(57)【要約】  ホットメルト接着剤は、ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマー、例えばポリ乳酸；スルホン化コポリエステル；及び少なくとも１種の可塑剤を含み、且つコンポスト化可能である。可塑剤は、固体可塑剤、例えばベンゾエートであり得、且つ第二の可塑剤も使用され得る。接着剤は、ケース及びカートン用途、木の球根又は植物の種子のためのバーラップ又は他のコンポスト化可能な基材との使用並びに他のコンポスト化可能なフィルムとの使用などの多様な用途で使用するのに適し、且つ特に二重壁の板紙製飲料用コップのために適切である。この接着剤は、ホット及びコールド飲料の温度を反映する温度の範囲にわたり、コンポスト化不能な接着剤と同等の良好な接着性能を示す。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホットメルト接着剤組成物であって、
（ａ）ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマー；
（ｂ）スルホン化コポリエステル；及び
（ｃ）可塑剤
を含み、接着剤は、コンポスト化可能である、ホットメルト接着剤組成物。
【請求項２】
前記ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーは、ポリ乳酸並びにラクトン、好ましくはグリコリド及びカプロラクトンのコポリマーからなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーは、ポリ乳酸を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記ポリ乳酸、前記スルホン化コポリエステル及び前記可塑剤は、少なくとも８０％、好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは１００％の接着性能を達成するのに有効な量で存在する、請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
前記ポリ乳酸、前記スルホン化コポリエステル及び前記固体可塑剤は、約１７５゜Ｆの温度において、最も好ましくは０゜Ｆ〜１７５゜Ｆの温度の範囲にわたって前記接着性能を達成するのに有効な量で存在する、請求項４に記載の組成物。
【請求項６】
前記ポリ乳酸及び前記スルホン化コポリエステルは、重量で約１：１〜約９：５、好ましくは重量で約６：５〜約８：５、最も好ましくは重量で約１３：１０〜約３：２の重量比で存在する、請求項３に記載の組成物。
【請求項７】
（ａ）前記ポリ乳酸は、約２５〜約４３重量％、好ましくは約３０〜約３８重量％、最も好ましくは約３１〜約３７重量％の量で存在し；
（ｂ）前記スルホン化コポリエステルは、約１５〜約３５重量％、好ましくは約２０〜約３０重量％、最も好ましくは約２２〜約２８重量％の量で存在し；及び
（ｃ）前記可塑剤は、約５〜約６０重量％、好ましくは約１５〜約５５重量％、より好ましくは約２０〜約５０重量％、最も好ましくは約３６〜約４２重量％の量で存在する、請求項３に記載の組成物。
【請求項８】
前記スルホン化コポリエステルは、水分散性である、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
前記可塑剤は、固体可塑剤を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
前記固体可塑剤は、ベンゾエートを含む、請求項９に記載の組成物。
【請求項１１】
前記ベンゾエートは、グリセロールトリベンゾエート、スクロースベンゾエート、ペンタエリスリトールテトラベンゾエート及び１，４−シクロヘキサンジメタノールジベンゾエートからなる群から選択される、請求項１０に記載の組成物。
【請求項１２】
前記ベンゾエートは、１，４−シクロヘキサンジメタノールジベンゾエートを含む、請求項１０に記載の組成物。
【請求項１３】
第二の可塑剤をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】
前記第二の可塑剤は、エチレングリコール、プロピレングリコール及びポリエチレングリコールからなる群から選択される、請求項１３に記載の組成物。
【請求項１５】
前記第二の可塑剤は、約１〜５重量％、好ましくは約１．３〜約３重量％、最も好ましくは約１．５〜約２重量％の量で存在する、請求項１３に記載の組成物。
【請求項１６】
抗酸化剤をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１７】
前記抗酸化剤は、ヒンダードフェノールを含む、請求項１６に記載の組成物。
【請求項１８】
前記ヒンダードフェノールは、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）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−ヒドロキシフェニル）プロピオネート；ｎ−オクタデシル３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート；４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−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−ジ−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；及びソルビトールヘキサ［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］からなる群から選択される、請求項１７に記載の組成物。
【請求項１９】
前記抗酸化剤は、約０．１〜約１重量％、好ましくは約０．２５〜約０．７５重量％、最も好ましくは約０．４〜約０．６重量％の量で存在する、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２０】
５重量％、より好ましくは４重量％、最も好ましくは３重量％以下の、１００ｍｇＫＯＨ／ｇより大きいヒドロキシル価を有する構成成分を含有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項２１】
前記スルホン化コポリエステルは、約２０，０００ｇ／ｍｏｌ〜８０，０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは約２５，０００ｇ／ｍｏｌ〜６０，０００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは約２８，０００ｇ／ｍｏｌ〜４２，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項２２】
前記ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーは、ＡＳＴＭ方法Ｄ１２３８に従い、２．１６ｋｇの重量を使用して２１０℃で少なくとも５０ｇ／１０分、好ましくは少なくとも５５ｇ／１０分、最も好ましくは少なくとも６０ｇ／１０分のメルトインデックスを有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項２３】
接着剤は、（１）ＡＳＴＭ  Ｄ  ６４００−１２（ＩＳＯ  ２０２００を使用する）によって定義される崩壊試験、及び（２）ＡＳＴＭ  Ｄ  ６４００−１２（ＡＳＴＭ  ５３３８−１５を使用する）によって定義される好気性生分解の両方の要件を満たす、請求項１に記載の組成物。
【請求項２４】
前記接着剤は、約１８０゜Ｆ〜約３００゜Ｆ、より好ましくは約２００゜Ｆ〜約２８０゜Ｆ、最も好ましくは約２２０゜Ｆ〜約２６０゜Ｆの、ＡＳＴＭ  Ｅ２８−９９によって求められる環球式軟化点を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項２５】
二重壁容器を形成するための方法であって、
（ａ）請求項１に記載のホットメルト接着剤組成物を、溶融状態において、第一の一般的に円筒状の板紙基材の外部表面に適用する工程；
（ｂ）一般的に長方形の第二の板紙基材を前記第一の板紙基材に嵌合させる工程であって、前記第二の板紙基材は、前記第一の板紙基材の円周より長く、それによりアキシャルストリップを提供し、前記アキシャルストリップにおいて、前記第二の板紙基材の末端は、重なる、工程；及び
（ｃ）前記ホットメルト接着剤組成物を溶融状態で前記アキシャルストリップの嵌合表面の一方に適用する工程；及び
（ｄ）前記アキシャルストリップの前記嵌合表面を嵌合させて、前記二重壁容器を提供する工程
を含む方法。
【請求項２６】
