(57)【要約】約80℃又はそれ以下の温度で適用でき、そしてケース及びカートン密封用途において有用である、エチレンｎ−ブチルアクリレートコポリマーを含んで成る低温適用ホットメルト接着剤に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレンコポリマー、パラフィンワックス、ロジン誘導粘着付与剤及び芳香族粘着付与剤を含んで成る、約110℃以下の温度で支持体に適用され得るホットメルト接着剤。
【請求項２】
約80℃〜約100℃の温度で支持体に適用され得る請求項１記載の接着剤。
【請求項３】
約80℃〜約90℃の温度で支持体に適用され得る請求項２記載の接着剤。
【請求項４】
前記接着剤ポリマーがエチレンn−ブチルアクリレートである請求項１記載の接着剤。
【請求項５】
約20〜40重量％の前記エチレンn−ブチルアクリレート、約20〜約40重量％の前記ワックス、約５〜約30重量％の芳香族粘着付与剤、及び約２〜約40重量％のロジン粘着付与剤を含んで成る請求項４記載の粘着剤。
【請求項６】
請求項１記載の接着剤を含んで成る製品。
【請求項７】
カートン、ケース、トレー又はバッグである請求項６記載の製品。
【請求項８】
ケース、カートン、トレー又はバッグを密封し、そして/又は形成するための請求項１記載のホットメルト接着剤を適用することを含んで成る、ケース、カートン、トレー又はバッグを密封し、そして/又は形成するための方法。
【請求項９】
請求項１記載の接着剤を含んで成る、カートン、ケース、トレー又はバッグ内に含まれる包装された製品。
【請求項１０】
約0℃以下の温度で貯蔵される請求項９記載の包装された製品。
【請求項１１】
包装された食品製品である請求項12記載の包装された製品。
【請求項１２】
少なくとも１つの支持体に、請求項１記載の接着剤を含んで成る溶融されたホットメルト接着剤組成物を、約100℃以下の温度で適用し、そして前記支持体を一緒に結合することを含んで成る、支持体を類似するか又は異なる支持体に結合するための方法。
【請求項１３】
前記接着剤が約80℃〜約90℃の温度で適用される請求項12記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温適用ホットメルト接着剤組成物、特に約80℃以下の温度で適用され得る接着剤に関する。接着剤は、特にケース及びカートン密封用接着剤として、包装用に使用される。
【背景技術】
【０００２】
ホットメルト接着剤は、種々の商業用途、例えば製品組み立て及び包装、例えばケース密封及びカートン密着操作のために広く使用される。そのホットメルト接着剤は、溶融状態で支持体に適用され、そして接着剤層を硬化するために冷却される。
【０００３】
ほとんどのホットメルト接着剤は、すべての成分の完全な溶融を確保し、そして又は、満足する適用粘度を達成するためには、350°F（177℃）又はそれ以上の温度を必要とする。そのような高温の必要性は問題である。高温は、火傷及び残留揮発物の吸入の両者の点で操作者に危険性を高める。さらに、高温の使用は、より高いエネルギーを必要とし、製造施設に対して高い要求を強制する。
【０００４】
300°F（151℃）以下の温度で適用され得る接着剤配合物は低分子量成分又は高いワックス含有率を用いて調製され得るが、適用粘度が欠点であり、そして接着剤性質、例えば靭性、耐熱性及びしばしば、支持体への特異的接着性の損失が存在する。より軟性であるか又はより非晶性である成分が接着剤を改良するために添加され得るが、それらの成分は効果的な耐熱性を低める。
多くの改良が低温適用ホットメルト接着剤配合物の開発に行われてきたが、低温で適用され得る接着剤、及びより低い適用温度の使用から有益である最終用途の必要性がある。本発明はこの必要性を実現する。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、低温適用ホットメルト接着剤、特に約110℃以下、好ましくは100℃以下、より好ましくは約90℃以下、及び最も好ましくは約80℃以下の温度で支持体に適用され得るホットメルト接着剤を提供する。接着剤は、エチレンコポリマー、パラフィンワックス、ロジン誘導粘着付与剤及び芳香族粘着付与剤を含んで成る。好ましい態様においては、接着剤はエチレンn−ブチルアリリレート基材のものである。
