JPH0717884B2

JPH0717884B2 - 本の綴代用の強化ゴムベースホットメルト接着剤組成物

Info

Publication number: JPH0717884B2
Application number: JP1199523A
Authority: JP
Inventors: トーマス・ピー・フラナガン
Original assignee: ナショナル・スターチ・アンド・ケミカル・コーポレイション
Priority date: 1988-08-17
Filing date: 1989-08-02
Publication date: 1995-03-01
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: CA1336950C; DE68910060D1; DK402889D0; DE68910060T2; JPH0291181A; DK402889A; EP0357933B1; EP0357933A1

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、軟質装丁された本の綴代を形成するのに用い
られる強化感圧性ホットメルト接着剤に関するものであ
る。

（従来の技術）軟質またはソフトカバー本は、一般にペーパーバックま
たは他の好適な表紙を施して本の背を形成するブックブ
ロックを形成する一連の印刷された素材または折り綴じ
の綴じられた端にホットメルト接着剤の層を被覆するこ
とによって形成される。このプロセスは、ブックブロッ
ク（book block）の表紙への第一の接着をもたらす一
方、第二接着を、しばしば、表紙の綴代において形成す
る。この接着は、少量の接着剤を綴代領域の近傍のブッ
クブロックに施すことによって製造される。実際には、
綴代形成は、表紙を固着する前に接着剤をブックブロッ
クにを施し、次いで製造操作におけるいくつかのポイン
ト「ダウンライン」（dowuline）においてブックカバー
に圧力を施すことによって形成する二つの異なる段階で
行われる。この接着剤を施す目的は、接着剤の接着を隠
しまた接着剤を強化し、且つ本が軟質カバーを握ること
だけで比較的に容易に剥がれるのを防ぐことである。

本願に用いられる接着剤は、種々の性質を有さなければ
ならず、特に本発明の接着剤は、適用が容易であり、綴
代接着の形成点において強固なアグレシブタック（agre
ssive tack）とし、異なるカバー素材として良好に接着
し、且つ常温および高温の両方にける耐クリープ性およ
び耐常温流れ性とするために低密度（即ち、350゜Ｆに
おいて約500〜5,000cpsの粘度）を有さなければならな
い。従来使用される接着剤は、一般に、製本操作におい
て用いられる非感圧性ホットメルト接着剤またはエマル
ジョン接着剤であった。両方のタイプの接着剤は、これ
が共通に比較的に短い風乾時間、即ち、ボンドが見出さ
れるまでの時間が短いという欠点がある。この風乾時間
の欠点は、製造ラインが中断、低減または停止がアグレ
シブタックの損失をし、続いて大量の半完成生成物を必
要とするという自動化された製本プロセスにおける重要
な問題を引き起こす。従来技術の接着剤の限りある風乾
時間から生じる別の問題は、綴代を形成する時間、特に
低い機械速度を含む際に必要とされる残りのアグレシブ
タックの存在を確実とするために施されなければない比
較的に重いに被覆重量によって生じる殆ど形成されない
綴代による高い不良率である。補足的不良は、好適な軽
い皮膜重量を高い製造速度において用いる場合である
が、軽い皮膜重量が接着形成の前に固化し、それゆえに
接着が形成されないという接着ラインにおける機械が低
速化または停止する場合に限りある風乾時間生成物によ
り生じる。

（発明の構成）本発明者等は、実質的に放射状の形状に配置されたスチ
レンおよびブタジエンからなり、スチレン部位少なくと
も35重量％を含有する接着剤から製造される感圧性ホッ
トメルト接着剤組成物が軟質本の綴代の形成に有効であ
ることを見出した。

