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技術 水性接着剤組成物

出願人 コニシ株式会社
発明者 山本忍
出願日 2002年9月24日 (18年1ヶ月経過) 出願番号 2002-276708
公開日 2004年4月15日 (16年7ヶ月経過) 公開番号 2004-115562
状態 拒絶査定
技術分野 接着剤、接着方法
主要キーワード EVA系エマルジョン エチレン酢酸ビニル系共重合体 プラスチックコート紙 新築住宅 酢酸ビニル系共重合樹脂 EVA系樹脂 酢酸ビニル系樹脂エマルジョン 常態接着強度
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この項目の情報は公開日時点(2004年4月15日)のものです。
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概要

背景

概要

芳香族系有機溶剤塩素系溶剤フタル酸エステル系可塑剤を使用しないでプラスチックフィルムプラスチックコート紙への接着性、特に低温接着性の良好な水性接着剤組成物を提供する。(A)エチレン酢酸ビニル系共重合体エマルジョンと、(B)プロピレングリコールモノブチルエーテルジプロピレングリコールモノブチルエーテルトリプロピレングリコールモノブチルエーテルおよびエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテルから選ばれた少なくとも1種以上を含有する水性接着剤組成物。    なし

目的

本発明は、この様な従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、芳香族系有機溶剤、塩素系溶剤、フタル酸エステル系可塑剤を使用せずに環境への影響が少なく、プラスチックフィルム、プラスチックコート紙への接着性、特に低温接着性の良好な作業性のよい水性接着剤組成物を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

請求項2

前記(A)エチレン酢酸ビニル系共重合体エマルジョンの固形分100質量部に対し、(B)プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテルおよびエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテルから選ばれた少なくとも1種以上を1〜70質量部含有する請求項1に記載の水性接着剤組成物。

技術分野

0002

従来、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子保護コロイドとして、酢酸ビニルモノマーを単独で重合させた酢酸ビニル樹脂エマルジョン、また酢酸ビニルエチレンを共重合させたエチレン酢酸ビニル共重合体を用いたエチレン酢酸ビニル系共重合体エマルジョンは、接着剤などに広く使用されている。

0003

前記接着剤などに使用されているエチレン酢酸ビニル系共重合体エマルジョンは、紙工用、化粧合板用等の接着剤として有用であるが、低温時における造膜性、接着性が劣るために、一般にフタル酸ジブチル(DBP)などのフタル酸エステル系可塑剤を添加して使用する。可塑剤を添加すると、塗布された被膜は可撓性を有するが、強度が弱くなり、耐熱性が低下する。とくに期に使用する場合にはDBPの添加量を多くする必要があり、被膜の強度の低下が大きくなる。

0004

一方、エチレン酢酸ビニル系共重合体エマルジョンを用いた接着剤は、プラスチックフィルム、プラスチックコート紙等にも使用されているが、そのままでは接着性がわるいために、接着剤にトルエンキシレンなどの芳香族系有機溶剤や、モノクロルベンゼントリクロロエチレンなどの塩素系溶剤を添加してプラスチックフィルムの表面を改質して接着する必要がある。しかしながら、これらの芳香族系有機溶剤や塩素系溶剤は、人体への危険性があり、注意して取扱う必要がある。また、上記の芳香族系有機溶剤、塩素系溶剤、フタル酸エステル系可塑剤等は、例えば新築住宅シックハウス症候群への影響、その他の使用環境への影響が多く、使用量を低下して環境中への放出を少なくすることが要請されている。

0005

この様な市場の要請にたいして、芳香族系有機溶剤、塩素系溶剤、フタル酸エステル系可塑剤に代わる物質を使用する提案がなされている。
例えば、酢酸ビニル系エマルジョンアルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボン酸エステルを含有する酢酸ビニル系樹脂エマルジョンからなる接着剤が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。

背景技術

0006

【特許文献1】
特開2000−345130号公報(第2頁)

