KR19980072012A - 지우개로 지워지는 필기구 겸 화구(크레용,색연필,칼라샤프연필 심)의 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지우개로 지워지는 색연필 크레용 칼라샤프연필 조성물에 관한 것으로서 본 발명의 조성물은 용융수지 10∼40중량% 안료 20∼60중량% 가소제 10∼30중량% 분산제 5∼10중량% 안정제 0.5∼1중량% 착시 유도제(형광제)0.01중량%를 한 롯드로 하고 다공성무기물 제조공법에 의해 다공화된 무기물에 (당 분야에는 사용이 불가능한 색소로 알려져 있고 수채화 수성물감 또는 잉크에만 적용되어 왔던 안료와 염료 등의 색소중 가장 진하고 조밀한 염료를 당분야에 최초로 사용하는 방법) 염료를 당분야에 최초로 미공삽입 3차원 실리콘으로 코팅한 충진색소(착색조제)를 또하나의 새로운 한 롯드로 하여 이 둘을 70 : 30중량%로 제조공법 1, 2, 3, 4에 의해 배합 성형후 종속항목으로 향료를 제조공법 제 5항에 의해 산포하여 완성하는 것을 특징으로 하며,

이와 같은 구성의 본조성물은 종이에 칠했을때 기포없이 완전히 물감 칠처럼 조밀하고 진하게 밀착도포되어 칠해지고, 묻어나지 않으며, 고무지우개로 지우면 깨끗하게 떨어져 나가고, 도포된 종이를 물에 담가 놓으면 쉽게 풀어져 종이를 재활용하는 것이 용이하게 되며, 향의 임의 선택이 가능한 고체 천연 향수의 역활도 하게 되고 조성물이 딱딱하여 오래쓰며 부러지지 않는 등 종래에는 불가능했던 0.5mm와 같은 샤프연필로도 가능하여 세계최초로 크레용 색연필등 과 같은 화구용과 사인펜 볼펜 메직펜 수성펜 유성펜 중성펜 흑연연필등의 필기구의 단점을 모두 보완하고 단점이 거의 없는 완벽한 화구와 필기구를 겸한 신 대체물질을 제조하는 것이 가능하게 된다.

Description

지우개로 지워지는 필기구 겸 화구(크레용, 색연필, 칼라샤프연필 심)의 조성물

본 발명은 크레용, 색연필등의 화구용과 칼라샤프연필등 필기구 조성물에 관한 것으로서 보다 구체적으로는 기존의 크레용 및 색연필과는 달리 종이에 칠했을때 칠한 면이 조밀하게 도포되어 기포현상이 발생함이 없이 물감 칠했을 때 처럼 진하게 칠해지고 칠한 부분이 크레용처럼 반대쪽 지면에 묻어나는 현상이 없고 만졌을때 손에 묻어나지 않고 조성물이 딱딱하여 일반적으로 사용상 본 조성물의 잡은 손의 힘으로는 부러지지 않을 만큼 강도가 단단하고 칠한후 손톱으로 긁어도 손톱에 묻어나오지 않게되며 문구용 흑연연필용 고무지우개로 지우면 종이에서 깨끗하게 벗겨서 지워지는 화구 겸 필기구의 조성물에 관한 것이다.

지금까지의 색연필 크레용 크레파스와 같은 채색재는 수채화 물감처럼 종이에 조밀하게 칠해지지 않고 기포현상(종이에 칠해진 지면적 안에 종이가 엿보이는 현상)이 심하게 발생하며 여러번 덧칠해도 종이가 엿보이며, 종이에 칠해진 상태에서

문구용 고무지우개로 지워보면 완전히 지워지지 않을 뿐만아니라 오히려 주변으로 번져서 매우 지저분하게 된다. 또한 이러한 채색재로 칠한 그림 또는 서류를 보관하는 경우 채색된 종이와 접촉하는 다른 종이에 채색재가 묻어나게 되므로 그 보관에 섬세한 주의를 기울여야만 한다. 따라서 본 발명자는 다양한 실험을 거듭한 결과 일반적으로 유통되어지는 프라스틱용 화장품용 문구용 고무용색소(안료 또는 염료), 가소성용융수지, 가소제, 분산제, 착색조제, 착시 유도제(발광제), 열안정제(방향제 포함)를 이용하여 통상적인 방법의 압출 시설을 이용한 생산시에는 본 발명과제의 지워지는 조성물은 가능하더라도 상품성(1. 딱딱해야하는 특징을 충족하면서 부드럽게 잘 칠해지는 점, 2. 기포없이 물감칠에 가깝게 조밀하게 칠해지는 점, 3. 진하고 선명하게 도포되는 점, 4. 칠한 후 묻어나지 않는 점, 5. 깨끗이 지워지는 점)을 조금도 충족 할수 없다는 것을 알고, 본 발명을 위해 일반 시중 색소를 이용하지 않고 별도의 주문에 의한 색소 및 임의 가공된 원료를 구입하는 방안, 또는 일반 원자재를 구입후 별도의 임의 제작된 기계로의 가공방안인 본 발명과제를 위해 발명자가 고안한 제조공법(( 1. 다공성무기물 제조공법. 2. 안료(염료)와 다공성 무기물의 미세도(초미세분말화)조절 가공공법. 3. 제1제조공법에 의해 임의 제조된 다공성 무기물에 색소(안료, 염료)를 코팅하는 제조공법, 4. 마스터 배치 또는 팔레트 제조공법, 5. 연필심에 향료접합 제조공법))을 활용해서 제조해야 시장성 상품성을 충족할 수 있으며 반대로 일반적인 배합기로 본 발명 조성물의 구성성분들을 배합하여 일반 압출방법으로 생산했을 경우에는 지워지는 자체의 색연필이 될 수는 있지만 전혀 상품가치가 없어서 시장에 내어 놓더라도 조밀하게 칠해지지 않고 2중으로 진하게 칠해지지 않고 너무 딱딱하여 칠할 때 힘이 들어 가는 등 부드럽게 칠해지지 않아 시장에 팔리지가 않는다는 사실을 알게 되었다.

