JPH04103652A - 組成物および接着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は組成物および接着剤に関する。更に詳しくは初
期接着力および高速塗工性に優れ、かつ取扱いが容易な
紙用の接着剤に関する。

Ｂ、従来の技術 従来、紙用接着剤としては澱粉、カゼイン、ゼラチン、
アラビアゴム、アルギン酸ソーダ、グアーガムなどの天
然糊剤、カルホキノルメチルセルロース（以下、ＣＭＣ
と略記する）、酸化澱粉、メチルセルロースなどの加工
糊剤；アクリルエマルジョン、ポリ酢酸エマルジョン、
エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン、ＳＢＲラ
テックスなどの合成樹脂エマルジョン；平均重合度４０
００未満のポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと略記
する）などを主成分とした接着剤が単独またはこれらの
組成物として広く用いられている。

しかし、天然糊剤やその加工糊剤では接着力が不足して
おり、接着剤溶液の粘度安定性が不充分であり、腐敗等
の問題があり、さらに品質の一定したものが長期にわた
り得られていないなどの欠点がある。

一方、エマルジョンやラテックスは接着力は優れている
ものの、機械的安定性に欠け、初期タックとくにウェッ
トタックが不足しており、さらに耐クリープ性に劣ると
か表面が皮張りしやすいなどの問題点を抱えているもの
が多い。

近年は、製品のコストダウンや生産性の向上を１指して
、接着剤のロール塗工速度か早くなって来ており、初期
接着力か重要となってきている。

しかし、従来の天然糊剤、加工糊剤、ＰＶＡ系樹脂を主
剤とした接着剤では、初期接着力が不足しているために
、紙へ接着剤を高速塗工する場合には、圧締時間を長く
とらないと、紙接着部か剥離するという問題点を有して
おり、また合成樹脂エマルジョン系接着剤は初期接着力
は良好であるが、コストが高いことや高速下での糊飛び
性に問題があり、とうてい満足できるものではなかった
。

Ｃ１発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、上記の問題点が全くない、組成物およ
び接着剤を提供することにある。

Ｄ、Ｒ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した結
果、平均重合度（以下、重合度と略記する）が４０００
以上のｐ　ｖ　ｐ、　（Ａ）からなる組成物および接着
剤を見い出し、本発明を完成するに到った。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明におけるＰＶＡ（Ａ）の重合度は４０００以上で
あることが必要であり、好ましくは８０００以上、より
好ましくは１００００以上である。重合度の上限につい
ては特に制限はないが、２５０００程度以下が好ましい
。なお、本発明のＰ　Ｖ　Ａ　（Ａ）の重合度は、該Ｐ
ＶＡ系重合体を再酢化したポリ酢酸ビニルについてアセ
トン中、３０℃で測定した極限粘度から次式により求め
た粘度平均重合度で表したしのである。

Ｐ　−（［η］Ｘ　１０００／７．９４）””　　・！
】ＰＶＡ（Ａ）の重合度が２５０００以上の場合には、
オートクレーブなどの加圧加熱装置を用いないと溶解し
ないなど作業性が低下することがある。ま１こ重合度が
４０００未満の場合には、初期接着力が低いので好まし
くない。本発明に用いられる重合度４０００以上のｐ　
ｖ　ｐ、　（Ａ）は、ビニルエステルを重合し、けん化
することにより得られる。

ビニルエステルの具体的な例としては、ギ酸ビニル、酢
酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、パーサティ
ック酸ビニル等があげみれるが、このうち酢酸ビニルが
工業的に好ましい。得られたＰＶＡのけん化度について
は特に制限はないが、５０モル％以上が好ましく、６５
〜９５モル％かよす好ましい。けん化度が５０モル％よ
り低いと、水溶性が低下したり、接着力が低下する傾向
かあり、好ましくない。また、けん化度が９８モル％よ
り高くなると溶解性が低下したり、作業性が低下するこ
とがあり、好ましくないことがある。

