JP2003526382A - 自己組合せ型接着ファスナー要素、自己組合せ型接着ファスナー要素を有する物品、並びに製造および使用方法 - Google Patents

自己組合せ型接着ファスナー要素、自己組合せ型接着ファスナー要素を有する物品、並びに製造および使用方法

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Abstract

(57)【要約】 自己組合せ型接着ファスナー要素(10)が記載されている。自己組合せ型接着ファスナー要素(10)は、各々が基部と延長部と非粘着性先端とを有する複数の支柱(14)を備える。支柱(14)は、自己組合せパターンとファスナー選択性とを提供するように配列される。接着剤層(16)は、第1の表面と第2の表面とを有するように設けられる。第1の表面は、支柱の間に粘着性表面を提供する。第2の表面(22)は、自己組合せ型接着ファスナーを支持体に接着する。自己組合せ型接着ファスナー要素を組み込む物品、自己組合せ型接着ファスナー要素を製造する方法およびこれを使用する方法がさらに開示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、自己組合せ型接着ファスナー技術に関する。特に、本発明は、自己
組合せ型接着ファスナー要素と、自己組合せ型接着ファスナー要素を含む物品と
、自己組合せ型接着ファスナー要素および物品を製造する方法と、自己組合せ型
接着ファスナー要素および物品を使用する方法とに関する。
【0002】 接着剤および/または機械的相互作用によって物品を一体的に取り付けるため
の様々な形式のファスナーが先行技術には述べられている。能動的閉じ合せ面の
一部として接着剤を使用するファスナーの例は、Toussant et al
.に付与された米国特許第4,699,622号およびBattrell et
al.に付与された米国特許第5,221,276号に開示されている。機械的フ
ァスナーは様々な形態を取る。1つの形式の例として、単一の突出部/受容器対
を有するファスナーが挙げられる。この形式のファスナーは、一般的な金属製ス
ナップによって明示される。突出部/受容器対を使用する成形または押出成形さ
れたプラスチックファスナーの例は、Freedmanに付与された米国特許第
2,144,755号およびBehymerに付与された米国特許第4,819,3
09号に見ることができる。Behymer特許は、ファスナーの2つの部材が
同一であることができ、それによって、本明細書で自己組合せ型ファスナーと称
されるものを形成することを示す。
【0003】 1つまたは2つの係合要素を有する機械的ファスナーと対比して、そのような
要素を複数有するファスナーがある。そのようなファスナーの1つのグループは
、Mestralに付与された米国特許第2,717,437号に記載されたフッ
クアンドフックファスナー、Mestralに付与された米国特許第3,009,
235号に記載されたフックアンドループファスナー、および、Scripps
に付与された米国第4,846,815号に記載された有頭ステムまたはマッシュ
ルームアンドループファスナーを含む。
【0004】 複数の係合要素を使用するファスナーの別のグループは、主に、ステムおよび
ステム先端の拡張領域またはヘッドを有する複数の中実突起を備えたものである
。拡張領域またはヘッドは、種々の形状を有することができる。通常、これらの
ファスナーは自己組合せ型であり、ヘッド部分は、ヘッド間の間隔よりも大きな
直径または断面を有する。
【0005】 McMillanに付与された米国特許第3,899,805号には、有頭中空
突起の使用が教示されている。この型のファスナーは、減少した断面または限ら
れたポケットの存在および/またはステムの屈曲により、シートに嵌まる拡張領
域を有する。この型のファスナーを結合することは、通常、ファスナーが嵌まる
ときのシングルまたはダブルスナップに関連する。
【0006】 複数の相互噛合型の中実突起を有する別の型のファスナーは、Appeldo
rnに付与された米国特許第4,875,259号に記載されている。この型のフ
ァスナーでは、突起の先端は拡張されておらず有頭でもない。結合は、表面が光
学的に滑らかな平坦部である噛合突起群の接触表面の間に発生した摩擦力によっ
て生じる。ウェブを貫通し、ウェブの一方の面と他方の面とで交互に配列される
複数の突起物に基づいたファスナーは、Spierに付与された米国特許第4,
581,792号に開示されている。このファスナーは、受容部に突起物が係合
して分離可能な摩擦嵌めを形成することによって機能する。
【0007】 発明の要約 自己組合せ型接着ファスナー要素は、(a)各々が基部と延長部と先端とを有
する複数の支柱であって、それら支柱は自己組合せパターンとファスナー選択性
とを提供するように配置されており、少なくとも先端が非粘着性である複数の支
柱と、(b)第1の表面と第2の表面とを具備する接着剤層であって、第1の表
面は複数の支柱の基部に接着してそれら支柱の間に粘着性表面を有するように設
けられ、第2の表面は支持体に接着するように設けられる接着剤層とを具備する
【0008】 支柱および粘着性表面によって規定された自己組合せ型接着ファスナー要素の
表面領域は、組合せ面を提供する。別の自己組合せ型接着ファスナー要素の組合
せ面に係合することができるのは、この組合せ面である。2つの係合した自己組
合せ型接着ファスナー要素は、引き離されるまで取り付けられたままであること
ができ、次いで、再度取り付けられることができる。このようにして、本発明の
