(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホットメルト接着剤を包装する方法であって、
キャビティを有するモールドを供給する工程、前記キャビティは、露出した開放上部を有し、前記モールドは、複数の開口を前記モールド中に形成させた状態で含んでいて、前記複数の開口が前記開放上部を有するキャビティと連通している;
前記キャビティを熱可塑性材料のフィルムでライニングする工程;
前記ライニングしたキャビティを有するモールドをキャリヤー中に配置して複式部材成形集成体を供給する工程;
前記複式部材成形集成体を冷却用媒体にさらす工程;
前記キャビティに所望量の溶融ホットメルト接着剤物質を充填する工程、前記接着剤物質は露出面を有する;および
前記接着剤を所望の温度に冷却する工程;
を含む、上記ホットメルト接着剤を包装する方法。
【請求項２】
前記キャビティをライニングする工程が前記フィルムを真空熱成形することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記キャビティをライニングする工程が静電システムを使用することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記ライニングモールドを前記キャリヤー中に配置する工程が前記モールドを前記キャリヤー内に嵌め合わせることを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記接着剤物質の露出面を封入する工程をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記接着剤物質の露出面を封入する工程が、前記キャビティの前記開放上部を熱可塑性材料の層で覆うこと、および前記層を前記フィルムにシールすることを含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記シールする工程がヒートシールすることを含む、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記シールする工程が超音波接合することを含む、請求項６記載の方法。
【請求項９】
前記シールする工程が接着剤で接合することを含む、請求項６記載の方法。
【請求項１０】
前記接着剤物質の露出面を封入する工程が、第1のモールドにおける一つの接着剤物質の露出面が、第2のモールドにおけるもう一つの接着剤物質の露出面に接着するように、一対のモールドを対向関係にて噛み合わせることを含む、請求項５記載の方法。
【請求項１１】
前記一つの接着剤物質に関連したフィルムを前記もう一つの接着剤物質に関連したフィルムにシールする工程をさらに含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記シールする工程がヒートシールすることを含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記シールする工程が超音波接合することを含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記シールする工程が接着剤で接合することを含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
前記冷却媒体が液体である、請求項１記載の方法。
【請求項１６】
前記冷却媒体が気体である、請求項１記載の方法。
【請求項１７】
前記フィルムが90℃〜130℃の軟化点を有する、請求項１記載の方法。
【請求項１８】
前記層が90℃〜130℃の軟化点を有する、請求項６記載の方法。
【請求項１９】
前記液体冷却媒体が水である、請求項１記載の方法。
【請求項２０】
前記フィルムの熱可塑性材料が、エチレンアクリラート、エチレンメタクリラート、エチレンメチルアクリラート、エチレンメチルメタクリラート、エチレン-スチレンインターポリマー、エチレンアクリル酸、エチレンビニルアセタート、エチレンビニルアセタート一酸化炭素、エチレンN-ブチルアクリラート一酸化炭素;ポリブテン-1ポリマー;ポリオレフィン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリエチレンブレンド、化学的に変性を施したポリエチレン、エチレンとC1-C10モノ不飽和モノマーとのコポリマー、エチレンとC1-C10ジ不飽和モノマーとのコポリマー、エチレン/オクテンコポリマー、エチレン/ヘキセンコポリマー、エチレン/ブテンコポリマー、ポリアミド、ポリブタジエンゴム、ポリエステル、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、熱可塑性ポリカルボナート、ポリ-α-オレフィン、アタクチックポリプロピレン、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、アイソタクチックランダムコポリマー、メタロセン触媒によるアイソタクチックランダムコポリマー、熱可塑性ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリルとブタジエンやスチレン等の他のモノマーとのコポリマー、ポリメチルペンテン、ポリフェニレンスルフィド、芳香族ポリウレタン;スチレン-アクリロニトリル、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン、スチレン-ブタジエンゴム、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンエラストマー;A-Bブロックコポリマー、A-B-Aブロックコポリマー、A-(B-A)n-Bブロックコポリマー、(A-B)n-Yブロックコポリマー(式中、Aブロックは、ポリスチレン等のポリビニル芳香族ブロックを構成し;Bブロックは、ポリイソプレンであってもよい、そして必要に応じて水素化されていてもよいゴム状の中間ブロック、たとえばポリブタジエンを構成し;Yは多価化合物を構成し;そしてnは少なくとも3の整数である)、ポリビニルアルコールとそれらのコポリマー、ポリビニルアセタートとそれらのランダムコポリマー、およびポリビニル芳香族ゴムブロックコポリマー;からなる群から選択される、請求項１記載の方法。
【請求項２１】
前記層が、エチレンアクリラート、エチレンメタクリラート、エチレンメチルアクリラート、エチレンメチルメタクリラート、エチレン-スチレンインターポリマー、エチレンアクリル酸、エチレンビニルアセタート、エチレンビニルアセタート一酸化炭素、エチレンN-ブチルアクリラート一酸化炭素;ポリブテン-1ポリマー;ポリオレフィン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリエチレンブレンド、化学的に変性を施したポリエチレン、エチレンとC1-C10モノ不飽和モノマーとのコポリマー、エチレンとC1-C10ジ不飽和モノマーとのコポリマー、エチレン/オクテンコポリマー、エチレン/ヘキセンコポリマー、エチレン/ブテンコポリマー、ポリアミド、ポリブタジエンゴム、ポリエステル、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、熱可塑性ポリカルボナート、ポリ-α-オレフィン、アタクチックポリプロピレン、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、アイソタクチックランダムコポリマー、メタロセン触媒によるアイソタクチックランダムコポリマー;熱可塑性ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリルとブタジエンやスチレン等の他のモノマーとのコポリマー、ポリメチルペンテン、ポリフェニレンスルフィド、芳香族ポリウレタン;スチレン-アクリロニトリル、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン、スチレン-ブタジエンゴム、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンエラストマー;A-Bブロックコポリマー、A-B-Aブロックコポリマー、A-(B-A)n-Bブロックコポリマー、(A-B)n-Yブロックコポリマー(式中、Aブロックは、ポリスチレン等のポリビニル芳香族ブロックを構成し;Bブロックは、ポリイソプレンであってよい、そして必要に応じて水素化されていてもよいゴム状の中間ブロック、たとえばポリブタジエンを構成し;Yは多価化合物を構成し;そしてnは少なくとも3の整数である)、ポリビニルアルコールとそれらのコポリマー、ポリビニルアセタートとそれらのランダムコポリマー、およびポリビニル芳香族ゴムブロックコポリマー;からなる群から選択される熱可塑性材料で構成される、請求項６記載の方法。
【請求項２２】
前記複式部材成形集成体を冷却用媒体にさらす工程が、前記冷却用媒体と前記キャリヤーの1つ以上の外面とを接触させることを含む、請求項１記載の方法。
【請求項２３】
