JP6463356B2 - ホットメルト接着剤およびその使用 - Google Patents

Description

本発明は、パッケージの接着のためのホットメルト接着剤の使用およびそのホットメルト接着剤を含むパックに関する。

従来、様々な商品のパック（以下、「パック」または「マルチパック」と略記する）を形成するための飲料または食品の多数の容器の形成は、スリーブ包装用シュリンクフイルム、段ボール箱用外巻ラップまたは機械式積載／保持装置の使用によってしか可能ではなかった。

個々の容器を取り出すのが難しいという点で、スリーブ包装シュリンク・マルチパック配置に特有の問題がある。二次的パッケージを開けるために、しばしば、先が尖った器具が使用され、その結果、意図せずに、製品の容器が損なわれてしまうことになる。段ボール箱用オーバーラップも、その構造が、特に大型容器について、不安定であり得るので、問題となることがある。

両方の方法（スリープ包装用シュリンクフイルムおよび段ボール箱用外巻ラップ）または他の二次的パッケージは、飲料または食品容器に加えて、包装材料の使用を含み、包装廃棄物がより多く生じてしまう。

製品の組立ておよび包装などの様々な商業的用途および工業的用途に、ホットメルト接着剤が広く使用されている。そのようなホットメルト接着剤は、溶融状態にある間に基体に施され、接着剤層を硬化させるために冷却される。

現在の業務用ホットメルト接着剤の配合物では、塗布に必要な性能特性が与えられない。

この機能を果たすために、接着剤は、非常に高レベルの結合力および耐熱性を示し、幅広い周囲条件での輸送および貯蔵において容器に対して良好なレベルの接着力を提供しなければならない。しかし、マルチパックが消費者に届けられると、個々の容器を比較的容易に分離して、容器の内容物を個別に消費できるようにしなければならない。

接着剤混合物は、高温と低温、高湿度と低湿度、および高ＵＶ曝露の環境を含む、広い範囲の周囲条件において複数の容器を一緒に保持するために、基体に対する十分な接着力を持たなければならない。その接着剤混合物は、様々な一般的な環境条件に曝露されている最中に、容器が膨張・収縮するので、接着剤接合部で膨張できるように十分な柔軟性も持たなければならない。

接着剤は、最新の高速飲料または食品充填または加工ライン／装置と共に、高速自動化プロセスにおいて容易に施すことができなければならない。

したがって、本発明の課題は、消費者が分離を望むまで、容器を一緒に保持するのに十分な耐久性および接着力を有する、パッケージ、例えば、ＰＥＴボトル、缶またはガラス瓶などの容器を接着するための接着剤混合物を提供することにある。

さらに、二次／外部パッケージを使用せずに、従来技術の欠点を克服した、自動塗布プロセスにおいて様々な商品のパックを形成するための、好ましくは飲料または食品用の、多数の容器の一時的結合、付着および照合(collation)に使用するためのホットメルト接着剤混合物を提供すべきである。

本発明の目的はさらに、その形成に使用される包装材料の量を大幅に減少させるマルチパック配置（パック）を提供することにある。

その課題は、少なくとも第１のパッケージおよび第２のパッケージを接着するためのホットメルト接着剤であって、（ａ）スチレンブロックコポリマーを含むポリマー成分を７〜４８質量部；（ｂ）熱可塑性接着樹脂、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、テルペン、ロジン、またはそれらの混合物を含む粘着付与成分であって、それぞれの炭化水素は必要に応じて修飾および／または水素化されており、テルペンは必要に応じて修飾または水素化されており、ロジンは必要に応じて修飾または水素化されている、粘着付与成分を１５〜５２質量部；（ｃ）パラフィン油、ナフテン油、ポリブテン、ポリブタジエン、二塩基性エステル、ポリオールまたはそれらの混合物を含む可塑剤成分を５〜２５質量部；および（ｄ）光安定剤、好ましくは立体障害フェノール系酸化防止剤および／または立体障害アミン、最も好ましくはペンタエリトリトールテトラキス（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）である安定剤成分を０．０２〜１．２質量部含むホットメルト接着剤の使用により達成される。

前記ポリマー成分が、少なくとも１０質量部、好ましくは１５質量部、好ましくは２０質量部、好ましくは２５質量部、好ましくは３０質量部、好ましくは３５質量部、好ましくは４０質量部、好ましくは４５質量部の量で前記ホットメルト接着剤中に含まれることが好ましい。

