JP2006521412A - 生分解可能なポリマー基層のための持続性のある親水性処理 - Google Patents

Abstract

本発明は、表面を有する生分解可能なポリマー基層から作製される持続性のある親水性表面を有する生分解可能な基層に関し、生分解可能なポリマー基層は、基層をコロナグロー放電にかけること、及び／又は基層の乾燥重量に基づく約０．０１から約２．０重量％の量の親水性ポリマー材料で基層をコーティングすることにより親水性にされたことを特徴とする。生分解可能な基層は、吸収性パーソナルケア製品、生物医学デバイス、及び食品包装に用いることができる。

Description

本出願は２００２年１２月２３日に出願された米国仮出願第６０／４３６，０８６号に基づく優先権を主張する。
本発明は、基層を持続性のある親水性処理にかけることによって親水性にされた生分解可能なポリマー基層に関する。

ポリマーは様々な製品を形成するために広範に使用されており、該製品には、ブローンキャストフィルム、押出しシート、射出成形物品、発泡体、中空成形物品、押出しパイプ、単一フィラメント、及び不織ウェブが含まれる。ポリオレフィンなどのこうしたポリマーの幾つかは、生来的に疎水性であり、多くの用途においてこの特性は好ましい特質であり、或いは少なくとも不都合ではない。しかしながら、こうしたポリマーの疎水特性が、その実用性を制限し、或いは該ポリマー製の形成物品の表面特性を変性するのに何らかの労力を必要とする場合において、幾つかのポリマーの用途がある。

一例として、ポリエチレン及びポリプロピレンなどのポリオレフィンは、おむつ、婦人用ケア製品、失禁用製品、トレーニングパンツ、拭き材及び同様のもののような使い捨て吸収性物品の構成に使用されるポリマー布の製造に用いられる。このようなポリマー布は、例えば、メルトブロー、コフォーム、及びスパンボンドのようなプロセスにより作製された不織ウェブである場合が多い。多くの場合、かかるポリマー布は水又は水溶液ベースの液体で湿潤にする必要がある。湿潤性は、形成中又は形成後に界面活性剤溶液を布に噴霧し、又はコーティング（すなわち表面処理又は局所的処理）し、その後ウェブを乾燥させることにより得ることができる。

一般的には局所的に塗布されることが多い界面活性剤の幾つかは、単に例証に過ぎないが、ポリエトキシレート化オクチルフェノール及び酸化プロピレンのプロピレングリコールとの縮合生成物などの、非イオン性界面活性剤である。これらの界面活性剤は、本来は疎水性のポリマー布を水湿潤性にするのに効果的である。しかしながら、界面活性剤は、多くの場合は水性液体に一度浸されるだけで布から容易に除去される。このような界面活性剤は、水性液体の表面張力を低下させることにより疎水性ポリマー布を湿潤にするのに効果的である。このような手順は、布を構成する繊維の表面から少なくとも部分的に界面活性剤を除去することを伴う必要がある。

ポリマーの湿潤性を改善する他の方法には、コロナ放電、プラズマ放電、プラズマジェット、火炎処理、酸性エッチングなどの方法、又は基層の表面を酸化することができる任意の方法が含まれる。しかしながら、当該技術分野で知られているように、これらの方法により取り込まれる湿潤性は、Ｓｈｅｕ他に付与された米国特許第５，７００，５５９号で開示されているように、処理後に劣化する。

不織ウェブは、使い捨ておむつ、トレーニングパンツ、婦人用ケア製品、乳幼児用拭き材などのパーソナルケア製品を含む多種多様な製品を作製するのに用いられてきた。不織ウェブはまた、他の多くの用途の中でも、手術用ドレープ、外科用マスク、創傷用包帯及び同様のものなどのヘルスケア製品、拭き材、モップ、フィルタ材料を含む他の多くの製造物品を作製するのにも使用されてきた。

不織ウェブから作製される多くの商品は、１回使用又は限定された使用の製品である。最新の不織ウェブのほとんどは、ポリオレフィンなどの生分解可能でないと考えられるポリマーから作製されている。現在入手可能な使い捨て乳幼児用おむつ及び他の使い捨て製品は、これらが生分解可能でないという事実にもかかわらず、一般の人々に受け入れられてきたが、これらの現在の製品は、使い捨て分野において改良により利益を得ることになるであろう。

ごみ処理は世界中で益々大きな問題となってきている。埋め立てごみ処理地は満杯になり続けているので、使い捨て製品における材料源の低減に対する要求が増大している。別の方法として、再生利用可能又は生分解可能な成分を使い捨て製品に取り入れるように開発する必要がある。埋立地などのごみ処理施設内に取り込む以外の手段で最終処分する製品が開発される必要がある。

使用中は一体性と強度を保持するが、使用後は材料をより効果的に廃棄することができる、使い捨て製品に使用されるべき新たな材料に対する必要性がある。コンポスト化により容易に且つ効果的に廃棄されることになる、使い捨て製品に用いられる新たな材料の必要性がある。もしくは、該使い捨て製品は、下水道システムにおいて容易に且つ効果的に処理することができ、ここで使い捨て製品を分解することができる。

不織ウェブの形成に用いられるポリマー成分として脂肪族ポリエステルなどの生分解可能なポリマーを用いることにより、現在の使い捨て製品の環境上の欠点の幾つかを克服する試みがなされてきた。ポリオレフィンなどの脂肪族ポリエステルは、典型的には疎水性であり、すなわち湿潤性の程度が低い。

加えて、組織再生のための縫合及びスカフォールド（ｓｃａｆｆｏｌｄ）などの生物医学デバイスを含む他の応用での生分解可能なポリマー基層の使用は、ますます一般化してきている。これらの応用において、生分解可能なポリマー基層が親水性であり、及びこれらの製品のユーザに安全な方法で親水性にする必要性がある。

米国特許第５，７００，５５９号公報 米国特許第５，２５８，２２１号公報 米国特許第４，３４０，５６３号公報 米国特許第３，６９２，６１８号公報 米国特許第３，８０２，８１７号公報 米国特許第３，３３８，９９２号公報 米国特許第３，３４１，３９４号公報 米国特許第３，５０２，７６３号公報 米国特許第３，５４２，６１５号公報 米国特許第６，２００，６６９号公報 米国特許第５，７５９，９２６号公報 米国特許第３，８４９，２４１号公報 米国特許第５，３５０，６２４号公報 米国特許第４，１００，３２４号公報 米国特許第４，８１８，４６４号公報 米国特許第５，１０８，８２０号公報 米国特許第５，３３６，５５２号公報 米国特許第５，３８２，４００号公報 米国特許第５，１０８，８２７号公報 米国特許第５，２９４，４８２号公報 米国意匠特許第２３９，５６６号公報 米国意匠特許第２６４，５１２号公報 米国特許第３，８５５，０４６号公報 米国特許第４，４９３，８６８号公報 米国特許第５，８５８，５１５号公報 米国特許第４，３７４，８８８号公報 欧州特許出願１３１２７０２Ａ１公報 米国特許第５，３３８，８２２号公報 米国特許第６，１１１，０６０号公報 米国特許第５，５５６，８９５号公報 米国特許第５，８０１，２２３号公報 米国特許第６，３５３，０８６号公報 米国特許第６，５０６，８７３号公報 米国特許第４，２８３，２９１号公報 米国特許第３，８８０，９６６号公報 米国特許第３，４７１，５９７号公報 米国特許第３，７５４，１１７号公報 Ｃａｔｏｉｒｅ他「コロナ放電による低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）フィルムの表面領域の物理化学的変性（Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｕｐｅｒｆｉｃｉａｌ ｒｅｇｉｏｎｓ ｏｆ ｌｏｗ−ｄｅｎｓｉｔｙ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＬＤＰＥ） ｆｉｌｍ ｕｎｄｅｒ ｃｏｒｏｎａ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）」；Ｐｏｌｙｍｅｒ２５ ７６６頁（１９８４年６月）以下 Ｗ．Ｇ．Ｐｉｔｔの「高周波数プラズマ放電による連続湿潤性勾配の二次加工（Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ Ｇｒａｄｉｅｎｔ ｂｙ Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）」Ｊ．Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｃｉ．，１３３，Ｎｏ．１，２２３（１９８９年） Ｊ．Ｈ．Ｌｅｅ他の「コロナ放電処理により作製された湿潤性勾配表面（Ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｓｕｒｆａｃｅｓ Ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ Ｃｏｒｏｎａ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）」Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ １７ｔｈ Ａｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ １３３頁（１９９１年５月１−５日 アリゾナ州スコッツデール）

