고형상 접착제

고형상 접착제

본 발명은 향상된 고형상 접착제에 관한 것으로, 특히 우수한 형태성 또는 모양성을 갖고, 작은 직경을 갖는 반면 실온에서 휨강도 및 균열강도의 독특한 결합을 갖는 막대형태로 만들어질 수 있는 고형상 접착제에 관한 것이다.

실온에서 고형태로 존재하는 다양한 접착제가 이미 제안되어 있다. 예를들면, 일본특허공고공보 제 34581/1975 호는 점착성 수지, 벤질리덴 소르비톨, 물 및/또는 유기 용매의 혼합물로 이루어진 고형상 접착제를 밝혀내고 있다. 일본특허공고공보 제 25830/1984 호는 일본특허공고공보 제 34581/1975 호에서 밝혀진 접착제의 향상점에 관한 것이고, 점착성 수지, 디벤질리덴(펜타 또는 헥사 하이드릭) 사카라이드, 물 및 3-메틸-3-메톡시-1-부탄올을 함유한 유기용매로 이루어진 고형상 접착제를 밝혀내고 있다. 일본특허공고공보 제 34581/1975 및 25830/1984 호를 참고로 하여 여기에 병합한다(이후에는 "참조"라고 언급한다).

이 유형의 고형상 접착제는 널리 다양하게 사용하기 위해 다양한 형태로 만들어 질 수 있다. 최근에는 막대 모양의 물체 예를들면, 막대 모양 고무 지우개, 막대모양 접착제, 루즈 또는 눈썹 연필, 또는 유사물을 선택적으로 확장하였다 수측하였다 하는 용도의 펜-유형의 용기가 제안되었다. 펜-유형의 용기는 참고로 본 명세서에 병합된 일본 실용신안공개공보 제 74382/1994 호에 밝혀져 있다. 이 유형의 용기는 가는다랗고 휴대하기 쉽다. 그러므로, 이 분야에 있어서 막대모양의 물체는 가능한 작은 직경을 갖도록 요구되고 실온에서 우수한 휨 강도와 균열강도를 갖도록 요구된다. 특히, 막대 모양의 고형상 접착제는 직경이 약 0.47 인치(12mm)를 넘지 않도록 요구되고, 휨강도가 최소 약 1.5 N(newton)이도록 요구되며, 실온에서 최대로 휨강도의 약 12 배의 균열강도가 요구된다.

참조에서 밝혀진 고형상 접착제의 상업적 등급 및 고형상 접착제는 각각 큰 직경 또는 약 0.62 인치(16mm)의 최소직경을 갖는 막대형태로 만들어질 수 있지만, 각각 더 작은 직경을 갖으면서 실온에서 우수한 모양-유지성, 휨강도 및 균열강도를 갖는 막대형태로는 만들어질 수 없다.

따라서, 좋은 형태성 또는 모양성을 갖고 작은 직경을 갖으면서 모양-유지성, 휨강도 및 균열강도의 독특한 결합을 갖는 막대형태로 만들어질 수 있는 고형상 접착제를 갖는 것이 매우 바람직하다.

본 발명은 종래 기술의 고형상 접착제의 상기한 문제점을 극복하기 위한 관점에서 만들어졌다.

본 발명의 목적은 우수한 형태성 또는 모양성을 갖고 실온에서 모양-유지성, 휨강도, 및 균열강도의 독특한 결합을 갖는 막대형태로 만들어질 수 있는 고형상 접착제를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 실온에서 약 0.47 인치(12mm )이하의 직경을 갖는 막대형태로 만들어질 수 있는 고형상 접착제를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 작은 직경을 갖고 실온에서 모양-유지성, 휨강도, 및 균열강도의 독특한 결합을 갖는 막대모양의 고형상 접착제 제품을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 관점에 따르면, 점착성 수지, 벤질리덴 소르비톨, 유기용매, 및 약 25 내지 60 중량%의 물로 이루어진 고형상 접착제가 제공되고, 이들 구성분들은 우수한 형태성 또는 모양성을 갖도록 균형을 이루고 있다.

