JP4787918B2

JP4787918B2 - ホットメルト接着剤

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Publication number: JP4787918B2
Application number: JP2006523819A
Authority: JP
Inventors: ゴング，リエ−チョン; エル．アレン，メリッサ; エー．メハッフィー，ジャスティン; アール．デサイ，ダーシャク; エル．ハナー，デール; リー，トゥイェット
Original assignee: ヘンケルアクチェンゲゼルシャフトウントコンパニーコマンディトゲゼルシャフトアオフアクチェン
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2004-02-13
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2024-02-13
Also published as: DE602004025355D1; AU2004272489A1; WO2005026283A1; EP1656432A1; KR101089110B1; US7208541B2; EP1656432B1; ATE456643T1; KR20060121816A; JP2007503480A; US20050042469A1; CN1836020A

Description

本発明は、高温及び低温性能の優秀なバランスを示し、そして特に包装用途における使用に有利であるホットメルト接着剤に関する。

ホットメルト接着剤は、包装工業において、厚紙（cardboard）のケース、トレー及びカートンを密封するために広く用いられている。

多くのタイプの包装用途は、耐熱性及び寒冷耐性の両方である接着剤の使用を要求する。格別高い耐熱性、加えて良好な耐寒冷性を備えたホットメルト接着剤の使用は、熱間充填包装用途において、たとえば溶融チーズ、ヨーグルト又は焼きたて商品（引き続いて冷蔵又は冷凍に付される）を包装するために用いられるカートン、ケース又はトレーについての密封及び密閉操作の際に重要である。良好な耐熱性及び良好な耐寒冷性を有する接着剤はまた、トラック又は鉄道により出荷されることになっている容器（ケース、カートン等）を密封するために必要とされる。トラック又は貨車内で輸送及び／又は貯蔵される密封容器は、夏においては非常に高い温度（１６５°Ｆ（７４℃）まで又はそれより高い）及び冬においては非常に低い温度（約−２０°Ｆまで又はそれより低い）に曝される。かくして、包装用途に用いられるホットメルト接着剤は、密封容器が輸送過程中にぱっと開かないように十分に強力である必要がある。

エチレンビニルアセテート及び／又はエチレンｎ−ブチルアクリレートを基剤としたホットメルト接着剤が包装用途に用いられてきたけれども、高い耐熱性及び良好な寒冷接着性の両方を有する新規の且つ改善されたホットメルト配合物（新規ポリマーを基剤とした配合物を含めて）に対するニーズが存続している。本発明は、このニーズに取り組むものである。

本発明は、良好な耐熱性及び耐寒冷性の両方を有するホットメルト接着剤、基材どうしを一緒に接合するのにケース、カートンを密閉／密封する等のために該接着剤を用いる方法、並びに該接着剤を含む製造物品を提供する。

本発明の一つの側面は、エチレン−２−エチルヘキシルアクリレートコポリマーを含むホットメルト接着剤を提供する。好ましい接着剤配合物はまた、官能化ポリエチレン添加剤、粘着付与剤及びワックスをも含む。

本発明の別の側面は、約３００°Ｆ（約１４９℃）又はそれ以下にて適用され得て、且つ高い耐熱性を有するホットメルト接着剤に向けられる。本発明は、約１５０°Ｆ（約６６℃）を超える、一層好ましくは約１５５°Ｆ（約６８℃）を超える熱応力値を有する低適用温度ホットメルト接着剤を当該技術に提供する。エチレン−２−エチルヘキシルアクリレートコポリマー、並びに好ましくはまた官能化ポリエチレン添加剤、粘着付与剤及びワックスを含む、低適用温度ホットメルト接着剤が包含される。

本発明の更に別の側面は、ケース、カートン、トレー、ボックス（「箱」）又はバッグ（bag）を密封する及び／又は作製する若しくは形成させる方法に向けられる。その方法は、エチレン−２−エチルヘキシルアクリレートコポリマーを含むホットメルト接着剤を用いることを含む。

本発明の更に別の側面は、エチレン−２−エチルヘキシルアクリレートコポリマーを含むホットメルト接着剤を含む製品に向けられる。一つの具体的態様において、その製品は、製造物を包装するために用いられるカートン、ケース、トレー又はバッグであって、エチレン−２−エチルヘキシルアクリレートコポリマーを含むホットメルト接着剤を用いて形成されたカートン、ケース、トレー又はバッグである。包装物品は、かかるホットメルト接着剤により接着された厚紙（cardboard）又は板紙（paperboard）を含み得る。別の具体的態様において、接着剤は、物品たとえばカートン、ケース、トレー又はバッグに、その製造中に、及び製造物の包装に先だって、前もって適用される。

本発明の更なる側面は、カートン、ケース、トレー又はバッグ内に入れられた包装物品特に包装食品であって、該カートン、ケース、トレー又はバッグがエチレン−２−エチルヘキシルアクリレートコポリマーを含む包装物品、特に包装食品に向けられる。

