JP3358733B2

JP3358733B2 - 水性エマルジョン型接着剤

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Publication number: JP3358733B2
Application number: JP2000284416A
Authority: JP
Inventors: 憲二井手本; 謙志上地
Original assignee: Konishi Co Ltd
Current assignee: Konishi Co Ltd
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2002-12-24
Anticipated expiration: 2020-09-19
Also published as: JP2002088329A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般消費者やオフ
ィス等の事務用及び工業用の紙用接着剤として有用な水
性エマルジョン型接着剤に関する。より詳細には、水性
でありながら紙材料に皺を生じさせず、しかもセッティ
ングの速い水性エマルジョン型接着剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、紙用の水性接着剤には、主成分と
して水溶性ポリマーであるポリビニルアルコール、澱
粉、デキストリン、アラビアゴム等が多く用いられてお
り、水分が５０質量％以上含まれているものが普通であ
る。そのため、紙に塗布すると水分による紙皺が発生
し、乾燥後にも紙に皺が残り、仕上がりが悪いという問
題があった。そこで、このような問題を解決するため、
ポリビニルアルコール、澱粉、デキストリン等の水溶性
ポリマーの水溶液中に、グリセリンやソルビトールなど
の多価アルコール、グルコースやショ糖などの糖類を配
合して固形分濃度を高めることで紙皺の発生を抑制する
技術が提案されている（特開平１１−４３６６３号公報
など）。

【０００３】しかし、このような溶液型接着剤は、主成
分である水溶性ポリマーの接着特性上、加工紙等の難接
着紙材料には接着しにくいという欠点がある。また、均
質で且つ高濃度のポリマー溶液であるため、粘度が高
く、しかも糸曳きを生じやすいため、塗布作業性が非常
に悪いという問題もある。また、前記溶液型接着剤で
は、均質溶液に乾きにくい多価アルコールや糖類を配合
するので、塗布後のセッティング速度が遅い上、水溶性
高分子を溶解させる必要性から樹脂濃度に限界があるの
で、紙皺をゼロにするのは極めて困難である。さらに、
長期間保存した場合、水溶性高分子の水素結合等により
経時的に粘度が増大するため、作業性が悪化する。

【０００４】一方、特開平１０−１５８６２０号公報に
は、アクリル酸エステル共重合体のエマルジョンにポリ
ビニルアルコール及びプロピレングリコールを配合した
水性エマルジョン型接着剤が開示されている。しかし、
この接着剤はセッティング速度が遅く、また糸曳きが生
じるなど塗布作業性の点でも十分満足できるものとは言
えない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、紙材料に用いても紙材料に皺が発生せず、しかもセ
ッティング速度の速い水性エマルジョン型接着剤を提供
することにある。本発明の他の目的は、加工紙などの難
接着紙材料であっても、良好な接着性を示す水性エマル
ジョン型接着剤を提供することにある。本発明のさらに
他の目的は、低粘度で糸曳きが無く、良好な塗布作業性
を示す水性エマルジョン型接着剤を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、貯蔵安定性に優れた水性エマ
ルジョン型接着剤を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意検討した結果、アクリル系ポリマー
及び酢酸ビニル系ポリマーという特定の２種のポリマー
と多価アルコールとを配合し、且つ水の含有量を３６質
量％以下にした高濃度の水性エマルジョンを調製したと
ころ、従来の溶液型接着剤の持つ上記問題点をことごと
く解消できることを見出した。また、単にアクリル系ポ
リマーに多価アルコールを配合しただけの水性エマルジ
ョンや酢酸ビニル系ポリマーに多価アルコールを配合し
た水性エマルジョンでは、紙皺の発生を充分には抑制で
きず、セッティング速度も遅いが、上記のようにアクリ
ル系ポリマーと酢酸ビニル系ポリマーとを併用し、これ
に多価アルコールを配合すると、紙皺の発生が著しく抑
制され、しかもセッティング速度が大幅に改善されるこ
とが判明した。この詳細な理由は明らかではないが、ア
クリル系ポリマー粒子と酢酸ビニル系ポリマー粒子の相
互作用により系のモルフォロジーが大きく影響されるた
めであると推測される。このように２種のポリマーの組
み合わせにより単独のポリマーでは得られない格別な効
果が奏されることは驚くべきことである。本発明はこれ
らの知見に基づいて完成されたものである。