종래의 색연필 기술

종래 크레용 색연필은 안료에 파라핀 수지를 다량 휠러로 쓰고 카나우바납, 목랍, 경화유, 스테어린산 등의 전색제로 혼련, 가열해서 녹여 형으로 흘려넣어 냉각해서 만든다.

이와 같은 채색재는 유지방성 수지가 다량 들어가고 안료의 미세화를 중요시하지 않고 또한 미세화 하더라도 유지방이 전색제(휠러)로 다량 들어가 조밀하게 보이지 않고 고무지우개로 지워 보면 지저분하게 번져서 지워지지도 않으며 절단강도를 중요시 하여 스테아린산 등 강도조절용 휠러를 많이 배합하면 잘 칠해지지 않고 적게 넣으면 절단강도가 너무 약해 상품이 되지 않는다. 또한 사용된 종이 반대면에 묻어나서 보관이 용이하지 않고 손에 묻어나며 어느 한쪽이 좋게 되려면 반드시 한쪽의 기능이 파손 당해져 버리는 한계 상황을 가진 것이 종래 기존제품의 단점이다.

발명이 결정하려고 하는 과제

따라서 지금까지 색연필 크레용 제조는 그 동안 통상적으로 상용화된 원료와 성분의 특성, 주어진 기계시설의 역활이 일정 한계 상황을 넘지 못하는 고정관념 때문에 기존 제조업체 전문인들도 미쳐 본 발명자가 의도하는 기술을 발명하지 못했듯이, 본 발명자 역시 본 발명에 성공하기 전 까지 기존 시중 양산되어 나오는 색소의 상태와 현실로 주어진 기계시설 때문에 고정관념의 벽에 부딪혀 기존색연필과의 차별화를 하기 불가능함을 느껴 좌절한 때가 있었으며 이 당시의 기존 시설과 기존의 성분으로 만들어진 제품은 지워지는 것은 가능하였으나 꽉 눌러서 힘을 줘서 겨우 칠해지는 상태이고 색상이 희미하게 도포는 되나 색이 너무 옅게 묻어 나와서 마치 칠 해진다는 표현 보다는 긁혀서 겨우 묻어나는 수준이었고 2중으로 칠하면 먼저 칠한 색이 깍여 나오면서 더 희미하게 칠해져서 더욱 색이 희미하고 부스럼(똥) 마져 생겨서, 지워지는 자체의 목적은 이루었으나 도저히 상품은 될수 없게되는 결론에 이르게 되었다. 당시 몇번이나 포기 할 뻔한 과정을 겪었으나 끈질긴 노력으로 제조공법을 연구하고 본 고안한 시설에서 임의 주문으로 얻어진 물질을 다양하게 배합 실험을 거듭한 결과 기존 제품과는 뚜렷한 차별화된 배합물질을 제조하는 방법으로 본 발명을 완성하여 칠해 본 결과 발명자가 의도하고자 하는 목적을 충족할수 있는 결과를 얻었다.

그러므로 본 발명의 색연필등 조성물은 다음의 성분들을 이용하여 다음과 같은 제조공법으로 가공화된 물질을 포함하여 배합되는 것을 특징으로 한다.

조성물

(g)설명 제1 제조공법으로 생성된 다공성 무기물을

제2제조공법에 의해 250Mesh로 가공된 무기물에

제2제조공법으로 1,000Mesh 이상 2,000Mesh 크기

입자로 가공된 ((염료 : 염기성안료(30 : 70) 70중량%에

3차원 수지의 실리코운 오일 30중량%로

1차 코팅 가공된 물질(무열 고속 스쿠류 믹서기 사용)

화구 및 필기구의 질을 좋게하기 위해 특별 고안한 제조공법

목적 : 본 발명상 배합에 필요한 시중의 기존 성분들과 제조상 분산의 최적화를 위해 충족할수 있는 기계시설이 없어서 임의 설계하여 제조하여야 하는 이유로 본 공법은 필수적임.

