JPS604228B2 - 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

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による結合
方法に関する。

高温溶融熱可塑性接着剤、いわゆるぃホットメルト″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
ボール箱詰めであり、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
力および遠い硬化時間は、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
る働らきを有している。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
ル箱の二つの華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、結合強度は大となる。本発明の結合
方法は、ホットメルト発泡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
て使用した時に比べて著しく改善され、多くの場合少な
くとも２倍の強度が得られるという発見に基づくもので
ある。

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
ばならぬ熔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。換言すれば発泡ホットメルト接
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ぃ開放″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遠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ボール箱詰めを
行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、、開放″時間が発泡しない同
じ接着剤に比して長いのは、発泡体の空気等の気体を含
む小さな気泡が絶縁障壁として鰯らき、熱の逸出、した
がって液体接着剤の疑固を阻止するためである。緒着圧
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、該援着剤は非発泡接着剤の場合のほぼ２倍の面積
にわたって広がり、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。ホ
ットメルト接着剤発泡体の製造する場合、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ポンド／平方ィン
チ）の圧力で加圧して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。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、こ
の熔融した接着剤は次に、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。

気体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、かつ気体はポンプ吐出口圧力によって、液体接
着剤の中に溶解される。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観与ガンに供給され、こ
の気体により大気圧で配与される。配与器のノズルから
吐出する時に前記気体は溶液から小さな泡の形で生長し
、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。この他にもホットメルト熱
可塑性接着剤および発泡剤の混合物が加熱タンクの中で
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。熔融接着剤およ
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／平方センチメ
ートル（３００ポンド／平方ィンチ）の圧力が加えられ
てホット〆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〆ルト配与器出
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
、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。従
来においてはいまいま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け
込まず、従って均一な発泡後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、接着剤中に不均一に存する大き
な空洞を形成し、むしろ少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
剤の場合には、連続押出しされた接着剤の全体にわたっ
て規則正し〈隔遣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
が、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、接着剤は機械のノズ
ルからはじき出され、基質の上の接着材料を不均一に沈
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、
できるだけ遠く適当な補正手段を講ずべきである。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〈隔遣された小さ
な空気等の気体のポケットを計画的に発生させることが
望ましい。

本発明による接着剤発泡体は２枚の基材への接着剤の吐
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「接着剤」とは二枚の基村間の接着剤のみならず
、一枚の基材へ接着剤自身を接着する場合の接着剤をも
意味しており、よって接着性（結合性）を有する材料の
意味である。本発明は特に包装およびボール箱語作業に
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
な基材を適当に給湿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、またはより
すぐれた接着を行うために必要とされる接着剤の量を少
なくとも５０％抵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。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。

本発明の有用性は使用接着剤の重量を減らし得ることか
ら明らかであり、これは薮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。本発明は二つの基質の間のホッ
トメルト熱可塑性接着剤発泡体を圧縮し、前記基質を接
着させるようになって新規な発泡体による結合方法に関
する。第１１図は形成されたホットメルト熱可塑性接着
剤発泡体１０を図面によって示す。この発泡体１０はホ
ットメルト接着剤ェスタボンドＡ−３接着剤、すなわち
ニューヨーク、ロチェ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１１が期則正しく隔遣されてい
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、即ち溶液中に生長した泡を捕捉するこ
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配与器１２（第Ｉ
Ａ図）から配与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
的均一に隅遣され、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
ミリメートルの間にある。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ミリメート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臨界的ではない。もちろん前記
気泡は、第１０図に示される如く、発泡体が２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
大であってはならない。第１図は接着剤発泡体を製造す
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、フィルター８および配与器１
３よりなっている。実際にはべレツト、フロックまたは
スラグの形をないこ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‘こ達する。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を通って歯車ポンプ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（クリーム空気
を混入してホイップクリームを形成すると同様に機械的
に蝿拝し）、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一気体溶液１０を形成するように
なっている。この溶液は次にポンプの吐出口から導管２
２、フィル夕１８、マニホルドブロツク２４の出口管２
３およびホース２５を通って配与ガン１２に流入する。
歯車ポンプ１６は気体および溶融接着剤混合物の圧力を
ほぼ２１．０９キログラム／平方センチメートル（３０
０ポンド／平方ィンチ）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
って配与管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、ガス１２から配与されるまでこの状態に留る。図
示の実施例においては配与器としてのガン１２は空気に
よって作動されるピストン１２Ｐを有し、該ピストンは
流量制御弁２６に装置されている。

