JPH11106727A - 紙管用接着剤およびこれを用いた紙管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 初期接着速度が速く、冬期の造膜性に優れ、
粘度の温度依存性が少なく、さらに優れた耐水性を有す
る紙管用接着剤、および耐圧強度が高い紙管を提供する
こと。 【解決手段】 分子内に炭素数４以下のα−オレフィン
単位を１〜１０モル％含有する変性ポリビニルアルコー
ル系共重合体の存在下、酢酸ビニルを乳化重合、または
酢酸ビニルと（メタ）アクリル酸エステル類を乳化共重
合して得られる酢酸ビニル樹脂系エマルジョンを主成分
とする紙管用接着剤、および紙管用原紙を層状に巻回し
て得られる紙管において、前記紙管用原紙の接着が、前
記の紙管用接着剤によりなされている紙管。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙管用接着剤およ
びこれを用いた紙管に関するものであり、さらに詳しく
は、粘度の温度依存性が少なく、また耐水性に優れた紙
管用接着剤に関し、また前記紙管用接着剤を用いて作製
された紙管に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在の紙管は、一般的に紙管用接着剤を
紙管用原紙に施し、これを例えば金属製芯棒にラセン状
且つ層状に巻き付けることにより製造されている。従来
の紙管用接着剤としては、澱粉、ポリビニルアルコー
ル、酢酸ビニル樹脂エマルジョン等が用いられている。
紙管用接着剤は、高速接着性に優れていることが作業面
から求められ、また偏平耐圧強度、座屈強度、ベンディ
ング強度等の耐圧強度が性能面から求められている。現
在の市場のニーズの高まりに伴い、とくに高温多湿時の
耐圧強度に一層の改善が要求されている。

【０００３】従来、紙管の高温多湿時の耐圧強度を向上
させる方法としては、次の２つの手段がとられている。
その１つは紙管用原紙の質を上げる方法であり、他の１
つは接着剤の耐水性を上げる方法である。

【０００４】しかしながら、前者の紙管用原紙の質を上
げる方法では、高温多湿時の耐圧強度は上がるものの、
コスト高となる欠点を有する。一方後者の接着剤の耐水
性を上げる方法では、一般的に完全ケン化ポリビニルア
ルコール水溶液単独、完全ケン化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樹脂エマルジョンや、
コモノマーとしてアクリル酸を使用した前記の酢酸ビニ
ル樹脂エマルジョンが用いられるが、いずれの場合も粘
度の温度依存性が大きく冬場の使用において接着剤の粘
度の上昇が著しく満足できるものではなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の従来の
紙管用接着剤の欠点を克服し、初期接着速度が速く、冬
期の造膜性に優れ、粘度の温度依存性が少なく、さらに
優れた耐水性を有する酢酸ビニル樹脂系エマルジョンを
主成分とする紙管用接着剤およびこ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】本発明者らは上記の課題
を解決すべく鋭意検討を行った結果、炭素数４以下のα
−オレフィン単位を有する変性ポリビニルアルコール系
共重合体の存在下、酢酸ビニルを乳化重合、または酢酸
ビニルと（メタ）アクリル酸エステル類を乳化共重合し
て得られる酢酸ビニル樹脂系エマルジョンが前記課題を
解決できることを見いだし、本発明を完成するに至っ
た。

【０００７】すなわち本発明は、分子内に炭素数４以下
のα−オレフィン単位を１〜１０モル％含有する変性ポ
リビニルアルコール系共重合体の存在下、酢酸ビニルを
乳化重合、または酢酸ビニルと（メタ）アクリル酸エス
テル類を乳化共重合して得られる酢酸ビニル樹脂系エマ
ルジョンを主成分とする紙管用接着剤を提供するもので
ある。

【０００８】また本発明は、紙管用原紙を層状に巻回し
て得られる紙管において、前記紙管用原紙の接着が、前
記の紙管用接着剤によりなされていることを特徴とする
紙管を提供するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、ポリマーエマルジョン
の粘度の温度依存性の低減および高温多湿時の紙管の耐
圧強度を保持し得る耐水性の獲得を目的として、従来の
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
樹脂系エマルジョンではなく、分子内に炭素数４以下の
α−オレフィン単位を有する変性ポリビニルアルコール
系共重合体の存在下に、酢酸ビニルを乳化重合または酢
酸ビニルと（メタ）アクリル酸エステル類を乳化共重合
した酢酸ビニル樹脂系エマルジョンを、紙管用接着剤の
主成分とするところに特徴がある。