【０００６】
本発明はまた、接着剤を含んで成る製品も提供する。本発明により包含される製品は、カートン、ケース、トレー及びバッグを包含するが、但しそれらだけには限定されない。
本発明はさらに、ケース、カートン、トレー又はバッグを密封し、そして/又は形成するための請求項１記載のホットメルト接着剤を適用することを含んで成る、ケース、カートン、トレー又はバッグを密封し、そして/又は形成するための方法を提供する。
本発明はさらに、包装製品、特に冷凍された包装製品を提供する。包装された製品は、接着剤により密封される、カートン、ケース、トレー又はバッグを包含する。
【０００７】
本発明はさらに、少なくとも１つの支持体に、溶融されたホットメルト接着剤組成物を適用し、支持体上に存在のする接着剤と第２の支持体とを接触せしめ、それにより前記支持体を一緒に結合することを含んで成る、類似するか又は異なった支持体に１つの支持体を結合するための方法を提供し、ここで前記ホットメルト接着剤は、エチレンコポリマー、パラフィンワックス、ロジン誘導粘着付与剤及び芳香族粘着付与剤を含んで成り、そして前記接着剤は、約100℃以下の温度で適用され得、そして約80℃〜約90℃の温度で適用され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本明細書に引用されるすべての文献は、すべて引用により本明細書に組込まれる。
本発明は、低温適用接着剤、より特定には、ケース及びカートン密封操作のために非常に低い温度で適用され得るホットメルト接着剤に向けられる。
一定のホットメルト接着剤配合物が、約120℃以下、より典型的には約110℃以下、より好ましくは約100℃以下、さらにより好ましくは約90℃以下、及びさらにより好ましくは約80℃以下の温度で都合よく適用され得ることが発見された。それらの温度での適用は、熱傷へのより低い危険性を提供し、より早いライン速度（低い適用温度は短い開放時間を意味する）、低められた加熱費用、低められた量の必要とされる酸化防止剤及び顕著なポット貯蔵期間を可能にする。
【０００９】
本発明の実施への使用のための接着剤は、接着剤ポリマー、特にエチレン基材のポリマー、及び芳香族樹脂を含んで成る。本発明の接着剤は、自動組立用途、例えばカートン、ケース又はトレー形成（但し、それらだけには限定されない）のために特に適切であり、ここで接着剤は、組立速度が１分当たり数百単位に達することができる大量産業用溶融システムから適用される。
【００１０】
本発明の接着剤は、少なくとも１つのエチレンコポリマーを含んで成り、そして複数のポリマーのブレンドを含んで成ることもできる。用語エチレンコポリマーとは、本明細書において使用される場合、エチレンのホモポリマー、コポリマー及びターポリマーとして言及される。１又は複数の極性モノマー、例えば酢酸ビニル、又はモノカルボン酸、又はアクリル酸又はメタクリル酸の他のビニルエステル、又はメタノール、エタノール又は他のアルコールとのそれらの酸のエステルとエチレンとのコポリマーが好ましい。エチレン酢酸ビニル、エチレンアクリル酸メチル、エチレンn−アクリル酸ブチル、エチレンアクリル酸、エチレンメタクリレート及びそれらの混合物及びブレンドが包含される。本発明の実施への使用のための好ましい接着剤は、少なくとも１つのエチレンn−ブチルアクリレートコポリマーを含んで成る。エチレンn−ブチルアクリレート及びエチレン酢酸ビニルの混合物が好ましい。特に好ましい態様は、エチレンコポリマーとして、エチレンn-ブチルアクリレートのみを含んで成るであろう。
【００１１】
