KR20090124485A - 요철칠판에 사용가능한 마커펜용 수성 겔 잉크 조성물 및그 제조방법 - Google Patents

Abstract

기존 요철 필판에 사용되어 자국이나 얼룩이 잔존하지 않고, 별도의 클리너의 사용이 불필요하며, 필기면으로부터 소거시 필기면에 잔존하는 이물질을 제거할 수 있는 마커펜용 수성 겔 잉크 조성물 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 이를 위하여, 물, 멜라민수지와 요소수지로 구성된 수용성 합성수지, 색상안료, 수성분산제, 유화제, 이형제 및 안정제를 포함하는 마커펜용 수성 겔 잉크 조성물을 제공한다. 본 발명에 의하면, 별도의 클리너 사용 없이 일반 지우개로도 잔상이나 찌꺼기 없이 용이하게 제거할 있는 잉크 조성물을 제공한다. 또한, 흑색 및 녹색칠판, 유리, 표면이 고운 우드목이나 플라스틱판 등의 비흡수성 물체의 필기면에 필기가 가능하고, 필기한 후 오랜 시간이 경과되어도 소거성이 뛰어나다. 아울러, 상 분리 및 침전이 발생하지 아니하므로 장기보관이 가능하며, 필기면으로부터 탈착시 필기면에 잔존하는 이물질을 제거할 수 있다. 나아가, 알코올 대신 물을 사용하여 인체에 무해하며 자극적인 냄새가 발생되지 않는 효과가 있다.

Description

요철칠판에 사용가능한 마커펜용 수성 겔 잉크 조성물 및 그 제조방법{AQUEOUS GEL INK COMPOSITION FOR MARKER PEN AND METHOD OF PREPARING THE SAME}

본 발명은 마커펜용 수성 겔 잉크 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 접착강도가 우수하여 요철칠판에 사용된 후 별도의 클리너 없이 제거할 수 있는 요철칠판에 사용가능한 마커펜용 수성 겔 잉크 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

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.

일반적으로, 상기 분필용의 기존 칠판 표면은 미세한 요철이 형성되어 거친 표면을 가지고 있기 때문에, 분필을 거친 칠판 표면에 사용하면 분필과 칠판표면이 마찰되면서 분필가루가 분필의 이동궤적을 따라 칠판에 잔존하게 된다. 이와 같이 분필궤적을 따라 칠판표면에 남아 있는 분필가루에 의하여 원하는 사항을 칠판에 판서하게 된다.

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

이러한 문제점으로 인해 화이트 보드 등에 사용되는 유색 마커 펜이 개발되어 사용되고 있다. 이러한 마커펜은 내부에 잉크 용액을 내재하여 그 잉크 용액을 마커펜 내부의 마커펜 촉에 설치되는 스폰지 등의 흡수재에 흡수시키고 펜촉을 통해 외부로 유출시킴으로써 필기구의 기능을 갖도록 하고 있다.

상술한 마커펜은 기존의 칠판이 아닌 표면이 매끄러운 화이트보드에 사용되는 것이 일반적인데, 상기 화이트보드는 백색 바탕색을 갖고 있으며, 그 표면에 필기하는 마커펜은 소거성이 좋은 다양한 색을 사용하여 필기하고 있다. 그러나 바탕색이 백색인 경우 빛의 반사로 눈이 쉽게 피로해져 시각장애로 인한 학습효과가 떨어진다는 문제점이 발생하였다. 또한, 마커펜은 기본적으로 액체성분과 색상을 나타내는 안료 성분을 포함하고 있는데, 분필과 달리 안료의 침전 등으로 인하여 균일한 색상을 나타내지 못하는 문제점이 나타난다. 아울러, 유성 마커펜의 경우 좋지 않은 알코올 냄새가 발생되고, 필기 후 칠판의 표면에 잔존재하는 기름기로 인하여 백묵 및 마커펜 혼용 시 필기가 어려운 문제점이 발생하였다.

이에, 상기 문제점을 해결하기 위하여 다양한 기술들이 개발되어 왔다.

