KR20190099199A - 재생가능하고, 생분해성인 마킹 왁스 조성물 - Google Patents

재생가능하고, 생분해성인 마킹 왁스 조성물 Download PDF

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KR20190099199A
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Abstract

본 발명은 환경 친화적인, 생분해성 및 지속가능한 자원으로부터 유래된 마킹 조성물에 관한 것이다. 이러한 조성물은 크레용과 같은 필기 및/또는 드로잉 기구로 제형화될 수 있다. 다양한 구현예에서, 마킹 조성물은 하나 이상의 구조 성분, 경화 및/또는 레이다운 성분 및 착색제를 포함한다. 예를 들어, 구조 성분은 디올 및 이산으로 구성된 에스테르 왁스일 수 있으며, 예를 들어, 디올 및 이산은 약 2 내지 약 14 개의 탄소 원자를 각각 함유하며, 예를 들어 구조 성분은 조성물의 약 10 중량% 내지 약 90 중량%, 예를 들어 약 20 중량% 내지 약 80 중량%, 약 60 중량% 의 양으로 존재한다. 부가적으로, 경화 및/또는 레이다운 성분은 이작용성 지방산, 예컨대 스테아르산일 수 있으며, 이것은 레이다운의 평활성을 향상시키도록 경화제와 같이 조성물에 포함될 수 있다. 사용될 수 있는 통상적으로 유용한 양은 조성물의 약 20 중량% 이하 내지 약 80 중량% 이상, 예컨대 약 40 중량% 내지 60 중량% 이상의 범위이다. 또한, 다양한 구현예에서, 자연 발생적인, 유기 착색제가 마킹 조성물의 일부로서 제공될 수 있다.

Description

재생가능하고, 생분해성인 마킹 왁스 조성물
본 발명은 왁스 마킹 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 재생가능하고 생분해성인 왁스 마킹 조성물 및 상기 조성물로 제조된 필기구에 관한 것이다.
마킹 조성물은 전형적으로 왁스, 지방산, 착색제, 색 증량제 및 다른 첨가제의 모든 조합으로부터 제형화된다. 이러한 마킹 조성물은 다공성 및 비-다공성 기재 상에 그리기, 쓰기 또는 색상을 입히는 데 사용될 수 있는 크레용, 왁스 또는 그리스 (grease) 연필 및 색연필을 제조하는데 사용될 수 있다. 크레용은 노트북 종이, 색칠공부 책, 아트지 및 포스터 보드와 같은 종이를 비롯한 다양한 유형의 기재에 어린이가 가장 자주 사용한다. 또한, 크레용, 왁스 또는 그리스 연필, 색연필은 기본 색상에서 형광 색상까지 다양한 색상으로 이용가능하다.
왁스는 이러한 크레용 조성물의 재료로 사용된다. 크레용과 같은 마킹 기구는 다양한 왁스 및 첨가제로 제조되어 마킹 매체 및 마킹 재료뿐만 아니라 크레용의 구조적 형태를 형성한다. 예를 들어, 조성물은 구조적 강성 및 강도를 보유하는 것과 같이 반드시 고체일 필요가 있지만, 또한 마킹될 기재의 표면 상에 가압 하에 적용되는 안료용 담체를 형성하도록 충분히 연질이어야 한다. 현재, 크레용 왁스에 사용되는 이러한 조성물은 만족스러운 레이다운 (laydown) 및 마킹을 제공하기 위해 가압 하에서의 유동 품질 및 충분한 연화제를 동시에 가지면서, 만족스러운 강도 및 파괴 저항성을 얻는 것 사이의 절충을 갖는다.
다양한 마킹 조성물은 예를 들어, 미국 특허 제 3,409,574 호, 제 3,933,708 호, 제 4,212,676 호, 제 4,990,013 호 및 제 5,383,954 호를 포함하여 공개 기재되어 있다.
이러한 광범위한 유용성에도 불구하고, 소비자들은 더 나은 레이다운 및 더 나은 드로잉 품질뿐 아니라, 그러한 크레용을 사용하여 완성된 드로잉으로부터 더 적은 박리를 얻도록 개선된 특성을 가진 크레용을 원한다. 또한 최근에는, 재생가능 자원에서 유래되고 생분해될 수 있는 보다 환경 친화적인 물질로 이동하는 추세가 있다. 그러나, 이러한 크레용은 배송 및 사용 중에 녹아서 일그러지거나 부서지기 쉬운 경향이 있기 때문에, 이들의 저 융점으로 인해 현재 재생가능한 왁스로 사용되는 제품은 크레용에 사용하기에 적합하지 않다.
레이다운은 크레용의 중요한 특징으로서, 필기하는 조성물이 필기하는 표면과 같은 기재에 전달되는 부드러움 품질의 척도이다. 어린이 및 부모는 크레용에 최소한의 압력을 가하면서 어린이가 마크나 크레용 그림을 그릴 수 있기 때문에 레이다운이 개선된 크레용을 선호한다. 부드럽고 매끄러운 컬러 레이다운은 특히 드로잉 및 작업의 품질에 특히 민감한 어린이에게 중요하다. 부모와 자녀가 특히 원하는 추가 혜택은 레이다운 특성이 개선된 크레용이 더 풍부하고 선명한 색상을 갖는 마크를 생성한다는 것이다. 그러나, 다른 면에서, 레이다운을 생성하기 위해 크레용에 가해지는 압력을 증가시킬 필요에 의해 야기되는 크레용 재료의 박리, 또는 떨어지는 입자는 어린이들이 박리되는 크레용을 사용할 때 가정에서 청소 문제를 일으키는데, 박편들이 작업 표면 또는 종종 경우에 따라 가정의 마루에 떨어질 수 있기 때문이다.
크레용의 레이다운은 크레용 제형에서 에몰리언트, 예를 들어 피마자유 또는 카놀라유와 같은 오일의 양을 증가시킴으로써 개선될 수 있다고 제안되어 왔다. 비록 이 접근법은 레이다운을 개선하는데 약간의 성공을 가져 왔지만, 에몰리언트는 안정성, 색의 밝기 및 점착성과 같은 마킹 조성물의 다른 바람직한 성질에는 악영향을 미친다. 예를 들어, 이러한 에몰리언트 함유 조성물로 제조된 필기구의 강도는 감소되고, 이는 결과적으로 제조상의 문제 뿐만 아니라 그러한 필기구의 사용시의 문제점을 야기한다. 예를 들어, 그와 같은 조성물로 형성된 크레용 및 다른 필기구는 특히 어린이가 사용할 때 쉽게 깨지거나 부서지기 쉽다.
또한, 보다 많은 양의 에몰리언트의 사용은 크레용 및/또는 다른 필기구의 점착성에도 악영향을 미친다. 예를 들어, 필기구는 만졌을 때, 특히 그리기 또는 쓰기 중에 손가락 사이에 쥐었을 때, 과도하게 끈적끈적해진다. 이러한 과도한 점착성은 사용자에게 불쾌감을 준다. 또한 필기 조성물의 성분의 일부, 예를 들어, 안료가 사용자의 손이나 옷에 과도하게 전달된다. 따라서, 이러한 물질의 과도한 전달은 사용자에게 불쾌감을 주는 것 외에도, 크레용이 사용되는 영역을 둘러싼 카펫과 같은 영역 뿐만 아니라 손과 옷에 불필요한 얼룩을 야기할 수 있다.
현재, 크레용은 파라핀 왁스를 주성분으로 사용한다. 파라핀 왁스는 탄화수소 분자의 혼합물로 구성되어 있으며, 석유, 석탄 또는 오일 셰일에서 유래된다. 예를 들어, 슬랙 왁스 (slack wax) 는 오일과 왁스의 혼합물이며, 전형적으로 파라핀 왁스의 공급원료로 사용된다. 그러나 슬랙 왁스 및 많은 관련 물질은 쉽게 생분해되지 않는 것으로 간주되고, 석유 자원 때문에 재생가능한 것으로 간주되지 않는다. 이러한 두 가지 특성을 달성하기 위해, 폴리에스테르는 본원에 개시된 특정 구현예에서와 같이 크레용에 대한 대다수 왁스 성분으로서 이용될 수 있다.
따라서, 바람직한 레이다운 특성을 갖는 재생가능하고, 분해성인 마킹 조성물에 대한 필요성이 남아있다. 더욱 특히, 사용자에 의한 최소 압력 발휘로 부드럽고 매끄러운 색상의 레이다운을 가능하게 하기 위해 크레용과 기재 사이의 마찰을 최소화하는 재생가능하고, 분해성인 마킹 조성물에 대한 필요성이 있다. 또한 만졌을 때 과도하게 끈적거리지 않고 과도한 박리를 나타내지 않는 개선된 레이다운 특성을 갖는 재생가능하고, 분해성인 마킹 조성물에 대한 필요성이 남아있다. 또한, 사용자의 손 또는 옷에 재료를 과도하게 전달하지 않는 개선된 레이다운 특성을 갖는 재생가능하고, 분해성인 마킹 조성물에 대한 필요성이 여전히 남아있다. 또한, 어린이의 사용을 견디기에 바람직한 기계적 강도를 갖는 개선된 레이다운 특성을 갖는 재생가능하고, 분해성인 마킹 조성물에 대한 필요성이 여전히 남아있다.
본 발명의 마킹 조성물의 이들 및 다른 목적 및 장점뿐만 아니라 추가의 본 발명의 특징은 본원에 제공된 본 발명의 설명으로부터 명백해질 것이다.
상기 및 다른 필요성은 본 발명에 따른 마킹 조성물에 의해 충족된다. 본 발명의 마킹 조성물은 기재 또는 다른 필기 표면에 도포될 때 박리가 덜하면서 최소 노력의 압력으로 개선된 구조적 완전성, 색상 커버, 색상 강도 및 균일성뿐만 아니라 부드럽고 매끄러운 레이다운을 나타낸다. 본원에 제공된 마킹 조성물은 또한 접촉시 점착성이 실질적으로 없다.
