JP7546899B2 - Hot melt adhesive containing cellulose nanofiber powder - Google Patents
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- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Description
本発明は、ホットメルト接着剤に関するものであり、より詳しくは、低温下でも接着性に優れ、また、接着面を強固に保持できるようにしたホットメルト接着剤に関するものである。 The present invention relates to a hot melt adhesive, and more specifically, to a hot melt adhesive that has excellent adhesive properties even at low temperatures and can firmly maintain the adhesive surface.
近年、物流の増加により、段ボールで梱包された商品の流通が非常に多くなってきている。このような段ボールを用いて商品を流通させる場合、一般的に、段ボールの中に商品を入れるとともに、その後、段ボールの封函部分を接着剤などで接着させてから流通させるようにしている。 In recent years, with the increase in logistics, the distribution of products packaged in cardboard boxes has become increasingly common. When distributing products using such cardboard boxes, the product is generally placed inside the cardboard box and then the box is sealed with adhesive or the like before being distributed.
ところで、このような段ボールの封函部分を接着剤で接着させる場合、出荷までの短時間のうちに固化させる必要があるとともに、流通時において、その接着部分を強固に保持させておくことが必要とされる。 However, when sealing such cardboard boxes with adhesive, the adhesive needs to harden within a short time before shipping, and the adhesive needs to be kept firmly in place during distribution.
これに対して、段ボールの封函部分などを接着させる場合、一般的には、澱粉糊（特許文献１）やホットメルトなどを用いた接着剤（特許文献２）などが使用されるが、澱粉糊を用いた接着方法では、乾燥時間が５分から１０分程度と非常に遅く、短時間のうちに出荷させることができない。また、物流で使用される段ボールには撥水加工が施されているため、水溶性の澱粉糊は馴染まず、また、糊に含まれる揮発成分が揮発して固化した場合、輸送時に段ボールに変形圧力がかかると、図１の上図に示すように、糊にクラックが入って接着部分が剥がれ易くなるといった問題があった。 In response to this, starch glue (Patent Document 1) or hot melt adhesives (Patent Document 2) are generally used to glue the sealing parts of cardboard boxes, but the adhesive method using starch glue has a very slow drying time of about 5 to 10 minutes, making it impossible to ship the product within a short period of time. In addition, the cardboard used in logistics is treated to be water-repellent, so water-soluble starch glue does not blend in, and if the volatile components in the glue evaporate and solidify, there is a problem that if the cardboard is subjected to deformation pressure during transportation, cracks will appear in the glue and the glued parts will easily peel off, as shown in the upper diagram of Figure 1.
一方、ホットメルトによって接着させる場合、主成分となるポリ酢酸ビニルやオレフィンなどの樹脂を溶かして常温下で固化させることができるため、瞬時に接着面を接着させることができるというメリットがある。しかしながら、ダンボールの表面は撥水剤が施されて平滑化しているため、図２の上図に示すように、段ボールの封函部分の端部から剥がす方向の力が掛かると、簡単、かつ、綺麗な状態で接着部分が剥がれてしまうといった問題がある。また、ホットメルトの接着剤に使用される樹脂は、常温で瞬時に固化する樹脂が用いられるため、極寒地などにおいては、大きく収縮してしまい、接着部分が剥がれてしまうという問題があった。 On the other hand, when using hot melt for adhesion, the main components, resins such as polyvinyl acetate and olefin, can be melted and solidified at room temperature, which has the advantage of allowing the adhesive surfaces to bond instantly. However, because the surface of the cardboard is treated with a water repellent and smoothed, there is a problem that when force is applied in the direction of peeling from the edge of the sealed part of the cardboard, the adhesive part peels off easily and cleanly, as shown in the upper diagram of Figure 2. In addition, because the resin used in hot melt adhesives is a resin that solidifies instantly at room temperature, there is a problem that in extremely cold areas, it shrinks significantly and the adhesive part peels off.
そこで、本発明は、瞬時に接着部分を固化させることができるとともに、低温下でも接着性に優れ、また、接着面を強固に保持できるようにしたホットメルト接着剤を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention aims to provide a hot melt adhesive that can instantly solidify the bonded area, has excellent adhesion even at low temperatures, and can firmly maintain the bonded surface.