本発明はまた、基材を同類又は異類の基材に接合する方法であって、少なくとも一方の基材に溶融ホットメルト接着剤組成物を適用し、そしてそれらの基材を一緒に接合することを含み、しかも該ホットメルト接着剤がエチレン−２−エチルヘキシルアクリレートコポリマーを含む方法を提供する。

発明の詳細な説明
本明細書において引用された文献はすべて、参照することによりそっくりそのまま組み込まれる。

格別高い耐熱性、加えて良好な耐寒冷性を備えたホットメルト接着剤の使用は、熱間充填包装用途において、並びに極温への暴露がありそうである条件下で、包装商品が輸送及び／又は貯蔵される場合において重要である。

高温及び低温性能の優秀なバランスを有するホットメルト接着剤が、エチレン−２−エチルヘキシルアクリレート（ＥＥＨＡ）コポリマーを用いて得られ得る、ということが見出された。本発明の接着剤は、少なくとも約−２０°Ｆまで、及び約１６０°Ｆまで又はそれ以上で、部分的な乃至は完全な繊維切れ（fiber tear）をもたらすように配合され得る。

ホットメルト接着剤の製造に慣用的に用いられているポリマー、たとえばエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）及びエチレンｎ−ブチルアクリレート（ＥｎＢＡ）と比較して、ＥＥＨＡは、より低いガラス転移温度（Ｔｇ＜−５０℃）、より高い融点温度（Ｔｍ＞７０℃）及びより小さい極性を有する。ＥＥＨＡを基剤としたホットメルト接着剤は、官能化ポリオレフィン（たとえば、Eastman Chemicalのエポレン（Epolene）Ｃ−１８／Ｃ−１６及びHoneywellのＡ−Ｃ５７５Ａのようなマレイン酸変性ポリエチレン）との良好な相溶性を有し、また格別な耐熱性（高温において繊維切れを維持する能力）及び良好な寒冷耐性（寒冷温度において繊維切れを維持する能力、すなわち寒冷温度において「ポップアップ（ぱっと開くこと）」がない）を有する、ということが分かった。好ましい接着剤配合物は、少なくとも１００°Ｆ（３８℃）、一層好ましくは１２０°Ｆ（４９℃）又はそれ以上、更に一層好ましくは１４０°Ｆ（６０℃）又はそれ以上、最も好ましくは１５０°Ｆ（６６℃）より高い熱応力値を有する。

本発明の接着剤を製造するために用いられるＥＥＨＡ系ポリマーは、ペンシルベニア州フィラデルフィアのAtofina Chemicalから、商品名Lotryl（登録商標）ＥＨで商業的に入手できる。用いるのに好ましいものは、約１８％〜約４５％のエチルヘキシルアクリレートを含有し、且つ約４０〜約１０００のＭＩを有するＥＥＨＡポリマーである。ＥＥＨＡポリマーは、典型的には、約５重量％〜約５０重量％、一層好ましくは約５重量％〜約４０重量％の量にて用いられる。

当業者によく知られているような、ホットメルト接着剤を配合する際に用いるのに適した他のポリマーが本発明の配合物に含められても良い。かかるポリマーは、非晶質のポリオレフィン、エチレン含有ポリマー及びゴム状ブロックコポリマー、並びにそれらのブレンドを包含する。ランダム及びブロックコポリマー並びにそれらのブレンドは、本発明の実施において用いられ得る。

ＥＥＨＡに加えて、接着剤は好ましくはまた少なくとも１種の他のエチレンコポリマーを含んでも良く、また２種又はそれ以上の他のポリマーとのブレンドを含んでも良い。本明細書において用いられる場合の用語エチレンコポリマーは、エチレンのホモポリマー、コポリマー及びターポリマーを指す。エチレンコポリマーの例は、エチレンと共重合し得る１種又はそれ以上の極性モノマー（例えばビニルアセテート又は他のモノカルボン酸のビニルエステル、あるいはアクリル若しくはメタクリル酸、又はメタノール、エタノール若しくは他のアルコールとのそれらのエステル）とのコポリマーを包含する。エチレンビニルアセテート、エチレンメチルアクリレート、エチレンｎ−ブチルアクリレート、エチレンアクリル酸、エチレンメタクリレート、並びにそれらの混合物及びブレンドが包含される。他の例は、再循環されるポリエチレンテレフタレート及びポリエチレン、エチレン／α−オレフィンインターポリマー、ポリ−（ブテン−１−コ−エチレン）、アタクチックポリプロピレン、低密度ポリエチレン、均質線状エチレン／α−オレフィンコポリマー、より低いメルトインデックスのｎ−ブチルアクリレートコポリマー、エチレンビニルエステルコポリマーを包含するが、しかしそれらに限定されない。エチレンコポリマー中の所望の極性モノマー含有率は、一般に、約１〜約６０重量％、好ましくは１５〜４５重量％、一層好ましくは２５重量％を超える。エチレンコポリマーは、好ましくは、約１０〜約５０００グラム／１０分のメルトインデックスを有する。

