JPS5883074A - ホットメルト熱可塑性接着剤発泡体による結合方法 - Google Patents

ホットメルト熱可塑性接着剤発泡体による結合方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はホットメルト熱可塑性接着剤発泡体の製造方法
及び装置に関する。
高温溶融熱可塑性接着剤、いわゆる“ホットメルト“は
種々の製品を接着するために工業的に広く使用されてい
る。このような接着剤の最も普通な用途の一つは包装お
よびポール箱詰めであり、これらの作業においては前記
接着剤が速かに硬化することが特に有利である。
ホットメルト接着剤に関連する最も普通な問題の一つは
、接着剤を□塗布した後これを圧縮して該接着剤と接着
すべき基質との間の接触面積を十分に大きくし、すぐれ
た結合部分が得られるようにすることである。ホットメ
ルト接着剤の比較的大きな粘性、大きな表面） 張力および速い硬化時間は、接着剤を液体として基質に
塗布した時に該接着剤が大きな表面積に広がるのを阻止
する働きを有している。
すなわち前記液体は広がらずに、構造体上に厚いビード
として硬化する。たとえばボール箱の二つの垂片の間で
敏速に圧縮したとしても、接着剤は広がり難い。一般的
に言って、二つの接着面を引き離して見れば結合が接着
剤の基質表面に押し入っていることが分かる。
したがって界面すなわち表面接触が大きければ大きいほ
ど、結合強度は犬となる。
本発明の方法及び装置によって得られるホットメルト接
着剤の所定の量によって得られる結合強度は、該接着剤
を普通の非発泡接着剤として使用した時に著しく改善さ
れ、多くの場合少なくと□も２倍の強度が得られると言
うことが見出された。
この発泡接着剤の大きな結合強度は少なくとも部分的に
は、同じ圧縮状態においては発泡接着剤の方が非発泡接
着剤の少なくとも２倍の大きさの面積にわたって広がる
と言う事実に基ずくものである。結合強度は接着剤によ
って被覆される面積の関数であるから、所定量の発泡し
た接着剤を使用すれば、発泡しない同じ接着剤のほぼ２
倍の強度を得ることができる。
非発泡ホットメルト接着剤に対するこの発泡接着剤の大
きな拡張性は発泡体のいくつかの物理的特性に起因する
ものと考えられる。
特に普通の溶融ホットメルト接着剤は粘性が大であり、
かつ流動させるためには相当のエネルギーを加えなけれ
ばならぬ溶融ガラスに類似している。これに反し発泡ホ
ットメルト接着剤は粘性が低く、小さなエネルギーで流
動させることができる。換言すれば発泡ホラ　１トメル
ト接着剤は非発泡状態にある同じ接着剤よりも、所定の
力によって単位時間当り多くの量の接着剤を動かしたり
、または平らにすることができる。なお、非発泡溶融接
着剤は圧縮することができないが、発泡した溶融接着剤
はその中に気体の泡を含んでいるために圧縮することが
できる。さらに発泡溶融接着剤内の気泡は接着剤の粘性
および密度を低下させると共に、接着剤を圧縮し易くす
る傾向を有している。
発泡ホットメルト接着剤はなお非発泡状態で使用される
同じ接着剤に比して他の重要な利点を有している。特に
発泡ホットメルト接着剤は長いＮ開放“時間を有し、こ
の時間中は基質上に配与された後においても結合強度を
保持することが認められている。さらにこの発泡ホット
メルト接着剤は二つの基質、たとえばボール箱の二つの
垂片の間で圧縮すればより速く硬化しかつ接着すること
が分った。
これら二つの特性は共にポール箱詰めを行なう場合に有
用である。その理由は接着剤を塗布した後、直ちに垂片
を閉じる必要がなく、かつ締着圧力を加えた直後に接着
面を該圧力から釈放し得るからである。これら二つの特
性によって製造公差を大とすることができ、したがって
、ホットメルト接着剤の用途を広げることができる。
発泡接着剤の１開放“時間が発泡しない同じ接着剤に比
して長いのは、発泡体の空気またはガスを含む小さな気
泡が絶縁障壁として働き、熱の逸出、したがって液体接
着剤の凝固を阻止するためである。締着圧力を加えるこ
とによって発泡接着剤を接着面の間に広げれば、該接着
剤は非発泡接着剤の場合のほぼ２倍の面積にわたって広
がシ、この大きな接触面積によって発泡接着剤は非発泡
接着剤よりも速くその熱を消散させる。
本発明の他の重要な特色はホットメルト接着剤発泡体の
製造方法において、空気または窒素の如き気体を液体ホ
ットメルト接着剤と完全に混合し、次にこの混合液を高