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、セルロースナノファイバーの繊維の粉体を、加熱溶融させた松脂でコーティングする工程と、エチレン酢酸ビニル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド樹脂、合成ゴム樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂の少なくとも一つの熱可塑性樹脂を加熱溶融させる工程と、当該加熱溶融させた熱可塑性樹脂の中に、前記松脂でコーティングされたセルロースナノファイバーの繊維と、カルナバ蝋、椿オイル、ヤシ油の少なくともいずれかを含む植物性油脂を入れて混練させた後、グルースティックを生成する工程と、を用いてホットメルト接着剤を生成するようにしたものである。 In other words, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a hot melt adhesive that produces a hot melt adhesive using the following steps: coating cellulose nanofiber fiber powder with heated and melted rosin; heating and melting at least one thermoplastic resin selected from ethylene vinyl acetate resin, polyolefin resin, polyamide resin, synthetic rubber resin, acrylic resin, and polyurethane resin; and adding the rosin-coated cellulose nanofiber fibers and vegetable oil containing at least one of carnauba wax, camellia oil, and coconut oil to the heated and melted thermoplastic resin, kneading them, and then producing a glue stick .
このように構成すれば、接着部分に端部から剥がす方向の力が働いた場合であっても、セルロースナノファイバーの繊維によって、その力を種々の方向に逃がすことができ、接着部分が均一な方向で剥がれてしまうようなことがなくなるとともに、寒冷地においても、セルロースナノファイバーによって樹脂の収縮を抑えて接着状態を保持させることができるようになる。特に、ベースとなる樹脂にセルロースナノファイバーを馴染ませ、且つ塗布時でも樹脂に拡散した状態でフィラーが絡まることがなく、接着剤が固化しても分散を保持させることができるようになる。また、植物性油脂を含有させることで、樹脂の収縮を抑えることができるとともに、樹脂だけを用いた場合よりも融点を低くすることができ、また、接着剤を溶融させる際に粘度を低く抑えることができる。さらには、接着後における匂いを少なくすることができ、加えて、植物性油脂は、固形化してもパラフィン、エチレン酢酸ビニル樹脂よりも軟質で粘りがあるため、固形化後のクラックの発生も少なくすることができる。 With this configuration, even if a force acts on the adhesive portion in a peeling direction from the end, the cellulose nanofiber fibers can dissipate the force in various directions, so that the adhesive portion does not peel off in a uniform direction, and even in cold regions, the cellulose nanofibers can suppress the shrinkage of the resin and maintain the adhesive state . In particular, the cellulose nanofibers are blended with the base resin, and the filler does not become entangled in a state where it is dispersed in the resin even during application, so that the dispersion can be maintained even after the adhesive solidifies. In addition, by including vegetable oil, it is possible to suppress the shrinkage of the resin, and the melting point can be lowered compared to when only the resin is used, and the viscosity can be kept low when the adhesive is melted. Furthermore, it is possible to reduce the odor after adhesion, and in addition, since vegetable oil is softer and more viscous than paraffin and ethylene vinyl acetate resin even when solidified, it is possible to reduce the occurrence of cracks after solidification.
また、このような発明において、前記熱可塑性樹脂を加熱溶融させる場合、前記松脂の溶融温度よりも低い温度で熱可塑性樹脂を加熱溶融させる。 In the invention, when the thermoplastic resin is heated and melted, the thermoplastic resin is heated and melted at a temperature lower than the melting temperature of the rosin.
さらに、前記セルロースナノファイバーの繊維として、平均粉体長さが０．２μｍ～２μｍの範囲内で構成されるものを用いる。 Furthermore, the cellulose nanofiber fibers used have an average powder length within the range of 0.2 μm to 2 μm.
また、前記セルロースナノファイバーの繊維として、平均径が３ｎｍ～１０ｎｍの範囲内で構成されるものを用いる。 The cellulose nanofiber fibers used have an average diameter within the range of 3 nm to 10 nm.
