(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化性材料を含む締結面を備えた、硬化性機械ファスナーであって、前記締結面が、相補型締結面に繰り返して着脱可能であり且つ前記相補型締結面に付着されて硬化されるときに前記相補型締結面に永久に付着され得る、硬化性機械ファスナー。
【請求項２】
永久ファスナーの形成方法であって、請求項１に記載の硬化性機械ファスナーを提供する工程と、
前記締結面を前記相補型締結面に付着させる工程と、
前記機械ファスナーを硬化させて永久ファスナーを提供する工程と、を含む方法。
【請求項３】
締結面を含む第１の部分と、前記締結面を補完する相補型締結面を含む第２の部分と、を含む硬化性機械ファスナーであって、前記締結面及び前記相補型締結面の少なくとも一方が少なくとも部分的に硬化性材料から製造され、前記締結面が前記相補型締結面に機械的に付着されるとき、前記複数部分硬化性機械ファスナーが硬化されて永久ファスナーを提供することができる、硬化性機械ファスナー。
【請求項４】
前記硬化性材料が、少なくとも１つの熱硬化性材料と少なくとも１つの熱可塑性材料との組み合わせから構成される、請求項１又は３に記載の機械ファスナー。
【請求項５】
前記硬化性材料が、官能化熱可塑性組成物から構成される、請求項１又は３に記載の機械ファスナー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は概して、硬化して永久ファスナーを提供することができるような材料から作製された再密閉可能な硬化性機械ファスナーに関する。
【０００２】
発明の背景
従来の再密閉可能な機械ファスナーは、後で再開口できるように、開放可能に閉じる。周知の再密閉可能な機械ファスナーは一般に、金属または熱可塑性樹脂から作製された締結可能な表面を有する。このような熱可塑性樹脂の例には、ポリエステル（例えば、ポリ（エチレンテレフタレート））、ポリアミド、ポリ（スチレン−アクリロニトリル）、ポリ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン及びポリプロピレン／ポリエチレンコポリマー）、及び可塑化ポリ塩化ビニルなどがある。
【０００３】
再密閉可能な機械ファスナーには、ニューハンプシャー州、マンチェスターのベルクローＵＳＡ社製の商品名ＶＥＬＣＲＯの市販品などがある。他の再密閉可能な機械ファスナーは商品名ＳＣＯＴＣＨＭＡＴＥ及びＤＵＡＬ  ＬＯＣＫとして市販されており、ミネソタ州、セントポールのミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー製である。このようなファスナーは、衣類及びおしめなど、いろいろな材料を締結するための広範囲にわたる用途がある。このようなファスナーの他の用途には、飛行機及び自動車のダッシュボードの内部パネルの取付などがある。再密閉可能な機械ファスナーはまた、商品名ＺＩＰＬＯＣとして市販の、ウィスコンシン州、ラシーンのＳ．Ｃ．ジョンソンワックス製のプラスチック袋においてなど、食品を封止するために広く用いられている。
【０００４】
しかしながら、今日までの多くの再密閉可能な機械ファスナーの１つの不便な点は、それらがしばしば、強度必要条件が非常に厳しい場合がある構造用または半構造用の適用においてなど、いくつかの適用で有用であるために十分な強度を有していないということである。更に、永久付着を提供することができる再密閉可能な機械ファスナーが望ましい。
【０００５】
発明の要旨
本発明の硬化性機械ファスナーは再密閉可能に締結することができ、次いで、必要ならば、永久的に締結することができる。永久ファスナーはまた、強度必要条件が厳しい特定の適用に有用であることがある。
【０００６】
概して、本発明の硬化性機械ファスナーは、硬化性材料を含む締結面を備え、前記締結面が、相補型締結面に繰り返して着脱可能であり、前記相補型締結面に付着されて硬化されるときに前記相補型締結面に永久的に付着され得る。硬化性機械ファスナーはまた、相補型締結面を更に含んでもよい。
【０００７】
例えば、複数部分硬化性機械ファスナーは、締結面を含む第１の部分と、前記締結面を補完する相補型締結面を含む第２の部分と、を含む。前記締結面及び前記相補型締結面の少なくとも一方が少なくとも部分的に硬化性材料から製造され、前記締結面が前記相補型締結面に機械的に付着されるとき、前記複数部分硬化性機械ファスナーが硬化されて永久ファスナーを提供することができる。
【０００８】
有利には、硬化性機械ファスナーは、製造後の少なくとも１時間、再密閉可能なままであることがある。好ましくは、硬化性機械ファスナーは、製造後の少なくとも１カ月間、再密閉可能である。従って、硬化性機械ファスナーは、永久ファスナーをそれらから形成する前に相対的に長い時間、繰り返して締結及び脱締結され得る。
【０００９】
好ましくは、相補型締結面はまた、硬化性材料を含む。硬化性材料は単一成分を含んでもよい。例えば、１つの実施態様において、硬化性材料は官能化熱可塑性組成物を含む。
【００１０】
硬化性材料は代わりに、１つより多い成分を含んでもよい。例えば、別の実施態様において、硬化性材料は少なくとも１つの熱硬化性組成物と少なくとも１つの熱可塑性組成物との組合せを含む。例えば、熱硬化性組成物は、（メタ）アクリレート、ウレタン、エーテル、エポキシ、シアネート、エステル、フェノール、ポリイミド、アミンホルムアルデヒド縮合物、及びそれらの混合物からなる群から選択された少なくとも１つの熱硬化性材料を含んでもよい。好ましくは、熱硬化性組成物はエポキシを含む。
【００１１】
熱可塑性組成物は、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリウレタン、可塑化ポリ塩化ビニル、熱可塑性エラストマーブロックコポリマー、フェノキシ樹脂、ポリケトン、シリコーン、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリオキシド、及びそれらの混合物からなる群から選択された少なくとも１つの熱可塑性材料を含んでもよい。好ましくは、熱可塑性組成物はポリエステル、最も好ましくは室温で半結晶質であるポリエステルを含む。
【００１２】
硬化性材料の特に好ましい実施態様は、熱硬化性組成物がエポキシを含み、熱可塑性組成物がポリエステルを含む２成分の硬化性材料である。
【００１３】
締結面は何れの適した形状であってもよい。例えば、締結面は、裏材に結合した複数の締結要素を含んでもよい。締結要素もまた、何れの適した形状であってもよい。例えば、１つの好ましい実施態様において、少なくとも１つの締結要素はマッシュルーム形である。
【００１４】
締結面を何れの適した方法を用いて形成することもできる。例えば、締結面を、押出し、メルトブロー、成形、及び微小複製からなる群から選択された方法を用いて形成することができる。
【００１５】
締結面と相補型締結面との形状（すなわち、表面トポグラフィー）に基づいて、硬化性機械ファスナーは多種多様なタイプであってもよい。例えば、硬化性機械ファスナーは、フックアンドループ機械ファスナーであってもよい。別の実施態様において、締結面は突起型締結要素を含み、相補型締結面は嵌込み構造体を含む。
【００１６】
硬化性機械ファスナーは、硬化されて、硬化した機械ファスナー（すなわち、永久ファスナー）を提供することができる。構造または半構造接着部は、本発明の特定の硬化性機械ファスナーを用いて形成されてもよい。例えば、硬化した機械ファスナーの重なり剪断強度は少なくとも約０．０７ＭＰａまたは少なくとも約７ＭＰａであってもよい。
【００１７】
何れかの適した硬化方法を用いて永久ファスナーを形成することができる。一般に用いた方法は、硬化性材料の化学的性質に依存する。硬化性材料の硬化方法はいろいろであり、当業者に周知である。１つの好ましい実施態様において、硬化性機械ファスナーは化学線を用いて硬化される。任意の加熱工程を用いて、硬化性機械ファスナーを更に硬化してもよい。
【００１８】
永久ファスナーの形成方法は、硬化性機械ファスナーを提供する工程と、前記締結面を前記相補型締結面に付着させる工程と、前記機械ファスナーを硬化させて永久ファスナーを提供する工程と、を含む。前記方法は更に、硬化性機械ファスナーを基材に付着させる工程を含むことができる。例えば、硬化性機械ファスナーを基材に永久的に付着させることができる。同様に、相補型締結面を含む硬化性機械ファスナーを基材に永久的に付着させることができる。
【００１９】
好ましい実施態様の詳細な説明
有利には、本発明の硬化性機械ファスナーは、「再密閉可能な」硬化性機械ファスナーから「永久」ファスナーに変換され得る。ファスナーは、適用された力の方向に対して本明細書中で記載される。例えば、ファスナーは、１つの方向に適用された剪断力（例えば、重力）に対して「締結される」ことができるが、別の（例えば、垂直な）方向に及ぼされた剪断力に耐えることができないことがある。物品の締結が、適用された力の１つの方向に対して達成される限り、物品はこの発明の目的のためのファスナーである。しかしながら、好ましくは、本発明の硬化性機械ファスナーは、力が何れの方向に適用されるときにも締結されたままである。
