KR100965284B1

KR100965284B1 - 지울 수 있는 잉크의 조성 및 소색방법

Info

Publication number: KR100965284B1
Application number: KR1020070107608A
Authority: KR
Inventors: 한종수; 백운창; 신현만; 임영권; 최용환
Original assignee: 한종수
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2010-06-23
Also published as: JP2011502191A; KR20090041874A; WO2009054621A2; US20100255215A1; WO2009054621A3; US8378006B2; JP5711970B2

Abstract

본 발명은 정보가 기록된 기록재를 필요한 경우 지워서 재사용할 수 있는 방법으로, 본 발명의 구성은 1) 사용 중에는 지워지지 않으나 소색제에 의해서는 쉽게 소색되는 색소를 이용하여 쉽게 지울 수 있도록 구성되는 각종 잉크의 기본 조성, 2) 열 또는 광반응 개시제를 포함한 소색제의 조성 및 3) 소색제를 도포하여 열이나 자외선을 조사하여 지우는 방법으로 구성된다.

본 발명은 인쇄잉크, 리본카트리지잉크, 데스크젯잉크, 각종 필기구용 잉크 등 기록용 잉크를 제조하여 사용함으로써 일반용지 뿐만 아니라 자기띠가 부착된 기록재를 재활용할 경우 수입에 의존하고 있는 자기띠 잉크와 기재의 소비량을 최소화 할 수 있다. 또한 자원재활용의 효과와 외화를 절감하고 환경파괴를 줄일 수 있는 환경친화적인 특징이 있다.

지울 수 있는 잉크, 소색제, 재사용, 인쇄잉크, 리본카트리지잉크, 데스크젯잉크, 필기구 잉크

Description

지울 수 있는 잉크의 조성 및 소색방법 {The composition of decolorable ink and decoloring method}

본 발명은 기록재상에 인쇄된 정보를 필요한 경우 지워서 기록재를 재사용하고자 안출된 것으로, 소색제로 쉽게 지울 수 있는 잉크의 조성물, 인쇄된 잉크를 지우는 소색제 및 이의 소색방법을 제공한다.

산업의 발달로 인하여 일반 문서뿐만 아니라 대중 홍보매체 등 종이의 사용량은 매우 큰 폭으로 증가하고 있는 추세로 종이의 원료인 펄프의 공급이 많아져 숲은 빠른 속도로 파괴되고 있으며, 점차 지구 온난화에 의한 문제가 심화되고 있는 실정이다.

잉크의 색소를 나타내는 유기색소는 발색단과 조색단으로 구성되어 있으며, 통상적으로 발색단으로서는 아조기(-N=N-), 카르보닐기(>C=O), 니트로기(-NO₂), 티오카르보닐기(>C=S), 니트로소기(-N=O), 에틸렌결합(-C=C-), 시아노기(-C=N-) 등을 들 수 있으며, 조색단으로서는 아미노기(-NH₂) 및 이차아미노기(-NHR), 삼차아미노기(-NR₂), 히드록시기(-OH), 술폰기(-SO₃), 카르복시기(-COOH), 메르캅토기(-SH), 알콕시기(-OR), 할로겐화물(-X) 등을 예로 들 수 있다. 조색단은 심색효과와 염착성을 좋게 하는 역할을 한다. 또한 이러한 조색단은 비공유전자쌍을 갖고 있어 반응성을 좋게 한다.

색소와 쉽게 반응하여 소색시키는 물질은 산에서 유리된 표백제(이온)가 색소와 반응하는 분자반응기구이며, 다른 하나는 Hydroxy radical(·OH), Peroxy radical(·OOH), Superoxide radical(·O₂-)과 색소가 반응하는 활성산소기구를 들 수 있다.

그러나 상기의 화합물들은 기록재를 산화시켜 기록재의 색까지 소색시키거나 기록재를 파손할 염려가 있다.

색소를 소색시키는 보다 안정된 반응기구로서 열이나 광에 의해 쉽게 라디칼을 형성하는 유기화합물을 이용하는 방법이다. 이들은 다른 유기화합물과 반응하여 고분자물을 형성시키거나 색소의 조색단과 반응하여 발색단을 파괴하여 소색시킨다. 이러한 반응은 듀럭스프로세스(Dulux process)로 명명된 반응기구로서 색소가 광 및 열에 의해 쉽게 라디칼을 발생하는 물질과 쉽게 반응하여 색소가 파괴되는 반응기구(mechanism)를 제시하고 있다(Heinrich Zollinger 箸 COLOR CHEMISTRY p288~303 VCH발간(1971)).

또한 열이나 광에 의하여 분자구조가 전환되어 현색과 소색을 반복시킬 수 있는 류코색소(Leuco dye)라 불리는 가역성 기록 기능재료(Rewritable Marking material)를 이용하는 방법이다. 가역성 기능재료란 에너지가 주어져 화상이 형성 되고, 그 화상은 에너지를 더 이상 받지 않으면 그대로 유지되고, 다시 여기에 다른 에너지를 가하면 화상이 없어져서 재사용이 가능한 기록 재료를 말한다. 가역성 기록재료는 여러 가지가 있지만 이중 열가역성 재료가 많이 이용되고 있다.

이러한 열가역성 기록재료에는 고분자/저분자 복합형, 고분자형, 류코염료(Leuco dye)형이 있는데, 이중 류코염료형은 색조변화를 이용한 것으로서, 2성분 발색계 중에서 류코염료를 발색원으로 하여 염료와 감색제의 반응을 이용한 것이다. 흔히 열전사잉크로 이용되는 류코색소는 기록용으로 많이 이용되고는 있으나 이러한 열가역성 재료는 해상력, 안정성은 뛰어나 광범위하게 사용되지만 반복성이 부족하며, 열이나 광에 서서히 소색되어 장기보관을 위한 문서에는 적용이 곤란한 문제점이 있다.

색소를 소색시키는 보다 발전된 방법으로는 색소를 덱스트린(Dextrin)과 같은 포접화합물에 내포시키고 외부에 광반응소색제를 화학적으로 결합시켜 레이저프린터의 토너용 잉크로 사용하는 방법이다. 상기의 방법은 Kimbery-Clark의 R. S. Nohr팀이 계속적으로 연구를 진행하고 있다(US5643701, US5683843, US5721287, US6017471, US6017661, US6017661, US6033465, US6060200, US6120949, US6127073, US6235095, US6342305).

또한 동일한 구성으로 류코색소에 관한 연구는 US6017386, US5922115, US6063551, US6790809 등이 있다.

상기의 방법은 보다 최근에 제안된 방법인 US6342305에 서술한 바와 같이 장기보관시에 서서히 퇴색되는 기술적 문제를 극복하지 못하는 단점을 수반하고 있다. 또한 레이저프린터의 토너와 같이 고체로 존재하는 경우를 제외한 액체인 인쇄잉크나 리본용잉크, 데스크젯잉크, 각종 필기구용 잉크 등은 색소와 소색제가 용매에 용해되어 반응하기 때문에 보관이나 사용 중에 소색되어 적용이 불가능하다.

또한 상기의 기술들은 포접화합물이 용매에 용해되지 않는다고 하더라도 기록시에 기록재와의 마찰에 의해 파괴될 수 있으며, 리본용 잉크는 리본에 염색된 잉크를 도트임팩트방식으로 인쇄하기 때문에 포접화합물이 파괴되어 리본의 퇴색을 유발한다.

특히 본 연구진에 의해 개시된 바(특0536056)와 같이 주차권이나 고속도로 통행권 등은 가혹조건의 경우 70∼100℃의 높은 온도와 햇빛에 노출되어 정보가 지워지게 될 수 있다. 따라서 특수 목적의 용도 외에 일반 용도의 잉크를 색소와 소색제를 동시에 사용하여 잉크를 제조하는 방법은 이론적으로는 가능할 수 있으나 실질적으로 많은 문제점을 내포하고 있는 것이다.

또 다른 방법으로는 색소를 광소색제와 촉진제를 혼합하여 잉크를 제조하고 인쇄한 뒤 광을 조사하여 지우는 광소색조성물( JP1997-286979)을 제공하는 것이다. 공지의 특허는 특정파장의 자외선을 조사할 경우에만 소색된다고 주장하고 있으나 사용 중에 햇빛에 노출될 경우 광라디칼형성제에 의하여 퇴색되지 않는 구체적인 기술을 서술하지 않고 있다. 따라서, 보관이나 사용 중에 퇴색되지 않는 학문적 근거를 제시하지 못하고 있다. 특히 기록재가 종이일 경우 색소성분과 종이를 구성하고 있는 성분인 셀룰로즈의 수산기(-OH)와의 화학적 결합으로 인하여 쉽게 지워지지 않고 잔상이 남는 현상이 발생하게 된다.

