(57)【要約】  異なる熱可塑性材料は、熱可塑性材料を凹凸面を有する樹脂シートの片側に溶融ボンディングし、異なる熱可塑性材料をシートの他方の側に溶融ボンディングすることにより結合される。得られた結合は非常に強固であることが多く、これにより、熱可塑性材料を引張り離そうとすると熱可塑性材料の一方が凝集破壊となる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の側と第２の側とを有する熱可塑性または架橋熱硬化性樹脂を含有するシートを含む物品であって、前記シートの前記第１の側に溶融結合された第１の熱可塑性材料と、前記熱可塑性シートの前記第２の側に溶融結合された第２の熱可塑性材料とを含み、
前記第１の側と前記第２の側は凹凸面を有しており、
前記第１の熱可塑性材料と前記第２の熱可塑性材料は異なることを特徴とする物品。
【請求項２】
前記シートが微孔性シートであることを特徴とする請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記微孔性シートが超高分子量のポリエチレンとフィラーとを含むことを特徴とする請求項２に記載の物品。
【請求項４】
前記シートが布地であることを特徴とする請求項１に記載の物品。
【請求項５】
前記布地が不織布であることを特徴とする請求項４に記載の物品。
【請求項６】
前記不織布がスパンボンドまたは溶融ブローンされていることを特徴とする請求項５に記載の物品。
【請求項７】
前記第１および第２の熱可塑性材料のうち一方または両方が独立して、ポリ（オキシメチレン）またはそのコポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリスチレン／ポリ（フェニレンオキシド）ブレンド、ポリカーボネート、フルオロポリマー、ポリスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリ（エーテルイミド）、アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−スチレンコポリマー、（メタ）アクリルポリマー、熱可塑性エラストマー、サーモトロピック液晶ポリマーおよび塩素化ポリマーからなる群より選択されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の物品。
【請求項８】
前記第１のポリマーがポリ（オキシメチレン）またはそのコポリマーであり、前記第２のポリマーがポリオレフィン、ポリ（メタ）アクリレート、フッ素化ポリマー、ポリエステル、ポリアミド、サーモトロピック液晶ポリマー、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリスルフィド、ポリケトン、アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−スチレンコポリマー、塩素化ポリマーおよび熱可塑性エラストマーからなる群より選択され、または
前記第１のポリマーがポリエステルであり、前記第２のポリマーがポリオレフィン、ポリ（メタ）アクリレート、ポリカーボネート、フッ素化ポリマー、第２のポリエステル、ポリアミド、サーモトロピック液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリスルフィド、ポリケトン、アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−スチレンコポリマー、塩素化ポリマーおよび熱可塑性エラストマーからなる群より選択され、または
前記第１のポリマーがポリアミドであり、前記第２のポリマーがポリオレフィン、ポリ（メタ）アクリレート、ポリカーボネート、フッ素化ポリマー、ポリエステル、第２のポリアミド、サーモトロピック液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリスルフィド、ポリケトン、アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−スチレンコポリマー、塩素化ポリマーおよび熱可塑性エラストマーからなる群より選択され、または
前記第１のポリマーがサーモトロピック液晶ポリマーであり、前記第２のポリマーがポリオレフィン、ポリ（メタ）アクリレート、ポリカーボネート、フッ素化ポリマー、ポリエステル、ポリアミド、第２のサーモトロピック液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリスルフィド、ポリケトン、アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−スチレンコポリマー、塩素化ポリマーおよび熱可塑性エラストマーからなる群より選択され、または
前記第１のポリマーがフッ素化ポリマーであり、前記第２のポリマーがポリオレフィン、ポリ（メタ）アクリレート、ポリカーボネート、第２のフッ素化ポリマー、ポリエステル、ポリアミド、サーモトロピック液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリスルフィド、ポリケトン、アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−スチレンコポリマー、塩素化ポリマーおよび熱可塑性エラストマーからなる群より選択されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の物品。
【請求項９】
前記第１および第２のポリマーの一方または両方が熱硬化性であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１０】
燃料システムのいくつか、または全てを含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１１】
燃料タンク、燃料バルブ、燃料管継手、燃料パイプ、燃料計部品、燃料噴射装置または燃料ポンプの１つまたは複数の部品であることを特徴とする請求項１０に記載の物品。
【請求項１２】
前記第１のポリマーがポリ（オキシメチレン）またはそのコポリマーであることを特徴とする請求項１０または１１に記載の物品。
【請求項１３】
コンベヤのいくつかまたは全てを含み、前記第１のポリマーがポリ（オキシメチレン）またはそのコポリマーであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１４】
前記第１のポリマーが比較的硬く、前記第２のポリマーが比較的柔らかいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１５】
電動工具ハンドル、歯ブラシ、スポーツ用具、衝撃を受けるよう設計された表面、ノブ、高摩擦面を与えるよう設計された部品、シーリング面を含有する商品、または防音または防振設計された商品を含むことを特徴とする請求項１４に記載の物品。
【請求項１６】
前記第１の熱可塑性材料がバリア樹脂であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１７】
（ａ）熱可塑性または架橋熱硬化性樹脂を含むシートの第１の側に第１の熱可塑性樹脂を溶融結合する工程と、
（ｂ）前記シートの第２の側に第２の熱可塑性材料を溶融結合する工程とを含み、
前記第１の側と前記第２の側は凹凸面を有しており、
前記第１の熱可塑性材料と前記第２の熱可塑性材料は異なることを特徴とする第１の熱可塑性材料と第２の熱可塑性材料が互いに結合された物品を形成する方法。
【請求項１８】
前記シートが微孔性シートであることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記微孔性シートが超高分子量のポリエチレンとフィラーとを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記シートが布地であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記布地が不織布であることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記不織布がスパンボンドまたは溶融ブローンされていることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１および第２の熱可塑性材料のうち一方または両方が独立して、ポリ（オキシメチレン）またはそのコポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリスチレン／ポリ（フェニレンオキシド）ブレンド、ポリカーボネート、フルオロポリマー、ポリスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリ（エーテルイミド）、アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−スチレンコポリマー、（メタ）アクリルポリマー、熱可塑性エラストマー、サーモトロピック液晶ポリマーおよび塩素化ポリマーからなる群より選択されることを特徴とする請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１のポリマーがポリ（オキシメチレン）またはそのコポリマーであり、前記第２のポリマーがポリオレフィン、ポリ（メタ）アクリレート、フッ素化ポリマー、ポリエステル、ポリアミド、サーモトロピック液晶ポリマー、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリスルフィド、ポリケトン、アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−スチレンコポリマー、塩素化ポリマーおよび熱可塑性エラストマーからなる群より選択され、または