【０００７】すなわち、本発明は、ポリマーが水に分散
した水性エマルジョン型接着剤であって、アクリル系ポ
リマー、酢酸ビニル系ポリマー及び多価アルコールを含
み、且つ水の含有量が３６質量％以下であることを特徴
とする水性エマルジョン型接着剤を提供する。

【０００８】この水性エマルジョン型接着剤において、
アクリル系ポリマーと酢酸ビニル系ポリマーとの割合
は、例えば、前者／後者＝１／９９〜９９／１程度であ
る。

【０００９】前記酢酸ビニル系ポリマーとしてエチレン
−酢酸ビニル共重合体などが挙げられ、前記多価アルコ
ールとして糖アルコールなどが使用できる。多価アルコ
ールの含有量は、例えば１〜２０質量％程度である。

【００１０】前記水性エマルジョン型接着剤は、アクリ
ル系ポリマーを含むエマルジョンと酢酸ビニル系ポリマ
ーを含むエマルジョンと多価アルコールとを混合するこ
とにより調製できる。

【００１１】なお、本明細書では、「アクリル」と「メ
タクリル」とを「（メタ）アクリル」と総称する場合が
ある。また、接着剤を塗布した後に、紙材料に皺が発生
しない特性を「皺レス性」、セッティング速度が速い特
性を「ハイセッティング性」と称する場合がある。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の水性エマルジョン型接着
剤は、ポリマー成分として、アクリル系ポリマーと酢酸
ビニル系ポリマーとを含んでいる。

【００１３】アクリル系ポリマーとしては、アクリル系
単量体を構成モノマーとして含む水分散性のポリマーで
あって、且つその水分散液を被着体に塗布した場合に接
着性を発現するようなポリマーであれば特に限定され
ず、エマルジョン型接着剤に通常用いられるアクリル系
ポリマーを使用できる。

【００１４】アクリル系ポリマーには、１種又は２種以
上の（メタ）アクリル酸エステルの共重合体、及び１種
又は２種以上の（メタ）アクリル酸エステルと、これと
共重合可能な１種又は２種以上の他の単量体との共重合
体（重合性不飽和化合物）などが含まれる。

【００１５】前記（メタ）アクリル酸エステルとして
は、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アク
リル酸エチル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メ
タ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、
（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ペ
ンチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリ
ル酸オクチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシ
ル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリ
ル酸ノニル、（メタ）アクリル酸イソノニル、（メタ）
アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メ
タ）アクリル酸テトラデシル、（メタ）アクリル酸ヘキ
サデシル、（メタ）アクリル酸オクタデシル、（メタ）
アクリル酸イコシルなどの（メタ）アクリル酸Ｃ_1-20ア
ルキルエステルなどが挙げられる。

【００１６】（メタ）アクリル酸エステルと共重合可能
な他の単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトル
エン、α−メチルスチレンなどのスチレン系単量体；オ
レフィン類やジエン類；酢酸ビニルなどのビニルエステ
ル類；メチルビニルエーテルなどのビニルエーテル類；
（メタ）アクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸など
のカルボキシル基含有ビニル単量体；アクリロニトリル
などのシアノ基含有ビニル単量体；（メタ）アクリル酸
ヒドロキシエチルなどのヒドロキシル基含有ビニル単量
体；（メタ）アクリル酸グリシジルなどのエポキシ基含
有ビニル単量体；Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミ
ドなどのアミド基含有ビニル単量体；（メタ）アクリル
酸ジメチルアミノエチルなどのアミノ基含有ビニル単量
体などが挙げられる。

【００１７】アクリル系ポリマーの中でも、アクリル酸
ブチルやアクリル酸２−エチルヘキシルなどのアクリル
酸エステル（例えば、アクリル酸Ｃ_4-12アルキルエステ
ル等）と、メタクリル酸メチルなどのメタクリル酸エス
テル（例えば、メタクリル酸Ｃ_1-4アルキルエステル
と、必要に応じて（メタ）アクリル酸等のカルボキシル
基含有ビニル単量体やスチレン等のスチレン系単量体な
どの前記他の単量体とを構成モノマーとするアクリル系
共重合体が好ましい。

【００１８】また、アクリル系ポリマーは、シリコーン
化されていてもよい。このようなシリコーン化されたポ
リマーは、例えば、重合時に、連鎖移動剤として、３−
メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのシランカ
ップリング剤を用いることにより製造できる。

