JPS6035952B2 - 感熱接着剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、紙、布、プラスチックフィルムなどのヒート
シール用感熱接着剤に関する。

さらに詳しくは、特定のオレフィン系高分子物質と高分
子保護コロイドからなる組成物を乳化剤として用い酢酸
ビニルまたは酢酸ビニルを５の重量％以上含有する酢酸
ビニル混合単量体を乳化重合してえられる酢酸ビニル系
重合体水性分散液を主剤とする感熱接着剤に関する。感
熱接着剤は、近年接着作業の高速化あるいはプラスチッ
クフィルムなどの接着し難い表面を有する彼着体の増加
により非常に注目されるにいたつた。

とくにヒートシール用感熱後着剤は、あらかじめこれを
彼着体の表面に塗布しておき、接着すべきときに、加熱
加圧することにより迅速に接着を行なうことができ、加
熱加圧しない状態では接着性を示さないため、被看体を
重ねて保存しておくことができるなどの利点があり、広
く利用されるにいたつている。従来の感熱接着剤、とく
にェマルジョン型感熱接着剤は塗布加工に際し、水を媒
体としているので可燃性や毒性がなく、環境衛生上安全
であるばかりでなく、使用機器は水で簡単に洗浄でき、
しかも高濃度低粘度のものがえられ、粘度は容易に変え
ることができるので作業性がよいなどの利点を有してい
る。

しかしながら、ェマルジョン型感熱接着剤は、被着体へ
の塗布加工まではきわめて有利であるが、被着体をヒー
トシールするときにおいて、ェマルジョン中に必要不可
欠な乳化剤が感熱接着性を妨げるという欠点を有してい
る。

さらに感熱接着剤を塗布した被着体は、貯蔵しておくた
めにできるだけ苛酷な気象条件下でもブロッキングを起
さないことが望まれるが、乳化剤の多くは湿度の影響を
受やすく、したがってェマルジョン型感熱接着剤は耐ブ
ロッキング性がわるいという欠点がある。本発明者らは
、ヱマルジョン型感熱接着剤が被着体への塗布の作業性
がすぐれていることに注目し、欠点とされていた耐ブロ
ッキング性あるいはヒートシール条件などが乳化剤に起
因するところが多く、使用すべき乳化剤を検討すれば、
ェマルジョン型感熱接着剤の欠点は克服できるものとし
て鋭意研究を重ねた結果、カルボキシル基を有し、アル
カリ性において水溶性ないいま自己乳化性のオレフィン
系高分子物質と、ポリビニルアルコ−ル、セルロース譲
導体、ポリーＮ−メチルアクリルアミド、ポリアクリル
アミド、ポリエチレンオキサィドのごとき高分子保護コ
ロイドの１種または２種以上とからなる高分子保護コロ
イド組成物を乳化剤として使用し、酢酸ビニルまたは酢
酸ビニルを５の重量％以上含有する酢酸ビニル混合単量
体を乳化重合してえられる酢酸ビニル系重合体水性分散
液を主剤とする感熱接着剤を見出し本発明を完成するに
いたつた。

本発明において、乳化剤として用いる高分子保護コロイ
ド組成物の一つであるカルボキシル基を有しアルカリ性
において水溶液ないいま自己乳化性のオレフィン系高分
子物質（以下、カルボキシル基含有オレフィン系高分子
物質という）とは、エチレン、プロピレンなどのオレフ
ィンの重合体または共重合体にカルボキシル基を導入し
、アルカリ性において水溶性ないいま自己乳化性とした
高分子物質である。

