KR950002237B1 - 캪슐형 감온성 안료조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

캡슐형 감온성 안료조성물

본 발명은 온도변화에 따라서, 여러가지 색상(色相)을 나타낼 수 있는 새로운 캡슐형(Capsule 形) 안료 조성물에 관한 것이다.

본 발명은 한개의 안료 캡슐내에 각각 색상이 다른 2가지 이상의 발색제(發色劑)와 현색제(顯色劑)가 혼입되게 하여 이 혼합물을 미세 캡슐(micro capsule)화 하므로서, 하나의 안료 캡슐로 온도변화에 따라 여러단계의 온도에서 적어도 3가지 이상의 색상을 나타낼 수 있게 한 새로운 캡슐형 감온성(感溫性) 안료조성물에 관한 것이다.

이때 사용되는 전색제는 한가지 종류만 사용할 수도 있고, 융점이 다른 2가지 이상의 전색제를 혼합하여 사용할 수도 있다.

로이코(Leuco)염료는 자연상태에서 무색 또는 담백색(淡白色)을 나타내나, 이를 발색(發色)을 도와주는 현색제(顯色劑)와 반응시키면 완전한 염료의 형태를 갖추어서 고유(固有)의 색상을 가진다.

로이코 염료는 고급지방산 알콜류나 이들의 에스텔 화합물(Ester 化合物), 왁스류(wax)류 등과 혼합하여 용융시키면 소색(消色)하고, 이들 왁스(고급지방산 알콜)류 등이 응고하여 고화(固化)되면, 다시 발색하는 성질이 있다. 이때 이들 고급지방산 알콜, 왁스 등을 전색제(展色劑)라 한다. 즉, 로이코 염료는 전색제의 물리적인 상태 변화에 따라 발색(發色) 또는 소색(消色) 작용을 한다.

염료에 사용할 수 있는 전색제는 많이 있으나, 실제 이들을 이용하기 위해서는 융점 범위가 일상 생활에서 접할 수 있는 온도 범위인 대략 5~50℃정도의 것이 필요하다. 이들의 융점을 이용하여 변색 온도범위를 -20~50℃사이의 감온성 안료를 얻을 수 있다.

무색 또는 담백제의 전자 공여성(電子 共與性) 물질인 로이코 염료를 발색제로 하고, 이것에 대응하는 전자 수용성(電子 受容性)의 현색물질과 전색제를 혼합하여 특정온도에서 발색되게 하는 캡슐형 안료는 이미 많이 알려져 있다.

이들은 전색제가 융용상태일때는 발색을 저지하고 고체 상태일때는 발색되는 성질을 이용하며, 이때 특정융점을 갖는 전색제를 선택적으로 사용할 수 있다.

이와 같이 로이코 염료와 현색제, 전색제를 혼합하여 만들어진 캡슐형 안료를 물에 분산시켜 직물, 종이류, 프라스틱 필름, 도자기 등에 인쇄 또는 날염(捺染)하여 사용하면 인쇄무늬가 온도변화에 따라 발색 또는 소색 작용을 하게 되어 색상의 변화를 나타낼 수 있다.

이 경우에도 특정 전색제는 일정한 융점을 갖고 있기 때문에 원하는 융점을 얻는데는 즉, 원하는 온도범위에서 발색되게 하는데는 전색제 선택에 제한을 받는 불편이 있다.

따라서, 원하는 융점을 갖는 전색제를 얻기 위해서는 즉, 원하는 온도에서 발색되게 하기 위해서는 "라울의 법칙"을 응용하여, 2가지 이상의 전색제를 일정비율로 혼합하여 사용하기도 한다.

일반적으로 알려진 캡슐형 감온성 안료는 단일색상만 나타나도록 제조 되었기 때문에 여러가지 온도에서 다양한 색상을 나타나게 하기 위해서는 2가지 이상의 단일색상 감온성 안료 캡슐을 일정비율로 혼합하여 사용하고 있다. 그러나 단일색상의 감온성 캡슐을 일정비율로 혼합하여 사용하는 경우에는 작업자의 숙련도, 평량의 오차, 작업조건등에 따라 그 혼합비율을 정확하게 일치시킬 수 없이 작업단위(Lot)에 따라 혼합비율의 편차를 나타낼 수 밖에 없기 때문에 균일한 제품을 얻을 수 없다는 문제가 따랐다.

