KR20230129813A - 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물 및 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물 및 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터에 관한 것으로, 변색 조성물은, 염기성을 형성하며, 이산화탄소와 반응하는 염기성 조성물; pH 구간에 따라 색깔이 변하는 제1pH 감응형 지시제; 습윤 조건에서 pH 구간에 따라 색깔이 변하는 제2pH 감응형 지시제; 상기 염기성 조성물, 상기 제1pH 감응형 지시제, 상기 제2pH 감응형 지시제와 교반되며, 상기 염기성 조성물, 상기 제1pH 감응형 지시제, 상기 제2pH 감응형 지시제를 용해시킬 수 있는 용해 잉크;를 포함하며, 변색 인디케이터는 변색 조성물; 상기 변색 조성물이 인쇄되는 필름;을 포함하는 것이다.
Description
본 출원은 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물 및 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 염기성을 형성하는 염기성 조성물과, 이산화탄소에 의한 pH 변화에 감응하여 색깔이 변하는 제1pH 감응형 지시제와, 습윤 조건에서 이산화탄소에 의한 pH 변화에 감응하여 색깔이 변하는 제2pH 감응형 지시제를 통해 다양한 색으로 변색 가능한 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물 및 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터에 관한 것이다.
최근에는 식품들이 포장재에 포장되어 판매되고 있으며, 소비자는 식품 구매 시 양, 품질, 편리성, 안정성뿐만 아니라 식품의 신선도 및 상태를 확인하고 식품을 구매하고자 하는 요구가 증가하고 있다.
포장재에 포장되어 있는 식품은 시간의 경과에 따라 신선도 및 상태가 변화될 수 있는데, 포장재를 열어서 식품을 확인하기 전까지 식품의 신선도 및 상태를 확인하기 어려운 문제점이 있다.
종래에는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 유통기한을 활용하였다. 그러나 유통기한은 제품의 제조일을 기준으로 일괄적으로 적용되기 때문에, 식품의 보관 상태 및 유통과정 중 사고에 의한 식품의 이른 부패가 발생하더라도 이를 반영하지 못하는 문제점이 있다.
또한, 실질적으로 식품의 유통기한이 지나더라도 양질의 보관 상태에서는 충분한 소비가 가능함에도 불구하고, 유통기한에 의해 제품이 폐기되어 막대한 손실이 발생하고 있는 실정이다. 한편, 종래의 유통기한의 문제점을 해결하기 위해 포장재를 열지 않고 식품의 신선도 및 상태를 확인할 수 있는 인디케이터가 개발되고 있다.
발효 식품 중 김치는 발효과정을 거치면서 이산화탄소를 발생시키게 된다. 김치의 발효는 미숙기, 적숙기, 과숙기로 나타내며, 김치의 발효 과정 중에 이산화탄소 농도는 초기에 급격하게 증가한 이후 지속적으로 증가하게 된다.
포장된 김치의 경우 맛을 보기 전에는 제조 일자 만으로 김치의 숙성도를 판단하기 어렵기 때문에, 김치의 숙성도를 판단하기 위한 인디케이터가 개발되고 있다. 그러나 김치의 숙성도를 판단하기 위한 종래의 인디케이터는, 다양하게 변화하는 김치의 상태를 모두 반영하여 소비자에게 알려주기 어려운 문제점이 있었다.
구체적으로, 김치의 숙성도를 나타내는 종래의 인디케이터는 두 가지 색상만으로 변색 가능함에 따라, 미숙기, 적숙기, 과숙기를 거치게 되는 김치의 숙성도를 모두 반영하여 소비자에게 알려주지 못하는 문제점이 있다.
본 출원은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 더욱 상세하게는 염기성을 형성하는 염기성 조성물과, 이산화탄소에 의한 pH 변화에 감응하여 색깔이 변하는 제1pH 감응형 지시제와, 습윤 조건에서 이산화탄소에 의한 pH 변화에 감응하여 색깔이 변하는 제2pH 감응형 지시제를 통해 다양한 색으로 변색 가능한 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물 및 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터에 관한 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물은, 염기성을 형성하며, 이산화탄소와 반응하는 염기성 조성물; pH 구간에 따라 색깔이 변하는 제1pH 감응형 지시제; 습윤 조건에서 pH 구간에 따라 색깔이 변하는 제2pH 감응형 지시제; 상기 염기성 조성물, 상기 제1pH 감응형 지시제, 상기 제2pH 감응형 지시제와 교반되며, 상기 염기성 조성물, 상기 제1pH 감응형 지시제, 상기 제2pH 감응형 지시제를 용해시킬 수 있는 용해 잉크;를 포함하며, pH 변화에 따라 변색 조성물의 색깔이 복수 개의 색으로 변색될 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물의 상기 용해 잉크에 대한 상기 염기성 조성물의 중량 비율은 8 중량 % 보다 클 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물의 상기 염기성 조성물은, 상기 염기성 조성물은, 4차 암모늄-수산화염, 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민, 아민 계열 고분자 중 어느 하나 이상을 포함한다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물의 상기 제2pH 감응형 지시제는 건조 조건에서는 pH 구간에 따라 색깔이 변하지 않으며, 습윤 조건에서만 pH 구간에 따라 색깔이 변할 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물의 상기 제2pH 감응형 지시제는, 50% 보다 높은 습도에서 pH 구간에 따라 색깔이 변하며, 50 % 보다 작은 습도에서 pH 구간에 따라 색깔이 변하지 않을 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물의 상기 제2pH 감응형 지시제는 Methyl Red, Phenol Red, Neutral Red, Ethyl red, Ethyl orange 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물의 상기 제1pH 감응형 지시제는, 건조 조건에서 pH 변화에 따라 색깔이 변하는 2개 이상의 pH 변색 염료를 포함할 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물의 상기 제1pH 감응형 지시제는, pH 변화에 따라 색깔이 변하는 제1pH 변색 염료와, pH 변화에 따라 색깔이 변하는 제2pH 변색 염료를 포함하며, 상기 제1pH 변색 염료는 pH 변화에 따라 상기 제2pH 변색 염료 보다 색깔이 빠르게 변할 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물의 상기 제1pH 변색 염료는 Thymol blue, p-Naphtholbenzein 중 어느 하나 이상을 포함하며, 상기 제2pH 변색 염료는 Bromothymol blue, Bromocresol purple, Litmus 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물의 상기 제2pH 감응형 지시제는 pH 변화에 따라 상기 제1pH 변색 염료 및 상기 제2pH 변색 염료 보다 색깔이 느리게 변할 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물의 pH 변화에 따라 변색 조성물의 색깔이 변화되는 속도는, 상기 제1pH 변색 염료와 상기 제2pH 변색 염료의 배합 비율에 따라 변경될 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물의 pH 변화에 따라 변색 조성물의 색깔이 변화되는 속도는, 상기 제1pH 변색 염료, 상기 제2pH 변색 염료, 상기 제2pH 감응형 지시제의 배합 비율에 따라 변경될 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물의 상기 용해 잉크에 대한 상기 제1pH 감응형 지시제와 상기 제2pH 감응형 지시제의 합의 중량 비율은 0.1 내지 10 중량 % 일 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물의 상기 용해 잉크는, 30 내지 35중량 %의 수지, 1 내지 2 중량 %의 첨가제, 60 내지 63 중량 %의 용제를 포함할 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터는, 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물; 상기 변색 조성물이 인쇄되는 인쇄물;을 포함할 수 있다.
