JP2515655B2 - ホットメルト接着方法 - Google Patents

ホットメルト接着方法

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JP2515655B2
JP2515655B2 JP3348851A JP34885191A JP2515655B2 JP 2515655 B2 JP2515655 B2 JP 2515655B2 JP 3348851 A JP3348851 A JP 3348851A JP 34885191 A JP34885191 A JP 34885191A JP 2515655 B2 JP2515655 B2 JP 2515655B2
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橋 基 一 丸
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、接着力及び水溶解性に
優れたホットメルト接着剤を用いたホットメルト接着方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ホットメルト接着剤は他の接着剤に比べ
て、広範な被着剤に適用できること、接着速度が非常に
速いこと、毒性や危険がないこと、経済的に有利である
ことなどの理由により、製本用、包装用、木工用、製靴
用、織物接着用などの用途に盛んに使用されるようにな
っている。最近においては、故紙回収等を容易にするた
め、ホットメルト接着剤に水分散性、水溶解性を付与す
る目的で、スルホン酸基を導入したポリビニルアルコー
ル系樹脂が注目されている。
【0003】従来、かかるスルホン酸基の導入には、
(メタ)アリルスルホン酸(ナトリウム)と酢酸ビニル
とを共重合し、得られる共重合体をケン化することが行
われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、(メ
タ)アリルスルホン酸類による変性によっては高重合度
の樹脂が得られないため、ホットメルト接着に際し接着
強さが不足するという欠点があり、またアリルスルホン
酸類による変性では水に対する溶解時間の減少に限界が
あった。
【0005】本発明は、このような背景下において、ホ
ットメルト接着に際し接着強さが顕著に向上し、しかも
ホットメルト接着した基材を水と接触させたときに、ホ
ットメルト接着を行った部分も迅速に水に溶解するホッ
トメルト接着方法を提供することを目的とするものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のホットメルト接
着方法は、式(1) で示されるN−スルホアルキル(メ
タ)アクリルアミドを酢酸ビニルと共重合し、ついでケ
ン化して得られるスルホン酸基含量0.1〜20モル
%、平均ケン化度10〜99.9モル%、20℃におけ
る4重量%水溶液の粘度が5センチポイズ以上のスルホ
ン酸基含有変性ポリビニルアルコール(以下、ポリビニ
ルアルコールをPVAと略す)と、タッキファイヤーと
の混合物を主剤とするホットメルト接着剤を用い、該ホ
ットメルト接着剤を加熱溶融した状態で基材のホットメ
ルト接着を行うことを特徴とするものである。
【0007】
【化2】 (R1 ;水素又はメチル基、R2 ;アルキレン基、M;
水素又はアルカリ金属塩)
【0008】以下、本発明について詳細に説明する。
【0009】ホットメルト接着剤の第1成分は、前記し
た如く、N−スルホアルキル(メタ)アクリルアミドと
酢酸ビニルを共重合し、ついでケン化して得られるスル
ホン酸基含有変性PVAである。N−スルホアルキル
(メタ)アクリルアミドにおけるアルキレン基(R2
としてはエチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が挙
げられ、これらは直鎖状、分岐状のいずれでも良いが、
共重合体のケン化時の安定性の点から分岐状のアルキレ
ン基の方が好ましい。又Mは水素又はアルカリ金属であ
るが、遊離のスルホン酸(Mが水素)では共重合時に酢
酸ビニルを分解させる恐れがあるので、通常はナトリウ
ム、カリウム等のアルカリ金属が望ましい。かかるアク
リルアミドの中では、本発明の目的には式(2) で示され
るN−スルホイソブチレンアクリルアミド・ナトリウム
塩が特に好適である。
【0010】
【化3】
【0011】上記の変性PVAを製造するにあたって
は、まずアルコール溶媒中でN−スルホアルキル(メ
タ)アクリルアミドと酢酸ビニルとを共重合する。この
際、変性PVAの粘度が5センチポイズ以上となるよう
に、アルコールの使用量は酢酸ビニルの重量に対して5
0%以下に規定する必要がある。尚、粘度は4重量%の
水溶液を温度20℃でB型回転粘度計を用いて測定す
る。
【0012】アルコールとしては、メタノール、エタノ
ール、プロパノール等の低級アルコールが普通用いられ
る。これらのアルコール類は少量の水を含んでいても差
し支えない。重合時の単量体の仕込み方法としては特に
制限はなく、一括仕込み、分割仕込み、連続仕込み等任
意の方法が採用されるが、N−スルホアルキル(メタ)