自己組合せ型接着ファスナー要素は再締結可能であると称することができる。
【0009】 自己組合せ型接着ファスナー要素の第2の表面は、支持体に結合するように設
けられる。支持体に結合するときに、構造全体が物品として称されることができ
る。物品の例として、封筒、衣類、テキスタイル、クロージャおよび自動車用プ
ラスチックパーツが挙げられる。
【0010】 自己組合せ型接着ファスナー要素を製造する方法は、(a)ファスナー選択性
を呈する自己組合せパターンを有する複数の支柱を作製するように配置された複
数の窪みとランド面とを有する剥離ライナーを提供するステップと、(b)剥離
ライナーの窪みを、固化して剥離ライナーに隣接する非粘着性表面を形成する支
柱形成組成物で充填するステップと、(c)ランド面と充填された窪みとを覆う
ように剥離ライナー上に接着剤層を塗布するステップと、(d)支柱形成組成物
を固化させるステップと、を具備する。
【0011】 自己組合せ型接着ファスナー要素を使用する方法は、(a)各々が基部と延長
部と先端とを有する複数の支柱であって、それら支柱は自己組合せパターンとフ
ァスナー選択性とを提供するように配置されており、少なくとも先端が非粘着性
である複数の支柱と、第1の表面と第2の表面とを具備する接着剤層であって、
第1の表面は複数の支柱の基部に接着してそれら支柱の間に粘着性表面を有する
ように設けられ、第2の表面は支持体に接着するように設けられる接着剤層とを
具備する自己組合せ型接着ファスナー要素を用意するステップと、(b)接着剤
層の第2の表面を支持体に付着させるステップと、を具備する。
【0012】 本願において、 「接着剤」は、接着剤組成物を称し、また接着剤層を称してもよい。「支持体
」は、自己組合せ型接着ファスナーが付着される表面を意味する。「粘着性」は
、別のファスナーの支柱または支持体である別の表面と接着剤との間の瞬間的接
触接着を意味し、粘着性は支持体に固有のものであってもよい。「再締結可能」
は、自己組合せ型接着ファスナーが、接着剤の凝集破壊を示さずかつ20%を超
える剥離強度の減少を被ることなく、24時間で少なくとも約3サイクルの係合
および脱離を行えることを意味する。凝集破壊は、接着剤層の破損または分離に
よって特徴づけられる。さらに、ファスナーは、脱離力が時間とともに一般に最
大値へ増加するように設けられることができる。
【0013】 本発明の接着ファスナー要素は、自己組合せ型である。すなわち、2つの支持
体の間に取り付けられて、接着ファスナー要素の組合せ面に沿って支持体の間に
締結を提供することができる。本発明の自己組合せ型接着ファスナー要素を使用
することによって、ファスナー要素はそれ自体に結合するため、支持体に取り付
けるのに使用するために1つのファスナー要素構造のみをストックすることが可
能である。2つの構造的に異なるファスナー要素を用意する必要はない。支持体
と組み合わせた本発明の1つまたはそれ以上の自己組合せ型接着ファスナー要素
が、相互に作用して「自己組合せ型接着ファスナー」を形成することができ、こ
れは、簡略化のために「ファスナー」と称してもよい。
【0014】 本発明のファスナーは、ファスナー選択性を提供することができる。ファスナ
ー選択性によって、自己組合せ型接着ファスナーの組合せ面に嵌まるかまたは噛
み合う構成または構造を有する表面のみに取り付くように自己組合せ型接着ファ
スナーを作ることができることを意味する。自己組合せ型接着ファスナーの組合
せ面に嵌まらないかまたは噛み合わない表面には結合しない。本発明の利点は、
単一の自己組合せ型接着ファスナー要素構造を使用して、対の自己組合せ型ファ
スナーを形成することができるということである。
【0015】 本発明の自己組合せ型接着ファスナーの別の利点は、再締結可能に作ることが
できるということである。ファスナーが組合せ面に取り付られると、同一の組合
せ面または別の組合せ面に再度取り付くことができる能力を破壊することなく、
引き離されることができる。再締結可能であることを考慮に入れて、自己組合せ
型接着ファスナーは、剥離強度における20%を超える減少を被ることなく且つ
凝集破壊を示すことなく、24時間で少なくとも約3サイクルの係合および脱離
を行うことができるべきである。好ましくは、自己組合せ型接着ファスナーは、
剥離強度における20%を超える減少を被ることなく且つ凝集破壊を示すことな
く、24時間で、係合および脱離の、少なくとも約25サイクルを行うことがで
きるべきであり、好ましくは少なくとも約50サイクルを行うことができるべき
である。凝集破壊は、接着剤層の破損または分離を称する。対照的に、接着破壊
は、接着剤層と他の表面との間における接着の分離または欠如を称する。
【0016】 図1〜図4を参照すると、本発明による自己組合せ型接着ファスナー要素は、
参照符号10で提供される。自己組合せ型接着ファスナー要素10は、複数の支
柱14と接着剤層16とを有する。図1に示されるように、エンボスされたライ
ナー12が設けられる。エンボスされたライナー12は、エンボスされた剥離表
面18と、剥離表面であってもなくてもよい第2の表面20とを有する。接着剤
層16は、支持体接着表面22と粘着性表面24とを有する。支持体接着表面2
2によって、自己組合せ型接着ファスナー10は、支持体26に取り付られ貼付
されることができる。
【0017】 自己組合せ型接着ファスナー10が支持体26に取り付られると、エンボスさ
れた剥離ライナー12は剥離されて、支柱14と粘着性表面24とを露出させる
ことができる。図示のように、支柱14は接着剤層16から離れる方向へ延び、
それによって粘着性表面24が他の表面に接触するのを防ぐ。支柱14および粘
