JP2012516789A - 連続高内相エマルション発泡体形成プロセスにおいてキャリアシートを使用する方法 - Google Patents

Abstract

連続高内相エマルション（ＨＩＰＥ）発泡体の製造方法。ＨＩＰＥを製造し、次いで、ベルト表面上に配置されたキャリアシート上に押出す。

Description

本願は、連続プロセスを使用する、高内相エマルション（ＨＩＰＥ）発泡体の製造に関する。

エマルションは、ある液体の別の液体中における分散液であり、一般的に、実質的に不混和性である連続油相内に分散した水性又は水相を有する油中水型混合物の形態である。分散相の連続相に対する比率が高い油中水型（又は水中油型）エマルションは、高内相エマルションとして当該技術分野において知られており、「ＨＩＰＥ」とも呼ばれる。分散水相の連続油相に対する比率が比較的高いと、連続油相は、内部の分散水相の液滴様構造を分離及びコーティングする本質的に薄い膜になる。特定のＨＩＰＥでは、連続油相は、１つ以上の重合性モノマーを含む。これらモノマーは、重合して、分散した水相液滴のサイズ分布により定義される気泡サイズ分布を有する気泡構造、例えば発泡体を形成することができる。

ＨＩＰＥは、連続プロセスで形成することができ、ここでは、ＨＩＰＥを形成し、次いでＨＩＰＥ発泡体を製造するために用いられる種々の段階を通して移動させる。ある段階から次の段階へＨＩＰＥを移動させるためには、ベルト等の可動性支持部材が、典型的に用いられる。ＨＩＰＥの形成に続いて、次の段階は、油相中に存在するモノマーを重合させて、ＨＩＰＥ発泡体を製造することを含む。重合を開始させるために用いられる反応開始剤は、一般的に、ＨＩＰＥ形成中に、別個の水相及び連続油相に添加されるか、又はエマルション作製プロセス中にＨＩＰＥに添加される。反応開始剤の存在に加えて、熱を用いて重合反応を加速させることができ、例えば、個々の水相及び油相を加熱して、重合反応を加速させてもよい。

ＨＩＰＥのＨＩＰＥ発泡体への重合に用いられる環境条件は、ベルト等の設備にとって非常に有害である場合がある。例えば、ＨＩＰＥの重合は、高温の使用を含むことが多い。更に、重合プロセス中のＨＩＰＥ内の流体減少を最低限に抑え、かつより均一な温度分布を提供するために、熱源として蒸気を用いてもよい。蒸気は、ベルト中の材料に浸透して、ベルトを膨潤させる恐れがある。更に、ＨＩＰＥは、１種以上の腐食性塩を用いて製造されることが多く、この塩は、ベルトに移動し、侵入し、分解する恐れがある。ＨＩＰＥを重合させるための熱の使用に加えて、紫外線源により供給される化学線の使用等、ベルトに対して有害な他の方法を用いる場合もある。

これらの苛酷な環境は、ＨＩＰＥの重合には有益であるが、ＨＩＰＥが押出され、輸送されるベルトにとっては有害である場合もある。これらの環境は、ベルトにとって直接有害であるだけではなく、ベルトの劣化も促進し、かかるベルトから製造されるＨＩＰＥ発泡体の品質にも影響を及ぼす恐れがある。連続プロセスにおいてＨＩＰＥは、薄いシートとしてベルトの表面上に押出されることが多い。ベルトが表面上に欠陥を有する場合、これらの欠陥は、ベルト上に押出されるＨＩＰＥに負の影響を与える恐れがある。例えば、ベルトが表面上に膨れ又は隆起を有する場合、これらの欠陥により、ＨＩＰＥ発泡体シートが不均一になるか、又は穴を有するシートが生じる恐れがあるため、このようなシートを使用することができない。更に、ＨＩＰＥ発泡体が表面上に連続気泡構造を必要とする場合、液体を吸収するために、損傷を受けたベルト表面は、ＨＩＰＥ発泡体表面が独立気泡構造を有するようにする恐れがあるため、ＨＩＰＥ発泡体の目的の機能を阻害する。更に、ＨＩＰＥ発泡体プロセスにおけるいくつかの点で、ＨＩＰＥ発泡体をベルトから引き離す必要があり、ベルト表面が不均一であるか又は損傷を受けている場合、ＨＩＰＥ発泡体はベルト表面に付着するので、除去工程中にＨＩＰＥ発泡体が損傷を受ける恐れがある。

好適なベルト表面を提供するための１つの可能性のある解決策は、例えば、テフロン又は樹脂等の平滑なベルト表面を提供する材料をベルト表面に積層又は含浸させることによる等、種々の方法を使用してベルト表面を補強又は強化することである。これらの材料は、材料がベルト表面にうまく付着するが、ベルトの耐用寿命を潜在的に延長するには非常にコストがかかり、最終的には失敗する等、多数の技術的欠点を有する。別の方法は、ベルトの表面上に残存し、ベルト表面と共に移動するフィルム層を使用することを含み、その上にＨＩＰＥを押出す。しかし、このアプローチに対する欠点も存在する。ＨＩＰＥは、末端部に滑車を有するエンドレスベルトの使用を通して連続プロセスで輸送される。滑車はベルトの外表面を伸長させるが、一旦ベルトが滑車を通過すると、ベルトは収縮して元の形状に戻る。ベルトの外表面のこれらの変化により、ベルト表面上に存在する膜は、ベルト自体上に折り畳まれ、ベルトが収縮するとき、膜表面にわたって波紋が形成される。生じる波紋は、その上に押出されるＨＩＰＥを変形させる。

ＨＩＰＥ発泡体の作製プロセスにおいてベルトを使用することの更なる問題は、ＨＩＰＥ発泡体作製プロセスを通じてＨＩＰＥを輸送するために用いられるベルトの静電気的性質に関するため、ベルト上に静置する任意のフィルムにも関する。ＨＩＰＥをベルト表面上に押出すことによりプロセスを開始させるとき、最初に押出されるＨＩＰＥは、ＨＩＰＥ発泡体を製造するために使用できないことが多い。試みられている解決策の１つは、押出成形装置を可動式にするよう試み、そして可動式にすることである。これは、いくつかの理由のために問題であることが証明されており、最初の理由は、必要とされる押出成形装置の大きさに関し、高速でＨＩＰＥ発泡体を製造するためには、比較的大きな押出成形装置が大量のＨＩＰＥをベルト上に押出すことが必要であり、かかる大きさにより押出成形装置は嵩高になり、移動が困難になる点である。別の要因は、ベルト上に押出されるＨＩＰＥの品質であり、押出成形装置の移動により、押出されるＨＩＰＥが不均一に押出されて、使用不可能なＨＩＰＥ発泡体に至る点である。更なる検討事項は、押出成形装置が、ＨＩＰＥを供給するＨＩＰＥフィードラインにより所定の位置に実質的に固定されることである。問題を解決するための別の試みは、ＨＩＰＥが押出されるベルトを可動式にするように試み、そして可動式にすることである。これは、移動につれてベルトがベルトの張力を緩め、再度ＨＩＰＥを不均一に押出成形し、押出成形装置と同様に、ベルトの余分な移動がＨＩＰＥの表面を不安定にし、再度ＨＩＰＥを不均一に押出すので、使用可能であると証明されていない。更に、抵抗力に打ち勝つために長いベルトは高い張力を必要とし、より広いシステムは規模の経済を提供するため、支持構造及び滑車自体が、実質的に、この構造の移動をより困難にし、特に何度も正確に移動させることをより困難にするはずである。

