JP3625514B2

JP3625514B2 - ホットメルト製本用接着剤

Info

Publication number: JP3625514B2
Application number: JP05776595A
Authority: JP
Inventors: 充徳佐藤; 和博阿曽; 誠治山本
Original assignee: 日本エヌエスシー株式会社
Priority date: 1995-03-16
Filing date: 1995-03-16
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2020-03-02
Also published as: JPH08253748A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、製本に使用されるホットメルト接着剤に関するものであり、詳しくは、カレンダー帳等の紙片を綴じ合わせるのに適したホットメルト製本用接着剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カレンダー帳等の製本においては、カレンダー帳の上辺に綴じ金具を巻き付ける金具方式の製本が適用されてきた。しかし、金具方式で製本したカレンダー等は、上記綴じ金具が使用者の怪我の原因となり、またカレンダー帳等を焼却処分する際、綴じ金具が残存し、処分が煩雑になるとともに環境保全上も好ましくない。このため、最近では、綴じ金具方式の製本に代えて、熱圧着式製本やホットメルト接着剤を用いた製本（以下適宜「ホットメルト製本」ともいう）が採用されつつある。
【０００３】
上記熱圧着方式製本は、特殊印刷した紙片を数枚重ねて熱圧着する方式である。一方、上記ホットメルト製本は、図１に示すように、複数部の紙片１を重ね合わせ、この紙片１の綴じ合わせ辺に沿って貫通孔２を直線状に穿孔し、図２の拡大断面斜視図に示すように、上記貫通孔２にホットメルト接着剤３を充填して各紙片１を接着し綴じ合わせる方法である。図１および図２において、４は、紙片１の綴じ合わせ部を覆うカバーである。このホットメルト製本の例としては、特開平６−２６２８７８号公報に記載のものがあげられる。これらの方法によれば、使用者が金具で怪我をすることがなく、また不要のカレンダー帳等を焼却処分等しても、金具が残存することがない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記熱圧着方式製本とホットメルト製本において、原理的には、ホットメルト製本のほうが、生産速度が早い。しかしながら、ホットメルト製本において、生産速度を上げるために、接着に要する時間（セット時間）を短縮したり、またはカレンダー帳等の厚みが厚くなる（例えば、１．５ｍｍ以上）と、接着不良により、不良品が多発するという問題がある。これは、製本に適したホットメルト接着剤の開発が不充分であることに起因する。また、カレンダー帳は、四季を通じて使用されるものであるため、製本用のホットメルト接着剤に対し、０〜５０℃の耐久性が要求されている。
【０００５】
この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、０〜５０℃の温度での耐久性を有し、かつ製本時のセット時間が短縮され接着不良が発生しないホットメルト製本に適したホットメルト製本用接着剤の提供をその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、重ね合わせた紙片に穿設された貫通孔に充填し、上記紙片を綴じ合わせるためのホットメルト製本用接着剤であって、下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を下記の割合で含有し、かつその粘度が３０００ｃｐｓとなる温度とその軟化点との温度差が、２９℃以下であるという構成をとる。