い圧力、たとえば２１．０９キログラム／平方センチメ
ートル（３００ボンド／平方インチ）の圧力で加圧し気
体を溶解させれば、この気体は接着剤と共に溶液を形成
する。接着剤と気体との溶液を普通の弁型接着剤配与器
によって配与すれば、気体は前記溶液から放出されて接
着剤の中に捕捉され、前述の如き所要の接着特性を有す
る閉鎖気泡固体接着剤発泡体を形成する。
本発明の一つの好適な実施例においては固体熱可塑性接
着剤材料は加熱タンク内において加熱されかつ溶融され
る。この溶融した接層剤は次に、単段または２段歯車ポ
ンプによって空気と混合されかつ加圧される。ガスおよ
び液体接着剤は歯車ポンプ内において完全に混合され、
かつガスはポンプ吐出口圧力によって、液体接着剤中に
溶解される。加圧された液体接着剤と気体との接着剤溶
液は次に弁型接着剤配与ガンに供給され、このガンによ
り大気圧で配与される。配与器のノズルから吐出する時
に前記ガスは溶液から小さな泡の形で生成し、接着剤を
容積的に膨張させる。
このようにして、吐出された非圧縮状態にある接着剤は
その全体にわたって均一に配分された閉鎖空気または気
体気泡を有する均質な固体発泡体として硬化する。
本発明の他の実施例においては、ホットメルト熱可塑性
接着剤および発泡剤の混合物は加熱タンクの中で加熱さ
れかつ溶融される。
この加熱温度は接着剤の溶融温度よりは高いが発泡剤の
分解温度よりは低くなるようにされる。溶−融接着剤お
よび固体発泡剤の混合物は次に歯車ポンプによって加圧
され、かつたとえば２１．０９キログラム／平方センナ
メートル（３００ポンド／平方インチ）の圧力が加えら
れてホットメルト配与器に供給される。
溶融接着剤および固体発泡剤混合物は前記ポンプとホッ
トメルト配与器出口との間においてさらに高い温度まで
加熱され、この時該発泡剤は分解して、たとえば窒素の
如き気体を放出しくこの気体は前記圧力で液体接着剤を
含む溶液の中に溶解し、該接着剤は次に前述の如き態様
で配与される。
在来においてはしばしば熱可塑性接着剤の中に大きな泡
が発生し、このような大きな泡は接着剤溶液の中には溶
は込まず、したがって均一な発泡接着剤を形成すること
はできなかった。このような大きな泡はむしろ接着剤内
に不均一に存する大きな空洞を形成するだけで、小量の
発泡接着剤が独立した滴の形で存在するようになる。こ
れに反し本発明の接着剤の場合は連続的押出された接着
剤の全体にわたって規則正しく隔置された小さな気泡を
発生させる。一般的に言って在来のように接着剤の中に
大きな気泡が発生するのは液体タンクが接着剤の乾燥し
た状態で作動したか、ポンプにキャビテーションを発生
せしめたか、または接着剤の中に水が入り蒸気ポケット
を発生させたかによる。このような状態が起これば、接
着剤は截械のノズルからはじき出され、基質の上に接着
剤を不均一に沈着するようになる。このような状態が起
こった時は、前記の如きはじき出しおよび泡の発生を除
くことにより、できるだけ速く適当な補正手段を講ずべ
きである。
本発明の目的は不適当な溶融および分配法に起因して不
注意又は偶発的に生ずる不均一の大きな泡を発生させる
ことなく、ホットメルト接着剤の全体にわたって規則正
しく隔置された小さな気体すなわちガスポケットを計画
的に発生させることである。
本発明による発泡接着剤は二枚の基材の接着剤の吐出の
みならず、一枚の基材への吐出適用、例えば王冠に吐出
され接着する密封部材又はガスケット形成用ホットメル
ト接着剤の吐出等、ホットメルト接着剤の任意の用途に
対して使用することができる。従って本明細書中におい
て「発泡接着剤」とは、二枚の基材間の接着のみならず
、一枚の基材への接着剤自身の接着性による接着をも意
味しており、接着性（結合性）を有する材料の意味であ
る。本発明による方法及び装置は、特に包装およびポー
ル箱詰作業に適している。在来のこの種の作業において
は、圧縮力を加える場合に制限を受けるために、接着剤
によって大きな基材を適当に給温することは困難であっ
た。本発明によればこのような多くの用途において同じ
、またはすぐれた接着を行なうために必要とされる接着
剤の量を少なくとも５０％低減させることができ、しか
もそのために追加的な材料費を必要としない。その理由
は気泡を形成するために使用するガスまたは空気はほと
んど費用を要しないからである。
本発明により得られる発泡接着剤を使用する場合には基
材（単数または複数）との間に適当な結合部分を形成す
