JP4416888B2 - 紙工用接着剤 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、初期接着性に優れ、さらに高速塗工性、耐水性、低温放置安定性にも優れる紙工用接着剤および紙管用接着剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ポリビニルアルコール(以下、PVAと略記することがある)はエチレン性不飽和単量体、特に酢酸ビニルに代表されるビニルエステル系単量体の乳化重合用保護コロイドとして広く用いられており、これを保護コロイドとして用いて乳化重合して得られるビニルエステル系水性エマルジョンは紙用、木工用およびプラスチック用などの各種接着剤、含浸紙用および不織製品用などの各種バインダー、混和剤、打継ぎ材、塗料、紙加工および繊維加工などの分野で広く用いられている。
このような水性エマルジョンは、PVA系重合体のけん化度を調整することにより、一般的に粘度が低く、ニュートニアン流動に近い粘性を有し、比較的耐水性の良好なものから、一般的に粘度が高く、比較的エマルジョン粘度の温度依存性が小さいものが得られることから、種々の用途に賞用されてきた。
しかしながら、該水性エマルジョンのあるものは、流動性(高速塗工性)が不足している、また耐水性が悪い、エマルジョン粘度の温度依存性が大きい、低温時のエマルジョン粘度の上昇が著しいなどの欠点を有しており、これらの性質は乳化重合に用いたPVA系重合体に依るところが大であることが知られている。
【0003】
すなわち、乳化重合用分散剤としてのPVA系重合体は、一般的には鹸化度98モル%程度のいわゆる“完全鹸化PVA”と鹸化度88モル%程度の“部分鹸化PVA”があり、前者を使用した場合、比較的耐水性および流動性(高速塗工性)は良好なものの、低温放置時のエマルジョン粘度の上昇が著しく、ゲル化し易いという欠点がある。他方、後者のPVA系重合体を使用した場合、エマルジョンの低温時の粘度上昇やゲル化性向は改善されるものの耐水性に劣る欠点を有している。このような欠点を改良するために、両者のPVA系重合体の併用、両者の中間的な鹸化度のPVA系重合体の使用等が行われているが、耐水性、エマルジョン粘度の低温放置安定性を同時に満足することはできなかった。そこで、エチレン単位を含有するビニルアルコール系重合体が提案(特開平11−21529、特開平11−21380、特開平10−226774等)され、耐水性と低温放置安定性が大幅に改善された。しかしながら、エチレン単位を有していても、いわゆる完全鹸化PVAであるが故に、乳化重合安定性の観点からは、部分鹸化PVAに劣るため、多量のエチレン単位を含有するビニルアルコール系重合体を分散剤として用いねばならない。また、多量のビニルアルコール系重合体を使用するために、耐水性と放置安定性の両者を完全に満足することができないのが現状であった。このようなビニルアルコール系重合体を保護コロイドとした水性エマルジョンを紙工用接着剤として用いた場合、放置安定性を満足するため、若干けん化度を下げざるを得ず、そのため初期接着力、高速塗工性が失われる欠点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情のもとで、初期接着性に優れ、さらに高速塗工性、耐水性、低温放置安定性にも優れる紙工用接着剤および紙管用接着剤を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記の好ましい性質を有する紙工用接着剤および紙管用接着剤を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、ビニルエステル系単量体単位からなる重合体を分散質とし、1,2−グリコール結合を1.7モル%以上有するビニルアルコール系重合体を分散剤とする水性エマルジョンからなる紙工用接着剤が、上記目的を満足するものであることを見出し、本発明を完成させるにいたった。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明の水性エマルジョンの分散剤として用いられる1,2−グリコール結合を1.7モル%以上有するビニルアルコール系重合体の製造方法としては特に制限はなく、公知の方法が使用可能である。一例としてビニレンカーボネートを上記の1,2−グリコール結合量になるよう共重合する方法、重合温度を通常の条件より高い温度、例えば75〜200℃で、加圧下に重合する方法などが挙げられる。