하나의 구현예에 따르면, 마킹 조성물은 디올 및 디카르복실산의 반응 생성물인 축합 중합체를 포함한다. 축합 중합체는 마킹 조성물의 약 10 중량% 내지 약 90 중량% 의 양으로 존재한다. 마킹 조성물은 또한 10 내지 24 개의 탄소 원자를 함유하는 하나 이상의 지방산 또는 이의 에스테르를 포함한다. 지방산(들) 또는 에스테르(들) 은 조성물의 약 20 중량% 내지 약 80 중량% 의 양으로 존재한다. 마킹 조성물은 또한 착색제를 포함하는데, 이것은 조성물의 약 1 중량% 내지 약 15 중량% 의 양으로 존재한다.
또다른 양상에서, 본 발명은 마킹 조성물을 포함하는 필기구를 제공한다. 필기구는 크레용, 왁스 파스텔, 그리스 연필, 수용성 크레용, 색상 잉크 마커, 색상 목탄 및 분필로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 보다 바람직하게, 필기구는 크레용이다. 필기구에서 사용되는 마킹 조성물은 디올 및 디카르복실산의 반응 생성물인 축합 중합체를 포함한다. 축합 중합체는 마킹 조성물의 약 10 중량% 내지 약 90 중량% 의 양으로 존재한다. 마킹 조성물은 또한 10 내지 24 개의 탄소 원자를 함유하는 하나 이상의 지방산 또는 이의 에스테르를 포함한다. 지방산(들) 또는 에스테르(들) 은 조성물의 약 20 중량% 내지 약 80 중량% 의 양으로 존재한다. 마킹 조성물은 또한 착색제를 포함하는데, 이것은 조성물의 약 1 중량% 내지 약 15 중량% 의 양으로 존재한다.
본 발명에 따른 특정 구현예에서, 중합체는 바람직하게는 조성물의 약 20 중량% 내지 약 80 중량% 를 구성한다.
본 발명에 따른 일부 구현예에서, 축합 중합체를 제조하는데 사용되는 디올 및 디카르복실산은 각각 바람직하게는 2 내지 14 개의 탄소 원자를 함유한다. 보다 바람직한 축합 중합체는 폴리(부틸렌 아디페이트), 폴리(헥실렌 숙시네이트) 및 폴리(프로필렌 아디페이트) 로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
일부 예에서, 축합 중합체는 바람직하게는 약 5000 내지 약 15,000 달톤의 중량 평균 분자량 및 약 40℃ 내지 약 75℃ 의 융점을 갖는다. 축합 중합체는 또한 바람직하게는 35 내지 65 의 쇼어 D 경도 값을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 특정 구현예에서, 조성물은 조성물의 약 20 중량% 내지 약 80 중량% 의 양으로, 14 내지 18 개의 탄소 원자를 함유하는 하나 이상의 지방산 또는 이의 에스테르로 구성된다. 특정의 바람직한 구현예에서, 하나 이상의 지방산은 스테아르산 및/또는 팔미트산과 같은 완전 포화 지방산을 포함한다. 하나 이상의 지방산의 중량 평균 분자량은 바람직하게는 약 100 내지 약 400 달톤 범위이다.
본 발명에 따른 특정 구현예에서, 착색제는 바람직하게는 무기 안료이다. 안료는 바람직하게는 약 0.1 미크론 내지 약 25 미크론의 평균 입자 크기를 갖는 입자로 구성된다. 그러나, 다른 구현예에서, 착색제는 바람직하게는 식물 또는 채소로부터 유래된다.
본 발명에 따른 특정 구현예에서, 조성물은 또한 녹 방지제, 부식 방지제, 충전제, 레벨링제, 점도 조절제, 건조제, 가소제, 발포 억제제, 이형제, 및 중합체 안정화제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 왁스 마킹 조성물이 제공된다. 본 발명의 마킹 조성물은 예를 들어, 왁스, 지방산 및/또는 착색제의 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 왁스 및/또는 지방산 성분은 적어도 부분적으로 유기 또는 무기산, 예컨대 카르복실산 및/또는 알코올, 예컨대 알콕시 기로 치환된 히드록실 기 중 적어도 하나를 갖는 산으로부터 유래된다. 특히, 다양한 경우에, 주요 구조 성분은 에스테르 왁스와 같은 지방산 성분일 수 있으며, 이는 기재 상에 도포될 때 마킹 조성물이 원하는 평활한 레이다운 특성 뿐 아니라, 어린이들이 사용에 견딜수 있는 강도를 갖도록 화학적으로 기계적으로 충분한 양으로 공급될 수 있다.
따라서, 한 양상에서, 본 발명은 특정 필기구로 형성되어지는 마킹 조성물을 제공한다. 예를 들어, 본원에 기재된 바와 같이, 크레용, 왁스 파스텔, 그리스 연필, 수용성 크레용, 색상 잉크 마커, 색상 목탄, 분필과 같은 필기구 및 기타 유사한 필기구가 제공되며, 필기구는 본원에 개시된 마킹 조성물, 예를 들어, 지방산 조성물로부터 제조될 수 있다. 또 다른 양상에서, 이러한 마킹 조성물의 제조 방법, 및/또는 크레용, 또는 본원에 기재된 필기 및/또는 사용 특성을 갖는 다른 적합하게 제조된 필기구와 같은, 이로부터의 필기구의 제조에서의 용도가 제공된다. 부가적으로, 예컨대 색상이 다양한, 복수의 필기구를 포함하는 패키지가 또한 제공된다.
본원의 일부 양상에서, 마킹 조성물이 기술된다. 마킹 조성물은 조성물의 약 10 중량% 내지 약 80 중량% 의 양으로 구조 성분을 포함한다. 일부 실시에서, 구조 성분은 디올 및 이산으로 구성되는 에스테르 왁스이고, 디올 및 이산은 각각 2 내지 14 개의 탄소 원자를 함유할 수 있다.
다양한 다른 실시에서, 에스테르 왁스는 폴리(부틸렌 아디페이트), 폴리(헥실렌 숙시네이트) 및/또는 폴리(프로필렌 아디페이트) 중 하나 이상일 수 있다. 에스테르 왁스는 바람직하게는 40 내지 75℃ 의 융점, 35 내지 65, 바람직하게는 45 내지 55 의 쇼어 D 경도 및 바람직하게는 10 내지 40 의 산가를 갖는다. 에스테르 왁스는 25-100% 재생가능하며, 바람직하게는 0-15% 몰 과량의 이산 또는 디올을 함유한다. 에스테르 왁스는 바람직하게는 5000 내지 15000 달톤의 분자량을 갖는다. 본 발명의 다른 양상에서, 마킹 조성물은 조성물의 약 1 중량% 내지 약 15 중량% 의 양으로 착색제를 포함한다.
또 다른 양상에서, 마킹 조성물은 조성물의 약 3 중량% 내지 약 60 중량% 의 양으로 지방산 및/또는 조성물의 약 3 중량% 내지 약 60 중량% 의 양으로 경화제를 포함할 수 있다. 일부 실시에서, 경화제는 스테아르산이다. 또 다른 양상에서, 마킹 조성물은 착색제를 추가로 포함할 수 있다. 착색제는 유기 안료일 수 있다.
바람직한 실시에서, 마킹 조성물은 크레용, 기계적 크레용, 제거가능한 마킹 스타일러스 등과 같은 필기구로 형성될 수 있다.
본 발명의 특정 구현예에서, 마킹 조성물은 하나 이상의 왁스 성분, 지방산 성분 및 착색제를 포함할 수 있다. 다양한 경우에, 마킹 조성물은 하나 이상의, 예를 들어, 왁스 및/또는 지방산의 조합을 포함하고, 하나 이상의 착색제의 조합을 포함할 수 있다. 따라서, 특정 경우, 본 발명의 마킹 조성물은, 적어도 하나의 왁스 및/또는 지방산 성분, 예컨대 마킹 조성물에 원하는 특성, 예컨대 조성물에 경도 및/또는 기계적 강도를 부여하도록 제형화된 왁스 및/또는 지방산 성분을 포함할 수 있다. 특히, 특정 구현예에서, 마킹 조성물의 주요 구조 성분은 본원에 기재된 바와 같은 지방산 성분일 수 있다. 부가적으로, 다양한 구현예에서, 경화제, 예컨대 이작용성 지방산, 예컨대 스테아르산, 예컨대 경화제가 레이다운의 평활성을 향상시키도록 조성물에 포함될 수 있다.
이러한 경도는 마킹 조성물에 구조적 형태를 부여하지만, 조성물이 크레용과 같은 마커로서 사용될 수 있을만큼 충분히 연질이어야 한다.
특히, 주요 구조 성분은 깨지지 않고 사용할 수 있는 만족스러운 지지 구조를 형성하기 위한 구조적 강성 및 강도를 갖도록 제형화된 고체여야 하지만, 또한 착색제, 예를 들어 안료용 담체를 형성하기에 충분히 연질이어야 한다, 즉, 이는 원하는 레이다운 및/또는 플로우 품질로 마킹되는 재료의 표면에 가압 하에 침적되거나 다르게 전달되어야 한다. 따라서, 본원에서 제형화되는 바와 같이, 이러한 경도는 지방산 성분으로부터 조성물에 부여될 수 있다.
부가적으로, 이작용성 지방산, 예를 들어, 스테아르산 성분은 마킹 조성물에 구조적 형태 및/또는 강성을 부여할 뿐만 아니라 조성물을 개선된 레이다운 특성을 갖는 마커, 예를 들어 크레용으로서 사용할 수 있을 정도의 부드러움을 증가시키기 위해 포함될 수 있다. 또한, 본원에서 제공되는 바와 같이, 다양한 구현예에서, 본 발명의 마킹 조성물은 재생가능한 공급원으로부터 환경 친화적인 및/또는 유도되는 방식으로 제형화될 수 있고, 생분해될 수 있는데, 예를 들어, 지방산 구조 성분과 이작용성 지방산, 예를 들어, 스테아르산, 경화 성분(들) 은 환경 친화적이고, 지속가능한, 천연 자원에서 유래한다.