かかる追加ポリマーが存在する場合、それは、接着剤組成物の、約３０重量％まで、通常約５から約２５重量％、好ましくは約２０重量％まで、最も好ましくは約２重量％から約１５重量％までの量にて存在する。

特に好ましい接着剤は、官能化ポリエチレンポリマーを含む。官能化ポリエチレン添加剤の商業的な入手源は、Eastman Chemicalから入手できるエポレン（Epolene）Ｃ−１８／Ｃ−１６及びHoneywellから入手できるＡＣ５７５Ａである。本発明の組成物に官能化ポリエチレンを含めることは、改善された性能特性に通じる。ポリエチレンは、また一方ではワックスであると考えられ、そして当該技術においてワックスと称される。「官能性ポリエチレン添加剤」と称される場合、この成分はポリマー成分の一部を構成し、そしてポリエチレンワックスと称される場合、この成分はワックス成分の一部を構成する。ポリエチレンワックスは、官能化ポリエチレンであってもなくてもよい。

エチレンｎ−ブチルアクリレート及び／又はエチレンビニルアセテートコポリマーもまた、好ましくは本発明の組成物に用いられる。エチレンｎ−ブチルアクリレートは、好ましくは、重量により約４５％までの、典型的には１５〜３５％のｎ−ブチルアクリレートを含有し、また約９００未満、一層典型的には約４００未満のメルトインデックスを有する。エチレンビニルアセテートコポリマーは、典型的には、約３０％より少ないビニルアセテートを含有する。

エチレンｎ−ブチルアクリレートコポリマーは、ペンシルベニア州フィラデルフィアのAtofina Chemicalから商品名Lotryl（登録商標）ＢＡで、Exxon Chemical Co.から商品名Enable（登録商標）（たとえば、約３３０グラム／１０分のメルトインデックス及びコポリマー中の約３３重量％のｎ−ブチルアクリレート含有率を有するＥＮ３３３３０、並びに約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）で、及びMillennium Petrochemicalsから商品名Enathene（登録商標）（たとえば、約４００グラム／１０分のメルトインデックス及びコポリマー中の約３５重量％のｎ−ブチルアクリレート含有率を有するＥＡ８９８２２）で入手できる。

エチレンビニルアセテートコポリマーは、デラウェア州ウィルミントンのDuPont Chemical Co.から、商品名Elvax（登録商標）（たとえば、４００グラム／１０分のメルトインデックス及びコポリマー中の２８重量％のビニルアセテート含有率を有するElvax（登録商標）２１０、及び８００のメルトインデックス及びコポリマー中の約２８重量％のビニルアセテート含有率を有するElvax（登録商標）２０５Ｗ、並びに５００のメルトインデックス及び約１８重量％のビニルアセテート含有率を有するElvax（登録商標）４１０）で入手できる。他のエチレンビニルアセテートコポリマーは、Exxon Chemical Co.から商品名Escorene（登録商標）（たとえばＵＬ７５０５）下で、及びまたイリノイ州Rolling MeadowのMillennium Petrochemicalsから商品名Ultrathene（登録商標）（たとえばＵＥ６４９０４）下で入手でき、またノースカロライナ州CharlotteのAT Polymers & Film Co.から入手できるＡＴ（登録商標）コポリマー（たとえばＡＴ（登録商標）１８５０Ｍ）である。

エチレンメチルアクリレートコポリマーもまた有用であり、そしてExxon Chemical Co.から商品名Optema（登録商標）（たとえば、約２７０グラム／１０分のメルトインデックス及びコポリマー中の約２０重量％のメチルアクリレート含有率を有するOptema（登録商標）ＸＳ９３．０４）下で入手できる。

他の有用なポリマーは、DuPontの商品名Elvaloy（登録商標）でのエチレンｎ−ブチルアクリレート一酸化炭素コポリマー、テキサス州ダラスのRexene Products Co.の商品名Rextac（登録商標）下の、Creanovaの商品名Vestoplast（登録商標）下の非晶質ポリアルファオレフィンポリマー、すべてExxon Chemical Co.から入手できるExact（登録商標）５００８（エチレン−ブテンポリマー）、Exxpol（登録商標）ＳＬＰ−０３９４（エチレン−プロピレンポリマー）、Exact（登録商標）３０３１（エチレン−ヘキセンポリマー）、及びミシガン州ミッドランドのDow Chemical Co.から入手できるInsight（登録商標）ＳＭ−８４００（エチレン−オクテンポリマー）を包含する。約１０〜約２８重量％のメチルアクリレートを含有するエチレンメチルアクリレートポリマー、及び２５〜１５０の酸価を有するエチレンアクリル酸コポリマーもまた、本発明の実施において用いられ得る。