(ㄱ)제1 제조공법 : 사용하고 남은 심을 폐기후 자연 생분해를 유도하고 조색을 위한 인공적 다공성 무기물 제조공법

(ㄴ)제2 제조공법 : 분산제 및 착색조제인 무기물과 안료 입자를 고밀도 또는 적정입자크기로 조정하는 미세도 조절 가공공법

(ㄷ)제3 제조공법 : 이동성 색소(염료)의 이동방지와 다공성무기물에 색소를 미공삽입 코팅하여 조색 및 색을 두껍게 보이기 위한 제조공법

(ㄹ)제4 제조공법 : 마스터 뺏치 또는 팔레트 제조공법(종합 혼합 제조공법)

(ㅁ)제5 제조공법 : 색연필 심의 색상과 물성을 보호하며 연필심에 향료를 접합하는 제조공법

발명과제의 배합재료 중 지워지는 주재료로 선택 가능한 수지

상기 선택가능 수지 중 제조상 상품성이 가장 뛰어난 우선 선택수지

폴리에틸렌 계열 중 밀도가 높은 폴리에틸렌(HDPE)

안료 및 염료의 선택가능 및 선택 품목

각종 칼라로 양산 시판 되는 공업용, 식용, 화장품용 중 유기안료 및 무기 안료와 염기성 안료로 양산되어 시판되는 안료와 염료로서 독성이 없는 것으로 충분히 증명 된 것으로서 입자의 크기가 1,000매시 ∼ 2,000매시로 미세분말상의 것으로서 씨아이 피그 먼트 풀쉐이드(C I PIGMENT FULL SHADE)로 바탕색소가 이루어진 것, 색소 자체가 가격을 싸게하려고 중량 증량을 목적으로 휠러로 쓰는 이물질이 함유되지 않은 것으로 Nigrosine계통의 쏠벤트타입(유용성)과 오일계통에 속하면서 알콜성 겸 수성타입의 것과 염기성 유기성 무기성 모두 혼용되어야 한다. 참고로 유해물질 사용금지 규정에 따라 JIS S6026에 제시된 무해물질 참조 법정규격에 적합한것 , 안정성이 충분히 증명된것 미생물오염이 없는것, 사용성이 좋은것, 원료냄새가 없는 것, 촉매활성이 좋은것 등을 고려해서 안료를 선택함이 바람직하다.

가소제로 선택 가능한 품목

수지의 딱딱함을 잘 깍여묻어나게 하기위한 목적과 슬립성을 도와서 채질시 소프트함을 느낄수 있게 하는 용도로 쓰임.

＜프탈산 에스텔계(방향족)＞

DMP, DEP, DIBP, DHP, DBP, DOP, DIOP, DNOP, DNP, DIDP, BBP,

DCHP, DAP, 또는 이들의 혼합물

＜지방족 에스텔계＞

DOA, DIDA, DOZ, DOS, DBS, BO, MAR, ATBC, 디펜타 에리슬리톨헥사 에스텔

또는 이들의 혼합물

＜인산에스텔계 염소＞

TCP, TPP, TOP, 기타의 인산에스텔, 염소화 지방산 에스텔, 염소화 파라핀, BPBG, EPEG, 엘틴 OP 톨루엔 술폰 아미드, 또는 이들의 혼합물

＜기타, 가소제 가능 품목＞

미네랄 오일(정제 광물유), 왁스(wax)

가소제로 우선 선택할 성분

DOA가 소량만 배합해도 효과가 크나 인체의 유해성을 고려하여 미네랄 오일 또는 왁스중 택일하여 사용함 : 인체에 해가 없음,

분산제로 선택가능한 품목

사용목적 : 안료와 수지가 잘 섞이게 하면서 비접착으로 분자간 독립성을 유지하게 하고 샤프연필로 사용시 절단강도 유지와 휨 현상을 보강하기 위해 크레용과 칼라샤프연필, 색연필 심의 배합시 선택적으로 입자 굵기와 양을 증감 선택 사용하며 용융점 300℃ 이상을 사용한다.

선택 가능 종류

금속성분말, 스테아린산아연, 탄산칼슘, 탈크, 산화티타늄, 세라믹분말, 카올린, 마이카, ZNO, BaSo₄, CaSo₄, Na₂SO₄, Na₂Co₃, 제올라이트, 실리카, 금속산화물, 활석등의 분말로 최소한 1,000매시 이상 정도로 미세한 분말로서 300℃이하에서 용융되지 않는것으로 선택함.

분산제로 최적 사용 품목

금속비누(크레용 색연필)또는 세라믹 분말(샤프연필심 제조의 경우) 1,000매시 이상의 미세한 분말이 적합하다.

착색조제로 선택 가능한 품목

사용목적 : 색을 선명하고 진하게 해주고 두껍게 보이게 하며 단 1회만 칠해도 이중으로 칠한 상태와 같이 색을 두껍게 해주어 진하게 되는 효과를 주는 외에도 또한 생명체가 필요한 무기질을 주 성분으로 하여, 심을 다 사용후 마지막에 도막이 되어 소비자가 폐기한 후 환경보호 차원에서 미생물이 갉아먹어서 자연 분해 되도록 유도하기 위한 것임.

성 분 : 규조토, 씰리카, 조개껍질, 활석, 화이트카본,

착색조제로 최적 사용 품목

조개껍질을 제조공법 1과 제조공법 2의 방법으로 분말화한 것.