本発明のＰＶＡか少量の共重合成分を分子内に含むこと
は、本発明の主旨を妨げない程度において何ら差し支え
ない。そのような共重合成分の具体例としては、例えば
（メタ）アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フ
マル酸、クロトン酸、イタコン酸等のカルボキシル基含
有単量体またはその塩、アクリルアミド−２−メチルプ
ロパンスルホン酸ソーダ、アリルスルホン酸ソーダ、ビ
ニルスルホン酸ソーダ等のスルホン酸基含有単量体、（
メタ）アクリルアミド−プロピル−トリメチルアンモニ
ウムクロリド等の４級アンモニウム塩含有単量体等のア
ニオンまたはカヂオン性単量体が挙げられる。

しかし、上記のイオン性単量体を共重合什しめた場合に
は、接着後の耐水性の低下や高湿度化でのカールの発生
などが生ずる傾向にあるので、高い変性度にすることは
好ましくない。したがってこのような単量体の含有量は
３モル％以下とするのが望ましい。

上記以外の共重合成分の具体例としては、エチレン、プ
ロピレン等のα−オレフィン類、（メタ）アクリル酸エ
ステル類、アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、
Ｎ−メチロールアクリルアミド等のアミド基含有単量体
、アルキルビニルエーテル類、トリメトキンビニルシラ
ン等のシリル基含有単量体、アリルアルコール、ジメチ
ルアリルアルコール、イソプロペニルアルコール等の水
酸基含有単量体、アリルアセテート、ジメチルアリルア
セテート、イソプロペニルアセテート等のアセチル基含
有単量体、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン単
量体、スチレン等の芳香族系単量体などが挙げられる。

本発明の組成物は重合度４０００以上のｐ　Ｖ　Ａ　（
Ａ）を含有していることが必要であり、その他の成分と
しては、充填剤（Ｂ）ならびに天然糊剤、加工糊剤、合
成樹脂エマルジョンおよび重合度４０００未満のＰＶＡ
から選ばれた１種以上の樹１ｉ　（Ｃ）をそれぞれ単独
または併用するのが好ましい。

充填剤（Ｂ）としては、有機充填剤および無機充填剤な
どが用いられ、なかでも無機充填剤が好ましい。無機充
填剤のなかでもカオリナイト、ハロイサイト、パイロフ
ェライト、セリサイトなどのクレー；重質、軽質、表面
処理された炭酸カルシウム：水酸化アルミニウム：石膏
類：タルク：雲母：酸化チタンなどから選ばれた１１以
上が好ましく、そのなかでもクレーが最も好ましい。こ
れらの充填剤（Ｂ）は平均粒径が１０μ■以下であるこ
とが望ましく、ＰＶＡとの組成物にした場合、ブロッキ
ングしたり、底へ沈降したりすることなく、均一なスラ
リー溶液を与えることが必要である。

成分（Ａ）と成分（Ｂ）との配合割合は、成分（Ａ）１
００重量部に対して、成分（Ｂ）は１０〜５００重量部
であることが好ましく、５０〜２００重量部であること
がより好ましい。

充填剤（Ｂ）、特に無機充填剤を含まない組成物および
接着剤はコスト高になるばかりでなく、初期接着力の発
現も遅く、しかも平衡接着力の低下、耐水性、耐湿性か
全く得られないなどの欠点があり、剪断応力や耐クリー
プ性などに悪い結果を与えることかある。

充填剤（Ｂ）の比率が上記範囲よりも小さいと、上記の
欠点が生じやすく、逆に上記範囲よりも大きすぎると、
組成物の流動性の悪化や接着力の低下につながる場合が
ある。

天然糊剤、加工糊剤、合成樹脂エマルジョンならびに平
均重合度４０００未満のＰＶＡから選ばれた１種以上の
樹脂（Ｃ）としては、従来技術の欄に記載したしのか好
適に用いられる。

成分（Ａ）と成分（Ｃ）との配合割合は、成分（Ａ）１
００重量部に対して、成分（Ｃ）は１００〜１００００
重量部が好ましく、１０００〜７０００重量部であるこ
とがより好ましい。

