(57)【要約】【課題】ボールペン型接着具に内蔵して使用した場合、ボテが少なくスムーズに吐出され、細かい部分に正確に接着剤を適量塗布することができ、使い勝手がよく、接着力、特にボタンや金属への接着に優れ、手についてもべたつかずサラサラ感に優れたボールペン型接着具用水性接着剤を提供する。【解決手段】チップ先端のボール径が０．７〜１．２ｍｍのボールペンに搭載する水性接着剤であって、主成分が水分散型ポリウレタン樹脂エマルジョンであることを特徴とするボールペン型接着具用水性接着剤。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ先端のボール径が０．７〜１．２ｍｍのボールペンに搭載する水性接着剤であって、主成分が水分散型ポリウレタン樹脂エマルジョンであることを特徴とするボールペン型接着具用水性接着剤。
【請求項２】
ボールペンの吐出量値が１００〜３６０ｍｇ／５ｍの範囲である請求項１記載のボールペン型接着具用水性接着剤。
【請求項３】
粘度が８〜１３５ｍＰａ・ｓである請求項１又は２に記載のボールペン型接着具用水性接着剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はボールペン型接着具用水性接着剤に関する。更に詳細には、ホールペン型接着具に内蔵して使用した場合、ボテが少なくスムーズに吐出され、細かい部分に正確に接着剤を適量塗布することができ、使い勝手がよく、接着力に優れ、手についてもべたつかずサラサラ感に優れたボールペン型接着具用水性接着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、家庭やオフィス等において使用される糊としては、固形状の糊と液状の糊がある。固形状の糊は、速乾性であるが被着体を濡らす能力（濡れ性）が乏しく、接着力も限界があるため、樹脂コート紙等の加工紙では剥れることがあり、接着の信頼性に欠ける難点がある。また、これまでの糊は、手についてしまうとべたべたし、次の作業を行うためには手を洗う必要があった。
【０００３】
また、最近では、アクリル樹脂を使用したエマルジョンタイプの糊が登場している。これらの接着剤は、先端にスポンジなどの連続気泡体からなる棒状の塗布体を取り付けた容器内に充填され、使用時に塗布体を被着面に押圧すると内蔵された弁機構が開いて容器内の接着剤が塗布体に供給されて塗布可能になるものや、可撓性に富んだ材料で容器を成形し、使用時にこの容器を押圧して内容積を減少させ、その圧力で接着剤を塗布体に供給して塗布するものなどがある。
【０００４】
しかしながら、スポンジなどからなる棒状の塗布体を有する接着具は、塗布する時に塗布体に強く押圧したり、容器を押圧するなど何らかの前操作を必要とし不便であった。また、これらは塗布体の先端面積が大きいので、接着剤を広い面積に塗布するのに適しているが、細い部分に正確に塗布するには適していない。このため、細かい部分に正確に塗布できるボールペンタイプの接着具が注目されている。
【０００５】
特許文献１〜４には、ボールペン型接着具に搭載する接着剤として、澱粉やポリビニルアルコール等の水溶性高分子（特許文献４）、アクリル系樹脂エマルジョン（特許文献１〜４）が開示されている。しかし、水溶性高分子を搭載した場合には、接着具からスムーズに吐出されなかったり、細かい部分に正確に接着剤を塗布することができないといった問題点がある。一方、アクリル系樹脂エマルジョンでは、これらの問題点は解消されつつあるが、紙以外の金属やプラスチックに対する接着力が悪く、手についたときにべたつくなど、使い勝手が悪いという問題点がある。
【特許文献１】特開平９−１６５５６２号公報（段落番号０００８等）
【特許文献２】特開２０００−８５２９８号公報（請求項１等）
【特許文献３】特開２０００−２３９６２８号公報（請求項１等）
【特許文献４】特開２００４−１２２５５８号公報（段落番号０００７等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、ボールペン型接着具に内蔵して使用した場合、ボテが少なくスムーズに吐出され、細かい部分に正確に接着剤を適量塗布することができ、使い勝手がよく、接着力、特にボタンや金属への接着に優れ、手についてもべたつかずサラサラ感に優れたボールペン型接着具用水性接着剤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、前記課題に関し、鋭意研究を重ねた結果、ボールペン型接着具用の接着剤として、主成分が水分散型のエマルジョンタイプのポリウレタン樹脂を使用すれば、前記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
