(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続配合装置の第一の輸送セクションに第一のエラストマーと第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の少なくとも一部とを提供することを含み、
前記第一のエラストマーが非熱可塑性炭化水素エラストマーであり、
混練および混合前の前記第一のエラストマーの溶融粘度よりも低い溶融粘度を有する第一の混練された混合物を生じさせるのに十分な時間、前記第一のエラストマーと前記第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤とを混練しそして混合すること、および
前記連続配合装置の第二の輸送セクションにおいて、前記第一の混練された混合物に第二のエラストマーを加えることをさらに含み、
前記第二のエラストマーが前記第一のエラストマーと異なる非熱可塑性炭化水素エラストマーであり、
前記第一の混練された混合物と第二のエラストマーとを混練しそして混合すること、および、
前記連続配合装置の自由体積１リットル当たりに５．４ｋｇ／ｈｒを越える生産速度で、前記第一のエラストマー、前記第二のエラストマーおよび前記第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤を含む接着剤組成物を形成させること、
をさらに含む感圧接着剤組成物を製造するための連続無溶剤ホットメルト法。
【請求項２】
前記第一の輸送セクションに、前記第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の合計量の５ｗｔ％〜２５ｗｔ％を提供することをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第一の混連された混合物に第二のエラストマーを加える前に、前記第１の混連された混合物と前記第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第二の一部とを混練しそして混合することをさらに含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の前記接着剤組成物を製造することを含む接着製品を製造するための方法であって、
前記配合装置から前記接着剤組成物を吐出すること、および
前記接着剤組成物をウェブ上に付着させること、
を含む、接着製品を製造するための方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、高生産速度プロセスに特に好適である、粘着付与されたエラストマーから非熱可塑性の感圧接着剤（ＰＳＡ）を製造するための無溶剤ホットメルト法に関する。
【０００２】
非熱可塑性炭化水素エラストマー、例えば、天然ゴム、ブチルゴム、合成ポリイソプレン、エチレン−プロピレン、ポリブタジエン、ポリイソブチレンまたはスチレン−ブタジエンランダムコポリマーゴムをベースとする感圧接着剤は当業界において知られている。このような接着剤の典型的な処理は二本ロールミルまたはバンバリータイプのインターナルミキサーにおいてエラストマーを混練すること、このエラストマーおよび他の接着剤成分を炭化水素溶剤中において溶解させること、この溶液をバッキング上に塗布すること、および、塗布された製品を乾燥して、溶剤を除去することを含む。この技術はHandbook for Pressure Sensitive Adhesive Technology, D. Satas(ed.), p.268. Van Nostrand, N.Y., (1989) において議論されている。この溶剤法は労働集約的であり、そして生産速度が低いという欠点を有する。さらに、このような溶剤をベースとする方法は、世界中での環境規制が高まっているので、接着テープの製造において使用することが望ましくなくなってきている。
【０００３】
比較的に厚い接着剤層が望まれるときに時々用いられる別の加工方法は、上記のようなエラストマーを混練すること、バンバリーミキサーのようなインターナルミキサーにおいて、ゴムおよび他の接着剤成分をブレンドすること、および、３もしくは４ロールカレンダースタックを用いて、バッキング上に固体の接着剤をカレンダー加工することを含む。カレンダー加工は溶剤を用いないが、非常に高価な装置を必要とする。さらに、このプロセスは遅く、そして約２ミル（５１ｍｍ）の厚さより厚い接着剤コーティングが望まれているときにのみ経済的である。カレンダー加工の応用はＭｏｒｒｉｓの米国特許第２，８７９，５４７号明細書において議論されている。
【０００４】
環境を考慮し、初期資金投資額を低くし、生産速度を高くでき、そして加工コストを低くしようして、熱可塑性接着剤組成物の連続ホットメルト配合および押出コーティングを使用することに関心が向けられてきた。この技術において用いられる典型的なエラストマーは、ブロックコポリマータイプの「熱可塑性」エラストマーであり、例えば、スチレン−ジエンブロックコポリマーを含む。このような材料は、スチレンドメインが軟化する、１００℃より高い温度において、粘度の鋭い低下を示す。冷却時に、ドメインは改質され、そして材料はゴム性および凝集強さを回復する。接着剤配合物の例示およびこのタイプのプロセスは、Ｋｏｒｐｍａｎの米国特許第３，９３２，３２８号明細書、Ｋｏｒｐｍａｎの米国特許第４，０２８，２９２号明細書、および、Ｋｏｒｐｍａｎの米国特許第４，１３６，０７１号明細書に見られる。この技術はHandbook for Pressure Sensitive Adhesive Technology, pp.317 〜373 、D.Satas (ed.), Van Nostrand, N.Y., (1989) にさらに議論されている。
【０００５】
これらの熱可塑性エラストマーをベースとするホットメルト感圧接着剤はパッケージング、ラベル、おむつクロージャーおよびマスキングテープ市場において広く許容されている。上記のような熱可塑性エラストマーから製造された感圧接着剤の接着特性は非熱可塑性炭化水素エラストマーをベースとする接着剤の接着特性とは異なり、そして多くのテープ用途で望ましくない。
【０００６】
天然ゴムのような非熱可塑性炭化水素エラストマーを用いた感圧接着剤のホットメルト押出は示されている。しかし、低分子量の可塑化助剤、例えば、プロセス油、エラストマーオリゴマー、ワックス、または、Dictionary of Rubber, K.F.Heinisch, pp.359〜361, John Wiley & Sons, N.Y., (1974)に可塑剤として規定されそして記載されている他の材料は接着剤配合物の主成分として用いられる。これらの可塑化助剤は加工を容易にするが、できあがった接着剤が荷重を支持することができる能力が下がり、そして接着性能を低下させることが一般に知られている。
【０００７】
Ｐ．Ｂｅｉｅｒｓｄｏｒｆ  ＆  Ｃｏ．のカナダ特許第６９８，５１８号明細書は、天然ゴムおよび合成ゴム、高分子量ポリイソブチレン並びにポリビニルエーテルを含む非熱可塑性エラストマーをベースとするＰＳＡ組成物をコーティングするための無溶剤押出コーティング法を開示している。エラストマーは予備混練され、そして二本ロールミルまたはバンバリーミキサーのような従来のゴム加工装置を用いて、別個のバッチ様式の操作でブレンドされる。その後、この予備的に配合された混合物を、加熱された一軸スクリュー押出機にフィードし、そして溶融コーティングは移動しているウェブ上に押し出される。配合物の５４％以下の量で含まれる可塑化助剤は用いられる。高い粘度のエラストマーの押出に通常にまつわるコーティング困難性を緩和するためにこれらの可塑化助剤が用いられるものと信じられる。
【０００８】
Ｆｕｋｕｇａｗａらの日本国特許出願（昭和）５０−３７６９２号は、感圧接着剤の成分の混合物を２５分間予備混練すること、この予備混練された混合物を、加熱された押出機に供給すること、２３０℃において材料を基材上に押し出すこと、押し出した材料に電子線を照射することにより材料を硬化させ、接着剤の凝集強さを上げ、そしてバッキングへの結合性を改良することからなる、同様の方法を開示している。記載された材料は天然ゴムおよびスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）の非熱可塑性エラストマーを含む。天然ゴムを用いた２つの例において、天然ゴムはスチレン−ブタジエンエラストマーおよび可塑化助剤とブレンドされた。可塑化助剤は約８７．５％の合計のゴムの装填量の約８７．５％であり、粘着付与剤は用いられなかった。非天然ゴムの例は２５．８％の可塑化助剤を含んだ。
【０００９】
Ｐｙｔｏｎ  ＡＧのドイツ暫定特許公報Ｐ−１９  ５４  ２１４．４は別個の混練工程を必要としない感圧接着剤を製造するための押出法を開示している。５種の異なる材料を含む配合物を連続的に混練し、そしてコーティングするために二軸スクリュー押出機を用いる。天然ゴムおよび／または部分的に加硫したゴム、ラテックス、７０，０００〜２００，０００の分子量のポリブテンおよび１００，０００〜２５０，０００の分子量のポリイソブチレンは凝集性成分を構成する。４つの他のクラスの成分はこのプロセスを調整するために必要である。これらの他の成分は低分子量（１５，０００より低い）ポリブテンおよびポリイソブチレンまたはネイティブビチューメン、反応性樹脂および／または非反応性樹脂、酸化防止剤並びに種々の金属酸化物充填剤を含む。特定の組成は教示されていないが、ビチューメンまたは低分子量ポリイソブチレンもしくはポリブテンのような可塑化助剤のレベルは１０〜２０％の範囲であると報告されている。