成分（Ａ）、成分（Ｂ）および成分（Ｃ）からなる組成
物の場合の配合割合としては成分（Ａ）１００重量部に
対して、成分（Ｃ）ｔｏｏ　−１００００重量部であり
、かつ成分（Ａ）と成分（Ｃ）の合計量１００部に対す
る成分（Ｂ）の配合割合が１０〜５００重量部であるこ
とか好ましい。

本発明のＰＶＡ（Ａ）からなる組成物は、ポリリン酸ソ
ーダ、ヘキサメタリン酸ソーダ等のリン酸化合物の金属
塩；水ガラス等の無機物の分散体：ポリアクリル酸およ
びその塩、アルギン酸ソーダ、α−オレフィン−無水マ
レイン酸共重合物などのアニオン性高分子化合物または
その金属塩；高級アルコールのエチレンオキサイド付加
物、エチレンオキサイドプロピレンオキサイドとの共重
合体などのノニオン性界面活性剤などを併用することに
より、流動性がより一層改良される。

また必要に応じてポリエチレンオキサイド、各種消泡剤
、防腐剤、防黴剤、着色顔料、消息剤、香料なども添加
することができる。また接着力の改善のために硼酸、硼
砂、グリセリン、ポリエチレングリコールなどの多価ア
ルコールの硼酸エステルなどの水溶性硼素化合物を添加
することができる。ただし添加量が多くなると高速塗工
性に悪影響を与えるので本発明のＰＶＡ（Ａ）１００重
量部に対して１０重量部未満が適当である。

次に零発＾着剤に・いて説明する。

本発明の接着剤は上記の組成物または重合度４０００以
上のポリビニルアルコールからなり、紙、木材、プラス
チック、布などの接着剤として用いられ、特に紙用の接
着剤として優れている水系の接着剤である。

本発明の接着剤は水系の接着剤であるが、凍結防止剤や
接着剤相に柔軟性を付与するために、メタノール、エチ
レングリコール、グリセリンなどのアルコール類、セロ
ソルブ類などの有機溶剤類などを添加してもよい。

これらの接着剤の調整方法としては特に制限はないが、
その１例としてはＰＶＡ（Ａ）、充填剤（Ｂ）、澱粉（
Ｃ）、さらに必要に応じて他の添加物を予め混合したも
のを撹拌しながら水中に投入する方法、または添加剤、
充填剤（Ｂ）、Ｐ　Ｖ　Ａ　（Ａ）、澱粉（Ｃ）を逐次
撹拌しながら、水に投入してスラリー液を調整する方法
が挙げられる。

接着剤の調整はバッチ方式あるいは連続方式のどちらで
も良く、ジェットクツカーや詞製檀において、このスラ
リー液に蒸気を直接吹き込む加熱式、あるいはジャケッ
トによる間接加熱方式のような任意の加熱方式によって
加熱溶解して調整しても良い。

本発明の接着剤は各用途によって接着剤の粘度はさまざ
まであるが、高速塗工性を意図した場合、その貼合せ温
度での粘度は、Ｂ型帖度で１００〜８０００センチボイ
ズが適当な粘度範囲である。

Ｅ、実施例 以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、
本発明はこれらの実施例により、なんら限定されるもの
ではない。なお以下で、［部］および［％］は特に断ら
ない限り、それぞれ重量部および重量％を意味する。

実施例１〜７および比較例１〜４に用いたＰＶＡの重合
度およびけん化度を以下の表−１に示す。

実施例８〜１４および比較例５〜９において用いたＰＶ
Ａの重合度およびけん化度を以下の表−２を示す。

また以下の実施例および比較例において充填剤を使用し
た場合のフィラー１〜３は、以下のものである。

フィラー１＋ＡＳＰ−２００（エンゲルトハルト社製）
、平均粒径０．５５ｕｍ、カオリナイト系クレーフィラ
ー２：Ｈｕｂｅｒ−９００（ヒユーバー社製）、平均粒
径０．６μｍ、カオリナイト系クレーフィラー３．ホワ
イトンＰ−３０（白石工業社製）、平均粒径１．７５μ
譜、ＭＷ炭酸カルノウム組成物および接着剤の調整はＰ
　Ｖ　Ａ　（Ａ）および充填剤（Ｂ）を粉末の状態で十
分混合したものを撹拌しながら水に投入し、９５℃まで
昇温溶解して調整した。