그러나, 특정 경우에는, 왁스 성분이 제공될 수 있다. 하나 이상의 왁스 성분이 ASTM D2240 에 개시된 쇼어 경도법에 의해 측정된 바와 같이, 25℃ 에서 약 10, 약 15, 약 20, 약 25, 약 30, 약 40, 약 50 또는 60 이상의 경도를 가질 수 있는 경우와 같이 충분한 경도를 갖는 지지 구조로 제형화 될 수 있는 한, 임의의 적합한 왁스 또는 복수의 왁스 성분이 사용될 수 있다. 또한, 하나 이상의 왁스 성분이 사용될 수 있고, 사용되는 왁스 성분은 약 110° 내지 약 120° 내지 약 140° 내지 약 160° 또는 165° 내지 약 180° 또는 약 200° 내지 210° F 까지의 융점을 가질 수 있다. 특정 예에서, 하나 이상의 왁스 성분은 3,000 내지 150,000 내지 약 500,000 내지 약 1 백만 또는 2 백만, 또는 심지어 4,000,000 또는 5,000,000 또는 그 이상의 범위, 예를 들어 6,000,000 또는 그 이상의 범위의 분자량을 가질 수 있다. 예를 들어, 본원에 기술된 바와 같은 왁스 성분은 크레용과 같은 필기구로 구성될 때, 예를 들어, 필기구와 같은 마킹 조성물이 터치에 대해 실질적으로 견고하고, 기재에 마킹할 때 압력이 기구에 적용될 때 원하는 강도 특성, 뿐만 아니라 원하는 매끄러운 레이다운 특성을 갖는 방식으로 제형화될 수 있다.
적합한 왁스 성분은 식물, 곤충 또는 동물 공급원으로부터 유도될 수 있다. 이러한 왁스 성분은 폴리에틸렌, 비결정성 폴리프로필렌, 파라핀 등 중 하나 이상, 예를 들어 조합을 포함할 수 있다. 파라핀계 왁스 성분이 사용되는 경우, 이것은 CnH2n+2 계열의 파라핀 탄화수소를 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 파라핀은 동물로부터의 오일, 예를 들어, 우지 또는 식물성 오일로부터 유래될 수 있다. 다양한 경우에, 왁스 성분은 비즈 왁스, 칸데릴라 왁스, 카르나우바 왁스, 세레신 왁스, 지방산 에스테르, 지방산의 알칼리 및 알칼리 토금속 및 암모늄 염, 미세결정질 왁스, 오조케라이트 왁스, 쌀 왁스 및/또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 특정 예에서, 폴리에틸렌은 예를 들어 고온에 대한 저항성을 증가시킴으로써 마커 조성물을 개선시키기 위한 마커 조성물 중의 성분으로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌은 석유 또는 천연 가스와 같은 에틸렌의 화학 합성을 통해 생성되는 중합체이며, 몰드에 삽입되기 전에 조성물 용융물에 첨가될 수 있다. 적합한 왁스의 다른 예로는 에탄디올, 프로판디올, 부탄디올, 시클로헥산디올 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 디올 및 이산의 축합 중합으로 제조된 것들이 포함된다. 구체적으로, 예시적인 디올은 다양한 1,2-디올 및/또는 1,3-디올 및/또는 1,4-디올, 예컨대, 하기 중 하나 이상과 유사한 화학식을 갖는 것을 포함할 수 있다: RC(O)CH2CH2OH 또는 RCH(OH)CH2CH2OH 또는 (CH2)n(CH2OH)2 등 (식 중, n = 탄소 백본의 수임). 예를 들어, 특정 구현예에서, 왁스 성분은 1,2-에탄디올; 1,2-프로판디올; 1,3-프로판디올; 1,4-부탄디올; 1,2-시클로헥산디올; 등 중 하나 이상일 수 있다. 상기 왁스의 조합도 본 발명에 포함된다.
마찬가지로, 특정 예에서, 본 발명의 조성물은 연질 왁스 및/또는 에몰리언트를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 용도에 적합한 연질 왁스의 예는 라놀린 왁스, 수소화 라놀린 왁스, 수소화 피마자유, 히드록시폴리에스테르 등을 포함한다. 특히, 마커 조성물의 레이다운 특성을 향상시키기 위해 연질 왁스를 사용할 수 있다. 부가적으로, 기재에 적용되면서 마킹 조성물에 대한 통상적인 압력의 적용을 통해 마킹 조성물이 기재에 보다 쉽고 용이하게 전달될 수 있도록 에몰리언트가 포함될 수 있다. 에몰리언트의 예는 라놀린유 및 그의 유도체, 광유, 바셀린, 식물성 쇼트닝, 식물유, 실리콘 및 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 에몰리언트는 마킹 조성물에 윤활 효과 또는 매끄러움을 제공하여, 기재의 표면을 가로질러 마킹 조성물의 활주를 용이하게 하고, 마킹 조성물의 매끄러운 레이다운을 보장하기 위해 사용될 수 있다. 다양한 경우에, 연질 왁스, 예를 들어 히드록시폴리에스테르는 조성물 내에서 하나 이상의 에몰리언트를 보유하기 위해 사용될 수 있고, 마킹 조성물을 만졌을때 유성이 덜하게 작용할 수 있다.
다양한 경우에, 미세결정질 왁스가 제공될 수 있다. 미세결정질 왁스는 석유 정제 공정의 일부와 같이 석유가 제거될 때 생성된다. 예를 들어, 미세결정질 왁스 및 이의 혼합물은 동물, 곤충 및 식물에서 유래될 수 있다. 이러한 왁스는 이소파라핀 탄화수소 및 나프텐계 탄화수소의 백분율이 높기 때문에 파라핀 왁스와 차별화되며 화씨 140 ~ 210 도 정도의 융점을 갖는다. 미세결정질 왁스의 주요 특징은 그 결정의 섬세함, 높은 인장 강도 및 높은 융점을 포함한다. 따라서, 결정질 왁스는 용매 및 오일의 최종 마킹 조성물 내로의 결합을 돕기 위해 본원에서 유용할 수 있다.
임의의 적합한 양의 연질 왁스를 사용하여 마킹 조성물을 제조할 수 있다. 일부 구현예에서, 연질 왁스는 마킹 조성물의 약 10 중량% 또는 20 중량% 이하 내지 약 40 중량% 또는 약 50 중량% 또는 약 60 중량% 또는 약 80 중량% 의 양으로 존재할 수 있다. 부가적으로, 임의의 적합한 양의 에몰리언트가 마킹 조성물에 사용될 수 있지만, 전형적으로 포함되는 경우에는 낮을 것이다. 예를 들어, 에몰리언트는 마킹 조성물의 약 1 중량% 또는 2 중량% 또는 5 중량% 이하 내지 약 25 중량% 또는 35 중량% 또는 45 중량% 이상의 양으로 존재할 수 있다. 그러나, 에몰리언트가 좀더 상당한 양으로 존재하는 경우, 연질 왁스 및/또는 연화제는 마킹 조성물의 약 4 중량% 이하의 양과 같이 훨씬 더 적은 양으로 존재할 수 있다. 어떤 경우에는, 예를 들어, 다량의 연질 왁스가 포함되는 경우, 에몰리언트는 원하는 개선된 레이다운 특성을 유지하면서 적은 양으로 존재하거나 또는 생략될 수 있다. 에몰리언트의 증가된 양은 점착성을 반대로 증가시킬 수 있음을 주지해야 한다. 연질 왁스 및 에몰리언트 둘 모두가 사용될 때, 경질 왁스는 존재하는 연질 왁스의 양과 같거나 그 양을 초과하여 사용될 수 있다.
또한, 임의의 적합한 양의 왁스 성분, 예컨대 경질 및/또는 연질 왁스 성분 중 하나 이상이 마커 조성물에 포함될 수 있다. 예를 들어, 존재하는 경우, 전체 왁스 성분은 마킹 조성물의 약 0.10 중량% 내지 약 80 중량% 또는 약 90 중량% 또는 95 중량%, 예컨대 약 1 중량% 또는 약 5 중량% 또는 약 10 중량% 내지 약 60 중량% 또는 약 70 중량%, 예를 들어 약 20 중량% 또는 30 중량% 내지 약 40 중량% 또는 약 50 중량% 의 양으로 존재할 수 있다. 다양한 구현예에서, 왁스 성분은 마킹 조성물의 약 39 중량% 또는 40 중량% 또는 약 64 중량% 또는 65 중량% 의 양으로, 예를 들어 마킹 조성물의 약 45 중량% 내지 약 55 중량% 의 양으로 존재할 수 있다. 과량의 왁스 성분은 레이다운 특성에 악영향을 미칠 수 있음을 주목해야 한다.
특정 경우에는, 지방산 성분이 제공될 수 있다. 지방산 성분은 왁스 성분 및/또는 연질 왁스 성분에 추가로 또는 대체로서 포함될 수 있다. 예를 들어, 지방산 성분은 전형적인 왁스 성분을 포함하지 않고 마킹 조성물의 주요 구조 성분을 형성하기 위해 포함될 수 있거나, 또는 완전히 배제될 수 있다. 포함되는 경우, 지방산 성분은 유기산 공급원으로부터 유도될 수 있으며, 다른 경우에는 무기산 공급원으로부터 유도될 수 있다. 예를 들어, 지방산 성분은 카르복실산 및/또는 알코올 또는 알코올 유도체, 예를 들어 히드록실기 중 적어도 하나가 알콕시기로 치환된 산일 수 있거나 또는 이를 포함한다. 특히, 다양한 경우에 있어서, 지방산 성분은 필기구로 형성될 때 개선된 구조적 완전성, 색상 커버, 색상 강도 및 균일성의 바람직한 조성 특성 뿐 아니라, 또한 기재에 또는 기재 위에 적용할 때 박리 현상이 적고 최소의 압력 발휘로 부드럽고 매끈한 레이다운을 나타내는 그러한 화학적 및 기계적으로 충분한 양으로 공급되는 에스테르 왁스일 수 있다. 예를 들어, 본원에서 기술된 바와 같은 지방산 성분은 크레용과 같은 필기구로 구성될 때, 필기구와 같은 마킹 조성물이 실질적인 구조적 완전성을 가지며 만질 때 실질적으로 끈적임이 없으며, 기재에 적용될 때 원하는 매끄러운 레이다운 특성뿐만 아니라 어린이의 사용을 견디는 강도를 갖는 방식으로 제형화될 수 있다.