前記複式部材成形集成体を冷却用媒体にさらす工程が、前記冷却用媒体と前記キャリヤーの1つ以上の内面とを接触させることを含む、請求項１記載の方法。
【請求項２４】
ホットメルト接着剤を包装する方法であって、
第1のキャビティを有する第1のパンを供給する工程、前記第1のキャビティは、露出した開放上部を有し、前記第1のパンは、複数の開口を前記第1のパン中に形成させた状態で含んでいて、前記複数の開口が前記露出した開放上部を有する第１のキャビティと連通している;
前記第1のキャビティを熱可塑性材料の第1の薄手フィルムでライニングする工程、前記第１のキャビティをライニングする工程が、前記第1のフィルムを真空成形することを含む;
前記ライニングした第1のパンを第2のパン中に配置して複式パン成形集成体を供給する工程;
前記複式パン成形集成体を冷却用媒体にさらす工程;
前記第1のキャビティに所望量の溶融ホットメルト接着剤物質を充填する工程、前記接着剤物質は露出面を有する;および
前記接着剤を所望の温度に冷却する工程;
を含む、上記ホットメルト接着剤を包装する方法。
【請求項２５】
前記第1のパンを前記第2のパン中に配置する工程が、前記第1のパンを前記第2のパン内に嵌め合わせることを含む、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
前記接着剤物質の露出面を封入する工程をさらに含む、請求項２４記載の方法。
【請求項２７】
前記接着剤物質の露出面を封入する工程が、前記キャビティの前記開放上部を熱可塑性材料の層で覆うこと、および前記層を前記フィルムにシールすることを含む、請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
前記シールする工程がヒートシールすることを含む、請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記シールする工程が超音波接合することを含む、請求項２７記載の方法。
【請求項３０】
前記シールする工程が接着剤で接合することを含む、請求項２７記載の方法。
【請求項３１】
前記接着剤物質の露出面を封入する工程が、一つの接着剤物質の露出面が、もう一つの接着剤物質の露出面に接着するように、一対のモールドを対向関係にて噛み合わせることを含む、請求項６記載の方法。
【請求項３２】
前記一つの接着剤物質に関連したフィルムを前記もう一つの接着剤物質に関連したフィルムにシールする工程をさらに含む、請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記シールする工程がヒートシールすることを含む、請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
前記シールする工程が超音波接合することを含む、請求項３２記載の方法。
【請求項３５】
前記シールする工程が接着剤で接合することを含む、請求項３２記載の方法。
【請求項３６】
前記冷却用媒体が液体である、請求項２４記載の方法。
【請求項３７】
前記冷却用媒体が気体である、請求項２４記載の方法。
【請求項３８】
前記フィルムが90℃〜130℃の軟化点を有する、請求項２４記載の方法。
【請求項３９】
前記層が90℃〜130℃の軟化点を有する、請求項２７記載の方法。
【請求項４０】
前記液体冷却用媒体が水である、請求項３６記載の方法。
【請求項４１】
前記フィルムの熱可塑性材料が、エチレンアクリラート、エチレンメタクリラート、エチレンメチルアクリラート、エチレンメチルメタクリラート、エチレン-スチレンインターポリマー、エチレンアクリル酸、エチレンビニルアセタート、エチレンビニルアセタート一酸化炭素、エチレンN-ブチルアクリラート一酸化炭素;ポリブテン-1ポリマー;ポリオレフィン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリエチレンブレンド、化学的に変性を施したポリエチレン、エチレンとC1-C10モノ不飽和モノマーとのコポリマー、エチレンとC1-C10ジ不飽和モノマーとのコポリマー、エチレン/オクテンコポリマー、エチレン/ヘキセンコポリマー、エチレン/ブテンコポリマー、ポリアミド、ポリブタジエンゴム、ポリエステル、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、熱可塑性ポリカルボナート、ポリ-α-オレフィン、アタクチックポリプロピレン、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、アイソタクチックランダムコポリマー、メタロセン触媒によるアイソタクチックランダムコポリマー、熱可塑性ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリルとブタジエンやスチレン等の他のモノマーとのコポリマー、ポリメチルペンテン、ポリフェニレンスルフィド、芳香族ポリウレタン;スチレン-アクリロニトリル、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン、スチレン-ブタジエンゴム、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンエラストマー;A-Bブロックコポリマー、A-B-Aブロックコポリマー、A-(B-A)n-Bブロックコポリマー、(A-B)n-Yブロックコポリマー(式中、Aブロックは、ポリスチレン等のポリビニル芳香族ブロックを構成し;Bブロックは、ポリイソプレンであってよい、そして必要に応じて水素化されていてもよいゴム状の中間ブロック、たとえばポリブタジエンを構成し;Yは多価化合物を構成し;そしてnは少なくとも3の整数である)、ポリビニルアルコールとそれらのコポリマー、ポリビニルアセタートとそれらのランダムコポリマー、およびポリビニル芳香族ゴムブロックコポリマー;からなる群から選択される、請求項２４記載の方法。
【請求項４２】
前記層が、エチレンアクリラート、エチレンメタクリラート、エチレンメチルアクリラート、エチレンメチルメタクリラート、エチレン-スチレンインターポリマー、エチレンアクリル酸、エチレンビニルアセタート、エチレンビニルアセタート一酸化炭素、エチレンN-ブチルアクリラート一酸化炭素;ポリブテン-1ポリマー;ポリオレフィン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリエチレンブレンド、化学的に変性を施したポリエチレン、エチレンとC1-C10モノ不飽和モノマーとのコポリマー、エチレンとC1-C10ジ不飽和モノマーとのコポリマー、エチレン/オクテンコポリマー、エチレン/ヘキセンコポリマー、エチレン/ブテンコポリマー、ポリアミド、ポリブタジエンゴム、ポリエステル、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、熱可塑性ポリカルボナート、ポリ-α-オレフィン、アタクチックポリプロピレン、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、アイソタクチックランダムコポリマー、メタロセン触媒によるアイソタクチックランダムコポリマー;熱可塑性ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリルとブタジエンやスチレン等の他のモノマーとのコポリマー、ポリメチルペンテン、ポリフェニレンスルフィド、芳香族ポリウレタン;スチレン-アクリロニトリル、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン、スチレン-ブタジエンゴム、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンエラストマー;A-Bブロックコポリマー、A-B-Aブロックコポリマー、A-(B-A)n-Bブロックコポリマー、(A-B)n-Yブロックコポリマー(式中、Aブロックは、ポリスチレン等のポリビニル芳香族ブロックを構成し;Bブロックは、ポリイソプレンであってよい、そして必要に応じて水素化されていてもよいゴム状の中間ブロック、たとえばポリブタジエンを構成し;Yは多価化合物を構成し;そしてnは少なくとも3の整数である)、ポリビニルアルコールとそれらのコポリマー、ポリビニルアセタートとそれらのランダムコポリマー、およびポリビニル芳香族ゴムブロックコポリマー;からなる群から選択される熱可塑性材料で構成される、請求項２７記載の方法。
【請求項４３】
前記複式パン成形集成体を冷却用媒体にさらす工程が、前記冷却用媒体と前記第2のパンの1つ以上の外面とを接触させることを含む、請求項２４記載の方法。
【請求項４４】
前記複式パン成形集成体を冷却用媒体にさらす工程が、前記冷却用媒体と前記第2のパンの1つ以上の内面とを接触させることを含む、請求項２４記載の方法。
【請求項４５】
包装されたホットメルト接着剤を製造するための複式部材成形集成体であって、
モールド収容キャビティが形成されているキャリヤー;
前記モールド収容キャビティ中に配置されたモールド、前記モールドには、溶融ホットメルト接着剤物質を保持するための開放上部キャビティが形成されており;そして前記モールドは、複数の開口を前記モールド中に形成させた状態で含んでいて、前記複数の開口が前記開放上部キャビティと連通している;および