ガンの入口管２７を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
キログラムノ平方センチメートル（３００ポンド／平方
ィンチ）の圧力でガンから流出するようになる。溶融援
着剤−ガス溶液は薄い透明な液体として流出し、直ちに
小さなガス泡として膨脹する。この泡は最初は目に見え
る程度であり、かつ溶液ははじめノズル出口からほぼ１
２．７ミリメートル（１／２インチ）のところまでは発
泡体の外観を呈している。小さな気体泡は大きくなり、
かつ溶融接着剤が疑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
び配与装置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
３１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３４，３
５を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（１
７５−３５０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２１ａまで延びている。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。接着剤発泡体
を製造するため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３９６４６４５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与する複数の小さなピストン
として作動する。第２図は接着剤発泡体を製造するため
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
くとも空気を吸込む。換言すれば、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図または第２図に示された装置が作動する場合には
、ベレット、フ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
１こ達する。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２川
こ吸込まれる。流入する気体および液体は同時に流入し
、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の中の液体一気体混合物は比較的高い圧力、た
とえば２１．０９キログラム／平方センチメートル（３
００ポンド／平方ィンチ）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。この液体一気体溶液は次にフィル夕１８、
管２３およびホース２５を通って配与ガン１２に入る。
ガンの弁２６を開けば、液体一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ミリメートル（
１／２インチ）離れたところを通る前に液体の小あな泡
、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
いては透明液体４５の界面４４および白い泡４６は、基
材４７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の上に枕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。上記過程によって形
成される発泡接着剤の重要な特色の一つは、同じ状態で
配与される同様な接着剤発泡体のビード４８（第６図）
に比して、相当長い時間にわたりその熱と、その、、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。

この長いご−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
わたって基村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、、開放
″接着剤は二つの基材４７，４７Ａの間で圧縮される時
、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）、すなわち非溶解ガス状態で同じノズルか
ら配与され、次に前記二つの基材４７，４７Ａ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援着剤に比
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／平方ィンチ）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
剤の大なる空縮性に起因して、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う
ことができる。第３図は発泡装置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５
３に供孫貧される。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／平方ィンチ）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５
３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を通して歯
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またはガスの溶液
は図示しない吐出口から管を通してマニホルドブロック
５５に供給される。このマニホルドブロックは１対の管
６１，６２を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
一気体溶液を循環配与ガンのマニホルドプロック６５に
適し得るようになっている。ガンマニホルドブロツク６
５は流体流動管６６を有し、この管を通して溶融接着剤
が配与管７１の出口弁７川こ供給される。前記ブロック
はなお復帰流動通路７３を有し、溶融接着剤一気体溶液
はこの通路、外方導管６２、マニホルドブロツク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らきを
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溶液を装置
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５川ま導管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／平方ィンチ）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を
通して歯車ポンプの第２段５８に供給される。第２段の
中で液体接着剤一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を通して
配与ガン７１の排出弁７川こ供給される。ガンの空気モ
ーター８２が作動すれば、弁７０が開き、接着剤一気体
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わずかに後で、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。この接着剤が疑固した時に前記
発泡体の直径が０．１〜０．７ミリメートルの範囲内に
あることが分かった。第３図の発泡装置を使用する場合
には、導管６１を通る接着剤一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を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
内の液体接着剤一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、前記溶液から気体を発生
させるほど長くホ−ス６１内に止ま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、
、溶液″ なる用語は高い圧力でガンに供給される液体
接着剤一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、この混合物は熔解した気体の分
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重量部分の団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ク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ガス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
２川こ流動する。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２１．０
９キログラム／平方センチメートル（３００ポンド／平
方ィンチ）まで加圧し、この圧力でポンプ吐出口から導
管２２、フィルター８を通してマニホルドブロツク２４
の出口導管２３に給送され、さらに加熱された管２５を
通して配与器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。同様に配与器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与器である
。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〈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
と配与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／平方センチメートル（３００ポンド／平方ィン
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。次に溶融接着剤一気
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。