特に好ましい接着剤は、約45重量までの、典型的には15〜35重量％のn−ブチルアクリレートを含み、そして少なくとも約900のメルトインデックスを有するエチレンn−ブチルアクリレートコポリマーを含んで成る。エチレンn−ブチルアクリレートコポリマーは、商品名Lotry（商標）としてElf Atochem North America, Philadelphia, PAから、商品名Enable（商標）（例えば、約330g/10分のメルトインデックス、及びコポリマーにおける約33重量％のn−ブチルアクリレート含有率を有するEN33330、及び約900のメルトインデックス及び約35重量％のｎ−ブチルアクリレート含有率を有するEN33900）としてExxon Chemical Co.から、及び商品名Enathene（商標）（例えば、約400g/10分のメルトインデックス及びコポリマーにおける約35重量％のｎ−ブチルアクリレート含有率を有するEA89822）としてMillennium Petrochemicalsから入手できる。
【００１２】
ポリマー成分は通常、約10重量％〜約60重量％、より好ましくは約20重量％〜約40重量％、さらにより好ましくは約25重量％〜約35重量％の量で存在するであろう。
【００１３】
接着剤は、粘着付与剤、例えば芳香族粘着付与剤、及びワックスと共に配合されるであろう。有用な粘着付与樹脂は、いずれかの適合できる樹脂又はその混合物、例えば天然及び変性されたロジン、例えばロジンガム、ウッドロジン、タル油ロジン、蒸留されたロジン、水素化されたロジン、二量体化されたロジン、及び重合されたロジン；天然及び変性されたロジンのグリセロール及びペンタエリトリトールエステル、例えばウッドロジンのグリセロールエステル、水素化されたロジンのグリセロールエステル、重合されたロジンのグリセロールエステル、水素化されたロジンのペンタエリトリトールエステル、及びロジンのフェノール−変性されたペンタエリトリトールエステル；天然のテルペンのコポリマー及びターポリマー、例えばスチレン/テルペン/及びαメチルスチレン/テルペン；ASTM方法E28−58％により測定される場合、約80℃〜150℃の軟化点を有するポリテルペン樹脂；フェノール変性されたテルペン樹脂及び水素化されたその誘導体、例えば酸性媒体における二環式テルペン及びフェノールの縮合に起因する樹脂製品；約70℃〜135℃の環球軟化点を有する脂肪族石油炭化水素樹脂；芳香族石油炭化水素樹脂及び水素化されたその誘導体；及び脂環式石油炭化水素樹脂及び水素化されたその誘導体を包含する。複数の上記粘着付与剤の混合物が、配合のために必要とされる。また、環状又は非環状C5樹脂及び芳香族変性非環状又は環状樹脂が包含される。本発明の実施に使用され得る市販のロジンは、Arizona Chemicalから入手できるSYLVARES RE115及びArizona Chemicalから入手できるSYLVARES RE104を包含する。
【００１４】
粘着付与成分は通常、約10重量％〜約60重量％、より好ましくは約20重量％〜約40重量％、さらにより好ましくは約25重量％〜約35重量％の量で存在するであろう。所望には、約35重量％までの、典型的には約２〜約25重量％、より典型的には約５〜約15重量％の粘着付与剤成分が芳香族粘着付与剤であろう。好ましい芳香族粘着付与剤は、スチレン、α−メチルスチレン及び/又はビニルトルエン、及びそれらのポリマー、コポリマー及びターポリマー、テルペン、テルペンフェノール、変性されたテルペン及びそれらの組合せから成る誘導された熱可塑性炭化水素樹脂である。KRYSTAL EX3100は、97〜103℃の環球軟化点を有し、そしてEastmanから市販されている、大部分αメチルスチレンから誘導された低分子量熱可塑性炭化水素ポリマーである。
【００１５】
本発明への使用のために適切なワックスは、パラフィンワックス、微晶性ワックス、高密度低分子量ポリエチレンワックス、副産物ポリエチレンワックス、Fischer−Tropschワックス、酸化されたFisher−Tropschワックス及び官能化されたワックス、例えばヒドロキシステアラミドワックス及び脂肪アミドワックスを包含する。高密度低分子量ポリエチレンワックス、副産物ポリエチレンワックス及びFisher-Tropschワックスを包含する合成高融点ワックスを使用することは、当業界において通常のことである。変性されたワックス、例えば酢酸ビニル変性された及び無水マレイン酸変性されたワックスもまた使用され得る。
