(57)【要約】カートンまたは他の物品を製造あるいは封止するための熱活性化封止テープ（１０）。テープは、紙層（１５）と、紙層に接着剤で積層される配向されたプラスチックフィルム（２５）と、紙−プラスチックフィルム積層体を目的物に接着するために使用する露出した熱活性化接着剤とを含む。熱活性化可能な接着剤は、周囲温度で不活性である。低温の加熱封止条件に曝されると、接着剤は活性化され、テープは封止されるべき物品に接着できる。封止テープ（１１）は取り扱いが容易で浪費を減少させるように設計され、カートンを製造または封止する既存の自動または半自動装置で使用できるようにされている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙層と、
第１および第２の面を有するプラスチックフィルム層であって、そのフィルムが強度を高めるために配向され、該第１の面を前記紙層に接着剤で冷間積層して紙−プラスチックフィルムの積層体が形成されるプラスチックフィルム層と、
前記紙−プラスチックフィルム積層体を熱活性化後目的物に接着するための、非ブロッキング・ポリマーを具備する熱活性化感圧接着剤であって、周囲温度では不活性であるが、配向された前記プラスチックフィルムの強度を大きく劣化させる温度よりも低い温度に曝されると活性化される前記熱活性化感圧接着剤とを具備する熱活性化テープ。
【請求項２】
前記接着剤が、３７．８℃（１００°Ｆ）〜９３．３℃（２００°Ｆ）の温度で活性化される請求項１に記載のテープ。
【請求項３】
前記接着剤が、ポリエチレン共重合体を具備し、約４０．６℃（１０５°Ｆ）〜８２．２℃（１８０°Ｆ）の温度で活性化される請求項１に記載のテープ。
【請求項４】
前記接着剤が、ポリエチレン共重合体のエマルジョンを具備し、約４８．９℃（１２０°Ｆ）〜７３．９℃（１６５°Ｆ）で活性化される請求項３に記載のテープ。
【請求項５】
前記接着剤が、接着を高める添加剤を具備する請求項３に記載のテープ。
【請求項６】
前記接着を高める添加剤が、ポリイミン・ポリマーまたはポリ酢酸ビニル共重合体を具備する請求項５に記載のテープ。
【請求項７】
前記プラスチックフィルムの前記第１の面を、前記紙層に積層する前にコロナ放電処理する請求項１に記載のテープ。
【請求項８】
前記プラスチックフィルムを、水ベースの接着剤で前記紙層に積層する請求項１に記載のテープ。
【請求項９】
前記水ベースの接着剤が、アクリル共重合体またはポリ酢酸ビニル共重合体を含む請求項８に記載のテープ。
【請求項１０】
前記プラスチックフィルムの前記第２の面をコロナ放電処理した後に、前記熱的に活性化できる接着剤を該プラスチックフィルムの該第２の面に塗工する請求項１に記載のテープ。
【請求項１１】
前記熱的に活性化する接着剤を、前記紙層に塗工する請求項１に記載のテープ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に、カートン、包装、および他の物品を封止するテープに関し、より詳細には、熱活性化感圧接着剤でカートンまたは他の物品に接着することのできる紙−プラスチックフィルム積層テープに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
カートンを封止する接着テープは従来技術に良く知られている。３つの種類の一般的なテープが通常使用される。すなわち、紙テープ、ガラス強化した水−活性化テープ、および感圧テープである。これらの異なる特性はある用途には適しているが、他の用途には不十分である。
【０００３】
紙テープは一般に水−活性化した糊、または動物性接着剤をその上に用いてテープを物品に貼付する直前に水で湿らせる。このクラスの水−活性化接着テープは安価であり、印刷または捺印でき、再利用に向いているが、ある用途に必要とする十分な強度は与えない。例えば、紙テープがカートンを封止して互いを保持することに使用される場合、テープはトルク力が掛かると裂け、あるいは分裂する。
【０００４】