특히, 마킹 조성물의 지방산 성분은 왁스 에스테르와 같은 에스테르계 왁스를 포함하거나 이로부터 유도될 수 있다. 예를 들어, 다양한 경우에, 지방산 (및/또는 포함되는 경우 왁스 성분) 은 지방산 전구체 및 지방 알코올로 형성된, 예를 들어 산, 예를 들어, 유기산의 카르복실기와 반응하여 에스테르 결합을 형성하도록 하는 알코올의 히드록실기의 반응으로부터 유래되는 에스테르일 수 있다다. 이러한 경우에, 왁스 에스테르는 목적하는 융점, 예를 들어 레이다운 특성의 강도 대 용이함에 따라 포화되거나 불포화될 수 있다. 예를 들어, 보다 큰 강도가 요구되는 경우, 왁스 에스테르는 비교적 포화되도록 제형화되어, 예를 들어 실온에서 보다 높은 융점을 가져, 따라서 보다 뻣뻣한 조성 및 보다 큰 인장 강도를 갖도록 할 수 있다.
그러나, 보다 매끄러운 레이다운 특성이 요구되는 경우, 왁스 에스테르는 비교적 보다 불포화되도록 제형화될 수 있어, 그에 따라 예를 들어, 종이와 같은 기재에 적용될 때, 최종 마킹 조성물에 레이다운의 개선된 품질 및 매끄러움을 부여하도록 보다 낮은 융점, 예를 들어, 실온을 갖도록 할 수 있다. 따라서, 마킹 조성물을 제형화할 때, 이러한 조성물은 임의의 적합한 지방산, 예컨대 포화 지방산, 불포화 지방산 또는 지방산의 혼합물을 함유할 수 있으며, 특정 지방산 전구체는 최종 마킹 조성물의 점착성은 최소화하는 반면 레이다운의 부드러움을 향상시키면서 강도를 최대화하는 최종 지방산 성분을 산출하도록 선택된다.
마찬가지로, 탄소 백본의 탄소 길이는 왁스 에스테르의 입체 배향 및/또는 상 전이 특성을 조절하여, 따라서 왁스 에스테르의 사용에 의해 제형화된 마킹 조성물의 강도 대 레이다운 특성을 조절할 수 있도록 임의의 적당한 길이일 수 있다. 예를 들어, 다양한 구현예에서, 왁스 에스테르는 지방산 전구체 및 지방 알코올의 조합 및/또는 혼합물로부터 유도될 수 있어, 이에 의해 혼합될 이들 두 요소는 상이한 탄소 백본 사슬 길이를 가지거나, 또는 이들은 자연 발생 물질로부터 단리될 수 있고, 또는 둘 다이다. 특히, 특정 예에서, 지방산 전구체의 탄소 사슬 길이는 탄소 길이 4 내지 40 개 미만 또는 그 이상, 예를 들면 탄소 길이 약 6 내지 약 32 개, 예를 들어 탄소 길이 약 8 또는 10 개 내지 약 28 개 내지 26 개, 약 12 또는 14 개 내지 약 22 또는 약 24 개의, 그 사이의 수를 포함하는 탄소 길이일 수 있다. 유사하게, 지방 알코올의 탄소 사슬 길이는 탄소 길이 16 내지 60 개 미만 또는 80 개 또는 심지어 100 개 또는 그 이상, 예를 들면 탄소 길이 약 18 내지 약 50 개 또는 약 60 개, 예를 들어 탄소 길이 약 20 또는 22 개 내지 약 36 개 내지 40 개, 약 24 또는 26 개 내지 약 30 또는 약 34 개의, 그 사이의 수를 포함하는 탄소 길이일 수 있다.
따라서, 지방산 전구체와 지방 알코올 전구체를 조합하여 지방산 성분을 유도할 때, 생성된 왁스 에스테르는 길이가 약 2 또는 3 또는 4 내지 약 120 또는 약 150 탄소 또는 그 이상의 탄소 백본 사슬 길이를 가질 수 있다. 특히, 지방산 및/또는 지방 알코올 반응물 전구체는 지방산 성분 및/또는 전체 마킹 조성물에 요구되는 강도 대 레이다운 특성을 제공하는 방식으로 선택될 수 있다. 더욱 특히, 선택된 탄소 백본 길이와 같은 전체적인 지방산 성분은 특히 조성물이 크레용과 같은 필기구로서 제조될 때 조성물에 강도를 부가하는 성분이다. 그러한 경우에, 사용된 탄소 사슬 지방산이 길어질수록, 더 큰 경도 및 기계적 강도가 최종 조성물에 공급될 것이다.
그러나, 이것은 지방산 성분의 강도가 클수록, 마커 구조가 더 강하고 필기구가 마킹 조성물을 레이다운하기 위해 더 많은 힘을 가해야만 하므로, 글을 쓰는 것이 좀더 어려워지고 마킹이 덜 매끄러워질 것이라는 사실에 의해 균형이 깨진다. 다른 한편, 탄소 사슬 백본이 적을수록, 마커 구조가 부드러워지고 레이다운이 용이해질 것이나, 필기구는 파손되기 쉽고/거나 점성을 띨 가능성이 더 커질 것이다. 그러므로, 지방산 및/또는 지방 알코올 전구체는 전체 마킹 조성물에 원하는 강도 및 레이다운 특성을 부여하기 위해 생성된 지방산 성분이 원하는 탄소 백본 길이를 갖도록 선택되어야 한다.
따라서, 본원에 기재된 특정 예에서, 지방산 성분은 전형적으로 약 6 내지 40 개의 탄소 원자, 예컨대 약 16 내지 약 24 개의 탄소 원자 길이의 범위인 탄소 사슬 백본을 가질 수 있다. 부가적으로, 이들 다양한 특성을 조절하기 위해 다양한 상이한 측쇄 또는 분지쇄 요소가 포함될 수 있다. 특히, 지방산의 적절한 예로는 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산 등 및 이들의 혼합물이 포함된다. 스테아르산 및/또는 이의 유도체 및/또는 이성질체는 예를 들어 예시적인 지방산일 수 있다. 예를 들어, 스테아르산은 동물성 지방, 예를 들어 우지 또는 식물성 오일로부터 유도될 수 있는 통상의 소수성 지방산으로서, 소수성이어서 결합제 역할을 할 수 있다. 사용될 수 있는 통상적으로 유용한 양은 약 20 중량% 이하 내지 약 40 중량% 이상의 범위이다. 더욱 특히, 다양한 경우에, 에몰리언트 유사 슬리크 (slickening) 특성 및/또는 매끄러운 레이다운 특징을 갖는 베이스 성분과 같은, 스테아르산, 숙신산 및/또는 아디프산, 및 이들의 조합이 제공될 수 있다. 그러한 경우에, 이들 성분은 100% 천연 및/또는 비건 (vegan) 이 되도록 식물성 원료로부터 유래될 수 있다. 임의의 다른 적절한 왁스 및/또는 지방산 성분이 사용될 수 있다. 그러므로, 상기 왁스의 조합도 본 발명에 포함된다.
특정 구현예에서, 레이다운을 추가로 강화시킬 수 있는 경화제로서 역할을 하려는 목적으로, 추가의 지방산 성분이 첨가될 수 있다. 예를 들어, 금속 산화물 안료와 같은 금속 양이온에 부착될 수 있는 극성 헤드기, 및 예를 들어, 유기 용매에 용해도를 부여하는 무극성 사슬을 갖는 포화 지방산이 포함될 수 있다. 예를 들어, 경화제는 18-탄소 사슬 백본을 갖는 지방산일 수 있고, C17H35CO2H 와 같은 화학식을 가질 수 있다. 특히, 경화 포화 지방산은 스테아르산 또는 팔미트산, 또는 이의 염 또는 에스테르, 또는 알코올의 존재 하에서 에스테르화를 겪기 쉬운 다른 지방산일 수 있다. 특정 구현예에서, 스테아린이 포함될 수 있다. 특정 구현예에서, 스테아르산 및/또는 팔미트산은 비누화 및 증류에 의해 제조된 것과 같은 동물성 및/또는 식물성 지방 및 오일로부터 수득될 수 있다. 따라서, 마킹 조성물에 포함될 때, 스테아르산 및/또는 팔미트산과 같은 이작용성 지방산은 왁스 및/또는 다른 지방산 성분에 의해 제공된 구조적 경도의 균형을 맞추는 기능을 하는 동시에 마킹 조성물에 대한 증가된 강성을 벗어날 수 있다.
다양한 경우에, 이작용성 지방산, 예를 들어, 스테아르산 성분을 또한 포함할 수 있는 지방산 성분은 적합한 지방산 전구체를 적합한 지방 알코올 전구체와 반응시켜, 예컨대 생성된 에스테르계 지방산 및 물을 유도하도록 적합한 촉매의 존재 하에 에스테르화에 의해 화학 분야에서 잘 알려진 수단에 의해, 선택된 탄소 백본 사슬 길이를 갖는 생성된 지방산 성분을 제공하도록 합성될 수 있다. 특정 예에서, 지방산 전구체는 하나 이상의 작용기, 예컨대 하나 이상의 카르복실기가 부착된 탄소 백본을 갖는 유기 화합물일 수 있다. 예를 들어, 적합한 지방산 전구체는 카르복실산, 예를 들어 C(O)OH 와 같은 단일 "모노" 카르복실 기를 포함하고 R-C(O)OH 의 일반식 (식 중, R 은 길이가 2 내지 약 40 개 탄소와 같이 본원에 기재된 길이의 직쇄 또는 분지쇄 탄소 백본을 의미하며, R 은 짝수일 수 있음) 을 갖는 유기 화합물일 수 있다.