後者の方法において、重合温度は90〜190℃であることが好ましく、100〜180℃であることが特に好ましい。1,2−グリコール結合の含有量は1.7モル%以上であることが必要であり、より好ましくは1.75モル%以上、さらには1.8モル%以上、最適には1.9モル%以上である。1,2−グリコール結合の含有量が1.7モル%未満の場合、低温での放置安定性が低下し、さらには初期接着性も低下する懸念が生じる。また、1,2−グリコール結合の含有量は4モル%以下であることが好ましく、さらに好ましくは3.5モル%以下、最適には3.2モル%以下である。 ここで、1,2−グリコール結合の含有量はNMRスペクトルの解析から求められる。
【0007】
ここで、ビニルエステルとしては、蟻酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニルなどが挙げられるが、一般に酢酸ビニルが好ましく用いられる。
【0008】
また、該分散剤は本発明の効果を損なわない範囲で共重合可能なエチレン性不飽和単量体を共重合したものでも良い。このようなエチレン性不飽和単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、(無水)マレイン酸、(無水)イタコン酸、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、トリメチル−(3−アクリルアミド−3−ジメチルプロピル)−アンモニウムクロリド、アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸およびそのナトリウム塩、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、N−ビニルピロリドン、塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ビニルスルホン酸ナトリウム、アリルスルホン酸ナトリウム、N−ビニルピロリドン、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド等のN−ビニルアミド類が挙げられる。
また、チオール酢酸、メルカプトプロピオン酸などのチオール化合物の存在下で、酢酸ビニルなどのビニルエステル系単量体を、エチレンと共重合し、それをけん化することによって得られる末端変性物も用いることができる。
【0009】
本発明の紙工用接着剤および紙管用接着剤に用いる水性エマルジョンの分散剤として用いる1,2−グリコール結合を1.7モル%以上有するビニルアルコール系重合体のけん化度は、特に制限されないが、通常80モル%以上のものが用いられ、より好ましくは、90モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上である。けん化度が80モル%未満の場合には、ビニルアルコール系重合体本来の性質である水溶性が低下する懸念が生じる。該ビニルアルコール系重合体の重合度も特に制限されないが、通常100〜8000の範囲のものが用いられ、300〜3000がより好ましく用いられる。重合度が100未満の場合には、ビニルアルコール系重合体の保護コロイドとしての特徴が発揮されず、8000を越える場合には、該ビニルアルコール系重合体の工業的な製造に問題がある。
【0010】
本発明に用いる水性エマルジョンにおける分散質を構成するビニルエステル系単量体としては、蟻酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニルなどが挙げられるが、酢酸ビニルが経済的にみて好ましい。
【0011】
