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"Verbundfolie und ihre Verwendung zum Buchbinden" Priorität: 25. Mai
1973, V.St.A., Nr. 363 835 Die Erfindung betrifft eine Verbundfolie mit einer Trägerschicht
aus einem synthetischen Polymerisat, die auf mindestens einer Seite eine im wesentlichen
kontinuierliche Schicht aus einem Schmelzkleber besitzt.
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Die Verbundfolie der Erfindung findet insbesondere Verwendung zum
Binden von Büchern.
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Die Verwendung von klebendem Buchbindematerial für das Binden von
Büchern erfordert Kleber mit ganz besonderen Eingenschaften.
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Der Kleber muß einerseits zäh an den zu bindenden Papierbögen haften
und andererseits so flexibel sein, daß der Buchrücken gebogen werden kann und die
Seiten flach liegen.
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In der US-PS 3 220 966 ist die Verwendung eines Schmelzklebers zu
Buchbindezwecken beschrieben, der Äthylen-Propylen-Copolymerisate,
glebrigmacher
und andere bekannte Zusatzstoffe, wie Wachse, zur Einstellung der Viskosität und
Härte enthält.
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In:der US-PS 3 438 921 ist die Verwendung von Schmelzklebern beschrieben,
die hthylen-Vinylacetat-Copolymerisate in Verbindung mit einem thermoplastischen
Ölharz und einem Eohlenwasserstoffwachs, oder einem Reaktiqnsprodukt eines Kohlenwasserstoffwachses
enthalten. Auch Stabilisatoren und Antioxydationsmittel können gegebenenfalls enthalten
sein. Diese Kleber werden auf den Rücken des Buches oder Heftes aufgetragen, und
nachdem man den Einband in haftenden Kontakt mit dem heißen Kleber gebracht hat,
läßt man abkühlens wodurch die Seiten und der Einband miteinander verbunden werden.
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In der US-PS 3 437 506 ist ein flächiges Buchbindematerial beschrieben,
das zum festen Verbinden der zu bindenden Seiten mit einem Einband in einem Einstufenverfahren
geeignet ist. Das flächige Buchbindematerial besteht aus einer flexiblen Urägerschicht
aus einem mit Schlichte versehenen, gewebten oder nichtgewebten Gewebe, das in mindestens
einer Riditung gedehnt werden kann; Auf diese Trägerschicht wird ein Streifen Schmelzkleber
aufgetragen, der etwa der Dicke des zu bindenden Buches entspricht. Bevorzugte Kleber
sind Copolymerisate aus Äthylen und Vinylacetat, die 60 Prozent oder mehr Paraffinwachs
enthalten.
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Unter der Einwirkung von Wärme schmilzt das Wachs und trägt das Copolymerisat
in die Zwischenräume desjenigen Materials, bei dem die Anwendung erfolgt. Durch
das Abkühlen des Klebers werden die Seiten gebunden. Ein weiteres Buchbindematerial
auf der Basis von Äthylen/Vinylacetat-Copolymerisaten ist in der US-PS
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615 106 beschrieben. Dieses Buchbindematerial ist zum Binden von Büchern mit gewölbtem
Rücken und'hartem Einband geeignet.
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Die Kleber zeigen einen hohen Grad an bleibender Verformung und ein
geringes Rückstellvermögen, was die Deformation des Buchrückens und die Aufrechterhaltung
der gewölbten Anordnung erlaubt.
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In der DT-OS 2 228 279 ist ein flächiges Buchbindematerial beschrieben,
das aus einer polymeren Trägerschicht mit hohem Schmelzpunkt und einer Schmelzkleberschicht
aus einem modifizierten Polyäthylen-Vinylacetat-Copolymerisat besteht.
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Kürzlich sind mechanische bzw. automatische Buchbindesysteme entwickelt
worden, bei denen Schmelzkleber auf einer flexiblen Trägerschicht verwendet werden.
Mit diesen Buchbindesystemen (vgl.
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US-PS 3 518 143 und 3 616 074) kann man eine Vielzahl von Panierbögen
oder anderen flächigen Erzeugnissen unterschiedlicher Dicke zu Buchform binden.
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Die Rezeptur einer Kleberkomponente für Klebebänder , die in automatischen
Buchbindesystemen verwendet werden können, wird durch die vielen Voraussetzungen,
die zur Erzielung eines annehmbaren Ergebnisses erfüllt werden müssen, kompliziert.
Einige dieser Eigenschaften lassen sich wie folgt charakterisieren: 1. Der Kleber
muß zur Gewährleistung einer leichten Handhabbarkeit und Anwendung ein Schmelzkleber
sein.