工程（ａ）は、前記ホットメルト接着剤をラジアルパターンで適用することを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
工程（ａ）及び（ｃ）は、ビーズの形態の前記ホットメルト接着剤組成物を適用することを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記板紙は、コンポスト化可能である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
請求項２５に記載の方法によって形成される容器。
【請求項３０】
前記容器のために使用される前記板紙は、コンポスト化可能であり、且つ前記容器は、飲料用コップである、請求項２９に記載の容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）に基づき、２０１８年９月７日出願の米国特許出願第６２／７２８，４２４号明細書の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、コンポスト化可能であり、且つ特にホット及びコールド飲料の両方のための板紙製飲料用コップのための接着剤として使用するように適合されるホットメルト接着剤に関する。
【背景技術】
【０００３】
ホットメルト接着剤は、広く多様な商業的用途で使用されている。ホットメルト接着剤の１つの利点は、それらの系では、基材に適用する際にキャリア流体又は溶媒を必要とせず、その結果、適用後に溶媒又はキャリア流体を蒸発させる必要がないことである。乾燥工程又は蒸発工程が存在しないことにより、ホットメルト接着剤系は、溶媒使用に伴う危険性及び揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の環境影響をなくすことを可能になる。ホットメルト接着剤の使用は、接着剤の一部としての水を必要としないことにより、水の消費量も低下させる。ホットメルト接着剤の配合物は、感圧性から非感圧性まで接着剤の性能を広い範囲で変化させることができる。
【０００４】
ホットメルト接着剤は、従来、石油由来のポリマーをベースとしてきた。熱可塑性プラスチックがホットメルト接着剤のポリマー成分として使用されており、それらは、一般的に３つのタイプに類別される：（１）石油由来のポリマー、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル、スチレンブロックコポリマー（例えば、スチレンイソプレンスチレン、スチレンブタジエンスチレン）；（２）ポリウレタン；及び（３）ポリエステル／ポリカーボネート物質。
【０００５】
それらの製品の多くは、環境における分解性が乏しいという欠点を有する。再生可能な資源物質、例えば紙、デンプン及びある種の分解可能なプラスチック（脂肪族ポリエステル、ポリラクチドなど）が使用される包装材料が強く求められている。紙製品の場合、環境的に分解可能な接着剤を使用することにより、紙、板紙又は厚紙製品をリサイクルする場合に接着剤をコンポスト化させることが可能になるであろう。又は代わりに、環境的に分解可能な接着剤を使用することにより、典型的な石油ベースのホットメルト配合物を用いてシールした物品と異なり、組立て物品全体をコンポスト化させることが可能になるであろう。
【０００６】
ある種の接着剤用途では、他の場合よりも要求性能が厳しく、コンポスト化可能であり、且つ板紙製飲料用コップで性能を発揮する接着剤は、いくつかの機能を果たさなければならない。板紙製飲料用コップをシールするために使用される接着剤の場合、コップにコールド飲料（例えば、ジュース若しくはソーダ）又はホット飲料（例えば、コーヒー若しくは紅茶）を入れるとすれば、それは、広い温度範囲で接着剤として機能できなければならない。例えば、接着剤は、コップに熱水（例えば、約１８０゜Ｆ〜１９０゜Ｆ）を入れて裂け目ができたとすると、その結果が接着剤のすべてのシール（半径方向及び末端方向のシール）で１００％の繊維の裂け目でなければならないという要求性能に適合しなければならない。換言すると、凝集破壊又は接着層破壊があってはならず、まずコップが裂けなければならない。さらに、この試験は、初期（オフライン）及びエージング条件下（すなわち７２゜Ｆで５日間）の両方で合格しなければならない。加えて、接着剤は、接着性能を犠牲にすることなく、コンポスト化可能でなければならない。さらに、既存のホットメルト接着剤の適用装置上でホットメルト接着剤の作業を実施できることが望ましく、これは、適用温度において、粘度も含めて同等の流動特性を有さなければならないことを意味する。
【０００７】
ホットメルト接着剤は、飲料（例えば、コーヒー又は紅茶）を入れるために使用される使い捨ての紙コップの外側壁面と、二次壁面として機能する他の基材（例えば、紙／ラベル）とを接着させるために使用されてきた。コップをラベルに接着させるために、コップの外周部の周りに多数のホットメルト接着剤のラジアルビーズを、且つラベルの端部が接するコップの長さ方向にシームビーズ（又はエンドシール）を適用することが従来から知られている。ホット飲料条件（例えば、１８０゜Ｆ〜１９０゜Ｆ）で受容可能な耐熱性を有するコンポスト化可能なホットメルト接着剤は、今日の市場では知られていない。さらに、広い使用温度範囲（例えば、０゜Ｆ〜１６０゜Ｆ）を有するコンポスト化可能なホットメルト接着剤も今日の市場では知られていない。
【０００８】
米国特許第号５，７５３，７２４明細書は、乳酸由来のポリエステルを使用して作製されたホットメルト接着剤組成物を開示している。熱可塑性樹脂グレードのポリエステルは、接着剤成分を使用して配合することにより、機能性接着剤となる。低分子量の物質を、配合ホットメルト接着剤中において、生分解性／コンポスト化可能な樹脂を用いて増粘性樹脂として使用することができる。接着剤物質は、感圧性とすることも可能であり、且つポリエステルポリマーを他の生分解性／コンポスト化可能な成分と組み合わせることにより、完全に分解性とすることもできる。そのようにして得られた接着剤組成物は、多様な用途で使用することができる。生分解性／コンポスト化可能な接着剤物質は、バクテリア、真菌類及び他の微生物類による攻撃に対して抵抗性を有する市販のポリマーから作製された非生分解性物質の代替物として使用することができる。それらのホットメルト接着剤は、包装材料において且つ分解性材料から作製された使い捨て物品の製造において使用することができる。完全に使い捨ての物品は、コンポスト化が完全に可能な接着剤及び構造材料から作製することができる。
【０００９】
米国特許第７，８６８，１０１号明細書は、環境的に分解可能なポリマー化合物を調製するための方法並びにさらにそのような化合物自体及びその使用を開示している。この発明の化合物は、５００〜５０，０００ｇ／ｍｏｌの分子量（Ｍｗ）を有する、重縮合された乳酸を含むポリマーを含み、それに対して、５００〜５０，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有する、軟化のための脂肪族ポリエステルが組み合わされる。ポリマー化合物中の乳酸を含む基の量は、５０〜９９％の範囲であり、軟化のためのポリエステル基の量は、１〜５０％の範囲である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態は、従来技術の多くの問題点及び制約を回避する。本発明の１つの実施形態は、多様な用途、例えばケース及びカートン用途で使用するのに適し、且つ二重壁の板紙製コップに特に適切であるコンポスト化可能なホットメルト接着剤に関する。この実施形態のホットメルト接着剤組成物は、ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマー；スルホン化コポリエステル；及び可塑剤を含み、且つコンポスト化可能である。ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーは、ポリ乳酸並びにラクトン、好ましくはグリコリド及びカプロラクトンのコポリマーからなる群から選択され得る。可塑剤は、好ましくは、固体であり、且つベンゾエート、好ましくは１，４−シクロヘキサンジメタノールジベンゾエートを含み得る。接着剤組成物は、エチレングリコール、プロピレングリコール及びポリエチレングリコールの少なくとも１つから選択され得る第二の可塑剤を含み得る。接着剤組成物は、抗酸化剤、例えばヒンダードフェノールをさらに含み得る。１つの実施形態では、接着剤組成物は、５重量％以下、より好ましくは４重量％以下、最も好ましくは３重量％以下の、１００ｍｇＫＯＨ／ｇより大きいヒドロキシル価を有する構成成分を含有する。
【００１１】
本発明の別の実施形態では、二重壁容器を形成するための方法は、
（ａ）本明細書に記載された本発明のホットメルト接着剤組成物を、溶融状態において、第一の一般的に円筒状の板紙基材の外部表面に適用する工程；