前記モールドの前記開放上部キャビティをライニングしている熱可塑性材料のフィルム;
を含む、上記包装されたホットメルト接着剤を製造するための複式部材成形集成体。
【請求項４６】
前記モールドがパンを含む、請求項４５記載の成形集成体。
【請求項４７】
前記キャリヤーがパンを含む、請求項４５記載の成形集成体。
【請求項４８】
前記モールドを前記キャリヤー中に嵌め合わせることができるよう、前記モールド収容キャビティが前記開放上部キャビティと実質的に同じ寸法で形づくられている、請求項４５記載の成形集成体。
【請求項４９】
前記キャリヤーが、内部冷却用通路が形成されているコア部材を含む、請求項４５記載の成形集成体。
【請求項５０】
前記キャリヤーがジャケット付きコア部材を含む、請求項４５記載の成形集成体。
【請求項５１】
前記熱可塑性材料のフィルムが、エチレンアクリラート、エチレンメタクリラート、エチレンメチルアクリラート、エチレンメチルメタクリラート、エチレン-スチレンインターポリマー、エチレンアクリル酸、エチレンビニルアセタート、エチレンビニルアセタート一酸化炭素、エチレンN-ブチルアクリラート一酸化炭素;ポリブテン-1ポリマー;ポリオレフィン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリエチレンブレンド、化学的に変性を施したポリエチレン、エチレンとC1-C10モノ不飽和モノマーとのコポリマー、エチレンとC1-C10ジ不飽和モノマーとのコポリマー、エチレン/オクテンコポリマー、エチレン/ヘキセンコポリマー、エチレン/ブテンコポリマー、ポリアミド、ポリブタジエンゴム、ポリエステル、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、熱可塑性ポリカルボナート、ポリ-α-オレフィン、アタクチックポリプロピレン、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、アイソタクチックランダムコポリマー、メタロセン触媒によるアイソタクチックランダムコポリマー;熱可塑性ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリルとブタジエンやスチレン等の他のモノマーとのコポリマー、ポリメチルペンテン、ポリフェニレンスルフィド、芳香族ポリウレタン;スチレン-アクリロニトリル、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン、スチレン-ブタジエンゴム、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンエラストマー;A-Bブロックコポリマー、A-B-Aブロックコポリマー、A-(B-A)n-Bブロックコポリマー、(A-B)n-Yブロックコポリマー(式中、Aブロックは、ポリスチレン等のポリビニル芳香族ブロックを構成し;Bブロックは、ポリイソプレンであってよい、そして必要に応じて水素化されていてもよいゴム状の中間ブロック、たとえばポリブタジエンを構成し;Yは多価化合物を構成し;そしてnは少なくとも3の整数である)、ポリビニルアルコールとそれらのコポリマー、ポリビニルアセタートとそれらのランダムコポリマー、およびポリビニル芳香族ゴムブロックコポリマー;からなる群から選択される、請求項４５記載の成形集成体。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
(発明の背景)
本発明は接着剤を包装するための方法に関し、さらに詳細には、ホットメルト接着剤をパン中に包装するための方法およびこれによって形成される包装品に関する。
【０００２】
ホットメルト接着剤は室温において実質的に固体であるが、溶融状態または流動性のある状態にて使用される。ホットメルト接着剤は一般に、使用の直前に溶融接着剤組成物自体と共に溶融可能で、且つ溶融接着剤組成物中にブレンド可能な包装材料中に収容された固体ブロック、ピロー、またはペレットの形態にて供給される。しかしながら、ホットメルト接着剤をこれらの形態で供給することは、特にホットメルト接着剤が感圧性である場合は特有の問題を孕む。このような物質は、室温では本質的に粘着性があるか又は軟らかいので、取扱いおよび包装につきものの問題がある。感圧接着剤は、供給される形態とは関係なく、手、機械的取扱い装置、および接着剤自体に粘着または接着するだけでなく、ほこりや他の汚染物質を拾い上げる。さらに、比較的低い軟化点を有する接着剤は、流動して塊になって単一の固体物質になりやすく、したがってこのような接着剤は、取り扱ったり及び/又は包装したりするのが困難になる。感圧性の配合物はさらに、輸送時に支持されないと変形したり、あるいは常温流れを起こしたりすることがある。
【０００３】
感圧ホットメルト接着剤を包装すべく、多くの異なった方法が検討されている。たとえば、Rizzieriによる米国特許第5,806,285号は、接着剤をモールド中でキャストしてブロックを形成させる、という方法を開示している。モールドには、複数の孔が形成されており、真空熱成形されたプラスチック材料の薄いフィルムがモールドの内面にライニングされている。モールドに接着剤を充填した後、開放上面をプラスチック材料の薄いフィルムで覆い、このフィルムを、モールドの内部をライニングしているフィルムにヒートシールする。フィルムによって封入された接着剤を収容しているモールドを空気で冷却した後、包装された接着剤をモールドから取り出す。この方法の大きな欠点は、モールドの開口のために水で冷却することができない、という点である。モールドの開口は真空成形の操作に対して必要であり、モールドを水冷しようとするいかなる試みも、モールドからの接着剤の流れ出しが起きてしまう。なぜなら、ホットメルト接着剤は、一般には水より密度が低いからである。空気冷却する必要があることから、Rizzieriの方法は商業生産の観点からは極めて遅く、膨大な量の時間とスペースが必要とされる。さらに、空気は比較的低性能のヒートシンクであるので、このため、ホットメルト接着剤をモールド中に分配することができる温度が限定される。接着剤が高すぎる温度でモールド中に分配されれば、接着剤がフィルムを溶融してしまう。このためRizzieriの方法は比較的遅く、したがって応用が限定される。
【０００４】
モールドを使用する別の方法が、Hatfieldらによる米国特許第5,401,455号に開示されている。Hatfieldらの特許は、冷媒ガスまたは液体ヒートシンクと接触した外面を有するパンの形態のソリッドモールド(a solid mold)を使用して、ホットメルト接着剤組成物を包装する方法を開示している。Hatfieldらは、フィルムでライニングされたモールドのキャビティ中に溶融したホットメルト接着剤を注入すると、接着剤がフィルムと共にある程度溶融する、と説明している。Hatfieldらによれば、これによってフィルムと接着剤とのその後のミキシングが改良される、としている。しかしながら、Hatfieldらの方法の大きな欠点は、フィルムがしわにならないように、フィルムに折り目がつかないように、あるいモールドの内面とフィルムとの間にボイドが生じないように、ソリッドパン様モールド(a solid pan-like mold)の内面にフィルムを均一にライニングするのが極めて困難である、という点である。連続巻取フィルムが使用される場合は、フィルムのわずかな移動によってフィルムにしわがより、この結果、モールドの内面とフィルムとの間にボイドもしくは隙間が生じる。こうした隙間はフィルムの溶け落ちを引き起こすことがあるので、このような隙間の生成を避けるのが望ましい。したがってこの場合も、Hatfieldらの方法は、商業生産の観点からは極めて遅く、克服するのが困難な多くの技術的な問題を有する。
【０００５】
モールドを使用するさらに別の方法がTaylorらによる米国特許第5,715,654号に開示されている。硬質モールドに真空成形することができる熱可塑性フィルムで硬質モールドをライニングすることを開示している。しかしながら、真空成形が行われる場合は、前述したRizzieriの方法と同じ冷却上の問題が存在する。冷却を迅速化しようとする試みにおいて、Taylorらは、モールド中の接着剤物質の中心がモールドの最も近い表面から1インチ未満でなければならない、と説明している。このようなモールドの大きな欠点は、接着剤の極めて小さなユニットしか製造できないということである。接着剤のより大きなユニット(たとえばブロック)を製造できる方法が好ましい。さらに、水による冷却がないので、Taylorらの接着剤は、フィルムが溶融しないように比較的低い温度でモールド中に分配しなければならない。この場合も、Taylorらは水を冷却用媒体として使用しないので、Taylorらの方法は極めて遅い方法であり、したがって商業上の有用性が限定されるであろう。
【０００６】
(発明の概要)