このような大きさの繊維を用いれば、樹脂による接着と、剥がす際の応力の分散や、収縮の防止などを図ることができるようになる。 By using fibers of this size, it is possible to achieve adhesion with resin, disperse stress when peeling, and prevent shrinkage.
本発明によれば、接着部分に端部から剥がす方向の力が働いた場合であっても、セルロースナノファイバーの繊維によって、その力を種々の方向に逃がすことができ、接着部分が均一な方向で剥がれてしまうようなことがなくなるとともに、寒冷地においても、セルロースナノファイバーによって樹脂の収縮を抑えて接着状態を保持させることができるようになる。特に、ベースとなる樹脂にセルロースナノファイバーを馴染ませ、且つ塗布時でも樹脂に拡散した状態でフィラーが絡まることがなく、接着剤が固化しても分散を保持させることができるようになる。また、植物性油脂を含有させることで、樹脂の収縮を抑えることができるとともに、樹脂だけを用いた場合よりも融点を低くすることができ、また、接着剤を溶融させる際に粘度を低く抑えることができる。さらには、接着後における匂いを少なくすることができ、加えて、植物性油脂は、固形化してもパラフィン、エチレン酢酸ビニル樹脂よりも軟質で粘りがあるため、固形化後のクラックの発生も少なくすることができる。 According to the present invention , even if a force acts on the adhesive portion in a direction to peel it off from the end, the fibers of the cellulose nanofibers can dissipate the force in various directions, so that the adhesive portion does not peel off in a uniform direction, and even in cold regions, the cellulose nanofibers can suppress the shrinkage of the resin and maintain the adhesive state . In particular, the cellulose nanofibers are blended with the base resin, and the filler does not become entangled in a state where it is dispersed in the resin even when applied, and the dispersion can be maintained even when the adhesive solidifies. In addition, by including vegetable oil, it is possible to suppress the shrinkage of the resin, and the melting point can be lowered compared to when only the resin is used, and the viscosity can be kept low when the adhesive is melted. Furthermore, it is possible to reduce the odor after adhesion, and in addition, since the vegetable oil is softer and more viscous than paraffin and ethylene vinyl acetate resin even when solidified, it is possible to reduce the occurrence of cracks after solidification.
以下、本発明の一実施の形態について説明する。 The following describes one embodiment of the present invention.
この実施の形態におけるホットメルト接着剤は、例えば、紙や段ボールなどを接着させるもので、グルーガンを用いて加熱・溶融させ、常温下で接着させるようにしたものである。そして、特徴的に、そのホットメルト接着剤を、７０℃から１６０℃の範囲内で溶融する樹脂や、セルロースナノファイバーの繊維を備えて生成し、これによって、接着部分の端部から剥がす方向に力が働いた場合であっても、その力をセルロースナノファイバーの繊維の軸方向に分散させ、接着部分が綺麗に剥がれてしまうことを防止するとともに、冷温下においても、そのセルロースナノファイバーの繊維によって樹脂の収縮を抑えて、接着部分が剥がれないようにしたものである。以下、本実施の形態について、詳細に説明する。 The hot melt adhesive in this embodiment is for bonding, for example, paper, cardboard, etc., and is heated and melted using a glue gun to bond at room temperature. Characteristically, the hot melt adhesive is produced with a resin that melts in the range of 70 °C to 160°C and cellulose nanofiber fibers, so that even if a force acts in the direction of peeling from the end of the bonded part, the force is dispersed in the axial direction of the cellulose nanofiber fibers, preventing the bonded part from peeling off cleanly, and even at low temperatures, the cellulose nanofiber fibers suppress the shrinkage of the resin, preventing the bonded part from peeling off. The present embodiment will be described in detail below.