着性表面24の露出された面は、当該ファスナー要素が他のファスナー要素に接
触してこれに取り付く場所であるため、組合せ面15と称することができる。
【0018】 支柱14は、大略して3つの領域を有する。これらの領域は、支柱14が接着
剤層16に接着する基部50と、別のファスナー要素の粘着性表面に最初に係合
または接触する支柱の部分である先端または接着剤接触表面44と、粘着性表面
24と先端44とを分離する延長領域52とを有する。
【0019】 図2および図3に示されるように、自己組合せ型接着ファスナー10は支持体
26に取り付けることができる。同様に、第2の実質的同一の自己組合せ型接着
ファスナー30が、別の支持体32に取り付けられて示されている。自己組合せ
型接着ファスナー30は、複数の支柱34と接着剤層36とを有する。接着剤層
36は、支持体接着面38と粘着性表面40とを有する。支持体接着表面38に
よって、自己組合せ型接着ファスナー30は、支持体32に取り付けられ貼付さ
れることができる。支柱34の先端および拡張領域と粘着性表面40とは、組合
せ面42と称することができる。
【0020】 自己組合せ型接着ファスナー10と支持体26との組み合わせは、物品23と
称することができる。自己組合せ型接着ファスナー30と支持体32との組み合
わせは、物品33と称することができる。支持体の例として、紙、プラスチック
、金属およびセラミックが挙げられるが、これらに限定されない。物品の例とし
て、封筒、衣類、テキスタイル、クロージャ、テープ、バッグエッジおよび自動
車用プラスチックパーツが挙げられるが、これらに限定されない。
【0021】 組合せ面15、42は、図2に示すように、向かい合わされて、図3に示すよ
うに係合させることができる。組合せ面15、42が係合していないときには、
ファスナーは、開放位置にあると称することができる。組合せ面15、42が係
合するときには、ファスナーは、閉鎖位置にあると称することができる。閉鎖位
置にあるときには、支柱14、34の先端44、46は粘着性表面40、24に
接触する。好適な実施態様において、先端44は粘着性表面40に接触し、先端
46は粘着性表面24に接触する。
【0022】 自己組合せ型接着ファスナー10は、エンボスされた剥離ライナー12に窪み
13とランド面17とを設けることによって製造されることができる。窪み13
は、支柱14の寸法または構成に対応する寸法または構成で提供される。ランド
面17は、窪み13を囲繞するエンボスされた剥離ライナー12の比較的平らな
部分である。窪み13およびランド面17のパターンを調節して、ファスナー選
択性を提供することができる。窪みおよびランド面のパターンの例が、粘着性表
面62と支柱64とを示す図4に示されるパターン60によって具現される支柱
のパターンを提供する。支柱64は、ライナーの窪みの形状に対応する構造を有
し、粘着性表面62は、エンボスされたライナーの比較的平らなランド面に対応
して比較的平らである。一般に、支柱64は互いに対して間隔をおいて離れた関
係で配列され、その基部67で接着剤65に接着し、向かい合った接着ファスナ
ー要素の支柱先端に結合するための粘着性表面62として支柱64の間に接着表
面を残す。
【0023】 流体材料がエンボスされた剥離ライナー12の剥離表面18上に加えられ、窪
み13を充填することが可能である。流体材料は、次いで、硬化し、乾燥し、ま
たは、固化して、支柱14を形成する。材料は、エンボスされた剥離ライナー1
2のランド面17を覆わないことが好ましい。そのため、エンボスされた剥離ラ
イナーが剥離されると、粘着性表面24が露出される。材料がランド面17をい
くらか覆うことが可能ではあるが、粘着性表面24の表面積を減少させるため、
一般にこれは望ましくない。一般に、ファスナーが閉鎖位置で提供されるときに
、粘着性表面24が十分な接着を保証するほど十分に大きいことが望ましい。
【0024】 向かい合ったファスナーユニットの接着の程度は、多くの要因によって制御さ
れることができる。1つの要因は、1つのファスナー要素の支柱先端と向かい合
ったファスナー要素の粘着性表面との間の接触面積を調節することである。たと
えば、第1のファスナー要素の支柱先端と向かい合ったファスナー要素の粘着性
表面との間の接触面積が増大すると、ファスナー要素の間の接着が増大すること
が予想される。より少ない再締結可能性が意図されるファスナー要素には、支柱
先端と向かい合ったファスナー要素の粘着性表面との間のより多くの接触面積を
設けることができる。第1のファスナー要素の支柱先端と向かい合ったファスナ
ー要素の粘着性表面との間の接触面積を増大することは、ファスナー要素が入れ
子状になる必要性によって制限されることを理解しなければならない。すなわち
、ファスナー要素によって提供される支柱の数が増えると、ファスナー要素が入
れ子状になることはより困難になることが予想される。多くの用途において、フ
ァスナー要素の支柱は、接着剤層の表面積の約20%〜約40%を覆い、より好
ましくは接着剤層の表面積の約25%〜約35%を覆うことが予想される。ファ
スナー要素の支柱は、接着剤層の表面積の約3分の1を覆うことが予想される。
【0025】 流体材料が窪み13を充填した後、接着剤が支柱14およびランド面17上に
加えられ、接着剤層16を形成する。流体材料が硬化して支柱を形成する前また
は後に接着剤を加えることができることを認識しなければならない。接着剤と流
体材料とは、同一であっても異なってもよく、同時に硬化してその間の結合を増
大することもできる。本発明の1つの実施態様において、接着材料と流体材料と
