KR20050044520A - 금속 잉크 및 모세관형 마커 - Google Patents

금속 잉크 및 모세관형 마커 Download PDF

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KR20050044520A
KR20050044520A KR1020047007571A KR20047007571A KR20050044520A KR 20050044520 A KR20050044520 A KR 20050044520A KR 1020047007571 A KR1020047007571 A KR 1020047007571A KR 20047007571 A KR20047007571 A KR 20047007571A KR 20050044520 A KR20050044520 A KR 20050044520A
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샌포드, 엘.피.
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Abstract

본 발명은 선택적으로 1종 이상의 pH 조정제, 착색제, 가교제, 침강 방지제 및 방부제와 함께, 금속성 안료 및 필름 형성 수지를 포함하는 수성 분산액 잉크에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 특히 상기 잉크와 함께 이용하는데 적합하고, 다공성 닙에 모세관 커플링으로 연결되며 상기 잉크를 저장하기 위한 저밀도의 저장조를 포함하는 마커에 관한 것이다.

Description

금속 잉크 및 모세관형 마커 {METALLIC INK AND CAPILLARY MARKER}
본 발명은 모세관 작용형 표시 기구(capillary action marking instrument) 및 상기 기구에 이용되는 잉크에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 수용성 금속 잉크를 이용하는 모세관 작용형 마커에 관한 것이다.
금속 잉크를 공급하는 필기구는 통상적으로 프리-플로잉(free-flowing) 잉크로 충전된 중공형 저장조(hollow reservoir) 및 상기 금속 잉크의 금속 입자들을 분산시키도록 잉크를 혼합하는 기계적인 수단을 사용해 왔다. 이와 같이 잉크에 금속 입자들을 혼합하는 수단을 이용하지 않는 경우에는, 상기 입자들이 액체로부터 침강하여, 필기구의 끝이 막히거나 잉크가 고르지 않게 나오는 경향이 있었다. 잉크를 혼합한 후에도 필기구 끝(nib)에 잉크가 고갈된 경우에는 상기 필기구 끝과 잉크통 사이의 밸브를 열어서 필기구의 끝에 반복적으로 잉크를 공급하였다. 이 같은 기구들은 가격이 비싸고, 조립하기 복잡하며, 조작이 번거로워 이용하는데 불편하였다.
모세관 작용을 통해, 화이버 저장조로부터 금속 잉크를 공급하는 다른 유형의 필기구가 공개된 바 있으나, 이 같은 필기구는 특수한 재료 및 상기 기구에 이용할 수 있는 특수한 잉크를 이용하여 제조한 것에 국한된 것이었다.
도 1은 닙에 모세관 작용에 의해 커플링된 저장조를 포함하는, 본 발명에 따른 마커의 일례를 부분 절취하여 도시한 도면.
도 2는 콘(cone)형 커플링부를 갖는 콘형의 닙 말단의 커플링 영역의 말단을 도시한 정면도.
도 3은 저장조와 함께 도시된 연장된 콘형 커플링 영역을 갖는 연장된 콘형의 닙 말단의 커플링 영역의 말단을 도시한 단면도.
도 4는 치즐(chisel)형의 커플링부를 갖는 치즐형의 닙 말단의 커플링 영역의 말단을 도시한 정면도.
도 5는 쐐기(wedge)형의 커플링부를 갖는 쐐기형의 닙 말단의 커플링 영역의 말단을 도시한 정면도.
도 6은 피라미드형의 커플링부를 갖는 피라미드형의 닙 말단의 커플링 영역의 말단을 도시한 정면도.
본 발명의 목적은 상기한 문제점들을 해결하는 것이다.
따라서, 본 발명의 제1 양태에 따라, 본 발명은 선택적으로 1종 이상의 pH 조정제, 착색제, 가교제, 침강방지제(anti-settling agent) 및 방부제와 함께, 금속성 안료(metallic pigment) 및 필름 형성 수지의 수성 분산액을 포함하는 잉크를 제공한다.
본 발명의 다른 양태에 따라 본 발명은, 다공성 닙(nib)에 모세관 커플링(capillary coupling)으로 연결되며, 선택적으로 본 발명의 금속 잉크를 함유하는, 잉크를 저장하기 위한 저밀도의 저장조를 포함하는 표시 기구를 제공한다.
