KR890000422B1 - 마아킹펜 잉크조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명이 명칭]

마아킹펜 잉크조성물

[발명의 상세한 설명]

본원 발명은 마아킹펜 잉크조성물에 관한 것이며, 특히 이른바 드라이업하기 어려운 마아킹펜 잉코조성물에 관한 것이다.

마아킹펜 잉크조성물은 필기면상에 필기되었을때에 빨리 건조하여 명료하고 선명한 필적을 주도록 비교적 저비점(低沸鮎)의 유기용제, 색소, 수지 등으로 조제되어 있다. 또 플라스틱판, 금속판, 법랑판, 유리판과 같은 비침투성의 필기면상에 필기할 수 있는 동시에, 그 필적을 마른 천이나 유연한 종이로 가볍게 찰과(擦過)함으로써 소거할 수 있는 잉크조성물, 이른바 백판용(白板用) 마아킹펜 잉크조성물은 필적이 필기면으로부터 용이하게 박리(剝離)되도록 상기 성분 이외에 부가적인 성분으로서 난휘발성(難揮發性) 또는 불휘발성의 발리제를 함유하고 있다. 이와 같이 마아킹펜 잉크조성물은 비교적 저비점의 유기용제에 여러가지 소요성분을 용해해서 조제되어 있기때문에, 펜촉으로부터 캡을 벗겨서 방치하면, 펜촉부의 잉크조성물에서 유기용제가 증발하는 동시에, 석출(析出)한 염료, 수지 경우에 따라서는 박리제가 펠트 등으로 이루어진 펜촉의 망상조직에 막혀, 펜촉으로부터의 잉크조성물의 원활한 유출이 저해되어, 필적이 긁히거나 또는 필기가 불가능해지기도 한다. 이 현상을 통상 드라이업의 문제가 있다.

본원 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 드라이업하기 어려운 마아킹펜 잉크조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 드라이업하기 어려운 마아킹펜 잉크조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원 발명에 의한 마아킹펜 조성물은 유기용제와, 색소와, 상기 유기용제에 가용성인 수지와, (a) 일반식

(단, R¹은 탄소수 8∼22의 지방산잔기를 나타내며, R²는 탄소수 1∼21인 1가 또는 다가(多價)의 카르본산잔기 또는 옥시카르본산잔를 나타내며, n은 1 또는 2의 정수를 나타내고, h2일때, 두개의 R¹은 서로 다르더라도 좋다.)로 표시되는 카르본산모노글리세리드.

(b)일반식

(단, R¹은 상기와 같으며 R³는 탄소수 1∼4인 알킬렌기를 나타내고, R⁴는 수소 또는

을 나타내며, R⁴가 수소일때, 그 축합환화물을 포함한다.)로 표시되는 알킬아미드알코올, 및

(c) 일반식

또는

(단, R¹은 상기와 같음)으로 표시되는 솔비탄지방산에스테르에서 선정된 최소한 1종의 첨가제를 함유하는 것을 특징으로 한다.

본원 발명에서 사용하는 유기용제는 일반적으로 마아킹펜 잉크조성물로서 종래부터 사용되고 있는 것을 포함하며, 특히 제한되지 않지만 예를들어 메틸시클로헥산, 디메틸시클로헥산, 에틸시클로헥산 등의 지환족 탄화수소, n-옥탄 등의 지방족탄화수소, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 지방족케톤, 초산에틸, 초산부틸, 프로피온산부틸 등의 저급지방산의 저급 알킬에스테르, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 지방족 저급알코올, 에틸렌글리코올 모노에틸에에테르, 에틸렌글리코올 모노이소프로필에에테르, 에틸렌글리코올 모노부틸에에테르 등의 에틸렌글리코올 모노알킬에에테르 등의 1종 또는 2종이상의 혼합물이 사용된다. 바람직하게는 알코올 또는 에틸렌글리코올에에테르가 사용된다. 이들 유기용제는 잉크조성물에 의거하여, 통상, 40-90중량%(이하, %는 모두 중량%를 나타낸다.), 바람직하게는 60∼85%사용된다. 잉크조성물에 있어서의 용제함량이 상기 범위밖에 있을때는, 잉크조성물로서의 적당한 점도(粘度)가 얻어지지 않기 때문이다.

본원 발명에서 사용하는 색소는 바람직하게는 상기 유기용제에 가용성인 유용성염료나 주정용염료이지만, 잉크조성물중에 미립자로서 안정되게 분산되는 염료나 안료도 사용할 수 있다. 예를들면 Euvi print Black×60(BASF사), Micsolith Red BR-K(지바사) 등으로 예시되는 수지가공안료는 유기용제중에 매우 안정성있게 잘 분산되므로, 특별히 별도로 수지를 잉크조성물중에 배합할 필요가 없는 점으로해서 바람직하게 사용할 수 있는 안료의 하나이다. 그리고 본원 발명에 있어서는 색소로서 안료를 사용할 경우에, 필요하면 적당한 분산제를 병용해도 된다.