従って、本発明は、ホットメルト接着剤の溶融フィルム
を綴代端の近傍領域上で且つ綴代端と実質的に隣接する
長さの間でブックブロックの両側の外側シート上に施
し、これを表紙を施し、且つ上記のホットメルトフィル
ムの上記領域における本の表紙上に圧力をかける段階か
らなる綴じられたブックブロック上に綴代を形成する方
法において、上記ホットメルト接着剤が、（ａ）スチレン含量35重量％以上であり、300％伸度に
おける弾性率が少なくとも4.5MPaであり、かつ溶液粘度
が1,000cps以下である実質的に放射状のスチレン−ブタ
ジエンブロックコポリマー10〜40重量％、（ｂ）混和性粘着付与性樹脂20〜65重量％、（ｃ）安定化剤0.1〜４重量％、および（ｄ）可塑化オイルからなる残部（100％まで）からな
る感圧性接着剤組成物である上記の方法を導くものであ
る。

本発明において有効なブロックコポリマーは、実質的に
放射状の形状に配置されたスチレンおよびブタジエンか
らなり、スチレン部位少なくとも35重量％、一般には約
50重量％までを含有する。しかしながら、非常に重要な
ことは、選ばれるコポリマーは、300％伸度における弾
性率が少なくとも4.5MPaであり、かつ溶液粘度（トルエ
ン中における25％におけるブルックフィールド（Brookf
ield）粘度計を用いた23℃における粘度）が1,000cps以
下でなければならない。これらコポリマーは、例えば、
米国特許第3,239,478号、同第3,427,269号、同第3,700,
633号および同第3,932,327号等に教示される方法を用い
て製造することができる。他に、上記コポリマーは、Kr
aton DX1122（スチレン37％、弾性率4.8MPa、粘度670cp
s）の商標名でShell Chemical Co.から、Europrene SOL
T 162LW/1（スチレン40％、弾性率5.0MPa、粘度750cp
s）の商標名でまたはSOL T 162LW/2（スチレン40％、弾
性率4.6MPa、粘度640cps）の商標名でEni Chem America
s（Agip USA Inc.）から購入できる。接着剤に使用する
コポリマーの最適使用は、最終使用用途により異なる
が、上記コポリマーは、一般に、接着剤組成において10
〜40重量％、好ましくは、15〜25重量％で存在する。

接着剤組成物に使用される粘着付与剤は、炭化水素樹
脂、水素化炭化水素樹脂、合成ポリテルペン類、ロジン
エステル類および天然テルペン類等であることができ
る。より詳しくは、有効な粘着付与剤としては、（１）
例えば、ガムロジン、ウッドロジン、タル油ロジン、蒸
留ロジン、水素化ロジン、二量化ロジンおよび重合ロジ
ン等の天然または改質ロジン類、（２）例えば、淡青色
ウッドロジンのグリセロールエステル、水素化ロジンの
グリセロールエステル、重合ロジンのグリセロールエス
テル、水素化ロジンのペンタエリスリトールエステルお
よびロジンのフェノール改質ペンタエリスリトールエス
テル等の天然または改質ロジン類のグリセロールおよび
ペンタエリスリトールエステル、（３）例えば、スチレ
ン／テルペンおよびα−メチルスチレン／テルペン等の
天然テルペン類のポリマーおよびターポリマー、（４）
ASTM法E28−58Tにより測定された軟化点80〜150℃を有
するポリテルペン類（上記ポリテルペン類は、一般に、
緩やかな低い温度においてフリーデル−クラフツ触媒の
存在下にピネンとして知られている二環式モノテルペン
等のテルペン炭化水素類の重合より得られる；また水素
化ポリテルペン類をも含む）、（５）例えば、二環式モ
ノテルペンおよびフェノールの酸性媒体における縮合に
より得られる樹脂組成物等のフェノール改質テルペン樹
脂類およびこれらの誘導体類、（６）環球式軟化点70〜
135℃を有する脂肪族石油炭化水素樹脂類（上記樹脂は
主にオレフィン類およびジオレフィン類からなるモノマ
ーの重合によって得られ、水素化脂肪族石油炭化水素樹
脂類も含む）、（７）芳香族石油炭化水素樹脂類および
これらの誘導体類および（８）脂環式石油炭化水素樹脂
類およびこれらの誘導体類がある。二種以上の上記の粘
着付与剤の混合物は、数例の組成に必要とされる。粘着
付与剤は、20〜65重量％の量で用いられる。