본 출원의 변색 조성물 및 변색 인디케이터는, 염기성을 형성하는 염기성 조성물이 이산화탄소와 반응함에 따라 pH가 변화되며, pH 변화에 따라 색깔이 변하는 제1pH 감응형 지시제와, 습윤 조건에서 pH 변화에 따라 색깔이 변하는 제2pH 감응형 지시제를 통해 pH 변화에 따라 다양한 색으로 변색 가능한 장점이 있다.
본 출원의 변색 조성물 및 변색 인디케이터는 이산화탄소 및 습도 노출에 따라 서로 다른 변색 경향을 나타내는 제1pH 감응형 지시제와 제2pH 감응형 지시제를 사용함에 따라 다양한 환경에서 3색 이상의 변색을 구현할 수 있는 장점이 있다.
본 출원의 변색 조성물 및 변색 인디케이터는 pH 변화에 따라 다양한 색으로 변색 가능함에 따라 제품의 다양한 상태를 소비자에게 알려줄 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 출원의 실시 예에 따른 염기성 조성물을 1,8-Diazabicyclo(5.4.0)undec-7-ene (DBU)로 하면서 pH 감응형 지시제를 용해 잉크에 용해시킨 이후 이를 PET 필름에 인쇄하고, PET 필름을 이산화탄소에 노출시켜 변색 여부를 확인한 것이다.
도 2는 본 출원의 실시 예에 따른 염기성 조성물을 Tetrabutylammonium hydroxide(TBA)로 하면서 pH 감응형 지시제를 용해 잉크에 용해시킨 이후 이를 PET 필름에 인쇄하고, PET 필름을 이산화탄소에 노출시켜 변색 여부를 확인한 것이다.
도 3은 본 출원의 실시 예에 따른 염기성 조성물을 Tetraethylammonium hydroxide(TEA)로 하면서 pH 감응형 지시제를 용해 잉크에 용해시킨 이후 이를 PET 필름에 인쇄하고, PET 필름을 이산화탄소에 노출시켜 변색 여부를 확인한 것이다.
도 4는 본 출원의 실시 예에 따른 염기성 조성물이 Tetraethylammonium hydroxide(TEA)이고, pH 감응형 지시제가 Methyl Red(MR), Phenol Red(PR), Neutral Red(NR), Thymol blue(TB), Bromothymol blue(BTB) 중 어느 하나일 때, Tetraethylammonium hydroxide(TEA)의 함량([TEA+],[OH-]의 함량)에 따른 용해 잉크의 pH를 측정한 것이다.
도 5는 본 출원의 실시 예에 따른 pH 감응형 지시제가 Phenol Red 일 때, 건조 조건(Dry)과 습윤 조건(Humidified)에서 이산화탄소의 반응에 의해 변색이 발생하는 과정을 나타내는 것이다.
도 6은 본 출원의 실시 예에 따른 pH 감응형 지시제가 Methyl Red 일 때, 건조 조건(Dry)과 습윤 조건(Humidified)에서 이산화탄소의 반응에 의해 변색이 발생하는 과정을 나타내는 것이다.
도 7은 본 출원의 실시 예에 따른 pH 감응형 지시제가 Neutral Red 일 때, 건조 조건(Dry)과 습윤 조건(Humidified)에서 이산화탄소의 반응에 의해 변색이 발생하는 과정을 나타내는 것이다.
도 8은 본 출원의 실시 예에 따른 pH 감응형 지시제가 Thymol Blue 일 때, 건조 조건(Dry)과 습윤 조건(Humidified)에서 이산화탄소의 반응에 의해 변색이 발생하는 과정을 나타내는 것이다.
도 9는 본 출원의 실시 예에 따른 제1pH 감응형 지시제가 Bromothymol blue로 이루어진 제2pH 변색 염료만을 포함하는 경우, 시간 및 이산화탄소 농도에 따른 색깔 변화를 나타내는 것이다.
도 10은 본 출원의 실시 예에 따른 제1pH 감응형 지시제가 Thymol blue로 이루어진 제1pH 변색 염료와 Bromothymol blue로 이루어진 제2pH 변색 염료를 포함하는 경우, 시간 및 이산화탄소 농도에 따른 색깔 변화를 나타내는 것이다. (Thymol blue : Bromothymol blue = 0.5 : 1)
도 11은 본 출원의 실시 예에 따른 제1pH 감응형 지시제가 Thymol blue로 이루어진 제1pH 변색 염료만을 포함하는 경우, 시간 및 이산화탄소 농도에 따른 색깔 변화를 나타내는 것이다.
도 2는 본 출원의 실시 예에 따른 염기성 조성물을 Tetrabutylammonium hydroxide(TBA)로 하면서 pH 감응형 지시제를 용해 잉크에 용해시킨 이후 이를 PET 필름에 인쇄하고, PET 필름을 이산화탄소에 노출시켜 변색 여부를 확인한 것이다.
도 3은 본 출원의 실시 예에 따른 염기성 조성물을 Tetraethylammonium hydroxide(TEA)로 하면서 pH 감응형 지시제를 용해 잉크에 용해시킨 이후 이를 PET 필름에 인쇄하고, PET 필름을 이산화탄소에 노출시켜 변색 여부를 확인한 것이다.
도 4는 본 출원의 실시 예에 따른 염기성 조성물이 Tetraethylammonium hydroxide(TEA)이고, pH 감응형 지시제가 Methyl Red(MR), Phenol Red(PR), Neutral Red(NR), Thymol blue(TB), Bromothymol blue(BTB) 중 어느 하나일 때, Tetraethylammonium hydroxide(TEA)의 함량([TEA+],[OH-]의 함량)에 따른 용해 잉크의 pH를 측정한 것이다.