【００１６】
本発明の実施に使用され得るパラフィンワックスは、Astor Wax Corporation, Doraville, GA.から入手できるOkerin0 236 TP; Pennzoil Products Co. , Houston, TX. から入手できるPenreco0 4913; Moore & Munger, Shelton, CN. から入手できるR-7152 Paraffin Wax; 及び International Waxes, Ltd in Ontario, Canada. から入手できるParaffin Wax 1297; Citgoから入手できるPacemaker, 及び Moore and Mungerから入手できるR-2540; 及び他のパラフィンワックス、例えば製品名 1230,1236, 1240,1245, 1246,1255, 1260, & 1262としてCP Hallから入手できるそれらをを包含する。 CP Hall 1246 パラフィンワックスがCP Hall (Stow, Ohio)から入手できる。
【００１７】
ワックスは典型的には、約10〜約60重量％の量で本発明の配合に存在するであろう。
本発明の接着剤はまた、安定剤又は酸化防止剤も含むことができる。それらの化合物は、熱、光、又は原料、例えば粘着付与樹脂からの残留触媒のようなものにより誘発される酸素との反応により引き起こされる分解から接着剤を保護するために添加される。
【００１８】
本明細書に包含される適用できる安定剤又は酸化防止剤の中で、高分子量ヒンダードフェノール及び多官能化フェノール、例えば硫黄及びリン−含有フェノールが包含される。ヒンダードフェノールは、当業者に良く知られており、そしてそのフェノールヒドロキシ基に接近して立体的に大きな基を含むフェノール化合物として特徴づけられる。特に、第三ブチル基は一般的に、フェノールヒドロキシ基に対して少なくとも１つのオルト位でのベンゼン環上で置換される。ヒドロキシル基に接近して存在するそれらの立体的に大きな置換された基の存在は、その拡張頻度及び従ってその反応性を遅延するよう作用し；従って、この妨害は、その安定化性質を有するフェノール化合物を提供する。
【００１９】
代表的なヒンダードフェノールは次のものを包含する：１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス−（３，５−ジ−tert−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−ベンゼン；ペンタエリトリチルテトラキス−３（３，５−ジ−tert−ブチル−４−ヒドロキシフェノール）−プロピオネート；ｎ−オクタデシル−３（３，５−ジ−tert−ブチル−４−ヒドロキシフェノール）−プロピオネート；４，4’−メチレンビス（２，６−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；ジ−（ｎ−オクチルチオ）エチル３，５−ジ−tertブチル−４−ヒドロキシ−ベンゾエート；及びソルビトールヘキサ［003−（３，５−ジ−tert−ブチル−４−ヒドロキシ−フェニル）−プロピオネート］。
【００２０】
それらの酸化防止剤の性能はさらに、既知の相乗剤、例えばチオジプロピオネートが特に有用である。それらの安定剤は、使用される場合、一般的に、約0.1〜0.5重量％、好ましくは0.25〜1.0重量％の量で存在する。
【００２１】
そのような酸化防止剤は、Giba−Geigy, Hawthome, NYから市販されており、そしてヒンダードフェノールであるIrganox（商標）565, 1010及び1076を包含する。それらは、ラジカルスカベンジャーとして作用する一次酸化防止剤であり、そして単独で又は他の酸化防止剤、例えばGiba-Geigyから市販されているIrgafos（商標）168のようなホスフィット酸化防止剤と共に使用され得る。ホスフィット触媒は、二次触媒として見なされ、そして一般的に単独で使用される。それらは主に、過酸化物分解剤として使用される。
