JPH06256740A - 水溶性ホットメルト接着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は経時的な溶融粘度が安定である水溶
性ホットメルト接着剤を提供する。 【構成】 ポリビニルアルコール系樹脂又は親水性基を
有するポリ酢酸ビニル系樹脂１００重量部に対してリン
酸系化合物を０．２〜３．０重量部及びフェノール系化
合物を０．２〜５．０重量部含有してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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と比べ
て、広範な被接着体に適用できること、接着速度が非常
に速いこと、毒性や危険性がないこと、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い
る。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。

【０００３】特に製本、製箱、製袋などの紙分野の接着
剤としては、接着性、作業性、柔軟性に優れたエチレン
−酢酸ビニル共重合体が広く使用されている。しかし、
該樹脂が疎水性であるため、例えば水中での故紙を再生
処理するの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。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
としては、例えばポリビニルアルコール系樹脂にリン酸
化合物を含有させた樹脂組成物が熱酸化に対して安定と
なり、かかる樹脂組成物がホットメルト接着剤として有
効であるとの記載がある。（特開昭５１−８８５４４号
公報）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
ホットメルト接着剤は時間がたつにつれ溶融粘度が上昇
してしまうため、塗工機を長時間にわたり連続運転して
ホットメルト接着操作をつづけると作業性が非常に低下
てしまう。故に、溶融粘度が経時的に安定した水溶性の
ホットメルト接着剤が望まれている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】しかるに本発明者等はか
かる課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ポリビニ
ルアルコール系樹脂または親水性基を有するポリ酢酸ビ
ニル系樹脂１００重量部に対し、リン酸系化合物を０．
２〜３．０重量部及びフェノール系化合物を０．２〜
５．０重量部含有してなるホットメルト接着剤がかかる
目的に合致することを見いだし本発明を完成するに至っ
た。本発明においては特定量のリン酸系化合物及びフェ
ノール系化合物を溶融混合することによりホットメルト
接着剤の経時的な溶融粘度を安定に維持することに成功
した。以下、本発明について詳述する。

【０００６】本発明のポリビニルアルコール系樹脂と
は、ポリ酢酸ビニルのケン化物のみならず、ビニルエス
テルと共重合しうる単量体、例えばエチレン、プレピレ
ン、イソブチレン、α−オクテン、α−ドデセン、α−
オクタデセン等のオレフィン類、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
コン酸等の不飽和酸類あるいはその塩あるいはモノ又は
ジアルキルエステル等、アクリロニトリル、メタクリロ
ニトリル等のニトリル類、アクリルアミド、メタクリル
アミド等のアミド類、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、アルキルビニルエーテル類、Ｎ−ア
クリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライ
ド、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチ
ルジアリルビニルケトン、Ｎ−ビニルピロリドン、塩化
ビニル、塩化ビニリデン、ポリオキシエチレン（メタ）
アリルエーテル、ポリオキシプロピレン（メタ）アリル
エーテルなどのポリオキシアルキレン（メタ）アリルエ
ーテル、ポリオキシエチレン（メタ）アクリレート、ポ
リオキシプロピレン（メタ）アクリレート等のポリオキ
シアルキレン（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレ
ン（メタ）アクリルアミド、ポリオキシプロピレン（メ
タ）アクリルアミド等のポリオキシアルキレン（メタ）
アクリルアミド、ポリオキシエチレン（１−（メタ）ア
クリルアミド−１，１−ジメチルプロピル）エステル、
ポリオキシエチレンビニルエーテル、ポリオキシプロピ
レンビニルエーテル、ポリオキシエチレンアリルアミ
ン、ポリオキシプロピレンアリルアミン、ポリオキシエ
チレンビニルアミン、ポリオキシプロピレンビニルアミ
ン等との共重合体ケン化物が挙げられるが、必ずしもこ
れに限定されるものではない。該ポリビニルアルコール
系樹脂は１種のみならず２種以上併用して用いることも
可能である。

【０００７】好ましい平均重合度は５０〜７００、特に
１００〜５００が適当であり、好ましい平均ケン化度は
３０〜８５モル％、特に４５〜７０モル％が適当であ
る。平均重合度が５０未満では接着強度が小さく、７０
０を越える場合は溶融粘度が大きくなる。平均ケン化度
が３０モル未満ではブロッキング性が大きく、かつ水不
溶性となり、８５モル％を越える場合は融点が高くな
る。本発明の親水性基を有するポリ酢酸ビニル系樹脂と
は、酢酸ビニルを主成分とし、これと共重合可能な親水
性を有するモノマーを共重合して得られる。かかるポリ
酢酸ビニルの平均重合度は５０〜７００、特に１００〜
５００が好ましい。平均重合度が５０以下では接着強度
が小さく、７００を越える場合は溶融粘度が高くなる。
また、少量であればケン化されても良く、その平均ケン
化度は３０モル％未満である。