カルボキシル基を導入するには、カルボキシル基を有す
る単量体、たとえばアクリル酸、メタクリル酸、クロト
ン酸、マレイン酸、ィタコン酸などをオレフィンと共重
合するか、あるいはカルボキシル基を有する単量体のア
ルキルェステルをオレフィンを共重合したのちケン化す
るなどの方法により行なわれる。アルカリ性において水
溶性ないいま自己乳化性であるということは、酢性にお
いては水不溶性であり、アルカリ性においてはカルボキ
シル基が塩となり親水性が高められ水溶性ないいま自己
乳化性となることである。高分子物質では、低分子物質
とは異なり、親水性が高められたといってただちに水溶
性となるわけではなく、分子が大きいために真の溶液と
はなれずに水中に微粒子で分散した状態となり、他の乳
化剤などを必要とせず、安定な状態を保つのであって、
これを自己乳化性と呼ぶ。また高分子保護コロイド組成
物の他の一つである高分子保護コロイドとしては、ポリ
ビニルアルコール、セルロース誘導体、ポリーＮーメチ
ロールアクリルアミド、ポリアクリルアミド、ポリエチ
レンオキサイドなどから選ばれた１種または２種以上が
用いられる。セルロース誘導体としてはアルキルセルロ
ース、力ルポキシアルキルセルロース、ヒドロキシアル
キルセルロースのごとき水溶性のセルロース誘導体が使
用される。ポリーＮ−メチロールアクリルアミド、ポリ
アクリルアミドは、Ｎーメチロールアミド、アクリルア
ミドのごとき単量体を重合するか、あるいは水綾性をそ
こなわない量の他のビニル系単量体とこれらを共重合す
ることによってえられる。ポリエチレンオキサイドは、
エチレンオキサイドあるいはエチレングリコールを重合
することによってえられる。ポリエチレンオキサィドは
、低分子量のものも多く使用されているが、本発明にお
いて使用するポリエチレンオキサィドは、高分子量のも
のが好ましい。またポリエチレンオキサイドとポリプロ
ピレンオキサイドとのブロックポリマーなども使用され
る。高分子保護コロイドとしては、ポリビニルアルコー
ルがとくに好ましく、完全ケン化、部分ケン化あるいは
変性ポリピニルアルコールが用いられる。

ポリビニルアルコールは、カルボキシ基含有オレフィン
系高分子物質との相溶性がよく、より安定な酢酸ビニル
系重合体水性分散液をうろことがきるので、感熱接着剤
の安定性が高められる。本発明の感熱接着剤の主剤であ
るビニル系重合体水性分散液は、前記ビニル系単量体を
カルボキシ基含有オレフィン系高分子物質と高分子保護
コ。ィドとからなる高分子保護コロイド組成物を乳化剤
とし、通常の乳化軍法により乳化重合することによって
えられる。乳化剤の使用量は、ビニル系単量体１００部
（重量部、以下同機）に対してカルボキシル基含有オレ
フィン系高分子物質２〜４０部および高分子保護コロイ
ド１〜１碇都が好ましい。これらの乳化剤のほかに所望
により少量の界面活性剤を加えてもよい。本発明の感熱
懐着剤は、特定の２種類の高分子物質からなる高分子保
護コ。

ィド組成物、つまり親水性オレフィン系高分子物質と、
ポリビニルアルコール、セルロース誘導体、ポリ−Ｎ−
メチ。ールアクリルアミド、ポリアクリルアミド、ポリ
エチレンオキサィドのごとき高分子保護コロイドの１種
または２種以上とを乳化剤として用い、酢酸ピニルまた
は酢酸ビニルを５の重量％以上含有する酢酸ビニル混合
単量体を乳化重合してえられる酢酸ビニル系重合体水性
分散液を主剤とすることが必要不可欠である。酢酸ビニ
ルまたは酢酸ビニル５の重量％以上含有する酢酸ビニル
混合単豊体を、単に親水性オレフィン系高分子物質のみ
で乳化重合しても安定な重合体水性分散液はえられず、
また前記ビニル系単量体を高分子保護コロイドのみを用
いて乳化重合した重合体水性分散液は、ヒートシール可
能な温度が高く、耐ブロッキング性もわるい。