또한, 2종류의 단일 색상을 갖는 캡슐형 안료를 혼합하여 사용하는 경우에는 상호간의 배합성(配合性) 즉, 혼용성(混溶性)이 좋지 않아 종종 이색현상(異色現象-퍼짐현상)을 나타내는 경우가 있으나, 2가지 이상의 발색제를 하나의 캡슐형 안료화 하면 이러한 이색현상이 나타나지 않는 이점이 있다.

본 발명은 미세한 감온성 안료 캡슐 자체를 제조함에 있어서, 한개의 안료 캡슐내에 발색시 색상이 다른 2가지 이상의 발색제와 현색제 및 전색제를 혼합하여 이 혼합물로 하나의 미세 안료 캡슐을 제조하므로서, 제품의 균질성을 유지시킬 수 있도록 한 것이다.

2가지 이상의 로이코 염료를 1개의 캡슐내에 혼입되게 하여 사용하게 되면 단일염료를 사용할때 보다 상호혼합에 의하여 응고점 강하현상(Freezing point depression)이 일어나게 되므로 융점이 낮아지면서 변색온도 범위가 좁아지게 되므로 단일염료를 사용할때 보다 순간적 변색이 일어나는 효과가 있다.

즉, 본 발명은 2~3종의 로이코 염료를 혼합 사용하므로서 다양한 색상의 혼합 및 순간 변색시 여러층의 색을 느끼게 한다.

캡슐형 안료의 제조방법은 이미 잘 알려져 있으며, 대략 다음의 방법으로 제조된다.

먼저, 발색제 현색제, 전색제를 혼합한 후, 이를 가열 용융시키고, 이것을 별도로 준비한 제라틴의 용액을 교반하면서 여기에 서서히 가하면 제라틴의 유화성(乳化性)에 의하여 유화되어 캡슐이 곧장 형성된다. 이때 캡슐입자의 크기는 용액의 농도, 교반속도, 온도, 반응기구의 구조등에 의하여 달라진다. 이렇게 캡슐화되면 피막이 숙성될 때까지 약 3~4시간 동안 계속 교반상태에서 숙성과 용액의 농도를 조정하기 위한 증발을 시켜 필요한 농도의 액상을 얻는다. 이를 섬유, 종이 필림, 프라스틱 등에 인쇄 또는 각종 날염을 하여 필요한 용도에 따라 사용할 수 있다. 캡슐화 작업에서 여러가지 안정성을 유지하기 위해서 산화방지제, 자외선흡수제, 분산촉진제등이 추가되기도 한다.

본 발명을 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.

[실시예]

·P.S.D.-3G : 3gr(염료)

·P.S.D.-V : 3gr(염료)

·비스페놀 A : 3gr(현색제)

·미리스틸 알콜 : 25gr(전색제)를 혼합, 가열 용융시킨 후,

※ P.S.D.-3G 및 P.S.D.-V의 화학명

· P.S.D.-3G : 3-Diethyl Amino-7-Dibenzoy1 Amino-Fluoran

· P.S.D.-V : 3-Diethyl Amino-6-Methyl-7-Chloro-Fluoran

여기에 에폭시 수지 10gr을 첨가하여 혼합물(1)을 만들고, 별도로 폴리비닐알콜(#117) 10gr을 물 190gr에 용해시켜 75~80℃로 유지시킨다.

폴리비닐 알콜 수용액을 교반하면서 여기에 혼합물(1)을 서서히 투입하면, 유화반응(乳化反應)이 일어나면서, 캡슐이 형성된다. 이 반응을 3~4시간 계속 유지시켜 캡슐이 숙성되게 한다. 이 과정에서 증발과 농축을 동시에 고려하여 총 고형분이 30% 정도 되도록 유지시킨 안료 캡슐 분산액을 얻는다.

본 발명의 상기한 안료 캡슐은 25℃~32℃ 범위에서 가역적 변색영역을 가진다.