【００１９】前記酢酸ビニル系ポリマーとしては、例え
ば、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
酢酸ビニル−（メタ）アクリル酸エステル共重合体［例
えば、酢酸ビニル−（メタ）アクリル酸メチル共重合
体、酢酸ビニル−（メタ）アクリル酸エチル共重合体な
ど）等が挙げられる。

【００２０】本発明の水性エマルジョン型接着剤におい
て、アクリル系ポリマーと酢酸ビニル系ポリマーとの割
合は、広い範囲、例えば、前者／後者＝１／９９〜９９
／１の範囲で選択できるが、好ましくは、前者／後者＝
５／９５〜９５／５程度、さらに好ましくは２０／８０
〜８０／２０程度である。

【００２１】本発明の水性エマルジョン型接着剤には、
本発明の効果を損なわない範囲で、アクリル系ポリマー
及び酢酸ビニル系ポリマー以外のポリマーを含んでいて
もよい。

【００２２】水性エマルジョン型接着剤中のポリマー濃
度は、水の量や多価アルコールの量を考慮しつつ、接着
性や塗布作業性等を損なわない範囲で適宜選択できる
が、好ましくは５５質量％以上（例えば、５５〜７５質
量％程度）である。

【００２３】本発明の水性エマルジョン型接着剤は、多
価アルコールを必須成分として含有している。多価アル
コールを配合することにより、接着剤の紙に対する浸透
性が抑制されるためか、皺レス性を大幅に改善できる。

【００２４】多価アルコールとしては、例えば、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、炭
素数４以上の糖アルコールなどが挙げられる。好ましい
多価アルコールには、炭素数４以上の糖アルコールが含
まれる。

【００２５】炭素数４以上の糖アルコールとして、例え
ば、トレイット、エリトリットなどのテトリット；アラ
ビット、リビット、キシリットなどのペンチット；ソル
ビット、マンニット、イジット、タリット、ガラクチッ
ト（ズルシット）、アリットなどのヘキシット；ヘプチ
ット；オクチット；ノニット；デシット；ドデシットな
どの単糖類アルコールが挙げられる。また、前記糖アル
コールとして、マルチトール、ラクチトールなどのオリ
ゴ糖類アルコールや多糖類アルコール、イノシットなど
の環式糖アルコールなども使用できる。

【００２６】これらの糖アルコールの中でも、ソルビッ
トやマンニットなどの炭素数６の糖アルコール（ヘキシ
ットなど）が好ましく、特にソルビットが好ましい。

【００２７】水性エマルジョン型接着剤中の多価アルコ
ールの含有量は、例えば１．５〜１７．５質量％程度、
好ましくは５〜１０質量％程度である。前記多価アルコ
ールの含有量が１．５質量％未満の場合には、皺レス性
の向上効果が小さくなり、１７．５質量％を超えると、
ハイセッティング性を損なう傾向となる。

【００２８】本発明の水性エマルジョン型接着剤の水の
含有量は３６質量％以下（例えば、２０〜３６質量％程
度）であり、好ましくは２５〜３０質量％程度である。
水の含有量が３６質量％を超えると、紙皺が生じやすく
なり、しかもセッティング速度も遅くなる。

【００２９】本発明の水性エマルジョン型接着剤には、
使用目的に応じて、充填剤、防かび剤、濡れ促進剤、粘
性改良剤、着色剤、香料等の通常使用される添加剤を配
合することもできる。

【００３０】本発明の水性エマルジョン型接着剤は、例
えば、アクリル系ポリマーを含むエマルジョンと酢酸ビ
ニル系ポリマーを含むエマルジョンと多価アルコールと
を混合すると共に、水の含有量を３６質量％以下に調整
することにより製造できる。

【００３１】前記アクリル系ポリマーを含むエマルジョ
ンは、例えば、１種又は２種以上の単量体を乳化重合に
付すことにより得ることができる。乳化重合は慣用の方
法により行うことができる。

【００３２】また、アクリル系ポリマーを含むエマルジ
ョンとして、アクリル系ポリマー濃度が６５質量％以上
（例えば、６５〜７５質量％程度）の高濃度のエマルジ
ョンを用いると、本発明の接着剤の調製が容易である。
なお、ポリマー濃度の高いエマルジョンは、例えば、単
量体と乳化剤と水からなるスラリーを反応系内に滴下し
て重合させるいわゆるモノマー乳化法により得ることが
できる。