（ｂ）一般的に長方形の第二の板紙基材を第一の板紙基材に嵌合させる工程であって、第二の板紙基材は、第一の板紙基材の円周より長く、それによりアキシャルストリップを提供し、アキシャルストリップにおいて、第二の板紙基材の末端は、重なる、工程；及び
（ｃ）ホットメルト接着剤組成物を溶融状態でアキシャルストリップの嵌合表面の一方に適用する工程；及び
（ｄ）アキシャルストリップの嵌合表面を嵌合させて、二重壁容器を提供する工程
を含む。
【００１２】
本発明の別の実施形態は、本明細書に記載された本発明の方法によって形成される容器に関する。本発明のこの実施形態の１つの態様では、容器のために使用される板紙は、コンポスト化可能であり、且つ容器は、飲料用コップである。
【００１３】
本発明の実施形態は、従来のコンポスト化不能なホットメルト接着剤、例えばポリオレフィン、エチレン酢酸ビニル又はスチレンブロックコポリマーをベースとするものと類似の接着性能及び耐熱性能を有する、コンポスト化可能なホットメルト接着剤を提供する。本発明による接着剤は、ケース及びカートン用途、コンポスト化可能なフィルムとの使用、バーラップ又は他のコンポスト化可能な基材に包まれた木の球根又は植物の種子との使用並びに各種の物品の構成、例えば二重壁飲料用コップの構成などの多様な末端用途で有用である。コンポスト化可能な二重壁飲料用コップの構成におけるその使用に関して、使い捨ての紙コップの内側基材の外壁面と、二次壁面として機能する他の外側基材（例えば、紙／ラベル）とを接着させるために接着剤を使用することができる。さらに、同一の接着剤は、内側基材の外側基材への接着と、二次壁面の末端シール領域での外側基材の接着との両方に使用され得る。
【００１４】
当業者であれば、以下の記述を読むことにより、本発明の他の特徴及び利点が明らかになるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の１つの実施形態では、ホットメルト接着剤組成物は、コンポスト化可能であり、且つポリラクチドのホモポリマー又はコポリマー；スルホン化コポリエステル；及び可塑剤を含む。
【００１６】
ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーは、ポリ乳酸並びにラクトン、好ましくはグリコリド及びカプロラクトンのコポリマーからなる群から選択される。好ましい実施形態では、ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーは、ポリ乳酸を含むか、それから実質的になるか又はそれからなる。他の実施形態では、ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーは、ＡＳＴＭ方法Ｄ１２３８に従い、２．１６ｋｇの重量を使用して２１０℃で少なくとも５０ｇ／１０分、好ましくは少なくとも５５ｇ／１０分、最も好ましくは少なくとも６０ｇ／１０分のメルトインデックスを有する。ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーは、ＡＳＴＭ方法Ｄ１２３８に従い、２．１６ｋｇの重量を使用して２１０℃で多くとも５００ｇ／１０分、好ましくは多くとも２００ｇ／１０分、より好ましくは多くとも１５０ｇ／１０分、最も好ましくは多くとも１００ｇ／１０分のメルトインデックスを有する。
【００１７】
いくつかの実施形態では、ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーは、少なくとも２０モルパーセントのラクチドコモノマーを含む。ポリラクチドの一般構造を以下に示す。
【化１】
2021536524.tif 000002
【００１８】
本明細書で用いるのに好適なポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーは、３，０００〜２００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲内の数平均分子量（Ｍｎ）を有する（本明細書で言及される分子量は、すべてポリスチレン標準を使用したゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定したものである）。ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）及びそのメゾ体は、本質的に非晶質であるのに対して、ポリ（Ｌ−ラクチド）及びポリ（Ｄ−ラクチド）は、本質的に結晶性であり、その分子量及び立体純度に応じて１８６℃の結晶融点を有する。それらのポリマーは、乳酸の二分子環状エステルを、酸触媒又は塩基触媒、例えばＰｂＯ、ＳｎＣｌ２、ＳｎＣｌ４、ＺｎＣｌ２、ＳｂＦ５、Ｓｂ２Ｏ３又はトリエチルアミンを用い、溶液法、沈降法又は溶融法を使用して開環重合させることによって調製することができる。代わりに、Ｈｅｎｌｅｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．からＲｅｓｏｍｅｒ（登録商標）の商標において、又はＰｏｌｙ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ  Ｉｎｃ．若しくはＥｃｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ（ＥｃｏＣｈｅｍ）から商業的にそれらを得ることも可能である。
【００１９】
ポリ（Ｌ−ラクチド）、ポリ（Ｄ−ラクチド）のホモポリマーに加えて、ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド）及びポリ（メソ−ラクチド）も本明細書で用いるのに好適なポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーであり、他のラクトン、例えばグリコリド又はカプロラクトンと共重合させることによって調製することが可能である。ラクチド成分とグリコリド成分とを等量で含むポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド−コ−グリコリド）ポリマーは、Ｈｅｎｌｅｙ  ｃｈｅｍｉｃａｌｓからＲｅｓｏｍｅｒ（登録商標）ＲＧ５０２、５０３、５０４、５０５及び５０６として入手可能であり、本明細書で用いるのに適している。さらに、７５％のラクチド成分を含むＲｅｓｏｍｅｒ（登録商標）ＲＧ７５２、７５５及び７５６として知られているポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド−コ−グリコリド）ポリマー、さらに８５％のラクチドを含むＲｅｓｏｍｅｒ（登録商標）８５８ポリマーも好適である。
【００２０】
１つの実施形態では、ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーは、再生可能な原料由来の熱可塑性樹脂である。ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーは、非晶質であり、低い融点を有することが好ましい。本発明の実施形態では、ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーの比重は、ＡＳＴＭ  Ｄ７９２に従って測定して約１．１〜約１．５、好ましくは約１．１５〜約１．４、最も好ましくは約１．２〜約１．３である。本発明の実施形態では、ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーのガラス転移温度は、ＡＳＴＭ  Ｄ３４１７に従って測定して約４０℃〜約７０℃、好ましくは約４５℃〜約６５℃、最も好ましくは約５０℃〜約６０℃である。本発明の実施形態では、ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーのメルトインデックスは、２．１６ｋｇの重量を使用して２１０℃で少なくとも約５０ｇ／１０分、好ましくは２．１６ｋｇの重量を使用して２１０℃で少なくとも約５５ｇ／１０分、最も好ましくは２．１６ｋｇの重量を使用して２１０℃で少なくとも約６０ｇ／１０分であり、且つそれは、２．１６ｋｇの重量を使用して２１０℃で多くとも約５００ｇ／１０分、好ましくは２．１６ｋｇの重量を使用して２１０℃で多くとも約２００ｇ／１０分、より好ましくは２．１６ｋｇの重量を使用して２１０℃で多くとも約１５０ｇ／１０分、最も好ましくは２．１６ｋｇの重量を使用して２１０℃で多くとも約１００ｇ／１０分のメルトインデックスを有する（すべてＡＳＴＭ方法Ｄ１２３８に従って測定）。本明細書では、すべての場合、任意の性質又は濃度の範囲について、下限として複数の数値が提示され、且つ上限として複数の数値が提示される場合、本発明は、任意の下限を含むものから且つ任意の上限を含むものまでにわたる任意の範囲を想定する。