（Ａ）エチレン共重合ポリマーが３０〜４０重量％
（Ｂ）粘着性付与剤が２５〜６０重量％
（Ｃ）ワックスが２５〜３５重量％
（Ｄ）酸化防止剤が０．１〜２．０重量％
【０００７】
【作用】
すなわち、本発明者らは、上記課題を解決するために、一連の研究を重ねた。その研究の当初、ホットメルト製本におけるホットメルト接着剤の接着機構について、一般のホットメルト接着剤の場合と比較して詳細に検討した。その結果、一般のホットメルト接着剤の接着機構は、加熱溶融された接着剤が、被着体間に塗工されたのち、被着体を圧着することにより、接着剤が被着体間に薄く展開して表面積が増大した状態で急速固化することにより、接着が完了する。これに対し、ホットメルト製本においては、重ね合わせた紙片に穿孔した貫通孔に接着剤を充填するため、表面積の増大はなく、被着体の単位面積当たりの接着剤量は、一般のホットメルト接着剤の場合と比べ、極端に多くなる。また、セット時間が短いため、セット完了後も、貫通孔内の接着剤は、半溶融状態である。これらの知見を総合的に勘案すると、ホットメルト製本用のホットメルト接着剤の開発は、半溶融状態での接着力の向上が重要課題であると結論することができた。そこで、本発明者らは、半溶融状態での接着力の向上を目的とし、ホットメルト接着剤の物性や各構成成分およびその配合割合について検討し、種々の試作品について評価を繰り返した。その結果、上記特定の構成成分を有し、かつ特定の物性を示すホットメルト接着剤は、半溶融状態での接着力が高く、かつ０〜５０℃での耐久性も備えることを見出しこの発明に到達した。この発明により、０〜５０℃の温度での耐久性を有し、かつ製本時のセット時間が短縮され接着不良の発生が防止されるホットメルト製本に適したホットメルト製本用接着剤の提供が可能となる。
【０００８】
つぎに、この発明を詳しく説明する。
【０００９】
この発明のホットメルト製本用接着剤は、エチレン共重合ポリマー（Ａ成分）、粘着性付与剤（Ｂ成分）、ワックス（Ｃ成分）、酸化防止剤（Ｄ成分）を、それぞれ所定の割合で含有し、粘度が３０００ｃｐｓになる温度と軟化点との温度差が２９℃以下という特殊な物性を示すものである。
【００１０】
上記Ａ成分であるエチレン共重合ポリマーは、ホットメルト製本用接着剤のベースポリマーとなるものであり、ホットメルト接着剤の分野で使用されるものであれば、特に制限するものではない。例えば、エチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ），エチレンノルマルブチルアクリレート（ＥｎＢＡ），エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ），エチレンメチルメタクリレート（ＥＭＭＡ）等があげられる。このなかで、得られるホットメルト製本用接着剤の半溶融状態の接着力および低温での柔軟性が優れるという理由から、ＥｎＢＡを使用することが好ましい。また、上記エチレン共重合ポリマーのメルトインデックス（ＭＩ値）およびエステル含量は、特に制限されるものではない。そして、このエチレン共重合ポリマーの配合割合は、３０〜４０重量％（以下「％」と略す）に設定する必要がある。すなわち、３０％未満であると、ホットメルト製本用接着剤の硬化体が脆くなり、４０％を超えると、ホットメルト製本用接着剤の粘度が高くなって、上記温度差が２９℃を超えるからである。
【００１１】
