水性樹脂組成物およびそれを用いた接着方法
【課題】高速せん断下においても凝集しにくく、機械安定性に優れ、使用後には容易にロールを洗浄できる水性アクリル系樹脂組成物を提供する。
【解決手段】アクリル系樹脂エマルジョン、ＨＬＢが１５．５〜１７である界面活性剤を固形分で０．０５〜２重量％、尿素を０．０５〜２重量％含有することを特徴とする水性樹脂組成物。また、該樹脂組成物を用いて、１００ｍ／分以上のライン速度で紙を接着することを特徴とする接着方法。
【解決手段】アクリル系樹脂エマルジョン、ＨＬＢが１５．５〜１７である界面活性剤を固形分で０．０５〜２重量％、尿素を０．０５〜２重量％含有することを特徴とする水性樹脂組成物。また、該樹脂組成物を用いて、１００ｍ／分以上のライン速度で紙を接着することを特徴とする接着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高速せん断下においても凝集しにくく、機械安定性に優れる水性アクリル系樹脂組成物に関する。
【０００２】
アクリル系樹脂エマルジョンは単量体や重合方法の選択の幅が広く、様々な特徴を持たせることができるため、粘着剤、接着剤、塗料、紙や繊維用バインダーなどとして広く使用されている。また、アクリル系樹脂エマルジョンは単量体の選択によりＴｇを低くすることが可能であり、同様にＴｇを低く設計できるスチレン−ブタジエン共重合樹脂エマルジョンよりも機械安定性に優れるため、高速せん断下において使用される紙工用接着剤として好適に使用されている。
【０００３】
紙工用接着剤は１００ｍ／分以上のライン速度で使用されることも珍しくなく、前述したように高速せん断下においても凝集することなく使用できることが求められている。また、塗布量を増やしたい場合などに溝付きロールが用いられることがあるが、溝付きロールでは接着剤が受けるせん断力はさらに増加するため、使用中には凝集物が発生したり皮膜化することがなく、使用後には容易にロールを洗浄できる接着剤が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許文献１、２には特定のポリビニルアルコールを用いることにより、機械安定性などを向上させたアクリル系樹脂エマルジョンが開示されている。しかしながら、ポリビニルアルコールを用いて重合を行うと粘度が高くなりやすく、紙工用で求められる高速塗工時に糸引きや糊飛びが発生するため、紙工用接着剤としては不向きであった。
【特許文献１】特開平6-128443号公報
【特許文献２】特開2006-124682号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は高速せん断下においても凝集しにくく、機械安定性に優れる水性アクリル系樹脂組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、アクリル系樹脂エマルジョン、ＨＬＢが１５．５〜１７である界面活性剤、尿素を含有することを特徴とする水性樹脂組成物であり、該樹脂組成物を用いて紙を接着することを特徴とする接着方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の水性樹脂組成物は機械安定性に優れるため、使用中には凝集物が発生したり皮膜化することがなく、使用後には容易にロールを洗浄できる。特に、溝付きロールで塗布したり、１００ｍ／分以上のライン速度での使用に適する。したがって、本発明の水性樹脂組成物は紙工用接着剤の他、粘着剤、一般接着剤、塗料、紙や繊維用バインダーなどとして広く使用することができる。また、本発明の接着方法により、紙工製品を生産性良く製造できる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明で使用するアクリル系樹脂エマルジョンは、界面活性剤などの乳化剤の存在下でアクリル酸エステル、メタクリル酸エステルやこれらと共重合可能な公知の単量体を公知の重合手法を用いて重合することにより得られる。使用できるアクリル系樹脂エマルジョンは特に限定されないが、紙工用接着剤として用いる場合はガラス転移温度が−４０℃〜０℃であることが好ましい。また、粒子径が小さすぎると基材への浸透が速くなり、粒子径が大きすぎると基材への浸透が遅くなってどちらも作業性が低下することから、レーザー式粒子径測定器における体積基準の平均粒子径が５０〜３００ｎｍ程度のものが好ましい。
【０００９】