【００１０】本発明に用いられる炭素数４以下のα−オ
レフィン単位を１〜１０モル％含有する変性ポリビニル
アルコール系共重合体は、ビニルエステルと炭素数４以
下のα−オレフィンとの共重合体をケン化することによ
り得られ、ビニルエステルとしては酢酸ビニル、プロピ
オン酸ビニル、ギ酸ビニル等が挙げられ、中でも酢酸ビ
ニルが好ましい。

【００１１】一方、ビニルエステルと共重合されるα−
オレフィンは炭素数４以下のものであり、エチレン、プ
ロピレン、ｎ−ブテン、イソブチレン等が挙げられる
が、中でもエチレンが好ましい。変性ポリビニルアルコ
ール系共重合体中のα−オレフィン含有量は１〜１０モ
ル％が好ましく、さらに好ましくは２〜８モル％であ
る。α−オレフィンの含有量が１モル％未満の場合には
耐水性が得られず、また１０モル％を超えると変性ポリ
ビニルアルコール系共重合体の水への溶解度が低下し、
好ましくない。

【００１２】変性ポリビニルアルコール系共重合体のケ
ン化度は８０モル％〜９９モル％が好ましく、重合度は
１００〜５０００の範囲のものが好ましい。

【００１３】本発明においては、前記の変性ポリビニル
アルコール系共重合体の存在下、酢酸ビニルを乳化重合
または酢酸ビニルと（メタ）アクリル酸エステル類を乳
化共重合する。酢酸ビニルと共重合させる（メタ）アク
リル酸エステル類としてはとくに限定されるものではな
いが、（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
クリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチ
ル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル
酸ｓｅｃ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、
（メタ）アクリル酸ｎ−ペンチル、（メタ）アクリル酸
２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ｎ−オクチ
ル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸
ステアリル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メ
タ）アクリル酸２−メトキシエチル、（メタ）アクリル
酸２−エトキシエチル、（メタ）アクリル酸２−メトキ
シプロピル、（メタ）アクリル酸３−メトキシプロピ
ル、（メタ）アクリル酸２−メトキシブチル、（メタ）
アクリル酸３−メトキシブチル、（メタ）アクリル酸４
−メトキシブチル等の（メタ）アクリル酸エステル類等
が挙げられ、これらの１種または２種以上が用いられ
る。

【００１４】乳化共重合の場合の酢酸ビニルと（メタ）
アクリル酸エステル類の使用割合は、酢酸ビニル５０〜
９５重量％および（メタ）アクリル酸エステル類５〜５
０重量％からなることが好ましく、さらに好ましくは酢
酸ビニル６０〜９０重量％および（メタ）アクリル酸エ
ステル類１０〜４０重量％である。（メタ）アクリル酸
エステル類を共重合することによってエマルジョンの造
膜性が向上する。

【００１５】本発明において、酢酸ビニル樹脂系エマル
ジョンは、通常の乳化重合法に従って製造することがで
きる。重合時には通常の重合開始剤が用いられ、一般に
乳化重合に使用されるものであれば全て使用することが
できる。代表的なものを挙げれば、過酸化水素、過硫酸
カリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性無機過酸化物
又は過硫酸塩、クメンハイドロパーオキサイド、ベンゾ
イルパーオキサイド等の有機過酸化物、アゾビスイソブ
チロニトリル等のアゾ化合物が挙げられる。重合開始剤
の使用量は前記のモノマー類の総重量に対して、０．１
〜２０重量％が好ましい。また、上記重合開始剤は、酒
石酸、蟻酸、蓚酸等の還元剤とを併用してもよい。また
モノマー類は、これを一括してもしくは分割して、これ
を例えば連続的に滴下して反応に供することができる。
重合温度は、通常の６０〜９０℃で行うことができる。