도 5는 본 출원의 실시 예에 따른 pH 감응형 지시제가 Phenol Red 일 때, 건조 조건(Dry)과 습윤 조건(Humidified)에서 이산화탄소의 반응에 의해 변색이 발생하는 과정을 나타내는 것이다.
도 6은 본 출원의 실시 예에 따른 pH 감응형 지시제가 Methyl Red 일 때, 건조 조건(Dry)과 습윤 조건(Humidified)에서 이산화탄소의 반응에 의해 변색이 발생하는 과정을 나타내는 것이다.
도 7은 본 출원의 실시 예에 따른 pH 감응형 지시제가 Neutral Red 일 때, 건조 조건(Dry)과 습윤 조건(Humidified)에서 이산화탄소의 반응에 의해 변색이 발생하는 과정을 나타내는 것이다.
도 8은 본 출원의 실시 예에 따른 pH 감응형 지시제가 Thymol Blue 일 때, 건조 조건(Dry)과 습윤 조건(Humidified)에서 이산화탄소의 반응에 의해 변색이 발생하는 과정을 나타내는 것이다.
도 9는 본 출원의 실시 예에 따른 제1pH 감응형 지시제가 Bromothymol blue로 이루어진 제2pH 변색 염료만을 포함하는 경우, 시간 및 이산화탄소 농도에 따른 색깔 변화를 나타내는 것이다.
도 10은 본 출원의 실시 예에 따른 제1pH 감응형 지시제가 Thymol blue로 이루어진 제1pH 변색 염료와 Bromothymol blue로 이루어진 제2pH 변색 염료를 포함하는 경우, 시간 및 이산화탄소 농도에 따른 색깔 변화를 나타내는 것이다. (Thymol blue : Bromothymol blue = 0.5 : 1)
도 11은 본 출원의 실시 예에 따른 제1pH 감응형 지시제가 Thymol blue로 이루어진 제1pH 변색 염료만을 포함하는 경우, 시간 및 이산화탄소 농도에 따른 색깔 변화를 나타내는 것이다.
본 명세서는 본 출원의 권리범위를 명확히 하고, 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 출원을 실시할 수 있도록, 본 출원의 원리를 설명하고, 실시 예들을 개시한다. 개시된 실시 예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.
본 출원의 다양한 실시 예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 발명(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 출원의 다양한 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원은 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물 및 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터에 관한 것으로, 염기성을 형성하는 염기성 조성물과, 이산화탄소에 의한 pH 변화에 감응하여 색깔이 변하는 제1pH 감응형 지시제와, 습윤 조건에서 이산화탄소에 의한 pH 변화에 감응하여 색깔이 변하는 제2pH 감응형 지시제를 통해 다양한 색으로 변색 가능한 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물 및 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터에 관한 것이다.
본 출원의 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물 및 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터는 발효에 따라 이산화탄소를 발생시키는 김치가 포장되는 제품에 사용될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 본 출원의 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물 및 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터는 이산화탄소를 발생시키는 다양한 제품에 사용될 수 있음은 물론이다. 이하, 첨부된 도면을 바탕으로 본 출원의 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
본 출원의 실시 예에 따른 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물은 염기성 조성물, 제1pH 감응형 지시제, 제2pH 감응형 지시제, 용해 잉크를 포함한다.
상기 염기성 조성물은 염기성을 형성하며, 이산화탄소와 반응하는 것이다. 본 출원의 실시 예에 따른 제품이 김치인 경우, 김치의 숙성도에 따라 이산화탄소가 발생하게 된다. 김치의 발효는 미숙기, 적숙기, 과숙기로 나타낼 수 있는데, 김치의 발효 과정 중에 이산화탄소 농도는 초기에 급격하게 증가한 이후 지속적으로 증가하게 된다.
이산화탄소는 산성 가스에 속하기 때문에, 특정 조성물이 이산화탄소와 반응하게 되면 pH가 감소하게 된다. 상기 염기성 조성물은 이산화탄소와 반응하여 pH가 감소할 수 있는 것이다.
구체적으로, 상기 염기성 조성물은 염기성을 형성할 수 있는 것으로, 이산화탄소와 반응하여 pH가 변화(pH가 감소) 되는 조성물일 수 있다. 본 출원의 실시 예에 따른 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물은 상기 염기성 조성물과 이산화탄소를 통해 pH 변화를 발생시킬 수 있게 되고, 후술할 제1pH 감응형 지시제 및 제2pH 감응형 지시제가 pH 변화에 따라 다양한 색으로 변색되면서 제품의 상태를 나타낼 수 있게 된다.
본 출원의 실시 예에 따른 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물은 pH 감응형 지시제를 포함하는 것으로, 상기 pH 감응형 지시제는 상기 제1pH 감응형 지시제와 상기 제2pH 감응형 지시제를 포함한다.
상기 제1pH 감응형 지시제는 pH 구간에 따라 색깔이 변하는 것이다. 구체적으로, 상기 제1pH 감응형 지시제는 이산화탄소에 의한 pH 변화에 감응하여 pH 구간에 따라 색깔이 변할 수 있는 것이다.
상기 제1pH 감응형 지시제는 pH 변화에 따라 색이 변하는 pH 변색 염료를 포함한다. 상기 제1pH 감응형 지시제는 1개의 pH 변색 염료를 포함할 수 있으며, 복수 개의 pH 변색 염료를 포함할 수도 있다. 상기 pH 변색 염료가 이산화탄소에 의한 pH 변화에 감응하여 색깔이 변하면서, 상기 제1pH 감응형 지시제가 이산화탄소에 의한 pH 변화에 감응하여 색깔이 변할 수 있게 된다.
상기 제2pH 감응형 지시제는 습윤 조건에서 pH 구간에 따라 색깔이 변하는 것이다. 구체적으로, 상기 제2pH 감응형 지시제는 이산화탄소에 의한 pH 변화에 감응하여 pH 구간에 따라 색깔이 변할 수 있는 것이다.
상기 제2pH 감응형 지시제는 pH 변화에 따라 색이 변하는 pH 변색 염료를 포함한다. 상기 제2pH 감응형 지시제에 습윤 조건에서 pH 구간에 따라 색깔이 변하는 것으로, 상기 제2pH 감응형 지시제는 습윤 조건에서 pH 변화에 따라 색이 변하는 pH 변색 염료를 포함할 수 있다. 상기 pH 변색 염료가 이산화탄소에 의한 pH 변화에 감응하여 색깔이 변하면서, 상기 제2pH 감응형 지시제가 이산화탄소에 의한 pH 변화에 감응하여 색깔이 변할 수 있게 된다.
