KR100945061B1 - 마커펜용 중성 잉크 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

수성 용매로 사용되는 증류수와 유성 용매로 사용되는 알코올을 모두 포함하는 마커펜용 중성 잉크 조성물이 개시되어 있다. 이를 위하여, 증류수, 95% 알코올, 반합성 셀룰로오스계 고분자, 색상 안료, 디옥틸아디페이트, 유화제, 안료분산제, 안정제 및 이형제를 포함하는 마커펜용 중성 잉크 조성물을 제공한다. 본 발명에 의한 마커펜용 중성 잉크 조성물을 사용하면, 다양한 표면의 필기판에 필기가 가능하고, 건조 후 지우개로 지우면 깨끗이 소거되며, 일반적인 유성 잉크에 비해 인체 및 환경에 무해하고, 일반적인 수성 잉크에 비해 속건성이 우수한 효과가 있다.

Description

마커펜용 중성 잉크 조성물 및 그 제조방법{NEUTRALITY INK COMPOSITION FOR MARKER PEN AND METHOD OF PREPARING THE SAME}

본 발명은 마커펜용 중성 잉크 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수성 잉크보다 속건성이 우수하고, 유성 잉크보다 인체 및 환경에 무해한 마커펜용 중성 잉크 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래로부터 학교의 교실, 세미나실, 회의실 및 사무실 등에 사용되고 있는 흑판은 통상 흑색 또는 녹색의 표면을 가지고 있으며, 근래에는 시력보호 차원에서 녹색의 흑판을 사용하고 있고, 상기 흑판 표면에는 분필을 사용하여 문자 등을 기재하여 왔다.

그러나 상기 흑판에 분필을 이용하여 문자 등을 기재하거나 문자를 지우는 과정에서 다량의 분필가루가 발생함으로써 실내가 오염되고, 특히 상기 발생된 분필가루가 호흡과정에서 인체 내로 침투하여 각종 폐질환의 원인으로 작용하는 문제점이 발생하였다.

상기 문제점으로 인해 화이트 보드 등에 사용되는 유색 마커펜이 공지되어 있으며, 상기 마커펜은 내부에 잉크용액을 내재하여 그 잉크 용액이 마커펜 내부의 마커펜촉에 설치되는 스폰지 등의 흡수재에 의해 흡수되어 펜촉을 통해 외부로 유출되게 함으로써 필기구의 기능을 갖도록 하고 있다.

상기 화이트 보드는 백색 바탕색을 갖고 있으며, 그 표면에 필기하는 마커펜은 소거성이 좋은 다양한 색을 사용하여 필기하고 있으나, 일반적으로 바탕색이 흰색인 경우 빛의 반사로 눈이 쉽게 피로해져 시각장애로 인한 학습효과가 떨어진다는 문제점이 발생하였다.

이에, 상기 문제점을 해결하기 위하여 다양한 기술들이 개발되어 왔다.

이러한 일예로서, 대한민국 특허공보 제 0132292호(1990년6월2일 공개)에는 (a) 용제로서의 물을 50 내지 90 중량%, (b) 물에 용해 또는 분산되는 착색제를 1 내지 30 중량%, (c) (1) 폴리아세트산비닐, 아세트산비닐공중합체, 알키드수지 또는 우제탄수지의 에멀젼 또는 히드로졸, 및 (2) 수가용화(水可溶化)된 아세트산비닐공중합체, 알키드수지 또는 우레탄 수지 로 이루어지는 군에서 선정된 최소한 1종의 상온에서 조막성(造膜性)을 가지는 수지를 0.1 내지 15 중량%, 및 (d) (1) 상온에서 액상(液狀)의 난휘발성 지방족 카르본상 에스테르, (2) 상온에서 액상의 난휘발성 고급탄화수소, 및 (3) 상온에서 액상의 난휘발성 고급알코올로 이루어지는 군에서 선정되는 최소한 1종의 난휘발성 액상 화합물의 수성에멀젼을 1 내지 20 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 수성 소거성 마킹펜 잉크 조성물을 개시하고 있다.

그러나, 상기 발명은 유성 잉크 조성물에 비해 인체 및 환경에는 무해하나 속건성이 부족하여 필기 후 상기 잉크 조성물이 건조되기까지 오랜 시간이 소요되는 문제점이 있다.