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2. Der Kleber muß auf einer geeigneten flexiblen Trägerschicht, z.B
einem Polyesterfilm, rasch haften und darf kein Verwerfen der Trägerschicht verursachen,
wenn der heiße Kleber darauf aufgebracht und auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
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3. Der Kleber muß rasch auf cellulosehaltigem Material oder anderem,
für Bücher, Magazine oder sonstige Schriften verwendeten Material haften.
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4. Der Kleber muß bei seiner Schmelztemperatur eine Viskosität besitzen,
die ein übermäßiges Fließen vermeidet, so daß bei der Anwendung des Klebers keine
Unregelmäßigkeiten entlang der Kante des Buchbindematerials bei der Anwendung auftreten.
Selbstverständlich muß andererseits die Fließfähigkeit so groß sein, daß eine ausreichende
Benetzung und Haftung auf den zu bindenden Seiten erfolgt.
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5, Der Kleber muß nach der Anwendung über einen weiten Temperaturbereich
elastische Eigenschaften besitzen, damit das Buch ohne Verletzung des Einbands geöffnet
und geschlossen werden kann. Auf der anderen Seite muß der Kleber eine geringe innere
Festigkeit-und eine langsame Rückstellung, d.h. geringes Rückstellvermögen, besitzen,
damit die Seiten des gebundenen Buches beim Öffnen flach liegen.
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Obwohl Klebersysteme eine oder mehrere der vorgenannten Eigenschaften
besitzen können, hat die Einführung automatischer Buchbindesysteme das Bedürfnis
nach einem Klebersystem mit sich gebracht, das bei der Verwendung auf einer flexiblen
Träger- bzw.
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Rückschicht alle vorgenannten Eigenschaften besitzt. Hieraus ergibt
sich unmittelbar die gestellte Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird.
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Gegenstand der Erfindung ist somit eine Verbundfolie mit einer Trägerschicht
aus einem synthetischen Polymerisat, die auf mindestens einer Seite eine im wesentlichen
kontinuierli che Schicht
aus einem Schmelzkleber besitzt. Diese
Verbundfolie ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzkleber ein thermoplastisch-elastomerer
Schmelzkleber aus einem synthetischen, organischen, thermoplastisch-elastomeren
Polymerisat ist, der bei Dehnung bei Raumtemperatur und einer Dehnungsgeschwindigkeit
von 12,7 cm/min eine Zugspannung von unter 18 kg/cm2 im Bereich von 50 bis 400 Prozent
Dehnung verursacht und einen Spannungsrelaxationswert nach 1 Minute von unter etwa
40 Prozent besitzt.
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Die Verbundfolie der Erfindung ist insbesondere für die Buchbinderei,
d.h. zum Binden von Büchern, sowie verwandte Anwendungsgebiete geeignet.
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Die überlegenen Eigenschaften der Verbundfolien der Erfindung bei
ihrer Verwendung zum Buchbinden rühren von dem Gehalt an dem thermoplastisch-elastomeren
synthetischen organischen Polymerisat her. Man erhält Einbände mit ausgezeichnetem
Alterungsverhaltt und Flachliegeeigaischaften der Seiten beim Aufschlagen Die Erfinduongsgemäß
verwendeten Schmelzkleber besitzen bei Raum-(25 c) temperat k in relativ hqhes Dehnungs-Spannungs
-Verhältnis, insbesondere im Dehnungsbereich von 50 bis 400 Prozent. Die Kleber
besitzen eine Zugspannung von unter etwa 18 kg/cm2, vorzugsweise 11 bis 14 kg/cm2
bei Dehnungswerten von 50 bis 400 Prozent. Darüber hinaus- besitzen die Kleber der
Erfindung die Fähigkeit der Rückstellung nach der Dehnung, wobei die Werte für die
bleibende Verformung (nach 30 Minuten) etwa 80 bis 150 Prozent betragen. Sie besitzen
eine bemerkenswerte Fähigkeit,
Spannung aufzunehmen bzw. zu verzehren,
wobei der Spannungsrelaxationswert weniger als etwa 40 Prozent innerhalb von etwa
1 Minute nach Anwendung der Spannung beträgt. Die Schmelzviskosität des Klebers
bei 17700 beträgt vorzugsweise 12 000 cP. Die obere Grenze der Schmelzviskosität
ist derjenige Punkt, bei dem der Kleber nicht mehr fließt, oder das Substrat, auf
das er angewendet wird, nicht mehr benetzt. Die Kleber können durch Zugabe von Klebrigmachern,
wie Kolophoniumsäuren, oder Viskositätsreglern, wie Erdölwachse, modifiziert werden.