본 출원의 실시 예에 따른 상기 제2pH 감응형 지시제는 건조 조건에서는 pH 구간에 따라 색깔이 변하지 않으며, 습윤 조건에서만 pH 구간에 따라 색깔이 변할 수 있다. 구체적으로, 상기 제2pH 감응형 지시제는 건조 조건에서는 이산화탄소에 의한 pH 변화에 감응하여 pH 구간에 따라 색깔이 변하지 않으며, 습윤 조건에서만 이산화탄소에 의한 pH 변화에 감응하여 pH 구간에 따라 색깔이 변할 수 있다.
본 출원의 실시 예에 따른 습윤 조건이라 함은 습도가 50% 보다 높은 상태일 수 있으며, 건조 조건이라 함은 습도가 50% 보다 낮은 상태일 수 있다. 상기 제2pH 감응형 지시제는 50% 보다 높은 습도에서 pH 구간에 따라 색깔이 변하며, 50 % 보다 낮은 습도에서는 pH 구간에 따라 색깔이 변하지 않을 수 있다. 상기 제2pH 감응형 지시제는 1개의 pH 변색 염료를 포함할 수 있으며, 복수 개의 pH 변색 염료를 포함할 수도 있다.
상기 용해 잉크는 상기 염기성 조성물, 상기 제1pH 감응형 지시제, 상기 제2pH 감응형 지시제와 교반되며, 상기 염기성 조성물, 상기 제1pH 감응형 지시제, 상기 제2pH 감응형 지시제를 용해시킬 수 있는 것이다. 상기 용해 잉크는 상기 염기성 조성물, 상기 제1pH 감응형 지시제, 상기 제2pH 감응형 지시제를 용해시킬 수 있으며, 상기 용해 잉크는 인쇄될 수 있는 물성으로 이루어질 수 있다.
상기 용해 잉크는 고유의 색을 표현할 수 있도록 투명한 물질로 이루어진다면 다양한 물질로 이루어질 수 있으며, 상기 용해 잉크는 열경화성 뿐만 아니라 UV 경화성을 동시에 포함 가능할 수도 있다.
상기 용해 잉크는 에탄올 타입 우레탄 수지를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 용해 잉크는 에탄올 타입 우레탄 수지와, 정전기를 방지하는 대전방지제 및 공기의 발생을 방지하는 소포제를 포함하는 첨가제와, 에탄올 용제를 포함할 수 있다.
상기의 표 1은 본 출원의 일 실시 예에 따른 상기 용해 잉크의 성분를 나타낸 것이다. 본 출원의 일 실시 예에 따른 상기 용해 잉크는, 30 내지 35중량 %의 수지, 1 내지 2 중량 %의 첨가제, 60 내지 63 중량 %의 용제를 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 정전기를 방지하는 대전방지제 및 공기의 발생을 방지하는 소포제를 포함할 수 있으며, 상기 첨가제는 0.5 내지 1 중량 %의 상기 대전방지제와, 0.5 내지 1.0 중량 %의 상기 소포제를 포함할 수 있다.
다만, 상기 용해 잉크의 성분은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 용해 잉크의 성분은 상기 염기성 조성물, 상기 제1pH 감응형 지시제, 상기 제2pH 감응형 지시제의 종류에 따라 변경될 수도 있다.
본 출원의 실시 예에 따른 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물은 pH 변화에 따라 색깔이 복수 개의 색으로 변화될 수 있다. 구체적으로, 상기 용해 잉크에 상기 염기성 조성물이 용해되면, 상기 염기성 조성물에 의해 상기 용해 잉크가 염기성을 띄면서 pH 가 증가하게 된다.
이산화탄소는 산성 가스에 속하기 때문에, 상기 용해 잉크가 이산화탄소와 반응하게 되면 pH가 감소하게 된다. 상기 염기성 조성물을 통해 염기성을 띄게된 상기 용해 잉크가 이산화탄소에 의해 pH가 감소하게 되면, 상기 용해 잉크에 용해된 상기 제1pH 감응형 지시제 및 상기 제2pH 감응형 지시제가 pH 변화에 따라 다양한 색으로 변색된다. 이를 통해 본 출원의 실시 예에 따른 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물은 pH 변화에 따라 복수 개의 색으로 변색될 수 있다
본 출원의 실시 예에 따른 상기 염기성 조성물은, 4차 암모늄-수산화염, 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민, 아민 계열 고분자 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 염기성 조성물은, TBA(Tetrabutylammonium hydroxide)-OH, TEA(Tetraethylammonium hydroxide)-OH와 같은 4차 암모늄-수산화염을 포함할 수 있으며, 상기 염기성 조성물은 DBU(Diazabicyclo(5.4.0)undec-7-ene)와 같은 3차 아민을 포함할 수 있다.
또한, 상기 염기성 조성물은 EDEA와 같은 1차 아민이나, 그 외 2차 아민일 수 있으며, PEI와 같은 아민 계열 고분자를 포함할 수도 있다. 여기서, PEI는 고분자 주사슬에 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민이 무작위로 가지가 붙어있는 형태로 이루어진 아민 계열의 고분자일 수 있다.
본 출원의 실시 예에 따르면, 바람직하게 상기 염기성 조성물은, Tetrabutylammonium hydroxide(TBA), Tetraethylammonium hydroxide(TEA), 1,8-Diazabicyclo(5.4.0)undec-7-ene(DBU) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 Tetrabutylammonium hydroxide(TBA)는 hydroxide ion ([OH-]) 을 가지는 물질로, 에탄올과 같이 물이 아닌 용매에도 용해성을 지니는 것이다. 상기 Tetrabutylammonium hydroxide(TBA)는 hydroxide ion([OH-])에 의한 강한 염기성을 가지고 있는 것으로, 상기 Tetrabutylammonium hydroxide(TBA)는 [TBA+]와 [OH-] 이온을 형성할 수 있다.
상기 Tetraethylammonium hydroxide(TEA)는 hydroxide ion ([OH-]) 을 가지는 물질로, 에탄올과 같이 물이 아닌 용매에도 용해성을 지니는 것이다. 상기 Tetraethylammonium hydroxide(TEA)는 hydroxide ion([OH-]) 에 의한 강한 염기성을 가지고 있는 것으로, 상기 Tetraethylammonium hydroxide(TEA)는 [TEA+]와 [OH-] 이온을 형성할 수 있다.
