JPS588433B2 - 水溶性かつ熱溶融性を有する接着剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水溶性かつ熱溶融性（ホットメルト型）接着剤
として使用可能なポリビニルアルコール（以下ＰＶＡと
略記する）系接着剤を提供するものであり、本発明の接
着剤は、たとえばホットメルト接着する段ボールのはり
合わせ、製本用等をはじめとし、溶融塗布後再湿接着す
る切手、封筒、テープなどの用途に広範囲に有効に利用
し得るものである。

すなわち本発明は平均重合度５０〜３００残存酢酸基１
５〜７０モル％のＰＶＡと分子量が２００〜１６００の
ポリエチレングリコール（以下ＰＥＧと略記する）とか
らなる水溶性かつ熱溶融性を有する接着剤およびその製
造法に関するものである。

従来、ＰＶＡが水溶性の接着剤として使用されているこ
とはよく知られているところである。

すなわちＰＶＡは構造単位である水酸基の強力な水素結
合を持つため一般に熱溶融せず、分子間水素結合を切断
するため、溶剤または融剤として水が使用されている。

この場合、接着剤塗布後、乾燥工程が必要であり、その
ためにその用途が限定されていた。

一方、近年有機溶剤タイプの接着剤は有機溶剤の公害性
から使用されにくくなり、これに代わってエチレンー酢
酸ビニル共重合体に代表されるホットメルト型接着剤が
主流をしめるようになってきた。

しかしこの場合、エチレンー酢酸ビニル共重合体は水に
不溶であるため、たとえばこれで接着した故紙を再生す
るとき、水中で分散しないため大きな障害となり、単な
るホットメルト型の接着剤もその用途に限界があった。

最近、ポリビニルアルコール系、ホットメルト接着剤と
して特公昭４９−９６１１にＰＶＡとペンタエリスリ｝
−ルの混合物を加熱溶融することが報告されているが、
ペンタエリスリトールを混合したＰＶＡ樹脂は硬く、も
ろく、可撓性がきわめて悪いことおよび加熱溶融時に揮
発分が多く、熱安定性が悪いために、接着部分が硬くな
ったり、折り曲げると接着破壊が起こったりして実用上
多くの問題を残していた。

本発明者らは従来の欠点を改良すべく鋭意研究した結果
、熱溶融性かつ水溶性あるいは水分散性を有する新規な
ＰＶＡに特定のＰＥＧを加えて溶融混合する本発明に到
達したのであり、本発明の接着剤は、水溶性かつ熱溶融
性がすぐれ、さらに実用面で障害となる可撓性を著しく
改良したものである。

本発明に使用するＰＶＡは平均重合度５０以上、３００
以下で、その残存酢酸基が１５〜７０モル％のものが適
しているが、特に平均重合度６０〜２００、残存酢酸基
２５〜５０モル％のものが最適である、ＰＶＡの平均重
合度が３００をこえると接着剤の溶融温度、溶融粘度が
高くなり、作業性が低下するので本発明の目的に不適当
である。

一方、平均重合度が５０未満であると熱に安定なＰＶＡ
を製造することが困難であり接着力も著しく低下するの
で望ましくない。

次にＰＶＡ中の残存酢酸基が１５モル％未満であると最
終の接着剤の溶融温度、溶融粘度が高く作業性が低下し
、また可塑剤との混合性が低下するだけでなく可塑剤の
表面へのにじみ出しが起こり、接着力が低下するうえ、
さらに、常温下の接着剤はもろくなり可撓性に欠けるよ
うになるので不適当である。

これらの性質は残存酢酸基の増加につれ改善されるが７
０モル％こえると、組成物の水溶性あるいは水分散性が
失われるため本発明の目的に適応しない。

上記の理由により、本発明に使用するＰＶＡとしては平
均重合度５０以上、３００以下、残存酢酸基が１５〜７
０モル％のものであることが必要であり、特に平均重合
度６０〜２００、残存酢酸基２５〜５０モル％のＰＶＡ
が望ましい。

本発明に適用するＰＶＡは、たとえば重合時の温度のも
とで２０Ｘ１０−４以上の連鎖移動定数をもつアルコー
ル類中で酢酸ビニルを平均重合度５０〜３００、に重合
し、加熱下に溶剤を追い跡したのちポリ酢酸ビニルを無
水メタノールに混合溶解し、アルカリを加えて脱酢酸化
することにより容易に製造することができる。

次に本発明に使用するＰＥＧはその分子量が２００以上
、１６００以下のものであることが必要である。

従来、ＰＥＧがＰＶＡの可塑剤として用いられることは
ＰＶＡの半溶融紡糸、あるいはフイルム成型などでよく
知られているが、いずれの場合も水との共存下に使用さ
れている。

本発明では水を使用せず上記特定範囲の分子量のＰＥＧ
を融剤として用いていることが特徴である。

ＰＥＧの分子量が２００未満であると溶融時の揮発分が
多くなり、本発明の目的には不適当であり、分子量が１
６００をこえるとＰＶＡとの混合性が悪くなり、また溶
融粘度も高くなるので好ましくない。

