I rounded out the method of the hard cover book |
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申请号 | JP23735889 | 申请日 | 1989-09-14 | 公开(公告)号 | JPH0780366B2 | 公开(公告)日 | 1995-08-30 |
申请人 | ナシヨナル・スターチ・アンド・ケミカル・コーポレイシヨン; | 发明人 | アントニー・ジヨン・クラーク; デビッド・グラハム・カーター; デレーク・ジヨン・グリーン; | ||||
摘要 | |||||||
权利要求 | 【請求項1】(1)見返しにより丁合いされた折丁を印刷し、裁断し、折り畳み、そして閉じ込めてブックブロック(book block)を形成させる段階、 (2)得られたブックブロックを結束機(binding mach inery)に通過させる段階、 (3)上記折丁の綴じられた端部または裁断された端部に接着剤を塗布する段階、 (4)接着剤を固化させる段階、 (5)結束された折丁を丸み出しする段階、 (6)結束されたシートを配列する段階、および (7)結束された本をくるむ段階 からなる丸み出しされたハードカバー本を製本する方法において、接着剤として (a)0.25〜15%のイソシアネート含有量を有し、かつ1よりも大きくて約2を越えないイソシアネートインデックスを有するウレタンプレポリマー5〜90重量%、および (b)活性水素を含まないエチレン状不飽和モノマーの低分子量ポリマー10〜95重量% から本質的に構成されて、室温で固体である、溶媒を含まないホットメルト型ポリウレタン接着剤組成物を用い、そしてこのホットメルト型接着剤組成物が粘着付与剤および/または可塑剤が存在いない下で、3000〜50,0 00cpsの120℃粘度を有することを特徴とする前記方法。 【請求項2】前記ホットメルト型接着剤におけるエチレン状不飽和モノマーが、アクリル酸およびメタクリル酸のC 1 〜C 12エステル、ビニルエステルおよびビニルエーテル、蟻酸エステル、マレイン酸エステル、スチレン、 アクリロニトリル、エチレンおよびこれらの混合物からなる群から選ばれ、かつテトラヒドロフランとアルコールとの9:1混合物中で測定される固有粘度が0.1〜0.4cps となるまで重合される請求項1記載の方法。 【請求項3】前記ホットメルト型接着剤におけるウレタンプレポリマーが、エチレン ジイソシアネート、エチリデン ジイソシアネート、プロピレン ジイソシアネート、ブチレン ジイソシアネート、ヘキサメチレン ジイソシアネート、トルエン ジイソシアネート、シクロペンチレン−1,3−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−1,4−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−1,2 −ジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタン ジイソシアネート、2,2−ジフェニルプロパン−4,4′−ジイソシアネート、p−フェニレン ジイソシアネート、m −フェニレン ジイソシアネート、キシリレン ジイソシアネート、1,4−ナフチレン ジイソシアネート、1,5 −ナフチレン ジイソシアネート、ジフェニル−4,4′ −ジイソシアネート、アゾベンゼン−4,4′−ジイソシアネート、ジフェニルスルホン−4,4′−ジイソシアネート、ジクロロヘキサメチレン ジイソシアネート、フルフリリデン ジイソシアネート、1−クロロベンゼン−2,4−ジイソシアネート、4,4′,4″−トリイソシアナト−トリフェニルメタン、1,3,5−トリイソシアナト− ベンゼン、2,4,6−トリイソシアナト−トルエンおよび 4,4′−ジメチルジフェニルメタン−2,2′,5,5−テトライソシアネートからなる群から選ばれたポリイソシアネートと、置換されているかまたは置換されていないポリアルキレンエーテルグリコールまたはポリヒドロキシポリアルキレンエーテル、ポリヒドロキシポリエステル、 ポリオールのエチレンオキシド付加物またはプロピレンオキシド付加物およびグリセロールのモノ置換エステルからなる群から選ばれたポリオールとの縮合重合から製造される請求項1記載の方法。 【請求項4】前記ホットメルト型接着剤におけるウレタンプレポリマーがジオールとジイソシアネートとの縮合重合から製造される請求項1記載の方法。 【請求項5】前記ホットメルト型接着剤におけるウレタンプレポリマーがポリアミノ化合物またはポリメルカプト化合物とポリイソシアネートとの縮合重合から製造される請求項1記載の方法。 