本発明の接着剤組成物は、好ましくは粘着化される。粘着付与剤成分は、通常、約１０重量％〜約６０重量％、一層好ましくは約２０重量％〜約５０重量％、更に一層好ましくは約２０重量％〜約４０重量％の量にて存在する。粘着付与樹脂は、典型的には、ＡＳＴＭ方法Ｅ２８により決定される場合、約７０℃と１５０℃の間、一層好ましくは約９０℃と１３５℃の間、最も好ましくは約９５℃と１３０℃の間の環球式軟化点を有する。下記に記載される粘着付与樹脂の二つ又はそれ以上の混合物が、ある配合物について要求され得る。

有用な粘着付与樹脂は、たとえばガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、蒸留ロジン、水素化ロジン、二量体ロジン、レジネート及び重合ロジンを含めて天然及び変性ロジン；たとえば淡色ウッドロジンのグリセロールエステル、水素化ロジンのグリセロールエステル、重合ロジンのグリセロールエステル、水素化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ペンタエリトリトールエステルを含めて天然及び変性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；たとえばスチレン／テルペン及びアルファメチルスチレン／テルペンを含めて天然テルペンのコポリマー及びターポリマー；ＡＳＴＭ方法Ｅ２８−５８Ｔにより決定される場合約７０℃〜１５０℃の軟化点を有するポリテルペン樹脂；たとえば酸性媒質中における二環式テルペンとフェノールの縮合から生じる樹脂生成物を含めてフェノール変性テルペン樹脂及びそれらの水素化誘導体；約７０℃〜１３５℃の環球式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それらの水素化誘導体；並びに脂環式石油炭化水素樹脂及びそれらの水素化誘導体のような、いかなる相溶性樹脂又はそれらの混合物も包含し得る。環式又は非環式Ｃ₅樹脂及び芳香族変性非環式又は環式樹脂も包含される。本発明を実施するために用いられ得る商業的に入手できるロジン及びロジン誘導体の例は、Arizona Chemicalから入手できるシルバライト（SYLVALITE）ＲＥ１１０Ｌ、シルバレス（SYLVARES）ＲＥ１１５及びシルバレス（SYLVARES）ＲＥ１０４；ＤＲＴのデルトカル（Dertocal）１４０；荒川化学工業（Arakawa Chemical）のライムドロジン（Limed Rosin）Ｎｏ．１，ＧＢ−１２０及びペンセル（Pencel）Ｃを包含する。商業的に入手できるフェノール変性テルペン樹脂の例は、両方共Arizona Chemicalから入手できるシルバレス（Sylvares）ＴＰ２０４０ＨＭ及びシルバレス（Sylvares）ＴＰ３００である。

好ましい粘着付与剤は、合成炭化水素樹脂である。脂肪族又は脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、芳香族変性の脂肪族又は脂環式炭化水素、及びそれらの混合物が包含される。

非制限的例は、GoodyearからWingtack（登録商標）エキストラ商品名で入手できるもの、及びExxonのEscorez（登録商標）１３００シリーズのような脂肪族オレフィン誘導樹脂を包含する。このクラス中の普通のＣ₅粘着付与樹脂は、約９５℃の軟化点を有するピペリレンと２−メチル−２−ブテンとのジエン−オレフィンコポリマーである。この樹脂は、商品名ウィングタック（Wingtack）９５で商業的に入手できる。１１５℃の軟化点を有する水素化シクロペンタジエン系粘着付与剤であるイーストタック（Eastotac）Ｈ１１５（Eastman Chemicalから入手できる）は、特に好ましい粘着付与剤である。

Ｃ₉芳香族／脂肪族オレフィンから誘導され、そしてStartomer and Cray Valleyから商品名ノルソレン（Norsolene）下で、及びRutgersのＴＫ芳香族炭化水素樹脂のシリーズから入手できる芳香族炭化水素樹脂もまた有用である。ノルソレン（Norsolene）Ｍ１０９０は、９５〜１０５℃の環球式軟化点を有する低分子量熱可塑性炭化水素ポリマーであり、そしてCray Valleyから商業的に入手できる。

少量のアルキルフェノール樹脂粘着付与剤が、上記に詳述された追加的粘着付与剤とブレンドされて、これらの接着剤の高温性能を改善し得る。全配合物の２０重量％未満にて添加されるアルキルフェノール樹脂は、相溶性であり、そして適正な組合わせにて高温接着性能を増加する。アルキルフェノール樹脂は、荒川化学工業（Arakawa Chemical）からタマノール（Tamanol）商品名で、及びSchenectady Internationalからいくつかの製品系列にて商業的に入手できる。

