JP2003221567A - 水系接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた接着力と耐水性を兼備し、特に工業用
接着剤として好適な水系接着剤組成物を提供する。 【解決手段】 エチレンー酢酸ビニル系共重合体とエ
チレン系酸コポリマー（好ましくは酸コポリマーの含有
量が１５重量％以上）とエチレンイミン誘導体と架橋剤
とが含有されてなる水系接着剤組成物であり、好ましく
はエチレン−酢酸ビニル系共重合体１００重量部に対し
てエチレン系酸コポリマーが２重量部以上、エチレンイ
ミン誘導体が２重量部以上含有されてなる組成物１００
重量部に対して、架橋剤が０．５〜２０重量部含有され
てなる水系接着剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水系接着剤組成物
に関し、さらに詳細には、オレフィン系樹脂等への接着
に好適に使用される水系接着剤組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、接着剤業界並びに接着剤を使用す
る業界においては、人体への安全性、火災防止や環境保
全等の観点から有機溶剤を媒質とする溶剤型接着剤に代
わり、水を媒質とする水溶液型もしくはエマルジョン型
接着剤等の水系接着剤が注目され、その使用量が増大し
つつある。水系接着剤のなかでも、酢酸ビニル樹脂、エ
チレンー酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル樹脂あるいは
ウレタン樹脂等を主成分とするエマルジョン型接着剤
は、他の水系接着剤に比較し、接着力が良好であるため
多くの分野で使用されている。

【０００３】しかし、上記の水系接着剤は、木、紙、金
属等への接着性には優れているものの、プラスチックス
系の被着材料たとえばウレタン樹脂、ポリウレタンフォ
ーム、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系
樹脂やオレフィン系樹脂フォーム等の材料には十分な接
着力を発現できなかった。さらに、接着剤の主用途を成
す工業用接着剤は一般的に工場ラインで連続的に使用さ
れ、接着直後に移動して次工程に進むために優れた初期
接着力が要求されると共に、最終的には高度な接着力、
耐熱性、耐水性等を発現する必要がある。

【０００４】このような水系接着剤の問題点を解消する
目的で、オレフィン系樹脂等のプラスチックス被着体へ
の接着力を向上させる試みが種々行われてきた。例え
ば、特開昭５９−２４７４号公報には、エチレンー酢酸
ビニル系共重合エマルジョンにポリエチレンイミン等を
特定量含有した接着剤が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし本発明者の検討
によれば、上記公報に記載された水系接着剤ではオレフ
ィン系樹脂等への接着力が未だ十分ではなく、特に初期
接着力と耐水性には問題があり、工業用の接着剤として
の性能を満足するものではなかった。本発明は、上記従
来の水系接着剤の問題点を解決するため、オレフィン系
樹脂等への初期接着性や経時接着性等の優れた接着性と
耐水性とを兼備し、特に工業用接着剤として好適な水系
接着剤組成物を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、エチレン−酢酸ビニル系共
重合体とエチレン系酸コポリマーとエチレンイミン誘導
体と架橋剤とが含有されてなる水系接着剤組成物を提供
する。また、請求項２記載の発明は、エチレン系酸コポ
リマーの酸含有量が１５重量％以上である請求項１記載
の水系接着剤組成物を提供する。また、請求項３記載の
発明は、エチレン−酢酸ビニル系共重合体１００重量部
に対してエチレン系酸コポリマーが２重量部以上、エチ
レンイミン誘導体が２重量部以上含有されてなる組成物
Ａ１００重量部に対し、架橋剤が０．５〜２０重量部含
有されてなる請求項1 又は２記載の水系接着剤を提供す
る。

【０００７】また、請求項４記載の発明は、架橋剤が、
分子中に２個以上のイソシアネート基を有するイソシア
ネート系架橋剤である請求項１〜３のいずれか一項に記
載の水系接着剤組成物を提供する。また、請求項５記載
の発明は、架橋剤が、分子中に２個以上のアジリジン基
を有するアジリジン系架橋剤である請求項１〜３のいず
れか一項に記載の水系接着剤組成物を提供する。

【０００８】以下、本発明を更に詳細に説明する。本発
明の水系接着剤組成物は一般に、水溶性あるいは水分散
性とされたエチレン−酢酸ビニル系共重合体とエチレン
系酸コポリマーとエチレンイミン誘導体と架橋剤とを混
合して製造するので、水分散型の形態で用いられる。