이러한 일예로서, 일본국 특허공보 제 2524689호(1995년4월25일 공개)에는 9 내지 12 중량%의 산화티탄과 0.9 내지 1.2 중량%의 탄산칼륨, 1.8 내지 2.2 중량%의 비닐수지, 30 내지 40 중량%의 이소프로필알코올, 8 내지 11 중량%의 이소옥틸스테아레이트, 2.8 내지 3.2 중량%의 폴리옥실에칠렌타우릴에텔, 0.8 내지 1.2 중량%의 폴리옥시에틸렌올레인세틸에텔, 30 내지 40 중량%의 에칠알코올 및 7 내지 8.5 중량%의 디옥틸아디페이트 등으로 구성되는 것을 특징으로 하는 흑판용 잉크 조성물이 개시되어 있다.

그리고 대한민국 특허공개공보 제 1995-0032524호(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 제조방법이 개시되어 있다.

그러나 상기 발명들은 칠판에 마커펜으로 판서를 할 수 있으나, 요철이 있는 칠판의 미세한 틈새에 잉크조성물이 끼여 고착화된 경우 소거가 용이하지 못한 문제점이 있다. 구체적으로, 판서 후 단시간 내에 잉크를 소거할 경우에는 잉크가 용이하게 소거될 수 있으나, 소정 시간이 경과된 후에는 잉크에 포함된 유연제인 준휘발성 성분의 폴리옥시에틸렌올레인세틸에텔, 이소옥틸스테아레이트 등이 휘발 및 건조되어 잉크가 용이하게 소거되지 않는다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 별도의 클리너(cleaner)를 사용할 수 있으나, 별도의 비용이 소요될 뿐만 아니라 판서내용을 제거하는 것이 매우 번거로워지게 된다.

따라서, 마커펜을 기존의 칠판에 사용하는 경우 발생되는 상술한 문제점을 근본적으로 해결하기 위해서는 기존의 요철이 형성된 분필용 칠판을 잉크를 사용하는 마커펜에 적합한 전용의 화이트보드 등으로 교체하여 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 기존의 요철이 형성된 칠판을 화이트보드로 교체하는 데에는 막대한 비용이 소요될 뿐만 아니라, 기존에 생산된 분필을 사용할 수 없게 되는 문제점이 있다. 또한, 일단 기존 칠판을 화이트보드로 교체한 후에는 여전히 분필의 사용을 선호하는 사람도 분필을 사용할 수 없게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 제 1 목적은 인체에 무해하며, 비흡수성을 갖는 어떠한 재질에서도 자국이나 얼룩이 잔존하지 않고, 별도의 클리너 사용이 불필요하며, 필기면으로부터 소거시 필기면에 잔존하는 이물질을 제거할 수 있는 마커펜용 수성 겔 잉크 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은 인체에 무해하며, 비흡수성을 갖는 어떠한 재질에서도 자국이나 얼룩이 잔존하지 않고, 별도의 클리너 사용이 불필요하며, 필기면으로 부터 소거시 필기면에 잔존하는 이물질을 제거할 수 있는 마커펜용 수성 겔 잉크 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 제 1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 의하면 물 35 내지 50 중량%, 멜라민수지 및 요소수지로 구성된 수용성 합성수지 7 내지 13 중량%, 색상안료 20 내지 30 중량%, 수성분산제 4 내지 6 중량%, 유화제 1 내지 3 중량%, 이형제 4 내지 6 중량%, 및 안정제 8 내지 12 중량%를 포함하는 마커펜용 수성 겔 잉크 조성물을 제공한다.

상술한 본 발명의 제 2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 의한 제조방법은 (ⅰ) 물 35 내지 50 중량%에 멜라민수지 및 요소수지로 구성된 수용성 합성수지 7 내지 13 중량%를 첨가하고, 1 내지 3시간 동안 교반하여 겔 조성물을 형성하는 단계, (ⅱ) 단계 (ⅰ)을 통해 생성된 겔 조성물에 색상안료 20 내지 30 중량%를 첨가하고 분쇄하는 단계, 및 (ⅲ) 단계 (ⅱ)를 통해 생성된 혼합물에 수성분산제 4 내지 6 중량%, 유화제 4 내지 6 중량%, 이형제 4 내지 6 중량% 및 안정제 8 내지 12 중량%를 첨가하고, 1 내지 2시간 동안 교반하는 단계를 포함하는 마커펜용 수성 겔 잉크 조성물의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 별도의 클리너 사용 없이 일반 지우개로도 잔상이나 찌꺼 기 없이 용이하게 제거할 있는 잉크조성물을 제공할 수 있다. 또한, 흑판, 유리, 표면이 고운 우드목이나 플라스틱판 등의 비흡수성 물체의 필기판에 필기가 가능하고, 필기한 후 오랜 시간이 경과되어도 마치 껌이 매끈한 표면에서 분리되는 것처럼 소거성이 뛰어나다.