다른 일예로서, 대한민국 특허공보 제 0133125호(1995년12월22일 공개)에는 산화티탄 9 내지 12 중량%와 탄산칼슘 1 내지 1.5 중량%를 혼합 분쇄한 후 여기에 비닐레진 1.5 내지 1.8 중량%, 이소프로필알코올(IPA) 50 내지 60 중량%를 혼합하여 95 내지 110℃에서 약 20 내지 30분간 중탕으로 가열하여 점액상태의 원액을 일차생성한 후, 이소옥시스테아레이트(IOS) 8 내지 11 중량%, 폴리옥시에틸렌 라우릴에텔 2.8 내지 3.2 중량%, 폴리옥시에틸렌 올레인세틸에텔 0.8 내지 1.2 중량% 및 아세톤 10 내지 12 중량%를 첨가 혼합한 다음 디옥틸아디페이트(DOA) 7 내지 8.5 중량%를 첨가 혼합하여서 되는 것을 특징으로 하는 마커펜용 백색잉크의 제조방법을 개시하고 있다.

그러나 상기 발명은 이소프로필알코올, 이소옥틸스테아레이트, 에틸렌 등 환경호르몬 유출성분이 포함되어 있으므로 인체와 환경에 유해한 영향을 미친다는 문제점이 있다. 또한, 녹색 칠판에 필기할 경우, 이소프로필알코올의 기능에 의하여 백색도가 저하되어 잉크가 선명하지 않고 흐리게 유출되므로 짙은 녹색을 충분히 은폐하기 어렵게 됨에 따라 선명한 필기가 되지 않는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 제 1 목적은 속건성을 향상시키고, 인체 유해성을 완화시킬 수 있는 마커펜용 중성 잉크 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은 속건성을 향상시키고, 인체 유해성을 완화시킬 수 있는 마커펜용 중성 잉크 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 제 1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 의하면 증류수 17.5 내지 22.5 중량%; 95% 알코올 20 내지 30 중량%; 반합성 셀룰로오스계 고분자 3.5 내지 6.5 중량%; 색상 안료 12.5 내지 17.5 중량%; 디옥틸아디페이트 12.5 내지 17.5 중량%; 유화제 5 내지 9 중량%; 안료분산제 2 내지 4 중량%; 안정제 1 내지 3 중량%; 및 이형제 6 내지 10 중량%를 포함하는 마커펜용 중성잉크 조성물을 제공한다.

상술한 본 발명의 제 2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 의한 제조방법은 (ⅰ) 46 내지 60% 알코올 37.5 내지 52.5 중량%와 반합성 셀룰로오스계 고분자 3.5 내지 6.5 중량%를 혼합하고, 60 내지 78℃로 8 내지 12시간 동안 교반하는 단계; (ⅱ) 단계 (ⅰ)를 통해 생성된 혼합물에 색상 안료 12.5 내지 17.5 중량%를 첨가하고, 분쇄하는 단계; (ⅲ) 단계 (ⅱ)를 통해 분쇄된 혼합물에 디옥틸아디페이트 12.5 내지 17.5 중량%와 유화제 5 내지 9 중량%를 첨가하고, 1 내지 3시간 동안 교반하는 단계; 및 (ⅳ) 단계 (ⅲ)를 통해 생성된 혼합물에 안료분산제 2 내지 4 중량%와 안정제 1 내지 3 중량% 및 이형제 6 내지 10 중량%를 첨가하고, 3 내지 5시간 동안 교반하는 단계를 포함하는 마커펜용 중성잉크 조성물의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 마커펜용 중성 잉크 조성물은 녹색칠판, 화이트 보드, 유리, 표면이 고운 우드목이나 플라스틱판 등 비흡수성의 재질의 필기판에서 필기가 가능하고, 건조 후 지우개로 지우면 깨끗이 소거되며, 필기 후 색상이 선명하게 유지되고, 유성 잉크에 비해 인체 및 환경에 무해하며, 수성 잉크에 비해 속건성이 우수한 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 마커펜용 중성 잉크 조성물(이하, "잉크 조성물"이라 한다.) 및 그 제조방법을 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예는 잉크 조성물에 관한 것으로서 그 내부의 함유 성분을 대별하면, 잉크 조성물의 점도 및 건조성을 조절하는 증류수와, 상기 증류수와 결합하여 상기 잉크 조성물의 건조 시간을 조절하는 알코올과, 상기 증류수 및 알코올과 결합하여 상기 잉크 조성물의 점도를 증가시키는 반합성 셀룰로오스계 고분자와, 색상을 나타내는 색상 안료와, 필기된 잉크 조성물이 용이하게 소거될 수 있도록 응고를 방지하는 디옥틸아디페이트(Dioctyl adipate : DOA)와, 상기 잉크 조성 물을 유연하게 하는 유화제와, 상기 잉크 조성물의 색상 안료가 뭉치지 않고 분산되도록 하는 안료분산제와, 상기 잉크 조성물의 일정한 점도와 보형성을 유지시켜 주는 안정제, 및 상기 잉크 조성물이 칠판과 잘 분리되도록 하는 이형제가 사용된다.