したがって、連続プロセスにおいてＨＩＰＥ発泡体の形成のためのベルト表面を保護する方法が必要とされており、それを行うことは、ＨＩＰＥ発泡体を製造するために用いられるＨＩＰＥの選択を可能にするシステムを提供する。

高内相エマルション発泡体の製造方法であって、モノマーを含む油相、架橋剤、乳化剤、及び水相から高内相エマルションを形成する工程と、押出成形装置を提供する工程と、ベルトを提供する工程と、キャリアシートを提供する工程であって、キャリアシートの少なくとも一部がベルトに接触する、工程と、キャリアシートと操作可能に関連する伸縮自在ピストン組立品を提供する工程と、キャリアシート上に高内相エマルションを押出す工程と、高内相エマルションがキャリアシート上に押出されるように、キャリアシートを押出成形装置下に配置する様式で伸縮自在ピストン組立品を作動させる工程と、高内相エマルションの油相中のモノマー成分を重合させる工程と、を含む方法が提供される。

高内相エマルション発泡体の製造方法であって、モノマーを含む油相、架橋剤、乳化剤、及び水相から高内相エマルションを形成する工程と、押出成形装置を提供する工程と、ベルトを提供する工程と、キャリアシートを提供する工程であって、キャリアシートの少なくとも一部がベルトに接触する、工程と、キャリアシートと操作可能に関連する伸縮自在ピストン組立品を提供する工程と、高内相エマルションがキャリアシート上に押出されないように、キャリアシートを押出成形装置から離して配置する様式で伸縮自在ピストン組立品を作動させる工程と、高内相エマルションを押出す工程と、高内相エマルションがキャリアシート上に押出されるように、キャリアシートを押出成形装置下に配置する様式で伸縮自在ピストン組立品を作動させる工程と、高内相エマルションの油相中のモノマー成分を重合させる工程と、を含む方法が提供される。

本発明のある実施形態の概略側面図。 本発明の実施形態の斜視図。 本発明の伸縮自在ピストン組立品の実施形態の側面図。 本発明の伸縮自在ピストン組立品及びキャリアシート構造の実施形態を示す側面図。 本発明の伸縮自在ピストン組立品及びキャリアシート構造の実施形態を示す側面図。 本発明の伸縮自在ピストン組立品及びキャリアシート構造の実施形態を示す側面図。 本発明の伸縮自在ピストン組立品の実施形態の側面図。

本発明は、連続高内相エマルション（ＨＩＰＥ）発泡体製造のための方法に関する。ＨＩＰＥを製造し、次いで、本発明ではベルト表面上に配置されたキャリアシートを含む可動表面上に押出す。キャリアシートは、実質的に凸凹のない解放式表面を提供し、ベルトと共に水平方向に移動して、押出し点からＨＩＰＥ発泡体製造の次の段階にＨＩＰＥを輸送する。キャリアシートは、押出し点では、伸縮自在ピストン組立品上で静止している。伸縮自在ピストン組立品により、ＨＩＰＥがＨＩＰＥ発泡体製造に好適であるとき、キャリアシートを押出し点の下に配置することができ、ＨＩＰＥがＨＩＰＥ発泡体製造に好適ではないとき、例えばＨＩＰＥ発泡体製造プロセスの始動及び停止中、押出し点から離れるように移動させることができる。

高内相エマルション（ＨＩＰＥ）は、２つの相を含む。１つの相は、重合してＨＩＰＥ発泡体を形成するモノマーと、ＨＩＰＥの安定化に役立つ乳化剤とを含む連続油相である。油相は、また、１つ以上の光開始剤を含んでもよい。モノマー成分は、油相の約８０重量％〜約９９重量％、特定の実施形態では約８５重量％〜約９５重量％の量で存在し得る。油相に可溶性であり、かつ安定な油中水型エマルションの形成に好適な乳化剤成分は、油相の約１重量％〜約２０重量％の量で油相中に存在し得る。エマルションは、約２０℃〜約１３０℃、特定の実施形態では約５０℃〜約１００℃の乳化温度で形成され得る。

一般的に、モノマーは、油相の約２０重量％〜約９７重量％の、少なくとも１つの実質的に水不溶性である一官能性アルキルアクリレート又はアルキルメタクリレートを含む。例えば、この種のモノマーは、エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、テトラデシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ノニルフェニルアクリレート、ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、テトラデシルメタクリレート、及びオクタデシルメタクリレート等のＣ_４〜Ｃ_１８アルキルアクリレート及びＣ_２〜Ｃ_１８メタクリレートを含み得る。

また、油相は、油相の約２重量％〜約４０重量％、特定の実施形態では約１０重量％〜約３０重量％の、実質的に水不溶性である多官能性架橋アルキルアクリレート及びメタクリレートを含み得る。この架橋モノマー又は架橋剤を添加して、得られるＨＩＰＥ発泡体に強度及び弾性を付与する。この種の架橋モノマーの例は、２つ以上の活性化アクリレート、メタクリレート基、又はこれらの組み合わせを含むモノマーを含む。この基の比限定的な例としては、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、１，１２−ドデシルジメタクリレート、１，１４−テトラデカンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート（２，２−ジメチルプロパンジオールジアクリレート）、ヘキサンジオールアクリレートメタクリレート、グルコースペンタアクリレート、ソルビタンペンタアクリレート等が挙げられる。架橋剤の他の例は、エチレングリコールアクリレート−メタクリレート及びネオペンチルグリコールアクリレート−メタクリレート等のアクリレートとメタクリレート部分との混合物を含む。混合架橋剤中のメタクリレート：アクリレート基の比は、５０：５０から必要に応じて任意の他の比まで変動し得る。

任意の第３の実質的に水不溶性であるコモノマーを、油相の約０重量％〜約１５重量％、特定の実施形態では約２重量％〜約８重量％、油相に添加して、ＨＩＰＥ発泡体の特性を改変することもできる。特定の実施形態では、得られるＨＩＰＥ発泡体に強靱性を付与する「強靱化」モノマーが望ましい場合もある。これらとしては、スチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、イソプレン、及びクロロプレン等のモノマーが挙げられる。理論に縛られるものではないが、かかるモノマーは、重合中（「硬化」としても知られている）ＨＩＰＥを安定化させて、より優れた強靱性、引っ張り応力、耐摩耗性等が得られる、より均質かつ優れたＨＩＰＥ発泡体を形成するのに役立つと考えられる。また、モノマーを添加して、２０００年１２月１２日発行の米国特許第６，１６０，０２８号（Ｄｙｅｒ）に開示されているように難燃性を付与することもできる。モノマーを添加して、色（例えばビニルフェロセン）、蛍光特性、耐放射線性、放射線不透過性（例えばリードテトラアクリレート）、電荷の分散、入射赤外光の反射、電波の吸収、ＨＩＰＥ発泡体支柱上における湿潤可能表面の形成、又はＨＩＰＥ発泡体における任意の他の望ましい特性を付与することができる。場合によっては、これら追加モノマーは、ＨＩＰＥのＨＩＰＥ発泡体への変換プロセス全体を緩徐にする場合があるが、望ましい特性が付与される場合このトレードオフは必須である。したがって、かかるモノマーを用いて、ＨＩＰＥの重合速度を減速させることができる。この種のモノマーの例は、スチレン及び塩化ビニルを含む。