上記Ｂ成分である粘着性付与剤としては、例えば、天然ロジン，変性ロジン，水添ロジン，天然ロジンまたは変性ロジンのグリセロールエステル，天然ロジンまたは変性ロジンのペンタエリスリトールエステル，天然テルペンのコポリマー，天然テルペンの三次元ポリマー，天然テルペンのコポリマーまたは天然テルペンの三次元ポリマーの水素化誘導体，ポリテルペン樹脂，フェノール系変性テルペン樹脂およびその水素化誘導体，脂肪族石油炭化水素樹脂およびその水素化誘導体，芳香族石油炭化水素樹脂およびその水素化誘導体，環状脂肪族石油炭化水素樹脂およびその水素化誘導体があげられる。これらは、単独であるいは２種類以上併用することができる。２種類以上併用する場合は、相溶性樹脂または混合物として任意の組合わせで使用できる。そして、この粘着性付与剤の配合割合は、２５〜６０％であり、好ましくは３０〜５０％、特に好ましくは３０〜４０％である。すなわち、２５％未満であると、接着性が低下し、逆に６０％を超えると、柔軟性が低下するからである。
【００１２】
上記Ｃ成分であるワックスとしては、合成ワックスを使用することが好ましい。そして、ワックスの配合割合は、２５〜３５％に設定する必要がある。すなわち、２５％未満あるいは３５％を超えると、セット時間が長くなるからでる。また、この他に、４５％を超えた場合は、ホットメルト製本用接着剤の硬化体が脆くなる傾向があり、またエチレン共重合ポリマーとしてＥＶＡを使用した場合、これとの相溶性が低下する傾向がある。
【００１３】
上記Ｄ成分である酸化防止剤は、特に制限するものではないが、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤があげられる。また、この酸化防止剤の配合割合は、０．１〜２．０％の範囲であり、好ましくは０．３〜１．５％、特に好ましくは０．５〜１．０％である。
【００１４】
そして、この発明のホットメルト製本用接着剤は、上記Ａ〜Ｄ成分を所定の割合で配合して溶融混合することにより得ることができる。
【００１５】
上記ホットメルト製本用接着剤は、所定の物性を備える必要がある。すなわち、ホットメルト製本用接着剤の粘度が３０００ｃｐｓとなる温度と、ホットメルト製本用接着剤の軟化点との温度差が、２９℃以下である必要があり、好ましくは２０℃以下である。すなわち、上記温度差が、２９℃を超えると、ホットメルト接着剤の半溶融状態の接着力が低下し、セット時間が長くなるからである。この所定の物性は、ホットメルト製本用接着剤の構成成分（Ａ成分〜Ｄ成分）やその配合割合を適宜選択することにより、調整することが可能である。
【００１６】
なお、上記所定の物性は、Ｄ成分を除くＡ〜Ｃ成分を配合した場合で調整してもよい。上記Ｄ成分である酸化防止剤は、ホットメルト製本用接着剤の物性に大きな影響を与える成分ではなく、またその配合割合も少ないからである。
【００１７】
つぎに、このホットメルト製本用接着剤を用いたホットメルト製本について説明する。
【００１８】
この発明のホットメルト製本用接着剤が適用される製本機は、特に制限するものではなく、穿孔した貫通孔にホットメルト製本用接着剤を充填して製本するものであればよい。このような製本機としては、例えば、エコエース（ＢＭ−２４００，新陽エンジニアリング社製）や、タンザック５２０（採光社製）があげられる。
【００１９】
紙片に穿孔する貫通孔の孔径は、カレンダー等のサイズ等により適宜決定されるものであるが、３〜６ｍｍが好ましい。すなわち、孔径が３ｍｍ未満であると、ホットメルト製本用接着剤の充填が困難となり、接着不良が発生するおそれがあるからである。特に、綴じ合わせる紙片全体の厚みが厚くなる場合は、この傾向が強い。また、カレンダー等の綴じ合わせ部の接着強度を高める場合は、貫通孔の孔径を大きくするとよいが、貫通孔の孔径を一定以上に大きくすると、ホットメルト製本用接着剤の充填量が増えてセット性が低下するようになる。この場合、大径の貫通孔を穿孔するとともに、孔径３〜４ｍｍの小径の貫通孔を穿孔することが好ましい。このようにすると、セット性が向上するようになり、かつカレンダー等の綴じ合わせ部の接着強度も向上するようになる。