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Bei den bevorzugten Klebern der Erfindung handelt es sich- um Schmelzkleber
mit thermoplastischem, elastomerem Charakter, die mindestens etwa 30 Gewichtsprozent,
bezogen auf Feststoffe, eines Segmentpolymerisats des Typus A-B-A enthalten, wobei
jedes A-Segment einnicht-elastomeres polymeres Segment mit einem mittleren Molekulargewicht
von etwa 2000 bis 100 000 und einer Glasübergangstemperatur von oberhalb etwa 250C
ist, und jedes Segment ein elastomeres, polymeres Segment mit einem mittleren Molekulargewicht
von etwa 25-000 bis 1 000 000 und einer Glasübergangstemperatur von unterhalb etwa
10°C bedeutet. Vorzugsweise handelt es sich bei den Segmentcopolymerisaten um solche,
in denen das elastomere Segment aus einem polymerisierten konjugierten Dien, wie
Butadien oder Isopren, und das nicht-elastomere Segment aus einer polymerisierten
alkenylaromatischen Verbindung, wie Styrol, besteht. Das konjugierte Dien besitzt
vorzugsweise einen cis-1,4-Gehalt von 80 bis 100 Prozent. Es ist wichtig, daß der
Unterschied zwischen de'n Glasübergangstemperaturen des elastomeren und des nicht-
Z
elastomeren Segments mindestens 400C, vorzugsweise mindestens
10000, beträgt, wobei das nicht-elastomere Segment 10 bis 50 Prozent des gesamten
Polymerisatgewichts ausmacht.
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Die Schmelzkleber der Erfindung können Klebrigmacher und Viskositätsregler
zur Modifizierung der physikalischen Eigenschaften, z.. der Fließeigenschaften bei
der Schmelztemperatur, enthalten. Bevorzugte Zusatzstoffe sind die Kolophoniumsäuren
und Erdölwachse. Bevorzugte Kolophoniumsäuren enthalten über 50 Prozent dimerisierte
Kolophoniumsäuren, wie dimerisierte Abietinsäure, die einen Erweichungspunkt von
etwa 150. bis 155°C und eine Säurezahl von etwa 140 bis 145 besitzt. Besonders bevorzugt
wird dimerisierte Kolophoniumsäure mit einem Erweichungspunkt von etwa 15200 und
einer Säurezahl von etwa 143. Diese Kolophoniumsäure ist unter der Handelsbezeichnung
"DYMEREX" (Herst.Hercules Chemical Co.) erhältlich.
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Als Wachse werden erfindungsgemäß vorzugsweise Erdölwachse, wie Paraffinwachse
oder mikrokristalline Wachse bevorzugt. Diese Wachse können Schmelzpunkte von 50
bis 700C (gemäß ASTM D 87) und eine Saybolt-Viskosität bei 990C von etwa 37 bis
53 (gemäß ASTM D 88) besitzen. Erfindungsgemäß geeignete mikrokristalline Wachse
besitzen Schmelzpunkte von 60 bis 95°C (ASTM D 127) und Saybolt-Viskositäten bei
99°C von 72 bis 90 (ASTM D 88). Erfindungsgemäß haben sich die kristallinen Paraffinwachse
als besonders geeignet erwiesen.
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Bei dem Polymerisat der flexiblen Trägerschicht kann es sich um ein
beliebiges Polymerisat handeln, das den für das Schmelzen des
Schmelzklebers
erforderlichen Temperaturbedingungen standhält.
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Polyesterfolien, insbesondere die biaxial orientierten Polyäthylenterephthalatfolien,
werden bevorzugt. Zur Verbesserung der Haftung des Schmelzkleberüberzugs kann der
Polyester in bekannter Weise vorbehandelt werden, z.B. mittels einer Koronavorbehandlung
u-nd/oder Grundierung mit einem sog. Primer, vorzugsweise aus einem Vinylacetatpolymerisat.
Ein besonders bevorzugt ter Polyvinylacetat-Primer für den Polyesterfilm ist unter
der Handelsbezeichnung 'IRESYS PRIMER 3000'1 (Herst. National Starch and Chemical
Company) erhältlich. Dieser Primer wird vorzugsweise vor der Anwendung des Schmelzklebers
auf den Papierstapel aufgebracht.