상기 Tetraethylammonium hydroxide(TEA)는 상기 Tetrabutylammonium hydroxide(TBA)에 비해 탄소 사슬 길이가 짧으며, 상대적으로 보다 강한 친수성을 지님에 따라 이산화탄소 감지에 대해 더욱 민감하게 반응할 수 있다.
상기 1,8-Diazabicyclo(5.4.0)undec-7-ene (DBU)는 매우 강한 염기성을 지닌 물질이며, 끓는점이 대략 약 150 ~ 160℃ 이다. 상기 1,8-Diazabicyclo(5.4.0)undec-7-ene (DBU)가 높은 끓는점을 형성함에 따라 일반적인 유기 염기가 지닌 휘발성의 단점을 막아주고, 인쇄 후 건조 과정에서 pH가 다시 낮아지는 것을 방지할 수 있게 된다.
본 출원의 실시 예에 따른 상기 염기성 조성물은 아민 계열의 염기성 물질인 상기 1,8-Diazabicyclo(5.4.0)undec-7-ene (DBU) 보다, [TBA+] 및 [OH-] 이온 또는 [TEA+] 및 [OH-]의 이온과 같이 hydroxide ion ([OH-])을 형성하는 상기 Tetrabutylammonium hydroxide(TBA) 및 상기 Tetraethylammonium hydroxide(TEA)와 같은 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
하기 표 2는 상기 용해 잉크에 대한 pH 감응형 지시제의 중량 비율이 0.25 wt로 하여 상기 용해 잉크에 용해시키고, 상기 염기성 조성물을 상기 1,8-Diazabicyclo(5.4.0)undec-7-ene (DBU), 상기 Tetrabutylammonium hydroxide(TBA), 상기 Tetraethylammonium hydroxide(TEA) 중 어느 하나로 하여 상기 용해 잉크에 용해시켜 이를 PET 필름에 인쇄한 것을 나타낸 것이다.
도 1은 상기 염기성 조성물을 상기 1,8-Diazabicyclo(5.4.0)undec-7-ene (DBU)로 하면서 다양한 종류의 pH 감응형 지시제를 상기 용해 잉크에 용해시킨 이후 이를 PET 필름에 인쇄하고, 상기 PET 필름을 이산화탄소에 노출시켜 변색 여부를 확인한 것이다.
도 2는 상기 염기성 조성물을 상기 Tetrabutylammonium hydroxide(TBA)로 하면서 다양한 종류의 pH 감응형 지시제를 상기 용해 잉크에 용해시킨 이후 이를 PET 필름에 인쇄하고, 상기 PET 필름을 이산화탄소에 노출시켜 변색 여부를 확인한 것이다.
도 3은 상기 염기성 조성물을 상기 Tetraethylammonium hydroxide(TEA)로 하면서 다양한 종류의 pH 감응형 지시제를 상기 용해 잉크에 용해시킨 이후 이를 PET 필름에 인쇄하고, 상기 PET 필름을 이산화탄소에 노출시켜 변색 여부를 확인한 것이다.
도 1, 도 2, 도 3에서 상기 PET 필름에서 발생하는 변색 여부는 R(Red), G(Green), B(Blue)의 변화량△R (
)으로 측정하였다.
도 1, 도 2, 도 3을 참조하면, 상기 Tetrabutylammonium hydroxide(TBA) 및 상기 Tetraethylammonium hydroxide(TEA)가 상기 1,8-Diazabicyclo(5.4.0)undec-7-ene (DBU) 보다 다양한 pH 감응형 지시제에 대하여 변색되는 것을 알 수 있다.
도 1, 도 2, 도 3을 참조하면, 이산화탄소에 보다 적합하게 감응하기 위해서는, 본 출원의 실시 예에 따른 상기 염기성 조성물은 상기 1,8-Diazabicyclo(5.4.0)undec-7-ene (DBU)와 같은 아민 계열의 염기성 물질 보다, hydroxide ion ([OH-])을 형성하는 상기 Tetrabutylammonium hydroxide(TBA) 및 상기 Tetraethylammonium hydroxide(TEA)로 이루어지는 것이 바람직하다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 염기성 조성물은 염기성을 형성할 수 있다면 다양한 물질로 이루어질 수 있다.
도 1, 도 2, 도 3을 참조하면, 상기 염기성 조성물이 상기 Tetrabutylammonium hydroxide(TBA), 상기 Tetraethylammonium hydroxide(TEA), 상기 1,8-Diazabicyclo(5.4.0)undec-7-ene (DBU) 중 어느 하나를 포함할 때, 상기 pH 감응형 지시제는 변색이 나타나는 Methyl Red(MR), Phenol Red(PR), Neutral Red(NR), Thymol blue(TB), Bromothymol blue(BTB) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 pH 감응형 지시제는 상기 제1pH 감응형 지시제와 상기 제2pH 감응형 지시제를 포함할 수 있으며, 상기 제1pH 감응형 지시제와 상기 제2pH 감응형 지시제 해당하는 물질은 후술하도록 한다.
본 출원의 실시 예에 따른 상기 용해 잉크에 대한 상기 염기성 조성물의 중량 비율은 8 중량 % (wt %)보다 큰 것이 바람직하다. 도 4는 상기 염기성 조성물이 상기 Tetraethylammonium hydroxide(TEA)이고, 상기 pH 감응형 지시제가 Methyl Red(MR), Phenol Red(PR), Neutral Red(NR), Thymol blue(TB), Bromothymol blue(BTB) 중 어느 하나 이상을 포함할 때, 상기 Tetraethylammonium hydroxide(TEA)의 함량([TEA+],[OH-]의 함량)에 따른 상기 용해 잉크의 pH를 측정한 것이다.
도 4를 참조하면, 상기 Tetraethylammonium hydroxide(TEA)의 함량([TEA+],[OH-]의 함량)에 따른 상기 용해 잉크의 pH를 측정한 결과, 상기 Tetraethylammonium hydroxide(TEA)의 함량([TEA+],[OH-]의 함량)이 상기 용해 잉크 대비 8 중량 %(wt %) 이상일 때, pH 13 이상의 강한 염기성 상태를 가지게 되면서 변화의 폭이 적어지게 된다.
따라서 상기 용해 잉크의 pH 안정성을 위해서 상기 용해 잉크에 용해되는 상기 염기성 조성물의 중량 비율은, 상기 용해 잉크 대비 8 중량 % 이상인 것이 바람직하다.
본 출원의 실시 예에 따르면, 상기 용해 잉크에 대한 상기 염기성 조성물의 중량 비율이 8 중량 % 보다 큰 경우, 이산화탄소 감지에 대하여 상기 pH 감응형 지시제에 육안 식별 가능한 변화가 발생하지는 않는다.