따라서 특수 목적의 용도 외에 일반 용도의 잉크를 색소와 소색제를 동시에 사용하여 잉크를 제조하는 방법은 이론적으로는 가능할 수 있으나 실질적으로 많은 문제점을 내포하고 있는 것이다.

한편 종이의 재활용은 제지공장에서 인쇄잉크를 제거하고 재생지를 만드는 방법에 의하여 재활용되고 있으나 품질 저하는 물론 복잡한 제지 재생공정을 거친다는 단점을 수반하고 있다.

그러나 본 발명은 일반용지뿐만 아니라 각종 출입용 통행권을 비롯해 특수 인쇄하여 제조비용이 높은 용지 및 기록재 등을 지금까지는 한번 사용하고 폐기하지만 본 발명의 실시예를 이용할 경우 기록재를 수 회 내지는 반영구적으로 사용할 수 있어서 경제적 기대효과가 더욱 클 것이다.

특히 기밀을 요하는 기밀용지의 처리는 일반적으로 세절하거나 소각하는데, 본 발명은 활자 자체를 화학적으로 분해 처리하기 때문에 기록재에 기록된 내용을 간편하게 지워서 용지를 재사용할 수 있는 것이다. 특히 자기띠(magnetic stripe)가 부착된 각종 출입 및 확인카드의 경우에는 대량으로 사용하는 고가의 인쇄물이지만 재활용이 불가하여 소각 처리해야 하는 실정이며, 폐기된 후에도 자기띠가 분해되지 않아 환경적 문제를 야기하지만 이를 반복사용 할 경우 환경오염을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 자기띠의 재료는 전량 수입하기 때문에 자기띠가 부착된 종이를 반복사용 할 경우 수입대체효과도 클 것으로 기대된다.

본 발명의 목적은 소색제로 쉽게 지울 수 있는 잉크 조성물과 기록재에 인쇄된 잉크를 지우는 소색제를 제공하는데 있으며, 본 발명의 다른 목적은 인쇄된 잉크를 쉽고 빠르게 완전히 제거하는 소색방법 및 기록재를 그대로 재사용할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 소색제로 쉽게 지울 수 있는 잉크의 조성물, 인쇄된 잉크를 지우는 소색제 및 이의 소색방법을 제공한다.

본 발명에 따른 잉크의 조성물은 소색제에 의해서 쉽게 소색되는 색소, 소색촉진제 및 소색촉진제를 비활성화시키는 안정제가 기본 조성으로 구성되며, 점도조절제, 계면활성제, 방부제, 기타 첨가제, 각종 잉크의 특성에 따른 용매 등을 첨가제로서 더 함유한다.

한편, 소색제는 열반응 개시제 또는 자외선 광반응 개시제와 유기용매로 구성되어지며, 상기 잉크조성물로 인쇄된 기록재에 도포하여 잉크를 소색시키는 역할을 한다. 또한, 기록재 상에 인쇄된 잉크의 소색방법은 상기 잉크로 인쇄된 기록재에 상기 소색제를 도포하고 열을 가하거나 광을 조사시키는 것으로서, 빠르고 완벽하게 기록재에 인쇄된 잉크가 소색되어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 기록재라는 용어는 본 발명에 따른 잉크가 인쇄될 수 있는 각종 종이, 카드 등을 지칭한다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 잉크의 조성물은 분자구조상 발색단이 치환된 탄소로부터 1~3개의 탄소위치에 조색단이 치환된 색소, 소색촉진제 및 안정제로 이루어져 있다.

본 발명에 따른 잉크 조성물로 사용되는 색소는 유기색소로, 소색 효율을 향상시키기 위해서는 색소의 분자구조 내에서 조색단은 발색단이 치환된 탄소로부터 1~3개의 탄소위치에 존재하는 것이 바람직하며, 하나의 색소 분자 내에 두개 이상의 발색단이 존재한다면, 각각의 발색단에 대해 조색단이 가까운 위치에 존재하는 것이 좋다. 또한 조색단과 발색단이 상호 근접된 구조의 색소 선택이 중요하며, 상호 근접성의 판단은 단순히 화학식 내에서의 근접 여부에 의한 것이 아니라 분자의 입체 구조를 고려하여 판단하여야 한다.

상기 색소는 다이렉트 레드 2(direct red 2), 다이렉트 레드 28(direct red 28), 다이렉트 레드 75(direct red 75), 다이렉트 레드 111(direct red 111), 다이렉트 레드 112(direct red 112), 다이렉트 브라운 106(direct brown 106), 다이렉트 블루 71(direct blue 71), 다이렉트 옐로우 24(direct yellow 24), 다이렉트 오렌지 61(direct orange 61), 디스퍼스 레드 1(disperse red 1), 디스퍼스 레드 13(disperse red 13), 디스퍼스 레드 19(disperse red 19), 디스퍼스 레드 60(disperse red 60), 디스퍼스 레드 200(disperse red 200), 디스퍼스 바이올렛 1(disperse violet 1), 디스퍼스 바이올렛 4(disperse violet 4), 디스퍼스 블랙 1(disperse black 1), 디스퍼스 블랙 3(disperse black 3), 디스퍼스 블랙 7(disperse black 7), 디스퍼스 블루 1(disperse blue 1), 디스퍼스 블루 3(disperse blue 3), 디스퍼스 블루 14(disperse blue 14), 디스퍼스 블루 19(disperse blue 19), 디스퍼스 블루 79(disperse blue 79), 디스퍼스 블루 134(disperse blue 134), 디스퍼스 블루 183(disperse blue 183), 디스퍼스 옐로우 3(disperse yellow 3), 디스퍼스 옐로우 54(disperse yellow 54) 또는 디스퍼스 오렌지 3(disperse orange 3), 디스퍼스 오렌지 10(diseprse orange 10), 리엑티브 블루 5(reactive blue 5), 리엑티브 블루 19(reactive blue 19), 베이직 그린 1(basic green 1), 베이직 그린 2B(basic green 2B), 베이직 그린 4(basic green 4), 베이직 그린 6B(basic green 6B), 베이직 레드 9(basic red 9), 베이직 바이올렛 1(basic violet 1), 베이직 바이올렛 2(basic violet 2), 베이직 바이올렛 3(basic violet 3), 베이직 바이올렛 4(basic violet 4), 베이직 바이올렛 14(basic violet 14), 베이직 바이올렛 23(basic violet 23), 베이직 블루 1(basic blue 1), 베이직 블루 7(basic blue 7), 베이직 블루 8(basic blue 8), 베이직 블루 11(basic blue 11), 베이직 블루 15(basic blue 15), 베이직 블루 18(basic blue 18), 베이직 블루 20(basic blue 20), 베이직 블루 26(basic blue 26), 베이직 옐로우 2(basic yellow 2), 베이직 오렌지 2(basic orange 2), 솔벤트 그린 1(solvent green 1), 솔벤트 레드 5(solvent red 5), 솔벤트 레드 27(solvent red 27), 솔벤트 바이올렛 9(solvent violet 9), 솔벤트 브라운 2(solvent brown 2), 솔벤트 블루 4(solvent blue 4), 솔벤트 블루 5(solvent blue 5), 솔벤트 블루 6(solvent blue 6), 솔벤트 블루 14(solvent blue 14), 솔벤트 블루 18(solvent blue 18), 솔벤트 블루 23(solvent blue 23), 솔벤트 블루 36(solvent blue 36), 솔벤트 옐로우 1(solvent yellow 1), 솔벤트 옐로우 5(solvent yellow 5), 솔벤트 옐로우 56(solvent yellow 56), 솔벤트 옐로우 58(solvent yellow 58), 솔벤트 오렌지 52(solvent orange 52), 솔벤트 오렌지 53(solvent orange 53), 썰퍼 바이올렛 2(sulphur violet 2), 액시드 그린 1(acid green 1), 액시드 그린 4(acid green 4), 액시드 그린 5(acid green 5), 액시드 레드 37(acid red 37), 액시드 레드 53(acid red 53), 액시드 바이올렛 1(acid violet 1), 액시드 바이올렛 19(acid violet 19), 액시드 바이올렛 25(acid violet 25), 액시드 바이올렛 73(acid violet 73), 액시드 브라운 43(acid brown 43), 액시드 블랙 1(acid black 1), 액시드 블랙 47(acid black 47), 액시드 블랙 132(acid black 132), 액시드 블루 6(acid blue 6), 액시드 블루 22(acid blue 22), 액시드 블루 24(acid blue 24), 액시드 블루 25(acid blue 25), 액시드 블루 27(acid blue 27), 액시드 블루 40(acid blue 40), 액시드 블루 56(acid blue 56), 액시드 블루 62(acid blue 62), 액시드 블루 74(acid blue 74), 액시드 블루 93(acid blue 93), 액시드 블루 145(acid blue 145), 액시드 오렌지 10(acid orange 10) 로부터 선택되어지나, 이로 한정되는 것은 아니다. 상기 색소는 잉크조성물 총 중량의 1~80중량%를 사용하며, 1중량% 미만 사용하는 경우 색상이 너무 흐려 인쇄물을 인식하기 어려운 문제점이 있고, 80중량% 초과하여 사용하는 경우 점도가 너무 높아져 잉크를 제조하기 어려운 문제점이 생긴다.