高速塗工性の評価および初期接着性は以下の方法により
行った。その結果を表３および表４に示す。

［高速塗工性］ 第１図に示した３本のロールを用いてテストを行った。

ロール（１）の表面速度を１２０ｍ／ｍｉｎ、ロール（
Ｉｌｉ）の表面速度を６０ｍ／ｌｉｎに調整し、ロール
（ＩＩ）とロール（１１１１）の間に接着剤糊液を加え
て、以下のテストを行った。

（１）ジャンピング・ロール（１）とロール（ＩＩ）の
間で糊液の液滴が外へ飛び出すかどうかの状態を見る。

（２）ロール転写性：ロール（１）へ糊液が均一にのる
かどうかを見る。

（３）発泡性、糊液がどのくらい、泡を噛み込むかを見
る。テスト前とテスト後の＃Ｒ液１００ｍｊ容積当りの
重量を測定し、その重量比であられす。

発泡性（％）＝（テスト後重量／テスト前重量）Ｘ１０
０（４）糸引、ロール（１）とロール（Ｉｔ）の間の糊
液の糸引き性を見る。

［初期接着性］ 坪量４１２ｇ／ｍ”の板紙原紙を２０ｓｍＸ　１００ｍ
ｍの大きさに切断して、この片面へ接着剤を５０ｇ／　
ｍ”（ｗｅｔ）になるようにバーコーターで塗布した後
、別の原紙を貼合せ、２００ｇ／ａｎ″の圧力下で３０
〜１２０秒間圧締め後の接着力を剥離強度の測定を行っ
て評価した。

実施ＰＩ−７ 実施例−！で使用した［ＰＶＡ−４］１００部、アルギ
ン酸ソーダ（ケルギンＱ　Ｌ　）　０．６７部、消泡剤
０．６７部および実施例−２で使用した［フィラー２　
］　１９９部を粉末で一混合して、水１３３３部へ撹拌
しながら投入し、９６℃で加熱溶解した。３０℃におけ
るＢ型粘度は２４９０センチポイズ、固形分濃度は１９
．８％であった。

幅９０ｃｍ、長さ１４５ｃｍのＥ−フルートの片面ダン
ボールと印刷した板紙との接着貼合せ試験を行った。塗
布速度は毎分８０枚の速度で、接着剤の転写ロールの速
度は１２０ｍ／分であった。

転写ロールの後部へ一定面積の黒い紙を置き、ジャンピ
ングする糊液の飛散状態を見た。片面ダンボールへ接着
剤を塗布し、板紙と貼合せた後、１分間プレスすること
により接着を完了した。

１０分間の連続接着試験の結果、黒い紙へのジャンピン
グの痕跡はほとんど見られず、接着剤の流動性も良好で
、高速塗工性はすぐれていた。またプレス後の板紙を手
ではがしたところ、接着層では紙破壊がおこり、接着性
も良好であった。

比較例−４ 実施例−７で使用した［ＰＶＡ−４］のかわりに、比較
例１で使用した［：ＰＶＡ−３］を用いた他は実施例７
と同様にして、１０分間の連続貼合せ試験を行った。黒
い紙へ糊液がたくさん付着してジャンピングが良くない
ことを示していた。