前記ポリマー成分が、４５質量部以下、好ましくは４０質量部、好ましくは３５質量部、好ましくは３０質量部、好ましくは２５質量部、好ましくは２０質量部、好ましくは１５質量部、好ましくは１０質量部の量で前記ホットメルト接着剤中に含まれることが好ましい。

前記粘着付与成分が、少なくとも２０質量部、好ましくは２５質量部、好ましくは３０質量部、好ましくは３５質量部、好ましくは４０質量部、好ましくは４５質量部の量で前記ホットメルト接着剤中に含まれることが好ましい。

前記粘着付与成分が、５０質量部以下、好ましくは４５質量部、好ましくは４０質量部、好ましくは３５質量部、好ましくは３０質量部、好ましくは２５質量部、好ましくは２０質量部の量で前記ホットメルト接着剤中に含まれることが好ましい。

前記可塑剤成分が、少なくとも１０質量部、好ましくは１５質量部、好ましくは２０質量部の量で前記ホットメルト接着剤中に含まれることが好ましい。

前記可塑剤成分が、２０質量部以下、好ましくは１５質量部、好ましくは１０質量部の量で前記ホットメルト接着剤中に含まれることが好ましい。

前記安定剤成分が、少なくとも０．２質量部、好ましくは０．４質量部、好ましくは０．６質量部、好ましくは０．８質量部、好ましくは１．０質量部の量で前記ホットメルト接着剤中に含まれることが好ましい。

前記安定剤成分が、１．０質量部以下、好ましくは０．８質量部、好ましくは０．６質量部、好ましくは０．４質量部、好ましくは０．２質量部の量で前記ホットメルト接着剤中に含まれることが好ましい。

本発明に関するホットメルト接着剤は、熱可塑性接着剤の一形態として理解するものとする。ホットメルト接着剤は、当該技術分野において熱接着剤としても知られている。ホットメルト接着剤は、室温で固体であり、溶融されて、接着すべき表面に施される。溶融したホットメルト接着剤を冷却することによって、強力な接着が達成される。

本発明に関する接着は、異なる材料の基体を連結するための中間層に当てはまる。本発明の使用において、その中間層は、ホットメルト接着剤により形成される。連結された基体は、連結すべきパッケージである。

本発明の使用は、少なくとも２つのパッケージの接着に関する。しかしながら、本発明の使用は、３つ以上のパッケージの接着にも関する。この実施の形態において、各パッケージは、本発明の使用に定義されたホットメルト接着剤を使用した接着によって、少なくとも別のパッケージに連結される。

一般に、本発明の使用において、どのパッケージを適用することもできる。パッケージは、配送、貯蔵、販売、および使用のために製品を包み込むまたは保護するために使用される材料として理解するものとする。

パッケージは、食品パッケージ、好ましくは食品容器、より好ましくはボトルまたは缶、最も好ましくはプラスチックボトルであることが好ましい。

パッケージがボトルである好ましい実施の形態において、ボトルという用語は、広く理解され、ＰＥＴボトル、ガラス瓶、缶などを包含するものとする。

コポリマーは、２つ以上の異なるモノマー単位を有するポリマーとして理解するものとする。

前記ポリマー成分が、エチレン−ブチルアクリレート／酢酸ビニルコポリマー、触媒作用を受けたエラストマー(catalysed elastomers)またはそれらの混合物をさらに含むことが好ましい。

ブロックコポリマーは、異なる重合モノマーのブロックから製造された特別な種類のコポリマーである。

スチレンブロックコポリマーが、ポリスチレン−ブロック−ポリオレフィン、好ましくは、必要に応じて水素化された、ポリスチレン−ブロック−ポリブタジエン−ブロック−ポリスチレン、またはポリスチレン−ブロック−ポリ（エチレン−ＲＡＮ−ブチレン）−ブロック−ポリスチレン（ＲＡＮは、エチレンとブチレンのランダム分布を意味する）であることがさらに好ましい。

本発明に関する「修飾された」は、ある物質が、その物質の元の特徴が実質的に影響を受けない様式で、化学的に変更されている場合、その物質が修飾されている様式と理解するものとする。例えば、修飾されたとは、修飾された化合物の置換パターンの微小変化により修飾され得る。