【００１０】
Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍの米国特許第２，１９９，０９９号明細書は、空気および酸素に富む気体は、インターナルミキサー中において天然ゴムの酸化ブレークダウンを促進させ、ゴムの分子量を低下させるために用いうることを開示している。天然ゴムの空気補助酸化ブレークダウンを用い、次いで、粘着付与剤およびフェノール樹脂加硫剤を添加し、熱硬化性接着剤を形成させる、連続ホットメルト押出法は知られている。このプロセスにおいて、フェノール樹脂が添加されたときに、ゴムと樹脂との組み合わせが加硫を起こす温度よりも低い温度で加工されうる程度にまで、天然ゴムの分子量は低下させられる。
【００１１】
Ｈａｎｄａらの米国特許第５，１５８，７２５号明細書は、非熱可塑性エラストマーと、充填剤、添加剤、油、別のエラストマー、顔料および／または硬化剤とを配合するために二軸スクリュー押出機を用いる方法を開示している。押出機により要求されるメルト温度、圧力およびトルクを制御しながら成分を加えて混合物を提供するように、成分はフィード開口部を通して制御された速度でフィードされ、エラストマーと非エラストマー成分とが混合される。プロセスを自動化するためのコンピュータ制御システムがさらに開示されている。混合、温度および最終メルト粘度を制御するためにスクリューの長さ方向に沿ってエラストマーおよび他の添加剤を添加し、混練することも開示されている。
【００１２】
Ｂｒｅｄａｈｌらの米国特許第５，５３９，０３３号明細書は、粘着付与された高分子量の非熱可塑性炭化水素エラストマーから、非熱硬化性感圧接着剤を製造するための連続ホットメルト法を開示している。記載された方法は、逐次的なフィードポート並びに交互の輸送セクションおよび混合セクションを用い、成分を混練しそして混合する二軸スクリュー押出機を用いる。エラストマーは、１つのセクション、例えば、セクション１にフィードされ、そして最初のエラストマー混練を粘着付与剤の非存在下に行う。しかし、エラストマーは異なる輸送セクションおよび処理セクションに逐次的に添加されてもよいことが記載されている。エラストマーを潤滑し（例えば、可塑化助剤）、そして分子量を低下を防止する材料の非存在下で混練を行うことが好ましいが、このような材料は、混練の速度を効果的に低減しないかぎり、少量で存在してよいことをさらに開示している。
【００１３】
高温マスキングおよび医療用テープのような高性能ＰＳＡテープに要求される特性を有する感圧接着剤を製造するために、単独のエラストマーベースを用いて、非熱可塑性炭化水素エラストマーの既知のホットメルト配合および押出を改良することが望ましい。一般に、マルチポリマーベースの感圧接着剤は異なる温度範囲および剥離速度で剪断抵抗力を提供することが必要であり、これらの得られたマルチポリマーベースの接着剤は、通常、より広い温度範囲および剥離速度で剪断抵抗力を示し、そして、そのため、被塗されたテープはより広い範囲の環境条件にわたって機能しうる。
【００１４】
このように、資金出費および生産コストを最小にするために、最適化された最大生産速度で、ＰＳＡ産業で注目されている分子量および組成でエラストマーをホットメルト配合しそしてコーティングするための実用法を提供することが望まれている。粘着付与剤の添加前にポリマーを混練しそして混合するか、または、粘着付与剤の存在下でポリマーを混練しそして混合する方法を用いた、高分子量ポリマーをベースとした接着剤組成物の連続ホットメルト法は比較的に高い生産速度においては可能ではなかった。
【００１５】
本発明の１つの態様は、感圧接着剤組成物を製造するための連続無溶剤ホットメルト法を提供する。この方法は、好ましくは、連続配合装置の第一の輸送セクションに第一のエラストマーを提供すること、および、混練および混合の前の第一のエラストマーの溶融粘度よりも低い溶融粘度を有する、混練された第一のエラストマーを生じさせるために十分な時間、第一のエラストマーを混練しそして混合することを含む。この方法は、また、連続配合装置の第二の輸送セクションにおいて、前記混練された第一のエラストマーに、第二のエラストマーを添加することをも含み、第二のエラストマーは第一のエラストマーと同一のエラストマーであるか、または異なるエラストマーである。第二のエラストマーは、混練された第一のエラストマーと混練されそして混合される。この方法は、また、好ましくは、エラストマーに相溶性の粘着付与剤を添加すること、および、第一のエラストマー、第二のエラストマーおよびエラストマーに相溶性の粘着付与剤を含む接着剤組成物を、連続配合装置の自由体積１リットル当たりに約５．４ｋｇ／ｈｒ、好ましくは約１０．０ｋｇ／ｈｒより多量の生産速度で形成させることを含む。
【００１６】
本発明の別の態様は、接着剤組成物を製造するための連続法を提供する。この方法は、第一のエラストマーと、第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第一部分を第一の処理セクションにおいて混練しそして混合すること、および、混練されたエラストマーおよび第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第一部分を第二の処理セクションに輸送することを含む。第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第二部分は、混練されたエラストマーおよび第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第一部分と混練されそして混合されて、ブレンドを形成することができる。第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第三部分も、ブレンドに添加されて、ブレンドから接着剤組成物を形成することができる。
【００１７】
本発明の別の態様は接着製品を製造するための方法を提供する。１つの好ましい方法は、第一のエラストマーと、第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第一部分とを、第一の処理セクションにおいて混練しそして混合すること、この混練されたエラストマーおよび第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第一部分を、第二の処理セクションに輸送すること、および、この混練されたエラストマーおよび第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第一部分と、第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第二部分を混練しそして混合して、ブレンドを形成させること、このブレンドに、第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第三部分を添加すること、および、このブレンドから接着剤組成物を形成させること、を含む接着剤組成物を製造するための連続法を提供すること含む。この方法は、接着剤組成物をウェブ上に付着させることも含む。
【００１８】
本発明は、感圧接着剤の製造において有用である、実質的に均質なブレンドを製造することができる連続配合法に関する。本発明によると、少なくとも１種のエラストマーが本発明において処理されようとするときに、このエラストマーは第一の輸送セクションに添加され、そして第一の処理セクションにおいて混練されることができる。または、この少なくとも１種のエラストマーの添加の後に、異なる輸送セクションに逐次的に添加されて、逐次的な混練が行われてもよい。１種より多くのエラストマーが用いられるときに、特に、１種のエラストマーが、感圧接着剤組成物中に含まれうる他のエラストマーと非相溶性であるときに、異なる輸送セクションおよび／または処理セクションへの逐次的なエラストマーの添加が用いられてもよい。
【００１９】
本発明の説明を容易にするために本明細書において用いられる次の用語は次の意味を有する。
【００２０】
「感圧接着剤」（ＰＳＡ）はHandbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, p.172, D. Satas (ed.), Van Nostrand, N.Y., (1989) に規定されるように、ダルキスト基準(Dahlquist criterion) を満たす、即ち、１×１０- 6 ｃｍ2 ／ダインより大きな１秒クリープコンプライアンス（1-sec creep compliance) である接着剤組成物を指す。典型的には、感圧接着剤は室温において通常に粘着性であり、そして指または手による圧力より大きな圧力を必要とせずに、表面に接触したときにその表面に付着する。
【００２１】
「エラストマー」はブロックコポリマーとは区別される、炭化水素ホモポリマーまたはコポリマーを意味する。好ましくは、エラストマーは非熱可塑性の炭化水素エラストマーである。２種以上の異なるエラストマーが接着剤組成物中に存在するときには、エラストマーどうしの相溶性は得られた組成物の動的機械分析によって決めることができる。得られた組成物の温度および／または周波数の動きによる動的機械分析が規定の温度で位相角シフト応答のタンジェントの明確な複数のピークを示すときに( このシフト応答は組成物中の各エラストマーの明確なガラス転移温度を示す) 、２種以上のエラストマーは非相溶性であるといわれる。他方、得られた組成物が組成物中のエラストマーの数に関係なく、１つのガラス転移温度を示すときには、エラストマーは相溶性であるといわれる。