한편, 소색촉진제는 라디칼을 쉽게 형성하도록 촉진시키는 화합물로서, 소색제로 기록재를 도포하였을 경우 아주 빠르게 라디칼을 형성하도록 촉진하는 물질이다. 그러나 상기 소색촉진제와 색소를 혼합할 경우 색소를 서서히 소색시키게 되므로, 우선 소색촉진제와 상기 소색촉진제를 비활성화시키는 안정제를 반응시켜 소색촉진제를 비활성화시킨 후 상기 색소를 첨가하여 색소가 잉크 내에 안정한 상태로 존재하도록 한다. 또한 필요에 따라 상기의 잉크로 인쇄된 기록재에 소색제를 도포하게 되면 잉크의 균형이 깨지고, 쉽게 잉크가 팽윤되어 반응함으로써 빠르고 완벽하게 제거되어진다.

본 발명에 따른 잉크 조성물로 사용되는 상기 소색촉진제로는 레독스(redox)화합물이나 아민계 라디칼 촉진제를 들 수 있다. 그 예로 레독스계 화합물로는 아연, 납, 카드뮴을 포함하는 질산아연, 지방족비누의 아연화합물, 탄산납, 프탈산납, 라우린산카드뮴, 지방족비누의 카드뮴화합물이 있으며, 아민계 라디칼 촉진제로는 디메틸아미노에틸메타크릴레이트, n-부틸아민, 트리에틸아민, 4-디메틸아민 안식향산 이소아밀, 디시안디아미드, 벤질디메틸아민, 4-(디메틸아미노)-N, N-디메틸벤질아민, 4-메톡시-N, N-디메틸벤질아민, 4-메틸-N, N-디메틸벤질아민, 멜라민으로부터 선택되는 아민류; 이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 4-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 1-(2-시아노에틸)-2-에틸-4-메틸이미다졸로부터 선택되는 이미다졸 유도체; 구아나민, 아세트구아나민, 벤조구아나민으로부터 선택되는 구아나민류; 폴리옥시에틸렌라우릴아민, 에탄올아민, 트리에탄올아민, 다이에탄올아민으로부터 선택되는 3급 아민계 알코올류가 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.

본 발명에 사용되는 안정제는 상기 소색촉진제와 결합하여 색소가 소색되는 것을 방지하고 기록재와 수소결합을 일으키지 않게 하는 역할을 한다. 그 예로 말레인산, 푸마르산, 스테아릴산으로부터 선택되는 염화물, 무수프탈산, 히드로퀴논, 나프탈렌디올, 옥심, 지방족아민, 유황화합물, 케톤류, 알데히드류, 인산염류, C10~C22 의 포화지방산이나 불포화지방산, 천연지방산오일로부터 선택되는 지방족 유기산으로부터 선택되는 1종 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다.

상기 소색촉진제는 상기 색소와 반응하여 상온에서 서서히 소색되는 특성을 가지고 있으며, 상기 안정제는 색소와 혼합하여 사용할 경우 안정제 분자 내에 포함된 비공유전자쌍(non-bonding electron)을 가지는 관능기와 종이의 수소결합에 의한 색소의 침착효과를 증가시켜 색소가 쉽게 제거되지 않는 부분이 발생한다. 따라서 사용 중 실온에서 소색되는 문제점과 소색 시 쉽게 제거되지 않는 문제점을 동시에 해결하기 위해서 소색촉진제와 안정제를 반응시킨 후 색소를 첨가하여 잉크를 제조하여 상기 문제점을 동시에 해결할 수 있다.

상기 소색촉진제 및 안정제는 정량적으로 사용해야 하고, 사용하고자 하는 소색촉진제 및 안정제의 화학적 결합형태를 고려하여 1:1~1:3의 당량비로 사용할 수 있으며, 동일 당량비를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 소색촉진제 및 안정제의 반응생성물의 사용량은 잉크조성물 총 중량의 1~95 중량%이다. 상기 사용량이 1중량% 미만이면 소색촉진제와 안정제의 역할을 하지 못하는 문제점이 있고, 95중량% 초과하면 인쇄물의 색이 매우 흐린 문제점이 있다.

본 발명에 따른 잉크 조성물은 상기 색소, 소색촉진제 및 안정제의 반응생성물 이외에 계면활성제, 현색제 및 용매를 더 함유할 수 있다.

상기 계면활성제는 인쇄된 활자의 색소성분을 색소 이외의 잉크조성물에 용해시키기 위한 첨가제로서, 그 예로 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌 스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌 세틸에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일에테르의 폴리옥시에틸렌 알킬에테르류; 폴리옥시에틸렌 옥틸페놀에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐페놀에테르의 폴리옥시에틸렌 알킬아릴에테르류; 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌 블록 공중합체류; 소르비탄 모노라우레이트, 소르비탄 모노팔미테이트, 소르비탄 모노스테아레이트, 소르비탄 모노올레이트, 소르비탄 트리올레에이트, 소르비탄 트리스테아레이트의 소르비탄 지방산 에스테르류; 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노팔미테이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 트리올레에이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 트리스테아레이트의 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르류; 불소계 계면활성제; 또는 실리콘계 계면활성제로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다.

상기 계면활성제는 계면활성제의 종류나 특성에 따라 그 사용량이 다르나 일반적으로 잉크조성물 총 중량의 0.1 ~ 50 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 0.1 중량% 미만 사용하면 용매에 색소가 분산되지 않는 문제점이 있고, 50 중량% 초과 사용하면 인쇄시에 번지는 형상과 소색 후 잔상이 남을 수 있다.

또한 색소의 용해도를 높이고 색상을 뚜렷하게 하는 특성을 갖는 현색제로는 지방족 알콜류 또는 방향족 알콜류가 있으나, 과량 사용하는 경우 기록재에 결합된 색소가 완전히 지워지지 않는 특성을 갖게 되므로, 잉크조성물 총 중량의 1 내지 20 중량%로 사용하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 사용되는 용매는 잉크를 희석 및 증량할 수 있는 형태로 소수성 용매 및 친수성 용매를 사용할 수가 있는데 유성용으로 사용할 경우 소수성 용매로 파라핀오일 또는 미네랄오일이 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한 수성용으로 사용할 경우 친수성 용매로 물 또는 알콜류가 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 용매는 잉크조성물 총 중량의 1 내지 90 중량%로 사용하는 것이 바람직하다.

상기의 조성물을 가지는 본 발명에 따른 잉크 조성물은 소색제에 의해 쉽게 지워질 수 있는 색소를 함유하고 있으며, 잉크가 기록재상에 인쇄되어 건조된 상태 에서도 소색제에 의해 쉽게 팽창(swelling)되고, 소색제가 잉크로 침투되어 빠르고 완벽하게 지워질 수 있으며, 기록재가 종이일 경우 종이의 성분인 셀룰로즈(cellulose)의 수산기와 수소결합에 의한 침착효과를 줄여준다. 또한 사용 중에 높은 온도 및 햇빛 등에 안정하여 퇴색되지 않는 특성을 가지고 있다.