油相は、ＨＩＰＥを安定化させるために用いられる乳化剤を更に含有してもよい。ＨＩＰＥで用いられる乳化剤としては、（ａ）分岐鎖Ｃ_１６〜Ｃ_２４脂肪酸；直鎖不飽和Ｃ_１６〜Ｃ_２２脂肪酸；及び直鎖飽和Ｃ_１２〜Ｃ_１４脂肪酸のソルビタンモノエステル、例えば、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノミリステート、及びソルビタンモノエステル、ソルビタンモノラウレートジグリセロールモノオレエート（ＤＧＭＯ）、ポリグリセロールモノイソステアレート（ＰＧＭＩＳ）、及びポリグリセロールモノミリステート（ＰＧＭＭ）；（ｂ）分岐鎖Ｃ_１６〜Ｃ_２４脂肪酸、直鎖不飽和Ｃ_１６〜Ｃ_２２脂肪酸、又は直鎖飽和Ｃ_１２〜Ｃ_１４脂肪酸のポリグリセロールモノエステル、例えば、ジグリセロールモノオレエート（例えば、Ｃ１８：１脂肪酸のジグリセロールモノエステル）、ジグリセロールモノミリステート、ジグリセロールモノイソステアレート、及びジグリセロールモノエステル；（ｃ）分岐鎖Ｃ_１６〜Ｃ_２４アルコール、直鎖不飽和Ｃ_１６〜Ｃ_２２アルコール、及び直鎖飽和Ｃ_１２〜Ｃ_１４アルコールのジグリセロール一脂肪族エステル、並びにこれら乳化剤の混合物を挙げることができる。１９９５年２月７日発行の米国特許第５，２８７，２０７号（Ｄｙｅｒら）、及び１９９６年３月１９日発行の米国特許第５，５００，４５１号（Ｇｏｌｄｍａｎら）を参照されたい。用いることができる別の乳化剤は、コハク酸アルキル、グリセロール、及びトリグリセロールから形成されるコハク酸ポリグリセロール（ＰＧＳ）である。

油相の約１重量％〜約２０重量％、特定の実施形態では約２重量％〜約１５重量％、特定の他の実施形態では約３重量％〜約１２重量％含まれるように、かかる乳化剤及びこれらの組み合わせを油相に添加してもよい。特定の実施形態では、補助乳化剤（coemulsifiers）を使用して、気泡サイズ、気泡サイズ分布、及びエマルションの安定性（特に高温、例えば約６５℃超における）を更に制御することもできる。補助乳化剤の例としては、ホスファチジルコリン及びホスファチジルコリン−含有組成物、脂肪族ベタイン、長鎖Ｃ_１２〜Ｃ_２２二脂肪族第四級アンモニウム塩、短鎖Ｃ_１〜Ｃ_４二脂肪族第四級アンモニウム塩、長鎖Ｃ_１２〜Ｃ_２２ジアルコイル（アルケノイル）−２−ヒドロキシエチル、短鎖Ｃ_１〜Ｃ_４二脂肪族第四級アンモニウム塩、長鎖Ｃ_１２〜Ｃ_２２二脂肪族イミダゾリニウム第四級アンモニウム塩、短鎖Ｃ_１〜Ｃ_４二脂肪族イミダゾリニウム第四級アンモニウム塩、長鎖Ｃ_１２〜Ｃ_２２一脂肪族ベンジル第四級アンモニウム塩、長鎖Ｃ_１２〜Ｃ_２２ジアルコイル（アルケノイル）−２−アミノエチル、短鎖Ｃ_１〜Ｃ_４一脂肪族ベンジル第四級アンモニウム塩、短鎖Ｃ_１〜Ｃ_４一水酸化脂肪族第四級アンモニウム塩が挙げられる。特定の実施形態では、ジタロージメチルアンモニウムメチルサルフェート（ＤＴＤＭＡＭＳ）を補助乳化剤として用いてもよい。

光開始剤は、油相の約０．０５重量％〜約１０重量％、特定の実施形態では約０．２重量％〜約１０重量％含まれ得る。少量の光開始剤は、ＨＩＰＥ発泡体により多くの光を透過させて、ＨＩＰＥ発泡体をより深く重合させることができる。しかし、酸素含有環境で重合が行われる場合、重合を開始させ、かつ酸素阻害に打ち勝つのに十分な光開始剤が存在すべきである。光開始剤は、ラジカル、カチオン、及び重合反応を開始させることができる他の種の生成と共に、光源に速やかかつ効率的に応答することができる。本発明で用いられる光開始剤は、約２００ナノメートル（ｎｍ）〜約８００ｎｍ、特定の実施形態では約２００ｎｍ〜約３５０ｎｍの波長の紫外線を吸収することができる。光開始剤が油相中に存在する場合、好適な種類の油溶性光開始剤としては、ベンジルケタール、α−ヒドロキシアルキルフェノン、α−アミノアルキルフェノン、及びアシルホスフィンオキシドが挙げられる。光開始剤の例としては、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オンと組み合わせられた２，４，６−［トリメチルベンゾイルジホスフィン］オキシド（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ，ＧｅｒｍａｎｙによりＤＡＲＯＣＵＲ（登録商標）４２６５として販売されている、２つの５０：５０ブレンド）；ベンジルジメチルケタール（Ｃｉｂａ ＧｅｉｇｙによりＩＲＧＡＣＵＲＥ ６５１として販売されている）；α−，α−ジメトキシ−α−ヒドロキシアセトフェノン（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ ＣｈｅｍｉｃａｌｓによりＤＡＲＯＣＵＲ（登録商標）１１７３として販売されている）；２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−プロパン−１−オン（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ ＣｈｅｍｉｃａｌｓによりＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）９０７として販売されている）；１−ヒドロキシシクロへキシル−フェニルケトン（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ ＣｈｅｍｉｃａｌｓによりＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）１８４として販売されている）；ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ ＣｈｅｍｉｃａｌｓによりＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９として販売されている）；ジエトキシアセトフェノン、及び４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル−（２−ヒドロキシ−２−メチルプロピル）ケトン（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ ＣｈｅｍｉｃａｌｓによりＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）２９５９として販売されている）；及びオリゴ［２−ヒドロキシ−２−メチル−１−［４−（１−メチルビニル）フェニル］プロパノン］（Ｌａｍｂｅｒｔｉ ｓｐａ，Ｇａｌｌａｒａｔｅ，ＩｔａｌｙによりＥＳＡＣＵＲＥ（登録商標）ＫＩＰ ＥＭとして販売されている）が挙げられる。

ＨＩＰＥの分散水相は、水を含み、また、反応開始剤、光開始剤、又は電解質等の１つ以上の成分を含んでもよく、特定の実施形態では、この１つ以上の成分は、少なくとも部分的に水溶性である。

水相の１つの成分は、水溶性電解質であってもよい。水相は、水相の約０．２重量％〜約４０重量％、特定の実施形態では約２重量％〜約２０重量％の水溶性電解質を含有し得る。電解質は、主に油溶性であるモノマー、コモノマー、及び架橋剤も水相に溶解する傾向を最低限に抑える。電解質の例としては、カルシウム又はマグネシウム等のアルカリ土類金属の塩化物又は硫化物、及びナトリウム等のアルカリ土類金属の塩化物又は硫化物が挙げられる。かかる電解質は、リン酸塩、ホウ酸塩、及び炭酸塩、並びにこれらの混合物等の無機対イオンを含む、重合中にｐＨを制御するための緩衝剤を含み得る。水溶性モノマーを水相中で用いてもよく、例は、アクリル酸及び酢酸ビニルである。