【請求項6】前記ホットメルト型接着剤の遊離イソシアネート含有量が0.25〜4%である請求項1記載の方法。 【請求項7】ブックブロックが綴じられていないブックブロックであり、そして前記ホットメルト型接着剤がそのブックブロックの裁断された端部に塗布される請求項1記載の方法。 【請求項8】ブックブロックが綴じらたブックブロックであって、前記ホットメルト型接着剤がそのブックブロックの綴じらた端部に塗布される請求項1記載の方法。 【請求項9】見開きによって閉じ込められて丁合いされた一組の折丁から構成される、くるまれたブックブロックからなる丸み出しされたハードカバー本であって、その見開きの端部に、 (a)0.25〜15%のイソシアネート含有量を有し、かつ1よりも大きくて約2を越えないイソシアネートインデックスを有するウレタンプレポリマー5〜90重量%、および (b)活性水素を含まないエチレン状不飽和モノマーの低分子量ポリマー10〜95重量% から本質的に構成されて、室温で固体である、溶媒を含まないホットメルト型ポリウレタン接着剤組成物が塗布され、そしてこのホットメルト型接着剤組成物が粘着付与剤および/または可塑剤が存在いない下で、3000〜5 0,000cpsの120℃粘度を有することを特徴とする上記ハードカバー本。 |
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说明书全文 | 【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、背の丸いハードカバー本を製本するためのホットメルト型接着剤およびこのホットメルト型接着剤を用いて、背の丸いハードカバー本を製本する方法に関するものである。 ハードカバー本の製造は、本の他の製本においては必要とされない構成並びに作業上の独特の特徴を含んでいる。 特定の段階が、或る製造者から別の製造者へと変化するか、あるいは同じ製造者の中でも本の或る型から別の型へと変化することがあるけれども、一般に全ての作業過程に、決まった段階が存在する。 これらの段階は、 縫い綴じ段階および針綴じ段階を排除し、かつ一層永続的な結束を提供するアウトプットの速度を増加させのに役立ってきたホットメルト型接着剤の使用は、ペーパーバック本、すなわち、ソフトカバー本の製本において商業的な成功を収めてきたけれども、綴じられたハードカバー本および、より特別には、綴じられていないハードカバー本の製本にホットメルト型接着剤を使用することが試みられたときにはいつも重大な不都合に遭遇してきた。 これらの不都合は、製本作業で決定的に重要な丸み出し段階、すなわち、湾曲が本体の背の端部に与えられ、そして破かれたり、または正しくない場所に印刷される傾向を示すことなく、紙葉集成体(assembled bod ハードカバー本の丸み出しに使用するために、エチレン酢酸ビニルを基とする幾種かのホットメルト型接着剤が開発されてきたけれども、ポリウレタンホットメルト型接着剤を使用する試みは、(1)そのポリウレタンホットメルト型接着剤が、丸い形状を与えるには剛性があり過ぎるか、またはこの試みを分割し、それによって接着剤皮膜の連続性を失わせて、製本された折丁から頁を分離させる接着剤皮膜を提供するか、あるいは(2)この接着剤が、丸み出しされた所望の形状を形成するけれども、過度の塑性流れを示す接着剤皮膜を提供するので、 更に、これらの従来のウレタン系接着剤は、接着剤の塗布と最終的な丸み出し作業との間にかなりの時間間隔があると、丸み出しされ、かつ背付けされる能力に特に欠けるものとなる。 ハードカバーケースおよびブックブロックはしばしば2つの異なる位置でまとめられるので、 それ故、決定的に重要な丸み形状がいずれの場合にも提供されないので、強度特性については望ましいものとなっている現在入手可能なウレタン基ホットメルト型接着剤組成物は、丸み出しされたハードカバー本の製本には、たやすく適用することができない。 本発明者等は、綴じられているか、または綴じられていない丸み出し可能なハードカバー本用の特定の種類の低粘度反応性ウレタン系ホットメルト型接着剤を使用することによって、数日または、数週間の保存後においても丸み形状を受け入れて、それを持続できるように十分な柔軟性と熱可塑性を依然として保有する被覆が提供されることを見出した。 本発明で使用される特定のホットメルト型接着剤は、活性水素を含まないエチレン状不飽和モノマーから形成される低分子量ポリマーにウレタンプレポリマーを付加させることによって製造され、そしてこの接着剤は室温で固体であって、付加的な粘着付与剤または可塑剤を必要とすることなく3000〜50,000cpsの120℃粘度で塗布可能である。 