이러한 각각의 성분들은 안료처럼 단일의 기능을 수행하는 것도 있지만, 서로 화학적인 작용을 통하여 공동으로 기능을 수행할 수도 있는데, 이는 화학 물질의 특성상 당연한 것이다. 따라서, 본 발명은 특정 기능 성분에만 의존 한다기보다는 여러 조성의 조합과 그 조합량에 특이성이 있다고 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 잉크 조성물은 증류수를 포함한다.

상기 증류수는 잉크 조성물의 용매로서, 상기 잉크 조성물의 점도 및 건조성을 조절하며, 잉크 조성물의 전사 성능을 조절한다. 이때, 증류수의 사용량은 특별히 한정되지 않고, 다른 구성요소의 종류 및 그 사용량이나, 목적으로 하는 잉크 조성물의 점도 등에 따라 조절될 수 있다. 상기 증류수의 사용량은 넓은 범위, 예컨대 15 내지 50 중량% 정도의 범위로부터 선택할 수 있으며, 바람직하게는 17.5 내지 22.5 중량% 중량%를 사용하는 것이 좋다.

상기 잉크 조성물에 증류수의 함량이 17.5 중량% 미만으로 사용되면 잉크의 점도가 적정 점도 이상으로 상승하여 펜촉을 통한 필기판에 필기가 어려워지고, 22.5 중량% 초과로 사용되면 잉크의 점도가 감소되어 잉크가 과량 유출되거나 색상 안료 및 반합성 셀룰로오스계 고분자의 분리 속도가 적정수준의 증류수가 포함된 잉크 조성물보다 빨라져 장기보관하기 어려워진다. 또한, 증류수가 과량 사용될 경우에는 필기 후에 사용된 잉크의 건조 속도가 적정수준의 증류수가 포함된 잉크 조성물보다 느려진다.

본 발명의 일실시예에 의한 잉크 조성물은 알코올을 포함한다.

상기 알코올은 상기 증류수와 결합하여 상기 잉크 조성물의 건조 시간을 조절하는 것으로서, 상기 증류수와 혼합되어 45 내지 60% 순도의 알코올을 형성할 수 있다면, 어떠한 알코올을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 95% 알코올을 사용하는 것이 좋다. 이때, 상기 95% 알코올은 20 내지 30 중량%가 포함되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 95% 알코올의 함량이 20 중량% 미만인 경우에 필기된 잉크 조성물의 건조 시간은 적정량의 알코올을 사용하는 경우보다 증가되며, 95% 알코올의 함량이 30 중량% 초과인 경우에 필기된 잉크 조성물의 건조 시간은 적정량의 알코올을 사용하는 경우보다 감소되지만 알코올의 특성상 잉크 전체의 점도를 저하시키므로 색상 안료 등이 침전되는 등의 현상이 발생되어 잉크의 장기 보존성이 저하된다.

본 발명의 일실시예에 의한 잉크 조성물은 반합성 셀룰로오스계 고분자를 포함한다.