ホットメルト接着剤の残部（約60重量％まで）は、少な
くとも一種のオイル希釈剤からなる。好適な可塑化また
は増量オイル類は、通常の可塑化オイル類だけでなくオ
レフィンオリゴマーおよび低分子量ポリマー類並びに植
物油および動物油およびこれらの誘導体をも含む。利用
することができる石油誘導オイル類は、少数部分として
のみ芳香族炭化水素類を含有する（好ましくは、上記オ
イルの30重量％以下、特に15重量％以下）比較的高沸点
物質である。他に、上記オイル類は、総合的に非芳香族
であってもよい。上記オリゴマーは、平均分子量350〜1
0,000のポリプロピレン、ポリブテン、水素化ポリイソ
プレンおよび水素化ポリブタジエン等であってもよい。
本発明に含まれる安定剤または抗酸化剤のうち、硫黄−
および燐−含有フェノール類等の高分子量ヒンダードフ
ェノール類および多官能フェノール類が好適である。ヒ
ンダードフェノール類は、当業者に公知であり、そのフ
ェノール性ヒドロキシル基近傍において立体的に疎なラ
ジカルをも含有するフェノール類として特徴付けること
ができる。特に、ターシャリーブチル基は、一般にフェ
ノール性ヒドロキシル基に対してオルト位の少なくとも
一つにおいてベンゼン環上に置換される。ヒドロキシル
基の周辺におけるこれらの立体的な疎なラジカルの存在
は、延伸振幅（stretching frequency）を遅延させ相応
してその反応性を遅延する役割を果たす。即ち、この立
体障害は、その安定性を有するフェノール性化合物を提
供する。代表的なヒンダードフェノール類としては、1,
3,5−トリメチル2,4,6−トリス（3,5−ジ−tert−ブチ
ル−４−ヒドロキシル）ベンゼン；ペンタエリスリトー
ルテトラキス−３（3,5−ジ−tert−ブチル−４−ヒド
ロキシル）プロピオネート;n−オクタデシル−3,5−ジ
−tert−ブチル−４−ヒドロキシフェノール）プロピオ
ネート;4,4′−メチレンビス（2,6−tert−ブチルフェ
ノール）;4,4′−チオビス（６−tert−ブチル−ｏ−ク
レゾール）;2,6−tert−ブチルフェノール;6−（４−ヒ
ドロキシフェノキシ）−2,4−ビス（ｎ−オクチル−チ
オ）−1,3,5−トリアジン；ジ−ｎ−オクタデシル3,5−
ジ−tert−ブチル−４−ヒドロキシベンジルホスホネー
ト;2−（ｎ−オクチル−チオ）エチル3,5−ジ−tert−
ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート；およびソルビト
ールヘキサ［３−（3,5−ジ−tetr−ブチル−４−ヒド
ロキシフェノール）プロピオネート］が挙げられる。上
記安定剤は、0.1〜４重量％、好ましくは、約２重量％
以下の量で存在する。

任意の添加剤を、ホットメルト組成物の性質を改良する
ためにホットメルト組成物に添加してもよい。上記の添
加剤としては、二酸化チタン等の着色剤、タルクおよび
粘土等の充填材並びに少量の（例えば、約５％以下）の
石油誘導ワックスが含まれる。

これらのホットメルト接着剤組成物を、当該技術分野に
公知の技術を用いて処方してもよい。操作例としては、
ジャケット付ケトル、好ましくはローターを付され、温
度を250〜350゜Ｆの範囲（利用する正確な温度は特定の
粘着付与剤の融点に依る）に上昇するBaker−Perkinsま
たはDay typeのジャケット付強力混合器に総粘着付与樹
脂濃度の約半分を配合することを含む。樹脂が融解した
際に撹拌を開始し、そしてブロックコポリマーおよび安
定剤を任意の添加剤（但し、その存在は所望により、後
者成分の添加は塊の形成を避けるために長期間にわたっ
て延ばされる）とともに加える。残りの粘着付与剤およ
びオイルを充分に且つ均一に混合して平滑であり且つ均
一な塊が得られるまで撹拌および加熱を続ける。得られ
るホットメルト接着剤組成物は、一般に塊状のオイルと
して製造され、剥離被膜チューブまたはボックスに包装
される。