【０００９】本発明におけるエチレン−酢酸ビニル系共
重合体とは、エチレンと酢酸ビニルとを共重合させたも
のであり、更に、必要により他の共重合可能なモノマー
と共重合させたものであっても良い。上記エチレン−酢
酸ビニル系共重合体におけるエチレン含有量は、好まし
くは１５〜４０重量％である。１５重量％未満では、接
着性が低下するおそれがあり、４０重量％を越えると工
業製品としての安定的入手が困難となる場合がある。エ
チレンー酢酸ビニル系共重合体は、通常、エチレン- 酢
酸ビニル系共重合体エマルジョンの形態で用いられる。

【００１０】本発明におけるエチレン系酸コポリマーと
は、エチレンと酸とを共重合させたものであり、更に必
要により他の共重合可能なモノマーと共重合されたもの
であってもよい。上記エチレン系酸コポリマーの酸含有
量は、好ましくは１５重量％以上であり、さらに好まし
くは、２０重量％以上である。酸の含有量が、１５重量
％未満の場合は、エチレン系酸コポリマーが水分散する
ことが困難になる場合がある。

【００１１】また、上記水分散とは、水に均一に分散す
ることを意味し、完全に溶解して透明溶液にならなくて
も良い。水分散化の具体的な方法は、エチレン系酸コポ
リマーをアルカリによって中和することにより、水溶性
を向上させ、樹脂の分散安定性を高めることである。ア
ルカリとしては水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、ア
ンモニア等が用いられるが、耐水性の向上の為にはアン
モニアが適している。上記酸は、共重合性有機酸であれ
ば、特に限定されず、好ましくはカルボキシル基を有す
るものであり、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イ
タコン酸等が挙げられる。

【００１２】本発明におけるエチレンイミン誘導体と
は、ポリエチレンイミン、変性ポリエチレンイミン、ま
たは、（メタ）アクリル酸と（メタ）アクリル酸エステ
ルモノマー等、その他共重合可能なモノマーとの共重合
体にポリエチレンイミンをグラフトしたもの等が挙げら
れる。尚、例えば（メタ）アクリル酸とはメタクリル酸
もしくはアクリル酸を意味する。

【００１３】本発明における架橋剤は、エチレン−酢酸
ビニル系共重合体、エチレン系酸コポリマー水分散体ま
たはエチレンイミン誘導体と架橋構造を形成させて耐水
性、耐熱性を高めるために用いられる。具体的にはイソ
シアネート系架橋剤、アジリジン系架橋剤、エポキシ系
架橋剤等が挙げられる。なかでも、イソシアネート系架
橋剤とアジリジン系架橋剤は好適である。

【００１４】本発明におけるイソシアネート系架橋剤と
しては、分子中にイソシアネート基を２個以上有するも
のであれば特に限定されず、例えば、トルエンジイソシ
アネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサ
メチレンジイソシアネート等が挙げられる。またトリメ
チロールプロパン、ペンタエリスリトール等のポリオー
ル類と、トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタン
ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等
のポリイソシアネート類とを、イソシアネート基過剰の
条件で反応させて得られるイソシアネートプレポリマー
類も挙げられ、好適に用いられる。上記イソシアネート
系架橋剤は、単独で用いられても２種以上が併用されて
も良い。

【００１５】本発明におけるアジリジン系系架橋剤とし
ては、分子中にアジリジン基を２個以上有するものであ
れば、特に限定されない。例えば、ω−アジリジニルプ
ロピオン酸−２，２−ジヒドロキシメチル−ブタノール
−トリエステル、４，４’−ビス（エチレンイミノカル
ボニルアミノ）ジフェニルメタン、２，４，６−（トリ
エチレンイミノ）-sym−トリアジン、１，６−ビス（エ
チレンイミノカルボニルアミノ）ヘキサン等が好適に用
いられる。特にそれらを水分散化して用いると使い易
い。上記アジリジン系架橋剤は、単独で用いられても２
種以上が併用されても良い。

【００１６】本発明の水系接着剤の配合割合は、固形分
換算にて、エチレン−酢酸ビニル系共重合体１００重量
部に対してエチレン系酸コポリマーが２重量部以上、エ
チレンイミン誘導体が２重量部以上含有されてなる組成
物Ａ１００重量部に対し、架橋剤が０．５〜２０重量部
含有されてなることが好ましい。さらに好ましくは、固
形分換算にて、エチレン−酢酸ビニル系共重合体１００
重量部に対してエチレン系酸コポリマーが３〜６０重量
部、エチレンイミン誘導体が３〜６０重量部含有されて
なる組成物Ａ１００重量部に対し、架橋剤が１〜１０重
量部含有されてなることである。