상기 반합성 셀룰로오스계 고분자는 상기 증류수와 혼합됨으로써 수지 형태 로 변환되어 안료의 분산을 촉진하고 안료의 침전을 방지하며, 필기판에 접착력을 부여하는 것으로서, 필기판에 잉크 조성물이 일정하게 코팅되도록 하고, 잉크 조성물을 일정 점도로 유지한다. 또한, 상기 반합성 셀룰로오스계 고분자의 사용량은 특별히 제한되지 않고, 잉크 조성물의 구성 성분에 따라 사용량이 조절될 수 있지만, 바람직하게는 약 3.5 내지 6.5 중량%가 포함되는 것이 좋다.

여기서, 상기 반합성 셀룰로오스계 고분자의 함량이 3.5 중량% 미만인 경우에는 색상 안료가 잉크 조성물 내에서 균일하게 분포되지 않고, 일 방향으로 집중되어 필기 시에 색상 안료가 다량 유출되거나 유출되지 않으며, 점도가 묽어져 색상 안료의 침전으로 안료와 반합성 셀룰로오스계 고분자의 분리가 촉진될 수 있다. 또한, 반합성 셀룰로오스계 고분자의 함량이 6.5 중량% 초과인 경우에는 점도가 증가되어 안료의 분리는 어느 정도로 방지되지만 잉크 조성물 내에서 색상 안료의 유동성이 저하되어 펜촉을 통한 잉크의 유출이 균일하지 않는바, 필기판에서 필기가 불충분하게 되는 동시에 필기된 잉크 조성물이 용이하게 소거되지 않는다.

이때, 반합성 셀룰로오스계 고분자로는 메틸셀룰로오스(methyl cellulose), 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 히드록시프로필에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 또는 이들의 2 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 메틸셀룰로오스를 사용하는 것이 좋다.

상기 메틸셀룰로오스는 알칼리 존재하에서 셀룰로오스에 디메틸황산을 작용시켜 합성하는데, 제조 조건에 따라 치환도가 다른 여러 가지 메틸셀룰로오스가 생성된다. 일반적으로 백색 고체이나, 메틸화 정도에 따라 약간의 차이가 발생한다. 치환도 0.1 내지 0.9(OCH₃이 2 내지 16%)의 메틸셀룰로오스는 4 내지 10% 수산화나트륨 수용액에 용해되고, 치환도 1.6 내지 2.0(OCH₃이 26.5 내지 32.6%)의 메틸셀룰로오스는 찬물에 용해되며, 용해도 2.4 내지 2.6(OCH₃이 34 내지 38%)의 메틸셀룰로오스는 유기용매에 용해되어 점성을 갖는 용액이 된다.

본 발명의 일실시예에 의한 잉크 조성물은 색상 안료를 포함한다.

상기 색상 안료는 잉크 조성물에 색상을 부여하기 위해 첨가되는 것으로서, 인체와 환경에 무해한 색상 안료라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 이산화티타늄, 화이트 카본, 탄산칼슘, 침강성 탄산마그네슘, 유기 안료류 또는 이들의 2 이상의 혼합물이 사용되는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 이산화티타늄을 사용하는 것이 좋다. 이때, 상기 색상 안료는 12.5 내지 17.5 중량%가 포함되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 색상 안료의 함량이 12.5 중량% 미만인 경우에는 잉크 조성물의 색상이 선명하지 못하고, 필기된 잉크 조성물이 용이하게 소거되지 않으며, 색상 안료의 함량이 17.5 중량% 초과인 경우에는 색상은 선명하나 잉크 조성물의 점도가 증가되어 잉크 조성물이 펜촉을 통해 균일하게 유출되지 아니한다.

상기 이산화티타늄은 착색력 및 은폐력이 색상 안료 중에서 가장 크고, 내산성, 내알칼리성, 내광성, 내열성 등이 있고, 그 사용량이 색상 안료 중 가장 많으며, 도료, 고무, 인쇄잉크, 제지, 인견, 합성수지, 그림물감, 화장품, 법랑(琺瑯) 등 그 용도가 다양하다.

본 발명의 일실시예에 의한 잉크 조성물은 디옥틸아디페이트를 포함한다.

