KR20180053849A - 뚜껑 밀폐가 필요없는 필기구용 잉크 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 염료밀베이스 25-39 중량%; 바인더 1-10 중량%; 점도조절제 35-55 중량%; 계면활성제 1-10 중량%; 미끄럼제 2-15 중량% 및 건조지연제 4-11.5 중량%를 포함하는 잉크 조성물에 관한 것이다.

Description

뚜껑 밀폐가 필요없는 필기구용 잉크 조성물{Ink compostion for pen without sealing lid}

본 발명은 뚜껑 밀폐가 필요없는 필기구용 잉크 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 뚜껑으로 밀폐하지 않아도 잉크가 건조되지 않으며, 잉크 찌꺼기가 없이 장시간 동안 균일하게 배출되어 필기거리가 긴 필기구용 잉크조성물에 관한 것이다.

지금까지 사용하고 있는 볼펜, 수성펜, 싸인펜, 마카펜, 메모리펜등은 뚜껑을 분실한 경우에 보관 또는 뚜껑을 개방한 후, 장시간 방치하는 경우에는 잉크가 건조되어 사용이 불가능하거나, 잉크찌꺼기가 발생되고, 장시간 사용시 잉크 유출이 일정하지 않아 사용에 불편함이 많았으며, 경제적인 손실과 스트레스를 받는 등 여러 문제들이 있었다. 또한, 잉크 유출 불균일은 필기시에 무리한 힘을 주거나, 힘조절에 잦은 변화를 주어야 함으로 손가락 및 손목에 통증을 유발하기도 하는 등 신체적 피로를 유발하기도 한다.

이를 보완하기 위해 필기구의 매카니즘 변경이나 필기감을 향상시킨 잉크의 개발등 다양한 방법들이 고안되었다. 한국등록특허 제10-1293138호에서는 마름방지 장치를 구비하여 잉크의 마름현상을 방지할 수 있도록 한 출몰식 필기구를 개시하고 있고, 한국등록특허 제10-0655426호에서는 케이스와 잉크필터 사이에 잉크의 기밀을 유지하는 기밀유지편을 부착하고, 잉크필터에 동기홀을 형성하며, 캡에 공간확장수단을 구비하여 잉크가 외부로 새지 않아 장시간 사용이 가능하도록 한 필기구를 개시하고 있다. 상기와 같이 잉크 유출부의 매카니즘을 개선하여 잉크의 보전하고 필기감을 향상시키는 방법은 복잡한 메카니즘으로 인해 생산비용이 증가는 문제와, 필기구 모양 및 길이가 한정된 형태로 제한되는 한계가 있어 다양한 디자인에 대한 요구를 만족시키기 어렵다.

이에, 캡 밀폐와 상관없이 잉크가 건조되지 않으면서 잉크유출이 균질하여 필기거리가 길고, 필기감이 우수한 잉크의 개발이 요구되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 잉크의 건조현상이 없으며, 장시간 사용시에도 잉크가 균일하게 유출되며, 찌거기의 발생이 없어 필기구에 적용시 장시간 사용이 가능한 잉크 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 상기 잉크 조성물의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 발명자들은 보관중에 잉크가 건조되는 문제가 없어 용기의 밀폐로부터 자유로우며, 필기구에 적용시 찌꺼기의 발생이 적고, 단시간 또는 장시간 사용시에도 잉크가 균일하게 유출될 수 있으며, 필기감이 부드럽고, 보관 또는 사용중에 마르거나 유출구(펜촉)를 막는 일이 없어 잉크의 잔량을 모두 사용할 수 있는 잉크 조성물을 제조하기 위해 예의 노력한 끝에 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명은 상기한 과제를 달성하기 위하여 염료밀베이스 25-39 중량%; 바인더 1-10 중량%; 점도조절제 35-55 중량%; 계면활성제 1-10 중량%; 미끄럼제 2-15 중량% 및 건조지연제 4-11.5 중량%를 포함하는 잉크 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 상기 잉크 조성물은 수성잉크일 수 있다.

본 발명에 따른 상기 잉크 조성물은,

1) 염료; 분산제 및 제1용제를 혼합한 뒤, 균질화하는 단계;

2) 상기 1) 단계의 혼합물에 제2용제를 혼합하는 염료밀베이스 제조 단계;

3) 상기 염료밀베이스에 바인더를 혼합하여 반응시키는 단계;

4) 상기 3) 단계의 반응 혼합물에 점도조절제를 첨가하는 단계; 및

5) 상기 4) 단계의 혼합물에 계면활성제; 미끄럼제 및 건조지연제를 첨가하여 균질화하는 단계;를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다.

먼저, 염료밀베이스를 제조한다.