【００２０】
「再密閉可能な」硬化性機械ファスナーは、人工機械の補助を用いずに繰り返して容易に締結及び脱締結され得る硬化性機械ファスナーである。すなわち、再密閉可能な硬化性機械ファスナーは、機械用具（例えば、ハンマー、クローバー、レンチ等）など、人工機械の補助を必要とせずに、当業者によって繰り返して容易に締結及び脱締結され得る。
【００２１】
好ましくは、再密閉可能な硬化性機械ファスナーは、多数回、締結及び外すことができる。好ましくは同じ締結強度を各回、少なくとも５回達成して、締結及び外すことができないそれらのファスナーは、本発明の好ましい再密閉可能な硬化性機械ファスナーの構造結合性に欠ける。
【００２２】
本発明の機械ファスナーの再密閉性は、それらを製造する材料の貯蔵寿命の間に著しい影響を受けない。好ましくは、製造時に、本発明の再密閉可能な硬化性機械ファスナーは、硬化されて永久ファスナーを提供するまで少なくとも１時間、より一般に少なくとも数日、数週、または数カ月間、それらの再密閉性を維持する。
【００２３】
再密閉可能な硬化性機械ファスナーと対照的に、「永久」ファスナーは、人工機械的、物理的な、及び／または化学的な補助を用いずに及びファスナーを破壊せずに容易に脱締結できない（すなわち、実質的に同様にしてファスナーを再密閉することを妨げる）ファスナーである。すなわち、当業者は一般に、人工機械的、物理的な、及び／または化学的な補助（例えば、ハンマー、クローバー、レンチ、溶剤、熱等）を用いなければ、永久ファスナーを外すことができない。すなわち、永久ファスナーを外すことができる場合、ファスナーは破壊される（すなわち、ファスナーを実質的に同じ方法で再密閉するのを妨げる）。
【００２４】
多くの場合、永久ファスナーは「半構造用」または「構造用」ファスナーである。「半構造用」ファスナーは、重なり剪断強度が少なくとも約０．７メガパスカル（ＭＰａ）であるファスナーである。更により大きな締結強度が望ましいかまたは必要である用途については、本発明の「構造用」ファスナーの重なり剪断強度は少なくとも約３．５ＭＰａ、より好ましくは約５ＭＰａ、及び更により好ましくは少なくとも約７ＭＰａである。
【００２５】
本発明は、硬化されて永久ファスナーを提供することができる硬化性機械ファスナーを目的としている。「硬化性」機械ファスナーは、材料を架橋する（すなわち、「硬化する」）活性化源に露光されるときに実質的に不融性且つ化学的に不活性になる材料（すなわち、「硬化性材料」）から少なくとも部分的に製造される機械ファスナーである。
【００２６】
各々の硬化性機械ファスナーは、少なくとも１つの締結面を含む。締結面は相補型締結面に締結され得る。すなわち、「締結面」は、係合されて機械的付着を提供するときに機械な方法で別の締結面を補完する硬化性機械ファスナーの部分である。存在しているとき、「相補型締結面」は、機械的付着を提供するために機械的方法で締結面を受容する硬化性機械ファスナーの部分である。締結面及び相補型締結面の少なくとも一方、好ましくは、両方が、少なくとも部分的に硬化性材料から製造される。
【００２７】
締結面
各々の締結面及びその相補型締結面の表面トポグラフィーは本発明に重要でなく、広く変化することができる。締結面は単に、硬化性材料を硬化する前に機械的付着を提供するために相補型締結面に再密閉可能に付着させることができる。硬化した時に、表面トポグラフィーは永久付着を形成することができる。
【００２８】
機械ファスナーの技術分野の当業者は、多くの表面トポグラフィーを知っている。何れの適した表面トポグラフィーも、締結表面が、硬化性材料を硬化する前に再密閉可能である機械的付着を形成することができる限り、用いられてもよい。特定の実施態様において、締結面は表面トポグラフィーの点で実質的に同じであってもよい。
【００２９】
１つの実施態様において、各々の機械ファスナーは、それらの少なくとも一方の面に締結面を有する裏材を含む。例えば、締結面は、裏材に結合されている多数の締結要素を含有してもよい。多くの形状及び寸法の締結要素が周知である。例えば、締結要素は、フック、ループ、マッシュルーム、ステム上のボール、ピグテール、スクリュー、ねじ込み穴、ボルト、ナット、ジッパートラックの形状、及びいろいろな他の形状を取ってもよい。
【００３０】
特定の実施態様において、裏材の少なくとも２つの表面（例えば、対向した表面）が締結面を含む。各々の締結面の表面トポグラフィーは似ているか、または異なっていてもよい。各々の締結面を別の締結面に付着させて機械的付着の少なくとも２つのポイントを提供することができ、そこにおいて、機械的付着の少なくとも１つのポイントが裏材の各面に存在する。
【００３１】
締結面を有する裏材はまた、相補型締結面を含んでもよい。従って、単一構成材（すなわち、部分）が、機械的付着を形成することができる。より一般的には、相補型締結面は別個の構成材として存在している。それらの実施態様において、少なくとも２つの異なった構成材が機械的付着を形成するために必要とされる。
【００３２】
あるいは、締結される表面が相補型締結面を構成してもよい。これは、例えば、複数のフックを含む締結面が、締結される繊維材料（例えば、バーラップ、テリー織物、またはトリコット基材）と係合するときのケースであってもよい。この実施態様において、締結される繊維材料は相補型締結面である。
【００３３】
締結面の表面トポグラフィーに依存して、硬化性機械ファスナーはいろいろなタイプであってもよい。１つの実施態様において、締結面の表面トポグラフィーはフックアンドループ機械ファスナーの表面トポグラフィーである。これらのファスナーの例には、商品名ベルクロー（ニューハンプシャー州、マンチェスターのベルクローＵＳＡ社製）のファスナー、商品名ＳＣＯＴＣＨＭＡＴＥ（ミネソタ州、セントポールのミネソタマイニングアンドマニュファクチュアリングカンパニー製）のファスナーなどがある。この実施態様において、フックアンドループ機械ファスナーの締結面は複数のフックを含み、その相補型締結面は複数のループを含む。
【００３４】
多くの周知の表面トポグラフィー及びそれらの変型を本発明の硬化性機械ファスナーのために用いることができる。例えば、米国特許第５，０７７，８７０号（メルバイら）には、フックアンドループ機械ファスナーに使用するためのマッシュルーム−タイプの表面トポグラフィーが開示されている。図１Ａに示すように、そこでの機械ファスナーの各々の締結面１１０（すなわち、フックストリップ）は、熱可塑性樹脂の柔軟な裏材１１２及び、裏材１１２の一方の面に、裏材１１２の少なくとも一方の面全体にわたって配分された直立締結要素１１４（すなわち、フック）の配列、を含み、各々の締結要素１１４がマッシュルーム形のヘッド１１８を有する直立ステム１１６を含む。マッシュルーム−タイプの締結面１１０は、例えば、円筒状の型のキャビティを排気及び冷却する間に樹脂を前記キャビティ中に射出することによって、冷却された樹脂が分子配向されるように、製造されてもよい。
【００３５】
１つの実施態様において、図１Ａに示すように、機械ファスナーは、２つのフックストリップ１１０を係合させて無性タイプの機械ファスナーを形成するように配置され、フックストリップの一方が締結面として機能し、他方のフックストリップがその相補型締結面として機能する。しかしながら、他の実施態様において、単一のフックストリップ１１０は、締結要素１１４によって貫通可能である布またはループストリップに再密閉可能に付着され得る締結面として機能することができ、布またはループストリップが相補型締結面として機能する。
【００３６】
マッシュルーム−タイプの表面トポグラフィーの更に別の変型もまた周知である。例えば、マッシュルーム−タイプの表面トポグラフィーの形成方法が記載されている米国特許第５，６７９，３０２号（ミラーら）を参照のこと。図１Ｂに示すように、ステム１１６は、裏材２１２の反対側の１１６ステムの端部に円板形のヘッド１２０を有する。ヘッド１２０は代わりに、長方形または六角形など、いろいろな他の形状の１つを有してもよい。
【００３７】
より普通のフックアンドループタイプの締結面の表面形状が図２に示されている。この実施態様において、締結面２２２及びその相補型締結面２２４を、単一構成材に統合化する。すなわち、それぞれ締結面２２２及び相補型締結面２２４を含む締結要素２２６及び２２８は、単一裏材２３０に結合される。
【００３８】
このような硬化性機械ファスナーの締結面上のフック及びループの寸法もまた広く変化することができる。機械ファスナーの製造方法が概して周知であり、何れの適した機械ファスナーの構成も本発明に用いることができるので、寸法はここでは詳細に記載されない。
【００３９】