본 발명의 양태 및 이점들은 특허 청구 범위와 연관되며, 이하의 상세한 설명을 통해 동 기술 분야의 당업자들에게 명백하게 이해될 수 있다. 본 발명의 구현예는 다양한 형태로 수행될 수 있으며, 이하 기재된 구현예는 본 발명을 상세하게 설명하기 위한 것으로, 이들 구현예에 의해 본 발명의 범위가 제한되지 않는다.
본 발명은 모세관 작용형 표시 기구(본 명세서에서는 마커(marker)로 칭함)에 유용한 금속 잉크 및 선택적으로 금속 잉크를 함유하는 모세관 작용형 마커를 제공하는 것을 목적으로 한다.
따라서, 본 발명의 한 양태에 따라, 본 발명은 금속성 안료 및 필름 형성 수지의 수성 분산액을 포함한다. 상기 금속성 안료는 리핑형(leafing type)(통상적으로 박편형) 또는 논-리핑(non-leafing)형일 수 있다. 리핑형 안료를 사용하는 경우에는 잉크가 기판 표면에 평행한 안료층을 형성하여, 금속 광택성이 높으면서 매우 불투명한 표시가 바람직한 경우(예를 들면, 어두운 색상의 종이에 사용하는 경우)에 이용하는 것이 바람직하다. 논-리핑형 안료를 사용하는 경우에는 잉크가 반짝거리는 효과가 더욱 크며 덜 불투명한 표시를 나타낸다. 상기 금속성 안료는 알루미늄, 구리, 브론즈(bronze), 이들의 산화물, 이들의 산화피막 형성물(anodize) (예를 들면, 진주색 처리(iridescent finish)를 제공하기 위해) 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 금속성 안료인 것이 바람직하다. 본 발명에 적합한 금속성 안료는 MD-Both Industries(일리노이주 웨스트 시카고 소재)로부터 입수 가능하다. 또한, 상기 금속성 안료는 펄제(pearlscent agent)(예를 들면, 비스무트 옥시클로라이드(BiOCl))와 같은, 금속적 또는 진주색의 외관을 제공할 수 있는 기타 광택성 물질을 포함하는 것으로 정의되며, 상기 광택성 물질은 금속성 안료에 추가하여 또는 상기 금속성 안료를 대신하여 이용될 수 있다.
상기 금속성 안료는 입도(예를 들면, 평균 입도)가 약 15 ㎛ 미만, 또는 약 2 ㎛ 내지 약 15 ㎛ 범위인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 약 5 ㎛ 내지 약 12 ㎛ 범위이며, 예를 들면 약 5 ㎛ 내지 약 9 ㎛이다. 착색제를 이용하는 경우에는, 상기 잉크 내에 상기 금속성 안료가 약 7.5 중량% 내지 약 20중량%의 양으로, 바람직하게는 약 5 중량% 내지 약 15 중량%의 양으로 포함된다. 본 발명의 잉크에 사용되는 것으로서, 리핑 효과를 부여하는 바람직한 알루미늄 안료로는 명목상의 평균 입경이 10 ㎛인 논-리핑(non-leafing)형 알루미늄 분말 NPW 2900(또는 Aquamet NPW 2900)(MD-Both Industries에서 시판)이 바람직하다.