従って、保存中に安定している持続性のある親水性処理を有し、生分解可能であり、コーティングされた基層を浸すことができる水性媒体の表面張力を有意に低下させることなく、水により濡らすことが可能である生分解可能なポリマー基層に対する必要性がある。

本発明は、表面を有する生分解可能なポリマー基層から作製された持続性のある親水性表面を有する生分解可能な基層に関し、生分解可能なポリマー基層はコロナグロー放電を受けて表面を親水性にされていることを特徴とする。生分解可能なポリマー基層は、作製された基層をコロナグロー放電にかけることにより親水性にすることができ、該処理は持続性があり、長期の保存期間の後でさえも効果が持続することが予期せずに見出された。例証として、基層は単繊維、繊維性材料、フィルム又は発泡材料シートなどのシート状材料とすることができる。シート状材料はまた、織布又は不織布或いは織ウェブ又は不織ウェブなどの繊維性ウェブとすることができる。繊維性ウェブは、不織ウェブであるのが望ましい。

本発明の別の態様は、生分解可能なポリマー基層上に濡らすことが可能で持続性のある親水性コーティングを提供することに関する課題及び問題の幾つかを解決する。基層の表面は、生分解可能な親水性ポリマーコーティング材料でほぼ均一にコーティングされる。生分解可能なポリマー基層は、例証に過ぎないが、脂肪族ポリエステルとすることができる。例えば、脂肪族ポリエステルは、とりわけ、ポリラクチド、ポリ乳酸、又はポリグリコール酸とすることができる。生分解可能な親水性ポリマー材料のコーティングは、約９０℃以下の広範囲の温度下で持続性がある。更に、親水性ポリマー材料のコーティングは、基層が接触することができる水性媒体の表面張力を有意に抑制しない。特定の実施形態において、ポリマー材料のコーティングの親水性は、基層の少なくとも１つの寸法にわたり制御される方法で変わることになる。例証として、基層は、発泡材料シートなどのシート状材料とすることができる。シート状材料はまた、織布又は不織布或いは織ウェブ又は不織ウェブなど繊維性ウェブとすることができる。繊維性ウェブは、不織ウェブであるのが望ましい。

また例証として、親水性生分解可能なポリマーコーティング材料は、多糖類とすることができる。別の実施例として、ポリマー材料は修飾多糖類とすることができる。親水性ポリマー材料が多糖類である場合には、複数の疎水基及び複数の親水基を有することができる。疎水基は、多糖類主鎖内の＝ＣＨ−及び−ＣＨ２−基とすることができる。疎水基は、生分解可能なポリマー基層に親水性生分解可能なポリマー材料の親和性をもたらすように適合させることができ、親水基はポリマー材料を親水性にするように適合させることができる。

親水性生分解可能なポリマーコーティング材料が修飾多糖類である場合には、疎水基は、多糖類主鎖内の＝ＣＨ−及び−ＣＨ２−基又はペンダント基とすることができる。親水基もまたペンダント基とすることができる。例えば、修飾多糖類は、例証に過ぎないが、修飾セルロースとすることができる。例えば、疎水基は、エチル基などのペンダント１価のアルキル基とすることができる。別の実施例において、親水基はヒドロキシエチル基などのペンダント１価のヒドロキシアルキル基とすることができる。

本発明の処理された基層は、使い捨て吸収性製品の成分として用いることができる。使い捨て吸収性製品の例には、例証に過ぎないが、おむつ、トレーニングパンツ、生理用ナプキン又はタンポンなどの婦人用ケア製品、失禁用ケア製品、外科用ガウン、手術用ドレープ、拭き材、ティーバッグなどの食品用途、組織再生及び再建手術の縫合、フィルタ、スカフォールドなどの生分解可能な生物医学材料が含まれる。

生分解可能なポリマー基層上の持続性のある親水性表面は、生分解可能なポリマー基層を準備し、及びコロナグロー放電に基層をかけて生分解可能なポリマー基層に持続性のある親水性表面を与えるようにする方法によって作製される。生分解可能なポリマー基層に持続性のある親水性表面を生成する別の方法は、生分解可能なポリマー基層に生分解可能な親水性ポリマー材料をコーティングすることによって達成される。

定義
本明細書で用いられる「含む」という用語は、包括的又は非制限的なものであり、記載されていない要素、構成要素、又は方法の段階を追加することを除外するものではない。
本明細書で用いられる「生分解可能なポリマー基層」という用語は、疎水性であるか又は湿潤性の程度が低い生分解可能なポリマーにされ、全て又は部分的に生分解可能なポリマーから構成された任意の形状の物品を含むよう意図される。例えば、基層は、フィルム又は発泡材料のシートのような、シート状材料とすることができる。シート状材料はまた、織布又は不織布或いは織ウェブ又は不織ウェブなどの繊維性ウェブとすることができる。基層はまた、本質的に生分解可能なポリマー繊維、又は繊維性ウェブに形成された生分解可能なポリマー繊維を含むことができる。繊維性ウェブは、限定ではないが、メルトブローンウェブ、スパンボンデッドウェブ、ボンデッド・カーデッド・ウェブ、又は空気堆積ウェブなどの不織ウェブであるのが望ましい。基層はまた、シート状材料の２つ又はそれ以上の層のラミネートとすることができる。例えば、層は、メルトブローンウェブ、スパンボンデッドウェブ、ボンデッド・カーデッド・ウェブ、及び空気堆積ウェブからなる群から単独で選択することができる。しかしながら、他のシート状材料を、メルトブローンウェブ、スパンボンデッドウェブ、ボンデッド・カーデッド・ウェブ、又は空気体積ウェブに加えて、又はこれらの代わりに用いることもできる。加えて、ラミネートの層は、同じ生分解可能なポリマー又は異なる生分解可能なポリマーから作製してもよい。

基層の生分解可能なポリマーはまた、当該技術分野では慣習的なように少量の添加物を含有することができる。例えば、生分解可能なポリマーは、顔料、充填剤、つや消し剤、抗酸化剤、帯電防止剤、安定化剤、脱酸素剤などを含有することができる。

本明細書で用いられる「親水性生分解可能なポリマーコーティング材料」という用語は、生分解可能なポリマー材料が表面自由エネルギーを有し、これによりポリマー材料が水性媒体により湿潤可能となることを意味する。すなわち、水性媒体は、基層をコートする親水性ポリマー材料を湿潤する。例えば、親水性ポリマー材料の表面自由エネルギーは、少なくとも約５０ダイン／ｃｍとすることができる。別の例では、親水性ポリマー材料の表面自由エネルギーは、約５０から約７２ダイン／ｃｍの範囲とすることができる。

本明細書で用いられる「生分解可能な」という用語は、材料が細菌、菌類、及び藻類などの自然発生的な微生物の作用で分解されることを意味する。「生分解可能な」はまた、長期間にわたり酸素の存在下で分解される材料を含むものとする。

生分解可能なポリマー基層のコーティングに関して本明細書で用いられる「持続性のある」という用語は、処理された基層が、例えば少なくとも１ヶ月の長期間保管の後でさえもその親水性特性を保持することを意味する。加えて、用語「持続性のある」はまた、水、生理食塩水、尿及び他の体液のような水性媒体に少なくとも３回曝された後に湿潤性のままであることを意味する。