잉크조성물에 있어서의 색소함량은 그 종류나 필적의 소요농도 등에 의해서 적절히 선택되지만, 색소함량이 클때는 색소나 침전하거나 또는 색소의 분산성이 나빠지는 동시에, 잉크조성물의 점도가 지나치게 높아서 펜촉부에서 잉크조성물이 막히거나 또 잘 써지지 않게되며, 한편 지나치게 작을때는 잉크조성물로서의 적당한 농도가 부족하기 때문에, 통상 색소함량은 잉코조성물에 의거하여 1∼30%, 바람직하게는 3∼10%이다. 본원 발명에 있어서는 마아킹펜의 드라이업을 방지하기 위해, 상기 카르본산 모노글리세리드 I, 알킬아미드알코올 Ⅱ 및 솔비탄지방산 에스테르 Ⅲ에서 선정되는 최소한 1종의 첨가제가 잉크조성물에 용해 배합된다. 따라서, 이 첨가제는 상기 유기용제에 용해성을 갖는 동시에, 바람직하게는 상온에 있어서 고체 또는 반고체이다.

일반식(I)로 표시되는 카르본산 모노글리세리드에 있어서, R¹은 탄소수 8∼22의 포화 또는 불포화 지방산잔기를 나타내며, 따라서 이 지방산으로서는 스테아린산, 올레인산, 팔미틴산, 리노올산 등이 바람직하게 사용된다.

R²는 탄소수 1∼21인 옥시카르본산잔기를 나타내며, 바람직하게는 탄소수 2∼9인 지방족 카르본산잔기를 나타낸다. 옥시카르본산으로서 글리코올산, 유산(乳酸), α-옥시낙산, 글리세린산 등의 1염기산, 사과산, 주석산, 구연산 등의 다염기산을 들 수 있다.

카르본산이 예를들어 글리코올산이나 유산처럼 1염기산일때는 일반식(I)에 있어서 n은 1이다. 그러나, 옥시카르본산이 글리코올산, 사과산, 주석산, 구연산 등처럼 다염기산일때에는 n은 1 또는 2이상일 수 있지만, 본원 발명에 있어서는 n이 1 및 2의 어느쪽도 사용할 수 있고, n이 2일때, 2개의 R¹은 서로 달라도 좋다. 이와 같은 카르본산 모노글리세리드는 대부분이 시판되고 있다.

일반식(Ⅱ)로 표시되는 알킬아미드알코올에 있어서, R¹은 상기와 마찬가지이다. R³는 탄소수1∼4인 알킬렌기이며, 구체적으로는 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 메틸렌기이다. 또

(R¹및 R³는 상기와 같음)을 나타낸다.

R⁴가 수소일때, 알킬아미드 알코올은 다음의 일반식

R¹CONHR³NHR³OH (Ⅳ)

로 표시되며, 이와 같은 알킬아미드알코올은 지방산 R¹COOH와 아미노알킬렌 알카노올아민H₂NR³NHR³OH를 반응시킴으로써 제조되며, 시판되고 있다(예를들어 R³가 에틸렌기일때, 日本油脂(株) 「소프토올」, 「소프터」). 그리고 제조시의 조건에 따라서는 알킬아미드 알코올은 분자내에서 축합환화(縮合環化)하며,

(Ⅴ)

를 부여하는 일이 있고, 본원 발명에 있어서는 이 축합환화물도 바람직하게 사용할 수 있다. 물론, 알킬아미드 알코올 Ⅳ와 Ⅴ의 임의비율의 혼합물일지라도 좋으며, 이와 같은 혼합물도 시판되고 있다(예를들어 R³가 에틸렌기일때, 日本油脂(株)「소프터-706」). 또

인 알킬아미드알코올, 즉

는 상기 알킬아미드알코올Ⅳ을 요소를 사용하여 축합 가교함으로써 얻어지며, 통상 의산염으로서 시판되고 있다(예를들면 R³가 에틸렌기 일때, 日本油脂(株)「소프터-AC-70」).