まず、ホットメルト接着剤に使用される樹脂は、グルーガンによって加熱・溶着できるようにしたものであって、溶融温度が７０℃から１６０℃（好ましくは、８０℃から１１０℃）の範囲内の熱可塑性樹脂として、例えば、エチレン酢酸ビニル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド樹脂、合成ゴム樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂などが用いられる。このうち、エチレン酢酸ビニル樹脂（溶融温度約８５℃から１１０℃）は、段ボールや化粧箱、紙、布、木材、プラスチックなどの接着に適しており、段ボールなどの紙製品の接着に好適に使用することができる。一方、ポリオレフィン樹脂（溶融温度約１００℃から１６０℃）は、プラスチックの接着に適しており、またポリアミド樹脂（溶融温度約１４５℃から１５５℃）は、耐熱性や耐油性、難燃性が必要とされる電子部品の接着に適しており、合成ゴム樹脂（溶融温度約９０℃から１１０℃）は、再剥離可能な低粘着性が要求される部分の接着に適しており、アクリル樹脂（溶融温度約９０℃）は、柔軟性に富むプラスチックやゴム、フィルム、シート、コート紙、アルミ蒸着フィルムなどの接着に適しており、ポリウレタン樹脂（溶融温度約１２０℃から１４０℃）は、耐熱性や強い接着強度や耐久性が要求される部分の接着に適しており、これらの用途に応じて適宜選択して使用される。なお、接着用途として、段ボールなどの封函として使用する場合は、ポリ酢酸ビニル樹脂や、ポリオレフィン樹脂などを用いるのがよい。 First, the resin used in the hot melt adhesive is one that can be heated and welded by a glue gun, and examples of the thermoplastic resin that has a melting temperature within the range of 70 ° C. to 160° C. (preferably, 80° C. to 110° C.) include ethylene vinyl acetate resin, polyolefin resin, polyamide resin, synthetic rubber resin, acrylic resin, polyurethane resin, etc. Of these, ethylene vinyl acetate resin (melting temperature of about 85° C. to 110° C.) is suitable for bonding cardboard, decorative boxes, paper, cloth, wood, plastic, etc., and can be suitably used for bonding paper products such as cardboard. On the other hand, polyolefin resin (melting temperature about 100°C to 160°C) is suitable for bonding plastics, polyamide resin (melting temperature about 145°C to 155°C) is suitable for bonding electronic parts that require heat resistance, oil resistance, and flame retardancy, synthetic rubber resin (melting temperature about 90°C to 110°C) is suitable for bonding parts that require removability and low adhesion, acrylic resin (melting temperature about 90°C) is suitable for bonding flexible plastics, rubber, films, sheets, coated paper, aluminum vapor deposition films, etc., and polyurethane resin (melting temperature about 120°C to 140°C) is suitable for bonding parts that require heat resistance, high adhesive strength, and durability, and is appropriately selected and used according to these applications. In addition, when used as an adhesive for sealing cardboard boxes, etc., it is preferable to use polyvinyl acetate resin or polyolefin resin.
この樹脂のフィラーの構成は、セルロースナノファイバーの繊維や、そのセルロースナノファイバーをコーティングする松脂や植物性油脂などが用いられる。 The filler of this resin is made up of cellulose nanofiber fibers, and rosin and vegetable oils are used to coat the cellulose nanofibers.
このうち、セルロースナノファイバーの繊維は、紙の原料である木材パルプをナノレベルまで細かく粉砕したものであって、樹脂が接着部分から剥がれるのを防止するとともに、低温下での樹脂の収縮を防止することを主目的として使用される。このとき、セルロースナノファイバーの繊維長が長すぎたり、あるいは、その成分含有量が多すぎると、接着部分と樹脂の間にセルロースナノファイバーが挟まり込んでしまい、接着性能が悪くなる。一方、繊維長が短すぎたり、あるいは、成分含有量が少なすぎると、撥水剤が塗布された段ボールや、平滑化された接着部分に接着させた場合、接着剤が一気に剥がれてしまう。そこで、この実施の形態では、セルロースナノファイバーの平均繊維長として２００ｎｍから２０００ｎｍ、平均繊維径３ｎｍ～１０ｎｍの範囲内の繊維を用いるものとし、その成分含有量として、樹脂１００重量部に対して０．０１重量部から０．２重量部の範囲内で含有させるようにしておく。 Among these, cellulose nanofiber fibers are made by finely grinding wood pulp, the raw material of paper, to the nano level, and are used mainly for the purpose of preventing the resin from peeling off from the adhesive part and preventing the resin from shrinking at low temperatures. At this time, if the fiber length of the cellulose nanofiber is too long or the component content is too high, the cellulose nanofiber will be sandwiched between the adhesive part and the resin, resulting in poor adhesive performance. On the other hand, if the fiber length is too short or the component content is too low, the adhesive will peel off all at once when it is attached to cardboard coated with a water repellent agent or a smooth adhesive part. Therefore, in this embodiment, the cellulose nanofiber has an average fiber length of 200 nm to 2000 nm and an average fiber diameter of 3 nm to 10 nm, and the component content is set to be in the range of 0.01 to 0.2 parts by weight per 100 parts by weight of resin.