基層が繊維性ウェブである場合の持続性を評価する１つの手順は、液体吸収性時間試験である。この試験において、材料の５グラム試料が、シリンダが３ｇの重量になるような適切な標準規格のワイヤで作製された、高さ８ｃｍ、直径５ｃｍのケージシリンダ内に配置される。不織ウェブの５グラム試料は、ケージ内部に配置される。ケージ及び材料を室温水中に落とし、これが沈む時間を計測する。全試験手順はＩＳＯ−９３７３において概説される。

基層が繊維性ウェブである場合の持続性を評価する別の手順は、洗濯及び乾燥（洗濯／乾燥サイクル）後の修正流出試験である。繊維性ウェブは通常、露出、洗濯、及び乾燥のサイクルの少なくとも５回の間湿潤性のままである。コーティングされた基層は、少なくとも１０サイクルを受けた後でも湿潤性のままであるのが望ましい。

流出試験（露出）及び洗濯／乾燥手順は、Ｍｅｉｒｏｗｉｔｚ他に付与された米国特許第５，２５８，２２１号に記載されており、該特許は引用により本明細書に組み込まれる。通常、８インチ×１５インチ（約２０ｃｍ×３８ｃｍ）のほぼ矩形である不織ウェブなどの繊維性ウェブの試料を、ポリプロピレン、木材パルプ繊維、及び／又は超吸収性材料から構成される吸収体コアの頂部に取り付ける。結果として得られる試験組立体を傾斜面上中心に配置し、組立体の各コーナにテープで所定位置に保持する。傾斜面の角度は、該特許に記載された角度３０度ではなく４５度である。試験組立体の底部すなわち下側縁部から約７．８インチ（約２００ｍｍ）に漏斗を配置する。漏斗のバルブを、試験組立体の最上面の上方約１０ｍｍに配置する。温度３５℃の水１００ｍｌを漏斗に入れる。漏斗のバルブを開き、水を約１５秒間にわたり分注する。流出して収集手段に集められた水の量を求めて記録する。繊維性ウェブは通常、収集手段に集められた水の量が所与の種類の繊維性ウェブに好適と思われる量よりも少ない場合には、修正流出試験に合格したとみなされる。例えば、繊維性ウェブが軽量（例えば、坪量０．６オンス／平方ヤード、すなわち約２０グラム／平方メートル）のスパンボンド不織ウェブの場合、集められる水の量は２０ｍｌより少なくなければならない。

洗濯／乾燥サイクルは、室温水（約２３℃）を１リットルでなく５００ｍｌ使用することで修正された。従って、上述のコーティングされた基層のほぼ矩形の試料を５００ｍｌの水中に置く。試料を攪拌機により１５から２０回転／分で攪拌しながら１分間水中に置いたままにする。試料を水から取り出し、余分な液体を絞り洗浄水容器に戻す。試料を一晩空気乾燥させ、次いで上述の修正流出試験を行う。このプロセスを所望の回数繰り返す。洗浄水の表面張力は、各洗濯／乾燥サイクル後、各サイクルに用いられた淡水を用いて求められる。水の表面張力は、Ｆｉｓｈｅｒ張力計（ペンシルベニア州ピッツバーグ所在のＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙ製）を用いたＡＳＴＭ試験方法Ｄ１５９０から６０に従って求められる。

本明細書で用いられる「水性媒体」という用語は、水を主成分とする任意の液体媒介を意味する。従って、この用語は、本質的に水及び水溶液並びに分散液を含む。例えば、水性媒体は、尿、経血、唾液などの身体排出液体とすることができる。
本明細書で用いられる「湿潤性」及びその変形の用語は、水性媒体、すなわち基層の表面上に広がる水性媒体によって湿潤可能であることを意味する。この用語は、「水で濡らすことが可能」という用語及びその変形と互換的に用いられ、同じ意味を有する。

本明細書で用いられる「生分解可能なポリマー基層のポリマー材料の親和性」という語句は、通常は反応種の領域に基層を最初に露出した後、親水性ポリマー材料を基層にほぼ均一に（すなわち、コーティングされた基層が水性媒体により十分湿れることができる程度に）コーティングすることを意味する。「部分的親和性」という用語は、ポリマー材料を基層に部分的にコーティングすることを意味する。部分的親和性の機能的な結果は、コーティングされた基層が部分的にのみ湿潤になることである。

本明細書で用いられる「１価のアルキル基」という用語は、１個から約６個の炭素原子を有する１価のアルキル基を意味する。１価のアルキル基の例には、単なる例証として、メチル、エチル、１−プロピル、イソプロピル、１−ブチル、２−ブチル、ｔ−ブチル、１−ペンチル、２−ペンチル、３−ペンチル、２−メチル−２−ブチル、３−メチル−２−ブチル、１−ヘキシル、２−ヘキシル、３−ヘキシル、４−ヘキシル、２，２−ジメチルブチル、２，３−ジメチルブチル、２−メチルペンチル、３−メチルペンチル、３−エチル−２−ブチル及び同様のものなどが含まれる。

本明細書で用いられる「１価のヒドロキシアルキル基」という用語は、水素原子がヒドロキシ基と置換された上記の１価のアルキル基を意味する。１価ヒドロアルキル基の例には、同様に単に例証として、ヒドロキシエチル、２−ヒドロキシプロピル、３−ヒドロキシプロピル、１−ヒドロキシ−２−プロピル、４−ヒドロキシブチル、３−ヒドロキシブチル、２−ヒドロキシブチル、４−ヒドロキシ−２−ブチル、３−ヒドロキシ−２−ブチル、２−ヒドロキシメチル−２−プロピル、５−ヒドロキシペンチル、４−ヒドロキシペンチル、３−ヒドロキシペンチル、２−ヒドロキシペンチル、５−ヒドロキシ−２−ペンチル、４−ヒドロキシ−２−ペンチル、３−ヒドロキシ−２−ペンチル、５−ヒドロキシ−３−ペンチル、４−ヒドロキシ−３−ペンチル、２−ヒドロキシメチル−２−ブチル、３−ヒドロキシメチル−２−ブチル、３−メチル−１−ヒドロキシ−２−ブチル、６−ヒドロキシヘキシル、４−ヒドロキシ−２−ヘキシル、１−ヒドロキシ−３−ヘキシル、２−ヒドロキシ−４−ヘキシル、２，２−ジメチル−４−ヒドロキシブチル、２，３−ジメチル−１−ブチル、２−ヒドロキシメチルペンチル、２−メチル−４−ヒドロキシペンチル、３−（２−ヒドロキシエチル）２−ブチル及び同様のものなどが含まれる。

本明細書で用いられる１価のアルキル基及びヒドロキシアルキル基に関する「ペンダント」という用語は、かかる基がポリマー主鎖に結合されるが、その一部ではないことを意味する。従って、ペンダント基の除去は、主鎖の化学的構造を変えることにはならない。
本明細書で用いられる「繊維」という用語は、短繊維、すなわち約１９ｍｍと約６０ｍｍの間の定められた長さを有する繊維、及び短繊維より長いが連続的ではない繊維、並びに「実質的に連続するフィラメント」又は単に「フィラメント」と呼ばれる場合もある長繊維のいずれをも含む。繊維が作製される方法によって、繊維が短繊維か長繊維かが決まる。

本明細書で用いられる「不織ウェブ」という用語は、相互に織り込まれているが、編布におけるような識別可能な様態ではない個々の繊維又は糸の構造を有するウェブを意味する。不織ウェブは、例えば、メルトブロー工程、スパンボンド工程、空気堆積工程、コフォーミング工程、及びボンデッド・カーデッド・ウェブ工程などの多くの工程で形成される。不織ウェブの坪量は、通常、材料のオンス数／平方ヤード（ｏｓｙ）又はグラム数／平方メートル（ｇｓｍ）で表され、繊維直径は、通常、ミクロン又は短繊維の場合はデニールで表される。ｏｓｙからｇｓｍへの換算は、ｏｓ×３３．９１である点に留意されたい。