일반식Ⅲ으로 표시되는 솔비탄지방산에스테르에 있어서 R1은 상기와 같으며, 특히 팔미틴산에스테르 및 스테아린산에스테르가 바람직하게 사용된다. 그리고 솔비탄지방산에스테르는 통상, 다종류의 이성체를 함유한다는 것은 잘 알려져 있는 바이며, 본원 발명에 있어서도 일반식(Ⅲ)으로 표시되는 솔비탄지방산에스테르는 이성체를 함유해도 좋은 것으로 한다. 솔비탄지방산에스테르는 노니온계 계면활성제로서 시판되고 있으며, 용이하게 입수할 수 있다(예를들어 理硏비타민(株) 「리케마알」, 日本油脂(株) 「노니온」).

본원 발명에 있어서, 이들 첨가제는 잉크조성물중에 0.05∼10%, 바람직하게는 0.1∼5%함유된다. 0.05%보다 적을때는 드라이업 방지의 효과가 적으며, 10%보다도 다량으로 배합하면 잉크조성물의 안정성이 나빠져서, 도리어 드라이업 방지효과를 손상시킬 염려가 있기때문이다.

본원 발명에 의한 잉크조성물에 배합되는 수지는 잉크조성물에 적당한 점도와 필기면에 적당한 부착성을 부여하는 동시에, 필적을 견고하게 피막화(皮膜化)하기 위해 잉크조성물에 의거하여 0.5∼30%, 바람직하게는 5∼20%사용되는 것이며, 상기 유기용제에 용해하는 것이라면 종래부터 마아킹펜 잉크조성물에 있어서 알려져있는 천연수지, 합성수지 등을 특별히 제한됨이 없이, 여러가지의 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는 로진 등의 천연수지, 로진에스테르, 물첨가로진 등의 가공천연수지, 로진변성말레인산수지, 로진변성페놀수지 등의 로진변성수지, 각종 페놀수지와 그 공중합수지, 에틸셀룰로우스나 아세틸셀룰로우스 등의 셀룰로우스계수지, 석유수지, 케톤수지나 비튜우멘 외에 폴리비닐부틸랄, 염화비닐-초산비닐 공중합물, 염화비닐리덴-아크릴로니트릴 공중합물, 염화비닐리덴-염화비닐공중합물 등을 들 수 있다. 수지량이 잉크조성물에 있어서 0.5%보다 적을때는 잉크조성물이 필기에 적합한 접착성을 갖지 못하며, 필적에 결함이 생기고, 한편, 30%를 초과해서 사용하면 점도가 지나치게 높아서 필기를 원활하게 할 수 없다.

필적에 소거성을 부여하기 위해서는 즉 배판용 마아킹펜 잉크조성물을 얻는데는 잉크조성물에 박리제를 다시 함유시킨다. 이와 같은 박리제는 이미 여러 종류가 알려져 있으며, 본원 발명에 있어서도 종래부터 알려져 있는 임의의 박리제를 사용할 수 있다.

박리제는 이미 알려져 있는 것처럼 잉크조성물인 상기 용제에 용해하고, 또한 이 용제보다도 증기압이 낮으며, 난휘발성 또는 불휘발성이고, 상온에서 액상 또는 반고체이다. 구체적으로는 고급지방산에스테르, 프탈산디에스테르, 고급알코올, 유동파라핀, 글리코올류 등이 사용된다.

고급지방산 에스테르로서는 탄소수 12∼22인 고급지방산과 탄소수 1∼5인 저급지방족알코올과의 에스테르가 바람직하며, 구체적으로는 스테아린산에틸, 팔미탄산메틸, 올레인산에틸 등, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 프탈산디에스테르로서는 프탈산과 탄소수 4∼13인 지방족알코올과의 디에스테르가 바람직하며, 구체적으로는 디부틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디라우릴프탈레이트, 디트리데실프탈레이드 등, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 물론, 혼합에스테르도 사용된다.

다음에 글리코올류로서는 탄소수 2∼100인 플리메틸렌글리코올이나 폴리옥시알킬렌글리코올이 바람직하며, 구체적으로는 에틸렌글리코올, 디에틸렌글리코올, 트리에틸렌글리코올, 프로필렌글리코올, 디프로필렌글리코올, 트리프로필렌글리코올, 부틸렌글리코올, 액상의 2.5-헥산디올, 분자량이 200∼300정도로서, 액상 또는 반고체인 폴리에틸렌 글리코올, 폴리프로필렌글리코올, 폴리에틸렌 폴리프로필렌글리코올 등이 사용된다. 에틸렌글리코올 및 디에틸렌글리코올의 고급알코올 모노에에테르도 바람직하게 사용된다. 구체예로서 모노옥틸에에테르, 모노라우릴에에테르 등을 들 수 있다.