착시 유도제(무해 형광물질)

진하고 조밀하게 보이기 위한 목적으로 유기성 안료와 무기성 안료 및 염기성 안료를 사용하고 또한 충진제인 다공성무기물에 염료를 코팅한 상태에서도 물감 칠한 상태 만큼의 조밀한 색채를 얻기위해 시각의 굴절을 이용한 착시(스파늉현상)현상을 주는 인체무해한 형광물질을 사용하여 배합하므로서 빛의 굴절(교란)을 이용해 색상의 틈을 한줄의 빛으로 보이게 하여(사실상은 안료와 수지의 결합상태와의 사이마다 틈이 있는데 형광물질로서 빛의 교란작용을 이용하여 색소와 색소사이를 빛으로 채워줌)조밀하고 진하게 보이게 하기 위한 효과를 얻기위한 목적으로 사용함. 1998년 현재 형광제로 인체 무해판정 물질로 UL승인중인 것으로 OB-1 또는 일제 TBO를 택일 조합물 A 100분 률에 포함 0.01 중량% 사용함.

최적 사용 착시유도체(무해 형광제)

일제 TBO

안정제 및 향료

목적 : 산화방지용으로 색소와 수지의 종류에 따라 열화에 따른 탈색 변색방지의 안정제로 사용하고, 향료는 상품을 독특하게 하여 상품성을 향상하여 소비성을 높이기 위함에 첨가 의미가 있다.

금속비누=금속석 겐 : M(OODR)n는 일반적으로 백색, 갈색, 담갈색, 담황색 또는 이들의 혼합색을 띄는 것으로서 융점이 주로 103∼230℃이하인 것으로서 윤활제, 이형제, 조색제의 역활을 한다.

최적 안정제 : 디(n-옥틸), 주석비스(이소옥틸티오글리콜레이트), z-n옥틸 주석 마레인산염 포리마, 금속성비누, 아인산 에스텔(키레이타)

종속 : 방향제(단품) 특이한 향 : 아세트페논(CO.CH₃), 살리칠산메틸(COOCH₃.OH).

15∼0.25중량%/휠러 바닐라 향 : 바닐린(CHO.OCH₃.OH), 에틸바닐린(CHO.OC₂H₅.OH)

건 초 향 : 크마린(CH.CH.C0.0)

라일락 향 : 타피네올(파인오일)

제조공법의 상세한 설명

제1공법 : 다공성 무기물의 제조공법 설명

본 발명과제를 연구하는 과정에서 지워지는 색연필의 조성물은 종이에 칠했을 때 두껍게 칠해지지 않는 문제를 한번만 칠해도 두꺼운 효과를 얻기위함을 목적으로 무기물을 안료보다 2 ∼ 3배정도 똥이 생기지 않을 정도로만 굵게 하되 입자의 모양이 C자 또는 S자모양 등으로 다공화 하여 미공(원)속에 색소가 삽입되게 한후 용융수지로 코팅하기 위한 다공성무기물을 인위적으로 향상시키기 위한 작업이다.

장치 구조 설명 : 제조할 용량에 적합한 크기의 용광로 (무기물을 가열용융할 수 있는 온도에 견딜수 있는 금속로)에 직경 2mm의 개폐가 가능한 장치를 하고 하단부에 용융가능한 열량을 가진 전기, 가스, 석유, 경유등의 연소장치를 하되 생산성을 높이기 위해 용융물 배출 파이프는 다수개를 장치하고 그 하단부에 직경 1mm의 망사식컨베이어 롤라시스템을 용융물이 망사밖으로 넘치지 않게 양옆으로 가이드레일을 설치하고 그 상단에 뜨거운 용융물이 뿜어나올 때 즉시 식힐수 있도록 냉각수를 조로 모양으로 설치하여 물을 분사시키는 장치를 하고 무기물은 얇게 풍선처럼 동공을 만들면서 뿜어나와 냉각수에 냉각되어 다공성무기물이 되어 롤라에 걸린 망사를 통해 물은 아래에 있는 물통에 분리되어 빠지고 목적 다공화된 무기물은 컨베이어에 실려 끝 하단부에 있는 수집용기로 낙하하면서 집하된다.

이과정에서 2mm파이프 용융물 배출로 끝 부분 5cm전 부분에 구멍을 뚫어 고압 공기탱크와 파이프로 연결하여 개폐장치를 한것이 특징이다 이와 관련하여 용융물이 용융상태이지만 뻑뻑하여 2mm의 배출 파이프에 용융물의 하중력만으로는 배출되지 않을 경우를 막기 위해 공기탱크와 용광로를 파이프를 통해 연결한다. 이때, 주의해야 하는 것은 고압탱크의 개폐기에 압력자동조절장치를 부착하여 용광로가 가열에 의해 고유의 강도를 잃고 약화되어 있으므로 공기 압력을 15킬로파운드 내외로 조절함이 안전하며 하단부의 기포를 목적으로 하는 개폐기는 용융물의 흐름과 발포상태가 최적으로 다공화 되는 것을 위해 수동조절이 가능한 장치가 적합하다.