【００２２】
「粘着付与剤」はプロセスにおいて用いられる少なくとも１種の炭化水素エラストマーと混和性であり、１０，０００グラム／モル（ｇ／ｍｏｌ）以下の数平均分子量Ｍｎを有し、そして、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により測定して−３０℃以上のガラス転移温度Ｔｇを有し、そして、得られた組成物に粘着性および感圧接着特性を付与する材料を意味する。
【００２３】
「エラストマーに相溶性の粘着付与剤」は、接着剤組成物を形成させるときに添加されうる粘着付与剤とエラストマーの関係に関するものであり、Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, p.176 〜177 ( 第二版、D. Satas) (1989)に記載されるように、ゴムの平坦な領域における貯蔵弾性率の急激な低下を伴う、ピーク温度の位相角タンジェントのシフトにより相溶性は確認できる( 剪断弾性率（ダイン／ｃｍ2 ）対温度のプロット）。粘着付与剤の相溶性は、接着剤組成物中の粘着付与剤の構造、分子量および濃度により決まり、それにより、接着剤組成物は、上記のように感圧接着性を示す。粘着付与剤およびエラストマーは、得られた組成物が感圧接着性を示さない、即ち、商業上実用的な時間、通常には約３か月以上の貯蔵の後に約１×１０- 6 ｃｍ2 ／ダインより小さい１秒クリープコンプライアンスを有するときには、非相溶性であるといわれる。
【００２４】
「連続配合」は、時々、「予備バッチ」と呼ばれる、成分どうしの副混合物のバッチ調製を必要とせず、成分を( 一か所または逐次的に) 装置に直接的に加えることができるプロセスを意味する。予備バッチは、通常、インターナルバンバリーミキサーまたは二本ロールミルのような別個のミキサー中において混合され、そしてその後、この予備バッチがブレンディングのための別の装置に輸送される。連続配合においては、全ての成分は混合およびブレンディングのための１つの装置に加えられて、接着剤組成物を形成することができる。
【００２５】
「生産速度」は押出機配合装置中に与えられる自由体積(free volume）１リットル当たりのキログラム／時の質量流量速度を指す。自由体積（ＦＶとも呼ぶ）は感圧接着剤を形成するための成分を処理するために与えられる配合装置の体積を指し、即ち、自由体積は装置の内部に存在しうる機構部分を表す。特定の押出機配合装置の自由体積は、通常、その製造者から容易に提供され、または自由体積は実験的に決定されうる。ＦＶを実験的に決定するために、押出機のバレルセクションを片側末端でテープにより閉止する。その後、押出機バレルセクションを閉止された末端を下にして垂直に立て、その後、シャフト開口部またはボアをテープにより閉止したスクリューエレメントをバレルセクションに挿入してバレルセクションを満たす。スクリューエレメントの上部に達するまで流体を加える。バレルセクションに加えられた流体の体積を測定し、そしてスクリューエレメントの長さで割る。その結果は単位長さ当たりの液体の自由体積であり、それに、配合装置の合計長さをかけて、配合装置の全自由体積値を得る。
【００２６】
連続配合法
本発明による連続配合は、接着剤組成物の成分が広く異なる粘度および分子量を有するときに、比較的に高い生産速度を達成するのに特に有利である。高い生産速度のためには、混合および混練は、好ましくは速く行われるべきである。しかし、他の成分よりも高い粘度を有する成分が、他の成分と混合することなく、裸眼で見ることができる巨視的なアグロマレートとして連続配合装置を通過するときには、不均質なブレンドとなりうる。
【００２７】
連続配合装置は好ましくは本発明により用いられる。多くのこのような装置は公知である。連続配合装置は単一のユニットを含むか、または、相互に連結された一連のユニットを含むことができる。本発明において有用な連続配合装置の例は輸送セクションおよび処理セクションの逐次的な配列を有する二軸スクリュー押出機であり、例えば、米国特許第５，５３９，０３３号明細書（Ｂｒｅｄａｈｌら）に記載されている。
【００２８】
エラストマー、エラストマーに相溶性の粘着付与剤、充填剤、酸化防止剤、可塑化助剤、電子線増感剤および光開始剤のような放射線改良剤および当業界において知られている他の添加剤のような種々の材料を容易に添加するために、連続押出機の長さ方向に沿って複数のインプット開口部が提供されている。エラストマー、粘着付与剤または他の添加剤の材料は部分的に満たされた輸送セクションにインプットポートを通して添加される。メルトポンプおよびフィルターは押出機の一体部品として存在してもよいし、または、連続配合装置からの接着剤の取り出しおよび接着剤ストリームからの望ましくない汚染物の取り出しを容易に行えるように別個の装置として存在してもよい。
【００２９】
特に、本発明の方法は、互いに交互に存在する逐次的な輸送セクションおよび処理セクションを有する、二軸スクリューを有する連続配合装置を提供すること、および、第一の非熱可塑性炭化水素エラストマーと、エラストマーに相溶性の粘着付与剤の少なくとも一部分とを、制御された速度で、第一の輸送セクションにフィードし、それにより、第一の輸送セクションを第一のエラストマーおよびエラストマーに相溶性の粘着付与剤により不完全に満たすことを含むことができる。第一の非熱可塑性炭化水素エラストマーと、エラストマーに相溶性の粘着付与剤の少なくとも一部分を第一の処理セクションに輸送すること、および、第一の非熱可塑性炭化水素エラストマーと、エラストマーに相溶性の粘着付与剤の少なくとも一部分とを混練しそして混合し、混練および混合前の第一の非熱可塑性炭化水素エラストマーの溶融粘度よりも低い溶融粘度である、混練された混合物を生じさせることの工程をも含む。この混練された混合物に、第二の非熱可塑性炭化水素エラストマーを第二の輸送セクションにおいて添加し、そして第二の非熱可塑性エラストマーおよび混練された混合物は混練されそして混合されてよい。この方法は、エラストマーに相溶性の粘着付与剤の第二部分および補助剤を添加して、接着剤組成物を形成させ、そして装置から接着剤組成物を吐出させることをも含んでよい。
【００３０】
この方法は、互いに交互に存在する逐次的な輸送セクションおよび処理セクションを有する、二軸スクリューを有する連続配合装置を提供すること、および、第一のエラストマーの少なくとも一部分と、第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第一部分とを、制御された速度で、第一の輸送セクションにフィードし、それにより、第一の輸送セクションをエラストマーおよび第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤によって不完全に満たすことさらに含んでよい。この第一のエラストマーの少なくとも一部分および第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第一部分は第一の処理セクションに輸送されうる。この第一のエラストマーの少なくとも一部分および第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第一部分は混練されそして混合されて、混練および混合前の第一のエラストマーの溶融粘度よりも低い溶融粘度を有する、混練された混合物が生じる。好ましくは、この混練された混合物に第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第二部分が添加される。第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第二部分および混練された混合物は第二の処理セクションに輸送されうる。第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第二部分および混練された混合物は混練されそして混合されてブレンドを形成する。このブレンドは第三の輸送セクションに輸送されることができ、そして第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第三部分がブレンドに添加される。このブレンドと、第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第三部分から接着剤組成物が形成され、そして装置から吐出される。
【００３１】
好ましくは、本発明の方法の実施において、エラストマーは、接着剤の合計重量を基準として約２５％〜約７５％の量で、好ましくはエラストマーに相溶性の粘着付与剤の一部分とともに、配合装置の第一の輸送セクションに添加される。好ましくは、これらの材料は第一の輸送セクションを完全に満たすべきでない。
【００３２】
エラストマーは、例えば、配合装置にフィードする前に、粉砕または押出ペレット化によってペレット化されてよい。または、Ｍｏｒｉｙａｍａ押出機、Ｂｏｎｎｏｔ押出機またはＤａｖｉｓ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ２本ロールフィード押出機のような装置を用いて、粉砕またはペレット化することなく配合装置中に直接的にフィードされてよい。エラストマーがペレット化されているならば、それは、ペレットの凝集を防止するために好ましくはタルクのような材料により処理されている。
【００３３】
