JPH1121530A - 接着剤 - Google Patents

接着剤

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JPH1121530A
JPH1121530A JP9173864A JP17386497A JPH1121530A JP H1121530 A JPH1121530 A JP H1121530A JP 9173864 A JP9173864 A JP 9173864A JP 17386497 A JP17386497 A JP 17386497A JP H1121530 A JPH1121530 A JP H1121530A
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昌人 仲前
Naoki Fujiwara
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 保存安定性に優れ、さらに接着力、耐水接着
力に優れた接着剤を得ること。 【解決手段】 炭素数4以下のα−オレフィン単位を1
〜20モル%含有する変性ポリビニルアルコール(A)
および澱粉(B)からなり、成分(A)100重量部に
対する成分(B)の配合量が1〜10000重量部であ
る接着剤、さらに上記組成物に成分(A)100重量部
に対し、糖類(C)を0.1〜1000重量部配合した
接着剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、接着剤に関する。
さらに詳しくは耐水性などに優れた接着剤に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ポリビニルアルコール(以下PV
Aと略す場合がある)は繊維素に対する接着力が極めて
強く、広く紙加工品の接着剤として利用されている。そ
の中で、一般紙用接着剤としては各種紙袋、紙箱の貼り
合わせ、クラフトバンド、合紙、段ボール、紙管、製
本、事務用のり等の各種接着用途があり、古くからこれ
ら用途に使用されてきた澱粉や膠などの天然糊剤の欠点
(品質変動、腐敗、耐水接着力が低い等)を改良できる
点が認められ普及してきた。しかしながら、接着製品の
要求が高まる中で、PVA系の糊でも性能が満足されな
いケースが出てきている。特に、耐水接着力は、PVA
の鹸化度を上げ、完全鹸化タイフ゜ にすれば満足される
が、逆に水溶液の低温安定性が悪くなるという問題があ
り限られた用途にしか使用できなかったのが実状であ
る。これに対し、炭素数4以下のα−オレフィン単位を
有するPVAを用いた接着剤は、非常に高い耐水性と低
温粘度安定性を有しており上記問題点の多くを解決でき
るPVAとして注目されている。また、PVA系接着剤
は、コスト、流動性の問題等から、澱粉を添加して使用
される場合が比較的多く、その場合にはPVAと澱粉と
の相溶性が悪いために、十分にPVAの持つ高い接着
力、耐水接着力等が発現されないという問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、接着
力及び耐水接着力が高く、保存安定性に優れる接着剤を
提供することにあり、さらに詳しくはこれら性能を備え
たPVAおよび澱粉系接着剤を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、炭素数4以下のα
−オレフィン単位を1〜20モル%含有する変性ポリビ
ニルアルコール(A)および澱粉(B)からなり、成分
(A)100重量部に対する成分(B)の配合量が1〜
10000重量部である接着剤、さらに上記組成物に成
分(A)100重量部に対し、糖類(C)を0.1〜1
000重量部配合した接着剤を見出し、本発明を完成さ
せるに至った。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明に使用する変性PVAのα
−オレフィンは、、炭素数4以下のもので、例えばエチ
レン、プロピレン、n−ブテン、イソブテン等が挙げら
れるが、得られる接着剤の耐水接着性の点でエチレンが
好ましい。α−オレフィン単位の含有量は1〜20モル