るに要する表面積に関して、発泡溶融接着剤の使用量を
同じ種類の非発泡溶融接着剤より少ない使用量で済ます
ことができる。
本発明の有用性上使用接着剤の重量ｋｍらし得ることか
ら明らかであり、これは接着剤消費量の減少と、製造業
者の費用の低減とを意味する。
本発明の他の利点は添付図面によって次に説明する実施
例により明らかとなる。
本発明は、発泡体を形成する方法、及びこの方法を実施
して発泡体を形成するための装置に関する。本発明はさ
らに、二つの基材間のホットメルト熱可塑性接着剤発泡
体を圧縮し、両基材を接着させるのに好適である。第１
１図は、本発明の方法にしたがって形成されたホットメ
ルト熱可塑性接着剤発泡体１０を写真によって示す。こ
の発泡体１０はホットメルト接着剤エスタボンドＡ−３
接着剤、すなわちニューヨーク、ロチニスターのイース
トマン化学会社製のポリエチレンを基礎とする材料であ
る。発泡体１０全体には、密封された気泡１゛１が規則
正しく隔置されている。
これら気泡は液体溶融接着剤内に気体を含んだ溶液から
放出された即ち該溶液中に生長した気体の泡を捕捉する
ことによって形成される。前記気泡１１は液体接着剤と
気体との溶液を高圧ホットメルト接着剤消費量１２（第
１Ａ図）から配路された後に形成される。第１１図によ
って明らかな如く気泡１１は発泡体の全体にわたって比
較的均一に隔置され、かつ実質的に同じ寸法を有してい
る。図示の実施例においては気泡の直径は０．１−０．
７ミリメードルの間にある。本発明の他の実施例におい
ては好適なホットメルト接着剤発泡体はその全体にわた
って均一に隔置された直径０．１ミリメートルの小さな
気泡、または直径０．７ミリメードルまでの気泡を有す
るものとして形成される。発泡体内の気泡の寸法は、該
発泡体が均質であり、かつ気泡が全体にわたって規則正
しく配分されている限りは一慎界的ではない。もちろん
前記気泡は、第１０図に示される如く、発泡体が二枚の
基材を接着するために使用された後で二つの基材の間で
圧縮される時に、該気泡が破裂して圧縮された接着剤の
全体にわたって延びる大きな空所を形成するようになる
ほど犬で、あってはならない。
第１図は本発明の方法を実施するために使用される装置
の好適な実施例を示す。全体的に言って本装置は溶融タ
ンク１５、歯車ポンプ１６、空気またはガス供給源１７
、フィルタ１８および配路器１２よりなっている。実際
にはペレット、ブロックまたはスラグの形をなした固体
熱可塑性接着剤がタンク１５内に入れられ、該タンクの
底壁内に設けられた加熱器１９によって溶融される。溶
融した熱可塑性接着剤は次に重力によってポンプ１６の
吸込口２０に達する。低圧ガス、たとえば大気圧よりわ
、ずかに圧力の高い空気等の気体が同時に空気源１７か
らガス吸込管２１を通してポンプ１６の吸込口２１ａに
供給される。
熱可塑性接着剤および気体は前記吸込口２０゜２１ａ’
！ｒ通って歯車ポンプ１６の内部に流入し、ここで１対
の歯車３６ａ、３７ａの噛合歯が気体および溶融接着剤
を完全に混合しくクリーム空気を僅人してホイップクリ
ームを形成すると同様に機械的に攪拌し）、かつ圧力が
加えられて気体を溶融接着剤中に溶解して液体接着剤−
気体溶液１０企形成するようになっている。この溶液は
次にポンプの吐出口から専管２２、フィルタ１８、マニ
ホルドブロック２４の出口管２３およびホース２５を通
って配路、ガン１２に流入する。歯車ポンプ１６は気体
および溶融接層剤混合物の圧力をほぼ２１．０９キログ
ラム／平方センチメートル（３００ポンド／平方インチ
）まで上昇せしめ、この圧力はマニホルドブロック２４
の導管２３およびホース２５を通って配路器１２に至る
まで維持される。溶融接着剤内に含まれる空気等の気体
は溶液内においてこの圧力に維持され、カン１２から配
路されるまでこの状態に留る。
図示の実施例においては配路器としてのガン１２は空気
によって作動されるピストンｆ２Ｐを有し、該ピストン
は流量制御弁２６に装置されている。カンの入口管２７
全通して空気圧力が供給されれば、ピストン１２Ｐはば
ね２８に逆って上向きに押圧され、それによって弁２６
が開き、溶融接着剤がほぼ２１．０９キログラム／平方
センチメートル（３００ボンド／平方インチ）の圧力で
ガンから流出するようになる。溶融接層剤−ガス溶液は
薄い透明な液体として流出し、直ちに小さな気泡として
膨張する。この泡は敢初は目に見える程度であり、かつ
溶液ははじめノズル出口からほぼ１２．７ミリメードル