本発明による方法の１つの態様において、第一のエラストマーは、必要に応じて第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤とともに、制御された速度で、連続配合装置の第一の輸送セクションにフィードされ、それにより、第一の輸送セクションは完全には満たされない。好ましくは、第一のエラストマーは、より高い分子量を有するものであるか、または、接着剤組成物の他の成分と比較して、より高い重量パーセントで含まれるものである。この為、１つの態様において、第一のエラストマーは、プロセスに含まれうる他のいずれのエラストマーの分子量よりも高い分子量を有する。第一の輸送セクションは、第一のエラストマーおよび必要に応じて第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤を第一の処理セクションに輸送し、そこで、エラストマーは、必要に応じて含まれてよい粘着付与剤とともに混練されそして混合され、それにより、その分子量を低減し、そして混練および混合前の第一のエラストマーよりも低い溶融粘度を有する混合物を生じる。
【００３４】
混練された混合物は、その後、第二輸送セクションに輸送され、そこで冷却される。さらなる第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤はこのポイントで混合され、次いで、第二の処理セクションに輸送されることができる。第二の処理セクションにおいて、粘着付与剤および混練されたエラストマーは一緒に混練されそして混合されて、エラストマーおよび粘着付与剤のブレンドを形成し、それにより、分子量および溶融粘度はさらに低減される。このブレンドは、その後、第三の輸送セクションに輸送され、そこで冷却される。さらなる第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤または第二のエラストマーのような他の成分は第三の輸送セクションに添加されてよい。１つの態様において、第二のエラストマーは好ましくは加えられる。
【００３５】
１種以上のエラストマーが接着剤組成物中に含まれるときには、好ましくは第一のエラストマーの全てが連続配合装置に最初に加えられる。好ましくは、第一のエラストマーは連続配合装置の第一の輸送セクションに加えられ、より好ましくは、下記のように、第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤とともに加えられる。好ましくは、第一のエラストマーは、より高い分子量を有するものであるか、または、より高い重量パーセントで含まれるものであり、即ち、接着剤組成物の主成分である。さらなるエラストマー（即ち、第二のエラストマー）は第一のエラストマーの添加の次の連続配合装置のセクションにおいて加えられる。
【００３６】
好ましくは、本発明の方法は、第二のエラストマーを第三の処理セクションに添加すること、第一のエラストマー、第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤および第二のエラストマーを混練しそして混合すること、第二のエラストマーに相溶性の粘着付与剤を添加すること、第一のエラストマー、第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤、第二のエラストマーおよび第二のエラストマーに相溶性の粘着付与剤を混練しそして混合して、接着剤組成物を形成させることをさらに含む。好ましくは、第一のエラストマーは脂肪族エラストマーを含み、そして第二のエラストマーは芳香族エラストマーを含む。
【００３７】
または、接着剤組成物中に１種のみのエラストマーが含まれるときには、エラストマーの大半は好ましくは第一の輸送セクションにおいてフィードされる。好ましくは、エラストマーの大半とは、接着剤組成物中に含まれるエラストマーの合計量の約５０ｗｔ％より多量から、より好ましくは約７５ｗｔ％から、約１００ｗｔ％まで（しかし１００ｗｔ％を含まない）を含む。
【００３８】
本発明による逐次連続配合法は少なくとも２種のエラストマーを含む感圧接着剤組成物を製造するのに特に有用である。好ましくは、連続配合装置に輸送セクションにおいて添加される第一のエラストマーは脂肪族エラストマーである。より好ましくは、連続配合装置に添加される第二のエラストマーは芳香族エラストマーである。
【００３９】
少なくとも１種のエラストマーは配合装置の自由体積１リットル当たりに約５．４ｋｇ／ｈｒより多量、より好ましくは自由体積１リットル当たりに約１０．０ｋｇ／ｈｒ以上、そして最も好ましくは自由体積１リットル当たりに約１５ｋｇ／ｈｒ以上の比較的に高い生産速度での配合法が適切である連続配合装置に好ましくはフィードされる。このことは、１つの輸送セクションにおいて、少なくとも１種のエラストマーを、好ましくはエラストマーに相溶性の粘着付与剤の少なくとも１部分とともに添加することにより行える。そうするときに、混練された混合物の溶融粘度は逐次的に低下され、そして混合物は比較的に高い生産速度でも実質的に均質である。「実質的に均質」とは、全ての成分が組成物中において均質に混合されており、比較的にスムーズなコンシステンシーを有し、即ち、組成物が裸眼で見える巨視的なアグロメートを実質的に含まないことを意味する。「実質的に含まない」とは、組成物の合計体積を基準として、裸眼で見える巨視的アグロメートが好ましくは約５体積％未満であることを意味する。実質的に均質とは、動的機械分析により決定して１相より多くの相を有しうる組成物を含むものと考えられる。
【００４０】
これらの成分は、第二の輸送セクションに輸送されることができ、そこで、粘着付与剤または好ましくは第二のエラストマーが加えられる。これらの成分は第二の処理セクションに輸送されることができ、そこで、それらの成分が混練されそして混合されてブレンドを形成し、このブレンドは第三の輸送セクションに輸送されることができる。第三の輸送セクションにおいて、ブレンドは冷却され、そしてさらなるエラストマーに相溶性の粘着付与剤および必要に応じて用いられる添加剤（例えば、発泡剤、酸化防止剤、顔料等）は加えられてよい。好ましくは、エラストマーに相溶性の粘着付与剤は第三の輸送セクションにおいて加えられる。ブレンドおよび他の添加剤は、その後、第三の処理セクションに輸送され、そこで、それらは混練されそして混合されて接着剤組成物を形成する。接着剤組成物は第四の輸送セクションに輸送されることができ、そこで、それは冷却され、配合装置から吐出される。
【００４１】
接着剤組成物中に含まれるならば、発泡剤は好ましくは第四の輸送セクションにおいてブレンドに添加される。その後、ブレンドおよび発泡剤は第四の処理セクションに輸送され、そこで、それらは混練されそして混合される。
【００４２】
第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の逐次的な添加および混合は、逐次的に存在する輸送セクションおよび処理セクションにおいてそれぞれ行われることができ、それにより、第一のエラストマーの分子量および混合物溶融粘度および温度を、例えば、第二のエラストマーとの最大混合効率に最も好適な条件に調節する。第二のエラストマーの混練および混合に次いで、さらなるエラストマーに相溶性の粘着付与剤（第一のエラストマーまたは第二のエラストマーに相溶性である）を最終の感圧接着剤組成物の溶融粘度を調節するために加えることができる。好ましくは、実質的に均質な接着剤組成物が形成される。
【００４３】
好ましくは、本発明により、エラストマーに相溶性の粘着付与剤は逐次的に添加される。エラストマーに相溶性の粘着付与剤は処理セクションと交互に配置された逐次的に配置された輸送セクションにフィードされる。好ましくは、エラストマーに相溶性の粘着付与剤は接着剤組成物中に含まれるべき粘着付与剤の合計量の約５ｗｔ％〜約２５ｗｔ％が最初の添加のセクションで提供されるような添加の状態で逐次的にフィードされる。
【００４４】
この方法は、エラストマーに相溶性の粘着付与剤の第二部分を添加することも含むことができる。好ましくは、この方法は、エラストマーに相溶性の粘着付与剤の少なくとも一部分を第一の輸送セクションに添加すること、および、エラストマーに相溶性の粘着付与剤の第二部分を第二の輸送セクションに添加し、第一の非熱可塑性炭化水素エラストマーの溶融粘度よりも低い溶融粘度のブレンドを形成させることを含む。
【００４５】
好ましくは、第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第一部分は第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の合計量の約５ｗｔ％〜約２５ｗｔ％を含む。第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第二部分は、好ましくは、第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の合計量の約１５ｗｔ％〜約５０ｗｔ％を含む。より好ましくは、第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の合計量は、約５ｗｔ％〜約２５ｗｔ％の第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第一部分、約１５ｗｔ％〜約５０ｗｔ％の第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第二部分および約３０ｗｔ％〜約７５ｗｔ％の第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第三部分を含む。例えば、添加の第二セクションにおいて、接着剤組成物中に含まれるべき粘着付与剤の合計量の約１５ｗｔ％〜約５０ｗｔ％が提供され、そして、添加の第三のセクションにおいて、接着剤組成物中に含まれるべき粘着付与剤の約３０ｗｔ％〜約７５ｗｔ％が提供される。