本発明に関する熱可塑性プラスチックは、特定の温度より高い温度で柔軟になるまたは成形できるようになり、冷却されると固体状態に戻るポリマーである。

本発明に関する二塩基性エステルは、ジカルボン酸のエステルである。

本発明に関する可塑剤は、材料の流動性の可塑性を増加させる添加剤として理解するものとする。

一般に、安定剤は、ポリマー中に含まれた場合、例えば、ポリマーの光酸化により生じる、酸化、鎖の開裂、制御されない組換えおよび架橋反応などの様々な作用を防ぐ化合物である。したがって、光安定剤は、電磁放射線、特に光に曝露された時に伴う作用を避けるために使用すべき化合物と理解すべきである。

前記課題は、少なくとも２つのパッケージおよびホットメルト接着剤を実質的に含むパックであって、各パッケージが接着によって少なくとも１つの他のパッケージに連結されており、その接着はホットメルト接着剤により行われ、そのホットメルト接着剤が本発明の使用について定義されたホットメルト接着剤である、パック、好ましくはマルチパックにより、さらに解決される。

本発明のパックは、ここに定義されたホットメルト接着剤を使用することにより、一緒に接着された２つ以上のパッケージから実質的に構成される。実質的に含むとは、スリーブ包装用シュリンクフイルムまたは段ボール用オーバーラップなどの、パッケージのマルチパック配置を構築するための他の手段が必要ないことと理解するものとする。それにもかかわらず、装飾目的などのためのそのような材料の存在は排除されない。同様に、他の装飾要素、ブランド、ラベル、または別の課題などを解決するための技術手段は排除される。

パックにおけるパッケージが、食品パッケージ、好ましくは食品容器、より好ましくはボトルであることが好ましい。

前記課題は、上記成分ａ、ｂ、ｃおよびｄを一緒に混合することにより生じたホットメルト接着剤であって、０．７９０〜１．２ｇ／ｃｍ³の密度、１５〜４０００ｇ／分のメルトフローインデックス（２００℃で１ｋｇ）、ＡＳＴＭ Ｄ３２３６（１９９９）にしたがって、錘ＳＣ−４−２７を備えたＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＲＶＴ粘度計を使用することによって測定された、２００センチポアズと１１，０００センチポアズの間、好ましくは１０，０００センチポアズの１６０℃での粘度、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０にしたがう２３℃での１５Ａと７０Ａの範囲にあるショア硬度、および４０℃超かつ１５８℃以下の、ＡＳＴＭ Ｅ２８により測定した軟化点を有するホットメルト接着剤によって、さらに解決される。

ホットメルト接着剤化合物が、先に定義した成分を含む、本発明のホットメルト接着剤混合物から得られることが好ましい。ホットメルト接着剤がブレンドにより得られることがより好ましい。

本発明のホットメルト接着剤混合物および／または本発明のホットメルト接着剤が、−２０℃から５０℃で比較的横ばい状態の弾性率、極めて良好な熱安定性、約−３２℃のＴｇ、１００℃超のかぶり温度(fogging temperature)、１１０℃での２時間後の０．１０％超の低揮発性成分、約７００〜４０００ｍＰａ・ｓの１６０℃での粘度、またはそれらの組合せを有することが最も好ましい。

本発明に関して、本発明のホットメルト接着剤混合物の極めて良好な熱安定性は、接着剤がＡＳＴＭ Ｅ３８９５−９８により決定して、１５０℃で、１２分以上、好ましくは１２．２８分以上の酸化還元時間を有するときに、提供される。

本発明に関して、ホットメルト混合物は、揮発分放出が、ＡＳＴＭ Ｅ５９５−９３にしたがって、百分率で測定して、０．１％以下である場合、揮発性成分が少ない。このようにして、接着剤の塗布中に低分子量炭化水素による基体の被覆またはかぶりが避けられる。

好ましい実施の形態において、本発明のホットメルト接着剤混合物および／または本発明のホットメルト接着剤は、高レベルの結合力、耐熱性、幅広い周囲条件における運送および貯蔵中の好ましくは飲料および／または食品容器への良好な接着力を有する。それと同時に、マルチパック（ホットメルト接着剤により接着された複数のパックを意味する）が消費者に届いたときに、ホットメルト接着剤の特定の性質により、消費者が容器を容易に分離して、容器の内容物を個別に消費することができる。

本発明に関する「良好な接着力」は、結合されたパッケージの確実な貯蔵と輸送を可能にするだけでなく、過度の体力や器具を必要とせずに、パッケージを容易に分離できる、結合されたパッケージ間の接着力であることを意味する。引き剥がし粘着力（１８０°）法またはループタック（２３℃）法により決定して、１５Ｎ／２５ｍｍ以下の接着力が特に好ましい。