본 발명의 잉크에 사용되는 필름 형성 수지는 상기 잉크가 모세관 작용을 통해 표시 기구 끝으로 당겨지고, 표시 기구(예를 들면, 필기구)에 공급될 때, 상기 금속 입자들을 수성 매질 내에 분산시키고, 상기 금속 입자들을 수성 담체로부터 끌어당기는 것을 보조하는 작용을 한다. 본 발명에 적합한 필름 형성 수지로는 하이단토인(hydantoin)-포름알데히드 코폴리머와 같은 수용성 수지가 포함되며, 예를 들면, 디메틸하이단토인-포름알데히드(DMHF: dimethylhydantoin-formaldehyde) 및 5,5-디메틸하이단토인-포름알데히드 폴리머(5,5-디메틸-2,4-이미다졸리딘디온이라고도 칭함)가 있다. 본 발명에서는, 디메틸하이단토인-포름알데히드 필름 형성 수지로서, Ele-Pelron(일리노이주 라이온스 소재)로부터 상품명 DANTOIN 739(CAS 번호 26811-08-5; 5,5-디메틸하이단토인 포름알데히드 폴리머(5,5-디메틸-2,4-이미다졸리딘디온이라고도 칭함))로 75% 수용액으로 시판되는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 DMHF 수지는 또한 Lonza, Inc.(뉴저지주 페어론 소재)로부터 입수 가능하다. 본 발명의 잉크에 이용되는 기타 수지로는 폴리비닐 알코올, 및 Zeneca Resins(매사추세츠주 윌밍턴 소재)에서 시판하는 NEOREZ 브랜드의 폴리머(에를 들면, NEOREZ R-940, R-960, R-962, R-966 및 R-967)와 같은 수계 우레탄 폴리머가 포함된다. 상기 필름 형성 수지는 상기 잉크 내에 약 10 중량% 내지 약 40 중량% 범위의 양으로 포함되는 것이 바람직하며, 착색제가 사용되는 경우에는 약 7 중량% 내지 약 20 중량% 범위의 양으로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 수지에 대한 상기 안료(사용될 경우, 금속성 안료 및 착색 안료)의 비율은 약 0.2 내지 약 0.6인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 약 0.6이다.
선택적으로, 상기 잉크의 pH를 중성 내지 약알칼리성, 예를 들면, 약 6 내지 약 9의 범위로, 바람직하게는 약 7 내지 약 8의 범위로 유지하기 위해, 상기 잉크에 pH 조정제(예를 들면, 완충제)를 첨가하는 것이 바람직하다. 본 발명의 잉크에 사용되는 바람직한 pH 조정제로는 트리에탄올 아민 및 아미노메틸 프로판올(예를 들면, Dow Chemical Company(미시간주 미드랜드 소재)에서 상품명 AMP-95로 시판되는 5% 수용액)을 포함한다. 어떠한 이론으로 한정하고자 하는 것은 아니지만, 트리에탄올 아민과 아미노메틸 프로판올 중 1종이 사용되는 경우에는 안료의 분산을 보조할 수 있다. pH 조정제가 사용되는 경우에는, 상기 pH 조정제가 상기 잉크 내에 약 0.25 중량% 내지 약 2 중량% 범위의 양으로 포함된다.
상기 잉크가 상기 금속성 안료에 의해 제공되는 기본 색상 이외에 다른 색상을 제공하는 것이 바람직한 경우에는, 착색제를 첨가할 수 있다. 본 발명에 적절한 착색제로는 유기 안료, 및 산성 염료, 직접 염료(direct dye), 분산 염료(disperse dye) 및 용매 염료(solvent dye)와 같은 염료가 포함된다. 상기 유기 안료로 적절한 것을 예시하면, 프탈로 블루(예를 들면, 구리 프탈로시아닌), 프탈로 그린(예를 들면, 염소화 구리 프탈로시아닌), 디아릴라이드 옐로우(diarylide yellow)(예를 들면, 디아릴아닐라이드 옐로우; C32H26Cl2N6 O4), 나프톨 레드(예를 들면, 아조플록신(azophloxine)) 및 디옥사진 바이올렛(예를 들면, 카르바졸 바이올렛; C34H22Cl2N4O2)을 들 수 있다. 이러한 유기 안료는 물을 매체로 하여 예비 분산된 혼합물로서 쉽게 이용할 수 있다.
상기 금속성 안료를 착색시키기 위해 상기 잉크에 착색제를 첨가하는 경우에는, 유기 안료를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 금속성 안료를 상기 착색제와 결합시키기 위해 상기 분산액에 가교제를 첨가한다. 본 발명에서 사용되는 유기 안료로는 Clariant International(로드 아일런드주 코벤트리 소재)에서 상표명 HOSTAFINE으로 입수 가능한 것을 들 수 있고, 비이온성 분산제 및 습윤제를 포함한다고 보고된 수성 담체 내에 예비 분산된 30 중량% 내지 40 중량%의 고체로서 제공되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 금색을 나타내는 금속성 안료를 제공하기 위해, 알루미늄 금속성 안료와 함께 HOSTAFINE Yellow HR 안료가 이용될 수 있으며, 바람직하게는 적절한 가교제도 함께 이용될 수 있다. 착색제를 사용하는 경우에는, 상기 잉크 내에 상기 착색제가 약 2 중량% 내지 약 30 중량% 범위의 양으로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 약 7 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 포함된다.