【００４６】
エラストマーに相溶性の粘着付与剤の添加の第一のセクション、第二のセクションおよび第三のセクションは、必ずしも、直接的に第一の輸送セクション、第二の輸送セクションおよび第三の輸送セクションにそれぞれ対応するものでないと理解されるべきである。例えば、もしエラストマーの一部分を粘着付与剤なしに混練しそして混合することを望むならば、添加の第一ポイントは第二の輸送セクションに対応することができる。逆に、エラストマーの一部分を粘着付与剤の一部分の存在下に混練しそして混合することを望むかもしれない。この場合には、粘着付与剤の添加の第一ポイントは第一の輸送セクションに対応する。粘着付与剤の逐次的な添加は、連続配合装置の自由体積１リットル当たりに約５．４ｋｇ／ｈｒを越える、比較的に高い生産速度で感圧接着剤組成物を形成させるときに特に有用である。
【００４７】
連続配合装置に原材料をフィードするために幾つかの技術を用いることができる。例えば、Acrison Corporation, Moonachie, NJから市販されている重量損失フィーダーのような定速フィーダーは固体材料を添加するために用いられてよい。制御された速度で液体をフィードするための加熱ペイルアンローダー、ギアポンプおよび他の適切な装置は配合装置に液体をフィードするために用いられてよい。低濃度で存在する添加剤はより正確な添加のために他の１種以上の成分と予備混合されてよい。
【００４８】
本発明による方法は有気処理または無気処理のいずれを用いてもよい。本発明の目的のために、有気処理とは、通常には非熱可塑性炭化水素エラストマーであるエラストマーの酸化ブレークダウンを促進するために、供給可能な酸素を含有する気体（例えば、圧縮空気）を配合装置中に意図的に注入することを意味する。酸素含有気体の注入はプロセスにおいて用いられる連続配合装置の少なくとも１つのセクションにおいて行われてよい。
【００４９】
無気処理とは、酸素含有気体を意図的には配合装置に注入しないが、本発明の実施における無気処理において少量の空気は存在してもよいことを意味する。有気処理または無気処理のいずれも適切であるが、本発明の方法は、好ましくは、気体を連続配合装置に意図的に注入しない無気処理である。
【００５０】
炭化水素エラストマーは架橋および／または鎖延長ではなく鎖切断を優先的に行うときには、有気処理は有利に用いられてよい。有気処理は比較的に短い時間内にエラストマーの分子量を大きく低下させることができる。さらに、有気処理はより低い温度での製造を可能にする。結果的に、熱に敏感な材料は本発明の方法において炭化水素エラストマーと配合されうる。有気処理を望むならば、圧縮空気のような供給可能な酸素を含有する気体は配合装置に容易に注入されうる。好ましくは、空気は運搬セクションまたは２つの処理セクションの間にある輸送セクションのいずれかに注入される。または、気体は、いずれかの処理セクションまたは輸送セクションに注入されてもよい。もし気体が圧縮空気を含むならば、それは、通常、５〜１００ポンド／平方インチゲージ（ｐｓｉｇ）（３０〜７００キロパスカル（ｋＰａ））の圧力で配合装置に注入される。
【００５１】
無気処理は有気処理において得られる分子量よりも高い分子量を得るために過度の酸化分解を防止するために有利に用いられてよい。これは、接着剤の凝集強さを増加させ、そして向上した凝集強さを付与するために必要とされる後架橋の程度を最小にする。
【００５２】
一度、全ての成分、例えば、混練されたエラストマー、粘着付与剤および任意成分である添加剤（存在するならば）がブレンドを形成したときに、この組成物は接着剤組成物と呼ばれることができる。本発明の方法により形成された接着剤組成物は、通常、４００ポアズ〜５０００ポアズの範囲の処理温度での粘度（キャピラリーレオメータを用いて１０００ｓｅｃ- 1 の剪断速度で測定して）を有する。本発明の方法において、より高い粘度の接着剤も処理できる。接着剤組成物の処理温度は、通常、１００℃〜２００℃であり、好ましくは約１２０℃〜１６０℃である。驚くべきことに、これらの望ましい感圧接着剤組成物の特性は本発明の方法により成分を配合することにより、比較的に高い生産速度で得ることができることが判った。例えば、望ましい接着剤組成物は、本方法において用いられる連続配合装置の自由体積１リットル当たりに約５．４ｋｇ／ｈｒを越える生産速度で得られることが判った。
【００５３】
接着剤組成物は後のさらなる処理または使用のための貯蔵容器中に連続配合装置から吐出されうる。または、接着剤組成物は薄い膜の形態で支持体上に直接的に吐出されてよい。好ましくは支持体は移動しているウェブである。必要に応じてギアポンプまたは十分な圧力を提供するために適切な装置の補助を伴って、コーティングダイを通して接着剤を送付することにより薄い接着剤膜が形成されうる。ダイは、好ましくは、バックアップロール上に支持された移動しているウェブ上に接着剤を塗布する接触型である。または、接着剤は配合装置から吐出され、そして、別個の押出機、メルトポンプまたは押出機とメルトポンプの組み合わせを用いて、ダイを通して接着剤混合物を押し出すために十分な圧力をもってコーティングダイにフィードされてもよい。接着剤はコーティングダイにフィードされる前に必要に応じてろ過されてもよい。
【００５４】
被覆された接着剤は、必要に応じて、材料の凝集強さを改良するために電子線または紫外線のような放射線に暴露されることにより架橋されてもよい。架橋はコーティング操作とともにインラインで行ってよく、または、別個のプロセスとして行ってもよい。達成される架橋度は選択されるものであり、そして、所望する最終製品、使用するエラストマー、接着剤層の厚さ等の幾つかの要因によって決まる。放射線照射により架橋を得る技術は当業者に知られている。
【００５５】
接着剤の塗布の前または後に、ウェブに剥離コーティングを適用してもよい。剥離コーティングはウェブ上において連続であってもまたは不連続であってもよく、そして、通常、最終的に接着剤を保有するウェブの表面と反対側の表面にある。剥離コーティングはコーティングまたは架橋操作とともにインラインで適用されてよく、または、別個のプロセスとして適用されてもよい。
【００５６】
上記の通り、好ましくは、二軸スクリュー押出機は本発明において配合装置として用いられる。押出機スクリューは、第一の処理セクションにおいて、エラストマーを混練しそしてそれをエラストマーに相溶性の粘着付与剤と混合するような形態になっていることができる。第一の処理セクションの次の押出機およびスクリューの部分はより多量のエラストマーに相溶性の粘着付与剤、エラストマーおよび他の添加剤の添加および効率的な混合を行えるように設計されなければならない。
【００５７】
本発明の連続配合法はいずれの適切な配合装置を用いてもよい。例示の装置を図面を参照して説明する。図１の配合装置は同時回転二軸スクリュー押出機２０である。押出機２０は固体フィードホッパー２２、液体粘着付与剤フィードポート２４および固体フィードホッパーもしくはポート２６および２８を具備している。重量損失フィーダー３２、３４、３８、４０および４２、並びに、両方とも３６の参照番号で示されている、ギアポンプを有する粘着付与剤グリッドメルターは押出機２０に送られる材料の速度を制御する。押出機２０の吐出口付近にベント３０がある。
【００５８】
図２の配合装置は同時回転二軸スクリュー押出機２１である。押出機２１は固体フィードホッパーもしくはポート２３、２５および２９および混練されたポリマーのフィードポート２７を具備している。重量損失フィーダー３３、３５、３７、４１および４３並びにエラストマー押出機３９は押出機２１に送られる材料の速度を制御する。押出機２１の吐出口付近にベント３１がある。
【００５９】
テープバッキング上に接着剤を輸送し、塗布し、状態設定しそして架橋させるための補助装置も図１および図２に示されている。この装置は二軸スクリュー押出機２０または２１とフィルター４５との間に配置された一軸スクリュー押出機４４からなる。この一軸スクリュー押出機４４はフィルター４５を通して接着剤を押し出すために十分な圧力を生じさせるために用いられる。さらに、ギアポンプ４６は、ダイ４７への接着剤を計量するためにフィルターの下流において用いられる。ダイ４７は、ダイの下流側に接した回転しているスチールロッドを有する接触押出ダイであり、それにより、ウェブ上に接着剤を塗布する。コーティングロール４８は温度制御されたロールであり、その上に制御されたジュロメータゴムコーティングを有する。もし熱に敏感な発泡剤を用いるならば、その後、被覆したテープを温度制御された炉４９に通過させ、その後、架橋装置５０に輸送される。
【００６０】
図３〜５は例示のスクリュー設計を示す。図３のスクリュー設計は描いた１４個のセクションを有する。図４のスクリュー設計は描いた１１個のセクションを有する。図５のスクリュー設計は描いた９個のセクションを有する。セクション１、３、５、７、９、および、１１、１３（存在するならば）は輸送セクションを表す。セクション２、４、６、８、および、１０、１２、１４（存在するならば）は処理セクションを表す。これらのスクリュー設計は実施例のセクションにおいて議論する実施例を調製するために用いた。
【００６１】
上記は二軸スクリュー押出機に特に注目して説明してきたが、連続法において用いられる他の技術は等しく適切である。他の例は、例として挙げるならば、一軸スクリュー押出、ディスク押出、往復一軸スクリュー押出、ピンバレルスクリュー押出を含む。