【００２１】
ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーの一例は、Ｎａｔｕｒｅ  Ｗｏｒｋｓ  ＬＬＣから市販されているＶｅｒｃｅｔ系列の樹脂、特にＶｅｒｃｅｔ  Ａ１０００である。これは、年次的に再生可能な原料由来の熱可塑性樹脂であって、ペレットの形態で入手可能であり、非晶質、低温溶融性、高流動性の熱可塑性樹脂である。
【００２２】
ホットメルト接着剤組成物は、スルホン化コポリエステルをさらに含む。本発明の実施形態では、スルホン化コポリエステルの比重は、ＡＳＴＭ  Ｄ７９２に従って測定して約１〜約１．５ｇ／ｃｍ３、好ましくは約１．１〜約１．３ｇ／ｃｍ３、最も好ましくは約１．２〜約１．３ｇ／ｃｍ３である。本発明の実施形態では、スルホン化コポリエステルのガラス転移温度は、ＡＳＴＭ  Ｅ１３５６−０８に従ったＤＳＣを使用する試験法で約３０℃〜約７０℃、好ましくは約３５℃〜約６０℃、最も好ましくは約４０℃〜約５０℃であり、ここで、変曲点は、第二加熱サイクル時の変曲の中点（二次転移）として求める。本発明の実施形態では、スルホン化コポリエステルの固有粘度は、ＡＳＴＭ  Ｄ５２２５−１４に従って測定して約０．１５ｄＬ／ｇ〜約０．４５ｄＬ／ｇ、好ましくは約０．２ｄＬ／ｇ〜約０．４ｄＬ／ｇ、最も好ましくは約０．２５ｄＬ／ｇ〜約０．３５ｄＬ／ｇである。本発明の実施形態では、スルホン化コポリエステルの酸価は、ゼロ又は少なくとも約０．０１ｍｇＫＯＨ／ｇのいずれか、好ましくは少なくとも約０．１ｍｇＫＯＨ／ｇであり、且つ多くとも約１０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは多くとも約５ｍｇＫＯＨ／ｇ、最も好ましくは多くとも約３ｍｇＫＯＨ／ｇである。本発明の実施形態では、スルホン化コポリエステルのヒドロキシル価は、ゼロ又は少なくとも約０．０１ｍｇＫＯＨ／ｇのいずれか、好ましくは少なくとも約０．１ｍｇＫＯＨ／ｇであり、且つ多くとも約１５ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは多くとも約１０ｍｇＫＯＨ／ｇ、最も好ましくは多くとも約５ｍｇＫＯＨ／ｇである。本発明の実施形態では、スルホン化コポリエステルは、約２０，０００ｇ／ｍｏｌ〜８０，０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは約２５，０００ｇ／ｍｏｌ〜６０，０００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは約２８，０００ｇ／ｍｏｌ〜４２，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有する。ポリエステルの粘度は、３５０゜Ｆで好ましくは１０００ｃＰ〜１００，０００ｃＰ、最も好ましくは５０００〜６０，０００ｃＰである。粘度は、ブルックフィールド粘度計で＃２７スピンドルを使用して測定する。粘度は、一般的に分子量に関連し、粘度が高いほど高い分子量に対応する。
【００２３】
本発明の実施形態では、スルホン化コポリエステルは、米国特許第６，４１０，６２７号明細書に記載されているものから選択され得る（この特許は、参照により本明細書に組み込まれる）。この特許は、
ａ．少なくとも１種の二官能ジカルボン酸又は対応するメチルエステル（これは、スルホモノマーではない）；
ｂ．２〜２５モルパーセントの、芳香族又は脂環族核に結合された少なくとも１種の金属スルホネート基又は窒素含有非金属スルホネート基並びにヒドロキシル、カルボキシル及びアミノからなる群から選択される少なくとも１種の官能基を含む少なくとも１種のスルホモノマー；
ｃ．グリコール又はグリコールと、２個の−ＮＲＨ基を有するジアミンとの混合物、２個の−Ｃ（Ｒ１）２−ＯＨ基を含むグリコールから選択される少なくとも１種の二官能反応物質（ここで、反応物質中のＲは、水素又は１〜６個の炭素原子のアルキル基であり、且つ反応物質中のＲ１は、水素原子、１〜５個の炭素原子のアルキル基又は６〜１０個の炭素原子のアリール基である）；
ｄ．０〜４０モルパーセントの、１個の−Ｃ（Ｒ）２−ＯＨ基を有するヒドロキシカルボン酸、１個の−ＮＨＲ基を有するアミノカルボン酸、１個の−Ｃ（Ｒ）２−ＯＨ基と１個の−ＮＨＲ基とを有するアミノ−アルコール又は前記二官能反応物質の混合物から選択される二官能反応物質（ここで、反応物質中のＲは、水素又は１〜６個の炭素原子のアルキル基である）；及び
ｅ．０〜４０モルパーセントの、ヒドロキシル、カルボキシル及びそれらの混合物から選択される少なくとも３個の官能基を含む多官能反応物質（ここで、多官能反応物質の少なくとも一部は、少なくとも３個のヒドロキシル基を含む）
の反応生成物を含む縮合ポリマーを記載しており、ここで、記載されたモルパーセントは、すべて酸含有、ヒドロキシル含有及びアミノ基含有反応物質をすべて合計したもの（２００モルパーセントに等しい）を基準にしており、ここで、ポリマーは、酸基含有反応物質（１００モルパーセントの酸）のヒドロキシ基及びアミノ基含有反応物質（１００モルパーセントの塩基）に対する比率を、（当量値）ＥＱ（塩基）を（当量値）ＥＱ（酸）で除した数値が０．５〜２になるように含む。この発明のホットメルト接着剤の成分として使用されるポリエステル組成物は、好ましくは、６０〜１００モルパーセントの（ａ）、４〜２０モルパーセントの（ｂ）、８０〜１００モルパーセントの（ｃ）、０〜１０モルパーセントの（ｄ）及び０〜２０モルパーセントの（ｅ）を含む。この発明の別のより好ましい実施形態では、ポリエステルは、６０〜１００モルパーセントの１，４−シクロヘキサンジカルボン酸；４〜２０モルパーセントの５−ソジオスルホイソフタル酸ナトリウム又は５−ソジオスルホイソフタル酸ナトリウムジメチル；及び８０〜１００モルパーセントのジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール又はシクロヘキサンジメタノールを含む。
【００２４】
本発明の実施形態では、スルホン化コポリエステルは、米国特許第４，９１０，２９２号明細書、米国特許第４，９７３，６５６号明細書及び米国特許第４，９９０，５９３号明細書に記載されているものから選択され得る（これらの特許は、参照により本明細書に組み込まれる）。本発明のさらに別の実施形態では、スルホン化コポリエステルは、Ｂｏｓｔｉｋ，Ｉｎｃ．から市販されているＶｉｔｅｌ（登録商標）１８３１０４４コポリエステルポリマーを含む。スルホン化コポリエステルをベースとするホットメルト接着剤は、米国特許第５，７５０，６０５号明細書に記載されている（この特許は、参照により本明細書に組み込まれる）。スルホン化コポリエステルの例としては、Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌから市販されているＥａｓｔｍａｎ  ＡＱ系列の固体のコポリエステルも挙げられる。
【００２５】
本発明の実施形態では、スルホン化コポリエステルは、水分散性である。水分散度は、樹脂が分散し、且つ混合後に均質な分散体として留まる性能によって求めることができる。この特性は、加熱下（例えば、９５℃）において剪断をかけて製品を水と組み合わせることによって求めることができる。最初に、樹脂を加熱によって軟化させる（すなわち透明で非晶質であるが、次いで水と混合すると濁りが出て、軟化する）。混合が完結したとき、それが、重力下で沈降するか又は相分離しなければ、製品は、水分散性であると呼ばれる。
【００２６】
スルホン化コポリエステルを使用することにより、ある程度の水感受性を与えるというさらなる利点が得られ、これは、水性環境のイオン強度に依存する。したがって、接着剤は、使用時に遭遇するイオン的環境（例えば、おむつ及び女性用ナプキンで遭遇する体液に対する暴露）に対する十分な抵抗性を有し、さらにまたイオン強度がより低い水道水中で分散及び／又は剥離するように配合することができる。したがって、これらの接着剤は、コンポスト化可能な物品を構成する場合に特に有用である。
【００２７】
ホットメルト接着剤組成物は、可塑剤をさらに含む。可塑剤が固体可塑剤であることが好ましく、それは、高い耐熱性が必要とされる実施形態で特に有用である。固体可塑剤としては、ベンゾエートを挙げることができる。ベンゾエートは、以下からなる群から選択することができる：グリセロールトリベンゾエート、スクロースベンゾエート、ペンタエリスリトールテトラベンゾエート及び１，４−シクロヘキサンジメタノールジベンゾエート。ベンゾエートは、１，４−シクロヘキサンジメタノールジベンゾエートを含むか、それから実質的になるか又はそれからなることが最も好ましく、そのようなものは、Ｅａｓｔｍａｎ  ＣｈｅｍｉｃａｌからＢｅｎｚｏｆｌｅｘ  ３５２の商標で市販されている。ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーを使用することの欠点の１つは、耐熱性に乏しいことである。配合物中に固体可塑剤を組み込むと、ホット飲料のために使用される使い捨てのコップのための接着剤として使用するのに必要な耐熱性能が得られることが見出された。植物性ワックスをベースとする固体可塑剤も適切である。