本発明の水性樹脂組成物の必須成分となるＨＬＢが１５．５〜１７である界面活性剤は、尿素とともに水性樹脂組成物の機械安定性を向上させるために添加される。本発明において、この範囲外のＨＬＢを有する界面活性剤は機械安定性を向上させることができない。ＨＬＢは界面活性剤の親水性と疎水性のバランスに関して０〜２０の値で表される指標であり、数値が小さければ疎水性が高く、数値が高ければ親水性が高い。界面活性剤はアクリル系樹脂エマルジョンの重合時にも使用されるため、重合時にＨＬＢが１５．５〜１７である界面活性剤を用いて重合されたアクリル系樹脂エマルジョンを用いる場合、必ずしも該界面活性剤を改めて添加しなければならないわけではない。しかしながら、該界面活性剤の添加量をアクリル系樹脂エマルジョンの合成時の添加量で調整しようとすると、アクリル系樹脂エマルジョンの重合安定性や粒子径などに影響を及ぼすおそれがあるため、別途水性樹脂組成物に添加することが好ましい。機械安定性を向上させ、かつ水性樹脂組成物の耐水性を低下させないため、水性樹脂組成物に対してＨＬＢが１５．５〜１７である界面活性剤を固形分で０．０５〜２重量％となるよう添加することが好ましく、０．１〜１重量％とすることがより好ましい。
【００１０】
尿素は、前記ＨＬＢが１５．５〜１７である界面活性剤とともに水性樹脂組成物の機械安定性を向上させるために添加される。水性樹脂組成物への溶解、分散性を考慮すると粒状尿素を用いることが好ましい。機械安定性を向上させ、かつ水性樹脂組成物の耐水性を低下させないため、水性樹脂組成物に対して尿素を０．０５〜２重量％となるよう添加することが好ましく、０．１〜１重量％とすることがより好ましい。
【００１１】
水性樹脂組成物には各種の配合材料を添加することができる。具体的には、粘着付与樹脂、充填材、増粘剤、分散剤、レベリング剤、架橋剤、防腐剤、消泡剤、防錆剤などが挙げられる。
【００１２】
本発明の水性樹脂組成物は機械安定性に優れ、粘着剤、接着剤、塗料、紙や繊維用バインダーなどとして広く使用できる。中でも好適な利用方法は紙工用接着剤であり、使用中には凝集物が発生したり皮膜化することがなく、使用後には容易にロールを洗浄できるため、紙工製品を生産性良く製造できる。
【００１３】
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明する。もちろん、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００１４】
実施例１
アクリル系樹脂エマルジョンであるアクロナールＹＪ−８５０５Ｄ（ＢＡＳＦ社製、固形分６５％、商品名）１００重量部に対して、界面活性剤であるエマルゲン１４７（花王社製、ＨＬＢ１６．３、商品名）の２５重量％水溶液を１．８重量部、粒状尿素０．２５重量部、増粘剤であるラテコールＤ（ＢＡＳＦ社製、商品名）の５０重量％水溶液を０．７５重量部、アンモニア水（２８重量％）０．２重量部を混合し、実施例１の水性樹脂組成物を得た。
【００１５】
比較例１
実施例１において、エマルゲン１４７を添加せず、粒状尿素の添加量を０．５重量部とした他は実施例１と同様に行い、比較例１の水性樹脂組成物を得た。
【００１６】
比較例２
実施例１において、エマルゲン１４７の添加量を２．４重量部とし、粒状尿素を添加しなかった他は実施例１と同様に行い、比較例２の水性樹脂組成物を得た。
【００１７】
試験評価方法
各水性樹脂組成物について、以下の方法で試験評価を行った。
洗浄性
ガラス板に乾燥後膜厚が２５μｍとなるように塗布し、２４時間乾燥した。乾燥皮膜に水を数滴垂らして指で擦り、皮膜が溶解したものを○、皮膜が溶解せずに残ったものを×と評価した。
接着性能
上質紙に乾燥後膜厚が２５μｍとなるように塗布し、２４時間乾燥した。これを段ボール表面に重ね、ハンドローラーで圧締することにより貼り合せた後に剥離し、紙破となったものを○、界面剥離となったものを×と評価した。
【００１８】
【表１】
【００１９】
実施例１の水性樹脂組成物は洗浄性に優れ、接着性能も良好であった。一方、比較例の各水性樹脂組成物は洗浄性が劣っていた。
【技術分野】
【０００１】
本発明は高速せん断下においても凝集しにくく、機械安定性に優れる水性アクリル系樹脂組成物に関する。
【０００２】
アクリル系樹脂エマルジョンは単量体や重合方法の選択の幅が広く、様々な特徴を持たせることができるため、粘着剤、接着剤、塗料、紙や繊維用バインダーなどとして広く使用されている。また、アクリル系樹脂エマルジョンは単量体の選択によりＴｇを低くすることが可能であり、同様にＴｇを低く設計できるスチレン−ブタジエン共重合樹脂エマルジョンよりも機械安定性に優れるため、高速せん断下において使用される紙工用接着剤として好適に使用されている。