또한 본 발명에 따른 잉크 조성물을 기초로 하여 용도에 따른 물리적, 화학적 특성을 고려하여 적절한 용매나 기타 첨가제를 첨가하여 인쇄용 잉크와 도트프린터에 사용되는 리본카트리지용 잉크, 데스크젯잉크, 각종 필기구용 잉크를 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 소색제는 열 반응 개시제, 자외선 광반응 개시제 또는 열반응 개시제와 자외선 광반응 개시제의 혼합물로부터 선택되는 개시제; 및 유기용매;로 이루어져 있으며, 상기 본 발명에 따른 잉크가 인쇄된 기록재에 도포하여 잉크를 소색시키는 작용을 한다.

열반응 개시제는 열을 가함으로써 라디칼이 형성되어 색소와 쉽게 반응할 수 있는 화합물로서, 과산화물, 아조화합물 및 리독스 개시제가 사용될 수 있다. 상기 열반응 개시제를 구체적으로 예를 들면, 벤조일퍼옥사이드, p-클로로벤조일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥사이드, t-부틸히드로퍼옥사이드, 숙신산퍼옥사이드, 디데카닐퍼옥사이드, 큐멘히드로퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드, 2,4-펜타디온퍼옥사이드, 디이소프로필퍼옥사이드, 디-2-에틸헥실퍼옥시카보네이트, t-부틸퍼옥시벤조에이트, t-부틸퍼옥시피발레이트, t-부틸퍼아세테이트, 시크로헥사논 퍼옥사이드, t-아밀퍼옥시벤조에이트, 퍼아세틱액시드, 2,2-비스(t-부틸퍼옥시)부탄, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)시크로헥산, 2,5-비스(t-부틸퍼옥시)-2,5-디메틸헥산, 2,5-비스(t-부틸퍼옥시)-2,5-디메틸-3-헥신, 비스(1-(t-부틸퍼옥시)-1-메틸에틸)벤젠, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시크로헥산의 과산화물; 4,4-아조비스(4-시아노발레릭액시드), 1,1'-아조비스(시크로헥산카보니트릴), 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN), 아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴의 아조화합물; 및 과산화수소-철(II)염, 퍼옥소이황산염, 포타슘퍼설페이트, 아황산수소나트륨, 쿠멘히드로퍼옥시드-철(II)염의 리독스개시제;로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이다.

자외선 광반응 개시제는 자외선을 조사함으로써 라디칼이 형성되어 색소와 쉽게 반응할 수 있는 화합물로서, 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 할로겐화합물, 카르보닐화합물, 디카르보닐화합물, 벤조인에테르화합물, 아미노카르보닐화합물, 유기 과산화물, 디페닐할로늄염, 방향족 케톤, 3급 아민, 케탈계 화합물, 티올 화합물, 할로겐화 화합물, 복소고리식 화합물, 다고리식 화합물, 비스이미다졸계 화합물, N-아릴글리시딜계 화합물, 아크리딘계 화합물, 퍼옥시케타, 아조화합물, 철-아렌착체, 또는 티타노센화합물이 사용될 수 있다.

상기 자외선 광반응 개시제를 구체적으로 예를 들면, 아세토페논, 프로피오페논, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 디메톡시아세토페논, 디에톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄- 1-온, 2,2-디에톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 디클로로아세토페논, p-터트-부틸트리클로로아세트페논, 트리클로로아세토페논, N,N-디메틸아미노아세토페논, p-디메틸아미노프로피오페논, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모폴리놀프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)부탄-1-온, 1-페닐-1,2-프로판디온-2-(o-에톡시카르보닐)옥심, 3,6-비스(2-메틸-2-모르포리노프로파노일)-9-부틸카르바졸, α-하이드록시이소부틸페논, α,α'-디클로로-4-페녹시아세토페논, 1-하이드록시-1-시클로헥실아세토페논, 디아세틸아세토페논으로부터 선택되는 아세토페논계 화합물; 벤조페논, 4-메틸벤토페논, 4-페닐벤조페논, 2-클로로벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논, o-벤조일벤조산 메틸, 4-(4-메틸닐티오)벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 4,4'-비스디메틸아미노벤조페논, 4,4'-비스디에틸아미노벤조페논, 미힐러케톤, 4-벤조일-4'-메틸디페닐설파이드, 3,3-디메틸-4-메틸벤조페논, 4-(1,3-아크릴로일-1,4,7,10,13-펜타옥사트리데실)벤조페논,3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논으로부터 선택되는 벤조페논계 화합물; 4-벤조일-N,N,N-메틸벤젠메탄아미늄클로라이드, 2-하이드록시-3-(4-벤조일페녹시)-N,N,N-트리메틸-1-프로판아미늄클로라이드, 4-벤조일-N,N-디메틸-N-[(2-(1-옥소-2-프로페녹시)에틸)-벤젠메탄아미늄 클로라이드, 4-벤조일-N,N-디메틸-N-[(2-(1-옥소-2-프로페닐옥시)에틸)-벤젠메탄아미늄브로마이드로부터 선택되는 할로겐화합물; 티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 티오크산톤, 2-이소프로필티오이소프로필티옥산톤, 4-이소프로필티옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 2,4-디이소프로필티옥산톤, 2,4-디클로로티옥산톤, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤, 2-하이드록시-3-(3,4-디메틸-9-옥소-9H-티옥산톤-2-일-옥시)-N,N,N-트리메틸-1-프로판아미늄 클로라이드, 2-벤조일메틸렌-3-메틸나프토(1,2-d)티아졸린로부터 선택되는 카르보닐화합물; 벤질, 1,7,7-트리메틸-비시클로[2,2,1]헵탄-2,3-디온(캄퍼퀴논이라고도 함), 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-tert-부틸안트라퀴논, 1-클로로안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2,3-디페닐안트라퀴논, 9,10-페난트렌퀴논, 메틸 a-옥소벤젠 아세테이트로부터 선택되는 디카르보닐화합물; 벤조인(2-히드록시-1,2-디페닐에타논), 벤조인메틸에테르(2-메톡시-1,2-디페닐에타논), 벤조인에틸에테르(2-에톡시-1,2-디페닐에타논, 벤조인이소프로필에테르(2-이소프로폭시-1,2-디페닐에타논), 벤조인-n-부틸에테르(2-부톡시-1,2-디페닐에타논), 벤조인이소부틸에테르(2-이소부톡시-1,2-디페닐에타논로부터 선택되는 벤조인에테르화합물; 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디클로로벤조일)-(4-n-프로필페닐)포스핀옥사이드로부터 선택되는 아릴포스핀옥사이드화합물; 메틸 4-디메틸아미노벤조에이트, 에틸 4-디메틸아미노벤조에이트, 4-디메틸아미노벤조에이트-n-부톡시에틸에스테르, 이소아밀-4-디메틸아미노벤조에이트, 벤조에이트-2-디메틸아미노에틸에스테르, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2,5'-비스(4-디메틸아미노벤잘)시클로펜타논으로부터 선택되는 아미노카르보닐화합물; 벤조일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-부틸하이드로퍼옥사이드, 디-t-부틸디퍼옥시이소프탈레이트, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 쿠멘퍼옥사이드로부터 선택되는 유기 과산화물; 디페닐아이오도 브로마이드, 디페닐아이오도클로라이드로부터 선택되는 디페닐할로늄염; 방향족 케톤; 3급 아민; 아세트페논디메틸케탈, 벤질디메틸케탈로부터 선택되는 케탈계 화합물; 2,4,5-트리아릴이미다졸 2량체, 리보플라빈테트라부틸레이트, 2-메르캅토벤조이미다졸, 2-메르캅토벤조옥사졸, 2-메르캅토벤조티아졸로부터 선택되는 티올 화합물; 2,2,2-트리클로로-1-(4'-tert-부틸페닐)에탄-1-온, 2,2-디클로로-1-(4-페녹시페닐)에탄-1-온, α,α,α-트리브로모메틸페닐술폰, 2,2,2-트리브로모에탄올, 2,4,6-트리스(트리클로로메틸)트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(3,4-메틸렌디옥시페닐)트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸푸릴)에틸리딘]트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-부릴에틸리딘]트리아진으로부터 선택되는 할로겐화 화합물; 3-페닐-5-이소옥사조론, 2,4,6-트리스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진벤즈안트론로부터 선택되는 복소고리식 화합물 및 다고리식 화합물; 비스이미다졸계 화합물; N-아릴글리시딜계 화합물; 아크리딘계 화합물; 퍼옥시케타; 2,2'-아조(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'아조비스이소부티로니트릴, 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카르보니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴)로부터 선택되는 아조화합물; 철-아렌착체; 또는 티타노센화합물로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물이다.