상기 염료밀베이스는 염료 1-10 중량%, 분산제 0.5-2 중량%, 제1용제 50-65 중량% 및 제2용제 30-45 중량%를 포함하는 것일 수 있는데, 염료; 분산제; 제1용제를 혼합하여 균질화시킨 후, 균질화된 혼합물에 제2용제를 혼합하여 제조될 수 있다.

상기 염료는 적색염료, 청색염료, 황색염료 및 흑색염료 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으나, 색상이 상기 색에 제한되는 것은 아니며, 색상을 내기 위한 염료면 어느 것이든 가능하다. 상기 염료는 통상적으로 사용되는 산성염료 또는 솔벤트 염료를 사용할 수 있는데, 예를 들어, 상용염료인 Basic Blue 3, Acid Red 27, Acid Yellow 23 및 Solvent black 7이 사용될 수 있다. 상기 염료의 함량은 염료밀베이스 전체 100 중량%에 대해서는 1-10 중량%로 함유되며, 염료 조성물 전체 100 중량%에 대해서는 0.25-3.9 중량%로 함유되는 것이 색상의 선명도가 우수하고, 유출성이 좋으므로 바람직하다.

상기 분산제는 분산성을 향상시키기 위한 목적으로 사용되는 것이면 어떠한 것이든 제한이 없으며, 고분자 습윤 분산제 또는 레시틴(Lecithin)일 수 있다. 염료밀베이스 전체 100중량% 중에서 상기 분산제가 0.5 중량% 미만이면 원료의 분산 및 용해가 용이하지 않으며, 2 중량%를 초과하면 점도가 상승하고, 흐름성이 좋지 않아 잉크가 균일하게 유출되지 못하거나, 잉크 찌꺼기가 발생될 우려가 있다.

상기 제1용제는 염료의 용해와 점도를 조절을 위해 첨가되며, 탈이온수 10 중량부에 대하여 폴리에틸렌글리콜-400 3.5-4 중량부; 폴리프로필렌글리콜-600 3.5-4 중량부; 및 글리세린, 프로필렌글리콜, 디-프로필렌글리콜, 트리-프로필렌글리콜 중에서 선택되는 1종 이상의 혼합물 25-35 중량부;를 포함하는 것일 수 있다. 상기 제1용제의 함량이 상기 범위 미만이면 조성물 내 염료의 용해도가 좋지 않아 잉크 유출이 잘 안되는 문제가 있고, 상기 범위를 초과하면 분산성을 유지시키기 위하여 분산제의 함량 증대가 필요하나, 분산제의 증가는 점도를 상승시켜 흐름성에 나쁜 영향을 미치기 때문에, 이를 해결하기 위해서 제1용제의 함량은 상기 범위로 조절하는 것이 바람직하다.

상기 제2용제는 잉크조성물의 흐름성을 향상시키기 위해 첨가되며 탈이온수 10 중량부에 대하여, 에탄올 1.8-2.2 중량부; 및 글리세린, 프로필렌글리콜, 디-프로필렌글리콜, 트리-프로필렌글리콜 중에서 선택되는 1종 이상의 혼합물 8-10 중량부;를 포함하는 것일 수 있다. 상기 제2용제의 함량이 상기 범위 미만이면 조성물의 흐름성이 저하되기 때문에 잉크가 원활하게 유출되지 못하는 문제가 있을 수 있으며, 상기 범위를 초과하면 점도가 크게 낮아져 잉크가 과다유출되며, 필기시 지면 뒤쪽까지 잉크가 비치는 문제가 있다.

본 발명에 있어서, 염료밀베이스는 염료; 분산제; 제1용제 및 제2용제를 한꺼번에 혼합하여 제조되는 것보다, 상기 제조방법에서와 같이, 염료; 분산제; 및 제1용제를 혼합한 뒤, 균질화하고 나서, 추가로 제2용제를 혼합하여 제조되는 것이 염료조성물의 발색이 선명하고, 잉크의 과다유출이 없으며, 색상이 분리되는 일이 없이 균일하게 유지되기 때문에 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 염료밀베이스의 원료를 한번에 혼합하여 제조되는 경우는 염료밀베이스를 2단계에 걸쳐 제조하는 경우에 비하여 잉크의 과다유출이 있으며, 연속필기성 평가에서 색상이 균일하게 유지되지 못하는 문제가 발생하였다.

다음으로, 상기 염료밀베이스에 바인더를 혼합하여 반응시킨다.