前記第１のポリマーがポリエステルであり、前記第２のポリマーがポリオレフィン、ポリ（メタ）アクリレート、ポリカーボネート、フッ素化ポリマー、第２のポリエステル、ポリアミド、サーモトロピック液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリスルフィド、ポリケトン、アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−スチレンコポリマー、塩素化ポリマーおよび熱可塑性エラストマーからなる群より選択され、または
前記第１のポリマーがポリアミドであり、前記第２のポリマーがポリオレフィン、ポリ（メタ）アクリレート、ポリカーボネート、フッ素化ポリマー、ポリエステル、第２のポリアミド、サーモトロピック液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリスルフィド、ポリケトン、アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−スチレンコポリマー、塩素化ポリマーおよび熱可塑性エラストマーからなる群より選択され、または
前記第１のポリマーがサーモトロピック液晶ポリマーであり、前記第２のポリマーがポリオレフィン、ポリ（メタ）アクリレート、ポリカーボネート、フッ素化ポリマー、ポリエステル、ポリアミド、第２のサーモトロピック液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリスルフィド、ポリケトン、アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−スチレンコポリマー、塩素化ポリマーおよび熱可塑性エラストマーからなる群より選択され、または
前記第１のポリマーがフッ素化ポリマーであり、前記第２のポリマーがポリオレフィン、ポリ（メタ）アクリレート、ポリカーボネート、第２のフッ素化ポリマー、ポリエステル、ポリアミド、サーモトロピック液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリスルフィド、ポリケトン、アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−スチレンコポリマー、塩素化ポリマーおよび熱可塑性エラストマーからなる群より選択されることを特徴とする請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１および第２のポリマーの一方または両方が熱硬化性であることを特徴とする請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記溶融ボンディングの少なくとも一部が射出成形金型、ロールラミネータ、圧縮成形金型または熱形成機で実施されることを特徴とする請求項１７〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記溶融ボンディングの少なくとも一部が溶接プロセスであることを特徴とする請求項１７〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記溶接がレーザー、振動または超音波溶接であることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
異なる熱可塑性ポリマーが、凹凸面を有するシートの表面に各ポリマーを溶融ボンディングすることにより接合される。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性ポリマー（ＴＰ）は重要な商品であり、多くの異なる種類（化学組成）およびそのブレンドが多数の用途について製造されている。２種類以上の異なるＴＰを同じ装置または装置の一部に用いるのが、例えば、それらが異なる特性を有しているために望ましいことがある。多くの場合、２種類（以上）のＴＰを接合するのが望ましい。これは、メカニカルファスナまたはスナップフィットファスニングのような多くの方法により行えるが、最も単純で最も安価な方法はある種のボンディングプロセスである。これには、接着剤または相容性のある接着層の使用、または熱可塑性材料を単に溶融して、溶融しながら互いに接触させることが挙げられる。場合によっては、相容剤を１種類以上のＴＰに添加してかかるボンディングを改善してもよい。
【０００３】
しかしながら、ほぼ全てのＴＰは互いに極めて不相容性であるのが周知であり、有効な接着剤または相容剤を見出すことは難しいことが多く、単純に互いを溶融ボンディングすることは通常はほとんど機能していない（結合強度がほとんど、または全く得られない）。このように、多くの場合、異なるＴＰを結合する単純で安価な方法が利用できていない。
【０００４】
米国特許公報（特許文献１）には、特定の組成の微孔性ポリオレフィン層をＴＰのような非多孔性材料で融解ボンディングすることにより形成された多層物品が記載されている。ポリオレフィン層材料を用いて、２種類以上の異なるＴＰを結合することには触れられていない。
【０００５】
不織布（ＮＷＦ）も木材やポリエチレンのような異なる材料を結合するのに用いられてきた。例えば米国特許公報（特許文献２）では、ＮＷＦを粉末接着剤で含浸して、接着剤を溶融することによりＮＷＦに結合している。このシートを用いて、ＮＷＦの接着剤を溶融することにより、「ビニルおよび／または布地カバーおよび金属、プラスチック、ゴムおよび木材をはじめとする様々な表面」を結合している。しかしながら、２種類のＴＰを結合することには特に触れられていない。
【０００６】
米国特許公報（特許文献３）には、ゴムを微孔性シート表面に「融解」し、この組立品を露出した微孔性シートの未コート側で射出成形金型に配置し、プロピレンを金型に射出成形する実施例（実施例１９）が挙げられている。この特許には、２種類の異なる熱可塑性材料および熱硬化性樹脂を接合することは開示されてない。
【０００７】
（非特許文献１）には、ポリプロピレンを微孔性シートの両側に成形できることが報告されている。かかるシートを用いて２種類の異なる熱可塑材料を接合することは開示されていない。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第４，８９２，７７９号明細書
【特許文献２】米国特許第６，１３６，７３２号明細書
【特許文献３】米国特許第６，５４４，６３４号明細書
【特許文献４】米国特許第３，３５１，４９５号明細書
【特許文献５】米国特許第４，６９８，３７２号明細書
【特許文献６】米国特許第４，８６７，８８１号明細書
【特許文献７】米国特許第４，８７４，５６８号明細書
【特許文献８】米国特許第５，１３０，３４２号明細書
【特許文献９】米国特許第４，１１８，３７２号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，８９３，９５９号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，４４７，８６６号明細書
【非特許文献１】Ｓ．シュワルツ（Ｓ．Ｓｃｈｗａｒｚ）らによる１９９７年１０月Ｎｏｖｉ．，ＭＩ、第４回国際会議「自動車のＴＰＯ‘９７（ＴＰＯｓ  ｉｎ  Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  ‘９７）」「ミスト（商標）テクノロジー−界面接着の新しい手法（ＭｉｓｔＴＭ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  −  Ａ  Ｎｅｗ  Ａｐｐｒｏａｃｈ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ）」
【非特許文献２】Ｉ．バトラー（Ｉ．Ｂｕｔｌｅｒ）、不織布ハンドブック、（Ｔｈｅ  Ｎｏｎｗｏｖｅｎ  Ｆａｂｒｉｃｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ）、ノースカロライナ州ケーリーの不織工業協会（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｎｏｎｗｏｖｅｎ  Ｆａｂｒｉｃｓ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，  Ｃａｒｙ，  ＮＣ）、１９９９年
【非特許文献３】Ｖ．Ｋ．ストークス（Ｖ．Ｋ．Ｓｔｏｋｅｓ）、ＡＮＴＥＣ’８９、４４２−４４５頁
