KR20020090699A - 필기구용 수성 형광 잉크 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 아크릴로니트릴 26~32 중량%, 메틸 메타크릴레이트 12~18중량%, 메타크릴산 4~10 중량% 및 스티렌 40~58 중량%로 이루어진 단량체 혼합물을 유화중합시켜 0.3 미크론 이하의 유화중합체를 제조하고, 수득된 유화중합체를 사용하여 염료와 착색한 수성 형광 잉크 조성물이 제공된다.

Description

필기구용 수성 형광 잉크 {CURABLE SILICONE COMPOSITON HAVING SLIP PROPERTY}

본 발명은 감열, 감압의 기록지에 특히 유용한 필기구용 수성 형광 잉크 및 그의 필기구용 수성 형광 잉크를 사용한 필기구에 관한 것이다.

본 명세서의 기재에 있어서 "(메트)아크릴산"은 아크릴산 및/또는 메타크릴산을 총칭하는 용어이다.

형광펜에 충진하는 형광잉크가 구비해야 하는 성질로서는 먼저 원활하게 잉크가 유출되는 것과, 펜촉에서 잉크가 건조되지 않는 것과, 目詰가 생기지 않는 것과, 내부에서 경시변화와 같이 고화되지 않을 것 등이 권장된다. 또, 필기후의 필적에 대해서 소망되는 성질로서는 색조가 선명하고, 내수성, 내광성이 우수하고, 필구용 기재에 표리~~~ 침투하지 않고, 최근의 정보기록지 관계의 발달에 수반한 감압지, 감열지에 현색시킨 인자면에 대해 소색(消色), 변색 작용이 없어야 한다.

종래에, 형광잉크는 형광도료, 염료매개물, 유기용제, 물을 주성분으로 하여 제조되었다. 이와 같은 종래의 수성 형광잉크는 색조의 선명성, 형광강도, 잉크의원활한 유출성, 저장안정성 등이 우수한 특징을 가지고 있지만, 최근 급속히 보급되고 있는 정보기록지관계의 감압지, 감열지 등의 인자에 대해서는, 소색, 변색하는 작용이 있고, 또 내수성, 내광성에 큰 결점을 가지고 있다.

특개소 1-268775호, 특개소 62-148580호에는, 상술한 종래의 형광잉크의 결점을 배제한 새로운 형광잉크로서 비닐계 단량체를 유화중합시켜 수득된 유화중합체를 형광염료로서 염색시켜서 된 형광잉크가 제안되어 있다. 그러나 상기 인용문헌에는, 구체적으로 가장 바람직한 수성 형광잉크의 구성 및 구체적으로 바람직하게 적용되는 필기구에 대해서는 어떠한 개시도 없다.

본 발명자들은 종래의 수성 형광잉크의 여러 가지 문제점들을 해소할 수 있는 수성 형광잉크의 구성 및 조성에 대해서 연구한 결과, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 필기구용 수성 형광잉크는, 아크릴로니트릴 26~32 중량%, 메틸 메타크릴레이트 12~18중량%, 메타크릴산 4~10 중량% 및 스티렌 40~58 중량%으로 된 단량체 혼합물을 유화중합시켜 입자경 0.3 미크론 이하로 유화중합체를 만들고, 이를 염료로 착색시킨 수성 형광잉크 조성물을 제공한다.

본 발명의 하나의 바람직한 구현예에 따르면, 아크릴로니트릴 약 29 중량%, 메틸 메타크릴레이트 약 15중량%, 메타크릴산 약 7중량%, 스티렌 약 49중량%로 된 단량체 혼합물을 사용한다.

본 발명에서 사용되는 유화중합체는 특정한 단량체로 된 단량체 혼합믈을 유화중합하는 것에 의해 수득된 입자경 0.3 미크론 이하의 것이며, 0.25 미크론 이하의 것들이 바람직하다. 유화 중합체의 입자경이 0.3 미크론을 초과하면, 수성 형광잉크 중의 유화 중합체가 침강하여 장기간 저장안정성에 결함이 생기고, 또 수성 형광잉크가 원활하게 유동하지 않는다.

본 발명에 있어서, 유화 중합법은 계면활성제의 종류와 양 등을 목적에 따라서 적절히 선택하는 것에 의해 행해지지만, 그의 중합온도는 50~90℃가 바람직하다.