표시하려는 기재(예를 들면, 종이)에 의한 금속성 안료의 우선적인 흡수를 방지하기 위해, 적절한 가교제를 이용하여 착색제를 금속성 안료 입자와 결합시킬 수 있다. 예를 들면, 극성 말단 및 비극성 말단을 갖는 가교제를 이용하여 비극성의 안료를 극성 금속 표면(예를 들면, 금속성 안료)에 가교시킬 수 있다. 본 발명에 이용되는 가교제는 양친성(amphiphilic) 코폴리머, 다관능성 카르보디이미드, 인산염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 상기 (친유성 및 친수성 유닛을 모두 갖는) 양친성 코폴리머로는, International Specialty Products(뉴저지주 웨인 소재)가 시판하는 상품명 STYLEZE 2000(CAS 번호 831)의 폴리(비닐피롤리돈/아크릴레이트/라우릴 메타크릴레이트)가 적절하다. 상기 다관능성 카르보디이미드로는 Union Carbide Corp.(코네티컷주 단베리 소재)에서 시판하는 상품명 UCARLNK XL-29SE가 바람직하다. 상기 인산염으로는 모노에탄올아민 포스페이트가 바람직하다. 또한, 본 발명에서는 금속 기판에 대한 유기 안료의 부착을 촉진하는데 유용한 기타 시약(예를 들면, 금속화된 필름에 프린트하기 위한 잉크에 이용되는 시약)을 이용하는 것도 적절할 수 있다.
상기 침강 방지제는 소량으로 이용되며, 마커의 성능 및 잉크의 표시성에 영향을 주지 않으면서 잉크의 안정성을 보조할 수 있다. 상기 침강 방지제는 본 발명의 잉크 내에 약 0.001 중량% 내지 약 0.01 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 약 0.003 중량% 내지 약 0.006 중량% 범위의 양으로 존재한다. 본 발명의 잉크에 이용되는 침강 방지제로는 잔탄 검(xanthan gum)이 바람직하며, 약 0.003 중량% 내지 약 0.006 중량% 범위의 양으로 이용되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 잉크 제제에는 상기 방부제(예를 들면, 살균제(fungicide) 및/또는 미생물 제거제(bactericide))를 첨가하는 것이 바람직하다. 본 발명의 잉크에 사용되는 방부제로는 소듐 하이드록사이드 및 ICI Americas, Inc.(델러웨어주 웰밍턴 소재)에서 시판하는 상품명 PROXEL GXL의 디프로필렌 글리콜과 활성 성분 1,2-벤지소티아졸린(benzisothiazolin)-3-온(BIT; CAS 번호 2634-33-5)의 9.3% 용액이 바람직하다. 본 발명의 잉크에 방부제를 사용하는 경우에는, 상기 방부제가 상기 잉크 내에 약 0.05 중량% 내지 약 0.15 중량%의 양으로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 필름 형성 수지, 금속성 안료, 물 및 선택적인 첨가제는, 본 발명의 잉크가 바람직한 색상(들)과 안정성, 모세관 작용형 마커를 조작하는데 적합한 점도를 갖도록 하는데 충분한 양으로 첨가될 수 있다. 상기 잉크의 점도는 잉크 내 성분들의 침강을 방지하기 위해, 적어도 약 2.5 cP(centiposise)이고 약 80 cP 미만인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 약 3 cP 내지 약 30 cP이고, 가장 바람직하게는 약 3 cP 내지 약 14 cP이다.