【００１６】本発明の変性ポリビニルアルコール系共重
合体は、酢酸ビニル、または酢酸ビニルと（メタ）アク
リル酸エステル類からなるモノマー類１００重量部に対
して０．１〜２０重量部、好ましくは、０．５〜１５重
量部が使用される。この範囲によれば、重合安定性、得
られるエマルジョンの好適な粘度、さらに紙管用接着剤
として用いた場合、初期接着性が向上し好ましい。

【００１７】本発明において、変性ポリビニルアルコー
ル系共重合体は単独使用が好ましいが、本発明の目的を
損なわない範囲で、従来のポリビニルアルコール、澱
粉、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリルアミ
ド等の他の保護コロイドや、従来公知のノニオン性、ア
ニオン性又はカチオン性の界面活性剤の使用が可能であ
る。さらに必要に応じて、得られた酢酸ビニル樹脂系エ
マルジョンに他の配合剤を添加することができる。この
ような配合剤としては、前記以外のセルロース誘導体、
カゼイン等の水溶性高分子、ジブチルフタレート、ジオ
クチルフタレート、テキサノール、ＤＢＥ（ジベイシッ
クエステル）等の可塑剤、ロジン、テルペン樹脂等の粘
着付与剤、無機の体質顔料等が挙げられる。

【００１８】このようにして得られる紙管用接着剤を用
いて製造された紙管は、優れた耐圧強度を有する。これ
は本発明の紙管用接着剤が、粘度の温度依存性が少な
く、優れた耐水性を有することに基づいている。本発明
の紙管は、従来公知の製造方法を適用して製造すること
ができる。例えば、本発明の紙管用接着剤を紙管用原紙
に施し、これを例えば金属製芯棒にラセン状且つ層状に
巻き付けることにより製造することができる。

【００１９】

【作用】本発明の紙管用接着剤の主成分である酢酸ビニ
ル樹脂系エマルジョンは、分子内に炭素数４以下のα−
オレフィン単位を有する変性ポリビニルアルコール系共
重合体を保護コロイドとして用いているので、得られる
紙管用接着剤は、粘度の温度依存性が少なく、高い耐水
性を有する。また、上記接着剤を用いて製管される紙管
は、高温多湿時においても優れた耐圧強度を有する。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例によりさ
らに説明する。 （実施例１）撹拌機、温度計、還流冷却機、滴下ロート
を備えた１リットルセパラブルフラスコに、変性ポリビ
ニルアルコール系共重合体Ａ（エチレン−酢酸ビニル共
重合体のケン化物、エチレン含有量５モル％、ケン化度
９８モル％、重合度１７００）の１０％水溶液４００ｇ
と水１００ｇとを仕込み、７０℃に昇温した。その後３
０％過酸化水素水２．５ｇおよび酒石酸１ｇを加え、直
ちに酢酸ビニル４００ｇを４時間で滴下した。また、３
０％過酸化水素水２．５ｇに水を加え、全量５０ｇとし
た水溶液を、酢酸ビニル滴下と同時に滴下し、乳化重合
を行った。なお、この時のフラスコ内温が、８０〜８５
℃になるように、外温をコントロールした。滴下終了
後、８０〜８５℃で１時間保った後、３０℃以下に冷却
し、ジブチルフタレート５０ｇを添加し、酢酸ビニル樹
脂系エマルジョンを得た。得られた酢酸ビニル樹脂系エ
マルジョンの固形分濃度（１１０℃、３時間乾燥後、以
下同じ）は、４８．７％、粘度（ＢＨ型粘度計、１０回
転、３０℃）は、９７００ｍｐａ．ｓであった。

【００２１】（実施例２）変性ポリビニルアルコール系
共重合体Ａを変性ポリビニルアルコール系共重合体Ｂ
（エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物、エチレン
含有量５モル％、ケン化度９８モル％、重合度１００
０）に代えたこと以外は、実施例１を繰り返し、酢酸ビ
ニル樹脂系エマルジョンを得た。得られた酢酸ビニル樹
脂系エマルジョンの固形分濃度は４８．８％、粘度は４
８００ｍｐａ．ｓであった。

【００２２】（実施例３）変性ポリビニルアルコール系
共重合体Ａの１０％水溶液を３５０ｇに代えたこと以外
は、実施例１を繰り返し、酢酸ビニル樹脂系エマルジョ
ンを得た。得られた酢酸ビニル樹脂系エマルジョンの固
形分濃度は、４９．３％、粘度は６５００ｍｐａ．ｓで
あった。