は、同一の材料である。この状況において、接着剤層16と支柱14とは、接着
剤または接着剤形成材料から形成される。支柱14は、非粘着性区域(先端等)
を含む一方、粘着性表面24は依然として粘着性であるように加工されることが
できる。支柱を加工する1つの方法の例として、放射線硬化が挙げられる。エン
ボスされた剥離ライナーは、窪みを形成するライナーの部分が放射線を透過する
一方、ランド面は放射線を透過しないように、設けられることができる。放射線
硬化は、少なくとも支柱の先端を硬化し、その上に非粘着性表面を提供する。
【0026】 ファスナー10は、保管および/または輸送に適切な形態で提供されることが
できる。たとえば、ロールの形態でまたは大きなシートとして提供されることが
できる。ファスナー10がロールの形態で提供される場合、一般に、第2の表面
20が、支持体接着表面22に接触する剥離表面であることが望ましく、ファス
ナーを支持体に加えることが望まれるときには、支持体接着表面22から剥離さ
れることができる。この実施態様において、第2の剥離表面20は、エンボスさ
れた剥離ライナー12が支柱14および粘着性表面24から剥離するよりもたや
すく、支持体接着表面22から剥離しなければならない。あるいは、別個の剥離
ライナーが支持体接着表面22の上に加えることもできる。自己組合せ型接着フ
ァスナー10を使用することが望ましい場合は、ファスナーをほどいて、支持体
接着表面22を露出させるだけでよい。別個の剥離ライナーが設けられる場合、
その別個の剥離ライナーを剥離して、支持体接着表面を露出させることができる
。自己組合せ型接着ファスナー10は、次いで支持体26に加えられ、これに取
り付くことができる。組合せ面15を露出させることが望まれる場合には、エン
ボスされたライナー12を剥離することができる。
【0027】 支柱材料 支柱は、硬化し、乾燥し、固化すると、少なくとも非粘着性先端を提供する。
先端および拡張領域に沿った支柱の露出表面は、非粘着性であることが好ましい
。非粘着性によって、表面は、粘着性を呈さない他の表面に接触したときに接着
しないことを意味する。この特徴によって、向かい合ったファスナーの支柱は、
支柱が入れ子状になり支柱の先端が向かい合ったファスナーの粘着性接着表面に
接触するまで互いに摺動することができる。
【0028】 再締結可能なファスナーを提供することが望まれる場合は、支柱の先端は、向
かい合ったファスナーの粘着性のある表面に永久的に結合してはならない。ひと
たび再締結可能なファスナーが係合して閉鎖位置で提供されると、凝集破壊なし
でファスナーを別々にすることが望ましく、そのため、後で再係合して閉鎖位置
で提供されることができる。本発明のファスナーを再締結可能なファスナーとし
て提供することが望ましい一方、ファスナーは再締結可能である必要はないこと
を理解しなければならない。すなわち、本発明のファスナーは、閉鎖位置にある
ときに、先端と粘着性表面との間の結合は、一定の量の時間の後、たとえば12
時間後に、永久的になることができるように、提供されることができる。
【0029】 自己組合せ型接着ファスナー10の支柱14と接着剤層16とは、同一の材料
または異なる材料から製造されてもよい。支柱と接着剤層とが異なる材料である
状況において、硬化可能な組成物を窪み33内に加えて、次いでその組成物を硬
化して非粘着性表面を有する支柱を形成することが有利である。次いで、接着剤
を加えて接着剤層16を提供することができる。
【0030】 支柱14と接着剤16とが同一の材料である状況において、支柱14と接着剤
16との間の接着は、凝集破壊を防ぐほど十分に強い。支柱14が接着剤層16
を形成するのに使用されるものとは異なる材料から製造される状況において、支
柱と接着剤層16との間の接着を高めることは、ファスナー要素が凝集破壊を呈
さないことを確実にするために重要である。支柱が接着剤層上の適所にあるまま
でありながら、同時に向かい合ったファスナーの粘着性表面に係合し且つ係合を
解くことができることが必要である。支柱14と接着剤16との間の接着は、支
柱14の先端44と向かい合ったファスナーの粘着性表面との間の接着よりも大
きくなければならない。永久ファスナーの場合、支柱と接着剤層と向かい合った
ファスナーの粘着性表面との間の接着は、実質的に同等である。
【0031】 支柱を形成するのに使用される材料と接着剤とが同一であれ異なるものであれ
、支柱材料を塗布し、次いで接着剤を塗布し、両方を同時に硬化することが有利
である。支柱と接着剤との間の接着は、順次硬化するのに比較して、同時に硬化
したときの方がより強くなると予想される。
【0032】 支柱が接着剤層16に取り付けられたままでありながら、向かい合ったファス
ナーの粘着性表面との係合を外れることができるのを確実にする別の方法は、支
柱の頂部と向かい合ったファスナーの粘着性表面との間の接触面積よりも実質的
に大きな接触面積を支柱と接着剤との間に設けることである。したがって、支柱
の1つの好適な構成は、円錐台構造を提供するものである。先端の表面積に対す
る基部の表面積は、約2:1〜約4:1の間であることが好ましい。
【0033】 支柱には、向かい合ったファスナーの支柱と入れ子状になることができる構成
または構造が設けられることが好ましい。一般に、支柱には、角錐台、円錐台お
よび三角錐または四角錐として特徴づけられる形状が設けられことが予想される
。支柱の先端は、平頭であるか比較的平らであることが一般に好ましい。先端が
実質的に平らな表面であることによって、向かい合ったファスナーの粘着性表面
に良好に接触することができる。さらに、支柱および/またはランド面の実質的