본 발명의 잉크는, 상기 필름 형성 수지, 금속성 안료, 물, 및 선택적인 첨가제를 균일한 혼합물이 형성될 때까지 블렌딩하여 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 마커는 통상적으로 잉크를 저장하기 위한 저장조를 포함하며, 상기 저장조가 다공성 닙(nib)에 모세관 커플링으로 연결된다. 도 1은 통(barrel)(14)에 배치되고 모세관 작용에 의해 닙(16)에 연결된 저장조(12)를 포함하는, 본 발명에 따른 마커의 일례를 부분 절취하여 도시한 도면이다. 통(14)은 마개(20)로 밀봉되어, 상기 저장조의 위치를 유지하도록 할 수 있다. 모세관 커플링(capillary coupling)이란, 상기 저장조와 닙이, 모세관 작용을 통해 상기 잉크가 상기 저장조와 닙 사이에서 이동 가능하도록 배치되어 있는 것을 의미하며, 예를 들면, 압력의 변화(닙에서의 또는 저장조 내에서의 압력 변화)를 통해 커플링 영역(22)에서 상기 닙과 저장조 사이의 계면으로 잉크를 당길 수 있도록 배치되어 있는 것을 의미한다. 본 발명에 따른 마커는 본 발명의 잉크 및 다공성 아크릴계 화이버 닙을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 저장조는 다공성이 큰 물질 또는 저밀도의 물질, 바람직하게는 저밀도 폴리에스테르 화이버와 같은 저밀도의 화이버 물질로 제조될 수 있다. 상기 저장조는, 잉크를 저장조로부터 끌어당길 때에 미립자 안료가 실질적으로 여과되는 것을 방지하는데 충분한 공극도를 가져야 한다. 상기 저장조에서의 공극들이 비틀린 경로(tortuous pathway)를 갖는 경우에는 상기 미립자 안료의 이동이 정지되고 및 상기 미립자 안료가 여과될 수 있기 때문에, 상기 공극은 실질적으로 선형 경로를 갖는 것이 바람직하다. 화이버 저장조와 같은 상기 저장조의 밀도는 상기 저장조의 공극도에 근사한 값일 수 있다. 상기 저장조의 밀도는 세제곱 센티미터 당 약 1 그램(g/㎤) 미만인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 약 0.5 g/㎤ 미만이고, 예를 들면, 약 0.10 g/㎤이다. 약 7 ㎛ 내지 약 12 ㎛의 바람직한 입도를 갖는 금속성 안료가 이용되는 경우에는, 상기 저장조의 밀도가 약 0.3 g/㎤ 미만인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 약 0.25 g/㎤ 내지 약 0.07 g/㎤ 범위이며, 예를 들면 약 0.10 g/㎤이다. 상기 저장조로 화이버가 이용되는 경우에는 상기 화이버의 dpf(denier-per-fiber) 수치가 5 미만인 것이 바람직하고, 약 1 dpf 내지 약 3 dpf 범위인 것이 더욱 바람직하며, 예를 들면, 약 2.3 dpf이다. 본 발명에서는 바람직한 표면 에너지를 제공하기 위해, 상기 저장조 물질을 개질(예를 들면, 플라즈마 또는 코로나 처리)할 수 있다. 본 발명에 이용되는 적절한 폴리에스테르 화이버 저장조로는 Filtrona Richmond, Inc.(버지니아주 리치몬드 소재)에서 시판하는 상품명 TRANSORB XPE를 입수할 수 있다.
상기 저장조의 크기 및 형태는 표시 기구의 물리적인 치수에 의해 특별히 제한되지 않는다. 본 발명의 바람직한 구현예로서, 본 발명의 마커가 손에 쥐고 이용하는 것으로서 종래의 마커 크기를 갖는 실린더형 마커에 이용되는 경우에, 상기 저장조는 직경이 약 5 ㎜ 내지 약 15 ㎜이고, 길이가 약 70 내지 약 120 ㎜인 것이 바람직하다. 본 발명에서는 상기 저장조의 형태를 한정하고 조절 특성상의 편의를 제공하기 위해, 상기 저장조에 외부의 포장재를 제공할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 저밀도 폴리에스테르 화이버 저장조의 형태를 적어도 한쪽 끝이 노출되는(즉, 포장재로 포장되지 않은) 실린더형으로 한정하기 위해, 상기 저장조를 플라스틱(예를 들면, 폴리프로필렌) 필름으로 포장할 수 있다. 본 발명은 임의의 특별한 크기 또는 특별한 형태의 저장조를 사용하는 것으로 제한되지 않으며, 동 기술 분야의 당업자들이라면 기타 적절한 크기 및 형태의 저장조를 선택하여 사용할 수 있다.
상기 저장조는 선택적으로 1종 이상의 pH 조정제, 착색제, 가교제, 침강 방지제 및 방부제와 함께, 금속성 안료 및 필름 형성 수지의 수성 분산액을 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 바람직한 마커의 구현예에서 상기 저장조는 본 명세서에 기재된 바와 같은 금속 잉크를 포함한다.