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Die Wahl des Klebers und der Trägerschicht für Verbundfolien, die
für automatische Buchbindesysteme geeignet sind , ist nicht einfach. Wie bereits
dargelegt, müssen viele Eignungsfaktoren in Betracht gezogen werden. Die Kombination
der vorgenannten Stoffe ergibt eine heißsiegelfähige Verbundfolie, die in voller
Breite aufgebracht werden kann, kein übermäßiges Verwerfen zeigt, auf jede gewünschte
Größe geschnitten werden kann und eine Vielzahl von Bögen fest in Buchform zu binden
vermag, ohne nachteiliges Fließverhalten oder Abfließen beim Erhitzen auf die Schmelztemperatur,
Die Fähigkeit der erfindungsgemäßen Verbundfolien, währaid der Anwendung keine Verwerfungen
einzugehen und kein übermäßiges Fließen bei Schmelztemperaturen zu zeigen, macht
sie außerordentlich geeignet für die Verwendung in automatischen Buchbindesystemen,
wo das flächige Buchbindematerial in die Bindevorrichtung eingeführt und zum Binden
von Büchern unterschiedlicher Dicke auf jede beliebige Größe geschnitten u
werden
muß. Es sind automatische Buchbindesysteme entwickelt worden, um Bündel oder Stapel
von Bögen verschiedener Dicke aufzunehmen, die entsprechenden Kanten der Bögen fest
zusammen zu halten und den Schmelzkleber auf den Rand oder den Rücken aufzubringen,
die Kanten eng zusammenzuhalten, bis der Kleber gehärtet ist, und schließlich den
gebundenen Band auszustoßen. Ein kritischer Faktor in einem brauchbaren, wirksamen
System zur Durchführung dieser Verarbeitungsschritte ist die Auswahl des geeigneten
Klebers. Der Kleber muß alle Funktionen bekannter Buchbindekleber erfüllen, d.h.
die Seiten fest binden, genügend Flexibilität besitzen, um das Aufschlagen des Buches
zu ermöglichen und das Flachliegen der Seiten zu gewährleisten, bei der Alterung
Flexibilität und HS tvermögen behalten, sowie die vorgenannten Funktionen über einen
weiten Temperaturbereich gewährleisten. Zusätzlich zur Gewährleistung der vorgenannten
Eigenschaften muß der Kleber auf die in automatischen Buchbindesystemen verwendeten
Auftrgsvorrichturgai abgestimmt sein.
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Wie bereits dargelegt, muß die Trägerschicht flexibel sein, gutes
Alterungsvermögen besitzen und sowohl den beim Auftragen des Klebers auf die-Trägerschicht
als auch den beim Buchbinden auftretenden Temperaturen standhalten. Weiterhin muß
es sich um eine Trägerschicht handeln, die sich mit dem Kleber oder dem Primer (zur
Haftverbesserung zwischen Kleber und Trägerschicht) verbtidet. Als Trägerschichten
werden Polyesterfolien bevorzugt, wobei Folien aus Polyäthylenterephthalat, insbesondere
biaxial orientierte Folien4 besonders bevorzugte Polyesterfolien darstellen.
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Die Folie ist vorzugsweise so dick, daß die heißsiegelfähige Folie
Naßhaltegenauigkeit besitzt und ein Verwerfen der Verbundfolie
beim
Erhitzen auf die im allgemeinen beim Buchbinden angewendeten Temperaturen, z.B.
100 bis 200°C, vermieden wird. Die Trägerfolien der Erfindung besitzen somit vorzugsweise
eine Dicke von mindestens 25 , insbesondere mindestens 50 ji. Die obere Grenze der
Foliendicke bestimmt sich in erster Linie nach Maßgabe der gewünschten Festigkeit
und nach ökonomischen Überlegungen. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die hier
auch hinsichtlich der Verbundfolie.
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verwendete Bezeichnung "Follel'\Reinerlei Beschränkung bedeutet, Stoffe
bzw sondern daß hierunter auch Schichtstoffe von solcher Dicke verstanden werden,
die normalerweise nicht mehr als "Folien" bezeichnet werden.
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Die verwendeten flexiblen Trägerfolien können je-nach Wunsch lichtdurchlässig,
durchscheinend oder opak sein. Aus ästhetischen und praktischen Gründen hat es sich
als vorteilhaft erwiesen, eine opake, schwarze Trägerfolie zu verwenden.
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Die schwarze Folie verdeckt die gebundenen Seitenkanten am Buchrücken
und gewährleistet einen dekorativen, ansprechenden, gleichmäßigen, schwarzen Einband
für das Buch. Darüber hinaus gewährleistet die schwarze Farbe einen erhöhten Schutz
vor Abbau des Klebers im Falle der Einwirkung von UV-Licht.