따라서, 본 출원의 실시 예에 따른 상기 용해 잉크에 대한 상기 염기성 조성물의 중량 비율의 상한값은 제한되지 않으며, 상기 용해 잉크에 대한 상기 염기성 조성물의 중량 비율의 8 중량 %, 16 중량 %, 24 중량 %, 32 중량 % 일 수도 있다.
하기의 표 3은 본 출원의 실시 예에 따라 상기 용해 잉크에 대한 상기 pH 감응형 지시제의 중량 비율을 2 중량 %(wt %), 4 중량 %(wt %), 6 중량 %(wt %), 8 중량 %(wt %)로 하고, 상기 용해 잉크에 대한 상기 염기성 조성물의 중량 비율을 8 중량 %(wt %), 16 중량 %(wt %), 24 중량 %(wt %), 32 중량 %(wt %)로 하면서, 상기 pH 감응형 지시제의 종류를 변경하여 상기 용해 잉크를 필름에 인쇄한 것이다.
도 5는 상기 pH 감응형 지시제가 Phenol Red 일 때, 건조 조건(Dry)과 습윤 조건(Humidified)에서 이산화탄소의 반응에 의해 변색이 발생하는 과정을 나타내는 것이다. 도 6은 상기 pH 감응형 지시제가 Methyl Red 일 때, 건조 조건(Dry)과 습윤 조건(Humidified)에서 이산화탄소의 반응에 의해 변색이 발생하는 과정을 나타내는 것이다. 도 7은 상기 pH 감응형 지시제가 Neutral Red 일 때, 건조 조건(Dry)과 습윤 조건(Humidified)에서 이산화탄소의 반응에 의해 변색이 발생하는 과정을 나타내는 것이다. 도 8은 상기 pH 감응형 지시제가 Thymol Blue 일 때, 건조 조건(Dry)과 습윤 조건(Humidified)에서 이산화탄소의 반응에 의해 변색이 발생하는 과정을 나타내는 것이다. 도 5 내지 도 8에서 하부로 갈수록 시간이 경과된 것이다.
도 5를 참조하면, 상기 pH 감응형 지시제가 Phenol Red 인 경우, 건조 조건과 습윤 조건에서 모두 상기 pH 감응형 지시제의 함량이 증가할수록, 시간에 따른 변색 속도가 느려지면서 그로 인해 색의 그라데이션이 선명하게 나타나는 것을 알 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 pH 감응형 지시제가 Methyl Red 인 경우, 건조 조건에서는 이산화탄소에 노출되어도 변색이 발생하지 않는 반면, 습윤 조건에서는 시간의 흐름에 따라 변색이 발생하는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 pH 감응형 지시제의 함량이 증가할수록 시간에 따른 색의 그라데이션이 선명하게 나타내는 것을 알 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 pH 감응형 지시제가 Neutral Red 인 경우, 건조 조건과 습윤 조건에서 모두 변색이 발생하지 않는 것을 알 수 있으며, 도 8을 참조하면, 상기 pH 감응형 지시제가 Thymol Blue 인 경우, 건조 조건과 습윤 조건에서 모두 변색이 발생하는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 출원의 실시 예에 따른 상기 pH 감응형 지시제는, Methyl Red, Phenol Red, Thymol Blue 중 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 용해 잉크에 대한 상기 pH 감응형 지시제의 중량 비율이 서로 다르더라도 초기의 색상에서만 차이가 발생한다. 따라서, 상기 용해 잉크에 대한 상기 pH 감응형 지시제의 중량 비율은 변색 색깔에 따라 변경될 수 있으며, 상기 용해 잉크에 대한 상기 pH 감응형 지시제의 중량 비율은 0.1 내지 10 중량 % 일 수 있다.
본 출원의 실시 예에 따르면, 상기 pH 감응형 지시제는 상기 제1pH 감응형 지시제와 상기 제2pH 감응형 지시제를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 용해 잉크에 대한 상기 제1pH 감응형 지시제와 상기 제2pH 감응형 지시제의 합의 중량 비율은 0.1 내지 10 중량 % 일 수 있다.
본 출원의 실시 예에 따르면, 상기 제1pH 감응형 지시제와 상기 제2pH 감응형 지시제가 적절한 비율로 혼합되었을 때 시각적인 색상 변화를 볼 수 있는데, 상기 제1pH 감응형 지시제와 상기 제2pH 감응형 지시제의 중량 비율이 0.1 중량 % 보다 작으면, 색상이 제대로 발현되지 않는 문제점이 있다.
또한, 상기 제1pH 감응형 지시제와 상기 제2pH 감응형 지시제는 화학 구조상 페놀류 및 카르복시산류가 작용기로 존재할 수 있기 때문에, 기본적으로 산성을 띄고 있다. 따라서 상기 제1pH 감응형 지시제와 상기 제2pH 감응형 지시제의 중량 비율이 10 중량 % 보다 크면, 염기성 물질이 모두 중화되어 초기 상태가 염기성 상태가 되지 못하는 문제점이 있다.
따라서 상기 용해 잉크에 대한 상기 제1pH 감응형 지시제와 상기 제2pH 감응형 지시제의 합의 중량 비율은 0.1 내지 10 중량 % 인 것이 바람직하다.
본 출원의 실시 예에 따른 상기 pH 감응형 지시제는 pH 구간에 따라 색깔이 변하는 상기 제1pH 감응형 지시제와 습윤 조건에서 pH 구간에 따라 색깔이 변하는 상기 제2pH 감응형 지시제를 포함할 수 있다.
상기 제1pH 감응형 지시제는 건조 조건에서 pH 변화에 따라 색깔이 변하는 2개 이상의 pH 변색 염료를 포함할 수 있으며, 상기 제2pH 감응형 지시제는 건조 조건에서는 pH 구간에 따라 색깔이 변하지 않으며, 습윤 조건에서만 pH 구간에 따라 색깔이 변할 수 있다. 여기서, 본 출원의 실시 예에 따른 습윤 조건이라 함은 습도가 50% 보다 높은 상태일 수 있으며, 건조 조건이라 함은 습도가 50% 보다 낮은 상태일 수 있다.
본 출원의 실시 예에 따른 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물은 건조 조건에서 pH 변화에 따라 색깔이 변하는 제1pH 감응형 지시제와 습윤 조건에서만 색깔이 변하는 제2pH 감응형 지시제를 사용함에 따라 이산화탄소 및 습도 노출이 다른 다양한 환경에서 3색 이상의 변색을 구현할 수 있는 장점이 있다.