本発明は複式部材成形集成体(dual component molding assembly)を使用し、前記集成体において、好ましくはオープン・トップ・パン(open top pan)の形態をとったモールドがプラスチック材料の薄いフィルムでライニングされたキャビティを含む。このモールドには開口が形成されており、キャビティの内面へのフィルムの真空成形を容易にするよう、これらの開口がキャビティと連通している。第2の部材は、モールドのためのキャリヤーであり、この場合も、オープン・トップ・パンの形態をとっているのが好ましい。キャリヤーはさらに、モールドを収容するためのキャビティを含み、その中に嵌め合わさったモールドを支持するように機能するだけでなく、モールド中に分配された溶融接着剤からの熱を効果的且つ速やかに除去、放散、または吸収するためのヒートシンクとして作用するように機能する。
【０００７】
キャリヤーがオープン・トップ・パンである場合の第1の実施態様においては、この第2のパンの外面が冷却用媒体(たとえば水)と直接接触する。キャリヤーが内部通路のネットワークを有するブロック部材もしくはコア部材である第2の実施態様においては、冷却用媒体(たとえば水)が通路を流れて熱を除去する。第3の実施態様においては、キャリヤーはジャケット付きコア部材であり、冷却用媒体(たとえば水)がジャケットを流れて熱を除去する。同時に、モールドがキャリヤー中に嵌め合わさっていることから、モールドとキャリヤーと冷却用媒体との間の熱伝達の程度が確実に高くなる。このように、真空成形および/または熱成形の全ての利点を使用して第1のパンをライニングすることができ、またこれらの利点を、水および/または他の液体を効率的な好ましい冷却用媒体として使用するという利点と組み合わせることができる。
【０００８】
モールドに接着剤物質を充填した後、接着剤の露出開放上部表面(exposed open top surface)をプラスチック材料の薄手フィルムの第2の層で覆い、次いでこの層を、モールドの内面をライニングしている第1のフィルムにシールする。これら2つのフィルムは、接着剤の最終用途に応じて、同一の材料で構成されていても、あるいは異なった材料で構成されていてもよい。
【０００９】
この複式部材成形集成体の一つの利点は、どのようなタイプのホットメルト接着剤組成物(特に感圧ホットメルト接着剤組成物)に対しても使用することができる、ということである。他の利点は、フィルムが一緒に溶融可能であって、接着剤組成物に対して相溶性がある限り、いかなる熱可塑性フィルムも、モールドをライニングするための第1のフィルムとして、あるいは接着剤を覆うための第2のフィルムとして使用することができる、ということである。したがってフィルムは、接着剤とフィルム材料との溶融混合物の接着特性に実質的に悪影響を及ぼしてはならず、あるいはホットメルト接着剤塗布装置の操作に実質的に悪影響を及ぼしてはならない。さらに他の利点は清浄さを保つことである(すなわち、モールドが冷却用媒体と接触しない)。したがって、冷却用媒体中に浮遊していることのあるいかなるスカム、昆虫、ごみ、接着剤、または他の汚染物もモールドの外面に付着しない。その結果、モールドは、長期間にわたる使用に対して比較的清浄さを保つ。
【００１０】
(発明の詳細な記述)
本発明は、ホットメルト接着剤を包装するための複式部材成形集成体、および複式部材成形集成体を使用してホットメルト接着剤を包装する方法に関する。本発明の方法は特に、
キャビティを有するモールドを供給する工程、前記キャビティは露出した開放上部を有する;
前記キャビティを熱可塑性材料のフィルムでライニングする工程;
前記ライニングモールドをキャリヤー中に配置して複式部材成形集成体を供給する工程;
前記複式部材成形集成体を冷却用媒体にさらす工程;
前記キャビティに所望量の溶融ホットメルト接着剤物質を充填する工程、前記接着剤物質は露出面を有する;および
前記接着剤を所望の温度に冷却する工程;
を含む。
【００１１】
本発明は、ホットメルト接着剤を包装するための複式部材成形集成体、および複式パン成形集成体を使用してホットメルト接着剤を包装する方法に関する。本発明の方法は特に、
第1のキャビティを有する第1のパンを供給する工程、前記第1のキャビティは露出した開放上部を有する;
前記第1のキャビティを熱可塑性材料の第1の薄手フィルムでライニングする工程;
前記ライニングした第1のパンを第2のパン中に配置して複式パン成形集成体を供給する工程;
前記複式パン成形集成体を冷却用媒体にさらす工程;
前記キャビティに所望量の溶融ホットメルト接着剤物質を充填する工程、前記接着剤物質は露出面を有する;および
前記接着剤を所望の温度に冷却する工程;
を含む。
【００１２】
所望により(しかしながら好ましいことであるが)、接着剤物質の露出面を封入して接着剤の包装ユニットを得る。接着剤の露出面を封入することは、第1のキャビティの開放上部を熱可塑性材料の第2の薄手フィルムもしくは層で覆い、そして第2の薄手フィルムを第1の薄手フィルムにシールすることによって達成することができる。
【００１３】
これとは別に、それぞれの第1のパンを第2の薄手フィルムで覆うのではなく、第1のフィルムだけが接着剤を取り囲むように、一対の第1のパン(それぞれが接着剤を含有する)を噛み合った対向関係にて(すなわち、開放上部と開放上部とが向かい合った状態で)配置することもできる。接着剤の粘着性によって2つのパンがくっつくか又は接着し、接着剤の単一ユニットもしくは単一ブロックが形成されるけれども、容易に常温流れを起こす接着剤に関しては、第1の薄手フィルムの周縁端部を互いにシールするのが望ましい場合がある。
【００１４】
本発明の方法が、図1の流れ図によって概略的に示されている。本発明にしたがってホットメルト接着剤を包装する方法の第1の工程がボックス1によって概略的に示されている。この工程は、熱伝導性の材料(たとえばアルミニウム)で構成されていて、有孔壁体を含んだキャビティを有する第1の硬質モールドもしくは硬質パン3を供給すること、およびパンもしくはモールドのキャビティの内面とフィルム自体との間の界面に、折り目、しわ、および/またはボイドが実質的に存在しないよう、第1の硬質パンもしくは硬質モールドに第1の熱可塑性薄手フィルムをライニングすることを含む。フィルムは、パンもしくはモールドの内側に真空成形するのが好ましい。これを行うためには、複数のパンもしくはモールド3が形成されている内部トレー2を示している図2を参照しなければならない。図示の実施態様においては、トレー中に均一に分配されているパンもしくはモールド3が6つある。トレー2は一般に、間隔を置いて配置されていて幅方向に広がった2つのパンと長さ方向の3つのパンを含む。したがって最終的には、トレー2の一つ当たり独立した接着剤包装品が6個形成される(たとえば図3を参照)。しかしながら、トレー一つ当たりのパンもしくはモールドの数は全く重要なことではなく、したがって各トレーは、ここに具体的に記載した数より多いパンもしくはモールド(たとえば8、10、12、16個等)、または少ないパンもしくはモールド(たとえば4個や2個等)を有してよい。さらに、個々のパン3は、必要ならトレーなしで使用することもできる。限定要因としては、所望する個々の各接着剤包装品のサイズ、水桶の幅、または他の装置パラメーター等があり、これらは当業者によく理解されている。
【００１５】
図面からわかるように、内部トレー2は、実質的に平面の上端部4と、互いに間隔を置いて配置された複数のパン3とを含み、キャビティもしくはモールドが、上端部4の下側からたれ下がった状態で形成されている。各パン3は、ホットメルト接着剤を収容するためのキャビティを画定する内面5と外面6を含む。図2からよくわかるように、各パン3の側壁は上端部4に対して鋭角で配置されており、また底部壁は上端部4と実質的に平行である。さらに図2に示すように、各パン3の側壁と底部壁は、それらを貫いて形成されている複数の開口7を含む。開口7は、各パン3の側壁と底部壁を貫いてランダムに配置することも、あるいは均一に配置することもでき、内面5と熱可塑性材料の内部薄手フィルム8との間の界面にボイド、折り目、および/またはしわが実質的に存在しないような仕方で、熱可塑性材料の内部薄手フィルム8を各パン3の内面5に押し当てて真空成形できるように機能する。
【００１６】
これを達成するために、熱可塑性材料の内部薄手フィルム8を一連のアイドラーとウェブガイドを介して供給して、フィルムに適切に張力をかけたり、トレー2に対して整列させたりすることを確実に行うことができる。フィルム8は、ロール形態で供給することもできるし、あるいはパン3をライニングするのに使用するその直前に、いかなるフィルム形成法によってもインライン式にて製造することができる。いずれにしても、フィルム8がトレー2の上に配置され、その後、外面6の外部に減圧を加えることによって、各パン3のキャビティの内部に成形される。この減圧の結果、フィルム8が引っ張られ、各パン3の内面5に成形される。
【００１７】
場合によっては、特にフィルムの組成とパンの構造に応じて、パン3にライニングを施す直前にフィルム8を加熱するのが望ましい。したがってフィルム8は、減圧、熱、または減圧と熱との組み合わせを使用してパン3にデポジットさせることができる。フィルム8をパン3内にデポジットさせるための他の方法も考えられる(たとえば、プランジャーや他の機械的補助具を使用する方法、あるいは静電システムによる方法)。