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Die Wahl einer zufriedenstellenden Kleberkomponente für flächiges
Buchbindematerial wird durch die vorgenannten harten Anforderungen erschwert. Von
besonderer Wichtigkeit bei der Auswahl des Klebers ist die Widerstandsfähigkeit
gegenüber Verwerfungen der heißsiegelfähigen Verbundfolie. Dieser Verwerfungswiderstand
ist besonders wichtig bei automatischen Systemen, damit die Zufuhr, Abmessung und
Anwendung des Materials leicht und
genau erfolgen kann. Die erfindmigsgemäß
verwendeten thermoplastischen Elastomeren stelien Kleber mit überragender Schrumpf
festigkeit beim Abkühlen dar und somit tritt nach der Schmelzbeschichtung der flexiblen
Trägerschicht beim Abkühlen nur geringes oder überhaupt kein Schrumpfen bzw. Verwerfen
ein.
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Die erfindungsgemäß verwendeten Schmelzkleber dürfen auch kein übermäßiges
Fließen oder gar Abfließen beim Erhitzen auf die Schmelztemperatur infolge der Tatsache
zeigen, daß die Verbundfolien der Erfindung in voller Breite mit Kleber beschichtet
sind. Wenn die Schmelzeigenschaften, z . B. die Schmelzviskosität, des Schmelzklebers
ungeeignet sind, fließt der Kleber während des Bindevorgangs unter der Trägerschicht
hin durch und verursacht unschöne Kleberspuren entlang der Kante des Bindematerials.
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Damit die Klebe-Verbundfolie geeignete Eigenschaften zur Anwendung
und Handhabung besitzt, rnuß sie eine ausreichende Haftung und Festigkeit besitzen,
um die mit dem Einband verbundenen Seiten während des Gebrauchs fest zusammen zu
halten. Die Klebe-Verbundfolie der Erfindung ist vorzugsweise so flexibel,-daß die
hiermit gebundenen Bücher leicht aufgeschlagen werden können.
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Wenn das Buch weit geöffnet ist, z.B. flach und eben auf der Unterlage
aufliegt, ist der Kleber in beträchtlichem Umfang, z.B.
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bis zu 300 oder 400 Prozent, gedehnt. Wenn der Kleber keine ausreichenden
Spannungsrelaxationseigenschaften zur Herabsetzung der angewendeten Spannung besitzt,
sondern stattdessen aufgrund der Rückstellkraft auf die Wiedererstellung der ursprünglichen
Anordnung hinwirkt, werden die Seiten zu einem geschlossenen
Zustand
zurückgezogen oder sind in starkem Maß gewölbt, so daß kein Plachliegen erreicht
wird.
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Vorzugsweise besitzt die Kleberkomponente der erfindungsgemäßen Verbundfolien
eine Schmelzviskosität von mindestens 12 000 cP, insbesondere etwa 15 000 cP, jeweils
bei 1770C. Bei der Dehnung mit einem Dehnungsmeßgerät ("Instran-Tester") bei Raumtemperatur
und einer Dehnungsgeschwindigkeit von 12,7 cm/min besitzt die Kleberkomponente vorzugsweise
ein Zugspannung von unter 18 kg/cm2 über den Bereich von 50 bis 400 Prozent Dehnung.
Besonders bevorzugt besitzt der Kleber eine Zugspannung von etwa 7 bis 18 kg/cm2,
insbesondere etwa 9 bis 11 kg/cm2,bei bei 50 Prozent Dehnung. Bei 400 Prozent Dehnung
besitzt der Kleber vorzugsweise eine Zugspannung von etwa 7 bis 18 kg/cm2, vorzugsweise
etwa 12 bis 14 kg/cm2. Die Steigung der Spannungs-Dehnungs-Kurve des Klebers bei
Dehnungswerten von 50 bis 400 Prozent ist vorzugsweise gering oder positiv und liegt
insbesondere zwischen 0 und etwa 0,4.
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Die erfindungsgemäß geeigneten Kleber müssen elastomeren Charak ter
aufweisen und trotzdem die Fähigkeit besitzen, unter Spannung zu relaxieren. Der
Kleber besitzt vorzugsweise eine bleibende Verformung (30 Minuten nach der Dehnung
bis zum Bruch bei 12,7 cm/min) von unter 150 Prozent, vorzugsweise etwa 100 Prozent.