【０００３】
紙工用接着剤は１００ｍ／分以上のライン速度で使用されることも珍しくなく、前述したように高速せん断下においても凝集することなく使用できることが求められている。また、塗布量を増やしたい場合などに溝付きロールが用いられることがあるが、溝付きロールでは接着剤が受けるせん断力はさらに増加するため、使用中には凝集物が発生したり皮膜化することがなく、使用後には容易にロールを洗浄できる接着剤が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許文献１、２には特定のポリビニルアルコールを用いることにより、機械安定性などを向上させたアクリル系樹脂エマルジョンが開示されている。しかしながら、ポリビニルアルコールを用いて重合を行うと粘度が高くなりやすく、紙工用で求められる高速塗工時に糸引きや糊飛びが発生するため、紙工用接着剤としては不向きであった。
【特許文献１】特開平6-128443号公報
【特許文献２】特開2006-124682号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は高速せん断下においても凝集しにくく、機械安定性に優れる水性アクリル系樹脂組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、アクリル系樹脂エマルジョン、ＨＬＢが１５．５〜１７である界面活性剤、尿素を含有することを特徴とする水性樹脂組成物であり、該樹脂組成物を用いて紙を接着することを特徴とする接着方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の水性樹脂組成物は機械安定性に優れるため、使用中には凝集物が発生したり皮膜化することがなく、使用後には容易にロールを洗浄できる。特に、溝付きロールで塗布したり、１００ｍ／分以上のライン速度での使用に適する。したがって、本発明の水性樹脂組成物は紙工用接着剤の他、粘着剤、一般接着剤、塗料、紙や繊維用バインダーなどとして広く使用することができる。また、本発明の接着方法により、紙工製品を生産性良く製造できる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明で使用するアクリル系樹脂エマルジョンは、界面活性剤などの乳化剤の存在下でアクリル酸エステル、メタクリル酸エステルやこれらと共重合可能な公知の単量体を公知の重合手法を用いて重合することにより得られる。使用できるアクリル系樹脂エマルジョンは特に限定されないが、紙工用接着剤として用いる場合はガラス転移温度が−４０℃〜０℃であることが好ましい。また、粒子径が小さすぎると基材への浸透が速くなり、粒子径が大きすぎると基材への浸透が遅くなってどちらも作業性が低下することから、レーザー式粒子径測定器における体積基準の平均粒子径が５０〜３００ｎｍ程度のものが好ましい。
【０００９】
本発明の水性樹脂組成物の必須成分となるＨＬＢが１５．５〜１７である界面活性剤は、尿素とともに水性樹脂組成物の機械安定性を向上させるために添加される。本発明において、この範囲外のＨＬＢを有する界面活性剤は機械安定性を向上させることができない。ＨＬＢは界面活性剤の親水性と疎水性のバランスに関して０〜２０の値で表される指標であり、数値が小さければ疎水性が高く、数値が高ければ親水性が高い。界面活性剤はアクリル系樹脂エマルジョンの重合時にも使用されるため、重合時にＨＬＢが１５．５〜１７である界面活性剤を用いて重合されたアクリル系樹脂エマルジョンを用いる場合、必ずしも該界面活性剤を改めて添加しなければならないわけではない。しかしながら、該界面活性剤の添加量をアクリル系樹脂エマルジョンの合成時の添加量で調整しようとすると、アクリル系樹脂エマルジョンの重合安定性や粒子径などに影響を及ぼすおそれがあるため、別途水性樹脂組成物に添加することが好ましい。機械安定性を向上させ、かつ水性樹脂組成物の耐水性を低下させないため、水性樹脂組成物に対してＨＬＢが１５．５〜１７である界面活性剤を固形分で０．０５〜２重量％となるよう添加することが好ましく、０．１〜１重量％とすることがより好ましい。
【００１０】