또한 상업적으로 입수 가능한 자외선 광반응 소색제로서는 시바큐 어(Chivacure) TPO, 200, 107, 184, 173, BDK, 660, 1400, 9842, 1256, 3482 등이 있으며, 이가큐어(Irgacure) 184, 369, 651, 500, 819, 907, 784, 2959, CGI1700, CGI1750, CGI1850, CG24-61, 다로큐어(Darocur) 1116, 1173(Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.제), 루시린(Lucirin) TPO, LR8893(BASF제), 우베크릴(Ubecryl) P36(UCB제) 등이 있다.

상기 열 반응 개시제, 자외선 광반응 개시제 또는 열반응 개시제와 자외선 광반응 개시제의 혼합물로부터 선택되는 개시제는 유기용매 100 중량부에 대하여 0.01 내지 20 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 10 중량부를 사용한다. 상기 개시제의 함량이 0.01중량% 미만인 경우에는 개시제의 농도가 부족하여 소색효율이 떨어져 기록재에 인쇄된 활자가 완전히 지워지지 않으며, 20 중량부 초과인 경우에는 기록재에 인쇄된 활자는 완전히 지워지나 소색제가 기록재의 표면에 누적되어 얼룩이 생기거나 소색제의 제거과정에서 완전히 제거되지 않아 2회 이상 반복하여 사용할 경우 기록재의 표면에 소색제 성분이 잔존하여 재사용된 상태의 기록재 상의 잉크와 반응하여 잉크를 소색시킬 우려가 있다.

본 발명에 따른 소색제는 상기 열 반응 개시제, 자외선 광반응 개시제 또는 열반응 개시제와 자외선 광반응 개시제의 혼합물로부터 선택되는 개시제를 아세톤, 2-부탄온, 알킬 셀로솔브, 에틸아세테이트, 아세토니트릴, 디메틸설폭시드(DMSO)로부터 선택되는 유기용매에 녹이고 기타 첨가제를 첨가하여 제조한다.

본 발명에 따른 소색제는 소색제의 성질을 향상시키기 위하여 기타 첨가제를 더 함유할 수 있으며, 첨가제로 계면활성제를 함유하여 제조된 소색제의 경우 잉크 활자 색소성분의 용해를 촉진시켜 소색제와 색소와의 반응성을 높일 수 있다. 상기 계면활성제는 상기의 잉크 조성물에 사용된 계면활성제와 동일한 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하고, 계면활성제 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 함유할 수 있다. 상기 계면활성제는 유기용매 100중량부에 대하여 0.01 내지 20 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 10 중량부를 사용한다.

본 발명에 따른 소색제는 인쇄된 활자에 빠르게 침투하여 색소와의 반응을 가속화시키며, 기록재를 퇴색시키거나 팽윤 및 변형 시키지 않고 낮은 온도 및 광에서도 쉽게 지워지는 성질을 가지고 있다.

본 발명에 따른 인쇄된 잉크를 소색시키는 방법은 1) 분자구조상 발색단의 치환된 탄소로부터 1~3개의 탄소위치에 조색단이 치환된 색소를 포함하여 제조된 잉크가 인쇄된 기록재 상에 본 발명에 따른 열 반응 개시제, 자외선 광반응 개시제 또는 열반응 개시제와 자외선 광반응 개시제의 혼합물로부터 선택되는 개시제를 함유하는 소색제를 도포하는 단계; 및, 2) 상기 1) 단계의 소색제가 도포된 기록재 상에 열을 가하거나 자외선을 조사하여 상기 인쇄된 잉크를 소색하는 단계;로 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 기록재에 인쇄된 잉크를 소색시키는 방법에 대하여 더욱 상세히 설명한다.

우선, 열반응 개시제를 함유하는 소색제(이하, ‘열반응 소색제’라 함)에 의한 잉크의 소색 방법은 본 발명에 따른 색소를 사용하여 제조된 잉크가 인쇄된 기록재 상에 열반응 소색제를 롤 방식 또는 스프레이 방식으로 도포하는 단계; 및 상기 소색제에 함유된 열반응 개시제의 종류에 따라 열반응 개시제가 라디칼을 형성할 수 있는 온도의 열을 기록재에 가하는 단계;로 이루어진다.

상기 열반응 소색제를 도포하는 단계에서 기록재에 활자 또는 도안 형태로 인쇄되어 있는 잉크는 소색과정에서 소색제를 도포하면 용매가 증발하기 전에 상기 소색제에 의해 색소, 소색촉진제와 안정제의 균형이 깨어지고 잉크가 쉽게 팽윤되어 상기 소색제와 골고루 혼합되어 잉크를 빠르고 완벽하게 소색시킬 수 있다. 또한 상기 열반응 소색제가 도포된 상태는 열반응 개시제가 라디칼로 쉽게 변형되도록 하는 특정 온도의 열이 가해지지 않은 상태이므로, 기록재 상의 잉크는 기존의 인쇄상태를 유지하고 있다.

열반응 소색제를 도포한 다음 열반응 개시제가 라디칼을 형성할 수 있는 적정 온도의 열을 기록재에 가하는 단계에서 상기 온도는 열반응 소색제에 사용된 열반응 개시제의 종류에 따라 결정된다. 상기 열반응 소색제는 상온에서 반응하지 않는 것이 바람직하며, 특정 온도 이상의 열을 가함으로써 상기 열반응 소색제에 의한 잉크의 소색이 진행된다. 또한 상기 열반응 소색제와 반응 온도의 선택은 기록재의 성질을 고려하여 기록재에 손상을 가하지 않으면서도 상기 열반응 소색제에 의한 잉크의 소색이 진행될 수 있는 온도가 바람직하다. 온도와 시간은 실시자가 잉크의 조성과 열반응 소색제의 조성에 따라 직접적으로 실험에 의하여 조절할 수 있다. 또한 장기적으로 보관할 경우에는 열반응 개시제가 라디칼을 형성하는 온도 이하에서도 일부 반응이 진행되기 때문에 낮은 온도에서도 소색이 가능하지만 열반응 개시제가 잔류할 경우에 재사용 중에 잉크가 지워질 수 있는 문제를 야기시킬 수 있으므로 기록재가 변형되거나 손상되지 않는 조건의 높은 온도에서 처리하는 것이 유리하다.

상기 열반응 소색제에 의한 잉크의 소색방법은 다소 긴 시간을 필요로 하나, 한 번에 대량의 기록재 소색 처리가 가능하다는 장점이 있다.

또한 자외선 광반응 개시제를 함유하는 소색제(이하, ‘광반응 소색제’라 함)에 의한 잉크의 소색 방법은 상기의 열반응 소색제에 의한 잉크의 소색방법과 동일한 단계로 이루어진다. 다만, 기록재에 도포하는 소색제가 광반응 소색제이며, 잉크의 소색반응은 열을 가하는 대신 특정파장의 자외선을 조사함으로써 이루어진다. 상기 자외선은 100 내지 450nm의 파장범위를 가지는 광원이 이용되며, 오존의 발생을 막기 위하여 200 내지 420nm의 파장범위를 가지는 광원이 바람직하다. 상기 광원은 광반응 소색제 및 기록재의 성질에 따라 선택되며, 광원의 세기는 1 내지 120w/cm의 범위를 가지며, 20 내지 80w/cm 범위의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 광반응 소색제에 의한 잉크의 소색방법은 수 초 이내의 짧은 시간 내에 소색 반응이 완료되는 장점이 있으나, 기록재가 종이일 경우 종이의 성분인 셀룰로즈와 잉크가 화학적으로 결합하거나 번짐이 발생하여 기록재의 내부까지 침투되었을 시에 자외선에 의해 표면의 잉크만 소색되어 잔상이 잔류하는 점과 기록재를 여 러 번 재사용할 경우에 색상을 띄는 기록재가 퇴색되는 단점을 가지고 있다.

또한 열반응 개시제와 자외선 광반응 개시제의 혼합물을 함유하는 소색제(이하, ‘열-광반응 소색제’라 함)에 의한 잉크의 소색 방법은 열반응 개시제는 열에 의해 라디칼이 형성되고, 광반응 개시제는 자외선 조사에 의해 라디칼이 형성되며, 형성된 라디칼이 각각 조색단과 반응하여 색소를 파괴하게 되므로, 열을 가하거나 자외선을 조사하는 두 가지 방법을 동시에, 순차적으로, 또는 각각 단독으로 적용하는 것이다.