そして、この重合体水性分散液にカルボキシル基含有オ
レフィン系高分子物質を後添加しても、ヒートシ−ル性
も改良されず、耐ブロッキング性もわるいままであって
、本発明のごときすぐれた感熱接着剤をうろことはでき
なかった。カルボキシル基を有し、アルカリ性において
水瀞性ないし自己乳化性のオレフィン系高分子物質と高
分子保護コロイドとを併用することが感熱接着剤のヒー
トシールの可能な温度を低くする効果を奏するのである
。

本発明で使用する単量体としては、酢酸ビニル５０〜１
００％（重量％，以下同様）と他の共重合可能なビニル
系単量体０〜５０％とからなる酢酸ビニル系単量体がと
くに好ましい。

酢酸ビニル系重合体は接着力にすぐれており、また酢酸
ビニル単量体を用いると安定なビニル系重合体水性分散
液がえられるので、貯蔵安定性や機械安定性などにすぐ
れ、より感熱穣肴力のすぐれた感熱接着剤をうろことが
できる。本発明でえられた酢酸ビニル系重合体水性分散
液はそのまま感熱接着剤として用いられるが、必要に応
じてこの酢酸ビニル系重合体水性分散液にメチルセルロ
ース、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルァルコール
などの増粘剤、ワックス、室温では皮膜形成しない高い
造膜温度をもつ重合体水性分散液などのブロッキング防
止剤、消泡剤、凍結防止剤などの添加剤を配合すること
ができる。

本発明の感熱接着剤は、水性分散液であるので、火災の
危険や毒性がなく、オレフィン系などの水瀞性感熱接着
剤とは異なり、高濃度でえられるため、基材への塗工に
際し、塗工量が少なくてすみ、乾燥工程も短かくてよく
、感熱接着剤の基材への浸透が少ないなどの作業性がよ
い。

また塗工した本発明の感熱接着剤は、カルボキシル基含
有オレフィン系高分子物質と高分子保護コロイドとを乳
化剤として用いることにより、ヒートシール温度は７０
〜８０℃においても充分であり、乳化剤のもたらす弊害
であった耐ブロッキング性も向上し、湿度６５％ＲＨ，
温度４５ｏｏの苛酷な条件のもとに４時間放置されても
ブロッキングを起さず、さらにビニル系重合体を主剤と
していることにより、ヒートシール後の接着力が大きい
など、非常にすぐれた性質を有する。

つぎに、実施例をあげて本発明の感熱接着剤を説明する
。

実施例 １ 温度計、麓拝機、環流冷却器および滴下ロートを備えた
重合槽に、カルボキシル基を有するポリオレフィン系高
分子物質のアルカリ性２０％水溶液５の都、ポリビニル
アルコール１０％水溶液２４部および水１８部を仕込み
、滴下ロートに酢酸ビニル７碇部を入れる。

重合槽内温を７がＣに加熱し、酢酸ピニル７部と過硫酸
アンモニウム３％水溶液４部を加え損拝しながら１５分
間初期重合を行なう。さらに縄梓を続けながら７３〜７
５０Ｃに加熱し、残りの酢酸ビニル６２部および過硫酸
アンモニウム３％水溶液１４部を３時間かけて滴下し乳
化重合を行なう。滴下終了後さらに過硫酸アンモニウム
３％水溶液２部を加え３０分間後期重合を行ない乳化重
合を終了し、酢酸ビーニル重合体水性分散液をえた。え
られた酢酸ビニル重合体水性分散液は、濃度４４．５％
，粘度８０センチポィズ、ｐＨ５．３であった。酢酸ビ
ニル重合体水性分散液１０碇都１こ５０％のワックスェ
マルジョン２部を均一に添加混合して感熱接着剤をえた
。実施例 ２ 温度計、櫨梓機、環流冷却器および滴下ロートを備えた
重合槽に、カルボキシル基を有するポＩＪオレフィン系
高分子物質のアルカリ性２０％水溶液５戊部、ヒドロキ
シェチルセルロース１０％水溶液２０部、非イオン界面
活性剤１部および水２ぴ部を仕込み、滴下ロートに酢酸
ビニル７碇郡を入れた。