【００３３】前記酢酸ビニル系ポリマーを含むエマルジ
ョンは、例えば慣用の乳化重合法により得ることができ
る。なお、酢酸ビニル系ポリマーを含むエマルジョンと
して、酢酸ビニル系ポリマー濃度が６５質量％程度以上
（例えば、６５〜８０質量％程度、好ましくは７０〜８
０質量％程度）の高濃度のエマルジョンを用いるのが好
ましい。

【００３４】上記の製造方法において、水含有量の調整
は、例えば、水の添加、水の留去等により行うことがで
きる。

【００３５】

【発明の効果】本発明の水性エマルジョン型接着剤によ
れば、特定の複数のポリマー成分と多価アルコールとを
含み且つ水の含有量が特定の範囲に調整されているの
で、前記複数のポリマー成分の相互作用により、皺レス
性及びハイセッティング性が著しく向上する。また、加
工紙などの難接着紙材料であっても、良好な接着性を示
し、適用範囲が広い。さらに、水の含有量が少ないにも
かかわらず低粘度で糸曳きが無いので、効率よく塗布作
業を行うことができる。また、貯蔵安定性にも優れる。

【００３６】

【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限定されるも
のではない。なお、以下、特に断りのない限り、「部」
は「質量部」を、「％」は「質量％」を示す。実施例及
び比較例で用いた材料は下記の通りである。

【００３７】（アクリル系共重合ポリマー）（１）東亞合成（株）製、商品名「ＨＶＣ−３３００」
（固形分６８％；乳化重合により得られたアクリル系エ
マルジョン）（２）試作品Ａ（固形分７０％；アクリル酸ブチル、メ
タクリル酸メチル及びアクリル酸の単量体混合物を、乳
化剤としてアニオン系界面活性剤を用い、モノマー乳化
法により乳化重合して得られたアクリル系共重合体）

【００３８】（エチレン−酢酸ビニル共重合ポリマー）
住友化学工業（株）製、商品名「スミカフレックス７４
００」（固形分７４％；乳化重合により得られたエチレ
ン−酢酸ビニル共重合エマルジョン）

【００３９】（デキストリン）日澱化学（株）製、商品
名「アミコールＮｏ．１」（ポリビニルアルコール）（株）クラレ製、商品名「ク
ラレポバール２０３」（多価アルコール）協和発酵工業（株）製、商品名「ソ
ルビット協和パウダー５０Ｍ」

【００４０】接着剤の評価方法は下記に従った。なお、
以下の評価において、◎又は○の場合、実用性ありと判
断される。（紙皺）コピー用紙に接着剤を塗布し、その直後に該コ
ピー用紙を貼り合わせ、塗布直後から乾燥時の紙皺の発
生状態を次の基準で判定する。 ◎：塗布直後から皺が発生しない。 ○：塗布直後は皺が発生するが、乾燥時には皺が消え
る。 △：塗布直後は皺が発生するが、乾燥時には皺は少し残
る程度である。 ×：塗布直後に皺が発生し、乾燥時にも皺が残る。

【００４１】（セッティング性）［セッティング性］コピー用紙に接着剤を塗布し、す
ぐに貼り合わせ、３０秒後に剥がしてその状態を次の基
準で判定する。 ◎：完全に紙が破れてしまう（紙破）。 ○：ほとんどの部分で紙破している。 △：紙破はないが、剥がす時に抵抗がある。 ×：抵抗もなく簡単に剥がれてしまう。［セッティング性］コピー用紙に接着剤を塗布し、す
ぐに貼り合わせ、２０秒後に剥がしてその状態を次の基
準で判定する。 ◎：完全に紙が破れてしまう（紙破）。 ○：ほとんどの部分で紙破している。 △：紙破はないが、剥がす時に抵抗がある。 ×：抵抗もなく簡単に剥がれてしまう。

【００４２】（接着性）加工紙を接着剤を用いて貼り合
わせ、一週間後に剥がし、その状態を次の基準で判定す
る。 ◎：強固に接着されており、紙が破れてしまう。 ○：充分に接着できており、紙表面に浮きや破れが発生
する。 △：抵抗はあるが、加工紙表面からきれいに剥がれる。 ×：抵抗もなく、加工紙表面からきれいに剥がれる。