この小径の貫通孔の穿孔は、大径の貫通孔と交互にしてもよいし、ランダムに穿孔してもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、この発明のホットメルト製本用接着剤は、エチレン共重合ポリマー（Ａ成分）、粘着性付与剤（Ｂ成分）、ワックス（Ｃ成分）、酸化防止剤（Ｄ成分）を、それぞれ所定の割合で含有し、粘度が３０００ｃｐｓになる温度と軟化点との温度差が２９℃以下という特殊な物性を示すものである。この接着剤は、半溶融状態で高い接着力を有するため、これをホットメルト製本に用いることにより、セット時間の短縮を図ることが可能となって、生産速度が早くなる。また、綴じ合わせる複数紙片全体の厚みが厚くなっても、製本が可能となり、ページ数が多いカレンダーや本に対してもホットメルト製本の適用が可能となる。そして、この発明のホットメルト製本用接着剤は、０〜５０℃での耐久性を有するため、例えば、カレンダーが、０℃や５０℃の過酷な温度条件におかれても、カレンダーを構成する紙片がばらけることがなくなる。
【００２１】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００２２】
まず、実施例および比較例に先立ち、下記の原料を準備した。
【００２３】
〔サゾールワックスＨ１〕
合成ワックス、サゾール社製
【００２４】
〔Ｌｏｔｒｙｌ３５ＢＡ３２０〕
ＥｎＢＡ，ＢＡ含量：３５％，ＭＩ値：３２０、エルフアトケミ（ｅｌｆａｔｏｃｈｅｍ）社製
【００２５】
〔Ｌｏｔｒｙｌ３５ＢＡ４０〕
ＥｎＢＡ，ＢＡ含量：３５％，ＭＩ値：４０、エルフアトケミ（ｅｌｆａｔｏｃｈｅｍ）社製
【００２６】
〔スミテートＫＦ−２１〕
ＥＶＡ，ＶＡ含量：２８％，ＭＩ値：４００、住友化学工業社製
【００２７】
〔スミテートＫＡ−１０〕
ＥＶＡ，ＶＡ含量：２８％，ＭＩ値：２０、住友化学工業社製
【００２８】
〔ベンゼルＸ〕
ロジンエステル，荒川化学工業社製
【００２９】
〔ウイングタックプラス〕
Ｃ₅系樹脂，グッドイヤー社製
【００３０】
〔ＮＩＲＥＺＶ２０４０〕
テルペンフェノール樹脂，アリゾナケミカル社製
【００３１】
〔イルガノックス１０７６〕
ヒンダードフェノール系酸化防止剤，日本チバガイギー社製
【００３２】
【実施例１〜６、比較例１〜４】
下記の表１および表２に示す材料を、同表に示す割合で配合した。すなわち、１５０℃に加熱した容量７００ｍｌの攪拌機に、酸化防止剤，粘着性付与剤，エチレン共重合ポリマー，ワックスの順に、材料が溶融していることを確認しながら投入し、溶融混合して、目的とするホットメルト接着剤を得た。他方、１枚の厚みが０．１６ｍｍの紙片を７枚（全体厚み１．１ｍｍ）重ね、孔径５ｍｍの貫通孔を１ｃｍ間隔で穿孔した試験片を準備した。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
このようにして得られた実施例１〜６、比較例１〜４のホットメルト接着剤について、上記試験片を用い、溶融粘度，軟化点，耐荷重評価，接着力，耐熱クリープ，柔軟性について測定，評価した。この結果を、下記の表３および表４に示す。なお、上記測定および評価は、下記に示す方法により行った。
【００３６】
〔溶融粘度〕
サーモセル付きのブルックフィールド粘度計（スピンドル２７）を用い、１２０℃，１４０℃，１６０℃，１８０℃の粘度を測定して温度−粘度曲線グラフを作成し、このグラフから３０００ｃｐｓの粘度となる温度を算出した。
【００３７】
〔軟化点〕
ＪＡＩ−７−１９９１に準じて、Ｒ＆Ｂ法でＲ＆Ｂ軟化点を測定した。
【００３８】
〔耐荷重評価（セット性評価）〕