本発明において用いるのに適したワックスは、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、副生成物ポリエチレンワックス、フィッシャー−トロプシュワックス、酸化フィッシャー−トロプシュワックス、並びにヒドロキシステアルアミドワックス及び脂肪酸アミドワックスのような官能化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、副生成物ポリエチレンワックス及びフィッシャー−トロプシュワックスを包含するために用語「合成高融点ワックス」を用いることは、当該技術において普通である。ＡＣ−４００（Honeywell）及びＭＣ−４００（Marcus Oil Companyから入手できる）のようなビニルアセテート変性ワックス、エポレン（Epolene）Ｃ−１８（Eastman Chemicalから入手できる）並びにＡＣ−５７５Ａ及びＡＣ−５７５Ｐ（Honeywellから入手できる）のようなマレイン酸無水物変性ワックス、並びに酸化ワックスを含めて変性ワックスは、本発明の実施において用いるのに特に好ましい。コネティカット州シェルトンのSasol-SA/Moore&Mungerから入手できるフィッシャー−トロプシュワックスであるParaflint（登録商標）Ｃ−８０並びにParaflint（登録商標）Ｈ−１、Ｈ−４及びＨ−８もまた、本発明の実施において用いるのに好ましいワックスである。

本発明の実施において用いられ得るパラフィンワックスは、ジョージア州 DoravilleのAstor Wax Corporationから入手できるOkerin（登録商標）２３６ＴＰ；テキサス州ヒューストンのPennzoil Products Co.から入手できるPenreco（登録商標）４９１３；コネティカット州シェルトンのMoore & Mungerから入手できるＲ−７１５２パラフィンワックス；並びにカナダ国オンタリオのInternational Waxes, Ltd.から入手できるパラフィンワックス１２９７、Citgoから入手できるペースメーカー（Pacemaker）及びMoore and Mungerから入手できるＲ−２５４０；並びにCP Hallから製品表示１２３０、１２３６、１２４０、１２４５、１２４６、１２５５、１２６０及び１２６２で入手できるもののような他のパラフィンワックスを包含する。シー・ピー・ホール（CP Hall）１２４６パラフィンワックスは、CP Hall（オハイオ州 Stow）から入手できる。

本発明において有用なマイクロクリスタリンワックスは、３０と１００個の間の炭素の長さを有する環状又は分枝状アルカンを５０重量％又はそれ以上有するものである。それらは、一般に、パラフィンワックス及びポリエチレンワックスより少ない結晶質であり、また約７０℃より高い融点を有する。それらの例は、オクラホマ州タルサ(Tulsa)所在のPetrolite Corp.から入手できる融点７０℃のワックスであるVictory（登録商標）アンバーワックス（Amber Wax）、イリノイ州シカゴのBarecoから入手できる７０℃融点のワックスであるBareco（登録商標）ＥＳ−７９６アンバーワックス、Astor Wax Corp.から入手できる８０℃融点のワックスであるOkerin（登録商標）１７７、両方共オクラホマ州タルサのPetrolite Corp.から入手できる８０℃及び９０℃融点のマイクロクリスタリンワックスであるBesquare（登録商標）１７５及び１９５アンバーワックス、ペンシルベニア州スメスポート（Smethport）所在のIndustrial Raw Materialsから入手できる９０℃融点のワックスであるIndramic（登録商標）９１、並びにニューヨーク州ニューヨーク所在のPetrowax PA, Inc.から入手できる９０℃融点のワックスであるPetrowax（登録商標）９５０８ライトを包含する。

この範疇内に入る例示的な高密度低分子量ポリエチレンワックスは、Petrolite, Inc.（オクラホマ州タルサ）からPolywax^TM５００、Polywax^TM１５００及びPolywax^TM２０００として入手できるエチレンホモポリマーを包含する。Polywax^TM２０００は、おおよそ２０００の分子量、おおよそ１．０のＭｗ／Ｍｎ、約０．９７ｇ／ｃｍ³の１６℃における密度、及びおおよそ１２６℃の融点を有する。本発明の実施において用いるのに有用なポリエチレンワックスは、マーカス（Marcus）３００である。

ワックスは、典型的には、約５〜約６０重量％、一層好ましくは約１０〜約４５重量％、更に一層好ましくは約１５〜約３５重量％の量にて本発明の配合物中に存在する。好ましいワックスは、１２０°Ｆ（４９℃）と２５０°Ｆ（１２１℃）の間、一層好ましくは１５０°Ｆ（６６℃）と２３０°Ｆ（１１０℃）の間、最も好ましくは１８０°Ｆ（８２℃）と２２０°Ｆ（１０４℃）の間の溶融温度を有する。

本発明の接着剤は、好ましくは、安定剤又は酸化防止剤も含有する。これらの化合物は、熱、光、又は粘着付与樹脂のような原料からの残留触媒のようなものによって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。