본 발명에 있어서, 상기 바인더는 잉크 조성물의 접착성, 말림성 및 염료 침강을 방지하는데 작용하는 것으로, 폴리비닐피롤리돈, 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카복실메틸셀룰로오스 및 폴리비닐알콜수지 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 바람직하게는 폴리비닐피롤리돈 또는 폴리비닐피롤리돈을 포함하는 둘 이상의 혼합물일 수 있다. 상기 바인더의 함량이 1 중량% 미만이면 염료 부착성이 낮아, 필기시 잉크가 필기면에서 번지거나 뭍어나오는 문제가 발생되며, 바인더의 함량이 10 중량%를 초과하면, 잉크 조성물의 점도가 너무 높아 필기구에 적용시 필기구 유출구에서 잉크 유출이 원활하지 못하고, 잉크 찌꺼기가 생기는 문제가 있다.

상기 바인더가 분말인 경우에는 상기 바인더를 용해시킨 뒤 밀베이스와 반응시키는 것이 바람직하다.

다음으로, 점도조절제를 첨가한다. 상기 점도조절제의 함량이 상기 범위 미만이면 색이 진하거나 균일하지 못한 문제와 염료가 석출되는 문제가 있고, 상기 범위를 초과하면 색상이 너무 흐리거나, 발색이 용이하지 않으며, 잉크 조성물의 점도가 너무 낮아 필기구 유출구에서 잉크가 과다유출되거나, 필기시 색상이 분리되는 문제가 있으므로 상기 범위로 조절되는 것이 바람직하다.

다음으로 계면활성제; 미끄럼제 및 건조지연제를 첨가하여 균질화한다.

본 발명에 있어서, 상기 계면활성제는 이온성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제가 혼합된 것으로, 이온성 계면활성제 30 내지 50 중량% 및 비이온성 계면활성제 50 내지 70 중량%의 비율로 함유되는 것이 바람직한데,

상기 이온성 계면활성제는 로레스황산나트륨(sodium laureth sulfate) 또는 로릴황산나트륨(sodium lauryl sulfate)이고, 상기 비이온성 계면활성제는 침투성이 우수한 에테르형 계면활성제인 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 세틸에틸헥사노에이트, 부틸올레이트(n-butyl oleate) 및 이소옥틸팔미테이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 특히 바람직한 계면활성제는 로릴황산나트륨과 폴리옥시에틸렌알킬에테르를 혼합하여 이용하는 것일 수 있다.

본 발명에 의하면, 이온성 계면활성제와 비이온성 계면활성제를 상기 범위로 혼합된 계면활성제를 이용하는 경우에는 잉크의 발색이 균일하며, 필기 후에도 색상이 분리되는 문제가 없고, 잉크 찌꺼기의 발생이 적으며, 필기구로부터 잉크의 유출이 원활하여 필기감이 부드러웠다.

본 발명에 있어서, 상기 계면활성제의 함량이 상기 범위 미만이면 상분리의 우려가 있고, 상기 범위를 초과하면 수분에 대한 저항성을 현저히 저하시켜 잉크 조성물이 쉽게 건조될 수 있으며, 염료의 부착성을 저하시켜 필기시 잉크가 필기면으로부터 뭍어나오거나 번지는 문제가 있다.

상기 미끄럼제는 잉크 유출구와 필기면(지면)의 마찰을 줄임으로써 필기감이 부드럽게 하고, 마찰열의 방생을 감소시켜 장시간 동안 연속 필기시에도 잉크가 마르지 않고, 균일한 유출량으로 잉크가 유출될 수 있도록 한다. 본 발명에 따르면 미끄럼제로 디옥틸숙신산나트륨을 2 내지 15 중량%를 첨가하는 것이 잉크가 건조되지 않으며, 긴 시간 동안 필기감이 부드럽게 유지시킬 수 있으므로 바람직하다. 미끄럼제의 함량이 상기 범위 미만이면 미끄럼성이 떨어져 필기시 필기감이 부드럽지 못하며, 마찰로 인해 잉크 유출이 일정하지 않아 균일한 필기가 어려운 문제가 있고, 상기 범위를 초과하면 필기시에 잔 기포가 발생되거나 잉크가 과다하게 유출되는 문제가 있다.

상기 건조지연제는 폴리글리세린지방산에스테르, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리폴, 트리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜-400, 폴리프로필렌글리콜-600 및 자당지방산에스테르 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상 일 수 있다. 상기 건조지연제는 4-11.5 중량%로 함유되는 것이 바람직한데, 상기 범위 미만이면, 필기구에 적용시 잉크 잔량까지 사용 전에 잉크의 건조 문제가 발생될 수 있으며, 상기 범위를 초과하면 필기 후에 건조속도가 너무 느려 잉크의 퍼짐현상이 일어날 수 있으므로 바람직하지 않다.