고급알코올계 박리제는 상온에서 액상 또는 반고체이면, 직쇄(直鎖), 분지쇄, 포화, 불포화를 불문하고 여러가지의 것이 사용되며, 예를들어 옥틸알코올, 커플릴알코올, 올레일알코올, 옥틸드데카놀 등이 바람직하게 사용된다.

이와 같은 박리제는 잉크조성물에 의거하여 1∼25%, 바람직하게는 3∼15%사용된다. 이 범위보다 적을때는 필적의 소거성이 나빠지며, 한편, 이 범위를 넘어설때는 필적이 끈적끈적해져서 그 광택과 소거성이 저하되는 동시에 날카로운 필적을 얻기 어려워진다.

본원 발명에 의한 마아킹펜 잉크조성물은 보통 다음처럼해서 조제된다. 예를들어 색소로서 유용성 또는 주정용염료를 사용할 경우에는 염료와 수지를 유기용제에 첨가하여, 균일하게 용해시킨 다음, 드라이업 방지를 위한 엄가제를 가하고, 50∼60℃의 온도로 다시 약 1시간 교반한다. 또 색소로서 안료를 사용할 경우에는 먼저 용제에 미분상의 안료를 가하여, 고속교반해서 안료를 용제중에 분산시키고, 다음에 수지를 가하여, 50∼60℃의 온도로 가열하고, 교반하여 용제에 용해시킨다. 이 다음에 첨가제를 가하여 50∼60℃의 온도로 다시 교반하여 용해시킨다. 또 백판용 마아킹펜 잉크조성물을 조제하는데는 예를들어 상기에 있어서 박리제를 드라이업 방지를 위한 첨가제와 함께 색소 및 수지의 용액에 첨가하면 된다. 단, 상기 제법은 단지 예로서 들었을 뿐이며, 균일한 잉크조성물이 얻어지는 한, 각 배합성분의 첨가순서, 교환방법, 시간, 온도 등은 하등 한정되지 않는다.

본원 발명은 이론이나 기구에 의해 아무런 제한을 받는 것이 아니지만, 본원 발명에 의한 잉크조성물은 이상과 같이, 상기 첨가제를 함유하고 있으므로, 펜촉에서 캡을 벗기고 방치했을 경우에, 펜촉표면에 있어서 잉크조성물로부터 유기용제가 증발했을 때에 첨가제가 펜촉표면에 빨리 석출해서 엷은 필름을 형성하고, 이 펜촉표면을 덮는 필름이 유기용제가 펜촉표면에서 다시 증발하는 것을 방지하는 것이다. 그러나, 이와 같이 펜촉표면을 첨가제인 필름이 피복하고 있더라도, 다시 필기할 때에는 이 필름이 용이하게 즉시 파괴되므로, 펜촉을 장시간 대기중에 노출후에 필기를 시작해도 잉크조성물의 펜촉으로부터의 유출은 하등 저해되지 않는다. 즉, 본원 발명 잉크조성물에 의하면 드라이업이 좀처럼 발생하지 않는다. 또, 첨가제의 계면활성적인 작용도 드라이업의 방지에 기여하고 있을지도 모른다. 그리고 펜촉을 대기중에 장시간 방치 후에 필기를 시작할때의 상기 필름의 파괴는 펜촉을 필기면상에 압착시키는 물리적인 힘, 내부의 유기용제에 의한 필름의 재용해 등에 의한 것으로 생각되지만, 펜촉을 필기면상에 달리게 할때의 마찰열도 관여하고 있는지도 모른다.

그리고, 첨가제의 종류 및 잉크조성물중의 그 함량에 따라서는 캡을 벗긴 직후에도 소량의 첨가제가 석출하여, 펜촉표면에 일부 필름을 형성하는 일도 있지만, 상기한 바와 같이, 이 필름은 필기시에 용이하게 파괴되므로, 잉크조성물의 유출은 하등 저해되지 않으며, 원활하게 필기할 수 있다.

또 본원 발명 잉크조성물이 박리제를 함유할때는 필적으로부터 유기용제가 증발한 후에 박리제가 필기면에 엷은 막을 형성하고, 이 막의 내부에 수지와 색소와 첨가제의 대부분이 남아서 필적을 형성한다. 따라서 이 필적은 천이나 종이로 문지르면 간단히 소거된다.

다음 실시예를 들어 본원 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본원 발명은 이들 실시예에 의해서 아무런 제한을 받는 것이 아니다.

[실시예]

유기용제에 색소와 수지를 가하고, 50∼60℃의 온도로 가열하면서, 1시간 교반하여 용해 또는 분산시키고, 다음에 드라이업 방지용의 첨가제와 백판용 잉크조성물의 경우에는 박리제를 가하여, 같은 온도로 다시 1시간 교반한 다음, 방치하여 실온까지 냉각시켜, 표에 나타낸 조성을 갖는 각종 마아킹펜용잉크조성물을 조제했다. 그리고 ( )내의 숫자는 중량%를 나타낸다.