【０００８】
すなわち、本発明は、チップ先端のボール径が０．７〜１．２ｍｍのボールペンに搭載する水性接着剤であって、主成分が水分散型ポリウレタン樹脂エマルジョンであることを特徴とするボールペン型接着具用水性接着剤を提供する。
本発明のボールペン型接着具用水性接着剤においては、接着剤を搭載するボールペンの吐出量値が１００〜３６０ｍｇ／５ｍの範囲であることが好ましく、接着剤の粘度が８〜１３５ｍＰａ・ｓであることが好ましい。
【０００９】
本発明で用いるポリウレタン樹脂は、分子内に少なくとも１個のシラノール基を有するポリウレタン樹脂を必須成分として含むことが好ましく、前記ポリウレタン樹脂が、ポリイソシアネート成分とポリオール成分と加水分解性ケイ素基含有化合物との反応物であるのが好ましい。また、ポリイソシアネート成分が脂環族ジイソシアネートであり、ポリオール成分がポリエーテル系ポリオール又はポリエステル系ポリオールであるのが好ましい。また、本発明で用いる水分散型ポリウレタン樹脂エマルジョンは、硬化触媒として強塩基性第三級アミンを含有していてもよい。該強塩基性第三級アミンはｐＫａが１１以上であることが好ましく、強塩基性第三級アミンは、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７（ＤＢＵ）、又は１，６−ジアザビシクロ［３．４．０］ノネン−５であることが、より好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のボールペン型接着具用水性接着剤は、ボールペン型接着具に内蔵して使用した場合、ボテが少なくスムーズに吐出され、細かい部分に正確に接着剤を適量塗布することができ、上質紙、コピー用紙、厚紙、和紙、段ボールなどの様々な紙への接着はもちろんのこと、特に金属やボタンなどの接着にも優れる。手についてもべたつかずサラサラ感に優れるので、主にペーパークラフト作業に適している。また、一部事務用として紙の一角を貼り合わせることにより、ホチキスの代わりにもなり、そのまま廃棄できるので環境にも優しい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のボールペン型接着具用水性接着剤において、主成分となる水分散型ポリウレタン樹脂エマルジョンは、ポリウレタン樹脂が水に分散して溶解ないしエマルジョンになっているものであればよく、ポリウレタン樹脂は１種又は２種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００１２】
このような水分散型ポリウレタン樹脂エマルジョンとしては、水系ウレタン樹脂や自己架橋性水系ウレタン樹脂を水に分散させてなる、１液型ポリウレタンディスパージョンや、１液型自己架橋型水系ポリウレタンディスパージョンなどが挙げられる。１液型ポリウレタンディスパージョンとしては、例えばウレタンエラストマーを水中に分散させた水系ウレタン樹脂であって、導入する親水基の種類によってアニオン性或いはノニオン性のものがあり、具体例としては、タケラックＷ−６０６１（アニオン性）、同Ｗ−６０２０（アニオン性）、同Ｗ−６１５（アニオン性）、同Ｗ−５１１（アニオン性）（以上、三井武田ケミカル（株）製）などが挙げられる。また、１液自己架橋型水系ポリウレタン樹脂ディスパージョンとしては、自己架橋性水系ウレタン樹脂を水中に分散させたもので、具体例としては、タケラックＷＳ−６０２１（アニオン性）、同ＷＳ−５０００（アニオン性）、同ＷＳ−５１００（アニオン性）、同ＷＳ−４０００（アニオン性）（以上、三井武田ケミカル（株）製）などが挙げられる。
【００１３】
上記のポリウレタン樹脂ディスパージョンの中でも、分子内に少なくとも１個のシラノール基を含有するポリウレタン樹脂（以下、シラノール基含有ポリウレタン樹脂とも言う）が微粒子状に分散しているエマルジョンが、接着力に優れており、好ましい。
【００１４】