【００６２】
エラストマー
種々のエラストマーは本発明において用いられてよい。接着剤組成物は１種または２種以上のエラストマーを含んでよく、エラストマー（１種またはそれ以上）は本発明の方法によりブレンドされる。好ましくは、１種以上のエラストマー（例えば、第一のエラストマーおよび第二のエラストマー）は非熱可塑性炭化水素エラストマーである。
【００６３】
非熱可塑性エラストマーの例は、天然ゴム、ブチルゴム、合成ポリイソプレン、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ポリ（α−オレフィン）およびスチレン−ブタジエンランダムコポリマーゴムを含む。これらのエラストマーは中間のゴム状ブロックに結合したガラス状のエンドブロックを有するスチレン−ジエンブロックコポリマーのようなブロックコポリマータイプの熱可塑性エラストマーとは区別される。適切な熱可塑性エラストマーはShell Chemical Co. Houston, TXからKRATON 1107 の商品名のシリーズで市販されている。
【００６４】
第一のエラストマーおよび第二のエラストマーを用いる本発明の態様において、好ましくは、第一のエラストマーはエラストマーの合計量の約５０ｗｔ％より多量で、約１００ｗｔ％より少量で含まれる。
【００６５】
粘着付与剤
本発明に有用な粘着付与剤は、好ましくは、エラストマーと比較して低い分子量を有し、そしてエラストマーのＴｇよりも高いＴｇを有する。有用なエラストマーに相溶性の粘着付与剤の例は、ロジンおよびロジン誘導体、炭化水素粘着付与性樹脂、芳香族炭化水素樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、テルペン樹脂等を含む。適切な脂肪族炭化水素粘着付与剤はExxon, Baton Rouge, LAからESCOREZ 1310およびHercules, Panama City, FL からPICCOTAC Bの商品名で市販されている。通常、粘着付与剤は、エラストマー１００重量部当たりに１０〜２００重量部の量で含まれる。
【００６６】
任意成分である添加剤
酸化防止剤、充填剤、可塑化助剤、発泡剤、放射線改良剤およびそれらの組み合わせのような任意成分の添加剤は含まれてもよい。
【００６７】
発泡した感圧接着剤が望まれるときには、発泡剤の分解温度よりも低い温度で接着剤組成物に発泡剤を加えてよい。その後、発泡剤が分解していない形態で接着剤組成物全体に分散されるような温度で混合される。好ましくは、発泡剤は接着剤層の０．５〜５重量％で含まれる。しかし、望むならば、それより少量または多量で用いられてよい。
【００６８】
有用な発泡剤は、通常、１４０℃以上の温度で分解する。このような材料の例は、合成のアゾ、カーボネートおよびヒドラジドをベースとする分子を含む。これらの材料の特定の例は次の商品名で市販されているものである：CELOGEN OT (4,4'- オキシビス( ベンゼンスルホニルヒドラジド) 、CELOGEN AZ( アゾジカルボキサミド) およびCELOGEN RA (p-トルエンスルホニルセミカルバジド) ( 全てUniroyal Chemical, Middlebury, CT)、およびHYDROCEROL BIF (カーボネート化合物およびポリ炭酸(polycarbonic acids)の調製物)(Boehringer Ingleheim, Ingleheim, Germany) 。
【００６９】
一度分散したら、発泡剤は、押出後に、例えば、発泡剤の分解温度を越える温度に押出物を加熱することにより活性化されうる。発泡剤の分解はＮ2 、ＣＯ2 および／またはＨ2 Ｏのような気体を開放し、そして粘着剤全体にわたって気泡構造を形成する。分解は接着剤を硬化させる前または後に行ってよい。
【００７０】
他の添加剤の例は酸化防止剤、例えば、ヒンダードフェノール、アミン、および、硫黄およびリンヒドロペルオキシド分解剤、無機充填剤、例えば、タルク、酸化亜鉛、二酸化チタン、酸化アルミニウムおよびシリカ、可塑化助剤、例えば、Dictionary of Rubber, K. F. Heinisch, pp.359, John Wiley & Sons, N.Y.(1974) に可塑剤として記載された材料、油、エラストマーオリゴマーおよびワックス等を含む。通常、酸化防止剤はエラストマー１００重量部当たりに５部以下の量で含まれ、無機充填剤はエラストマー１００重量部当たりに５０部以下の量で含まれる。
【００７１】
「可塑化助剤」はＤＳＣにより測定して５０，０００ｇ／モル未満のＭｎおよび−３０℃未満のＴｇを有し、かつ、得られる組成物の粘度を下げる材料を意味する。好ましくは、可塑化助剤の使用は必要ない。可塑化助剤を用いるならば、それはエラストマーの有効な混練を妨げるべきでなく、通常、合計の接着剤組成物の約１０重量％以下である。好ましくは、可塑化助剤は接着剤組成物の０〜約８．５重量％で含まれ、そしてより好ましくはエラストマーの１０重量％未満で含まれる。可塑化助剤は、エラストマーの混練の前、その間またはその後に混入されてよい。
【００７２】
感圧接着製品
上記の通り、上記の感圧接着剤組成物はウェブ上に、好ましくは薄い膜として付着させられることができる。多くの有機材料および無機材料は本発明の実施においてウェブとして用いてよい。このような材料は、ポリマーフィルム、金属ホイル、紙、布、プラスティック/ 布の組み合わせ物、セラミックフィルム、およびそれらの組み合わせ等を含む。
【００７３】
さらに、ウェブはマット状構造体において複数の繊維を含みうる。繊維は、組み合わされて、織物ウェブまたは不織布（即ち、繊維がランダム配置された集合体) ウェブを形成することができる。本発明により製造した接着剤組成物はＰＳＡテープの製造のための連続法を提供するために配合装置から直接に移動しているウェブに、好ましくは薄い膜の形態で適用されることができる。
【００７４】
本発明の方法は実質的にどのようなＰＳＡテープをも製造することができる。このようなテープの例は、マスキングテープ、パッケージングテープ（例えば、ボックスシーリングテープおよびストラッピングテープ）、ダクトテープ、クロステープ、装飾テープ、保護テープおよびフィルム、ラベルストック、おむつクロージャーテープ、メディカルテープ（例えば、外科用テープおよびアスレチックテープ）等を含む。さらに、本方法はバッキング上に炭化水素エラストマーをベースとするＰＳＡの層を有するいずれかの製品を製造するために用いられることができる。
【００７５】
接着製品を製造するための方法は、第一のエラストマーと、第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第一部分を第一の処理セクションにおいて混練しそして混合すること、混練されたエラストマーおよび第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第一部分を第二の処理セクションに輸送すること、混練されたエラストマーおよび第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第一部分と、第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第二部分とを混練しそして混合して、ブレンドを形成させること、このブレンドに、第一のエラストマーに相溶性の粘着付与剤の第三部分を添加すること、および、ブレンドから接着剤組成物を形成させることを含む連続法を提供することを含む。この方法は、接着剤組成物をウェブに付着させることをも含む。本発明の接着剤組成物は好ましくは約１００℃〜約２００℃の処理温度で形成される。
【００７６】
本発明による方法は、上記のような従来の処理および混合技術の欠点を克服する。さらに、本発明による方法は、エラストマー、特に、非熱可塑性炭化水素エラストマー、好ましくは高分子量の非熱可塑性炭化水素エラストマーの高生産速度での処理を可能にする。有利なことに、本発明による方法は、有機溶剤または低分子量の可塑化助剤を用いる必要なく行える。
【００７７】
さらに、本発明の方法は、比較的に高い生産速度で高分子量炭化水素エラストマーさえも取り扱うこともでき、ここで、「高分子量エラストマー」とは２５０，０００以上の粘度平均分子量（Ｍｖ）のものを指す。上記の通り、このようなエラストマーは、溶剤もしくは水による処理技術を用いるか、有意な量の低分子量の可塑化助剤を用いるか、または、自由体積１リットル当たりに約５．４ｋｇ／ｈｒ未満の生産速度を用いるときにのみ、配合され、そして適用されることができると以前には考えられていた。
【００７８】
本発明は次の実施例により例示されるが、これらの実施例に引用される特定の材料およびその量、並びに他の条件および詳細は本発明を過度に制限するものと解釈されるべきでない。
【００７９】
例は図１および２による連続配合、塗布、状態調節および架橋装置を用いた。図１に示す形態は、比較例Ａ、ＢおよびＣにおいて用いた。図２に示す形態は例１において用いた。図３は比較例ＡおよびＢにおいて用いたスクリューの略図であり、図４は比較例Ｃにおいて用い、そして図５は例１において用いたスクリューの略図である。
【００８０】