第１表に平均重合度２００、残存酢酸基３５モル％のＰ
ＶＡに対し、分子量の異なるＰＥＧを２５重量％添加、
溶融混合した接着剤の性能を比較して示した。

第１表から、ＰＥＧの分子量としては２００〜１６００
の範囲のものが適当であることがわかる。

次にＰＥＧの添加量であるが、一般にＰＶＡの平均重合
度が高くなるほど増加する必要がある。

適当な量としてはＰＶＡに対し、 重量％（ただし、数値が負となる場合は０以上）の平均
重合度）が望ましい。

ＰＶＡの平均重合度が１２５以下の場合にはＰＶＡ自身
で容易に溶融するのでＰＥＧの添加がなくてもよいが、
上記範囲内でＰＥＧを添加する方が接着剤の溶融粘度、
可撓性からみてよりすぐれている。

この範囲以上にＰＥＧを添加すると接着剤よりＰＥＧが
プリードしたりまた接着性が悪くなるので好ましくない
。

次に、平均重合度２００、残存酢酸基３５モル％のＰＶ
Ａにワックス状の固体であるＰＥＧＩＯＯＯ（分子量９
５０〜１０５０）の量を変えて添加して得られた溶融接
着剤と同じく常温下で固体状の可塑剤であるペンタエリ
スリトールおよびソルビトールを加えて得られた溶融接
着剤の性質を比較して第２表に示した。

第２表からＰＥＧの添加量（ＰＡ／１００×８−１０）
重量％以上、（ＰＡ／１００Ｘ８＋２５）重量％（ＰＡ
はＰＶＡの平均重合度）以下の範囲が適当であることが
わかる。

また同じ固体状の可塑剤であってもペンタエリスリトー
ル、ソルビトールにくらべＰＥＧの方が顕著にすぐれて
いることも明らかである。

本発明の接着剤は、使用ＰＶＡの選択により水または温
水に容易に溶解せしめることができることはいうまでも
ない。

本発明の接着剤はＰＶＡとＰＥＧを混合して得られるも
のであるが混合方法は溶融混合が特に望ましい。

溶融混合はＰＶＡを溶融して溶融状態でＰＥＧと混合し
てもよいし、あらかじめ混合し、さらに溶融して混合を
より完全にしてもよいが、いずれにしても溶融状態での
混合工程を経ることが望ましい。

たとえば重合度の低い高残酢ＰＶＡは水溶性であると同
時にメタノールにも膨潤あるいは溶解するので、このよ
うなＰＶＡをケン化後のスラリーから分離することなく
上記範囲内のＰＥＧを該ＰＶＡスラリーに加えたのち、
メタノールおよびケン化で生成した酢酸メチルを留去し
、ほとんど留出しなくなってから、加熱温度を徐々に上
昇しても本発明は達成される。

この場合組成により変化するが１４０〜１８０℃で溶融
押出し、適当な大きさのチップにすることができ、しか
もこの方法は工業的に最も有利である。

本発明の接着剤はその特徴である水溶性かつホットメル
ト性を損うことがなければ他の熱溶融性樹脂、たとえば
エチレンー酢酸ビニル共重合樹脂など、および熱安定剤
、光安定剤、顔料、増量剤などを加えてもよいことはい
うまでもない。

次に実施例をあげて本発明をさらに詳しく説明する。

実施例 １ 平均重合度２００、残存酢酸基３５モル％のＰＶＡＩＯ
Ｏ重量部に対し、分子量４００の液状ＰＥＧを２５重量
部加え、１８０℃で溶融混合した。

このようにして得られた接着剤を環球法で測定した軟化
点は１５３℃であり、１７０℃付近では完全に溶融し、
接着性、可撓性ともに良好であった。

また溶融加熱時の揮発分も少なかった。この接着剤は２
０〜３０℃の水に完全に溶解した。

実施例 ２ 平均重合度１２４のポリ酢酸ビニルの４０重量％メタノ
ール溶液に１／５００当量の水酸化ナ卜リウムのメタノ
ール溶液を加え、４０℃でケン化した。

析出したゲル状のＰＶＡを容器から取り出し、メタノー
ルおよびケン化で生成した酢酸メチルを減圧下に加熱し
て蒸発させた。

得られたＰＶＡは平均重合度１２１、残存酢酸基３７．
６モル％であった。

このＰＶＡＩＯＯ重量部に分子量約１０００のワックス
状ＰＥＧを２５重量部加え、１６０℃で溶融混合した。

このようにして得られた接着剤は非常に柔軟であり、環
球法による軟化点は１４８℃、１８０℃の溶融粘度は５
０ポイズ、溶融時の揮発分はほとんどなかった。

また水溶性も非常によく１０〜２０℃の水に完全に溶解
した。

実施例 ３ 平均重合度５６のポリ酢酸ビニルの４４重量％のメタノ
ール溶液に、４０℃で１／５００当量の水酸化ナトリウ
ムのメタノール溶液を加え、ケン化した。

ケン化終了後、最初の仕込みポリ酢酸ビニルの重量に対
し、分子量６００のＰＥＧを１０重量部、メルト・イン
デックス４００のエチレンー酢酸ビニル共重合体樹脂を
１５重量部加え、かきまぜなから８０℃でメタノールお
よびケン化で生成した酢酸メチルを留去した。

留出量が減少するにつれ、加熱温度を上昇していくと１
６０℃で揮発分がほとんどなくなり、均一な溶融混合物
が得られた。

このようにして得られた接着剤は１５０℃で完全に溶融
し、接着性、可撓性ともに良好で、３０℃の水に完全か
つ容易に分散溶解した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 平均重合度５０〜３００、残存酢酸基１５〜７０モ
   ル％のポリビニルアルコールと分子量２００〜１６００
   のポリエチレングリコールとからなる水溶性かつ熱溶融
   性を有する接着剤。