본 발명의 다른 면을 따르면, 작은 직경을 갖고 점착성 수지, 벤질리덴 소르비톨, 이소치아졸린 방부제, 유기 용매, 및 약 25 내지 60 중량% 의 물로 이루어진 고형상 접착제로부터 만들어진 막대모양의 고형상 접착제 제품이 제공되고, 여기에서 고형상 접착제의 구성분들은 실온에서 막대모양의 고형상 접착제 제품이 모양-유지성, 휨강도, 및 균열강도의 독특한 결합을 갖도록 균형을 이루고 있다.

이 명세서를 통해서 달리 지적되지 않는다면 퍼센트(%)는 중량%를 의미한다.

본 발명에 따르면, 점착성 수지는 고형상 접착제에 의해 제공된 점착성에 이롭게 하기 위해 고형상 접착제에 존재한다. 점착성의 수지처럼, 참조에 밝혀진 점착성 수지들이 사용될 수 있다. 예를들면, 점착성 수지는 폴리비닐 아세테이트 단일중합체, 폴리비닐 아세테이트 공중합체, 부분적으로 또는 완전하게 비누화된 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산염, 폴리메타아크릴산염, 폴리아크릴레이트, 폴리메타아크릴레이트, 다양한 고무질(gum), 다당류, 및 고무(rubber)로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 점착성 수지는 이들 화학물질중 하나이상의 혼합물일 수 있다. 바람직하게, 점착성수지는 폴리비닐알콜과 폴리비닐피롤리돈의 혼합물이다. 이 고형상 접착제내의 최소 약 15%, 바람직하게 최소 약 20% 의 점착성 수지는 고형상 접착제에 의해 제공되는 우수한 접착력에 이로움이 밝혀졌다. 너무 많은 양의 점착성 수지는 물속에 용해될 수 없다. 따라서, 점착성 수지는 고형상 접착제내에 바람직하게 약 15 내지 42% 및 더욱 바람직하게 약 20 내지 36% 로 제한된다.

벤질리덴 소르비톨은 고형상 접착제에 존재하여 겔화제로서 작용한다. 벤질리덴 소르비톨로서 참조에 있어서 벤질리덴 소르비톨처럼 사용되는 화학약품들이 사용될 수 있다. 화학약품 중에서 디벤질리덴(텐타 또는 헥사 하이드릭) 사카라이드가 바람직하고, 디벤질리덴 소르비톨은 더욱 바람직하다. 최소 약 0.3%, 더욱 바람직하게 최소 약 0.8%의 벤질리덴 소르비톨이 고형상 접착제 내에 존재하여 이 고형상 접착제로부터 만들어진 막대모양의 제품의 강도성에 도움을 준다. 너무 많은 벤질리덴 소르비톨은 유기용매 속에 용해될 수 없다. 따라서, 벤질리덴 소르비톨은 고형상 접착제내에 바람직하게 약 0.3 내지 6% 더욱 바람직하게 0.8 내지 4% 로 제한된다.

최소 약 25%, 더 바람직하게 최소 약 28% 의 물은 이 고형상 접착제내에 존재하여 벤질리덴 소르비톨의 용해를 용이하게 한다. 고형상 접착제 내의 너무 많은 물은 벤질리덴 소르비톨 벤질리덴 소르비톨이 용해되는 것을 방해하고, 고형상 접착제의 접착력에 역으로 영향을 준다. 따라서, 물은 고형상 접착제 내에 약 25 내지 60%, 바람직하게 약 28 내지 57%로 제한된다.