【非特許文献４】Ｖ．Ｋ．ストークス（Ｖ．Ｋ．Ｓｔｏｋｅｓ）、Ｐｏｌｙｍ．Ｅｎｇ．Ｓｃｉ．、第４０巻、２１７５−２１８１頁（２０００年）
【非特許文献５】Ｃ．Ｊ．ノンホフ（Ｃ．Ｊ．Ｎｏｎｈｏｆ）ら、Ｐｏｌｙｍ．Ｅｎｇ．Ｓｃｉ．、第３６巻、１１７７−１１８３頁（１９９６年）
【非特許文献６】エンジニアードマテリアルズハンドブック（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ）、第２巻、エンジニアリングプラスチックス（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＡＳＭインターナショナル（ＡＳＭ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）、オハイオ州メタルパーク（Ｍｅｔａｌ  Ｐａｒｋ，ＯＨ．）、１９８８年、７２１頁および７２４−７２５頁
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、第１の側と第２の側とを有する熱可塑性または架橋熱硬化性樹脂を含有するシートを含む物品であって、前記シートの第１の側に溶融結合された第１の熱可塑性材料と、前記シートの第２の側に溶融結合された第２の熱可塑性材料とを含み、
前記第１の側と前記第２の側は凹凸面を有しており、
前記第１の熱可塑性材料と前記第２の熱可塑性材料は異なる物品に関する。
【００１０】
本発明はまた、（ａ）熱可塑性または架橋熱硬化性樹脂を含むシートの第１の側に前記第１の熱可塑性樹脂を溶融結合する工程と、
（ｂ）前記シートの第２の側に前記第２の熱可塑性材料を溶融結合する工程とを含み、
前記第１の側と前記第２の側は凹凸面を有しており、
前記第１の熱可塑性材料と前記第２の熱可塑性材料は異なる、第１の熱可塑性材料と第２の熱可塑性材料が互いに結合された物品を形成する方法にも関する。
【００１１】
添付の図面に関連した本発明の詳細な説明から本発明をより完全に理解できるであろう。
【００１２】
本発明を好ましい実施形態に関連して記載してきたが、本発明をその実施形態に限定することを意図するものではないと考えられる。逆に、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の精神および範囲内に含まれる全ての変形、修正および等価物が含まれるものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下の定義は、本明細書および添付の特許請求の範囲の中でどのように用いられているかに従う基準として与えられている。
「シート」とは、表面のうち２つが、他の外部表面のいずれかの表面積の少なくとも約２倍、より好ましくは少なくとも約１０倍である材料形状のことを意味する。この定義には、１５ｃｍ×１５ｃｍ×厚さ０．３ｃｍの寸法のシート、および１５ｃｍ×１５ｃｍ×厚さ０．２ｍｍのフィルムが入る。多くの場合、後者（フィルムと呼ばれることが多い）は可撓性で、ドレープ性があって、凹凸面に沿うようにできる。シートの最低厚さは、好ましくは約０．０３ｍｍ、より好ましくは約０．０８ｍｍ、特に好ましくは約０．１３ｍｍである。シートの最大厚さは、好ましくは約０．６４ｍｍ、より好ましくは約０．３８ｍｍ、特に好ましくは約０．２５ｍｍである。好ましい最低厚さを好ましい最大厚さと組み合わせて好ましい厚さ範囲を形成することができるものと考えられる。
【００１４】
「凹凸面」とは、表面が、表面およびその凹凸に流れ込む溶融材料に機械的にロックするのを補助する凹凸を有していることを意味し、溶融材料が後に固化すると、材料が凹凸面に機械的にロックされる（すなわち、結合される）。
【００１５】
「樹脂」とは、天然または人造（合成）のポリマー材料のことを意味する。合成材料が好ましい。
【００１６】
「凹凸面シート（ＩＳＳ）」とは、「凹凸面」を有するシートのことを意味する。
【００１７】
「溶融ボンディング」とはＴＰが溶融することを意味し、「溶融」とは、結晶ＴＰが約最高融点またはそれより高く加熱され、一方、アモルファス熱可塑性材料が最高ガラス転移温度を超えて溶融されることを意味する。溶融中、ＴＰはＩＳＳの適切な面と接触配置される。この接触中、通常、ある程度の圧力（すなわち、力）がかかって、ＴＰがＩＳＳ表面の気孔または凹凸のいくつかに流れ、恐らく浸透する。ＴＰを冷却させると、固体となる。
【００１８】
「熱可塑性材料（ＴＰ）」とは、ＩＳＳに溶融結合する前および溶融結合中は溶融可能であるが、最終形態は固体である材料で、結晶またはガラス状（従って、一般的にはエラストマーで、融点および／またはガラス転移温度がある場合には周囲温度より低く、ＴＰには含まれないが、熱可塑性エラストマーはＴＰに含まれる）である。このように、ポリエチレンのような一般的（すなわち「典型的」）なＴＰポリマーのことを意味する。熱硬化（架橋）前、すなわち、溶融可能で、溶融状態で流れる熱硬化性ポリマーのことも意味する。熱硬化は、溶融ボンディングがなされた後、恐らく、溶融ボンディングがなされたのと同じ装置で、恐らく熱硬化性樹脂を単にさらに加熱してガラス状および／または結晶の樹脂を形成することによりなされる。有用な熱可塑性エラストマーとしては、ポリエーテル軟質セグメントを備えたブロックコポリエステル、スチレン−ブタジエンブロックコポリマー、および熱可塑性ポリウレタンが挙げられる。
【００１９】
ＴＰが「異なる」とは、異なる化学組成を有することを意味する。異なる熱可塑性材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）とポリプロピレン、ポリスチレンとポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ナイロン−６，６−とポリ（１，４−ブチレンテレフタレート、ナイロン−６，６とナイロン−６、ポリオキシメチレンとポリ（フェニレンスルフィド）、ポリ（エチレンテレフタレート）とポリ（ブチレンテレフタレート）、ポリ（エーテル−エーテル−ケトン）とポリ（ヘキサフルオロプロピレン）（パーフルオロメチルビニルエーテル）コポリマー）、サーモトロピック液晶ポリエステルと熱硬化性エポキシ樹脂（架橋前）、および熱硬化性メラミン樹脂（架橋前）と熱硬化性フェノール樹脂（架橋前）が例示される。異なる熱可塑性材料はまた、同じ熱可塑性材料のブレンドも含むが、異なる比率であり、例えば、８５重量パーセントのＰＥＴと１５重量パーセントのＰＥのブレンドは３５重量パーセントのＰＥＴと６５重量パーセントのＰＥのブレンドとは異なる。同様に、異なるには、他のコモノマーの存在および／または量の差が含まれ、例えば、ＰＥＴはポリ（エチレンイソフタレート／テレフタレート）とは異なる。
【００２０】
「結合」とは、多くの場合、永続的に、互いに、かつ／または材料の間のＩＳＳに付加した材料のことを意味する。一般的に、ＩＳＳ以外に、他の接着剤または同様の材料はボンディングプロセスにおいては用いない。
【００２１】
ＩＳＳシートは多くのやり方で形成された凹凸面を有する。布地、例えば、織、編または不織布、紙、発泡、特に、連続気泡および／またはマイクロセルラー泡、例えば、サンドブラストや、紙やすりやサメ皮等といった研磨材により形成された粗面を備えたシート、微孔性シート（ＭＰＳ）である。ＩＳＳの好ましい形態は、布地、特に不織布（ＮＷＦ）および微孔性シート（ＭＰＳ）である。
【００２２】
「微孔性」とは、少なくとも約２０体積パーセント、より好ましくは少なくとも約３５体積％の気孔を備えた材料、通常、熱硬化性または熱可塑性ポリマー材料、好ましくは熱可塑性材料である。体積パーセンテージは高いことが多く、例えば、約６０体積％〜約７５体積％の気孔である。多孔性は次式に従って求める。
「多孔性」＝１００（１−ｄ１／ｄ２）
式中、ｄ１は、試料を秤量し、その重量を、試料の寸法から求められる試料の体積で除算することにより求めた多孔性試料の実際の密度である。値ｄ２は、試料に空隙や気孔がないと仮定して、試料成分の量および対応の密度を用いて公知の計算により求められた試料の「理論」密度である。多孔性の計算の詳細については、参照により本明細書に援用される米国特許公報（特許文献１）にある。微孔性材料は相互接続気孔を有しているのが好ましい。
【００２３】
ＭＰＳは、参照により本明細書に援用される米国特許公報（特許文献４）、米国特許公報（特許文献５）、米国特許公報（特許文献６）、米国特許公報（特許文献７）および米国特許公報（特許文献８）に記載された方法により作成してよい。好ましい微孔性シートは、参照により本明細書に援用される米国特許公報（特許文献１）に記載されている。多くの微孔性シートと同様に、この特許のシートは大量の微粒子材料（フィラー）を有している。この特定の種類のシートは、ポリエチレンから作成されており、その多くは鎖状超高分子量ポリマーである。
【００２４】