アクリルアミド、酢酸ビニルの共重合比の点から、まず
酢酸ビニルをアルコール溶媒中に溶解し、これに上記
(メタ)アクリルアミドを滴下しながら重合するのが組
成均一な共重合体が得られ易いので有利である。共重合
にあたって触媒としては、アゾビスイソブチロニトリ
ル、過酸化アセチル、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロ
イル等の公知のラジカル重合触媒が用いられる。重合温
度は通常50℃〜沸点程度が望ましい。
【0013】又、かかる重合を行うにあたっては、上記
2成分以外に、かかる単量体と共重合可能な他の不飽和
単量体、例えば、スチレン、アルキルビニルエーテル、
(メタ)アクリルアミド、エチレン、プロピレン、α−
ヘキセン、α−オクテン等のオレフィン、(メタ)アク
リル酸、クロトン酸、(無水)マレイン酸、フマール
酸、イタコン酸等の不飽和酸あるいはそれらのアルキル
エステルやアルカリ塩類を10モル%以下程度存在させ
ることも可能である。かくして重合を行った共重合体は
常法に従ってケン化される。
【0014】ケン化にあたっては、該共重合体をアルコ
ール又は含水アルコールに溶解し酸又はアルカリでケン
化が行われる。アルコールとしてはメタノール、エタノ
ール、プロパノール等が挙げられるが、メタノールが好
適に使用される。アルコール中の共重合体の濃度は通常
20〜70重量%の範囲から選ばれる。ケン化触媒とし
ては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、ナトリウム
メチラート、ナトリウムエチラート、カリウムメチラー
ト等のアルカリ金属の水酸化物や、アルコラートの如き
アルカリ触媒、あるいは、硫酸、塩酸等の酸触媒が用い
られる。かかる触媒の使用量は通常酢酸ビニルに対して
0.1〜5.0モル%が適当である。ケン化反応時の温
度は特に制限はないが、普通10〜50℃、好ましくは
20〜40℃の範囲から選ばれる。ケン化反応は0.1
〜5時間にわたって行われる。
【0015】上記により得られた変性PVAは、スルホ
ン酸基含有量が0.1〜20モル%、平均ケン化度10
〜99.9モル%、20℃における4重量%水溶液の粘
度が5センチポイズ以上、特に望ましくは10センチポ
イズ以上である高重合度スルホン酸基含有変性PVAで
ある。スルホン酸基含有量が0.1モル%未満では水分
散性、水溶解性に欠け、20モル%を越える場合は変性
PVAが低重合度となって目的とする変性PVAには適
応し難く、更に接着力も低下してしまう。又、20℃に
おける4重量%水溶液の粘度が5センチポイズ未満であ
る場合は、本発明の如き効果が全く得られない。
【0016】かかる変性PVAはタッキファイヤーと混
合されて130〜180℃に加熱溶融され、接着剤に調
製される。かかる溶融物はそのままコーター等で紙に塗
布することもできるし、又、一旦溶融物を押出し、ブロ
ック、スラッグ、ひも、糸、スティック、フレーク、ペ
レット、シート、フイルム、パウダー状等に成型した
後、使用時に再溶融して塗布することもできる。
【0017】タッキファイヤーとしては、例えば、ロジ
ン類、ロジンエステル化物、ピネン系ポリマー、水添石
油樹脂など樹脂と相溶性の良いものが用いられる。タッ
キファイヤーと共に、坑酸化剤、充填剤、ワックス類、
可塑剤などを配合することもできる。
【0018】上記のホットメルト接着剤は、特に紙器、
包装、製本、木工などの基材のホットメルト接着に供さ
れる。ホットメルト接着に際しては、上記のホットメル
ト接着剤を基材に0.01〜0.05g/cm2 程度とな
るように適用し、130〜180℃程度に加熱してホッ
トメルト接着作業を行えばよい。
【0019】
【作用】本発明のホットメルト接着方法を実施すると、
ホットメルト接着剤中のスルホン酸基含有変性PVAが
高重合度である上に水溶性が大きいので、従来のアリル
スルホン酸変性PVAを用いた場合に比し、接着力が著
しく向上し、かつより迅速に水に溶解するようになる。
【0020】
【実施例】以下、本発明について実施例を挙げて更に詳
述する。尚、「部」及び「%」とあるのは、特にことわ
りのない限り重量基準である。
【0021】実施例1スルホン酸基含有変性PVAの製造 還流冷却器、滴下漏斗、温度計、撹拌器を備えた重合缶
に酢酸ビニル834部、メタノール158部を仕込み、
攪拌しながら温度を上昇させ、60℃においてアゾビス
イソブチロニトリル0.30部をメタノール50部に溶
解した溶液を投入して重合を開始させた。重合開始時点
より、N−スルホイソブチレンアクリルアミドナトリウ
ム塩46部を溶解した23%メタノール溶液196部を
滴下しながら、重合を継続した。5時間後、重合率が6
0%になった時点で重合を停止した。得られた共重合溶
液を常法に従って精製し、N−スルホイソブチレンアク
リルアミドナトリウム塩−酢酸ビニル共重合体を得た。
【0022】該共重合体の30%メタノール溶液を調製
し、ニーダー中、40℃で酢酸ビニル基に対して20ミ
リモルの水酸化ナトリウムのメタノール溶液を添加して
ケン化反応を行った。生成した変性PVAを濾別、洗浄
後、乾燥して、目的物を得た。得られたスルホン酸基含