아울러, 상분리 및 침전이 발생하지 아니하므로 장기보관이 가능하며, 필기면으로부터 소거시 필기면에 잔존하는 이물질을 제거할 수 있다. 나아가, 알코올 대신 물을 사용하여 인체에 무해하고 자극적인 냄새가 발생되지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 마커펜용 수성 겔 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 물과, 상기 물과 결합하여 상기 잉크 조성물의 접착강도를 증가시키는 수용성 합성수지와, 색상을 나타내는 색상안료와, 상기 잉크 조성물의 색상안료가 뭉치지 않고 분산되도록 하는 수성분산제와, 상기 잉크 조성물을 유연하게 하는 유화제와, 상기 잉크 조성물이 필기면으로부터 용이하게 분리되도록 하는 이형제, 및 잉크 조성물의 변색을 방지하는 안정제가 사용된다.

이러한 각각의 성분들은 색상안료처럼 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 물을 포함한다.

상기 물은 마커펜용 수성 겔 잉크 조성물의 용매로서, 상기 잉크 조성물의 점도 및 건조성을 조절하며, 잉크 조성물의 전사 성능을 조절한다. 또한, 물은 에칠알코올 등 알코올류 용매에 비하여 환경 친화적이고, 무색, 무미, 무취하며, 온도 변화에 따른 화재 발생의 위험이 작다. 이와 같이, 알코올 등을 용매로 사용하지 않고, 인체에 무해한 물을 용매로 사용함으로써, 인체에 무해하고 환경친화적인 성질의 수성 겔 잉크 조성물을 제조할 수 있다. 이러한 물은 어떠한 물질도 포함하지 않는 연수, 증류수, 탈이온수 또는 여과된 수돗물을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 증류수를 사용하는 것이 좋다.

이때, 상기 물은 35 내지 50 중량%가 포함되는 것이 바람직하다. 여기서, 잉크 조성물에 물의 함량이 35 중량% 미만으로 사용되면 잉크의 점도가 적정 점도 이상으로 상승하여 펜촉을 통한 필기판에 필기가 어려워지고, 50 중량% 초과로 사용되면 잉크 조성물의 점도가 감소되어 잉크 조성물이 과량 유출되거나 색상안료 및 수용성 합성수지의 분리 속도가 적정수준의 물이 포함된 잉크 조성물보다 빨라져 장기보관하기 어려워진다. 또한, 물이 과량 사용될 경우에는 필기 후에 사용된 잉크의 건조 속도가 적정수준의 물이 포함된 잉크 조성물보다 느려진다.

본 발명의 일실시예에 의한 잉크 조성물은 수용성 합성수지를 포함한다.

상기 수용성 합성수지는 물과 혼합됨으로써 겔 형태로 변환되어 색상안료의 분산을 촉진하고 색상안료의 침전을 방지하며 필기판에 접착력을 부여하는 것으로서, 멜라민수지(melamine resin)와 요소수지(urea resin)의 혼합물로 구성된다.

여기서, 멜라민수지는 멜라민와 포름알데히드의 축합 반응으로 만든 열경화성 수지를 의미하며, 요소수지는 요소와 포르말린의 축합 반응으로 만든 합성수지를 의미한다.

보다 구체적으로, 상기 수용성 합성수지는 멜라민수지 60 내지 80 중량%와 요소수지 20 내지 40 중량%가 혼합되어 형성되는 것을 사용하는 것이 좋으며, 바람직하게는 멜라민수지 70 중량%와 요소수지 30 중량%가 혼합되어 형성되는 것을 사용하는 것이 좋다.

