JP2004506082A - 通気性フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の主題は、通気性フィルム、つまり水蒸気を透過するが水を透過しない材料である。
【0002】
欧州特許出願公開0 688 826は、(a)ポリエーテルブロックを有する少なくとも1つの熱可塑性エラストマーと;(b)エチレンと少なくとも1つのアルキル(メチル)アクリレートとを含む少なくとも1つの共重合体と;から成るブレンドから成るフィルムを開示している。エラストマー(a)はポリエーテルエステルアミドであり得る。共重合体(b)は、第1のエチレン/アルキル(メチル)アクリレート共重合体(b1)と、特に無水マレイン酸またはメタクリル酸グリシジルによって官能化された第2のエチレン/アルキル(メチル)アクリレート共重合体(b2)のブレンドであり得る。ポリエーテルブロックを有する熱可塑性エラストマーは、ホモポリアミドであるポリアミドブロックを備えたものであり得る。
【0003】
しかしながら、容易に構成成分を混合することができ、高速であっても良好な絞り性を有するフィルムであり、かつ通気性フィルムに必要な性質、すなわち相対透過率、低い吸水性(そうでない場合フィルムは膨張するだろう)、十分な柔軟性、および不織布に対する結合容易性を保持するフィルムを見出す努力が払われている。
【0004】
吸水性は低いが透過性が高く、欠陥なく高速で容易に押し出すことができ、閉塞性でなく(詰まらず)、絹のような外観を有する通気性フィルムが現在見出されている。本発明のフィルムは、破壊前は高い伸びを有する。フィルムは、フィルムを直接不織布に積層することにより、接着剤を使用しなくても不織布と容易に組み合わせることができる。
【0005】
本発明は、
−エチレン/アルキル(メチル)アクリレート共重合体(a1)、任意に中和されるエチレン/(メチル)アクリル酸共重合体(a2)、エチレン/ビニルモノマー共重合体(a3)、(a1)/(a2)ブレンド、(a1)/(a3)ブレンド(a2)/(a3)ブレンド、および(a1)/(a2)/(a3)ブレンドから選択された少なくとも1つのポリマー(a);または
− 少なくとも1つの官能化ポリエチレン(b);のうちの少なくともいずれか一方と;
− 共重合ポリアミドブロックまたはポリエステルブロックとポリエーテルブロックとを有する少なくとも1つの共重合体(c)と;
から成るブレンドを含む通気性フィルムに関する。
【0006】
通気性フィルムの1実施形態によれば、共重合体(c)は80〜150℃の間の融点、好ましくは90〜135℃の間の融点を有する。
通気性フィルムの1実施形態によれば、共重合ポリアミドブロックとポリエーテルブロックを有する共重合体(c)はポリエーテルエステルアミドである。
【0007】
通気性フィルムの1実施形態によれば、共重合ポリアミドブロックは少なくとも1つのα,ω−アミノカルボン酸またはラクタム、少なくとも1つのジアミン、および少なくとも1つのジカルボン酸の縮合から得られたものである。
【0008】
通気性フィルムの1実施形態によれば、共重合ポリアミドブロックは6、11、12、6,6、6,10または6,12ブロックに由来する。
通気性フィルムの1実施形態によれば、ポリエーテルブロックはPEGブロックである。
【0009】
通気性フィルムの1実施形態によれば、アルキル(メチル)アクリレート(a1)が、n−アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、2−アクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、n−アクリル酸オクチル、メタクリル酸メチル、およびメタクリル酸エチルから選択される。
【0010】
通気性フィルムの1実施形態によれば、官能化ポリエチレン(b)は官能化エチレン/アルキル(メチル)アクリレート共重合体である。
通気性フィルムの1実施形態によれば、官能化ポリエチレン(b)は、グラフト化または共重合により(i)不飽和カルボン酸、(ii)無水不飽和カルボン酸、および(iii)不飽和エポキシドから選択されたモノマーにより官能化されたポリエチレンまたはエチレン/アルキル(メチル)アクリレート共重合体である。
【0011】
通気性フィルムの1実施形態によれば、官能化ポリエチレン(b)はメタクリル酸グリシジルでグラフト化または共重合される。
通気性フィルムの1実施形態によれば、ポリマー(b)は最終組成物の1〜40重量%、好ましくは2〜20重量%、より好ましくは3〜15の重量%に相当する。
【0012】
通気性フィルムの1実施形態によれば、ポリマー(c)は最終組成物の20〜95重量%、好ましくは25〜80重量%、より好ましくは30〜70重量%に相当する。
【0013】
通気性フィルムの1実施形態によれば、ポリマー(a)は最終組成物の10〜90重量%、好ましくは40〜80重量%に相当する。
通気性フィルムの1実施形態によれば、ポリマー(a)と(b)の合計が最終組成物の好ましくは50重量%より多い、より好ましくは55重量%より多い量に相当する。
【0014】
通気性フィルムの1実施形態によれば、ポリマー(a)と(b)の合計が最終組成物の好ましくは50重量%より少ない、より好ましくは45重量%より少ない量に相当する。
【0015】
通気性フィルムの1実施形態によれば、フィルムは
−40〜80%、好ましくは45〜75%のポリマー(a)と;
−2〜20%、好ましくは3〜15%の共重合体(b)と;
−成分(a)と(b)の合計は50%以上、好ましくは55%以上に等しいことと;
−18〜50%、好ましくは20〜50%、さらにより好ましくは22〜45%、さらにより好ましくは25〜45%の、共重合ポリアミドブロックまたはポリエステルブロックとポリエーテルブロックとを有する少なくとも1つの共重合体(c)と;
を含む。
【0016】
通気性フィルムの1実施形態によれば、フィルムは10〜200μmの厚さを有する。
本発明はさらに、上記フィルムを押し出すことから成る、上記フィルムの製造プロセスに関する。