상기 닙(nib)은 다공성, 실질적으로 선형의 아크릴계 화이버로 제조된 것이 바람직하다. 상기 아크릴계 닙은 우수한 용매 내성, 단단한 필기감, 양호한 연마 내성을 가지고, 특히 본 발명의 잉크와 함께 이용하는데 적합하다. 상기 닙은 상기 잉크 내의 입자들이 실질적으로 여과되지 않을 잉크 경로를 제공하기에 충분한 정도의 다공성을 갖는다. 상기 닙은 공극률이 약 55 부피% 내지 80 부피%인 것이 바람직하다. 본 발명에서, 명목상의 평균 입도가 약 7 ㎛ 내지 약 12 ㎛ 범위인 금속성 안료를 이용하는 경우에는, 상기 닙의 공극률이 약 57 부피% 내지 73 부피% 범위인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 약 65 부피% 내지 약 70 부피%이고, 가장 바람직하게는 약 68 부피% 내지 약 70 부피%이다. 본 발명에서는 적절하게 높은 공극률을 갖고 실질적으로 선형인 아크릴계 화이버 물질로서, Teibow Hanbai Co., Ltd.(일본 도쿄 소재)로부터 입수 가능한 상품명 CE348S 및 Aubex Corp.(일본 도쿄 소재)로부터 입수 가능한 상품명 WA49R을 이용할 수 있다.
본 발명의 마커에서 아크릴계 닙을 사용하는 경우에는, 안료 입자들의 화학적 상용성을 촉진하고, 거대한 안료 입자들을 여과하여 상기 닙 표면에서의 모세관 통로 차단을 억제함으로써, 상기 물품의 적절한 작용성 및 이용 수명을 확보할 수 있다. 상기 닙의 크기 및 형태는 상기 저장조의 크기 및 형태에 따라 또는 실용적인 측면을 고려하여 특별히 제한될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 상기 필기구의 단부인 닙은 폭이 넓게 또는 폭이 좁게 표시하는데 유용한 치즐 포인트(chisel-point)형일 수 있다. 상기 닙의 반대쪽 끝은 저장조에 모세관 커플링되어 배치되며(즉, 도 1의 커플링 영역(22)에), 상기 저장조 단면적의 치수(예를 들면, 직경)보다 작은 것이 바람직하다.
상기 커플링 영역(예를 들면, 도 1에서 구성 요소(22))은 상기 닙과 상기 저장조 사이에서의 모세관 커플링을 최대화하기 위해 매우 큰 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 일 구현예에서, 상기 커플링 영역에서의 닙과 저장조의 형태는 상기 닙의 커플링 영역 끝부분의 거대한 표면적이 상기 저장조에(바람직하게는, 상기 저장조와 접촉하여) 노출되도록 선택되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 모세관 커플링을 위해 상기 닙의 큰 표면적이 상기 저장조에 노출되도록, 상기 저장조에 노출된 닙의 끝이 테이퍼(taper)형(예를 들면, 콘(cone)형)으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 실질적으로 선형의 화이버를 포함하는 닙 물질을 이용하는 경우, 상기 저장조에 노출된 닙을 테이퍼형 말단(tapered end)으로 함으로써, 모세관 커플링을 위해 저장조에 노출된 화이버 말단의 표면적을 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 명세서에 기재된 기구는 커플링 영역(coupling zone)을 포함하며, 상기 노출된 화이버 말단의 표면적이 닙 끝의 단면적보다 큰 것이 바람직하다.
상기 커플링 영역 끝부분의 닙 형태의 대안예로서, 도 2 내지 도 6에 도시한 것을 들 수 있다. 도 2는 콘(cone)형의(즉, 연필 끝 모양의) 커플링부(26)가 저장조에 연결되는, 끝부분이 콘형인 닙(24)의 정면도이다. 상기 형태에서는 커플링부(26)의 길이가 약 1 cm 내지 약 2.5 cm일 수 있다.
도 3은 콘형 끝의 닙(30)의 변형예를 도시한 것이다. 도 3은 저장조(34)와 함께 도시된, 연장된 콘형의 커플링부(32)를 갖는 연장된 콘형 끝의 닙(30)의 커플링 영역 끝의 단면도로서, 상기 커플링 영역 끝의 커플링부(32)는 비교적 길고, 저장조(34)에 추가로 연장되는 형태이다. 예를 들면, 커플링부(32)는 저장조의 전체 길이를 연장시킬 수 있다.