%であり、2〜18モル%が好ましく、2.5〜15モ
ル%がより好ましく、3〜12モル%が特に好ましい。
α−オレフィン単位の含有量が1モル%未満の場合に
は、塗工紙の耐水性が低下する。α−オレフィン単位の
含有量が20モル%より大の場合には、変性PVAの熱
水への溶解性が低下したり、保存安定性が低下する。
【0006】変性PVAの粘度平均重合度(以下、重合
度と略記する)は50〜8000が好ましく、100〜
6000がより好ましく、200〜4000が特に好ま
しい。変性PVAの重合度(P)は、JIS−K672
6に準じて測定される。すなわち、変性PVAを再けん
化し、精製した後、30℃の水中でで測定した極限粘度
[η]から次式により求められる。 P=([η]×103 /8.29)(1/0.62) 重合度が50未満の場合には、接着力が低下する。重合
度が8000より大の場合には、接着剤の粘度が高くな
りすぎる。
【0007】変性PVAのけん化度は80〜99.99
モル%が好ましく、85〜99.9モル%がより好まし
く、88〜99.8モル%が特に好ましい。けん化度が
80モル%未満の場合には、変性PVAの熱水への溶解
性が低下したり、耐水接着力が低下する。けん化度が9
9.99モル%より大の場合には、接着剤の保存安定性
が低下する。
【0008】本発明の変性PVAは、ビニルエステルと
α−オレフィンとの共重合体をけん化することにより得
られる。ビニルエステルとしては、ギ酸ビニル、酢酸ビ
ニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリ
ン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、
安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニルおよびバーサティッ
ク酸ビニル等が挙げられ、これらの中でもPVAを得る
点から酢酸ビニルが好ましい。本発明の変性PVAは、
さらに、アニオン基もしくはカチオン基を含有していて
もよい。これらアニオン基もしくはカチオン基を有する
単量体としては、フマール酸、マレイン酸、イタコン
酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水トリメリット
酸または無水イタコン酸等に由来するカルボキシル基を
有する単量体;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、2−アクリルアミド−2−
メチルプロパンスルホン酸等に由来するスルホン酸基を
有する単量体;ビニロキシエチルトリメチルアンモニウ
ムクロライド、ビニロキシブチルトリメチルアンモニウ
ムクロライド、ビニロキシエチルジメチルアミン、ビニ
ロキシメチルジエチルアミン、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、N−アクリルア
ミドエチルトリメチルアンモニウムクロライド、N−ア
クリルアミドジメチルアミン、アリルトリメチルアンモ
ニウムクロライド、メタアリルトリメチルアンモニウム
クロライド、ジメチルアリルアミン、アリルエチルアミ
ン等に由来するカチオン基を有する単量体が挙げられ
る。これらの単量体の中でも、入手のし易さおよび共重
合性の観点から、無水マレイン酸、無水マレイン酸から
誘導されるハーフエステル、イタコン酸、アリルスルホ
ン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホ
ン酸、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、N−アクリルアミドエチルトリメチルア
ンモニウムクロライドに由来する単量体が好ましい。こ
れらの単量体単位の含有量は、通常10モル%以下であ
り、0.1〜8モル%がより好ましい。
【0009】本発明の変性PVAは、本発明の効果を損
なわない範囲であれば、ビニルアルコール単位およびビ
ニルエステル単位以外の単量体単位を含有していても良
い。このような単位としては、アクリル酸およびその