ここに述べた接着剤混合物は、消費者が分離を望むまで、容器を一緒に保持するのに十分な耐久性および接着力を提供するように注意深く設計され構成されている。

前記目的は、二次／外部パッケージを使用せずに、自動塗布プロセスにおいて様々な商品のパックを形成するために、特に、飲料または食品の多数の容器を接着するための、ホットメルト接着剤混合物および／またはホットメルト接着剤の本発明の使用によっても解決される。

さらに好ましい実施の形態において、本発明の使用に塗布されるホットメルト接着剤の成分ａからｄは以下であってよい：
（ａ）スチレンエチレンスチレン、スチレンエチレンプロピレン、スチレンイソプレンスチレン（ＳＩＳ）、スチレンブチレンスチレン（ＳＢＳ）、エチレン−ブチルアクリレート／酢酸ビニルを含む、スチレン系ブロックコポリマーのブレンドを含むポリマー成分。
（ｂ）接着樹脂、脂肪族、脂環式および芳香族炭化水素並びに修飾炭化水素および水素化したもの；テルペンおよび修飾テルペン並びに水素化されたもの；ロジンおよびロジン誘導体並びに水素化されたもの；およびそれらの混合物を含む粘着付与成分。これらの粘着付与樹脂は、７０℃から１５０℃の環球法による軟化点を有し、典型的に、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計を使用して測定して、２０００センチポアズ（２０グラム／ｃｍ・秒）以下の３５０°Ｆ（１７７℃）での粘度を有する。
（ｃ）パラフィンまたはナフテン油、ポリブテンまたは二塩基性エステルおよび／またはポリオールを含む可塑剤成分。
（ｄ）立体障害フェノール系酸化防止剤および立体障害アミン光安定剤を含む安定剤成分。

常識で、この混合物はホットメルト接着剤と称される。

塗布の性質のために、名付けられた成分の各々は、所望の性質を達成するために、ただ１つの成分または成分のブレンドから構成されてよい。

意外なことに、本発明の混合物および化合物には、消費者が容易に分離できる安定なマルチパックを提供しつつ、マルチパック構造におけるパッケージの量が大幅に減少するという利点があることが分かった。

この接着剤ブレンドは、遊星型、ｚ翼またはリボン型の加熱混合容器内で製造することができる。処理中の熱劣化を避けるために、容器の壁に熱を均一に印加しなければならない。処理温度は１００〜１６０℃の範囲にある。空気の取り込みを避けるために、ブレンドプロセス中に真空に引くべきである。その混合物は、中程度の剪断速度を使用して、バレルが加熱された一軸または二軸スクリュー押出機を使用しても、調製することができる。

非常に好ましい実施の形態において、本発明の使用のホットメルト混合物は、
（ａ）Ａ−Ｂ−Ａ型水素化スチレン／ブタジエンコポリマーのブレンドを含むポリマー成分、この生成物の市販の公知の例は、Ｋｒａｔｏｎ Ｇシリーズのポリマーであり、さらに特に好ましいスチレン系ブロックコポリマーは、スチレンイソプレンスチレン（ＳＩＳ）、またはスチレンブチレンスチレン（ＳＢＳ）である；
（ｂ）７０から１５０°の環球法による軟化点を有し、典型的に、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計を使用して測定して、３０００センチポアズ（２０グラム／ｃｍ・秒）以下の３５０°Ｆ（１７７℃）の粘度を有する、開環メタセシス重合（ＲＯＭＰ）により形成された、ポリジシクロペンタジエン（ＰＤＣＰＤ）ポリマー樹脂のブレンドを含む、好ましくはそれからなる粘着付与成分、この生成物の市販の公知の例は、Ｅｓｃｏｒｅｚ ５０００シリーズである；
（ｃ）パラフィン油を含む可塑剤成分、この生成物の市販の例はＰｒｉｍｏｌ ３５２である；および
（ｄ）立体障害フェノール系酸化防止剤および立体障害アミン光安定剤を含む安定剤（末端ブロック強化）成分；
の混合物から達成される。

常識で、この混合物はホットメルト接着剤と称される。

本発明の効果を、下記に詳細に述べる化合物の相互作用に遡ってもよい。しかしながら、このむしろ科学的議論は、本発明の範囲にどのような制限効果も持たずに、本発明の理解を容易にするためであると単に理解するものとする。