一方、このセルロースナノファイバーの繊維を樹脂に混入させる場合、セルロースナノファイバーの繊維の塊によって接着力が弱くなる部分が生じる可能性があり、また、セルロースナノファイバーが樹脂に馴染まなくなる。そこで、セルロースナノファイバーの表面をあらかじめコーティングさせておき、これによって、接着力を高めるようにするとともに、樹脂に馴染みやすくさせるようにしている。ここで、コーティング剤として、松脂などを用いるようにし、あらかじめ、セルロースナノファイバーと松脂を３本ロール機に入れ、加熱状況下で液化させながらコーティングさせるようにしておく。 On the other hand, when mixing these cellulose nanofiber fibers into resin, clumps of cellulose nanofiber fibers can cause areas to have weak adhesive strength, and the cellulose nanofibers will not blend well with the resin. Therefore, the surface of the cellulose nanofiber is coated in advance, which increases the adhesive strength and makes the cellulose nanofibers more compatible with the resin. Here, pine resin or the like is used as the coating agent, and the cellulose nanofibers and pine resin are placed in a three-roll mill in advance and coated while liquefying under heating conditions.
また、植物性油脂は、樹脂の収縮を抑えて接着を安定させる働きや、融点を低くする働きや、溶着させる際の粘度を低くする粘度調整剤としての働き、有臭の樹脂を無臭にする働きを有するものなどが用いられる。具体的には、室温では柔らかく滑らかな個体であって、溶融点が１００℃よりも低い植物性蝋として、亜麻仁油、ダルマン樹脂、ヒバ油、紅花油、桐油、カルナバ蝋、サトウキビ蝋、パーム蝋、カンデリラ蝋、ホホバ油、大豆油、椿オイルなどが用いられるが、ここでは、非常に硬く、融点が８２℃から８６℃程度のカルナバ蝋を用いる。この植物性油脂としては、樹脂１００重量部に対して、５重量部から１０重量部の範囲内で含有させるようにする。 The vegetable oils used have the following functions: suppressing the shrinkage of the resin and stabilizing the adhesion, lowering the melting point, acting as a viscosity adjuster to lower the viscosity during welding, and making odorous resin odorless. Specifically, vegetable waxes that are soft and smooth at room temperature and have melting points below 100°C include linseed oil, Dalman resin, Japanese cypress oil, safflower oil, tung oil, carnauba wax, sugarcane wax, palm wax, candelilla wax, jojoba oil, soybean oil, and camellia oil. Here, we use carnauba wax, which is very hard and has a melting point of about 82°C to 86°C. The vegetable oil is contained in a range of 5 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the resin.
また、これ以外に、熱安定剤、防腐剤、防カビ剤、充填剤、界面活性剤、着色剤などを必要に応じて充填させることもできる。 In addition, other additives such as heat stabilizers, preservatives, anti-mold agents, fillers, surfactants, and colorants can be added as needed.
次に、このホットメルト接着剤の製造方法について説明する。 Next, we will explain how to make this hot melt adhesive.