또한, 수용성 합성수지의 사용량은 특별히 제한되지 않고, 잉크 조성물의 구성 성분에 따라 사용량이 조절될 수 있지만, 7 내지 13 중량%가 포함되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 수용성 합성수지의 함량이 7 중량% 미만인 경우에는 점도가 묽어져 글자의 피막이 형성되지 않아 소거 시 잔상이 존재할 수 있다. 또한, 수용성 합성수지의 함량이 13 중량%를 초과하는 경우에는 점도가 증가되어 잉크 조성물 내에서 색상안료의 유동성이 저하되어 펜촉을 통한 잉크의 유출이 균일하지 아니하므로 필기면에서 필기가 불충분하게 된다.

본 발명의 일실시예에 의한 잉크 조성물은 색상안료를 포함한다.

상기 색상안료는 잉크 조성물에 색상을 부여하기 위해 첨가되는 것으로서, 인체와 환경에 무해한 색상안료라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 이산화티타늄, 화이트 카본, 탄산칼슘, 침강성 탄산마그네슘, 유기 안료류 또는 이들의 혼합물이 사용되는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 이산화티타늄을 사용하는 것이 좋다.

이때, 상기 색상안료는 20 내지 30 중량%가 포함되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 색상안료의 함량이 20 중량% 미만인 경우에는 잉크 조성물의 색상이 선명하지 못하고, 필기된 잉크 조성물이 용이하게 소거되지 않으며, 색상안료의 함량이 30 중량%를 초과하는 경우에는 색상은 선명하나 잉크 조성물의 점도가 증가되어 잉크 조성물이 펜촉을 통해 균일하게 유출되지 아니한다.

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

본 발명의 일실시예에 의한 잉크 조성물은 수성분산제를 포함한다.

상기 수성분산제는 색상안료의 분산을 촉진하여 색상안료의 침전 및 수용성 합성수지와의 분리 현상을 억제하고, 색의 발색과 저장성을 지속시켜주는 것으로서, 이러한 목적으로 사용되는 수성분산제라면 어떠한 수성분산제를 사용하여도 무 방하지만, 바람직하게는 당업계에서 통상적으로 사용되는 수성분산제를 사용하는 것이 좋고, 특정적으로는 독일 BYK-Chemie GmbH사의 Disperbyk-190(상품명)을 사용하는 것이 좋다.

이때, 상기 수성분산제는 4 내지 6 중량%가 포함되는 것이 바람직하다. 여기서, 수성분산제의 함량이 4 중량% 미만인 경우에는 색상안료의 분산 효력이 저하됨에 따라 색상안료가 분리되어 잉크의 저장성과 수명이 단축되고, 마커펜으로부터 색상안료가 균일하게 유출되지 않을 수 있으며, 상기 수성분산제의 함량이 6 중량%를 초과하는 경우에는 색상안료나 수용성 합성수지의 침전이 발생할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 잉크 조성물은 유화제를 포함한다.

상기 유화제는 잉크 조성물을 유연하게 함으로써 도포막을 형성하여 펜촉에서 습윤상태를 유지시키고, 잉크 조성물이 원활히 혼합되어 분산되지 않도록 하는 것으로서, 이러한 목적으로 사용되는 유화제라면 어떠한 유화제라도 상기 유화제에 포함된다 할 것이지만, 바람직하게는 당업계에서 통상적으로 사용되는 유화제를 사용하는 것이 좋고, 특정적으로는 동성화공의 X-100(상품명)을 사용하는 것이 좋다.

이때, 유화제는 4 내지 6 중량%가 포함되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 유화제의 함량이 4 중량% 미만인 경우에는 잉크 조성물이 원활히 혼합되지 않아 시간의 지남에 따라 침전물이 발생될 수 있으며, 유화제의 함량이 6 중량%를 초과하는 경우에는 잉크 조성물의 점성 저하로 인해 유색안료가 서로 엉겨 침강되고, 필 기 후 잔류물이 글자에 잔존하여 잉크 조성물이 번지거나 흘러내려 필기면에 얼룩이 발생될 수 있으며, 적정 수준의 유화제가 포함된 잉크 조성물보다 건조속도가 늦어진다.

본 발명의 일실시예에 의한 잉크 조성물은 이형제를 포함한다.