本発明に用いる水性エマルジョンにおける分散質としては、ビニルエステル系単量体単位からなる重合体、ビニルエステル系単量体単位とこれと共重合しうる単量体単位からなる重合体があげられる。ここで、ビニルエステル系単量体と共重合しうる単量体としては、エチレン性不飽和単量体、ジエン系単量体等の単量体が挙げられ、これらの単量体としては、エチレン、プロピレン、イソブチレンなどのオレフィン、塩化ビニル、フッ化ビニル、ビニリデンクロリド、ビニリデンフルオリドなどのハロゲン化オレフィン、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサチック酸ビニルなどのビニルエステル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−ヒドロキシエチルなどのアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチルなどのメタクリル酸エステル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチルおよびこれらの四級化物、さらには、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸およびそのナトリウム塩などのアクリルアミド系単量体、スチレン、α−メチルスチレン、p−スチレンスルホン酸およびナトリウム、カリウム塩などのスチレン系単量体、その他N−ビニルピロリドンなど、また、ブタジエン、イソプレン、クロロプレンなどのジエン系単量体が挙げられる。これらのビニルエステルと共重合しうる単量体のなかでもエチレンが最適である。
【0012】
本発明の合成樹脂水性エマルジョンは、例えば1,2−グリコール結合を1.7モル%以上有するビニルアルコール系重合体の水溶液を分散剤に用い、ビニルエステル系単量体、またはこれとこれと共重合しうる単量体とを一時又は連続的に添加し、アゾ系重合開始剤、過酸化水素、過硫酸アンモニウムおよび過硫酸カリウム等の過酸化物系重合開始剤等の重合開始剤を添加し、乳化重合することにより得られる。
【0013】
1,2−グリコール結合を1.7モル%以上有するビニルアルコール系重合体の使用量については特に制限はないが、ビニルエステル系単量体単位、またはこれとこれと共重合しうる単量体単位を有する重合体体100重量部に対して好ましくは3〜20重量部、より好ましくは5〜15重量部の範囲である。該使用量が3重量部未満の場合には初期接着性が低下する恐れがあり、20重量部を越える場合には、得られたエマルジョンの放置安定性が低下することがある。本発明においては、1,2−グリコール結合を1.7モル%以上有するビニルアルコール系重合体の使用量は少量であっても、本発明の目的を充分達成することができる。
【0014】
本発明の紙工用接着剤には、上記の方法で得られる水性エマルジョンをそのまま用いることができるが、必要があれば、本発明の効果を損なわない範囲で、従来公知の各種エマルジョンを添加して用いることができる。
なお、本発明に用いる水性エマルジョンにおける分散剤としては、前述の1,2−グリコール結合を1.7モル%以上有するPVA系重合体が用いられるが、必要に応じて、従来公知のアニオン性、ノニオン性あるいはカチオン性の界面活性剤、ヒドロキシエチルセルロース、本発明の目的を損なわない範囲で1,2−グリコール結合量が1.7モル%より少ないビニルアルコール系重合体を併用することもできる。
【0015】
本発明の紙工用接着剤は、初期接着性に優れ、さらに高速塗工性、耐水性、低温放置安定性にも優れており、紙管用接着剤、製袋用接着剤、合紙、段ボール用等の紙、パルプ材などの紙工用接着剤として広く好適に用いられる。
【0016】
【実施例】
次に、実施例および比較例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、以下の実施例および比較例において「部」および「%」は、特に断らない限り重量基準を意味する。また、得られたエマルジョンの耐水性、放置安定性を、下記の要領で評価した。
【0017】
(紙工用接着剤の評価)
(1)初期接着力
JT製初期接着力試験機(JT−1)を用い、得られた紙工用接着剤をクラフト紙に塗布して接着し、圧締時間10秒間で剥離試験を行った。初期接着力を以下の基準で測定した。
○:完全に材破
△:部分的に材破
×:ほとんど材破なし
(2)耐水接着力
得られた紙工用接着剤をクラフト紙に30g/m2塗布し、はりあわせてハンドロールで3回圧締した。乾燥後、得られた加工品を30℃の水中に24時間浸漬し、その後の接着状態を観察した。○紙破、△若干紙破、×剥離
(3)高速塗工性
紙工用接着剤をロールコーターにより紙管用原紙に、塗工速度1000m/min、温度30℃で塗工し、紙管を作製した。この際、塗工性を以下の基準で判定した。
○:液とびなし
△:若干液とびあり
×:液とび多く塗工不可
(4)放置安定性試験
エマルジョンを0℃に放置した場合の100日後の粘度変化を観察した。
【0018】