水相中に存在し得る別の成分は、水溶性フリーラジカル反応開始剤である。反応開始剤は、油相中に存在する重合性モノマーの合計モル数に基づいて約２０モルパーセント以下存在し得る。特定の実施形態では、反応開始剤は、油相中の重合性モノマーの合計モル数に基づいて約０．００１モルパーセント〜約１０モルパーセントの量で存在する。好適な反応開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミジン）ジヒドロクロリド、及び他の好適なアゾ反応開始剤が挙げられる。特定の実施形態では、乳化系を妨げる恐れのある早期重合の可能性を低減するために、反応開始剤のモノマー相への添加は、乳化直後又は乳化の終わり付近であってよい。

水相中に存在する光開始剤は、少なくとも部分的に水溶性であってよく、約０．０５重量％〜約１０重量％、特定の実施形態では約０．２重量％〜約１０重量％の油相を含んでもよい。少量の光開始剤は、ＨＩＰＥ発泡体により多くの光を透過させて、ＨＩＰＥ発泡体をより深く重合させることができる。しかし、酸素含有環境で重合が行われる場合、重合を開始させ、かつ酸素阻害に打ち勝つのに十分な光開始剤が存在すべきである。光開始剤は、ラジカル、カチオン、及び重合反応を開始させることができる他の種の生成と共に、光源に速やかかつ効率的に応答することができる。本発明で用いられる光開始剤は、約２００ナノメートル（ｎｍ）〜約８００ｎｍ、特定の実施形態では約２００ｎｍ〜約３５０ｎｍ、特定の実施形態では約３５０ｎｍ〜約４５０ｎｍの波長の紫外線を吸収することができる。光開始剤が水相中に存在する場合、好適な種類の水溶性光開始剤としては、ベンゾフェノン、ベンジル、及びチオキサントンが挙げられる。光開始剤の例としては、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジヒドロクロリド；２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジサルフェート脱水物；２，２’−アゾビス（１−イミノ−１−ピロリジノ−２−エチルプロパン）ジヒドロクロリド；２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］；２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）ジヒドロクロリド；２，２’−ジカルボキシメトキシジベンザルアセトン、４，４’−ジカルボキシメトキシジベンザルアセトン、４，４’−ジカルボキシメトキシジベンザルシクロヘキサノン、４−ジメチルアミノ−４’−カルボキシメトキシジベンザルアセトン；及び４，４’−ジスルホキシメトキシジベンザルアセトンが挙げられる。本発明で用いることができる他の好適な光開始剤は、１９８９年４月２５日発行の米国特許第４，８２４，７６５号（Ｓｐｅｒｒｙら）に列挙されている。

前述の成分に加えて、他の成分はＨＩＰＥの水相又は油相のいずれかに含まれ得る。例としては、酸化防止剤、例えば、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン光安定剤；可塑剤、例えば、フタル酸ジオクチル、セバシン酸ジノニル；難燃剤、例えば、ハロゲン化炭化水素、リン酸塩、ホウ酸塩、無機塩、例えば、三酸化アンチモン又はリン酸アンモニウム又は水酸化マグネシウム；染料及び色素；蛍光剤；充填剤粒子、例えば、デンプン、二酸化チタン、カーボンブラック、又は炭酸カルシウム；繊維；連鎖移動剤；臭気吸収剤、例えば、活性炭微粒子；溶解ポリマー；溶解オリゴマー等が挙げられる。

ＨＩＰＥ発泡体は、ＨＩＰＥの連続油相を含むモノマーの重合から製造される。特定の実施形態では、ＨＩＰＥ発泡体は、１層以上の層を有してよく、均質又は不均質な高分子連続気泡発泡体のいずれかであってよい。均質性及び不均質性は、同じＨＩＰＥ発泡体内の異なる層に関連し、これは均質なＨＩＰＥ発泡体の場合類似し、不均質なＨＩＰＥ発泡体の場合異なる。不均質なＨＩＰＥ発泡体は、化学組成、物理的特性、又はこれらの両方に関して異なる少なくとも２層の異なる層を含んでよく；例えば、層は、発泡体の密度、ポリマーの組成、比表面積、又は孔径（気泡サイズとも呼ばれる）のうち１つ以上に関して異なってもよい。例えば、孔径に関して異なるＨＩＰＥ発泡体では、各層の平均孔径は、少なくとも約２０％、特定の実施形態では少なくとも約３５％、更に他の実施形態では少なくとも約５０％異なってよい。別の例では、ＨＩＰＥ発泡体の層における差が密度に関する場合、層の密度は、少なくとも約２０％、特定の実施形態では少なくとも約３５％、更に他の実施形態では少なくとも約５０％異なってよい。例えば、ＨＩＰＥ発泡体の１層が０．０２０ｇ／ｃｃの密度を有する場合、別の層は、少なくとも０．０２４ｇ／ｃｃ又は約０．０１６ｇ／ｃｃ未満、特定の実施形態では少なくとも約０．０２７ｇ／ｃｃ又は約０．０１３ｇ／ｃｃ未満、更に他の実施形態では少なくとも約０．０３０ｇ／ｃｃ又は約０．０１０ｇ／ｃｃ未満の密度を有し得る。層間の差がＨＩＰＥ又はＨＩＰＥ発泡体の化学組成に関する場合、差は、例えば少なくとも約２０％、特定の実施形態では少なくとも約３５％、更なる実施形態では少なくとも約５０％の、少なくとも１つのモノマー成分の相対量の差を反映し得る。例えば、ＨＩＰＥ又はＨＩＰＥ発泡体のうち１層がその配合中に約１０％のスチレンを含む場合、ＨＩＰＥ又はＨＩＰＥ発泡体の別の層は、少なくとも約１２％、特定の実施形態では少なくとも約１５％を含むべきである。

以下により詳細に説明するように、異なるＨＩＰＥから形成される別個の層を有するＨＩＰＥ発泡体は、広範囲の所望の性能特性を有するＨＩＰＥ発泡体を提供する。例えば、第１の発泡体層が第２の発泡体層よりも比較的大きな孔径又は気泡サイズを有する、第１及び第２の発泡体層を含むＨＩＰＥ発泡体は、吸収性物品で用いられるとき、第２の層よりも迅速に入ってくる流体を吸収することができる。一例として、吸収性物品で用いられるとき、第１の発泡体層は、第１の発泡体層と比べて比較的小さな孔径を有する第２の発泡体層上に重層化することができ、これは、より大きな毛細管圧を発揮し、第１の発泡体層から獲得した流体を排出し、第１の発泡体層のより多くの流体を獲得する能力を復元させる。ＨＩＰＥ発泡体の孔径は、１〜２００μｍの平均直径の範囲であり得、特定の実施形態では１００μｍ未満であってもよい。２つの平行な主表面を有する本発明から製造されるＨＩＰＥ発泡体は、厚さ０．０５〜１０ｍｍであり得、特定の実施形態では８ｍｍ以下である。ＨＩＰＥの所望の厚さは、ＨＩＰＥを形成するのに用いられる材料、ＨＩＰＥがベルト上に押出される速度、及び得られるＨＩＰＥ発泡体の意図する用途に依存する。

本発明により製造されるＨＩＰＥ発泡体は、比較的連続気泡である。これは、隣接している気泡と実質的に遮られずに連通しているＨＩＰＥ発泡体の個々の気泡又は孔を指す。このように実質的に連続気泡であるＨＩＰＥ発泡体構造の気泡は、ＨＩＰＥ発泡体構造内である気泡から別の気泡へ流体を移送するのに十分な大きさの気泡内開口部又は窓部を有する。本発明の目的のために、ＨＩＰＥ発泡体は、平均直径が少なくとも１μｍであるＨＩＰＥ発泡体の少なくとも約８０％の気泡が、少なくとも１つの隣接している気泡と流体連通している場合、「連続気泡」であるとみなされる。