本明細書で用いられる「スパンボンドウェブ」という用語は、分子的に配向されたポリマー材料の小直径繊維から作製された不織ウェブを指す。スパンボンド繊維は、溶融した熱可塑性材料を、通常円形の紡糸口金の複数の微細な毛細管からフィラメントとして押出し、次いで、押し出されたフィラメントの直径を、例えば、Ａｐｐｅｌ他に付与された米国特許第４，３４０，５６３号、Ｄｏｒｓｃｈｎｅｒ他に付与された米国特許第３，６９２，６１８号、Ｍａｔｓｕｋｉ他に付与された米国特許第３，８０２，８１７号、Ｋｉｎｎｅｙに付与された米国特許第３，３３８，９９２号及び第３，３４１，３９４号、Ｈａｒｔｍａｎに付与された米国特許第３，５０２，７６３号、Ｄｏｂｏ他に付与された米国特許第３，５４２，６１５号、及びＰｉｋｅ他に付与された米国特許第５，３８２，４００号におけるように、急速に縮小させることにより形成することができる。スパンボンド繊維は、集積面に堆積されたときには、一般に接着性がなく、ほぼ連続している。スパンボンド繊維は、直径約１０ミクロン又はそれ以上であることが多い。しかしながら、微細繊維のスパンボンデッドウェブ（平均繊維直径が約１０ミクロンより小さい）は、限定ではないが、発明の譲受人に譲渡されたＭａｒｍｏｎ他に付与された米国特許第６，２００，６６９号及びＰｉｋｅ他に付与された米国特許第５，７５９，９２６号に記載された方法を含む様々な方法により得ることができ、これらの特許の各々は、その全体が引用により本明細書に組み込まれる。

本明細書で用いられる「メルトブローンウェブ」という用語は、溶融した熱可塑性材料を、複数の微細な、通常は円形のダイ毛細管を通じて、収束する高速高温ガス（例えば空気）流の中に溶融糸又はフィラメントとして押出し、溶融熱可塑性材料のフィラメントがガス流によって細められ、直径がマイクロファイバーの直径にまで縮小されることにより形成される不織ウェブを意味する。その後、メルトブロー繊維は、高速ガス流により運ばれ、集積面に堆積されて、ランダムに分散されたメルトブロー繊維のウェブを形成する。このような工程は、例えばＢｕｔｉｎに付与された米国特許第３，８４９，２４１号に開示されており、該特許は引用によりその全体が本明細書に組み込まれる。メルトブロー繊維は、連続的又は非連続的なマイクロファイバーであり、一般的に平均直径１０ミクロンより小さい。「メルトブロー」という用語はまた、溶融噴霧又は遠心紡糸などのフィラメントの形成を助けるように高速ガス（通常は空気）が用いられる他の工程を含むことも意図される。

本明細書で用いられる「コフォーム不織ウェブ」又は「コフォーム材料」という用語は、熱可塑性フィラメントの混合物又は安定化マトリクスと、通常「第２の材料」又は「２次材料」と呼ばれる少なくとも１つの添加材料を含む複合材料を意味する。例証として、コフォーム材料は、少なくとも１つのメルトブローダイヘッドが、シュート近傍に配置され、これを通ってウェブが形成されている間第２の材料がウェブに付加されるプロセスにより形成することができる。第２の材料は、例えば、木材、及び綿、レーヨン、再生紙、パルプフラフといった非木材パルプなどの繊維性有機材料のような吸収性材料；超吸収性の粒子及び繊維などの超吸収性材料；無機吸収性材料及び処理されたポリマー短繊維及び同様のものなど；或いは、非吸収性短繊維又は非吸収性粒子などの非吸収性材料とすることができる。例示的なコフォーム材料は、発明の譲受人に譲渡されＧｅｏｒｇｅｒ他に付与された米国特許第５，３５０，６２４号、Ａｎｄｅｒｓｏｎ他に付与された米国特許第４，１００，３２４号、Ｌａｕ他に付与された米国特許第４，８１８，４６４号に開示されており、各特許の内容全体は引用により本明細書に組み込まれる。

「ボンデッド・カーデッド・ウェブ」は、コーミングユニット又はカーディングユニットを通して送られた短繊維で作られたウェブを指し、このユニットでは、短繊維を機械方向に分離又は分散して配列させ、ほぼ機械方向に配向された繊維不織ウェブを形成する。通常このような繊維は、ベール梱包の形で購入し、カーディングユニットの前に繊維を分離するオープナー／ブレンダー又はピッカー内に置かれる。ウェブが形成されると、幾つかの公知の結合方法の１つ又はそれ以上により結合される。このような結合方法の１つは粉末結合であり、この方法では、粉末状の接着剤をウェブ全体に分配し、次に通常ウェブ及び接着剤を高温の空気で加熱することにより活性化する。別の適切な結合方法は、パターン結合であり、この方法では、加熱したカレンダーロール又は超音波結合装置を使用して、通常は局所結合パターンで繊維を互いに結合するが、所望であれば、ウェブ表面全体にわたって結合することもできる。別の適切な公知の結合方法、特に２成分短繊維を用いる場合の結合方法は、通気結合である。

「空気堆積」又は「エアレイド」という用語は、繊維性不織布を形成することができる周知のプロセスである。空気堆積プロセスでは、約３から約１９ミリメートル（ｍｍ）までの範囲の典型的長さを有する小繊維束が分離されて、供給空気に同伴されて、次いで、通常は真空の補助を得て形成スクリーン上に堆積される。ランダムに堆積された繊維は、次に、例えば熱風又は接着剤スプレーによって互いに結合される。

本明細書で用いられる「多成分繊維」という用語は、別個の押出機から押し出されるが、互いに紡糸されて１つの繊維を形成する少なくとも２つのポリマーから形成された繊維又はフィラメントを意味する。また、多成分繊維は、「コンジュゲート」又は「２成分」繊維又はフィラメントと呼ばれる場合がある。「２成分」という用語は、繊維を構成する２つのポリマー成分があることを意味する。これらのポリマーは通常互いに異なっているが、コンジュゲート繊維は、例えば融点又は軟化点などといった、各成分のポリマーの物理的特性が互いに異なる場合には、同じポリマーから作製することができる。全ての場合において、ポリマーは、多成分繊維又はフィラメントの断面にわたってほぼ一定の位置関係で個別の区域に配置され、多成分繊維又はフィラメントの長さに沿って連続的に延びる。かかる多成分繊維の構成は、例えば、１つのポリマーが別のポリマーによって囲まれるシース／コア型配置、並列配置、パイ型配置、又は「海中の島」配置とすることができる。多成分繊維は、Ｋａｎｅｋｏ他に付与された米国特許第５，１０８，８２０号、Ｓｔｒａｃｋ他に付与された米国特許第５，３３６，５５２号、Ｐｉｋｅ他に付与された米国特許第５，３８２，４００号に記載されており、各特許の全内容は引用により本明細書に組み込まれる。２成分繊維又はフィラメントでは、ポリマーは、７５／２５、５０／５０、２５／７５又は他の任意の所望の比率で存在することができる。

本明細書で用いられる「多構成繊維」という用語は、同じ押出機からブレンド又は混合物として押し出される少なくとも２つのポリマーから形成される繊維を意味する。多構成繊維は、繊維の断面領域にわたって比較的一定の位置関係で個別の区域に配置される種々のポリマー成分を持たず、通常、繊維の全長に沿って連続せず、一般にランダムに始まりランダムに終わるフィブリル又はプロトフィブリルを形成する。この一般的な形式の繊維は、例えば、Ｇｅｓｓｎｅｒに付与された米国特許第５，１０８，８２７号及び第５，２９４，４８２号で説明されている。