【0017】
さらなる本発明の主題は、不織布または織布と組み合わされた、上記フィルムを含む通気性材料である。
【0018】
1実施形態によれば、通気性材料は、通気性フィルムを構成している共重合体ブレンドを押し出し、織布または不織布の織物素材に対して積層されることを特徴とする。本発明はさらに、本発明のフィルムを構成している共重合体ブレンドを押し出し、織布または不織布の織物素材に対して積層することから成る、上記通気性材料の製造プロセスも提供する。
【0019】
共重合体(a)
エチレン共重合体は、アルキル(メチル)アクリレート(共重合体(a1))に基づいてもよいし、任意に中和される(メチル)アクリル酸(共重合体(a2))に基づいてもよいし、またはビニルモノマー(共重合体(a3))に基づいてもよいし、もしくは共重合体(a1)または(a2)または(a3)ブレンドもしくは3つの共重合体のブレンドであってもよい。
【0020】
共重合体(a1)に関して、これは、エチレンに基づくと共に、アルキル(メチル)アクリレートに基づき、アルキル(メチル)アクリレートは通常、共重合体の重量の5〜40%に相当し、好ましくは10〜35%に相当する。
【0021】
アルキル(メチル)アクリレートモノマーは24個以下の、好ましくは10個の炭素原子を有してよく、直線状、分岐状、または環状のいずれであってもよい。アルキル(メチル)アクリレートの例としては、特にn−アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、2−アクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸メチル、およびメタクリル酸エチルが挙げられる。これらの(メチル)アクリレートの中でも、アクリル酸エチル、n−アクリル酸ブチルおよびメタクリル酸メチルが好ましい。
【0022】
上記共重合体(a1)のMFI(メルトフローインデックス)は、有利には0.1g/10分〜50g/10分の間である(190℃/2.16kg)。上記共重合体は、チューブかオートクレーブ内で300〜2500バールの圧力でのラジカル重合により製造される。
【0023】
共重合体(a2)に関して、これは、エチレンに基づくと共に、(メチル)アクリル酸に基づき、(メチル)アクリル酸は通常、共重合体(a2)の10モル%以下に相当し、有利には1〜5モル%の間に相当する。たとえ共重合体(a2)が共重合体(a2)の40重量%以下の割合でアルキル(メチル)アクリレートを更に含んだとしても、それは本発明の範囲外にはならない。酸性官能基はリチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、亜鉛またはカドミウムのような陽イオンにより完全にまたは部分的に中和され得る。これらの共重合体のMFIは有利には0.1g/10分〜50g/10分である。上記共重合体は、チューブかオートクレーブ内で300〜2500バールの圧力でのラジカル重合により製造される。
【0024】
共重合体(a3)に関して、これは、エチレンに基づくと共に、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、メチルビニルケトン、ビニルピロリドン、ビニルカプロラクタムおよびビニルエーテル、特にメチルエーテル、エチルエーテルならびにイソブチルエーテル、のようなビニルモノマーに基づいている。このモノマーは通常、共重合体の5〜40重量%、好ましくは10〜35重量%に相当する。
以上の共重合体は市販されている。
たとえ2つ以上の共重合体を使用したとしても、それは本発明の範囲外にはならない。
【0025】
ポリマー(b)
このポリマーはエチレンに基づくが、官能性も備えている。これらの官能化は、例えば(i)不飽和カルボン酸、(ii)無水不飽和カルボン酸、または(iii)不飽和エポキシドから選択される。また、イソシアネートやイソキサゾンのような他の官能化も可能である。これらの官能性は、グラフト化により、もしくは共重合またはターポリマー化により提供することができる。
【0026】
不飽和カルボン酸の例としては、アクリル酸(メチル)、クロトン酸および桂皮酸が挙げられる。
この共重合体は有利には、エチレン/無水不飽和カルボン酸共重合体である共重合体(bl)であり、これは、例えばラジカル共重合により得られる、無水不飽和カルボン酸によりグラフト化されたポリエチレンか、無水不飽和カルボン酸モノマーとエチレンの共重合体であり得る。
【0027】
無水不飽和カルボン酸は、例えば無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水アリルスクシン酸、無水シクロヘキシ−4−エン−1,2−ジカルボン酸、無水4−メチレンシクロヘキシ−4−エン−1,2−ジカルボン酸、無水二環式[2,2,1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸、および無水x−メチル二環式[2.2.1]へプト−5−エン−2,2−ジカルボン酸から選択される。有利には無水マレイン酸を使用する。無水物の全部または一部を、例えばアクリル酸メチルのような不飽和カルボン酸に置き換えても本発明の範囲外にはならない。
【0028】
無水不飽和カルボン酸がグラフト化されるポリエチレンに関して、用語「ポリエチレン」は、ホモポリマーまたは共重合体を意味するものと理解する。
コモノマーの例としては、以下のものが挙げられる。
− 有利には3〜30個の炭素原子を有するα‐オレフィン;α‐オレフィンの例には、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−l−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、l−エイコセン、1−ドコセン、1−テトラコセン、1−ヘキサコセン、1−オクタコセン、および1−トリアコンテンが含まれ、これらのα−オレフィンは単独で使用しても2つ以上の混合物として使用してもよい;