製造例1
攪拌機、窒素導入口、開始剤導入口を備えた5L加圧反応槽に酢酸ビニル2940g、メタノール60gおよび酒石酸0.088gを仕込み、室温下に窒素ガスによるバブリングをしながら反応槽圧力を2.0MPaまで昇圧して10分間放置した後、放圧するという操作を3回繰り返して系中を窒素置換した。開始剤として2,2'−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)(V−40) をメタノールに溶解した濃度0.2g/L溶液を調製し、窒素ガスによるバブリングを行って窒素置換した。次いで上記の重合槽内温を120℃に昇温した。このときの反応槽圧力は0.5MPaであった。次いで、上記の開始剤溶液2.5mlを注入し重合を開始した。重合中は重合温度を120℃に維持し、上記の開始剤溶液を用いて10.0ml/hrでV−40を連続添加して重合を実施した。重合中の反応槽圧力は0.5MPaであった。3時間後に冷却して重合を停止した。このときの固形分濃度は24%であった。次いで、30℃減圧下にメタノールを時々添加しながら未反応酢酸ビニルモノマーの除去を行い、ポリ酢酸ビニルのメタノール溶液(濃度33%)を得た。得られた該ポリ酢酸ビニル溶液にメタノールを加えて濃度が25%となるように調整したポリ酢酸ビニルのメタノール溶液400g(溶液中のポリ酢酸ビニル100g)に、40℃で11.6g(ポリ酢酸ビニル中の酢酸ビニル単位に対してモル比(MR)0.025)のアルカリ溶液(NaOHの10%メタノール溶液)を添加してけん化を行った。アルカリ添加後約2分で系がゲル化したものを粉砕器にて粉砕し、1時間放置してけん化を進行させた後、酢酸メチル1000gを加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和の終了を確認後、濾別して得られた白色固体のPVAにメタノール1000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。上記洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱液して得られたPVAを乾燥機中70℃で2日間放置して乾燥PVA( PVA −1)を得た。得られたPVA( PVA −1)のけん化度は98.0モル%であった。また、重合後未反応酢酸ビニルモノマーを除去して得られたポリ酢酸ビニルのメタノール溶液をアルカリモル比0.5でけん化して、粉砕したものを60℃で5時間放置してけん化を進行させた後、メタノールによるソックスレー洗浄を3日間実施し、次いで80℃で3日間減圧乾燥を行って精製PVAを得た。該PVAの平均重合度を常法のJIS K6726に準じて測定したところ1700であった。該精製PVAの1,2−グリコール結合量を500MHzプロトンNMR(JEOL GX−500)装置による測定から前述のとおり求めたところ、2.2モル%であった。
【0019】
製造例2
攪拌機、窒素導入口、開始剤導入口を備えた5L加圧反応槽に酢酸ビニル2940g、メタノール60gおよび酒石酸0.088gを仕込み、室温下に窒素ガスによるバブリングをしながら反応槽圧力を2.0MPaまで昇圧して10分間放置した後、放圧するという操作を3回繰り返して系中を窒素置換した。開始剤として2,2'−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)(V−40) をメタノールに溶解した濃度0.2g/L溶液を調製し、窒素ガスによるバブリングを行って窒素置換した。次いで上記の重合槽内温を120℃に昇温した。このときの反応槽圧力は0.5MPaであった。次いで、上記の開始剤溶液2.5mlを注入し重合を開始した。重合中は重合温度を120℃に維持し、上記の開始剤溶液を用いて10.0ml/hrでV−40を連続添加して重合を実施した。重合中の反応槽圧力は0.5MPaであった。3時間後に冷却して重合を停止した。このときの固形分濃度は24%であった。次いで、30℃減圧下にメタノールを時々添加しながら未反応酢酸ビニルモノマーの除去を行い、ポリ酢酸ビニルのメタノール溶液(濃度33%)を得た。得られた該ポリ酢酸ビニル溶液にメタノールを加えて濃度が25%となるように調整したポリ酢酸ビニルのメタノール溶液400g(溶液中のポリ酢酸ビニル100g)に、40℃で2.3g(ポリ酢酸ビニル中の酢酸ビニル単位に対してモル比(MR)0.005)のアルカリ溶液(NaOHの10%メタノール溶液)と水1.4gを添加してけん化を行った。