本発明に使用される接着剤は、1988年5月27日に出願された共同係属出願中の米国特許出願第200,092 加えて、本発明者等は、水分と反応する官能(架橋)基を含有するエチレン状不飽和モノマーを使用することによって、本発明で使用されるホットメルト型接着剤の耐熱性が更に改善されることを見出した。 得られたホットメルト型接着剤は、硬化する際に、架橋されたポリウレタンおよび架橋されたエチレン状不飽和ポリマーからなる丸み出し可能な製本用接着剤、すなわち、十分に浸透するネットワーク(interpenetrating network)(IP 本発明で使用するのに好適な接着剤の一般的製造方法によれば、イソシアネート成分との反応に先立って、低分子量ポリマーをポリオール成分に加えてもよいし、あるいは既に形成されているプレポリマーにこの低分子量ポリマーを加えてもよい。 また、ウレタンプレポリマーとエチレン状不飽和モノマーとの同時重合によって好適な接着剤を生成させることもできる。 このポリウレタンプレポリマーはまた、エチレン状不飽和モノマー中で重合させ、続いてこれを重合させて接着剤を生成させることもできる。 別法として、ポリオールを使用してプレポリマーを製造する場合に、フリーラジカル重合法を用いてエチレン状不飽和モノマーをポリオール中で重合させてもよい。 この場合、引き続き従来の縮合重合法が用いられてイソシアネート成分は、この混合物と重合させられる。 この後者の重合方法は、その結果生ずるビニルポリマーの分子量について優れた制御が達成されるという利点を有し(固有粘度により測定)、また有害な不純物のないポリマーを提供する。 加えて、材料のハンドリングと在庫が減少し、かつ中間の包装と保存が省かれる結果、費用がかなり節約される。 水分と反応する官能基を含有するエチレン状不飽和モノマーが使用される特定の実施態様においては、架橋性モノマーの反応性により、プレポリマーが生じた後にその架橋性モノマーを加えることが要求される。 したがって、この実施態様では、既に形成されたプレポリマーに(コ)ポリマーがその重合された形態で加えられてもよい。 別法としてまた、より好ましくは、既に形成されたウレタンプレポリマーに1種または2種以上の前記モノマーを加え、そしてここで遊離基重合法を利用して重合させてもよい。 本発明においては、遊離基重合させることができ、かつ活性水素を含まないいかなるエチレン状不飽和モノマーも使用することができる。 アクリル酸およびメタクリル酸のC 1 〜C 12エステル、例えば、以下のものに限定するものではないがアクリル酸メチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−プロピル、 エチレン状不飽和モノマーが水分と反応する官能基を含む場合、水分と反応する(硬化性)官能基を含むこのようなモノマーのいずれも利用できる。 特に、シランまたはイソシアネート官能基を含むモノマーが本発明に特に有効である。 シランまたはイソシアネートを含む有用なエチレン状不飽和コポリマーの代表的なものは、シランまたはイソシアネート官能基を含むエチレン状不飽和モノマーから誘導された単量体単位のみを含有するもの、または遊離基重合できる、シランを含有しないか、またはイソシアネートを含有しない遊離基重合可能なエチレン状不飽和モノマーから誘導された単量体単位99重量%までを含有するものである。 したがって、エチレン状不飽和シランまたはイソシアネートを含有する最終的なコポリマーは、 エチレン状不飽和シランは遊離基重合によって直接反応に関与し、かつ活性水素を含まないものが好ましい。 市販されているこの種の代表的なシランとしてはビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリアセトキシシラン、 エチレン状不飽和イソシアネートはまた、遊離基重合によってこの反応に直接関与し、かつ活性水素を含有しないものが好ましい。 この種の市販されている代表的なイソシアネートとしては、イソシアナトエチル メタクリレートおよびm−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジル イソシアネートが挙げられる。 上に述べたように、遊離基重合することができ、かつ活性水素を含有しないどのエチレン状不飽和モノマーでも、最終的なシラン含有またはイソシアネート含有コポリマーの形成におけるコモノマーとして利用することができる。 アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n ウレタンポリマーは、ポリウレタンホットメルト型接着剤の製造において従来使用されてきたものである。 最も普通には、このプレポリマーは、ポリイソシアネートとポリオールとの縮合重合によって製造され、最も好ましくは、ジイソシアネートとジオールとの縮合重合により製造される。 