相補型締結面の多くの適した表面トポグラフィーには、１つの締結面が突起締結要素を有し、他方、その相補型締結面が締結要素として役立つ嵌込み構造体を有する表面トポグラフィーなどがある。多くのこのようなトポグラフィーは、本発明による締結表面を有する硬化性機械ファスナーを提供することができる。
【００４０】
例えば、相補型締結面がそれぞれ目違い（ｔｏｎｇｕｅ  ａｎｄ  ｇｒｏｏｖｅ）トポグラフィーを有してもよい。このような機械ファスナーは、パッケージング業界で広範囲にわたる用途があり、商品名ＺＩＰＬＯＣ（ウィスコンシン州、ラシーンのＳＣジョンソンワックス製）として市販のプラスチック製品で販売されている。図３に示すように、舌形の締結面３３２を溝形の締結面３３４と係合して硬化性機械ファスナーを提供することができる。
【００４１】
他の機械ファスナーの表面トポグラフィーが記載されている米国特許第５，６５７，５１６（バーグら）もまた参照のこと。２つのこのような機械ファスナー４３６を図４に示す。図４に示すように、各々の機械ファスナー４３６は、一連の窪み４４４を間に有する、裏材４４２から突き出る一連の突起４４０を含む締結面４３８を有する。突起４４０及び窪み４４４の各々が微小突起４４６から形成されたテクスチャー化表面を有し、締結面４３８と相補型締結面との機械的係合を増強する。図４で考えられるように、機械ファスナー４３６の締結面４３８を別の機械ファスナー４３６の同様な表面４３８に締結することができ、またはそれを別の適した相補型締結面に締結することができる。図４に示される２つの機械ファスナーを締結するとき、表面４３８の１つは締結面として機能し、他の表面４３８がその相補型締結面として機能する。１対として用いられるとき、２つの個々の機械ファスナーはまた、単一機械ファスナーと称することができる。
【００４２】
別の実施態様において、締結面の表面トポグラフィーは、米国特許第５，１９６，２６６号（ルーら）に記載された表面トポグラフィーに似ていてもよい。２つのこのような機械ファスナー５４８を図５に示す。図５に示すように、各々の機械ファスナー５４８は、複数のテーパー締結要素５５４を含む締結面５５２を有する裏材５５０を含む。図５に示すように、各々の機械ファスナー５４８の締結面５５２を、別の機械ファスナー５４８の同様な表面５５２に締結することができ、またはそれを別の適した相補型締結面に締結することができる。図５に示される２つの機械ファスナーが締結されるとき、表面５５２の一方が締結面として機能し、他の表面５５２がその相補型締結面として機能する。１対として用いられるとき、２つの個々の機械ファスナー５４８はまた、単一機械ファスナーと称することができる。
【００４３】
存在している何れの締結要素をも含めて、各々の締結面は一般に、材料の１つの層から製造される。実際は、加工効率のために、締結面及び係合する表面は材料の１つだけの層から製造されることが好ましい。更に、簡単にするために、好ましくは締結面とその相補型締結面との両方が材料の１つだけの層から製造される。
【００４４】
更に別の実施態様において、締結面は多数の層から製造されてもよく、そこにおいて、各々の層が異なった材料を含んでもよい。これらの実施態様において、内部層の組成及びトポグラフィーは概して重要ではない。しかしながら、内部層は、硬化性機械ファスナーを永久ファスナーに変換するために用いた何れの硬化条件にも耐えることが可能であることが、望ましい。しかしながら、以下に記載したように、締結面とその相補型締結面との少なくとも一方の外部層または最外側層の１つが、少なくとも部分的に硬化性材料から製造される。これらの実施態様において、好ましい硬化方法は、湿分硬化または表面活性化であってもよい。
【００４５】
例えば、締結面の内部層は、機械ファスナーを製造するのに用いた何れの通常の材料から製造されてもよい。このような材料には、ガラス、セラミック、金属、木材、非熱硬化性熱可塑性樹脂（例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、またはポリ塩化ビニル）などがある。しかしながら、外部層または最外側層の１つが、硬化性機械ファスナーを硬化させて永久ファスナーを提供することができるように硬化性材料から製造される。外部層の厚さ及び表面トポグラフィーは、望ましい強度が永久ファスナーにおいて達成されることを必要とするだけである。
【００４６】
何れの場合にも、締結面とその相補型締結面の少なくとも一方が少なくとも部分的に硬化性材料から製造される。好ましくは、締結面の各々が少なくとも部分的に硬化性材料から製造される。最も好ましくは、締結面の各々が完全に硬化性材料から製造される。また、締結面の各々に用いた硬化性材料は同じ材料である必要はないが、それらが製造及び使用を簡単にするために同じ材料であることが好ましい。
【００４７】
硬化性材料
本発明による硬化性材料は、熱輻射、化学線（例えば、紫外線）、湿気（すなわち、湿分硬化におけるような）、または有機化学物質（例えば、表面活性化におけるような）など、外部供給源に露光時にだけ硬化する硬化性材料である。締結面の少なくとも一方が硬化性材料を含む。すなわち、硬化性材料は単に、締結が望ましい時間に機械ファスナーシステムに別個の成分として適用される添加剤（例えば、硬化性接着剤）ではない。有利には、硬化性材料は本発明の硬化性機械ファスナーの不可欠な部分である。
【００４８】
硬化性材料は、材料の硬化温度で溶融性（ｍｅｌｔ−ｆｕｓｉｂｌｅ）であり、硬化したときに永久溶融接着部を提供する。しかしながら、硬化性材料はまた、硬化したときにその構造結合性を維持することが好ましい。従って、好ましくは、溶融（ｍｅｌｔ−ｆｕｓｉｏｎ）は、永久溶融接着部を形成するために必要とされる溶融に制御及び制限される。
【００４９】
本明細書中で用いた「溶融性（Ｍｅｌｔ−ｆｕｓｉｂｌｅ）」は、必ずしも巨視的メルトフローを意味しない。溶融性材料において、メルトフローは微視的レベルで起こるにすぎないことがある。材料が、機械的に付着された表面に接着層を生じる限り、材料は十分に溶融性である。
【００５０】
好ましくは、硬化性材料は硬化する前に不粘着性である。不粘着性表面は再密閉性を促進し、硬化性機械ファスナーの締結面上の残留物の堆積を最小にするのを助ける。
【００５１】
「熱硬化性」（ｔｈｅｒｍｏｓｅｔｔａｂｌｅ）または「熱硬化性」（ｔｈｅｒｍｏｓｅｔｔｉｎｇ）組成物は、例えば、好ましくは、熱輻射（ただし、化学線、湿気、または他の手段への暴露もまた有効である）に暴露することよって硬化されて実質的に不融性（すなわち、熱硬化性）材料を生じることができる組成物である。いろいろな硬化手段の組合せ（例えば、熱と化学線との組合せ）もまた用いてもよい。
【００５２】
「熱可塑性」組成物は、繰り返して熱によって軟化させられ、冷却することによって固化され得る組成物である。特定の熱可塑性組成物もまた、熱硬化性であることがある。例えば、官能化熱可塑性組成物は、熱硬化性の熱可塑性樹脂である。これらの材料を以下に更に記載する。
【００５３】
硬化性材料は一般に、熱可塑性組成物と熱硬化性組成物との組合せである。硬化性材料の成分が相溶性であることが好ましい。すなわち、成分を溶融混合する間に、肉眼に巨視的な相分離の無いことによって明白に示されるように、実質的に均一な、単一相系が形成される。
【００５４】
本発明の硬化性材料は、それらが１つの成分（例えば、単一のポリマー）を含むかまたは成分の組合せ（例えば、２つ以上のポリマー）を含むかにかかわらず、熱硬化性であり且つ溶融性である。例えば、本質的に単一の成分（すなわち、ポリマー）を含む官能化熱可塑性組成物が、それらが熱硬化性であり且つ溶融性であるように選択されてもよい。
【００５５】
官能化熱可塑性組成物
いろいろな官能化熱可塑性組成物が周知である。これらの組成物の多くがコポリマーである。このようなコポリマーは一般に、そのホモポリマーが熱可塑性組成物である第１の群のモノマー、及びそのホモポリマーが熱硬化性組成物である第２の群のモノマーを共重合させることによって、形成される。
【００５６】
例えば、モノマーの第１の群には、α−オレフィンモノマー（例えば、エチレン、プロピレン、オクテンなど）、（メタ）アクリレート（すなわち、メタクリレートまたはアクリレート）モノマー（例えば、ブチルアクリレート、エチルメタクリレート、アクリル酸など）、ビニルエステルモノマー（例えば、ビニルアセテート及びその誘導体）、ビニルアルキルエーテル（例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルｎ−ブチルエーテル、ビニル２−クロロエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルフェニルエーテル及びビニル２−エチルヘキシルエーテル）、置換脂肪族アルコールのビニルエーテル（例えば、１，４−ジ（エテノキシ）ブタン及びビニル４−ヒドロキシブチルエーテル）、Ｎ−ビニル化合物（例えば、Ｎ−ビニル−Ｎ−メチルオクタンスルホンアミド及びＮ−ビニルピロリドン）、及びそれらの組合せ、等のビニルモノマーなどがある。ビニルモノマーとそれらをポリマーを調製するのに使用する説明は、ニューヨークのジョンワイリーアンドサンズ社刊（１９５２年）の、シールドネット著、「Ｖｉｎｙｌ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ」に明らかにされている。