（１／！インチ）のところまでは発泡体の外観ヲ呈して
いる。小さな気泡は大きくなり、かつ溶融接着剤が凝固
する時にこの中に捕捉され、それによって第１１図に示
される如く気泡構造を有する発泡体を形成する。
加熱されたタンク１５、ポンプ１６および配路装置１３
は薄板金属製のハウジング３０内に収納されている。こ
のハウジングは二つの区画、すなわち制御区画３１およ
びタンク区画３２に分割されている。前記二つの区画は
熱絶縁障壁３３によって分離され、該障壁は制御区画３
１内に含まれている電気装置をタンク１５内に発生する
熱から保護するようになっている。前記制御区画内には
普通の温度制御用サーモスタットと、温度設定および測
定ゲージとが設けられている。
前記タンク１５は普通の頂部開放溶融ポットであり、該
ポットは底壁３４，３５′ｆｆ：有し、これら底壁はポ
ンプ１６の吸込口２０の下に下向きに傾斜している。タ
ンクの底壁には加熱器１９が設けられ、該加熱器は固体
可塑性材料をその溶融温度よりわずか高い温度まで加熱
するようになっている。この温度は多くのホットメルト
接着剤に対しては普通７９．６−１７６．４度Ｃ（１７
５−３５０度Ｆ）である。
歯車ポンプ１６は噛合する歯（図示せず）を有する普通
の単段歯車ポンプであり、前記歯は複数の小さなピスト
ンとして作動し、ポンプに液体を吸込み、これを圧縮し
かつポンプ吐出口゛からこれを給送する。このポンプは
普通その吸込口に吸引力を発生せしめ、ポンプ内に液体
を吸込むようになっている。図示の実施例においては空
気または窒素の如き気体が吸込管２１を通してポンプ吸
込管に供給され、前記吸込管の出口はポンプの吸込口２
１ａ４で延びている。
ポンプ１６の二つの噛合歯車３６ａ、３７ａは１対の平
行軸３６．３７に装架されている。
一方の軸３６は空気モーター３８の如きモーターによっ
て駆動される。他の軸３７は遊動軸である。
本発明に使用される他の歯車ポンプ１６は本願の譲受人
に譲渡された米国特許第 ３、９６４．６４５号に記載されている。前記歯車ポン
プは１対の噛合歯車を有し、該歯車の歯は流入する液体
をポンプに吸込み、これを圧縮しポンプ吐出口から配路
する複数の小さなピストンとして作動する。
第２図は本発明に使用されるポンプの第１変形例を示す
。この変形例においてはポンプの空気吸込口２０、吸込
管２１および空気吸込口２１ａは省略され、空気等の気
体は溶融接着剤の上方に含まれる空気室からポンプの中
に吸込まれる。この変形例においてはハブ４２．４３に
装着された噛合羽根４１は駆動軸３６および遊動軸３７
に非回転的にキー止めされている。作業に際しては二つ
の軸３６゜３７が回転すれば、羽□根４１は回転して歯
車ポンプ１６の吸込口２０を払拭する。ポンプの吸込口
２０を払拭する時、払拭羽根は渦流空気の形成を阻止し
、かつポンプの中に十分な量の液体が存在しなぐとも空
気を吸込む。
侠言すれば、前記払拭羽根４１は渦流空気を追い散らし
、ポンプの歯車によって形成された真空すなわち吸引力
により液体がポンプ吸込口に吸込まれた空気と共に該吸
込口に押入れられるようにする。
第１図または＄２図に示された装置が作動する場合には
、ペレット“、ブロックまたはかたまりの形をなした固
体熱可塑性接着剤がタンク１５に入れられ、該材料はタ
ンク内で溶融し、溶融材料のプールを形成する。このプ
ールはタンクの下向きに傾斜する底壁３４゜３５に沿っ
て下向きに流動し、歯車ポンプ１６の吸込口２０に達す
る。第１図に示された実施例の場合は、液体接着剤に対
して不活性な空気、窒素または任意の気体が吸込管２１
を通し大気圧よりわずかに高い圧力、たとえば０．３５
キログラム／平方センチメートル（５ポンド／平方イン
チ）の圧力で、吸込口２１ａに送給される。第２図に示
された変形例の場合は、気体はタンク内の液体接着剤の
プールの上方に含まれた空気室から吸込口２０に吸込ま
れる。流入する気体および敵本は同時に流入し、ポンプ
１６内において完全に混合され、かつ圧力を加えられ、
ポンプ吐出口を通って管２２に給送される。この管２２
の中の液体−気体混合物は比軟的高い圧力、たとえば２
１．０９キログラム／平方センチメートル（３００ポン
ド／平方インチ）程度の圧力を有し、この圧力において
は気体は液体と共に溶液を形成することが認められてい
る。この液体−気体溶液は次にフィルタ１８、管２３お
よびホース２５を通って配路ガン１２に入る。ガンの弁
２６を開けば、液体−気体溶液は透明な溶液として放出
される。