本明細書で用いられる「パターン結合」という用語は、熱及び圧力、又は超音波結合などの他の方法を適用することによりパターンで不織ウェブを結合するプロセスを指す。熱パターン結合は、通常、温度が約８０℃から約１８０℃までの範囲と、圧力が約１５０から約１，０００ポンド／リニアインチ（５９から１７８ｋｇ／ｃｍ）までの範囲で実施される。使用されるパターンは通常、表面積の約５から約３０％をカバーする約１０から約２５０ボンド／平方インチ（１から４０ボンド／ｃｍ²）である。このようなパターン結合は、公知の手順に従って行われる。結合パターンの説明及び結合手順の検討に関しては、例えば、Ｖｏｇｔに付与された米国意匠特許第２３９，５６６号、Ｒｏｇｅｒｓに付与された米国意匠特許第２６４，５１２号、Ｈａｎｓｅｎ他に付与された米国特許第３，８５５，０４６号、Ｍｅｉｔｎｅｒ他に付与された米国特許第４，４９３，８６８号、及びＳｔｏｋｅｓ他に付与された米国特許第５，８５８，５１５号で参照され、これらの特許は引用により本明細書に組み込まれる。超音波結合は、全体が引用により本明細書に組み込まれるＢｏｒｎｓｉａｅｇｅｒに付与された米国特許第４，３７４，８８８号で図示されているように、例えば、多層不織ウェブラミネートを音波ホーンとアンビルロールの間に通すことにより実行される。

本発明の生分解可能なポリマー基層は、疎水性であるか又は湿潤性の程度が低い生分解可能なポリマーから作製される。多くの用途において生分解可能なポリマー基層は親水性にするのが望ましい。

本発明において、生分解可能なポリマーは、生分解可能な脂肪族ポリエステルポリマーを含む基層を生成するのに用いられた。本発明で用いることができる生分解可能な脂肪族ポリエステルの例には、限定ではないが、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＰ）、ポリヒドロキシブチレートコバレレート（ＰＨＢＶ）、ポリカプロラクタン、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートコアジペート、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリラクチド又はポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリブチレンシュウ酸塩、ポリエチレンアジピン酸塩、ポリパラジオキサノン、ポリモルフォリンヴァイオネス、及びポリジオキシペン−２−オンが含まれるが、これらに限定されるものではない。これらの脂肪族ポリエステルのうち、ポリグリコール酸及びポリラクチド（ポリ乳酸）が、可用性及び最近の製造の進歩に起因して望ましいものである。最近のコスト検討の理由から、ポリラクチド（ポリ乳酸）が最も望ましい。

ポリラクチドは、ポリ乳酸と呼ばれる場合がある。本明細書で用いられるポリラクチドという用語は、ポリラクチド及びポリ乳酸の両方を含むことが意図される。ポリラクチドは、「ＰＬＡ」と略されることが多い。ポリラクチドポリマーは、例えば欧州特許出願１３１２７０２Ａ１に記載される６２００ Ｄグレードであるミネソタ州ミネトンカ所在のＣａｒｇｉｌｌ−Ｄｏｗ ＬＬＣ、イリノイ州リンカンシャー所在のＰＵＲＡＣ Ａｍｅｒｉｃａ、及びドイツのクライリング所在のＢｉｏｍｅｒから商業的に入手可能である。ポリラクチドはまた、米国特許第５，３３８，８２２号、第６，１１１，０６０号、第５，５５６，８９５号、第５，８０１，２２３号、第６，３５３，０８６号、及び第６，５０６，８７３号に記載され、各特許はその全体が引用により本明細書に組み込まれる。

上述のように、生分解可能なポリマー基層は、フィルムシート又は発泡体材料シートなどのシート状の材料とすることができる。シート状材料はまた、織布又は不織布、或いは織ウェブ又は不織ウェブなどの繊維性ウェブとすることができる。基層はまた、本質的にポリマー繊維、又は繊維性ウェブに形成されたポリマー繊維を含むことができる。繊維性ウェブは、限定ではないが、メルトブローンウェブ、スパンボンデッドウェブ、ボンデッド・カーデッド・ウェブ、又は空気堆積ウェブなどの不織ウェブであるのが望ましい。基層はまた、シート状材料の２つ又はそれ以上の層のラミネートとすることができる。例えば、層は、メルトブローンウェブ、スパンボンデッドウェブ、ボンデッド・カーデッド・ウェブ、及び空気堆積ウェブからなる群から単独で選択することができる。しかしながら、他のシート状材料を、メルトブローンウェブ、スパンボンデッドウェブ、ボンデッド・カーデッド・ウェブ、又は空気体積ウェブに加えて、又はこれらの代わりに用いることもできる。加えて、ラミネートの層は、同じ生分解可能なポリマー又は異なる生分解可能なポリマーから作製してもよい。

基層が不織ウェブである場合には、不織ウェブ層の繊維は、１つのポリマー成分から作製された繊維を意味する単一成分繊維、多構成繊維、又は多成分繊維とすることができる。多成分繊維は、例えば、Ａ／Ｂ又はＡ／Ｂ／Ａの並列断面配置、１つのポリマー成分が別のポリマー成分を囲むシースコア断面配置、パイ断面配置又は海中の島配置のいずれかを有することができる。多成分繊維のポリマーの各々は生分解可能とすることができ、或いは１つを生分解可能とし、他方を生分解可能でないものとしてもよい。２つより多い成分も同様に用いることができる。

生分解可能なポリマー基層は、２つの方法の１つによって、持続性のある親水性処理により親水性にすることができる。本発明の第１の方法において、生分解可能なポリマー基層は、該基層をコロナグロー放電にかけることにより親水性にされる。この方法において、表面を有する生分解可能なポリマー基層は、コロナグロー放電を受けて表面が親水性にされる。

ポリマーフィルムのコロナグロー放電処理は当該技術分野で公知であり、ポリマー材料の表面にポリマーの化学的変性をもたらす。例えばＺｉｍｍｅｒｍａｎ他に付与された米国特許第３，８８０，９６６号、Ｓｃｈｉｒｍｅｒに付与された米国特許第３，４７１，５９７号を参照されたい。また、フィルムのコロナ放電処理は当該技術分野において従来からのものであり、空気の存在下でのポリマーフィルムのコロナ放電処理が、ポリマーフィルムの表面領域に大きな形態学的及び化学的変性を引き起こすことは公知である。Ｃａｔｏｉｒｅ他「コロナ放電による低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）フィルムの表面領域の物理化学的変性（Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｕｐｅｒｆｉｃｉａｌ ｒｅｇｉｏｎｓ ｏｆ ｌｏｗ−ｄｅｎｓｉｔｙ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＬＤＰＥ） ｆｉｌｍ ｕｎｄｅｒ ｃｏｒｏｎａ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）」；Ｐｏｌｙｍｅｒ２５ ７６６頁（１９８４年６月）以下参照。

一般的に言えば、コロナ処理は、（１）フィルム上のプリント耐性の改善、又は（２）フィルムの穿孔のいずれかに使用されてきた。例えば、Ｌｏｗｔｈｅｒに付与された米国特許第４，２８３，２９１号では、コロナ放電を提供するための装置を記載しており、Ｚｉｍｍｅｒｍａｎ他に付与された米国特許第３，８８０，９６６号では、コロナ放電を用いて結晶性弾性ポリマーを穿孔し、従ってその透過性を高める方法を開示している。Ｓｃｈｉｒｍｅｒに付与された米国特許第３，４７１，５９７号はまた、コロナ放電によりフィルムを穿孔する方法を開示している。Ｗａｌｔｅｒに付与された米国特許第３，７５４，１１７号では、続いて塗布されるインク又は塗料、或いは引き続き行われる結合の接着性を改善する薄い層又は繊維の表面特性を変性するためのコロナ放電処理の装置及び方法を開示している。