Bei der Dehnung bei Raumtemperatur auf 100 Prozent bei 50,8 cm/min und Beibehaltung
der konstanten Dehnung beträgt die ausgeübte Spannung des Klebers nach 1 Minute
unter etwa 40 Prozent, bezogen auf die momentan bei 100 Prozent Dehnung ausgeübte
Spannung. Dies stellt ein Maß für die Eigenschaft der
Spannungsrelaxation
oder Spannungsretention des Klebers dar.
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Die angegebenen Werte für die Spannung/Dehnung (Zugfestigkeit), permanente
Verformung und Spannungsrelaxation beziehen sich auf Messungen mit dem "Instron"-Prüfgerät
bei Raumtemperatur. Die Messungen werden wie folgt vorgenommen: Eine Probe des Klebers-wird
fest mit den Klauen des Prüfgeräts verbunden , nachdem man den Querschnitt der Probe
bestimmt hat.
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Spannung/Dehnung (Zugfestigkeit) Einspannlänge 1,3 cm. Die Probe wird
mit einer Geschwindigkeit von 12,7 cm/min bis zum Bruch gedehnt. Das Kraft (kg.
cm2)/Dehnungs-diagramm wird graphisch festgehalten.
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Bleibende Verformung Man läßt die vorgenannte Probe nach der Dehnung
bis zum Bruch 30 Minuten entspannen und mißt die nach 50 Minuten noch verbleibende
Dehnungsvergrößerung. Dieser Wert stellt die bleibende Verformung dar.
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Spannungsrelaxation oder Spannungsretention Die Probe wird mit dem
Zugfestigkeits-Prüfgerät bei einer Geschwindigkeit von 15,8 cm/min bis auf eine
Dehnung von 100 Prozent gebracht und dann 30 Minuten bei dieser Dehnung belassen.
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Die Spannungsrelaxation in Abhängigkeit von der Zeit (oder prozentuale
ursprüngliche Spannung in Abhängigkeit von der Zeit) wird graphisch aufgetragen.
Bei dieser Prüfung wird die Fähigkeit eines Klebers bestimmt, unter Spannung bei
konstanter Dehnung
zu relaxieren.
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Die Klebe-Verbundfolien der Erfindung müssen auch in der Lage sein,
die Seiten so fest zu binden, daß sie während des normalen Gebrauchs fest mit dem
Einband verbunden bleiben. Bücher, Schriften, Berichte usw., die mit den Klebern
der Erfindung gebinden sind, erfordern im allgemeinen eine Kraft von mindestens
etwa 180 g/lin. cm der Bindung, um die Seite aus der Bindung herauszuziehen bzw.
herauszureißen. Oft benötigt man zur Entfernung der Seite etwa 360 bis 2160 g/lin.cm
der Bindung. Wenn die Seiten entlang der Bindekante gekerbt sind, erreicht man im
allgemeinen eine bessere Bindung, und man benötigt eine Kraft von etwa 540 bis 2160
g/lin.cm der Bindung, um diese gebundenen Seiten zu entfernen.
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Ein bevorzugter Kleber der Erfindung ntLält mindestens 30 bis 50 Gewichtsprozent,
insbesondere etwa 40 Gewichtsprozent, des vorgenannten, aus drei Segmenten bestehenden
Polymerisats des A - B - A -Typs, das Styrol und ein konjugiertes Dien enthält.
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Besonders bevorzugt werden diejenigen Segnnntpolymerisate, die nicht-elastomere
A-Segmente aus Polystyrol und elastomere B-Scü;-mente aus Polybutadien besitzen.
Diese bevorzugten Polynerisate sind unter der Handelsbezei chnung KRATON (Herst.
Shell Chemical Co.) erhältlich und in den US-PS 3 239 478 und 3 265 765 beschrieben.
Es wurde gefunden, daß diese Segmentpolymerisate die einzigartigen thermoplastis
ch-elastomeren Eigenschafte n gewährleisten, die für die Kleber der Erfindung erforderlich
sind.
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Die KolophoniumCurekomponente der bevorzugten Kleberrezeptur der
Erfindung
stellt vorzugsweise mindestens 30 Gewichtsprozent, insbesondere etwa 44 Gewichtsprozent,
dar. Die Kolophoniumsäuren wirken als Klebrigmacher, vermutlich druch selektive
Weichmachung der elastomeren Segmente des Segmentpolymerisats. Bei der bevorzugten
Kolophoniumsäure handelt es sich um dimerisierte Kolophoniumsäure, die ein thermoplastisches
Harz mit einem Erweichungspunkt von etwa 150 bis 1520C und einer Säurezahl von etwa
143 bis 145 darstellt. Diese dimerisierte Kolophoniumsäure ist unter der Handelsbezeichnung
"DYMEREX" (Herst. Hercules Chemical Co.) erhältlich.