重合槽内温を７〆０に加熱し、酢酸ビニル７部と過硫酸
アンモニウム３％水溶液４部を加え、損拝しながら１５
分間初期重合を行なった。さらに雌枠を続けながら、７
３〜７５ｑのこ加熱し、残りの酢酸ビニル６３部および
過硫酸アンモニウム３％水溶液１４部を３時間かけて滴
下し乳化重合を行なった。滴下終了後さらに過硫酸アン
モニウム３％水溶液２部を加え３び分間後期重合を行な
って乳化重合を終了し、酢酸ビニル重合体水性分散液を
えた。えられた酢酸ビニル重合体水性分散液は、濃度４
４．６％，粘度８５センチポイズ、ｐＨ５．４であった
。

酢酸ビニル重合体水性分散液１００部に５０％のワック
スェマルジョン２部を均一に添加混合して感圧接着剤を
えた。実施例 ３ 温度計、鷹梓機、環流冷却器および滴下ロートを備えた
重合槽に「カルボキシル基を有するポリオレフィン系高
分子物質のアルカリ性２０％水性乳化剤５０部、ポリビ
ニルアルコール１０％水溶液２４部、酢酸ナトリウム０
．５部および水１８部を仕込み、滴下ロートには酢酸ビ
ニル６＄部とクロトン酸１部からなる酢酸ビニル系単合
体組成物７の郡を入れた。

重合槽内温を７か０に加熱し、酢酸ビニル系単量体組成
物７部と過硫酸アンモニウム３％水溶液４部を加え縄拝
しながら１５分間初期重合を行なう。さらに健洋を続け
ながら、７３〜７５ｑｏに加熱し、残りの酢酸ビニル系
単量体組成物６３部および過硫酸アンモニウム３％水溶
液１４部を３時間かけて滴下し乳化重合を行なった。滴
下終了後、さらに過硫酸アンモニウム３％水溶液２部を
加え、３０分間後期重合を行なって乳化重合を終了し、
酢酸ビニル系重合体水性分散液をえた。えられた酢酸ビ
ニル重合体水性分散液は、濃度４４．１％，粘度３８セ
ンチポィズ、ＰＨ４．２であった。

酢酸ビニル系重合体水性分散液１０碇部‘こ５０％のワ
ックスェマルジョン２部を均一に添加混合して感熱接着
剤をえた。実施例 ４ 温度計、渡洋機、環流冷却器および滴下ロートを備えた
重合槽に、カルボキシル基を有するポリオレフィン系高
分子物質のアルカリ性２０％水溶液５碇部、Ｎーメチロ
ールアクリルアミド２部、メタノール１戊都および水３
礎部を仕込み、滴下ロートには酢酸ビニル７碇部を入れ
た。

重合槽内温を７２００に加熱し、過硫酸アンモニウム３
％水溶液４部を入れ、損拝しながらＮーメチロ−ルアク
リルアミドを重合した。つぎに酢酸ビニル７部と過硫酸
アンモニウム３％水溶液３部を加え、塊拝しながら１５
分間初期重合を行なった。さらに蝿群を続けながら７３
〜７５ｏｏに加熱し、残りの酢酸ビニル６３部および過
硫酸アンモニウム３％水溶液１１部を３時間かけて滴下
して乳化重合を行なった。滴下終了後さらに過硫酸アン
モニウム３％水溶液２部を加え３０分間後期重合を行な
って乳化重合を終了し、酢酸ビニル重合体水性分散液を
えた。えられた酢酸ビニル重合体水性分散液は、濃度４
４．０％，粘度２５００センチポイズ、ＰＨ５．６であ
った。

