CN104946190A - 装订用的热熔胶组成物 - Google Patents

Abstract

本发明在此公开一种装订用的热熔胶组成物，包含多元醇、亚甲基二苯基异氰酸酯、一热塑性橡胶、一黏合性树脂、一增塑剂、一消泡剂、一抗氧化剂、及一紫外线稳定剂。该热熔胶组成物的优点在于其具有优异的耐温性在低温下仍保有其物理性质，且因其亦具有优异的耐磨损性、耐冲击性及柔韧性，因此不需拆开书的封面书本内页可轻易地展开至360°，且在书籍装订过程中因其快速的固化所以不会黏至装订机。

Description

装订用的热熔胶组成物

技术领域

本发明涉及一种装订用的热熔胶组成物，特别是，该装订用的热熔胶组成物，因其具有优异的耐温性在低温下仍保有其物理性质，且因其亦具有优异的耐磨损性、耐冲击性及柔韧性，因此不需拆开书的封面书本内页可轻易地展开至360°，且在书籍装订过程中因其快速固化所以不会黏至装订机。

背景技术

装订书通常是指将黏着剂涂布至印装物的一侧，然后在其上附加一封面。当常用的装订用乙烯-醋酸乙烯酯为基底的热熔胶黏着剂所形成具有一500μm厚度的黏合层在0℃或更低的温度时，特别是在冬天，如果书受到碰撞，则会导致书的黏合层容易裂开的问题。

此外，常用的乙烯-醋酸乙烯酯为基底的热熔胶黏着剂还有一个问题，当使用者展开书时，因其弹性低导致该书无法完全展开，并且，当为了展开书而施加过大的力量会导致书的黏结部分容易损坏。

同时，在书装订的过程通常是依以下步骤进行：使用滚压机将熔化的黏着剂涂布于书，覆盖一封面至书同时熔化的黏着剂会固化使封面黏合至书，然后切割该有封面黏合的书的边缘。在这样的情况下，常用装订书的乙烯-醋酸乙烯酯为基底的热熔胶黏着剂固化缓慢，会有黏着剂黏至切割器或类似物，因而污染装订机器。

发明内容

据此，本发明为解决上述问题，本发明的一目的为提供一种装订用的热熔胶组成物，因其具有优异的耐温性，在低温下如在冬季，仍保有其物理性质，且因其亦具有优异的耐磨损性、耐冲击性及柔韧性，因此不需拆开书的封面书本内页可轻易地展开至360°。

本发明的另一目的是提供一种装订用的热熔胶组成物，在书装订过程中因其快速的固化不会黏至装订机而污染装订机。

为达上述目的，本发明提供一种装订用的热熔胶组成物，包含：多元醇(polyol)、亚甲基二苯基异氰酸酯(methylenediphenylisocyanate)、一热塑性橡胶(thermoplastic rubber)、一黏合性树脂(adhesive resin)、一增塑剂(plasticizer)、一消泡剂(defoamer)、一抗氧化剂(antioxidant)、及一紫外线稳定剂(ultravioletstabilizer)。

该热熔胶组成物可包含：100重量份的多元醇、35至45重量份的亚甲基二苯基异氰酸酯、15至25重量份的热塑性橡胶、10至45重量份的黏合性树脂、4至30重量份的增塑剂、2.5至5重量份的消泡剂、1.5至2.5重量份的抗氧化剂、及1.5至2.5重量份的紫外线稳定剂。

在该热熔胶组成物中，该多元醇可为一重量配比按份计为1∶1的聚醚多元醇与聚酯多元醇的混合物。

再者，该聚醚多元醇可由聚丙二醇(polypropylene glycol)所组成。

再者，该热塑性橡胶可由苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(styrene-ethylene-butadiene-styrene)共聚物所组成。