固形べレットの形をなしたこの接着剤１０の重量部分を
ュニロィャル会社化学部製いセロゲンＡＺ″１重量部分
に混合した。ぃイーストボンドＡ−３″の熔融温度は８
２．２一１２１．１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ＡＺ″ は１８０．０一２６５．５
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、すなわち粉末いセロンＡＺ
″およびべレット状！けイーストボンド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援着剤材料は溶
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
に沿って下向きもこ流動し、歯車ポンプ１６の吸込口２
川こ達する。導管２２内における溶融接着剤−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／平方センチメートル（３００ポンド／平方ィン
チ）程度の圧力を有し、この圧力は接着剤が配与器のノ
ズルから配与されるまで維持される。導管２２から出た
熔融接着剤−発泡剤混合物はフィルター８および導管２
３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（３７５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
熔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。接着剤発泡体を製造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
剤を溶融しかつ鯨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。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
。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
適用される同じ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ビ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満の形でこの
垂直前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、かっ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、これはいまいま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ントロピＪ性が
大なることにより、垂直面に沿って流れ落ちる煩向が少
なく、し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、、
ホットメルト熱可塑性嬢着斉Ｕ″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、かつ冷却された
疑固した時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
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はホットメルト適用装置を、一部切除せる透視図
である。 第ＩＡ図は第１図に示された装置の配与ガン部分を、一
部線図的に示した透視図である。第ＩＢ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図は接着剤酉己与ノズ
ルの透視図で、該ノズルから配与された非発泡接着剤ピ
ードの形を示す。第５図は第４図と同様な図であるが、
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図は形成された接着剤発泡体の断面を２
併部こ拡大して示した写真をもとにして描いた図面であ
る。〔主要部分の符号の説明〕、１０・・・・・・発泡
体、１１……気泡、１３……配与装置、４５……液体、
４６・…・・泡、４７，４７Ａ・・・・・・基材、４８
・・・・・・ビード、５０・・・・・・接着剤。 溝↑図 溝了Ａ図 鰐ＩＢ図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 猪フ図 第８図 第９図 第１０図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ホツトメルト熱可塑性接着剤に気体を導入する段階
   と、 ホツトメルト熱可塑性接着剤への気体溶解度を増
   加させる段階と、 気体が溶解したホツトメルト熱可塑
   性接着剤を低圧下に分配することによつて気体を接着剤
   中で発泡させ、以つて接着剤発泡体を形成させる段階と
   、 該接着剤発泡体を二つの基材間で圧縮して該両基材
   間に結合を形成する段階とを含むことを特徴とするホツ
   トメルト熱可塑性接着剤発泡体による結合方法。 ２ ホツトメルト熱可塑性接着剤と気体との混合物をつ
   くる段階と、 気体が接着剤中に溶解するように前記混
   合物を加圧する段階と、 前記気体溶解接着剤を低圧下
   にて分配することによつて前記気体を接着剤中で発泡さ
   せ、以つて接着剤発泡体を形成させる段階と、 該接着
   剤発泡体を二つの基材間で圧縮して該両基材間に結合を
   形成する段階とを含むことを特徴とするホツトメルト熱
   可塑性接着剤発泡体による結合方法。 ３ 固体状のホツトメルト熱可塑性接着剤を加熱して液
   体状にかえる段階と、 気体の存在下において前記液体
   状の接着剤を機械的に撹拌して、気体と液体状の接着剤
   との混合物をつくる段階と、 気体が液体状接着剤中に
   溶解するように前記液体状接着剤と気体との混合物を加
   圧する段階と、 前記気体溶解液体状接着剤を大気圧下
   にて分配し、気体を液体状接着剤中で発泡させ、以つて
   接着剤発泡体を形成する段階と、 前記接着剤発泡体を
   二つの基材間で圧縮して気体を接着剤発泡体から追い出
   し、以つて両基材間に結合を形成する段階とを含むこと
   を特徴とするホツトメルト熱可塑性接着剤発泡体による
   結合方法。 ４ 固体状のホツトメルト熱可塑性接着剤及び発泡剤を
   加熱して気体を含んだ液体状の熱可塑性接着剤をつくる
   段階と、 気体が液体状接着剤中に溶解するように液体
   状の接着剤と気体との混合物を加圧する段階と、 前記
   気体溶解液体状接着剤を気体と液体状接着剤との溶解状
   態維持圧力よりも低い圧力下にて分配し、気体を液体状
   接着剤中で発泡させ熱可塑性接着剤発泡体をつくる段階
   と、 前記接着剤発泡体を二つの基材間で圧縮して気体
   を接着剤発泡体から追い出し、以つて両基材間に結合を
   形成することを特徴とするホツトメルト熱可塑性接着剤
   発泡体による結合方法。