JP2006512421A - 熱可塑性親水性ポリマー組成物を含み、改善された強度を有する液体不透過性で湿気透過性の層及びフィルム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のさらなる目的は、少なくとも基材、例えば不織布に適切に結合させることによって、好ましくは前記基材に直接コーティングすることによって複合積層構造体にする場合に、より良好な結合強度、すなわちその積層構造体の使用条件下において通常遭遇する応力及びひずみの下での層間剥離に対するより高い耐性を有し、そのためより強靭な複合積層構造体を提供する、液体不透過性で湿気透過性のフィルム又は層を提供することにある。
本発明のまたさらなる目的は、特定の製品用途において望ましくない場合がある残留性の永続的な粘着性をもたず、上述したような特性を有する液体不透過性で湿気透過性のフィルム又は層を提供することにある。
ポリウレタン、ポリ−エーテル−アミドブロックコポリマー、ポリエステル−アミドブロックコポリマー、ポリエチレンオキシド及びそのコポリマー、ポリラクチド及びコポリマー、(コ)ポリアミド、(コ)ポリエステル、ポリエステルブロックコポリマー、スルホン化ポリエステル、ポリ−エーテル−エステルブロックコポリマー、ポリ−エーテル−エステルアミドブロックコポリマー、ポリアクリレート、ポリアクリル酸及び誘導体、ビニルアセテート含量が少なくとも28重量%のポリエチレン−ビニルアセテート、ポリビニルアルコール及びそのコポリマー、ポリビニルエーテル及びそれらのコポリマー、ポリ−2−エチル−オキサゾリン及び誘導体、ポリビニルピロリドン及びそのコポリマー、熱可塑性セルロース誘導体、ポリグリコリド、ポリ尿素、並びにこれらの混合物から成る群から選択される熱可塑性親水性ポリマー又は熱可塑性親水性ポリマーの混合物と、
前記熱可塑性親水性ポリマー又は熱可塑性親水性ポリマーの混合物と相互作用できる官能基を含有する官能化コポリマー又は官能化コポリマーのブレンドと、及び
適切な相溶性可塑剤、又は適切な相溶性可塑剤のブレンドと、
を含む熱可塑性親水性ポリマー組成物を含む液体不透過性で湿気透過性の層又はフィルムに関する。
特に好ましい熱可塑性親水性ポリマーは、ポリ−エーテル−アミドブロックコポリマー(例えば、ペバックス(Pebax)(商標))、ポリエーテル−エステルブロックコポリマー(例えば、ハイトレル(Hytrel)(商標))、ポリレタン(例えば、エスタン(Estane)(商標))又はこれらの混合物である。
そのため、熱可塑性親水性ポリマー(類)、及び官能基を含有する官能化コポリマー又はコポリマーを含む、本発明のフィルム又は層に含まれる熱可塑性親水性ポリマー組成物は、処理条件において溶融状態で極めて粘稠であり得る。
1rad/秒の振動数、210℃以下の温度において、0.5Pa・s(50ポアズ)<η*<40Pa・s(4000ポアズ)、好ましくは1Pa・s(100ポアズ)<η*<20Pa・s(2000ポアズ)、より好ましくは1Pa・s(100ポアズ)<η*<10Pa・s(1000ポアズ)であり、1000rad/秒の振動数、210℃以下の処理温度(T)において、η*<20Pa・s(2000ポアズ)、好ましくはη*<10Pa・s(1000ポアズ)、より好ましくはη*<5Pa・s(500ポアズ)であり、ここでη*は熱可塑性親水性ポリマー組成物の複素粘度を示す。好ましくは、温度Tは200℃以下、及びより好ましくは180℃以下、及び最も好ましくは200℃〜50℃である。
このような粘度を有する熱可塑性親水性ポリマー組成物は、また、非常に薄いフィルム又は層を提供することもできる。
上述される熱可塑性親水性ポリマー組成物から本発明による層又はフィルムを製造する方法は、通常、この組成物を提供する工程、それを流動化させるために加熱する工程、前述のように処理条件において組成物に関して達成される粘度に応じて、例えばフィルム押出成形処理又はホットメルトコーティング処理によって、溶融、半溶融、又は可塑性状態にあるこの組成物を基材上で望ましい厚さを有する層又はフィルムに形成する工程を含む。原則的には、前記基材を単に成形基材とし、後で前記基材から分離して単独で使用する所望の厚さのフィルム又は層を製造するために、熱可塑性親水性ポリマー組成物を基材の上に形成することもできるが、本発明の好ましい実施形態では、熱可塑性親水性ポリマー組成物と、その熱可塑性組成物をその上に置く適切な基材とを含む、湿気透過性で水不透過性の複合積層構造体を形成することができる。ここではこの基材も湿気透過性であることが好ましい。通常、本発明に従う官能化コポリマー又はコポリマーを添加することによって熱可塑性親水性ポリマー組成物に付与された、基材に対する増大した接着性は、実際、例えば疎水性合成繊維を含む不織布層などの繊維性基材に対しての、溶融、半溶融、又は可塑性状態にあるフィルム又は層の増大した接着性を与え、同時に、フィルム又は層、したがって好ましくは複合積層構造体全体の高い通気性を維持する。