제2제조공법 : 무기물과 색소의 미세도 조절 가공공법(리포좀) 설명

안료 및 염료는 일반적으로 통용되는 시판용은 250매시 정도의 밀도를 가진 부피 입자로 양산되어 유통된다. 본 발명의 조성물은 기존 화구 및 필기구의 색연필의 성상이 물감을 칠했을때 처럼 진하게 조밀하게 도포되지 못함을 극복하기 위하려면 안료를 미세하게 해야하며 염료는 수성 유성 처럼 수용액에 용해가 되는 특징이 있어 가장 분자가 미세함을 알지만 본조성물은 휘러로 쓰이는 바탕 채질 주재료가 고체의 수지이므로 용해또는 자동 희석이 되지 않아 취입 당시의 입자로 수지에 배합되므로 칠했을때의 상태가 기포가 없더라도 확대해 보면 거칠고 조밀하지 못한데 1,000매시 이상의 미분산을 해서 배합한 경우에는 물감처럼 조밀하게 보이는 효과를 얻을 수 있고, 또한 투명성을 띈 250매시의 다공성 무기물에 틈새 삽입을 용이하게 하기 위함을 목적으로 필수적으로 필요하다. 이과정에서 다공성 무기물의 미세도 조절을 목적으로 하는 것은 색소보다 무기물의 용적 부피가 더 크게 하는 의도가 있다.

제 3 제조공법 : 다공성무기물에 안료를 코팅하는 제조공법 설명

착색제의 선택에 있어서 가열온도에 따른 열화작용으로 변색되거나 무기안료의 경우 선명한 색을 얻기 어려우므로 분말상 및 윤성(윤성)착색제로 만들때 모두 색의 진한면 선명도 조밀한 도포성을 충족하면서도 지워질 수 있기는 힘들기 때문에 유, 무, 염기안료를 병용하고도 색의 선명함과 진함을 모두 만족하지 못하므로, 염료를 사용하면 이러한 문제점을 해결할 수있다. 그러나 염료는 이행성과 탈색성질이 뛰어나고 약간의 수분 또는 습기만 있으면 종이에 녹아서 염색되는 성을 가진 불안정한 색소이므로 다공성 무기물에 염료를 무기물의 미공틈새에 삽입하여 코팅 하여야 막을 수있어서 이를 충족하기 위한 목적으로 본 공정을 거쳐야 한다.

제조공정은 무기물과 염료를 비용융저열 고속 교반기(배합기)에 배합한후, 3차원의 실리코운을 2차 가교시 색소를 포화한 무기물 성형물과 배합하는 과정에서는 80∼150℃의 용융열로 교반한다. 이때 고밀도 폴리에틸렌(LDPE)와 교반하여도 좋다.

제 4 제조 공법 : 마스터 뺏취 또는 팔렛트화하는 제조공법 설명

안료+수지+착색조제(염료를 미공의 무기물 코팅한)+가소제+분산제+열안정제를 비용융저열에서 고르게 믹싱한후 (1)니더기(교반기)에 150℃의 수지 용융열을 갖는 온도로 100% 고른 용융분산 배합을 하여 마스터배치(팔레트)로 만들어서 (2)필요한 굵기의 압출 또는 프레스 성형 또는 사출금형에 의해 성형한다. (3)이때 샤프연필(0.5mm, 1mm)로 제조 할 경우에는 무기물 1,000∼2,000매시 분말을 제4 제조공법에 의한 최종 배합시 칼라샤프연필용, 색연필용, 크레용 용도의 각 종류별로 배합을 달리한다.

제 5 제조공법 : 향료접합 제조 공법

목적 : 위 4가지의 제조공법에 의해 완성되는 배합 물에 향료를 제 4공법에 의한 배합 시에는 발향제의 고유의 성질(배합 휠러가 산성, 알칼리성 및 열에 따라 향 고유의 성질이 변하는데)이 변하게 되고 색연필 고유의 물성을 얻기 어려워지므로 심이 성형 완료되어 냉각 과정을 거치는 중간 과정에서 약간의 열이 있을 때 심의 벽에 접합시키므로서 고유의 향과 연필심 고유의 질을 보존하기 위함이다. 심 압출기의 최종 압출금형에서 성형완료되어 빠져나오는 파이프 냉각장치 직전에 파이프에 3면 구멍을 내어 거기에 발향제를 바람으로 불어서 접합(공기압 스프레이 도장방법 참조)되어 약간의 온도와 남은 냉각통로 파이프를 통과하는 과정에서 강제 압력 마찰에의해 접합하는 방법을 사용하므로서 색상에는 전혀 영향을 주지 않는다.

본 조성물중, 상기 색소(안료 및 염료)의 선택사항은 인체 무해성 변색 탈색 이행성질이 없는 워지는것을 방해하는 종이에 배어나는 성질이 없는 안료로서 무기성, 유기성, 염기성을 병용하여야만 비교적 광범위한 색상을 얻을수 있고 이들의 입자의 크기는 1,000매쉬이상의 초미립자로 된 것일수록 칠할면이 물감칠한 것에 가깝게 조밀해지며 이것은 3로울 볼밀과 같은 고성능 분쇄기로 최대한 분산된 것이 좋다. 여기에서 염료는 색상이 진하고 조밀한 효과가 가장 뛰어나나 이행성이 강한 불안정한 색소이며 물에서는 상온에서 용해되므로 종이에 스며들어서 지워지는 것을 방해하므로 고밀도의 폴리에틸렌수지 이외에도 인공화한 다공성 무기물의 입자크기가 염료의 4배공간이 큰 입자로 가공하여 그 미공에 염료를 삽입후 3차원 실리콘으로 코팅하므로서 더욱 진하고 조밀하여 물감에 가까운 색상을 얻을수 있다.