− 24個以下の炭素原子を有し得る例えばアルキル(メチル)アクリレート)のような不飽和カルボン酸のエステル;アルキルアクリレートまたはメタクリレートの例としては特にメタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、n−アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、2−アクリル酸エチルヘキシルおよびn−アクリル酸オクチルが挙げられる;
− 例えば酢酸ビニルまたはプロピオン酸ビニルのような飽和カルボン酸のビニルエステル;
− 例えば1,4−ヘキサジエンのようなジエン。
【0029】
ポリエチレンは、複数の上記コモノマーを含んでもよい。
(a)で言及した共重合体も適当である。
有利には、複数のポリマーのブレンドであってもよいポリエチレンは、少なくとも50モル%、好ましくは75モル%のエチレンを含み、その密度は0.86〜0.98g/cm3の間であり得る。MFI(l90℃/2.l6kgにおけるメルトフローインデックス)は有利には0.1g/10分〜1000g/10分の間である。
【0030】
ポリエチレンの例としては、以下のものが挙げられる。
− 低密度ポリエチレン(LDPE)
− 高密度ポリエチレン(HDPE)
− 直線低密度ポリエチレン(LLDPE)
− 超低密度ポリエチレン(VLDPE)
− メタロセン触媒により得たポリエチレン(すなわち通常ジルコニウムまたはチタンの原子から成るか金属に結合された2つのアルキル環状分子から成る単一部位触媒の存在下で、エチレンとプロピレン、ブテン、ヘキセンまたはオクテンのようなα−オレフィンのポリマーとを共重合することにより得られたポリマー)。より詳しくは、メタロセン触媒は、通常、金属に結合された2つのシクロペンタジエン環から構成される。このような触媒は助触媒または活性剤としてのアルミノキサン、好ましくはメチルアルミノキサン(MAO)、と共に使用されることが多い。シクロペンタジエンを取り付ける金属としてハフニウムも使用してもよい。
【0031】
他のメタロセンとしてはIV A群、V A群およびVI A群の遷移金属が挙げられる。ランタン系列の金属も使用することができる。
−EPR(エチレン−プロピレン−ゴム)エラストマー
−EPDM(エチレン−プロピレン−ジエンモノマー)エラストマー
−ポリエチレンの、EPRまたはEPDMとのブレンド
−60重量%以下の、好ましくは2〜40重量%の(メチル)アクリレートを含み得る、エチレン/アルキル(メチル)アクリレート共重合体。
グラフト化はそれ自体公知の操作である。例えば、グラフト化するモノマーは、グラフト化するポリマーで前もって充填された押し出し機の適切な領域に導入される。ポリマーはグラフト化の間(一般に、過酸化物が存在する)は溶融状態となる。グラフト化は溶媒相でも実行できる。
【0032】
無水不飽和カルボン酸がグラフト化されていないエチレン/無水不飽和カルボン酸共重合体に関して、それらはエチレンの、無水不飽和カルボン酸と、任意選択で、エチレン共重合体がグラフト化される場合には上述のコモノマーから選択可能な別のモノマーと、の共重合体である。
【0033】
有利には、エチレン/無水マレイン酸とエチレン/アルキル(メチル)アクリレート/無水マレイン酸共重合体が使用される。それらの共重合体は、0.2〜10重量%の無水マレイン酸と、0〜40重量%、好ましくは5〜40重量%のアルキル(メチル)アクリレートとを含む。それらのMFIは0.5〜200(190℃/2.16kg)の間にある。アルキル(メチル)アクリレートについては既に上述した。いくつかの共重合体(bl)のブレンドを使用することが可能であり、また、エチレン/無水マレイン酸共重合体のおよびエチレン/アルキル(メチル)アクリレート/無水マレイン酸共重合体のブレンドを使用することが可能である。
【0034】
共重合体(bl)は市販されている。共重合体(b1)はラジカル重合により恐らく200〜2500バールの間の圧力で製造される。共重合体(b1)は顆粒の形で販売されている。
【0035】
この共重合体は有利には、エチレン/不飽和エポキシド共重合体である共重合体(b2)である。
共重合体(b2)は、エチレンと不飽和エポキシドの共重合により、またはポリエチレン上に不飽和エポキシドをグラフト化することにより、得ることができる。グラフト化は上述の操作であり、それ自体公知である。エチレンと不飽和エポキシドの共重合については、通常200〜2500バールの圧力で作用する、ラジカル重合プロセスとして知られているプロセスを使用し得る。
【0036】
不飽和エポキシドの例として、以下のものが挙げられる;
−アリルグリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテル、マレイン酸グリシジル、イタコン酸グリシジル、アクリル酸グリシジルおよびメタクリル酸グリシジルを始めとする脂肪族グリシジルエステルおよびエーテル;および
−2−シクロヘキシ−1−エングリシジルエーテル、4,5−カルボン酸ジグリシジルシクロヘキセン、4−カルボン酸グリシジルシクロヘキセン、グリシジル2−メチル−5−ノルボネン−2−カルボン酸、およびジグリシジル エンド−cis−二環式[2.2.1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸を始めとする脂環式グリシジルエステルおよびエーテル。
【0037】
グラフト化に関して、無水物の代わりにエポキシドをグラフト化する点を除いて、(b1)の場合に上述したようなポリエチレンホモポリマーか共重合体のグラフト化により共重合体が得られる。共重合に関して、これはエポキシドを使用する点を除いて(b1)と類似している;(b1)の場合のような他のコモノマーも存在し得る。
【0038】
(b1)の場合に上述した実施形態は、必要な変更を加えて(b2)に当てはめられる。