あるいは複合体は、1以上の他の材料と組み合わせた熱可塑性親水性ポリマー組成物の少なくとも1つのフィルム又は層を含むことができる。このような材料としては、これに限るものではないが、繊維、繊維状芯(fibrous batts)、不織布、織布、紙、金属箔、ミクロ孔質膜又は多孔性膜、ポリマーフィルムなどのフィルム、圧縮石膏シートなどの無機構造体、穴あき又は有孔フィルム及び紙、巨視的に拡張されたフィルム、布、材木などの実質的に剛性の繊維ベース材料が挙げられる。
前記のその他の成分は、非吸収性成分、吸収性成分、液体含有成分などでもよい。
本明細書で用いるのに適切な、巨視的に拡張されたフィルムには、例えば、米国特許第4,637,819号及び米国特許第4,591,523号に記載されたようなフィルムが挙げられる。
本発明のこの好ましい実施形態の複合層状構造体は、所望の厚さを有する層として熱可塑性組成物を支持基材上に形成できる複合体を提供することができるので、特に好都合である。例えば、前述のように、処理条件において熱可塑性親水性ポリマー組成物の粘度を適切に調整すると、熱可塑性親水性ポリマー組成物を基材上に所望の厚さで提供するために、低粘度ホットメルトを直接コーティングする当該技術分野で既知の典型的なコーティング条件及び装置を容易に利用することができる。あるいは、本発明による熱可塑性親水性ポリマー組成物が処理条件においてより高い粘度を有する場合、フィルム押出成形など、その他の既知の方法を使用することもできる。
支持層として働く基材上に熱可塑性組成物をコーティングして複合積層体を形成する可能な方法については、PCT国際特許出願96/25902に記載されている。
一般に本発明のフィルム又は層を含むすべての物品は、全体として柔軟性であること又は硬直性であることができる。
ペバックス(Pebax)2533:アトフィナ(フランス)より入手可能なポリエーテルアミドポリマー;
ハイトレル(Hytrel)3046:デュポン(Dupont)(米国)より入手可能なポリエーテルエステルコポリマー;
プライマコール(Primacor)5980:ダウ・ケミカルズ(Dow Chemicals)(米国)より入手可能な20重量%のアクリル酸を含有するエチレンとアクリル酸とのコポリマー;
プライマコール(Primacor)3460:ダウ・ケミカルズ(Dow Chemicals)(米国)より入手可能な9.7重量%のアクリル酸を含有するエチレンとアクリル酸とのコポリマー;
フサボンド(Fusabond)190−D:デュポン(Dupont)(米国)より入手可能なエチレン及びビニルアセテートの無水物変性コポリマー;
ロタダー(Lotader)4700:アトフィナ(Atofina)(フランス)より入手可能なエチレン、アクリル酸エステル及び無水マレイン酸のターポリマー;
ロタダー(Lotader)8900:アトフィナ(Atofina)(フランス)より入手可能なエチレン、アクリル酸エステル及びグリシジルメタクリレートのターポリマー;
エルバロイ(Elvaloy)PTW:デュポン(Dupont)(米国)より入手可能なエチレン、n−ブチルアクリレート及びグリシジルメタクリレートのターポリマー;
バイネル(Bynel)2002:デュポン(米国)より入手可能なエチレン及びアクリル酸エステルの酸変性コポリマー;
ベンゾフレックス(Benzoflex)988:ベルシコール(Velsicol)(米国)より入手可能なベンゾエート可塑剤;
シトロホール(Citrofol)BI:ジャングバンズラウア(Jungbunzlauer)(スイス)より入手可能なクエン酸エステル可塑剤;
Znアイオノマー:アルドリッチ(Aldrich)(米国)より製品番号42,666−0として入手可能な、15重量%のアクリル酸を含有し、14g/10分のメルトフローインデックス(190℃/2.16kg)を有するエチレン−メタクリル酸コポリマーのアイオノマー。