本発明において、生分解可能なポリマー基層は、コロナ領域に露出される。本明細書で用いられる「コロナ領域」という用語は、電離ガスのコロナ領域を意味する。一般的に、コロナ領域の発生及び繊維の露出は、当業者によく知られた手順に従って行われる。繊維が露出される線量又はエネルギー密度は、約１から約５００ワット分／平方フィート（ｗ−ｍｉｎ／ｆｔ２）の範囲にわたることができ、これは約０．６から約３２３キロジュール／平方メートル（ｋＪ／ｍ２）の範囲にほぼ相当する。かかる線量は、約１５から約３５０ｗ−ｍｉｎ／ｆｔ２（約１０から約２２６ｋＪ／ｍ２）の範囲が望ましい。最も望ましい線量は、約２０から約８０ｗ−ｍｉｎ／ｆｔ２（約１３から約５２ｋＪ／ｍ２）の範囲である。望ましくは、コロナグロー放電処理は、周囲温度及び圧力下で基層に適用されるが、しかしながらより高い又はより低い温度及び圧力を用いてもよい。

本発明の第２の方法において、約１０℃から約９０℃までの範囲の温度の水性媒体に対して持続性があり、且つ繊維性ウェブが接触することができる水性媒体の表面張力を有意に抑制することのない親水性ポリマー材料を、基層上にコーティングすることによる持続性のある親水性処理により生分解可能なポリマー基層が親水性にされる。例えば、水性媒体の表面張力は、約１０％より多く抑制又は低減することはできない。

単に例証として、親水性ポリマー材料は多糖類とすることができる。多糖類は、複数の疎水基と複数の親水基とを有することができる。疎水基は、多糖類主鎖中の＝ＣＨ−及び−ＣＨ２−基とすることができる。疎水基は、生分解可能なポリマー基層にポリマーコーティング材料の親和性をもたらすように適合させることができ、親水基は、ポリマー材料を親水性にするように適合させることができる。多糖類の例には、例えば、寒天、アガロース、カラギナン、ファーセレラン、アルギン酸、イナゴマメガム、アラビアゴム、グアールゴム、コンニャクガム、及びカラヤガムなどの天然ガム、ジェランガム、キサンタンガム、及びデキストランガムなどの微生物発酵生成物、微結晶性セルロースなどのセルロース、並びにヒアルロン酸、ヘパリン、キチン、及びキトサンなどの動物性生成物が含まれる。

更に、単に例証として、親水性ポリマー材料は、修飾多糖類とすることができる。修飾多糖類はまた、複数の疎水基と複数の親水基とを有することができる。疎水基は、多糖類主鎖中の＝ＣＨ−及び−ＣＨ２−基、又はペンダント基とすることができる。親水基もまたペンダント基とすることができる。ここでも同様に、疎水基は生分解可能なポリマー基層の親和性をもたらすように適合させることができ、親水基は、ポリマー材料を親水性にするように適合させることができる。単に例証として、修飾多糖類の例には、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、及びカルボキシメチルセルロースなどの修飾セルロース又はセルロース誘導体；カルボキシメチルデンプン、デンプンアルデヒド、及びクチン酸塩などのデンプン及びペクチン誘導体；並びにカルボキシメチルキチン及びカルボキシメチルキトサンなどの動物性生成物誘導体が含まれる。

具体的に有用な種類の多糖類及び修飾多糖類には、例証として、寒天、アルギン酸、並びにエチルヒドロキシエチルセルロースなどの修飾セルロースが含まれる。修飾多糖類、特に上記の有用な種類の修飾多糖類においては、疎水基は、ペンダント１価のアルキル基とすることができる。例えば、かかる疎水基は、メチル基又はエチル基とすることができる。別の実施例では、親水基は、ペンダント１価ヒドロキシアルキル基とすることができる。更に別の実施例では、かかる親水基は、ヒドロキシエチル基とすることができる。

最終的に、ポリマー材料のコーティングの親水性は、通常「ゾーン処理」と呼ばれる、コーティングされた基層の少なくとも１つの寸法にわたって制御されるような方法で変えることができる。例として、コーティングされた基層は、例えば基層の長さに沿って延びる高親水性の中央領域を有し、該中央領域の両側に親水性が低い領域を備える。従って、かかる基層の親水性は、その幅にわたって制御される方法で変わることになる。本発明の範囲内に含まれる他の変形形態は、当業者には容易に明らかであろう。

次にコーティングされた基層を作製する方法については、この方法は、生分解可能なポリマー基層を準備する段階と、任意選択的に基層の少なくとも一部又は全部を反応種の領域に露出する段階とを含む。次いで、反応種の領域に露出される任意の部分を含む基層の少なくとも一部を、基層の表面を親水性ポリマー材料でほぼ均一にコーティングするのに十分な状況下で、上述のように水と親水性ポリマー材料とを含む混合物を用いて処理する。例えば、スプレー、発泡体の塗布、プリント、浸漬などの任意の従来の処理方法を用いて基層をコーティングすることができる。親水性ポリマー材料のコーティングは、約１０℃から約９０℃までの温度範囲の水性媒体に対して持続性があり、コーティングは、コーティングされた基層が接触することができる水性媒体の表面張力を有意には抑制しない。例えば、かかる水性媒体の表面張力の抑制は、約１０％より小さくすることができる。幾つかの場合において、基層上のコーティングを架橋して所望のレベルの持続性を与えることは有用であるか、又は必要とすることができる。

反応種の領域は、生分解可能なポリマー基層の親水性ポリマー材料の親和性を高めるように働く。該反応種の領域は、例証としてコロナ領域とすることができる。別の実施例として、反応種の領域はプラズマ領域であってもよい。
代替的方法として、最初にコーティングを基層に塗布し、次に基層を反応種領域に曝すことができる。

理論によって制限することを意図するものではないが、生分解可能なポリマー基層の反応種領域への露出は、基層の表面の変質をもたらし、これにより基層の表面エネルギーが一時的に上昇すると考えられる。従って、これにより基層中への処理溶液の浸透が可能となり、すなわち、基層を処理溶液で飽和させることができる。また、処理の持続性は、表面酸化、及び基層に塗布することができる親水性コーティングの２次結合の増強に起因すると考えられる。

基層の反応種領域への露出は、基層の表面エネルギーを一時的に上昇させる望ましい方法であるが、他の手順を用いてもよい。例えば、基層はオゾンで処理することができ、或いは三酸化クロム及び硫酸を含有する水性媒体などの酸化溶液に通すことができる。しかしながらかかる他の手順では、基層の劣化を防ぎ、又は最小限にするように注意しなければならない。

反応種の領域の強度は、繊維性ウェブの少なくとも１つの寸法にわたって制御される方法で変えることができる。基層を親水性ポリマー材料でコーティングする際に、コーティングの親水性の範囲又は程度は、領域の強度に正比例する。従って、ポリマー材料のコーティングの親水性は、繊維性ウェブの少なくとも１つの寸法にわたって制御される方法で変わることになる。

反応種の領域の強度は、公知の手段により制御された方法で容易に変えられる。例えば、分割電極を有するコロナ装置を使用することができ、この装置では処理されるべき試料から各分割電極への距離は、独立して変えることができる。別の実施例として、ギャップ勾配電極システムを有するコロナ装置を使用することができ、この場合、１つの電極を電極の長さに垂直な軸の周りで回転させることができる。また、他の方法を使用してもよく、例えば、Ｗ．Ｇ．Ｐｉｔｔの「高周波数プラズマ放電による連続湿潤性勾配の二次加工（Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ Ｇｒａｄｉｅｎｔ ｂｙ Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）」Ｊ．Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｃｉ．，１３３，Ｎｏ．１，２２３（１９８９年）、及びＪ．Ｈ．Ｌｅｅ他の「コロナ放電処理により作製された湿潤性勾配表面（Ｗｅｔｔａｂｉｌｉｔｙ Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｓｕｒｆａｃｅｓ Ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ Ｃｏｒｏｎａ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）」Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ １７ｔｈ Ａｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ １３３頁（１９９１年５月１−５日 アリゾナ州スコッツデール）を参照のこと。