도 4는 치즐 형태의 커플링부(40)를 갖는 치즐 끝 닙(36)의 커플링부 끝의 연장도이다. 도 5는 쐐기 형태의 커플링부(44)를 갖는, 쐐기 끝의 닙(42)의 커플링 영역 끝의 연장도이다. 도 6은 피라미드형의 커플링부(50)를 갖는, 피라미드 끝의 닙(46)의 커플링 영역 끝의 연장도이다. 도 4 내지 도 6에 도시된 형태에서, 각각의 커플링부 길이는 예를 들어, 약 1 cm 내지 약 2.5 cm 일 수 있다. 상기 닙의 커플링부는 닙에 있는 모세관 채널을 노출시키도록 1개 이상의 표면 상에 평평할 수 있다. 본 발명은 닙에 있는 커플링부가 임의의 특정 크기 또는 형태에 제한되지 않으며, 동 기술 분야의 당업자들이 기타 적절한 닙의 형태 및 크기를 선택할 수 있다.
하기 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하나, 본 발명은 이들 실시예에 제한되지 않는다.
실시예 1- 은색 잉크 1
하기에 나타낸 함량 및 조성에 따라 잔량의 물과 함께 블렌드하여 은색 잉크를 제조하였다.
성분 기능 함량
NPW 2900 알루미늄 분말(10 ㎛) 금속성 안료 15 중량%
DANTOIN 739 필름 형성 수지 19 중량%
PROXEL GXL 방부제 0.1 중량%
트리에탄올 아민 pH 조정제 0.5 중량%
상기 잉크의 점도는 2.61 cP로 측정되었다. 아크릴계 닙에 연결된 폴리에스테르 화이버 저장조를 포함하는 마커에 상기 잉크를 충전하였다. 상기 마커에서 모세관 작용을 통해, 상기 저장조로부터 닙을 거쳐 기판에 금속 잉크를 공급하였다.
실시예 2-은색 잉크 2
하기에 나타낸 함량 및 조성에 따라 잔량의 물과 함께 블렌드하여 은색 잉크를 제조하였다.
성분 기능 함량
NPW 2900 알루미늄 분말(10 ㎛) 금속성 안료 15 중량%
DANTOIN 739 필름 형성 수지 19 중량%
PROXEL GXL 방부제 0.1 중량%
트리에탄올 아민 pH 조정제 0.5 중량%
잔탄 검 침강 방지제 0.5 중량%(1 중량%의 수용액)
상기 잉크의 점도는 11.3 cP로 측정되었다. 아크릴 닙에 연결된 폴리에스테르 화이버 저장조를 포함하는 마커에 상기 잉크를 충전하였다. 상기 마커에서 모세관 작용을 통해, 상기 저장조로부터 닙을 거쳐 기판에 금속 잉크를 공급하였다.
실시예 3- 금색 잉크 1
하기에 나타낸 함량 및 조성에 따라 잔량의 물과 함께 블렌드하여 금색 잉크를 제조하였다.
성분 기능 함량
NPW 2900 알루미늄 분말(10 ㎛) 금속성 안료 10 중량%
DANTOIN 739 필름 형성 수지 13.4 중량%
HOSTAFINE Yellow HR 착색제 20.1 중량%
모노에탄올 아민 포스페이트 가교제 0.34 중량%
PROXEL GXL 방부제 0.07 중량%
트리에탄올 아민 pH 조정제 0.34 중량%
잔탄 검 침강 방지제 0.34 중량%(1 중량%의 수용액)
상기 잉크의 점도는 4 cP로 측정되었다. 아크릴 닙에 연결된 폴리에스테르 화이버 저장조를 포함하는 마커에 상기 잉크를 충전하였다. 상기 마커에서 모세관 작용을 통해, 상기 저장조로부터 닙을 거쳐 기판에 금속 잉크를 공급하였다.
실시예 4-금색 잉크 2
하기에 나타낸 함량 및 조성에 따라 잔량의 물과 함께 블렌드하여 금색 잉크를 제조하였다.