0007

しかしながら、上記の酢酸ビニル系樹脂エマルジョンからなる接着剤では、アルキレングリコールモノアルキルエーテルのカルボン酸エステルの中で、プロピレングリコールモノメチルエーテルのカルボン酸エステルが引火点が高く、安全性が高いために好ましいとされているが、この溶剤樹脂エマルジョンに配合した接着剤は、溶剤を添加した後の増粘性が不十分であり、ロールスプレッダーで塗工する際に塗布量が確保できなかったり、あるいは接着剤が垂れる等の不都合が生じる。そのために、適正な作業性を得るには、配合する溶剤の量を多くしたり、あるいは他の増粘剤の添加が必要であり、コストも高くなる問題点がある。

発明が解決しようとする課題

0008

本発明は、この様な従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、芳香族系有機溶剤、塩素系溶剤、フタル酸エステル系可塑剤を使用せずに環境への影響が少なく、プラスチックフィルム、プラスチックコート紙への接着性、特に低温接着性の良好な作業性のよい水性接着剤組成物を提供することを目的とするものである。

0009

即ち、本発明は、(A)エチレン酢酸ビニル系共重合体エマルジョンと、(B)プロピレングリコールモノブチルエーテルジプロピレングリコールモノブチルエーテルトリプロピレングリコールモノブチルエーテルおよびエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテルから選ばれた少なくとも1種以上を含有することを特徴とする水性接着剤組成物である。

課題を解決するための手段

0010

本発明において、前記(A)エチレン酢酸ビニル系共重合体エマルジョンの固形分100質量部に対し、(B)プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテルおよびエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテルから選ばれた少なくとも1種以上を1〜70質量部、好ましくは5〜40質量部含有する水性接着剤組成物が好ましい。

0011

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の水性接着剤組成物は、(A)成分のエチレン酢酸ビニル系共重合体エマルジョンに、(B)成分のプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテルおよびエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテルから選ばれた少なくとも1種以上の安全性の高いグリコールエーテルを配合することにより、ほどよく増粘することで良好な作業性を与えるエマルジョン接着剤を提供することを特徴とする。

0012

本発明に用いられる(A)成分のエチレン酢酸ビニル系共重合体エマルジョン(以下、「EVA系エマルジョン」と記す)は、エチレンおよび酢酸ビニルの共重合体、またはエチレン、酢酸ビニルおよびその他の共重合可能単量体との共重合体からなるエチレン酢酸ビニル系共重合体エマルジョンが用いられる。これら共重合体エマルジョンは、一般に市販されている製品を用いることができる。

0013

本発明における(A)成分のEVA系エマルジョンにおいて、エチレン、酢酸ビニルおよびその他共重合可能な単量体の割合は、質量比で5〜40:95〜40:0〜20、好ましくは10〜35:90〜50:0〜15である。

0014

その他の共重合可能な単量体としては、例えば塩化ビニルプロピオン酸ビニルバーサチック酸ビニルアクリル酸メタアクリル酸マレイン酸イタコン酸エチルアクリレートプロピルアクリレートブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレートエチルメタアクリレートプロピルメタアクリレート、ブチルメタアクリレート、2−エチルヘキシルメタアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタ)アクリレート、N−ビニルピロリドンスチレンアクリロニトリル、(メタ)アクリルアミドがあるが、これらの成分を一種類以上含有させることができる。また、トリアリルシアヌレートトリアリルイソシアヌレートを併用することもできる。

0015

本発明における(A)成分のEVA系エマルジョンにおいて、共重合体中のエチレンの含有量は、5〜40質量%、好ましくは10〜35質量%が望ましい。エチレンの含有量が5質量%未満では低温接着性並びに耐寒性が低下する傾向にあり、40質量%を越えると凝集力が低下し得られる接着剤の常態接着強度並びに耐熱性が低下する傾向になる。

0016

酢酸ビニルの含有量は、40〜95質量%、好ましくは50〜90質量%が望ましい。40質量%未満になると乳化重合時のエマルジョンの安定性もしくは常態接着強度が低下する傾向があり、95質量%を超えると低温接着性が低下する傾向がある。