塩;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
n−プロピル、アクリル酸i−プロピル等のアクリル酸
エステル類;メタクリル酸およびその塩;メタクリル酸
メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピ
ル、メタクリル酸i−プロピル等のメタクリル酸エステ
ル類;アクリルアミド;N−メチルアクリルアミド、N
−エチルアクリルアミド等のアクリルアミド誘導体;メ
タクリルアミド;N−メチルメタクリルアミド、N−エ
チルメタクリルアミド等のメタクリルアミド誘導体;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等の
ビニルエーテル類;アクリロニトリル、メタクリロニト
リル等のニトリル類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フ
ツ化ビニル、フツ化ビニリデン等のハロゲン化ビニル
類;酢酸アリル、塩化アリル等のアリル化合物;マレイ
ン酸、その塩またはそのエステル;イタコン酸、その塩
またはそのエステル;ビニルトリメトキシシラン等のビ
ニルシリル化合物;酢酸イソプロペニル等が挙げられ
る。これらの単量体単位の含有量としては、10モル%
以下が好ましく、5モル%以下がさらに好ましく、3モ
ル%以下がさらにより好ましい。
【0010】本発明の接着剤における澱粉(B)の配合
割合は、変性PVA(A)100重量部に対して1〜1
0000重量部であり、5〜8000重量部がより好ま
しく、10〜5000重量部がさらに好ましく、20〜
3000重量部が特に好ましい。澱粉(B)としては、
生澱粉、生澱粉分解産物、澱粉誘導体およびアミロース
が用いられる。生澱粉としては、小麦、コーン、米、馬
鈴薯、甘しょ、タピオカ、サゴ椰子などより採った澱粉
が挙げられ、一般的には小麦澱粉、コーンスターチ、馬
鈴薯澱粉が適当である。生澱粉分解産物としては、酸化
澱粉やデキストリンが挙げられ、酸化澱粉が適当であ
る。澱粉誘導体としては、エーテル化澱粉、エステル化
澱粉、カチオン化澱粉などが挙げられる。澱粉の配合割
合が1重量部未満の場合には、PVA系重合体の物性と
変わらず澱粉の効果がでない。澱粉含有量が10000
重量部を越える場合には、澱粉の接着物性が発現するた
め接着力が低下する。
【0011】本発明の接着剤における糖類(C)として
は、単糖類、二糖類、オリゴ糖類および多糖類が挙げら
れるが、単糖類、二糖類、オリゴ糖類が好ましい。単糖
類としては、グルコース、フルクトース、異性化糖、キ
シロースなどが挙げられる。二糖類としては、マルトー
ス、ラクトース、スクロース、トレハロース、パラチノ
ース、還元麦芽糖、還元パラチノース、還元乳糖などが
挙げられる。オリゴ糖類としては、水あめ、イソマルト
オリゴ糖、フラクトオリゴ糖、乳糖オリゴ糖、大豆オリ
ゴ糖、キシロオリゴ糖、カップリングシュガー、シクロ
デキストリン化合物などが挙げられ、このうちシクロデ
キストリン化合物が好ましい。オリゴ糖類としては10
量体以下のものが好適に用いられる。多糖類としては、
プルラン、ペクチン、寒天、コンニャクマンナン、ポリ
デキストロース、キサンタンガムなどが挙げられる。こ
れらの糖類は、水溶性または水分散性であることが好ま
しい。本発明における糖類(C)の配合割合は、変性P
VA(A)100重量部に対して0.1〜1000重量
部であり、0.2〜200重量部がより好ましく、0.
3〜100重量部がさらに好ましく、0.4〜70重量
部が特に好ましい。糖類含有量が0.1重量部未満の場
合には、PVA/澱粉の相溶性がまだ満足できるレヘ゛ル■
には至らず接着力等に悪影響を及ぼす場合がある。糖類
含有量が1000重量部を越える場合には、糖類の物性
が主体となるために接着力、耐水接着力が低下する。
【0012】PVA系重合体(A)と澱粉(B)および
糖類(C)との配合割合は、上述の使用量であれば特に
制限はないが、(A)と[(B)+(C)]との重量混
合比は(A)100重量部に対して[(B)+(C)]
は0.1〜10000重量部が適当で、1〜1000重