【００２８】
１つの実施形態では、固体可塑剤は、ＤＳＣを使用するＡＳＴＭ  Ｄ７１３８に従って測定して約８０℃〜約１６０℃、好ましくは約９０℃〜約１５０℃、より好ましくは約１００℃〜約１４０℃、さらにより好ましくは約１１０℃〜約１３０℃、最も好ましくは約１１０℃〜約１２５℃の融点を有する。本発明の実施形態では、固体可塑剤の酸価は、ゼロ又は少なくとも約０．００１ｍｇＫＯＨ／ｇのいずれか、好ましくは少なくとも約０．０１ｍｇＫＯＨ／ｇであり、且つ多くとも約３ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは多くとも約１ｍｇＫＯＨ／ｇ、最も好ましくは多くとも約０．２ｍｇＫＯＨ／ｇである。本発明の実施形態では、スルホン化コポリエステルのヒドロキシル価は、ゼロ又は少なくとも約０．０１ｍｇＫＯＨ／ｇのいずれか、好ましくは少なくとも約０．１ｍｇＫＯＨ／ｇであり、且つ多くとも約１０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは多くとも約５ｍｇＫＯＨ／ｇ、最も好ましくは多くとも約３ｍｇＫＯＨ／ｇである。
【００２９】
本発明の実施形態では、接着剤は、第二の可塑剤をさらに含む。第二の可塑剤は、エチレングリコール、プロピレングリコール及びポリエチレングリコールからなる群から選択される。より低い粘度を有するポリエチレングリコール（例えば、ＰＥＧ４００）は、接着剤の粘度を下げるのに役立つ。固体可塑剤が第一の可塑剤として使用され、且つ配合物の粘度を下げる必要がある実施形態では、液体の可塑剤が特に有利である。配合物で所望される粘度に応じて、ある範囲のポリエチレングリコールを使用することができる。
【００３０】
ホットメルト接着剤組成物で使用するのに適した他の可塑剤は、米国特許第５，７５３，７２４号明細書に記載されている（この特許は、参照により本明細書に組み込まれる）。可塑剤により、接着剤の溶融特性を改良することが可能になり、感圧性を付与することが可能になり、接着剤のコスト削減を推進させることが可能になり、且つホットメルト接着剤の可撓性と溶融特性を向上させることが可能になる。本発明のホットメルト接着剤と共に使用するのに好ましい可塑剤は、生分解性／コンポスト化可能な可塑剤である。そのような可塑剤は、典型的には、天然由来のオイル又はエステル、若しくは尿素カルバミル、若しくはアミド基を含んで製造された合成物質を含む。可塑剤は、典型的には、接着剤組成物の他の構成成分と異なる分子量を有する。第一の可塑剤として固体可塑剤が使用され、配合物の粘度を下げる必要がある場合、液体の可塑剤、例えば約５，０００ｇ／ｍｏｌ未満、好ましくは１，０００ｇ／ｍｏｌ未満の分子量を有する物質が使用され、それは、本発明の組成物に対して可塑剤的性質を与えることができる。本発明において使用するための好ましいタイプの可塑剤物質としては、本明細書に開示されている他の成分と相溶性がある天然の油脂が挙げられる。本発明の接着剤において使用するためのさらに好ましいタイプの可塑剤としては、典型的には、芳香族又は脂肪族の小分子のモノオール、ジオール又はトリオールを芳香族又は脂肪族の酸組成物と反応させることによって作製されるエステル系可塑剤が挙げられる。追加の可塑剤の具体例としては、以下が挙げられる：ヒマシ油、ＴｅｇＭｅｒ  ８０９−ＰＥＧ４００ジ−２−エチルヘキソエートエステル、Ｐｌａｓｔｈａｌｌ  ＤＢＳ−ジブチルセバケート、Ｐｌａｓｔｈａｌｌ  ＤＩＢＡジイソブチルセバケート、Ｓａｎｔｉｚｅｒ  １６０（これは、ブチルベンジルフタレートである）、約５００ｇ／ｍｏｌｅの分子量と約２５℃未満の融点とを有するポリカプロラクトンジオール、エチレングリコールジベンゾエート、プロピレングリコールジベンゾエート、ジエチレングリコールジベンゾエート及びジプロピレングリコールジベンゾエート。
【００３１】
本発明の実施形態では、接着剤は、安定剤又は抗酸化剤をさらに含む。本発明のホットメルト接着剤組成物において有用な安定剤／抗酸化剤を組み入れて、上述の他の構成成分、したがって接着剤系全体を熱分解及び酸化分解の影響から保護するのに役立たせ、そのような分解は、通常、接着剤の製造及び適用時、さらに最終製品の周囲環境への通常の曝露時に起きる。抗酸化剤は、ヒンダードフェノールを含み得る。ヒンダードフェノールは、以下からなる群から選択される：１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）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−ヒドロキシフェニル）プロピオネート；ｎ−オクタデシル３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート；４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−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−ジ−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；及びソルビトールヘキサ［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］。本発明のホットメルト接着剤は、有効量、好ましくは約０．１重量％〜約５重量％の量で安定剤及び／又は抗酸化剤をさらに含み得る。組成物中に約０．１％〜２％の安定剤又は抗酸化剤が組み込まれることが好ましい。適用可能な安定剤の中でも、ヒンダードフェノール及び多機能フェノール、例えば硫黄及びリン含有フェノールが好ましい。
【００３２】
本発明の接着剤中にポリオレフィン成核剤がさらに存在し得る。本発明に好適な成核剤は、一般的に、清澄剤として知られているサブクラスの成核剤であり、これは、ポリオレフィン添加剤包装材料において、高速結晶化を促進させる目的で一般的に採用されている。好適な物質としては、ジベンジリデンソルビトール誘導体、例えばＭｉｌｌｉｋｅｎから供給されるＭｉｌｌａｄ  ３９８８及びＭｉｌｌａｄ  ＮＸ８０００、さらにＢＡＳＦ製のＩｒｇａｃｌｅａｒ  Ｄが挙げられる。他の好適な薬剤としては、芳香族アミド系、例えばＮｅｗ  Ｊａｐａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから提供されるＮＪ  Ｓｔａｒ  ＮＵ−１００が挙げられる。成核剤が含まれる場合、成核剤は、接着剤組成物中において、一般的に組成物の約０．０５〜５重量％、好ましくは約０．１〜２．５重量％の量で使用され、最も好ましくは約０．２〜１．０重量％である。２種以上の成核剤のブレンド物を使用し得る。例えば、１つの成核剤と、第一の成核剤と異なる第二の成核剤とのブレンド物を採用し得る。必要に応じて、第一の成核剤は、約０．０５重量％〜約５重量％の１種又は複数の追加の成核剤とブレンドされ得る。成核剤は、粉体として直接、適切な可塑剤の一部のスラリーとして、又は適切なポリマーのマスターバッチ、例えばＭｉｌｌｉｋｅｎ  ＮＸ−１０のマスターバッチにおける一成分として使用することができる。成核剤のパッケージ、例えば米国特許出願公開第２０１５／０２９９５２６号明細書に記載されているようなものが含められて、ホットメルト接着剤のセットアップ速度及び接着性を調節することもできる。
【００３３】
特定の物理的性質を修正する目的で、本発明の接着剤組成物中に他の任意の添加剤を組み込み得ることを理解されたい。そのようなものとしては、例えば、以下が挙げられる：紫外線（ＵＶ）吸収剤、ワックス、界面活性剤、不活性な着色剤、二酸化チタン、蛍光剤及び充填剤。典型的な充填剤として、タルク、炭酸カルシウム、クレーシリカ、マイカ、ウォラストナイト、長石、ケイ酸アルミニウム、アルミナ、水和アルミナ、ガラスのミクロスフェア、セラミックのミクロスフェア、熱可塑性プラスチックのミクロスフェア、バライト及び木粉が挙げられ、それらは、４０重量％まで、好ましくは１〜３０重量％の量で含むことができる。
【００３４】