【００５７】
モノマーの第２の群には、第１の群のモノマーと共重合性であるモノマーがあり、例えば、グリシジルアクリレート、アリルグリシジルエーテル、２−イソシアナトエチルアクリレート、及びそれらの組合せなどがある。
【００５８】
他の官能化熱可塑性組成物には、熱可塑性ポリマー鎖が、熱硬化性である官能基含有部分で末端封止されている（ｅｎｄ−ｃａｐｐｅｄ）官能化熱可塑性組成物などがある。熱硬化性官能基含有部分は代わりに、ポリマー主鎖に沿う官能性側基として存在していてもよい。
【００５９】
米国特許第４，３５６，０５０号には、エポキシ−シロキサンポリマー、エポキシ−ポリウレタン、及びエポキシ−ポリエステルなど、官能化熱可塑性化合物について記載されている。また、官能化熱可塑性組成物の更に別の説明については米国特許第４，２８７，１１３号、５，３３２，７８３号、５，３６６，８４６号、５，８３７，７４９号、及び５，７２３，１９１号を参照のこと。
【００６０】
官能化熱可塑性組成物は、例えば、多官能性エポキシ樹脂と反応してエポキシ官能性熱可塑性組成物を生じたアクリル酸コポリマーなどの、例えば、ポリマーの官能化によって調製されてもよい。
【００６１】
熱硬化性組成物
何れの適した熱硬化性組成物が用いられてもよい。例えば、（メタ）アクリレート、エポキシ、ウレタン、シアネート（例えば、Ｚ．  Ｗ．ウィックス，Ｊｒ著、「Ｂｌｏｃｋｅｄ  Ｉｓｏｃｙａｎａｔｅｓ」、Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ、Ｖｏｌ．３（１９７５年）、７３〜９９ページ、に記載されている方法によってオキシムまたはフェノールでブロック化されたイソシアネート基など、ブロック化イソシアネートを含めて、イソシアネート）、エステル（例えば、シアネートエステル）、エーテル（例えば、ビニルエーテル）、アミンホルムアルデヒド縮合物、フェノール、及びポリイミド化学組成物及びそれらの混合物が熱硬化性組成物を提供することができる。
【００６２】
エポキシ含有熱硬化性組成物が特に好ましい。有用なエポキシ含有材料は、開環反応によって重合することができる少なくとも１つのオキシラン環を有するエポキシ樹脂である。総括的にエポキシドと呼ばれるこのような材料には、モノマー及びポリマーのエポキシドの両方があり、脂肪族、脂環式、または芳香族であってもよい。これらの材料は概して、平均して、１分子中に少なくとも２つのエポキシ基（好ましくは１分子中に２つより多いエポキシ基）を有する。１分子中のエポキシ基の「平均」数は、エポキシ含有材料中のエポキシ基の数を、存在しているエポキシ分子の総数で割った数と定義される。ポリマーのエポキシドには、末端エポキシ基を有する線状ポリマー（例えば、ポリオキシアルキレングリコールのジグリシジルエーテル）、骨格オキシラン単位を有するポリマー（例えば、ポリブタジエンポリエポキシド）、及びエポキシ側基を有するポリマー（例えば、グリシジルメタクリレートポリマーまたはコポリマー）などがある。エポキシ含有材料の分子量は、約５８〜約１００，０００以上に変化することがある。いろいろなエポキシ含有材料の混合物もまた用いることができる。
【００６３】
特に有用なエポキシ含有材料には、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、３，４−エポキシ−２−メチルシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシ−２−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、及びビス（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペートによって代表される、エポキシシクロヘキサンカルボキシレートなどのシクロヘキセンオキシド基を含有する材料などがある。この性質の有用なエポキシドのより詳細なリストについては、米国特許第３，１１７，０９９号が参照される。
【００６４】
特に有用である更に別のエポキシ含有材料には、エピクロロヒドリン（例えば、２，２−ビス−（２，３−エポキシプロポキシフェノール）プロパンのジグリシジルエーテル）など、クロロヒドリンの過剰と多価フェノールを反応させることによって得ることができる、多価フェノールのグリシジルエーテルなど、グリシジルエーテルモノマーなどがある。このタイプのエポキシドの更に別の例は、米国特許第３，０１８，２６２号に記載されている。他の有用なグリシジルエーテルベースのエポキシ含有材料は、米国特許第５，４０７，９７８号に記載されている。
【００６５】
用いることができる多くの市販のエポキシ含有材料がある。特に、容易に入手できるエポキシドには、以下の化学物質がある。オクタデシレンオキシド、エピクロロヒドリン、スチレンオキシド、ビニルシクロヘキセンオキシド、グリシドール、グリシジルメタクリレート、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル（例えば、テキサス州、ヒューストンのシェルケミカルカンパニー製の商品名  ＥＰＯＮ  ＳＵ−８、ＥＰＯＮ  ＳＵ−２．５、ＥＰＯＮ  ８２８、ＥＰＯＮ  １００４Ｆ、及びＥＰＯＮ  １００１Ｆの市販品、ミシガン州、ミッドランドのダウケミカルカンパニー製のＤＥＲ−３３２及び  ＤＥＲ−３３４）、ビスフェノールＦのジグリシジルエーテル（例えば、ニューヨーク州、アードスレーのチバガイギーコーポレーション製のＡＲＡＬＤＩＴＥ  ＧＹ２８１）、ビニルシクロヘキセンジオキシド（例えば、コネチカット州、ダンバリーのユニオンカーバイドコーポレーション製のＥＲＬ  ４２０６）、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート（例えば、ユニオンカーバイドコーポレーション製のＥＲＬ−４２２１）、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル−５，５−スピロ−３，４−エポキシ）シクロヘキサン−メタジオキサン（例えば、ユニオンカーバイドコーポレーション製のＥＲＬ−４２３４）、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシル）アジペート（例えば、ユニオンカーバイドコーポレーション製のＥＲＬ−４２９９）、ジペンテンジオキシド（例えば、ユニオンカーバイドコーポレーション製のＥＲＬ−４２６９）、エポキシ化ポリブタジエン（例えば、イリノイ州、シカゴのＦＭＣコーポレーション製のＯＸＩＲＯＮ  ２００１）、エポキシシラン（例えば、ユニオンカーバイドコーポレーション製のベータ−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン及びガンマ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）、難燃性エポキシ（例えば、ＤＥＲ−５４２、ダウケミカルカンパニー製の臭素化ビスフェノール−タイプのエポキシ樹脂）、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル（例えば、チバガイギーコーポレーション製のＡＲＡＬＤＩＴＥ  ＲＤ−２）、水素化ビスフェノールエピクロロヒドリンベースのエポキシ（例えば、シェルケミカルカンパニー製のＥＰＯＮＥＸ  １５１０）、及びフェノールホルムアルデヒドノボラックのポリグリシジルエーテル（例えば、ダウケミカルカンパニー製のＤＥＮ−４３１及びＤＥＮ−４３８）。
【００６６】
硬化性材料のために有用な他の熱硬化性組成物には、例えば、ウレタンベースの組成物などがある。このような組成物はしばしば、１つ以上のポリイソシアネート（例えば、４，４’−ジフェニルメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、またはヘキサメチレンジイソシアネート、またはそれらの誘導体、などのジイソシアネート）から誘導される。
【００６７】
熱可塑性組成物
何れの適した熱可塑性組成物を用いてもよい。好ましくは、硬化性材料中で用いた熱可塑性組成物は、架橋した粒子など、分散相を含有しない実質的に均一な、単一相の材料として提供される。同様に、硬化性材料のために選択された熱可塑性組成物は好ましくは、硬化性機械ファスナーが中に取り入れられる最終構造体の使用温度より高い軟化温度（環球式軟化点試験法によって測定したとき）を示す。最終構造体の使用温度は、最終構造体が普通の使用条件下で暴露されることが予想される最高温度を指す。
【００６８】