「布地」とは、ファイバーでできたシート状材料である。ファイバーから作成される材料は、合成（人造）であっても天然であってもよい。布地は、織布、編布または不織布であってよいが、不織布が好ましい。布地に有用な材料としては、綿、ジュート、セルロース、ウール、ガラスファイバー、カーボンファイバー、ポリ（エチレンテレフタレート）、ナイロン−６、ナイロン−６，６および芳香族−脂肪族コポリアミドのようなポリアミド、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）のようなアラミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、サーモトロピック液晶ポリマー、フルオロポリマーおよびポリ（フェニレンスルフィド）が挙げられる。
【００２５】
布地は、製織やニッティングのような公知の布地製造技術により製造することができる。しかしながら、好ましい布地種類はＮＷＦである。ＮＷＦは、参照により本明細書に援用される（非特許文献２）に記載された方法により作成することができる。本発明においてＮＷＦを製造するのに有用な種類のプロセスとしては、スパンボンドと溶融ブローンが挙げられる。一般的に、ＮＷＦのファイバーは、互いにある関係で固定される。ＮＷＦが溶融ＴＰ（例えば、スパンボンド）としてレイダウンさせると、ファイバーは、新規なファイバー層が前のファイバー層と接触する前は完全には固化せず、ファイバーが部分溶融する。布地をニードルまたはスパンレースして、ファイバーを交絡および固定してもよいし、ファイバーを熱結合してもよい。
【００２６】
布地の特徴は結合されるＴＰ間の結合の特徴をある程度決める。溶融ＴＰが（使用される溶融ボンディング条件下で）布地のファイバーおよびその周囲へと浸透するのが難しいほど、布地はきつく製織されていないのが好ましい。従って、布地は比較的多孔性であるのが好ましい。しかしながら、布地があまりに多孔性だと、脆弱すぎる結合を形成する恐れがある。布地（ひいては布地に用いるファイバー）の強度および剛度は、形成された結合の強度およびその他特性をある程度決める。カーボンファイバーやアラミドファイバーのような高強度ファイバーが場合によっては有利である。
【００２７】
理論に拘束されるものではないが、熱可塑性材料は、ＴＰのＩＳＳシートへの機械的ロッキングによりＩＳＳシートの表面（少なくとも一部）に結合するものと考えられる。溶融ボンディング工程中、ＴＰは表面の凹凸に、または気孔、空隙および／またはその他チャネル（存在する場合には）を通して実際には表面の下または表面を通過して「浸透」するものと考えられる。ＴＰが固化すると、これらの凹凸、および存在する場合には、気孔、空隙および／またはその他チャネルの中および／または上に機械的にロックされる。
【００２８】
第１および／または第２のＴＰに好ましい材料の１つの種類としては、「典型的な」ＴＰがあり、これは、容易に架橋せず、融点および／またはガラス転移温度が約３０℃を超える材料である。かかる典型的なＴＰが結晶の場合には、結晶融点が５０℃以上であるのが好ましく、より好ましくは融解熱が２Ｊ／ｇ以上、特に好ましくは５Ｊ／ｇ以上である。ＴＰがガラス状の場合には、ガラス転移点が５０℃以上であるのが好ましい。場合によっては、融点またはガラス転移温度は、ＴＰがその温度に達する前に分解するほど高い。かかるポリマーもまたＴＰとしてここでは含まれる。融点およびガラス転移温度は、ＡＳＴＭ法ＡＳＴＭＤ３４１８−８２を用いて測定する。融点は、溶解吸熱のピークとして取られ、ガラス転移温度は転移中点として取られる。
【００２９】
かかる典型的なＴＰとしては、ポリ（オキシメチレン）およびそのコポリマー；ＰＥＴ、ポリ（１，４−ブチレンテレフタレート）、ポリ（１，４−シクロヘキシルジメチレンテレフタレート）およびポリ（１，３−ポロピレンテレフタレート）のようなポリエステル；ナイロン−６，６、ナイロン−６、ナイロン−１２、ナイロン−１１および芳香族−脂肪族コポリアミドのようなポリアミド；ポリエチレン（例えば、低密度、鎖状低密度、高密度等のような全ての形態）、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリスチレン／ポリ（フェニレンオキシド）ブレンドのようなポリオレフィン、ポリ（ビスフェノール−Ａカーボネート）のようなポリカーボネート；パーフルオロポリマー、およびテトラフルオロエチレンおよびヘキサフルオロプロピレンのコポリマーのような部分フッ素化ポリマー、ポリ（フッ化ビニル）、およびエチレンとフッ化ビニリデンまたはフッ化ビニルのコポリマーをはじめとするフルオロポリマー；ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）のようなポリスルフィド；ポリ（エーテル−ケトン）、ポリ（エーテル−エーテル−ケトン）およびポリ（エーテル−ケトン−ケトン）のようなポリエーテルケトン；ポリ（エーテルイミド）；アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−スチレンコポリマー；ポリ（メチルメタクリレート）のような熱可塑性（メタ）アクリルポリマー；テレフタレート、１，４−ブタンジオールおよびポリ（テトラメチレンエーテル）グリコールからの「ブロック」コポリエステルおよびスチレンと（水素化）１，３−ブタジエンブロックを含有するブロックポリオレフィンのような熱可塑性エラストマー；およびポリ（塩化ビニル）、塩化ビニルコポリマーおよびポリ（塩化ビニリデン）のような塩素化ポリマーが挙げられる。（メタ）アクリレートエステルポリマーのようなイン・サイチュで形成されたポリマーも含まれる。ここに挙げた任意の種類のＴＰを、ここに挙げた任意のその他の種類のＴＰと本明細書に記載したプロセスにおいて、結合させて、好ましい組立品を作成してよい。単一種のポリマー（例えば、ポリオレフィン、ポリエチレンおよびポリプロピレン）を、２種類のポリマーが化学的に異質である限りは、本発明のプロセスにおいて結合してよい。１つの形態において、第１および第２のＴＰの一方または両方が典型的なＴＰであるのが好ましい。
【００３０】
ＩＳＳを用いて結合されるＴＰの有用な対としては以下のものが挙げられる。
【００３１】
ポリオレフィン（特にポリエチレンとそのコポリマー、ポリプロピレンとそのコポリマー、およびポリスチレン）、ポリ（メタ）アクリレート［特にポリ（メチルメタクリレート）］、ポリカーボネート、フッ素化ポリマー（特にパーフルオロポリマー）、ポリエステル［特にポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（１，３−プロピレン）テレフタレート）、ポリ（１，４−ブチレンテレフタレート）、ポリ（１，６−シクへキシレンジメタノールテレフタレート）およびポリ（エチレン１，６−ナフタレート）］、およびこれら全てのコポリマー］、ポリアミド（特にナイロン６，６、ナイロン−６およびポリ（１，４−フェニレンテレフタルアミド）およびこれらのコポリマー］、サーモトロピック液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリスルフィド、ポリケトン（エーテル結合基を含有するポリケトンを含む）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）コポリマー、塩素化ポリマー［特にポリ（塩化ビニル）およびポリ（塩化ビニリデン）］および熱可塑性エラストマー、特に熱可塑性ブロックコ（ポリエステル−ポリエーテル）、ブロックコポリオレフィン、熱可塑性ウレタンまたは熱可塑性エラストマーポリマーブレンドからなる群より選択されるポリマーとポリオキシメチレンホモ−およびコポリマー、
ポリオレフィン（特にポリエチレンとそのコポリマー、ポリプロピレンとそのコポリマー、およびポリスチレン）、ポリ（メタ）アクリレート［特にポリ（メチルメタクリレート）］、ポリカーボネート、フッ素化ポリマー（特にパーフルオロポリマー）、（異なる）ポリエステル［特にポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（１，３−プロピレン）テレフタレート）、ポリ（１，４−ブチレンテレフタレート）、ポリ（１，６−シクへキシレンジメタノールテレフタレート）およびポリ（エチレン１，６−ナフタレート）］、およびこれら全てのコポリマー］、ポリアミド（特にナイロン６，６、ナイロン−６およびポリ（１，４−フェニレンテレフタルアミド）およびこれらのコポリマー］、サーモトロピック液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリスルフィド、ポリケトン（エーテル結合基を含有するポリケトンを含む）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）コポリマー、塩素化ポリマー［特にポリ（塩化ビニル）およびポリ（塩化ビニリデン）］および熱可塑性エラストマー、特に熱可塑性ブロックコ（ポリエステル−ポリエーテル）、ブロックコポリオレフィン、熱可塑性ウレタンまたは熱可塑性エラストマーポリマーブレンドからなる群より選択されるポリマーとのポリエステル［特にポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（１，３−プロピレン）テレフタレート）、ポリ（１，４−ブチレンテレフタレート）、ポリ（１，６−シクヘキシレンジメタノールテレフタレート）およびポリ（エチレン１，６−ナフタレート）］およびこれらの全てのコポリマー］、