특정 예에서, 지방산 전구체는 디카르복실산 또는 트리카르복실산, 예를 들어 각각 2 개 또는 3 개의 카르복실기를 함유하는 것일 수 있다.
예를 들어, 지방산 전구체는 일반식 HO2C-R-CO2H (여기서 다양한 경우에, R 은 지방족 또는 방향족일 수 있음) 일 수 있다. 특히, 적합한 디카르복실산은 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 브라실산, 도데칸디오산, 헥사데칸디오산 등 중 하나 이상일 수 있으며, 예를 들어 탄소 백본은 탄소 길이가 약 2 내지 약 20, 예컨대 약 4 내지 약 14 개, 약 6 내지 약 8 또는 10 개를 포함하는 경우, 예컨대 화학식 HOOC-(CH2)n-COOH (식 중, n 은 직쇄의 탄소 원자 수임) 이고, 카르복시기는 사슬의 말단에 있는 것이지만, 다양한 분지쇄 백본 구조가 또한 사용될 수 있다. 더욱 특히, 예시적인 지방산 전구체는 아디프산일 수 있다.
또한, 특정 예에서, 지방 알코올 전구체는 하나 이상의 작용기, 예컨대 탄소 백본에 부착되거나 그로부터 분지된 하나 이상의 히드록실 (OH) 기를 갖는 탄소 백본 기반 화학 화합물, 예컨대 예를 들어 단일 히드록실기가 부착된 알코올, 또는 탄소 백본에 부착된 2 개의 히드록실기를 갖는 디올, 예를 들어 3 개의 히드록실기가 부착된 트리올 또는 그 이상, 예를 들면 폴리올 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 예에서, 지방 알코올은 포화 직쇄 알코올, 예를 들어 CnH2n+1OH (식 중, n = 상기한 바와 같은 탄소 사슬 백본의 탄소 수임) 의 화학식을 갖는 것일 수 있다. 다른 경우에, 지방 알코올은 분지형 사슬 백본을 가질 수 있고/있거나 화학 화합물은 불포화될 수 있다.
특정 구현예에서, 지방 알코올 성분은 탄소 백본 사슬을 가지며 추가로 2 개의 히드록실 작용기를 함유하는 화학 화합물과 같은 디올일 수 있다. 그러한 경우에, OH 작용기는 서로 비교적 가까이 있거나 또는 퍼져나갈 수 있다. 예를 들어, 예시적인 디올은 서로 가까이 있는 OH 작용기를 갖는 화합물, 예컨대 에틸렌 글리콜 또는 비교적 분리된 OH 작용기를 갖는 디올, 예컨대 1,4-부탄 디올, 예를 들어, HO-(CH2)4-OH, 비스페놀 A, 프로필렌-1,3-디올, 베타 프로필렌 글리콜, 예를 들어, HO-CH2-CH2-CH2-OH 등, 예컨대 일반식 HO-(CH2)n-OH (식 중, n = 상기 기재된 바와 같이 탄소 사슬 백본의 탄소 수임) 를 갖는 것들을 포함할 수 있다. 다양한 경우에, 지방 알코올 성분은 트리올, 예컨대 글리세롤 또는 트리히드록시벤젠, 예컨대 벤젠트리올 등일 수 있다. 부가적으로, 다양한 경우에, 지방 알코올 성분은 폴리올, 예컨대 폴리에스테르 또는 폴리우레탄 유도체와 같은 다수의 히드록실기를 함유하는 알코올일 수 있다. 본원에 개시된 바와 같은 상기 지방 알코올 전구체는 알킬 할라이드를 염기와 반응시키거나 또는 알데히드 또는 케톤을 하이드라이드와 반응시키는 것과 같은 다양한 치환 또는 환원 반응 중 하나 이상을 통해 직접 수득하거나 합성할 수 있다. 이들은 또한, 적합한 알켄을 산과 반응시켜 수화 반응을 촉매 작용시킴으로써 가수분해를 통해 합성될 수 있다.
다양한 경우에 있어서, 지방산 전구체는 지방 알코올 전구체와 반응하여, 원하는 특징을 갖는, 직쇄 또는 분지쇄의, 목적하는 탄소 백본 길이를 갖는 지방산 성분을 생산할 수 있다. 이러한 반응은 탈양자화 반응, 치환 반응, 환원, 가수분해, 탈수 반응 및/또는 에스테르화와 같은 임의의 적합한 방식으로 수행될 수 있다.
예를 들어, 특정 예에서, 지방산 성분은 에스테르화 반응, 예를 들어, 다음의 일반적인 형태를 갖는 반응에 의해 제조될 수 있다: R-OH + R'-COOH → R'-COOR + H2O, 이때 물은 생산 수율을 높이기 위해 끊임없이 제거될 수 있다. 또한, 지방산 성분은 합성을 통해 유도될 수 있지만, 예컨대 천연 공급원으로부터의 단리 및/또는 정제와 같은 다양한 방식으로 또한 수득될 수 있다. 예를 들어, 적합한 지방산은 천연 및/또는 유기 공급원으로부터의 단리로부터, 예를 들어, 다양한 식물, 해양 생물, 곡물, 견과류 및/또는 다양한 곤충, 예를 들어, 비즈 왁스의 제조에 벌의 작용으로부터 유도될 수 있다.
반응될 지방산 및/또는 지방 알코올 전구체의 양은 주어진 양의 크레용을 제조하는 것과 같이, 원하는 특정한 양의 마커 조성물을 제조하는데 필요한 지방산 성분의 양에 따라 달라진다. 따라서, 마커 조성물의 제조에 사용되어지는 지방산 성분의 양은 일반적으로 마킹 조성물을 구성하는 다른 물질의 양, 특히 다양한 경우에 존재하는 경우, 사용되어지는 왁스, 예를 들어 경질 왁스의 양에 따라 어느 정도 달라진다. 예를 들면, 경질 왁스 함량이 목적하는 기계적 강도를 제공하도록 적절하게 증가되면 지방산 함량을 낮출 수 있다. 경질 왁스 함량이 적절하게 감소되거나, 전체적으로 배제된 경우, 요구되는 레이다운 특성을 제공하기 위해 지방산 함량이 증가될 수 있다. 그러므로, 지방산 함량은 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있으며, 예를 들어, 이것은 조성물의 약 80 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다.
따라서, 다양한 구현예에서, 구조 성분 및/또는 경화 성분은 임의의 적합한 지방산 및/또는 이작용성 지방산, 예를 들어 스테아르산 성분으로 구성될 수 있다. 임의의 적합한 지방산 또는 이작용성 지방산 성분이 충분한 경도 및 충분한 레이다운 특성을 갖는 지지 구조로 제형화될 수 있는 한, 이들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 성분은 ASTM D2240 에 개시된 쇼어 경도법에 의해 측정된 바와 같이, 25℃ 에서 약 10, 약 15, 약 20, 약 25, 약 30, 약 40, 약 50 또는 60 이상의 경도를 가질 수 있다. 또한, 하나 이상의 경화 성분이 사용될 수 있고, 성분은 약 110° 내지 약 120° 내지 약 140° 내지 약 160° 또는 165° 내지 약 180° 또는 약 200° 내지 210° F 까지의 융점을 가질 수 있다. 예를 들어, 존재하는 경우, 전체 구조 및/또는 경화 성분은 마킹 조성물의 약 0.10 중량% 내지 약 80 중량% 또는 약 90 중량% 또는 95 중량%, 예컨대 약 1 중량% 또는 약 5 중량% 또는 약 10 중량% 내지 약 60 중량% 또는 약 70 중량%, 예를 들어 약 20 중량% 또는 30 중량% 내지 약 40 중량% 또는 약 50 중량% 의 양으로 개별적으로 존재할 수 있다.
특정 구현예에서, 지방산 성분은 하나 이상의 지방산 에스테르, 지방산의 이량체 및 삼량체, 지방 알코올, 프로필렌 글리콜의 모노- 및 디-에스테르, 글리세롤 디-에스테르, 폴리에틸렌 글리콜의 모노- 및 디-에스테르 등을 포함할 수 있다. 존재하는 경우, 지방산 성분은 마킹 조성물의 약 3 중량% 내지 약 15 중량% 의 양으로 존재할 수 있으며, 예컨대 증가된 강도를 갖는 마킹 조성물을 제형화할 때 특정한 다른 구현예에서, 지방산은 예컨대 적절한 강도 및 레이다운 특성을 갖는 보다 균형잡힌 마커 조성물의 경우 마킹 조성물의 약 15 중량% 내지 약 30 중량% 의 양으로 존재한다. 일부 다른 구현예는 예컨대 증가된 레이다운 특성이 요구되는 경우에는 마킹 조성물의 약 30 중량% 내지 약 55 또는 60 중량% 의 양으로 지방산을 포함한다. 다양한 구현예에서, 왁스 성분 및/또는 지방산 성분 중 하나 이상은 포함될 수도 포함되지 않을 수도 있지만, 포함될 때, 안료 및/또는 다른 착색제가 첨가될 수 있는 왁스-유사 베이스 성분을 제조하기 위해 비례 량으로 함께 혼합될 수 있다.
