JPH10505015A - 圧力−活性化接着剤のための保護コーティング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 シールを減じるための感圧性コーティングを圧力−活性化接着剤の暴露表面に適用する。コーティングを好ましくは、プラズマの存在下に分解性先駆物質の分解によって接着剤の暴露表面に付着させる。使用する分解性先駆物質は炭化水素ガスを含むことができ、これによって相互連結した炭素原子の非晶質層が接着剤の表面上に付着するか、あるいはシリコーン含有化合物を含むことができ、これによると付着したコーティングは相互連結した珪素及び酸素原子の非晶質層である。

Description

【発明の詳細な説明】 圧力−活性化接着剤のための保護コーティング 本発明は接着剤の層を備えた基体、さらに詳細にはそのための暫定的な保護コ ーティングに関する。 圧力−活性化接着剤は本技術において既知である。この名称が意味するように 、圧力−活性化接着剤は、そのような接着剤及び接触している物品との間の結合 を促進するために該接着剤に圧力を直接かけることが必要である。通常使用され る圧力−活性化接着剤は、アクリル樹脂を基材としたコーティング及びゴムを基 材としたコールドシールコーティングを含む。これらのコーティングは、ポリマ ー、金属、箱用板紙、紙等から形成される種々のフィルムに適用できる。 その後にフィルムが芯に巻き取られてロールを形成したときに、暴露された接 着剤は隣接する巻き取られた層に接着する傾向を有し得る。すなわち、接着剤は 低い圧力でそれ自体に接着する傾向を有する。ローリング及び使用前取扱の間に 、暴露された接着剤を保護するために、剥離可能な剥離紙が接着剤の上に通常固 定される。この剥離紙は次にフィルムの使用前に除去され、これによって下にあ る接着剤を暴露させる。暴露された接着剤を保護するための他の方法は接着剤の 反対の接触表面側に剥離コーティングを適用することを含む。 従って、別の剥離可能な剥離紙または剥離コーティングの存在なしに圧力−活 性化接着剤のための保護を与える方法についての本技術分野における必要性が存 在する。 本技術の必要性に向けられた本発明は、フィルム構造体に関する。本フィルム 構造体は基体を含む。本フィルム構造体は，暴露された表面を有し、かつ基体に 固定された圧力−活性化接着剤を含む。本構造体はさらに感圧コーティングを有 し、この感圧コーティングは、前もって決定されたレベルの圧力が該コーティン グにかけられるまで、下層の接着剤の接着力を減じるためにその暴露された表面 に固定されている。 本発明はまた、圧力−活性化接着剤の暴露表面のための保護を与える方法に関 する。本方法は感圧コーティングを圧力−活性化接着剤の暴露表面に適用する工 程を含む。このコーティングは、前もって決定されたレベルの圧力がコーティン グにかけられるまで、下層の接着剤が接触した物品に接着する傾向を減じる。 圧力−活性化接着剤は好ましくは、プラズマ強化化学蒸着の方法によってコー トされる。本発明の一態様において、分解性先駆物質は炭化水素ガスであり、こ れによれば付着したコーティングは相互連結した炭素分子の非晶質の層であり、 一方本発明の他の態様においては分解性先駆物質はシリコーン含有化合物であり 、これによれば付着したコーティングは主として相互連結した珪素及び酸素原子 の非晶質の層である。 本発明はさらに、他の物品にフィルムを接着する方法を提供する。この方法は フィルムを与える工程を含む。このフィルムは基体に固定された圧力−活性化接 着剤を含む。接着剤は感圧コーティングによって一時的に保護される。本方法は 、フィルムを、コーティングが物品と接触するように、それに接着するべき物品 と緊密に接触させて置く追加の工程を含む。最後に本方法は、前もって決定され たレベルの圧力をコーティングにかけて、それによってコーティングを崩壊し、 そして接着剤を物品に接着させる工程を含む。 最後に、本発明は圧力−活性化接着剤を基体の少なくとも１つの側に適用する 方法によって製造されるフィルム構造体を提供する。