【０００８】本発明における親水性基を有するモノマー
とは、スルホン酸又はスルホン酸アルカリ塩等のスルホ
ン酸基を含有する不飽和スルホン酸系モノマー、カルボ
ン酸又はカルボン酸アルカリ塩等のカルボン酸基を含有
する不飽和カルボン酸系モノマー、オキシアルキレン基
含有不飽和モノマー等が挙げられる。上記のスルホン酸
基含有不飽和モノマーとしては、（メタ）アリルスルホ
ン酸、エチレンスルホン酸、スルホン酸マレート、２−
（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン
酸、２−アクリルアミド−１−メチルプロパンスルホン
酸、（メタ）アリルスルホン酸ソーダ、エチレンスルホ
ン酸ソーダ、スルホン酸ソーダ（モノアルキル）マレー
ト、ジスルホン酸ソーダアルキルマレート、２−（メ
タ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ソ
ーダー、２−（メタ）アクリルアミド−１−メチルプロ
パンスルホン酸ソーダーなどが挙げられる。

【０００９】上記の不飽和カルボン酸系モノマーとして
は、（メタ）アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無
水マレイン酸、イタコン酸又はこれらのナトリウム塩、
カリウム塩、部分エステルなどが挙げられる。上記のオ
キシアルキレン基含有不飽和モノマーとしては、ポリオ
キシアルキレン（メタ）アリルエーテル、ポリオキシア
ルキレン（メタ）アクリレート、ポリオキシアルキレン
（メタ）アクリルアミド、ポリオキシアルキレン（１−
（メタ）アクリルアミド−１，１−ジメチルプロピル）
エステル、ポリオキシアルキレンビニルエーテル、ポリ
オキシアルキレンアリルアミン、ポリオキシアルキレン
ビニルアミンなどが挙げられる。かかるポリオキシアル
キレンの縮合度は１〜３００、特に３〜５０が適当であ
る。

【００１０】かかる親水性基を有するモノマーの共重合
割合は０．１〜３０モル％、好ましくは１〜２０モル％
が適する。共重合割合が０．１モル％未満では十分な水
溶性が得られず、３０モル％を越える場合は接着力が低
下する。本発明におけるリン酸系化合物は、リン酸、メ
タリン酸、ピロリン酸、亜リン酸、縮合リン酸、ペルオ
クソリン酸、及びこれらのアルキルあるいはアリールエ
ステル類、ナトリウム塩あるいはカリウム塩等の金属塩
類等が挙げられる。これらリン酸系化合物はポリビニル
アルコール系樹脂または親水性基を有するポリ酢酸ビニ
ル系樹脂１００重量部に対して０．２〜３．０重量部、
特に０．５〜２．０重量部が好ましい。混合量が０．２
重量部未満、３．０重量部を越える場合は本発明の効果
が得られない。

【００１１】本発明におけるフェノール系化合物とは
２，５−ジ−ｔ−ブチルハイドロキノン、２，６−ジ−
ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、４，４′−チオビス−
（６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２′−メチレン−
ビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、テト
ラキス−［メチレン−３−（３′，５′−ジ−ｔ−ブチ
ル−４′ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタ
ン、オクタデシル−３−（３′，５′−ジ−ｔ−ブチル
−４′−ヒドロキシフェニル）プロピオネ−ト、４，
４′−チオビス−（６−ｔ−ブチルフェノール）、Ｎ，
Ｎ′−ヘキサメチレン−ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル
−４′−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド）、１，３，
５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ
−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、ペンタ
エリスチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチ
ル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネ−トなどが挙
げられる。かかるフェノール系化合物はポリビニルアル
コール系樹脂または親水性基を有するポリ酢酸ビニル系
樹脂１００重量部に対して０．２〜５．０重量部、特に
０．５〜３．０重量部が好ましい。混合量が０．２重量
部未満、５．０重量部を越える場合は本発明の効果は得
られない。