再者，该黏合性树脂可由甘油酯(glycerol ester)所组成。

再者，该增塑剂可由二丙二醇二苯甲酸酯(dipropyleneglycol dibenzoate)所组成。

再者，该消泡剂可由氧化钙(calcium oxide)所组成。

具体实施方式

以下，本发明的最佳实施例描述如下，本发明的实施例详细地描述本发明构思，使本领域技术人员可轻易地进行本发明，然其并非用以限定本发明的技术构思及范围。

本发明的装订用的热熔胶组成物，包含：多元醇、亚甲基二苯基异氰酸酯、一热塑性橡胶、一黏合性树脂、一增塑剂、一消泡剂、一抗氧化剂、及一紫外线稳定剂。较佳地，该热熔胶组成物可包含：100重量份的多元醇、35至45重量份的亚甲基二苯基异氰酸酯、15至25重量份的热塑性橡胶、10至45重量份的黏合性树脂、4至30重量份的增塑剂、2.5至5重量份的消泡剂、1.5至2.5重量份的抗氧化剂、及1.5至2.5重量份的紫外线稳定剂。

本发明的热熔胶组成物的主要成分为多元醇，其在两端提供带有羟基基团的官能基，能经使多元醇与亚甲基二苯基异氰酸酯反应而产生聚氨酯。

此外，多元醇可为一重量配比按份计为1∶1的聚醚多元醇与聚酯多元醇的混合物，利用聚醚多元醇与聚酯多元醇的混合物与亚甲基二苯基异氰酸酯反应所产生聚氨酯(polyurethane)制备一热熔胶组成物，使其即使零度以下的温度，如在冬季，仍保有其物理性质，且因其亦具有优异的耐磨损性、耐冲击性及柔韧性，而可轻易地展开。

在本发明一实施例中，可使用重量平均分子量为1000至3000的聚醚多元醇，而无其它限制。较佳地，聚醚多元醇可由聚丙二醇(polypropylene glycol)所组成。再者，只需使用重量平均分子量为500至7000的聚酯多元醇，而无其它限制。较佳地，聚酯多元醇可由聚己内酯多元醇(polycaprolactone polyol)所组成。

本发明包含35至45重量份的亚甲基二苯基异氰酸酯，并藉由与多元醇反应而产生聚氨酯。当亚甲基二苯基异氰酸酯的量低于35重量份时，亚甲基二苯基异氰酸酯与多元醇形成聚氨酯的聚合反应便会进行缓慢，而当亚甲基二苯基异氰酸酯超过45的重量份时，所制备的聚氨酯的柔韧性会劣化。

亚甲基二苯基异氰酸酯与多元醇的反应机制如反应式1表示：

<反应式1>

在制备聚氨酯预聚物(polyurethane prepolymer)的过程中接触到存在空气中或被黏物表面的水分，使得依以下方法形成一个三维网状结构，因而具有高的黏合强度。

一含有具三维网状结构聚氨酯预聚物的黏合组成物，对玻璃、金属及各种形式合成树脂有优异的黏合性，并从高温至低温皆保有优异的可靠性。

本发明包含15至25重量份的热塑性橡胶，用于改善本发明的热熔胶组成物的黏合强度及黏合性。当热塑性橡胶的量低于15重量份时，则不能充分达到上述效果，而当热塑性橡胶的量超过于25重量份时，则制造成本会增加。

在本发明一实施例中，该热塑性橡胶由苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物所组成。

本发明包含10至45重量份的黏合性树脂，用于改善本发明的热熔胶组成物的黏度及黏合性。当黏合性树脂的量低于10重量份时，则黏度及黏合性无法充分改善，而当热塑性橡胶的量超过于45重量份时，则造成热熔胶组成物的黏度过度增加，因而降低可加工性。

在本发明一实施例中，该黏合性树脂可由从松脂萃取的甘油酯所组成。

本发明包含4至30重量份的增塑剂，用于改善本发明热熔胶组成物的耐热性及柔韧性。当该增塑剂的量低于4重量份时，则不能充分达到上述效果，而当该热塑性橡胶的量超过于30重量份时，则造成热熔胶组成物的机械性质变差。