상기기술에 대한 보조 설명

본조성물 중 수지는 본 발명의 지워지는 주재료로서 일반적으로 고체의 프라스틱 수지는 단단하고 절삭강도가 높은 상태인 것을 가소제를 이용하여 수지와 수지간의 미공을 채워 주어 부드럽게 하므로서 코팅된 색소와 함께 깍여 나와 종이에 도포 되는데, 입자가 가장 조밀한 고밀도수지로서 무색 성상으로 입자의 모양 즉 분자구조의 선형이 가장짧게 직쇄상의 것을 찾아보면 폴리에틸렌 계열의 고밀도 폴리에틸렌이 저밀도 폴리에틸렌보다 좀 딱딱하지만 가장 적합함을 발견 할수 있고 여기에 가소제만 첨가하면 저밀도보다 고밀도가 부스럼(똥)이 생기지 않고 또한 깨끗이 깍여나와 종이에 조밀하게 칠해지는 것을 알수 있다. 따라서 수지의 선택은 본 발명의 과제 지워지게 하는 과제를 충족하면서도 더 중요한 것은 모든 발명은 일상생활에서 실용도 및 상품성이 우수하여야만 산업분야에 실제 적용되어 시장성이 있는 상품화를 할수 있다 따라서 지워지면서 진하고 조밀하게 도포되고 똥이 생기지않고 물에 담가 놓으면 물에 용해되어 박리현상을 일으켜 보다 고급휴지로 재활용이 되게하는 등의 과제를 충족시키려면 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)이 지워지는 색연필의 주재 수지로 가장 적합한 성분이라고 할수 있다.

본 조성물 중 가소제는 합성수지에 연성을 부여하기 위하여 첨가되는 것으로서 그 배합량은 사용되는 수지의 종류 및 배합량에 따라 결정된다. 예를 들어 고밀도 폴리에틸렌의 경우 저밀도폴리에틸렌의 경우보다 많은 양을 사용하는 것이 바람직하다. 본 조성물에 사용하기 적합한 가소제의 예로서는 상기 열거한 것 중 JIS S6026 유해물질 사용규제법에 의거 미네랄 오일이 가장적합하다.

사용량은 고밀도 폴리에틸렌의경우 색연필의 경우와 크레용의 경우와 칼라샤프연필( 0.5 ∼ 2.0mm )의 경우에 따라 다르며 샤프연필은 최대한 단단해야 하는 이유로 무기 충진제 겸 분산제 이외에도 가소제를 최소량 사용하여야 하며 크레용의 경우에는 물성에 장애가 되지않는 범위내에서 최대로 사용하게 된다 본장에서는 통상의 색연필을 기준으로 기술하였다.

분산제는 소위 활제라고도 불리우는 것으로서 조성물에 배합되어 조성성분들이 골고루 분산되도록 하는 것으로서, 예로는 상기 기술된 종류들이 있으며 가장 적합한 성분의 선택은 금속비누로서 1,000매쉬이상의 최대한 미세분말이 좋다. 이 분산제는 샤프심(0.5 ∼ 1.0 mm의 가는 연필심)을 제조 할 경우에는 분산을 목적으로 하는 목적 이 외에도 심의 끝이 휘어 마치 붓 끝처럼 꼬부라지는 현상이 발생하여 최대한 초미립자로 분쇄한 용융점이 높은 돌가루 또는 금속분말을 첨가해야 하며 크레용 제조의 경우보다 2배이상 중량한다.

착색유도제(형광제) : 본 형광제는 일반적으로 형광펜에 사용되는 원료로서 본 조성성분 구성요소로 사용하는 것은 형광 연필을 만들기 위한 목적이 아니므로 과도하게 할 필요가 없고 본 지워지는 색연필의 조성물이 완성된 것이 형광제를 배합하지 않아도 상기 제조공법에 의해 제조한 경우 기존제품보다 매우조밀하고 진하며 거의 물감칠한 것과 흡사하나 자세히 보면 작은 가루로 이루어진 느낌을 받을 수 있고 물감 보다는 뚜렷이 구별이 될 정도 이므로 보다 더 물감칠한 것과 같이 진하고 조밀하게 보이기 위해 시각의 착시현상(스파늉)을 이용하고자 미량 배합한 것이다. 형광 필기구의 경우에 장시간 사용하면 눈의 교란 현상으로 눈이 피로하게 되는 점을 참조하여 본 조성물로 칠한 상태에서 시각적으로 느끼는 초미세 기포현상(종이가 들여다보이는 현상)을 빛의 교란으로 착시를 조금만 일으키게 해도 물감칠한 것처럼 보이므로 색소와 수지배합비 비례 형광제를 0.01중량부를 사용함이 적합하다.