量部が好ましく、(B)と(C)との重量混合比は
(B)100重量部に対して(C)が0.1〜1000
0重量部が適当で、1〜1000重量部が好ましい。
【0013】PVA系重合体(A)および澱粉(B)と
の配合物からなる本発明の接着剤は次のような特長を有
する。本発明の接着剤水溶液は、通常のPVA系重合体
(A)と澱粉(B)との混合物の接着剤水溶液と比較し
て、水溶液の透明性が高く、放置安定性も良好で相分離
しにくくかつ粘度の経時変化が小さく取り扱いが容易な
上、皮膜の強度が高い。これは本発明の炭素数4以下の
α−オレフィン変性PVAが澱粉との相溶性が良いため
と思われる。α−オレフィン変性PVA(A)と澱粉
(B)および糖類(C)との混合物からなる接着剤水溶
液は、前述のα−オレフィン変性PVAと澱粉との混合
物からなる接着剤水溶液と比較して、水溶液の透明性が
さらに高く、放置安定性も良好で相分離しにくくかつ粘
度の経時変化が小さく取り扱いがさらに容易である上、
皮膜強度がさらに高い。これは糖類(C)が、α−オレ
フィン変性PVA(A)および澱粉(B)との相溶性が
良いため、糖類(C)がPVA系重合体(A)と澱粉
(B)との相溶化剤的な役割を演じるものと想定され、
澱粉(B)が水溶液中であまり凝集しないで均一に分散
しているためと思われる。さらに本発明のα−オレフィ
ン変性PVAにアニオン基を同時に合わせ持つ変性PV
Aは上記の効果はさらに大きい。
【0014】本発明の接着剤は、炭素数4以下のα−オ
レフィン変性PVA(A)と澱粉(B)の混合水溶液を
調製することにより得られる。混合水溶液の調製は、両
者を粉体で混合してから水を加えまたは水中に投入して
糊化する方法、(A) と(B)とをそれぞれ別個に溶解して
から混合する方法など任意の方法が採用される。PVA
系重合体(A)と澱粉(B)および糖類(C)とを混合
する場合には、3者を粉体で混合してから水を加えまた
は水中に投入して水溶液化する方法、(A)と(B)を
粉体で混合してから水を加えまたは水中に投入して水溶
液化してから(C)を粉体のまま該水溶液に投入後溶解
する方法、2者を粉体で混合してから水を加えまたは水
中に投入して水溶液化してから残り1者の水溶液を混合
する方法、3者をそれぞれ別個に水溶液化してから混合
する方法など任意の方法が採用される。
【0015】本発明の接着剤には、必要に応じてグリオ
キザール、尿素樹脂、メラミン樹脂、多価金属塩、水溶
性ポリアミド樹脂等の耐水化剤;グリコール類、グリセ
リン等の可塑剤、アンモニア、カセイソーダ、炭酸ソー
ダ、リン酸等のpH調節剤;消泡剤、離型剤、界面活性
剤等の各種の添加剤を添加することもできる。さらに、
本発明の接着剤には、無変性PVA、カルボキシル変性
PVA、スルホン酸基変性PVA、アクリルアミド変性
PVA、カチオン基変性PVA、長鎖アルキル基変性P
VAなどの各種の変性PVA;カゼイン、カルボキシメ
チルセルロースなどの水溶性高分子;スチレン−ブタジ
エンラテックス、ポリアクリル酸エステルエマルジョ
ン、酢酸ビニル−エチレン共重合エマルジョン、酢酸ビ
ニル−アクリル酸エステル共重合エマルジョンなどの合
成樹脂エマルジョンを、本発明の効果を阻害しない範囲
内で併用することもできる。
【0016】本発明の接着剤の塗布量は特に制限はない
が、通常固形分換算で0.1〜300g/m2 程度であ
る。本発明の接着剤が対象とする接着用途としては特に
制限はないが、各種紙袋や紙箱の貼り合わせ、クラフト
バンド、合紙、段ボール、紙管、製本、事務用糊などの
用途が挙げられる。本発明の接着剤を被着材に塗布する
場合には、各種の方法が選択でき特に制限を受けない
が、手塗りや、エアナイフコーター、ブレードコータ
ー、ロールコーターなどによる機械塗布が一般的に行わ
れる。本発明の接着剤は、被着材に塗布され貼り合わさ
れた後、一般には、圧締、乾燥などにより接着が完了さ
れる。このときに、加熱されても差し支えない。
【0017】本発明の接着剤は、各種添加剤が添加され
る場合がある。その場合、クレー,カオリン,タルク,
炭酸カルシウム,木粉などの充填剤、小麦粉などの増量
剤、ホウ酸,硫酸アルミニウムなどの反応促進剤、酸化