상기 열-광반응 소색제에 의한 잉크의 소색방법은 상기 열반응 소색제와 광반응 소색제에 의해 단시간 내에 대량의 기록재의 소색 처리를 행할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

본 발명에 따른 잉크가 인쇄되는 기록재로는 일반용지뿐만 아니라 마그네틱선이 부착된 카드가 사용될 수 있다. 일반적으로 고속도로 요금소 등에서 출입 정산 카드로 이용되거나 각종 식별 카드로서 사용되는 마그네틱선이 부착된 카드는 단순한 종이 등의 일반 기록재에 비해 생산 단가가 높고, 기록재의 분쇄 후 재생에 의한 재활용에 기술적인 어려움이 있으므로 본 발명에 따른 잉크의 소색 방법을 적용할 경우 상당한 비용이 절감될 수 있다. 상기 마그네틱선이 부착된 카드는 특수 코팅된 종이나 플라스틱 재질이며, 재질에 상관없이 본 발명에 따른 잉크로의 인쇄가 가능하다. 따라서 본 발명에 따른 잉크가 인쇄된 상태의 사용 종료된 마그네틱 선이 부착된 카드를 수거한 후, 본 발명에 따른 잉크를 소색시키는 방법을 이용하여 카드의 재활용이 가능해진다.

본 발명은 자원재활용 효과의 증대와 종이의 소비량을 최소화 할 수 있어 수입에 의존하고 있는 펄프의 소비를 줄여 외화를 절감하고 환경파괴를 줄일 수 있어 환경친화적이며, 특히, 본 발명은 사용량이 급속도로 증가하고 있는 일반용지 뿐만아니라 마그네틱스트라이프가 부착된 기록재에 적용할 경우 생산비용을 크게 절감할 뿐 아니라 전량 수입에 의존하는 마그네틱잉크의 수입대체효과도 매우 크고, 환경오염을 크게 줄일 수 있는 장점을 갖고 있다.

이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

[제조예 1] 소색촉진제와 안정제의 반응

소색촉진제인 폴리옥시에틸렌라우릴아민 242g(1몰)에 안정제인 올레인산 540g(2몰)을 넣고 교반기 100rpm으로 24시간동안 상온에서 충분히 교반시킨 상기 소색촉진제와 안정제의 반응생성물의 색상은 투명 갈색이며 점도는 25℃에서 720 cp를 나타내었다.

[실험예 1] 색소의 선택실험

트윈 80(TWEEN 80, Polyoxyethyelene Sorbitan Monooleate, Aldrich) 95g에 하기 표 1에 기재되어 있는 색소 5g을 각각 녹여 제조된 잉크를 실크원단 무게에 대하여 60중량%가 되도록 염색하여 스탬프잉크를 제작하였다. 제작된 스탬프잉크를 문자가 양각으로 새겨진 고무인을 이용하여 일반 사무용지(A4)에 낙인한 다음 72시간동안 건조시켜 실험재로 사용하였다.

소색제는 2-부탄온 100g에 1-하이드록시사이클로헥실펜틸케톤 2g를 용해시켜 제조하였다.

제조된 소색제를 상기의 스탬프잉크가 낙인된 기록재에 붓으로 도포하고, 50 w/cm 자외선램프를 사용하여 광조사하면서 완전히 지워지는 시간을 측정하여 하기 표 1에 5초 이내에 지워지는 색소를 ○로, 10초 이내에 지워지는 것을 △로, 지워지지 않는 색소를 X 로 표시하였다. 이때 램프와 시료와의 거리는 15cm를 유지하였다.

[표 1]

상기 표 1에 소색제에 의하여 쉽게 지워질 수 있는 색소를 나타내었으며, 발색단에 대하여 조색단이 α,β에 위치한 색소와 트리아릴메탄계열의 색소가 잘 지워지며, 발색단에 대하여 조색단이 그 이상 떨어져 있거나 발색단을 2개 이상 갖고 있는 색소의 경우 지워지는 시간이 길거나 지워지지 않는 것을 알 수 있다.

[실험예 2] 소색촉진제와 안정제의 반응에 의한 안정성 실험

잉크가 첨가제에 의하여 소색되는 현상을 확인하기 위하여 폴리옥시에틸렌라우릴아민, 올레인산 및 상기 제조예 1의 폴리옥시에틸렌라우릴아민과 올레인산(1:2몰)의 반응생성물에 색소인 솔벤트블루 5를 7중량% 되도록 각각 녹여 잉크를 제조 하였고, 상기 제조된 각각의 잉크를 실크원단무게의 23중량%로 각각 염색하여 실온(27± 3℃)에 두고 소색되는 시간과 현상을 관찰하여 하기 표 2에 나타내었다.

[표 2]

상기 표 2로부터 색소는 소색촉진제에 의해서 서서히 소색되며, 산의 존재하에서도 서서히 소색됨을 확인할 수 있었으나, 제조예 1의 안정제와 소색촉진제를 미리 반응시킨 반응생성물을 색소와 혼합하여 잉크를 제조할 경우에는 소색되지 않는 것을 알 수 있었다.

[실험예 3] 잉크의 조성에 따른 열반응 소색 실험

본 발명에 따른 잉크의 열반응 소색 특성을 실험하기 위하여 지워지는 색소인 솔벤트블루 5를 올레인산, 폴리옥시에틸렌라우릴아민, 제조예 1의 올레인산과 폴리옥시에틸렌라우릴아민의 반응생성물, 벤질알콜 및 폴리에틸렌글리콜에 각각 녹여 색소 9중량%를 함유된 잉크를 각각 제조하였다. 상기 제조된 각각의 잉크를 실크원단무게의 60중량%로 염색하여 스탬프잉크를 제작한 다음 문자가 양각으로 새겨진 고무인을 이용하여 일반 사무용지(A4)에 낙인하고, 72시간동안 실온에서 방치 건조시켜 실험재로 사용하였으며, 열반응 소색제는 아세톤 100g에 벤조일퍼옥사이 드 0.5g을 용해시켜 제조하였다.

상기 낙인된 기록재 위에 열반응 소색제를 붓으로 도포하고, 10분동안 실온에 방치한 다음 50℃ 오븐에 넣어 열반응 소색제가 완전히 분해되는 시간인 48시간동안 소색시키면서 소색되는 시간을 하기 표 3에 나타내었다. 이때 열반응 소색제의 완전 분해여부의 확인은 시간별로 시료를 채취하여 열반응 소색제가 도포된 부위에 다시 도장을 찍고 다시 50℃ 오븐에 넣어 문자가 퇴색되지 않는 시간을 육안으로 확인하였다.

[표 3]

표 3으로부터 열반응 개시제를 함유하는 소색제를 도포한 경우 열을 가함으로써 잉크가 인쇄된 기록재가 빠르게 소색되는 것을 알 수 있었다.

또한 제조예 1의 폴리옥시에틸렌라우릴아민과 올레인산의 반응생성물을 사용하는 경우 가장 빠르게 소색되는 것을 알 수 있었다.

[실험예 4] 열반응 소색제의 용매선택실험

상기 실험예 3의 방법으로 잉크를 제조하고 인쇄한 기록재에 3-펜타논, 2-부 타논, 아세톤, 에틸아세테이트, 에탄올, 2-부톡시에탄올, N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 및 사이클로헥산에서 선택되는 각각의 유기용매에 열반응 개시제인 벤조일퍼옥사이드 2중량부를 용해시켜 소색제를 제조하였다.

상기 낙인된 기록재 위에 상기 제조된 각각의 열반응 소색제를 붓으로 도포하고, 10분동안 실온에 방치하여 건조한 다음 50℃ 오븐에 넣어 48시간동안 소색시키고 하기 표 4에 48시간 이내에 지워지는 색소를 ○로, 일부분 제거되는 것을 △로, 지워지지 않는 색소를 X 로 표시하였다.

[표 4]

상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 소색제의 제조에 사용되는 용매는 열에 의해 열반응 개시제가 라디칼을 쉽게 형성할 수 있도록 하기 위하여 특정 용매를 사용해야하는 것을 보여주며, 특히 3-펜타논, 2-부타논, 아세톤 및 에틸아세테이트를 용매로 사용하는 경우 13시간 이내에 색소가 완전히 소색되었다.