尿素は、前記ＨＬＢが１５．５〜１７である界面活性剤とともに水性樹脂組成物の機械安定性を向上させるために添加される。水性樹脂組成物への溶解、分散性を考慮すると粒状尿素を用いることが好ましい。機械安定性を向上させ、かつ水性樹脂組成物の耐水性を低下させないため、水性樹脂組成物に対して尿素を０．０５〜２重量％となるよう添加することが好ましく、０．１〜１重量％とすることがより好ましい。
【００１１】
水性樹脂組成物には各種の配合材料を添加することができる。具体的には、粘着付与樹脂、充填材、増粘剤、分散剤、レベリング剤、架橋剤、防腐剤、消泡剤、防錆剤などが挙げられる。
【００１２】
本発明の水性樹脂組成物は機械安定性に優れ、粘着剤、接着剤、塗料、紙や繊維用バインダーなどとして広く使用できる。中でも好適な利用方法は紙工用接着剤であり、使用中には凝集物が発生したり皮膜化することがなく、使用後には容易にロールを洗浄できるため、紙工製品を生産性良く製造できる。
【００１３】
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明する。もちろん、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００１４】
実施例１
アクリル系樹脂エマルジョンであるアクロナールＹＪ−８５０５Ｄ（ＢＡＳＦ社製、固形分６５％、商品名）１００重量部に対して、界面活性剤であるエマルゲン１４７（花王社製、ＨＬＢ１６．３、商品名）の２５重量％水溶液を１．８重量部、粒状尿素０．２５重量部、増粘剤であるラテコールＤ（ＢＡＳＦ社製、商品名）の５０重量％水溶液を０．７５重量部、アンモニア水（２８重量％）０．２重量部を混合し、実施例１の水性樹脂組成物を得た。
【００１５】
比較例１
実施例１において、エマルゲン１４７を添加せず、粒状尿素の添加量を０．５重量部とした他は実施例１と同様に行い、比較例１の水性樹脂組成物を得た。
【００１６】
比較例２
実施例１において、エマルゲン１４７の添加量を２．４重量部とし、粒状尿素を添加しなかった他は実施例１と同様に行い、比較例２の水性樹脂組成物を得た。
【００１７】
試験評価方法
各水性樹脂組成物について、以下の方法で試験評価を行った。
洗浄性
ガラス板に乾燥後膜厚が２５μｍとなるように塗布し、２４時間乾燥した。乾燥皮膜に水を数滴垂らして指で擦り、皮膜が溶解したものを○、皮膜が溶解せずに残ったものを×と評価した。
接着性能
上質紙に乾燥後膜厚が２５μｍとなるように塗布し、２４時間乾燥した。これを段ボール表面に重ね、ハンドローラーで圧締することにより貼り合せた後に剥離し、紙破となったものを○、界面剥離となったものを×と評価した。
【００１８】
【表１】
【００１９】
実施例１の水性樹脂組成物は洗浄性に優れ、接着性能も良好であった。一方、比較例の各水性樹脂組成物は洗浄性が劣っていた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリル系樹脂エマルジョン、ＨＬＢが１５．５〜１７である界面活性剤、尿素を含有することを特徴とする水性樹脂組成物。
【請求項２】
前記ＨＬＢが１５．５〜１７である界面活性剤を固形分で０．０５〜２重量％含有し、前記尿素を０．０５〜２重量％含有することを特徴とする、請求項１記載の水性樹脂組成物。
【請求項３】
ライン速度が請求項１または２記載の樹脂組成物を用い、１００ｍ／分以上のライン速度で紙を接着することを特徴とする接着方法。
【請求項１】
アクリル系樹脂エマルジョン、ＨＬＢが１５．５〜１７である界面活性剤、尿素を含有することを特徴とする水性樹脂組成物。
【請求項２】
前記ＨＬＢが１５．５〜１７である界面活性剤を固形分で０．０５〜２重量％含有し、前記尿素を０．０５〜２重量％含有することを特徴とする、請求項１記載の水性樹脂組成物。
【請求項３】
ライン速度が請求項１または２記載の樹脂組成物を用い、１００ｍ／分以上のライン速度で紙を接着することを特徴とする接着方法。
【公開番号】特開２０１０−２４８２７９（Ｐ２０１０−２４８２７９Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９５８７１（Ｐ２００９−９５８７１）
【出願日】平成２１年４月１０日（２００９．４．１０）
【出願人】（０００１００６９８）アイカ工業株式会社 (566)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１０日（２００９．４．１０）
【出願人】（０００１００６９８）アイカ工業株式会社 (566)
【Ｆターム（参考）】
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