JP5579463B2 - ポリビニルアルコール系重合体フィルム用接着剤 - Google Patents

Description

本発明はポリビニルアルコール系重合体フィルム用接着剤に関する。さらに詳しくは、ポリビニルアルコール系重合体フィルム同士を短時間で強固に接着することのできる接着剤に関する。

従来、ポリビニルアルコール［以下、「ポリビニルアルコール」を「ＰＶＡ」と略称することがある］系重合体フィルムを用いた袋を製造する際や、あるいは偏光膜の生産などにおいてロール状に巻かれた長尺のＰＶＡ系重合体フィルムを連続的に延伸加工する場合に延伸に供されるＰＶＡ系重合体フィルムのロールを別のロールに切り替える際などにＰＶＡ系重合体フィルム同士を接着することがあり、そのような接着には熱圧着や糊接着が採用されてきた。しかしながら、熱圧着では接着すべきフィルムの水分率や含有される可塑剤の種類および量などにより適切な温度を調整する必要があって煩雑である上、フィルムが変色したり変形したりする問題が生じる場合があった。また糊接着においては、通常、ＰＶＡ系重合体の水溶液などの糊剤が使用されるが、けん化度が比較的高いＰＶＡ系重合体フィルム同士を接着させる場合には、十分な接着効果が得られないことに加えて、煩雑な乾燥処理が必要になることもあった。

高いけん化度のＰＶＡ系重合体のフィルムを接着する方法としては、ＰＶＡとグリセリンまたはエチレングリコールとの混合物を用いて接着する方法が知られている（特許文献１参照）。しかしながら、当該方法においても接着には煩雑な熱圧着処理が必要であった。

特開平３−３９３８１号公報

本発明の目的は、煩雑な熱圧着や乾燥処理をしなくてもＰＶＡ系重合体フィルム同士を短時間で強固に接着することのできるＰＶＡ系重合体フィルム同士を接着するための接着剤、当該接着剤を用いるＰＶＡ系重合体フィルム同士の接着方法、当該接着剤を用いるＰＶＡ系重合体フィルム同士が接着した接着体の製造方法、および当該製造方法により製造されるＰＶＡ系重合体フィルム同士が強固に接着した接着体を提供することにある。

本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意検討を重ねてきた。その結果、接着剤を構成する成分としてりん化合物を用いることにより、煩雑な熱圧着や乾燥処理をしなくても簡便な操作により極めて短時間のうちにＰＶＡ系重合体フィルム同士を強固に接着することができ、しかも、当該接着剤を用いて得られたＰＶＡ系重合体フィルム同士が接着した接着体は水に浸漬しても接着面で剥離せずに高い耐水性を有していて、当該接着剤が、水中で延伸されるような延伸加工用のフィルム同士を接着する際の接着剤として極めて有用であることを見出した。本発明者らは、これらの知見に基づいてさらに検討を重ねて本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、
［１］ＰＶＡ系重合体フィルム同士を接着するための接着剤であって、りん化合物を含む接着剤、
［２］前記りん化合物がりん酸である上記［１］の接着剤、
［３］前記りん化合物を４０〜９５質量％含む上記［１］または［２］の接着剤、
［４］水をさらに含む上記［１］〜［３］のいずれか１つの接着剤、
［５］前記ＰＶＡ系重合体フィルムが延伸加工用のフィルムである上記［１］〜［４］のいずれか１つの接着剤、
［６］上記［１］〜［５］のいずれか１つの接着剤をＰＶＡ系重合体フィルムの少なくとも一方の接着面に塗布後、ＰＶＡ系重合体フィルムの他方の接着面と貼り合わせる工程を有する、ＰＶＡ系重合体フィルム同士の接着方法、
［７］ＰＶＡ系重合体フィルム同士が接着した接着体の製造方法であって、上記［１］〜［５］のいずれか１つの接着剤をＰＶＡ系重合体フィルムの少なくとも一方の接着面に塗布後、ＰＶＡ系重合体フィルムの他方の接着面と貼り合わせる工程を有する、製造方法、
［８］上記［７］の製造方法により製造される接着体、
に関する。

本発明のＰＶＡ系重合体フィルム同士を接着するための接着剤は、煩雑な熱圧着や乾燥処理をしなくてもＰＶＡ系重合体フィルム同士を短時間で強固に接着することができる。また本発明の接着体はＰＶＡ系重合体フィルム同士が強固に接着している上、耐水性にも優れる。