즉, 32℃ 이상에서는 담백색(淡白色)을 나타내나, 27℃ ~28℃로 유지시키면 2가지 색상의 혼합색 즉, PSD-3G의 초록색과 PSD-V의 붉은 색중 붉은색이 먼저 없어지면서 표면상(表面相)으로는 초록색상만 남는다. 여기에 온도를 더욱 가하여 32℃이상으로 유지시키면 초록색상도 없어지고, 최후에는 무색이 된다. 온도를 다시 내리면 반대로 각각의 색상이 회복되어 23~25℃ 이하에서는 빨상+초록색의 혼합색인 흑색으로 보인다.

한개의 캡슐로서 2가지 이상의 색상을 나타내는 원리는 다음과 같다.

2종의 발색제와 1종의 현색제, 전색제를 사용하여 캡슐형 안료를 만들게 되면, 현색제, 전색제는 공통일지라도 그 전색제에 용해하는 염료의 용해도가 서로 다르고 또한 각 염료의 분자량이 다르게 때문에 분자량이 적은 쪽의 염료가 낮은 발색온도를 가지며, 전색제에 대한 염료의 용해도도 또한 서로 다르기 때문에 각각의 색상의 발색온도는 다르게 마련이다. 여기에서도 "라울의 법칙"은 적용되어 어느 염료를 분자량에 대비하여 많이 넣느냐에 따라서 또 한번 변색온도의 영향을 가지게 한다. 즉, 당량비율이 높은쪽의 염료가 낮은 온도의 변색 범위를 갖는다. 이러한 여러가지의 요인을 종합적으로 고려하면 같은 현색제, 같은 전색제 일지라도 서로 다른 염료를 혼입하면, 각각 다른 온도에서 변색하기 마련이다. 이러한 물리적 특성을 이용하여 만든 캡슐이 두가지 이상의 색상을 가질수 있는 캡슐이다.

2가지 이상의 전색제를 혼합 사용한 경우를 예를들어 설명하면 다음

C.V.L.(Crystal Violet Lactone) : 1gr

비스페놀 A : 1gr

세틸알콜(Cetyl alcohol) : 25gr

을 혼합 용융시킨후 이것을 에폭시수지를 5gr과 다시 혼합한다. 이것을 5%의 제라틴 용액에 70~80℃의 온도 조건하에서 제라틴 용액을 교반하여 주면서 서서히 가하면 캡슐이 얻어진다.

이렇게 하여 얻어진 캡슐형 염료 조성물의 변색범위는 37℃~40℃이다. 그러나 세틸알콜의 융점은 49℃이다.

또한 상기 실시예에서 변색범위를 30℃정도로 낮추려면 세틸알콜 25gr대신

-세틸알콜 : 13gr

-미리스틸알콜 : 12gr을 혼합한 것을 사용하면 된다.

이와 같이 두가지 이상의 전색제를 혼합하여 사용하면, 새로운 융점의 전색제가 된다.

여기서 융점은 "라울의 법칙"을 참고하여 서로의 첨가 비율을 가감하므로서의 임의의 융점을 선택할 수 있다.

즉, 전색제는 단독이든 혼합 용융물이든 상관없이 전색제와 현색제를 같은 조건으로 하고, 염료의 전색제에 대한 용해도 차이, 용해 온도 차이, 량적차이, 분자량 차이등으로 인하여 발색 및 소색의 온도에 차이가 오게된다. 이러한 여러가지 물리적 성질을 복합적으로 응용한 것이다.

Claims (2)

1. 발색제, 현색제, 전색제 등으로 조성되고 온도변화에 따라 색상에 변색되는 캡슐형 감온성 안료조성물에 있어서, 한개의 안료 캡슐내에 발색시 색상이 각기 다른 2가지 이상의 로이코 염료를 발색제(發色劑)로 혼입(混入)시켜 발색시 3가지 이상의 색상으로 변색되는 캡슐형 감온성 안료조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 융점이 서로 다른 2가지 이상의 전색제(展色劑)를 사용한 캡슐형 감온성 안료조성물.