に平らな先端には、一定の型の接着剤への接着を制御する微細凹凸構造または他
の設計が設けられることができる。微細凹凸構造の導入は、1995年5月4日
に公開された国際特許出願公開第WO95/11945号に記載されている。表
面配列および接触面積による接着の制御は、1989年、Van Nostra
nd Reinhold、Donatas Satasによって編集された「感
圧接着剤技術のハンドブック(the Handbook of Pressu
re Sensitive Adhesive Technology)」第2
版に検討されている。
【0034】 好適な支柱の構成は、多くの要因によって制御されている。本発明の支柱は、
剥離ライナーの窪みを充填することによって準備されることが好ましいため、支
柱の高さは、剥離ライナーの厚さによって幾分制限される。さらに、支柱の高さ
は、ファスナーの表面にわたって結合の不安定さを導入するほど大きくてはなら
ない。一般に、支柱の高さは、約75〜約250μmであると予想される。12
5μmの高さの支柱には、これは基部と先端との間の距離であるが、基部は約0
.6〜約3mmの周縁を有することが好ましくは、先端は約0.4〜約1.2m
mの周縁を有することが好ましい。
【0035】 本発明の自己組合せ型接着ファスナーは、支柱材料と接着剤との選択によって
幅広い範囲の特性を有することができる。支柱は、比較的非粘着性の材料から作
られることが好ましい。特に、支柱の側面と先端とは非粘着性であることが好ま
しい。しかし、異なる支柱材料が特定の接着剤に対する結合の範囲を提供するこ
とができる。同様に、所与の支柱材料には、異なる接着剤がファスナーに対する
結合の範囲を提供することができる。さらに、接着剤の厚さ、支柱接触面積への
接着および支持体の剛性等の処理変数も、脱離力の変動を可能にする変数である
【0036】 支柱が高密度であると、ファスナー要素の支柱が入れ子状になり向かい合った
ファスナー要素の接着剤に接触するのが困難になりうることを理解しなければな
らない。言い換えると、多くの支柱がありすぎると、頂部が粘着性表面に接触す
るように支柱が互いによってスリップすることは困難である。
【0037】 支柱を形成するのに適切な材料は、エンボスされたライナーに設けられた窪み
内に流れ込むことができ、次いで、硬化し、乾燥し、または、固化して、非粘着
性表面を提供することができる材料を含む。支柱を形成するのに使用されること
ができる組成物の型の例として、熱可塑性ポリマー組成物、熱硬化性ポリマー組
成物、化学線硬化組成物および溶剤含有組成物が挙げられる。本発明のファスナ
ー要素の支柱を形成するのに使用される材料は、流れ可能な液体の形態で加えら
れるのが好ましいが、材料によっては流れ可能な粉末として加えられてもよく、
これは次いで溶解して硬化し、支柱を形成する。好適な組成物として、エポキシ
樹脂、ガラス充填エポキシ樹脂および紫外線硬化可能なインキシステムが挙げら
れる。
【0038】 エンボスされたライナー 本発明のファスナー要素を準備するのに使用されるエンボスされたライナーは
、可撓性のあるキャリヤウェブとして使用される幅広い範囲の材料を含む。好適
な材料は、熱的にエンボスされて窪みを形成することができるポリエチレンまた
はポリプロピレン等の熱可塑性ポリマーを塗布されたクラフト紙である。突出部
が形成されたマスター表面に熱的にエンボスされるかまたは流延されて窪みを形
成するように複製されることができる熱可塑性フィルムも有用である。ライナー
をエンボスするのに使用される複製技術は、Martensに付与された同譲受
人の米国特許第4,576,850号に開示されたものを含む。
【0039】 接着剤 本発明の自己組合せ型接着ファスナーに使用されることができる接着剤の型は
、所与の用途に所望の特性を提供するように選択されなければならない。接着剤
は、手触りでは非粘着性であるが、他の支持体に対しては強力に粘着性であって
もよい。接着剤は、1994年9月29日に公開された国際特許出願公開第WO
94/21742号に記載されたもの等の接着剤等の支持体専用のものであって
もよい。
【0040】 感圧接着剤が本発明の実施態様に使用するのに好適である。熱活性化された接
着剤または溶剤活性化された接着剤等の非感圧接着剤も使用することができるが
、それらは感圧接着剤ほど好適ではない。感圧接着剤の利点は、その天然の可撓
性および伸び特性である。自己組合せ型接着ファスナーが広い範囲の公知の感圧
接着剤を使用することができる一方、感圧接着剤は、強力に粘着性があり、支持
体に接触すると強力な結合を形成するものが好ましい。
【0041】 溶剤塗布可能な接着剤、溶融塗布可能な接着剤、および水なしで塗布されるラ
テックス系感圧接着剤等の広い範囲の塗布可能な感圧接着剤を使用することがで
きる。また、溶剤なしで硬化可能な接着剤(100%固体と称されることが多い
)を使用することもできる。より厚い接着剤コーティングが望まれる場合には、
接着剤の複数の層を加えるか、または、その場で(in situ)接着剤を光
重合するかのいずれかが望ましい。好適な型の接着剤の特定の例として、(メタ
)アクリレート((meth)acrylates)、たとえば、イソオクチル
アクリレート/アクリル酸コポリマーおよび粘着化アクリレートコポリマー;天
然または合成ゴム樹脂、たとえば、アクリロニトリル/ブタジエンのニトリルゴ
ム等;シリコーン系接着剤、たとえば、ポリシロキサン;ポリオレフィン;ポリ
エステル;ポリアミド;ブロックコポリマー系接着剤;ポリウレタン;およびこ
れらの混合物が挙げられる。