以下に本発明について詳細に説明する。
本発明の接着剤はポリビニルアルコール系重合体フィルム同士を接着するための接着剤である。そして、当該接着剤はりん化合物を含む。
本発明で使用されるりん化合物は、本発明の効果が損なわれることがない限り、いずれも使用することができる。その中でも、りん酸が接着性の点で特に好ましい。

本発明の接着剤におけるりん化合物の含有率は４０〜９５質量％の範囲内であることが好ましく、５０〜９０質量％の範囲内であることがより好ましく、６０〜８５質量％の範囲内であることがさらに好ましい。りん化合物の含有率が上記範囲にあることにより接着力をより向上させることができる。

本発明の接着剤は溶媒をさらに含むことができ、上記のりん化合物の少なくとも一部、好ましくは全部は溶媒と均一に混合されていてもよい。当該溶媒としては、例えば、水；メタノール、エタノール等のモノアルコール；グリセリン、エチレングリコール等のグルコールなどを挙げることができる。これらの溶媒は１種を単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。これらの溶媒の中でも、ＰＶＡ系重合体フィルムへの浸透性を高めることができることから水が好ましい。

本発明の接着剤はりん化合物のみから構成されていても、りん化合物および溶媒のみから構成されていてもよいが、必要に応じて、りん化合物および溶媒以外の他の成分をさらに含んでいてもよい。このような他の成分としては、例えば、分散剤、充填剤、反応促進剤等の各種添加剤が挙げられる。本発明の接着剤におけるこれらの他の成分の含有率は５０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましく、５質量％以下であることがさらに好ましい。

本発明の接着剤はＰＶＡ系重合体フィルム同士を接着するのに使用される。接着されるＰＶＡ系重合体フィルムを構成するＰＶＡ系重合体としては、例えば、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサティック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、酢酸イソプロペニル等のビニルエステルの１種または２種以上を重合して得られるポリビニルエステル系重合体をけん化することにより得られるものを使用することができ、酢酸ビニルを重合して得られるポリビニルエステル系重合体をけん化することにより得られるものが好ましい。

上記のポリビニルエステル系重合体は、単量体として１種または２種以上のビニルエステルのみを用いて得られたものが好ましく、単量体として１種のビニルエステルのみを用いて得られたものがより好ましいが、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、１種または２種以上のビニルエステルと、これと共重合可能な他の単量体との共重合体であってもよい。

上記のビニルエステルと共重合可能な他の単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブテン等の炭素数２〜３０のα−オレフィン；（メタ）アクリル酸またはその塩；（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−プロピル、（メタ）アクリル酸ｉ−プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｉ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルへキシル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸オクタデシル等の（メタ）アクリル酸エステル；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、ジアセトン（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸またはその塩、（メタ）アクリルアミドプロピルジメチルアミンまたはその塩、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミドまたはその誘導体等の（メタ）アクリルアミド誘導体；Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニルアミド；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、ｉ−プロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、ｉ−ブチルビニルエーテル、ｔ−ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテル等のビニルエーテル；（メタ）アクリロニトリル等のシアン化ビニル；塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニル；酢酸アリル、塩化アリル等のアリル化合物；マレイン酸またはその塩、エステルもしくは酸無水物；イタコン酸またはその塩、エステルもしくは酸無水物；ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル化合物；不飽和スルホン酸またはその塩などを挙げることができる。上記のポリビニルエステル系重合体は、前記した他の単量体の１種または２種以上に由来する構造単位を有することができる。

上記のポリビニルエステル系重合体に占める上記他の単量体に由来する構造単位の割合は、ポリビニルエステル系重合体を構成する全構造単位のモル数に基づいて、１５モル％以下であることが好ましく、１０モル％以下であることがより好ましく、５モル％以下であることがさらに好ましい。

ＰＶＡ系重合体フィルムを構成するＰＶＡ系重合体の重合度に特に制限はないが、好ましくは５００以上であり、より好ましくは１０００以上であり、さらに好ましくは１５００以上である。また当該ＰＶＡ系重合体の重合度はＰＶＡ系重合体の製造が容易なことから好ましくは８０００以下である。なお、本明細書でいうＰＶＡ系重合体の重合度はＪＩＳ Ｋ ６７２６−１９９４の記載に準じて測定した平均重合度を意味する。