본 발명에 의하면, 상기 잉크조성물에서 제1용제, 제2용제, 점도조절제 및 건조지연제에는 동일한 성분이 포함될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 상기 잉크 조성물은 글리세린, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리폴, 트리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜-400 및 폴리프로필렌글리콜-600 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이 전체 100 중량%에 50-85 중량%로 포함되는 것일 수 있다.

본 발명에 의하면, 가장 바람직한 잉크 조성물은 염료 1.488 중량%, 고분자 분산제 0.217 중량%, 탈이온수 21.765 중량%, 글리세린 14.425 중량%, 프로필렌글리콜 14.58 중량%, 디-프로필렌글리콜 13.135 중량%, 트리프로필렌글리콜 8.073 중량%, 폴리에틸렌글리콜-400 5.502 중량%, 폴리에틸렌글리콜-600 8.395 중량%, 에탄올 0.62 중량%, 폴리비닐피롤리돈 1.5 중량%, 로릴황산나트륨 2.5 중량%, 플리옥시에틸렌알킬에테르 3.8 중량% 및 디옥틸숙신산나트륨 4 중량%를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명에 의하면, 상기 염료밀베이스에 바인더; 점도조절제; 계면활성제; 미끄럼제 및 건조지연제를 모두 한꺼번에 혼합하여 제조된 잉크 조성물은 염료의 선명도가 저하되고, 발색이 원활하지 않았다. 또한, 잉크가 균일하게 유출되지 않는 문제가 있으며, 필기감이 부드럽지 못하였고, 잉크가 쉽게 건조되어 필기 중 잉크의 끊김 현상이 발생되었다. 반면 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 잉크 조성물은 잉크의 색이 선명하며, 발색이 균일하였으며, 필기감이 부드러웠다. 특히, 잉크 조성물을 60 ℃에서 120시간(5일)을 건조시킨 악조건에서도 잉크의 마름현상이 적어 부드럽게 필기되었으며, 잉크의 끊김 현상이 일어나지 않았다.

본 발명에 따른 잉크 조성물은 필기구의 잉크로 적용 시 뚜껑으로 밀폐하지 않아도 잉크가 건조되지 않으며, 잉크 잔량까지 사용이 가능하여 필기거리가 긴 장점이 있다. 또한, 단시간 또는 장시간 연속 사용시에도 잉크가 균일하게 유출되며, 잉크찌꺼기의 발생이 없고, 펜촉을 막는 현상이 없으며, 필기감이 부드럽다. 따라서 본 발명에 따른 잉크 조성물이 탑재된 필기구는 장시간 사용이 가능하여 경제적이며, 뚜껑의 불완전 밀폐 또는 분실에 대한 우려가 없으므로 편리하게 이용가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예 1 및 비교예 1-6에 따른 적색 잉크 조성물의 필기 테스트한 결과이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예 1 및 비교예 1-6에 따른 청색 잉크 조성물을 60 ℃에서 120 시간 건조시킨 후 필기 테스트한 결과이다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예에 의해 보다 상세히 설명하고자 한다. 하지만, 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 아이디어와 범위 내에서 여러 가지 변형 또는 수정할 수 있음은 이 분야에 종사하는 업자에게는 명백한 것이다.

실시예 1

잉크조성물의 제조

염료밀베이스 31 중량%와 폴리비닐피롤리돈 1.5 중량%를 혼합하여 반응시켰다. 다음으로, 점도조절제 49.5 중량%를 첨가하여 완용시킨 다음, 로릴황산나트륨(Sodium Lauryl Sulfate) 2.5 중량%, 폴리옥시에틸렌 알킬에테르 3.8 중량%, 디옥틸숙신산나트륨 4 중량%, 폴리프로필렌글리콜-600 2.5 중량% 및 디프로필렌글리콜 5.2 중량%를 첨가하고 균질화하였다.

염료밀베이스 및 점도조절제는 아래와 같은 방법으로 제조하였다.

1) 염료밀베이스의 제조

염료밀베이스 전체 100중량%에 대하여 염료 4.8 중량%, 고분자 분산제(Disperbyk-183) 0.7 중량% 및 제1용제 54.7 중량%를 혼합하고 균질화 한 뒤, 제2용제 39.8 중량%를 추가한뒤 혼합하여 염료밀베이스를 제조하였다.

제1용제의 제조

탈이온수 11.5 중량부, 글리세린 12.5 중량부, 프로필렌글리콜 13 중량부, 디-프로필렌글리콜 4.5 중량부, 트리-프로필렌글리콜 4.5 중량부, 폴리에틸렌글리콜-400 4.2 중량부 및 폴리프로필렌글리콜-600 4.5 중량부를 혼합하여 제1용제를 제조하였다.