【００１８】
次いで内部トレー2をある位置に移送し、そこで第2の外部トレー9内に挿入するか、あるいは第2の外部トレー9内に嵌め合わせる。外部トレー9は、内部トレー2と実質的に同じ寸法を有しており、パン3がパン10内に嵌まり合うことができて、図2に最良の状態で示されているような複式パン集成体が得られように、実質的に同じ位置に配置されていて、パン3と実質的に同じ寸法を有する対応した複数の第2の開放上部パン10を含む。外部トレー9において形成されている各パン10は、パン3を収容するためのキャビティを画定し、図2に最良の状態で示されているように、ソリッドである底部壁と側壁を有する。したがって、各パン10の角度のついた側壁と平らな底部壁だけでなく上端部11も、パン3とパン10との間の効果的且つ速やかな熱伝達が確実に行われるよう、内部トレー2の同様の部材に実質的に合致する。本発明の方法におけるこの工程を図1のボックス12で示す。
【００１９】
図1のボックス13は、本発明の包装法における次の工程が、図2に示す複式パン集成体を冷却用液体媒体(図2の14で示す)中に配置することである、ということを示している。冷却用液体媒体14は、接着剤を速やかに冷却するように、そしてたとえ溶融ホットメルト接着剤組成物の温度がフィルムの融解温度より高い場合があるとしても、フィルム8の温度がその融解温度を超えないように、パン3内の溶融ホットメルト接着剤および溶融ホットメルト接着剤組成物と接触しているフィルムから熱を効果的且つ速やかに除去、放散、または吸収するあらゆる液体を含むのが好ましい。好ましい冷却用液体媒体は水であるが、他の液体も使用することができる。図2に最良の状態で示されているように、冷却用液体媒体14は、パン3内に含有されているホットメルト接着剤組成物とフィルム8の冷却を行うための充分な量の液体を含むだけでなく、トレー2と9を収容できるような大きさに造られたトラフ15によって収容されている。
【００２０】
本発明の方法における次の工程は、パン3に溶融ホットメルト接着剤を充填することである(ボックス16で示す)。このように、図2に示す複式パン集成体を冷却用液体媒体14中に配置した後、複式パン集成体を、溶融熱可塑性ホットメルト接着剤組成物を約65.5℃(150°F)〜204.4℃(400°F)の温度にてパン3のライニングキャビティ中に分配する少なくとも1つの充填ヘッドを有する充填ステーションに移送する。重力によって熱可塑性接着剤組成物を分配することができるように、充填ステーションはパン3より上に位置するのが好ましい。各パン3に所望量の接着剤を充填する(図2に最良の状態で示されている)。
【００２１】
図1のボックス17で示すように、パン10が冷却用液体媒体14と絶えず接触状態にあって、パン3内に収容された接着剤物質の少なくとも表面が所望の温度〔すなわち、約37.7℃(100°F)〜約149℃(300°F)〕に充分に冷却されるまでパン3内の接着剤の初期冷却をもたらすよう、複式パン集成体を下流のトラフ15に移送する。一般にはこの温度は、溶融接着剤組成物が、その上端表面上に分配されている熱可塑性材料の第2の外側薄手フィルム18を溶融しないような温度である。この第2の外側薄手フィルム18が、図2に最良の状態で示されているように接着剤組成物の開放上部表面を覆う。
【００２２】
外側薄手フィルム18をトレー2の上端に配置して、パン3とその中に収容されている接着剤とを覆った後、内側薄手フィルム8と外側薄手フィルム18との間に複数の横方向シール37と縦方向シール38を作製する。シール37とシール38は、熱可塑性接着剤組成物がその全ての6側面に関して実質的に封入されるように、パン3の周縁に隣接して形成される。内側フィルム8を外側フィルム18にシールすることは、ヒートシール、超音波接合、または接着剤接合を含めた種々の方法によって達成することができる。シール37と38が図3に最良の状態で示されており、シールする工程が図1のボックス20で示されている。留意しておかなければならないのは、第2のフィルム18は、フィルム8と同じ厚さであってもよいし、あるいはフィルム8より厚くても薄くてもよい、という点である。さらに留意しておかなければならないことは、接着剤とフィルム8および18の初期冷却は、実際には、パン10の外面と接触している冷却用液体媒体14と、パン3内の接着剤の開放表面と接触している空気との組み合わせによって行われる。冷却の実質的にほとんどが、初期の冷却工程時ならびに接着剤のその後の最終冷却時において、主たるヒートシンクとして作用する冷却用媒体14によってもたらされることは明らかである。
【００２３】
図1のボックス21で示すように、最終冷却工程において、複式パン集成体を下流のトラフ15内に移送し、そこで接着剤の温度が約10℃(50°F)〜約65.5℃(150°F)になるまで冷却する。留意しておかなければならないことは、パン10の外面は、接着剤に対して最大限の冷却をもたらすこの時間中、冷却用媒体14と接触した状態のままである、という点である。トラフ15において費やされる時間は、冷却用媒体14の温度、トラフ15における複式パン集成体の移動速度、および接着剤に対して要求される最終温度に依存することは明らかである。
【００２４】
図1のボックス25に示すように、接着剤組成物がいったん充分に冷却されたら、内部トレー2を外部トレー9から取り出し、集成体22を内部トレー2から取り出す。集成体22は、内側薄手フィルム8にシールされた外側薄手フィルム18、および複数の(すなわち、図3に示すように6つの)接着剤ユニット包装品(23で示す)を含む。次いで、集成体22と複数の一体型接着剤ユニット包装品23をカッターに移送し、そこで集成体22を６個の個別のユニット包装品23にカットする。図3に最良の状態で示されているように、隣接した縦方向シール38間に縦方向カット19を作製し、そして隣接した横方向シール37間に一対の横方向カット39を作製して、6個の個別の包装品23を形成させる。カット19と39は、公知のいかなる手段〔たとえば、レイザーナイフスリッター(razor knife slitter)、メカニカルシザー(mechanical scissor)、スリッターホイール、レーザーカッター、および加熱ワイヤ等〕によっても作製することができる。熱可塑性接着剤材料の個別の包装品23をいったん切り離したら、それらを手もしくは自動包装システムによって、箱または他の発送容器中に配置することができる。
【００２５】
前述したように、別の方法では、図1のボックス20で示す工程(すなわち、パン3の開放上部を第2の外部フィルム18で覆い、このフィルム18を第1の内部フィルム8にシールする)を排除だけでなく、第2の外部フィルム18を使用することも任意に排除する。この方法では、初期冷却工程と最終冷却工程とを合わせて1つの単一工程にする。したがって、接着剤をトラフ15においてその最終温度に冷却した後、集成体22(フィルム18が存在しない)をトレー2から取り出し、接着剤が対向状態で配置されるよう(すなわち、第1の内部フィルムだけが接着剤を取り囲むように開放上部と開放上部が向き合う)、長さ方向に折りたたむ。接着剤の粘着性により、2つのユニット包装品23がくっついて、接着剤のより大きなユニットまたはブロックが形成されるけれども、接着剤に関しては、容易に常温流れを起こして内部もしくは第1のフィルム8の周縁を互いにシールするような接着剤であるのが望ましい。次いで、合わさった接着剤ブロックを横方向にカットして、個別の接着剤包装品を形成させる。
【００２６】
ホットメルト接着剤
本発明の方法と複式パン集成体は、実質的に全てのタイプのホットメルト接着剤組成物の包装に使用できる。特に、取扱い上の問題が最も厳しい場合の熱可塑性もしくは熱硬化性感圧接着剤の包装に対して適応する。よく知られているように、ホットメルト接着剤は、相溶性のある種々の成分のブレンドを含み、一般には、ポリマーおよび/またはコポリマー、粘着付与樹脂、可塑剤、ワックス、ならびに酸化防止剤のブレンドを含む。代表的な配合物の例が、米国特許第5,149,741号および米国再発行特許第36,177号(これらの特許を参照により本明細書に含める)に記載されている。
【００２７】
よく知られていて入手の容易な種々の熱硬化性材料のいずれも、本発明の接着剤組成物におけるポリマー、コポリマー、あるいはポリマーおよび/またはコポリマーのブレンドとして使用することができる。このような材料の例としては、ポリアクリラート、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエポキシド、１種以上のビニルモノマーとポリアルキレンオキシドポリマーとのグラフトコポリマー、アルデヒド含有樹脂(たとえば、フェノール-アルデヒド、尿素-アルデヒド、およびメラミン-アルデヒド等)、およびポリイミド等がある。
【００２８】