本方法は、プラズマの存在 下での分解性先駆物質の分解によって感圧コーティングを接着剤の暴露表面上に 付着させて、これによりコーティングが接着剤のための暫定的な保護を与える追 加の工程を含む。 結果として、本発明は別の剥離可能な剥離紙または反対側の剥離コーティング の存在なしに、感圧接着剤のための保護を与える方法を与えるす。 以下に説明するように、圧力−活性化接着剤を含むフィルムは感圧コーティン グの適用によって一時的に保護され得る。このコーティングは、そのようなフィ ルムの使用の前の期間、例えばフィルムの使用前取扱い、貯蔵及び輸送の間に、 下層の接着剤のための保護を与える。特に、このコーティングはフィルムのシー ルを減じ、それによってフィルムがロール上に巻き取られたときに隣接する接触 層に接着する傾向及びそのようなフィルムの取扱いの間に接触した表面に接着す る傾向を減じる。 本発明の感圧コーティングは好ましくは、薄い、比較的脆い層であって、これ は圧力−活性化接着剤の暴露表面を連続的に覆う。このコーティングはその厚さ 及び脆性のために容易にこわれる。特に、コーティングは前もって決定されたレ ベルの圧力をそれにかけることによって崩壊させ得る。コーティングを崩壊させ るため（及びこれによって下層の接着剤と接触物品との間の強固な結合を許容す るため）に必要な圧力レベルは、好ましくはその使用の間に接着剤上に与えられ る圧力と釣り合っている。 説明したように、保護コーティングは前もって決定されたレベルの圧力をそれ にかけることによって崩壊させ得る。しかし、このコーティングは下層の接着剤 に接着したままである。結果として、コーティングはフレーキングまたは剥離な しに、生じた接着剤マトリックスの一部となる。 本発明によって企図される圧力−活性化接着剤は、アクリル樹脂を基材とした コーティングのような接着剤及びポリオレフィン類またはこれらの混合物のよう なホットメルト接着剤を含む。これらの接着剤は、食品のための柔軟包装及び一 般の上包みのような用途において使用できる。 多くの基体が本発明において使用できると考えられる。例えば、前述の接着剤 を、ポリオレフィン、ポリエステル、ナイロン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビ ニル及びポリスチレンから製造されるポリマーフィルムに適用できる。ポリオレ フィン、特にポリプロピレン及びポリエチレンは、本発明と共に利用される特に 好ましい基体である。接着剤は金属ホイル、箱用板紙、紙またはグラシン紙のよ うな基体に適用することもできる。 一つの好ましい態様において、柔軟食品包装としての用途のために特に適合し た基体が、圧力−活性化接着剤でコートされる。次に、感圧コーティングを接着 剤上にコートする。その後、そのような基体を折りたたみ、そしてその端部を重 ね合わすことによって基体を包装へと形成する。これらの端部は次に、局部的な 圧力をこれらに加えることによって接着されるが、この局部的な圧力は保護コー ティングを崩壊させ、そて下層の接着剤をそのような端部に沿った反対表面に結 合させる。シールされた端部に対して内部に位置する接着剤の層は感圧コーティ ングによって保護されたままである。結果として、本発明の感圧コーティングは 、後に形成される端部に沿って位置する下層の接着剤のための暫定的保護を与え 、そして未シールの接着剤の残りの領域のための保護を持続させる。 圧力−活性化接着剤の暴露表面上に好ましくは付着した、本発明のコーティン グはガス状先駆物質の分解によって製造できる。この分解は好ましくはプラズマ 強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）の方法によって達成され、これはコーティングをポ リマーフィルムのような低温の基体上に付着させる。特に、このＰＥＣＶＤ技術 はコーティング物質を、他の付着方法において必要な反応チャンバー温度に比べ て低い反応チャンバー温度において付着させる。 本発明の一態様において、保護コーティングは相互連結した非晶質炭素原子の 層を含む。この非晶質炭素コーティングを形成するために利用される分解性先駆 物質は炭化水素ガスである。