[실험예 5] 잉크의 조성에 따른 광반응소색실험

본 발명에 따른 잉크의 광반응 소색 특성을 실험하기 위하여 상기 실험예 3과 동일한 방법으로 잉크를 제조하여 기록재에 인쇄한 다음 2-부탄온 100g에 1-하이드록시사이클로헥실펜틸케톤 2g를 용해시켜 광반응 소색제를 제조하였으며, 제조된 광반응 소색제를 잉크가 인쇄된 기록재에 붓으로 도포한 다음 50 w/cm 자외선램프를 사용하여 광조사하면서 완전히 지워지는 시간을 측정하여 하기 표 5에 5초 이내에 지워지는 색소를 ○로, 10초 이내에 지워지는 것을 △로, 지워지지 않는 색소를 X 로 표시하였다. 이때 램프와 시료와의 거리는 15cm를 유지하였다.

[표 5]

상기 표 5에 나타낸 바와 같이 광반응 소색제를 도포한 다음 광조사하여 에너지를 가하게 되면 빠르게 반응하여 소색됨을 확인할 수 있었다.

[실험예 6] 광반응 소색제의 용매선택실험

소색제 제조시 사용되는 용매를 선택하기 위한 실험으로 실험예 2의 잉크를 실크원단무게의 60중량%가 되도록 염색하여 스탬프잉크를 제작하고 일반 사무용지(A4)에 낙인하였다.

아세톤, 메틸셀로솔브, 2-부탄온, 2-부탄온:메틸세로솔브(1:1중량비), 에탄올:메틸셀로솔브(1:1중량비), 1-부탄올, 에틸아세테이트, 2-부탄올, 에탄올 및 톨루엔에서 선택되는 각각의 유기용매 98 중량부에 광반응 개시제인 1-하이드록시사이클로헥실펜틸케톤 2 중량부를 각각 용해시켜 소색제를 제조하였으며, 상기 제조된 각각의 소색제를 잉크가 인쇄된 기록재에 붓으로 각각 도포하고 50w/cm 자외선램프를 사용하여 광조사하면서 소색시간을 측정하여 하기 표 6에 5초 이내에 지워지는 색소를 ○로, 10초 이내에 지워지는 것을 △로, 지워지지 않는 색소를 X 로 표시하였다. 이때 램프와 시료와의 거리는 15cm를 유지하였다.

[표 6]

상기 표 6에 나타낸 바와 같이, 소색제의 제조에 사용되는 용매는 광을 조사 하여 광반응 개시제가 라디칼을 쉽게 형성할 수 있도록 하기 위하여 특정 용매를 사용해야하는 것을 보여주며, 아세톤, 메틸셀로솔브, 2-부탄온, 1-부탄올, 에틸아세테이트 및 2-부탄올을 용매로 사용하는 경우 10초 이내에 색소가 소색되었다. 특히 아세톤, 메틸셀로솔브, 2-부탄온을 용매로 사용하는 경우에 5초 이내의 짧은 시간에 색소가 완벽하게 소색되는 것을 알 수 있었다.

[실시예 1] 인쇄잉크

제조예 1의 소색 촉진제와 안정제의 반응생성물 54g을 90℃로 가열하면서 스테아린산 1g을 넣어 녹이고, 벤질알콜 5g을 넣어 혼합하고 색소인 솔벤트블루 5 30g을 넣어 호모믹서를 이용하여 5000rpm으로 5시간동안 고속 교반하여 완전히 녹인 후 파라핀오일 10g를 넣고 교반기 1000rpm 1시간동안 교반한 후 여과하여 상온으로 냉각하여 인쇄용 잉크를 제조하였다.

[실시예 2] 리본잉크

제조예 1의 소색 촉진제와 안정제의 반응생성물 70g에 벤질알콜 5g을 넣어 혼합하고 색소인 솔벤트블루 5 15g을 넣어 호모믹서를 이용하여 7000rpm으로 5시간동안 고속 교반하여 완전히 녹인 후 파라핀오일 10g을 넣고 교반기 1000rpm 1시간동안 교반하였다. 고속 교반에 의해 혼합물의 온도가 80 내지 90℃ 정도로 상승하였으므로 이를 상온으로 냉각, 정치한 후 여과하여 리본카트리지용 잉크를 제조하였다.

[실시예 3] 데스크젯잉크

제조예 1의 소색 촉진제와 안정제의 반응생성물 2g에 색소인 솔벤트블루 5 1.1g을 넣은 후 균일하게 혼합한다. 거기에 폴리옥시에틸렌라우릴아민 9.3g과 폴리옥시에틸렌아이소옥틸페닐에테르 3.7g을 첨가하여 호모믹서를 이용하여 7000rpm에서 한 시간 동안 균질화 시키고, 여기에 순차적으로 N-메틸-2-피롤리돈 4.7g, 에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르 4.7g, 에탄올 41.9g을 넣은 후 30분 동안 균질화시키고, 여기에 최종적으로 물 32.6g을 넣은 후 한 시간 동안 균질화 시키고 포어사이즈 5㎛의 멤브레인필터로 여과하여 프린터용 잉크젯 잉크를 제조하였다.

[실시예 4] 필기구용잉크

제조예 1의 소색 촉진제와 안정제의 반응생성물 78g에 벤질알콜 2g을 넣어 혼합하고 색소인 솔벤트블루5 15g을 넣어 호모믹서를 이용하여 7000rpm으로 5시간동안 고속 교반하여 완전히 녹인 후 파라핀오일 5g를 넣고 교반기 1000rpm 1시간동안 교반하였다. 고속 교반에 의해 혼합물의 온도가 80 내지 90℃ 정도로 상승하였으므로 이를 상온으로 냉각, 정치한 후 여과하여 필기구용 잉크를 제조하였다.

[실시예 5] 소색제의 제조

광반응소색제의 제조는 2-부탄온 100g에 광반응 개시제인 1-하이드록시사이클로헥실펜틸케톤 2g를 녹여 제조하였으며, 열반응 소색제의 제조는 아세톤 100g에 벤조일퍼옥사이드 0.5g를 녹여 제조하였다.

[실시예 6] 지울 수 있는 잉크로 인쇄된 기록재의 열반응 소색제에 의한 소색

<인쇄용잉크>

상기 실시예 1에서 제조한 인쇄용 잉크를 실크 원단 무게에 대하여 60중량%로 염색한 다음 A4용지에 도장을 찍은 다음 실시예 5에서 제조한 열반응소색제를 도포하였다. 도포된 A4용지의 열반응소색제 용매를 10분동안 건조시키고 50℃오븐에 넣어 관찰하였다. 12시간 경과시에 완전히 소색되었다.

<리본용잉크>

상기 실시예 2에서 제조한 리본용잉크를 리본의 무게에 대하여 23중량%로 염색한 다음 도트임팩트프린터로 A4용지에 인쇄한 다음 실시예 5에서 제조한 열반응 소색제를 도포하였다. 도포된 A4용지의 열반응 소색제 용매를 10분동안 건조시키고 50℃오븐에 넣어 관찰하였다. 10시간 경과시 완전히 소색되었다.

<잉크젯잉크>

상기 실시예 3에서 제조한 데스크젯잉크를 잉크 카트리지에 충전하여 EPSON Stylus C43UX 프린터를 이용하여 일반 A4용지에 인쇄출력한 다음 실시예 5에서 제조한 열반응소색제를 도포하였다. 도포된 A4용지의 열반응소색제 용매를 10분동안 건조시키고 50℃오븐에 넣어 관찰하였다. 8시간 경과시에 완전히 소색되었다.

<필기구용잉크>

상기 실시예 4에서 제조한 필기구용 잉크를 모나미 153 사무용 볼펜의 충진물을 제거 후 대체하여 일반 A4용지에 필기한 다음 실시예 5에서 제조한 열반응소색제를 도포하였다. 도포된 A4용지의 열반응소색제 용매를 10분동안 건조시키고 50℃오븐에 넣어 관찰하였다. 11시간 경과시에 완전히 소색되었다.

[실시예 7] 지울 수 있는 잉크로 인쇄된 기록재의 광반응 소색제에 의한 소색

<인쇄용잉크>

상기 실시예 1에서 제조한 인쇄용 잉크를 실크 원단 무게에 대하여 60중량%로 염색한 다음 A4용지에 도장을 찍은 다음 실시예 5에서 제조한 광반응소색제를 도포하였다. 도포된 A4용지를 50 w/cm 자외선램프를 사용하여 램프로부터 15cm 거리에서 광조사하였다. 광조사 7초이내에 완전히 소색되었다.