よく知られていて入手の容易な種々の熱可塑性材料のいずれも、本発明の接着剤組成物におけるポリマー、コポリマー、あるいはポリマーおよび/またはコポリマーのブレンドとして使用することができる。このような材料の例としては、エチレンベースのポリマー(エチレンビニルアセタート、エチレンアクリラート、エチレンメタクリラート、エチレンメチルアクリラート、エチレンメチルメタクリラート、エチレン-スチレンインターポリマー(ESI)、エチレンアクリル酸、エチレンビニルアセタート一酸化炭素、およびエチレンN-ブチルアクリラート一酸化炭素を含む);ポリブテン-1ポリマー;ポリオレフィン(たとえば、高密度ポリエチレンや低密度ポリエチレン);ポリエチレンブレンド、化学的に変性を施したポリエチレン、エチレンとC1-C6モノ不飽和モノマーとのコポリマー、エチレンとC1-C6ジ不飽和モノマーとのコポリマー;ポリアミド;ポリブタジエンゴム;ポリエステル(たとえば、ポリエチレンテレフタラートやポリブチレンテレフタラート); 熱可塑性ポリカルボナート;アタクチックポリ-α-オレフィン(アタクチックポリプロピレン、ポリビニルメチルエーテル、および他の物質を含む);熱可塑性ポリアクリルアミド(たとえば、ポリアクリロニトリル、およびアクリロニトリルとブタジエンやスチレン等の他のモノマーとのコポリマー);ポリメチルペンテン;ポリフェニレンスルフィド;芳香族ポリウレタン;ポリビニルアルコールとそれらのコポリマー;ポリビニルアセタートとそれらのランダムコポリマー;スチレン-アクリロニトリル、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン、スチレン-ブタジエンゴム、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンエラストマー、A-Bブロックコポリマー、A-B-Aブロックコポリマー、A-(B-A)n-Bブロックコポリマー、(A-B)n-Yブロックコポリマー(式中、Aブロックは、ポリスチレン等のポリビニル芳香族ブロックを構成し;Bブロックは、ポリイソプレンであってもよい、そして必要に応じて水素化されていてもよいゴム状の中間ブロック、たとえばポリブタジエンを構成し;Yは多価化合物を構成し;そしてnは少なくとも3の整数である)、および前記物質の混合物;などがある。あとのほうに記載したブロックコポリマーの例としては、スチレン-ブタジエン、スチレン-ブタジエン-スチレン、スチレン-イソプレン-スチレン、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレン、およびスチレン-エチレン-プロピレン-スチレンなどがある。
【００２９】
ポリマー中の総スチレン含量はポリマー全体の51重量%ほどであってよいが、ポリマーは、最適性能を得るために2つより多いAブロックを有することがあるので、Aブロックの合計がポリマーの約45重量%以下(最も好ましくはポリマーの35重量%以下)でなければならない。S-B-S(スチレン-ブタジエン-スチレン)コポリマーにおいては、好ましい分子量は約50,000〜120,000であり、好ましいスチレン含量は約20〜45重量%である。S-I-S(スチレン-イソプレン-スチレン)コポリマーにおいては、好ましい分子量は約100,000〜200,000であり、好ましいスチレン含量は約14〜35重量%である。ブタジエン中間ブロックを水素化すると、通常はエチレン-ブチレン中間ブロックに転化されるゴム状中間ブロックが得られる。
【００３０】
このようなブロックコポリマーは、クラトンポリマーズ社(Kraton Polymers)、エニケム社(Enichem)、フィナ社(Fina)、およびデクスコ社(Dexco)から市販されている。マルチブロックコポリマーまたはテーパーブロックコポリマー(tapered block copolymer)(A-(B-A)n-Bタイプ)はファイアストン社から市販されている。
【００３１】
使用できる他のポリマーは、シンジオタクチックポリプロピレン(SPP)ポリマー、もしくはアイソタクチックポリプロピレンランダムコポリマー(RCP)、および/またはSPPもしくはRCPと非晶質アタクチックポリ-α-オレフィン(APAO)とのブレンドであり、これらはいずれも当業界によく知られている。SPPポリマーは実質的に、プロピレンと他のα-オレフィンモノマー(たとえば、エチレン、ブテン-1、またはヘキセン-1)との、高分子量で立体特異的なプロピレンホモポリマーもしくはプロピレンコポリマーである。RCPポリマーは、式R-CH=CH2(式中、Rは水素またはC2-C10アルキル基であり、好ましくはエチレンである)を有するα-オレフィンとプロピレンとのランダムコポリマーを含む。本発明にとって有用なRCPポリマーは、好ましくはメタロセン触媒による(mRCP)であり、前記α-オレフィンコモノマーを少なくとも1.5重量%含有し、145℃以下の融点(DSC法によって測定)、1〜500g/10分の溶融流量(ASTM法D-1238による)、および0.880〜0.905g/ccの固相密度(solid density)(ASTM法D-1505による)を有する。APAOポリマーは、プロピレンの実質的に非晶質の低分子量ホモポリマー、またはエチレン、ブテン、もしくはヘキセンとプロピレンとのコポリマー、の一群である。
【００３２】
本発明の接着剤において使用される粘着付与樹脂は、接着特性を拡げ、ポリマーの特異的な接着性を向上させる物質である。ここで使用している“粘着付与樹脂”は、
(a)  天然ロジンと変性ロジン(たとえば、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);
(b)  天然ロジンと変性ロジンのグリセロールエステルおよびペンタエリスリトールエステル(たとえば、ペイルウッドロジン(pale wood rosin)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、ペイルウッドロジンのペンタエリスリトールエステル、水素化ロジンのペンタエリスリトールエステル、タル油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変性ペンタエリスリトール);
(c)  約60℃〜約140℃の軟化点(ASTM法E28-58Tにより測定)を有するポリテルペン樹脂、前記ポリテルペン樹脂は、フリーデル・クラフツ触媒の存在下にて適度に低い温度でテルペン炭化水素(たとえば、ピネンとして知られているモノテルペン)を重合させることにより得られる;さらに水素化ポリテルペン樹脂も含まれる;
(d)  天然テルペンのコポリマーとターポリマー(たとえば、スチレン/テルペン、α-メチルスチレン/テルペン、およびビニルトルエン/テルペン);
(e)  フェノール変性テルペン樹脂(たとえば、酸性媒体中でのテルペンとフェノール類との縮合によって得られる樹脂生成物);
(f)  約60℃〜約140℃の環球式軟化点を有する脂肪族石油炭化水素樹脂、前記樹脂は、主としてオレフィンとジオレフィンからなるモノマーの重合により得られる;さらに水素化脂肪族石油炭化水素樹脂も含まれる;このタイプのC5-オレフィンフラクションをベースとするこうした市販樹脂の例としては、グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー社から販売されている“ウイングタック(Wingtack)95”および“ウイングタック115”粘着付与樹脂が挙げられる;
(g)  芳香族石油炭化水素およびそれらの水素化誘導体;
(h)  脂肪族/芳香族石油誘導炭化水素およびそれらの水素化誘導体;
を含む。
【００３３】
配合物によっては、上記粘着付与樹脂の2種以上の混合物が必要とされる場合がある。本発明にとって有用な市販粘着付与樹脂の1つの例としては、エスコレッツ(Escorez)5600の商品名の樹脂がある。この樹脂は部分水素化脂肪族芳香族炭化水素樹脂であって、エクソンケミカル社から市販されている。
【００３４】
接着剤の接着強度または使用温度を大幅に低下させることなく所望の粘度調節ができるように、接着剤組成物中に可塑剤が存在してもよい。適切な可塑剤は、通常の可塑化用オイル(たとえば鉱油)だけでなく、オレフィンオリゴマーや低分子量ポリマー、安息香酸グリコール、および植物油と動物油とこのような油の誘導体を含む群から選択することができる。使用できる石油派生オイル(petroleum derived oils)は、半量未満の割合の芳香族炭化水素しか含有しない、比較的高い沸点を有する物質である。この点で、芳香族炭化水素はオイル全体の30重量%未満であるのが好ましく、15重量%未満であるのが特に好ましい。これとは別に、オイルは完全に非芳香族であってもよい。オリゴマーは、ポリプロピレン、ポリブテン、水素化ポリイソプレン、水素化ブタジエン、または約350〜約10,000の平均分子量を有する類似物質であってよい。適切な植物油および動物油としては、通常の脂肪酸のグリセロールエステル、およびそれらの重合生成物がある。適切な相溶性を有していれば、他の可塑剤も使用することができ、たとえばケイドール(Kaydol)(クロンプトン社製造のUSPグレードのパラフィン系鉱油)も適切な可塑剤であることが見出された。周知のように、可塑剤は一般に、接着剤の接着強度および/または使用温度を実質的に低下させることなく、接着剤組成物全体の粘度を下げるために使用されている。可塑剤の選択は、特定の最終用途(たとえば、湿潤強度コアの用途)のための配合において有用である場合がある。