【0042】 接着テープ構造の製造に使用される従来のコーティング技術を使用して接着剤
組成物を加えることができる。これらの技術は、ナイフコーティング、ロールコ
ーティング、ホットメルトコーティング、リバースコーティングおよびグラビア
コーティング技術を含むが、これらに限定されない。結果として得られるコーテ
ィングは、次いで、炉を通り、溶剤または水を除去して接着剤構造を生成する。
あるいは、上述のものに類似したナイフコーティングまたは計量コーティング技
術を使用して、溶剤なしで硬化可能な接着剤をキャリヤフィルムに加えて、次に
、化学線、紫外線または熱に露出することによって接着剤状態に硬化されること
ができる。
【0043】 本発明の自己組合せ型接着ファスナーは、選択的取付を提供することが望まし
い型の支持体に取り付けられることができる。結果として得られる物品は、封筒
、衣類、テキスタイル、クロージャおよび自動車用プラスチックパーツが挙げら
れるが、これらに限定されない。自己組合せ型接着ファスナーは、フックアンド
ループ型ファスナーの代替品として、特に有利であることを理解しなければなら
ない。本発明の自己組合せ型接着ファスナーの利点は、ファスナーを支持体に加
えるのに便利なための第2の操作(接着剤コーティング、縫合等)を必要としな
いということである。接着によって容易に加えることができるが、フックアンド
ループ型ファスナーでは、接着剤コーティングまたは縫合によって、締結される
支持体への取付を提供しなければならない。本発明のファスナー要素は、ロール
構造で提供されることが好ましい。
【0044】 本発明の目的および利点は、下記の実施例にさらに例示される。これらの実施
例および他の状態および詳細に引用された特定の材料およびその量は、本発明を
不当に制限するように理解されるべきではない。別途記載があるかまたは他の方
法で明らかである場合を除き、すべての材料は市販されている。
【0045】 実施例1 両面にポリプロピレンを塗布された紙ライナーの光沢面(ニューヨーク州プラ
スキー(Pulaski)のショラーテクニカルペーパーズ(Schoelle
r Technical Papers)が販売の標準110g/cm2原紙に
0.13mm厚光沢ポリプロピレン、0.13mm厚マットポリプロピレン)が
エンボスされ、六角形アレイに配列された1平方センチメートル当たり225個
の窪みを提供した。各窪みは、表面で直径350μm、深さ100μmで直径2
00μmの逆円錐台であった。これらの窪みは、EPI−REZ35201(ケ
ンタッキー州ルイビルのローンプーレン(Rhone−Poulenc)が販売
の水性エポキシ樹脂)、100樹脂当たり5.75部のEPI−CURE872
(ケンタッキー州ルイビルのローンプーレンが販売)、および、57重量%の微
細ガラスビーズ(35μm〜50μmにサイズは変動する)の未硬化混合物が充
填された。この材料はライナーの窪みに塗布され、ランド面表面はきれいに拭わ
れた。塗布されたライナーは、10分間60℃の炉に置かれて溶剤を除去し、次
いで10分間80℃の炉に置かれてエポキシを完全に硬化した。
【0046】 窪み内に硬化した支柱材料を含むライナーのエンボスされた面は、次いで、固
体含有量37%で組み合わされた2−メチルブチルアクリレート−アクリル酸(
90:10)コポリマーと酢酸エチルとの樹脂溶液100重量部と、トルエン内
の1,1’−(1,3−フェニレンジカルボニル)−ビス−(2−methyl
ayiridine)の5%溶液からなる架橋剤0.6部と、からなる接着剤溶
液が塗布された。51μmのコーティングギャップがナイフベッドコーターに設
定され、ライナーはコーターを通って引かれて、接着剤を塗布した。接着剤が塗
布されたライナーは、10分間60℃の炉に置かれて溶剤を除去した。これは、
この実施例のためのPSA(感圧接着剤)を提供した。
【0047】 接着剤は、51μm厚の同時押出二層フィルムにラミネートされた。第1の層
は、ポリプロピレンとポリ(エチレンテレフタレート)(PET)との混合から
なり、第2の層はポリ(エチレンテレフタレート)であった。混合層用に、メル
トフローインデックス(MFI)が1.6のFINA3230ポリプロピレン(
フィナオイルアンドケミカル社(Fina Oil and Chemical
Co.)が販売)約27部(27重量%)が、11.4cmの一軸スクリュー
押出機の入力に供給された。容量固体供給機を使用して、混合層に供給されるF
INA3230ポリプロピレンの添加速度を制御した。極限粘度数(I.V.)
約0.59g/dl、融点約235℃(Perkin−Elmer DSC7を
使用して、20℃/分で取られた第2の加熱スキャンの溶融ピークにおける最大
として決定された)の予め乾燥された押出グレードのポリ(エチレンテレフタレ
ート)約73部(73重量%)の追加供給ストリームが、11.4cmの一軸ス
クリュー押出機の入力に供給された。11.4cmの押出機の合計供給速度は約
190kg/時であった。ポリ(エチレンテレフタレート)層用に、混合層に使
用されたと同一の予め乾燥された押出グレードのポリ(エチレンテレフタレート
)が、6.4cmの一軸スクリュー押出機に供給された。6.4cmの押出機の
供給速度は約27.3kg/時であった。11.4cmの押出機および6.4c
mの押出機の溶融ストリームは、二層構造を生成するように構成された3層フィ
ードブロックを使用して一緒にされた。フィードブロックは、46cm幅のスロ
ット供給シートダイに装着され、ダイギャップは約1mmであった。粒子制御用
のフィルタおよび流量制御用の歯車ポンプは、11.4cmの押出機および6.