<리본용잉크>

상기 실시예 2에서 제조한 리본용 잉크를 비단리본의 무게에 대하여 23중량%로 염색한 다음 도트임팩트프린터에 장착하여 A4용지에 인쇄한 다음 실시예 5에서 제조한 광반응소색제를 도포하였다. 도포된 A4용지를 50 w/cm 자외선램프를 사용하 여 램프로부터 15cm 거리에서 광조사하였다. 광조사 5초이내에 완전히 소색되었다.

<잉크젯잉크>

상기 실시예 3에서 제조한 데스크젯잉크를 잉크 카트리지에 충전하여 EPSON Stylus C43UX 프린터를 이용하여 일반 A4용지에 인쇄출력한 다음 실시예 5에서 제조한 광반응소색제를 도포하였다. 도포된 A4용지를 50 w/cm 자외선램프를 사용하여 램프로부터 15cm 거리에서 광조사하였다. 광조사 4초이내에 완전히 소색되었다.

<필기구용 잉크>

상기 실시예 4에서 제조한 필기구용 잉크를 모나미 153 사무용 볼펜의 충진물을 제거 후 대체하여 일반 A4용지에 필기한 다음 실시예 5에서 제조한 광반응소색제를 도포하였다. 도포된 A4용지를 50 w/cm 자외선램프를 사용하여 램프로부터 15cm 거리에서 광조사하였다. 광조사 6초 이내에 완전히 소색되었다.

[실시예 8] 열반응 소색제에 의한 온도별 소색실험

실시예 6에서 실험한 방법과 동일하게 제조하여 오븐의 온도를 30℃에서 100℃까지 10℃간격으로 각 온도별 제거되는 시간을 하기 표 7에 나타내었다.

[표 7]

상기 표 7에 나타낸 바와 같이 소색시간이 30℃에서는 53시간, 80℃에서 42분, 100℃에서는 13 분으로 온도에 따라 큰 차이를 보였으며, 이로부터 열반응 소색제로 소색하는 경우 실시자에 따라 적절한 온도를 택하여 소색시킬 수 있음을 알 수 있다.

Claims

분자구조상 발색단의 치환된 탄소로부터 1~3개의 탄소위치에 조색단이 치환된 색소; 및 폴리옥시에틸렌라우릴아민, 에탄올아민, 트리에탄올아민 및 다이에탄올아민으로 이루어진 3급 아민계 알코올류로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 소색촉진제와 C10~C22 의 포화지방산이나 불포화지방산으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 안정제의 혼합물;로 이루어지고, 상기 소색촉진제와 안정제는 1:1 내지 1:3의 당량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
제 1항에 있어서,

상기 색소는 다이렉트 레드 2, 다이렉트 레드 28, 다이렉트 레드 75, 다이렉트 레드 111, 다이렉트 레드 112, 다이렉트 브라운 106, 다이렉트 블루 71, 다이렉트 옐로우 24, 다이렉트 오렌지 61, 디스퍼스 레드 1, 디스퍼스 레드 13, 디스퍼스 레드 19, 디스퍼스 레드 60, 디스퍼스 레드 200, 디스퍼스 바이올렛 1, 디스퍼스 바이올렛 4, 디스퍼스 블랙 1, 디스퍼스 블랙 3, 디스퍼스 블랙 7, 디스퍼스 블루 1, 디스퍼스 블루 3, 디스퍼스 블루 14, 디스퍼스 블루 19, 디스퍼스 블루 79, 디스퍼스 블루 134, 디스퍼스 블루 183, 디스퍼스 옐로우 3, 디스퍼스 옐로우 54 또는 디스퍼스 오렌지 3, 디스퍼스 오렌지 10, 리엑티브 블루 5, 리엑티브 블루 19, 베이직 그린 1, 베이직 그린 2B, 베이직 그린 4, 베이직 그린 6B, 베이직 레드 9, 베이직 바이올렛 1, 베이직 바이올렛 2, 베이직 바이올렛 3, 베이직 바이올렛 4, 베이직 바이올렛 14, 베이직 바이올렛 23, 베이직 블루 1, 베이직 블루 7, 베이직 블루 8, 베이직 블루 11, 베이직 블루 15, 베이직 블루 18, 베이직 블루 20, 베이 직 블루 26, 베이직 옐로우 2, 베이직 오렌지 2, 솔벤트 그린 1, 솔벤트 레드 5, 솔벤트 레드 27, 솔벤트 바이올렛 9, 솔벤트 브라운 2, 솔벤트 블루 4, 솔벤트 블루 5, 솔벤트 블루 6, 솔벤트 블루 14, 솔벤트 블루 18, 솔벤트 블루 23, 솔벤트 블루 36, 솔벤트 옐로우 1, 솔벤트 옐로우 5, 솔벤트 옐로우 56, 솔벤트 옐로우 58, 솔벤트 오렌지 52, 솔벤트 오렌지 53, 썰퍼 바이올렛 2, 액시드 그린 1, 액시드 그린 4, 액시드 그린 5, 액시드 레드 37, 액시드 레드 53, 액시드 바이올렛 1, 액시드 바이올렛 19, 액시드 바이올렛 25, 액시드 바이올렛 73, 액시드 브라운 43, 액시드 블랙 1, 액시드 블랙 47, 액시드 블랙 132, 액시드 블루 6, 액시드 블루 22, 액시드 블루 24, 액시드 블루 25, 액시드 블루 27, 액시드 블루 40, 액시드 블루 56, 액시드 블루 62, 액시드 블루 74, 액시드 블루 93, 액시드 블루 145, 액시드 오렌지 10 로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
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제 1항에 있어서,

상기 색소 100 중량부에 대하여 소색촉진제와 안정제의 혼합물 180 내지 1011.11 중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
제 1항에 있어서,

계면활성제; 현색제; 파라핀 오일 또는 미네랄 오일의 소수성 용매 및 물 또는 알콜의 친수성 용매;로부터 선택되는 하나 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
제 7항에 있어서,

상기 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌 스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌 세틸에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일에테르의 폴리옥시에틸렌 알킬에테르류; 폴리옥시에틸렌 옥틸페놀에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐페놀에테르의 폴리옥시에틸렌 알킬아릴에테르류; 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌 블록 공중합체류; 소르비탄 모노라우레이트, 소르비탄 모노팔미테이트, 소르비탄 모노스테아레이트, 소르비탄 모노올레이트, 소르비탄 트리올레에이트, 소르비탄 트리스테아레이트의 소르비탄 지방산 에스테르류; 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트, 폴 리옥시에틸렌 소르비탄 모노팔미테이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 트리올레에이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 트리스테아레이트의 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르류; 불소계 계면활성제; 또는 실리콘계 계면활성제로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
제 8항에 있어서,

상기 계면활성제는 전체 잉크조성물에 대하여 0.1 내지 50 중량%로 함유되는 것을 특징으로 하는 잉크조성물.
제 7항에 있어서,

상기 현색제는 지방족 알콜류 및 방향족 알콜류 화합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
제 10항에 있어서,

상기 현색제는 전체 잉크조성물에 대하여 1 내지 20 중량%로 더 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
제 7항에 있어서,

상기 소수성 또는 친수성 용매는 전체 잉크조성물에 대하여 1 내지 90 중량%로 더 함유하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
제 1항, 제2항 및 제6항 내지 12항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 잉크 조성물을 함유하는 것을 특징으로 하는 인쇄용 잉크, 리본카트리지용 잉크, 데스크젯잉크 및 필기구용 잉크.
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1) 제 1항, 제2항 및 제6항 내지 제 12항으로부터 선택되는 어느 한 항에 따른 잉크 조성물이 인쇄된 기록재 상에 열 반응 개시제, 자외선 광반응 개시제 또는 열반응 개시제와 자외선 광반응 개시제의 혼합물로부터 선택되는 개시제; 및 아세톤, 2-부탄온, 알킬 셀로솔브, 에틸아세테이트, 아세토니트릴 또는 디메틸설폭시드(DMSO)로부터 선택되는 유기용매;로 이루어지는 소색제를 도포하는 단계;

2) 상기 1) 단계의 소색제가 도포된 기록재 상에 열을 가하거나 자외선을 조사하는 단계;

로 이루어진 잉크의 소색방법.
제 20항에 있어서,

상기 기록재는 일반 종이 및 마크네틱선이 부착된 카드인 것을 특징으로 하는 잉크의 소색방법.