성분 기능 함량
NPW 2900 알루미늄 분말(10 ㎛) 금속성 안료 10 중량%
DANTOIN 739 필름 형성 수지 13.4 중량%
HOSTAFINE Yellow HR 착색제 20.1 중량%
STYLEZE 2000 가교제 3.4 중량%(10 중량%의 수용액)
PROXEL GXL 방부제 0.1 중량%
트리에탄올 아민 pH 조정제 0.5 중량%
잔탄 검 침강 방지제 0.34 중량%(1 중량%의 수용액)
상기 잉크의 점도는 10.6 cP로 측정되었다. 아크릴 닙에 연결된 폴리에스테르 화이버 저장조를 포함하는 마커에 상기 잉크를 충전하였다. 상기 마커에서 모세관 작용을 통해, 상기 저장조로부터 닙을 거쳐 기판에 금속 잉크를 공급하였다.
전술한 설명을 통해 본 발명을 명확하게 이해할 수 있으며, 동 기술 분야의 당업자들이라면 전술한 설명에 구애받지 않고 본 발명의 범위 내에서 본 발명을 변형할 수 있다.

Claims (22)

  1. 금속성 안료, 및 하이단토인-포름알데하이드 코폴리머를 함유하는 필름 형성 수지가 분산되어 있는 수성 분산액을 포함하며, pH가 약 6 내지 약 9인 수성 금속 잉크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속성 안료의 평균 입도가 약 15 ㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 잉크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 금속성 안료의 평균 입도가 약 5 ㎛ 내지 약 12 ㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 잉크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속성 안료가 상기 잉크의 전체 중량에 대해 약 7.5 중량% 내지 약 20 중량%의 양으로 포함되는 것을 특징으로 하는 잉크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수지가 디메틸하이단토인-포름알데히드를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 잉크의 pH를 6 내지 9로 유지시키는데 충분한 양의 pH 조정제를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 pH 조정제가 트리에탄올 아민, 아미노메틸 프로판올 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크.
  8. 제1항에 있어서,
    유기 안료, 염료 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 착색제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 착색제가 상기 잉크의 전체 중량에 대해 약 2 중량% 내지 약 30 중량%의 양으로 포함되는 것을 특징으로 하는 잉크.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 착색제가 유기 안료를 포함하고, 상기 잉크가 가교제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가교제가 양친성(amphiphilic) 코폴리머, 다관능성 카르보디이미드, 인산염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 잉크.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가교제가 양친성 코폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크.
  13. 제1항에 있어서,
    침강 방지제를 약 0.01 중량% 내지 약 0.01 중량%의 양으로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크.
  14. 제1항에 있어서,
    방부제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 잉크의 점도가 2.5 cP 내지 80 cP 범위인 것을 특징으로 하는 잉크.
  16. 잉크를 저장하기 위한 저장조를 포함하며, 상기 저장조가 다공성 닙에 모세관 커플링으로 연결된, 마커.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 저장조에 배치된 제1항 기재의 잉크를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마커.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 저장조가, 밀도가 약 1 g/㎤ 미만인 폴리에스테르 화이버 저장조를 포함하는 것을 특징으로 하는 마커.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 닙이 다공성의 실질적으로 선형인 아크릴계 화이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 마커.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 닙의 공극률이 약 55 부피% 내지 약 80 부피% 범위인 것을 특징으로 하는 마커.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 닙이 다공성의 실질적으로 선형인 화이버를 포함하며,
    상기 기구가, 노출된 화이버 끝의 표면적이 상기 닙의 단면적에 비해 큰 커플링 영역을 추가로 포함하는
    것을 특징으로 하는 마커.
  22. 다공성의 실질적으로 선형인 아크릴계 화이버 닙에 모세관 커플링으로 연결되며, 밀도가 약 1 g/㎤ 미만인 폴리에스테르 화이버 저장조; 및
    상기 저장조에 배치되며, 입도가 약 5 ㎛ 내지 약 12 ㎛ 범위인 금속성 안료를 잉크 전체 중량에 대해 약 7.5 중량% 내지 약 20 중량%의 양으로 포함하며, 디메틸하이단토인-포름알데히드를 함유하는 필름 형성 수지, 및 트리에탄올 아민, 아미노메틸 프로판올 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 pH 조정제를 포함하는 수성 금속 잉크
    를 포함하는 마커.
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