ポリオレフィン（特にポリエチレンとそのコポリマー、ポリプロピレンとそのコポリマー、およびポリスチレン）、ポリ（メタ）アクリレート［特にポリ（メチルメタクリレート）］、ポリカーボネート、フッ素化ポリマー（特にパーフルオロポリマー）、ポリエステル［特にポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（１，３−プロピレン）テレフタレート）、ポリ（１，４−ブチレンテレフタレート）、ポリ（１，６−シクヘキシレンジメタノールテレフタレート）およびポリ（エチレン１，６−ナフタレート）］、およびこれら全てのコポリマー］、（異なる）ポリアミド（特にナイロン６，６、ナイロン−６、およびポリ（１，４−フェニレンテレフタルアミド）およびこれらのコポリマー］、サーモトロピック液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリスルフィド、ポリケトン（エーテル結合基を含有するポリケトンをはじめとする）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）コポリマー、塩素化ポリマー［特にポリ（塩化ビニル）およびポリ（塩化ビニリデン）］、および熱可塑性エラストマー、特に熱可塑性ブロックコ（ポリエステル−ポリエーテル）、ブロックコポリオレフィン、熱可塑性ウレタンまたは熱可塑性エラストマーポリマーブレンドからなる群より選択されるポリマーとポリアミド［特にナイロン６，６、ナイロン−６およびポリ（１，４−フェニレンテレフタルアミド）、
ポリオレフィン（特にポリエチレンとそのコポリマー、ポリプロピレンとそのコポリマー、およびポリスチレン）、ポリ（メタ）アクリレート［特にポリ（メチルメタクリレート）］、ポリカーボネート、フッ素化ポリマー（特にパーフルオロポリマー）、ポリエステル［特にポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（１，３−プロピレン）テレフタレート）、ポリ（１，４−ブチレンテレフタレート）、ポリ（１，６−シクへキシレンジメタノールテレフタレート）およびポリ（エチレン１，６−ナフタレート）］、およびこれら全てのコポリマー］、ポリアミド（特にナイロン６，６、ナイロン−６およびポリ（１，４−フェニレンテレフタルアミド）およびこれらのコポリマー］、（異なる）サーモトロピック液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリスルフィド、ポリケトン（エーテル結合基を含有するポリケトンを含む）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）コポリマー、塩素化ポリマー［特にポリ（塩化ビニル）およびポリ（塩化ビニリデン）］および熱可塑性エラストマー、特に熱可塑性ブロックコ（ポリエステル−ポリエーテル）、ブロックコポリオレフィン、熱可塑性ウレタンまたは熱可塑性エラストマーポリマーブレンドからなる群より選択されるポリマーとのサーモトロピック液晶ポリマー、または
ポリオレフィン（特にポリエチレンとそのコポリマー、ポリプロピレンとそのコポリマー、およびポリスチレン）、ポリ（メタ）アクリレート［特にポリ（メチルメタクリレート）］、ポリカーボネート、（異なる）フッ素化ポリマー（特にパーフルオロポリマー）、ポリエステル［特にポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（１，３−プロピレン）テレフタレート）、ポリ（１，４−ブチレンテレフタレート）、ポリ（１，６−シクへキシレンジメタノールテレフタレート）およびポリ（エチレン１，６−ナフタレート）］、およびこれら全てのコポリマー］、ポリアミド（特にナイロン６，６、ナイロン−６およびポリ（１，４−フェニレンテレフタルアミド）およびこれらのコポリマー］、サーモトロピック液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリスルフィド、ポリケトン（エーテル結合基を含有するポリケトンを含む）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）コポリマー、塩素化ポリマー［特にポリ（塩化ビニル）およびポリ（塩化ビニリデン）］および熱可塑性エラストマー、特に熱可塑性ブロックコ（ポリエステル−ポリエーテル）、ブロックコポリオレフィン、熱可塑性ウレタンまたは熱可塑性エラストマーポリマーブレンドからなる群より選択されるポリマーとフッ素化ポリマー。
【００３２】
「サーモトロピック液晶ポリマー」とは、参照により本明細書に援用される米国特許公報（特許文献９）に記載された通り、ＴＯＴ試験またはその適切な修正版を用いて試験したときに異方性であるポリマーのことを意味する。有用なＬＣＰとしては、ポリエステル、ポリ（エステル−アミド）およびポリ（エステル−イミド）が挙げられる。ポリマーのある好ましい形態は、「全て芳香族」である。すなわち、ポリマー主鎖にある基が全て芳香族（エステル基のような結合基を除く）であるが、副鎖には芳香族が存在していない。
【００３３】
有用な熱硬化性（容易に架橋可能な）ＴＰとしては、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、熱硬化性ポリウレタン樹脂および熱硬化性ポリエステル樹脂が挙げられる。これらの熱硬化性樹脂は、上に挙げた特定のＴＰ樹脂または樹脂種類と組み合わせてもよい。本発明のある好ましい形態において、これらの熱硬化性樹脂は第１および第２のＴＰの一方または両方である。本発明の他の好ましい形態において、第１および第２のＴＰの一方が熱硬化性で、他方が典型的なＴＰである。
【００３４】
ＩＳＳを異なる種類のＴＰのそれぞれの間で用いて結合を形成する限りは、３種類以上のＴＰを結合してもよい。例えば、３つの異なるＴＰのシートは、各ＴＰシートの間にＩＳＳを入れ、組立品を（溶融）ラミネートしてＴＰとＩＳＳの間に溶融結合を形成することにより結合してもよい。これは、例えば、ベルトプレスの加熱カレンダロールにより実施してもよい。各ＴＰ対ＩＳＳ表面のラミネーションは、連続または同時ヒートボンディングの組み合わせであってよい。
【００３５】
溶融ボンディングは、数多くのやり方で実施される。例えば、ＩＳＳを射出成形金型の片側に押し付け、第１のＴＰを金型へ射出成形する。第１のＴＰが固化した後、第１のＴＰを含有する部品を取り外して、ＩＳＳの他の表面が露出している第２の金型に入れ、第２のＴＰをその金型で射出成形して、露出したＩＳＳ表面を溶融結合する。第２のＴＰの固化後、結合した部品を金型から取り外す。このプロセスは、熱架橋性樹脂、およびこれらの樹脂が架橋（すなわち、熱硬化）するまで熱金型に保持された部品に用いてよい。このプロセスの変形において、異なるポリマーを、金型の適所に保持されたＩＳＳの２つの面で同時に射出成形してもよい。ＩＳＳは、真空、静電荷、機械等といった様々な公知の技術により金型の適所に保持される。
【００３６】
他のプロセスにおいて、ＩＳＳを第１および／または第２のＴＰの表面にラミネートしてもよい。例えば、ロールラミネータを用いて、第１および第２のＴＰをＩＳＳの表面に結合してもよい。これは、連続または同時に行ってよく、第１および／または第２のＴＰがシートおよび／またはフィルムのとき特に有用である。ホットロールカレンダ加工および／またはベルトカレンダを用いてもよい。
【００３７】
他のプロセスにおいて、圧縮金型を第１のＴＰで充填し、ＩＳＳを第１のＴＰの上部に置くか、または金型の片側に対向させる。金型を閉じ、加熱（または既に熱い）し、圧力を印加する。第２のＴＰを同様のやり方でＩＳＳの他の表面と接触させる。あるいは、第１のＴＰを金型に加え、ＩＳＳを上部（またはその側部）に置き、ＩＳＳの他の表面と接触するまで第２のＴＰを加える。金型を閉じ圧力を印加する。
【００３８】
他のプロセスにおいて、異なるＴＰのフィルムをＩＳＳのいずれかの側に置いてから、組立品を熱形成機に入れる。そこでＴＰフィルムはシートを「通して」接合し、熱成形された形状の製品も製造される。このプロセスおよびその他同様のプロセス、特に、ＴＰフィルムを用いるようなプロセスに、ＴＰとＩＳＳの多数の層を用いてもよい。
【００３９】
「溶接」を用いて、ＴＰ、特に典型的なＴＰをＩＳＳに溶融結合することもでき（ポリマー溶接の説明については、参照により本明細書に援用される（非特許文献３）、（非特許文献４）、（非特許文献５）、（非特許文献６）および米国特許公報（特許文献１０）および米国特許公報（特許文献１１）を参照のこと）、ＩＳＳがＭＰＳの場合は好ましい。例えば、第１のＴＰは、射出成形によりＩＳＳに溶融結合してもよく、第２のＴＰは溶接によりＩＳＳの他の表面に結合してよい。あるいは、第１と第２のＴＰの両方をＩＳＳに連続または同時に溶接してもよい。超音波、スピン、電磁誘導（別個の電磁誘導加熱要素か、ポリマーフィラーとしての電磁誘導加熱材料による）、振動、ホットプレート（例えば、ホットツール）またはレーザー溶接のような標準ＴＰ溶接技術をこれらのプロセスに用いてもよい。好ましい溶接方法はレーザー、振動および超音波溶接である。
【００４０】