在本发明一实施例中，该增塑剂可由二丙二醇二苯甲酸酯所组成。

本发明包含2.5至5重量份的消泡剂，用于防止本发明的热熔胶组成物的物理性质劣化，其中，物理性质的劣化是由于该组成物固化所产生气体成分而使气泡形成。

该消泡剂可由氧化钙所组。当该消泡剂的量低于2.5重量份时，则不能充分达到上述效果，而当该消泡剂的量超过5重量份时，则造成该热熔胶组成物的机械性质劣化。

本发明包含1.5至2.5重量份的抗氧化剂，用于防止本发明的热熔胶组成物氧化，因而保有其中的物理性质。当该抗氧化剂的量低于1.5重量份时，则无法充分达到防止氧化的效果，而当该抗氧化的量超过2.5重量份时，则造成该热熔胶组成物的物理性质劣化。

在本发明实施例中，所使用的抗氧化剂没有任何限制，但较佳地，可使用酚型抗氧化剂。

本发明包含1.5至2.5重量份的紫外线稳定剂，用于即使该热熔胶组成物暴露于紫外线时仍保有本发明热熔胶组成物的物理性质。

当该紫外线稳定剂的量低于1.5重量份时，则不能充分达到上述效果，而当该紫外线稳定剂的量超过2.5重量份时，则造成该热熔胶组成物的物理性质会劣化。

在本发明一实施例中，所使用的紫外线稳定剂没有任何限制，可选自于任何一个二苯甲酮(benzophenone)、苯并三唑(benzotriazole)及烯丙酯(allylester)所组成的群组。

该热熔胶组成物是经由以下步骤制备：将100重量份的多元醇、15至25重量份的热塑性橡胶、10至45重量份的黏合性树脂、4至30重量份的增塑剂、2.5至5重量份的消泡剂、1.5至2.5重量份的抗氧化剂及1.5至2.5重量份的紫外线稳定剂加入至反应器中；将混合物搅拌1至2小时，同时将反应器加热80℃至150℃；在搅拌的混合物中加入35至45重量份的亚甲基二苯基异氰酸酯，将该混合物在80℃至150℃聚合反应1至2小时；在真空中去除聚合产物的气泡，同时调整反应器的压力在760mmHg。

以上所述方法制备的热熔胶组成物具有反应黏合性及热熔黏合性两个性质，由于其固化机制而表现出热熔黏合性的环境友好(无溶剂)与快速固化速率，以及表现出反应黏合性的高黏合强度及耐热性两个性质。

就物理性质而言，在最初黏合阶段，经由热熔胶的黏合机制该热熔胶组成物表现出最初黏合性(生胶强度)(热熔黏合胶在高温下流动的流动性随着温度减少而降低因而固化，因此表现出黏合性)，且，随着时间经过，热熔胶组成物与空气中或被黏物的表面的水反应，因而经由反应黏合性的固化机制而表现出较晚的黏合性。因此，该热熔胶组成物由于热熔黏合性的黏合机制而具有快速作用速率，以及由于具有三维网状结构反应黏合性的固化机制而具有高的黏合强度。

该装订用的热熔胶组成物主要由聚氨酯预聚物及热塑性树脂组成，聚氨酯聚合物的反应机制如下。

依据本发明制备装订用的热熔胶组成物的方法，其物理性质将可由以下实施例的描述更为清楚。

<实施例1>

在反应器中，加入100重量份的多元醇，其中把重量平均分子量为2000的聚醚多元醇与重量平均分子量为3500的聚酯多元醇以重量配比按份计为1∶1混合，20重量份的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，40重量份的甘油酯，4重量份的二丙二醇二苯甲酸酯，2重量份的氧化钙，2重量份的酚型抗氧化剂(ANOX-20)以及2重量份的二苯甲酮，然后搅拌90分钟同时将反应器加热至120℃。接着，在搅拌的混合物中加入40重量份的亚甲基二苯基异氰酸酯，将该混合物在120℃聚合反应90分钟。聚合反应后，在真空中去除聚合产物的气泡，同时调整反应器的压力在760mmHg，藉此制备出装订用的热熔胶组成物。