適した熱可塑性組成物には、ポリエステル（例えば、ポリカプロラクトン）、熱可塑性エラストマーブロックコポリマー（例えば、スチレン−アクリロニトリル−、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル−、スチレン−ブタジエンまたはスチレン−イソプレンベースのブロックコポリマー）、フェノキシ樹脂、ポリウレタン、ポリケトン（例えば、ポリ（エーテル）ケトン）、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン及びポリプロピレン−ポリエチレンコポリマー）、シリコーン、可塑化ポリ塩化ビニル、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリオキシド、ポリアミド、及びそれらの混合物などがある。
【００６９】
特に好ましい熱可塑性組成物は、ポリエステル組成物である。ポリエステル組成物はまた、他の官能基を含有してもよい。ポリエステル組成物中に存在していてもよい他の官能基には、例えば、−ＮＨ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨ２、−ＳＨ、無水物、ウレタン、及びオキシラン基などがある。
【００７０】
特に好ましいポリエステルは、室温で固体である。好ましいポリエステル組成物の数平均分子量はまた、約７，５００〜約２００，０００、より好ましくは約１０，０００〜約５０，０００、最も好ましくは約１５，０００〜約３０，０００である。
【００７１】
好ましいポリエステル組成物は、室温で非晶質または半結晶質、好ましくは半結晶質であってもよいヒドロキシル末端及びカルボキシル末端ポリエステルである。「半結晶質」であるポリマーは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって測定したとき、結晶融点を示し、好ましくは約２００℃の最高融点を有する。ポリマーの結晶度はまた、非晶質状態に加熱されたシートの冷却時の曇りまたは不透明化として観察される。ポリマーが溶融状態に加熱されてライナー上にナイフでコートされてシートを形成するとき、それは非晶質であり、シートを観察すると、透明であり、光をかなり通す。シート材料中のポリマーが冷却するとき、結晶性ドメインが形成され、その結晶化はシートを半透明または不透明状態に曇らせることを特徴とする。結晶化度は、非晶質ポリマーとさまざまな結晶化度を有する半結晶質ポリマーとの何れかの相溶性の組合せを混ぜ合わせることによってポリマーにおいて変化することがある。シートを曇らせることは、結晶化がポリマー中である程度生じたことを測定する便利な有害でない方法を提供する。
【００７２】
いろいろななポリエステル（例えば、ポリ（ブチレンテレフタレート）、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（エチレンセバケート）、ポリ（デカメチレンアジペート）、ポリ（デカメチレンセバケート）、ポリ（ピバロラクトン）、ポリ（α，α−ジメチルプロピオラクトン）、ポリ（α，α−ジエチル−β−プロピオラクトン）、ポリ（パラ−ヒドロキシベンゾエート）、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（エチレンオキシベンゾエート）、及びポリ（６−アザビシクロ［２．２．２］オクタン−５−ｏｎｅ）を本発明の熱可塑性組成物として用いることができる。
【００７３】
本発明に特に有用なポリエステル成分は、ジカルボン酸（または、無水物を含めて、それらのジエステルの当量）とジオールとの反応生成物を含む。二酸（またはジエステルの当量）は、約４〜約１２個の炭素原子を含有する飽和脂肪族二酸（枝分かれした、枝分かれしていない、または環に５〜６個の炭素原子を有する環状材料など）及び／または約８〜約１５個の炭素原子を含有する芳香族二酸であってもよい。
【００７４】
適した脂肪族二酸の例には、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、１，１２−ドデカン二酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−シクロペンタンジカルボン酸、２−メチルコハク酸、２−メチルペンタン二酸、３−メチルヘキサン二酸などがある。適した芳香族二酸には、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、４，４’−ベンゾフェノンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルメタンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルチオエーテルジカルボン酸、４，４’−ジフェニルアミンジカルボン酸などがある。好ましくは、二酸中の２個のカルボキシル基の間の構造体は、炭素及び水素だけを含有する。より好ましくは、二酸中の２個のカルボキシル基の間の構造体はフェニレン基である。前述の二酸のブレンドもまた用いてもよい。
【００７５】
ジオールには、約２〜約１２個の炭素原子を有する枝分かれした、枝分かれしていない、及び環状脂肪族ジオールなどがある。適したジオールの例には、エチレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、シクロブタン−１，３−ジ（２’−エタノール）、シクロヘキサン−１，４−ジメタノール、１，１０−デカンジオール、１，１２−ドデカンジオール、及びネオペンチルグリコールなどがある。アルキレン基が約２〜約９個の炭素原子、好ましくは約２〜約４個の炭素原子を含有するポリ（オキシアルキレン）グリコールなどの長鎖ジオールもまた用いてもよい。前述のジオールのブレンドもまた用いてもよい。
【００７６】
有用な市販のヒドロキシル末端ポリエステル材料には、商品名ＤＹＮＡＰＯＬ  Ｓ３３０、ＤＹＮＡＰＯＬ  Ｓ１４０１、ＤＹＮＡＰＯＬ  Ｓ１４０２、ＤＹＮＡＰＯＬ  Ｓ１３５８、ＤＹＮＡＰＯＬ  Ｓ１３５９、ＤＹＮＡＰＯＬ  Ｓ１２２７、及びＤＹＮＡＰＯＬ  Ｓ１２２９の市販品など、ニュージャージー州、サマセットのクリーノバ社製のいろいろな飽和線状半結晶質コポリエステルなどがある。クリーノバ社製の有用な飽和線状非晶質コポリエステルには、商品名ＤＹＮＡＰＯＬ  Ｓ１３１３及びＤＹＮＡＰＯＬ  Ｓ１４３０の市販品などがある。
【００７７】
好ましくは、硬化性材料は、エポキシベースの熱硬化性組成物と熱可塑性組成物、最も好ましくはポリエステルベースの熱可塑性組成物とのブレンドを含む。概して、成分のこの組合せは、相溶性の成分を有する熱硬化性の、溶融性硬化性材料を提供する。このようなブレンドの例は、例えば、「Ｍｅｌｔ−Ｆｌｏｗａｂｌｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｓｅａｌｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅ」と題された、ジョンソンらに付与されたＰＣＴ公開ＷＯ９６／３２４５３号に記載されている。
【００７８】
エポキシ−エチレンビニルアセテート硬化性材料の考察については、「Ｅｐｏｘｙ／Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｐｈｏｔｏｃｕｒａｂｌｅ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ」と題された１９９８年５月１日に出願された米国特許第０９／０７０，９７１号、「Ｅｎｅｒｇｙ  Ｃｕｒｅｄ  Ｓｅａｌａｎｔ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ」と題された１９９８年５月１日に出願された米国特許出願第０９／０７１，２６７号も参照のこと。
【００７９】
他の有用な二成分硬化性材料には、例えば、キタノら（米国特許第５，０８６，０８８号）に記載されているような、エポキシ−（メタ）アクリレートの組合せなどがある。エポキシ−（メタ）アクリレートの組合せは好ましくは、（ｉ）アクリルまたはメタクリル酸エステルのプレポリマー（すなわち、約１００〜１０，０００センチポアズのブルックフィールド粘度を一般に有する粘性シロップに部分重合された）またはモノマーのシロップ、（ｉｉ）、任意に、強化用コモノマー、（ｉｉｉ）エポキシ樹脂、（ｉｖ）光開始剤、及び（ｖ）エポキシ用の熱活性化硬化剤、を特徴とする組成物の光重合反応生成物である。適したエポキシ樹脂には、上に記載したエポキシ樹脂などがある。適した熱活性化硬化剤及び光開始剤は当業者に周知であり、以下に更に記載される。
【００８０】