前記溶液はノズルから遠い所、たとえば好適な実施例に
おいてはほぼ１２，７ミリメードル（１７２インチ）離
れたところを通る前に気体の小さな泡、すなわち気泡を
形成し、該液体、を白色の発泡体に変換する。この状態
は第５図に示される通りで、この図においそは透明液体
４５の界面４４および白い泡４６は、基材４１に適用さ
れる接着剤流れの制御点の上方に位置決めされているも
のとして示されている。前記流れがノズルからさらに遠
ざかれば気泡すなわち泡はその数および寸法を連続的に
増加させる。発泡接着剤４６のビードが基材４７の上に
沈着した後においても、相当長時間にわたって、たとえ
ば基材と接着後１分間にわたって、その幅および高さが
連続的に増加する。この増加の過程は第７図および第８
図に示されている。
本発明にしたがって形成される発泡接着剤の重要な特色
の一つは、同じ状態で配与される同様な非発泡接着剤の
ビード４８（第４図）に比して、相当長い時間にわたり
その熱と、その１開放“時間（接着性を保持する時間）
とを維持することである。この長いゝ開放“時間によっ
て、発泡接着剤は非発泡状態で配与される同様な接着剤
に比して相当長い時間にわたって基材に対し閉鎖されか
つ接着される。さらに第９図および第１０図に示される
如く、前記発泡１開放“接着剤は二つの基材４７．４７
Ａの間で圧縮され、気体の大部分が発泡体から分離され
、かつ接着剤は大きな幅（Ｗ）、すなわち非溶解ガズ□
状態で同じノズルから配与され、次に前記二つの基材４
７゜４７Ａの間で同じ圧縮力を受ける同じ接着剤のビー
ドの幅（Ｗ′）のほぼ２倍の幅に広が、る。非発泡状態
にある同じ接着剤に比して発泡接着剤がこのような圧縮
性を有していることは、たとえば包装およびボール箱詰
めを行なう場合には特に好適である。すなわちこの場合
は厚紙または段ボール箱の垂片だけが接着されるから、
基材に対して限られた大きさの圧力だけを加えれば良い
。このような多くの用途においては０．２８キログラム
／平方センチメートル（４ポンド／平方インチ）の圧力
で２．３ミリメートル（０，００９インチ）の厚さまで
圧縮し得るこの発泡接着剤の犬なる圧縮性に起因して、
二つの基材を結合しようとする場合、非発泡状態にある
接着剤のほぼ半分の量の接着剤を使用して同様なまたは
よりすぐれた結合を行なうことができる。
第３図は本発明のさらに別の変形例を示す。
この変形例においては溶融したホットメルト接着剤５０
はタンク５１から二段歯車ポンプ５４の吸込口５３に供
給される。第１図に示された実施例の場合と同様に、圧
力の比較的低いたとえば０．３５キログラム／平方セン
チメートル（５ポンド／平方インチ）程度の空気等の気
体は、溶融接着剤と共にポンプ５４の吸込口５３に供給
される。この歯車ポンプの第１段においては気体および
溶融接着剤が混合され、かつ管５６全通して歯車ポンプ
５４の第２段５８の吸込口５７に供給される。
この第２段は第１段より大きな容量を有している。第２
段から流出する溶融接着剤および空気等の気体の溶液は
図示しない吐出口から管を通じてマニホルドブロック５
５に供給される。このマニホルドブロックは１対の管６
１．６２Ｔｈ受入れるように穿孔され、管の一つ６１は
他の管６２の中に入っている。内方管６１は液体接着剤
−気体溶液を循環配路ガンの７ニホルドブロツク６５に
通し得るようになっている。ガンマニホルドブロック６
５は流体流動管６６を有し、この管を通して溶融接着剤
が配路器Ｔ１の出口弁ＴＯに供給される。前記ブロック
はなお復帰流動通路７３を有し、溶融接着剤−気体溶液
はこの通路、外方導管６２、マニホルドブロック５５お
よびホース７５を通ってポンプ５４の吸込口に復帰する
ことができる。この変形例の再循環性は二つの働きを有
している。すなわち大量の空気等の気体を溶液内に溶解
させ、かつ非循環装置の場合よりも均一な浴液を装置全
体にわたって供給することができる。
第１図および第２図に示された装置の場合と同様に、第
３図に示された装置もタンク５１に入れられた固体熱可
塑性接着剤から発泡体を形成することができる。タンク
５１内において固体熱可塑性材料は該タンクの底部に設
けられた電気抵抗加熱器８１により加熱される。このタ
ンクから出た溶融接着剤５０は導管５２を通り、２段歯
車ポンプ５４の吸込口５３に至る。同時′に気体、たと
えば空気、二酸化炭素または窒素はほぼ０．３５キログ
ラム／平方センチ（５ポンド／平方インチ）またはそれ