必要であれば、基層の少なくとも一部を水及びポリマー材料を含む混合物で処理した後、生分解可能なポリマー基層の少なくとも一部を反応種の領域に露出させてもよい。かかる後露出は通常、コーティングされた基層の親水性を高める。更に、かかる後露出における反応種の領域の強度は、すでに説明したような繊維性ウェブの少なくとも１つの寸法にわたる制御された方法で変えることができる。かかる後露出は更に、架橋によりコーティングの持続性を増強することさえできる。

通常、基層に塗布されたコーティングにおける親水性ポリマーの添加量は、ほぼ約０．０１重量％から約２．０重量％までの範囲であり、望ましくは０．０５重量％と１．０重量％の間、最も望ましくは約０．１重量％と約０．５重量％の間であり、各々は、基層及びコーティング中の親水性ポリマーの乾燥重量に基づく。

上述の方法は、生分解可能なポリマーを親水性にするためのものである。本方法は、持続性に加えて、食品安全性があるコーティングを提供することができ、食品貯蔵製品、並びに、検証されてはいないが、人体上又は人体内に使用する医療装置にも用いることができる。本発明の処理は、急速な湿潤性、保存中の持続性、最初の放出後表面を再湿潤することができる使用中の持続性を与え、高温で効果があり、無味で、発泡性がなく、エチルヒドロキシルセルロースコーティングの場合のような食品安全性がある。驚くべきことに、生分解可能なポリマー基層のコロナ処理は、長期間にわたる保存後でさえも与えられた親水特性を保持する基層をもたらすことが見出された。

本発明を以下の実施例によって詳細に説明する。しかしながら、かかる実施例は、本発明の精神又は範囲をどのようにも限定するように構成されるものではない。

Ｍａｔｓｕｋｉ他に付与された米国特許第３，８０２，８１７号に記載されている形式の従来のスパンボンド装置を用いて、Ｃａｒｇｉｌｌ−Ｄｏｗ，ＬＬＣから入手可能なポリ乳酸６２００ Ｄグレードをスパンボンド布に形成した。結果として得られたスパンボンド布は、約１．８ｄｐｆ（２．０ｄｔｅｘ）の平均デニール及び約０．５ｏｓｙ（約１７ｇｓｍ）の坪量であるフィラメントを有する。この結果として得られた布を２つの部分に切断し、一方の布は対照の目的で未処理のまま残し、他方の布を周囲条件下でコロナグロー放電に露出した。この領域強度は約２０ワット／ｆｔ²／分（約１．３３Ｊ／ｃｍ２）であった。各試料は３ヶ月間エージングされ、上記に概略的に説明されたＩＳＯ−９０７３に従って沈下試験方法を用いて湿潤性を試験した。

コロナ処理された布の５グラム試料、及び５グラムの未処理布を２５℃の水に入れた。処理された布は０．５秒で沈み、未処理布は約１８０秒で沈んだ。
コロナ処理された布の５グラム試料及び５グラムの未処理布を周囲条件で３ヶ月間保存した。保存期間後、各布の試料を２５℃の水に入れた。保存された処理済み布は同様に０．５秒で沈み、未処理布は３分後でも沈まなかった。この結果は、布のコロナ処理は、周囲条件で３ヶ月の保存後でさえも親水性特性を保持したことを示している。

実施例１で使用された従来のスパンボンド装置を用いて、Ｃａｒｇｉｌｌ−Ｄｏｗ，ＬＬＣから入手可能なポリ乳酸６２００ Ｄグレードをスパンボンド布に形成した。結果として得られたスパンボンド布は、約１．６ｄｐｆ（１．８ｄｔｅｘ）の平均デニール及び約０．５ｏｓｙ（約１７ｇｓｍ）の坪量であるフィラメントを有する。布の一部を対照の目的で未処理のまま残し、布の他の一部を周囲条件下でコロナグロー放電に露出した。この領域強度は約２０ワット／ｆｔ²／分（約１．３３Ｊ／ｃｍ２）であった。コロナ処理の直後、布を０．１重量％、０．２重量％、又は０．３重量％のエチルヒドロキシエチルセルロース（Ａｋｚｏ ＮｏｂｅｌのＢｅｒｍｏｃｏｌ Ｅ４８１）を含有する３つの水溶液の１つの中に浸漬し、布Ａ、Ｂ、Ｃを形成した。白色から半透明に色が変化することにより示される布への完全な含浸後、布をＡｔｌａｓ実験用絞り器の２つのゴムローラ間に１０ｌｂｓ（約４．５ｋｇ）のニップ圧力で挟んだ。次いで、コーティングされた布を６０℃のオーブンで約３０分乾燥させた。

次に、各試料を、上述のＩＳＯ−９０７３による試験方法を用いて湿潤性を試験した。
５グラム試料の処理布及び５グラム試料の未処理布を２５℃の水に浸して、処理された布の各々の沈下時間、同様に未処理布の沈下時間を計測した。沈下時間は表１に示される。

表１

表１に見られるように、処理された布は未処理の布に比べて沈下時間が短かった。

実施例１で使用された従来のスパンボンド装置を用いて、Ｃａｒｇｉｌｌ−Ｄｏｗ，ＬＬＣから入手可能なポリ乳酸６２００ Ｄグレードから０．５ｏｓｙ（約１７ｇｓｍ）のポリ乳酸スパンボンドを形成した。結果として得られたスパンボンド布は、約２．０ｄｐｆ（２．２ｄｔｅｘ）の平均デニールのフィラメントを有していた。結果として得られた布を分断し、１つの部分を対照として未処理のまま残し、他の３つの部分を以下のように処理した。

布の試料１−Ａ部分を周囲条件下でコロナグロー放電で処理した。領域強度は約２０ワット／ｆｔ²／分（約１．３３Ｊ／ｃｍ²）であった。
布の試料２−Ａ部分を０．２重量％のエチルヒドロキシエチルセルロース（Ａｋｚｏ ＮｏｂｅｌのＢｅｒｍｏｃｏｌ Ｅ４８１）を含有する３つの水溶液の１つの中に浸漬し、布Ａ、Ｂ、Ｃを形成した。白色から半透明に色が変化することにより示される布への完全な含浸後、布をＡｔｌａｓ実験用絞り器の２つのゴムローラ間に１０ｌｂｓ（約４．５ｋｇ）のニップ圧力で挟んだ。次いで、コーティングされた布を６０℃のオーブンで約３０分乾燥させた。

布の試料３−Ａ部分を周囲条件下でコロナグロー放電で処理した。領域強度は約２０ワット／ｆｔ²／分（約１．３３Ｊ／ｃｍ²）であった。コロナ処理の直後、布を０．２重量％のエチルヒドロキシエチルセルロース（Ａｋｚｏ ＮｏｂｅｌのＢｅｒｍｏｃｏｌ Ｅ４８１）を含む３つの水溶液の１つの中に浸漬し、布Ａ、Ｂ、Ｃを形成した。白色から半透明に色が変化することにより示される布への完全な含浸後、布をＡｔｌａｓ実験用絞り器の２つのゴムローラ間に１０ｌｂｓ（約４．５ｋｇ）のニップ圧力で挟んだ。次いで、コーティングされた布を６０℃のオーブンで約３０分乾燥させた。