アルカリ添加後約20分で系がゲル化したものを粉砕器にて粉砕し、1時間放置してけん化を進行させた後、酢酸メチル1000gを加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和の終了を確認後、濾別して得られた白色固体のPVAにメタノール1000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。上記洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱液して得られたPVAを乾燥機中70℃で2日間放置して乾燥PVA( PVA−2)を得た。得られたPVA(PVA−2)のけん化度は88.0モル%であった。また、重合後未反応酢酸ビニルモノマーを除去して得られたポリ酢酸ビニルのメタノール溶液をアルカリモル比0.5でけん化して、粉砕したものを60℃で5時間放置してけん化を進行させた後、メタノールによるソックスレー洗浄を3日間実施し、次いで80℃で3日間減圧乾燥を行って精製PVAを得た。該PVAの平均重合度を常法のJIS K6726に準じて測定したところ1700であった。該精製PVAの1,2−グリコール結合量を500MHz プロトンNMR(JEOL GX−500)装置による測定から前述のとおり求めたところ、2.2モル%であった。
【0020】
製造例3
攪拌機、窒素導入口、開始剤導入口を備えた5L加圧反応槽に酢酸ビニル2850g、メタノール150gおよび酒石酸0.086gを仕込み、室温下に窒素ガスによるバブリングをしながら反応槽圧力を2.0MPaまで昇圧して10分間放置した後、放圧するという操作を3回繰り返して系中を窒素置換した。開始剤として2,2'−アゾビス(N-ブチル−2−メチルプロピオンアミド) をメタノールに溶解した濃度0.1g/L溶液を調製し、窒素ガスによるバブリングを行って窒素置換した。次いで上記の重合槽内温を145℃に昇温した。このときの反応槽圧力は1.0MPaであった。次いで、上記の開始剤溶液15.0mlを注入し重合を開始した。重合中は重合温度を145℃に維持し、上記の開始剤溶液を用いて15.8ml/hrで2,2'−アゾビス(N-ブチル−2−メチルプロピオンアミド)を連続添加して重合を実施した。重合中の反応槽圧力は1.0MPaであった。4時間後に冷却して重合を停止した。このときの固形分濃度は35%であった。次いで、30℃減圧下にメタノールを時々添加しながら未反応酢酸ビニルモノマーの除去を行い、ポリ酢酸ビニルのメタノール溶液(濃度33%)を得た。得られた該ポリ酢酸ビニル溶液にメタノールを加えて濃度が25%となるように調整したポリ酢酸ビニルのメタノール溶液400g(溶液中のポリ酢酸ビニル100g)に、40℃で11.6g(ポリ酢酸ビニル中の酢酸ビニル単位に対してモル比(MR)0.025)のアルカリ溶液(NaOHの10%メタノール溶液)を添加してけん化を行った。アルカリ添加後約3分でゲル化したものを粉砕器にて粉砕し、1時間放置してけん化を進行させた後、酢酸メチル1000gを加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和の終了を確認後、濾別して得られた白色固体のPVAにメタノール1000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。上記洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱液して得られたPVAを乾燥機中70℃で2日間放置して乾燥PVA(PVA−3)を得た。得られたPVA( PVA−3)のけん化度は98.0モル%であった。また、重合後未反応酢酸ビニルモノマーを除去して得られたポリ酢酸ビニルのメタノール溶液をアルカリモル比0.5でけん化した後、粉砕したものを60℃で5時間放置してけん化を進行させた後、メタノールによるソックスレー洗浄を3日間実施し、次いで80℃で3日間減圧乾燥を行って精製PVAを得た。該PVAの平均重合度を常法のJIS K6726に準じて測定したところ1000であった。該精製PVAの1,2−グリコール結合量を500MHzプロトンNMR(JEOL GX−500)装置による測定から前述のとおり求めたところ、2.5モル%であった。