シラノール基含有ポリウレタン樹脂中のシラノール基は、反応に用いられた１分子内に少なくとも１個のイソシアネート基と反応可能な活性水素基と加水分解性ケイ素基とを含有する化合物中の加水分解性ケイ素基が水相中で加水分解されて生成したものである。シラノール基はウレタン結合により前記シラノール基含有ポリウレタン樹脂に導入されており、この結合は１分子当たり少なくとも２個の水酸基を有する化合物（ポリオール成分）と、１分子当たり少なくとも２個のイソシアネート基を有する化合物（イソシアネート成分）と、１分子内に少なくとも１個のイソシアネート基と反応可能な活性水素基と加水分解性ケイ素基とを含有する化合物（加水分解性ケイ素基含有化合物）とを反応させることにより形成される。より好ましくは、特開平９−１２８６４号公報段落［００３１］〜［００６４］に記載の方法により得られる。
【００１５】
また、シラノール基含有ポリウレタン樹脂中に、カルボキシル基、スルホン酸基等の親水基が導入されたものは、該樹脂の水相中での安定性の点から好ましい。
【００１６】
前記１分子当たり少なくとも２個の水酸基を有する化合物としては、例えばポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、ポリエステルアミドポリオール、アクリルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリヒドロキシアルカン、ひまし油、ポリウレタンポリオール又はそれらの混合物が挙げられる。前記ポリオールのなかでも、べたべた感が無い点より、ポリエーテル系ポリオール及びポリエステル系ポリオールが好ましい。
【００１７】
前記１分子当たり少なくとも２個のイソシアネート基を有する化合物としては、脂肪族、脂環族、芳香族、芳香脂肪族の何れでもよい。又は、それらの混合物でもよい。脂肪族ジイソシアネートとしては、例えばトリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、１，２−プロピレンジイソシアネート、１，２−ブチレンジイソシアネート、２，３−ブチレンジイソシアネート、１，３−ブチレンジイソシアネート、２，４，４−又は２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアネートメチルカプロエート等又はこれらの混合物；脂環族ジイソシアネートとしては、例えば１，３−シクロペンタンジイソシアネート、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、１，３−シクロヘキサンジイソシアネート、３−イソシアネートメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート（イソホロンジイソシアネート）、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、メチル−２，４−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−２，６−シクロヘキサンジイソシアネート、１，４−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン又は１，３−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサンもしくはその混合物（水添キシリレンジイソシアネート）、又はこれらの混合物；芳香族ジイソシアネートとしては、例えばｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４−又は２，６−トリレンジイソシアネートもしくはその混合物、４，４’−トルイジンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルエーテルジイソシアネート等又はこれらの混合物；芳香脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば１，３−又は１，４−キシリレンジイソシアネートもしくはその混合物、ω、ω’−ジイソシアネート−１，４−ジエチルベンゼン、１，３−又は１，４−ビス（１−イソシアネート−１−メチルエチル）ベンゼンもしくはその混合物等；トリイソシアネートとしては、例えばトリフェニルメタン−４，４’，４”−トリイソシアネート、１，３，５−トリイソシアネートベンゼン、２，４，６−トリイソシアネートトルエン、１，３，５−トリイソシアネートヘキサン等；ポリイソシアネート単量体としては、例えば４，４’−ジフェニルジメチルメタン−２，２’−５，５’−テトライソシアネート等；上記ポリイソシアネート単量体から誘導されたダイマー、トリマー等が挙げられる。前記イソシアネート成分のなかでも、べたつかずサラサラ感に優れる点より、脂環族ジイソシアネートが好ましく、その中でも水添キシリレンジイソシアネートが最も好ましい。
