JPH07216332A - 接着剤組成物及び該接着剤組成物を用いた紙管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い皮膜弾性率を有すると共に、優れた初期
接着力と耐水性を発現する酢酸ビニル系樹脂エマルジョ
ン接着剤組成物、及びそれを用いた紙管を提供すること
を目的とする。 【構成】 α−オレフィンと不飽和カルボン酸との共重
合体又はその誘導体の水溶化物及びカルボキシル基変性
ポリビニルアルコールを保護コロイドとして、酢酸ビニ
ルモノマー単独、もしくは酢酸ビニルモノマーと該酢酸
ビニルモノマーと共重合可能なモノマ−とを乳化重合し
て得られる、平均粒子径が０．２〜１．５μｍの範囲に
ある酢酸ビニル系樹脂エマルジョンを主成分とすること
を特徴とする接着剤組成物、及び上記接着剤組成物を用
いて製せられた紙管。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、紙管用、紙包装用、
木工用、一般用等に用いられる、酢酸ビニル系樹脂エマ
ルジョンを主成分とする接着剤組成物、及び該接着剤組
成物を用いて製せられた紙管に関する。

【０００２】

【従来の技術】紙管は、帯状紙片を金属心棒に複数層に
巻回し、その帯状紙片の重合部を接着剤で接着すること
により製造されているが、この場合に用いられる接着剤
としては、澱粉、ポリビニルアルコール等の水溶液、及
びポリビニルアルコールを保護コロイドとした酢酸ビニ
ル系樹脂エマルジョンなどの１種または２種以上をベー
スとしたものが知られている。

【０００３】しかし、ポリビニルアルコールを保護コロ
イドとした酢酸ビニル系樹脂エマルジョンをベースとす
る接着剤組成物は、一般に接着剤皮膜の弾性率（以下、
「皮膜弾性率」と記す）が低く皮膜強度が乏しいため、
例えば紙管用として用いる場合、得られる紙管の耐圧強
度は充分満足出来るものではなかった。そこで、接着剤
の皮膜弾性率を高め皮膜強度を向上させるため、α−オ
レフィンと不飽和カルボン酸との共重合体又はその誘導
体を塩基性物質で水溶化したものを保護コロイドとした
酢酸ビニル系樹脂エマルジョン接着剤が提案されている
（特公昭６０−５４９９３号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記接着剤組
成物は、皮膜弾性率は高くなり紙管の耐圧強度も向上し
ているが、初期接着力や耐水性は依然不充分であり、紙
管用接着剤としては充分に使用に耐え得るものではなか
った。

【０００５】本発明は、上記の点に鑑み、高い皮膜弾性
率を有すると共に、優れた初期接着力と耐水性を発現す
る酢酸ビニル系樹脂エマルジョン接着剤組成物、及びそ
れを用いた紙管を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の接着剤組成物
は、α−オレフィンと不飽和カルボン酸との共重合体又
はその誘導体の水溶化物及びカルボキシル基変性ポリビ
ニルアルコールを保護コロイドとして、酢酸ビニルモノ
マー単独、もしくは酢酸ビニルモノマーと該酢酸ビニル
モノマーと共重合可能なモノマーとを乳化重合して得ら
れる、平均粒子径が０．２〜１．５μｍの範囲にある酢
酸ビニル系樹脂エマルジョンを主成分とすることを特徴
とし、そのことにより上記目的が達成される。

【０００７】又、本発明の紙管は、帯状紙片が管状に巻
回され、この管状に巻回された帯状紙片の重合部が上記
の接着剤組成物により接着されていることを特徴とす
る。

【０００８】上記酢酸ビニルモノマーと共重合可能なモ
ノマーとしては、（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）
アクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレー
ト、２−エチルヘキシルアクリレート、エチレングリコ
ールジメタアクリレート、グリシジル（メタ）アクリレ
ート、エチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、
プロピレングリコール（モノ）アクリレートなどが挙げ
られ、これらの１種もしくは２種以上が好適に用いられ
る。尚、ここで言う（メタ）アクリルとはアクリル又は
メタクリルを言う。