【００３５】
ワックスも接着剤組成物中に使用することができ、接着結合特性をあまり低下させることなくホットメルト構造用接着剤の溶融粘度を下げるのに使用される。これらのワックスはさらに、温度性能に影響を及ぼすことなく、組成物の開放時間を減少させるのにも使用される。有用なワックスとしては、
(1)  約0.1〜120の硬度値(ASTM法D-1321に従って測定)と約150°〜250°FのASTM軟化点を有する低分子量(すなわち1000〜6000)ポリエチレン;
(2)  約130°〜170°Fの融点を有する石油ワックス(たとえばパラフィンワックス)と約135°〜200°Fの融点を有するマイクロクリスタリンワックス(後者の融点はASTM法D127-60に従って測定);
(3)  約120°〜160℃の環球式軟化点を有するアタクチックポリプロピレン;
(4)  一酸化炭素と水素とを重合させることによって製造される合成ワックス(たとえばフィッシャー・トロプシュワックス;および
(5)  ポリオレフィンワックス;
がある。
【００３６】
ここで使用している“ポリオレフィンワックス”とは、オレフィン性モノマー単位で構成されているポリマー物質もしくは長鎖物質を表わしている。これらの物質は、イーストマンケミカル社から“エポレン(Epolene)”の商品名で市販されている。本発明の組成物において使用するのが好ましい物質は、200°F〜350°Fの環球式軟化点を有する。言うまでもないが、これらのワックス希釈剤はいずれも室温において固体である。他の有用な物質としては、水素化動物性脂肪、水素化魚介性脂肪、水素化植物性脂肪、水素化動物油、水素化魚油、および水素化植物油(たとえば、水素化タロー、水素化ラード、水素化大豆油、水素化綿実油、水素化ヒマシ油、水素化メンハーデン油、および水素化肝油等)があり、これらは、水素化されていることで周囲温度にて固体であり、ワックス希釈剤同等物として作用することから有用であることが明らかになっている。これらの水素化物質は、接着剤業界では“動物性ワックスや植物性ワックス”と呼ばれることが多い。
【００３７】
接着剤はさらに、一般には安定剤または酸化防止剤を含む。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は、上記のポリマーを、そしてこれによって接着剤システム全体を、熱劣化や酸化的劣化(通常は、接着剤の製造時や使用時だけでなく、周囲環境への最終製品の普通の曝露においても起こる)から防ぐのに役立つように組み込まれる。このような劣化は通常、接着剤の外観、物理的性質、および性能特性の悪化として現れる。特に好ましい酸化防止剤は、チバ-ガイギー社製造のイルガノックス1010〔テトラキス(メチレン(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシヒドロシンナメート))メタン〕である。使用できる安定剤としては、高分子量のヒンダードフェノール類や多官能フェノール類(たとえば、イオウ含有フェノール類やリン含有フェノール類)などがある。ヒンダードフェノール類は当業者によく知られており、フェノール性ヒドロキシル基のすぐ近くに立体的に嵩高い基を有するフェノール化合物として特徴付けることができる。特に、ベンゼン環上の、フェノール性ヒドロキシル基に関してオルト位の少なくとも一方が、一般にはtert-ブチル基で置き換えられている。こうした立体的に嵩高い置換基がヒドロキシル基の近くに存在すると、ヒドロキシル基の伸縮振動を、したがってその反応性を抑制し;これにより、この立体障害がフェノール化合物に安定化特性をもたらす。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)プロピオナート;
n-オクタデシル3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート;
4,4'-メチレンビス(4-メチル-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-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;
2,4,6-トリス(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチル-フェノキシ)-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ナート;
2-(n-オクチルチオ)エチル-3,5-ジtert-ブチル-4-ヒドロキシベンゾアート;および
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)プロピオナート;
などがある。
【００３８】
これら安定剤の性能は、(1)共力剤(たとえば、チオジプロピオナートエステルやホスファイト);および(2)キレート剤や金属活性低下剤〔たとえば、エチレンジアミン四酢酸とその塩、およびジサリチラルプロピレンジイミン(disalicylalpropylenediimine)〕;と組み合わせて使用することによってさらに高めることができる。
【００３９】
本発明の方法において有用な接着剤組成物は、当業界に公知の方法のいずれかを使用して配合作製することができる。先行技術による手順の代表的な例は、全ての物質をジャケット付き混合釜(好ましくは、ローターを装備した、Baker-PerkinsタイプもしくはDayタイプのジャケット付きヘビーデューティー・ミキサー)中に入れること;および、その後に本混合物の温度を約250°F〜350°Fの範囲に上げること;を含む。理解しておかねばならないことは、この工程において使用すべき正確な温度は特定の成分の融点に依存する、という点である。このようにして得られる接着剤組成物を、ポリマーが完全に溶解するまで攪拌する。次いで減圧にして、閉じ込められた空気を除去する。
【００４０】
特定の物理的特性を改良するために、接着剤組成物中に任意使用の添加剤を組み込むことができる。これらの添加剤としては、着色剤(たとえば二酸化チタン)、充填剤(たとえば、タルクやクレー)、紫外線(UV)吸収剤、および紫外線(UV)蛍光剤などがある。
【００４１】
熱可塑性フィルム
溶融接着剤が注入される熱可塑性フィルム8、および/または、接着剤を覆う熱可塑性フィルムフィルム18は、接着剤組成物と一緒に融解可能で、且つ前記溶融接着剤中にブレンド可能であって、ブレンドしたときに接着剤組成物の特性に悪影響を及ぼさないようなフィルムであれば、いかなるフィルムであってもよい。適切な熱可塑性物質はよく知られていて、入手が容易であり、エチレンベースのポリマー(たとえば、エチレンアクリラート、エチレンメタクリラート、エチレンメチルアクリラート、エチレンメチルメタクリラート、エチレン-スチレンインターポリマー(ESI)、エチレンアクリル酸、エチレンビニルアセタート、エチレンビニルアセタート一酸化炭素、およびエチレンN-ブチルアクリラート一酸化炭素);ポリブテン-1ポリマー;ポリオレフィン(たとえば、高密度ポリエチレンや低密度ポリエチレン);ポリエチレンブレンド、化学的に変性を施したポリエチレン;エチレンとC1-C10モノ不飽和モノマーとのコポリマー、エチレンとC1-C10ジ不飽和モノマーとのコポリマー(たとえば、エチレン/オクテンコポリマー、エチレン/ヘキサンコポリマー、およびエチレン/ブテンコポリマー);などがある。他の熱可塑性物質としては、ポリアミド;ポリブタジエンゴム;ポリエステル(たとえば、ポリエチレンテレフタラートやポリブチレンテレフタラート);熱可塑性ポリカルボナート;ポリ-α-オレフィン〔アタクチックポリプロピレン、アイソタクチックポリプロピレン(IPP)、シンジオタクチックポリプロピレン(SPP)、およびアイソタクチックランダムコポリマー(RCP)(特に、メタロセン触媒によるRCP(mRCP))を含む);熱可塑性ポリアクリルアミド〔たとえば、ポリアクリロニトリル、およびアクリロニトリルと他のモノマー(たとえば、ブタジエンやスチレン)とのコポリマー〕;ポリメチルペンテン;ポリフェニレンスルフィド;芳香族ポリウレタン;スチレン-アクリロニトリル、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン、スチレン-ブタジエンゴム、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンエラストマー;A-Bブロックコポリマー、A-B-Aブロックコポリマー、A-(B-A)n-Bブロックコポリマー、(A-B)n-Yブロックコポリマー(式中、Aブロックは、ポリスチレン等のポリビニル芳香族ブロックを構成し;Bブロックは、ポリイソプレンであってもよい、そして必要に応じて水素化されていてもよいゴム状の中間ブロック、たとえばポリブタジエンを構成し;Yは多価化合物を構成し;そしてnは少なくとも3の整数である)、および前記物質の混合物;などがある。後のほうに記載したブロックコポリマーの例としては、スチレン-ブタジエン、スチレン-ブタジエン-スチレン、スチレン-イソプレン-スチレン、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレン、およびスチレン-エチレン-プロピレン-スチレンなどがある。ポリビニルアルコールとそのコポリマー、ポリ酢酸ビニルそのランダムコポリマー、およびポリビニル芳香族-ゴムブロックコポリマーも適切である場合がある。