0017

その他共重合可能な単量体の含有量は、0〜20質量%、好ましくは0〜15質量%が望ましい。20質量%を超えると低温接着性もしくは常態接着強度が低下する傾向がある。

0018

本発明の(A)成分のEVA系エマルジョンは通常、乳化重合により得ることができる。乳化重合には、EVA系エマルジョンの固形分100質量部当たり、ポリビニルアルコール(以下「PVA」という。)1〜15質量部、特に1.5〜10質量部を保護コロイドとして含有することが、低温接着性や初期接着性の点で好ましい。PVAの添加量が15質量部を超えると、プラスチックフィルムへの接着性が十分でなくなる傾向がある。PVAはEVA系エマルジョンを乳化重合により製造する際に保護コロイドとして添加するものであっても、あるいは乳化重合の際には全く用いないで重合後にEVA系エマルジョンに添加するものであってもよい。

0019

本発明におけるPVAとしては、通常使用されているものを用いることができ、例えば、平均重合度は200〜4500、ケン化度についても特に制限はなく、完全ケン化PVAやケン化度65〜95%の部分ケン化PVAが通常用いられる。また、アセトアセチル基スルホン基カルボキシル基アミド基等により変性もしくはオレフィンと共重合されたPVAを用いてもよい。

0020

さらに、本発明においては、PVA以外の乳化分散剤を併用するこができる。PVA以外の乳化分散剤として、メチルセルロースヒドロキシエチルセルロース等の水溶性高分子、ポリオキシエチレンアルキルエーテルポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー等のノニオン界面活性剤や、ラウリル硫酸エステルアルキルベンゼンスルホン酸塩等のアニオン界面活性剤が挙げられるが、好ましくは、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー等のノニオン界面活性剤である。

0021

本発明の(A)成分のEVA系エマルジョンは通常のラジカル開始剤を用いて重合して製造することができる。ラジカル開始剤には、例えば、過酸化水素、t−ブチルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物過硫酸アンモニウム過硫酸カリウム等の過硫酸塩を使用することができる。また、ラジカル開始剤とナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート等の還元剤を併用するレドックス触媒を用いることもできる。なかでも過硫酸アンモニウムや過硫酸カリウムといった過硫酸塩を好適に用いることができる。重合温度は使用するラジカル開始剤の種類により異なるが40〜80℃が好ましい。

0022

本発明におけるEVA系エマルジョンの重合方法として、公知の乳化重合法が用いられ、例えば、モノマー次添加法、一括仕込法、二段重合法等が挙げられるが特にこれらに限定されない。

0023

また、本発明の(A)成分のEVA系エマルジョンには、従来からエマルジョン接着剤に使用されているものを、とくに限定なく使用することができる。

0024

本発明に用いられる(B)成分のプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテルおよびエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテルから選ばれた少なくとも1種以上のグリコールエーテルは、毒性が低く、安全性の高い化合物であり、フタル酸エステル系可塑剤、芳香族系溶剤、塩素系溶剤を用いずに、プラスチックフィルム、プラスチックコート紙への接着性を良好にするために使用される成分である。

0025

上記の(B)成分のグリコールエーテルを含有することにより、フタル酸エステル系可塑剤を使用しなくても造膜性を良好にし、さらに(A)成分のEVA系エマルジョンをほどよく増粘することで良好な作業性を与えることができる。

0026

また、(B)成分のグリコールエーテルは、ポリ塩化ビニルポリオレフィンポリエステルなどの樹脂に対する溶解性が優れているため、これらの樹脂をコートした紙やこれらの樹脂からなるフィルムを接着する場合に、接着剤と被接着物との相溶性が向上し、高い接着力を得ることができる。

0027

本発明の水性接着剤組成物において、(A)成分と(B)成分の配合割合は、(A)成分のEVA系エマルジョンの固形分100質量部に対し、(B)成分のグリコールエーテルを1〜70質量部、好ましくは5〜40質量部、より好ましくは7〜30質量部の範囲が望ましい。(B)成分が1質量部未満では低温接着性並びに耐寒性が不十分であり、70質量部を越えると常態接着強度並びに耐熱性が低下するので好ましくない。

0028

本発明の水性接着剤組成物において、(A)成分と(B)成分を混合する時期、方法にはとくに制限はないが、(A)成分のEVA系エマルジョンの重合後に(B)成分のグリコールエーテルを後添加するのが、エマルジョンが不安定になりにくい、重合反応への影響がない点から好ましい。