【０００９】本発明では、重合時の保護コロイドとし
て、α−オレフィンと不飽和カルボン酸との共重合体又
はその誘導体の水溶化物及びカルボキシル基変性ポリビ
ニルアルコールを用いることが必要である。

【００１０】上記α−オレフィンと不飽和カルボン酸と
の共重合体又はその誘導体におけるα−オレフィンとし
ては、エチレン、プロピレン、ｎ−ブテン、イソブチレ
ン、ｎ−ペンテン、イソプレンなどが挙げられるが、な
かでも特にイソブチレンが好ましい。

【００１１】又、上記α−オレフィンと不飽和カルボン
酸との共重合体又はその誘導体における不飽和カルボン
酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、
無水マレイン酸、イタコン酸などが挙げられるが、なか
でも特に無水マレイン酸が好ましい。

【００１２】イソブチレンと無水マレイン酸の共重合体
としては、クラレ（株）社製のイソバンが挙げられ、
又、その誘導体として、より耐水性の優れたイソバンの
部分イミド化物が挙げられる。

【００１３】上記α−オレフィンと不飽和カルボン酸と
の共重合体又はその誘導体は水に不溶であるが、苛性ア
ルカリ、炭酸アルカリ、アンモニア等の塩基性物質を加
えることにより水溶化できる。塩基性物質の添加量は上
記共重合体又はその誘導体のカルボキシル基量に対し、
０．３〜０．８当量程度が好ましく、特に０．３５〜
０．４５当量程度がより好ましい。０．３当量程度未満
では水溶化が難しく、逆に０．８当量程度を超えると水
溶液のアルカリ性が高くなって酢酸ビニル系モノマーの
重合が遅くなったり困難になることがある。

【００１４】保護コロイドとしてのα−オレフィンと不
飽和カルボン酸との共重合体又はその誘導体の使用量
は、モノマー１００重量部に対し、５〜４０重量部程度
が好ましく、特に、１５〜２５重量部程度がより好まし
い。上記共重合体又はその誘導体の使用量が５重量部程
度未満であると、得られる酢酸ビニル系樹脂エマルジョ
ンの皮膜強度が弱くなり、逆に４０重量部程度を超える
と、得られる酢酸ビニル系樹脂エマルジョンの貯蔵安定
性が悪くなることがある。

【００１５】本発明においてα−オレフィンと不飽和カ
ルボン酸との共重合体又はその誘導体の水溶化物と共に
保護コロイドとして用いられるカルボキシル基変性ポリ
ビニルアルコールとしては、鹸化度８０〜９９モル％程
度のものが好ましく、なかでも９４〜９８モル％程度の
ものがより好ましい。鹸化度が８０モル％程度未満であ
ると、得られる接着剤の耐水性が低下するし、逆に９９
モル％程度を超えると重合時の安定性が悪くなる。

【００１６】又、上記カルボキシル基変性ポリビニルア
ルコールの重合度は１０００〜２５００程度であること
が好ましく、なかでも１５００〜２０００程度であるの
がより好ましい。重合度が１０００程度未満であると、
得られる接着剤の皮膜強度が弱くなるし、逆に２５００
程度を超えると粘度が高くなり過ぎる。

【００１７】保護コロイドとしてのカルボキシル基変性
ポリビニルアルコールの使用量は、モノマー１００重量
部に対し、０．０１〜２０重量部程度が好ましく、なか
でも１〜５重量部程度がより好ましい。カルボキシル基
変性ポリビニルアルコールの使用量が０．０１重量部程
度未満であると初期重合を起こし難くなり、逆に２０重
量部程度を超えると、得られる接着剤の皮膜強度が弱く
なる。

【００１８】本発明の乳化重合時に使用する重合開始剤
及び重合触媒としては、特に限定されるものではなく、
過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウ
ム、過酸化水素等の周知の過酸化物が挙げられ、これら
の１種もしくは２種以上が好適に用いられる。又、上記
過酸化物と共に、酒石酸、蟻酸、修酸等の還元剤を併用
しても良い。