따라서, 마킹 조성물은 전형적으로 안료 또는 염료와 같은 착색제를 포함한다. 특히, 크레용과 같은 마커는 안료 또는 염료 (물 및/또는 오일 불용성 제품일 수 있음) 에서 색상을 도출하며, 천연 또는 합성일 수 있다. 이러한 안료는 무기 또는 유기 및/또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 천연 자원으로부터 단리 및/또는 다양한 화학 반응을 통해 생성될 수 있다. 예를 들어, 특정 구현예에서, 안료는 천연 옥시드로부터 유래되는 무기 안료, 예컨대 금속 산화물, 예를 들어, 철 옥시드 (FeO-OH), 예를 들어, 고에타이트, 헤마타이트, 마그네타이트, 망가나이트, 철 망간 옥시드, 크롬 옥시드, 티타늄 옥시드, 예를 들어, 이산화티탄, 적색 산화철, 산화 아연, 아연 페라이트, 철 블루, 철 블랙, 철 옐로우, 울트라마린 블루, 프러시안 블루, 알루미나 화이트, 알루미늄 분말, 청동 분말, 미카, 퀴나크리돈 안료, 안트라퀴논 안료, 디옥사진 안료, 인디고 안료, 티오인디고 안료, 페리논 안료, 페릴렌 안료, 진주 안료, 인돌레논 안료, 형광 안료, 착색 수지 입자, 금속성 플레이크 안료, 예컨대 알루미늄 분말, 리그나이트, 흄산, 카본, 예를 들어, 카본 블랙, 램프블랙, 골탄, 로 엄버 (raw umber) 및 이들의 혼합물 등일 수 있다.
또한, 다양한 경우에, 착색제는 유기물, 예를 들어 식물 유래 또는 식물성 및/또는 광물성 추출물, 예를 들어 식품 등급 미네랄일 수 있다. 예를 들어, 재생가능한, 유기, 및/또는 친환경 안료는 식물 및 다양한 채소에서 유래된 안료 및/또는 염료와 같은 지속가능한 자원으로부터 유래된 하나 이상의 착색제, 예를 들어 그들의 네처파벤 라인 (naturfaben line) 인 Kremerpigments,™ 유래의 것들일 수 있다. 유기 안료의 다른 예는 아조, 나프톨, 디아니시딘, 리톨 (예 : 리톨 레드), 디아릴라이드 또는 프탈로 안료일 수 있다. 특히, 아조는 아조 레이크 안료, 레이크 레드 C, 브릴리언트 카민 6B, 워딩 레드, 보르도 10B, 패스트 옐로우, 디스-아조 옐로우, 피라졸론 오렌지, 파라 레드, 아조-아조메틴 안료; 디옥사진 안료, 예컨대, 디옥사진 바이올렛, 디아니시딘 오렌지 등일 수 있다. 부가적으로, 유기 안료는 디아릴라이드 옐로우, 또는 프탈로 안료, 예를 들어, 프탈로시아닌 안료, 예컨대 프탈로시아닌 블루, 구리 프탈로시아닌 블루, 패스트 스카이 블루 및 프탈로시아닌 그린; 니트로소 또는 니트로 안료, 예컨대 나프톨, 예를 들어, 나프톨 그린, 나프톨 옐로우, 나프톨 레드, 나프톨 블루; 트렌 안료, 예컨대 안트라피리미딘 옐로우, 페리논 오렌지, 페린 레드, 티오인디고 레드, 인단트론 블루; 퀴나크리돈 안료, 예컨대 퀴나크리돈 레드, 퀴나크리돈 바이올렛, 이소인돌레논 안료, 이소인돌레논 옐로우; 염색 레이크 안료, 예컨대 피콕 블루 레이크, 알칼리 블루 레이크, 레이크 레드, 로다민 레이크, 메틸 바이올렛 레이크, 및 말라카이트 그린 레이크; 크로모프탈 옐로우, 크로모프탈 레드; 인단트렌 안료; 등일 수 있다. 원한다면 안료를 점토 담체와 배합할 수 있다. 산성 또는 염기성의, 염료가 마킹 조성물에 사용될 수 있다. 하나 이상의 착색제는 또한 점토, 탈크 및/또는 탄산칼슘과 같은 충전제를 포함할 수 있다. 다양한 체질 안료가 또한 사용될 수 있다. 적합한 염료의 예는 REACTINT™ brand Blue×3LV, Orange×38, 및 Violet×80LT (Milliken Chemical Co. in Inman, S.C 사제) 와 같은 중합체성 착색제를 포함한다.
이러한 안료를 생성하기 위해, 화학물질을 반응 탱크에서 혼합한 다음 잉여 물을 추출하는 필터를 통과시킬 수 있다. 그러한 경우, 안료 물질은 뒤에 남겨지고, 이후 가마에서 건조될 수 있다. 일단 건조되면, 안료는 원하는 색상을 도출하기 위해 혼합되고, 분말로 만들어지고, 그 다음 블렌딩되고, 반응 혼합물에 첨가되어, 핫 왁스 및/또는 지방산 성분과 혼합될 수 있다. 이러한 경우에, 안료는 매우 작은, 작은, 중간, 큰, 매우 큰 입자 크기로, 예를 들어 분쇄, 분무화, 미분화, 제분화 등에 의해 제형화될 수 있다. 안료는 임의의 적합한 입자 크기를 가질 수 있지만, 입자 크기는 약 0.1 또는 0.3 미크론 내지 약 20 또는 약 25 미크론, 예를 들어 약 0.5 또는 1 미크론 내지 약 15 또는 약 20 미크론의 입자 크기, 예컨대 약 5 미크론 내지 약 10 미크론일 수 있다. 착색제는 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있지만, 사용되는 착색제의 유형에 따라 변한다. 예를 들어, 마킹 조성물은 마킹 조성물의 약 0.5 중량% 미만 내지 약 50 중량% 이상의 양, 예를 들어 약 2 중량% 또는 약 5 중량% 내지 약 30 중량% 또는 35 중량%, 예를 들어 마킹 조성물의 중량을 기준으로 약 5 중량% 또는 10 중량% 내지 약 20 중량% 또는 약 25 중량% 의 범위로 안료를 함유할 수 있다. 염료 착색제가 사용되는 경우, 이것은 마킹 조성물의 약 1 중량% 내지 약 3 중량% 의 양으로 포함될 수 있다.
추가로, 마킹 조성물은 녹 방지제, 부식 방지제, 충전제, 레벨링제, 점도 개질제, 예를 들어 점도 조절제, 구조적 점도 생성제, 건조제 및 가소제, 예컨대 디에틸 프탈레이트, 디부틸 프탈레이트, 디옥틸 프탈레이트, 2-에틸헥실 에폭시헥사히드로 프탈레이트, 2-에틸헥실 세바케이트, 트리크레실 포스페이트 등과 같이 소량으로 마킹 조성물에 도입될 수 있는 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 또한, 발포 억제제 및/또는 이형제와 같은 가공 보조제 뿐만 아니라 산화 및 UV 안정화제가 첨가될 수 있다. 적합한 발포 억제제의 예는 FOAMKILL® 614 (Crucible Chemical Co., Greenville, S.C.) 및 세틸 디메티콘과 같은 석유 탄화수소를 포함한다.
적합한 이형제의 예는 지방산의 IIA 족 금속염, 특히 칼슘 스테아레이트를 포함한다. 적합한 산화 안정화제의 예는 입체 장애 페놀을 포함한다. 적합한 UV 안정화제의 예는 장애 아민 광 안정화제 및 벤조트리아졸을 포함한다. 또한, 다양한 구현예에서, 분산화제 (dispersant) 또는 분산제 (dispersing agent) 가 또한 포함될 수 있다. 예를 들어, 폴리비닐 부티랄 수지와 같은 수지가 분산제로서 사용될 수 있다. 이들 부가제는 전형적으로 마킹 조성물의 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량% 의 양, 바람직하게는 마킹 조성물의 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량% 의 양으로 첨가될 수 있다.
따라서, 마킹 조성물은 전형적으로 지방산과 함께 착색제, 및 왁스 성분을 포함하며, 왁스 및/또는 지방산 성분은 에스테르 왁스를 포함한다. 특히, 마킹 조성물은 포화 지방산, 불포화 지방산 또는 지방산 혼합물과 같은 임의의 적합한 지방산을 함유할 수 있다. 예를 들어, 지방산은 특히 조성물이 크레용으로 제조될 때 조성물에 강도를 부가하는 것일 수 있다. 예를 들어, 보다 긴 탄소 사슬 지방산은 일반적으로 조성물에 더 큰 경도 및 기계적 강도를 부여하며, 따라서 지방산은 약 12 내지 약 30 개의 탄소 원자, 예컨대 약 16 내지 약 24 개의 탄소 원자를 가질 수 있다. 적합한 지방산은 예를 들어, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산 및 이들의 혼합물을 포함한다. 지적된 바와 같이, 이러한 성분은 최종 마커 조성물이 기재에 적용될 때 매끄러운 레이다운 특성을 유지하면서 아이들의 마킹시 사용에 견딜 수 있는 적절한 강도를 갖도록 하는 양으로 첨가될 수 있다. 따라서, 본원에 개시된 바와 같이, 조성물은 또한 접촉에 대한 점착성이 실질적으로 없으며, 재생가능한 공급원으로부터 생산될 수 있는 이점을 갖도록 구성될 수 있다. 상기한 바와 같이, 본 발명의 조성물은 크레용과 같은 마킹 조성물을 제조하는데 사용하기에 특히 적합하다.