ガラス強化した水−活性化テープは、一般に、互いにホットメルト重合体接着剤で積層した２層のクラフト紙を有し、層の間には長手方向に配向させた、あるいは繊維ガラスのより糸の配列を重ね合わせたものを挟んでいる。繊維ガラスのより糸を使用すると、テープはより高い応力および負荷に耐えることができるが、この種のテープは単純な紙テープよりも明らかにより高価である。さらに、積層紙テープは、その層の間に繊維ガラスのより糸を挟んでいるので比較的厚く、１ロールの長さが制限されて実用上の問題が発生する。例えば、テープディスペンサを連続的にカートンの封止作業に使用するとき、テープロールが急速に消耗され、したがって頻繁にテープロールを交換する必要が生じる。
【０００５】
また、ガラス強化テープに使用するホットメルト重合体接着剤は、接着剤が再生装置に供給される材料から容易に分離できないので、再生作業には適合性がない。このため、標準的な繊維ガラス強化紙テープは通常、別の再生可能な物品を封止する場合、テープを最初に除去しなければ、それが再生可能にならない。しかし、糊付けしたテープ面は物品にしっかり接合しているので、テープを剥ぎ取ることは時間のかかる難しい操作であり、このテープを物品から剥ぎ取ることを試みるならば、ホットメルト接着剤の残渣がそこに残り、それは再利用に適さなくなる。さらに、テープをカートンから除去すると段ボール紙もいくらか除去され、カートンを再利用することが難しくなる。
【０００６】
さらに、テープのホットメルト接着剤はディスペンサの切断刃上に蓄積しがちであり、ディスペンサを時々停止してこの刃をきれいにする必要がある。
ホットメルト接着剤の使用はまた、従来の積層器（ｌａｍｉｎａｔｏｒ）で補強テープを製造するには欠点がある。製造中、２枚のクラフト紙の巻き取り紙（ｗｅｂ）が連続的に積層器に送られ、１枚の巻き取り紙の表面は予めホットメルト接着剤のコーティングで被覆されている。ホットメルト接着剤は、積層器を運転している間加熱された状態に保たれねばならない。この熱い流動性のある接着剤は積層器の動作機構の上にしたたりやすく、時々積層器を停止し、溶剤を用いてそれを掃除する必要がある。揮発性溶剤を使用することは健康と環境に悪い影響を与え、同時に溶剤の回収または廃却の操作に追加のコストが掛かることになる。また、ホットメルト接着剤は温度変化に鋭敏であり、寒冷月の作業では接着剤がカートンに貼付する前に部分的に冷却され、その結果接着の接合が弱くなる。
【０００７】
ホットメルト接着剤は熱活性化接着剤の一種である。この種の接着剤は、周囲温度では不活性かつ粘着性がなく（ｎｏｎ−ｔａｃｋｙ）、テープの取り扱いが容易であり、高温に加熱すると粘着性または固着性の状態に活性化されることが特徴である。例えば米国特許第４，５４５，８４３号では、熱活性化接着フィルムと多孔質基材を９３．３℃（２００°Ｆ）〜２６０（５００°Ｆ）に加熱することによって多孔質基材に熱活性化接着フィルムを塗工し、２つを互いに接合して積層体を形成する。次いで感圧接着剤をフィルムに塗工して接着テープが提供される。その特許のフィルムは、基材をカートンまたは同様の物品に接着するためには使用されないが、その特許は接着剤を活性化するために必要な温度の例示として引用するものである。この種の接着剤は通常、米国特許第４，８８０，５８３号に示されるように、接着剤中のポリマーのＴｇより５０℃高い温度で加熱することによって活性化される。
【０００８】
感圧テープは、通常消費者によって使用され、また商用および工業的な作業で使用される、カートンおよび他の物品を梱包し封止する他の種類のテープである。感圧テープに使用される接着剤は主としてホットメルト接着剤であり、アクリレートなどのラテックスに塗布されると感圧性となる。使用者がロール・ディスペンサから感圧接着テープの一片を切断すると、このテープ片は感圧接着剤がいかに長い間雰囲気に暴露されようとも無期限に使用可能な状態を維持し、粘着性が持続して、この一片をカートンに貼付することができる。
【０００９】