（実施例）以下の説明のための実施例において、他にことわりのな
い限り、全ての部は、重量部を示し、また全てのは摂氏
を示す。

実施例Ｉ以下の実施例は、上記の通りの使い捨て工業における使
用に適する処方における本発明の接着剤の製造を説明す
るものである。

以下のサンプルの製造において、150℃に加熱され、撹
拌翼を付された強力混合器を粘着付与樹脂半分で満し
た。上記樹脂を溶融した後、次いで撹拌を開始して、ブ
ロックコポリマーおよび抗酸化剤をゆっくり加えた。均
一な塊が得られるまで撹拌および混合を続け、残りの粘
着付与樹脂およびオイルをこれに加えた。次いで、この
溶融混合物を、珪素化紙チューブに注ぎ、室温まで冷却
した。

上記の一般方法を用いて第Ｉ表に記載の物質および量か
ら接着剤を製造した。粘度測定は、325゜Ｆにおいてブ
ルックフィールド（Brookfield）粘度計（スピンドル2
7）を用いて行った。この接着剤に、以下の試験が施さ
れ、一定負荷および静応力並びに高温下における接着剤
の耐熱性を調べた。

この接着剤を、150℃に加熱し、クラフト紙の積層を加
熱ローラを用いて行った。この接着剤の厚さは50ミルで
あり、ボンドは、１平方インチの接着剤領域を有した。
このボンドを、72゜Ｆおよび50％RHで一晩劣化させた。
剥離モードサンプルを、次いで300g/平方インチ重を用
いて105゜Ｆオーブンに吊るした。ボンドが破損した時
間を破損のモードとして記録した。

ホットメルト接着剤の引張強度を、ホットメルトからキ
ャストし、シリコーンゴム型においてドッグボーン状に
成形したサンプルについて測定した。冷却後、このドッ
グボーン形態の検体を、離型し、毎分12インチの歪でIn
stron Tensile Testerを用いて試験した。検体を延伸し
始めるのに要する時間を「引張降伏」として記録し、達
した最大力を、「極限引張」とする。この方法は、極限
引張において得られた破断点におけるホットメルトサン
プルの伸度のパーセンテージであるパーセント伸度の測
定をもたらす。

注：１） Permalyn 305は、Hercules社のロジンペタエリス
リトールエステルである。

２） Stereon 840Aは、Firestone社の43％スチレンを
含有し、弾性率2.4MPaおよび溶液粘度650cpsを有するス
チレン−ブタジエンマルチブロックコポリマーである。

３） Firestone SR 7360は、43％スチレンを含有し、3
00％伸度における弾性率3.7MPaおよび溶液粘度990cpsを
有するスチレン−ブタジエンポリマーである。

４） ECR 149Bは、Exxon社の脂肪族／芳香族C₅/C₉の樹
脂である。（軟化点95℃）。

５） ECR 149Aは、Exxon社の脂肪族／芳香族C₅/C₉の樹
脂である。（軟化点105℃）。

６） Kristalex 5140は、Hercules社のα−メチルスチ
レン樹脂である。（軟化点140℃）。

７） M 105は、Reichold社のスチレン化テルペンであ
る。

８） RES D2105はHercules社のスチレン化テルペンで
ある。

９） Exxon社の液体粘着付与性樹脂であるERS 143H 3
部をも含む。

サンプル１〜８の試験結果は、同様の量の原料を含有す
る現在市販の接着剤と比較した場合、本発明の接着剤が
著しく高い極限粘度であることを示す。

サンプル９は、少量のポリマーを使用して引張強度の損
失なしに低粘度接着剤を得ることができることを示す。
（Stereon 15部を用いて製造したサンプル11と比較のこ
と）。但し、この生成物がクラフト／クラフト接着に関
して欠点を有し、それゆえに直接強制耐熱性を必要とす
る一定の最終目的用途に直ちに有効でないことを注意す
ること。