상기 디옥틸아디페이트는 필기된 잉크 조성물이 용이하게 소거될 수 있도록 응고를 방지하는 것으로서, 12.5 내지 17.5 중량%가 포함되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 디옥틸아디페이트의 함량이 12.5 중량% 미만인 경우에는 필기된 잉크 조성물이 번지거나 흘러내리고, 상기 디옥틸아디페이트의 함량이 17.5 중량% 초과인 경우에는 필기된 잉크 조성물이 과응고되어 용이하게 소거되지 않는다.

본 발명의 일실시예에 의한 잉크 조성물은 유화제를 포함한다.

상기 유화제는 상기 잉크 조성물을 유연하게 함으로써 도포막을 형성하는데 도움을 주고, 상기 잉크 조성물에 소거성을 부여하는 것으로서, 이러한 목적으로 사용되는 유화제라면 어떠한 유화제라도 상기 유화제에 포함된다 할 것이지만, 바람직하게는 글리세린 지방산 에스테르, 이소스테아릴산이소세틸, 팔미틴산이소세틸 등의 고급지방산 에스테르, 다가알콜지방산 에스테르, 고급지방족 탄화수소, 폴리옥시에틸렌알킬에테르형 비이온계 계면활성제 및 그 유도체, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르형 비이온계 계면활성제 및 그 유도체, 인산에스테르계 계면활성제 또는 이들의 2 이상의 혼합물 등을 사용하는 것이 좋고, 바람직하게는 HLB(Hydrophilic Lipophlic Balance) 2.8 내지 3.5 범위의 글리세린 지방산 에스테르를 사용하는 것이 좋다. 여기서, 상기 유화제는 약 5 내지 9 중량%가 포함되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 유화제의 함량이 5 중량% 미만인 경우에는 잉크 조성물의 유동성이 저하될 수 있으며, 유화제의 함량이 9 중량% 초과인 경우에는 잉크 조성물의 유연성은 향상되지만 잉크 조성물의 점성 저하로 인해 색상 안료가 서로 엉겨 침강되고, 필기 후 잔류물이 글자에 잔존하여 잉크 조성물이 번지거나 흘러내려 필기면에 얼룩이 발생될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 잉크 조성물은 안료분산제를 포함한다.

상기 안료분산제는 안료의 분산을 촉진하여 안료의 침전 및 반합성 셀룰로오스계 고분자와의 분리 현상을 억제하고, 색의 발색과 저장성을 지속시켜주는 것으로서, 이러한 목적으로 사용되는 안료분산제라면 어떠한 안료분산제라도 상기 안료분산제라 할 것이지만, 바람직하게는 펜타스티어레이트(pentastearate) 계열 물질을 사용하는 것이 좋고, 특정적으로는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모놀레이트(Polyoxyethylene sorbitan monooleate)를 사용하는 것이 좋다.

이때, 상기 안료분산제는 약 2 내지 4 중량%가 포함되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 안료분산제의 함량이 2 중량% 미만인 경우에는 안료의 분산 효력이 저하됨에 따라 안료가 분리되어 잉크의 저장성과 수명이 단축되고, 마커펜으로부터 안료가 균일하게 유출되지 않을 수 있으며, 상기 안료분산제의 함량이 4 중량% 초과인 경우에는 안료의 분산은 원만하지만 이형제와 작용하여 잉크 조성물이 겔화됨으로써 변질되거나 소거성이 저하될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 잉크 조성물은 안정제를 포함한다.

상기 안정제는 잉크 조성물의 일정한 점도와 보형성을 유지시켜 주는 것으로서, 상기 목적으로 사용되는 안정제라면, 어떠한 안정제 및 계면활성제를 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 에톡실레이티드 노닐페놀(ETHOXYLATED NONYLPHENOL)을 사용하는 좋다.

이때, 상기 안정제는 약 1 내지 3 중량%가 포함되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 안정제의 함량이 1 중량% 미만인 경우에는 백색 안료와 반합성 셀룰로오스계 고분자가 단시간 내에 층상 분리되어 잉크 조성물이 펜촉에서 클로깅될 수 있고, 상기 안료분산제의 함량이 3 중량% 초과인 경우에는 잉크 조성물의 소거성이 저하될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 잉크 조성물은 이형제를 포함한다.