感圧テープとは異なり、代わりに糊などの再湿潤性接着剤を塗工したテープは最初に水で湿らせなければならない。水で湿らせた接着剤は限られた「開放時間（ｏｐｅｎ−ｔｉｍｅ）」、すなわち接着剤が湿った状態を保ちカートンや他の物品に貼付する状態を保つ、限られた期間活性化される。紙の上に再湿潤性接着剤をコーティングした通常の紙ベース封止テープでは、開放時間は約１０から３０秒であり、より強烈な接着剤の開放時間はより短い。テープを箱またはカートンに貼付する前に接着剤が乾燥すると、テープは作業できなくなり、役に立たなくなる。
【００１０】
感圧接着剤は粘着性を無期限に保つので、感圧接着剤を使用すると短い開放時間の問題は回避される。しかし、粘着性に欠点があり、テープが捩れると自らに粘着し、長いテープが使用できなくなるという取り扱い上の問題を生じる。手作業では、その感圧テープの問題は望ましくない浪費と効率の低下を招く。
【００１１】
したがって、強く、濡れた時に弱くならず、溶剤の使用を必要とせず、標準的な周囲温度の感圧接着テープと同じようにカートンから除去することができ、感圧テープで起きるように自ら粘着しないで自由にほどけるテープの存在が必要とされている。そのテープはまた、少しの装置改造をした、既存の自動および半自動の包装およびカートン封止機械で使用できるようなものでなければならない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の主な目的は、カートンまたは他の物品を封止するための感圧熱活性化封止テープを提供することであり、テープは、低い温度に曝されると感圧性になり封止する、水分散（ｗａｔｅｒ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）ポリエチレン共重合体によって物品の露出した面に塗工される。
【００１３】
さらに詳細には、本発明の一目的は、取り扱いが容易で浪費を少なくし、カートンの包装や封止のための既存の自動および半自動装置で使用できるようにした、上述の種類のテープを提供することである。
【００１４】
さらに詳細には、本発明は、その両側面を接着剤への濡れ性と受容性を与えるように処理した、配向された（ｏｒｉｅｎｔｅｄ）合成プラスチックフィルムのベース層を、水ベースの非再湿潤性接着剤によって紙層の面に積層する、上述の種類のテープを提供するものであって、ベース層の濡れ性のある露出した表面は水分散ポリエチレン共重合体でコーティングされ、分散体が低温加熱（ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｈｅａｔｉｎｇ）されると活性化されてテープが封止すべき物品に接着できるようになる。
【００１５】
本発明のテープは、紙の層と、第１および第２の面を有するプラスチックフィルムの層であってその強度を高めるために配向され、第１の面を紙層に接着剤で接着して紙−プラスチックフィルムの積層体を形成するプラスチックフィルムの層と、紙−プラスチックフィルム積層体を目的物に接着するのに使用する露出した熱活性化感圧接着剤であって、熱活性化接着剤が周囲温度では不活性であるが、配向されたプラスチックフィルムの強度を大きく劣化させる温度よりも低い温度に曝されると活性化される接着剤とを含むことが好ましい。
【００１６】
接着剤は、１つまたは複数のポリエチレン共重合体を含み、３７．８℃（１００°Ｆ）〜９３．３℃（２００°Ｆ）の温度で活性化されることが有利であり、約４０．６℃（１０５°Ｆ）〜８２．２℃（１８０°Ｆ）の温度で活性化されることが好ましい。より好ましい実施形態では、接着剤がポリエチレン共重合体のエマルジョンを含み、約４８．９℃（１２０°Ｆ）〜７３．９℃（１６５°Ｆ）で活性化されることが好ましい。
【００１７】
所望ならば、接着剤は接着強度を高めるためにポリイミン・ポリマー（ｐｏｌｙｉｍｉｎｅ　ｐｏｌｙｍｅｒ）またはポリ酢酸ビニル共重合体などの添加剤を含むことができる。
【００１８】