生成物(b2)は、有利には、エチレン/アルキル(メチル)アクリレート/不飽和エポキシド共重合体(ターポリマー化によってまたは好ましくはグラフト化によって得られる)またはエチレン/不飽和エポキシド共重合体(共重合によってまたは好ましくはグラフト化によって得られる)である。有利には、生成物(b2)は、40重量%以下、好ましくは5〜40重量%のアルキル(メチル)アクリレートと、10重量%以下、好ましくは0.1〜8重量%の不飽和エポキシドとを含み得る。
【0039】
有利には、エポキシドはグリシジル(メチル)アクリレートである。
有利には、アルキル(メチル)アクリレートは(b1)に関して上述したのと同一であり、好ましくはメチル(メチル)アクリレート、アクリル酸エチル、n−アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチルおよび2−アクリル酸エチルヘキシルから選択される。アルキル(メチル)アクリレートの量は有利には10〜35%である。MFIは有利には0.5〜200の間にある(単位g/10分、190℃/2.16kgで)。いくつかの共重合体(b2)のブレンドを使用することが可能であり、また、エチレン/アルキル(メチル)アクリレート/不飽和エポキシド共重合体のおよびエチレン/不飽和エポキシド共重合体のブレンドを使用することも可能である。
上記共重合体(b2)は、モノマーのラジカル重合によりを得ることができる。
共重合体(bl)と共重合体(b2)のブレンドを使用することもできる。
【0040】
他のポリマー
ポリマー(a)または(b)とは別に、他の成分に関して不活性で他の成分と相溶性のある他のポリマーをブレンドとして使用することが可能である。例えば、ポリオレフィン、特に、ポリマー(a)と(b)に関して言及したエチレンポリマーと共重合体とを使用することが可能である。
したがって、ポリマー(b)および(c)のブレンドにPE(LDPE、LLDPE、HDPEなど)を加えてもよい。
【0041】
共重合体(c)
この共重合体は以下のとおりである:
−より低い融点を有するためアクリル共重合体(a)および/または(b)と容易に混合でき、不透過性/通気性を保証する連続相を形成する、欧州特許出願公開第0688826号に記載されている共重合体より優れた利点を有する共重合ポリアミドブロックとポリエーテルブロックを有する共重合;
または
−ポリエステルブロックとポリエーテルブロックを有する共重合体。
【0042】
これらの共重合体(c)は一般に、80〜150℃の間、好ましくは90〜135℃の間の融点を有している。このためポリマー(a)、(b)および(c)の粘度をより容易に調節することができるので、最終組成物の加工性が改善される。
【0043】
共重合ポリアミドブロックとポリエーテルブロックを有するポリマーは、一般に、20〜75の間、有利には30〜70の間のショアD硬度と、0.5g/l00mlの初期濃度に対して25℃にてメタクレゾール中で測定したときに0.8〜1.75dl/gの固有粘度を有する。
【0044】
共重合ポリアミドブロックとポリエーテルブロックを有するポリマーは、特に以下のような反応性末端基を有する共重合ポリアミドブロックの反応性末端基を有するポリエーテルブロックとの共縮合によって生じる。
(1)ジアミン鎖末端を有する共重合ポリアミドブロックと、ジカルボン鎖末端を有するポリオキシアルキレンブロック;
(2)ジカルボン鎖末端を有する共重合ポリアミドブロックと、脂肪族ジヒドロキシル化α,ω−ポリオキシアルキレンブロック(いわゆるポリエーテルジオール)のシアンエチル化および水素化によって得られたジアミン鎖末端を有するポリオキシアルキレンブロック;
(3)ジカルボン鎖末端を有する共重合ポリアミドブロックとポリエーテルジオール、生成物は特にこの場合ポリエーテルエステルアミドである。
【0045】
後者の種類を使用することが好ましい。
ジカルボン鎖末端を有する共重合ポリアミドブロックは、例えば、少なくとも1つのα,ω−アミノカルボン酸(またはラクタム)、少なくとも1つのジアミン、および少なくとも1つのジカルボン酸より得られる。
【0046】
α,ω−アミノカルボン酸の例としては、6〜12の炭素原子を有するもの、特にアミノウンデカン酸およびアミノドデカン酸が挙げられる。
ラクタムの例としては、6〜12個の炭素原子を有するもの、特にカプロラクタム(この場合、生じた共重合ポリアミドは、その中に任意選択で溶けているカプロラクタムモノマーから取り除いて精製することが好ましい)およびラウリルラクタムが挙げられる。
【0047】
ジカルボン酸の例としては、4〜12個の炭素原子を有するもの、特にアジピン酸、セバシン酸、イソフタル酸、ブタンジオン酸、1,4−シクロヘキシルジカルボン酸、テレフタル酸、硫酸イソフタル酸のナトリウム塩またはリチウム塩、二量化脂肪酸(この二量化脂肪酸は少なくとも98%の二量体含量を有し、好ましくは水素化されている)、およびドデカンジオン酸HOOC−(CH2)1 0−COOHが挙げられる。
【0048】
ジアミンは6〜12個の炭素原子を有する脂肪族ジアミンであるか、またはアリルジアミンもしくは飽和環式ジアミンであり得る。ジアミンは特に、ヘキサメチレンジアミン、ピペラジンおよびその誘導体、テトラメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、1,5−ジアミノヘキサン、2,2,4−トリメチル−1,6−ジアミノヘキサン、ジアミンポリオール、イソフォロンジアミン(IPD)、メチルペンタメチレンジアミン(MPDM))、ビス(アミノシクロヘキシル)メタン(BACM)およびビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン(BMACM)である。
【0049】
共重合ポリアミドブロックの数平均分子量Mnは、通常、300〜5000の間、好ましくは400〜1000の間である。
最終ポリマーで融点が例えば90〜135℃の間になるように、共重合ポリアミドブロックの様々の成分が有利に選択される。
【0050】
共重合ポリアミドブロックは、2個、3個または4個もしくはそれ以上の6、11、12、6,6、6,10および6,12ユニットもしくはラクタム、アミノ酸およびジアミン二酸ペア(特に上述のもの)に由来する他のユニットから得られる。それぞれの割合は所望の最終特性(例えば融点)に応じて大きく変えることが可能である。