【００１９】上記重合開始剤及び重合触媒の使用量は、
モノマー１００重量部に対し、０．０１〜２．０重量部
程度が好ましいが、この範囲に限定されるものではな
い。

【００２０】本発明においては、接着剤組成物の主成分
である酢酸ビニル系樹脂エマルジョンは、平均粒子径が
０．２〜１．５μｍの範囲にあることが必要である。上
記平均粒子径が０．２μｍ未満であっても１．５μｍを
超えても、得られる接着剤組成物の初期接着力が低下す
る。尚、ここで言う平均粒子径とは、レーザ回折式粒度
分布測定装置を用いレーザ回折法で測定した平均粒子径
を言う。

【００２１】上記酢酸ビニル系樹脂エマルジョンの平均
粒子径は、α−オレフィンと不飽和カルボン酸との共重
合体又はその誘導体の水溶化物とカルボキシル基変性ポ
リビニルアルコールとの併用比率を変える事により、
０．２〜１．５μｍの範囲に調節することが出来る。

【００２２】本発明の接着剤組成物には、本発明の目的
を阻害しない範囲で、粘着付与樹脂、可塑剤、充填剤、
顔料、染料、消泡剤、防腐剤等の各種添加剤を必要に応
じて配合しても良い。

【００２３】又、本発明の接着剤組成物は、紙管用に限
らず、紙包装用、木工用、一般用等としても用いられる
事は言う迄もない。

【００２４】

【作用】本発明の接着剤組成物は、主成分である酢酸ビ
ニル系樹脂エマルジョンの乳化重合時の保護コロイドと
して、α−オレフィンと不飽和カルボン酸との共重合体
又はその誘導体の水溶化物を用いるので、高い皮膜弾性
率が得られると共に、優れた耐水性を発現する。又、同
じく保護コロイドとして、カルボキシル基変性ポリビニ
ルアルコールを併用し、酢酸ビニル系樹脂エマルジョン
の平均粒子径を０．２〜１．５μｍの範囲に設定してい
るので、優れた初期接着力を発現する。

【００２５】

【実施例】この発明をさらに詳しく説明するため、以下
に実施例をあげる。なお、実施例中の「部」は「重量
部」を意味する。

【００２６】（実施例１）

【００２７】（１）接着剤組成物の作成 攪拌機、還流冷却管、温度計及び滴下漏斗を備えた反応
容器に、水５５部、イソブチレンと無水マレイン酸との
共重合体の部分イミド化物「イソバン３０４」（クラレ
社製）をアンモニアで水溶化した物の水溶液（樹脂分２
５％、以下、「イソバン３０４Ｓ」と記す））９２部
（樹脂分２３部）、カルボキシル基変性ポリビニルアル
コール（鹸化度９６モル％、重合度１７００）２部を仕
込み、攪拌しながら９０℃で１時間加熱してイソバンと
ポリビニルアルコールの水溶液を得た。次に、このイソ
バンとポリビニルアルコールの水溶液を７０℃に冷却
し、これに酢酸ビニルモノマー１０部、重合開始剤とし
て過酸化水素０．０９部、過硫酸アンモニウム０．２
部、及び酒石酸０．０５部を投入して初期重合を行わせ
た。

【００２８】次いで、酢酸ビニルモノマー９０部と過酸
化水素０．３６部、酒石酸０．２５部を連続滴下して乳
化重合を行った後、７０℃で１時間熟成して酢酸ビニル
系樹脂エマルジョン接着剤を得た。得られた酢酸ビニル
系樹脂エマルジョンの島津レーザ回折式粒度分布測定装
置（島津製作所製）で測定した平均粒子径は０．４μｍ
であった。

【００２９】（２）評価 得られた酢酸ビニル系樹脂エマルジョン接着剤の各種性
能を下記の方法により評価した結果は表１に示すとおり
であった。尚、評価は特に記載の無いかぎり２０℃−６
５％ＲＨの雰囲気下で行った。

