JP3093312B2 - ポリビニルアルコール系樹脂ホットメルト接着剤 - Google Patents

ポリビニルアルコール系樹脂ホットメルト接着剤

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はホットメルト接着剤、特
に製袋及び包装用に有用な水溶性ホットメルト接着剤に
関する。
【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て来てい
る。
【0003】ホットメルト接着剤としては接着性、溶融
性、耐熱性、耐寒性、柔軟性などの性能を満たすことが
要求され、一般的には、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリ
エステルがベースポリマーとして用いられている。
【0004】特に製本、製袋、木工などの繊維系を対象
とした分野における接着剤は接着性、接着作業性、柔軟
性などが優れているためエチレン−酢酸ビニル共重合体
が広く使用されているのだが、該樹脂が疎水性であるた
め故紙を再生処理する際に困難をきたしているのが現状
である。最近、これに対して水溶性であるポリビニルア
ルコール系樹脂からなるホットメルト接着剤が注目され
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ポリビニルアルコール系樹脂ホットメルト接着剤は、接
着強度、耐ブロッキング性、溶融特性、水溶解除去性な
どの諸物性における改良及び工夫が盛んに行われ多数の
特許出願が行われているのであるが、接着剤の塗工作業
時におけるめやに、糸ひきに対して優れた効果を有する
発明はあまり見当たらない。
【0006】塗工作業時におけるめやに及び糸ひき問題
は深刻であり、例えば製袋や包装工程においてノズルか
ら接着剤を噴霧する際にめやにや糸ひき状態が存在する
と塗工量のむらやバラツキが生じて商品価値が低下した
り、過剰に塗布された接着剤がローラ等に付着して被着
体を汚したり、塗工部以外での付着が生じる等製品に悪
影響を与える。又、高速処理化に対応しきれなくなり工
程がストップする等作業面において極めて不利である。
故に作業時におけるめやに、糸ひき現象をなくすことは
工業的に極めて有利となり、かかる欠点を解決したホッ
トメルト接着剤の出現が強く望まれている。
【0007】
【課題を解決するための手段】しかるに本発明者等は上
記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、平均重合度
1000以下かつ、ケン化度80モル%以下のポリビニ
ルアルコール系樹脂に(1)平均重合度150以上の高
分子量エチレングリコール及び(2)平均重合度10以
下の低分子量エチレングリコールを重量比で(1)/
(2)が9/1〜1/1となる割合で配合することを特
徴とするホットメルト接着剤を見出し本発明を完成し
た。
【0008】即ち、本発明のホットメルト接着剤はポリ
ビニルアルコール系樹脂に特定範囲の平均重合度を有す
る2種類のエチレングリコールを特定割合で配合したこ
とを特徴とするものであり、それにより初めてかかる目
的に合致する優れたホットメルト接着剤を開発すること
に成功したものである。
【0009】本発明で用いられるポリビニルアルコール
系樹脂とはポリ酢酸ビニルをケン化して得られたもので
あって、前記の如くその平均重合度が1000以下、特
に700〜100、又ケン化度が80モル%以下、特に
60モル%以下のものである。もし、平均重合度が10
00を越えるとポリビニルアルコール系樹脂自身の溶融
粘度が高くなり、ホットメルト接着剤として使用が困難
となる。又、ケン化度が80モル%を越えると重合度と
同様、樹脂自身の溶融粘度が高くなり好ましくない。
【0010】該ポリビニルアルコール系樹脂はイオン変
性ポリビニルアルコール系樹脂としても用いることがで
きる。本発明で用いるイオン変性ポリビニルアルコール
系樹脂とはポリビニルアルコールのカチオン化物、スル
ホン酸、カルボン酸とのエステル化物等が挙げられる。
【0011】この中でカチオン化物とは具体的にはカチ
オン基を有する化合物、例えば3−クロロ−2−ヒドロ
キシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、3−
クロロエチルトリメチルアンモニウムクロライド、3−
クロロプロピルトリメチルアンモニウムクロライド等と
ポリビニルアルコール系樹脂を反応させたもの、または
N−アクリルアミドトリメチルアンモニウムクロライ
ド、N−アクリルアミドエチルトリメチルアンモニウム
クロライド、N−アクリルアミドプロピルトリメチルア
ンモニウムクロライド、2−アクリロキシエチルトリメ
チルアンモニウムクロライド、N−メチルジメチルアミ
ノアクリルアミド、アリルトリメチルアンモニウムクロ
ライド、メタアリルトリメチルアンモニウムクロライ
ド、ジメチルアリルアミン、ジメチルメタアクリルアミ
ン、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド、ジエチ