【0051】
共重合ポリアミドブロックの例としては、以下のA/B/C共重合体ポリアミドブロックが挙げられる:
− Aは6または6,6;
− Bは11または12;および
− Cは6,10または6,12。
6はカプロラクタムの縮合によって生じるユニットを示し、6,6はヘキサメチレンジアミンのアジピン酸との縮合によって生じるユニットを示し、11はアミノウンデカン酸の縮合によって生じるユニットを示し、12はラウリルラクタムのまたはアミノドデカン酸の縮合によって生じるユニットを示し、6,10はヘキサメチレンジアミンのデカンジオン酸との縮合によって生じるユニットを示し、6,12はヘキサメチレンジアミンのドデカンジオン酸との縮合によって生じるユニットを示す。
【0052】
Aの重量比は20〜30、Bの重量比は15〜25、Cの重量比は15〜25で、合計70である。有利には、Aの重量比が22、Bの重量比が22〜28、Cの重量比が18〜24で、合計70である。
【0053】
ポリエステルブロックとポリエーテルブロックを有する共重合体(c)に関して、これらはポリエーテルジオールの残基である軟らかいポリエーテルブロックと、少なくとも1つのジカルボン酸と少なくとも1つの短鎖ジオール伸長ユニットとの反応によって生じる硬いセグメント(ポリエステルブロック)とから成る。ポリエーテルブロックとポリエステルブロックは、酸の酸性官能基がポリエーテルジオールのOH官能基と反応して生じるエステル結合により結合される。短鎖伸長剤ジオールは、以下のグリコールから選択することができる:ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノールおよび式HO(CH2)nOH(nは2〜10の整数)の脂肪族グリコール。共重合体ポリエーテルエステルは熱可塑性エラストマーである。本発明の1つの形式によれば、ポリエステルブロックは、短鎖伸長剤ジオールと、イオン性官能基(例えば硫酸基)を有する少なくとも1つのジカルボン酸と、任意の(スルホン化ジカルボン酸とは異なる)他のジカルボン酸と、またはそれらの誘導体と、の反応により生じる。本発明の別の形式によれば、上記共重合体(c)のポリエーテルブロックはポリエーテルジオールであり、ポリエーテルブロックの鎖結合から、およびイオン性官能基を有するジカルボン酸から生じる。有利には、官能化ジカルボン酸が鎖内にあり、鎖がOH末端基を有するように、上記の割合はポリエーテルジオールブロックが官能化ジカルボン酸よりも1つ多くあるような状態である。
【0054】
ポリエステルブロックとポリエーテルブロックを有するいくつかの共重合体(c)のブレンドを使用してもよい。
ポリエーテルは、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、またはポリテトラヒドロフラン(PTHF)とも呼ばれるポリテトラメチレングリコール(PTMG)であり得る。ポリエーテルブロックが、ポリアミドブロックとポリエステルブロックを有するポリマーの鎖にジオールの形で存在しようがジアミンの形で存在しようが、事態を簡単にするために、それらはPEGブロックまたはPPGブロックもしくはPTMGブロックと称される。たとえポリエーテルブロックがエチレングリコール(−OC2H4−)、プロピレングリコール(−OCH2−CH−(CH3)−)またはテトラメチレングリコール(−O−(CH2)4−)に由来するユニットのような異なるユニットを含んでいたとしても、それは本発明の範囲外にはならない。また、ビスフェノールAのオキシエチル化により得られたブロックを使用することも可能であり、この生成物は欧州特許出願公開第0 613 919号に記述されている。好ましいポリエーテルは単独またはブレンドのPEGである。
【0055】
ポリエーテルブロックの分子量Mnは、通常100〜6000の間、好ましくは200〜3000の間である。
共重合ポリアミドブロックとポリエーテルブロックを有するポリマーは、ランダムに配置されたユニットを含み得る。
【0056】
ポリエーテルブロックの量は、通常、最終ポリマーの5〜85重量%、好ましくは10〜50重量%に相当する。
本発明における有用な共重合ポリアミドは、特に、米国特許第4,483,975号、ドイツ特許第3,730,504号および米国特許5,459,230号に説明されている。
【0057】
本発明の共重合体は、ポリエーテルブロックにポリアミドブロックを取り付けるいかなる手段によっても調製することができる。実際には、2つのプロセスが本質的に使用され、その1つは2ステップのプロセスであり、もう1つは1ステップのプロセスである。
【0058】
2ステッププロセスは、最初にジカルボン酸連鎖停止剤の存在下でポリアミド前駆物質を縮合することによりカルボキシ末端基を有するポリアミドブロックを調製し、次に第2のステップでポリエーテルと触媒を加えることから成る。ポリアミド前駆物質がラクタムまたはα,ω−アミノカルボンのみである場合、ジカルボン酸が加えられる。前駆物質が既にジカルボン酸を含んでいる場合、ジカルボン酸はジアミンの化学量論に対して過剰に使用される。反応は通常180〜300℃、好ましくは200〜260℃で実行され、反応器内の圧力は5〜30バールの間に設定され、これが約2時間保たれる。この圧力はゆっくり下げられ、反応器は大気圧にされ、次に例えば1または2時間過剰の水が蒸留される。
【0059】
カルボン酸末端基を有するポリアミドを調製した後、ポリエーテルと触媒が加えられる。ポリエーテルを1または複数の段階にして加えてもよく、触媒も同様にそのように加えてもよい。有利な形式によれば、ポリエーテルがまず加えられ、ポリエーテルのOH末端基とポリアミドのCOOH末端基の反応がエステル結合の形成と水の脱離で始まり(反応混合物からは蒸留によりできるだけ水を取り除く)、次にポリエーテルブロックへのポリアミドブロックの結合を達成するために触媒が導入される。第2のステップは、撹拌を行いながら、得られた反応物と共重合体が溶融状態となるような温度で少なくとも5mmHg(650Pa)の減圧下にて実行されることが好ましい。例えばこの温度は、100〜400℃の間にあり、通常200〜300℃の間にある。反応は、撹拌器上の溶融ポリマーにかかるトルクの測定により、または撹拌器によって消費される電力の測定により、モニタされる。反応の終了は、目標電力または目標トルクの値により決定される。触媒を、エステル化によりポリエーテルブロックへのポリアミドブロックの結合を促進できる任意の生成物として定義する。有利には、触媒は、チタン、ジルコニウムおよびハフニウムから成る群より選択された金属(M)の誘導体である。