0029

前記(A)成分のEVA系エマルジョンに(B)成分のグリコールエーテルを添加する場合、(B)成分が(A)成分のEVA系エマルジョンに溶解または分散する場合にはそのまま添加すればよいが、溶解または分散しにくい場合には、(B)成分を水に分散したものを添加すればよい。

0030

本発明の接着剤のエマルジョンは、固形分濃度は45〜70質量%、好ましくは50〜65質量%の範囲が望ましい。

0031

また、本発明の接着剤のエマルジョンは、ほどよく増粘され最適増粘性を有し、作業性が良好となり、その粘度は通常23℃において1万〜10万mPa・s、好ましくは1万〜8万5000mPa・s、より好ましくは1万5000〜6万mPa・s、の範囲が望ましい。

0032

本発明の接着剤の使用方法は、例えば刷毛、ロール、スプレーなどで塗布し、貼りあわせるなどの方法により、プラスチックフィルム、プラスチックコート紙などの接着に使用することができる。

0033

本発明の接着剤は、特に(B)成分のグリコールエーテルが、(A)成分のEVA系エマルジョンの可塑性に優れていることと、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリエステルなどの樹脂の溶解性に優れていることにより、(A)成分のEVA系樹脂とプラスチックフィルムとの相溶性を向上させることができ、また低温接着性に優れるために、低温において良好な接着を行うことができる。

0034

本発明における(B)成分のグリコールエーテルを添加した(A)成分のEVA系エマルジョンは、そのまま水性接着剤組成物として用いることができるが、必要に応じて希釈若しくは濃縮して用いることができる。本発明の水性接着剤組成物には、その他の成分として、ウレタン会合型アルカリ増粘型、セルロース系などの増粘剤、中和剤、安定剤、レベリング剤フタル酸エステル系以外の可塑剤、消泡剤防カビ剤などの添加剤が目的に応じて適宜配合されていてもよい。

0035

本発明の接着剤は、フタル酸エステル系可塑剤、芳香族系溶剤、塩素系溶剤を使用しないで、最適増粘性を有し、作業性が良好で、プラスチックフィルム、プラスチックコート紙への接着性が良好であるので、加工紙用接着剤、ウエトラミネート用接着剤、セミドライラミネート用接着剤等に有用である。

0036

【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
なお、部は質量基準の値を示す。
実施例1
エチレン−酢酸ビニル系共重合樹脂エマルジョン(スミカフレックス400HQ、エチレン含有量18質量%、固形分55%、住友化学工業(株)製)100部を攪拌容器仕込み、室温で、攪拌しながらプロピレングリコールモノブチルエーテル(ダワノールPnB、ダウケミカル日本(株)製)を15部仕込み、30分間攪拌して、接着剤組成物を得た。

0037

実施例2
実施例1のプロピレングリコールモノブチルエーテルの代わりに、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル(ダワノールDPnB、ダウケミカル日本(株)製)を15部用いた以外は実施例1と同様の方法により、接着剤組成物を得た。

0038

実施例3
実施例1のプロピレングリコールモノブチルエーテルの代わりに、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル(ダワノールTPnB、ダウケミカル日本(株)製)を15部用いた以外は実施例1と同様の方法により、接着剤組成物を得た。

0039

実施例4
実施例1のプロピレングリコールモノブチルエーテルの代わりに、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル(EHG、日本乳化剤(株)製)を15部用いた以外は実施例1と同様の方法により、接着剤組成物を得た。

0040

比較例1
実施例1のプロピレングリコールモノブチルエーテルの代わりに、トルエンを用いた以外は実施例1と同様の方法により、接着剤組成物を得た。

0041

比較例2
実施例1のプロピレングリコールモノブチルエーテルの代わりに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(ダワノールPMA、ダウケミカル日本(株)製)を15部用いた以外は実施例1と同様の方法により、接着剤組成物を得た。

0042

比較例3
実施例1のプロピレングリコールモノブチルエーテルの代わりに、2,2,4−トリメチル−1,3ペンタンジオールモノイソブチレート(CS−12、チッソ(株)製)を用いた以外は実施例1と同様の方法により、接着剤組成物を得た。