【0021】
製造例4
攪拌機、窒素導入口、開始剤導入口を備えた5L加圧反応槽に酢酸ビニル2400g、メタノール600gおよびビニレンカーボネート49.3gを仕込み、室温下に窒素ガスによるバブリングをしながら反応槽圧力を2.0MPaまで昇圧して10分間放置した後、放圧するという操作を3回繰り返して系中を窒素置換した。開始剤としてα,α'−アゾビスイソブチロニトリルをメタノールに溶解した濃度1.0g/L溶液を調製し、窒素ガスによるバブリングを行って窒素置換した。次いで重合槽内温を90℃に昇温した。このときの反応槽圧力は0.4MPaであった。上記の重合槽内温を90℃に調整した後、上記の開始剤溶液3.0mlを注入し重合を開始した。重合中は重合温度を90℃に維持し、上記の開始剤溶液を用いて4.9ml/hrでα,α'−アゾビスイソブチロニトリルを連続添加して重合を実施した。重合中の反応槽圧力は0.4MPaであった。4時間後に冷却して重合を停止した。このときの固形分濃度は38%であった。次いで30℃減圧下にメタノールを時々添加しながら未反応酢酸ビニルモノマーの除去を行い、ポリ酢酸ビニルのメタノール溶液(濃度33%)を得た。得られた該ポリ酢酸ビニル溶液にメタノールを加えて濃度が25%となるように調整したポリ酢酸ビニルのメタノール溶液400g(溶液中のポリ酢酸ビニル100g)に、40℃で46.4g(ポリ酢酸ビニル中の酢酸ビニルユニットに対してモル比(MR)0.10 )のアルカリ溶液(NaOHの10%メタノール溶液)を添加してけん化を行った。アルカリ添加後約1分でゲル化したものを粉砕器にて粉砕し、1時間放置してけん化を進行させた後、酢酸メチル1000gを加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和の終了を確認後、濾別して得られた白色固体のPVAにメタノール1000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。上記洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱液して得られたPVAを乾燥機中70℃で2日間放置して乾燥PVA(PVA−4)を得た。得られたPVA(PVA−4)のけん化度は99.5モル%であった。
また、重合後未反応酢酸ビニルモノマーを除去して得られたポリ酢酸ビニルのメタノール溶液をアルカリモル比0.5でけん化した後、粉砕したものを60℃で5時間放置してけん化を進行させた後、メタノールによるソックスレー洗浄を3日間実施し、次いで80℃で3日間減圧乾燥を行って精製PVAを得た。該PVAの重合度を常法のJIS K6726に準じて測定したところ1200であった。該精製PVAの1,2−グリコール結合量を500MHzプロトンNMR(JEOL GX−500)装置による測定から前述のとおり求めたところ、2.5モル%であった。
【0022】
製造例5
攪拌機、窒素導入口、開始剤導入口および還流冷却管を備えた5L四つ口セパラブルフラスコに酢酸ビニル2000g、メタノール400g、ビニレンカーボネート78.8gを仕込み、室温下に30分間窒素バブリングしながら系中を窒素置換した。上記の重合槽内温を60℃に調整した後、開始剤としてα,α'−アゾビスイソブチロニトリル0.9gを添加して重合を開始した。重合中は重合温度を60℃に維持し、4時間後に冷却して重合を停止した。この時の固形分濃度は55%であった。次いで30℃減圧下にメタノールを時々添加しながら未反応酢酸ビニルモノマーの除去を行い、ポリ酢酸ビニルのメタノール溶液(濃度33%)を得た。得られた該ポリ酢酸ビニル溶液にメタノールを加えて濃度が25%となるように調整したポリ酢酸ビニルのメタノール溶液400g(溶液中のポリ酢酸ビニル100g)に、40℃で46.4g(ポリ酢酸ビニル中の酢酸ビニルユニットに対してモル比(MR)0.10)のアルカリ溶液(NaOHの10%メタノール溶液)を添加してけん化を行った。アルカリ添加後約1分でゲル化したものを粉砕器にて粉砕し、1時間放置してけん化を進行させた後、酢酸メチル1000gを加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和の終了を確認後、濾別して得られた白色固体のPVAにメタノール1000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。上記洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱液して得られたPVAを乾燥機中70℃で2日間放置して乾燥PVA(PVA−5)を得た。