본 발명에 있어서 바람직하게 사용되는 계면활성제는 알킬벤젠술폰산염, 알킬페놀술폰산염, 알킬디페닐 고리를 갖는 술폰산염, 알킬아릴술폰산염의 포르말린 축합물, 알킬아릴술폰산염의 케톤화합물, 수포숙신산 에스테르염, 폴리옥시에틸렌알킬술포네이트염, 폴리옥시에틸렌알킬아릴술포네이트염 등의 음이온 계면활성제 및 지방산과 글리센린, 글리콜, 펜타에리트리톨, 소르비탄, 혹은 만니탄 등의 에스테르류, 또는 폴리에틸렌옥사이드과 고급 지방산, 고급 알콜, 고급 알킬아민, 혹은 알킬페놀인산 등과의 축합물류 등의 비이온 계면활성제가 있으며, 음이온 계면활성제만을 사용하는 경우 혹은 비이온 계면활성제를 병용하는 경우등이 있다.

또 중합 개시제로서는 암모늄 퍼술페이트, 칼륨 퍼술페이트, 과산화수소 등을 사용할 수 있으며, 혹은 필요에 따라서 환원제를 병용할 수도 있다.

본 발명에 있어서 형광염료로서는 특별히 한정되지 않으며, 염기염료 (카로틴 염료를 포함), 분산염료, 유용성 염료, 형광증백 염료 등 각종 염료 군에서 선택하여 이용할 수 있다. 특히 일광 형광염료의 일종 및 2종 이상과 일광 형광염료와 보통염료 (형광성이 없는 염료) 또는 안료를 함께 사용할 수 있다.

이러한 염료에 따른 착색은 유화 중합시 또는 중합 후에 각각 행해질 수 있다. 이의 조건에 관해서는 교반 상태에서 대기압 이하가 아닌 가압하에 40~110℃, 1~5 시간이 바람직하며, 염료의 사용량은 유화 중합체 (고형분) 100중량부에 대해서 0.01~10 중량뿌가 바람직하며, 0.1~50중량부가 더욱 바람직하다.

염료에 따른 착색은 통상적인 방법에 따라 행해질 수 있지만, 계면활성제를 사용하여 행하는 것이 바람직하며, 유화 중합가 음이온성 또는 비이온성인 경우에는 염료의 종류에는 관계 없지만, 계면활성제는 음이온성 또는 비이온성의 것이 바람직하다. 유화 중합체, 염료 및 계면활성제의 극성은 목적에 따라서 적절히 선택된다.

상기 친수성 유기 용제로서는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로킬렌글리콜, 글리세린으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유할 수 있다. 이러한 친수성 유기용제를 반응시에 또는 반응 후에 혼합사용하는 것에 의해 형광잉크의 유출성, 색조의 선명성, 펜촉에서 건조도의 조정, 보온성, 점도의 조정, 필기특성의 개선 등에 사용된다. 이외에도, 에틸렌글리콜은 감압지에 대해서, 글리세린은 감열지에 대해서 특히 유용한 용제이고, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜은 샘조의 선명성을 개선하는데 유용한 용제이다. 이러한 친수성 유기용제의 배합량은 5중량% 미만에서는 펜촉의 건조가 현저해져 필구불능이 되며, 35 중량%를 초과하면 펜촉에서 건조성은 양호하지만 잉크의 누출, 감압지, 감열지의 인자에 대해 소색, 변색하는 경우도 있다.

또, 본 발명의 수성형광 잉크를 사용한 필기구로는, 예를 들면, 중면으로는폴리에스테르계 섬유를 사용하고, 펜촉으로는 폴리에스테르계 장섬유를 묶은 것을 사용한 것을 들 수 있다. 중면은 원통체에 내장되어 잉크를 머금도록 되어 있으며, 펜촉은 한쪽 말단이 전술한 중면에 접촉하고 다른 쪽 말단은 반대쪽으로 돌출되어 필기구의 사용시에 종이 등의 표면에 접촉하여 잉크를 유출시켜 인자하도록 되어 있다.

본 발명에 따른 수성 형광잉크는, 이를 구성하는 라텍스가 0.3 미크론 이하의 크기를 갖고 있기 때문에, 잉크의 유출성 및 필기감이 우수하며, 색조가 균질하다.

수성 형광잉크 조성은 전술한 성분 이외에 비이온성 활성제, 음이온 활성와 같은 계면활성제, 염료용해제, 균염제, 방부제, 가스퇴색방지제, 이온봉쇄제, 산화방지제, 자외선흡수제, 소포제 등을 포함할 수 있으며, 이들의 상호간의 물리, 화학 작용에 따른 상승효과가 점도, 표면장력의 조정, 잉크의 내열성, 일광견뢰도 등의 향상, 필기 특성의 개선을 할 수 있는 효과를 줄 수 있다.

실시예

이하에 본 발명의 실시예를 들어 설명한다.