他の二成分硬化性材料には、アレニル材料（例えば、スチレン）及びエラストマー材料（例えば、イソプレン、ブタジエン及びそれらの飽和相当物）のブロックコポリマーなど、エチレン／アクリル酸または熱可塑性エラストマーとブレンドされたエポキシ樹脂などがある。他の例には、（メタ）アクリレートと、ウレタン樹脂及びフェノール樹脂など、他の熱硬化性樹脂との組合せなどがある。有用な硬化性材料の別のクラスには、エチレンビニルアセテートと、ポリブタジエンゴムなどのエラストマーとのブレンドなどがある。このような組成物の市販品の例には、商品名Ｌ−３０３４シーラント（ミシガン州、ロメオのＬ＆Ｌプロダクツ製）及びＯＲＢＳＥＡＬ  １２４．５（ミズーリ州、エクセルシアスプリングズのオラブシール社製）などの市販品などがある。
【００８１】
多成分硬化性材料において、硬化性材料は一般に、硬化性材料の合計１００重量部に対して、熱硬化性組成物約０．０１〜約９５重量部、相応して、熱可塑性組成物約９９．９９〜約５重量部を含有する。より好ましくは、硬化性材料は、硬化性材料の合計１００重量部に対して、熱硬化性組成物約０．１〜約８０重量部、相応して、熱可塑性組成物約９９．９〜約２０重量部、を含有する。最も好ましくは、硬化性材料は、硬化性材料の合計１００重量部に対して、熱硬化性組成物約０．５〜約６０重量部、相応して、熱可塑性組成物約９９．５〜約４０重量部を含有する。
【００８２】
熱可塑性組成物に対して熱硬化性組成物の量を増大させることは概して、より高い最終強度及び耐熱性、より低い柔軟度及び粘度を有する硬化性材料をもたらす。熱可塑性組成物の量を増大させることは概して、より低い最終強度及び耐熱性、より高い柔軟度及び粘度を有する硬化性材料をもたらす。従って、これらの成分の相対量は、硬化性材料及びそれから製造された機械ファスナーに求められた性質に応じてバランスがとられる。
【００８３】
添加剤
熱可塑性及び熱硬化性の組成物（または官能化熱可塑性組成物）のほかに、硬化性材料は他の成分を含有してもよい。例えば、硬化性材料は、核剤、硬化剤、促進剤、またはレオロジー改質剤（例えば、チキソトロピー剤）を含有してもよい。任意のヒドロキシル含有組成物もまた、硬化性材料に含められてもよい。このような材料は、組成物の柔軟度を調整するのに特に有用である。
【００８４】
半結晶質熱可塑材料を用いるとき、核剤を添加して所与の温度での結晶化の速度、従って硬化性材料の加工時間を調整することができる。有用な核剤には、ミクロクリスタンワックスなどがある。ミズーリ州、セントルイスのペトロライトコーポレーションは、例えば、商品名ＵＮＩＬＩＮ  ７００として適したワックスを販売している。
【００８５】
硬化剤を添加して、必要な時に熱硬化性または官能化熱可塑性組成物の硬化を引き起こすことができる。添加された硬化剤のタイプは、硬化の方法及び熱硬化性または官能化熱可塑性組成物の化学的性質に依存する。例えば、硬化性材料は、化学線、電子ビーム放射線、または熱輻射を用いて硬化されてもよい。好ましくは、硬化性材料は化学線を用いて硬化される。
【００８６】
有用な化学線活性化硬化剤には、芳香族ヨードニウム錯体塩、芳香族スルホニウム錯体塩、及びメタロセン塩などがあり、例えば、米国特許第５，０８９，５３６号（パラゾット）に記載されている。米国特許第５，２５２，６９４号（ウィレット）に記載されているように、ペルオキシド及びオキザレートエステルをメタロセン塩と共に用い、硬化速度を増大させることができる。有用な市販の化学線活性化硬化剤には、商品名ＦＸ−５１２（ミネソタ州、セントポールのミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー製の芳香族スルホニウム錯塩）、ＣＤ−１０１０（ペンシルベニア州、エクストンのサートマーカンパニー製の芳香族スルホニウム錯塩）、ＣＤ−１０１２（サートマーカンパニー製のジアリールヨードニウム錯塩）、ＵＶＩ−６９７４（コネチカット州、ダンバリーのユニオンカーバイドコーポレーション製の芳香族スルホニウム錯塩）、及びＩＲＧＡＣＵＲＥ  ２６１（ニューヨーク州、アードスレーのチバガイギーコーポレーション製のメタロセン錯塩）などがある。
【００８７】
光増感剤もまた、例えば、化学線活性化硬化剤の効率を増強し、及び／または光活性の波長を調整するために含有されてもよい。光増感剤の例には、ピレン、フルオロアントレン、ベンジル、クリセン、ｐ−テルフェニル、アセナフテン、フェナントレン、ビフェニル及びカンファキノンなどがある。
【００８８】
いろいろな熱活性化硬化剤もまた用いられてもよい。例えば、有用な熱活性化硬化剤には、アミン−、アミド−、ルイス酸錯体−、及び無水物タイプの材料などがある。好ましい材料には、ジシアンジアミド、イミダゾール及びポリアミン塩などがある。これらはいろいろな供給元から、例えば、ＯＭＩＣＵＲＥ（ニューヨーク州、ニューハイドパークのアセトコーポレーション製）、ＡＪＩＣＵＲＥ（ニュージャージー州、ティーネックのアジノモトケミカル製）、及びＣＵＲＥＺＯＬ（ペンシルベニア州、アレンタウンのエアプロダクツカンパニー製）として入手できる。
【００８９】
使用する場合、熱活性化硬化剤は硬化性機械ファスナーを製造する間に硬化を活性化しないのが好ましい。従って、熱活性化硬化剤は、硬化性材料が硬化性機械ファスナーを製造するときに使用される温度以下の温度で本質的に硬化しないように選択されるのがよい。それ故に、好ましくは、硬化温度は少なくとも約１２０℃、より好ましくは少なくとも約１５０℃、最も好ましくは少なくとも約１７０℃である。
【００９０】
促進剤を硬化性材料に添加して、より低い温度で材料をより完全に硬化し、または、熱に暴露されるときに硬化性材料の硬化時間を短くすることができる。例えば、イミダゾールは有用な促進剤であり、それらの例には、２，４−ジアミノ−６−（２’−メチルイミダゾイル）−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌレート、２−フェニル−４−ベンジル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、及びＮｉ−イミダゾール−フタレートなどがある。
【００９１】
１つ以上のチキソトロピー剤が有効量（すなわち、硬化の溶融段階の間に硬化性材料の望ましいレオロジー性質を達成するために必要な量）で用いられてもよい。概して、使用する場合、チキソトロピー剤の全量は、硬化性材料の全重量に対して、約２０重量％以下、好ましくは約１０重量％以下、より好ましくは約５重量％以下、最も好ましくは約３〜５重量％の範囲である。
【００９２】
適したチキソトロピー剤は、熱硬化性組成物の場合、実質的に硬化を妨げず、または他の方法で組成物の分解を起こさない。チキソトロピー剤の代表的な例には、粒状充填剤、ビーズ（例えば、ガラス、セラミックまたはポリマーのタイプであってもよい）、バブル（例えば、ガラス、セラミックまたはポリマーのタイプであってもよい）、チップトファイバー、並びにそれらの組合せなどがある。適した粒状充填剤には、例えば、疎水性及び親水性シリカ、炭酸カルシウム、チタニア、ベントナイト、粘土及びそれらの組合せなどがある。適した繊維には、ポリマー繊維（例えば、芳香族ポリアミド、ポリエチレン、ポリエステル及びポリイミド繊維）、ガラス繊維、グラファイト繊維、及びセラミック繊維（例えば、ホウ素繊維）などがある。
【００９３】
硬化性材料に混入することができる他の材料には、例えば、安定剤、酸化防止剤、可塑剤、粘着付与剤、付着促進剤（例えば、シラン、グリシジルメタクリレート、及びチタネート）、着色剤、顔料、ポリマー添加剤（例えば、ポリアセタール、強化用コポリマー、及びポリカプロラクトンジオール）などがある。
【００９４】
硬化性材料を作製するために、いろいろな成分を適した容器に、好ましくは化学線に対して透明でない容器に、材料を熱分解させずに成分が十分に溶融ブレンドされるまで、撹拌によって十分に混合されるように成分を軟化させるのに十分な高温で、混合する。成分を同時に、または連続的に添加してもよいが、最初に熱硬化性組成物と熱可塑性組成物とをブレンドし、その後に、硬化剤などの添加剤を添加するのが好ましい。
【００９５】
硬化性材料は、何れの適した方法によって締結表面に形成されてもよい。例えば、硬化性材料は、望ましい形状にメルトブロー、成形（例えば、射出成形）、押出し、または微小複製され、本発明の硬化性機械ファスナーの締結表面を提供することができる。上に記載した何れかの適した方法またはそれらの変型を用いることができる。締結面の製造方法は、締結面の望ましい表面トポグラフィーに依存することがある。
【００９６】
硬化性機械ファスナーが成形によって形成されるとき、硬化性機械ファスナーが形成された後、除去を容易にするために少なくとも部分的に水溶性である型を利用することが好ましいことがある。水溶性の型は当業者に周知であり、例えば、ＰＣＴ公開第ＷＯ９５／０７，１７０号及びトリゴエらに付与された米国特許第５，２４２，６４６号に記載されている。
【００９７】
各々の表面を含む締結要素の数に応じて、裏材が必要ではないことがある。しかしながら、好ましくは、締結面の少なくとも１つが裏材に結合された複数の締結要素を含む。
【００９８】
