製本におけるポリウレタンホットメルト接着剤の応用

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最初に、はじめに

ポリウレタン（PUR）接着剤とは、分子鎖中にウレタン基（-NHCOO-）またはイソシアネート基（-NCO-）を含む接着剤のことをいう。分子鎖中の-NCOは種々の活性水素含有官能基と反応することができるので、様々な材料との強い接着性を有し、強靭な膜を有し、良好な耐衝撃性、柔軟性を有する界面化学結合を形成する。ピール強度。超低温、耐油性、耐摩耗性に優れています。ホットメルト接着剤（ホットメルト接着剤と呼ばれる）は、熱可塑性ポリマーをベースとする溶媒を含まない固体ポリマーの一種です。熱により液状に溶融し、接着用の溶融物として基材の表面に塗布される。ホットメルト接着剤は、EVA、PE、ランダムPP、ポリウレタンなど、素早く結合し、無毒で無公害で、省エネルギーと環境保護、便利な保管と輸送、低コストと幅広い用途を持っています。ポリウレタンホットメルト接着剤は、反応性ホットメルト接着剤であり、末端イソシアネートベースのプレポリマータイプ（湿潤硬化タイプ）と閉鎖イソシアネートベースプレポリマータイプ（潜在硬化タイプ）にさらに分けることができる。他のタイプは、熱可塑性ポリウレタンエラストマーホットメルト接着剤であり、組成物中で水素結合によって架橋され、優れた弾性および強度を与える。前者は加熱されて融解した後、水分の場合には反応して硬化する。後者の凝固プロセスは主に水素結合の物理的相互作用を利用し、熱が弱くなって水素結合を弱め粘稠な液体になるので、繰り返し加熱冷却することができます。硬化、製品リサイクル、

第2に、ポリウレタンホットメルト接着剤硬化反応機構

PUR樹脂は、分子鎖の末端に反応性NCO官能基を有する。官能基中の炭素 - 窒素二重結合活性は非常に高いので、基質の表面上の空気または水蒸気と反応してアミン基を形成すると同時に、CO 2およびアミン基を放出する。他のNCO基と反応して、尿素（尿素）官能基を有する構造を形成する。活性水素は依然として尿素構造中に存在するので、未反応NCO基とさらに反応してビウレット構造を形成し、いわゆる架橋反応が完了する。水分との反応メカニズムは次のとおりです。

-NCO + H 2 O→NH 2 + CO 2→-NH-CO-NH

-NH-CO-NH- + OCN-→NH-CO-N-CO-NH-

上記から、PUR接着接着硬化は、一般的なEVAタイプのホットメルト接着剤および水性接着剤の硬化と本質的に異なる反応硬化方法であることが分かる。結合理論の理論によれば、機械理論、吸着理論、拡散理論、静電理論、化学結合理論などの結合機構があると考えられている。対照的に、化学的結合は結合よりも高い接着強さを与える。一般に、EVAホットメルト接着剤は、機械的、吸着、拡散および他の結合理論を有する。 PUR接着剤はより多くの化学結合結合を有し、基材と反応して「分割不可能な全体」を形成するので、PURは硬化することができる。優れた接着強度が得られます。

第3に、製本におけるホットメルト接着剤の適用とその利点と欠点

1.製本における応用

環境意識や健康意識の高まりに伴い、接着剤の機能・用途に着目するだけでなく、接着剤の環境保護の要求がますます厳しくなり、「環境保護」「健康と安全」が開発されています。緑色の接着剤は不可欠です。人々の生活水準が向上し続けています。特にヨーロッパやアメリカでは、人々の印刷製品の追求はファッション性、斬新さ、パーソナライズされ、生産プロセスがますます複雑になり、製品品質要件がますます高くなっています。新しいタイプの接着剤として、PURホットメルト接着剤は、溶剤の揮発性、耐熱および耐寒性、耐溶剤性および耐疲労性の特性を有していない。これらは現在の社会開発のニーズに沿っている。