例の目的のために、図１に用いた配合装置はWerner-Pfleiderer Corporation, Ramsey, NJ からWerner-Pfleiderer Model ZSK-90  の商品名で市販されている同時回転二軸スクリュー押出機２０（ここで、Ｗ＆Ｐと略す）であった。重量損失フィーダー３２、３４、３８、４０および４２はAcrison Corporation, Moonachie, NJから市販されており、そして粘着付与剤グリッドメルターはMay Coating Technologies Inc., White Bear Lake, MNから市販されていた。
【００８１】
図２において用いた配合装置はWerner-Pfleiderer Corporation, Ramsey, NJ からWerner-Pfleiderer Model ZSK-90  の商品名で市販されている同時回転二軸スクリュー押出機２１（ここで、Ｗ＆Ｐと略す）であった。重量損失フィーダー３３、３５、３７、４１および４３はAcrison Corporation, Moonachie, NJから市販されており、そしてエラストマー押出機３９はMoriyamaから市販されていた。ギアポンプ４６はZenith Products Company, West Newton, MA  から市販されていた。
【００８２】
例において種々のスクリュー形態を用いた。各スクリュー設計の種々のセクションの寸法および用いた例を下記の表１に示す。
【００８３】
【表１】
0004489858.tif 000002
【００８４】
比較例Ａ
Hosokawa Bepex Corp., Santa Rosa, CAから市販されているREITZ ゴムグラインダーを用い、次に、Pallman Pulverizer Company, Inc., Clifton, NJ から市販のグランダーを用いて、ＣＶ−６０天然ゴムエラストマーを約０．６４ｃｍ（１／４インチ）直径の塊に粉砕した。後者はゴム粒子に軽いタルクコーティングを付けた。Ameripol Synpol Corp., Port Neches, TXからAMERIPOL/SYNPOL 1101A の商品名で市販されているスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）エラストマーを、REITZ チョッパーを用い、次いで、Pallman グラインダーを用いて２．５ｃｍ（１インチ）直径の粒子に切断した。
【００８５】
２４．４ｋｇ／ｈｒ（５３．９ｌｂｓ／ｈｒ）の速度のＣＶ−６０を、２０．１ｋｇ／ｈｒ（４４．１ｌｂｓ／ｈｒ）の速度のＳＢＲとともに、図１の二軸スクリュー押出機２０中に装備された図３に示すスクリューのセクション１に、ホッパー中の材料の重量を連続的にモニターするAcrison から入手可能な重量損失フィーダーを用いてフィードした。タルクを有するエラストマーをスクリューのセクション１からセクション２に輸送し、そしてセクション２において混練した。この部分的に混練されたエラストマーをセクション３に輸送し、セクション３からセクション４において冷却し、そこでさらなる混練が行われた。この混練されたエラストマーをセクション５に輸送しそして冷却し、そしてセクション６に送り、そこで、EXXON Chemicals の商品名ESCOREZ 1304で入手可能なホットメルトされたエラストマーに相溶性の粘着付与剤をMay Coating Technologies, Inc.の粘着付与剤グリッドメルターによって、４．４ｋｇ／ｈｒ（９．８ｌｂｓ／ｈｒ）の速度で、混練されたエラストマーと混合するために押出機に注入した。フィード速度は計量ポンプおよび検量曲線によって制御した。
【００８６】
エラストマーおよびエラストマーに相溶性の粘着付与剤の混合物を、その後、セクション７に輸送し、冷却し、そしてセクション８に輸送し、そこで、さらなる混練または混合を行った。さらなるESCOREZ 1304のエラストマーに相溶性の粘着付与剤を６．７ｋｇ／ｈｒ（１４．７ｌｂｓ／ｈｒ）の速度でAcrison 重量損失フィーダーおよびＷ＆Ｐサイドスタッファーから押出機のセクション９に添加した。エラストマーおよびエラストマーに相溶性の粘着付与剤の混合物を冷却しそてセクション１０に輸送し、そこで、さらなる混練を行った。エラストマーおよびエラストマーに相溶性の粘着付与剤の混合物を、その後、セクション１１に輸送し、そこで冷却し、そしてセクション１２に輸送し、そこでさらなる混練または混合が行なわれた。１１．１ｋｇ／ｈｒ（２４．５ｌｂｓ／ｈｒ）のESCOREZ 1304、０．９１ｋｇ／ｈｒ（２．０ｌｂｓ／ｈｒ）のKronos Corp., Waltham, MA のTITANOX 2020および０．４１ｋｇ／ｈｒ（０．９ｌｂｓ／ｈｒ）のCiba-Geigy, Switzerland のIRGANOX 1010をAcrison 重量損失フィーダーおよびＷ＆Ｐサイドスタッファーから押出機のセクション１３に添加した。このブレンドを冷却し、そしてセクション１４に輸送し、そこで最後の混練または混合を行い、接着剤組成物を形成した。この接着剤組成物を輸送し、冷却し、そして押出機から吐出させた。押出機はセクション２から最後までフルクーリングモードで操作され、そしてスクリュー速度は１５０ＲＰＭに維持された。
【００８７】
接着剤組成物の品質は視覚検査により実質的に均質であることを確認し、そして出口温度は手持ち挿入プローブ熱電対で１３７℃（２７８°Ｆ）であると測定した。この接着剤の最大許容温度は１４１℃（２８５°Ｆ）である。この例の合計生産速度は６８ｋｇ／ｈｒ（１５０ｌｂｓ／ｈｒ）であり、即ち、連続配合装置の自由体積１リットル当たり約５．４ｋｇ／ｈｒの生産速度であった。これは、組み合わせたエラストマーフィード、次に３回の逐次的なエラストマーに相溶性の粘着付与剤および補助剤の添加からなるこの材料添加順序を用いて、良好な混合が行える最大生産速度である。
【００８８】
比較例Ｂ
ＣＶ−６０天然ゴムをREITZ チョッパー、次にPallman グラインダーを用いて約０．６４ｃｍ（１／４インチ）の直径の塊に粉砕し、後者のグラインダーは軽くタルクコーティングをゴム粒子に付けた。AMERIPOL/SYNPOL 1011A SBR を、REITZ チョッパー、次に、Pallman グラインダーを用いて２．５ｃｍ（１インチ）直径の粒子に切断した。
【００８９】
５７．１ｋｇ／ｈｒ（１２５．８ｌｂｓ／ｈｒ）のＣＶ−６０を４６．７ｋｇ／ｈｒ（１０２．９ｌｂｓ／ｈｒ）のＳＢＲとともに、図１の二軸スクリュー押出機に装備された図３に示すスクリューのセクション１に、ホッパー中の材料の重量を連続的にモニターするAcrison から入手可能な重量損失フィーダーを用いてフィードした。タルクを有するエラストマーをスクリューのセクション１からセクション２に輸送し、そしてセクション２において混練した。部分的に混練されたエラストマーをセクション３からセクション４に輸送し、そして冷却し、そこで、さらなる混練が行われた。その後、この混練されたエラストマーをセクション５に輸送し、冷却し、そしてセクション６に輸送し、そこで、ESCOREZ 1304の商品名で入手可能なホットメルトされたエラストマーに相溶性の粘着付与剤を、May Coating Technologies Inc. の粘着付与剤グリッドメルターによって１０．４ｋｇ／ｈｒ（２２．９ｌｂｓ／ｈｒ）の速度で、混練されたエラストマーと混合するために押出機中に注入した。フィード速度は計量ギアポンプおよび検量曲線により制御した。
【００９０】
エラストマーおよびエラストマーに相溶性の粘着付与剤の混合物を、その後、セクション７に輸送し、そこで冷却し、そしてセクション８に輸送し、そこで、さらなる混練または混合が行われた。さらなるESCOREZ 1304を１５．６ｋｇ／ｈｒ（３４．３ｌｂｓ／ｈｒ）でAcrison 重量損失フィーダーおよびＷ＆Ｐサイドスタッファーから押出機のセクション９に添加した。エラストマーおよびエラストマーに相溶性の粘着付与剤の混合物を冷却し、セクション１０に輸送し、そこで、さらなる混練が行われた。エラストマーおよびエラストマーに相溶性の粘着付与剤の混合物を、その後、セクション１１に輸送し、そこで冷却し、そしてセクション１２に輸送し、さらなる混練または混合が行われた。２６．０ｋｇ／ｈｒ（５７．２ｌｂｓ／ｈｒ）のESCOREZ 1304、２．０９ｋｇ／ｈｒ（４．６ｌｂｓ／ｈｒ）のTITANOX 2020および１．０４ｋｇ／ｈｒ（２．３ｌｂｓ／ｈｒ）のIRGANOX 1010のブレンドをAcrison 重量損失フィーダーおよびＷ＆Ｐサイドスタッファーから押出機のセクション１３にフィードした。このブレンドを冷却し、セクション１４に輸送し、そこで、最終の混練または混合が行なわれ、接着剤組成物を形成した。この接着剤組成物を、その後、輸送し、冷却し、そして押出機から吐出させた。押出機はセクション５から最後までフルクーリングモードで操作され、そしてスクリュー速度は２５０ＲＰＭに維持された。
【００９１】
接着剤組成物の品質は視覚試験により実質的に均質であることを確認し、そして出口温度は手持ち挿入プローブ熱電対で１６１℃（３２２°Ｆ）であると測定した。しかし、この接着剤の最大許容温度は１４１℃（２８５°Ｆ）である。この例の合計生産速度は１５８．７ｋｇ／ｈｒ（３５０ｌｂｓ／ｈｒ）であり、即ち、連続配合装置の自由体積１リットル当たり約１２．７ｋｇ／ｈｒの生産速度であった。これは、組み合わせエラストマーフィード、次に３回の逐次的なエラストマーに相溶性の粘着付与剤および補助剤の添加からなるこの材料添加順序を用いて、良好な混合が行える最大生産速度である。
【００９２】
比較例Ｃ
ＣＶ−６０天然ゴムをREITZ チョッパー、次に、Pallman グラインダーを用いて、約０．６４ｃｍ（１／４インチ）の直径の塊に粉砕した。後者のグラインダーはゴム粒子に軽くタルクコーティングを付けた。AMERIPOL/SYNPOL 1011A をREITZ チョッパーおよびPallman グラインダーを用いて２．５ｃｍ（１インチ）の直径の粒子に切断した。