【００４３】（糸曳き性（塗布作業性））接着剤用容器
［コニシ（株）製、商品名「スポンジグルー」］に接着
剤を入れ、紙に接着剤を塗布する際に、該容器から出る
接着剤の状態及び接着剤の塗布状態を次の基準で判定す
る。 ◎：糸曳きが無く、極めてスムーズに塗布できる。 ○：糸曳きが無く、抵抗無く塗布できる。 △：短い糸がわずかに発生するが、抵抗無く塗布でき
る。 ×：糸曳きが発生し、塗布の際多少の抵抗がある。

【００４４】実施例１〜６、比較例１〜３アクリル系共重合ポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重
合ポリマー、デキストリン、ポリビニルアルコール、多
価アルコール（ソルビット）、水を表１に示す割合で配
合し、接着剤組成物を調製した。得られた接着剤組成物
を上記の方法で評価し、それらの結果を表１に示した。

【００４５】実施例７〜１０、比較例４〜７アクリル系共重合ポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重
合ポリマー、デキストリン、ポリビニルアルコール、多
価アルコール（ソルビット）、水を表２に示す割合で配
合し、接着剤組成物を調製した。得られた接着剤組成物
を上記の方法で評価し、それらの結果を表２に示した。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】

【００４８】表１及び表２から明らかなように、本発明
に相当する実施例１〜１０の水性エマルジョン型接着剤
は、水性であるにもかかわらず、紙材に適用した場合
に、紙材に皺を発生させないだけでなく、セッティング
速度が極めて速く、しかも接着性及び塗布作業性に優れ
る。これに対し、ポリマーとしてアクリル系共重合ポリ
マーのみを用いた比較例１はセッティング性の点で実施
例より劣る。また、ポリマーとしてエチレン−酢酸ビニ
ル共重合ポリマーのみを用いた比較例２はセッティング
性及び接着性が十分でなく、多価アルコールを含まない
比較例３は皺レス性及びセッティング性が不十分であ
る。さらに、水分含有量の多い比較例４及び５の接着剤
組成物では、紙皺が発生し、セッティング速度も遅い。
また、ポリマーとしてデキストリン又はポリビニルアル
コールを用いた比較例６及び７の溶液型の接着剤組成物
は、セッティング性及び接着性の点で劣り、特に比較例
７の場合には、塗布時に糸曳きが生じるため塗布作業を
円滑にできない。以上の結果より、本発明の水性エマル
ジョン型接着剤は、従来の接着剤にはない極めて優れた
特徴を有することが分かる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−212542（ＪＰ，Ａ) 特開平２−212573（ＪＰ，Ａ) 特開平６−322347（ＪＰ，Ａ) 特開昭46−4132（ＪＰ，Ａ) 特開平２−245081（ＪＰ，Ａ) 特開平10−110149（ＪＰ，Ａ) 特開平７−233357（ＪＰ，Ａ) 特開平７−233358（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−96071（ＪＰ，Ａ) 特開2001−72705（ＪＰ，Ａ) 特開2000−192003（ＪＰ，Ａ) 特公昭48−22327（ＪＰ，Ｂ１) 特公昭47−44976（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09J 4/00 - 201/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリマーが水に分散した水性エマルジョ
ン型接着剤であって、アクリル系ポリマー、酢酸ビニル
系ポリマー及び多価アルコールを含み、且つ水の含有量
が３６質量％以下であることを特徴とする水性エマルジ
ョン型接着剤。
【請求項２】アクリル系ポリマーと酢酸ビニル系ポリ
マーとの割合が、前者／後者＝１／９９〜９９／１であ
る請求項１記載の水性エマルジョン型接着剤。
【請求項３】酢酸ビニル系ポリマーがエチレン−酢酸
ビニル共重合体である請求項１記載の水性エマルジョン
型接着剤。
【請求項４】多価アルコールが糖アルコールである請
求項１記載の水性エマルジョン型接着剤。
【請求項５】多価アルコールの含有量が１〜２０質量
％である請求項１記載の水性エマルジョン型接着剤。
【請求項６】アクリル系ポリマーを含むエマルジョン
と酢酸ビニル系ポリマーを含むエマルジョンと多価アル
コールとを混合して得られる請求項１記載の水性エマル
ジョン型接着剤。