これは炭素原子数１〜２０の炭化水素ガスを含むが これに限定されない。アセチレンは特に好ましい分解性先駆物質ガスの一つであ る。 本発明の代わりの態様において、保護コーティングは、主として相互連結した 珪素及び酸素原子の層を含む。珪素−酸素コーティングを形成するために利用さ れる分解性先駆物質は珪素含有化合物である。ヘキサメチレジシロキサン（ＨＭ ＤＳＯ）は特に好ましい分解性先駆物質ガスの一つである。 分解性先駆物質のプラズマへの導入の際に、先駆物質は分解し、そして適切な 方法で前もって置かれた圧力−活性化接着剤上に付着する。この付着したコーテ ィングは１０オングストローム〜５０００オングストロームの厚さ範囲であるこ とができる。コーティングの厚さは主として分解にために許される時間に依存す る。好ましくは、付着時間は０．０１秒〜６０秒の範囲である。 コーティングの厚さを変えて、そのようなコーティングの性質に影響を与える ことができる。例えば、比較的薄いコーティングは、最小の保護のみを必要とす る圧力−活性化接着剤に適用でき、一方これより厚いコーティングは高いレベル の保護を必要とする圧力−活性化接着剤に適用できる。 本発明において、プラズマは第１ラジオ周波数を第１電極にかけることによっ てつくられる。このラジオ周波数はチャンバーを通って流れるガス混合物を励起 し、これによってプラズマを形成する。非晶質炭素コーティングを形成するため に利用されるガス混合物は好ましくは上述の炭化水素先駆物質ガス（例えばアセ チレン）とアルゴンのような不活性ガスとの混合物である。珪素−酸素コーティ ングを形成するために利用されるガス混合物は好ましくは上述の珪素含有化合物 （例えばヘキサメチルジシロキサン、ＨＭＤＳＯ）と酸素（Ｏ₂）との混合物で ある。 ＰＥＣＶＤのために適合した装置は商業的に入手できる。このような装置は一 般に基体を受け入れるためにサイズ決めされたチャンバーを含む。この装置はさ らに、チャンバーを排気するために真空ポンプ、制御された条件下でガス混合物 をチャンバーに導入する手段、及びチャンバー内でプラズマを発生させる手段を 含む。 １つの特に好ましい態様において、プラズマ発生手段は、遠位に一定間隔の第 １及び第２の電極を含み、これらは反応チャンバー内に個々の２つのエネルギー 源を導入するために一緒に使用できる。例えば１３〜１４ＭＨｚの第１ラジオ周 波数を第１電極にかけ、そして例えば１０ＫＨｚ〜１ＭＨｚの第２周波数を第２ 電極にかける。好ましくは、該チャンバーは両方の周波数のための接地用導体と して働く。 第１周波数はプラズマを（ガス混合物を励起することによって）生み出し、一 方第２周波数は、炭素の基体上への付着を、付着される炭素分子を励起すること によって容易にすると考えられる。この原理は、プラズマの可視変化がこの第２ ラジオ周波数をかける際に観察されるという事実によって支持される。 プラズマを発生させる他の方法も考えられる。例えば２．４５ＧＨｚのマイク ロ波エネルギーは第１電極として機能し得る。さらに、レーザーまたは磁場をガ ス混合物を励起させるために使用できる。 チャンバーは好ましくはコートされるフィルムを支持するためのホルダープレ ートを含む。この基体ホルダープレートは好ましくは第２電極と一体である。さ らに、この基体ホルダープレートは平坦または弓状いずれかの支持表面を含み得 る。弓状支持表面の使用がここで開示されるフィルムの商業的製造を容易にする ことが考えられる。 以下の実施例は本発明の封入法を例示する。 実施例Ｉ 対照試料１を製造した。２ミル厚の未コートの延伸ポリプロピレンフィルムを ゴム状ホットメルト接着剤でコートした。その後、対照試料１を１３８ｋＰａ（ ２０ｐｓｉ）でクリンプシールについて試験した（クリンプシールはフィルムと 接触物品との間の接着力の程度のｇ／ｃｍでの測定値である）。この圧力（すな わち１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ））を接着剤でコートした基体にかけ、フィルム の使用前に遭遇する取扱条件をシミュレートした。 