상기 이형제는 필기면에 형성된 잉크 조성물의 코팅이 필기면으로부터 용이하게 소거될 수 있도록 잉크 조성물 코팅의 소거성을 향상시키는 것으로서, 상기 수용성 합성수지 및 유화제와 함께 소거성에 중요한 역할을 수행하는 물질이다. 상기 이형제로는 지방족 카르복실레이트, 디부칠프탈레이트, 에칠올레이트, 부칠라우레이트, 액상파라핀, 다가변성알코올, 또는 이들의 2 이상의 혼합물을 사용할 수 있고, 특정적으로는 일본 신에츠(ShinEtsu)사의 KS737(상품명) 또는 KMK740(상품명)을 사용하는 것이 좋다.

이때, 상기 이형제는 4 내지 6 중량%가 포함되는 것이 바람직하다. 여기서, 이형제의 함량이 4 중량% 미만인 경우에는 잉크 조성물의 이형 효과가 미약하여 필기면으로부터 용이하게 소거되지 않고, 이형제의 함량이 6 중량%를 초과하는 경우에는 소거성은 향상되나 색상의 선명도가 저하된다.

본 발명의 일실시예에 의한 잉크 조성물은 안정제를 포함한다.

상기 안정제는 잉크 조성물의 일정한 점도와 보형성을 유지시켜 주고, 변색을 방지하며, 성분간 분리를 방지하는 것으로서, 상기 목적으로 사용되는 안정제라 면, 어떠한 안정제를 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 글리세린(glycerin)을 사용하는 좋다.

이때, 상기 안정제는 8 내지 12 중량%가 포함되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 안정제의 함량이 8 중량% 미만인 경우에는 점도 및 보형성이 저하되어 변색이 발생될 수 있고, 상기 안정제의 함량이 12 중량%를 초과하는 경우에는 잉크 조성물의 소거성이 저하될 수 있다.

본 발명은 전술한 구성을 갖는 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, 물 35 내지 50 중량%에 멜라민수지 및 요소수지로 구성된 수용성 합성수지 7 내지 13 중량%를 첨가하고, 1 내지 3시간 동안 교반하여 겔 조성물을 형성한다.

그 다음, 상기 겔 조성물에 색상안료 20 내지 30 중량%를 첨가하고 분쇄하며, 수성분산제 4 내지 6 중량%, 유화제 4 내지 6 중량%, 이형제 4 내지 6 중량% 및 안정제 8 내지 12 중량%를 첨가하고, 1 내지 2시간 동안 교반하여 잉크 조성물을 제조한다.

보다 구체적으로, 첫 번째 단계는 물 35 내지 50 중량%에 멜라민수지 및 요소수지로 구성된 수용성 합성수지 7 내지 13 중량%를 첨가하는 단계로서, 상기 물 과 수용성 합성수지를 반응기에서 1 내지 3시간 동안 혼합시켜 겔 조성물을 형성한다. 이때, 반응기의 교반속도는 1,500 내지 2,000rpm으로 수행될 수 있다.

두 번째 단계는 첫 번째 단계를 통해 생성된 겔 조성물에 색상안료 20 내지 30 중량%를 첨가하는 단계로서, 상기 겔 조성물에 색상안료를 첨가시켜 혼합물을 형성한 후 상기 혼합물을 분쇄기로 분쇄한다. 상기 분쇄기로는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면, 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 삼본롤밀(3 roll mill), 스텐드밀, 제트밀(jetmill) 등을 사용하는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는 삼본롤밀을 사용하는 것이 좋다.

상기 삼본롤밀을 사용하여 혼합물을 분쇄하는 경우에, 상기 혼합물은 삼본롤밀을 3회 이상, 바람직하게는 3 내지 5회를 수행하여 분쇄하는 것이 좋다.

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

세 번째 단계는 두 번째 단계를 통해 분쇄된 혼합물에 수성분산제 4 내지 6 중량%, 유화제 4 내지 6 중량%, 이형제 4 내지 6 중량% 및 안정제 8 내지 12 중량%를 첨가하는 단계로서, 두 번째 단계를 통과한 혼합물에 수성분산제 4 내지 6 중량%, 유화제 4 내지 6 중량%, 이형제 4 내지 6 중량% 및 안정제 8 내지 12 중량%를 첨가하고, 상온에서 1 내지 2시간 동안 교반시켜 잉크 조성물을 형성한다. 이때, 교반기의 교반속도는 1,000 내지 1,500rpm으로 수행될 수 있다.