ポリマー溶接において、結合する表面は、通常、互いに接触させて、押し合わせることが多い。ＩＳＳを用いた方法についても同じことが当てはまるが、ここでは、結合される部品の表面をＩＳＳの表面（当然のことながら結合される部品の間にある）と密着させる。多くの用途において、異種のポリマーを溶接しようとすると、異種の部品間のボンディングが乏しくなったり、ボンディングがなされないのが通常である。しかしながら、本発明の方法では、通常、良好な結合が得られる。これらの結合は強いばかりでなく、比較的漏れ（液体および気体）が少なく良好に封止されることが多く、これらの方法を用いて、特に圧力および／または真空下で液体および／または気体を取り扱うシステムを作ることができる。
【００４１】
上記の方法の組み合わせを用いてもよい。例えば、第１のＴＰをＩＳＳの一表面にラミネートしてから、ＩＳＳの第２の表面を射出成形または圧縮成形プロセスにおいて第２のＴＰに溶融結合する。その他の組み合わせも当業者には明白である。
【００４２】
上述した単一の溶融ボンディングプロセスまたはプロセスの組み合わせを用いて、本明細書に記載したような溶融結合された組立品の物品を作成してもよい。
【００４３】
溶融ボンディングプロセスにおいて、ＩＳＳの粗面特徴は何であろうとも常に完全に破壊されず、かなり無傷のまま残ることが多い。例えば、ＩＳＳがＴＰを含む場合には、溶融ボンディングプロセスの温度によりそのＴＰが溶融して、ＩＳＳの凹凸が失われる。数多くの方法によりこれは回避することができる。第１および第２のＴＰを溶融するのに必要な温度は、ＩＳＳを含むＴＰの融点（ある場合には）および／またはガラス転移点が溶融ボンディングプロセス温度より高くなるよう、十分に低くてもよい。表面凹凸の喪失を回避する他の方法は、ＩＳＳを架橋熱硬化性樹脂または、例えば、金属のような高融点の他の材料から作成することである。ＩＳＳがＴＰを含む場合には、融点／ガラス転移温度以上だとＴＰは殆んど流れないほど粘性であってもよい。粘性は、大量のフィラーを用いる、かつ／または、超高分子量のポリエチレンのような非常に高分子量のＴＰを用いると増大する。例えば、好ましいＩＳＳのある種類において、好ましくは、熱可塑性材料でできたＭＰＳでは、熱可塑性材料の重量平均分子量は約５００，０００以上、より好ましくは約１，０００，０００以上である。かかる高分子量で得られるＴＰのある有用な種類はポリエチレンであり、ＩＳＳ、好ましくはＭＰＳについては好ましいＴＰである。高融点またはガラス転移温度のＴＰをボンディングするときに粗表面特徴の喪失を防ぐ他の方法は、ＩＳＳを高温に晒す時間を最小にすることであり、そうすればＴＰが粗面に「浸透」する時間が短くなり、粗面が喪失するだけの十分な熱伝達時間はない。これらの方法のいくつかを組み合わせると、さらにＩＳＳの表面凹凸の喪失を防ぐことができる。
【００４４】
結合した構造が形成されたら、多くの場合、結合された界面が構造中で弱点にはならない。すなわち、多くの場合、２種類のＴＰを互いに剥がそうとすると（溶融ボンディングプロセス中のＴＰ）、ＴＰまたはＩＳＳのうち一方が凝集破壊する。これは、材料の本来の強度が、結合された組立品の弱点であることを示している。
【００４５】
本明細書に記載したポリマーは、ＴＰおよび／またはＩＳＳのポリマーのいずれか、特に、ＴＰは、例えば、フィラー、強化剤、酸化防止剤、顔料染料、難燃剤等、通常かかるポリマーに含まれる材料を、かかる組成に通常用いられる量で含有していてもよい。
【００４６】
結合したＴＰ物品は、２種類のＴＰを組み合わせた最良の属性を組み合わせられることから有用であることが多い。例えば、自動車燃料タンク本体は、低コストで物理的な強度のためにポリエチレンであることが多いが、他のＴＰ成分、例えば、ポリオキシメチレンとそのコポリマーとして、剛性、靭性、耐クリープ性、耐疲労性、スナップフィット性、帯電防止性および耐燃料性のような燃料タンクに必要なその他の属性が付加される。異なるＴＰでできているとき、これらの成分を本明細書に記載した方法により結合してもよい。同じく燃料システムにある、これらの同じ特性を利用するその他の用途としては、燃料バルブ、燃料システムの固定具、燃料パイプ（剛性および可撓性）、燃料計部品、燃料噴射器、燃料ポンプおよびこれらの商品のコンポーネントが挙げられる。
【００４７】
ポリ（オキシメチレン）とコポリマーを含むその他の用途はコンベヤリンクである。ポリ（オキシメチレン）は、低い摩擦係数、高い耐摩耗性および機械的強度のためにコンベヤに好ましい材料である。ポリ（オキシメチレン）コンベヤリンクの上部表面として、熱可塑性エラストマーのような高摩擦材料が望ましい領域もある。本発明のプロセスはかかる組み合わせを提供するものである。
【００４８】
ＩＳＳを用いて結合されるその他の有用な種類のＴＰポリマー対は、比較的硬いＴＰと比較的柔らかいＴＰである。比較的柔らかいＴＰとしては、可塑化ポリ（塩化ビニル）、熱可塑性エラストマーおよびその他同様の材料といった可塑化材料が挙げられる。硬いＴＰとしては、ポリオキシメチレン、ポリ（エチレンテレフタレート）、ナイロン−６および−６，６のような代表的な半結晶およびガラス状ＴＰが挙げられる。このように、この組み合わせの軟性ポリマーは、例えば、電動工具ハンドル、歯ブラシ、スポーツ用具、ダッシュボードや様々な種類のノブといった衝撃を受ける表面に、心地良い感触の柔らかいタッチを与えたり、コンベヤ、ローラ、ハンドル、容器や保管ゾーンのライニング、瓶の蓋のような封止物、弁およびコネクタに高摩擦面を与えたり、皿洗い機、衣類洗濯機および衣類乾燥機のような器具のライナ等防音または防振を与えることができる。全ての場合において、硬性ポリマーは、それを用いると高強度またはその他良好な構造特性を与える。
【００４９】
他の用途は、ＴＰを、本願特許出願人より入手可能なシーラー（Ｓｅｌａｒ）（登録商標）バリア樹脂のようなＴＰバリア樹脂にボンディングするものである。このように、ポリエチレンのようなやや透過性の樹脂は、ＩＳＳを用いてバリア樹脂に結合して、水や酸素のような特定の材料にあまり透過性でない部品を作成してもよい。これは、管、瓶、タンク、カーボイ、ドラムのような「容器」および同様の商品に有用である。バリア樹脂は、容器の内側または外側に結合してもよいし、中間層であってもよい。
【００５０】
融点およびガラス転移温度は、ここでは、ＡＳＴＭ法Ｄ３４１８を用いて測定する。融点は、溶融吸熱の最大として取り、ガラス転移温度は転移の中点として取った。融点およびガラス転移温度は、第２の熱で測定する。
【００５１】
実施例（比較例）においては、以下の略称および材料を用いている。
アラトン（Ａｌａｔｈｏｎ）（登録商標）Ｍ６０６０−米国、テキサス州ヒューストンのエクイスターケミカルズ（Ｅｑｕｉｓｔａｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ，ＵＳＡ）より入手可能なＨＤＰＥ。
【００５２】
デルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）１００−本願特許出願人より入手可能な高粘度アセタールホモポリマー。
【００５３】
デルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）５００Ｐ−本願特許出願人より入手可能な中粘度アセタールホモポリマー。
【００５４】
デルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）５１１Ｐ−本願特許出願人より入手可能な有核中粘度アセタールホモポリマー。
【００５５】
ＨＤＰＥ−高密度ポリエチレン。
【００５６】
ハイトレル（Ｈｙｔｒｅｌ）（登録商標）４０６９−本願特許出願人より入手可能な公称ショアＤ硬度が６０のポリ（ブチレンテレフタレート）ポリ（テトラメチレンエーテルグリコールテレフタレート）熱可塑性エラストマー。
【００５７】
ＬＣＰ１−３部の４，４’−ビフェノール、３７部のエチレングリコール、４０部のテレフタル酸および６０部の４−ヒドロキシ安息香酸でできた（部は全てモル部である）コポリマー。
【００５８】
ＬＣＰ２−２部の４，４’−ビフェノール、２８部のエチレングリコール、３０部のテレフタル酸と、５０部の４−ヒドロキシ安息香酸および２０部の４−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸でできた（部は全てモル部である）コポリマー。
【００５９】
ルポレン（Ｌｕｐｏｌｅｎ）（登録商標）４２６１ＡＱ４４４は、オランダ、ホールトドルプＭＳ２１３２、バセルＮＶ（Ｂａｓｅｌｌ  ＮＶ，２１３２ＭＳ  Ｈｏｏｆｄｄｏｒｐ，Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）より入手可能なＨＤＰＥ（天然色）である。
【００６０】
Ｐ−圧力。
【００６１】
ＰＰ−米国、メリーランド州、エルクトンのバセルポリオレフィン（Ｂａｓｅｌｌ  Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎｓ，Ｅｌｋｔｏｎ，ＭＤ，ＵＳＡ）より販売されているポリプロピレン、プロファックス（Ｐｒｏｆａｘ）（登録商標）６８２３。
【００６２】