有変性PVAの特性値は次の通りであった。
【0023】スルホン酸基含有量:3.0モル%、 平均ケン化度:94.9モル%、 20℃における4%水溶液粘度:30.5センチポイズ IR(cm-1) 1660及び1540(第2アミド基) 1040及び 630(スルホン酸基) NMR(δppm ) 1.7(−CH3 に帰属される)
【0024】以上より、アミド結合は共重合体のケン化
により切断されず、スルホン酸基の存在が確認される。
【0025】ホットメルト接着剤の調製 上記で得られたスルホン酸基含有変性PVA100部、
ソルビットのエチレンオキサイド10モル付加物(タッ
キファイヤー)45部、重合ロジンのマンニットトリエ
ステル樹脂(タッキファイヤー)35部を、170℃で
混合機により溶融混合してホットメルト接着剤を調製
し、接着力及び水溶解性を測定した。
【0026】実施例2 実施例1に準じて製造されたスルホン酸基含有変性PV
A(N−スルホイソブチレンアクリルアミドナトリウム
5.0モル%、ケン化度35.7モル%)100部、ソ
ルビットのエチレンオキサイド10モル付加物(タッキ
ファイヤー)20部、重合ロジンのマンニットトリエス
テル樹脂(タッキファイヤー)40部、DBP(ジブチ
ルフタレート、可塑剤)20部を170℃で溶融混合し
てホットメルト接着剤を調製し、接着力及び水溶解性を
測定した。
【0027】実施例3 実施例1においてスルホン酸基含有量5.0モル%で変
性させたケン化度98.1モル%のスルホン酸基含有変
性PVAを用いた以外は、同例に準じて実験を行った。
【0028】実施例4 実施例1においてスルホン酸基含有量1.0モル%で変
性させたケン化度88.2モル%のスルホン酸基含有変
性PVAを用いた以外は同例に準じて実験を行った。
【0029】実施例5 実施例1においてスルホン酸基含有量1.0モル%で変
性させたケン化度97.6モル%のスルホン酸基含有変
性PVAを用いた以外は同例に準じて実験を行った。
【0030】対照例 アリルスルホン酸ナトリウム3.0モル%で変性された
PVA(ケン化度95.0モル%)を用いて、実施例1
に準じて接着力及び水溶解性を測定した。
【0031】〈結果〉 上記実施例1〜5および対照例の結果をまとめて表1に
示す。尚、各特性値の測定は下記のようにして行った。
【0032】4%水溶液粘度 B型回転粘度計を用いて20℃における4%水溶液の粘
度を測定した。単位はセンチポイズである。
【0033】溶融粘度 BM型粘度計を用いて180℃における30rpm での粘
度を測定した。単位はセンチポイズである。
【0034】接着力 上質紙を50mm×50mmに裁断し、その一端より20mm
の所に接着剤を巾約3mmで線状に接着剤を塗布する。そ
の後、直ちに同じ大きさに裁断した段ボール紙を重ね合
わせて接着する。この試験片の上質紙を接着部より折り
合わせ、紙葉2枚と段ボール部とをオートグラフにセッ
トし、引張速度300mm/min で剥離強度を求め、接着
力とした。
【0035】水溶解性 接着剤の小片(20mm×20mm×1mm)を30℃の水に
浸漬したときの経時変化を観察した。
【0036】
【表1】 変性PVA 溶融粘度 接着力 水溶解性 変性量 ケン化度 4%水溶液 (cp/180℃) (kg/5cm) (min) (モル%)(モル%)粘度 (cps) 実施例1 3.0 94.9 30.5 7700 6.7 6 実施例2 5.0 35.7 24.3 6200 5.8 5 実施例3 5.0 98.1 27.5 6500 6.4 3 実施例4 1.0 88.2 35.4 9600 7.2 8実施例5 1.0 97.6 32.8 8400 6.9 7 対照例 3.0 95.0 2.0 4800 4.2 10 (注)対照例は、アリルスルホン酸ナトリウム変性。
【0037】
【効果】本発明のホットメルト接着方法を実施すると、
ホットメルト接着剤中のスルホン酸基含有変性PVAが
高重合度である上に水溶性が大きいので、従来のアリル
スルホン酸変性PVAを用いた場合に比し、接着力が著
しく向上し、かつより迅速に水に溶解するようになる。
よって本発明の方法は工業的に非常に有利である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(1) で示されるN−スルホアルキル
    (メタ)アクリルアミドを酢酸ビニルと共重合し、つい
    ケン化して得られるスルホン酸基含有0.1〜20モ
    ル%、平均ケン化度10〜99.9モル%、20℃にお
    ける4重量%水溶液の粘度が5センチポイズ以上のスル
    ホン酸基含有変性ポリビニルアルコールと、タッキファ
    イヤーとの混合物を主剤とするホットメルト接着剤を用
    い、該ホットメルト接着剤を加熱溶融した状態で基材の
    ホットメルト接着を行うことを特徴とするホットメルト
    接着方法。 【化1】 (R1 ;水素又はメチル基、R2 ;アルキレン基、M;
    水素又はアルカリ金属塩)
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Effective date: 19941004