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

[실시예]

1. 상온 1기압 하에서, 멜라민수지 0.6㎏ 및 요소수지 0.4㎏을 반응기에 투입하고, 1,700 rpm으로 2시간 교반하여 수용성 합성수지를 제조하였다.

2. 상온 1기압 하에서, 증류수 4㎏을 반응기에 투입하고, 수용성 합성수지 1㎏을 반응기에 투입한 후 1,700 rpm으로 2시간 교반하여 겔 조성물을 형성하였다.

3. 상온 1기압 하에서, 상기 겔 조성물에 이산화티타늄[R-902, 듀폰, 미국] 2.5㎏을 첨가하여 혼합물을 형성한 후 삼본롤밀을 이용하여 상기 혼합물을 3번 분쇄하였다.

4. 상온 1기압 하에서, 상기 분쇄된 혼합물에 수성분산제[Disperbyk-190, BYK-Chemie GmbH, 독일] 0.5㎏, 유화제[X-100, 동성화공, 한국] 0.5㎏, 이형제[KMK740, 신에츠, 일본] 0.5㎏, 안정제[글리세린, 동양케미칼, 한국] 1㎏를 첨가하고, 1,300 rpm으로 1시간 교반하여 잉크 조성물을 제조하였다.

[비교예 1]

실시예와 동일한 조건에서 잉크 조성물을 제조하되, 실시예의 수용성 합성수지 1㎏을 첨가하지 않고 잉크 조성물을 얻었다.

[비교예 2]

실시예와 동일한 조건에서 잉크 조성물를 제조하되, 실시예의 이산화티타늄[R-902, 듀폰, 미국] 2.5㎏ 대신 이산화티타늄[R-902, 듀폰, 미국] 5㎏을 첨가하여 잉크 조성물을 얻었다.

[비교예 3]

실시예와 동일한 조건에서 잉크 조성물를 제조하되, 실시예의 증류수 4㎏ 대신 증류수 8㎏을 첨가하여 잉크 조성물을 얻었다.

[실험예]

상기 실시예와 비교예 1, 비교예 2 및 비교예 3을 통하여 제조된 잉크 조성물의 유출성, 분산성, 백색도, 건조성 및 소거성을 평가하기 위하여 기능 평가 실험을 실시하였으며, 그 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.

< 표 1 > 마커펜용 수성 겔 잉크 조성물의 기능 평가 실험 결과

구 분	실시예	비교예 1	비교예 2	비교예 3
유 출 성	○	○	△	○
분 산 성	○	X	○	△
백 색 도	○	○	○	△
건 조 성	○	△	○	X
소 거 성	○	X	△	△

1)유출성

펜촉을 장착한 마커펜 잉크 저장탱크에 잉크 조성물 10g을 주입하고 펜촉을 일정한 시간 간격으로 수직으로 가압하여 잉크가 펜촉의 팁까지 도달하는데 걸리는 시간 및 가압 회수로 유출상태를 평가하였으며, 30회를 가압했을 때 펜촉의 팁까지 도달하는데 걸리는 시간을 측정하여 아래의 내용과 같이 평가하였다.

○ : 20초 이하

△ : 21초 내지 50초

X : 50초 초과

2) 분산성

잉크 조성물을 시험관에 넣고 일주일간 방치 후 안료, 첨가제와 용매가 분리된 층의 두께를 측정하여 분산성을 아래의 내용과 같이 평가하였다.

○ : 층분리 두께가 0 내지 2mm 이하인 경우

△ : 층분리 두께가 2 내지 5mm 이하인 경우

X : 층분리 두께가 6mm 이상인 경우

3) 백색도

녹색의 칠판용 도료를 도장하여 제작한 칠판 표면에 엠보싱이 있는 기존의 백묵 칠판에 백묵과 마커펜을 동시에 잡고 나선형의 선을 기재한 다음 3m 후방에서 육안으로 백묵과 비교하여 아래의 내용과 같이 평가하였다.

○ : 백묵과 동일한 색상

△ : 백묵보다 조금 연한 색상

X : 백묵보다 연한 색상

4) 건조성

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.