以下の圧力で同じ吸込口５３に供給される。歯車ポンプ
の吸込側に発生した吸引力は空気等の気体および液体を
歯車ポンプの第１段に吸込み、ここで気体および接着剤
が完全に混合される。この混合物は次に導管５６全通し
て歯車ポンプの第２段５８に供給される。第２段の中で
液体接着剤−気体混合物は十分な圧力を受け、気体が混
合物の中に溶解し得るようになる。歯車ポンプの第２段
から出た溶液は次に導管６０，６１．６６に通して配与
ガン７１の排出弁７０に供給される。ガンの空気モータ
ー８２が作動すれば、弁７０が開き、接着剤−気体溶液
がノズル８０から配与されるようになる。ノズルから放
出しかつ大気圧を受けてかられずかに後で、液体−気体
溶液内に含まれた気体は該溶液から放出され小さな泡す
なわち閉鎖された気泡を形成する。この時点に、、おい
て接着剤は発泡体となり、気泡の寸法が大きくなるに連
れて第７図および第８図に示される如く連続的にその幅
および高さが増加する。この接着剤が凝固した時に前記
気泡の直径が０．１−０．７ミリメードルの範囲内にあ
ることが分かった。
第３図の装置を使用する場合には、導管６１を通る接着
剤−気体溶液のある部分がマニホルドブロック６５の通
路７３および導管６２．７４．７５に通してポンプの吸
込口５３に復帰せしめられる。ここで復帰した溶液はタ
ンク５１から出た高温の液体接着剤と混合せしめられる
。ガンのマニホルド６５、導管７４を通るこの接着剤の
連続復帰流動によって、ガン内の液体接着剤−気体溶液
が常に十分な気体含有量を有し、該溶液がガンのノズル
から発生した時に発泡体を形成するのを確実にすると共
に１．前記溶液から気体を発生させるほど長くホース６
１内にとど捷らせないようにする。
明細書および特許請求の範囲内において使用される１溶
液“なる用語は高い圧力でガンに供給される液体接着剤
−気体分散物を意味するもので、この分散物は、大気圧
でガンから配与された前に冷却しかつ発泡接着剤を形成
する。出願人の見解によれば、この混合物は溶解した気
体の分子が液体接着剤の分子の中に分散した真の溶液で
ある。しかしながら明細書および特許請求の範囲内に使
用されたこの用語は広い意味の溶液、すなわち溶解した
気体の分子が実際に溶媒の分子の中に分散していると否
とにかかわらず、気体が溶融液体接着剤と均一に混合さ
れている溶液を意味し、かつ包含するものである。
本発明の主なる利点は、発泡ホットメルト接着剤を高価
な気体を使用することなく、または高価な機械を使用す
ることなく安価に形成し得ることである。発泡体の形成
に使用される気体は普通自由に入手し得る空気または比
較的安価な窒素の何れかである。しかしながら本発明に
おいては液体接着剤に対して不活性な他の気体も同様に
使用することができる。
発泡剤を使用して本発明を実施する場合には、１００重
量部分の固体ホットメルト熱可塑性接着剤および１重量
部分の粉末発泡剤の混合物をタン゛り１５に入れ、該タ
ンクの底壁に設けられた加熱器１９によって前記固体ホ
ットメルト接着剤を溶融する。前記接着剤および発泡剤
は、該発泡剤が接着剤の溶融温度において分解したり気
体を発生することがないように選択される。溶融した熱
可塑性接着剤および固体粉末発泡剤の混合物は、次に重
力によってポンプ１６の吸込口２０に流動する。この混
合物は吸込口２０を通って歯車ポンプ１６の内部に達し
、ここで１対の歯車（図示せず）の噛合歯が前記混合物
を高い圧力たとえば２１．０９キログラム／平方センチ
メートル（３００ボンド／平方インチ）まで加圧し、こ
の圧力でポンプ吐出口から導管２２、フィルタ１８を通
してマニホルドブロック２４の出口導管２３に給送され
、さらに加熱された管２５を通して配路器１２に送給さ
れる。前記管２５は普通の加熱されたホースまたは導管
である。同様に配路器１２は普通の加熱されたガンすな
わち内部にサーモスタットによって制御される電気抵抗
加熱器を備えた配路器である。導管およびガンのための
前記加熱器は、溶融接着剤−発泡剤混合物を接着剤適用
温度まで加熱すべく作用する。この温度は発泡剤の分解
温度より高く、ポンプ吐出口と配路器出口との間で分解
し、溶融接着剤の中にガス、たとえば窒素ガスを放出す
るようになっている。ポンプ１６によって維持される圧
力、たとえば２１．０９キログラム／平方センナメート
ル（３００ポンド／平方インチ）においては、発泡剤か
ら放出された気体は溶融接着剤の中に溶解させられ、か
つガン１２によって配与されるまでこの溶液の中に維持