連続気泡であることに加えて、特定の実施形態では、ＨＩＰＥ発泡体は、ＨＩＰＥ発泡体が水性流体を吸収できるのに十分な程度親水性であり、例えば、ＨＩＰＥ発泡体の内面は、重合後ＨＩＰＥ発泡体中に残る残留親水化界面活性剤又は塩によるか、選択された重合後ＨＩＰＥ発泡体処理手順（下記）によるか、又はこれら両方の組み合わせにより、親水性にすることができる。

特定の実施形態では、例えば、特定の吸収性物品で用いられるとき、ＨＩＰＥ発泡体は、可撓性であり、適切なガラス転移温度（Ｔｇ）を示すことができる。Ｔｇは、ポリマーのガラス質状態とゴム質状態との間の遷移の中間点を表す。一般に、使用温度よりも高いＴｇを有するＨＩＰＥ発泡体は、非常に強度が高い場合があるが、剛性でもあり、潜在的に破砕する傾向がある。特定の実施形態では、比較的高いＴｇ又は過剰な脆性を示す本発明のＨＩＰＥ発泡体の領域は、不連続である。これら不連続な領域も、一般に高い強度を示すので、ＨＩＰＥ発泡体の全体的な強度を損なうことなく低密度で調製することができる。

可撓性を必要とする用途を意図するＨＩＰＥ発泡体は、ＨＩＰＥ発泡体が全体的に、使用中の温度で許容可能な強度を有する限り、できるだけ低いＴｇを有する少なくとも１つの連続な領域を含むべきである。特定の実施形態では、この領域のＴｇは、ほぼ周囲温度条件で使用される発泡体の場合約３０℃未満、特定の他の実施形態では約２０℃未満である。使用温度が周囲よりも高い又は低い用途で用いられるＨＩＰＥ発泡体では、連続領域のＴｇは、使用温度よりも１０℃以下高くてもよく、特定の実施形態では使用温度と同じであり、更なる実施形態では可撓性が望ましい使用温度よりも約１０℃低い。したがって、モノマーは、できるだけ低いＴｇを有する対応するポリマーを提供するよう選択される。

本発明により製造されるＨＩＰＥ発泡体は、女性用衛生物品、例えば、パッド、パンティライナ、及びタンポン等の吸収性物品；使い捨ておむつ；失禁用物品、例えばパッド、成人用おむつ；ホームケア物品、例えば拭き取り用品、パッド、タオル；及びビューティケア物品、例えばパッド、拭き取り用品、及び例えば、毛穴をきれいにするために用いられるスキンケア物品の吸収性コア材料として使用することができる。

上記のために用いるＨＩＰＥを製造するために、水相及び油相を約８：１〜１４０：１の比で組み合わせる。特定の実施形態では、水相と油相との比は、約１０：１〜約７５：１、特定の他の実施形態では、水相と油相との比は、約１３：１〜約６５：１である。これは、「油中水」又はＷ：Ｏ比と呼ばれ、得られるＨＩＰＥ発泡体の密度を決定するために用いることができる。上論のように、油相は、１つ以上のモノマー、コモノマー、光開始剤、架橋剤、及び乳化剤に加えて任意成分を含有してよい。水相は、水を含有し、特定の実施形態では、電解質、反応開始剤、又は任意成分等の１つ以上の成分を含有する。

ＨＩＰＥは、水相と油相との組み合わせから、これらの組み合わせられた相を混合チャンバ又は混合ゾーン内で剪断撹拌することにより、形成することができる。組み合わせられた水相及び油相は、剪断撹拌に供されて、所望の大きさの水滴を有する安定なＨＩＰＥを製造する。反応開始剤は水相に存在してもよく、又は反応開始剤はＨＩＰＥ作製プロセス中に導入されてもよく、特定の実施形態では、ＨＩＰＥが形成された後であるがＨＩＰＥがベルト上に押出される前、又は本発明においてキャリアシート上に存在するとき、その一部はベルトと接触している。得られるＨＩＰＥ発泡体が所望の構造的特徴を有する程度に水相液滴が分散している場合、エマルション作製プロセスによりＨＩＰＥを製造する。混合ゾーンにおける水相と油相との組み合わせの乳化は、羽根車等の混合又は撹拌装置の使用、必要な剪断を付与することが必要な速度で一連の静的ミキサに組み合わせられた水相と油相とを通すことにより、又は両方の組み合わせを含み得る。一旦形成されると、次いでＨＩＰＥを混合ゾーンから引き出す又は汲み出すことができる。連続プロセスを用いてＨＩＰＥを形成する１つの方法は、１９９２年９月２２日発行の米国特許第５，１４９，７２０号（ＤｅｓＭａｒａｉｓら）、１９９８年１０月２７日発行の米国特許第５，８２７，９０９号（ＤｅｓＭａｒａｉｓ）、及び２００２年４月９日発行の米国特許第６，３６９，１２１号（Ｃａｔａｌｆａｍｏら）に記載されている。

特定の実施形態では、図１に示すように、連続プロセスの場合、ＨＩＰＥは、混合ゾーンから引き出し又は汲み出し、実質的に水平方向に移動するエンドレスベルト２０等のベルト上に配置されたキャリアシート１０上に押出され得る。ＨＩＰＥは、ダイ３０（図１に示すような）、噴霧機、又はキャスター等の１つ以上の押出成形装置を通して、キャリアシート１０上に押出すことができる。特定の実施形態では、ＨＩＰＥは、キャリアシート１０の幅全体にわたって実質的に均一な厚さで押出されて、シート状材料を形成する。ベルトに接触しているＨＩＰＥ表面から反対側のＨＩＰＥ表面まで測定したとき、ＨＩＰＥの平均厚さは、ベルトの移動速度、ベルト上に押出されるＨＩＰＥの流れ、又はベルト上にＨＩＰＥを押出すために用いられる１つ以上の押出成形装置の構成により調整することができる。

ＨＩＰＥがベルト上に直接押出されるとき、ＨＩＰＥは、より多くのＨＩＰＥがベルト上に押出され得る前にベルトから完全に除去されなければならない。ベルト、より具体的にはベルト表面は、ＨＩＰＥ発泡体作製プロセス中、摩耗及び分解に供される。ＨＩＰＥからＨＩＰＥ発泡体を製造するプロセスは、ベルトの一体性に対して極めて有害である恐れがあり、ＨＩＰＥが押出されるベルト表面を傷つける。例えば、ＨＩＰＥ中のモノマーを重合させるために、一般に、紫外線等の熱又はエネルギーを印加することにより重合反応を促進する。紫外線の使用がそうであるように、直接加熱要素を通して印加されようと、蒸気を用いて間接的に印加されようと、熱は、ベルトにとって有害である恐れがある。これらの手順は、ベルトの表面コーティングを劣化させる、継ぎ目を分離させる、ベルト表面下で泡を生じさせる、ベルトの構造的一体性を損なわせる、及びこれらの組み合わせである恐れがある。ベルトとは対照的に、キャリアシートは、一般に、使用後廃棄されるので、キャリアシートは、平滑で、剥がすのが容易な表面を提供するため、ＨＩＰＥをキャリアシートから容易に除去することができる。更に、ＨＩＰＥ発泡体は、実質的に表面異常を含まないので、キャリアシートは、ベルトから製造されるＨＩＰＥ発泡体に比べて比較的高品質のＨＩＰＥ発泡体を提供し、製造されるＨＩＰＥ発泡体における欠陥の量を低減する。