実施例1〜9の配合を表1に示す。組成物は、実験室用混合器にてホットメルトとして調製される。チバ・ガイギー(Ciba Geigy)(スイス)より入手可能な酸化防止剤イルガノクス(Irganox)B225を、組成物全体に対して0.5重量%の濃度で添加する。RKプリント・インスツルメンツ(RK Print Instruments Ltd)(米国)より入手可能なKハンドコータ(K Hand Coater)番号150を用いて、湿気透過率の測定用に約20μm厚さのフィルムを、適切な溶媒から30×20cm寸法のガラス板にキャストする。溶液は10重量%の熱可塑性親水性ポリマー組成物を含有し、溶媒を完全に蒸発させた後、得られるフィルムは望ましい厚さを有する。当業者には容易に決定できるように、組成物に含有される熱可塑性ポリマーに従って異なる溶媒を用いることができる。トルエン及びテトラヒドロフランの2:1混合物を実施例1〜6に使用し、テトラヒドロフランを実施例7〜9に使用した。
実施例10〜13の配合を表2に示す。組成物は、実験室用混合器にてホットメルトとして調製される。チバ・ガイギー(Ciba Geigy)(スイス)より入手可能な酸化防止剤イルガノクス(Irganox)B225を、組成物全体に対して0.5重量%の濃度で添加する。RKプリント・インスツルメンツ(RK Print Instruments Ltd)(米国)から入手可能なKハンドコータ(K Hand Coater)番号150を用いて、湿気透過率の測定用に所望の厚さのフィルムを、適切な溶媒から30×20cm寸法のガラス板にキャストする。溶液は10重量%の熱可塑性ポリマー組成物を含有し、及び溶媒を完全に蒸発させた後、得られるフィルムは表に示すように望ましい厚さを有する。組成物に含有される熱可塑性ポリマーに応じて異なる溶媒を用い得るが、これは当業者が容易に決定することができる:トルエン及びイソプロパノールの1:1混合物を実施例10〜13に用いた。
本発明による2つの湿気透過性で液体不透過性の複合積層構造体は、実施例14〜15に記述されている。連続熱可塑性フィルムの配合は、表2に与えられる。酸化防止剤イルガノックス(Irganox)B225は、1重量%の濃度で全ての組成物に常に添加される。
(湿気透過性)
フィルム又は層、あるいはそのフィルム又は層を含む複合積層構造体の湿気透過性は、ASTM E−96B試験方法の修正版に従って25℃、50%の相対湿度にて測定された水蒸気透過率(WVTR)である。標準法に対する唯一の修正は、試料とカップ内の水表面との間のエアギャップにおける変更であり、その高さは、標準試験方法に指定の19mm±2.5mmの代わりに4mm±0.5mmにしている。
本発明によれば、熱可塑性親水性ポリマー組成物の複素粘度η*は、レオメトリックス(Rheometrics Co.)(米国)より入手可能なRDA−IIレオメーターを用いて測定する。
官能化コポリマーのメルトフローインデックスは、試験方法ASTMD1238に従って評価される。
熱可塑性親水性ポリマー組成物の弾性率(G’)は、レオメトリックス(Rheometrics Co.)(米国)より入手可能なRDA−IIレオメーターにおいて1rad/sの振動数で25℃にて測定される。試料を130℃で溶融させ、平行板間のギャップを1mmに減少させ、試料を10℃/分の速度で冷却する。弾性率は、25℃にて0.1rad/s〜500rad/sの振動数範囲で測定され、1rad/sでの値を採用する。
液体不透過性は、フィルム、層、又はそのフィルム又は層を含む積層複合構造体の流体静力学的なヘッドとして、EDANA120.1−80試験方法に従うテックステスト(Textest)(ドイツ)より入手可能なテックステスト(Textest)F3000流体静力学的ヘッドテスターにて測定される。
複合積層構造体において本発明のフィルム又は層の基材に対する結合強度は、インストロン(Instron)(米国)より入手可能なインストロン(Instron)6021動力計を用いて測定される。方法は、フィルム/不織布複合積層構造体の結合強度を測定するが、当業者は別の基材を含む異なる複合積層構造体にも適切に適用することができる。測定するために市販の接着剤テープ、例えばベイアスドルフ(Beiersdorf)より入手可能なテサ(Tesa)(登録商標)を、フィルムを含有する複合積層構造体の面に適用し、2kgのハンドローラを用い(2パス)、良好な通常の接着を確実にする。次いで2.54cm×25cmの試料を複合積層構造体から切断し、該試料はフィルムに接着した接着剤テープを含み、そのテープは試料を完全に覆うような幅を有する。試料の一端にてフィルムの約5cmを不織布から分離し、動力計の上部ジョーに配置する。ロードセルに、ゆるみを取り除くために十分であるが、5g未満の張力を用いて不織布を他方のジョーに配置する。次いで試験装置及びデータ収集装置を同時に始動させ、500mm/分の速度でジョーを分離させる。最初の5mmについての値は採用せず、試料の18cmの距離にわたる値の平均値を結合強度として採用する。
Claims (15)