【００９３】
８９．９ｋｇ／ｈｒ（１９７．７ｌｂｓ／ｈｒ）の速度のＣＶ−６０を、７３．５ｋｇ／ｈｒ（１６１．８ｌｂｓ／ｈｒ）の速度のＳＢＲおよび１６．３ｋｇ／ｈｒ（３５．９ｌｂｓ／ｈｒ）のESCOREZ 1304とともに、ホッパー中の材料の重量を連続的にモニターするAcrison 重量損失フィーダーを用いて、図１の二軸スクリュー押出機２０に装備された図４に示したスクリューのセクション１にフィードした。タルクおよびエラストマーに相溶性の粘着付与剤を含むエラストマーをスクリューのセクション１からセクション２に輸送し、そしてセクション２において混練した。部分的に混練されたエラストマーおよびエラストマーに相溶性の粘着付与剤をセクション３からセクション４に輸送し、そして冷却し、そこで、さらなる混練が行われた。その後、この混練されたエラストマーおよびエラストマーに相溶性の粘着付与剤をセクション５に輸送し、冷却し、そしてセクション６に輸送し、そこで、ESCOREZ 1304であるホットメルトされたエラストマーに相溶性の粘着付与剤を、May Coating Technologies Inc. の粘着付与剤グリッドメルターによって１６．３ｋｇ／ｈｒ（３５．９ｌｂｓ／ｈｒ）の速度で、混練されたエラストマーおよびエラストマーに相溶性の粘着付与剤と混合するために押出機中に注入した。フィード速度は計量ギアポンプおよび検量曲線により制御した。
【００９４】
エラストマーおよびエラストマーに相溶性の粘着付与剤の混合物を、その後、セクション７に輸送した。ESCOREZ 1304を２４．５ｋｇ／ｈｒ（５３．９ｌｂｓ／ｈｒ）の速度で、押出機のセクション７に取り付けられたAcrison 重量損失フィーダーおよびＷ＆Ｐサイドスタッファーから添加し、そして接着剤を冷却し、セクション８に輸送し、そこで、さらなる混練が行われた。エラストマーおよびエラストマーに相溶性の粘着付与剤の混合物を、その後、セクション９に輸送しそして冷却した。４０．９ｋｇ／ｈｒ（８９．９ｌｂｓ／ｈｒ）のESCOREZ 1304、３．３ｋｇ／ｈｒ（７．２ｌｂｓ／ｈｒ）のTITANOX 2020および１．６ｋｇ／ｈｒ（３．６ｌｂｓ／ｈｒ）のIRGANOX 1010のブレンドを押出機のセクション９にAcrison 重量損失フィーダーおよびＷ＆Ｐサイドスタッファーからフィードし、そして接着剤を冷却し、セクション１０に輸送し、そこで、最終の混練または混合が行なわれた。この接着剤組成物を、その後、押出機のセクション１１に輸送し、冷却し、そして押出機から吐出させた。押出機はセクション４から最後までフルクーリングモードで操作され、そしてスクリュー速度は３００ＲＰＭに維持された。
【００９５】
混合物の品質は視覚試験により実質的に均質であることを確認し、そして出口温度は手持ち挿入プローブ熱電対で１６２℃（３２４°Ｆ）であると測定した。この接着剤の最大許容温度は１４１℃（２８５°Ｆ）である。この例の合計生産速度は２４９ｋｇ／ｈｒ（５５０ｌｂｓ／ｈｒ）であり、即ち、連続配合装置の自由体積１リットル当たり約２０ｋｇ／ｈｒの生産速度であった。これは、エラストマーに相溶性の粘着付与剤を含む組み合わせエラストマーフィード、次に３回の逐次的なエラストマーに相溶性の粘着付与剤および補助剤の添加からなるこの材料添加順序を用いて、良好な混合が行える最大生産速度である。
【００９６】
例１
ＣＶ−６０天然ゴムを、REITZ チョッパー、次いでPallman グラインダーを用いて約０．６５ｃｍ（１／４インチ）の直径の塊に粉砕した。後者のグランダーはゴム粒子に軽くタルクのコーティングを付けた。
【００９７】
図２の二軸スクリュー押出機２１に装備された図５に示すスクリューのセクション１に、１２２．３ｋｇ／ｈｒ（２６９．６ｌｂｓ／ｈｒ）の速度のＣＶ−６０および１８．２ｋｇ／ｈｒ（４０．２ｌｂｓ／ｈｒ）の粘着付与剤ESCOREZ 1304を、ホッパー中の材料の重量を連続的にモニターするAcrison 重量損失フィーダーを用いてフィードした。タルクおよびエラストマーに相溶性の粘着付与剤を含むＣＶ−６０をスクリューのセクション１からセクション２に輸送し、そしてセクション２において混練した。この部分的に混練されたエラストマーおよびエラストマーに相溶性の粘着付与剤をセクション３に輸送し、そこで冷却し、さらなるESCOREZ 1304を４５．４ｋｇ／ｈｒ（１００ｌｂｓ／ｈｒ）の速度でAcrison 重量損失フィーダーを用いてセクション４に添加し、さらなる混練が行われた。この混練された接着剤を、その後、セクション５に輸送し、冷却し、AMERIPOL/SYNPOL 1011A SBR をMoriyama押出機から１００．０ｋｇ／ｈｒ（２２０．６ｌｂｓ／ｈｒ）の速度で注入し、セクション６に輸送し、そこで、さらなる混練または混合が行われた。接着剤混合物を、その後、セクション７に輸送し、そして冷却し、１３．８ｋｇ／ｈｒ（３０．４ｌｂｓ／ｈｒ）のESCOREZ 1304、４．５４ｋｇ／ｈｒ（１０ｌｂｓ／ｈｒ）のTITANOX 2020および１．８１ｋｇ／ｈｒ（４ｌｂｓ／ｈｒ）のIRGANOX 1010のブレンドを別のAcrison 重量損失フィーダーから３６．４ｋｇ／ｈｒ（８０．０ｌｂｓ／ｈｒ）の速度でフィードされている別のESCOREZ 1304と混合し、そしてＷ＆Ｐサイドスタッファーを用いて押出機に添加し、セクション８に輸送し、そこでさらなる混練または混合が行われた。その後、接着剤組成物を押出機のセクション９に輸送し、冷却し、押出機から吐出させた。押出機はセクション２から最後までフルクーリングモードで操作され、そしてスクリュー速度は２００ｒｐｍに維持された。
【００９８】
混合物の品質は視覚試験で実質的に均質であることを確認し、そして出口温度は手持ち挿入プローブ熱電対で１３９℃（２８３°Ｆ）であると測定した。この接着剤の最大許容温度は１４１℃（２８５°Ｆ）である。この例の合計生産速度は３４０．１ｋｇ／ｈｒ（７５０ｌｂｓ／ｈｒ）であり、即ち、連続配合装置の自由体積１リットル当たり約２７．２ｋｇ／ｈｒの生産速度であった。有利なことに、この比較的に高い生産速度で、良好な混合および許容される出口メルト温度が達成された。接着剤組成物の実質的に均質な混合がより低い出口温度との組み合わせで行えることは、エラストマーに相溶性の粘着付与剤とともに単独のエラストマーを添加し、次に、エラストマーに相溶性の粘着付与剤、エラストマー、エラストマーに相溶性の粘着付与剤、そして補助剤を添加することからなる材料の添加順序によるものであったと信じられる。
【００９９】
比較例Ａにおいて、適切な感圧接着剤組成物は自由体積１リットル当たり約５．４ｋｇ／ｈｒの従来の生産速度で形成された。比較例Ｂにおいて、比較例Ａと同一のプロセスに従ったが、生産速度を自由体積１リットル当たり１２．７ｋｇ／ｈｒに上げた。これにより、処理温度の許容できない増加があった。比較例Ｃにおいて、比較例Ａと同一のプロセスに従ったが、比較例Ａのように３ヶ所の粘着付与剤フィードセクションでなく、４ヶ所の粘着付与剤フィードセクションをプロセスが含むように、セクション１において、エラストマーに相溶性の粘着付与剤のさらなるフィードポートを追加した。比較例と同様に、これも、処理温度の許容できない増加があった。比較例ＢおよびＣにおいて得られた組成物は実質的に均質であるが、これらの組成物を含むテープは処理温度の許容できない増加のために感圧接着性を示さなかった。
【０１００】
例１において、エラストマーに相溶性の粘着付与剤の添加順序は、処理温度を適切に低く抑制しながら可及的に粘度を変えた。例１から得られた均質な組成物を含むテープは感圧接着性を示し、即ち、低速剥離耐性を有した。
【０１０１】
全ての特許、特許出願および刊行物の完全な開示をそれぞれを取り込むように参照により本明細書中に取り入れる。種々の変更は本発明の範囲および精神から逸脱することなく上記の記載から当業者に明らかであり、そして本発明は明細書中に示した例示の態様に過度に制限されるべきでないことは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施において有用な連続配合およびコーティングラインを示す略図である。
【図２】本発明の実施において有用な別の連続配合およびコーティングラインを示す略図である。
【図３】１４個のセクションを用いる押出機スクリュー設計の略図である。
【図４】１１個のセクションを用いる押出機スクリュー設計の略図である。
【図５】９個のセクションを用いる押出機スクリュー設計の略図である。
【符号の説明】
２０…押出機
２１…押出機
２２…固体フィードホッパー
２３…固体フィードホッパー
２４…液体粘着付与剤フィードホッパー
２５…固体フィードホッパー
２６…固体フィードホッパーもしくはポート
２７…混練されたポリマーのフィードポート
２８…固体フィードホッパーもしくはポート
２９…固体フィードホッパー
３０…ベント
３１…ベント
３２…重量損失フィーダー
３３…重量損失フィーダー
３４…重量損失フィーダー
３５…重量損失フィーダー
３６…粘着剤グリッドメルター
３７…重量損失フィーダー
３８…重量損失フィーダー
３９…エラストマー押出機
４０…重量損失フィーダー
４１…重量損失フィーダー
４２…重量損失フィーダー
４３…重量損失フィーダー
４５…フィルター
４７…ダイ
【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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