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Bei dem in der bevorzugten Kleberrezeptur der Erfindung verwendeten
Wachs handelt es sich um ein Erdölwachs, das mindestens 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise
etwa 16 Gewichtsprozent, bezogen auf die Kleberkonponente, ausmacht. Besonders bevorzugt
wird kristallines Paraffinwachs.
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Eine bevorzugte erfindungsgemäße Kleberrezeptur enthält folgende Bestandteile:
Bestandteil Gewichtsteile Styrol-Butadien-St rol-Copolyme- 40 rist (Kraton 1101
dimerisierte Kolophoniumsäure 44 (D1EREX) kristallines Paraffinwachs 16 Eine Schmelzkleberzusammensetzung
der vorgenannten Rezeptur ist unter der Handelsbezeichnung "E-Z-OPEN 80 (34-1080)"
(Herst.
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National Starch Corporation) erhältlich und in der Firmenliteratur
zur
Verwendung als Buchbinde-Schmelzkleber vorgeschlagen worden. Erfindungsgemäß wird
ein Schmelzkleberüberzug von 0,25 bis 0,50 mm Dicke, vorzugsweise 0,35 mm Dicke,
auf die flexible Trägerschicht, z.B. eine Polyesterfolie von 50 P Dicke, vorzugsweise
eine biaxial orientierte Polyäthylenterephthalatfolie, aufgebracht. Es hat sich
als vorteilhaft erwiesen, die Polyesterfolie einer Korona-Vorbehandlung zu unterziehen
und einen Primer zur Verbesserung der Haftung des Schmelzklebers auf die Polyesterfolie
aufzutragen. Die Korona-Behandlung ist an sich bekannt und besteht darin, daß man
die Folie durch eine herkömmliche Korona-Behandlungsvorrichtung laufen läßt. Die
Korona-vorbehandelte Folie wird anschließend mit einem Primer aus einem Vinylacetatpolymerisat,
wie RESYIY PRIMER 3000 (33-3000) (Hersteller National Starch and Chemical Corp.)
grundiert. Dieser Primer wird in der B.rmenliteratur als Primer für Seiten empfohlen,
auf die der Schmelzkleber aufgebracht werden soll.
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Es ist überraschend, daß die Verbundfolien der Erfindung eine hervorragender
Eigenschaften hinsichtlich Kombination Handhabung, bindevermögen und der vergenannten
Eigenschaften in sich vereinigen. Bekannte Kleber, die aus anderen bekannten Elastomeren
oder Harzen hergestellt sind, oder von denen man gute Haftungseigenschaften erwarten
würde, haben sich erfindungsgemäß nicht als brauchbar erwiesen. Polymere Stoffe,
wie hochmolekulare Vinylharze, thermoplastische Terpenharze und Polyesterurethanelastomere,zeigen
bei ihrer Verwendung in Schmelzklebern das Fehlen der Eigenschaften, die die Elastomeren
und Kleber der Erfindung besitzen. Aus den vorgenannten Elastomeren hergestellte
Kleber besitzen nicht die gewünschte Kombination der Eigenschaften, z.B. hinsichtlich
des L
vorteilhaften Fließverhaltens und der Flachliegeeigenschaften,
oder, wenn die Kleber auf eine flexible Trägerschicht aufgebracht und abgekühlt
werden, hinsichtlich der Verwerfungsbeständigkeit.
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Diese Nachteile machen die hiermit hergestellten Verbundfolien ungeeignet
für die Verwendung in automatischen Buchbindesystemen.
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Auch Copolymerisate aus Butadien und Acrylnitril oder. Styrol und
Butadien des A - B -Typs haben sich als ungeeignet erwiesen, zeigen schlechte Fließeigenschaften
und übermäßiges Verwerfen, wenn sie auf eine flexible Trägerschicht aufgebracht
werden. Ein handelsüblicher Schmelzkleber, der ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat,
ein kristallines Paraffinwachs und Kolophoniumsäure enthält, hat sich ebenfalls
aufgrund der schlechten Haftung gegenüber Polyesterfolien, schlechter Flachliegeeigenschaften
und einer unannehmbaren Schmelzviskosität als ungeeignet erwiesen. Darüber hinaus
zeigt dieser Kleber übermäßiges Verwerfen beim Aufbringen auf eine flexible Trägerschicht.
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Die Beispiele erläutern die Erfindung.