상기 이형제는 필기판에 형성된 잉크 조성물의 코팅이 지우개에 의해 용이하게 소거될 수 있도록 잉크 조성물 코팅의 소거성을 향상시키는 것으로서, 상기 반합성 셀룰로오스계 고분자 및 유화제와 함께 소거성에 중요한 역할을 수행하는 물질이다. 상기 이형제로는 피마자유, 동백유, 올리브유, 야자유, 팜유 등의 불건성유와, 유동 파라핀, 스핀들유, 경유, 등유, 기계유, 윤활유, 합성유 등의 광물유(mineral oil), 또는 올레핀계 탄화수소, 방향족 탄화수소 등의 석유계 용제 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 팜유를 사용하는 것이 좋다. 이때, 상기 이형 제는 6 내지 10 중량%가 포함되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 이형제의 함량이 6 중량% 미만인 경우에는 잉크의 이형 효과가 미약하여 지우개에 의해 용이하게 소거되지 않고, 이형제의 함량이 10 중량% 초과인 경우에는 투여된 안료분산제와 반응하여 겔화됨으로써 잉크의 유출을 방해하고 도리어 소거성이 떨어지게 된다.

본 발명은 전술한 구성을 포함하는 잉크 조성물의 제조방법을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 잉크 조성물의 제조방법의 제조 공정을 순서도로 표시한 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 잉크 조성물의 제조방법은 다음과 같다.

먼저, 46 내지 60% 알코올 37.5 내지 52.5 중량%와 반합성 셀룰로오스계 고분자 3.5 내지 6.5 중량%를 혼합하고, 60 내지 78℃로 8 내지 12시간 동안 교반하여 제 1 혼합물을 제조한 후 상기 제 1 혼합물에 색상 안료 12.5 내지 17.5 중량%를 첨가하고, 이를 분쇄하여 제 2 혼합물을 제조한다.

그 다음, 상기 단계를 통해 분쇄된 제 2 혼합물에 디옥틸아디페이트 12.5 내지 17.5 중량%와 유화제 5 내지 9 중량%를 첨가하고, 1 내지 3시간 동안 교반하여 제 3 혼합물을 제조한 후 상기 제 3 혼합물에 안료분산제 2 내지 4 중량%와 안정제 1 내지 3 중량% 및 이형제 6 내지 10 중량%를 첨가하고, 3 내지 5시간 동안 교반하여 잉크 조성물을 제조한다.

첫 번째 단계는 46 내지 60% 알코올 37.5 내지 52.5 중량%와 반합성 셀룰로 오스계 고분자 3.5 내지 6.5 중량%를 혼합하는 단계로서, 상기 알코올과 반합성 셀룰로오스계 고분자를 교반기에 투입하고, 60 내지 78℃의 온도범위에서 8 내지 12시간 동안 혼합시켜 제 1 혼합물을 형성한다. 이때, 교반기의 교반속도는 1,000 내지 1,500rpm으로 수행될 수 있다.

필요에 따라, 상기 단계 이전에 46 내지 60% 알코올을 제조하기 위해 증류수 17.5 내지 22.5 중량%와 95% 알코올 20 내지 30 중량%를 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다.

두 번째 단계는 첫 번째 단계를 통해 생성된 제 1 혼합물에 색상 안료 12.5 내지 17.5 중량%를 첨가하는 단계로서, 상기 제 1 혼합물에 색상 안료를 첨가시켜 제 2 혼합물을 형성한 후 상기 제 2 혼합물을 분쇄기로 분쇄한다. 이때, 상기 분쇄기로는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면, 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 삼본롤밀(3 roll mill), 스텐드밀, 제트밀(jetmill) 등을 사용하는 것이 좋다.

상기 삼본롤밀을 사용하여 제 2 혼합물을 분쇄하는 경우에, 상기 제 2 혼합물은 삼본롤밀을 2 내지 4회, 바람직하게는 2회를 수행하여 분쇄하는 것이 좋다.

상기 스텐드밀 또는 제트밀을 사용하여 제 2 혼합물을 분쇄하는 경우에, 상기 제 2 혼합물은 1 내지 3시간, 바람직하게는 약 2시간 동안 분쇄시키는 것이 좋다.