ルジアリルアンモニウムクロライド、エチルジアリルア
ミン、メチルジアリルアミン等のカチオン基を有する化
合物と酢酸ビニルを共重合させてこれをケン化したもの
を意味する。
【0012】更に前記ポリビニルアルコール系樹脂の他
にも酢酸ビニルを主成分としてこれと共重合可能な単量
体、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マ
レイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸等の不飽和カル
ボン酸類あるいはその塩、エチレンスルホン酸、アリル
スルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスル
ホン酸あるいはその塩との共重合体ケン化物が挙げら
れ、またかかる樹脂をグラフト変性した樹脂も含まれ
る。
【0013】酢酸ビニルと共重合可能な上記単量体の含
有量は、通常樹脂中の0.1〜10モル%、より好まし
くは0.1〜2.0モル%の範囲である。かかるポリビ
ニルアルコール系樹脂の中でも溶解速度が速く、水溶性
が著しく優れているオレフインスルホン酸アルカリ塩と
の共重合体ケン化物の使用が特に望ましい。
【0014】かくの如きポリビニルアルコール系樹脂に
配合せられるエチレングリコールは前記の如く分子量の
異なる2種類、即ち(1)平均重合度が150以上の高
分子量エチレングリコール及び(2)平均重合度が10
以下の低分量エチレングリコールが必須である。重合度
が150未満の高分子量エチレングリコール及び重合度
が10を越えると低分子量エチレングリコールを使用し
た場合、ポリビニルアルコール系樹脂の相溶性が低下す
る。
【0015】2種類のエチレングリコールの配合比
(1)/(2)は重量比で9/1〜1/1、好ましくは
5/1〜2/1である。配合比が特定範囲を越えた場合
はホットメルト接着剤として使用した場合の塗工時にお
ける作業性及び接着性が低下する。前記ポリビニルアル
コール系樹脂と前記エチレングリコールとの配合は撹拌
しながら、例えば150〜180℃の温度条件のもとで
溶融混合するか、あるいは低温で混合した後100〜1
40℃の温度条件のもとで溶融押出しするのが有利であ
る。
【0016】ポリビニルアルコール系樹脂に対するエチ
レングリコールの総量の配合割合は50〜200重量
%、好ましくは100〜150重量%が適している。か
くして得られるホットメルト接着剤には更に必要に応じ
て、例えば2,6−ジタ−シヤリブチル−ρ−クレゾー
ル、フエニル−α−ナフチルアミン、トリフエニルホス
ファイトなどの公知の抗酸化剤、あるいは樹脂組成物の
溶融粘度を調整するために、例えばグリセリン、ソルビ
トールなどの如き可塑剤などが配合されうる。尚、可塑
剤を多量に入れすぎると樹脂組成物の溶融粘度が低くな
りすぎ、接着性が低下する。
【0017】更に配合されうる添加剤としては、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
樹脂などで、樹脂と相溶性のよいタッキファイヤー、充
填剤、ワックス類などが挙げられ、適量添加して使用す
ることができる。
【0018】
【作 用】本発明のホットメルト接着剤は作業時にお
けるめやに、糸ひきを防止して、塗工時の作業性を大幅
に向上させるので工業的に極めて有利な接着剤である。
【0019】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳述す
る。 実施例1 アリルスルホン酸ソーダで0.5モル%変性された平均
重合度500、ケン化度75モル%の変性ポリビニルア
ルコール系樹脂100部、平均重合度200の高分子量
エチレングリコール100部、平均重合度8の低分子量
エチレングリコール30部、グリセリンで変性されたエ
ステル化ロジン80部を150℃で混合機により溶融混
合して接着剤を調製した。
【0020】得られた接着剤の接着強度(注1)、溶融
粘度(注2)、及び糸ひき、めやにの有無による塗工作
業性(注3)を調べた。結果は併せて表1に示す。 (注1)接着強度 クラフト紙を30mm×50mmに裁断し、その一端よ
り20mmの所に接着剤を巾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クラフト紙
を重ね合わせて接着する。この試験片のクラフト紙をオ
ートグラフにセットし荷重20kg、引張速度200m
m/分で180°剥離強度を求め接着強度とした。 (注2)溶融粘度 BH型粘度計((株)東京計器社製)を使用して180
°、30rpmで測定した。 (注3)塗工作業性 アプリケーター(ノードソン社製、モデルHM−18
型、ノズル0.5φ)で170℃において塗工作業を行
った。
【0021】判定基準 ○;良好(塗工作業中に糸ひき、めやには全くみられず
塗工作業が中断することはなかった。) △;若干不良(塗工作業中に糸ひき、めやにがややみら
れ、塗工作業が中断することがあった。) ×:不良(塗工作業中に糸ひき、めやにが発生して、塗
工作業が度々中断した。)
【0022】実施例2 アリルスルホン酸ソーダで2.0モル%変性された平均