제2용제의 제조

탈이온수 20 중량부, 에탄올 2 중량부, 글리세린 5 중량부, 프로필렌글리콜 5 중량부, 디-프로필렌글리콜 4중량부, 트리-프로필렌글리콜 3.8 중량부를 혼합하여 제2용제를 제조하였다.

2) 점도조절제의 제조

탈이온수 12 중량부, 글리세린 9 중량부, 프로필렌글리콜 9 중량부, 디-프로필렌글리콜 5.3 중량부, 트리-프로필렌글리콜 5.5 중량부, 폴리에틸렌글리콜-400 4.2 중량부 및 폴리프로필렌글리콜-600 4.5 중량부를 혼합하여 점도조절제를 제조하였다.

실시예 1.1. 빨간잉크의 제조

상기 염료로 Acid Red 27을 사용하여 염료밀베이스를 제조한 뒤, 상기의 방법으로 잉크조성물을 제조하였다.

실시예 1.2. 파란잉크의 제조

Acid Red 27 대신에 Basic Blue 3를 염료로 사용하여 제조된 염료밀베이스를 이용하여 실시예 1의 방법으로 잉크조성물을 제조하였다.

실시예 1.3. 황색잉크의 제조

Acid Red 27 대신에 Acid Yellow 23을 염료로 사용하여 제조된 염료밀베이스를 이용하여 실시예 1의 방법으로 잉크조성물을 제조하였다.

실시예 1.4. 검정잉크의 제조

Acid Red 27 대신에 Solvent black 7를 염료로 사용하여 제조된 염료밀베이스를 이용하여 실시예 1의 방법으로 잉크조성물을 제조하였다.

비교예 1

잉크 조성물의 제조

염료밀베이스 31 중량% 및 폴리비닐 피롤리돈 3 중량%를 혼합하여 반응시킨 뒤 점도조절제 48 중량%를 첨가하여 완용시켰다. 이후로는 실시예 1과 동량 및 동일 성분의 계면활성제, 미끄럼제 및 건조지연제를 혼합하여 잉크조성물을 제조하였다. 단, 비교예 5의 염료밀베이스 및 점도조절제는 하기와 같다.

1) 염료밀베이스의 제조

염료 15 중량%, 고분자 분산제 0.5 중량%, 제1용제 54.7 중량% 및 제2용제 29.8 중량%를 사용하여 실시예 1의 방법으로 염료밀베이스를 제조하였다.

제1용제의 제조

탈이온수 13.5 중량부, 글리세린 14.5 중량부, 프로필렌글리콜 9 중량부, 디-프로필렌글리콜 4.5 중량부, 트리-프로필렌글리콜 4.5 중량부, 폴리에틸렌글리콜-400 4.2 중량부 및 폴리프로필렌글리콜-600 4.5 중량부를 혼합하여 제1용제를 제조하였다.

제2용제의 제조

탈이온수 22 중량부, 에탄올 1.5 중량부, 글리세린 1.5 중량부, 프로필렌글리콜 1.5 중량부, 디-프로필렌글리콜 1.5 중량부, 트리-프로필렌글리콜 1.8 중량부를 혼합하여 제2용제를 제조하였다.

2) 점도조절제의 제조

탈이온수 12 중량부, 글리세린 9 중량부, 프로필렌글리콜 7.5 중량부, 디-프로필렌글리콜 8.3 중량부, 트리-프로필렌글리콜 2.5 중량부, 폴리에틸렌글리콜-400 4.2 중량부 및 폴리프로필렌글리콜-600 4.5 중량부를 혼합하여 점도조절제를 제조하였다.

비교예 2

잉크 조성물의 제조

염료밀베이스 31 중량% 및 폴리비닐 피롤리돈 3 중량%를 혼합하여 반응시킨 뒤 점도조절제 48 중량%를 첨가하여 완용시켰다. 다음으로, 로릴황산나트륨(Sodium Lauryl Sulfate) 3.8 중량%, 폴리옥시에틸렌 알킬에테르 2.5 중량%, 디옥틸숙신산나트륨 4 중량%, 폴리프로필렌글리콜-600 2.5 중량부 및 디프로필렌글리콜 5.2 중량부를 첨가하고 균질화하여 잉크조성물을 제조하였다. 단, 비교예 6의 염료밀베이스 및 점도조절제는 하기와 같다.

1) 염료밀베이스의 제조

염료 15 중량%, 고분자 분산제 0.5 중량%, 제1용제 54.7 중량% 및 제2용제 22.8 중량%를 사용하여 실시예 1의 방법으로 염료밀베이스를 제조하였다.