상술한 바와 같이 제 1제조공법에 의한 입자크기 250 ∼ 450매쉬의 다공성 무기물을 만들어서 3차원 실리콘과 희석하여 거기에 염료를 열이 없는 고속 스크류배합기에 넣어 골고루 배합하면 미공의 무기물에 실리콘이 접합되어 있어서 염료는 실리콘의 수성 때문에 일부가 용해되어 무기물의 외벽에 염색코팅되고 실리콘 용액이 부족한 사유로 완전용해 되지 못한 염료는 뭉쳐서 고형화된 채 고속스크류의 원심력과 마찰에 의해 염료덩어리는 무기물의 미공속으로 밀려들어가 계속적인 회전으로 마찰열이 생기는 동안 코팅되는 효과를 얻게 된다. 이와 같은 1차가공화된 충진색소 가공물 즉 착색조제(상기 B)를 30중량부와 상기 A의 a+b+c+d+e+f의 합 70 중량부와 혼합하여 혼련기에 충분히 분산되게 하여 프라스틱 가공기 콤파운드 페레트 제조설비(Compound Pelletizing System) 또는 연필심을 프레스기에 성형 할 경우에는 시트기(Sheet Forming Machine)에 성형하고 사출이나 압출에 의해 연필심을 성형 할 경우에는 니더 압출기(Kneading Extruder) 또는 2중스크류 압출기(Twin Extruder)에 성형하여 마스터배치로 만든다.

이 과정에서 향료접합의 경우 프레스로 연필심을 성형할 경우에는 연필심의 칠 할 부분의 반대쪽에 심끝에 향료를 미량 삽입하고, 압출의 경우에는 제조공법 제 5공법에 의해 향료접합을 한다.

상술한 바와 같은 방법으로 제조되는 색연필(심의 직경이 2 ∼ 7mm) 및 크레용, 칼라샤프연필( 0.3 ∼ 1.0 mm )은 각종 종이 재질에 칠했을때 기포없이 완전히 밀착도포되고 묻어나지 않으며 진하게 보이며 고무지우개로 지우면 깨끗하게 떨어져 나가고 특히 본 발명에 의한 색연필로 칠한 종이를 물에 담가 놓으면 쉽게 풀어져 종이를 재활용하는 것이 용이하게 된다. 이와 같이 본 발명의 색연필 크레용 칼라샤프연필 조성물을 이용하게 되면 기존의 색연필, 크레용, 칼라샤프연필로는 달성할 수 없었던 다양한 효과 및 장점을 얻을 수 있게 된다. 본 발명의 장점 및 기타 특징들은 후술되는 비한정적인 실시예에 의해 보다 명백하게 될 것이다.

＜＜실시예＞＞

이하 실시예를 기본으로 본 발명을 상세히 설명함.

＜＜실시예 1＞＞

지워지는 색연필 제조 배합례로서 칠해지는 심의 면적의 크기 및 용도에 따라서 통칭되는 크레용과 샤프색연필의 중간인 색연필의 제조물로서 강도 마모도의 실험 결과 가장 적합한 배합으로 나타 났다.

크레용처럼 심의 접촉면적이 넓은 경우는 물성이 물렁해야 하고 샤프처럼 심의 절삭면적이 좁은 경우는 딱딱하여도 절삭을 위한 손가락의 가압력이 가는 샤프심의 원구에 모여 조그만 힘에도 진하게 잘 칠해져서 색소의 농도가 진하지 않아도 진하게 보이게 되는 특징으로 미뤄 색연필은 중간 개념이므로 배합에 있어서 진하고 조밀하며 칠한 대면과 손에 묻어 나지 않으면서 지워지는 효과를 최적으로 할 수 있다. 본 배합물은 자동 압출기로 성형하면 생산성이 뛰어나 원가 절감을 할 수 있다.

＜＜실시예 2＞＞

본 실험은 크레용처럼 심과 종이가 마찰되는 채질 지면이 넓어 조밀하게 칠해지지 않는 특성을 면하고자 우선 수지가 잘 깍여 나가게 하려고 수지를 적은 중량 %로 넣고 가소제를 다량 넣어 절삭 강도를 약하게 하여 무르게 하였다. 또한 색상의 부드럽고 2중칠이 원활하게 최적화 하기 위하여 색연필이나 샤프와는 달리 염료를 가하였다. 손의 힘이 적게 들여도 잘 칠해지므로 긁힘이 없어서 잘지워 지기는 하지만 시간이 지남에 따라 염료의 이행성이 나타나서 종이에 흡착되는 경향이 있는데 이는 그림의 경우 필기하는 경우와는 달리 그림 작업은 작업 당시에 수정하지 않으면 거의 그대로 보관하며 며칠 또는 일정시간이 지나 수정하는 경우는 드물고 또 습기나 온도의 변화가 심하지 않으면 며칠 까지는 이행 현상으로 인한 색상의 종이 흡착 현상을 발견하지 못했음. 본 배합물은 프레스 금형에 의한 성형을 하여야한다.

＜＜실시예 3＞＞

본 실험 배합은 필기구 전용의 가는 연필 (통칭하여 일명 칼라 샤프연필)을 제조하기 위한 경우의 배합 실시예이다.