対照試料１は１３８ｋＰａにおいて９０６ｇ／ｃｍ（２３００ｇ／インチ）の クリンプシールを示した。 実施例ＩＩ 試料２、３、４、５及び６を製造した。２ミル厚の延伸ポリプロピレンフィル ム試料をゴム状ホットメルト接着剤でコートした。この試料を長さ２８ｃｍ（１ １インチ）×幅３９ｃｍ（１５．５インチ）のシートに切り、そして第２電極に 取りつけた２５．４ｃｍ（１０インチ）×３９ｃｍ（１５．５インチ）の基体ホ ルダープレート上に取りつけた。この基体ホルダープレートは１０２ｃｍ（４０ インチ）の曲率半径を有する弓状表面を含んでいた。この試料は、試料をホルダ ーに固定できるように、その試料の長さに沿って基体ホルダープレートから突き 出ている。 チャンバーを排気して１ｍトルに下げた。次にアセチレンガスを一定のフロー 速度でチャンバー内に導入した。チャンバー内の圧力を、真空ポンプの入口に位 置するゲートバルブを使用して１００ｍトルの反応圧力に上げた。１００ワット の電力レベルで１３．５ＭＨｚの第１ラジオ周波数を第１電極にかけ、そして５ ０ワットの電力レベルで９５ｋＨｚの第２周波数を第２電極にかけた。 個々の試料を３０〜１２０秒の範囲の種々の時間のあいだコートした。その後 、ガス混合物を遮断し、そしてチャンバーを排気して１ｍトルに下げた。チャン バーの真空を窒素ガスのブリーディングによって破り、そして各試料を取り出し た。１３８ｋＰａ（２０ｐｓｉ）及び５５２ｋＰａ（８０ｐｓｉ）（感圧コーテ ィングを崩壊させるのに使用される圧力に相当する）の両方で、クリンプシール について試料２、３、４、５及び６を各々試験した。 実施例ＩＩＩ 試料７を製造した。アセチレンではなくプロパンを分解性先駆物質ガスとして 使用し、そして実施例ＩＩに説明した手順を繰り返した。試料を３０秒間処理し た。 その後、試料７を１３８ｋＰａ及び５５２ｋＰａにおいてクリンプシールにつ いて試験した。 実施例ＩＶ 試料８、９、１０、１１、１２、１３及び１４を製造した。これらの試料は、 実施例ＩＩに説明した手順に従いヘキサメチルジシロキサン（ＨＤＭＳＯ）及び 酸素（Ｏ₂）の分解性先駆物質ガス混合物を種々のフロー速度で利用して製造し た。各試料を３０秒間処理した。その後、各試料を取り出し、そして１３８ｋＰ ａ及び５５２ｋＰａにおいてクリンプシールについて試験した。 実施例Ｉ−ＩＶからの結果を次の表にまとめる。 前の表に示した試験データから、付着させたコーティングが接着剤をコートし た基体に有意の保護を与えることが明らかである。特に、このコーティングは接 着剤でコートした基体が通常の取扱いをシミュレートした条件の間にそれ自体ま たは他の物品に有意に接着することを禁止した。例えば、試料６について測定さ れたクリンプシール（１３８ｋＰａにおいて）は７．８７ｇ／ｃｍに過ぎず、こ れは試料１について測定された９０６ｇ／ｃｍ（２３００ｇ／インチ）のジュリ ンプシール（同じ圧力）よりもかなり小さい。従って、もし試料１及び６の両方 をロール上へと巻き取ったとすると、試料１はロール上で隣接する接触層に接着 するかなり大きい傾向を有し、これによってそのようなロールの巻出しを妨害す るだろう。 連続コーティングを崩壊させるのに十分な圧力をかけるとき（それによって接 着剤が放出される）、接着剤でコートした基体は自由にそれ自体または他の物品 に接着できる。例えば、試料６に５５２ｋＰａの圧力をかけたとき、このコーテ ィングは崩壊して下層の接着剤へのアクセスを許容する。このことはクリンプシ ールの有意の増加、すなわちクリンプシールが７．８７ｇ／ｃｍから２０１ｇ／ ｃｍへ増加したことによって証明される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ワグナー，ジョン・ラルフ，ジュニアー アメリカ合衆国ニューヨーク州14620− 3330，ロチェスター，アシュレー・ドライ ブ 300