제1용제의 제조

탈이온수 16.5 중량부, 글리세린 10.5 중량부, 프로필렌글리콜 10 중량부, 디-프로필렌글리콜 4.5 중량부, 트리-프로필렌글리콜 4.5 중량부, 폴리에틸렌글리콜-400 4.2 중량부 및 폴리프로필렌글리콜-600 4.5 중량부를 혼합하여 제1용제를 제조하였다.

제2용제의 제조

탈이온수 15 중량부, 에탄올 7 중량부, 글리세린 2 중량부, 프로필렌글리콜 2 중량부, 디-프로필렌글리콜 2 중량부, 트리-프로필렌글리콜 1.8 중량부를 혼합하여 제2용제를 제조하였다.

2) 점도조절제의 제조

탈이온수 14 중량부, 글리세린 9 중량부, 프로필렌글리콜 6.5 중량부, 디-프로필렌글리콜 5.3 중량부, 트리-프로필렌글리콜 4.5 중량부, 폴리에틸렌글리콜-400 4.2 중량부 및 폴리프로필렌글리콜-600 4.5 중량부를 혼합하여 점도조절제를 제조하였다.

비교예 3

염료밀베이스 단계에서 염료; 분산제 및 제1용제를 혼합 및 균질화한 뒤, 제2용제를 혼합하는 대신, 염료; 분산제; 제1용제 및 제2용제를 한번에 혼합하여 염료밀베이스를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.

비교예 4

실시예 1에 함유된 원료와 동량을 사용하되, 원료를 한꺼번에 혼합한 후, 균질화하였다. 구체적으로, 염료 1.488 중량%, 고분자 분산제 0.217 중량%, 탈이온수 21.765 중량%, 글리세린 14.425 중량%, 프로필렌글리콜 14.58 중량%, 디-프로필렌글리콜 13.135 중량%, 트리프로필렌글리콜 8.073 중량%, 폴리에틸렌글리콜-400 5.502 중량%, 폴리에틸렌글리콜-600 8.395 중량%, 에탄올 0.62 중량%, 폴리비닐피롤리돈 1.5 중량%, 로릴황산나트륨 2.5 중량%, 플리옥시에틸렌알킬에테르 3.8 중량% 및 디옥틸숙신산나트륨 4 중량%를 한번에 혼합하여 균질화하여 잉크 조성물을 제조하였다.

비교예 5

계면활성제로 로릴황산나트륨 2.5 중량%, 플리옥시에틸렌알킬에테르 3.8 중량%를 사용하는 것 대신에 로릴황산나트륨 6.3 중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크조성물을 제조하였다.

비교예 6

계면활성제로 로릴황산나트륨 2.5 중량%, 플리옥시에틸렌알킬에테르 3.8 중량%를 사용하는 것 대신에 플리옥시에틸렌알킬에테르 6.3 중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크조성물을 제조하였다.

시험예 1. 색상, 잉크유출 및 필기성 평가

본 발명에 따른 잉크 조성물을 이용하여 필기구를 제조하였으며, 백색 종이에 두께 5 cm로 짧은 거리(18 cm) 및 긴 거리(100 cm)에 대해 연속 필기하여 필기선의 농도, 색감, 잉크 유출성 및 필기감을 관찰 및 평가하였다.

본 발명에 따른 실시예 1의 잉크 조성물은 색상의 선명도가 우수하였으며, 잉크유출이 연속적으로 잘되어 필기선의 농도가 균일하고, 색감이 우수하였으며, 색의 불균일 또는 분리의 문제가 없이 부드럽게 필기되었다. 필기시 지면에 침투하는 문제가 없어 뒷면에 잉크가 비치는 문제가 없었으며, 부착력도 우수하여 퍼지거나 번지지 않았다. 특히 긴 거리를 연속 필기하는 동안 잉크의 유출이 끊기지 않고 부드럽게 유출되어 필기감이 우수하였다.

반면, 비교예 1의 잉크 조성물은 필기테스트 결과, 염료의 함량비 증가에도 불구하고 색상의 선명도가 떨어졌으며, 필기거리에 따라 색 농도의 차이가 발생하였다. 이는 잉크유출이 연속적으로 원활하게 이루어지지 않고 끊기는 현상으로 인해 발생되는 것으로, 무겁고, 부드럽지 못한 필기감을 부여하는 원인이 된다. 특히, 긴 거리 연속 필기 테스트에서는 잉크 유출이 원활히 이루어지지 않아 중간에 잉크량이 부족한 구간이 나타났다.

비교예 2의 잉크 조성물은 잉크 유출은 원활하였으나 점도가 너무 낮아 필요량보다 과다 유출되는 문제가 있고, 잉크유출이 균일하게 이루어지지 않았다. 그로 인해, 필기시 잉크가 지면에 바로 부착되지 않고 퍼지거나 지면에 잉크가 침투하여 뒷면에 앞면 글자가 비치는 문제가 발생되었다. 또한, 긴 거리 연속 필기시에는 잉크의 유출량의 차이가 있어 필기거리에 따라 색 농도 차이가 발생하였다.