本発明において含められる適切な安定剤又は酸化防止剤のなかに、高分子量ヒンダードフェノール及び多官能性フェノール（たとえば硫黄及びリンを含有するフェノール）がある。ヒンダードフェノールは当業者によく知られており、そしてフェノール性ヒドロキシル基にごく接近して立体的に嵩張った基も含有するフェノール化合物と特徴づけられ得る。特に、一般に第３級ブチル基が、フェノール性ヒドロキシル基に関してオルト位の少なくとも一方にてベンゼン環上に置換される。ヒドロキシル基の付近におけるこれらの立体的に嵩張った置換基の存在は、その伸縮振動数及び相応してその反応性を遅らせるように働く。かくして、この障害はフェノール化合物にその安定特性を付与する。代表的ヒンダードフェノールは、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−ヒドロキシフェニル）−プロピオネート、ｎ−オクタデシル−３（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）−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［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−フェニル）−プロピオネート］を包含する。

これらの酸化防止剤の性能は、それらと共にたとえばチオジプロピオネートエステル及びホスフィットのような公知相乗剤を利用することにより更に高められ得る。ジステアリルチオジプロピオネートが特に有用である。これらの安定剤は、用いられる場合は、一般に約０．１〜１．５重量％、好ましくは０．２５〜１．０重量％の量にて存在する。

かかる酸化防止剤は、ニューヨーク州 HawthorneのCiba-Geigyから商業的に入手でき、そしてヒンダードフェノールであるIrganox（登録商標）５６５、１０１０及び１０７６を包含する。こ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Ciba-Geigyから入手できるIrgafos（登録商標）１６８のようなホスフィット酸化防止剤のような他の酸化防止剤と組み合わせて用いられ得る。ホスフィット触媒は二次触媒と考えられ、そして一般に単独で用いられない。これらは、主として過酸化物分解剤として用いられる。他の利用可能な触媒は、コネティカット州スタンフォードのCytec Industriesから入手できるCyanox（登録商標）ＬＴＤＰ、及びルイジアナ州Baton RougeのAlbemarle Corp.から入手できるEthanox（登録商標）１３３０である。多くのかかる酸化防止剤は、単独で又は他のかかる酸化防止剤と組み合わせてのどちらかにて用いられるために利用可能である。これらの化合物は、少量にてホットメルトに添加され、そして他の物理的性質に影響を及ぼさない。やはり物理的性質に影響を及ぼさないところの添加され得る他の化合物は、二つだけ挙げると、色彩を加える顔料、又は蛍光剤である。これらのような添加剤は、当業者に知られている。

接着剤の想定最終用途に依存して、ホットメルト接着剤に慣用的に添加される可塑剤、顔料及び色素のような他の添加剤が含められても良い。加えて、マイクロクリスタリンワックス、水素化ヒマシ油及びビニルアセテート変性合成ワックスのような少量の追加粘着付与剤及び／又はワックスもまた、小量にてすなわち約１０重量パーセントまで、本発明の配合物中に組み込まれ得る。

本発明の接着剤の特に好ましい具体的態様は、約５〜約５０重量％のＥＥＨＡ、約５〜４０重量％のワックス、６０重量％までの粘着付与剤、約２０重量％までのポリエチレン、約３０重量％までのＥＶＡコポリマー、約３０重量％までのＥｎＢＡコポリマー及び約１重量％までの酸化防止剤を含む。

本発明の接着剤組成物は、諸成分を、約１２０℃を超える温度における、典型的には約１５０℃における溶融状態で、均質ブレンドが得られるまで（通常、約２時間で十分である）、ブレンドすることにより製造される。様々なブレンディング方法が当該技術において知られており、そして均質ブレンドを生じるいかなる方法も満足である。

接着剤は、望ましくは、低温における適用のために配合され、すなわち、約３００°Ｆ（１４９℃）における、及び約２００°Ｆ（９３℃）まで、一層典型的には約２５０°Ｆ（１２１℃）までの温度にて適用され得る配合物に配合され得る。

本発明のホットメルト接着剤は、包装、加工（converting）、巻きタバコの製造、製本、バッグエンディング（bag ending）及び不織布市場における使用がある。該接着剤は、ケース、カートン及びトレーの形成用接着剤として、並びに密封用接着剤として（たとえばシリアル、クラッカー及びビールの製造物の包装におけるヒートシール用途を含めて）の特定の使用がある。容器、たとえばカートン、ケース、箱、バッグ、トレー等であって、その製造者により包装者への出荷前に該接着剤が適用されているものが、本発明に包含される。包装後、該容器はヒートシールされる。

基材表面への予備適用が想定され、そして次いで後で再活性化されて、再活性化接着剤を含むこの基材が第２基材に接合されるのを可能にする接着剤は、望ましくは、再活性化を促進するべき成分を含有し得る。好ましい再活性化可能な接着剤は、放射エネルギーへの短期間の暴露で再活性化するように配合される。この具体的態様において、接着剤は、たとえば染料及び顔料のようなエネルギー吸収成分を含有し、しかして近赤外線吸収性の染料及び顔料が特に好ましい。