本発明の接着剤は、コンポスト化することが可能である。本明細書で使用するとき、接着剤に適用した場合の「コンポスト化可能な」という用語は、以下のいずれかの要件を満たす接着剤である：（１）ＡＳＴＭ  Ｄ  ６４００−１２（ＩＳＯ  ２０２００を使用する）（８４日間のコンポスト化曝露）によって定義される崩壊試験、又は（２）ＡＳＴＭ  Ｄ  ６４００−１２（ＡＳＴＭ  ５３３８−１５を使用する）（５８±２℃、１４１日間）によって定義される好気性生分解。換言すると、接着剤は、崩壊試験条件下で８４日以内に最低でも９０％の重量損失に達するか、又は好気性生分解試験に従って１４１日以内に少なくとも９０％の炭素転換率（ＣＯ２発生基準）に達するかのいずれかであり、これについては、実施例の項でさらに詳細に説明する。好ましい実施形態では、接着剤は、以下の両方の要件を満たす：（１）ＡＳＴＭ  Ｄ  ６４００−１２（ＩＳＯ  ２０２００を使用する）（８４日間のコンポスト化曝露）によって定義される崩壊試験、及び（２）ＡＳＴＭ  Ｄ  ６４００−１２（ＡＳＴＭ  ５３３８−１５を使用する）（５８±２℃、１４１日間）によって定義される好気性生分解。
【００３５】
所望の用途で必要とされる各種の特性を接着剤に達成させるために、各種の構成成分の相対量が重要であることが見出された。これは、飲料用コップにおいて、接着剤が２つの壁面を合わせてシールするために接着剤が使用される場合（これには、耐熱性、広い温度範囲にわたる耐性及びコンポスト化性能が必要である）に特に当てはまることが見出された。１つの実施形態では、ポリ乳酸、スルホン化コポリエステル及び可塑剤は、少なくとも８０％、好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは１００％の接着性能を達成するのに有効な量で存在する。本明細書で使用するとき、「接着性能」という用語は、コーティングされていない板紙の上に適用し、以下の方法で試験したときの接着剤の性能を指す：ひだ付きのフラップを１．５”×４”の板状試験片に切断した。３／８”のビーズの形態の接着剤を、３５０゜Ｆで、２秒のオープンタイム及び２秒の加圧を用いて適用した。室温で一晩かけて接着物を硬化させた。それぞれの接着剤を用いて作製した３つの接着物を０゜Ｆのフリーザー内及び１６０゜Ｆのオーブン内に２４時間入れた。その時間になったら、それらの接着物を取り出した直後に繊維引裂けパーセントについて試験した。「繊維引裂け」という用語は、接着的又は凝集的のいずれかで破壊された接着剤の面積に対する、引裂かれた基材の面積を指す。好ましい実施形態では、ポリ乳酸、スルホン化コポリエステル及び固体可塑剤は、約１７５゜Ｆの温度において、最も好ましくは０゜Ｆ〜１７５゜Ｆの温度の範囲にわたって上述の接着性能を達成するのに有効な量で存在する。他の実施形態では、ポリ乳酸及びスルホン化コポリエステルは、重量で約１：１〜約９：５、好ましくは重量で約６：５〜８：５、最も好ましくは重量で約１３：１０〜約３：２の重量比で存在する。
【００３６】
本発明の実施形態では、配合物は、以下の構成成分をほぼ以下の重量パーセントで含む：
・ポリ乳酸は、接着剤に凝集性を与えるためのベースポリマーとして機能する量で存在し、且ついくつかの実施形態では約２５〜約４３重量％、好ましくは約３０〜約３８重量％、最も好ましくは約３１〜約３７重量％の量で存在し；
・スルホン化コポリエステルは、多孔質の基材、例えば板紙又はラベルに対して接着促進剤として機能するのに有効な量で存在し、且ついくつかの実施形態では約１５〜約３５重量％、好ましくは約２０〜約３０重量％、最も好ましくは約２２〜約２８重量％の量で存在し；
・可塑剤は、配合物の耐熱性を所望のレベル（例えば、高温での前述の接着性能）まで改良するのに有効な量で存在し、且ついくつかの実施形態では約５〜約６０重量％、好ましくは約１５〜約５５重量％、より好ましくは約２０〜約５０重量％、最も好ましくは約３６〜約４２重量％の量で存在し；及び
・使用する場合、第二の可塑剤は、接着剤の粘度を所望の値まで低下させるのに有効な量で存在し、且ついくつかの実施形態では約１〜５重量％、好ましくは約１．３〜約３重量％、最も好ましくは約１．５〜約２重量％の量で存在し；
・使用する場合、抗酸化剤、例えばヒンダードフェノールは、酸化を防止するか又は接着剤を安定化させるのに有効な量で存在し、且ついくつかの実施形態では、抗酸化剤は、約０．１〜約１重量％、好ましくは約０．２５〜約０．７５重量％、最も好ましくは約０．４〜約０．６重量％の量で存在する。
【００３７】
組成物は、好ましくは、５重量％以下、より好ましくは約４重量％以下、最も好ましくは約３重量％以下の、１００ｍｇＫＯＨ／ｇより大きいヒドロキシル価を有する構成成分を含有する。そのような構成成分は、例えば、米国特許第６，４１０，６２７号明細書（この特許は、参照により本明細書に組み込まれる）に開示されているようなスチレンアリルコポリマー、オルトフタレートネオペンチルグリコール、ポリエステルポリオール又はそれらの組合せであり得る。
【００３８】
本発明の接着剤組成物の作製では、特定の順序は、必要とされず、慣用されるプロセス工程を使用して作製することができる。接着剤は、各種の構成成分を混合し、次いで基材に適用する直前に加熱され得る。
【００３９】
本発明による接着剤物質の粘度は、一般的に、加工して、ホットメルト接着剤としてその基材に適用するのに適した適用温度での粘度であるべきである。標準的なホットメルト接着装置によって加工し、所望のパターンが得られ、その結果、適用温度で適切な接着性能を発揮させるには、低い適用温度で相対的に低い粘度を有する接着剤が必要とされる。一般的に、粘度は、ＡＳＴＭ  Ｄ３２３６に従って測定して、適用温度で約５０，０００ｃＰ以下、好ましくは適用温度で約４０，０００ｃＰ以下、さらにより好ましくは適用温度で約３５，０００ｃＰ以下、さらにより好ましくは適用温度で約３０，０００ｃＰ以下である。本明細書で特定される粘度は、すべてこの修正ＡＳＴＭ標準に従って測定したものである。組成物の粘度は、適用温度で好ましくは少なくとも１，０００ｃＰ、より好ましくは少なくとも５，０００ｃＰ、さらにより好ましくは少なくとも約７，５００ｃＰ、最も好ましくは少なくとも約１５，０００ｃＰである。したがって、粘度は、１２１℃で１，０００ｃＰ〜３５，０００ｃＰ及び５，０００ｃＰ〜２０，０００ｃＰであり得る。他の実施形態では、組成物の粘度は、各種の典型的に使用される適用温度において、本明細書で考慮された任意の範囲間であり、その値は、接着剤の特定の適用に依存し、１２１℃〜１８０℃、例えば１２１℃、１２７℃、１３５℃、１４９℃及び１７７℃である。接着剤が、ホット飲料のための二重壁コップを接着させるために使用される１つの実施形態では、接着剤の粘度は、１７７℃で好ましくは約５，０００ｃＰ〜約５０，０００ｃＰ、より好ましくは約１５，０００ｃＰ〜約３５，０００ｃＰ、最も好ましくは約２０，０００ｃＰ〜約３０，０００ｃＰである。
【００４０】
末端使用用途での要件は、接着剤の配合物の所望の軟化点の特定における重要な配慮点である。ホット飲料のための二重壁コップを接着させるために接着剤を使用する用途では、ＡＳＴＭ  Ｅ２８−９９に従って測定した接着剤の環球式軟化点は、約１８０゜Ｆ〜約３００゜Ｆ、より好ましくは約２００゜Ｆ〜約２８０゜Ｆ、最も好ましくは約２２０゜Ｆ〜約２６０゜Ｆである。
【００４１】
多様なコーティング方法を用いて、ホットメルト接着剤を基材に適用することができる。例としては、以下が挙げられる：ホットメルトスロットダイコーティング法、ホットメルトホイールコーティング法、ホットメルトローラーコーティング法、メルトブローンコーティング法、さらにスロット法、スパイラルスプレー法及びラッピングスプレー法、例えば弾性ストランドを貼り付けるために使用されるもの。スプレー法は、多く存在し、接着剤のスプレーパターンを形成するであろう圧縮空気の補助の存在下又は非存在下で実施することができる。ホットメルト接着剤物質は、一般的に、溶融物を、ホースを通して、基材の上の最終的なコーティングスポットにポンプ輸送される。
【００４２】
本発明の１つの実施形態では、二重壁容器を形成するための方法は、
（ａ）本明細書に記載されたホットメルト接着剤組成物を、溶融状態において、第一の一般的に円筒状の板紙基材の外部表面に適用する工程；
（ｂ）一般的に長方形の第二の板紙基材を第一の板紙基材に嵌合させる工程であって、第二の板紙基材は、第一の板紙基材の円周より長く、それによりアキシャルストリップを提供し、アキシャルストリップにおいて、第二の板紙基材の末端は、重なる、工程；及び
（ｃ）ホットメルト接着剤組成物を溶融状態でアキシャルストリップの嵌合表面の一方に適用する工程；及び
（ｄ）アキシャルストリップの嵌合表面を嵌合させて、二重壁容器を提供する工程
を含む。
【００４３】
本発明の１つの実施形態では、工程（ａ）は、ホットメルト接着剤をラジアルパターンで適用することを含む。他の実施形態では、工程（ａ）及び（ｃ）は、ビーズの形態のホットメルト接着剤組成物を適用することを含む。板紙は、コンポスト化可能であることが好ましい。容器のために使用する板紙がコンポスト化可能であり、且つ容器が飲料用コップである場合、さらにより好ましい。そのような二重壁容器の１つは、米国特許第６，１０９，５１８号明細書に記載されている（この特許は、参照により本明細書に組み込まれる）。