図３に示すように、厚み１．１ｍｍの試験片５を準備し、その裏面にカバーと同じ材質の紙４Ａを配置し、また上記試験片５の表面に、ホットメルト接着剤３を塗工量１０ｇ／ｍでビード状に塗工し、この上にカバーと同じ材質の紙４Ｂを、オープンタイム３秒で貼り合わせ、プレス７を用いて３秒間圧着処理して試験体を作製した。そして、上記圧着処理の際に、試験体の両端に、おもり６を乗せた。そして、圧着処理終了後、紙４Ｂを引き上げ、試験片５および紙４Ａが剥離しないときのおもり６の最大重さを耐荷重性（ｇ）とした。この耐荷重性が大きいことは、セット時間が短いことを意味する。また、耐荷重が６０ｇ以上であれば、セット性が優れていると判断できる。
【００３９】
〔接着力〕
上記耐荷重評価と同様にして試験体を作製した。この試験体を、−１０℃および５０℃で１２時間保存した後、その材料破壊の程度（％）で接着力を評価した。
【００４０】
〔耐熱クリープ〕
図４に示すように、幅５ｃｍの試験体を作製した。同図において、１は紙片，２は貫通孔，４はカバー，６は重りを示す。また、貫通孔２内には、ホットメルト接着剤が充填されている。この試験体を、５０℃および６０℃の条件下、１００ｇのおもり６を吊るした状態で１週間放置した。そして、１週間放置後、形状を維持したものを○、変形したものを×とした。
【００４１】
〔柔軟性〕
ホットメルト接着剤を２×１０×７５ｍｍのシート状に成形して、試験体を作製した。このシート状の試験体を、０℃および２０℃で２４時間保存後、上記温度でゆっくりと折り曲げ、破断するか否かを評価した。その結果、破断しなかったものを○、破断したものを×とした。
【００４２】
〔総合評価〕
総合評価は、耐荷重性が６０ｇ以上であり、接着性，耐熱クリープが良好であるものを○とし、上記特性が一つでも劣っているものを×とした。そして、耐荷重性が１００ｇ以上で、接着性，耐熱クリープが良好であり、かつ柔軟性があるものを◎とした。
【００４３】
【表３】
【００４４】
【表４】
【００４５】
上記表３および表４から、全実施例のホットメルト接着剤は、耐荷重性（セット性）に優れていることがわかる。この耐荷重性は、上記温度差が小さくなる実施例ほど優れていた。また、全実施例のホットメルト接着剤は、接着性および耐クリープ性にも優れていた。そして、条件を最適とした実施例３，４および６のホットメルト接着剤は、柔軟性を含めた全ての特性に優れていた。これらのことから、全実施例品は、本発明におけるホットメルト製本の用途に適したものであることがわかる。これに対し、上記温度差が、２９℃を超えた比較例１〜４のホットメルト接着剤は、耐荷重性がわるかった。このことから、全比較例品は、本発明におけるホットメルト製本の用途に適さないものであることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ホットメルト製本用接着剤を用いたホットメルト製本の例を示す斜視図である。
【図２】上記ホットメルト製本用接着剤を用いたホットメルト製本の例の拡大断面斜視図である。
【図３】耐荷重性を評価する状態を説明する断面図である。
【図４】耐熱クリープを測定する状態を説明する斜視図である。

Claims

重ね合わせた紙片に穿設された貫通孔に充填し、上記紙片を綴じ合わせるためのホットメルト製本用接着剤であって、下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を下記の割合で含有し、かつその粘度が３０００ｃｐｓとなる温度とその軟化点との温度差が、２９℃以下であることを特徴とするホットメルト製本用接着剤。
（Ａ）エチレン共重合ポリマーが３０〜４０重量％
（Ｂ）粘着性付与剤が２５〜６０重量％
（Ｃ）ワックスが２５〜３５重量％
（Ｄ）酸化防止剤が０．１〜２．０重量％
上記ホットメルト製本用接着剤の粘度が３０００ｃｐｓとなる温度とその軟化点との温度差が、２０℃以下である請求項１記載のホットメルト製本用接着剤。
上記（Ａ）のエチレン共重合ポリマーが、エチレンノルマルブチルアクリレートである請求項１または２記載のホットメルト製本用接着剤。
カレンダー帳の製本に用いられる請求項１〜３のいずれか一項に記載のホットメルト製本用接着剤。