ソンタラ（Ｓｏｎｔａｒａ）（登録商標）８０００−本願特許出願人より入手可能なポリ（エチレンテレフタレート）スパンレースヒドロエンタングルＮＷＦ、４０ｇ／ｍ２。
【００６３】
ポナフレックス（Ｐｏｎａｆｌｅｘ）（登録商標）Ｓ６５０Ａ−ドイツのプラストレン社（Ｐｌａｓｔｏｌｅｎ  ＧｍｂＨ，Ｇｅｒｍａｎｙ）より入手可能なショアＡ硬度が５０のブロックスチレン−ブタジエン−スチレン熱可塑性エラストマー。
【００６４】
テスリン（Ｔｅｓｌｉｎ）（登録商標）ＳＰ７００−米国、ペンシルバニア州ピッツバーグのＰＰＧインダストリーズ（ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ，ＵＳＡ）より入手可能な、高分子量のポリエチレンと大量の沈降シリカを含有する厚さ０．１８ｍｍの微孔性シート（同様の好適な材料はミスト（ＭｉＳＴ）（登録商標）という商品名で入手可能である）。
【００６５】
タイベック（Ｔｙｖｅｋ）（登録商標）−本願特許出願人より入手可能なスパンボンドポリエチレン不織布。
【００６６】
接着試験を（０°）剪断モードで行った。インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）（登録商標）４０２４ロードフレーム機を用いて、材料Ｂの端部を上部ジョーに留めた。材料Ｂの一部を組立品のこの部分から機械的に取り外した後、材料Ａを下部ジョーに留めて、下部ジョーが材料Ａのみを掴むようにした。引張り速度は５０ｍｍ／分であった。
【実施例】
【００６７】
（実施例１〜４）
従来の二成分２バレル射出成形機（エングル（Ｅｎｇｅｌ）２Ｃ  ＥＳ５００Ｈ／２００  １７５０ＨＬ−２Ｆ）で試料を調製した。バレルを互いに直角で水平に配置した。ＮＷＦをキャビティの片側（固定）に挿入し、金型を閉じ、材料Ａをキャビティに注入した。射出成形部品の片側がＮＷＦにカバーされた。金型を開け、回し（回転させ）て再び閉じ、ＮＷＦ（Ａが「裏打された」）がキャビティ表面の一方を形成した。材料Ｂをキャビティへと射出成形して、ＮＷＦの第２の側をカバーして溶融ボンディングした。材料ＢおよびＮＷＦストリップを材料Ａの幅の中心へ成形し、材料Ｂの一端を接合試験用のタブを形成するために、材料Ａの端部を超えるように成形した。冷却後、部品を取り出した。この場合、材料Ａの形状は矩形板で、寸法は１４０×４０×３ｍｍであった。ＮＷＦは約１４０×４０ｍｍの矩形ストリップで、Ａの大きな成形面をカバーしていた。Ｂの形状は寸法１２５×２０×２ｍｍの板で、Ａの領域の一部のみをカバーしていた。材料および結果を表１に示す。表１ａに、これらの実施例の射出成形パラメータを挙げる。成形温度は全て７４℃であった。
【００６８】
【表１】
2007502733.tif 000002
【００６９】
【表２】
2007502733.tif 000003
【００７０】
（実施例５〜１０）
これらの組み合わせを、実施例１〜４に記載したのと同じやり方で作成し試験した。材料および結果を表２に示す。成形条件を表２ａに示してある。成形温度は全て７４℃であった。
【００７１】
【表３】
2007502733.tif 000004
【００７２】
【表４】
2007502733.tif 000005
【００７３】
（比較例Ａ）
ＬＣＰ１フィルム（約２．５×６．４ｃｍ×厚さ約７５〜１００μｍ）の矩形片とＨＤＰＥの同様なサイズのフィルムをヒートシール機のシーリングバーの間に入れた。この機械は、フィルムを加熱して、圧力下で衝撃シーリング可能であった（衝撃ヒートシーラー「インパルスオートシーラー（Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ａｕｔｏｓｅａｌｅｒ）」、６００Ｗ、台湾、Ｌｔ．のＴＥＷエレクトリックヒーティング社（ＴＥＷ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｃｏ．，Ｌｔ．，Ｔａｉｗａｎ）製）。加熱およびクランプ機構をオンにして、即時の加熱および圧力が約１．５〜２秒で加わった。機械から取り出した後、フィルムは分解された（すなわち、接着しなかった）。
【００７４】
（実施例１５）
表面に露出した多くのけば立ったファイバーを有するソンタラ（Ｓｏｎｔａｒａ）（登録商標）８０００の５×５ｃｍ×厚さ５０μｍの片を、それぞれ５×１０ｃｍ×厚さ約１００μｍのＬＣＰ１のフィルムとＨＤＰＥ２のフィルムの間に入れた。この組成物をヒートシール機のシーリングバーの間に入れ、ヒートクランプ機構を約１〜２秒でオンにした。機械から取り出した後、ＬＣＰとＨＤＰＥのフィルムを、ソンタラ（Ｓｏｎｔａｒａ）（登録商標）の中間層を通して互いに結合した。２枚のフィルムを剥がそうとしても、中間ＮＷＦが凝集破壊するまで、手で分離することはできなかった。
【００７５】
（実施例１６）
厚さ約１００μｍのデルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）１００フィルムをＬＣＰ１フィルムの代わりに用いた以外は実施例１５の手順に従った。機械から取り出した後、デルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）１００とＨＤＰＥのフィルムを、ソンタラ（Ｓｏｎｔａｒａ）（登録商標）の中間層を通して互いに結合した。２枚のフィルムを剥がそうとしても、中間ＮＷＦが凝集破壊するまで、手で分離することはできなかった。
【００７６】
（比較例Ｂ）
厚さ約２００μｍのデルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）１００フィルムをＬＣＰ１フィルムの代わりに用いた以外は比較例Ａの手順に従った。機械から取り出した後、フィルムは分解された（すなわち、接着しなかった）。
【００７７】
（実施例１７〜２２）
それぞれ厚さ約２００μｍのＴＰの正方形のフィルム（約１５．２×１５．２ｃｍ）をＮＷＦのいずれかの側に置いた。この組成物をパサデナプレス（Ｐａｓａｄｅｎａ  Ｐｒｅｓｓ）（型番ＳＰ２１０Ｃ、現在、米国、インディアナ州エディンバラのテック−ツール社（Ｔｅｃ−Ｔｏｏｌ  Ｉｎｃ．，Ｅｄｉｎｂｕｒｇｈ，ＩＮ，ＵＳＡ））のプラテン（および非粘着性材料でコートされたＡｌホイルシート）の間に入れた。このプラテンはＬＣＰ１については２０５〜２１０℃まで、デルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）１００については２２０℃まで予熱させておいた。他のポリマーについての温度はポリマーが溶融するように設定した。２分の予熱後、圧力（約６．９〜約１３．８ＭＰａ）を約２分間印加して、冷水の循環によりプラテンを冷却した。試料の除去後、接着力を手で試験した。組成および結果を表３に示す。これらのラミネートの厚さは合計で約３５０〜３００μｍであった。
【００７８】
【表５】
2007502733.tif 000006
【００７９】
（比較例Ｃ）
実施例１３〜８８の手順を用いて、ポリ（エチレンテレフタレート）フィルムをＬＣＰ２の層とデルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）１００の層の間に入れ、パサデナプレス（Ｐａｓａｄｅｎａ  Ｐｒｅｓｓ）に入れた。プレスから取り出した後、層の間に接着力はなかった。
【００８０】
（比較例Ｄ）
実施例１３〜１８の手順を用いて、封筒用に作成されたタイベック（Ｔｙｖｅｋ）（登録商標）ポリエチレンＮＷＦの層をデルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）１００の２枚のフィルムの間に入れた。パサデナプレス（Ｐａｓａｄｅｎａ  Ｐｒｅｓｓ）にて熱および圧力を加えて、プレスから取り出した後、層の間に接着力はなかった。タイベック（Ｔｙｖｅｋ）（登録商標）ＮＷＦは溶融した。
【００８１】
（実施例１９）
実施例１３〜１８の手順の後、ＬＣＰ２（厚さ１２５μｍ）のフィルムおよびソンタラ（Ｓｏｎｔａｒａ）（登録商標）８０００をパサデナプレス（Ｐａｓａｄｅｎａ  Ｐｒｅｓｓ）にて熱および圧力を加え、冷却してから取り出した。ＨＤＰＥ（厚さ１００〜１２５μｍ）の層を、ラミネートのソンタラ（Ｓｏｎｔａｒａ）（登録商標）側（ＬＣＰ２の逆側）に押し付け、構造体にパサデナプレス（Ｐａｓａｄｅｎａ  Ｐｒｅｓｓ）にて熱および圧力を加えた。プレスから取り出した後、ＬＣＰとＨＤＰＥフィルムの両方は良好に結合されていた。
【００８２】
（実施例２０）
実施例１３〜１８の手順と同様に、ソンタラ（Ｓｏｎｔａｒａ）（登録商標）８０００の約３０．５×３０．５ｃｍの正方形片を、ＬＣＰ２のフィルムとＨＤＰＥのフィルムの間に入れた。プレスにて熱および圧力を加えた後、ラミネートを取り出した。ラミネートを熱形成ユニット（米国、ニューヨーク州バレーコテージのハイドロトリム社（Ｈｙｄｒｏｔｒｉｍ  Ｃｏｒｐ．，Ｖａｌｌｅｙ  Ｃｏｔｔａｇｅ，ＮＹ，ＵＳＡ）製のハイドロトリム（Ｈｙｄｒｏｔｒｉｍ）（登録商標）型番１６２０熱形成機）に入れ、約３００℃まで加熱し、熱形成した。金型の形状は小さな皿（直径５．１ｃｍ×深さ２．５ｃｍ）であった。ラミネートを金型の形状へと熱形成し、金型キャビティを複製した。
【００８３】
（実施例２１〜３１）