○ : 건조 시간이 8초 이하인 경우

△ : 건조 시간이 9 내지 15초인 경우

X : 건조 시간이 16초 이상인 경우

5) 소거성

녹색의 칠판용 도료를 도장한 칠판을 수직상태로 놓고 마커펜용 잉크 조성물이 주입된 마커펜으로 나선형의 선을 기재한 다음 초기 소거성은 1일 경과 후, 후기 소거성은 1주일 경과 후에 마커펜용 지우개로 지워지는 상태를 아래의 내용과 같이 육안으로 평가하였다.

○ : 깨끗하게 지워짐

△ : 자국이 약하게 남음

X : 부분적으로 지워지지 않음

상기에서 잉크 조성물의 물성을 측정한 결과 실시예의 경우에는 유출성, 분산성, 백색도, 건조성 및 소거성이 모두 우수한 반면에 비교예 1의 경우에는 수용성 합성수지를 제외한 나머지 조성을 실시예의 조성과 동일하게 사용함에도 불구하고, 분산성 및 소거성이 보통 미만인 것으로 나타났다. 또한, 비교예 2의 경우에는 색상안료를 제외한 나머지 조성을 실시예의 조성과 동일하게 사용함에도 불구하고, 잉크 조성물의 점도에 영향을 미치는 색상안료의 사용양이 적정하지 않음에 따라 유출성 및 소거성이 모두 보통인 것으로 평가되었다.

아울러, 비교예 3의 경우에는 증류수의 사용양이 적정하지 않음에 따라 분산성, 백색도, 소거성은 보통이고, 건조성은 보통 미만으로 평가되었다.

따라서, 상기 평가의 결과에 의하면 실시예의 경우에는 모든 물성이 우수한데 반해 비교예 1 내지 3의 경우에는 잉크 조성물의 성분이 적절하게 배합되지 아니하여 실시예에 비해서 품질이 떨어지는 것으로 평가되었다.

한편, 본 발명에 의한 잉크 조성물은 흑판에 분필과 혼용하여 사용이 가능하다. 이에, 상기 잉크 조성물은 높은 접착강도로 인하여 흑판에 사용되어 소거될 경우 흑판에 잔존하는 분필가루도 제거하는 부가적인 효과를 얻을 수 있다.

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

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

Claims (4)

1. 물 35 내지 50 중량%;

   멜라민수지 및 요소수지를 포함하는 수용성 합성수지 7 내지 13 중량%;

   색상안료 20 내지 30 중량%;

   수성분산제 4 내지 6 중량%;

   유화제 1 내지 3 중량%;

   이형제 4 내지 6 중량%; 및

   안정제 8 내지 12 중량%;

   를 포함하는 마커펜용 수성 겔 잉크 조성물.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 색상안료로는 이산화티타늄이 사용되고, 수성분산제로는 Disperbyk-190가 사용되며, 상기 유화제로는 X-100이 사용되고, 상기 이형제로는 KS737 또는 KMK740이 사용되며, 상기 안정제로는 글리세린이 사용되는 것을 특징으로 하는 마커펜용 수성 겔 잉크 조성물.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 수용성 합성수지는 멜라민수지 60 내지 80 중량% 및 요소수지 20 내지 40 중량%로 혼합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 마커펜용 수성 겔 잉크 조성물.
4. (ⅰ) 물 35 내지 50 중량%에 멜라민수지 및 요소수지로 구성된 수용성 합성수지 7 내지 13 중량%를 첨가하고, 1 내지 3시간 동안 교반하여 겔 조성물을 형성하는 단계;

   (ⅱ) 단계 (ⅰ)을 통해 생성된 겔 조성물에 색상안료 20 내지 30 중량%를 첨가하고 분쇄하는 단계; 및

   (ⅲ) 단계 (ⅱ)를 통해 생성된 혼합물에 수성분산제 4 내지 6 중량%, 유화제 4 내지 6 중량%, 이형제 4 내지 6 중량% 및 안정제 8 내지 12 중량%를 첨가하고, 1 내지 2시간 동안 교반하는 단계;

   를 포함하는 마커펜용 수성 겔 잉크 조성물의 제조방법.

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