세 번째 단계는 두 번째 단계를 통해 분쇄된 제 2 혼합물에 디옥틸아디페이트 12.5 내지 17.5 중량%와 유화제 5 내지 9 중량%를 첨가하는 단계로서, 상기 제 2 혼합물에 상기 디옥틸아디페이트 및 유화제를 첨가하고, 상온에서 1 내지 3시간 동안 교반하는 혼합시켜 제 3 혼합물을 형성한다. 이때, 교반기의 교반속도는 1,000 내지 1,500rpm으로 수행될 수 있다.

네 번째 단계는 세 번째 단계를 통해 생성된 제 3 혼합물에 안료분산제 2 내지 4 중량%와 안정제 1 내지 3 중량% 및 이형제 6 내지 10 중량%를 첨가하는 단계로서, 상기 제 3 혼합물에 안료분산제, 안정제 및 이형제를 첨가하고, 상온에서 3 내지 5시간 동안 교반하여 혼합시킨다. 이때, 교반기의 교반속도는 1,000 내지 1,500rpm으로 수행될 수 있다.

이하, 본 발명을 바람직한 일 실시예를 참조하여 다음에서 구체적으로 상세하게 설명한다. 단, 다음의 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것이며, 이것만으로 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

1. 상온 1기압 하에서, 증류수 20㎏과 95% 알코올[주식회사 한국주정, 한국] 25㎏을 반응기에 투입하고 1,300 rpm으로 3시간 교반하여 52.8% 알코올을 제조하였다.

2. 70℃ 1기압 하에서, 상기 52.8% 알코올에 메틸셀룰로오스[Viscochem, 중국] 5㎏을 반응기에 투입하고 1,300 rpm으로 10시간 교반하여 제 1 혼합물을 형성하였다.

3. 상온 1기압 하에서, 상기 제 1 혼합물에 이산화티타늄[R-906, 듀폰, 미국] 15㎏을 첨가하여 제 2 혼합물을 형성한 후 삼본롤밀을 이용하여 상기 제 2 혼합물을 2번 분쇄하였다.

4. 상온 1기압 하에서, 상기 분쇄된 제 2 혼합물에 디옥틸아디페이트[Monaplexㄾ DOA, CP HALL COMPANY, 미국] 10㎏ 및 글리세린 지방산 에스테르[Excel P-40, 카오 코포레이션, 일본] 15㎏을 첨가하여 제 3 혼합물을 형성하고, 1,300 rpm으로 2시간 교반하여 제 3 혼합물을 형성하였다.

5. 상온 1기압 하에서, 상기 제 3 혼합물에 안료분산제인 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모놀레이트[Tween 80, UNIQEMA, 미국] 3㎏과 안정제인 에톡실래이티드 노닐페놀[NPE-10, 호남석유화학, 한국]과 이형제인 팜유[MOI, 말레이시아]를 첨가하고, 1,300 rpm으로 4시간 교반하여 마커펜용 중성 잉크 조성물을 제조하였다.

[실험예]

<속건성 시험>

상온, 습도 60 내지 70%에서, 비흡성이면서 표면이 거친 깨끗한 녹색 칠판과 스톱워치를 준비하고, 상기 녹색 칠판을 바닥에서 70ㅀ각도로 세워놓으며, 본 발명에 의해 제조된 잉크 조성물을 펜에 주입하여 직경 30cm 정도의 원을 필기한 후 몇 초만에 필기된 선이 완전 건조되는지 시간을 측정하였다.

상기 실시예 1을 통해 제조된 잉크 조성물을 전술한 물성시험 방법에 따라 시험한 결과, 상기 잉크 조성물은 필기 후 건조 시간이 약 10초로 일반적인 유성 잉크 조성물의 건조 시간인 약 8초보다는 건조 시간이 초과되지만, 일반적인 수성 잉크 조성물의 건조 시간인 약 20초보다는 약 10초 이상 건조 시간이 감소되었으므로, 속건성이 좋은 것으로 평가되었다.

또한, 상기 잉크 조성물은 구성요소에 포함되는 환경호르몬 유출성분이 일반적인 유성 잉크 조성물에 비해 작게 사용되므로 인체 유해성을 완화시키는 것으로 평가되었다.