ＰＶＡ系重合体フィルムを構成するＰＶＡ系重合体のけん化度に特に制限はなく、ＰＶＡ系重合体フィルムの用途などに応じて適宜設定することができるが、好ましくは８０〜１００モル％であり、より好ましくは９５〜１００モル％であり、さらに好ましくは９８〜１００モル％である。なお、本明細書におけるＰＶＡ系重合体のけん化度とは、ＰＶＡ系重合体が有する、けん化によってビニルアルコール単位に変換され得る構造単位（典型的にはビニルエステル単位）とビニルアルコール単位との合計モル数に対して当該ビニルアルコール単位のモル数が占める割合（モル％）をいう。ＰＶＡ系重合体のけん化度はＪＩＳ Ｋ ６７２６−１９９４の記載に準じて測定することができる。

ＰＶＡ系重合体フィルムは、上記のＰＶＡ系重合体のみから構成されていてもよいが、必要に応じて、ＰＶＡ系重合体以外の他の成分をさらに含んでいてもよい。このような他の成分としては、例えば、水、可塑剤、界面活性剤、酸化防止剤、凍結防止剤、ｐＨ調整剤、隠蔽剤、着色防止剤、油剤などが挙げられる。ＰＶＡ系重合体フィルムにおけるこれらの他の成分の含有率は５０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましく、５質量％以下であることがさらに好ましい。

本発明の接着剤は、ＰＶＡ系重合体フィルムの少なくとも一方の接着面（接着されるべき面）にこれを塗布した後、ＰＶＡ系重合体フィルムの他方の接着面と貼り合わせることによりＰＶＡ系重合体フィルム同士を接着することができる。接着されるべきＰＶＡ系重合体フィルムは互いに同じ構成のものであってもよいし、ＰＶＡ系重合体フィルムを構成するＰＶＡ系重合体の種類、ＰＶＡ系重合体の含有率、上記他の成分の種類や含有率などが互いに異なっていてもよい。また、接着されるべきＰＶＡ系重合体フィルムは、２つのロール状の長尺のフィルムなどのように別々のフィルムであってもよいし、１枚のフィルムを折り曲げて袋を製造する際などのように１枚のフィルムであってもよい。ＰＶＡ系重合体フィルムを接着するにあたっては、接着されるべき両方の接着面に本発明の接着剤を塗布後に両者を貼り合わせることにより行ってもよいが、より簡便にＰＶＡ系重合体フィルム同士を接着することができることから、ＰＶＡ系重合体フィルムの一方の接着面のみに本発明の接着剤を塗布後、その上に他方の接着面を貼り合わせることにより接着することが好ましい。ＰＶＡ系重合体フィルムに本発明の接着剤を塗布する方法としては特に限定されないが、例えば、エアースプレー、ノズルスプレー、ロールコーターなどを用いた方法が挙げられる。

本発明の接着剤は、熱圧着や乾燥処理をしなくてもＰＶＡ系重合体フィルム同士を短時間で強固に接着することができるが、本発明の接着剤を用いてＰＶＡ系重合体フィルム同士を接着するにあたっては、必要に応じて、熱処理、圧着処理、乾燥処理などを施してもよい。

本発明の接着剤はＰＶＡ系重合体フィルム同士を接着する用途である限り、どのような用途に使用することもでき、例えば、ＰＶＡ系重合体フィルムから構成される袋の製造においてフィルム同士を接着する用途や、偏光膜や位相差膜などの製造において使用される延伸加工用のフィルム同士を接着する用途に使用することができる。これらの中でも、本発明の接着剤によれば、ＰＶＡ系重合体フィルム同士が強固に接着していて、耐水性にも優れる接着体が得られ、当該接着体を水中で延伸しても接着部分での破断や接着面での剥離が抑制されることから、本発明の接着剤は延伸加工用のフィルムを接着する用途に使用することが好ましい。

本発明を以下の実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。

［実施例１〜４および比較例１］
８５質量％のりん酸（１５質量％の水を含有する）および水を表１に示す割合で混合し（但し実施例１では上記８５質量％のりん酸をそのまま用いた）、室温（２３℃）で５分間撹拌して実施例１〜４の接着剤をそれぞれ作製した。また、重合度２４００、けん化度９９モル％のポリビニルアルコールおよび水を表１に示す割合で混合し、９５℃に昇温して３時間撹拌後、室温（２３℃）まで冷却して比較例１の接着剤を作製した。