비교예 3의 잉크 조성물은 필기시 실시예 1에 비하여 잉크의 유출량이 증가하였고, 긴 거리 연속 필기시에 필기거리에 따라 잉크의 색상이 균일하게 유지되지 못하였다. 한편, 비교예 4의 잉크 조성물은 필기선 색상의 선명도가 실시예에 비해 저하되어 톤다운 되었다. 또한 색상이 분리되는 문제가 있었으며, 잉크 유출이 원활하지 않아 연속 필기시에 필기거리에 따라 잉크의 색상이 균일하지 못하고, 잉크의 끊김 현상이 발생되었으며, 필기감이 거칠었다.

비교예 5 및 6의 잉크 조성물은 실시예 1에 비하여 잉크 유출성이 저하되어 필기감이 거칠었으며, 색상이 분리되는 문제가 다소 있었다.

시험예 2. 건조성 평가

필기구의 잉크 유출구를 노출시킨 다음 60 ℃ 드라이 오븐에서 5일(120 시간)동안 방치한 뒤, 백색 종이에 두께 5 cm로 필기거리 18 cm로 연속 필기하여 필기상태를 평가하였다.

본 발명에 따른 실시예 1의 잉크는 60 ℃에서 5 일간 방치된 상태에서도 필시기 잉크의 유출이 원활하게 이루어졌으며, 색상이 선명하고, 비교적 균일한 필기감을 나타내었다.

반면, 비교예 1의 잉크 조성물은 60 ℃에서 5 일간 방치되는 동안 잉크가 상당량 건조되어 잉크유출이 원활하지 않았으며, 색상이 고르지 못하고, 잉크의 끊김 현상이 증가하여 필기감이 크게 저하되었다. 마찬가지로 비교예 2 내지 6의 잉크 조성물 역시 60 ℃에서 5 일간 방치되는 동안 잉크의 마름현상 및 색이 분리되는 문제가 있었으며, 필기시 잉크가 끊기는 현상이 잦았다.

Claims (16)