【0060】
誘導体の例としては、一般式M(OR)4(Mはチタン、ジルコニウムまたはハフニウムであり、Rは各々が同一であっても異なっていてもよい直線状または分岐状の1〜24個の炭素原子を有するアルキル基を示す)を満たすテトラアルコキシドが挙げられる。
【0061】
C1−C24のアルキル基は、本発明のプロセスにおける触媒として使用されるテトラアルコキシドのR基はそれから選択されるが、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、エチルヘキシル、デシル、ドデシルおよびヘキサドデシルである。好ましい触媒は、各々が同一であっても異なっていてもよいラジカルRがC1−C8アルキル基であるテトラアルコキシドである。そのような触媒の例は特に、Zr(OC2H5)4、Zr(O−イソC3H7)4、Zr(OC4H9)4、Zr(OC5H11)4、Zr(OC6H13)4、Hf(OC2H5)4、Hf(OC4H9)4およびHf(O−イソC3H7)4である。
【0062】
本発明のプロセスに使用される触媒は、上に定義された1または複数の式M(OR)4のテトラアルコキシドのみから成ってもよい。触媒はまた、1または複数の上記テトラアルコキシドと、式(R1O)pY(R1は炭化水素残基(有利にはC1−C24、好ましくはC1−C8のアルキル残基)、Yはアルカリ金属かアルカリ土類金属、pはYの価数)の1または複数のアルカリ金属またはアルカリ土類金属アルコレートとの結合により生成されてもよい。アルカリ金属またはアルカリ土類金属アルコレートの量およびハイブリッド触媒を構成するよう組み合わされるジルコニウムまたはハフニウムテトラアルコキシドの量は、大きく変えることができる。しかしながら、アルコレートの分子の割合がテトラアルコキシドの分子の割合と実質的に等しくなるようにアルコレートとテトラアルコキシドの量が使用されることが好ましい。
【0063】
触媒の重量の割合、つまり触媒がアルカリ金属またはアルカリ土類金属のアルコレートを含まない時のテトラアルコキシドの重量の割合または触媒が2種類の化合物を組み合わせて生成された時のすべてのアルコキシドとアルカリ金属またはアルカリ土類金属のアルコレートの重量の割合は、有利には0.01〜5重量%、好ましくは0.05〜2重量%のジカルボンポリアミド/ポリオキシアルキレングリコールブレンドの間で変わる。
【0064】
他の誘導体の例としては、金属(M)の塩が挙げられ、特に、(M)と有機酸との塩や、(M)の酸化物および/または(M)の水酸化物と有機酸との間の錯塩が挙げられる。有利には、有機酸は、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、シクロヘキサンカルボン酸、フェニル酢酸、安息香酸、サリチル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸およびクロトン酸である。特に酢酸とプロピオン酸が好ましい。有利にはMはジルコニウムである。それらの塩をジルコニル塩と呼んでもよい。出願人は、この説明に束縛されるわけではないが、そのようなジルコニウムと有機酸の塩や上述の錯塩が、プロセス中にZrO++を解放するものと考えている。酢酸ジルコニルという名で販売されている製品が使用される。使用量は、M(OR)4誘導体の場合と同じである。
【0065】
上記のプロセスと上記触媒は特許米国第4,332,920号、米国特許第4,230,838号、米国特許第4,331,786号、米国特許第4,252,920号、日本国出願公開第07145368号、日本国出願公開第06287547号および欧州特許第613919号に開示されている。
【0066】
1ステッププロセスに関しては、2ステッププロセスで使用されるすべての反応物、すなわちポリアミド前駆物質、ジカルボン酸連鎖停止剤、ポリエーテルおよび触媒が一緒に混合される。それらは上述の2ステッププロセスと同じ反応物と同じ触媒である。ポリアミド前駆物質がラクタムだけであるときは、ほとんど水を加えないことが有利である。
【0067】
共重合体は本質的に同じポリエーテルブロックと同じポリアミドブロックを有するが、ポリマー鎖に沿ってランダムに配置されたランダムに反応した種々の反応物の小部分も有する。
【0068】
反応器は、上述の2ステッププロセスの最初のステップにおけるように閉鎖され、撹拌しながら加熱される。圧力は5〜30バールに設定される。いかなる変化ももはや見られなくなれば、溶融反応物を入念に撹拌し続けつつ、反応器は減圧下に置かれる。反応は2ステッププロセスの場合に前述したように続く。
【0069】
1ステッププロセスに使用される触媒は、好ましくは金属(M)と有機酸の塩であるか、(M)の酸化物および/または(M)の水酸化物と有機酸との錯塩である。
【0070】
組成物
組成物は(a)または(b)の一方を含むかまたは両方を含み、任意選択で他の成分に対して不活性かつ他の成分と相溶性を有するポリオレフィンまたは別のポリマーを含む。
【0071】
ポリマー(a)が存在する場合、ポリマー(a)は通常、最終組成物の10〜90重量%、好ましくは40〜80重量%、より好ましくは45〜75重量%に相当する。
ポリマー(b)は通常、最終組成物の1〜40重量%、好ましくは2〜20重量%、より好ましくは3〜15重量%に相当する。
ポリマー(c)は通常、最終組成物の8〜70重量%、好ましくは18〜50重量%、より好ましくは22〜45重量%に相当する。
【0072】