다음에 이들 잉크조성물을 팰트제 펜촉을 구비한 마아킹펜에 충전하고, 온도 25℃, 습도60%RH, 무풍상태의 실내에서 캡을 벗겨서 드라이업 즉 필적이 긁힌 자국이 생기기까지의 시간을 측정했다. 이 시간을 드라이업 시간으로서 표에 나타낸다.

[표1]

별도로 본원 발명에 의한 첨가제를 함유하지 않는 이외는 각 실시예와 같은 조성의 잉크조성물을 상기와 마찬가지로 조제하여 드라이업시간을 측정했다. 이것을 비교예로서 표에 나타낸다. 분명히 본원 발명에 의한 잉크조성물에 있어서는 드라이업시간이 수배 내지 수십배로 연장되어 있다.

1) BASF사 C.I솔벤트블랙 27

2) 오리엔트 化學工業(株) C.I솔벤트예로우 21

3) 德島精油(株) 로진변성 말레인산수지

4) 몬산트 케미컬사 술포아마이드수지

5) 日本油脂(株), 주성분은 스테아린산과 아미노 에틸에탄올아민과의 알킬아미드 알코올의 의산염

6) 자바가이기사 C.I솔벤트블랙 29

7) 日本油脂(株), 스테아린산과 아미노 에틸에탄올아민으로부터의 알킬아미드 알코올과 그 축합환화물과의 혼합물

8) 오리엔트 化學工業(株) C.I아시드레드 23의 혼합물

9) 德島精油(株)로진수지

10) 다우케미컬사 에틸셀룰로우스

11) 太陽化學(株), 일반식(I)에 있어서 n이 2인 사과산 글리세린의올레인산, 스테아린산 혼합모노글리세리드

12) 中央合成化學(株) C.I솔벤트블루우 14

13) 오리엔트 化學工業(株) C.I다이렉트블루우 86의 혼합물

14) 芒川化學(주4) 유용성 페놀수지

15) 日本油脂(株) 솔비탄팔미테이트

16) 本州化學工業(株) 케톤수지

17) 三業가스化學(株) 알킬페놀 크실렌수지

18) 日本油脂(株), 스테아린산과 아미노 에틸에탄올아민으로부터의 알킬아미드 알콜의 요소에 의한 축합물의 의산염

19) 太陽化學(株) 일반식(I)에 있어서 n이 2인 사과산 글리세린 스테아린산 모노글리세리드

20) 電氣化學工業(株) 폴리비닐부티라알

21) C.I 74160

22) 日本維持(株) 5)와 같음

23) ICI사모노라이트레드 4R, C.I 12335

24) C.I 74260

25) 理硏비타민 油(株) 솔비탄 스테아린산 에스테르

(주) 소프터 AC-70, 소프토올 AY 및 소프터 706은 각기 15%, 15% 및 30% 수용액으로서 시판되고 있으며, 이들을 사용하여 잉크조성물을 조제할 경우, 수용액으로서 첨가했다. 단 표에 있어서의 배합량은 각 성분의 단독의 양으로 기재되어 있다.

Claims (2)

1. 유기용제와, 색소와, 상기 유기용제에 가용성인 수지와,

   (a) 일반식

   

   (단, R¹은 탄소수 8∼22의 지방산잔기를 나타내며, R²는 탄소수 1∼21인 1가 또는 다가(多價)의 카르본 산잔기 또는 옥시카르본산잔기를 나타내며, n은 1 또는 2의 정수를 나타내고, n이 2일때, 2개의 R₁은 서로 다르더라도 좋다.)로 표시되는 카르본산모노글리세리드,

   b) 일반식

   

   (단, R¹은 상기와 같으며, R³는 탄소수 1∼4의 알킬렌기를 나타내고, R⁴는 수소 또는

   

   을 나타내며, R⁴가 수소일때, 그 축합환화물을 포함한다.)로 표시되는 알킬아미드알코올, 및

   (c)일반식

   

   또는

   

   (단, R¹은 상기와 같음.)으로 표시되는 솔비탄지방산 에스테르에서 선정되는 최소한 1종의 첨가제를 함유하는 것을 특징으로 하는 마아킹팬 잉크조성물.
2. 유기용제에 용해하며, 또한 이 유기용제보다도 증기압이 낮고, 난휘발성 또는 불휘발성의 박리제를 함유하는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 1기재의 마아킹펜 잉크조성물.