【００４２】
ヨーロッパ特許出願EP557573A2に記載されているようなホットメルト接着剤も、モールド3またはカバー用モールド3をライニングするためのフィルム物質として使用することが意図されている。特に、スチレン-イソプレン-スチレン(SIS)コポリマー、樹脂、オイル、ワックス、および酸化防止剤/安定剤のブレンドを使用することができるが、本明細書に記載の基準に適合する限り、他のブレンド(たとえば、ポリマーおよび/またはSIS以外のコポリマーを使用したブレンド)も使用することができる。
【００４３】
本発明のフィルムは、フィルムのフレキシビリティ、取扱い適性、可視性、または他の有用な特性を改良するために、必要に応じて、安定性を高めるための酸化防止剤のほかに、他の任意使用成分(たとえば、脂肪酸アミドもしくは他の加工助剤、静電防止剤、安定剤、可塑剤、染料、顔料、香料、充填剤、及び類似物)を含有してよい。
【００４４】
使用される個々の熱可塑性フィルムは、主として、包装されるホットメルト接着剤の組成と融点によって異なり、フィルムの軟化点は一般には約90℃〜130℃である。ほとんどのホットメルト接着剤に対して特に好ましいのは、低密度ポリエチレンまたはポリ(エチレン-酢酸ビニル)の熱可塑性フィルムであり、このとき酢酸ビニルの量は0〜10重量%であり、好ましくは3〜5重量%である。特に好ましいのは、0.5〜10.0のメルトフローインデックス、100℃〜120℃の軟化点、および0.88〜0.96の比重を有するフィルムである。こうしたフィルムの1つの例としては、タイコ・プラスチックス社(Tyco Plastics)からアーミン(Armin)501の商品名で市販されている製品がある。他の好ましいフィルムは、SPPポリマーまたはmRCPポリマーで構成されているフィルムである。
【００４５】
使用されるフィルムの厚さは、一般は約0.1ミル〜5ミルの間で変わり、好ましくは0.5ミル〜4ミルの間で変わる。接着剤特性の過度の低下を防ぐために、熱可塑性フィルムが全接着剤物質の約1.5重量%以下を構成すること、そして熱可塑性フィルムが全接着剤物質の0.2〜1.0重量%の範囲で適切に変わることがさらに好ましい。
【００４６】
モールド
熱可塑性フィルムが配置され、溶融接着剤が注入されるパンまたはモールド3は、いかなる自立性の硬質材料を含んでもよい。モールドまたはパン3は一般に、硬質プラスチック〔たとえば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレンポリマー、またはポリプロピレン〕から、あるいは金属物質(たとえば、銅、スズ、ステンレス鋼、またはアルミニウム)から作製される。パンまたはモールドの内面を、レリース層または非粘着層(たとえば、デュポン社から市販のフルオロポリマー“テフロン”)でさらに被覆することもできる。各モールドまたはパン3中のキャビティのサイズや内部構成は、所望するホットメルト接着剤ブロックのサイズと構成に応じて変わる。一般には、各モールドまたはパンは寸法が約3"×3"×11"であり、プラスチック、セルロース、もしくは金属の連続した１枚のシートから一連のモールドまたはパンを作製することが多い。
【００４７】
キャリヤー
前述したように、パンまたはモールド3はキャリヤー内に収容され、本発明のプロセスにしたがってパンまたはモールドが下流に移動するときにこのキャリヤーによって支持される。キャリヤーは、パンまたはモールド3を支持するだけでなく、パン3内の溶融接着剤から熱を効果的且つ速やかに除去、放散、または吸収するためのヒートシンクとして作用するいかなるタイプの硬質装置を含んでもよい。キャリヤーは、本明細書にて前述した第2のパン10の形態をとっているのが好ましく、これにより冷却用媒体がパン10の外面に対して直接接触することができる。しかしながらキャリヤーは、冷却用媒体がキャリヤーの1つ以上の内面と接触する、という他の形態をとることもできる。たとえば図5は、パン3を収容・支持するための上表面28においてキャビティ27を含んだ材料の比較的ソリッドのコア部材もしくはブロック26の形態をキャリヤーがとっている、という場合の別の実施態様を示している。冷却をもたらすために、コア26は、入口29と出口30〔冷却用媒体(好ましくは水)が通る〕とそれぞれ連通している内部通路34と35を含む。内部通路34と35は、溶融接着剤から熱を除去するよう、所望のあらゆるパターンにてコア部材26の内部を交差および/または横断している。これとは別に、図6に示すようなジャケット付きコア部材36も、キャリヤー36として使用することができる。このような実施態様においては、キャリヤーは、この場合も、パン10に類似したパン形状に造り上げることができるが、入口32と出口33〔冷却用媒体(好ましくは水)が通る〕を有する外部ジャケット31をさらに含む。
【００４８】
図5と6に示した実施態様はトラフ15を使用する必要がない、という点に留意することが大切である。したがって、個々のキャリヤー(またはキャリヤーの群)は、接着剤が冷却されているときに静止したままであってもよいし、あるいは接着剤に対する所望の温度に達するまでトラフ中にフロートしているのではなく、コンベスーシステムを介して下流に移動させてもよい。最後に留意しておかねばならないことは、図5と6に示したキャリヤーの構造は重要なことではない、という点である。したがって、キャリヤーがパンまたはモールド3を支持し、その中に収容されている接着剤を冷却する限り、実際には、キャリヤーに対していかなる構造も使用することができる。
【００４９】
冷却用媒体
冷却は、溶融接着剤から熱を除去、吸収、または放散するいかなる媒体によっても行うことができる。冷却用媒体は、液体であっても、気体であってもよく、周囲温度にて使用することもできるし、あるいは周囲温度より低いいかなる所望の温度にもすることができる。冷却用媒体は、水、水-エチレングリコールブレンド、液体窒素、または液体二酸化炭素等の液体であるのが好ましい。しかしながら前述したように、冷却用媒体は、空気、酸素、二酸化炭素、窒素、またはアルゴン等の気体であってもよい。
【００５０】
(実施例)
種々の薄手フィルムが、接着剤と前記物質との溶融混合物に適合した物理的特性を有するかどうか、また種々の薄手フィルムが、接着剤と前記物質との溶融混合物の接着特性に実質的に悪影響を及ぼさないかどうか、そしてこれによって前記混合物が、ホットメルト接着剤塗布装置の操作と実質的に適合するかどうかを調べるために、接着剤組成物と最終的に混合したときの種々の薄手フィルムの適合性を決定すべく下記のような試験を行った。
【００５１】
フィルムの適合性に関する試験
H2494接着剤と種々のフィルム、それぞれ2つの濃度にて
手順:
接着剤を160℃にて溶融。
【００５２】
200gの溶融接着剤を容器に入れ、次いでフィルムの小片とさらに100gの溶融接着剤を加える。
攪拌機を使用して低速(約50rpm)で攪拌する。温度を160℃に保持する。
【００５３】
サンプルを10分ごとに調べる。
フィルムが完全に溶解する時間を記録する。
【００５４】
【表１】
0004510641.tif 000002
【００５５】
上記試験の結果から、接着剤ブロックの接着特性は、包装材料との混合によって影響を受けない、ということがわかる。他のホットメルト接着剤配合物を包装する場合も、類似の結果が得られるであろう。粘度と融点において観察された変化は重要なことではないと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】ホットメルト接着剤を包装するための、本発明の複式部材成形プロセスにおける工程を示しているブロック図である。
【図２】キャリヤーが、冷却水と直接接触している外面を有する第2のパンである場合の、パン/キャリヤー集成体の形態における本発明の第1の実施態様を示している断面図である。
【図３】それぞれが第1のプラスチックフィルムでライニングされ、ホットメルト接着剤で充填され、そしてプラスチックフィルムの第2のシートもしくは層で覆われている6つのパンを備えた内部トレーの斜視図である。
【図４】図3のライン4-4に沿って切り取った断面図である。
【図５】キャリヤーが内部冷却通路を有する場合の、パン/キャリヤー集成体の形態における本発明の第2の実施態様を示している断面図である。
【図６】キャリヤーが外部冷却ジャケットを有する場合の、パン/キャリヤー集成体の形態における本発明の第3の実施態様を示している断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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