布を親水性にする処理の効果及び持続性を、傾斜流出試験を用いて試験した。この試験において、スパンボンド布は、長さ１６インチ、幅４．５インチの矩形のストリップに切断された。平均坪量約８００グラム／平方メートルで０．２グラム／ｃｃの密度にされた、５８％の木材パルプ（アラバマ州クーサパインズ所在のＢｏｗａｔｅｒ Ｉｎｃ．から入手可能なＣＲ１６５４）及び４２％の超吸収体（ノースカロライナ州グリーンズバラ所在のＳｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ Ｉｎｃ．から入手可能なＦａｖｏｒ ＳＸＭ ８８０）から構成される同じ寸法の吸収性材料上にウェブを配置した。スパンボンド布を３０度傾斜のプラスチックシート上の吸収体に接触させて配置した。漏斗を、布の中心線に沿って上端から約２ｃｍの垂直位置に、漏斗の先端を布の表面から約１ｃｍで配置した。水温約３５℃の水１００ミリリットルを漏斗に通して加え、６０度の角度でウェブに与えた。布に浸透した水は、下側の吸収性層により吸収され、浸透せずに布を流出した水を傾斜板の底部のビーカーに集めて計測し、第１の放出の流出量を得た。次いで、布を除去し、周囲条件下で３０分空気乾燥させ、試験を繰り返し、第２の放出の流体流出を得た。この手順を更にもう一度繰り返し、第３の放出の流体流出を得た。

試験結果を図に示す。流体流出量は、親水性処理の効果の尺度として用いることができる。表面の親水性が大きいほど、親水性が小さい表面に比べて流体流出量が小さい結果となる。３度の放出から集められた流体流出の比較は、処理の持続性の情報を与える。処理の持続性が高いほど、持続性が低い処理に比べて複数の放出での流体流出量は小さくなる。データからわかるように、処理された布の流体流出量は、未処理の布に比べて親水性が大きく、また処理も持続性がある。

本明細書をその特定の実施形態に関して詳細に説明してきたが、前述の理解を得る際に、当業者であればこれらの実施形態の修正、変更、及び均等物を容易に思いつくことができる点が理解される。

実施例３で示された流出試験のデータを示す図。

Claims (37)

1. 表面を有する生分解可能なポリマー基層から構成される持続性のある親水性表面を有する生分解可能な基層であって、該生分解可能なポリマー基層がコロナグロー放電を受けて前記表面が親水性にされたことを特徴とする生分解可能な基層。
2. 前記生分解可能なポリマー基層が、シート状材料であることを特徴とする請求項１に記載の生分解可能な基層。
3. 前記シート状材料が、発泡体、繊維、フィルム、及び繊維性ウェブからなる群から選択されることを特徴とする請求項２に記載の生分解可能な基層。
4. 前記シート状材料が、生分解可能なポリマー繊維から構成される繊維性ウェブを含むことを特徴とする請求項３に記載の生分解可能な基層。
5. 前記生分解可能なポリマー繊維が、脂肪族ポリエステルポリマーを含むことを特徴とする請求項４に記載の生分解可能な基層。
6. 前記生分解可能なポリマー基層が、脂肪族ポリエステルポリマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の生分解可能な基層。
7. 前記脂肪族ポリエステルポリマーが、ポリグリコール酸、ポリラクチドポリ乳酸、及びこれらのコポリマーからなる群から選択された少なくとも１つのポリマーを含むことを特徴とする請求項６に記載の生分解可能な基層。
8. 請求項１に記載の生分解可能な基層を含む吸収性パーソナルケア製品。
9. 請求項１に記載の生分解可能な基層を含む生物医学デバイス。
10. 請求項１に記載の生分解可能な基層を含む食品包装。
11. 生分解可能なポリマー基層上に持続性のある親水性表面を生成する方法であって、生分解可能なポリマー基層を準備することと、生分解可能なポリマー基層に持続性のある親水性表面を与えるように前記基層をコロナグロー放電処理することとを含む方法。
12. 前記生分解可能なポリマー基層がシート状材料であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記シート状材料が、発泡体、繊維、フィルム、及び繊維性ウェブからなる群から選択されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記シート状材料が、生分解可能なポリマー繊維から構成される繊維性ウェブを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記生分解可能なポリマー繊維が、脂肪族ポリエステルポリマーを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記生分解可能なポリマー基層が、脂肪族ポリエステルポリマーを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
17. 前記脂肪族ポリエステルが、ポリグリコール酸、ポリラクチドポリ乳酸、及びこれらのコポリマーからなる群から選択される少なくとも１つのポリマーを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. コーティングされた基層を含む持続性のある親水性表面を有する生分解可能な基層であって、
    前記基層の乾燥重量を基準とする約０．０１から約２．０重量％までの量の親水性ポリマー材料でほぼ均一にコーティングされた生分解可能なポリマー基層を含み、該親水性ポリマー材料が多糖類又は修飾多糖類であり、前記親水性ポリマー材料のコーティングが、コーティングされた前記基層が接触することができる水性媒体の表面張力を有意に抑制しないことを特徴とする生分解可能な基層。
19. 前記生分解可能なポリマー基層が、シート状材料であることを特徴とする請求項１に記載の生分解可能な基層。
20. 前記シート状材料が、発泡体、繊維、フィルム、及び繊維性ウェブからなる群から選択されることを特徴とする請求項１９に記載の生分解可能な基層。
21. 前記シート状材料が、生分解可能なポリマー繊維から構成される繊維性ウェブを含むことを特徴とする請求項２０に記載の生分解可能な基層。
22. 前記生分解可能なポリマー繊維が、脂肪族ポリエステルポリマーを含むことを特徴とする請求項２１に記載の生分解可能な基層。
23. 前記生分解可能なポリマー基層が、脂肪族ポリエステルポリマーを含むことを特徴とする請求項１８に記載の生分解可能な基層。
24. 前記脂肪族ポリエステルが、ポリグリコール酸、ポリラクチドポリ乳酸、及びこれらのコポリマーからなる群から選択される少なくとも１つのポリマーを含むことを特徴とする請求項１８に記載の生分解可能な基層。
25. 前記親水性ポリマー材料が、前記基層の乾燥重量を基準とする前記基層の約０．０５から約１．０重量％を構成することを特徴とする請求項１８に記載の生分解可能な基層。
26. 前記親水性ポリマー材料が、前記基層の乾燥重量を基準とする前記基層の約０．１から約０．５重量％を構成することを特徴とする請求項２５に記載の生分解可能な基層。
27. 請求項１８に記載の前記生分解可能な基層を含む吸収性パーソナルケア製品。
28. 請求項１８に記載の前記生分解可能な基層を含む生物医学デバイス。
29. 請求項１８に記載の前記生分解可能な基層を含む食品包装。
30. 生分解可能なポリマー基層上に持続性のある親水性表面を生成する方法であって、生分解可能なポリマー基層を準備することと、前記基層の乾燥重量を基準とする約０．０１から約２．０重量％の量の親水性ポリマー材料で前記基層をコーティングすることとを含み、前記親水性ポリマー材料が多糖類又は修飾多糖類であり、前記親水性ポリマー材料のコーティングが、コーティングされた前記基層が接触することができる水性媒体の表面張力を有意に抑制しないことを特徴とする方法。
31. 前記親水性ポリマー材料をコーティングする前に、前記生分解可能なポリマー基層をコロナグロー放電にかけることを更に含む請求項３０に記載の方法。
32. 前記生分解可能なポリマー基層が、シート状材料であることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
33. 前記シート状材料が、発泡体、繊維、フィルム、及び繊維性ウェブからなる群から選択されることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
34. 前記シート状材料が、生分解可能なポリマー繊維から構成される繊維性ウェブを含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
35. 前記生分解可能なポリマー繊維が、脂肪族ポリエステルポリマーを含むことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
36. 前記生分解可能なポリマー基層が、脂肪族ポリエステルポリマーを含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
37. 前記脂肪族ポリエステルが、ポリグリコール酸、ポリラクチドポリ乳酸、及びこれらのコポリマーからなる群から選択された少なくとも１つのポリマーを含むことを特徴とする請求項３６に記載の方法。

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