【００４４】
本発明のコンポスト化可能なホットメルト接着剤は、多くの用途、とりわけ最終物品（接着剤も含む）がコンポスト化可能であることを望まれるもので使用することができる。先に述べたように、本発明の接着剤の実施形態は、二重壁の板紙製飲料用コップに特に適している。他の用途の例としては、以下が挙げられる：ケース及びカートン用途、木の球根又は植物の種子のためのバーラップ又は他のコンポスト化可能な基材との使用並びに他のコンポスト化可能なフィルムとの使用。これらのそれぞれにおいて、接着剤が第一の基材に溶融状態で適用され、次いで第二の基材（又は第一の基材の一部）が接着剤と接触され、次いでそれが放冷されると、それによって第一の基材が第二の基材（又は第一の基材の上に重ねられ、嵌合された第一の基材の他の部分）に接着される。例えば、１つの実施形態では、木の球根又は植物の種子を、コンポスト化可能なバーラップ中に包み込み、バーラップの嵌合部分に接着剤を適用し、次いでバーラップをそれ自体の上に重ねて、バーラップの２つの嵌合表面がホットメルト接着剤の冷却に伴って相互に接着されるようにする。別の実施形態では、コンポスト化可能な第一のフィルム又は基材を本発明の接着剤と接触させ、次いで第二のコンポスト化可能なフィルムを接着剤と接触させ、それを冷却させると、それによりそれらの２つのコンポスト化可能なフィルムが共に接着されて、コンポスト化可能な積層物が形成される。
【００４５】
本発明の態様
態様１．ホットメルト接着剤組成物であって、
（ａ）ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマー；
（ｂ）スルホン化コポリエステル；及び
（ｃ）可塑剤
を含み、接着剤は、コンポスト化可能である、ホットメルト接着剤組成物。
態様２．ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーは、ポリ乳酸並びにラクトン、好ましくはグリコリド及びカプロラクトンのコポリマーからなる群から選択される、態様１に記載の組成物。
態様３．ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーは、ポリ乳酸を含むか、それから実質的になるか又はそれからなる、態様１に記載の組成物。
態様４．ポリ乳酸、スルホン化コポリエステル及び可塑剤は、少なくとも８０％、好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは１００％の接着性能を達成するのに有効な量で存在する、態様１〜３のいずれかに記載の組成物。
態様５．ポリ乳酸、スルホン化コポリエステル及び固体可塑剤は、約１７５゜Ｆの温度において、最も好ましくは０゜Ｆ〜１７５゜Ｆの温度の範囲にわたって接着性能を達成するのに有効な量で存在する、態様４に記載の組成物。
態様６．ポリ乳酸のホモポリマー又はコポリマー及びスルホン化コポリエステルは、重量で約１：１〜約９：５、好ましくは重量で約６：５〜約８：５、最も好ましくは重量で約１３：１０〜約３：２の重量比で存在する、態様１〜５のいずれかに記載の組成物。
態様７．（ａ）ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーは、約２５〜約４３重量％、好ましくは約３０〜約３８重量％、最も好ましくは約３１〜約３７重量％の量で存在し；
（ｂ）スルホン化コポリエステルは、約１５〜約３５重量％、好ましくは約２０〜約３０重量％、最も好ましくは約２２〜約２８重量％の量で存在し；及び
（ｃ）可塑剤は、約５〜約６０重量％、好ましくは約１５〜約５５重量％、より好ましくは約２０〜約５０重量％、最も好ましくは約３６〜約４２重量％の量で存在する、態様１〜６のいずれかに記載の組成物。
態様８．スルホン化コポリエステルは、水分散性である、態様１〜７のいずれかに記載の組成物。
態様９．可塑剤は、固体可塑剤を含む、態様１〜８のいずれかに記載の組成物。
態様１０．固体可塑剤は、ベンゾエートを含む、態様９に記載の組成物。
態様１１．ベンゾエートは、グリセロールトリベンゾエート、スクロースベンゾエート、ペンタエリスリトールテトラベンゾエート及び１，４−シクロヘキサンジメタノールジベンゾエートからなる群から選択される、態様１０に記載の組成物。
態様１２．ベンゾエートは、１，４−シクロヘキサンジメタノールジベンゾエートを含むか、それから実質的になるか又はそれからなる、態様１０に記載の組成物。
態様１３．第二の可塑剤をさらに含む、態様１〜１２のいずれかに記載の組成物。
態様１４．第二の可塑剤は、エチレングリコール、プロピレングリコール及びポリエチレングリコールからなる群から選択される、態様１３に記載の組成物。
態様１５．第二の可塑剤は、約１〜５重量％、好ましくは約１．３〜約３重量％、最も好ましくは約１．５〜約２重量％の量で存在する、態様１３又は１４に記載の組成物。
態様１６．抗酸化剤をさらに含む、態様１〜１５のいずれかに記載の組成物。
態様１７．抗酸化剤は、ヒンダードフェノールを含むか、それから実質的になるか又はそれからなる、態様１６に記載の組成物。
態様１８．ヒンダードフェノールは、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）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−ヒドロキシフェニル）プロピオネート；ｎ−オクタデシル３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート；４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−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−ジ−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；及びソルビトールヘキサ［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］からなる群から選択される、態様１７に記載の組成物。
態様１９．抗酸化剤は、約０．１〜約１重量％、好ましくは約０．２５〜約０．７５重量％、最も好ましくは約０．４〜約０．６重量％の量で存在する、態様１６〜１８のいずれかに記載の組成物。
態様２０．５重量％、より好ましくは４重量％、最も好ましくは３重量％以下の、１００ｍｇＫＯＨ／ｇより大きいヒドロキシル価を有する構成成分を含有する、態様１〜１９のいずれかに記載の組成物。
態様２１．スルホン化コポリエステルは、約２０，０００ｇ／ｍｏｌ〜８０，０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは約２５，０００ｇ／ｍｏｌ〜６０，０００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは約２８，０００ｇ／ｍｏｌ〜４２，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有する、態様１〜２０のいずれかに記載の組成物。
態様２２．ポリラクチドのホモポリマー又はコポリマーは、ＡＳＴＭ方法Ｄ１２３８に従い、２．１６ｋｇの重量を使用して２１０℃で少なくとも５０ｇ／１０分、好ましくは少なくとも５５ｇ／１０分、最も好ましくは少なくとも６０ｇ／１０分のメルトインデックスを有する、態様１〜２１のいずれかに記載の組成物。
態様２３．接着剤は、（１）ＡＳＴＭ  Ｄ  ６４００−１２（ＩＳＯ  ２０２００を使用する）によって定義される崩壊試験、及び（２）ＡＳＴＭ  Ｄ  ６４００−１２（ＡＳＴＭ  ５３３８−１５を使用する）によって定義される好気性生分解の両方の要件を満たす、態様１〜２２のいずれかに記載の組成物。
態様２４．接着剤は、約１８０゜Ｆ〜約３００゜Ｆ、より好ましくは約２００゜Ｆ〜約２８０゜Ｆ、最も好ましくは約２２０゜Ｆ〜約２６０゜Ｆの、ＡＳＴＭ  Ｅ２８−９９によって求められる環球式軟化点を有する、態様１〜２３のいずれかに記載の組成物。
態様２５．二重壁容器を形成するための方法であって、
（ａ）態様１〜２４のいずれかに記載のホットメルト接着剤組成物を、溶融状態において、第一の一般的に円筒状の板紙基材の外部表面に適用する工程；
（ｂ）一般的に長方形の第二の板紙基材を第一の板紙基材に嵌合させる工程であって、第二の板紙基材は、第一の板紙基材の円周より長く、それによりアキシャルストリップを提供し、アキシャルストリップにおいて、第二の板紙基材の末端は、重なる、工程；及び
（ｃ）ホットメルト接着剤組成物を溶融状態でアキシャルストリップの嵌合表面の一方に適用する工程；及び