プラスチックフィルムの第１の面は紙層に積層する前にコロナ放電処理される。これは、水ベース接着剤、通常アクリル共重合体またはポリ酢酸ビニル共重合体を含む接着剤を使用して実施することが好ましい。また、熱活性化接着剤はプラスチックフィルムの第２の面にも、その面をコロナ放電処理した後塗工される。水ベース接着剤は、紙層が接着剤を含むプラスチックフィルムに冷間積層される前に、積層体のプラスチックフィルムに塗工することが有利である。
【００１９】
本発明を、他の目的およびそのさらなる形態と同様に良く理解するために、付随する図面と共に読み取るべき以下の詳細な説明を参照されたい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１および２を参照すれば、本発明による封止テープ１０は、クラフト紙または他の紙シートから形成される表面層１５を含む。表面層１５は、接着層２０によって、ポリエチレンなどの高強度の配向された合成プラスチックフィルムのベース層２５に冷間積層される。フィルムは配向された、あるいは２軸配向されたポリプロピレンまたはポリエステル（ＭＹＬＡＲ）などの材料から形成されることが好ましい。ベース層フィルムの両側面は熱活性化感圧接着剤を受容できるようにコロナ放電処理によって濡れ性を与える。
【００２１】
ベース層２５の濡れ性のある露出面には封止テープがカートン、包装、または他の物品に接着できるように、熱活性化感圧接着剤３０をコーティングする。接着剤は当初不活性であるが、高温に加熱すると活性化されてカートンの蓋を閉じ、あるいは他の従来の封止機能のすべてを発揮する。この種の接着剤は、感圧熱活性化接着剤が使用可能な、制御された「開放時間」をもつ。開放時間は、接着剤中のポリマーの種類を選択することによって制御できるが、カートンまたは物品に使用する直前に、接着剤を巻く（ｃｕｒｌ）ことなく活性化して、移動と取り扱いの間の粘着を防ぐことによって短くすることができる。
【００２２】
プラスチックフィルムのベース層２５は通常厚さが５１μｍ（２ミル）を超えず、したがって、それ自体では剛性と粘性（ｂｏｄｙ）に欠ける。クラフト紙の表面層１５はより厚く、好ましくは５１または７６．２μｍ（２または３ミル）であるが、１２７μｍ（５ミル）以下であり、それによってテープに剛性と粘性の対策が施される。
【００２３】
フィルム層２５を配向すると、それはひときわ優れた抗張力をもつものであるが、その配向はフィルムを直角および水平方向軸に沿って引っ張り、分子的にフィルムの構造を配向することによって遂行される。紙の表面層１５の強度はそれ自体高くないが、紙−フィルム積層体は粘性と高い強度の両方を有する。
【００２４】
各層を冷間積層することは、水ベース接着剤、好ましくは紙層とフィルム層の両方に親和力のあるポリアクリル共重合体組成物によって遂行される。水ベース接着剤は、周囲温度で流動性があり、ホットメルト接着剤ではないので、それを紙層に積層するとき配向フィルムには熱をかけない。水ベース接着剤とは、硬化するとその後は水で再活性化されない接着剤を意味する。また、ポリ酢酸ビニル共重合体も使用可能である。
【００２５】
配向されたフィルムは、熱に鋭敏であり、高温でフィルムが弛緩してその分子配向と強度がなくなることに留意すべきである。例えば、２枚の２軸配向されたポリエステルフィルムを、フィルム内に内部摩擦と熱を発生させて重ね合わせたフィルムを軟化させ融解させる目的の超音波活性化封止バーを用いて互いに継ぎ合わせると、得られた封止ラインは弱く、シートはこのラインに沿って裂けやすい。したがって、高強度のテープ積層体を製造するために、冷間積層は本発明にとって重要である。
【００２６】
プラスチックフィルム２５または紙層１５の露出面に塗工することのできる接着剤コーティング３０は、水ベースの熱封止コーティング組成物、好ましくはエチレン・インターポリマーをベースにした分散体である。コーティングは良好な耐ブロッキング性（ｂｌｏｃｋ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を有し、加熱後に感圧熱封止ができなければならない。