裏材
何れの適した裏材をも用いることができる。裏材は一般に、望ましい適用に必要な強度及び柔軟度を提供するように選択される。好ましくは、裏材は、硬化する前に再密閉可能な硬化性機械ファスナーを脱締結するときに著しく破壊されるのに抵抗するように十分な強度を有する。
【００９９】
選択された裏材のタイプは、締結面のトポグラフィーに依存することがある。例えば、成形されたマッシュルーム−タイプファスナーが用いられるとき、裏材は熱可塑性樹脂から製造されてもよい。
【０１００】
通常、柔軟度及び強度の良い組合せのために、好ましい裏材の厚さは、約５０マイクロメータ〜約１ミリメートル、より好ましくは約１３０マイクロメータ〜約０．５ミリメートルである。
【０１０１】
硬化性機械ファスナーの基材への付着
締結面または裏材は一般に、存在している場合、締結される基材に付着される。締結面または裏材は、何れの適した付着手段を用いて基材に付着されてもよい。例えば、締結面または裏材を、永久的に（本発明の硬化性機械ファスナーを用いることなどによって）または再密閉可能に、基材に機械的に付着されてもよい。あるいは、締結面または裏材を基材に化学的に付着してもよい。
【０１０２】
締結面または裏材を基材に永久的に付着するとき、それは、例えば、ボルトで締められ、ヒートシールされ（例えば、誘電ヒートシールによって）、リベットで接合され、縫製され、ステープルで留められ、溶接され（例えば、超音波で溶接され）、ないしは他の方法で永久的に基材に付着されてもよい。
【０１０３】
締結面または裏材を基材に化学的に付着するとき、それは、例えば、接着剤をコートされ、次いで基材に付着されてもよい。化学的付着手段の別の例は、熱または溶剤活性化による。
【０１０４】
何れの適した接着剤を用いてもよい。感圧接着剤及び構造用接着剤が多数の適した接着剤に含められる。好ましくは、接着剤が使用されるとき、接着層は得られた永久ファスナー接着の強度より大きい強度を有する。いろいろな表面への構造接着を提供することができる特定の接着剤は、商品名ＶＨＢテープとして販売されており、ミネソタ州、セントポールのミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー製である。用いてもよい別の接着剤は、ミネソタ州、セントポールのミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー製の３Ｍ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＡＬ  ＢＯＮＤＩＮＧ  ＴＡＰＥ  ９２４５である。
【０１０５】
基材
基材は、材料または物体の何れのタイプであってもよく、その正確な性質はその適用に依存する。締結される表面は同じ材料から製造されてもよく、またはそれらは異なった材料から製造されてもよい。例えば、熱可塑性樹脂から製造された複数のフックを含む締結面は、複数のループを含む相補型締結面に再密閉可能に付着することができ、いろいろな材料から製造される。例えば、バーラップ、テリー織物、及びトリコットなど、繊維材料は、複数のフックを含む締結表面からなる機械ファスナーで機械的に締結されてもよい。
【０１０６】
硬化
必要なとき、硬化性機械ファスナーを硬化して永久ファスナーを提供することができる。例えば、硬化性機械ファスナーを繰り返して着脱して最も良い付着位置を見いだすことができ、次いで硬化させ、永久付着を提供することができる。硬化条件は使用された化学的性質に依存しており、当業者には周知である。何れの適した硬化方法を用いることもできる。例えば、熱または化学線を用いて硬化性材料を硬化することができる。
【０１０７】
有利には、硬化した機械ファスナーは、構造結合性（すなわち、好ましくは、初期表面トポグラフィーが硬化した後に本発明の締結表面に本質的に存在している）及び永久溶融接着（ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  ｍｅｌｔ−ｆｕｓｅｄ  ｂｏｎｄ）の両方を有する。特定の実施態様において、溶融接着は半構造または構造強度を有するファスナーを提供する。
【０１０８】
本明細書に記載された硬化性機械ファスナーは、以下の実施例に例示される。これらの実施例は単に説明に役立てる目的のためのものであり、添付した請求項の範囲を制限することを意図するものでない。特に指示しない限り、実施例及び明細書の他の部分のすべての部、パーセント、比などは重量に基づいている。
【０１０９】
実施例
実施例１
この実施例は、硬化性機械ファスナーに製造するために適した硬化性の熱可塑性組成物の調製について説明する。
【０１１０】
ペレットを形成するために、ヒドロキシル官能性の、半結晶質ポリエステル（ニュージャージー州、サマセットのクリーノバ社製のＤＹＮＡＰＯＬ  Ｘ１１５８として得られ、融点が１１６℃、ガラス転移温度が−４０℃、１６０℃での溶融流量が２５０グラム／１０分であり、５０重量％のブタンジオール、２３重量％のテレフタル酸、及び２７重量％のセバシン酸、を含有する）７０重量部、米国特許第５，４０７，９７８号（バイマークら）の実施例１に記載されているような、ＢＩＳＰＨＥＮＯＬ  Ａ末端封止（ｅｎｄ−ｃａｐｐｅｄ）脂肪族エポキシ樹脂２８重量部、１重量部のＵＮＩＬＩＮ  ７００マイクロワックス（ミズーリ州、セントルイスのペトロライトコーポレーション製）、及び１重量部のＣｐ（キシレン）Ｆｅ＋ＳｂＦ６−触媒粉末（Ｃｐ＝シクロペンタジエン、米国特許第５，０８９，５３６号（パラゾット）に記載されているように、（ｅｔａ６−キシレン）（ｅｔａ５−シクロペンタジエニル）鉄（１＋）ヘキサフルオロアンチモネートとしても記載される）を、８５ｒｐｍのスクリュー速度で動作するＷＥＲＮＥＲ  ＆  ＰＦＬＩＥＤＥＲＥＲ  ６領域５３ミリメートル双スクリュー押出機（ニュージャージー州、ラムゼイのワーナー＆プフリーダラー製）内でブレンドした。領域１及び２は加熱されず、その他の領域が８８℃まで加熱された。それから製造された押出し物を１０℃の３メートル水槽中で冷却し、次いで強制空気を用いて周囲温度に乾燥させ、その後、それをペレット化した。
【０１１１】
実施例２
ペレットを対流炉内で４９℃で一晩、乾燥させた。乾燥後に、ペレットを、米国特許第５，２４２，６４６号（トリゴエら）に記載された型に類似した、少なくとも部分的に水溶性である複数部分型を用いて、図６Ａに示したような締結面６５８、その締結面６５８の平面図は図６Ｂに示されている、を有する機械ファスナー６５６に射出成形した。型は、室温で３日間、前記集成体を水槽内に置き、次いで、対流炉内に４９℃で数時間乾燥させることによって、硬化性機械ファスナー６５６から溶解された。
【０１１２】
特に記載しない限り、成形した後に、硬化性機械ファスナー６５６を、使用するまで黒色（耐光性）プラスチック袋内に保管した。硬化性機械ファスナー６５６は、複数の締結要素６６４が突き出た裏材６６２の裏側に結合されたフランジを備えた。締結要素の各々がマッシュルーム形のヘッド６６８を有するステム６６６を含んだ。フランジ６６０は、基材への機械接着を形成するためのサイドクリップ６７０を備えた。
【０１１３】
実施例３
この実施例は、実施例４〜８で用いられた硬化性機械ファスナー６５６構造体のための硬化条件について記載する。硬化性機械ファスナー６５６構造体を、指示された時間、１５センチメートルの距離でスーパージアゾブルーライト（オランダのフィリップスＢ．Ｖ．社製の２個のスーパージアゾバルブ、モデルＴＬＤ１５Ｗ／０３を備えた、カリフォルニア州、サンガブリエルのＵＶＰ社製のブラックレイランプ・モデル番号ＸＸ−１５Ｌ）に露光した。Ｂ段階である場合、次いで構造体を、約１０〜１５時間、約７１℃まで加熱された対流炉内に置いた。
【０１１４】
特に指示しない限り、スーパージアゾブルー光に露光した後に、試料を、水平方向から４５°の傾斜角度で３０分間、約１７７℃に加熱された対流炉内に配置した。
【０１１５】
実施例４
実施例２に記載されているように作製された硬化性機械ファスナー６５６を、０．８センチメートルの穴を有する放射コートされたパネル（ｅ−ｃｏａｔｅｄ  ｐａｎｅｌ）（ミシガン州、ヒルズデールのアドバンストコーティングテクノロジー社製の商品名ＥＤ  ５１００）に付着させるために、硬化性機械ファスナー６５６の柔軟なフランジ６６０を押して放射コートされたパネル内の穴に通した。穴に通し入れられると、柔軟なフランジ６６０のサイドクリップ６７０が膨張し、機械接着によって硬化性機械ファスナー６５６を所定の場所に固定した。
【０１１６】
（第１の硬化性機械ファスナーと同じ形状及び組成を有する）第２の硬化性機械ファスナーのマッシュルーム−ステム締結面が、第１の硬化性機械ファスナー６５６のマッシュルーム−ステム締結表面６５８に嵌め合わせられ、ほんのわずかな外観の損傷だけで手で容易に除去（及び再付着）された。硬化した時（実施例３に記載された光源に１０分、露光し、Ｂ段階はなかった）、２つの硬化性機械ファスナーは放射コートされたパネルに及び互いに融着し、永久ファスナーを形成した。永久ファスナーを手で引き離すことができなかった。