前記ホットメルト接着剤がアルファメチルスチレン（ＡＭＳ）をさらに含むことが好ましい。

ＰＤＣＰＤおよびＡＭＳポリマーと共に水素化中間ブロックを有するＡ−Ｂ−Ａ型水素化スチレンブタジエンブロックコポリマーの使用が、所望の性質を提供するものと考えられる。

事実上純粋に芳香族である、アルファメチルスチレンだけが、ＡＢＡ型ブロックコポリマーのスチレン領域に作用する能力を有する。この作用は、従来のＳＩＳまたはＳＢＳブロックコポリマーと比べた場合、ブロックコポリマーのこの範囲が飽和中間ブロックを有するという事実によって、非常に強調される。

これには、接着剤の他の性質に影響を与えずに、接着剤製品の結合力および耐熱性を増加させる効果がある。ＰＤＣＰＤポリマーは、ブロックコポリマーの中間ブロックのみに作用して、その塗布を遂行するのに必要なレベルの粘着性および接着力を提供する。

選択された可塑剤は、接着剤に作用して、接着剤の結合力および耐熱性を望ましくないレベルにまで低減させずに、可撓性を増加させ、粘度を適切なレベルまで減少させる。

本発明は、二次／外部パッケージを使用せずに、自動塗布プロセスにおいて様々な商品のパックを形成するために、飲料または食品の多数の容器の一時的結合、付着および照合のためのホットメルト接着剤混合物の使用に関する。

スリーブ包装用シュリンクフイルム、段ボール箱または任意の他の二次または外部パッケージを使用せずに、パックを形成するための飲料または食品の多数の容器の接合および照合のためのホットメルト接着剤混合物。

容器は、消費者に届いた際に、使用前に、お互いから分離することができる。容器表面上の接着剤は、再生利用を支援するために機械的手段によって除去できる。

その配合物は、非常に好ましい実施の形態において、以下の物質を含有している：

上記組成、特に、スチレンイソプレンスチレン（ＳＩＳ）およびスチレンブチレンスチレン（ＳＢＳ）のスチレン系ブロックコポリマーの混合物を含む、またはポリスチレン−ブロック−ポリ（エチレン−ＲＡＮ−ブチレン）−ブロック−ポリスチレン（ＳＥＢＳ）を含む、本発明の使用のためのホットメルト接着剤を調製した。得られた混合物の接着性は、それぞれ別の時間に、引き剥がし粘着力実験およびループタック実験によって決定した。ＰＥＴパッケージの接着に上記ホットメルト接着剤を使用することより、パッケージが過度に損傷を受けずに、パッケージを容易に分離でき、同時に、分離前にパッケージを適切に連結する、パッケージ容器間の接着力が達成されることが分かった。

ここに列挙された全ての文献は、その全てが引用により含まれる。

先の説明および／または特許請求の範囲に開示された特徴は、別々と、その任意の組合せの両方で、本発明をその様々な形態で実現するための構成要素であろう。

Claims (5)

1. （ａ）スチレンブロックコポリマーおよび更にエチレン−ブチルアクリレート／酢酸ビニルコポリマーを含むポリマー成分を７〜４８質量部；
   （ｂ）熱可塑性接着樹脂、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、テルペン、ロジン、またはそれらの混合物を含む粘着付与成分であって、前記炭化水素のそれぞれは修飾および／または水素化されていてもよく、前記テルペンは修飾または水素化されていてもよく、前記ロジンは修飾または水素化されていてもよい、粘着付与成分を１５〜５２質量部；
   （ｃ）パラフィン油、ナフテン油、ポリブテン、ポリブタジエン、二塩基性エステル、ポリオールまたはそれらの混合物を含む可塑剤成分を５〜２５質量部；および
   （ｄ）光安定剤である安定剤成分を０．０２〜１．２質量部；
   含むホットメルト接着剤の、少なくとも第１のパッケージおよび第２のパッケージを接着するための使用。
2. 前記パッケージが、食品パッケージである、請求項１記載の使用。
3. 前記スチレンブロックコポリマーが、ポリスチレン−ブロック−ポリオレフィンである、請求項１または２記載の使用。
4. 少なくとも２つのパッケージおよびホットメルト接着剤を実質的に含むパックであって、各パッケージが接着によって少なくとも１つの他のパッケージに連結されており、該接着が前記ホットメルト接着剤により行われ、該ホットメルト接着剤が請求項１から３いずれか１項記載のホットメルト接着剤である、パック。
5. 前記パッケージが、食品パッケージである、請求項４記載のパック。