重合度２４００、けん化度９９．９モル％のポリビニルアルコールからなるフィルム２枚のうちの一方に上記接着剤を塗布し、その上に他方をすばやく貼り合わせた。そして貼り合わせた後１５秒後に１８０度剥離試験を実施し、剥離部分の様子を観察した。材料（フィルム）が破壊され貼り合わせ面での剥離が見られなかった場合には「○」、一部においてフィルムの貼り合わせ面での剥離が見られたもののその他の部分において材料（フィルム）が破壊された場合には「△」、材料（フィルム）が破壊されずに貼り合わせ面で剥離した場合には「×」と評価した。
また、貼り合わせた後１８０度剥離試験を行うまでの時間を１５秒から、３０秒、４５秒および６０秒にそれぞれ代えて同様の試験を行った。

重合度２４００、けん化度９９．９モル％のポリビニルアルコールからなるフィルムから幅１０ｃｍ×長さ７ｃｍのサンプルを２枚切り出した。次に一方のサンプルの長さ方向の端から２ｃｍの部分に上記接着剤を塗布し、もう一方のサンプルの長さ方向の端から２ｃｍの部分にすばやく貼り合わせて、幅１０ｃｍ×長さ１２ｃｍ（このうち、貼り合わせ部分が２ｃｍ）の試験片を得た。そして貼り合わせた後６０秒後に当該試験片を３０℃の水に６０秒間浸漬し、その後、水に浸漬した状態のまま試験片が破断するまで長さ方向に０．１ｍ／分の速度で一軸延伸を行った。貼り合わせ部分以外の部分で試験片が破断した場合には「○」、貼り合わせ部分で試験片が破断したかあるいは貼り合わせ面で剥離した場合には「×」と評価した。

以上の結果を表１に示した。

以上の結果から明らかなように、りん酸を含む接着剤を使用した実施例１〜４では、熱圧着や乾燥処理をしないにも拘らず、貼り合わせた後わずか６０秒後にはＰＶＡ系重合体フィルム同士が強固に接着した接着体が得られた。しかも得られた接着体は水中で一軸延伸した場合においても、貼り合わせ部分で破断したり貼り合わせ面で剥離したりすることがなく耐水性に優れていた。一方、りん酸を含まない接着剤を使用した比較例１では、貼り合わせた後６０秒以内にＰＶＡ系重合体フィルム同士を接着することは困難であり、得られた接着体（貼り合わせたもの）は耐水性にも劣っていた。

本発明の接着剤は煩雑な熱圧着や乾燥処理をしなくてもＰＶＡ系重合体フィルム同士を短時間で強固に接着することができるとともに得られる接着体は耐水性に優れるため、本発明の接着剤を用いることにより、生産工程中において水中で延伸されるような延伸加工用のＰＶＡ系重合体フィルムのロールの切り替え時に、終了するロールのフィルムと新しいロールのフィルムとを短時間で容易に接着することができ、連続的な生産を止めずに、次のロールへと切り替えることができる。

Claims (7)

1. ポリビニルアルコール系重合体フィルム同士を接着するための接着剤であって、りん酸を含む接着剤。
2. 前記りん酸を４０〜９５質量％含む請求項１に記載の接着剤。
3. 水をさらに含む請求項１または２に記載の接着剤。
4. 前記ポリビニルアルコール系重合体フィルムが延伸加工用のフィルムである請求項１〜３のいずれか１項に記載の接着剤。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の接着剤をポリビニルアルコール系重合体フィルムの少なくとも一方の接着面に塗布後、ポリビニルアルコール系重合体フィルムの他方の接着面と貼り合わせる工程を有する、ポリビニルアルコール系重合体フィルム同士の接着方法。
6. ポリビニルアルコール系重合体フィルム同士が接着した接着体の製造方法であって、請求項１〜４のいずれか１項に記載の接着剤をポリビニルアルコール系重合体フィルムの少なくとも一方の接着面に塗布後、ポリビニルアルコール系重合体フィルムの他方の接着面と貼り合わせる工程を有する、製造方法。
7. 請求項６に記載の製造方法により製造される接着体。