1. 염료밀베이스 25-39 중량%; 바인더 1-10 중량%; 점도조절제 35-55 중량%; 계면활성제 1-10 중량%; 미끄럼제 2-15 중량% 및 건조지연제 4-11.5 중량%를 포함하는 잉크 조성물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 염료밀베이스는 염료밀베이스 100 중량%에 대하여 염료 1-10 중량%, 분산제 0.5-2 중량%, 제1용제 50-65 중량% 및 제2용제 30-45 중량%를 포함하고,
   상기 제1용제는 탈이온수 10 중량부에 대하여 폴리에틸렌글리콜-400 3.5-4 중량부; 폴리프로필렌글리콜-600 3.5-4 중량부; 및 글리세린, 프로필렌글리콜, 디-프로필렌글리콜, 트리-프로필렌글리콜 중에서 선택되는 1종 이상의 혼합물 25-35 중량부;를 포함하며,
   상기 제2용제는 탈이온수 10 중량부에 대하여, 에탄올 1.8-2.2 중량부; 및 글리세린, 프로필렌글리콜, 디-프로필렌글리콜, 트리-프로필렌글리콜 중에서 선택되는 1종 이상의 혼합물 8-10 중량부;를 포함하는 것임을 특징으로 하는 잉크 조성물.
3. 제2항에 있어서,
   상기 염료는 적색염료, 청색염료, 황색염료, 흑색염료 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
4. 제1항에 있어서,
   상기 바인더는 폴리비닐피롤리돈, 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카복실메틸셀룰로오스 및 폴리비닐알콜수지 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
5. 제1항에 있어서,
   상기 점도조절제는 탈이온수 10 중량부에 대하여, 폴리에틸렌글리콜-400 3.2-3.8 중량부; 폴리프로필렌글리콜-600 3.2-3.8 중량부; 및 에탄올, 이소프로필알콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜 및 트리프로필렌글리콜 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물 20-25 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
6. 제5항에 있어서,
   상기 점도조절제는 탈이온수 12 중량부, 글리세린 9-10 중량부, 폴리에틸렌글리콜 9-10 중량부, 디-프로필렌글리콜 5-6 중량부, 트리-프로필렌글리콜 5-6 중량부, 폴리에틸렌글리콜-400 4-5 중량부 및 폴리프로필렌글리콜-600 4-5 중량부를 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
7. 제1항에 있어서,
   상기 계면활성제는 전체 100 중량%에 대하여 이온성 계면활성제 30-50 중량% 및 비이온성 계면활성제 50-70 중량%가 혼합된 것으로,
   상기 이온성 계면활성제는 로레스황산나트륨(sodium laureth sulfate) 또는 로릴황산나트륨(sodium lauryl sulfate)이고,
   상기 비이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 세틸에틸헥사노에이트, 부틸올레이트(n-butyl oleate) 및 이소옥틸팔미테이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
8. 제1항에 있어서,
   상기 미끄럼제는 디옥틸숙신산나트륨, 글리세린, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜-400 및 폴리프로필렌글리콜-600 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
9. 제1항에 있어서,
   상기 건조지연제는 폴리글리세린지방산에스테르, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리폴, 트리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜-400, 폴리프로필렌글리콜-600 및 자당지방산에스테르 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
10. 제1항에 있어서,
    상기 잉크조성물은 전체 100 중량%에 대하여 염료가 0.25 중량% 내지 3.9 중량%;로 글리세린, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리폴, 트리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜-400 및 폴리프로필렌글리콜-600 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이 50-85 중량%;로 함유되는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
11. 제1항에 있어서,
    상기 잉크조성물은 염료 1.488 중량%, 고분자 분산제 0.217 중량%, 탈이온수 21.765 중량%, 글리세린 14.425 중량%, 프로필렌글리콜 14.58 중량%, 디-프로필렌글리콜 13.135 중량%, 트리프로필렌글리콜 8.073 중량%, 폴리에틸렌글리콜-400 5.502 중량%, 폴리에틸렌글리콜-600 8.395 중량%, 에탄올 0.62 중량%, 폴리비닐피롤리돈 1.5 중량%, 로릴황산나트륨 2.5 중량%, 플리옥시에틸렌알킬에테르 3.8 중량% 및 디옥틸숙신산나트륨 4 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
12. 제1항에 있어서,
    수성잉크인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
13. 1) 염료; 분산제 및 제1용제를 혼합한 뒤, 균질화하는 단계;
    2) 상기 1) 단계의 혼합물에 제2용제를 혼합하는 염료밀베이스 제조 단계;
    3) 상기 염료밀베이스에 바인더를 혼합하여 반응시키는 단계;
    4) 상기 3) 단계의 반응 혼합물에 점도조절제를 첨가하는 단계; 및
    5) 상기 4) 단계의 혼합물에 계면활성제; 미끄럼제 및 건조지연제를 첨가하여 균질화하는 단계;를 포함하는 잉크 조성물의 제조방법으로서,
    상기 잉크 조성물은 염료밀베이스 25-39 중량%; 바인더 1-10 중량%; 점도조절제 35-55 중량%; 계면활성제 1-10 중량%; 미끄럼제 2-15 중량% 및 건조지연제 4-11.5 중량%로 함유되며,
    상기 염료밀베이스는 염료 1-10 중량%, 분산제 0.5-2 중량%, 제1용제 50-65 중량% 및 제2용제 30-45 중량%로 함유되고,
    상기 제1용제는 탈이온수 10 중량부에 대하여 폴리에틸렌글리콜-400 3.5-4 중량부; 폴리프로필렌글리콜-600 3.5-4 중량부; 및 글리세린, 프로필렌글리콜, 디-프로필렌글리콜, 트리-프로필렌글리콜 중에서 선택되는 1종 이상의 혼합물 25-35 중량부;를 포함하며,
    상기 제2용제는 탈이온수 10 중량부에 대하여, 에탄올 1.8-2.2 중량부; 및 글리세린, 프로필렌글리콜, 디-프로필렌글리콜, 트리-프로필렌글리콜 중에서 선택되는 1종 이상의 혼합물 8-10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물의 제조방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 계면활성제는 이온성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제가 혼합된 것으로, 이온성 계면활성제 30 내지 50 중량% 및 비이온성 계면활성제 50 내지 70 중량%의 비율로 함유되고,
    상기 이온성 계면활성제는 로레스황산나트륨(sodium laureth sulfate) 또는 로릴황산나트륨(sodium lauryl sulfate)이고,
    상기 비이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 세틸에틸헥사노에이트, 부틸올레이트(n-butyl oleate) 및 이소옥틸팔미테이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물의 제조방법.
15. 제13항에 있어서,
    상기 잉크조성물은 전체 100 중량% 중에서 염료가 0.25-3.9 중량%; 분산제가 0.125-0.5 중량%; 에탄올 0.2 내지 1중량% 및 글리세린, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리폴, 트리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜-400 및 폴리프로필렌글리콜-600 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 50-85 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물의 제조방법.
16. 제13항에 있어서,
    수성잉크인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물의 제조방법.

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