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．フィルム構造体であって、 基体； 暴露表面を有し、かつ前記基体に固定されている圧力−活性化接着剤；及び 前もって決定されたレベルの圧力が前記コーティングにかけられるまで、前記 下層の接着剤の接着力を減じるために前記暴露表面に固定された感圧コーティン グ を含む、前記のフィルム構造体。 ２．前記コーティングが相互連結した炭素原子の非晶質層を含む、請求項１に 記載のフィルム構造体。 ３．前記コーティングが相互連結した珪素及び酸素原子の非晶質層を含む、請 求項１に記載のフィルム構造体。 ４．前記コーティングが、１０オングストローム〜５０００オングストローム の厚さを有する、連続した脆いスキンを含む、請求項１、２または３に記載のフ ィルム構造体。 ５．前記圧力−活性化接着剤が、アクリル樹脂を基材としたコーティング、コ ールドシールコーティング及びホットメルトコーティングより成る群から選択さ れる、請求項１、２、３または４に記載のフィルム構造体。 ６．前記基体が、ポリマーフィルム、金属ホイル、箱用板紙、紙及びグラシン 紙より成る群から選択される、請求項１、２、３、４または５に記載のフィルム 構造体。 ７．圧力−活性化接着剤の暴露表面に感圧コーティングを付着させることを含 む、圧力 活性化接着剤の暴露表面のための保護を与える方法であって、 前記コーティングは、前記コーティングに前もって決定されたレベルの圧力が かけられるまで前記下層の接着剤が接触した物品に接着する傾向を減じる、 前記の方法。 ８．前記感圧コーティング付着工程が、前記接着剤の前記暴露表面上に物質を 付着させることによって達成される、請求項７に記載の方法。 ９．前記付着工程が、プラズマの存在下に分解性先駆物質を分解させる工程を 含む、請求項８に記載の方法。 １０．前記付着工程が１３〜１４ＭＨｚの第１ラジオ周波数を第１電極にかけ て前記プラズマを生じさせる工程を含む、請求項９に記載の方法。 １１．前記付着工程が、１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの第２周波数を第２電極にかけ て分解した先駆物質の付着を容易にする追加の工程を含む、請求項１０に記載の 方法。 １２．前記分解性先駆物質が炭化水素ガスであり、これにより前記付着したコ ーティングは相互連結した炭素原子の非晶質層を含む、請求項９に記載の方法。 １３．前記炭化水素ガスがアセチレンである、請求項１２に記載の方法。 １４．前記分解性先駆物質がシリコーン含有化合物であり、これにより前記付 着したコーティングは相互連結した珪素及び酸素原子の非晶質層を含む、請求項 ９に記載の方法。 １５．前記シリコーン含有化合物がヘキサメチルジシロキサンである、請求項 １４に記載の方法。 １６．前記コーティングが１０オングストローム〜５０００オングストローム の厚さを有する、請求項７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５ に記載の方法。 １７．前記圧力−活性化接着剤が、アクリル樹脂を基材としたコーティング、 コールドシールコーティング及びホットメルトコーティングより成る群から選択 される、請求項７または１６に記載の方法。 １８．前記圧力−活性化接着剤が、ポリマーフィルム、金属ホイル、箱用板紙 、紙及びグラシン紙より成る群から選択される基体に適用される、請求項７また は１６に記載の方法。 １９．フィルムを他の物品に接着させる方法であって、 フィルムを与えること、フィルムは基体に固定された圧力−活性化接着剤を有 し、かつ感圧コーティングによって保護されている； 前記フィルムを、前記コーティングが前記物品に接触するように、接着すべき 物品と緊密に接触させて置くこと； 前もって決定されたレベルの局部的圧力を前記コーティングにかけて、これに よって前記コーティングを前記接触している物品の該局部で前記コーティングを 崩壊させ、その後前記接着剤を前記物品に接着させること を含む、前記の方法。 ２０．圧力−活性化接着剤を基体の少なくとも一方の側に適用すること； 前記圧力−活性化接着剤の暴露表面上に、プラズマの存在下に分解性先駆物質 の分解によって感圧コーティングを付着させること、これによって前記コーティ ングは前記接着剤のための保護を与える を含む方法によって製造されるフィルム構造体。