- ポリウレタン、ポリ−エーテル−アミドブロックコポリマー、ポリエステル−アミドブロックコポリマー、ポリエチレンオキシド及びそのコポリマー、ポリラクチド及びコポリマー、(コ)ポリアミド、(コ)ポリエステル、ポリエステルブロックコポリマー、スルホン化ポリエステル、ポリ−エーテル−エステルブロックコポリマー、ポリ−エーテル−エステルアミドブロックコポリマー、ポリアクリレート、ポリアクリル酸及び誘導体、ビニルアセテート含量が少なくとも28重量%のポリエチレン−ビニルアセテート、ポリビニルアルコール及びそのコポリマー、ポリビニルエーテル及びそれらのコポリマー、ポリ−2−エチル−オキサゾリン及び誘導体、ポリビニルピロリドン及びそのコポリマー、熱可塑性セルロース誘導体、ポリグリコリド、ポリ尿素、並びにこれらの混合物から成る群から選択される熱可塑性親水性ポリマー又は熱可塑性親水性ポリマーの混合物と、
前記熱可塑性親水性ポリマー又は熱可塑性親水性ポリマーの混合物と相互作用できる官能基を含有する官能化コポリマー又は官能化コポリマーのブレンドと、
適切な相溶性可塑剤、又は適切な相溶性可塑剤のブレンドと、
を含む熱可塑性親水性ポリマー組成物を含む液体不透過性で湿気透過性の層又はフィルム。 - 前記官能化コポリマー又は前記官能化コポリマーのブレンドが、
エチレン−(メタ)アクリル酸コポリマー、エチレンアクリル酸エステル及びエチレンメタクリル酸エステルコポリマー、アイオノマー、エチレン−ビニルエステル−(メタ)アクリル酸コポリマー、エチレン−アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸コポリマー、エチレン−ビニルエステル−無水マレイン酸コポリマー、エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸コポリマー、エチレン−ビニルエステル−グリシジルメタクリレートコポリマー、エチレン−アクリル酸エステル−グリシジルメタクリレートコポリマー、エチレン−無水マレイン酸コポリマー、エチレン−グリシジルメタクリレートコポリマー、スチレン−無水マレイン酸コポリマー、スチレン−グリシジルメタクリレートコポリマー、スチレン−エチレン−ブチレン−無水マレイン酸コポリマー、並びにこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1に記載の液体不透過性で湿気透過性の層又はフィルム。 - 前記官能化コポリマー又は前記官能化コポリマーのブレンドが、エチレンと前記官能基を含有するコモノマーとのコポリマーから成る群から選択され、好ましくは:
エチレン−(メタ)アクリル酸コポリマー、アイオノマー、エチレン−ビニルエステル−(メタ)アクリル酸コポリマー、エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸コポリマー、エチレン−ビニルアセテート−無水マレイン酸コポリマー、エチレン−アクリル酸エステル−グリシジルメタクリレートコポリマー、エチレン−グリシジルメタクリレートコポリマー、及びこれらの混合物から成る群から選択されることを特徴とする、請求項2に記載の液体不透過性で湿気透過性の層又はフィルム。 - 前記官能化コポリマー又は前記官能化コポリマーのブレンドが、
エチレン−アクリル酸コポリマー、エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸コポリマー、エチレン−ビニルアセテート−無水マレイン酸コポリマー、エチレン−アクリル酸エステル−グリシジルメタクリレートコポリマー、エチレン−アクリル酸エステル−アクリル酸コポリマー、エチレン−(メタ)アクリル酸アイオノマー、及びこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項3に記載の液体不透過性で湿気透過性の層又はフィルム。 - 前記熱可塑性親水性ポリマー又は前記熱可塑性親水性ポリマーの混合物が、ポリウレタン、(コ)ポリエステル、ポリエステル−アミドブロックコポリマー、ポリエーテル−アミドブロックコポリマー、ポリエーテル−エステル−アミドブロックコポリマー及びポリエーテル−エステルブロックコポリマー、並びにこれらの混合物から成る群から選択されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の液体不透過性で湿気透過性の層又はフィルム。
- 前記熱可塑性親水性ポリマー又は前記熱可塑性親水性ポリマーの混合物が、ポリウレタン、ポリエーテル−アミドブロックコポリマー、ポリエーテル−エステルブロックコポリマー、又はこれらの混合物から成る群から選択されることを特徴とする、請求項5に記載の液体不透過性で湿気透過性の層又はフィルム。