상기에서 설명 드린 바와 같이 본 발명은 상기 실시예를 통해 그 물성의 우수성이 입증되었지만 본 발명은 상기의 실시예에 의해서만 반드시 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 마커펜용 중성 잉크 조성물의 제조 공정을 나타내는 순서도이다.

Claims (9)

1. 증류수 17.5 내지 22.5 중량%;

   95% 알코올 20 내지 30 중량%;

   반합성 셀룰로오스계 고분자 3.5 내지 6.5 중량%;

   색상 안료 12.5 내지 17.5 중량%;

   디옥틸아디페이트 12.5 내지 17.5 중량%;

   유화제 5 내지 9 중량%;

   안료분산제 2 내지 4 중량%;

   안정제 1 내지 3 중량%; 및

   이형제 6 내지 10 중량%;

   를 포함하는 마커펜용 중성 잉크 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 반합성 셀룰로오스계 고분자는 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 히드록시프로필에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 또는 이들의 2 이상의 혼합물로 구성되는 것을 특징으로 하는 마커펜용 중성 잉크 조성물.
3. 제 1항에 있어서, 상기 색상 안료는 이산화티타늄, 화이트 카본, 탄산칼슘, 침강성 탄산마그네슘, 황산바륨, 유기 안료류 또는 이들의 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 마커펜용 중성 잉크 조성물.
4. 제 1항에 있어서, 상기 유화제는 HLB가 2.8 내지 3.5인 글리세린 지방산 에스테르인 것을 특징으로 하는 마커펜용 중성 잉크 조성물.
5. 제 1항에 있어서, 상기 안료분산제는 프로필 미리스테이트, 부틸 팔미테이트, 부틸 스테아레이트, 도데칸디온산 디옥틸 에스테르, 디프로필 아디페이트, 디옥틸 세바케이트, 디옥틸 아젤레이트, 프로필렌글리콜 모노스테아레이트, 프로필렌글리콜 디데카노에이트, 천연 또는 합성 지방산 트리글리세리드, 트리이소스테아레이트, 액체 파라핀, 스쿠알렌, 산화된 폴리에틸렌 왁스, 헥실 알코올, 옥틸 알코올, 라우릴 알코올, 펜타스테아레이트 계열 또는 이들의 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 마커펜용 중성 잉크 조성물.
6. 제 1항에 있어서, 상기 안정제는 에톡실레이티드 노닐페놀인 것을 특징으로 하는 마커펜용 중성 잉크 조성물.
7. 제 1항에 있어서, 상기 이형제는 팜유, 피마자유, 동백유, 올리브유, 야자유, 유동 파라핀, 스핀들유, 경유, 등유, 기계유, 윤활유, 합성유, 올레핀계 탄화수소, 또는 방향족 탄화수소인 것을 특징으로 하는 마커펜용 중성 잉크 조성물.
8. (ⅰ) 46 내지 60% 알코올 37.5 내지 52.5 중량%와 반합성 셀룰로오스계 고분자 3.5 내지 6.5 중량%를 혼합하고, 60 내지 78℃로 8 내지 12시간 동안 교반하는 단계;

   (ⅱ) 단계 (ⅰ)를 통해 생성된 혼합물에 색상 안료 12.5 내지 17.5 중량%를 첨가하고, 분쇄하는 단계;

   (ⅲ) 단계 (ⅱ)를 통해 분쇄된 혼합물에 디옥틸아디페이트 12.5 내지 17.5 중량%와 유화제 5 내지 9 중량%를 첨가하고, 1 내지 3시간 동안 교반하는 단계; 및

   (ⅳ) 단계 (ⅲ)를 통해 생성된 혼합물에 안료분산제 2 내지 4 중량%와 안정제 1 내지 3 중량% 및 이형제 6 내지 10 중량%를 첨가하고, 3 내지 5시간 동안 교반하는 단계를 포함하는 마커펜용 중성 잉크 조성물의 제조방법.
9. 제 8항에 있어서, 단계 (ⅰ) 이전에 증류수 17.5 내지 22.5 중량%와 95% 알코올 20 내지 30 중량%를 혼합하여 46 내지 60% 알코올을 제조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마커펜용 중성 잉크 조성물의 제조방법.

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