【００２７】
熱活性化感圧テープを最適に使用するために、分散体コーティングには許容できる温度限界内の熱活性化範囲があり、すなわち、好ましくは約４０．６℃（１０５°Ｆ）〜８２．２℃（１８０°Ｆ）、最も好ましくは約４８．９℃（１２０°Ｆ）〜７３．９℃（１６５°Ｆ）である。活性化範囲があまりにも低く、例えば約３７．８℃（１００°Ｆ）であると、接着剤コーティングはテープのロールが暑い日の車両または倉庫など、暑い場所に貯蔵されたときに活性化されることがある。一度そのようなテープロール上の接着剤が活性化されると、それはテープロールに恒久的に固着し、使用できなくなる。他方、分散体が非常な高温、例えば１０７．２℃（２２５°Ｆ）になるまで活性化されないと、接着剤コーティングの活性化に必要な熱によって、配向されたプラスチックフィルム層の強度が悪影響を受け、あるいは紙層からの分離または剥離が起きる。
【００２８】
好ましい熱活性化範囲の温度で活性化されるポリエチレン共重合体コーティングを得るには、中間の分子量をもつ共重合体を使用すること、または高分子量の共重合体を低分子量の共重合体と混合することが好ましい。得られる混合物はより急速に融解しやすく、すなわち高分子量共重合体の単独分散体よりも低い温度で活性化される。当技術分野の通常の技術者であれば、慣例的な試験によって共重合体の分子量、または特定の用途に使用する接着剤の所望の活性化温度範囲を与える共重合体を決定することができる。
【００２９】
さらに、コーティングの接着性を高めるためには、ポリエチレン分散体にポリイミンまたはポリ酢酸ビニル共重合体ラテックスを混合して、テープのプラスチックフィルムの露出面または基材にそれが容易に粘着するようにすることが望ましい。
【００３０】
ポリプロピレンなどの合成プラスチックフィルムは、通常接着剤、特に水ベースの接着剤に受容性がないことに留意すべきである。したがって、このフィルム面上に、周囲温度あるいは周囲温度より僅かに高いがホットメルト接着剤の高温ではない温度で流動性のある、水ベース接着剤または分散体を塗工しようとしても、接着剤はフィルムに吸収されない。本発明にとって重要なことは、テープのベース層を形成するフィルムの両側を処理して濡れ性を与え、これによって接着剤および共重合体分散体に受容性をもたせることである。この目的のためには、これらの表面を、その表面エネルギー（ダイン単位の測定される）が高くなるコロナ放電処理を施し、それによってそれらに濡れ性を与えてその上に塗工する接着剤の接合を良好にする。
【００３１】
本発明のテープは、感圧または水−湿潤性テープの代わりに、従来の自動または半自動機械を用いてカートンまたは他の目的物に良好に使用することができる。無論、これらの機械はテープを物品に貼付する前にテープを活性化する熱バーを追加する必要がある。同様に、水−湿潤性テープ用の機械では水貯槽およびブラシ塗布は必要がないので除去することができる。半自動機械ではこれらの小さな改造は機械のコストよりもはるかに少なく、本発明のテープを従来技術のテープとほぼ同じコストで使用することができる。さらに、感圧テープの粘着する問題、および水−湿潤性テープの乾燥する問題が回避される。熱活性化バーは包装に比較的近く配置できるので、接着剤はカートンまたは包装に貼付する直前に活性化され、これらの従来技術の困難さが回避される。
【００３２】
好ましい熱活性化感圧接着剤は、水に分散した、固体含有率５０％〜６０％のポリエチレンとポリエチレン共重合体の混合物である。実際の混合物は所望の活性化温度範囲と開放時間によって変化する。この分散体を紙またはコロナ放電処理したプラスチックフィルムに塗工し、次いで乾燥し、乾燥したテープをロール上に集める。これらのポリマーは非ブロッキング性で、水−湿潤性テープが水に接触する前と同様に、活性化前にロール中で隣の層に接着することはない。通常、紙１平方メートル当たり約４．３４４〜１６．２８９ｋｇ（１平方ヤード当たり約８〜３０ポンド）の接着剤量を乾燥前に堆積させる。