【００１２】リン酸系化合物（I）及びフェノール系化
合物（II）を含有させるには特に制限はなく、ポリビニ
ルアルコール系樹脂またはポリ酢酸ビニル系樹脂を溶融
する際に規定量の（I）または（II）を直接混合する方
法、ポリビニルアルコール系樹脂またはポリ酢酸ビニル
系樹脂の製造工程中に（I）及び（II）を含有させてお
き、（I）及び（II）を含んだポリビニルアルコール系
樹脂を製造し、かかる樹脂を溶融混合する方法などが挙
げられる。（I）及び（II）の混合順序は特に限定され
ない。溶融する際にもとくに制限はなく、通常よく知ら
れている方法、即ち撹拌機付き溶融缶、押出機、ロール
混練機等を用いて溶融混合される。溶融混合温度１２０
〜１８０℃程度が好適である。

【００１３】かかる樹脂組成物は、本発明の趣旨を損な
わない範囲で他のポリマー、例えばエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリアミ
ド、ポリエステル等を配合することもでき、あるいは逆
に他のポリマーに上記の樹脂組成物を配合することもで
きる。また、ロジン類、ロジンエステル類、ピネン系ポ
リマー、水添石油樹脂、炭化水素樹脂等のホットメルト
接着剤用の周知の添加剤や可塑剤、滑剤、充填剤、着色
剤、安定剤をはじめ、種々の添加剤を配合することがで
き、更には低温域での溶融粘度を低下させる目的でヒド
ロキシ脂肪酸等を配合することができる。かくして得ら
れた樹脂組成物は、溶融後、任意の形状に成形して製品
化される。

【００１４】ホットメルト接着剤として製品化するに
は、従来より行われている任意の方法が実施でき、ブロ
ック、短冊、ビスケット、ペレット、ロープ、粉末、フ
ィルム状など適当な形状に加工できる。成形方法はかか
る形状によって異なる。例えば、短冊状に成形する場
合、上記のごとく溶融混合した溶融物をステンレス等の
ベルト板上にフィーダから流出させ、ベルトの内側から
冷却水をスプレーして間接的に吐出されたストランドを
冷却固化し、固化後、カッターで短冊状にカットして成
形する方法が挙げられる。かくして得られたホットメル
ト接着剤は経時的に溶融粘度が安定であり、更に従来よ
り用いられているエチレン−酢酸ビニル共重合体用など
の製造、塗布機械をそのまま利用できるので工業的に非
常に有利である。

【００１５】かかるホットメルト接着剤の被接着体は特
に限定はなく、例えば製薬・菓子・冷凍食品・電気器具
等の包装用、電話帳・時刻表・事務用箋・伝票等の製本
用、食品用ポリプロピレン、ポリエチレンフィルム小袋
のトップシール・ジャケット類のサイド・トップシール
等の製袋用、家具・キャビネット類の木工ふち貼り・合
板の単板及び中芯はぎ等の木工用、オイルや食品缶のサ
イドシーム用等の製缶用、天井化粧紙の貼りあわせ等の
建築用、折り込み・つり込み・底付等の製靴用、オイル
フィルターのサイドシーム・ヘッドランプのシール等の
自動車用、皮革や生地の貼り合わせ・ランジェリーのレ
ースやデコレーションの貼りつけ等の衣料用、テレビの
ヨーク・スピーカーのコイルの仮止め等の電気部品など
の種々の分野で使用可能であり、特に水溶性であるので
製本用、その他、特に紙分野の接着に有効である。

【００１６】

【作 用】本発明のホットメルト接着剤は、経時的に
溶融粘度が安定であるので長時間にわたってホットメル
ト接着する際の作業性が極めて良好となる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明において実例を挙げて更に詳述
する。尚、ことわりのない限り「部」、「％」は重量基
準である。 実施例１ 平均ケン化度６５モル％、平均重合度２５０のポリビニ
ルアルコール１００部、１２ーオキシオクタデカン酸２
５部、グリセリン２５部、リン酸１部、テトラキス−
［メチレン−３−（３′，５′−ジ−ｔ−ブチル−４′
−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン１部を
溶融混合したのち、該溶融物の１６０℃における溶融粘
度及びその経時変化を測定した。結果はまとめて表１に
示す。溶融粘度の測定はＪＡＩ−７−１９９１に従い、
ブルックフィールド型回転粘度計を用い、スピンドルＮ
Ｏ，２９、回転数１００ｒｐｍにて溶融粘度を測定し
た。