【００１８】
上記のポリウレタンディスパージョンには、強塩基性第三級アミンが含まれていてもよい。該アミンは、シラノール基含有ポリウレタン樹脂が被膜化される際に、シロキサン結合の形成触媒として働くため、室温程度の温度でも効率よく架橋が促進でき、耐水性、耐溶剤性に優れた塗膜が形成できるため、べたつかずサラサラ感に優れた水性接着剤が得られる。
【００１９】
前記強塩基性第三級アミンは特に限定されるものではないが、室温域での架橋促進の観点から、ｐＫａが１１以上であるものが好ましい。これら強塩基性第三級アミンとしては、例えば１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７（ＤＢＵ）、１，６−ジアザビシクロ［３．４．０］ノネン−５等が挙げられる。
【００２０】
前記強塩基性第三級アミンの含有量は、シラノール基含有ポリウレタン樹脂（固形分）１００質量部（以下、部と略す）に対して０．００１〜１０部が好ましく、０．００１〜７部がより好ましく、０．００１〜５部がさらに好ましい。このような量で強塩基性第三級アミンが含有されていると、硬化速度が良好であり、形成された塗膜の耐溶剤性、耐水性なども良好となる傾向がある。
【００２１】
このようにして得られる自己乳化型ウレタン樹脂、すなわちシラノール基含有ポリウレタン樹脂を含有する水性ウレタン樹脂（組成物）として上市されているものとしては、側鎖にシラノール基を含有するアニオン型の「タケラックＷＳシリーズ」（三井武田ケミカル（株）製）等がある。
【００２２】
本発明において、ボールペン型接着具用水性接着剤を調製する場合は、水分散型ポリウレタン樹脂エマルジョン、好ましくはシラノール基含有水分散型ポリウレタン樹脂エマルジョンの中から選ばれる１種又は２種以上を組合せて配合することができる。シラノール基含有ポリウレタン樹脂及び強塩基性第三級アミンが、両者を含有する水溶液又は水エマルションとして市販されている場合は、これを主成分とし、必要に応じてその他の成分を配合することにより、本発明の水性接着剤を調製することができる。
【００２３】
水分散型ポリウレタン樹脂エマルジョンの含有量は、エマルジョンとして、接着剤全量に対して７５〜９５質量％、好ましくは８０〜９５質量％である。このような量で含有されていると、接着能力が十分であり、高粘度になりすぎず、吐出もスムーズで細かい部分に正確に塗布することができる。
【００２４】
本発明の水性接着剤においては、接着剤の乾燥防止と保存安定性を向上させるため、保湿剤を配合するのが好ましい。前記保湿剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、テトラリンなどの多価アルコール類；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテルなどのエーテル類；ヘキサノールなどのアルコール類；ポリエチレングリコール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドンなどの水性高沸点溶剤；等が挙げられる。これらの保湿剤を１種又は２種以上を組み合わせて使用しても良い。
【００２５】
前記化合物の中でも、保湿効果に優れている点より、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール類；ヘキサノールなどのアルコール類；ポリエチレングリコール、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの水性高沸点溶剤；が好ましく、特にグリセリンが好ましい。
【００２６】
接着剤中の保湿剤の含有量は、接着剤全量に対して、５〜２５質量％とするのが好ましく、より好ましくは５〜２０質量％である。このような量で保湿剤が含有されていると、経時による揮発分減量が少なく、保存安定性が良好で、かつ、接着性能が低下しない水性接着剤となる。
【００２７】
本発明の水性接着剤の粘度は、８〜１３５ｍＰａ・ｓ（２５℃）の範囲であることが好ましく、粘度をこの範囲に調製することにより、接着剤に適度な流動性が現れ、ボテが少なく接着剤がスムーズに吐出され、細かい部分に正確に接着剤を適量塗布することができる。
【００２８】
本発明の水性接着剤には、その他必要に応じて、染料、界面活性剤、防腐剤、防カビ剤、ｐＨ調整剤、消泡剤などの添加剤を、本発明の効果を阻害しない限度において、適宜添加することができる。
【００２９】