본 출원의 실시 예에 따르면, 상기 제2pH 감응형 지시제는 Methyl Red, Phenol Red, Neutral Red, Ethyl red, Ethyl orange 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 상기 제2pH 감응형 지시제는 Methyl Red 인 것이 바람직하다.
상기 제1pH 감응형 지시제는 pH 변화에 따라 색깔이 변하는 제1pH 변색 염료와, pH 변화에 따라 색깔이 변하는 제2pH 변색 염료를 포함하며, 상기 제1pH 변색 염료는 pH 변화에 따라 상기 제2pH 변색 염료 보다 색깔이 빠르게 변하는 것일 수 있다.
여기서, pH 변화에 따라 색깔이 빠르게 변하는 것은, pH 변화에 따라 시간 대비 R(Red), G(Green), B(Blue)의 변화량 △R (
)이 큰 것일 수 있다. 즉, 상기 제1pH 변색 염료는 상기 제2pH 변색 염료 보다 pH 변화에 따라 시간 대비 △R 값이 클 수 있다.
본 출원의 실시 예에 따르면, 상기 제1pH 변색 염료는 Thymol blue, p-Naphtholbenzein 중 어느 하나 이상을 포함하며, 상기 제2pH 변색 염료는 Bromothymol blue, Bromocresol purple, Litmus 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제2pH 감응형 지시제는 pH 변화에 따라 상기 제1pH 변색 염료 및 상기 제2pH 변색 염료 보다 색깔이 느리게 변할 수 있다.
이와 같이 본 출원의 실시 예에 따른 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물은, 건조 조건에서 pH에 따라 색깔이 변하는 속도가 다른 상기 제1pH 변색 염료와 상기 제2pH 변색 염료를 포함하는 제1pH 감응형 지시제를 사용하면서, 습윤 조건에서만 변색되는 제2pH 감응형 지시제를 사용하는 것이다.
이를 통해 본 출원의 실시 예에 따른 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물은 이산화탄소 및 습도 노출이 다른 다양한 환경에서 3색 이상의 변색을 구현할 수 있게 된다.
본 출원의 실시 예에 따르면, pH 변화에 따라 변색 조성물의 색깔이 변화되는 속도는, 상기 제1pH 변색 염료와 상기 제2pH 변색 염료의 배합 비율에 따라 변경될 수 있다.
하기의 표 4는 상기 제2pH 감응형 지시제가 Methyl Red 이고, 상기 제1pH 감응형 지시제가 Thymol blue로 이루어진 상기 제1pH 변색 염료와 Bromothymol blue로 이루어진 제2pH 변색 염료를 포함하는 것을 나타내는 것이다.
도 9는 상기 제2pH 감응형 지시제가 Methyl Red 이고, 상기 제1pH 감응형 지시제가 Bromothymol blue로 이루어진 상기 제2pH 변색 염료만을 포함하는 경우, 시간 및 이산화탄소 농도에 따른 색깔 변화를 나타내는 것이다.
도 9는 상기 용해 잉크에 대한 상기 제2pH 감응형 지시제인 Methyl Red 의 함량이 2 중량 % 이고, 상기 용해 잉크에 대한 상기 제1pH 감응형 지시제의 상기 제2pH 변색 염료인 Bromothymol blue의 함량이 2 중량 %인 상태에서 혼합될 때의 시간 및 이산화탄소 농도에 따른 색깔 변화를 나타내는 것이다.
도 10은 상기 제2pH 감응형 지시제가 Methyl Red 이고, 상기 제1pH 감응형 지시제가 Thymol blue로 이루어진 상기 제1pH 변색 염료와 Bromothymol blue로 이루어진 상기 제2pH 변색 염료를 포함하는 경우, 시간 및 이산화탄소 농도에 따른 색깔 변화를 나타내는 것이다. (Thymol blue : Bromothymol blue = 0.5 : 1)
도 10은 상기 용해 잉크에 대한 상기 제2pH 감응형 지시제인 Methyl Red 의 함량이 2 중량 % 이고, 상기 용해 잉크에 대한 상기 제1pH 감응형 지시제의 상기 제1pH 변색 염료인 Thymol blue의 함량이 0.5 중량 % 이며, 상기 제1pH 감응형 지시제의 상기 제2pH 변색 염료인 Bromothymol blue의 함량이 2 중량 %인 상태에서 혼합될 때의 시간 및 이산화탄소 농도에 따른 색깔 변화를 나타내는 것이다.
도 11은 상기 제2pH 감응형 지시제가 Methyl Red 이고, 상기 제1pH 감응형 지시제가 Thymol blue로 이루어진 상기 제1pH 변색 염료만을 포함하는 경우, 시간 및 이산화탄소 농도에 따른 색깔 변화를 나타내는 것이다.
도 11은 상기 용해 잉크에 대한 상기 제2pH 감응형 지시제인 Methyl Red 의 함량이 2 중량 % 이고, 상기 용해 잉크에 대한 상기 제1pH 감응형 지시제의 상기 제1pH 변색 염료인 Thymol blue의 함량이 1 중량 %인 상태에서 혼합될 때의 시간 및 이산화탄소 농도에 따른 색깔 변화를 나타내는 것이다.
여기서, 상기 제2pH 감응형 지시제인 Methyl red는 습윤상태에서 이산화탄소에 의해 변색이 발생하는 물질이고, 상기 제1pH 감응형 지시제의 상기 제1pH 변색 염료인 Thymol blue는 건조상태에서 이산화탄소에 의해 변색이 빠르게 발생하는 물질이며, 상기 제1pH 감응형 지시제의 상기 제2pH 변색 염료인 Bromothymol blue는 건조상태에서 이산화탄소에 의해 변색이 느리게 발생하는 물질이다.
도 9, 도 10, 도 11을 참조하면, 상기 제1pH 감응형 지시제가 Thymol blue로 이루어진 상기 제1pH 변색 염료와 Bromothymol blue로 이루어진 제2pH 변색 염료를 모두 포함하는 경우, 초기 색상에서 가장 진한 녹색을 나타내는 것을 알 수 있다.
또한, 도 9, 도 10, 도 11을 참조하면, Thymol blue로 이루어진 상기 제1pH 변색 염료와 Bromothymol blue로 이루어진 제2pH 변색 염료의 배합비율에 따라 변색 조성물의 색깔이 변화되는 속도가 서로 다른 것을 알 수 있다.