【００１８】ホットメルト接着剤 上記で得た該溶融物をスチールベルト上にストランド状
に流し、スチールベルトの内側から冷却水をスプレーし
てストランドを冷却固化した。ついで該ストランドをベ
ルトより剥離し、ロータリーカッターにて長さ２０ｍ
ｍ、幅２０ｍｍ、厚み３ｍｍの短冊状に成形した。かか
るホットメルト接着剤についての接着強度及び水溶性を
測定した。結果はまとめて表１に示す。接着強度の測定
は、上記のホットメルト接着剤を加熱溶融し、クラフト
紙に１００〜１５０μｍの厚さで塗工し、塗工面に上質
紙をのせて約１５０℃の熱ローラーを通して接着紙を得
た。かかる接着紙を２０℃×６５％ＲＨで２４時間以上
放置後、同条件下で１８０°剥離強度を引っ張り速度４
０ｍｍ／分で測定した。水溶性の測定は上記で得た短冊
状のホットメルト接着剤を２０℃の水中に入れてゆっく
り撹拌し、１時間後の状態を調べた。

【００１９】実施例２ 平均ケン化度６７モル％、平均重合度２００のポリビニ
ルアルコール１００部、１４−オキシヘキサデカン酸３
０部、グリセリン２５部、亜リン酸０．８部、Ｎ，Ｎ′
−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−
ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド）１．５部を溶融混合
して樹脂組成物を得た以外は実施例１に準じて実験を行
った。結果はまとめて表１に示す。 実施例３ アリルスルホン酸ソーダで３．０モル％共重合変性され
たポリ酢酸ビニル（平均重合度３００）１００部、１２
−オキシオクタデカン酸２５部、グリセリン２５部、リ
ン酸二水素ナトリウム０．７部、Ｎ，Ｎ′−ヘキサメチ
レンビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−
ヒドロシンナマミド）０．９部を溶融混合して樹脂組成
物を得た以外は実施例１に準じて実験を行った。結果は
まとめて表１に示す。

【００２０】実施例４ 平均ケン化度２０モル％、平均重合度２００のポリオキ
シエチレンモノアリルエーテル（オキシエチレンの縮合
度は１５）で２．５モル％共重合変性されたポリ酢酸ビ
ニル１００部、グリセリン変性ロジン２５部、テトラエ
チレングリコール２０部、リン酸１．１部、２，５−ジ
−ｔ−ブチルハイドロキノン０．８部を溶融混合して樹
脂組成物を得た以外は実施例１に準じて実験を行った。
結果はまとめて表１に示す。 比較例１ リン酸を用いなかった以外は実施例１に準じて実験を行
った。結果はまとめて表１に示す。 比較例２ テトラキス−［メチレン−３−（３′，５′−ジ−ｔ−
ブチル−４′−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］
メタンを用いなかった以外は実施例１に準じて実験を行
った。結果はまとめて表１に示す。

【００２１】比較例３ リン酸及びテトラキス−［メチレン−３−（３′，５′
−ジ−ｔ−ブチル−４′−ヒドロキシフェニル）プロピ
オネート］メタンを用いなかった以外は実施例１に準じ
て実験を行った。結果はまとめて表１に示す。 比較例４ リン酸二水素ナトリウムを用いなかった以外は実施例３
に準じて実験を行った。結果はまとめて表１に示す。 比較例５ Ｎ，Ｎ′−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔ−ブチ
ル−４−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド）を用いなか
った以外は実施例３に準じて実験を行った。結果はまと
めて表１に示す。

【００２２】

【表１】 溶 融 粘 度（ｃｐｓ） 接着強度 水溶性 ０ １ ５ 10 30 （hr後） (kg/30mm) 実施例１ 3100 3130 3100 3080 3110 0.81（紙破） 完溶 実施例２ 3250 3220 3240 3260 3210 0.79 （〃） 〃 実施例３ 2650 2650 2630 2660 2660 0.75 （〃） 〃実施例４ 2800 2810 2820 2810 2780 0.77 （〃） 〃 比較例１ 3070 3190 3930 5100 8530 0.79 （〃） 〃 比較例２ 3100 3180 4050 5860 測定不能 0.80 （〃） 〃 比較例３ 3130 3210 4110 6010 測定不能 0.79 （〃） 〃 比較例４ 2650 2750 3450 4310 5340 0.76 （〃） 〃比較例５ 2670 2790 3490 4530 5420 0.74 （〃） 〃

【００２３】

【発明の効果】本発明のホットメルト接着剤は経時的な
溶融粘度が安定であるため、ホットメルト接着操作及び
塗工作業性に非常に優れ、工業的に有利である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリビニルアルコール系樹脂または親水
   性基を有するポリ酢酸ビニル系樹脂１００重量部に対
   し、リン酸系化合物を０．２〜３．０重量部及びフェノ
   ール系化合物を０．２〜５．０重量部含有してなる水溶
   性ホットメルト接着剤