（ｄ）アキシャルストリップの嵌合表面を嵌合させて、二重壁容器を提供する工程
を含む方法。
態様２６．工程（ａ）は、ホットメルト接着剤をラジアルパターンで適用することを含む、態様２５に記載の方法。
態様２７．工程（ａ）及び（ｃ）は、ビーズの形態のホットメルト接着剤組成物を適用することを含む、態様２５又は２６に記載の方法。
態様２８．板紙は、コンポスト化可能である、態様２５〜２７のいずれかに記載の方法。
態様２９．態様２５〜２８のいずれかに記載の方法によって形成される容器。
態様３０．容器のために使用される板紙は、コンポスト化可能であり、且つ容器は、飲料用コップである、態様２９に記載の容器。
【実施例】
【００４６】
以下の実施例により、本発明のある種の好ましい実施形態のいくつかの態様を説明するが、それらの実施例が本発明を限定すると解釈されるべきではない。
【００４７】
二重壁飲料用コップのために本発明による接着剤を使用することの実行可能性を検討した。具体的には、３種の配合物を下記の基準に従って接着性能について試験した。
【００４８】
以下の表１に示した接着剤の構成成分を室温で混合してから加熱した。溶融させた接着剤を加熱して３５０゜Ｆとし、次いでラジアルビーズの形態でコップの外側のコーティングされていない板紙の壁面に適用した。市販されている板紙製コップの外側の壁面を、内側の壁面に適用されたばかりの接着剤に外側の壁面を嵌合させることにより内側の壁面に付着させた。別のラビアルビーズを第二の壁面の嵌合表面の一方に、第二の表面がそれ自体で重なりあってアキシャルストリップを形成している第二の壁面の部分において適用した。次いで、第二の壁面を、アキシャルストリップの嵌合表面を嵌合させることによりそれ自体に付着させた。内側の壁面と外側の壁面との間でギャップを作り出したラビアルビーズ（コップの内側の壁面の周りの接着剤）が断熱性を与える。接着剤は、慣用される接着剤適用装置を使用して３５０゜Ｆで適用した。
【００４９】
接着剤の接着強度は、エンドシールを引き剥がして、１００％の繊維引裂け（すなわち壁面のみがそれら自体で引き裂かれ、接着剤が破損されない）であるがどうかによって測定し、且つ耐熱性能は、接着剤を適用した直後に１分間、コップ内に熱水を注入することによって試験した。試験に合格するには、エンドシールが上から下までシールに層間剥離があってはならない。０゜Ｆ及び沸騰水条件での接着剤の接着強度を、対照として示した現行の従来のホットメルト接着剤と比較した。
【００５０】
表１に示した使用された構成成分は、以下である：Ｎａｔｕｒｅ  Ｗｏｒｋｓ  ＬＬＣにより商標Ｖｅｒｃｅｔ  Ａ１０００として販売されているポリ乳酸（「ＰＬＡ」）；Ｂｏｓｔｉｋ，Ｉｎｃ．により商標Ｖｉｔｅｌ（登録商標）１８３１０４４として販売されているスルホン化コポリエステル（「スルホン化コポリエステル」）；Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌにより商標Ｂｅｎｚｏｆｌｅｘ  ３５２として販売されている固体可塑剤（「固体の可塑剤」）；Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌにより商標Ｃａｒｂｏｗａｘ  Ｓｅｎｔｒｙ  ＰＥＧ  ４００として販売されている液体の可塑剤；並びに慣用されている抗酸化剤（「ＡＯ」）。表１は、各種の構成成分の重量（単位：グラム）を示す。見られるように、配合物１は、約３０重量％の固体可塑剤を含む。配合物１は、この用途で望まれる熱水試験に合格しなかった。配合物１よりも固体可塑剤を多く含むが、液体の可塑剤を含まない配合物２は、配合物１とは対照的に、オフライン直後では極めて良好な接着性を有し、熱水試験に合格した。しかしながら、室温で１０分後、接着剤は、脆くなり、ラジアルシール及びエンドシール用途の両方で接着剤的に不合格となった。配合物３は、オフライン及び経時（１日、５日、２か月；各種の温度（０、４０、７２、１４０、１６０゜Ｆ））の両方で接着剤の接着強度試験に合格した。
【００５１】
加えて、驚くべきことに、混合物３は、より広い使用温度性能（０゜Ｆ〜１６０゜Ｆ）及び沸騰水条件（３．０分の電子レンジ、約２１０゜Ｆの水温））を示した。配合物１及び２は、この用途（すなわちホット飲料のためのコップ）の厳しい要件を満たさなかったものの、これらの配合物は、コンポスト化可能な接着剤を必要とする他の用途で適している可能性がある。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
配合物３の接着剤組成物が、ＡＳＴＭ  Ｄ  ６４００−１２（ＩＳＯ  ２０２００を使用する）によって定義される崩壊試験の要件を満たすかどうかを測定するための分析を実施した。具体的には、３１．５ｍｇの最大厚みを有するこの接着剤のドローダウンフィルムを、ＡＳＴＭ  Ｄ  ６４００−１２に従ったＩＳＯ  ２０２００（５８±２℃で８４日間まで）を使用して評価した。この試験のコンポスト化物質は、３０：１の炭素対窒素比を有し、これは、この試験のための規格値の範囲内である。試験開始時のコンポスト化物質のｐＨは、約７．０であり、１０５℃で恒量になるまで乾燥させたときの全乾燥固形分含量は、４４．５％であった。試験で使用した成熟マッシュルームコンポストは、Ｍｏｎｔｅｒｅｙ  Ｍｕｓｈｒｏｏｍｓ（Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ、Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）から購入し、入手したままの状態で使用し、それは、１３：１のＣ：Ｎ比を有した。この要件を満たすために、試験サンプルは、８４日の試験期間内に最低でも９０％の重量損失に達しなければならない。試験した接着剤のサンプルは、８４日後に完全に分解していた（重量損失１００％）。
【００５４】
配合物３の接着剤組成物が、ＡＳＴＭ  ５３３８−１５によって定義される好気性生分解の要件を満たすかどうかを測定するための分析を実施した。具体的には、コンポスト化媒体と接触させることによる、５８±２℃でのＡＳＴＭ  Ｄ−５３３８−１５の無機質化を使用した、好気性生分解の曝露させた接着剤サンプルのＡＳＴＭ  Ｄ  ６４００−１２の無機質化（２階層試験）を評価した。試験の実験室原料コンポストは、２９：１のＣ：Ｎ比を有し、これは、この試験のための規格値の範囲内である。試験開始時のコンポスト化物質のｐＨは、約７．０であり、１０５℃で恒量になるまで乾燥させたときの全乾燥固形分含量は、５０．０％であった。試験で使用した成熟マッシュルームコンポストは、Ｍｏｎｔｅｒｅｙ  Ｍｕｓｈｒｏｏｍｓ（Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ、Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）から購入し、入手したままの状態で使用し、それは、１４：１のＣ：Ｎ比を有した。この要件を満たすために、試験にかけるサンプルは、ＡＳＴＭ  Ｄ  ５３３８−１５の無機質化で４５日以内に最低でも７０％の炭素転化率、且つＡＳＴＭ  Ｄ  ５３３８−１５の無機質化で１４１日以内に９０％の炭素転化率に達していなければならない。試験をした接着剤のサンプルは、１４１日間で平均９１．８３％の炭素転化率に達したことでこれらの両方の要件を満たした。
【００５５】
値の範囲が与えられている場合、その範囲の上限と下限との間のそれぞれ中間の値及び中間の値の任意の組合せ又は二次的組合せ及びその記述された範囲内にある任意の他に記述されるか又は中間の値は、表記された値の範囲内に含まれることを理解されたい。加えて、本発明は、成分の第一の範囲の下限及び第二の範囲の上限の範囲のその成分を含む。
【００５６】
他の定義されない限り、本明細書において使用されるすべての技術用語及び学術用語は、本発明が属する技術分野における当業者が一般的に理解しているのと同じ意味を有する。本明細書において具体的に挙げたすべての刊行物及び特許は、本発明に関連して使用される可能性のある、それらの刊行物に記載される化学製品、機器、統計的解析及び方法論の記述及び開示も含め、すべての目的のために参照によりそれらの全体が組み込まれる。本明細書におけるいずれも、本発明が、先願発明を理由にして、そのような開示に先行する権利が与えられていないことを認めたと解釈されるべきではない。
【００５７】
本明細書では、ある種の特定の実施形態を参照しながら説明し、記述してきたが、それにも関わらず、提示された詳細に本発明を限定することは、意図されていない。むしろ、請求項の均等物の範囲内において且つ本発明の趣旨から逸脱することなく、詳細における各種の修正形態がなされ得る。
【国際調査報告】
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