특히, 다양한 구현예에서, 마킹 조성물은 조성물이 구조 조성물로부터 마킹 조성물에 대한 구조 형성을 벗어나도록 경화 성분; 마커로 사용될 때, 조성물의 레이다운 특성을 허용 및/또는 개선시키도록 연화 성분; 및 조성물에 색상을 제공하도록 착색제를 포함하도록 포함된다. 예를 들어, 마킹 조성물은 알코올 성분, 제 1 지방산 성분, 제 2 지방산 성분 및 착색제를 포함할 수 있다. 일부의 경우, 왁스 성분이 또한 포함될 수 있다. 그러나, 일부의 경우, 왁스 성분은 필수적이지도 포함되지도 않는다. 더욱 특히, 특정 구현예에서, 마킹 조성물은 알코올 성분과 제 1 지방산 성분의 반응으로부터 유도된 것과 같은 경화 성분을 포함하여, 제 1 구조 및/또는 경화 조성물을 제공할 수 있다. 일단 수득되면, 이 조성물은 연화제, 예를 들어 스테아르산 및/또는 팔미트산을 포함하는 제 2 지방산과 반응하거나, 다르게는 거기에 첨가되거나 또는 그와 혼합될 수 있다. 이 혼합물에, 지정된 색상을 갖는 마킹 조성물을 형성하도록, 상기한 바와 같은 유기 또는 무기 안료와 같은 착색제를 첨가할 수 있다. 다양한 경우에, 본원에 기재된 바와 같은 하나 이상의 첨가제가 또한 포함될 수 있다.
예를 들어, 특정 구현예에서, 조성물이 알코올 성분, 예컨대 디올, 예를 들어, 부탄디올 또는 헥산디올, 예컨대 1,4-부탄디올 또는 1,6-헥산디올을 포함하는 구조용 조성물이 제공될 수 있으며, 이것은 지방산 전구체 성분, 예컨대, 카르복실산, 예컨대 아디프산 또는 숙신산과 혼합되어, 예를 들어 알코올 성분과 지방산 전구체 성분의 에스테르화를 통해 제 1 지방산 성분을 생성시킨 다음, 이것을 하나 이상의 추가의 경화제 및/또는 구조화제, 예컨대 왁스 성분, 연화제, 예컨대 2 급 지방산 성분, 및/또는 착색제에 첨가할 수 있다. 특히, 다양한 구현예에서, 예를 들어 아디프산 또는 숙신산과 혼합된 부탄디올 및/또는 헥산디올을 함유하는 제 1 지방산 성분은 파라핀 또는 비즈 왁스와 같은 왁스 성분에 첨가될 수 있으며, 이후 이것은 제형화되고 2 차 지방산 성분 및 착색제 모두에 첨가된다. 그러나, 다른 구현예에서, 제 1 지방산 성분 그 자체는 제 2 지방산 성분 및 착색제에 원하는 색상의 마킹 조성물을 생성시키는 방식으로 첨가된다.
예를 들어, 본 발명의 마킹 조성물은 임의의 적합한 방식으로, 예컨대, 반응기 용기에 다양한 성분, 예를 들어 제 1 지방산 성분, 제 2 지방산 성분 및 착색제를 첨가하고, 그것들을 반고체, 또는 액체, 상태로 가열하고, 그들을 함께 혼합함으로써 제조될 수 있다. 일반적으로, 지방산 및/또는 왁스 (포함되는 경우) 의 일부는 그 용융 온도, 예를 들어, 약 104-116℃ (220-240℉) 이상으로 가열된다. 특히, 먼저 지방 알콜 전구체 성분 및 지방산 전구체 성분을 예컨대 가압 하에 반응 용기에 첨가하고 가열하여, 제 1 의, 왁스형 또는 왁스-유사 구조 조성물을 제조할 수 있다. 예를 들어, 지방 알코올 부분은 약 10% 내지 약 60%, 예컨대 약 20% 내지 약 40%, 약 30% 내지 약 35% 또는 약 38% 를 포함하는 임의의 적합한 양으로 첨가될 수 있다. 마찬가지로, 지방산 전구체 성분은 약 90% 내지 약 40%, 예컨대 약 80% 내지 약 60%, 약 70% 내지 약 65% 또는 약 62% 를 포함하는 임의의 적합한 양으로 첨가될 수 있다. 특정 양태에서, 지방 알코올 부분 및 지방 알코올 전구체 부분은 실질적으로 동일한 양, 예컨대 약 48% 내지 약 52%, 약 50% 내지 약 50% 동등 부분을 포함하는 양으로 첨가될 수 있다.
이어서, 일단 제 1 에스테르화 왁스성 구조 성분이 생성되면, 이는 예를 들어, 분산기 헤드 믹서와 같은 적절한 교반 메카니즘으로 조성물을 교반하면서, 반고체, 액화 왁스성 재료에 첨가될 수 있는 왁스 성분 (포함되는 경우) 및/또는 지방산(들) 성분 중 하나 이상과 조합될 수 있다. 예를 들어, 다양한 구현예에서, 전술한 바와 같은 제 1 에스테르화 왁스성 구조 성분은 임의의 적합한 양, 예컨대 최종 조성물의 약 60% 내지 약 99%, 예컨대 약 70% 내지 약 95%, 예를 들어, 약 80% 내지 약 90%, 약 85% 내지 약 88% 를 포함하여, 최종 혼합물에 포함될 수 있다. 이러한 경우에, 제 2 지방산 성분과 같은 연화제는 약 40% 내지 약 1% 또는 0.5%, 예컨대 약 30% 또는 약 28% 내지 약 3% 또는 약 5%, 예를 들어, 약 20% 또는 약 18% 내지 약 10% 또는 8%, 약 15% 내지 약 12% 를 포함하여, 최종 혼합물에 포함될 수 있다.
특정 예에서, 파라핀 또는 비즈 왁스 또는 유사한 왁스 성분과 같은 왁스 성분이 또한 조성물에 첨가될 수 있고, 포함되는 경우, 예컨대 실질적으로 동일한 양으로 제 1 에스테르화 왁스성 구조 성분과 혼합되어 전체 조성물에 첨가되는 왁스성 성분의 최종 양을 구성하도록 할 수 있다. 특정 예에서, 왁스성 혼합물은 약 4:1, 3:1, 2:3, 1:4, 1:3 또는 약 3:2 의, 제 1 왁스성 성분 대 제 2 왁스 성분일 수 있다. 또한, 제 2 왁스 성분이 포함되는 경우, 이것은 파라핀 및 비즈 왁스와 같은 왁스 성분의 혼합물일 수 있으며, 이들은 제 2 왁스 성분을 구성하기 위해 예컨대 동량으로 함께 첨가될 수 있다. 마찬가지로, 임의의 적합한 양의 착색제가 최종 혼합물을 구성하기 위해, 예를 들어 최종 조성물의 약 5% 이상, 예를 들어 약 0.05% 또는 1% 내지 약 3% 내지 약 4%, 약 2% 의 양으로 첨가될 수 있다.
충전제 및/또는 다른 착색제 및/또는 다른 적합한 첨가제는 또한 연속 교반하에 조성물에 예를 들어 순서대로 첨가될 수 있다. 원한다면, 조성물을 계속 교반하면서 액화 물질에 세정제 등의 추가의 첨가제와 함께, 에몰리언트를 첨가할 수 있다. 이어서, 조성물을 주형에 붓고, 예를 들어 평판형 주형에 조성물을 부어 넣음으로써, 적절히 성형될 수 있도록 냉각시킬 수 있다. 주형을 냉각시키고 조성물을 크레용과 같은 마커에 적합한 형태로 성형한다.
더욱 특히, 제 1 단계에서, 제 1 지방산, 예컨대 제 1 왁스성 조성물이 생성되거나 그렇지 않으면 획득될 수 있다. 예를 들어, 특정 구현예에서, 반응기, 예를 들어 응축기가 구비된 1L 반응기는 지방 알코올 성분, 예를 들어 1,4-부탄디올 (예컨대, 약 38-40% 의 양) 및 지방산 전구체 성분, 예를 들어 아디프산 (예컨대, 약 62 내지 60% 의 양) 을 포함할 수 있으며, 이들 성분은 그 후 그들의 융점 이상, 예를 들면 180℃ 까지 예컨대 에스테르화 반응에서 반고체 또는 액체로 변하기에 충분한 시간 동안, 예를 들어 약 4 시간 정도 동안 혼합 및 가열될 수 있다. 대안적으로는, 보다 특별한 구현예에서, 2L 반응기는 대략 동일한 양의 지방산 부분, 예컨대 약 45% 내지 약 55%, 예컨대 약 48% 또는 49% 내지 약 50% 내지 약 52% 의 1,6-헥산디올 (760.5 g) 및 약 45% 내지 약 55%, 예컨대 약 48% 또는 49% 내지 약 50% 내지 약 52% 의 숙신산 (738.9 g) 으로 충전될 수 있고, 185℃ 에서, 예컨대 약 15 시간 내지 약 24 시간, 예컨대 약 18 시간 내지 약 20 시간 또는 22 시간 동안 가열될 수 있다. 이 시간 동안, 압력을 예컨대 700 torr 이하, 예컨대 400 torr, 예컨대 200 또는 100 torr, 심지어는 약 50 또는 25 torr 로, 예를 들어 서서히 감소시켜, 조성물이 20 또는 15 시간, 예를 들어 약 10 또는 5 또는 4 시간에 걸쳐, 좀더 밀도가 있는 또는 반고체 형태로 응축시키고, 반응, 예를 들어 에스테르화에 의해 생성된 과량의 물을 리시버에 수집할 수 있다. 이어서, 반응은 180℃ 또는 약 185℃ 내지 약 190℃ 내지 약 200℃ 에서 계속될 수 있고, 압력은 1 torr 압력과 같이 약 18 시간 또는 10 시간 또는 5 시간 동안, 예컨대 약 마지막 3 시간 더 감소될 수 있다.