- 前記熱可塑性親水性ポリマー組成物が、
前記熱可塑性親水性ポリマー組成物に対して30重量%〜55重量%、好ましくは35重量%〜50重量%、より好ましくは35重量%〜45重量%の前記熱可塑性親水性ポリマー又は熱可塑性親水性ポリマーの混合物、
前記熱可塑性親水性ポリマー組成物に対して5重量%〜35重量%、好ましくは10重量%〜30重量%、より好ましくは15重量%〜25重量%の前記官能化コポリマー又は官能化コポリマーのブレンド、及び
前記熱可塑性親水性ポリマー組成物に対して15重量%〜70重量%、好ましくは25重量%〜60重量%、より好ましくは35重量%〜50重量%の前記適切な相溶性可塑剤又は適切な相溶性可塑剤のブレンド、
を含むことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の液体不透過性で湿気透過性の層又はフィルム。 - 前記熱可塑性親水性ポリマー又は前記熱可塑性親水性ポリマーの混合物と、前記官能化コポリマー又は前記官能化コポリマーのブレンドとが、1.2〜3、好ましくは1.3〜2.5、より好ましくは1.4〜2.2、最も好ましくは約2の重量比であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の液体不透過性で湿気透過性の層又はフィルム。
- 前記官能化コポリマー、又は前記官能化コポリマーのブレンドの各コポリマーが、300g/10分未満、好ましくは100g/10分未満、より好ましくは10g/10分〜50g/10分の間にあるメルトフローインデックスを有することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の液体不透過性で湿気透過性の層又はフィルム。
- 前記適切な相溶性可塑剤、又は前記適切な相溶性可塑剤のブレンドが、クエン酸エステル、酒石酸エステル、グリセロール及びそのエステル、スクロースエステル、アジパート、セバケート、ソルビトール、エポキシ化植物油、重合植物油、ポリオール、フタレート、液状ポリエステル、グリコレート、芳香族スルホンアミド、ベンゾエート、グリコール及びポリグリコール及びそれらの誘導体、ソルビタンエステル、ホスフェート、モノカルボキシル脂肪酸(C8〜C22)及びそれらの誘導体、ポリエーテル及びそれらの誘導体、並びにこれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の液体不透過性で湿気透過性の層又はフィルム。
- 前記適切な相溶性可塑剤、又は前記適切な相溶性可塑剤のブレンドが、クエン酸エステル、芳香族スルホンアミド、ベンゾエート、ポリエーテル及びそれらの誘導体、並びにこれらの混合物から成る群から選択されることを特徴とする、請求項10に記載の液体不透過性で湿気透過性の層又はフィルム。
- 前記層又はフィルムが連続であり、前記層又はフィルムの厚さが少なくとも15μmであり、少なくとも300g/m2・24時間、好ましくは少なくとも500g/m2・24時間、より好ましくは少なくとも600g/m2・24時間、最も好ましくは少なくとも1000g/m2・24時間の湿気透過率(WVTR)を有し、前記湿気透過率が本明細書に記載される湿気透過性試験に従って測定されることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の液体不透過性で湿気透過性の層又はフィルム。
- 前記熱可塑性親水性ポリマー組成物が、少なくとも20%、好ましくは少なくとも25%、より好ましくは少なくとも50%、さらにより好ましくは少なくとも80%、最も好ましくは少なくとも100%の、弾性率G’25の%増加率ΔG’25を有することを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載の液体不透過性で湿気透過性の層又はフィルム。
- 基材上に適用された請求項1〜13のいずれか一項に記載のフィルム又は層を含む液体不透過性で湿気透過性の複合積層構造体であって、前記基材が湿気透過性であり、前記基材が好ましくは不織布である構造体。
- 請求項1〜13のいずれか一項に記載の湿気透過性で液体不透過性のフィルム又は層、あるいは請求項14に記載の複合積層構造体を含む衛生ナプキン、パンティライナー又は使い捨ておむつのような吸収性物品であって、前記フィルム又は層、あるいは前記複合積層構造体が、前記使い捨て吸収性物品のバックシートを構成する吸収性物品。
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