실시예 1

(1) 단량체 혼합물 및 개시제 용액의 제조

아세트니트릴(AN) 140 ㎏, 스티렌 단량체 236.4 ㎏, 메틸 메타크릴레이트 (MMA) 72.2 ㎏ 및 메타크릴산(MAA) 33.8 ㎏으로 구성된 단량체 혼합물을 제조하고, 개시제 3.24 ㎏을 물 60 ㎏에 완전히 용해시켜 개시제 용액을 제조한다.

(2) 라텍스 중합

반응기에 물 630 ㎏을 투입하고 유화제 45.2 ㎏을 계량하여 투입한다. 물 30 ㎏로 유화제 계량시에 사용된 용기를 세척하여 투입하여, 교반하에 스팀으로써 약 50℃까지 승온시킨다.

상기 제조된 단량체 혼합물 중의 72 ㎏을 질소 기류하에 먼저 반응기 내로 교반하에 투입하고 온도를 상승시킨다. 반응물 온도가 78℃ 정도가 되면 스팀을 닫고, 반응물의 온도가 80℃가 되면 위에서 제조된 개시제 용액 중에서 12 ㎏을 신속하게 투입한다.

온도가 87℃ 이상 상승되면, 단량체 혼합물의 잔량 및 개시제 용액 잔량을 함께 교반하에 적가한다. 냉각수를 순환시키면서 반응물의 온도가 60℃ 부근까지 저하될 때까지 교반한 후, 다음날까지 교반을 계속하여 실온으로 냉각되게 한다.

약 1200 ㎏의 라텍스를 수득하였으며, 이를 다음 착색 단계에서 사용할 수 있게 준비한다.

(3) 착색공정

물 86 ㎏을 분산조에 투입하고, 교반하에 B.Y.40 18.6 ㎏, NP10 24 ㎏, EG 24㎏, TEA 6㎏, 및 이온교환수 11 ㎏을 차례로 투입하고, 상온에서 1시간 동안 교반하에 분산시킨다.

상기 단계 (2)에서 제조된 라텍스 1200 ㎏을 상기 분산조에 투입하고, 염료 분산액을 신속하게 적가하고, 곧바로 스팀으로 승온시킨다. 온도가 84℃ 정도가 되면 스팀을 닫고, 냉각수를 투입하여 교반하면서 상온까지 뇽각하고 침전조로 보낸다.

1차 여과작업을 거친 후에, 420 메쉬로 2차로 여과하여, 소망하는 수성 형광잉크를 수득한다.

상기 실시예에서 제조된 수성 형광 잉크 및 이를 사용하여 제조된 필기구의 물성 등을 하기에 따라 시험하였다.

저장안정성

형광펜을 45℃의 항온조에 위치시켜 필기불능으로 될 때까지의 일수를 측정하였다. 본 발명에 따른 수성 형광잉크를 사용하여 제조된 형광펜은 180일간 이상이 없었다.

색조의 선명성

본 발명에 따른 수성 형광잉크를 사용하여 제조된 형광펜으로 종이위에 인자(印字)하고 형광분광광도계로 측정하였을 때, 높은 정도의 선명성을 나타내었다.

내광성 시험

본 발명에 따른 수성 형광잉크를 사용하여 제조된 형광펜으로 종이위에 인자(印字)하고 10시간 조사하여 측정하였을 때, 색조 소멸이나 변색이 관찰되지 않았다.

내수성 시험

본 발명에 따른 수성 형광잉크를 사용하여 제조된 형광펜으로 종이위에 인자(印字)하고, 종이를 1시간 물에 침지하여 필적의 흐트러짐을 육안으로 관찰하였다. 글자체의 흐르러짐이 관찰되지 않았다.

본 발명에 따른 형광펜의 감압지에 적용

본 발명에 따른 수성 형광잉크를 사용하여 제조된 형광펜으로 시판되는 감압지에 위에 인자(印字)하고 3분 후에 글자체의 흐트러짐 및 선명성을 육안으로 관찰하였다. 글자체의 흐트러짐 및 선명성에 나쁜 영향이 없었다.

본 발명에 따른 수성 형광 잉크 조성물은 색조의 선명성, 형광강도, 잉크의 원활한 유출성, 저장안정성 등이 우수하였으며, 기존의 필기용 종이 외에 감압지와 같은 용지에도 우수하게 적용될 수 있고, 색조의 소멸, 변색에 대해 내성이 높고, 내구성, 내광성 등이 우수하다.

Claims (1)

1. 아크릴로니트릴 26~32 중량%, 메틸 메타크릴레이트 12~18중량%, 메타크릴산 4~10 중량% 및 스티렌 40~58 중량%로 이루어진 단량체 혼합물을 유화중합시켜 0.3 미크론 이하의 유화중합체를 제조하고, 수득된 유화중합체를 사용하여 염료와 착색한 수성 형광 잉크 조성물.