【００３０】皮膜弾性率 ポリエチレン板上に上記接着剤を塗布し、２０℃−６５
％ＲＨの雰囲気下で３日間養生させ、得られた３００〜
５００μｍ厚の乾燥皮膜を１号ダンベルで打ち抜き試験
片を作成した。次いで、この試験片を２０℃−６５％Ｒ
Ｈの雰囲気下で２４時間調湿した後、引張り試験機にセ
ットし、引張り速度１０ｍｍ／分で引張り、伸び率１０
％の時の引張り強度と伸び率から皮膜弾性率（ｋｇ／ｃ
ｍ² ）を求めた。

【００３１】初期接着力（剪断強度） ２５ｍｍ×５０ｍｍに裁断したＢ級紙管用原紙（岡山製
紙社製）２枚を試験片とし、一方の試験片の片面の半分
に上記接着剤を塗布量０．０５ｇ／（２５ｍｍ）² で塗
布し、この塗布面に他方の試験片の片面の半分を接着面
積が２５ｍｍ×２５ｍｍとなるように互い違いに貼り合
わせ、この貼り合わせ部分を１ｋｇ／ｃｍ² の圧力で４
０秒間圧着した。その後、直ちに引張り試験機にセット
し、引張り速度１０ｍｍ／分で引張り、剪断強度（ｋｇ
／（２５ｍｍ）² ）を測定した。

【００３２】初期接着力（材料破壊時間） ２０ｍｍ×４０ｍｍに裁断した上記と同様のＢ級紙管用
原紙２枚を試験片とし、一方の試験片の片面に上記接着
剤を塗布面積２０ｍｍ×３０ｍｍ、塗布量３０ｇ／ｍ²
で塗布した後、直ちに、この塗布面に他方の試験片を接
着面積が２０ｍｍ×３０ｍｍになるように貼り合わせ、
この貼り合わせ部分を６２．５ｇ／ｃｍ ² の圧力で５秒
間圧着して、多数の接着試験片を作成した。次いで、除
圧後１０秒毎に接着試験片を手で剥離し、Ｂ級紙管用原
紙の破壊面積率が１００％に達する迄の最短時間（秒）
を測定した。

【００３３】耐水性（落下時間） ２５ｍｍ×５０ｍｍに裁断した上記と同様のＢ級紙管用
原紙２枚を試験片とし、一方の試験片の片面の半分に上
記接着剤を塗布量０．０５ｇ／（２５ｍｍ）²で塗布
し、この塗布面に他方の試験片の片面の半分を互い違い
に貼り合わせ、この貼り合わせ部分を１ｋｇ／（２５ｍ
ｍ）² の圧力で６０秒間圧着した後、２０℃−６５％Ｒ
Ｈの雰囲気下で２４時間養生して接着試験片を作成し
た。この接着試験片の一方の試験片に１００ｇの分銅を
吊り下げた状態で６０℃の温水中に浸漬し、試験片が剥
離して落下するまでの時間（時間）を測定した。

【００３４】リングクラッシュ強度 ＪＩＳ Ｐ−８１２６「板紙の圧縮強さ試験方法（リン
グクラッシュ法）」に準じ、上記と同様のＢ級紙管用原
紙の縦方向及び横方向のリングクラッシュ強度を次のよ
うにして測定した。巾１２．７ｍｍ、長さ１５２．４ｍ
ｍに裁断した縦方向２枚及び横方向２枚のＢ級紙菅用原
紙を試験片として用意し、縦方向及び横方向それぞれの
一方の試験片に上記接着剤を塗布面積１２．７ｍｍ×１
５２．４ｍｍ、塗布量２５ｇ／ｍ² で塗布し、縦方向及
び横方向それぞれの他方の試験片を縦方向は縦方向同
志、横方向は横方向同志で貼り合わせ、この貼り合わせ
部分を７０ｇ／ｃｍ² の圧力で６０秒間圧着して接着試
験片を作成した。得られた接着試験片を２０℃−６５％
ＲＨの雰囲気下で２４時間養生した後、圧縮試験機にセ
ットし、圧縮速度１０ｍｍ／分で圧縮し、リングクラッ
シュ強度（ｋｇｆ）を測定した。