印刷および包装業界では、製本、プラスチック印刷、プラスチック - プラスチックラミネーション、およびプラスチックボックス製造にPURホットメルト接着剤が使用されています。 PURホットメルト接着剤は、活性末端基を有するPURプレポリマーである。印刷された紙の場合、活性端子が湿った空気にさらされたり、紙が一定の湿度に達したときに架橋が起こります。プレポリマーが濡れた後、それは、紙の中に浸透し、紙中の繊維分子と架橋して、より高い粘度およびより高い紙力を達成することができる。過去20年の間に、無線バインディングプロセスの開発により、製本におけるホットメルト接着剤の適用が急速に発展してきた。 EVAホットメルト接着剤は、良好な接着性と弾性を有する。現在、国内市場における製本ホットメルト接着剤のほとんどは、EVAホットメルト接着剤である。しかし、EVAタイプのホットメルト接着剤は高価であり、メモリの欠点があるので、本を開けたいときに閉じる傾向があり、閉じたい時に開く傾向があります。本は読まれる。に。ポリウレタンホットメルト接着剤は、上記の欠点を補うことができる簡単な製造工程と低コストを有する。接着剤は、良好な弾性と靭性を有し、高い接着強度を有し、繰り返し溶融して使用でき、製品利用率が高く、幅広い用途展開が可能である。

2.主なアプリケーションの利点

PURホットメルト接着剤は、従来のEVAホットメルト接着剤と比較して、速硬化性、使いやすい、低サイジング温度、耐衝撃性および疲労耐性、良好な平坦化、耐久性および強力な接着性を有する。環境保護などの利点。

ポスト印刷製本の場合、PURホットメルト接着剤は6時間後に通常のEVAホットメルト接着剤の強度に達することができ、48時間後に最も強い結合効果を達成することができる。インク、ワニスコーティング、UV硬化層、およびプラスチックフィルムなどの異なる表面特性を有する紙コーティングおよび材料は、PURホットメルト接着剤の結合特性に大きな影響を与えない。伝統的なEVA接着剤と比較して、完成した製品の機能試験（ブックプルページ、ページの開封など）の結果は60％以上高くなります。伝統的なEVAホットメルト接着剤の製本サイジング温度は約160-180℃で、PURホットメルト接着剤のサイジング温度は120-150℃しかありません。高温に敏感な可変材料用途に適しています。労働者の作業安全性。従来のEVAホットメルト接着剤には書籍のロック処理が必要ですが、PURホットメルト接着剤はこのプロセスを削減し、コストを削減し、生産リードタイムを短縮することができます。 PURホットメルト接着剤層は柔らかく、本を読みやすく折り畳みやすくしています。ネットワーク架橋化合物として、衝撃振動や疲労耐性に優れています。参考書やマニュアルなどの長期間の書籍については、PURホットメルトバインディングは、間違いなく最良の選択である、教科書、料理本などに必要な本のフラット化（本が開かれる程度）。 PURホットメルト接着剤の高い架橋反応により、高い耐熱性、低温耐性、耐溶剤性、耐水性などの優れた接着性を発揮します。フォトアルバム、写真年鑑、ハイエンド文化遺物などの長期保存用書籍の場合言葉や書道、聖書の本など、PURホットメルト接着剤は、これらの本の要件を完全に満たすことができます。 PURホットメルト接着剤は、優れた接着性を有し、従来のEVAホットメルト接着剤より約50％少ないまたは少ない。 EVAホットメルト接着剤は一定の強度（本の裏の厚さは紙の状態と本の厚さに基づいている）に達するはずです。グルー層は、0.6〜2mmの間で制御される。同じ状況下で、PUR接着剤層は、EVAホットメルト接着剤と同じ厚さ、一般に約0.3mmの厚さで使用することができる。 PURホットメルト接着剤組成物は溶剤を含まず、硬化プロセスは環境に優しい接着剤の将来の開発目標である揮発性溶剤の汚染を引き起こさない。