重合度400、ケン化度50モル%の変性ポリビニルア
ルコール系樹脂100部、平均重合度300の高分子量
エチレングリコール150部、平均重合度5の低分子量
エチレングリコール20部、グリセリンで変性されたエ
ステル化ロジン100部を実施例1に従い接着剤を調製
して、諸性質を測定した。結果は併せて表1に示す。
【0023】実施例3 アリルスルホン酸ソーダで0.3モル%変性された平均
重合度900、ケン化度60モル%の変性ポリビニルア
ルコール系樹脂100部、平均重合度200の高分子量
エチレングリコール100部、平均重合度5の低分子量
エチレングリコール30部を実施例1に従い接着剤を調
製して、諸性質を測定した。結果は併せて表1に示す。
【0024】実施例4 平均重合度400、ケン化度45モル%のポリビニルア
ルコール系樹脂100部、平均重合度350の高分子量
エチレングリコール120部、平均重合度8の低分子量
エチレングリコール30部を実施例1に従って接着剤を
調製して、諸性質を測定した。結果は併せて表1に示
す。
【0025】実施例5 3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモ
ニウムクロライドで3.0モル%変性された平均重合度
600、ケン化度50モル%のカチオン変性ポリビニル
アルコール系樹脂100部、平均重合度180の高分子
量エチレングリコール80部、平均重合度6の低分子量
エチレングリコール20部を実施例1に従って接着剤を
調製して、諸性質を測定した。結果は併せて表1に示
す。
【0026】実施例6 N−アクリルアミドトリメチルアンモニウムクロライド
で2.5モル%変性された重合度500、ケン化度50
モル%のカチオン変性ポリビニルアルコール系樹脂10
0部、平均重合度180の高分子量エチレングリコール
80部、平均重合度6の低分子量エチレングリコール2
0部を実施例1に従って接着剤を調製して、諸性質を測
定した。結果は併せて表1に示す。
【0027】対照例1 実施例1において平均重合度200の高分子量エチレン
グリコールを配合せずに同例に準じて実験を行った。結
果は併せて表1に示す。
【0028】対照例2 実施例1において平均重合度8の低分子量エチレングリ
コールを配合せずに同例に準じて実験を行った。結果は
併せて表1に示す。
【0029】対照例3 実施例1に従い、平均重合度200の高分子量エチレン
グリコールに代えて平均重合度130の高分子量エチレ
ングリコールを用いた以外は同例に準じて実験を行っ
た。結果はまとめて表1に示す。
【0030】対照例4 実施例1に従い、平均重合度8の低分子量エチレングリ
コールに代えて平均重合度15の低分子量エチレングリ
コールを用いた以外は同例に準じて実験を行った。結果
はまとめて表1に示す。
【0031】対照例5 実施例1に従い、平均重合度200の高分子量エチレン
グリコール50部、平均重合度8の低分子量エチレング
リコール100部として特定範囲外の配合比とした以外
は同例に準じて実験を行った。結果はまとめて表1に示
す。
【0032】
【表1】
【0033】
【発明の効果】本発明のホットメルト接着剤は作業時に
おけるめやに、糸ひきを防止して、塗工時の作業性を大
幅に向上させるので、工業的に極めて有利な接着剤であ
る。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−96831(JP,A) 特開 昭51−77632(JP,A) 特開 昭51−149328(JP,A) 特開 昭53−50239(JP,A) 特開 平3−39381(JP,A) 特開 平4−63886(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09J 129/04 C09J 171/08 C09J 193/04

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重合度1000以下かつ、ケン化度80モ
    ル%以下のポリビニルアルコール系樹脂に(1)平均重
    合度150以上の高分子量エチレングリコール及び
    (2)平均重合度10以下の低分子量エチレングリコー
    ルを重量比で(1)/(2)が9/1〜1/1となる割
    合で配合することを特徴とするポリビニルアルコール系
    樹脂ホットメルト接着剤
  2. 【請求項2】ポリビニルアルコール系樹脂がイオン変性
    ポリビニルアルコール系樹脂である請求項1記載のホッ
    トメルト接着剤
  3. 【請求項3】イオン変性ポリビニルアルコール系樹脂が
    オレフィンスルホン酸アルカリ塩変性ポリビニルアルコ
    ール系樹脂である請求項2記載のホットメルト接着剤
  4. 【請求項4】更にエステル化ロジンを配合する請求項1
    〜3記載のホットメルト接着剤
  5. 【請求項5】オレフィンスルホン酸アルカリ塩がアリル
    スルホン酸ソーダである請求項3記載のホットメルト接
    着剤
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