색연필 크레용과 달리 심이 가늘어서 색연필의 배합물(실시예 1)로 직경 0.3∼2.Omm로 성형한 경우 끝이 휘어 붓처럼 되어 샤프연필 심으로 사용할 수 없는 결과를 얻었고, 크레용 제조용 실시예 2의 방법의 조성물은 너무 약하여 아예 샤프로는 되지 않고 휘거나 부스러지므로, 용융열이 높은 돌 가루로서 용융 배합할 때에도 자신의 형을 유지하여 딱딱하면서도 분자간 미공을 갖고 분산을 도와 슬립성과 소프트함을 주기 위해 세라믹 분말의 배합율을 비교적 다량 높였다. 본 배합물은 프레스 금형에 의한 성형을 하는 것이 경제적이다.

위와 같은 조성물을 발명자가 임의 의도한 제조공법 1, 2, 3, 4, 5, 의 공법에 의해 조성된 배합물을 압출 또는 프레스 성형하여 직경 6mm 길이 170mm와 직경 0.5mm 길이 50mm규격의 심을 제조하였다.

제조된 크레용 색연필 및 샤프연필을 시중에서 구입한 동일 규격의 일반 크레용 및 색연필심과 흑연으로 된 샤프연필심을 다음과 같이 물성, 밀착도포성, 전이성, 고무지우개에 의한 박리성, 고배율 전자현미경에 의한 조성물의 지면 도착 색도 조밀성 등을 시험 하였다. 시험 결과는 다음과 같다.

* 강도 ; 본 제품이 일반 색연필과 크레용 보다 5 ∼ 10배 이상 단단하고 샤프연필의 경우 일반제품과는 달리 신축성이 있으면서 부러지는 성질보다 휘는듯 꺽이는 성질로서 강함

* 마모도 : 본제품의 사용수명이 일반제품의 색연필과 크레용 보다 10배 이상이며 샤프연필의 경우 흑연 연필 보다 3배 이상 본제품이 수명이 길었음.

* 밀착도포성 : 도포후 칼로 긁었을때, 일반 크레용은 조이로부터 심하게 긁혀 나왔고, 일반색연필은 조금 덜 긁혀 나오는데 비해 본 제품은 벗겨지지 않음, 샤프연필의 경우 큰 차이가 없으나 땀기있는 손으로 문질렀을때 흑연연필은 지저분하게 번졌으나 본제품은 번지지 않음.

* 전이성 : 도포된 종이를 손과 다른 종이로 문질렀을때, 일반제품 크레용, 색연필, 흑연연필 모두 손과 종이에 묻어났으나, 본제품은 전혀 묻지 않음. 제품 자체를 손가락으로 만질 경우에도 일반제품 크레용은 심하게 묻어나 물에 잘 씻기지 않고 색연필은 크레용에 비해 조금만 묻어나며 흑연연필의 경우 많이 묻어나지만 본 제품은 묻어나지 않음.

* 물에 의한 박리성 : 일반제품 크레용 색연필은 칠한 종이를 물에 담가 놓으면 종이에 번지고 종이에 색이 배어서 박리되지 않았으나 본제품은 잘 떨어져 나가 종이 재활용시 보다 고급종이로 재활용하거나 탈색비가 적게 들 수 있었음.

* 고무지우개에 의한 박리성 : 종이에 칠해진 색상을 일반 문구용 흑연연필 고무지우개로 문질렀을때 일반제품 크레용은 지워지지 않고 지저분하게 번졌고 색연필은 50%정도로 조금 벗겨지나 색이 종이에 배어서 흔적이 심하게 남은후 더이상은 지워지지 않았지만 본제품은 깨끗이 쉽게 벗겨져 나감.

상기의 식별자가 없습니다.

상기의 식별자가 없습니다.

상기의 식별자가 없습니다.

Claims (2)

1. 종속항목 : 제조공법

   제 1 공법: 조개껍질을 이용한 다공성 무기물의 제조공법 설명

   제 2 제조공법: 무기물과 색소의 미세도 조절 가공공법(리포좀) 설명

   제 3 제조공법: 다공성무기물에 염료를 코팅하는 제조공법 설명

   제 4 제조 공법: 마스터 배치 또는 팔렛트화하는 제조공법 설명

   제 5 제조공법 : 향료접합 제조 공법
2. 제 1항에 있어서 B - g 충전색소 가공물(착색조제)은 다공성무기물 제조공법에 의한 무색성상의 다공성무기물로서 용유점 300℃ 이상의 투명성을 띈 무기물을 선택하여 종속항목 제 1 제조공법에 의해 인위적인 다공성무기물을 만들어 여기에 색이 가장 진하고 조밀한 도포성을 갖고 내광성과 외광성이 공히 뛰어나나 이행성이 강한 염료를 삽입 실리콘으로 코팅하여 이행을 막아 하나의 새로운 색소 충전제로 파레트화 한 것을 하나의 원자로하여 A부 40 ∼ 90 중량%에 B부 10 ∼ 60중량%로 배합하는 것을 특징으로 하는 조성물로서 이들 모두 본 발명자의 제조공법 과정에 의거 제조된 것을 특징으로 하는 진하고 조밀하게 도포되며 묻어나지 않으며 사용후 물에 담가 놓으면 쉽게 종이에서 박리되고 고무지우개로 지우면 종이에서 깨끗이 벗겨져 나가는 것을 특징으로 하는 색연필의 조성물.