【００３５】（実施例２）

【００３６】接着剤組成物の作成において、水の量を４
９部、「イソバン３０４Ｓ」の量を１００部（樹脂分２
５部）、カルボキシル基変性ポリビニルアルコールの量
を５部としたこと以外は実施例１と同様にして酢酸ビニ
ル系樹脂エマルジョン接着剤を得た。得られた酢酸ビニ
ル系樹脂エマルジョンの平均粒子径は０．８μｍであっ
た。

【００３７】得られた酢酸ビニル系樹脂エマルジョン接
着剤の各種性能を実施例１と同様にして評価した結果は
表１に示すとおりであった。

【００３８】（比較例１）

【００３９】接着剤組成物の作成において、水の量を７
０部、「イソバン３０４Ｓ」の量を７２部（樹脂分１８
部）、カルボキシル基変性ポリビニルアルコールの量を
０．５部としたこと以外は実施例１と同様にして酢酸ビ
ニル系樹脂エマルジョン接着剤を得た。得られた酢酸ビ
ニル系樹脂エマルジョンの平均粒子径は０．１μｍであ
った。

【００４０】得られた酢酸ビニル系樹脂エマルジョン接
着剤の各種性能を実施例１と同様にして評価した結果は
表１に示すとおりであった。

【００４１】（比較例２）

【００４２】接着剤組成物の作成において、水の量を１
１２部、「イソバン３０４Ｓ」の量を１６部（樹脂分４
部）、カルボキシル基変性ポリビニルアルコールの量を
４部としたこと以外は実施例１と同様にして酢酸ビニル
系樹脂エマルジョン接着剤を得た。得られた酢酸ビニル
系樹脂エマルジョンの平均粒子径は１．６μｍであっ
た。

【００４３】得られた酢酸ビニル系樹脂エマルジョン接
着剤の各種性能を実施例１と同様にして評価した結果は
表１に示すとおりであった。

【００４４】（比較例３）

【００４５】接着剤組成物の作成において、水の量を６
４部、「イソバン３０４Ｓ」の量を８０部（樹脂分２０
部）とし、カルボキシル基変性ポリビニルアルコールの
代わりに、通常の未変性ポリビニルアルコール（鹸化度
９６モル％、重合度１７００）４部を用いたこと以外は
実施例１と同様にして酢酸ビニル系樹脂エマルジョン接
着剤を得た。得られた酢酸ビニル系樹脂エマルジョンの
平均粒子径は０．６μｍであった。

【００４６】得られた酢酸ビニル系樹脂エマルジョン接
着剤の各種性能を実施例１と同様にして評価した結果は
表１に示すとおりであった。

【００４７】（比較例４）

【００４８】接着剤組成物の作成において、水の量を１
２４部、未変性ポリビニルアルコールの量を１２部と
し、「イソバン３０４Ｓ」を用いなかったこと以外は実
施例１と同様にして酢酸ビニル系樹脂エマルジョン接着
剤を得た。得られた酢酸ビニル系樹脂エマルジョンの平
均粒子径は１．３μｍであった。

【００４９】得られた酢酸ビニル系樹脂エマルジョン接
着剤の各種性能を実施例１と同様にして評価した結果は
表１に示すとおりであった。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明による接着剤
組成物は、高い皮膜弾性率と優れた初期接着力及び耐水
性を有する高品質の接着剤である。又、これを用いて製
した紙管は圧縮強度と耐水性に優れている。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 α−オレフィンと不飽和カルボン酸との
   共重合体又はその誘導体の水溶化物及びカルボキシル基
   変性ポリビニルアルコールを保護コロイドとして、酢酸
   ビニルモノマー単独、もしくは酢酸ビニルモノマーと該
   酢酸ビニルモノマーと共重合可能なモノマーとを乳化重
   合して得られる、平均粒子径が０．２〜１．５μｍの範
   囲にある酢酸ビニル系樹脂エマルジョンを主成分とする
   ことを特徴とする接着剤組成物。
2. 【請求項２】 帯状紙片が管状に巻回され、この管状に
   巻回された帯状紙片の重合部が請求項１記載の接着剤組
   成物により接着されていることを特徴とする紙管。