<实施例2>

除了将35重量份的甘油酯及8重量份的二丙二醇二苯甲酸酯混合外，实施例2制备装订用的热熔胶组成物的方法与实施例1相同。

<实施例3>

除了将30重量份的甘油酯及12重量份的二丙二醇二苯甲酸酯混合外，实施例3制备装订用的热熔胶组成物的方法与实施例1相同。

<实施例4>

除了将25重量份的甘油酯及16重量份的二丙二醇二苯甲酸酯混合外，实施例4制备装订用的热熔胶组成物的方法与实施例1相同。

<实施例5>

除了将20重量份的甘油酯及20重量份的二丙二醇二苯甲酸酯混合外，实施例5制备装订用的热熔胶组成物的方法与实施例1相同。

<实施例6>

除了将15重量份的甘油酯及25重量份的二丙二醇二苯甲酸酯混合外，实施例6制备装订用的热熔胶组成物的方法与实施例1相同。

<实施例7>

除了将12重量份的甘油酯及30重量份的二丙二醇二苯甲酸酯混合外，实施例7制备装订用的热熔胶组成物的方法与实施例1相同。

将实施例1至7中所制备的每一个装订用的热熔胶组成物应用于纸张的表面，然后固化。之后测量其黏度、软化温度、抗张强度及可弯性，将结果列于表1中。

(在本发明中，黏度是使用黏度计测得；软化温度是使用软化温度仪测得；抗张强度是藉由附加一个测试样本至张力测试器，然后以10±1mm/min张力速度拉测试样本而测得；以及可弯性是藉由将该黏合剂组成物至500μm的厚度，在0℃及-10℃下弯曲该黏合剂组成物层至360°，且维持弯曲3分钟，然后肉眼观察是否有裂纹形成。)

<表1>

如表1所述，可以确定在实施例1至实施例7所制备的热熔胶组成物由于其高的黏度而具有优异的黏合性和抗张强度。

此外，能够确定实施例1至实施例7所制备的热熔胶组成物在零度以下的温度，如在冬天，仍保有各自的物理性质，因其优异的可弯性使得装订好的书本可轻易的展开，且书籍装订过程中因为其快速固化不会黏至装订机而污染装订机。

如上所述，本发明的热熔胶组成物的优点在于其具有优异的耐温性，所以在零度以下的温度，如在冬天，仍保有其物理性质，且因其具有优异的耐磨损性、耐冲击性及柔韧性，因此不需拆开书的封面书本内页可轻易地展开至360°，且在书籍装订过程中因其快速的固化所不会黏至装订机而污染装订机。

虽本发明的较佳实施例的揭示用来说明本发明，但本行业技术人员理解可在不悖离如随附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，可进行各种修饰、添加及取代。

Claims (8)

1.一种装订用的热熔胶组成物，其特征在于，包含：多元醇、亚甲基二苯基异氰酸酯、一热塑性橡胶、一黏合性树脂、一增塑剂、一消泡剂、一抗氧化剂、及一紫外线稳定剂。

2.如权利要求1所述的热熔胶组成物，其特征在于，包含：100重量份的多元醇、35至45重量份的亚甲基二苯基异氰酸酯、15至25重量份的热塑性橡胶、10至45重量份的黏合性树脂、4至30重量份的增塑剂、2.5至5重量份的消泡剂、1.5至2.5重量份的抗氧化剂、及1.5至2.5重量份的紫外线稳定剂。

3.如权利要求1或2所述的热熔胶组成物，其特征在于，该多元醇为一重量配比按份计为1∶1的聚醚多元醇与聚酯多元醇的混合物。

4.如权利要求3所述的热熔胶组成物，其特征在于，该聚醚多元醇是由聚丙二醇所组成。

5.如权利要求1或2所述的热熔胶组成物，其特征在于，该热塑性橡胶是由苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物所组成。

6.如权利要求1或2所述的热熔胶组成物，其特征在于，该黏合性树脂是由甘油酯所组成。

7.如权利要求1或2所述的热熔胶组成物，其特征在于，该增塑剂是由二丙二醇二苯甲酸酯所组成。

8.如权利要求1或2所述的热熔胶组成物，其特征在于，该消泡剂是由氧化钙所组成。