本発明の１つの実施形態では、図１及び２に示すように、押出成形装置は、ダイスタンド３１に実装されたダイ３０である。ダイ３０は、支持板１１及び下層のベルト２０により支持されるキャリアシート１０上にＨＩＰＥを押出す。この実施形態では一端でダイスタンド３１に取り付けられている、１つ以上の伸縮自在ピストン組立品４０は、ダイ３０の下又はダイ３０から離れてキャリアシート１０を移動させる。伸縮自在ピストン組立品は、ＨＩＰＥ発泡体作製プロセスに沿って任意の好適な位置に実装することができる。例えば、他の実施形態では、伸縮自在ピストン組立品がベルトではなくダイスタンドに面するように、伸縮自在ピストン組立品をベルト表面に実装することにより、図１に示されるのと反対の配向で伸縮自在ピストン組立品を実装してもよい。更に、図２は２つの伸縮自在ピストン組立品を示すが、より多く又はより少ない伸縮自在ピストン組立品を用いてもよい。伸縮自在ピストン組立品により、ＨＩＰＥをキャリアシート上に押出すかどうかを制御することができる。例えば、ＨＩＰＥ発泡体作製プロセスの始動及び終了中、製造されるＨＩＰＥは、使用可能なＨＩＰＥ発泡体を製造しない状態である場合もあるが、このＨＩＰＥは、キャリアシート上に押出される場合、製造されるＨＩＰＥ発泡体の一部となる。したがって、これらの場合の間、キャリアシートは、ＨＩＰＥがキャリアシート上に押出されないように、伸縮自在ピストン組立品を用いて、押出成形装置の下から移動する。更に、押出成形装置を洗浄する必要があるとき、洗浄プロセス中に生じる廃棄物は、キャリアシート上に押出されず、押出成形装置を移動させなければならないのではなく、伸縮自在ピストン組立品を用いてキャリアシートを移動させることができるので、押出成形装置にアクセスするのは容易である。

更に、均一なＨＩＰＥ沈着に有用であるダイとキャリアシート表面とのギャップの維持は、本発明の設備を維持するよりも遥かに容易であり、それは、伸縮自在ピストン組立品及びドライブ組立品が、ダイ及び関連する混合設備又はベルト滑車組立品よりも遥かに軽く、例えば、ダイに対して適切な位置にキャリアシートを再現可能に戻す方法として、機械的停止具に接触して配置することができるためである。更なる利点は、上記ギャップの測定にある。加熱ゾーンが、例えば蒸気で加熱されるスチームオーブンである場合、ゲージを用いたギャップの測定は、スチームオーブンが十分な温度である場合容易ではないか、又は安全なゾーンではないが、スチームオーブンは室温状態と標的重合温度との間で著しく寸法が変化するので、それが測定を行うべきときである。また、ベルト滑車の位置を調整することによりギャップを制御しようとする試みは、ベルトを軌道内に保つ必要性に干渉する。

一般に、伸縮自在ピストン組立品は、キャリアシートを支持する滑車の回転自在シャフトと相互接続している伸縮自在ピストンを有する流体シリンダを含む。流体シリンダは、シリンダ内の流体の圧力を調節及び制御する流体調節機と一体化している。例えば、流体シリンダ内の流体に及ぼされる圧力を調整すること等によって、伸縮自在ピストン組立品を起動することにより、伸縮自在ピストンは、伸長又は収縮して、シャフトを動かすことができ、それによりキャリアシートは、押出成形装置に向かって又は押出成形装置から離れて移動する。収縮したピストンでは、伸縮自在ピストン組立品は、キャリアシートを支持する回転可能なシャフトに実質的に一定の力を印加することによりキャリアシート上における均一な張力を促進する。伸縮自在ピストン組立品は、キャリアシートが伸長又は弛緩するとき、例えばキャリアシート上に位置する負荷、滑車の変化、又は温度変動等のために、キャリアシートに対する衝撃を和らげる衝撃吸収材としても作用する。

１つの実施形態では、図２に示すように、キャリアシート１０の両側のダイスタンド３１に実装されているのは、２つの伸縮自在ピストン組立品４０及び４２である。伸縮自在ピストン組立品４０は、図３にも示されている。伸縮自在ピストン組立品４０及び４２は、シャフト６０の各末端部を受容するように適応している。伸縮自在ピストン組立品４０及び４２は、また、キャリアシート１０内の張力を実質的に一定に維持するために、シャフト６０の各末端部に実質的に一定の力を印加するように構成されている。図２及び３に示すように、伸縮自在ピストン組立品４０は、この実施形態では、フレーム４６に実装された空気圧シリンダ装置４３を備える。空気圧シリンダに加えて、本発明の伸縮自在ピストン組立品は、水圧シリンダと共に用いることもできる。フレーム４６は、任意の好適な表面、例えば床に実装された支持スタンド４５に実装することができる。シリンダ装置４３は、シリンダ４４中の気圧に依存して前後に移動する内部ピストン４７を有する中空シリンダ４４を備える。ピストンロッド４８は、ピストン４７に連結され、フレーム４６により画定されるチャネルに延在する。ピストンロッド４８は、一般に、ベアリングブロック組立品５０に相互接続されている。

ベアリングブロック組立品５０は、フレーム４６により形成される空間内に配置され、ベアリングブロック５２を含む。ブロック５２は、図２及び図３に示すように、その上端及び底部で適切な大きさのスロット５４を画定する。スロット５４は、それに沿って移動するためにフレーム４６のガイド部品５６及び５８と結合する。ベアリングブロック５２に実装されたベアリング６１は、回転のためにシャフト６０が支持されている開口部を受容するシャフトを画定する。典型的には、ベアリングブロック５２は、その間の複数のベアリング部品に対向する環状部品を有する。環状部品の１つは、シャフト６０と共に回転するが、他の環状部品は、ベアリングブロック５２に対して静止したままである。幾つかの実施形態では、静止環状部品は、ベアリングブロック５２と一体化していてもよい。任意の好適な種類のベアリングをこの目的のために用いてもよいことも理解されるべきである。ベアリングブロック５２は、伸長部５３を含み、これはピストンロッド４８を受容するための開口部５５（図３に示すような）を画定する。ナット６６は、伸長部５３内に位置し、ピストンをベアリングブロック５２に相互接続させるためにピストンロッド４８に連結する。

空気圧シリンダ装置４３は、流体調節機７０と連通している流体入口６８を含む。圧力ゲージ７２を含んでもよい流体調節機７０は、入口ホース７４に連結される。作動中、空気等の加圧流体は、入口ホース７４を通してシリンダ４４に供給される。流体調節機７０を用いて、圧力ゲージ７２上に示してもよいように、シリンダ４４内の圧力を所望の水準に維持する。図４に示すように、加圧流体がシリンダ４４に一方向に供給されるとき、ピストン４７、ひいてはピストンロッド４８は外側に押され、それによって回転可能なシャフト６０が伸長し、キャリアシート１０をダイ３０から離れて移動させる。逆に、加圧流体が反対方向に移動するとき、又は流体がシリンダ４４から流れ出るとき、ピストン４７、ひいてはピストンロッド４８は、内側に戻り、それによって回転可能なシャフト６０は収縮し、キャリアシート１０をダイ３０に向かって移動させる。図４及び図５は、滑車の回転可能なシャフトと直接接触している伸縮自在ピストンを示すが、他の実施形態も可能である。例えば、図６に示すように、伸縮自在ピストン組立品４０は、スタンド７０等の中間構造に連結され得、これは次いで回転可能なシャフト６０に連結される。