得られたPVA(PVA−5)のけん化度は99.5モル%であった。
また、重合後未反応酢酸ビニルモノマーを除去して得られたポリ酢酸ビニルのメタノール溶液をアルカリモル比0.5でけん化した後、粉砕したものを60℃で5時間放置してけん化を進行させた後、メタノールによるソックスレー洗浄を3日間実施し、次いで80℃で3日間減圧乾燥を行って精製PVAを得た。該PVAの重合度を常法のJIS K6726に準じて測定したところ1700であった。該精製PVAの1,2−グリコール結合量を500MHzプロトンNMR(JEOL GX−500)装置による測定から前述のとおり求めたところ、3.0モル%であった。
【0023】
実施例1
還流冷却器、滴下ロート、温度計、窒素吹込口を備えた1リットルガラス製重合容器に、イオン交換水300、製造例1により得られたPVA−1(重合度1700、けん化度98.0モル%、1,2−グリコール含有量2.2モル%)26gを仕込み95℃で完全に溶解した。次に、このPVA水溶液を冷却、窒素置換後、200rpmで撹拌しながら、60℃に昇温した後、酒石酸の10%水溶液を4.4gおよび5%過酸化水素水3g(酢酸ビニルに対し、モル比で0.015)をショット添加後、酢酸ビニル26gを仕込み重合を開始した。重合開始30分後に初期重合終了を確認した。酒石酸の10%水溶液を0.9gおよび5%過酸化水素水3gをショット添加後、酢酸ビニル234gを2時間にわたって連続的に添加し、重合を完結させた。冷却後、60メッシュのステンレス製金網を用いてろ過した。以上の結果、固形分濃度47.3%のポリ酢酸ビニル系エマルジョンが得られた。このエマルジョンの100重量部に対してジブチルフタレート5部を添加混合した(Em−1)。このエマルジョンの評価を前述の方法により行った。結果を表1に示す。
【0024】
比較例1
実施例1で用いたPVA−1を用いる代わりに従来の方法により製造されたPVA−6((株)クラレ製PVA-117;重合度1700、けん化度98.0%、1,2−グリコール含有量1.6モル%)を用いた他は実施例1と同様にして固形分濃度47.1%の(Em−2)を得た。このエマルジョンの評価を前述の方法により行った。結果をあわせて表1に示す。
【0025】
実施例2
還流冷却器、滴下ロート、温度計、窒素吹込口を備えた1リットルガラス製重合容器に、イオン交換水300、製造例2により得られたPVA−2(重合度1700、けん化度88.0モル%、1,2−グリコール含有量2.2モル%) 13gを仕込み95℃で完全に溶解した。次に、このPVA水溶液を冷却、窒素置換後、200rpmで撹拌しながら、60℃に昇温した後、酒石酸の10%水溶液18gおよび酢酸ビニル26gを仕込み、1%過酸化水素水85gを2.5時間にわたって連続的に添加し、重合を開始した。重合開始30分後に初期重合終了を確認し、さらに酢酸ビニル234gを2時間にわたって連続的に添加した。酢酸ビニル添加終了後、1%過酸化水素水4.8gをショットで添加し、重合を完結させた。冷却後、60メッシュのステンレス製金網を用いてろ過した。ろ過後のろ過残量により、実施例1と同様の方法で重合安定性を評価した。以上の結果、固形分濃度47.6%のポリ酢酸ビニル系エマルジョンが得られた。さらに得られたエマルジョン100重量部に対してジブチルフタレート5部を添加混合した(Em−3)。このエマルジョンの評価を前述の方法により行った。結果をあわせて表1に示す。
【0026】
比較例2
実施例2において用いたPVA−3を用いる代わりに従来の方法により製造されたPVA−7((株)クラレ製PVA-217;重合度1700、けん化度88.0モル%、1,2−グリコール含有量1.6モル%)を用いた他は実施例2と同様にして固形分濃度47.4%の(Em−4)が得られた。このエマルジョンの評価を前述の方法により行った。結果をあわせて表1に示す。
【0027】
実施例3
実施例1において用いたPVA−1を用いる代わりに製造例3により得られたPVA−3(重合度1000、けん化度98.0モル%、1,2−グリコール含有量2.5モル%)を用いた他は実施例1と同様にして固形分濃度47.7%の(Em−5)が得られた。このエマルジョンの評価を前述の方法により行った。結果をあわせて表1に示す。