接着剤はまた、超音波エネルギーを用いて再活性化するように配合され得る。好ましい接着剤は、約１５キロヘルツ〜約４０キロヘルツの周波数を有する超音波エネルギーへの暴露で再活性化する。接合されるべき基材は、それらの間に接着剤が挟まれた状態で一緒にされ、そしてブースターを備えた超音波ホーンに押しつけられる。

本発明のホットメルト接着剤は、耐寒冷性に加えて格別高い耐熱性が重要であるケース密封用途において、すなわち熱間充填包装用途において、たとえば溶融チーズ、ヨーグルト又は焼きたて商品（引き続いて冷蔵又は冷凍に付される）を包装するのに用いられるカートン、ケース又はトレーについての密封及び密閉操作の際に、並びに段ボールケース（しばしば高い応力並びに出荷及び貯蔵中悪環境条件に曝される）についての密封及び密閉操作の際に特に有用である。

接合されるべき基材は、真新しい及び再循環のクラフト紙、高及び低密度クラフト紙、チップボード、並びに様々なタイプの処理及び塗被クラフト紙及びチップボードを包含する。複合材料もまた、アルコール飲料の包装のためのような包装用途向けに用いられる。これらの複合材料は、アルミニウム箔に貼り合わされたチップボードを包含し得て、しかして該アルミニウム箔は、ポリエチレン、マイラー、ポリプロピレン、ポリビニリデンクロライド、エチレンビニルアセテート及び様々な他のタイプのフィルムのようなフィルム材料に更に貼り合わされる。加えて、これらのフィルム材料はまた、直接的にチップボード又はクラフト紙に接合され得る。非常に様々な基材、特に複合材料が包装工業における利用があるので、上記に挙げられた基材は決して網羅的リストを成さない。

包装用ホットメルト接着剤は、一般に、ピストンポンプ又は歯車ポンプ押出装置を用いてビード形態で基材上に押し出される。ホットメルト適用装置は、Nordson、ＩＴＷ及びSlautterbackを含めていくつかの供給業者から入手できる。ホイールアプリケーターもまた、ホットメルト接着剤を適用するために普通に用いられるが、しかし押出装置よりも頻繁には用いられない。

次の例は、例示の目的のためにのみ与えられている。配合物における部数はすべて重量による。

実施例１
３００°Ｆ（１４９℃）に加熱された単ブレードミキサーにて、表１に示された成分を均質になるまで一緒に混合することにより、接着剤サンプルＡ〜Ｅを製造した。

実施例２
サンプルＡ〜Ｅ及び３４−２１００（National Starch and Chemical Companyから入手できるところの良好な熱応力を有する商業的に入手できるＥｎＢＡホットメルト接着剤）を、下記に記載された試験に付した。

Ｎｏ．２７スピンドルを用いてブルックフィールド・サーモセル（Brookfield Thermosel）粘度計にて、ホットメルト接着剤の溶融粘度を求めた。

1/8″幅の接着剤ビードを３００°Ｆ（又は３４−２１００については３５０°Ｆ）にて二段段ボールの２″×３″片に適用し、そして直ちに段ボールの第２片を接触させて接着層を形成させることにより、１６５°Ｆ、室温、４０°Ｆ、０°Ｆ及び−２０°Ｆにおける接着性を求めた。２００グラムの重りを直ちに接着層の上に２秒間置いて圧縮を与えた。作製されたこれらの試験片を室温にて一晩状態調整し、そして次いでオーブン又は冷蔵庫中に種々の温度にて８時間置いた。接着層を手で分離し、そして生じた繊維切れを記録した。

熱応力は、応力接着層が破壊する温度であると定められる。特定寸法の２枚の段ボール片の間に接着剤の複合構成体（２×1/2″圧縮された）を形成させることにより、熱応力を測定した。試験を三重反復で行った。その際、この複合体を形成する接着剤ビードを、１５５°Ｆ及び１６０°Ｆにおいて８時間及び２４時間、おおよそ３００グラムの片持ちばり応力下に置く。試験結果を、合格（両方の接着層が合格した（Ｐ））、落第（両方の接着層が落第した（Ｆ））又は引き分け（一方の接着層が合格しそして他方の接着層が落第した（Ｓ））と記録した。