転写ロールも強い縞模様を示し、接着剤の部分も泡を多
くかみこみ不安定な状態であった。

接着力はおおむね良好であったが、接着後、乾燥工程に
入る前にカールが発生した。これらの状況から見て、こ
の速度では連続的に接着すること実施例−１４ 実施例−８で使用した、［ＰＶＡ９１を１００部、［Ｐ
　Ｖ　Ａ　−８］　７７７００部消泡剤４０部および実
施例−８で使用した［フィラー２　］　１１０００ｆ！
ｌ！を粉末で混合して、水８００００ｍへ撹拌しながら
投入し、９６℃で加熱溶解した。３０℃におけるＢ型粘
度は２０９０センチボイズ、固杉分濃度は１９．８％で
あった。

幅９ｒＪｃ＊、長さ１４５ｃｍのＥ−フルートの片面ダ
ンボールと印刷した板紙との接着貼合せ試験を行った。

塗布速度は毎分８０枚の速度で、接着剤の転写ロールの
速度は１２０ｍ／分であった。

転写ロールの後部へ一定面積の黒い紙を置き、ノヤンビ
ングする糊液の飛散状態を見た。片面ダンボールへ接着
剤を塗布し、板紙と貼合せた後、１分間プレスすること
により接着を完了した。

１０分間の連続接着試験の結果、黒い紙へのジャンピン
グの痕跡はほとんど見られず、接着剤の流動性も良好で
、高速塗工性はすぐれていｎｏまたプレス後の板紙を手
ではがしたところ、接着層では紙破壊がおこり、接着性
ら良好であつｆ二。

比較例−９ 実施例−１４で使用した［ＰＶＡ−９］の代わりに比較
例７で使用したＣＭＣを用い、［ＰＶＡ−８］の代わり
に酸化澱粉を用いた他は実施例−１４と同様にして、１
０分間の連続貼合せ試験を行った。黒い紙への糊液がた
くさん付着してジャンピングが良くないことを示してい
た。

転写ロールも縞模様を示し、接着剤の部分も泡を多くか
みこみ不安定な状態であった。

接着力は低く接着後、剥離したものが多数見られた。ま
た接着後乾燥工程に入る前にカールが発生した。これら
の状況から見て連続的に接着することは不可能であった
。

Ｆ１発明の効果 上記の実施例で明らかなとおり、本発明の組成物からな
る接着剤は特に紙用の接着剤として優・れており、特に
初期接着力が高く、かつ高速塗工にも適しており、工業
的な価値が極めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は高速塗工性の評価に用いたロール（１）、ロー
ル（ＩＩ）、ロール（１）の回転方向と、接着剤の相対
的位置関係を示す。 ・・・・・ゴムロール（１） ２・・・・・ゴムロール（ＩＩ） ３・・・・・金属ロール（Ｉ［ｌ） ４・・・・・接　着　剤 第１図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均重合度４０００以上のポリビニルアルコール
   （Ａ）および充填剤（Ｂ）からなる組成物。
2. （２）成分（Ａ）１００重量部に対して、成分（Ｂ）の
   配合割合が１０〜５００重量部である請求項１記載の組
   成物。
3. （３）請求項１記載のポリビニルアルコール（Ａ）なら
   びに天然糊剤、加工糊剤、合成樹脂エマルジョンおよび
   平均重合度４０００未満のポリビニルアルコールから選
   ばれた１種以上の樹脂 （Ｃ）からなる組成物。
4. （４）成分（Ａ）１００重量部に対して、成分（Ｃ）の
   配合割合が１００〜１００００重量部である請求項３記
   載の組成物。
5. （５）請求項１記載のポリビニルアルコール（Ａ）、充
   填剤（Ｂ）および請求項３記載の樹脂（Ｃ）からなる組
   成物。
6. （６）成分（Ａ）１００重量部に対して、成分（Ｃ）の
   配合割合が１００〜１００００重量部であり、かつ成分
   （Ａ）と成分（Ｃ）の合計量１００重量部に対する成分
   （Ｂ）の配合割合が１０〜５００重量部である請求項５
   記載の組成物。
7. （７）請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の組成物
   からなる接着剤。
8. （８）請求項１記載のポリビニルアルコール（Ａ）から
   なる接着剤。