【００３３】
クラフト紙の表面層１５は、セルロース質繊維から形成されており、浸透性があり、したがって印刷および筆記に受容性がある。このため、紙表面層上に「壊れ物」あるいは「取り扱い注意」などの注意書きを印刷することができ、あるいはテープ上にマーカーペンで書くこともできる。実際には、彩色した紙層を使用し、テ−プをより魅力的にすることもできる。テープに、貼り付けラベルを貼付することができ、あるいは封止をさらに補強するためにその上に第２の封止テープを接着することもできる。これは露出した面が合成プラスチックフィルムのそれである封止テープには不可能である。
【００３４】
上述のように従来のテープ貼付け装置を本発明のテープ貼付けに使用することができる。この装置は加熱バーを付加することで簡単に改造され、そこをテープが動いてテープをカートンに貼付する前に接着剤が活性化される。バーの温度は、接着剤のポリマーを軟化させるために十分高くなるように、ただしあまり高すぎてプラスチックフィルムの配向または強度に影響を及ぼさないように選択される。テープは、テープの接着剤コーティング側がバーに面するように、加熱バーと間隔を置いて保持される。このことは活性化したテープの接着剤がバーを汚すことを防止する。このバーの位置は、接着剤の開放時間および実施される封止の種類に応じて、封止される物品に十分近く、または遠くなるように選択される。
【００３５】
段ボール箱を形成するには、寸法に切断し、切れ目をつけた平坦なダンボール箱紙を、前に述べた種類の自動感圧熱活性化テープ封止機に適合するようにした、箱形成機に自動的に送る。箱の４つの側面を成形し、開いた側の合わせ目を、合わせ目の一方の側に感圧熱活性化テープの半分の巾を貼り付け、合わせ目の他の側に感圧熱活性化テープの半分を貼り付けて、感圧熱活性化テープにより自動的に閉じる。この４側面の箱は４つの底折り返し片および４つの上部折り返し片を折り曲げる前に出荷することができる。
【００３６】
この箱を閉じるには、自動箱形成機を前に述べた種類の自動感圧熱活性化テープ封止機に適合させる。最初に、４つの底折り返し片を折り曲げて、テープ上を通過させ、次いでテープのつめ（ｃｌａｗ）が２つの最外の底部の折り返し片をテープで封止し、両側壁上にＬ形の囲い（ｃｌｏｓｕｒｅ）を形成する。箱を充填した後、２つの最外折り返し片を閉じて４つの上部折り返し片を閉じ、底部の折り返し片と同じように封止する。
【００３７】
図２は段ボールカートン５０が、製品を充填され、封止される状態を示している。この箱５０は、相補的な上部折り返し片５５および６０を有し、これは折り曲げられて本発明による紙−フィルム積層テープ１０で封止される。この目的のために、テープ上の熱活性化接着剤コーティングは加熱バーを通過して活性化され、折り返し片の端を橋架けするテープがそこに接着してカートンを封止することができる。この種の封止作業には、箱の形成の際に両折り返し片が別々ではなく同時に閉じられるので、短い開放時間が望ましい。
【００３８】
テープ１０が折り返し片にこのように使用されると、その層１５の紙面が露出する。この層の表面は印刷が可能で、したがって、カートンがガラスで作られた品物を包含する場合には、「壊れやすいガラス」という警告をテープの上に捺印または印刷できる。
【００３９】
カートンが出荷中に雨または雪に濡れることがあれば、これによって紙層表面が濡れる。テープの強度はプラスチックフィルムのベース層によって大きく決定付けられるので、その紙層が濡れてもテープが水によって弱くなることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による封止テープの断面を、その層の厚さを誇張して示す図である。
【図２】
テープで封止したカートンを示す図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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