される。次に溶融接着剤−気体溶液は薄い透明な液体と
して流出し、前述の如く発泡する。
本発明の好適な実施例においては、ニューヨークにある
イーストマン化学会社製のイーストボンドＡ−３がホッ
トメルト接着剤として使用される。固形ペレットの形を
なしたこの接着剤１００重量部分をユニロイヤル会社化
学部製１セロゲレＡＺ“１重量部分に混合した。′イー
ストボンドＡ−３Ｈの溶融温度は８２．２−１２１．１
度Ｃ（１８０−２００度Ｆ）であり、かつ適用温度はほ
ぼ１８７．７度Ｃ（３７０度Ｆ）である。″セロゲンＡ
Ｚ“は１８０、０−２６５．５度Ｃ（３５６−４１０度
Ｆ）で分解し、かつ窒素ガスを放出する。前記二つの材
料、すなわち粉末ゝ１セロゲンＡＺ“およびペレット状
ゝ１イーストボンドＡ−３”は固体状態にある間に前述
の比で混合される。
この混合された固体材料はタンク１５に入れられ、ここ
でほぼ１２１．１度Ｃ（２５０度Ｆ）まで加熱される。
この温度においてタンク１５内のホットメルト熱可塑性
接着剤材料は溶融し、かつ溶融接着剤および固体発泡剤
のプールを形成する。このプールはタンクの下向き傾斜
底壁３４，３５に沿って下向きに流動し、歯車ポンプ１
６の吸込口２０に達する。
導管２２内における溶融接着剤一固体発泡剤混合物は比
較的高い圧力、たとえば２１．０９キログラム／平方セ
ンナメートル（３００ポンド／平方インチ）程度の圧力
を有し、この圧力は接着剤が配路器のノズルから配与さ
れるまで維持される。導管２２から出た溶融接着剤−発
泡剤混合物はフィルタ１８および導管２３を通って加熱
ホース２５に流入し、次に配与ガン１２に達する。ホー
ス２５を通る間に混合物はさらに１９０．５度Ｃ（３７
５度Ｆ）なる接着剤適用温度まで加熱される。混合物が
１８０度Ｃ（３５６度Ｆ）に達すれば、発泡剤の分解が
はじまり、かつ該混合物から窒素ガスが放出される。導
管２５内の混合物温度においては窒素は溶融接着剤と共
に溶液を形相している。この溶融接着剤−窒素ガス溶液
はガン１２から配与されるまで溶液の状態に止まる。
本発明を実施するために使用される装置は安価であり、
かつその大部分はホットメルト接着剤を溶融しかつ配与
するために使用される普通の装置である。したがって本
発明を実施するために追加的に必要とされる設備費は僅
少である。
本発明の主なる利点は生成される接着剤製品にある。本
発明によって形成される接着剤発泡体の密度は非発泡状
態にある同じ接着剤の密度のほぼ半分である。本発明の
接着剤は非発泡状態にある同じ接着剤よりも大きな表面
境界面積を有している。本接着剤はなお非発泡状態で適
用される接着剤に比して長い“開放“時間を有している
。このような特色によって接着面の結合強さを犠牲にす
ることなく、多くの用途に対する接着剤の費用を少なく
とも半分にすることができる。
本発明の他の利点は発泡接着剤のチキントロピー性に起
因するものである。非発泡接着剤は垂直面に使用′した
場合には滴の形でこの垂直面に沿って流れる傾向を有し
ている。垂直面に沿って下向きに流れ、る間に非発泡材
料は頂部においては薄いフィルムを形成し、かつこのフ
ィルムは流れの下方に向ってその厚さを増す。材料の厚
さが異なれば開放時間も異なり、これはしばしば品質の
異なる結合部分を発生させる。これに反し発泡接着剤は
そのチキソトロピー性が犬なることにより、垂直面に沿
って流れ落ちる傾向が少なく、シたがって該表面の上に
均一な性質の結合部分を形成する。
明細書および特許請求の範囲内において１ホットメルト
熱町塑性接着剤〃なる用語を使用した。この用語は溶融
状態において使用され、かつ冷却して凝固した時に他の
基材との間に結合部分を形成する溶媒を意味するもので
ある。
以上本発明のいくつかの実施例について説明したが本発
明は特許請求の範囲を離れることなく種々の変形を行な
うことができる。例えば、発泡体は接着剤の他にもシー
ル部材又はガスケットとして使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるホットメルト適用装置を、一部切
除せる透視図である。第１Ａ図は第１図に示された装置
の配路ガン部分を、一部線図的に示した透視図である。 第１Ｂ図は第１図に示された歯車ポンプの断面図である
。第２図は第１図に示された装置の第１変形例の一部分
を、一部線図的に示した透視図である。第３図は本発明
による装置の第２変形例を、一部切除した線図的透視図
である。 第４図は接着剤配路ノズルの透視図で、該ノズルから配