4cmの押出機の両方の溶融ストリームのために、押出機ゲートとフィードブロ
ックとの間に設置された。ダイによって形成されたシートは、約38℃の温度に
維持された温度制御キャストホイールに流延され、キャストシートは、静電ピニ
ングによって適所に保持された。完成したフィルムは、次いで、従来のポリエス
テルフィルム二軸延伸設備を使用して作られ、キャストウェブを約82℃まで予
め加熱し、次いで約88℃の温度で伸ばすことによって機械方向(MD)へ約3
倍フィルムを伸ばし、次いで、約107℃の温度で横方向(TD)へ約3倍フィ
ルムを伸ばした。伸ばされたフィルムは、次いで、約107℃の温度に設定され
た熱をかけられた。伸ばされたフィルムは、次いで、約232℃の温度に設定さ
れた熱をかけられたが、フィルムは抑制された。フィルム延伸の間に混合層に空
隙が形成され、結果として不透明な低密度フィルムが得られた。完成したフィル
ムは、130μm厚で、密度は約0.80g/ccであった。
【0048】 紙状フィルムがこの実施例のために支持体を提供した。エンボスされたライナ
ーが除去されると、フィルム上の接着剤が窪みからエポキシ/ビーズ混合物を引
き、非粘着性の平らな頂部支柱を備えた自己組合せ型ファスナーを形成した(図
5)。係合後、ファスナーの各側の支柱の頂部は、他方の側の接着剤に取り付い
た(図6)。支柱は、接着剤が接着剤に接触するのを防ぎ、したがって、永久結
合が発生するのを防いだ。
【0049】 実施例2 実施例1と同一の方法でサンプルが準備されたが、UV硬化可能なインキ(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社が
販売のSCOTCHCALシリーズ9700UV硬化可能な印刷インキから明ら
かなNo.9720オーバープリント)を使用して、エンボスされたライナーの
窪みを充填したことを除く。インキは、バージニア州スターリンのEIT, I
NC.が販売のUVパワーパック(Power Puck)によって測定された
ように、0.076J/cm2UVA、0.07J/cm2UVB、0.006J
/cm2UVCおよび0.035J/cm2UVVの線量率で80フィート/分の
速度で2回サンプルをUVプロセッサ(イリノイ州プレーンフィールドのラジエ
ーションポリマー社(Radiation Polymer Co.)によって
製造されたモデル数QC1202A/NSPL)を通すことによって硬化した。
【0050】 窪み内の材料を硬化した後、ライナーには実施例1の接着剤が塗布された。1
10μmのコーティングギャップがナイフベッドコーターに設定され、ライナー
がギャップを通って引かれ接着剤を塗布した。接着剤を塗布したライナーが、1
0分間67℃の炉に置かれて溶剤を除去した。これは、この実施例のためのPS
Aを提供した。
【0051】 接着剤は、実施例1に記載されているように、51μm厚のフィルムにラミネ
ートされた。このフィルムは、この実施例のための支持体を提供した。エンボス
されたライナーが除去された後に、紙状フィルム上の接着剤がUV硬化インキを
窪みから引き、非粘着性の平らな頂部の支柱を備えた自己組合せ型ファスナーを
形成した。係合後、ファスナーの各側の支柱の頂部は、他方の側の接着剤に取り
付いた。支柱は、接着剤が接着剤に接触するのを防ぎ、したがって、永久結合が
発生するのを防いだ。
【0052】 実施例3 実施例1のエンボスされたライナーの窪みは、実施例1の手順を使用して、3
0gの樹脂(イリノイ州レイクブラフのブーラー(Buehler)が販売のE
PO−KWICK No.20−8136−128)と、6gの硬化剤(ブーラ
ーが販売のEPO−KWICK No.20−8136−032)と90gの約
50μmのガラスビーズとの未硬化混合物で充填された。エンボスされたライナ
ーは、次いで、1時間67℃の炉に置かれてエポキシ/ガラスビーズ混合物を硬
化した。室温まで冷却した後、ライナーは、等量部のKRATON1107樹脂
(イリノイ州ウェストブルックのシェルケミカル社が販売)とWINGTAC9
5PLUS樹脂(オハイオ州アークロンのグッドイヤーアンドラバー社(Goo
dyear Tire and Rubber Company)が販売)とか
らなる接着剤溶液で塗布され、トルエン内に40%の固体を提供した。この接着
剤溶液は、125μmのギャップを備えたナイフベッドコーターを使用して塗布
された。接着剤溶液は、約5分間空気乾燥された後、30分間90℃の炉に置か
れた。室温まで冷却した後、感圧接着剤が50μm厚KAPTONフィルム(デ
ラウェア州ウィルミントンのE.I.デュポンデネムール社(E.I. duPont de N
emours and Company, Inc.)が販売のポリイミドフィルム)のシートにラミネー
トされた。KAPTONフィルムは、この実施例の支持体として作用した。エン
ボスされたライナーが除去された後に、KAPTONフィルム上の接着剤がエポ
キシ/ガラスビーズ混合物を窪みから引き、非粘着性の平らな頂部の支柱を備え
た自己組合せ型ファスナーを形成した(図5に示したものに類似)。係合後、フ
ァスナーの各側の支柱の頂部は、他方の側の接着剤に取り付いた(図6に示した
ものに類似)。支柱は、接着剤が接着剤に接触するのを防ぎ、したがって、永久
結合が発生するのを防いだ。
【0053】 実施例1〜3のファスナーは、良好な自己組合せ型特性を例示した。ファスナ
ー要素の支柱は、良好に噛み合った。実施例2、3のファスナーの走査電子顕微
鏡写真は、図5、6の走査電子顕微鏡写真に類似するであろうと予想される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 剥離ライナーに設けられた本発明による自己組合せ型接着ファスナー要素の概
略断面図である。
【図2】 図1の自己組合せ型接着ファスナーを設けた2つの物品の開放位置における概
略断面図である。
【図3】 図2の2つの物品の閉鎖位置における概略断面図である。
【図4】 支持体に設けられた本発明による自己組合せ型接着ファスナー要素の斜視図で
ある。
【図5】 実施例1の自己組合せ型接着ファスナーの走査電子顕微鏡写真である。
【図6】 実施例1の自己組合せ型接着ファスナーの閉鎖位置における走査電子顕微鏡写