上記に記載された試験の結果は、表２に示されている。

本出願では、以下の態様が提供される。
１．エチレン−２−エチルヘキシルアクリレートコポリマーを含む、低適用温度ホットメルト接着剤。
２．高い熱応力特性及び／又は高温接着特性を有する、態様１に記載の接着剤。
３．良好な寒冷温度耐性を有する、態様１に記載の接着剤。
４．エチレンｎ−ブチルアクリレートコポリマー、粘着付与剤及び／又はワックスを更に含む、態様１に記載の接着剤。
５．エチレン−２−エチルヘキシルアクリレートコポリマー及び官能化ポリエチレン添加剤を含む、ホットメルト接着剤。
６．粘着付与剤及びワックスを更に含む、態様５に記載のホットメルト接着剤。
７．エチレンビニルアセテートコポリマー及び／又はエチレンｎ−ブチルアクリレートコポリマーを更に含む、態様５に記載のホットメルト接着剤。
８．前記ワックスがポリエチレンワックスである、態様６に記載のホットメルト接着剤。
９．前記粘着付与剤が水素化脂肪族炭化水素粘着付与剤である、態様６に記載のホットメルト接着剤。
１０．約５〜約５０重量％のエチレン−２−エチルヘキシルアクリレートコポリマー、約５〜約４０重量％のワックス、約５〜約６０重量％の粘着付与剤、約５〜約３０重量％の官能化ポリエチレン添加剤、約３０重量％までのエチレンビニルアセテートコポリマー、約３０重量％までのエチレンｎ−ブチルアクリレートコポリマー及び約１重量％までの酸化防止剤を含む、態様６に記載のホットメルト接着剤。
１１．前記ワックスがフィッシャー−トロプシュワックスである、態様１０に記載のホットメルト接着剤。
１２．約１５〜約３５重量％のポリエチレンワックスを含む、態様１１に記載のホットメルト接着剤。
１３．態様１又は５に記載のホットメルト接着剤を含む、製品。
１４．カートン、ケース、トレー、バッグ又は本である、態様１３に記載の製品。
１５．ケース、カートン、トレー、バッグ又は本を密封する及び／又は形成させる方法であって、態様１又は５に記載のホットメルト接着剤を用いて該ケース、カートン、トレー、バッグ又は本を密封する及び／又は形成させることを含む、方法。
１６．カートン、ケース、トレー又はバッグ内に入れられた包装物品であって、該カートン、ケース、トレー又はバッグが態様１又は５に記載のホットメルト接着剤を含む、包装物品。
１７．包装食品物品である、態様１６に記載の包装物品。
１８．基材を同様の又は異なる基材に接合する方法であって、少なくとも一方の基材に溶融ホットメルト接着剤組成物を適用し、そしてそれらの基材を一緒に接合することを含み、しかも該ホットメルト接着剤がエチレン−２−エチルヘキシルアクリレートコポリマー、官能化ポリエチレン添加剤、粘着付与剤及びワックスを含む、方法。
当業者に明らかであるように、本発明の数多くの改変及び変型が、その精神及び範囲から逸脱することなく成され得る。本明細書に記載された特定の具体的態様は例としてのみ呈されおり、そして本発明は、添付の請求項が権利を有するところの等価物の全範囲と一緒に、かかる請求項によってのみ限定されるべきである。

Claims

５〜５０重量％のエチレン−２−エチルヘキシルアクリレートコポリマー、５〜４０重量％のワックス、５〜６０重量％の粘着付与剤、５〜３０重量％のマレイン酸変性ポリエチレン添加剤、０〜３０重量％のエチレンビニルアセテートコポリマー、０〜３０重量％のエチレンｎ−ブチルアクリレートコポリマー及び１重量％までの酸化防止剤から成り、これらの成分の合計は１００重量％である、ホットメルト接着剤。
前記ワックスがフィッシャー−トロプシュワックスである、請求項１に記載のホットメルト接着剤。
請求項１又は２に記載のホットメルト接着剤を含む、製品。
カートン、ケース、トレー、バッグ又は本である、請求項３に記載の製品。
カートン、ケース、トレー又はバッグ内に入れられた包装食品物品であって、該カートン、ケース、トレー又はバッグが請求項１又は２に記載のホットメルト接着剤を含む、包装食品物品。
複数の基材の少なくとも一つの基材に溶融ホットメルト接着剤組成物を適用し、そしてそれらの基材を一緒に接合することによって、該複数の基材を接合する方法であって、該ホットメルト接着剤組成物が、エチレン−２−エチルヘキシルアクリレートコポリマー、マレイン酸変性ポリエチレン添加剤、粘着付与剤及びワックスを含む、方法。
前記基材が、クラフト紙、チップボード、処理されたクラフト紙、処理されたチップボード及び複合材料から成る群から選択される、請求項６に記載の方法。
前記複合材料が、アルミニウム箔に貼り合わされたチップボードであり、さらにポリエチレン、マイラー、ポリプロピレン、ポリビニリデンクロライド及びエチレンビニルアセテート成る群から選択されるフィルム材料に貼り合わされている、請求項７に記載の方法。
前記ホットメルト接着剤組成物が、５〜５０重量％のエチレン−２−エチルヘキシルアクリレートコポリマー、５〜４０重量％のワックス、５〜６０重量％の粘着付与剤、５〜３０重量％のマレイン酸変性ポリエチレン添加剤、０〜３０重量％のエチレンビニルアセテートコポリマー、０〜３０重量％のエチレンｎ−ブチルアクリレートコポリマー及び１重量％までの酸化防止剤から成り、これらの成分の合計は１００重量％である、請求項６に記載の方法。