使用されるポリオールとしては、ポリヒドロキシエーテル(置換されているか、または置換されていないポリアルキレンエーテルグリコールまたはポリヒドロキシアルキレンエーテル)、ポリヒドロキシポリエステル、ポリオールのエチレンオキシド付加物またはプロピレンオキシド付加物およびグリセロールのモノ置換エステルが挙げられる。 さらに、ポリイソシアネートをジアミノポリプロピレングリコールまたはジアミノポリエチレングリコールのようなポリアミノ含有またはポリメルカプト含有化合物、 例えば、エチレン ジイソシアネート、エチリデン ジイソシアネート、プロピレン ジイソシアネート、ブチレン ジイソシアネート、ヘキサメチレン ジイソシアネート、トルエン ジイソシアネート、シクロペンチレン−1,3−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−1,4− 0.25〜15%、好ましくは約10%までの、そして最も好ましくは1.5〜5%のイソシアネート含有量を特徴としているウレタンプレポリマーを生ずるような割合で、ポリイソシアネートとポリオール、ポリアミノまたはポリメルカプト成分が組み合わせられる。 更に、ジイソシアネート当量対ヒドロキシル、アミノまたはメルカプト当量の比(これはイソシアネートインデックスとして知られている)は1よりも大きくて約2以下でなければならない。 本発明者等は、低いイソシアネートインデックスを保持することによって、最終的なホットメルト型接着剤組成物における遊離イソシアネート含有量を約4%未満、好ましくは1%未満まで減少させることを可能にした。 接着剤が適用温度まで加熱されるときには有毒のガスが発生するので、これよりも高い含有量の遊離イソシアネートが存在すると、ホットメルト配合物に悪影響が及ぶことが認められるであろう。 このような高レベルの遊離イソシアネートはまた、粘度を低下させるばかりでなく、接着剤の初期接着強度も低下させる。 重合に使用されるポリイソシアネートの正確な量は非イソシアネート成分の当量と量、および使用される個々のポリイソシアネートによって左右される。 一般に、上記イソシアネート含有量を達成するのに必要なポリイソシアネートの量は最終的なプレポリマーの5〜55%の範囲にある。 最も広い意味において、エチレン状不飽和モノマーは従来の遊離基重合法で重合させて比較的低分子量のものにすることができる。 本発明を明確にするため、本発明者等は「低分子量」という用語を約10,000〜30,000の範囲の重量平均分子量の意味に使用する。 この低分子量は反応条件を注意深く監視し、かつ制御することにより、そして一般には、ドデシルメルカプタンのような連鎖移動剤の存在下に反応を遂行することによって得られる。 固有粘度と分子量との間には相関関係が認められ、そして本発明者等は一般に0.1〜0.4の固有粘度(テトラヒドロフランとアルコールとの9:1混合物中で測定されるI. エチレン状不飽和モノマーが活性官能基を含有していないで、しかもポリオールが使用される、ウレタンプレポリマーの別の製造方法によれば、2〜90重量%の量の上記モノマーを10〜98重量%のポリオールと一緒にし、そして従来の遊離基重合法を使用してこれらをドデシルメルカプタンのような連鎖移動剤の存在下にポリオール中で重合させて、ポリオール中に溶解させた低分子量ポリマーとする。 1種または2種以上のエチレン状不飽和モノマーの重合に続いて、ポリイソシアネートと、ウレタンプレポリマー形成反応に必要な付加的成分とが加えられて、その反応は従来の縮合重合法が利用されて行われる。 この方法では、その結果得られるイソシアネート末端ウレタンポリマーは5〜90重量%のウレタンプレポリマーと95〜10%の低分子量ポリマーを含有する前記の反応硬化性のホットメルト型接着剤を形成する。 イソシアネート反応性の官能基を含有しないモノマーの場合、既に形成されたイソシアネート末端ウレタンプレポリマーの存在下に低分子量ポリマーを重合させることもできる。 この方法は、アクリル重合中にプレポリマーが不必要に加熱されるという欠点を有し、この加熱によって枝分かれ、粘度上昇、必要なイソシアネート基の消耗およびゼラチン化が起こる恐れがある。 これらの不都合は制御できるけれども、非イソシアネート官能性ウレタン成分における重合よりも直接的な条件制御が必要となる。 この反応をポリオールまたはその他の非イソシアネート含有成分で行う場合には、必要とされる加熱量が少なくてすむので、反応粘度が低下するとともに、イソシアネート蒸気に曝される時間も短縮されるという利益が得られる。 