【００２２】
他の入手できる触媒は、Gytec Industries, Stamford, CNから入手できるCyanox（商標）LTDP、及びAlbemarie Corp., Baton Rouge, LAから入手できるEthanox（商標）1330である。多くのそのような酸化防止剤は、入手でき、そして単独で、又は他のそのような酸化防止剤と組合して使用される。それらの化合物は、ホットメルトに少量で添加され、そして他の物性に対して効果を有さない。また物性に影響を及ぼさない、添加する他の化合物は、顔料、着色又は蛍光剤である。それらの添加剤は、当業者に知られている。
【００２３】
接着剤の企画される最終使用に依存して、他の添加剤、例えばホットメルト接着剤に通常添加される可塑剤、顔料、及び色素が含まれ得る。さらに、少量の追加の粘着付与剤及び/又はワックス、例えば微晶性ワックス、水素化されたヒマシ油及び酢酸ビニル変性合成ワックスがまた、最少量、すなわち約10重量％までの量で、本発明の配合物に導入され得る。
【００２４】
本発明の接着剤組成物は、均質ブレンドが得られるまで、通常約２時間、成分溶融状態でブレンドすることにより調製される。種々のブレンド方法が当業界において知られており、そして均質ブレンドを生成するいずれの方法でも満足のゆくものである。
得られる粘着剤は、約1150cpsの100℃での粘度、及び2510cpsの80℃での粘度により特徴づけられる。それらは、広範囲の種類の温度条件下に暴露される場合でさえ、卓越した接着結合を提供するために、低温で適用され得る。その接着剤は、卓越した耐寒性を有し、そして高い熱ストレス耐性性能が決定的でない場合、例えば、感温製品、例えばチョコレート、深冷凍結適用品、例えばアイスクリーム及び周囲温度適用品の包装において、特に有用である。
【００２５】
結合される支持体は、未使用及び再循還クラフト、高及び低密度クラフト、チップボード及び種々の型の処理された及び被覆されたクラフト及びチップボードを包含する。複合材料がまた、包装用途のために、例えばアルコール飲料の包装のために使用される。それらの複合剤材料は、フィルム材料、例えばポリエチレン、Mylar、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、エチレン酢酸ビニル及び種々の他の型のフィルムにさらに積層されるアルミ箔に積層されるチップボードを包含する。さらに、それらのフィルム材料はまた、チップボード又はクラフトに直接的に結合され得る。前述の支持体は、非常に多くの支持体、特に包装産業に使用される複合材料としての全列挙を提供するものではない。
次の例は、単なる例示目的のために提供される。特にことわらない限り、すべての部は重量によってであり、そしてすべての温度は℃による。
【実施例】
【００２６】
32.5％のEnable EN33900（33％のアクリル酸ブチル、MI900）、32％のTer Hell 5603（136°Fの凝固点を有するパラフィンワックス）、9.5％のKristalex F100（純粋なモノマー芳香族粘着付与剤）、25.9％のSylvalite RE88F（ロジンエステル粘着付与剤）及び0.1％のIrganox 1010（酸化防止剤）を含んで成る接着剤配合物を調製した。
【００２７】
この接着剤配合物は、180℃で適用されるホットメルトと同じ寒冷性能を90℃で示す。そのような低温での適用は、火傷の低い危険性及び他の低められた安全性の心配事を提供し、より早いライン速度（低い適用温度はより短い開放時間を意味する）、低められた加熱費用、パーツ（例えば、ホース、ノズル）の費用の節約、低められた量の必要とされる酸化防止剤、及び顕著なポット貯蔵期間を可能にする。
本発明の多くの修飾及び変更は、本発明の範囲内で行われ得る。本明細書に記載される特定の態様は、単なる例示であり、本発明を制限するものではない。
【国際調査報告】
2006518805.tif 000002
2006518805.tif 000003