真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR, NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL ,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR, BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,E E,ES,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU ,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL ,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK, SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,V N,YU,ZW Fターム(参考) 3B100 DA06 4J004 AA04 AA05 AA06 AA07 AA10 AA11 AA14 AA15 AB01 BA02 CA02 CA04 CA06 CA07 CA08 CB02 CC02 CC03 CC04 DB02 FA08

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自己組合せ型接着ファスナー要素であって、 (a)各々が基部と延長部と先端とを有する複数の支柱であって、それら支柱
    は自己組合せパターンとファスナー選択性とを提供するように配置されており、
    少なくとも該先端が非粘着性である複数の支柱と、 (b)第1の表面と第2の表面とを具備する接着剤層であって、該第1の表面
    は前記複数の支柱の前記基部に接着してそれら支柱の間に粘着性表面を有するよ
    うに設けられ、該第2の表面は支持体に接着するように設けられる接着剤層と、 を具備する自己組合せ型接着ファスナー要素。
  2. 【請求項2】 前記複数の支柱と前記接着剤層の前記粘着性表面とに接触す
    る剥離ライナーをさらに具備する請求項1記載の自己組合せ型接着ファスナー要
    素。
  3. 【請求項3】 前記支柱の前記先端は、実質的に平らな表面を有する請求項
    1記載の自己組合せ型接着ファスナー要素。
  4. 【請求項4】 前記実質的に平らな表面は微小凹凸構造である請求項3記載
    の自己組合せ型接着ファスナー要素。
  5. 【請求項5】 前記支柱は円錐台形状を有する請求項1記載の自己組合せ型
    接着ファスナー要素。
  6. 【請求項6】 前記接着剤は感圧接着剤である請求項1記載の自己組合せ型
    接着ファスナー要素。
  7. 【請求項7】 前記接着剤層の前記第2の表面に接触する接着剤剥離ライナ
    ーをさらに具備する請求項1記載の自己組合せ型接着ファスナー要素。
  8. 【請求項8】 前記自己組合せ型接着ファスナー要素がロール構造で提供さ
    れる請求項7記載の自己組合せ型接着ファスナー要素。
  9. 【請求項9】 請求項1記載の自己組合せ型接着ファスナー要素を製造する
    方法であって、 (a)ファスナー選択性を呈する自己組合せパターンを有する複数の支柱を作
    製するように配置された複数の窪みとランド面とを有する剥離ライナーを用意す
    るステップと、 (b)前記剥離ライナーの前記窪みを、固化して該剥離ライナーに隣接する非
    粘着性表面を形成する支柱形成組成物で充填するステップと、 (c)前記ランド面と前記充填された窪みとを覆うように前記剥離ライナー上
    に接着剤層を塗布するステップと、 (d)前記支柱形成組成物を固化させるステップと、 を具備する製造方法。
  10. 【請求項10】 前記固化ステップは、前記支柱形成組成物を硬化させるこ
    とを含む請求項9記載の自己組合せ型接着ファスナー要素の製造方法。
  11. 【請求項11】 前記剥離ライナー用意ステップは、該剥離ライナーをエン
    ボス加工して複数の窪みを形成することを含む請求項9記載の自己組合せ型接着
    ファスナー要素の製造方法。
  12. 【請求項12】 前記充填された窪みおよび前記ランド面から前記剥離ライ
    ナーを剥離して、請求項1記載の自己組合せ型接着ファスナーを露出させるステ
    ップをさらに具備する請求項9記載の自己組合せ型接着ファスナー要素の製造方
    法。
  13. 【請求項13】 前記支柱の前記先端が実質的に平らな微小凹凸表面を有す
    る請求項12記載の自己組合せ型接着ファスナー要素の製造方法。
  14. 【請求項14】 支持体と該支持体に接着された請求項1記載の自己組合せ
    型接着ファスナー要素とを具備する物品。
  15. 【請求項15】 前記複数の支柱と前記接着剤層の前記粘着性表面とに接触
    する剥離ライナーをさらに具備する請求項14記載の物品。
  16. 【請求項16】 前記支柱の前記先端が実質的に平らな微小凹凸表面を有す
    る請求項14記載の物品。
  17. 【請求項17】 前記支持体は、紙、プラスチック、金属またはセラミック
    である請求項14記載の物品。
  18. 【請求項18】 請求項1記載の自己組合せ型接着ファスナー要素を使用す
    る方法であって、 (a)請求項1記載の自己組合せ型接着ファスナー要素を用意するステップと
    、 (b)前記接着剤層の前記第2の表面を支持体に付着させるステップと、 を具備する使用方法。
  19. 【請求項19】 請求項18記載の自己組合せ型接着ファスナー要素の使用
    方法であって、 前記自己組合せ型接着ファスナーは、前記複数の支柱と前記接着剤層の前記粘
    着性表面とを覆う剥離ライナーをさらに有し、 (a)該複数の支柱および該接着剤層の該粘着性表面から該剥離ライナーを剥
    離して組合せ面を露出させるステップ、 を有する使用方法。
  20. 【請求項20】 請求項1記載の自己組合せ型接着ファスナー要素を製造す
    る方法であって、 (a)複数の窪みとランド面とを有する剥離ライナーを用意するステップと、 (b)複数の支柱を形成するために前記複数の窪み内に、且つ、接着剤層を形
    成するために前記ランド面上に、接着剤組成物を付与するステップと、 (c)前記接着剤を選択的に硬化させて前記複数の窪み内に少なくとも非粘着
    性先端を有する支柱を形成するステップと、 を具備する製造方法。
  21. 【請求項21】 前記選択的硬化ステップは、前記接着剤を硬化させて前記
    ランド面を覆う粘着性接着剤層を形成することを含む請求項20記載の自己組合
    せ型接着ファスナー要素の製造方法。
  22. 【請求項22】 前記選択的硬化ステップは、化学線による硬化を含む請求
    項20記載の自己組合せ型接着ファスナー要素の製造方法。
  23. 【請求項23】 前記剥離ライナー用意ステップは、前記複数の窪みの一部
    が放射線を透過し、かつ前記ランド面が放射線を透過しない剥離ライナーを用意
    することを含む請求項20記載の自己組合せ型接着ファスナー要素の製造方法。
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