【０１１７】
実施例５
図６Ａに示したような柔軟なフランジ６７０を、実施例２に記載したように作製した硬化性機械ファスナーから除去し、裏材６６２の裏側に平らな面を結果した。接着テープ（ミネソタ州、セントポールのミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー製の商品名３Ｍ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＡＬ  ＢＯＮＤＩＮＧ  ＴＡＰＥ  ９２４５として市販）を、裏材６６２の平らな面に積層した。
【０１１８】
前記集成体は、接着テープ層がアルミニウムパネルに隣接及び接触しているように、２．５センチメートル×１０センチメートルの腐蝕アルミニウムパネル（ミネソタ州、ミネアポリスのヒアワタパネル＆ネーム社製）に接着された。
【０１１９】
（実施例２で作製したのと同じ形状及び組成を有する）第２の硬化性機械ファスナーのマッシュルーム−ステム締結面が、第１の硬化性機械ファスナーのマッシュルーム−ステム締結表面に嵌め合わせられた。第２の硬化性機械ファスナーは、ほんのわずかな外観の損傷だけで第１の硬化性機械ファスナーから容易に除去可能であり、手で容易に再付着可能であった。
【０１２０】
次に、集成体を、実施例３に記載した光源に露光して硬化し（各々の露出面に１時間）、水平方向から６０°の角度で対流炉内で更に硬化させた。硬化した後に、接着テープ層は、アルミニウムに強固に接着された。嵌め合い機械ファスナー、今では永久機械ファスナーは、接着テープ層に沿って約０．６センチメートル滑り、融着された。永久ファスナーを手で引き離すことができなかった。
【０１２１】
実施例６
柔軟なフランジ６６０を、実施例２のように作製した硬化性機械ファスナー６５６から除去し、裏材６６２の裏側に平らな面を結果した。商品名３Ｍ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＡＬ  ＢＯＮＤＩＮＧ  ＴＡＰＥ  ９２４５（ミネソタ州、セントポールのミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー製）として市販の接着剤をいま平らな面に積層した。前記集成体は、接着テープ層がアルミニウムパネルに隣接及び接触しているように、２．５センチメートル×１０センチメートルの腐蝕アルミニウムパネルに接着された。
【０１２２】
（ミネソタ州、セントポールのミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー製の商品名ＤＵＡＬ  ＬＯＣＫとして得られた）マッシュルーム−ステムの従来の機械ファスナーが、硬化性機械ファスナーのマッシュルーム−ステム締結面に嵌め合わせられた。従来の硬化性機械ファスナーは、ほんのわずかな外観の損傷だけで硬化性機械ファスナーから容易に除去可能であり、手で容易に再付着可能であった。
【０１２３】
次に、集成体を、実施例３に記載したように硬化した（各々の露出面に１時間、スーパージアゾライトに露光）。硬化した後、接着テープ層はアルミニウムパネルに強固に接着された。いま硬化して永久機械ファスナーを形成した、硬化性機械ファスナーは、少し溶融したが、その基本形状を保持した。従来の機械ファスナーは完全に溶融し、硬化する間にその形状を失った。
【０１２４】
実施例７
柔軟なフランジ６６０を、実施例２のように作製した硬化性機械ファスナー６５６から除去し、裏材６６２の裏側に平らな面を結果した。商品名３Ｍ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＡＬ  ＢＯＮＤＩＮＧ  ＴＡＰＥ９２４５（ミネソタ州、セントポールのミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー製）として市販の接着剤を、いま平らな面に積層した。前記集成体は、接着テープ層がアルミニウムパネルに隣接及び接触しているように、２．５ｃｍ×１０ｃｍの腐蝕アルミニウムパネルに接着された。
【０１２５】
ループテープ（裏材層から突き出る繊維のループを有する、ミネソタ州、セントポールのミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー製のＳＣＯＴＣＨブランドＨＯＯＫ  ＡＮＤ  ＬＯＯＰテープのループ部分として得られた）が、硬化性機械ファスナー６５６の締結面６５８に嵌め合わせられた。ループテープは、ほんのわずかな外観の損傷だけで硬化性機械ファスナーから容易に除去可能であり、手で再付着可能であった。
【０１２６】
次に、集成体を、実施例３に記載したように硬化した（各々の露出面に１時間、スーパージアゾライトを露光）。機械ファスナーの移動は硬化する間、観察されなかった。硬化した後、接着テープ層はアルミニウムパネルに強固に接着された。いま硬化した機械ファスナーはループテープに永久的に付着された（すなわち、ループテープを引き裂いたりまたは機械ファスナーを破壊したりせずにそれを容易に除去することができなかった）。
【０１２７】
実施例８
ループテープの裏側の標準接着剤を溶剤を用いて除去し、それを接着テープ（ミネソタ州、セントポールのミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー製の３Ｍ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＡＬ  ＢＯＮＤＩＮＧ  ＴＡＰＥ  ９２４５）と取り替えたことを除いて、実施例７を繰り返した。１．５ｇのスチールディスクが、ループ材料に付着された接着テープに積層された。
【０１２８】
積層されたループ材料が、硬化性機械ファスナーの締結面に嵌め合わせられた。積層されたループ材料は、ほんのわずかな外観の損傷だけで硬化性機械ファスナーから容易に除去可能であり、手で再付着可能であった。
【０１２９】
次に、集成体を、実施例３に記載したように硬化した（各々の露出面に１時間、スーパージアゾライトを露光）。機械ファスナーの移動は硬化する間、観察されなかった。硬化した後、各接着テープ層はそれぞれの金属基材に強固に接着され、完成した接着集成体を手で引き離すことはできなかった。
【０１３０】
実施例９
２本のアルミニウムロッド（直径２．５センチメートル×長さ５．１センチメートル）を、ＦＰＬ酸で腐蝕したが（例えば、ウィスコンシン州、マジソンのフォーレストプロダクツラボラトリーズ製のＦＰＬ酸を用いて行うことができる）、腐蝕は、硫酸／クロム酸槽に浸漬し、その後に、水ですすいで、乾燥させることからなり、米国特許第５，６７７，３７６号に記載された方法に似ている。各々のロッドの一方の端部に、実施例２で作製したのと同様な硬化性機械ファスナーを付着させた（柔軟なフランジが除去された）。
【０１３１】
実施例８に記載したように、接着テープが、接着テープ層がアルミニウムロッドと接触しているように硬化性機械ファスナーの裏側に積層された。硬化性機械ファスナーを、各面に３０分間、実施例３に記載されたスーパージアゾブルーライトに露光し、後焼付けはなかった。
【０１３２】
ロッドを硬化性機械ファスナーによって嵌め合わせ、引張試験装置内に置き、毎分５．１センチメートルの速度で引き離した。２つの硬化性機械ファスナーを引き離すために必要とされる力は、約１キログラム＋／−０．１キログラムであった。次に、集成体を炉内に置き、３０分間、１７７℃で硬化させ、永久ファスナーを提供した。分離力を再び測定した。集成体を２つに引き離すために必要とされた力は、４６キログラムであった。不良モードは凝集性であった。
【０１３３】
上に記載された発明の多くの他の変型は当業者には明らかであり、本明細書には記載されない。しかしながら、これは、添付された請求項の範囲を制限することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】  本発明のマッシュルーム形の硬化性機械ファスナーの断面図である。
【図１Ｂ】  本発明の改良されたマッシュルーム形の硬化性機械ファスナーの断面図である。
【図２】  本発明のフックアンドループ硬化性機械ファスナーの断面図である。
【図３】  本発明の目違い硬化性機械ファスナーの立体図である。
【図４】  締結面が複数の突起及び窪みを含む硬化性機械ファスナーの断面図である。
【図５】  締結面が複数のテーパー要素を含む硬化性機械ファスナーの断面図である。
【図６Ａ】  実施例の節で作製された硬化性機械ファスナーの断面図である。
【図６Ｂ】  実施例の節で作製された硬化性機械ファスナーの平面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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