【００２３】（実施例４）酢酸ビニルの２０％をアクリ
ル酸ｎ−ブチルに代えたこと以外は、実施例１を繰り返
し、酢酸ビニル樹脂系エマルジョンを得た。得られた酢
酸ビニル樹脂系エマルジョンの固形分濃度は、４８．６
％、粘度は１３０００ｍｐａ．ｓであった。

【００２４】（実施例５）酢酸ビニルの１０％をアクリ
ル酸２−エチルヘキシルに代えたこと以外は、実施例１
を繰り返し、酢酸ビニル樹脂系エマルジョンを得た。得
られた酢酸ビニル樹脂系エマルジョンの固形分濃度は、
４８．５％、粘度は９５００ｍｐａ．ｓであった。

【００２５】（比較例１）変性ポリビニルアルコール系
共重合体Ａの代わりに、従来の完全ケン化ポリビニルア
ルコール（ケン化度９８モル％、重合度１７００、
（株）クラレ製、ＰＶＡ−１１７）を用いたこと以外
は、実施例１を繰り返しエマルジョンを得た。得られた
エマルジョンの固形分濃度は、４８．８％、粘度は８８
００ｍｐａ．ｓであった。

【００２６】（比較例２）変性ポリビニルアルコール系
共重合体Ａの代わりに、従来の部分ケン化ポリビニルア
ルコール（ケン化度８８モル％、重合度１７００、
（株）クラレ製、ＰＶＡ−２１７）を用いたこと以外
は、実施例１を繰り返しエマルジョンを得た。得られた
エマルジョンの固形分濃度は、４８．６％、粘度は１８
２００ｍｐａ．ｓであった。

【００２７】上記の実施例および比較例で得られた紙管
用接着剤の温度依存性、耐水性、リングクラッシュ強度
および初期接着性を測定した。測定方法を以下に示す。

【００２８】紙管用接着剤の粘度の温度依存性 上記の実施例および比較例で得られた紙管用接着剤の３
０℃および０℃の粘度を測定し、その粘度比（０℃／３
０℃）を求め、これを粘度の温度依存性の評価とした。

【００２９】紙管用接着剤の耐水性 紙管用原紙に、得られた各紙管用接着剤を湿潤状態とし
て３０ｇ／ｍ²塗布し、直ちに他の紙管用原紙と接着し
た。ハンドロールで３回圧締し、室温で２４Ｈｒ乾燥し
た。その後得られた加工品を３０℃の水中に２４Ｈｒ浸
漬し、その後の接着状態を観察した。結果は、（○：紙
破、△：半分紙破、×：剥離）で評価した。

【００３０】リングクラッシュ強度 上記の実施例および比較例で得られた紙管用接着剤を用
いて紙管用原紙を２枚接着させた加工品を用い、ＪＩＳ
−Ｐ８１２６に従って、２０℃、６５％ＲＨ下の強度を
測定した。

【００３１】初期接着性 紙管用原紙に、得られた各紙管用接着剤を湿潤状態とし
て塗布量３０ｇ／ｍ²にバーコーターを用いて塗布し、
直ちに他の紙管用原紙を接着した。次いでハンドロール
で３回圧締し、２０秒後、手で剥離させ、その紙破率を
目視で評価した。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、初期接着速度が速く、
冬期の造膜性に優れ、粘度の温度依存性が少なく、さら
に優れた耐水性を有する紙管用接着剤が提供される。ま
た、この紙管用接着剤を用いて作製された紙管は、耐圧
強度が高く、有用である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分子内に炭素数４以下のα−オレフィン
   単位を１〜１０モル％含有する変性ポリビニルアルコー
   ル系共重合体の存在下、酢酸ビニルを乳化重合、または
   酢酸ビニルと（メタ）アクリル酸エステル類を乳化共重
   合して得られる酢酸ビニル樹脂系エマルジョンを主成分
   とする紙管用接着剤。
2. 【請求項２】 紙管用原紙を層状に巻回して得られる紙
   管において、前記紙管用原紙の接着が、請求項１に記載
   の紙管用接着剤によりなされていることを特徴とする紙
   管。