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Beispie.l 1 Es wird eine Verbundfolie für Buchbindezwecke unter Verwendung
einer herkömmlichen Rakel-Auftragsvorrichtung hergestellt. Die Auftragsvorrichtung
wird auf etwa 1200C erhit%t und während der Beschichtung atit: dieser Temperatur
gehalten. Ein Schmelzkleber (E-Z-OPEN 8£), Herst. National Starch and Chemical)
wird auf etwa 177 bir. 19000 erhitzt und dem Bett einer 15cm - Rakel zb-.geführt.
Eine
50 P dicke Polyesterfolie (Polyäthylenterephthalat, biaxial orientiert) wird in
herkömmlicher Weise einer Koronabehandlung unterworfen, mit einem Vinylacetat-Primer
(RESYN PRIMER 300, Herst. National Starch and Chemical) grundiert und anschließend
durch die Auftragsvorrichtung geführt.
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Die Rakel-Auftragsvorrichtung wird mit einer Spaltbreite von 0,81
mm betrieben. Hierbei erhält man einen Überzug aus dem Schmelzkleber von 0,38 mm
Dicke. Nach dem Abkühlen wird die erhaltene Klebe-Verbundfolie zu einer Rolle aufgewickelt
und in einer Buchbindevorrichtung zum Binden von Büchern, Schriften und Berichten
verschiedener Dicke verwendet. Hierbei wird die Verbundfolie auf die geamnschte
Größe geschnitten, auf den Buchrücken aufgebracht und, während die Decken des zu
bindenden Buches überlappt werden, fest in Position gehalten, bis zum Fließen und-
Benetzen des Klebers erhitzt und wieder abgekühlt. Der Einband ist es findet kein
sehr ansprechend, / Austreten des Klebers an den Kanten der statt Verbundfolie.
Die Seiten des gebundenen Buches werden durch die Buchbindefolie festgehalten und
können nicht ohne besondere Kraft aufwendung entfernt werden. Das Buch laßt sich
lei cht öffnen und schließen und bleibt beim Öffnen flach liegen, wobei die Seiten
keine Reigung zur Wölbung oder vollständigem Umschlagen besitzen.
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Vergleichsbeispiele 2 bis 19 Gemäß Beispiel 1 werden Auchbinde-Verbundfolien
hergestellt, wobei jedoch Schmelzkleber der nachfolgend angegebenen Rezepturen verwendet
werden:
Vergleichsbei- Gewichtsstiel Nr. Rezeptur teile 2 Dimethylformamid
350 Estane 5707 F-1 (B.F.Goodrich) 150 3 Hycar 1001 (B.F.Goodrich) 142 MEK (Methyläthylketon)
425 4 Elvax 260 (DuPont) 200 Piccolyte S-135 (Venn.Ind.
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Chem. Corp.) 200 Multiwax 180W (Witco Chem.Co.) 100 5 Elvax 210 (DuPont)
280 Multiwax 180W (Witco) 120 6 Elvax 40 (DuPont) 280 Multiwax 180W (Witco) 120
7 Elvax 260 (DuPont) 280 Multiwax 180W (Witco) 120 H. B. Fuller - Schmelzkleber
8 574-R 100 9 805-R 100 10 744-R 100 11 H.B. Fuller-Harz 574-R 100 Kraton 1101 (Shell
Chem.Co.) 10 12 H.B. Fuller-Harz 805-R 100 Kraton 11Q1 (Shell) 5 13 H.B. Fuller-Harz
744-R 100 Kraton 1101 (Shell) 5 Swifts-Schmelzkleber 14 Z-639 100 15 Z-12-022 100
16 Y-625 100
Vergleichsbei- Rezeptur Gewichtsteile soiel Nr.
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17 Swifts Harz Z-639 100 Kraton 1101 (Shell) 10 18 Swifts Harz Y-625
100 Kraton 1101 (Shell) 5 19 Swifts Harz Z-12-022 100 Elvax 250 (DuPont) 10 Die
gemäß den Vergleichsbeispielen 2 bis 19 hergestellten Kleber Verbundfolien werden
in einem automatischen Buchbindesystem verwendet. Hierbei zeigt sich, daß die Verbundfolien
sämtlich unbrauchbar sind, da sie in starkem Maße zu Verwerfungen neigen und somit
zu Störungen bei dem Aufgabesystem der Buchbindemaschine führen. Viele der verwendeten
Kleber besitzen schlechte Flexibilität und Haftung, und sämtliche Kleber vermögen
nicht die erforderlichen Plachliegeeigenschaften zu gewährleisten.
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Patentansprüche