1実施形態によれば、合計(a)+(b)は、組成物の50重量%より多い、より好ましくは55重量%より多い量に相当する。
別の実施形態によれば、合計(a)+(b)は、組成物50重量%より少ない、より好ましくは45重量%より少ない量に相当する。
【0073】
上記の2つのケースはポリマー(c)が少数相を占める場合または占めない場合に相当する。
【0074】
フィルム
本発明のフィルムは、例えば、10〜200μm、好ましくは15〜35μmの厚さを有する。本発明の通気性フィルムを構成するポリマーブレンドは、任意選択で有機充填剤または無機充填材を含んでもよい。充填材の例としては、特にシリカと酸化チタンが挙げられる。ブレンドはまた、UV安定剤、脱型剤、衝撃調節剤や、染料または顔料のような様々な添加剤を含んでもよい。ブレンドは標準的な溶融ブレンド法により製造された後、それ事態周知の方法、特に押し出しによって、フィルムの形に成形される。ブレンドは高速押し出しにより製造される。本発明のフィルムは水や水溶液を透過しないが水蒸気は透過し、微孔性ではない、すなわち連続したフィルムである。フィルムは優れた水蒸気透過性(ASTM(アメリカ材料試験協会) E 96BW規格によると10000、好ましくは20000、有利には25000g/m2・24時間に達し得る)(水と接触させたフィルムの場合)を有する。このフィルムは、PEGブロックを含むポリマーから本質的に成るフィルムの吸水性より実質的にかなり小さい吸水性を有している。フィルムは閉塞性でなく(詰まらず)、柔軟であり、絹のような感触を有し、雑音を出さない。フィルムは、ドレッシング(外傷用の当てもの)、パッチ、造瘻術用の袋、および手袋を作成するのに有用である。本発明は、これらの物品にも関する。
【0075】
本発明のフィルムは、本質的に接着剤を使用せずに、熱積層またはプレスにより織布または不織布の材料に固定することができる。フィルムは熱積層されてもよいし、または、例えば押し出しにより材料上に配置されるというように、溶融状態で直接配置されてもよい。通気性フィルムと不織布の間の仕上げ層として、または複数の帯状物または点線やスポットのような任意の不連続なアプリケーションに、接着剤を使用することも可能である。接着剤は熱溶解性接着剤であってよい。本発明はさらに、本発明のフィルムを織布または不織布と組み合わせて形成された通気性材料にも関する。通気性フィルム側または織布または不織布側に他の層を加えても本発明の範囲外にはならず、そのような他の層は既に存在する織布または不織布と同一または異なる織布または不織布であってもよい。通気性フィルムを織布または不織布と組み合わせて形成された通気性材料は柔軟であり、フィルムの吸水性は低いため、このフィルムはポリエーテルブロックを有するポリマーからのみ成るフィルムよりも織布または不織布から容易には層が分離しない。
【0076】
上記の材料(本発明によるフィルムでコーティングされた織布か不織布)は、医療関係者の保護用衣類、使い捨ての衛生品、毛布下地シート、家屋の屋根修飾フィルム、衣服および靴を製造するのに有用である。
【0077】
織布としては、特に衣類、例えば木綿、ポリアミド、ポリエステルなど、繊維工業において使用されるいかなる織布も使用することができる。
不織布としては、セルロース繊維や植物繊維に基づく不織布、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、またはエチレン/アルキル(メチル)アクリレート共重合体のようなホモポリマーまたは共重合体ポリオレフィンの繊維に基づく不織布のような、いかなる不織布も使用することができる。
以下の実施例は本発明を限定せずに例証する。
【0078】
割合が24.5/24.5/21/30の6/1l/6.12/PEG 600 .12共重合体の調製
撹拌器と適合したオートクレーブに以下のモノマーを導入した;カプロラクタム 2.44kg、アミノウンデカン酸 2.44kg、ドデカンジオン酸 2.25kg、およびヘキサメチレンジアミン 0.70kg(73.1%水溶液の形式)。
【0079】
このように形成した混合物を、不活性雰囲気に入れて温度が260℃に達するまで加熱した。その際、反応物が溶けるとすぐに、入念に撹拌を続けるようにした。260℃の温度と20バールの圧力を2時間保った(予備縮合)。次に、圧力をゆっくり下げて(1.25時間かけて)25バールから大気圧とし、温度を260℃から245℃とした。その後、2.17kgのジヒドロキシル化ポリエチレン(PEG600、Mn=600)と19gの酢酸ジルコニル(22重量%酢酸/水溶液)の微細分散物(溶液とさえ言える)を加えた。
【0080】
その後、得られた混合物を、約30ミリバールの減圧下に置いた。反応を3時間継続した。生成物を水浴に押し出して、粒状化した。得られた生成物は1.45〜1.6の相対粘度と105〜ll5℃の融点を有していた。
【0081】
フィルムは以下の成分から作製した。
成分(a):MFI=2(190℃/2.16kg)を有する重量比82/18のエチレン/アクリル酸メチル共重合体;
成分(b):MFI=6(190℃/2.16kg)を有する重量比76/18/8のエチレン/アクリル酸メチル/メタクリル酸グリシジルターポリマー;
成分(c):上記に示した操作方法により得られる変性ポリアミド。
【0082】
実施例2,3,4の組成物と比較例1の組成物を30倍の直径に等しい長さを有する2軸押出機で製造し、50μmフィルムに適した標準条件下で押し出し成形を行った。生産量は20kg/hであった。得られたロッドを顆粒に変形し、顆粒を次にキャスティング技術によりフィルムに変形した。水蒸気透過性をASTM E 96規格に記載されている方法、つまり温度38℃、周囲相対湿度50%でオーブン内での方法BW(水に接触させたフィルム)を用いて測定した。温度や湿度の値は測定中ずっと一定に維持した。水蒸気透過性は、50μm厚さに対する単位g/m2/24hで与えられる。以下の表1が得られた:
【0083】
【表1】