【００１７】上記エチレン系酸コポリマーが２重量部未
満ではオレフィン系樹脂等への接着力向上の効果が発現
できない場合がある。また、上記エチレンイミン誘導体
も２重量部未満では、オレフィン系樹脂等への接着力向
上の効果が発現できない場合がある。オレフィン系樹脂
等への接着力、特に初期接着力を向上させるには、これ
らの２成分をエチレン−酢酸ビニル系共重合体に適量配
合することが望まれる。また、耐水性や耐熱性を向上さ
せる目的で用いる上記架橋剤の量は０．５重量部未満で
はその効果が不十分な場合があり、２０重量部を越える
と硬化が速すぎて接着剤の使用時間が短くなりすぎるこ
とがある。

【００１８】（作用）エチレンイミン誘導体にはオレフ
ィン系樹脂等への接着力を向上させる作用があると推察
されるところ、本発明の水系接着剤組成物は、更にエチ
レン系酸コポリマーが含有されてなるので、両者の作用
が相俟って特に初期接着力が高いと共に、エチレン−酢
酸ビニル系共重合体と架橋剤とが含有されてなるので、
オレフィン系樹脂やポリウレタンフォーム等の従来は接
着困難とされていた被着材料への優れた接着性、工場ラ
インでの使用にふさわしい優れた初期接着性、及び接着
後の優れた耐水性を付与できる。

【００１９】

【実施例】以下に実施例及び比較例を説明することによ
り、本発明を具体的に説明する。 （実施例１）エチレンー酢酸ビニル系共重合体として、
エチレンー酢酸ビニル系共重合体エマルジョン（以下、
ＥＶＡエマルジョンと言う。住友化学（株）製、商品名
「スミカフレックス４６７」、エチレン含有量１８重量
％、樹脂分６５％）を用いた。エチレン系酸コポリマー
としてエチレンアクリル酸コポリマー（以下、ＥＡＡと
言う。三井デュポンポリケミカル社製、商品名「ニュク
レル５１３０Ｈ」、アクリル酸含有量２０重量％）をア
ンモニアで中和した後９０℃で溶解し、２５重量％のＥ
ＡＡ水溶液を調製した。また、エチレンイミン誘導体と
して、アクリル酸・アクリル酸ブチル・メタクリル酸メ
チル・スチレン共重合物とポリエチレンイミンのグラフ
ト化物（日本触媒( 株) 製、商品名「ポリメントＳＫ−
１０００」、樹脂分３８％）と、架橋剤として、イソシ
アネート架橋剤「コロネートＬ−４５」（トルエンジイ
ソシアネート４５重量％の酢酸エチル溶液、日本ポリウ
レタン社製）を用意した。

【００２０】上記の、ＥＶＡエマルジョンを固形分換算
にて１００重量部、ＥＡＡ水溶液を固形分換算にて５０
重量部、エチレンイミン誘導体を固形分換算にて１５重
量部配合し、撹拌して均一な水系組成物Ａを作成し、さ
らにその水系組成物Ａにイソシアネート架橋剤を架橋剤
純分として７．５重量部（組成物Ａの固形分１００重量
部に対して４．５重量部）配合し、撹拌して均一な水系
接着剤を調整した。以下の配合の重量記載はすべて、固
形分あるいは架橋剤純分に換算した値を示す。

【００２１】（実施例２）ＥＶＡエマルジョンを固形分
換算にて１００重量部、ＥＡＡ水溶液を固形分換算にて
１０重量部、エチレンイミン誘導体を固形分換算にて１
１重量部配合し、撹拌して均一な水系組成物Ａを作成
し、さらにその水系組成物Ａにイソシアネート架橋剤を
架橋剤純分として５．５重量部（組成物Ａの固形分１０
０重量部に対して４．５重量部）用いた以外は、実施例
１と同様にして水系接着剤樹脂組成物を得た。

【００２２】（実施例３）ＥＶＡエマルジョンを固形分
換算にて１００重量部、ＥＡＡ水溶液を固形分換算にて
４重量部、エチレンイミン誘導体を固形分換算にて８重
量部配合し、撹拌して均一な水系組成物Ａを作成し、さ
らにその水系組成物Ａにイソシアネート架橋剤を架橋剤
純分として３．８重量部（組成物Ａの固形分１００重量
部に対して３．４重量部）用いた以外は、実施例１と同
様にして水系接着剤樹脂組成物を得た。

【００２３】（実施例４）イソシアネート系架橋剤の代
わりに、アジリジン系架橋剤（４，４−ビス（エチレン
イミノカルボニルアミノ）ジフェニルメタンの２７％水
溶液）を７．５重量部用いたこと以外は実施例１と同様
にして水系接着剤樹脂組成物を得た。

【００２４】エチレンイミン誘導体として「ポリメント
ＳＫ−１０００」を用いる代わりに、ポリエチレンイミ
ン（日本触媒( 株) 製、商品名「エポミンＰ−１００
０」、樹脂分３０％水溶液）を固形分換算にて１５重量
部用いた以外は、実施例１と同様にして水系接着剤樹脂
組成物を得た。