이 고형상 접착제가 너무 많은 물을 함유하기 때문에, 장기간 저장하고 사용하는 동안에 고형상 접착제내에 다양한 세균이 번식할 가능성이 있다. 다양한 세균의 번식은 고형상 접착제의 특성에 나쁜 영향을 준다. 고형상 접착제내의 다양한 세균의 번식을 막기 위해서, 고형상 접착제는 최소 약 0.001%, 바람직하게 약 0.003%, 가장 바림직하게 최소 약 0.005% 의 이소치아졸린 방부제를 함유한다. 너무 많은 이소치아졸린 방부제는 물질적으로 고형상 접착제의 특성에 이로움을 주지 못하고 결과적으로 고형상 접착제의 가격을 증가시킨다. 따라서, 이소치아졸린 방부제는 고형상 접착제내에 약 0.001 내지 0.5%, 바람직하게 약 0.003 내지 0.1%, 더욱 바람직하게 약 0.005 내지 0.05% 로 제한된다. 이소치아졸린 방부제는 1,2-벤즈이소치아졸린-3-온, 메틸이소치아졸린, 옥틸이소치아졸린, 및 이소치아졸리논을 함유하는 그룹에서 선택될 수 있다. 이들 화학약품 중에서 1,2-벤즈이소치아졸린-3-온이 바람직하다.

최소 약 12% 및 바람직하게 최소 약 13% 의 유기용매가 고형상 접착제내에 존재하여 벤질리덴 소르비톨의 용해를 용이하게 한다. 너무 많은 유기 용매는 고형상 접착제로부터 만들어진 막대모양의 고형상 접착제의 점착성 및 강도성에 나쁜 영향을 준다. 따라서, 유기용매는 바람직하게 약 12 내지 50% 및 더욱 바람직하게 약 13 내지 43% 로 제한된다. 유기용매로서는 물과의 혼화성을 갖는 유기용매, 바람직하게 극성유기용매가 사용될 수 있다. 특히, 유기용매는 다양한 알콜, 글리콜 알킬에테르, 알킬 에스테르 및 피롤리돈 유도체를 함유한 그룹으로부터 선택되어질 수 있다. 더욱 특히, 유기용매는 3-메톡시-3-메틸-1-부탄올, N-메틸-2-피롤리돈, 2-부톡시 에탄올, 이소프로필 알콜, 1-에톡시-2-프로판올, 1-메톡시-2-프로판올 및 2-에톡시 에탄올을 함유한 그룹으로부터 선택되어질 수 있다. 유기 용매는 상기 화학약품들의 하나이상의 혼합물일 수 있다. 이들 중에서, 글리콜(탄소원자수 2 내지 6개) 알킬(탄소원자수 1 내지 3개) 모노 에테르는 특히 바람직하다.

추가의 화학약품이 고형상 접착제내에 존재할 수 있다. 예를들면, 약 0.1 내지 1%, 더욱 바람직하게 약 0.3내지 0.7%의 녹방지제가 고형상 접착제를 형성하기 위한 그리고 고형상 접착제를 막대모양의 제품으로 형성하기 위한 금속제 장치위에 녹이 생기는 것을 방지하기 위해서 고형상 접착제내에 존재할 수 있다. 바람직하게 벤조트리아졸 항부식제가 고형상 접착제내에 존재한다. 또한, 향 및/또는 색소가 고형상 접착제내에 존재할 수 있다.

본 발명에 따른 고형상 접착제는 어떤 적합한 통상의 기술, 예를들면 참조에 기재되어 있는 혼합기술을 사용하여 각각의 구성분들을 혼합함에 의해 제조한다. 어떤 적합한 기술을 사용함에 의해, 준비된 고형상 접착제는 쉽게 막대모양의 제품으로 각각 작은 지름을 가지고, 즉 직경이 0.47 인치(12 mm)를 넘지 않게 형성될 수 있다. 막대모양의 제품이 상기된 점착성의 용기내에서 사용될 때 직경은 약 0.39 내지 0.15 인치(10 내지 4 mm), 더 바람직하게 약 0.31 내지 0.19 인치(8 내지 5 mm), 가장 바람직하게 0.31 인치(8 mm)이다. 추가로, 막대모양의 제품의 길이는 임의로 지정될 수 있다. 막대모양의 제품이 접착성의 용기내에서 사용되는 것인 때, 바람직한 길이는 약 1.1 내지 3.1 인치(30 내지 80 mm), 더욱 바람직하게 약 1.7 내지 2.5인치(45 내지 65 mm)이다.