実施例3と同一の、ポリマー(a),(b),(c)に基づく組成物についてさらに試験を行った。組成物を、ポリマー(a),(b),(c)の顆粒を押し出し積層ライン上でブレンドすることにより直接押し出し、この種の技術に標準な速度である100m/分よりも大きい速度で、ポリプロピレンの不織布の素材に積層された25μmフィルムを形成した。得られた構造物は優れた品質を有し、通気性フィルム中に欠陥はなく、フィルムと不織布素材の間の接着は十分なものであった。
Claims (21)
- −エチレン/アルキル(メチル)アクリレート共重合体(a1)、任意に中和されるエチレン/(メチル)アクリル酸共重合体(a2)、エチレン/ビニルモノマー共重合体(a3)、(a1)/(a2)ブレンド、(a1)/(a3)ブレンド(a2)/(a3)ブレンド、および(a1)/(a2)/(a3)ブレンドから選択された少なくとも1つのポリマー(a);または
− 少なくとも1つの官能化ポリエチレン(b);のうちの少なくともいずれか一方と;
− 共重合ポリアミドブロックまたはポリエステルブロックとポリエーテルブロックとを有する少なくとも1つの共重合体(c)と;
から成るブレンドを含む通気性フィルム。 - 共重合体(c)が80〜150℃の間の融点、好ましくは90〜135℃の間の融点を有する、請求項1に記載の通気性フィルム。
- 共重合ポリアミドブロックとポリエーテルブロックを有する共重合体(c)が、ポリエーテルエステルアミドである、請求項1または2のいずれかに記載の通気性フィルム。
- 共重合ポリアミドブロックが少なくとも1つのα,ω−アミノカルボン酸またはラクタム、少なくとも1つのジアミン、および少なくとも1つのジカルボン酸の縮合から得られたものである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の通気性フィルム。
- 共重合ポリアミドブロックが6、11、12、6,6、6,10または6,12ブロックに由来する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の通気性フィルム。
- ポリエーテルブロックがPEGブロックである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の通気性フィルム。
- アルキル(メチル)アクリレート(a1)が、n−アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、2−アクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、n−アクリル酸オクチル、メタクリル酸メチル、およびメタクリル酸エチルから選択される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の通気性フィルム。
- 官能化ポリエチレン(b)が、官能化エチレン/アルキル(メチル)アクリレート共重合体である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の通気性フィルム。
- 官能化ポリエチレン(b)が、グラフト化または共重合により(i)不飽和カルボン酸、(ii)無水不飽和カルボン酸、および(iii)不飽和エポキシドから選択されたモノマーにより官能化されたポリエチレンまたはエチレン/アルキル(メチル)アクリレート共重合体である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の通気性フィルム。
- 官能化ポリエチレン(b)が、メタクリル酸グリシジルでグラフト化または共重合される、請求項1〜8のいずれか一項に記載の通気性フィルム。
- ポリマー(b)は最終組成物の1〜40重量%、好ましくは2〜20重量%、より好ましくは3〜15の重量%に相当する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の通気性フィルム。
- ポリマー(c)は最終組成物の20〜95重量%、好ましくは25〜80重量%、より好ましくは30〜70重量%に相当する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の通気性フィルム。
- ポリマー(a)は最終組成物の10〜90重量%、好ましくは40〜80重量%に相当する、請求項1〜12のいずれか一項に記載の通気性フィルム。
- ポリマー(a)と(b)の合計が最終組成物の好ましくは50重量%より多い、より好ましくは55重量%より多い量に相当する、請求項1〜13のいずれか一項に記載の通気性フィルム。
- ポリマー(a)と(b)の合計が、最終組成物の好ましくは50重量%より少ない、より好ましくは45重量%より少ない量に相当する、請求項1〜13のいずれか一項に記載の通気性フィルム。
- −40〜80%、好ましくは45〜75%のポリマー(a)と;
−2〜20%、好ましくは3〜15%の共重合体(b)と;
−成分(a)と(b)の合計は50%以上、好ましくは55%以上に等しいことと;
−18〜50%、好ましくは22〜45%の共重合ポリアミドブロックまたはポリエステルブロックとポリエーテルブロックとを有する少なくとも1つの共重合体(c)と;
を含む請求項1〜15のいずれか一項に記載の通気性フィルム。 - 10〜200μmの厚さを有する、請求項1〜16のいずれか一項に記載の通気性フィルム。
- 前記フィルムを押し出すことから成る、請求項1〜17のいずれか一項に記載のフィルムの製造プロセス。
- 不織布または織布と組み合わせた、請求項1〜17のいずれか一項に記載のフィルムを含む通気性材料。
- 請求項1〜17のいずれか一項に記載のフィルムを構成している共重合体ブレンドを押し出し、織布または不織布の織物素材に対して積層されることを特徴とする請求項19に記載の通気性材料。
- 請求項1〜17のいずれか一項に記載のフィルムを構成している共重合体ブレンドを押し出し、織布または不織布の織物素材に対して積層することから成る、請求項20に記載の通気性材料の製造プロセス。
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