN, 아세틸트리부틸시트레이트 중에서 선택된 가소제 12~18중량%; 지방족 카르복실레이트, 디부칠프탈레이트, 에칠올레이트, 부칠라우레이트, 액상파라핀, 다가변성알코올 중에서 선택된 이형제 6~9중량%; 유출 촉진제 2~4중량% 및 희석제를 함유한 것임을 특징으로 하는 무독성 마커펜용 백색잉크 조성물.
2. 제1항에 있어서, 비이온계 습윤분산제는 HLB가가 10 이상인 것을 특징으로 하는 무독성 마커펜용 백색잉크 조성물.
3. 제1항에 있어서, 유출 촉진제는 HLB가가 12 이상인 디프로필렌 글리콜 모노에칠에테르 인 것을 특징으로 하는 무독성 마커펜용 백색잉크 조성물.
4. 제1항에 있어서, 희석제는 터펜타인(turpentine), 에틸알코올 및 이소프로필알코올 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 무독성 마커펜용 백색잉크 조성물.
5. 제1항에 있어서, 나노 단위로 미세화 된 안료는 용제와 혼합, 콜로이드밀로 미립화, 희석, 혼화 및 여지여과 공정을 거쳐 선별화 된 것임을 특징으로 하는 무독성 마커펜용 백색잉크 조성물.