고형상 접착제로부터 만들어진 막대모양의 제품은 본 발명에 따른 막대모양의 제품의 특유한 성질을 갖는 휨강도, 균열강도, 및 모양유지성의 바람직한 결합을 제공한다. 특히, 본 발명의 고형상 접착제로부터 만들어진 막대모양의 제품은 최소 약 1.5 N의 휨강도를 갖고, 실온에서 최대로 휨강도보다 약 12 배의 균열 강도를 갖는다. 추가로, 막대모양의 제품이 점착성의 용기내에서 사용될 때, 바람직하게 휨강도는 1.5 내지 3N 이고 균열강도는 휨강도의 약 12 배 내지 5배만큼 크다. 본 발명에 따른 고형상 접착제로부터 만들어진 막대모양의 제품은 깨질 수 없고 균열이 생길 수 없으며 종이표면에 적당한 강도로 적용되면서 도포되기 쉽다.

막대모양의 제품의 휨강도는 일본 산업 표준 6026(JIS 6026)에 따른 6.5 휨강도 테스트에 의해 쉽게 측정될 수 있다. 요약하면, 막대모양제품의 견본을 한시간 동안 약 77℉(25℃)의 자동온도조절 장치내에 세우도록 하고, 그후에 즉시 그것을 자동온도조절 장치로부터 빼내고 두 개의 받침 위에 올려놓는다. 이 상태에서, 하중이 견본의 가운데 부분에 적용된다. 휨강도는 하중의 적용에 의해 견본이 깨질 때 측정된 하중값에 의해 결정될 수 있다. 균열강도시험은 약 0.47 인치(12 mm)의 직경을 갖는 디스크 모양의 하중 팁과 평평한 바닥을 사용하여 수행된다. 특히, 균열강도시험은 평평한 바닥위에 약 77℉(25℃)의 막대모양제품의 견본을 올려놓고 일초당 약 0.15인치(4 mm)의 속도로 평평한 바닥위에서 견본 근처에 하중팁을 가져감에 의해서 수행된다. 상기 균열강도는 견본에 팁을 접근시켜서 균열될 때 측정된 하중값에 의해 결정될 수 있다.

본 발명의 고형상 접착제는 최대 약 0.47인치(12 mm)의 직경을 갖는 막대모양제품의 형태로 형성될 수 있어서, 결국 고형상 접착제로부터 만들어진 막대모양제품은 상기된 펜유형의 용기내에서 사용하기 위해 특히 적합하다. 이것은 펜유형 용기를 위한 예비 접착제로서 카트리지 케이스내에 보관될 수 있고, 필요한 경우 펜 유형의 용기내에서 사용되기 위해 카트리지 케이스로부터 꺼내질 수 있다. 추가로, 고형상 접착제로부터 만들어진 막대모양제품은 작은 직경을 갖고, 그 결과 종이 표면의 아주작은 부분에 쉽게 도포될 수 있다.

실시예

다음의 표 1은 본 발명에 따른 고형상 접착제의 실시예 1내지 8의 중량% 조성이고, 실시예 1내지 8의 막대모양제품의 균열강도시험 및 휨강도시험의 결과이다.

실시예 1내지 8은 통상의 기술을 사용하여 준비되었다. 특히, 디-벤질리덴 소르비톨을 3-메톡시-3-메틸-1-프로판올과 N-메틸-2-피롤리돈을 함유한 유기용매와 혼합하고, 가열하여 용해하였다. 점착성의 수지 또는 폴리비닐 알콜 및 폴리비닐 피롤리딘을 물에 용해하였다. 이어서 유기용매에 용해된 디-벤질리덴 소르비톨을 용해된 폴리비닐알콜과 폴리비닐피롤리돈에 첨가하고 약 176 내지 194℉(80 내지 90℃)로 조절된 온도에서 혼합하였다. 이어서 남아있는 조성물을 상기 혼합물에 첨가하였다.