特定の実施形態では、本発明の伸縮自在ピストン組立品は、スクリュー型機構と共に用いることができる。スクリュー型機構を有する伸縮自在ピストン組立品の例を図７に示す。空気式及び水力式実施形態のように、スクリュー型機構を有する伸縮自在ピストン組立品８０は、ダイスタンドに実装することができ、フレーム８６を含み、上方及び下方ガイド部品９６及び９８の間の滑り運動のためにフレーム８６内に実装されているのは、フレーム８６により形成される空間内に位置するベアリングブロック組立品９０であり、ベアリングブロック９２を含む。ベアリングブロック９２は、ガイド部品９６及び９８と係合する上方及び下方スロット９４を有する。ベアリングブロック９２に実装されたベアリング１０１は、回転のためにシャフト１００が支持されている開口部を受容するシャフトを画定する。典型的には、ベアリングブロック９２は、その間の複数のベアリング部品に対向する環状部品を有する。環状部品の１つは、シャフト１００と共に回転するが、他の環状部品は、ベアリングブロック９２に対して静止したままである。幾つかの実施形態では、静止環状部品は、ベアリングブロック９２と一体化していてもよい。任意の好適な種類のベアリングをこの目的のために用いてもよいことも理解されるべきである。

ガイド部品９６及び９８の間の中途に配置され、これらと平行である運動伝送スクリュー９８は、一端でベアリングブロック９２と連結され、それから延在し、ナット９３でねじ式係合している。ナット９３は、フレーム８６に形成される開口部を通じて延在する、短く直径の小さな部分９５を有し、それによって、それを開口部内の定位置に保ち、軸運動に対して保持する。したがって、ナット９３の回転は、ベアリングブロック９２に直線運動を付与してシャフト１００を収縮又は伸長させ、それによってキャリアシートを押出成形ダイに向かって又は押出成形ダイから離れて移動させる。

キャリアシートは、特定の実施形態では、約０．００５ｍｍ〜約０．１ｍｍの範囲である厚さを有してもよい。キャリアシートは、重合条件に好適な１つ以上の材料を含んでよく（耐熱性、耐化学性、耐候性、表面エネルギー、耐摩耗性、再利用性、引っ張り強度、及び他の機械的強度等の種々の特性）、フィルム、不織布材料、織布材料、及びこれらの組み合わせを含む群のうち少なくとも１つの材料を含んでもよい。フィルムの例としては、用いることができるポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、及びテトラフルオロエチレン−エチレンコポリマー等のフッ素樹脂；ジメチルポリシロキサン及びジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサンコポリマー等のシリコーン樹脂；ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、及びパラ型アラミド樹脂等の耐熱性樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、及びポリシクロヘキサンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル樹脂；ＰＢＴとポリテトラメチレンオキシドグリコールとから形成されるブロックコポリマー（ポリエーテル型）及びＰＢＴとポリカプロラクトンとから形成されるブロックコポリマー（ポリエステル型）等の熱可塑性ポリエステル型エラストマー樹脂が挙げられる。これらの材料は、単独で、又は２つ以上の材料の混合形で用いることができる。更に、キャリアシートは、２つ以上の異なる材料又は同じ組成であるが品質又は厚さ等の１つ以上の物理的特徴が異なる２つ以上の材料を含む積層体であってもよい。更に、キャリアシートの表面を処理して、接触角、表面エネルギー、耐化学性、又は本発明で有用な他の特性等の特性を改変することもできる。特定の実施形態では、キャリアシートは、その上に配置されるベルトと実質的に同じ幅を有する。他の実施形態では、キャリアシートは、その上に配置されるベルトよりも広い又は狭い幅を有してもよい。

本発明で用いることができるベルトの例は、１つ以上の金属、樹脂、含浸織布若しくは不織布プライ、又はこれらの組み合わせで作製することができる。ベルトは、ＨＩＰＥ発泡体を製造するのに好適な任意の厚さ又は形状であってよい。

ベルト及びキャリアシートは、少なくともＨＩＰＥの重合中、特定の実施形態では、ＨＩＰＥが供給されている時間とＨＩＰＥ重合が完了した時間との間、同じ方向に実質的に同様の速度で進行することができる。特定の実施形態では、キャリアシートは、粘着付与剤等の剥離可能な接着剤を用いてベルトに適用され得る。特定の実施形態では、キャリアシートの移動する速度は、キャリアシートが静止しているベルトの速度により決定され、これは、キャリアシートが、ベルト表面と摩擦するが剥離可能に取り付けられているためである。特定の実施形態では、ＨＩＰＥ発泡体作製プロセスにおける水蒸気の存在は、例えば、蒸気熱を用いて重合を加速させるとき、凝結して、キャリアシートとベルト表面との間に解放可能な結合を形成するよう作用する水分を生成し、キャリアシートの運動を駆動するベルトの能力に役立つ。キャリアシートを移動させるためのベルトの使用は、確実にキャリアシート及びベルトを実質的に同じ速度で移動させ、これは、折り目又は波紋等キャリアシートを変形させる機会を低減する。

特定の他の実施形態では、再度図１を参照して、キャリアシート１０の速度は、巻き戻しローラ１２及び巻き取りローラ１４の回転速度により制御することができ、その結果、キャリアシート１０は、ベルト２０と同じ方向に実質的に同じ速度で移動することができるが、一方、張力を働かせて、比較的平坦な表面を生じさせ、押出成形装置からＨＩＰＥを受容することができる。

特定の実施形態では、キャリアシートは、ＨＩＰＥ中に存在するモノマーが重合する加熱ゾーンにＨＩＰＥを移動させる。理論に縛られるものではないが、ＨＩＰＥ発泡体の形成は、２つの重複するプロセスを含むと考えられる。モノマーの重合と、隣接するポリマー主鎖の活性部位間の架橋形成が存在する。本明細書で使用するとき、用語「重合」とは、ＨＩＰＥ発泡体を形成するためのモノマーの重合においては、モノマーの重合と、隣接するポリマー主鎖の活性部位間の架橋形成との両方を包含する。架橋は、ＨＩＰＥ発泡体に、更なる取り扱い及び使用に有用な強度及び一体性を付与する。本発明は、重合及び架橋の全体的な水準を上昇させ、それによってＨＩＰＥ発泡体中の未重合モノマーの量を低減する。重合は、例えば、重合が開始するのに十分な温度でＨＩＰＥを調製することにより、加熱ゾーンに到達する前に開始させることもできる。しかし、ＨＩＰＥは、加熱ゾーンの成形可能点又は成型可能点を超えて重合する。加熱ゾーンのための熱は、例えば、ＨＩＰＥ上及び下、又はＨＩＰＥの周囲に位置するオーブンから送達され得る。熱は、強制空気オーブン、ＩＲ加熱ランプ、マイクロ波、蒸気、又は他の好適な熱源に由来してもよい。蒸気を使用する例として、加熱ゾーンは、ＨＩＰＥが蒸気に曝露され、それによってＨＩＰＥ上で水が凝結するとき非常に効率よく熱移動させるスチームオーブンであってもよい。