まず、平均粒子長として２００ｎｍから２０００ｎｍ、平均径が３ｎｍ～１０ｎｍの範囲内のセルロースナノファイバーの繊維の粉体を用意し、これとコーティング剤としての松脂を混合させて、三本ロール機に入れる。このとき、後に使用する樹脂１００重量部に対して、セルロースナノファイバーの繊維を０．０１重量部から０．２重量部とし、コーティング剤としての松脂を５重量部から１５重量部として混練させる。この混練においては、三本ロール機の温度を１１０℃程度にしておき、溶融温度が１５０℃付近の松脂は完全溶融せず半ペースト状であり、完全な液化にさせていないため、仕込み部分の後ロールと中間ロールで圧縮とより強いせん断力が加えられる。中間ロールと仕上の前ロールとの間で、粉砕や混練・分散・脱泡などを行うようにしてセルロースナノファイバーの繊維の表面に松脂をコーティングさせる。そして、このように松脂をコーティングさせたセルロースナノファイバーの繊維は前ロールから最終的に原料を削ぐドクターナイフ（削ぎ刃）の部分で冷却されながらフレーク状で回収される。 First, a powder of cellulose nanofiber fibers with an average particle length of 200 nm to 2000 nm and an average diameter of 3 nm to 10 nm is prepared, mixed with rosin as a coating agent, and placed in a three-roll mill. At this time, 0.01 to 0.2 parts by weight of cellulose nanofiber fibers and 5 to 15 parts by weight of rosin as a coating agent are kneaded with respect to 100 parts by weight of the resin to be used later. In this kneading, the temperature of the three-roll mill is set to about 110°C, and rosin with a melting temperature of around 150°C is not completely melted and is in a semi-paste form, and is not completely liquefied, so compression and stronger shear force are applied by the rear roll and intermediate roll of the loading section. Between the intermediate roll and the finishing front roll, crushing, kneading, dispersion, degassing, etc. are performed to coat the surface of the cellulose nanofiber fibers with rosin. The cellulose nanofiber fibers coated with rosin in this way are then cooled by the doctor knife (scraper blade) that finally scrapes off the raw material from the previous roll and are then collected in flake form.
次に、このようにフレーク状にしたセルロースナノファイバーの繊維を、植物性油脂などとともに１４０℃程度に加熱溶融させたベースとなる樹脂の中に入れ、ミキサーで混練させる。このとき、セルロースナノファイバーの繊維は、溶融温度がベースとなる樹脂よりも高い溶融温度を持つ松脂によってコーティングされているため、松脂のマトリクスを保持した状態でベースとなる樹脂中で拡散・分散させることができるようになる。 Next, the cellulose nanofiber fibers that have been made into flakes in this way are placed in a base resin that has been heated and melted to about 140°C together with vegetable oils and fats, and then kneaded in a mixer. At this point, the cellulose nanofiber fibers are coated with rosin, which has a higher melting temperature than the base resin, so they can be diffused and dispersed in the base resin while maintaining the rosin matrix.
そして、所定時間ミキサーで混練させた後、押出成形機によってスティック状のグルースティックを成形する。 The mixture is then mixed in a mixer for a specified time, and then extruded into glue sticks.
このように成形されたグルースティックを用いて段ボール、または布、プラスチック、金属などを接着させる場合、グルースティックをグルーガンにセットし、加熱・溶融させる。このとき、植物性油脂によって溶融温度が低くなるため、植物性油脂がない場合に比べて比較的粘度を低くした状態で薄く、凹凸がないように接着剤を塗布することができるようになる。また、植物性油脂の含有濃度を少なくすれば粘性を上げることもできる。 When using a glue stick formed in this way to glue cardboard, cloth, plastic, metal, etc., the glue stick is placed in a glue gun and heated to melt. At this time, the vegetable oil lowers the melting temperature, so the adhesive can be applied thinly and evenly with a relatively low viscosity compared to when no vegetable oil is present. Also, the viscosity can be increased by reducing the concentration of vegetable oil.
そして、このようにグルーガンによって樹脂を溶融させて段ボールなどを接着させ、室温に冷却させることによって、接着部分を固化させる。 Then, the resin is melted with a glue gun to bond cardboard and other materials, and the bonded parts are solidified by cooling to room temperature.