酢酸ビニル重合体水性分散液１００部に５０％のワック
スェマルジョン２部を均一に添加混合して感熱接着剤を
えた。比較例 １ 実施例１において最初に重合槽に仕込んだ乳化剤水溶液
９２部のかわりに、ポリオレフィン系高分子物質のアル
カＩＪ性２０％水溶液６２部と水３碇都とを用いたほか
は実施例１と同様に乳化重合を行なった。

乳化重合中において多量の凝集物が生成し、安定な重合
体水性分散液はえられなかった。比較例 ２実施例１に
おいて、最初に重合槽に仕込んだ乳化剤水溶液９２部の
かわりに、ポリビニルアルコール１％水溶液７４部と水
１８部を用いたほかは実施例１と同様にして乳化重合を
行ない、えられた重合体水性乳化液１０の部を炭酸ナト
リウム水溶液で中和し、カルボキシル基を有するポリオ
フィン系高分子物質のアルカリ性２０％水溶液３８部を
加えて重合体水性分散液とした。

さらに、この重合体水性分散液１０碇部に５０％のワッ
クスェマルジョン２部を均一に添加混合して接着剤をえ
た。

比較例 ３ 実施例１において、最初に重合槽に仕込んだ乳化剤水溶
液９２部のかわりに、ドデシルベンゼンスルホン酸ソー
ダ０．７部と水９１部とを用いたほかは実施例１と同様
にして乳化重合を行ない重合体水性分散液をえた。

さらに、この重合体水性分散液１０＄鰍こ５０％のワッ
クスェマルジョン２部を均一に添加混合して接着剤をえ
た。

比較例 ４ 実施例１において、最初に重合槽に仕込んだ乳化剤水溶
液９２部のかわり‘こ、カルボキシル基を有するポリオ
レフィン系高分子物質のアルカリ性２０％水溶液５礎部
、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ０．７部と水４１
部に層換えたほかは実施例１と同様にして乳化重合を行
なった。

乳化重合中に多量の凝集物が生成し、安定な重合体水性
分散液はえられなかった。試験例 実施例１〜４でえた感圧接着剤および比較例２〜３でえ
た接着剤を、それぞれクラフト紙表面に着量が３０夕／
れ（固形分）となるように塗布し、７０ｑｏ×１０分間
乾燥して試料とし、耐ブロッキング性試験およびヒート
シール試験を行なった。

試験結果は第１表のとおりである。（耐ブロッキング性
試験） 試料の塗布面同士を重ねて静荷重５００夕／地，湿度６
５％，温度４９０の条件下で４時間放置し、ブロッキン
グの有無を観察した。

○：ブロッキングが認められない。

×：フロツキングが認められる。

（ヒートシール試験） 試料の塗布面同士を圧力ｌｋ９／地，加熱時間１秒の条
件下で温度を変えてヒートシールを行ない紙層剥離を起
す接着力がえられる最低のヒートシール可能な温度を測
定した。

第１表 （注）的印のものは、乳化重合にょり安定を重合体水性
分散液かえられをかつえため、試験を行なうことができ
なかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記の（Ａ）および（Ｂ）からなる高分子保護コロ
   イド組成物を乳化剤として使用し、酢酸ビニルまたは酢
   酸ビニルを５０重量％以上含有する酢酸ビニル混合単量
   体を乳化重合してえられる酢酸ビニル系重合体水性分散
   液を主剤とする感熱接着剤。 （Ａ）カルボキシル基を有し、アルカリ性において水溶
   性ないしは自己乳化性のオレフイン系高分子物質（Ｂ）
   ポリビニルアルコール、セルロース誘導体、ポリ−Ｎ−
   メチロールアクリルアミド、ポリアクリルアミド、ポリ
   エチレンオキサイドのごとき高分子保護コロイドの１種
   または２種以上