3.主なアプリケーションの欠点

ポリウレタンホットメルト接着剤の性能特性は非常に顕著であるが、溶融温度および溶融粘度を低下させるなどの解決すべきいくつかの技術的問題が依然として存在する。初期タックを改善する。製品の柔軟性、耐熱性および難燃性を高める。 PURホットメルト接着剤の操作および操作プロセスは、従来のEVA接着剤よりも高い。接着剤と空気中の空気との接触を避ける必要がある。したがって、予熱した溶融タンク内で窒素を保護する必要があります。 PURホットメルト接着剤に適用される接着剤の量は、EVAホットメルト接着剤の接着剤の量より少なくてよいので、機械の走行安定性は比較的高い。 PURホットメルト接着剤の加熱処理中に、少量の有害な刺激性ガス（イソシアネート）が揮発する可能性があり、これは高温制御および換気システムを必要とする。 PURホットメルト接着剤が溶融して硬化して架橋反応が固化すると、再加熱や溶融再利用ができなくなり、EVAホットメルト接着剤をプラスチック樹脂として繰り返し使用することができる。

第四に、製本用ポリウレタンホットメルト接着剤の開発動向

1930年代にポリウレタンホットメルト接着剤の研究が成功して以来、市場でのポリウレタンホットメルト接着剤の年間平均成長率は2007年に11％以上に達し、水性接着剤およびEVAホットメルト接着剤で3番目に急成長した接着剤になりました。

製本用のPURホットメルト接着剤の開発もまた非常に迅速である。 1980年代後半から1990年代初めにかけて、PURホットメルト接着剤の第1世代が製本用に使用され始めましたが、当時、書籍は切断、加工、輸送されるまでに3〜6日間完璧な性能に接着されていました。溶融操作中の合成技術に限られており、操作者に比較的刺激的である残留臭気（MDI、TDI）残留イソシアネートモノマーの揮発が多量に発生する。 1990年代半ばから後半にかけて、第2世代PURホットメルト接着剤の硬化速度が3日間に短縮され、イソシアネート残留モノマーが効果的に制御された。 21世紀に入り、第3世代の湿気硬化型ポリウレタンPURホットメルト接着剤がさらに改良されました。製本の30分後に、最良の接着効果を得るために、本を6〜16時間以内に切断し、硬化させることができる。

今日、私たちは急速な発展を遂げ、より高い生産効率と安全性を追求しています。 PURホットメルト接着剤の第3世代は依然として生産ニーズを満たしていないことは明らかです。いくつかの国際的に有名な大企業は、PURホットメルト接着剤の硬化時間を短縮するための継続的な努力を行ってきた。「UV UV加湿」二重硬化PURホットメルト接着剤のコンセプトが提案され、実際の生産に使用され始めました。このホットメルト接着剤は、合成製造プロセス中にPUR分子鎖上のUVと反応するモノマー成分である。ブックが接着された後、バインディング装置に取り付けられたUVエネルギーランプを使用して、PURホットメルト接着剤中のUVモノマー成分の架橋反応が開始され、PURホットメルト接着剤が最初に凝固し、空気湿気。完全に治癒するまで。この種のPURホットメルト接着剤は、オンライン生産および最先端の作業のための装置と組み合わせることができる。通常のEVAホットメルト接着剤の硬化速度に相当する3分で満足のいく結果を達成することができます。このタイプのPURホットメルト接着剤は、ラウンドリッジハードカバーブックのバインディングにも適用できます。現在、そのような接着剤の比較的高価な価格のために、それは促進されておらず、適用されていない。しかし、近い将来、技術の進歩とプロセスの成熟によって、より安価で高品質の新しいPURホットメルト接着剤が確実にもたらされると確信しています。

社会の進歩に伴い、人々はより高い文化的喜びと味を追求しています。書籍、読書、雑誌などは、ファッション性、パーソナライズされた、耐久性があり、収集、レベリング、そしてより安全な傾向があります。今のところ、人々のニーズを満たすために、PURホットメルトバインディング技術が最良の選択です。 PURホットメルト接着剤の価格を下げ、PURの使い易さを改善し、ハードカバー製本プロセスへの適用性を広げることが、PURを促進するための最も重要なポイントであると予測することができる。