【００２５】（比較例１）ＥＡＡと架橋剤を使用しなか
ったこと以外は、実施例５と同様にして水系接着剤樹脂
組成物を得た。

【００２６】（比較例２）イソシアネート架橋剤を使用
しなかったこと以外は、実施例１と同様にして水系接着
剤樹脂組成物を得た。

【００２７】（性能評価）得られた水系接着剤組成物に
ついて以下の方法により性能評価を行った。

【００２８】１）Ｔ型剥離測定（接着力測定） 被着体として、幅２５ｍｍ×長さ１００ｍｍに裁断した
厚さ０．１ｍｍのポリエチレンフィルムをラミネートし
た不織布とポリウレタンフォーム（発泡倍率３０倍）と
を準備し、一方被着体の端（ポリエチレンフィルムをラ
ミネートした不織布を用いる場合はポリエチレンラミネ
ート面）から５ｃｍにわたって水系接着剤組成物の塗布
量（ｗｅｔ）４５ｇ／ｍ2 となるように水系接着剤組成
物を塗布した後、この水系接着剤組成物上に他方の被着
体を手動ロールで２往復する条件で圧着貼り合わせ、接
着試験片を作製した。

【００２９】この接着試験片を２０℃６５％ＲＨの雰囲
気下で７２時間養生した後、試験片の幅を２５ｍｍに切
断して、引張試験機（商品名「インストロン１１９
５」、インストロン社製）を用いて、引張速度１００ｍ
ｍ／分で引張試験を行い、接着力（Ｎ／２５ｍｍ ）を
測定した。また、ポリウレタンフォームが凝集破壊しポ
リエチレンフィルム側に接着した面積を材破として評価
した。

【００３０】２）初期接着力 １）において試験片を７２時間養生する変わりに、２３
℃・５０％ＲＨの雰囲気中で２分後のＴ型剥離接着力
（Ｎ／５０ｍｍ）を測定した。このときの試験片は２５
ｍｍ幅でなく、５０ｍｍ幅のものを用いた。

【００３１】３）耐水接着性 １）と同様にして作製した接着試験片を７０℃の温水中
に２時間浸漬した後、６０℃で３時間乾燥させ、剥離状
態を目視観察した。

【００３２】４）経時接着力（接着剤を混合後の使用可
能時間の評価） 調製した水系接着剤組成物をすぐに使用せずに、室温２
３℃５０％ＲＨ雰囲気中で６時間放置した後、１）と同
様な方法で接着試験片を作製し、Ｔ型剥離測定を行っ
た。上記１）〜４）の評価結果を表１に示した。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】本発明の水系接着剤組成物は、エチレン
−酢酸ビニル系共重合体とエチレン系酸コポリマーとエ
チレンイミン誘導体と架橋剤とが含有されてなるもので
あり、ポリオレフィン系樹脂等に対する良好な接着力と
共に、経時後の高い耐水性・耐熱性を発現することがで
きる。また、初期接着力に優れており、工場ラインで使
用する場合に有用であり、優れた耐水性及び耐熱性を発
揮する工業用接着剤として、好適な水系接着剤組成物を
提供できる。以上のことにより、例えば、ポリエチレン
フィルムとポリウレタンフォームとを本発明の接着剤組
成物によって接着した際にも、接着面で被着体同士がず
れたりすることなく、十分な接着性が発現され良好な被
着体が得られるのである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エチレン−酢酸ビニル系共重合体とエチ
   レン系酸コポリマーとエチレンイミン誘導体と架橋剤と
   が含有されてなることを特徴とする水系接着剤組成物。
2. 【請求項２】 エチレン系酸コポリマーにおける酸モノ
   マーの含有量が１５重量％以上であることを特徴とする
   請求項１記載の水系接着剤組成物。
3. 【請求項３】 エチレン−酢酸ビニル系共重合体１００
   重量部に対してエチレン系酸コポリマーが２重量部以
   上、エチレンイミン誘導体が２重量部以上含有されてな
   る組成物Ａ１００重量部に対し、架橋剤が０．５〜２０
   重量部含有されてなることを特徴とする請求項1 又は２
   記載の水系接着剤。
4. 【請求項４】 架橋剤が、分子中に２個以上のイソシア
   ネート基を有するイソシアネート系架橋剤であることを
   特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の水系接
   着剤組成物。
5. 【請求項５】 架橋剤が、分子中に２個以上のアジリジ
   ン基を有するアジリジン系架橋剤であることを特徴とす
   る請求項１〜３のいずれか一項に記載の水系接着剤組成
   物。