따라서, 제 1 지방산 구조 성분 생성물, 예를 들어, 오프-화이트색 왁스성 고체가 수집되어 마킹 조성물의 제조를 위한 제 2 용기에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 제 1 지방산 구조 성분 생성물은 최종 마커 조성물의 제조를 위해, 예를 들어, 총 마커 조성물의 약 70%, 예컨대 약 80%, 예컨대 약 85%, 심지어 약 88% 또는 90% 또는 95% 의 양으로 새로운 용기에 첨가될 수 있다. 유사하게, 제 2 단계에서, 전술한 바와 같은 왁스 성분, 예를 들어, 파라핀 및/또는 비즈 왁스 및/또는 연화제, 예를 들어 스테아르산과 같은 제 2 지방산 성분을 제 1 지방산 성분을 함유하는 제 2 용기에 첨가할 수 있다. 특히, 제 2 지방산 성분은 최종 조성물의 약 20% 이상, 예를 들어 약 15% 또는 10%, 예컨대 약 8% 또는 5% 이하의 양으로 첨가될 수 있다. 마찬가지로, 착색제, 예컨대 안료, 예컨대 상기 예시적으로 나열된 안료가 최종 혼합물을 구성하기 위해, 예를 들어 최종 조성물의 약 5% 이상, 예를 들어 약 0.05% 또는 1% 내지 약 3% 내지 약 4%, 약 2% 의 양으로 첨가될 수 있다.
특정 구현예에서, 100 g 내지 약 200 g, 예컨대 약 120 g 내지 약 180 g, 예를 들어 약 160 g 또는 약 165 g 내지 약 174 g 또는 175 g, 약 150 g 내지 약 164 g 의 제 1 지방산 구조 성분 생성물이 예컨대 제 1 예시적인 제형에서 사용될 수 있다. 특정 예에서, 상기 혼합물의 일부는 파라핀 및/또는 비즈 왁스 성분과 같은 왁스 성분을 포함하거나 이에 첨가될 수 있으며, 상기 성분은 제 1 지방산 구조 성분 생성물의 약 50% 이하의 양으로 존재할 수있다. 그러나, 특정 구현예에서, 왁스 성분은 약 5% 내지 약 10%, 예를 들어 약 15% 내지 약 20% 또는 약 25% 일 수 있다. 예를 들어, 왁스 성분은 포함될 때, 약 5 또는 약 9 또는 10 g 내지 약 14 또는 15 g 또는 약 20 g 일 수 있으며, 하나의 구현예에서는 왁스 성분이 약 7 g 의 파라핀 왁스 및/또는 7 g 의 비즈 왁스를 포함한다. 그러나, 다양한 경우, 이러한 왁스 성분은 포함될 필요가 없고 포함되지도 않는다. 또한, 특정 구현예에서, 착색제는 약 2 g 내지 약 10 g, 예컨대 약 4 g 내지 약 8 g, 약 5 g 또는 6 g 의 양으로 존재할 수 있다.
결과적으로, 마킹 조성물은 상기에 따라 제형화되었고, 상기 조성물은 어린이에 의해 취급될 수 있을 만큼 충분히 딱딱하고 쉽게 파손되기 어렵지만, 예를 들어 연화제의 존재로 인해 충분히 부드러워, 조성물로의 기재, 예를 들어, 종이 조각의 통상적인 마킹의 과정에서와 같이, 최소 압력으로 기재 상에 조성물의 부드럽고 매끄러운 레이다운을 허용할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 또한, 색상이 풍부하고 실질적으로 균일하고 조성물 전체에 박편화가 적다는 것이 관찰되었다. 따라서, 본원에 개시된 조성물의 레이다운 특성은 이전에 입수 가능한 조성물의 특성에 비하여 개선된다. 따라서, 본 발명의 마킹 조성물은 크레용과 같은 필기구로서 사용하기에 적합하며, 종이와 같은 다양한 다공성 및 비-다공성 필기 표면 또는 기재에 적용될 수 있으며, 파손, 취성, 스며듬 및 향상된 풋다운 (putdown) 이 있다.
본 발명의 마킹 조성물은 주요 성분 및 이들 성분의 양의 특정한 선택에 따라 다양할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 이는 원하는 색상, 구조적 안정성 및 레이다운 특성을 달성하도록 조성물을 변형시키는 것을 허용한다. 예를 들어, 본원에 기술된 바와 같은 다양한 조합에서, 본 발명의 마킹 조성물, 예를 들어, 크레용은 약 70% 내지 약 80% 또는 약 90% 또는 95% 내지 100% 식물 유래, 및/또는 약 70% 내지 약 80% 또는 약 90% 또는 95% 내지 100% 재생가능, 및/또는 약 70% 내지 약 80% 또는 약 90% 또는 95% 내지 100% 퇴비화가능하고, 어린이의 사용 및/또는 소비에서의 안전과 같은 안전성이 있도록 상기 기재된 방법에 따라 제형화될 수 있다.
본 발명을 위한 바람직한 구현예에 대한 상기 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 이들은 본 발명을 개시된 정확한 형태로 철저하다거나 이에 한정하려는 것은 아니다. 많은 변경 및 변형은 상기 교시에 비추어 가능하다. 구현예들은 본 발명의 원리 및 그 실제 응용의 최선의 설명을 제공하고 당업자가 고려되는 특정 용도에 적합하도록 다양한 구현예 및 다양한 변형에서 본 발명을 이용할 수 있게 하기 위해 선택되고 설명된다. 이러한 모든 변형 및 변화는 공정하고, 합법적이며, 공평하게 자격이 있는 범위에 따라 해석될 때, 첨부된 청구 범위에 의해 결정되는 본 발명의 범위 내에 있다.

Claims (27)

  1. 하기를 포함하는 마킹 조성물:
    조성물의 약 10 중량% 내지 약 90 중량% 의 양으로, 디올 및 디카르복실산의 반응 생성물인 축합 중합체;
    조성물의 약 20 중량% 내지 약 80 중량% 의 양으로, 10 내지 24 개의 탄소 원자를 함유하는 하나 이상의 지방산 또는 이의 에스테르; 및
    조성물의 약 1 중량% 내지 약 15 중량% 의 양으로, 착색제.
  2. 제 1 항에 있어서, 중합체가 조성물의 약 20 중량% 내지 약 80 중량% 를 구성하는 마킹 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 디올 및 디카르복실산이 각각 2 내지 14 개의 탄소 원자를 함유하는 마킹 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 중합체가 폴리(부틸렌 아디페이트), 폴리(헥실렌 숙시네이트) 및 폴리(프로필렌 아디페이트) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 마킹 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 중합체가 약 5000 내지 약 15,000 달톤의 중량 평균 분자량 및 약 40℃ 내지 약 75℃ 의 융점을 갖는 마킹 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 중합체가 35 내지 65 의 쇼어 D 경도 값을 갖는 마킹 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 조성물이 조성물의 약 20 중량% 내지 약 80 중량% 의 양으로, 14 내지 18 개의 탄소 원자를 함유하는 하나 이상의 지방산 또는 이의 에스테르를 포함하는 마킹 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 지방산이 완전 포화 지방산을 포함하는 마킹 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 지방산이 약 100 내지 약 400 달톤의 중량 평균 분자량을 갖는 마킹 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서, 착색제가 무기 안료인 마킹 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서, 착색제가 약 0.1 미크론 내지 약 25 미크론의 평균 입자 크기를 갖는 안료인 마킹 조성물.
  12. 제 1 항에 있어서, 착색제가 식물 또는 채소로부터 유래되는 마킹 조성물.
  13. 제 1 항에 있어서, 녹 방지제, 부식 방지제, 충전제, 레벨링제, 점도 조절제, 건조제, 가소제, 발포 억제제, 이형제, 및 중합체 안정화제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 마킹 조성물.
  14. 마킹 조성물을 포함하는 필기구로서,
    필기구가 크레용, 왁스 파스텔, 그리스 (grease) 연필, 수용성 크레용, 색상 잉크 마커, 색상 목탄 및 분필로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    마킹 조성물이 하기를 포함하는 필기구:
    조성물의 약 10 중량% 내지 약 90 중량% 의 양으로, 디올 및 디카르복실산의 반응 생성물인 축합 중합체;
    조성물의 약 20 중량% 내지 약 80 중량% 의 양으로, 10 내지 24 개의 탄소 원자를 함유하는 하나 이상의 지방산 또는 이의 에스테르; 및
    조성물의 약 1 중량% 내지 약 15 중량% 의 양으로, 착색제.
  15. 제 14 항에 있어서, 중합체가 조성물의 약 20 중량% 내지 약 80 중량% 를 구성하는 필기구.
  16. 제 14 항에 있어서, 디올 및 디카르복실산이 각각 2 내지 14 개의 탄소 원자를 함유하는 필기구.
  17. 제 14 항에 있어서, 중합체가 폴리(부틸렌 아디페이트), 폴리(헥실렌 숙시네이트) 및 폴리(프로필렌 아디페이트) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 필기구.
  18. 제 14 항에 있어서, 중합체가 약 5000 내지 약 15,000 달톤의 중량 평균 분자량 및 약 40℃ 내지 약 75℃ 의 융점을 갖는 필기구.
  19. 제 14 항에 있어서, 중합체가 35 내지 65 의 쇼어 D 경도 값을 갖는 필기구.
  20. 제 14 항에 있어서, 마킹 조성물이 조성물의 약 20 중량% 내지 약 80 중량% 의 양으로, 14 내지 18 개의 탄소 원자를 함유하는 하나 이상의 지방산 또는 이의 에스테르를 포함하는 필기구.
  21. 제 14 항에 있어서, 하나 이상의 지방산이 완전 포화 지방산을 포함하는 필기구.
  22. 제 14 항에 있어서, 하나 이상의 지방산이 약 100 내지 약 400 달톤의 중량 평균 분자량을 갖는 필기구.
  23. 제 14 항에 있어서, 착색제가 무기 안료인 필기구.
  24. 제 14 항에 있어서, 착색제가 약 0.1 미크론 내지 약 25 미크론의 평균 입자 크기를 갖는 안료인 필기구.
  25. 제 14 항에 있어서, 착색제가 식물 또는 채소로부터 유래되는 필기구.
  26. 제 14 항에 있어서, 녹 방지제, 부식 방지제, 충전제, 레벨링제, 점도 조절제, 건조제, 가소제, 발포 억제제, 이형제, 및 중합체 안정화제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 필기구.
  27. 제 14 항에 있어서, 필기구가 크레용인 필기구.
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