特定の実施形態では、温度は、ＨＩＰＥがより完全に重合するとき、重合速度を上昇させる、乾燥を開始させる、又は両方であるように段階的な様式で上昇してもよい。更に、ＨＩＰＥの硬化は、十分な温度の任意の温流体からなる温液浴にウェブを通して、モノマーの硬化を開始させることにより行うことができる。重合温度は、硬化されるエマルションの種類、用いられる反応開始剤、用いられる熱源、及び加熱ゾーンが密閉されているかどうかに依存して変化するが、典型的には２５℃超、しばしば５０℃超である。特定の実施形態では、加熱ゾーン内の重合温度は、約５０℃〜１５０℃に達する場合がある。ＨＩＰＥは、ＨＩＰＥの油相中のモノマーの少なくとも７５％、好ましくは少なくとも９０％が重合するのに十分な時間、加熱ゾーン内で維持される。ＨＩＰＥの十分な重合は、用いられる反応開始剤、加熱ゾーンの温度、加熱ゾーン内の熱移動効率、ＨＩＰＥが加熱ゾーンを通過する速度、及び加熱ゾーンの長さの組み合わせにより制御することができる。

ＨＩＰＥ中に存在するモノマーは、加熱ゾーン内で実質的に重合する。特定の実施形態では、加熱ゾーンの代わりに又は加熱ゾーンに加えて、紫外線（ＵＶ）を用いてＨＩＰＥのモノマーを重合させることができる。例えば、ＨＩＰＥは、硬化オーブンに入る前に紫外線を用いて予重合してもよく、又は硬化オーブンを出るときＨＩＰＥ発泡体を紫外線に曝露して、未反応モノマーの量を低減してもよく、又は硬化オーブンの代わりに紫外線を用いて、ＨＩＰＥのモノマーを重合させてもよい。ＨＩＰＥモノマーを重合させるために用いられる１つ以上の紫外線源が存在してもよい。紫外線源は、同じであっても異なっていてもよい。例えば、紫外線源は、生じさせる紫外線の波長、又はＨＩＰＥが紫外線源に曝露される時間の量が異なってよい。紫外線の波長は、約２００〜約４００ｎｍの範囲であり、特定の実施形態では、約２００ｎｍ〜３５０ｎｍであり、光開始剤の紫外線吸収帯と少なくともある程度重複し、ＨＩＰＥ中のモノマーを重合させるのに十分な強度及び曝露期間である。

重合後、得られるＨＩＰＥ発泡体は、実質的に乾燥しているＨＩＰＥ発泡体を得るために除去することが必要な水相で飽和している。特定の実施形態では、ＨＩＰＥ発泡体は、例えば、１対以上のニップローラを通してＨＩＰＥ発泡体を移動させることにより、圧縮を用いて水相の大部分を圧搾することができる。ニップローラは、ＨＩＰＥ発泡体から水相を圧搾するように配置することができる。ニップローラは、多孔質であり、ＨＩＰＥ発泡体から水相を引き出すのに役立つように内部から適用される真空を有してもよい。特定の実施形態では、第１のニップローラが孔を有するかメッシュ様材料からなるベルト等の液体透過性ベルト上に位置し、第１のニップローラに面する第２の対向するニップローラが液体透過性ベルトの下に位置するように、ニップローラを対にして配置してもよい。両方のローラがＨＩＰＥ発泡体の外に水相を吹きとばす及び引き付けるように、対の一方、例えば第１のニップローラを加圧してもよく、一方、対の他方、例えば第２のニップローラを真空にしてもよい。ニップローラを加熱して、水相の除去を補助することもできる。特定の実施形態では、ニップローラは、非剛性ＨＩＰＥ発泡体、即ち、ＨＩＰＥ発泡体の圧縮により壁が破壊されないＨＩＰＥ発泡体にのみ適用される。更なる実施形態では、ニップローラの表面は、ニップローラを通過して移動するときにＨＩＰＥ発泡体がエンボス加工され得るように、凸部、凹部、又は両方の形態の凹凸を含んでもよい。ＨＩＰＥが所望の乾燥度を有するとき、目的の用途に好適な形態に切断又は薄切りすることができる。

特定の実施形態では、ニップローラの代わりに、又はニップローラと組み合わせて、加熱されている乾燥ゾーンにＨＩＰＥ発泡体を送る、真空に曝露する、又は熱と真空曝露との組み合わせにより、水相を除去してもよい。例えば、強制空気オーブン、ＩＲオーブン、マイクロ波オーブン、又は電磁波オーブンに発泡体を通すことにより、熱を印加してもよい。ＨＩＰＥ発泡体を乾燥させる程度は、用途に依存する。特定の実施形態では、５０％超の水相を除去する。乾燥プロセス中に、特定の他の実施形態では、９０％超、更に他の実施形態では、９５％超の水相を除去する。

本明細書に開示されている寸法及び値は、列挙した正確な数値に厳しく制限されるものとして理解すべきではない。それよりむしろ、特に規定がない限り、こうした各寸法は、列挙された値とその値周辺の機能的に同等の範囲との両方を意味することが意図される。例えば、「４０ｍｍ」として開示される寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することを意図している。

明示的に除外されるか、あるいは限定されない限り、本願に引用するすべての文書は、相互参照する、又は関連するいかなる特許又は特許出願をも含めて、参照によってそれらのすべての内容が本願に組み込まれる。いかなる文書の引用も、それが、本願にて開示若しくは特許請求される発明に対する先行技術であること、又は、それが単独で、あるいは任意の他の参照文献との組み合わせで、そのようないかなる発明をも教示、暗示、又は開示することを認めるものではない。更に、本書における用語の意味又は定義が、参照によって組み込まれる文書における同じ用語の意味又は定義と対立する限りにおいて、本書においてその用語に与えられた意味又は定義が優先されるものとする。

本発明の特定の実施形態が例示され、記載されてきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の様々な変更及び修正を実施できることが、当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内にあるそのようなすべての変更及び修正を、添付の「特許請求の範囲」で扱うものとする。

Claims (9)

1. 高内相エマルション発泡体の製造方法であって、
   モノマーを含む油相、架橋剤、乳化剤、及び水相から高内相エマルションを形成する工程と、
   押出成形装置を提供する工程と、
   ベルトを提供する工程と、
   キャリアシートを提供する工程であって、前記キャリアシートの少なくとも一部が前記ベルトに接触する、工程と、
   前記キャリアシートと操作可能に関連する伸縮自在ピストン組立品を提供する工程と、
   前記キャリアシート上に前記高内相エマルションを押出す工程と、
   前記高内相エマルションが前記キャリアシート上に押出されるように、前記キャリアシートを前記押出成形装置下に配置する様式で前記伸縮自在ピストン組立品を作動させる工程と、
   前記高内相エマルションの前記油相中の前記モノマー成分を重合させる工程と、
   を含む、方法。
2. 前記ベルト及び前記キャリアシートが、略同速度で水平方向に移動する、請求項１に記載の方法。
3. 前記キャリアシートの速度が、前記ベルトの速度により制御される、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記キャリアシートの速度が、巻き取りローラにより制御される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記伸縮自在ピストン組立品が、前記ピストンを収縮させることにより作動する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記伸縮自在ピストン組立品が、流体の流れを変化させることにより作動し、好ましくは、前記流体の流れが、空気式又は水力式のうち少なくとも１つである、請求項５に記載の方法。
7. 前記伸縮自在ピストン組立品が、スクリュー型機構により作動する、請求項５に記載の方法。
8. 剥離性接着剤をベルトに塗布する、請求項１〜７のいずれか一項記載の方法。
9. 前記高内相エマルションが前記キャリアシート上に押出されないように、前記キャリアシートを前記押出成形装置から離して配置する様式で前記伸縮自在ピストン組立品を作動させる工程と、
   前記高内相エマルションの前記キャリアシート上への前記押出成形を停止する工程と、
   を更に含む、請求項１〜８のいずれか一項記載の方法。

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