前述のように、室温で固体であるホットメルト型接着剤は、120℃において3000〜50,000cpsの粘度範囲(これは ホットメルト型接着剤組成物は、前述のように、典型的には230〜250゜Fの温度およびそれに対応する5000〜4 本発明方法において意図される丸み出しされたハードカバー本を製本するための基本的な技術は、(1)見返しにより丁合いされた折丁を印刷し、裁断し、折り畳み、 本発明は、接着剤皮膜(フィルム)の特性について完全無欠であることに期待が掛けられている綴じられていない本の丸み出しを主に目指して説明されてきたけれども、本発明は綴じられたブックブロックの丸み出しにも同等に適用することができる。 実施例I 下記の実施例は、本発明で使用するための接着剤組成物の製造を説明するものである。 凝縮器、ガス導入管、スロー添加管、温度計、撹拌機および加熱/冷却用設備を備えた1反応器を組み立てた。 反応成分は下記にものから構成されていた。 1.ポリプロピレングリコール(分子量1000) 275.8gm 特性: メタクリレーと重合体 % 25% メタクリル酸ブチル対メタクリル酸メチルの比64〜36 成分 ポリプロピレングリコール(分子量2000) 621.0gm 1,6−ヘキサンジオールアジペート(分子量3000) 266.5gm Elvacite 2013 361.0gm メチレンビスフェニル ジイソシアネート 191.0gm 方法 上に挙げた全ての成分を反応器に加えてから、Elvacite 特性: イソシアネート基 % 1.5〜2.0% 100℃における粘度 7000〜15,000cps 室温における粘度 半固体 テトラヒドロフラン/エタノール=中の固有粘度 0.15〜0.25 色相 無色透明 透明度 僅かな曇り 計算されたウレタンプレポリマーの分子量 3315モル重量 イソシアネートインデックス 2.0 実施例IIのホットメルトが製本作業に対して適用される可能性を示すために、以下の試験方法を、そのホットメルトに施した。 低温柔軟度 溶融されたホットメルトを、加熱式バード塗布法(heat 引張強さ インストロン引張試験機を使用するASTM法 D 882−5 締めつけられた折丁の綴じられた端部の上に、上記の製造された溶融ホットメルト組成物を、製本プロセスの一部の作業として塗布すると、接着剤フィルムが素早く形成され、そしてこれは、硬化または冷却した際に背の優れた接合をもたらした。 従って、このホットメルト組成物の上記の特性は、製本においてそれが役立つことを示している。 ここに記載されたホットメルト組成物によって示される永続的な高い硬化度および、それによって、丸み出しが決定的な特徴である製本作業で使用されるそのホットメルト組成物の適用性を示すために、加熱されたバード・ 丸み出しされたハードカバー本の製本は低い弾性記憶と低い百分率復元値、すなわち、このような用途に好ましい25〜55%という値の百分率復元値を示すホットメルト接着剤の使用を必要とする。 実施例IIの接着剤は0.5インチの初期の長さと0.625インチの最終を有し、50%の百分率復元値を示した。 ついで、丸み出しされて綴じられていない本に実施例II その他のブックブロック(綴じられたものと、綴じられていないものの両方)が54〜110℃にわたる温度で丸み出しされたときにも、同様な結果が観察された。 ここに記載された接着剤のその他の利点を説明するため、既に丸み出しされた本を再び100℃に加熱したが、 したがって、この試験は、通常の使用条件下で本が曝される環境条件を表す加速劣化試験を提供する。 実施例III この実施例は、実施例Iに記載された基本的な手順を使用して丸み出しできる本の製造において製本用の接着剤として使用するための十分にIPNのホットメルト型接着剤の合成法を説明するものである。 成分 重量(gms) ポリプロピレングリコール(分子量2000) 155.0 1,6−ヘキサンジオール,アジペート(分子量3000) 66.5 メチレンビスフェニル ジイソシアネート 44.9 メタクリル酸ブチル 19.7 メタクリル酸メチル 64.3 メチルアクリロキシプロピル トリメトキシシラン 6.0 ドデシルメルカプタン 0.6 2,2−アゾビス(メチルブチロニトリル) 1.5 実施例Iの方法に従って試料を調製した。 試料の特性を以下に要約する。 イソシアネート基 % 1.35% 室温における粘度 固体 テトラヒドロフラン/エタノール中の固有粘度6.22dl/g イソシアネートインデックス 1.85 〔発明の効果〕 本明細書に記載されたいずれのホットメルト型接着剤を使用しても、本は首尾よく結束され、そして丸み出しすることができる。 更に、本発明の接着剤をブックブロック上に塗布し、そして長時間放置した後でも満足な丸み出しを達成することができる。 ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アントニー・ジヨン・クラーク イギリス国、オー・エックス93ビイ・エ イ、オクソン、テーム、ラッシユレーク・ ロード、10“キヤンパネロ" |