本発明の水性接着剤の調製は、プロペラ型攪拌機、ホモジナイザーなど従来公知の混合機を用いて混合することによって、容易に行うことができる。
【００３０】
本発明のボールペン型接着具用水性接着剤は、あらゆるタイプのボールペン型接着具に搭載することができ、バネ入り接着具はもちろんのこと、従来の接着剤のようにボテがないのでバネなし接着具にも搭載することができる。搭載するボールペンとしては、ボール径が０．７〜１．２ｍｍの従来型のものを使用することができる。
【００３１】
搭載時の吐出量は、接着剤の選択や配合量の調整によって、１００〜３６０ｍｇ／５ｍの範囲にすることが好ましく、この範囲であれば、ボテが少なく接着剤をスムーズに吐出することができ、細かい部分に正確に接着剤を塗布することができる。なお、吐出量は画線機を用いて測定した値である。
【実施例】
【００３２】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はそれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例等において、特に言及する場合を除き、「質量％」及び「質量部」は、それぞれ「％」及び「部」と略記する。
【００３３】
（実施例１）
下記成分を攪拌混合して、ボールペン型接着用水性接着剤を得た。
グリセリン                                    １０．０部
防黴剤                                          ０．２部
１液型自己架橋型水性ポリウレタン樹脂          ８９．８部
（三井武田ケミカル(株)製、商品名「タケラックＷＳ−５０００」、イソホロンジイソシアネート／ポリエステル系、固形分３０％）
【００３４】
（実施例２）
１液型自己架橋型水性ポリウレタン樹脂（三井武田ケミカル(株)製、商品名「タケラックＷＳ−６０２１」、水添キシリレンジイソシアネート／ポリエーテル系、固形分３０％）を用いた以外は、実施例１同様、各成分を攪拌混合して、ボールペン型接着具用水性接着剤を得た。
【００３５】
（実施例３）
１液型自己架橋型水性ポリウレタン樹脂(三井武田ケミカル(株)製、商品名「タケラックＷＳ−５１００」、イソホロンジイソシアネート／ポリカーボネート系、固形分３０％）を用いた以外は、実施例１同様、各成分を攪拌混合して、ボールペン型接着具用水性接着剤を得た。
【００３６】
（実施例４）
１液型自己架橋型水性ポリウレタン樹脂（三井武田ケミカル(株)製、商品名「タケラックＷＳ−４０００」、水添キシリレンジイソシアネート／ポリカーボネート系、固形分３０％）を用いた以外は、実施例１同様、各成分を攪拌混合して、ボールペン型接着具用水性接着剤を得た。
【００３７】
（比較例１）
市販されているＡ社製品（アクリルエマルジョン系）を使用した。
【００３８】
（比較例２）
市販されているＢ社製品（アクリルエマルジョン系）を使用した。
【００３９】
（比較例３）
市販されているＣ社製品（アクリルエマルジョン系）を使用した。
【００４０】
（比較例４）
市販されているＤ社製品（アクリルエマルジョン系）を使用した。
【００４１】
得られた各ボールペン型接着具用水性接着剤を、(株)トンボ鉛筆製Ｊ−Ｂａｌｌのペン体（ボール径１．０ｍｍ、吐出量２５０ｍｇ／５ｍ）に搭載し、次のような接着試験を実施した。
【００４２】
２３℃６０％環境下にて上質紙、コピー用紙（白色度  ７０％）、和紙（千代紙）、厚紙（工作用紙）、段ボール同士を貼り合わせ、またボタン、金属（スライドクリップ及びネジ受け丸座）をそれぞれ上質紙に貼り、３０秒後にはがして紙破壊するかどうかみた。評価は以下の基準で行った。評価結果を表１に示す。
○：紙破壊する
△：紙破壊までいかず紙むしりを生じる
×：紙破壊しない
【００４３】
【表１】
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【００４４】
表１の結果から明らかなように、本発明品の接着剤を搭載した場合は、紙同士は勿論のこと、紙以外の素材に対する接着性にも優れ、はがしたときの紙破壊もないので、貼り合わせに失敗してもやり直しが簡単にできる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のボールペン型接着具用水性接着剤を搭載したボールペン型接着具は、オフィスや手芸、趣味の店、工場等における事務処理、家庭やカルチャーセンターにおけるぺーパークラフト作業などに幅広く利用することができる。