チタンなどの顔料あるいはその他、防腐剤,防錆剤、分
散剤などの各種添加剤が適宜添加される。
【0018】
【実施例】以下の実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。なお、以下の実施例において、特に断りのない
限り、「部」および「%」は重量基準を意味する。
【0019】《接着剤の評価方法》接着剤は、以下の方
法で評価した。 <放置安定性>接着剤を5℃で24時間放置した場合の
状態を観察した。 <接着剤の透明性>接着剤を20℃で24時間放置した
場合の状態を観察した。
【0020】《接着物性》塗工紙の物性は、以下の方法
で評価した。 <ツガ材接着力>ツガ材の片面に接着剤を塗布(塗布量
100g/m2 )し、貼り合わせた後、20℃65%R
H下で7kg/cm2 の圧力で16時間圧締して接着し
た。その後3日間、20℃65%RH下で養生を行った
サンプルについて圧縮せん断接着力を測定した。 <クラフト紙耐水接着力>クラフト紙の片面に接着剤を
塗布(塗布量50g/m2 )し、貼り合わせた後、ゴム
ハンドローラーで軽く圧締し、20℃65%RH下で1
日乾燥させた。その後、20℃の水中に3日間浸漬した
場合の状態を観察した。使用したPVA系重合体の詳細
を表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】実施例1 エチレンを5モル%含有する変性PVA(P−1)と酸
化澱粉MS−3800(日本食品化工(株)製)および
トレハロース((株)林原製:トレハオース)との混合
物を、95℃の熱水中で2時間加熱溶解して、固形分濃
度10%の接着剤を調製した。これを用いて上記試験を
実施した。その結果を表2に示す。
【0023】実施例2〜5 実施例1において用いた変性PVAに代えて、表1に示
す変性PVAおよび表2に示す糖類を用いたこと以外
は、実施例1と同様にして接着剤を調製し、評価した。
その結果を表2に示す。
【0024】比較例1〜3 比較例1〜2として、実施例1〜2において用いた変性
PVAを単独で用いたこと以外は、実施例1と同様にし
て接着剤を製造し試験した。比較例3として、酸化澱粉
MS−3800を単独で用いたこと以外は、実施例1と
同様にして接着剤を製造し試験した。それらの結果を表
2に示す。
【0025】比較例4〜6 実施例1において用いた変性PVAに代えて、表1に示
す無変性PVAまたは変性PVAを用いたこと以外は、
実施例1と同様にして接着剤を製造し試験した。それら
の結果を表2に示す。
【0026】
【表2】
【0027】接着剤の透明性は、実施例1〜5および比
較例1〜2については透明であり、比較例4〜6につい
ては濁りが見られた。
【0028】
【発明の効果】上記の実施例から明らかなように、本発
明の接着剤は、保存安定性に優れる上、接着力、耐水接
着力が顕著に発現する。よって、本発明の接着剤は、紙
用接着剤、木工用接着剤、各種プラスチック用接着剤な
どの接着用途に好適に使用できる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭素数4以下のα−オレフィン単位を1
    〜20モル%含有する変性ポリビニルアルコール(A)
    および澱粉(B)からなり、成分(A)100重量部に
    対する成分(B)の配合量が1〜10000重量部であ
    る接着剤。
  2. 【請求項2】 炭素数4以下のα−オレフィン単位を1
    〜20モル%含有する変性ポリビニルアルコール
    (A)、澱粉(B)および糖類(C)からなり、成分
    (A)100重量部に対する成分(C)の配合量が0.
    1〜1000重量部である請求項1記載の接着剤。
  3. 【請求項3】 炭素数4以下のα−オレフィンがエチレ
    ンである請求項1または請求項2記載の接着剤。
  4. 【請求項4】 糖類が単糖類、二糖類およびオリゴ糖類
    の少なくとも一種である請求項2または3記載の接着
    剤。
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