상기한 용기내에서 사용하기 위한 막대모양제품의 견본을 형성하기 위해서, 상기한 방법으로 제조된 실시예 1내지 8의 각각의 성분을 본 발명의 고형상 접착제를 형성하기 위해 미리 제조한 막대형태의 틀속에 부었다. 이어서, 실시예1 내지 8의 각각을 냉각하여 응고시키고, 여기에서 약 0.31 인치(8mm)의 직경을 갖는 견본이 만들어졌다. 추가로, 막대모양제품이 용기내에서 사용될 때 막대모양제품을 고정하기 위한 수단으로 작용하는 고정제가 틀속에 이미 장치되어 있었다. 상기 고정제는 틀 속에 막대모양제품을 형성하면서 동시에 막대모양제품과 결합하였다.

실시예 1 내지 8의 막대모양제품 견본의 각각을 틀에서 꺼내고, 미리 정해진 길이(2.0인치(52mm))로 잘라 카트리지 케이스내에 저장하였다.

본 발명의 막대모양제품에 의해 제공된 휨강도와 균열강도의 독특한 결합을 증명하기 위해서, 막대모양제품 견본의 각각을 카트리지 케이스에서 꺼내었다. 각각의 막대모양제품견본을 위한 휨강도시험을 JIS-6026의 6.5 휨강도시험에 따라 수행하였다. 상기한 바와 같이 각각의 막대모양제품 견본의 휨강도는 막대모양제품 견본에 적용된 하중에 의해 막대모양제품 견본이 부러질 때 측정된 하중값에 의해 결정되었다. 각각의 막대모양제품 견본을 위한 균열강도시험은 평평한 바닥과 0.47 인치(12mm)의 직경을 갖는 디스크 모양의 하중팁을 사용하여 수행하였다. 특히, 균열강도시험은 평평한 바닥위에 약 77℉(25℃)의 막대모양제품의 견본을 올려놓고 일초당 약 0.15인치(4 mm)의 속도로 평평한 바닥위에서 막대모양제품 견본 근처에 하중팁을 가져감에 의해서 수행되었다. 균열강도는 막대모양제품 견본에 균열이 생길 때 측정된 값에 의해 결정되었다. 실시예 1 내지 8의 휨강도와 균열강도의 결과는 표 1에 나타나 있다. 표 1에 나타난 휨강도와 균열강도 시험의 데이타는 본 발명에 따른 고형상 접착제로부터 만들어진 막대모양제품에 의해 제공되는 휨강도와 균열강도의 독특한 결합을 보여준다.

실시예 1내지 8의 막대모양제품의 모양유지성 및 저장성을 증명하기 위해서, 막대모양제품 견본을 폴리프로필렌 리필 케이스에 저장하였다. 그 안에 저장된 막대모양제품견본을 갖는 케이스는 내부에 이미 넣어져 있고 24시간 동안 122℉(50℃)의 자동온도조절장치내에 세워지도록 하였다. 이어서 그 안에 함유된 막대모양제품 견본을 갖는 케이스를 자동온도조절 장치에서 꺼내어 실온으로 냉각하였다. 막대모양제품 견본을 케이스에서 꺼냈을 때 그들은 제 모양을 잃지 않았고 다른 문제없이 케이스로부터 쉽게 꺼낼수 있다는 것이 알려졌다.

여기에서 사용된 용어와 표현은 해설적이지만 제한적이지 않은 용어로서 사용된다. 이와 같은 용어 및 표현의 사용에 있어서 기재된 특징과 동일한 어떤 것 또는 그들의 일부의 어떤 것을 배제하려는 어떤 의도도 없다. 그러나 본 발명의 청구항의 관점내에서 다양한 변형이 가능하다는 것이 알려진다.

본 발명에 따른 고형상 접착제는 직경이 작은 막대모양제품의 형태로 형성될 수 있어 펜유형 용기용의 예비접착제로서 카트리지 케이스내에 보관될 수 있고, 필요한 경우 펜 유형의 용기내에서 사용되기 위해 카트리지 케이스로부터 꺼내질 수 있어 사용하기에 편리하다.

또한, 작은 직경을 갖기때문에 종이 표면의 아주작은 부분에 쉽게 도포될 수 있는 장점을 갖는다.