このとき、接着部分の端部から段ボールを剥がすように力が加えられると、ホットメルト接着剤に含まれるセルロースナノファイバーの繊維によって、その力が繊維の長手方向に沿って分散され（図１の下図および図２の下図参照）、接着部分が一気に剥がれてしまうようなことがなくなる。これに対して、セルロースナノファイバーを含有しないホットメルト接着剤の場合、接着部分の端部から剥がそうとした場合、一気に接着部分が剥がれてしまうことになる。また、寒冷地などにおいても、固化した樹脂がセルロースナノファイバーの繊維によって収縮することがなく、接着部分の剥離、また接着剤にクラックが入ることなどがなくなる。 At this time, when force is applied to peel the cardboard from the edge of the adhesive, the cellulose nanofiber fibers contained in the hot melt adhesive distribute the force along the length of the fibers (see the lower diagram of Figure 1 and the lower diagram of Figure 2), preventing the adhesive from peeling off all at once. In contrast, in the case of a hot melt adhesive that does not contain cellulose nanofiber, if you try to peel off the adhesive from the edge, the adhesive will peel off all at once. Furthermore, even in cold regions, the solidified resin will not shrink due to the cellulose nanofiber fibers, so there is no risk of the adhesive peeling off or the adhesive cracking.
このように上記実施の形態によれば、セルロースナノファイバーの繊維の粉体を、加熱溶融させた松脂でコーティングする工程と、エチレン酢酸ビニル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド樹脂、合成ゴム樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂の少なくとも一つの熱可塑性樹脂を加熱溶融させる工程と、当該加熱溶融させた熱可塑性樹脂の中に、前記松脂でコーティングされたセルロースナノファイバーの繊維と、カルナバ蝋、椿オイル、ヤシ油の少なくともいずれかを含む植物性油脂を入れて混練させた後、グルースティックを生成するようにしたので、接着部分に端部から剥がす方向の力が働いた場合であっても、セルロースナノファイバーの繊維によって、その力を種々の方向に逃がすことができ、接着部分が均一な方向で剥がれてしまうようなことがなくなるとともに、寒冷地においても、セルロースナノファイバーによって樹脂の収縮を抑えて接着状態を保持させることができるようになる。特に、ベースとなる樹脂にセルロースナノファイバーを馴染ませ、且つ塗布時でも樹脂に拡散した状態でフィラーが絡まることがなく、接着剤が固化しても分散を保持させることができるようになる。また、植物性油脂を含有させることで、樹脂の収縮を抑えることができるとともに、樹脂だけを用いた場合よりも融点を低くすることができ、また、接着剤を溶融させる際に粘度を低く抑えることができる。さらには、接着後における匂いを少なくすることができ、加えて、植物性油脂は、固形化してもパラフィン、エチレン酢酸ビニル樹脂よりも軟質で粘りがあるため、固形化後のクラックの発生も少なくすることができる。 Thus, according to the above embodiment , the process includes a step of coating the powder of cellulose nanofiber fibers with heated and melted rosin, a step of heating and melting at least one thermoplastic resin selected from ethylene vinyl acetate resin, polyolefin resin, polyamide resin, synthetic rubber resin, acrylic resin, and polyurethane resin, and a step of kneading the cellulose nanofiber fibers coated with rosin and vegetable oils containing at least one of carnauba wax, camellia oil, and coconut oil into the heated and melted thermoplastic resin, and then producing a glue stick. Therefore, even if a force acts on the adhesive portion in a direction to peel it off from the end, the cellulose nanofiber fibers can release the force in various directions, and the adhesive portion does not peel off in a uniform direction, and even in cold regions, the cellulose nanofibers can suppress the shrinkage of the resin and maintain the adhesive state . In particular, the cellulose nanofibers are blended into the base resin, and the filler does not get tangled in a state where it is dispersed in the resin even when applied, and the dispersion can be maintained even when the adhesive solidifies. In addition, by including vegetable oil, it is possible to suppress the shrinkage of the resin, lower the melting point compared to when only the resin is used, and keep the viscosity low when melting the adhesive. Furthermore, it is possible to reduce odor after adhesion, and since vegetable oil is softer and more viscous than paraffin and ethylene vinyl acetate resin even after solidification, it is possible to reduce the occurrence of cracks after solidification.
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。 The present invention is not limited to the above embodiment and can be implemented in various ways.