これらの実施例で結合するポリマーはデルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）５１１Ｐおよびルポレン（Ｌｕｐｏｌｅｎ）（登録商標）４２６１であった。これらを図１に示す試験部品へと射出成形した。デルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）は１、ルポレン（登録商標）は１１である。図１において、１および１１は、片側の幅が約６０ｍｍの正方形の「半箱」の側面図である。開いた側の表面からの各箱の深さは約３０ｍｍである。箱の端部は全て丸められており、壁の厚さは約２ｍｍである。１は幅約６ｍｍの合わせ面２を有している。１１は幅約２ｍｍで、箱の開いた面の底部表面から約２ｍｍ隆起した合わせ面１２を有している。図１に示す寸法は全てｍｍである。図１の１１および１２に近い部分の詳細な図をまた図２に示す。
【００８４】
テスリン（Ｔｅｓｌｉｎ）（登録商標）７００ＳＰ片を合わせ面２（このテスリン（Ｔｅｓｌｉｎ）（登録商標）片はタブを有しており、ロボットアームで金型の適所に配置可能であった）の形状へと切断し、１を射出成形して、テスリン（Ｔｅｓｌｉｎ）（登録商標）を（合わせ面２の）金型に挿入し、金型から取り出すと、デルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）部品１のテスリン（Ｔｅｓｌｉｎ）（登録商標）は合わせ面２に固着していた。１１をルポレン（Ｌｕｐｏｌｅｎ）（登録商標）から成形し、合わせ面１２を２に取り付けたテスリン（Ｔｅｓｌｉｎ）（登録商標）と接触させた。この組立品をブランソン（Ｂｒａｎｓｏｎ）（登録商標）２４００振動溶接機（米国、コネチカット州ダンブリー、０６８１３のブランソンウルトラソニック社（Ｂｒａｎｓｏｎ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｃｏｒｐ．，Ｄａｎｂｕｒｙ，ＣＴ  ０６８１３，ＵＳＡ））に入れた。この機械を、最大振幅１．７５ｍｍ（ピークからピーク）および閉鎖圧力１０００〜６０００Ｎで２４０Ｈｚで操作した。
【００８５】
溶接後、溶接面から離してドリルで２つの穴を開け、固定具を取り付け、部品を油で充填して、内部圧縮した。部品を試験機に入れ、徐々に部品の内部を１６０バールまで加圧し、１５０℃まで加熱した。ただし、本実施例は２３℃で試験した。溶接条件および試験結果を表４に示す。表４において、以下の定義が適用される。
「破裂圧力」とは、溶接が破壊された試験圧力のことを意味する。
「圧力装置」とは、ブランソン（Ｂｒａｎｓｏｎ）（登録商標）２４００空気圧シリンダーにおける圧力のことを意味する。
「力」とは、溶接を形成するのに用いる圧力である。
「圧力結合」は、溶接結合部の実際の圧力である。
「溶接時間」は、溶接を形成するのに用いる秒数である。
「振幅」は振動の振幅であり、「崩壊」はポリマーの溶解および溶接の形成により崩壊した片の距離である。
【００８６】
溶接は、両片が同様の材料、例えば、デルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）またはルポレン（Ｌｕｐｏｌｅｎ）（登録商標）で、テスリン（Ｔｅｓｌｉｎ）（登録商標）を存在させずに同様の条件で行ったところ、良好な溶接がなされた。しかしながら、デルリン（Ｄｅｒｌｉｎ）（登録商標）およびルポレン（Ｌｕｐｏｌｅｎ）（登録商標）（すなわち、異なる材料）をテスリン（Ｔｅｓｌｉｎ）（登録商標）なしで溶接すると、形成された「溶接」は実質的に強度がなかった。
【００８７】
溶接をまた、テスリン（Ｔｅｓｌｉｎ）（登録商標）をデルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）部品に固着させずに、組立品を合わせるときに、単に合わせ面２と１２の間に挿入する同様の条件で行ったところ良好な溶接強度が得られた。
【００８８】
【表６】
2007502733.tif 000007
【００８９】
（実施例３２〜３７）
これらの実施例において、デルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）５１１ＢＫ４０２（０．３重量パーセントのカーボンブラックを含有するデルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）５１１Ｐ）を、テスリン（Ｔｅｓｌｉｎ）（登録商標）ＳＰ７００を微孔性層として用いて、ルポレン（Ｌｕｐｏｌｅｎ）（登録商標）４２６１ＡＱ４４４（天然着色ＨＤＰＥ）に結合した。この例では、デルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）とルポレン（Ｌｕｐｏｌｅｎ）（登録商標）を半箱１へと射出成形し、実施例２１〜３１に記載した通り、テスリン（Ｔｅｓｌｉｎ）（登録商標）を射出成形プロセス中にデルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）部品へ「取り付け」た。デルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）部品（テスリン（Ｔｅｓｌｉｎ）（登録商標）によりカバーされた）とルポレン（Ｌｕｐｏｌｅｎ）（登録商標）の合わせ面２を、その間にあるテスリン（Ｔｅｓｌｉｎ）（登録商標）シートと接触させた。
【００９０】
ボンディング方法はポリマーレーザー溶接であった。ノボラス（Ｎｏｖｏｌａｓ）（登録商標）Ｃレーザー溶接機（スイス、ザルネン６０６０のライスタープロセステクノロジーズ（Ｌｅｉｓｔｅｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，６０６０  Ｓａｒｎｅｎ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）を用いた。この機械は、４０Ｗ（最大出力）の９４０ｎｍダイオードレーザーを備えており、最大溶接速度１５０ｍｍ／ｓが可能であった。溶接する組立品を留め、結合する表面をレーザーに露光した。レーザービームをまずルポレン（Ｌｕｐｏｌｅｎ）（登録商標）ＨＤＰＥの表面で組立品と接触させ、そのポリマーはテスリン（Ｔｅｓｌｉｎ）（登録商標）までおそらく通過して、残りのレーザー出力を黒色デルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）（登録商標）により吸収させた。溶接条件および結果を表５に示す。表５において、以下の定義が適用される。
「レーザー出力」は、レーザーのワットでの出力設定である。
「最大速度」は、溶接の際のｍｍ／ｓでのレーザービーム速度である。
「距離」は、最後のレーザーレンズ要素からデルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）の表面までのｍｍでの距離である。
「結合幅」はレーザービームのｍｍでの幅である。
「圧力結合」は形成される結合に印加される圧力である。
「破裂圧力」は表４に定義したのと同様である。
【００９１】
全ての場合において、溶接を形成したとき、ポリマーの崩壊はなかった。全ての場合において、破裂圧力は実施例２１〜３１に記載された通りにして求めた。
【００９２】
【表７】
2007502733.tif 000008
【００９３】
（実施例３８）
破裂圧力試験組立品は、実施例２１〜３１に用いたのと同様のやり方で振動溶接した。圧力装置は１．９バール、力は１５００Ｎ、圧力結合は３．２ＭＰａ、溶接時間は６ｓ、振幅は１．５０ｍｍ、崩壊は１．６ｍｍであった。成形部品としての組立品の破裂圧力は８．０バールであった。５つの組立品を、Ｍ１５燃料（４２．５％のトルエン、４２．５％のｎ−オクタンおよび１５％のメタノールの組成を有すると報告されている。パーセンテージは全て体積パーセントである）で１０００ｈ、６０℃にてエージングさせた。過剰の燃料を組立品から除去した後、破裂圧力について試験した。５つの組立品の平均破裂圧力は６．５±１．５バール（標準偏差）であった。破裂圧力のこの優れた保持は、これらの振動溶接結合がＭ１５燃料で良好な安定性を有し、燃料含有システムのコンポーネントに用いるのに好適であることを示している。
【００９４】
従って、本発明によれば、ここに規定した目的および利点を完全に満足する、間に凹凸面を有する熱可塑性シートを用いて異なる熱可塑性ポリマーをボンディングする物品および方法が提供されることが明らかである。本発明を特定の実施形態について説明してきたが、多くの変形、修正および変更が当業者に明白であることは明らかである。従って、本発明の精神および範囲内に含まれる全てのかかる変形、修正および変更が包含されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】溶接接合および破裂圧力試験用の組立品を形成するのに用いる射出成形部品の本発明の一実施形態を示す。
【図２】図１の合わせ面の拡大図を示す。
【図１】
2007502733.tif 000009
【図２】
2007502733.tif 000010
【国際調査報告】
2007502733.tif 000011
2007502733.tif 000012
2007502733.tif 000013