【0028】
比較例3
実施例1において用いたPVA−1を用いる代わりに従来の方法により製造されたPVA−8((株)クラレ製PVA-110;重合度1000、けん化度98.5モル%、1,2−グリコール含有量1.6モル%)を用いた他は実施例1と同様にして固形分濃度47.6%の(Em−6)が得られた。このエマルジョンの評価を前述の方法により行った。結果をあわせて表1に示す。
【0029】
実施例4
実施例1において用いたPVA−1を用いる代わりに製造例5により得られたPVA−4(重合度1200、けん化度99.5モル%、1,2−グリコール含有量2.5モル%)を用いた他は実施例1と同様にして固形分濃度47.8%の(Em−7)が得られた。このエマルジョンの評価を前述の方法により行った。結果をあわせて表1に示す。
【0030】
実施例5
実施例1において用いたPVA−1を用いる代わりに製造例6により得られたPVA−5(重合度1200、けん化度99.5モル%、1,2−グリコール含有量3.0モル%)を用いた他は実施例1と同様にして固形分濃度47.8%の(Em−8)が得られた。このエマルジョンの評価を前述の方法により行った。結果をあわせて表1に示す。
【0031】
実施例6
窒素吹き込み口、温度計、撹拌機を備えた耐圧オートクレーブにPVA−1の7.5%水溶液100部を仕込み、60℃に昇温してから、窒素置換を行った。酢酸ビニル80部を仕込んだ後、エチレンを45kg/cm2まで加圧し、0.5%過酸化水素水溶液2gおよび2%ロンガリット水溶液0.3gを圧入し、重合を開始した。残存酢酸ビニル濃度が10%となったところで、エチレン放出し、エチレン圧力20kg/cm2とし、3%過酸化水素水溶液0.3gを圧入し重合を完結させた。重合中に凝集などがなく、重合安定性に優れており、固形分濃度49.5%、エチレン含量10重量%のエチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン(Em−9)が得られた。評価を前述の方法により行った。結果を表1に示す。
【0032】
比較例4
実施例6において用いたPVA−1を用いる代わりにPVA−6を用いた他は実施例4と同様にして固形分濃度49.4%、エチレン含量10重量%のエチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン(Em−10)が得られた。評価を前述の方法により行った。結果を表1に示す。
【0033】
【表1】
【0034】
PVA-1;重合度1700、けん化度98.0モル%、1,2-グリコール結合含有量2.2モル%
PVA-2;重合度1700、けん化度88.0モル%、1,2-グリコール結合含有量2.2モル%
PVA-3;重合度1000、けん化度98.0モル%、1,2-グリコール結合含有量2.5モル%
PVA-4;重合度1200、けん化度99.5モル%、1,2-グリコール結合含有量2.5モル%
PVA-5;重合度1700、けん化度99.5モル%、1,2-グリコール結合含有量3.0モル%
PVA-6;重合度1700、けん化度98.0モル%、1,2-グリコール結合含有量1.6モル%
{(株)クラレ製PVA-117}
PVA-7;重合度1700、けん化度88.0モル%、1,2-グリコール結合含有量1.6モル%
{(株)クラレ製PVA-217}
PVA-8;重合度1000、けん化度98.5モル%、1,2-グリコール結合含有量1.6モル%
{(株)クラレ製PVA-110}
【0035】
【発明の効果】
本発明の紙工用接着剤は、初期接着性に優れ、さらに高速塗工性、耐水性および低温放置安定性にも優れており、紙管用接着剤として、さらには製袋用接着剤、合紙、段ボール用等の紙、パルプ材などの紙工用接着剤として好適に用いられる。
Claims (3)
- ビニルエステル系単量体単位を有する重合体を分散質とし、1,2−グリコール結合を1.7モル%以上有するビニルアルコール系重合体を分散剤とする水性エマルジョンからなる紙工用接着剤。
- ビニルエステル系単量体単位を有する重合体が、ビニルエステル系単量体単位およびエチレン単位を有する重合体である請求項1記載の紙工用接着剤。
- 紙管用接着剤である請求項1あるいは2記載の紙工用接着剤。
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