サンプル12、13および14は、サンプル９と同様な結果を
示し、加えて異なる粘着付与剤の使用により耐熱性に関
してサンプル９の欠点を克服することを示す。

サンプル17は、異なる粘着付与システムを用いた本発明
による別の処方を示す。特に、高耐熱性値であることに
注目のこと。

サンプル18〜26は、再び従来利用されているStereonま
たはSol T168と比較して改良された熱抵抗および極限引
張強さが本発明の接着剤組成物を用いて達成されること
を示し、サンプル24、25および26は、低レベルのKraton
D112Xを用いて引張強度の損失なしに低粘度生成物を得
ることができることを示す。

試験の際に、全てのサンプル１〜22は、クラフト対クラ
フトの耐熱性試験において完全に破壊の凝集モードを与
えた、即ち、接着剤残留物は、ボンド破壊後に両支持体
上に観察された。

得られた接着を使用して、製本技術に通常の方法を用い
て、特定の利用方法に制限されることなく綴代を形成す
ることができる。従って、ブックブロックを、以下に限
定されるものではないが例えば、ホットメルト接着剤に
より完全に製本する、エマルジョン接着剤によりバース
ト製本し、続いてホットメルト接着剤により製本する、
エマルジョン接着剤による綴じおよび脱糊またはエマル
ジョン接着剤完全な製本等の通常の方法のいずれかによ
り製本することができる。綴代は、何れの本、構成、即
ち、最終的に硬く接着されたまたはカバーに接着された
本であり、綴代がブックブロックと結合最終頁との間に
形成された柔軟または軟質カバー本またはブックブロッ
クに形成される。一般に、構成方法に無関係に、非感圧
性接着剤のフィルムをブックブロックの綴じられた端に
被覆し、次いで、前述のホットメルト感圧性接着剤の溶
融フィルムを綴じられた端の近傍領域で且つ綴代端と実
質的に隣接する長さの間でブックブロックの両側の外側
シート上に被覆し、軟質カバーを、後者が綴じられない
ままで第一のフィルムに施し、そして圧力を感圧性ホッ
トメルト接着剤の領域においてブックカバーにかけて綴
代を形成する。他に、綴代ホットメルトを好適な線で軟
質カバーにカバーがブックブロックに並んでバインダー
に供給されるように施してもよい。

本発明は、特許請求の範囲に記載の各請求項に関するも
のがあるが、以下に記載の発明を実施態様として包含し
ている。

（１）上記ホットメルト感圧性接着剤組成物における
粘着付与剤が（１）天然および改質ロジン類、（２）天
然および改質ロジン類のグリセロールおよびペンタエリ
スリトールエステル類、（３）天然テルペン類のコポリ
マー類およびターポリマー類、（４）ASTM法E28−58Tに
より測定された軟化点80〜150℃を有するポリテルペン
樹脂類、（５）フェノール性改質テルペン樹脂類および
それらの水素化誘導体類、（６）環球式軟化点70〜135
℃を有する脂肪族系石油炭化水素樹脂類、（７）芳香族
系炭化水素樹脂類およびそれらの水素化誘導体類および
（８）脂環式系石油炭化水素樹脂類およびそれらの水素
化誘導体類からなる群から選ばれるいずれかの混和性樹
脂または上記樹脂類の混合物である請求項１に記載の接
着剤。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ホットメルト接着剤の溶融フィルムを綴代
端の近傍領域上で且つ綴代端と実質的に隣接する長さの
間でブックブロックの両側の外側シート上に施し、これ
を表紙を施し、且つ上記のホットメルトフィルムの上記
領域における本の表紙上に圧力をかける段階からなる綴
じられたブックブロック上に綴代を形成する方法におい
て、上記ホットメルト接着剤が、（ａ）スチレン含量35重量％以上であり、300％伸度に
おける弾性率が少なくとも4.5MPaであり、かつ溶液粘度
が1,000cps以下である実質的に放射状のスチレン−ブタ
ジエンブロックコポリマー10〜40重量％、（ｂ）混和性粘着付与性樹脂20〜65重量％、（ｃ）安定化剤0.1〜４重量％、および（ｄ）可塑化オイルからなる残部（100％まで）からな
る感圧性接着剤組成物である上記の方法。
【請求項２】請求項１に記載の方法により装丁された
本。