0043

上記の実施例および比較例の接着剤組成物を用いて、粘度および低温接着性を試験した結果を表1に示す。

0044

試験方法
(1)粘度は、JIS  K6833により測定した値を示す。BM型粘度計、23℃、回転数12r/minで測定。

0045

(2)低温接着性
環境温度5℃で、バーコータNo.22を使用して、軟質PVC(ポリ塩化ビニル)フィルム(厚さ40μm、ぬれ指数38dyne/cm)の表面に水性接着剤組成物を塗布量(Wet)30g/m2 で塗布した後、該フィルムとKライナー(重量180g/m2 )を貼り合わせ、ハンドロールで3パスした。その後、5℃、55%RHの環境条件下で24時間養生した。
その後、接着物を5℃の雰囲気下にて手ではく離し、接着面の紙破率を調べた。

0046

紙破率の数値は、下記の式で表わされた値である。

0047

【数1】

0048

【表1】

0049

(注)S−400HQは、エチレン−酢酸ビニル系共重合樹脂エマルジョン(スミカフレックス400HQ、エチレン含有量18質量%、固形分55%、住友化学工業(株)製)を示す。

0050

表1の結果から、本発明における(B)成分のグリコールエーテルを含有する実施例1〜4は、粘度および低温接着性において優れていることがわかる。

0051

次に、(B)成分のグリコールエーテとして、実施例4のエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテルの添加量を代えて作成した接着剤組成物の実施例を示す。

0052

実施例5
実施例1のプロピレングリコールモノブチルエーテルの代わりに、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル(EHG、日本乳化剤(株)製)を10部用いた以外は実施例1と同様の方法により、接着剤組成物を得た。

0053

実施例6
実施例1のプロピレングリコールモノブチルエーテルの代わりに、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル(EHG、日本乳化剤(株)製)を7.5部用いた以外は実施例1と同様の方法により、接着剤組成物を得た。

0054

上記の実施例の接着剤組成物を用いて、粘度および低温接着性を試験した結果を表2に示す。

0055

【表2】

0056

表2の結果から、本発明における(B)成分のグリコールエーテルの含有量により、粘度が変わるが、低温接着性において優れていることがわかる。

0057

実施例7
実施例1のプロピレングリコールモノブチルエーテルの代わりに、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル(EHG、日本乳化剤(株)製)を20部用いた以外は実施例1と同様の方法により、接着剤組成物を得た。

0058

実施例8
エチレン−酢酸ビニル系共重合樹脂エマルジョン(パンフレックスOM28、エチレン含有量20質量%、固形分56%、クラレ(株)製)100部を攪拌容器に仕込み、室温で、攪拌しながらプロピレングリコールモノブチルエーテル(ダワノールPnB、ダウケミカル日本(株)製)を3部仕込み、30分間攪拌して、接着剤組成物を得た。

0059

実施例9
実施例8のプロピレングリコールモノブチルエーテル(ダワノールPnB、ダウケミカル日本(株)製)の仕込み量を5部に変えた以外は実施例8と同様の方法により、接着剤組成物を得た。

0060

実施例10
実施例8のプロピレングリコールモノブチルエーテル(ダワノールPnB、ダウケミカル日本(株)製)の仕込み量を10部に変えた以外は実施例8と同様の方法により、接着剤組成物を得た。

0061

実施例11
実施例8のプロピレングリコールモノブチルエーテル(ダワノールPnB、ダウケミカル日本(株)製)の仕込み量を20部に変えた以外は実施例8と同様の方法により、接着剤組成物を得た。

0062

上記の実施例の接着剤組成物を用いて、粘度および低温接着性を試験した結果を表3に示す。

発明を実施するための最良の形態

0063

【表3】

発明の効果

0064

以上説明した様に、本発明によれば、芳香族系有機溶剤、塩素系溶剤、フタル酸エステル系可塑剤を使用せずに環境への影響がなく、プラスチックフィルム、プラスチックコート紙への接着性、特に低温接着性の良好な、作業性のよい水性接着剤組成物を提供することができる。

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