例えば、上記実施の形態では、段ボールを接着させる場合について説明したが、これ以外に、木材、プラスチック、金属、布、ワックスを含侵させた表面処理品などを接着する場合についても使用することができる。 For example, in the above embodiment, the case of gluing cardboard was described, but it can also be used to glue wood, plastic, metal, cloth, wax-impregnated surface-treated products, etc.
次に、本実施の形態によるホットメルト接着剤を用いた接着状態の比較例を図３を用いて説明する。 Next, a comparative example of the adhesive state using the hot melt adhesive according to this embodiment will be described with reference to Figure 3.
試験例では、樹脂として、サンプル１およびサンプル２として、ポリ酢酸ビニル樹脂（ＥＶＡ）４０重量部、ソイ油脂ハード４０重量部、ソイ油脂ソフト１０重量部、カルナバ蝋５重量部、ヤシ油２重量部、椿オイル３重量部（合計１００重量部）を有する樹脂を用い、これにフィラー無しのサンプル１と、フィラー有りのサンプル２を比較した。フィラーとしては、針葉樹セルロースナノファイバー０．５重量部、竹セルロースナノファイバー０．５重量部、松脂高温タイプ１３重量（合計１４重量部）を加えるようにした。サンプル１とサンプル２とを比較すると、引張強度が、フィラーを加えたサンプル２では３．７８（N／平方ミリメートル）と強く、フィラーを加えないサンプル１では、２．３３（Ｎ/平方ミリメートル）と低くなっていることが分かる。なお、両サンプルでは、氷点下４０℃で２４時間放置した場合であっても、接着面でのひび割れは確認されなかった。
In the test example, Sample 1 and
次に、樹脂としてポリ酢酸ビニル樹脂（ＥＶＡ）のみを用い、フィラーを配合しない従来品のサンプル３と比較した場合、引張強度が１．２１（Ｎ/平方ミリメートル）と小さく、また、氷点下４０℃においては、ひび割れは少ないものの、一部ひび割れが確認された。
Next, when compared to
図３に示すように、従来の樹脂のみのホットメルト接着剤に比べて、植物性油脂を加えた場合の方が、氷点下におけるひび割れも少なく、また、引張強度も強くなることが分かり、さらに、これにセルロースナノファイバーの繊維の粉体を配合した場合の方が、さらに引張強度も向上することが分かった。 As shown in Figure 3, compared to conventional hot melt adhesives containing only resin, adding vegetable oils and fats reduced cracking at freezing points and also increased tensile strength. Furthermore, adding cellulose nanofiber powder to this mixture further improved tensile strength.
Claims (7)
エチレン酢酸ビニル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド樹脂、合成ゴム樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂の少なくとも一つの熱可塑性樹脂を加熱溶融させる工程と、a step of heating and melting at least one thermoplastic resin selected from the group consisting of ethylene vinyl acetate resin, polyolefin resin, polyamide resin, synthetic rubber resin, acrylic resin, and polyurethane resin;
当該加熱溶融させた熱可塑性樹脂の中に、前記松脂でコーティングされたセルロースナノファイバーの繊維と、カルナバ蝋、椿オイル、ヤシ油の少なくともいずれかを含む植物性油脂を入れて混練させた後、グルースティックを生成する工程と、A step of adding and kneading the cellulose nanofiber fibers coated with rosin and vegetable oils including at least one of carnauba wax, camellia oil, and coconut oil into the heated and melted thermoplastic resin, and then producing a glue stick;
を備えたことを特徴とするホットメルト接着剤の製造方法。A method for producing a hot melt adhesive comprising the steps of:
松脂でコーティングされたセルロースナノファイバーの繊維の粉体と、
カルナバ蝋、椿オイル、ヤシ油の少なくともいずれかを含む植物性油脂と、
を含むホットメルト接着剤。 At least one thermoplastic resin selected from the group consisting of ethylene vinyl acetate resin, polyolefin resin, polyamide resin, synthetic rubber resin, acrylic resin, and polyurethane resin;
A powder of cellulose nanofiber fibers coated with rosin ;
A vegetable oil containing at least one of carnauba wax, camellia oil, and coconut oil;
A hot melt adhesive comprising :
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