이와 같이 pH 변화에 따라 변색 조성물의 색깔이 변화되는 속도는, 상기 제1pH 변색 염료와 상기 제2pH 변색 염료의 배합 비율에 따라 변경될 수 있으며, 목표로 하는 색깔과 목표로 하는 시간에 따라 상기 제1pH 변색 염료와 상기 제2pH 변색 염료의 배합 비율을 변경하여 상기 제1pH 감응형 지시제를 제조할 수 있다.
또한, 본 출원의 실시 예에 따른 pH 변화에 따라 변색 조성물의 색깔이 변화되는 속도는, 상기 제1pH 변색 염료, 상기 제2pH 변색 염료, 상기 제2pH 감응형 지시제의 배합 비율에 따라 변경될 수도 있다.
본 출원의 실시 예에 따른 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터는 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물과, 상기 변색 조성물이 인쇄되는 인쇄물을 포함한다. 상기 변색 조성물은 상술한 것과 동일한 것이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 인쇄물은 상기 변색 조성물이 인쇄되는 것으로, 상기 인쇄물은 상기 변색 조성물이 인쇄될 수 있는 것이라면 다양한 종류의 인쇄 매체일 수 있다. 본 출원의 실시 예에 따르면, 상기 인쇄물은 필름, 코팅제 등일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 상기 인쇄물은 상기 변색 조성물이 인쇄될 수 있는 것이라면 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
상술한 본 출원의 실시 예에 따른 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물 및 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터는 다음과 같은 효과가 있다.
본 출원의 실시 예에 따른 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물 및 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터는, 염기성을 형성하는 염기성 조성물이 이산화탄소와 반응함에 따라 pH가 변화되며, pH 변화에 따라 색깔이 변하는 제1pH 감응형 지시제와, 습윤 조건에서 pH 변화에 따라 색깔이 변하는 제2pH 감응형 지시제를 통해 다양한 색으로 변색 가능한 장점이 있다.
본 출원의 실시 예에 따른 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물 및 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터는 이산화탄소 및 습도 노출에 따라 서로 다른 변색 경향을 나타내는 제1pH 감응형 지시제와 제2pH 감응형 지시제를 사용함에 따라 다양한 환경에서 3색 이상의 변색을 구현할 수 있는 장점이 있다.
본 출원의 실시 예에 따른 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물 및 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터는 pH 변화에 따라 다양한 색으로 변색 가능함에 따라 제품의 다양한 상태를 소비자에게 알려줄 수 있는 장점이 있다.
이상, 본 출원을 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 출원은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 본 출원의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다. 따라서, 본 출원의 진정한 기술적 보호 범위를 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
Claims (15)
- 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물에 있어서,
염기성을 형성하며, 이산화탄소와 반응하는 염기성 조성물;
pH 구간에 따라 색깔이 변하는 제1pH 감응형 지시제;
습윤 조건에서 pH 구간에 따라 색깔이 변하는 제2pH 감응형 지시제;
상기 염기성 조성물, 상기 제1pH 감응형 지시제, 상기 제2pH 감응형 지시제와 교반되며, 상기 염기성 조성물, 상기 제1pH 감응형 지시제, 상기 제2pH 감응형 지시제를 용해시킬 수 있는 용해 잉크;를 포함하며,
pH 변화에 따라 변색 조성물의 색깔이 복수 개의 색으로 변색되는 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 용해 잉크에 대한 상기 염기성 조성물의 중량 비율은 8 중량 % 보다 큰 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 염기성 조성물은,
4차 암모늄-수산화염, 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민, 아민 계열 고분자 중 어느 하나 이상을 포함하는 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 제2pH 감응형 지시제는 건조 조건에서는 pH 구간에 따라 색깔이 변하지 않으며, 습윤 조건에서만 pH 구간에 따라 색깔이 변하는 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물. - 제4항에 있어서,
상기 제2pH 감응형 지시제는,
50% 보다 높은 습도에서 pH 구간에 따라 색깔이 변하며, 50 % 보다 작은 습도에서 pH 구간에 따라 색깔이 변하지 않는 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 제2pH 감응형 지시제는 Methyl Red, Phenol Red, Neutral Red, Ethyl red, Ethyl orange 중 어느 하나 이상을 포함하는 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 제1pH 감응형 지시제는, 건조 조건에서 pH 변화에 따라 색깔이 변하는 2개 이상의 pH 변색 염료를 포함하는 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물. - 제7항에 있어서,
상기 제1pH 감응형 지시제는,
pH 변화에 따라 색깔이 변하는 제1pH 변색 염료와, pH 변화에 따라 색깔이 변하는 제2pH 변색 염료를 포함하며,
상기 제1pH 변색 염료는 pH 변화에 따라 상기 제2pH 변색 염료 보다 색깔이 빠르게 변하는 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물. - 제8항에 있어서,
상기 제1pH 변색 염료는 Thymol blue, p-Naphtholbenzein 중 어느 하나 이상을 포함하며,
상기 제2pH 변색 염료는 Bromothymol blue, Bromocresol purple, Litmus 중 어느 하나 이상을 포함하는 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물. - 제8항에 있어서,
상기 제2pH 감응형 지시제는 pH 변화에 따라 상기 제1pH 변색 염료 및 상기 제2pH 변색 염료 보다 색깔이 느리게 변하는 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물. - 제8항에 있어서,
pH 변화에 따라 변색 조성물의 색깔이 변화되는 속도는,
상기 제1pH 변색 염료와 상기 제2pH 변색 염료의 배합 비율에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물. - 제8항에 있어서,
pH 변화에 따라 변색 조성물의 색깔이 변화되는 속도는,
상기 제1pH 변색 염료, 상기 제2pH 변색 염료, 상기 제2pH 감응형 지시제의 배합 비율에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 용해 잉크에 대한 상기 제1pH 감응형 지시제와 상기 제2pH 감응형 지시제의 합의 중량 비율은 0.1 내지 10 중량 % 인 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 용해 잉크는,
30 내지 35중량 %의 수지, 1 내지 2 중량 %의 첨가제, 60 내지 63 중량 %의 용제를 포함하는 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물. - 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터에 있어서,
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따르는 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물;
상기 변색 조성물이 인쇄되는 인쇄물;을 포함하는 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터.
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|---|---|---|---|
| KR1020220026913A KR20230129813A (ko) | 2022-03-02 | 2022-03-02 | 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물 및 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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| KR1020220026913A KR20230129813A (ko) | 2022-03-02 | 2022-03-02 | 이산화탄소에 감응하는 변색 조성물 및 이산화탄소에 감응하는 변색 인디케이터 |
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