路された非発泡接着剤ビードの形を示す。第５図は第４
図と同様な図であるが、本発明によって形成された発泡
接着剤ビードの形を示す。第６図は第４図の線６−６に
沿って取られた断面図である。第７図は第５図の線７−
７に沿って取られた断面図である。 第８図は第５図の線８−８に沿って取られた断面図であ
る。第９図はこれらの間において接着剤の非発泡ビード
が圧縮される１対の基質の断面図である。第１０図は第
９図と同様な図であるが、第９図に示されたと同じ接着
剤を発泡状態において同じ力で圧縮した場合の大きな圧
縮度を示す。第１１図は本発明によって形成された接着
剤発泡体の断面全２０倍に拡大して示した写真である。 １０は発泡体、１１は気泡、１２は配路器、１３は配路
装置、１５はタンク、１６は歯車ポンプ、１９は加熱器
、２０は吸込口、２１は吸込管、２６は制御弁、３０は
ハウジング、３６．３６ａ、３７ｍは歯車、３８は空気
モーター、４１は羽根、４５は液体、４６は泡、４７．
４７Ａは基質、４８はビード、５０は接着剤、５１はタ
ンク、５３は吸込口、５４は歯車ポンプ、ＴＯは出口弁
、Ｔ３は復帰通路、８０はノズル、８１は加熱器、８２
は空気モーターである。 図面の浄書（内容に変更なし） 第１頁の続き 優先権主張　＠１９７６年８月２日■米国（ＵＳ）■７
１０３７８ ０発　明　者　デュアン・オー・シャスターアメリカ合
衆国オハイオ州エイ ボン・レイク・レッドウッド・ ブールバード３３１３４ 手続補正書（労へ） ＩＶイ和５７年１１月１１日 特許庁長官若杉和夫　殿 ｌ・事件の表示昭和５７年　特許願第８４６８９　　号
３３　　補正をする者 事件との関係特許出願人 氏名　　　　ノードソン　コーポレーション（名称） ４、代理人 （３）明細書の「図面の簡単な説明」の欄（１）別紙の
通り、印書せる明細書１通を提出致します。 （２）別紙の通り、正式図面１通を提出致します。 （３）明細書第５７頁第７行目の 「写真」を ［写真をもとにして描いた断面図］に訂正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　ホットメルト熱可塑性接着剤発泡体によって結合
    を行なう方法にして、 ホットメルト接着剤と気体との混合物をつくる段階と、 該混合物を加圧し、ホットメルト接着剤との溶液にする
    段階と、 該溶液を低圧下に分配し、それによって気体を溶液から
    分離させて接着剤発泡体を形成する段階と、 からなることを特徴とするホットメルト熱可塑性接着剤
    発泡体で結合する方法。 ２、ホットメルト熱可塑性接着剤発泡体を製造する装置
    において、ホットメルト熱可塑性接着剤および気体の混
    合物を形成する手段と、前記混合物を加圧し、溶液の中
    に接着剤とともに気体を溶解させる手段と、前記気体と
    接着剤との溶液を溶液状態に維持する圧力以下の圧力で
    該溶液を分配し、それによって液体が冷える時気体が溶
    液から分離し、固体の接着剤発泡体を形成する手段とを
    有する接着剤発泡体製造装置。 ３、　ホットメルト接層剤と気体との混合物を加圧して
    得ら−れたホットメルト接着剤の溶液を低圧下に分配す
    ることによって気体を溶液から分離させて得た接着剤発
    泡体を用いて二つの基体を接着して形成されたことを特
    徴とする結合体。 ４、　ホットメルト熱可塑性接着剤発泡体によって結合
    を行なう方法にして、 ホットメルト接着剤と気体との混合物をつくる段階と、 該混合物を加圧し、ホットメルト接着剤との溶液にする
    段階と、 該溶液を低圧下に分配し、それによって気体を溶液から
    分離させて接着剤発泡体を形成する段階と、 接着剤発泡体を二つの基体間で圧縮して両者間に結合部
    を形成する段階と、 から成ることを特徴とするホットメルト熱可塑性接着剤
    発泡体で結合する方法。
JP57084689A 1976-08-02 1982-05-19 ホットメルト熱可塑性接着剤発泡体による結合方法 Expired JPS604228B2 (ja)

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US710378 1976-08-02
US710377 1976-08-02

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