JP2018538379A - デンプン加水分解物を含むヒートシール用接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

本発明は、繊維状マトリクスを支持体に熱接着させる方法であって、（１）３０を超えるデキストロース当量(DE)を有するデンプン加水分解物を本質的に含む粉末状組成物を、前記支持体の接着領域及び／又は前記繊維状マトリクスの接着領域上に堆積させる工程と、（２）前記繊維状マトリクスの前記接着領域と、前記支持体の前記接着領域と、を接触させる工程と、（３）前記繊維状マトリクスを前記支持体に接着させるために、前記支持体の前記接着領域、及び前記繊維状マトリクスの前記接着領域の一方及び／又は他方を、１００〜１８０℃で加熱する工程と、を含む方法に関する。また、本発明は、熱接着において、ＤＥが３０を超えるデンプン加水分解物と、繊維状マトリクスを支持体に接着させるための接着剤組成物と、を本質的に含む接着剤組成物の使用にも関する。

Description

本発明はデキストロース当量(DE)が３０を超えるデンプン加水分解物を支持体に適用すること（又は塗布すること:applying）により、繊維状マトリクスを支持体に接着させる方法と、熱接着において、ＤＥが３０を超えるデンプン加水分解物を本質的に含む接着剤組成物の使用と、繊維状マトリクスを支持体に付着させるための、ＤＥが３０を超えるデンプン加水分解物を６０％より多く含む接着剤組成物と、に関する。

（本発明の詳細な説明）
衛生用品（又は生理用品:Hygiene products)は、一般的に保護機能又は吸収する機能を有する一連のシート(sheets)からなる。これらの異なるシートは、熱接着により互いに結合されている。

一般的に、熱可塑性ポリエチレンは、セルロースマトリクスの接着において広く使用される。セルロースマトリクスの熱可塑性接着には、少量の接着剤の均一塗布を必要とする。

本発明の目的は、熱接着において主に使用される石油派生物（又は石油副生物:petroleum derivatives）を、アレルギー誘発性の低いバイオ系製品に置き換えることであり、特に肌との接触、特に肌との繰り返しの及び／又は長期の接触を意図した、使い捨て衛生用品での使用を可能にする。 プラスチック材料、特にマイクロプラスチックを含む材料を使い捨て衛生用品に導入することは、公衆衛生保護及び環境保護の両方の観点で、ますます懸念される問題である。従って、使い捨て衛生用品という観点で、それらのセルロースマトリクスは、生分解性(biodegradable)であると同時に、それについての組み立てる間にこれらのマトリクス内におけるプラスチック材料、特にマイクロプラスチックを導入することにより、それらは潜在的に環境を破壊する製品となる。実際に、適した接着剤を得るために、使用される熱可塑性の製品は細かく粉砕され、それは分解されずに環境に広まる可能性が最も高いマイクロプラスチックを形成する。さらに、これらの粉末は、これらのプラスチックが低融点のため入手することが難しく、従って比較的高価である。

本発明は、繊維状マトリクス、優先的にはセルロースマトリクスを、支持体に熱接着するための方法に関し、
前記支持体及び／又は前記繊維状マトリクスの接着領域上に、デキストロース当量（ＤＥ）が３０を超え、好ましくは３０〜９０、より好ましくは３６〜４０のデンプン加水分解物を本質的に含む粉末状組成物を堆積させる工程と、
前記繊維状マトリクスの接着領域と前記支持体の接着領域とを接触させる工程と、
前記繊維状マトリクスを前記支持体に接着させるために、前記支持体の接着領域及び前記繊維状マトリクスの接着領域の一方及び／又は他方を、１００〜１８０℃に加熱する工程と、を含む。好ましくは、接着領域を接触させる工程と、接着領域の一方及び／又は他方を加熱する工程と、が同時又は連続であってもよい。

ＤＥが３０を超えるデンプン加水分解物を本質的に含む前記粉末状組成物は、本質的に生分解性天然起源であるため、本方法は、衛生用品及び特に使い捨て吸収性物品の製造において、特に利点がある。
「本質的に生分解性天然起源」は、合成ポリマー又は樹脂などの石油系製品、及び/又は化学添加剤（架橋剤、顔料等）を２０％未満、典型的には、石油系製品及び／又は化学添加剤を１５％（ｗ/ｗ）未満、１０％（ｗ/ｗ）未満、５％（ｗ/ｗ）未満、２％（ｗ/ｗ）未満又は１％（ｗ/ｗ）未満含むことを意図している。

「デンプン加水分解物」は、デキストロース、マルトース、マルストリオ−ス及び多糖類を含む炭水化物組成物を意味することを意図している。標準的なデンプン加水分解物は、その植物起源（例えば、穀物、マメ科植物又は塊茎植物）にかかわらず、酸又は酵素によるデンプンの加水分解によって生成される。実際、それらはグルコースとグルコースポリマーとの混合物であり、分子量はかなり異なる。デンプン加水分解物は、一般的に、デキストロース当量又はＤＥの概念によって表現される、それらの還元力の機能に従って分類される。

本明細書で使用されるように、「デキストロース当量」又は「ＤＥ」という表現は、「デキストロースの固形分百分率(percentage on dry matter)として表される還元糖含量」を指し、多糖類の分子量を特徴付けるのに使用される。（ＭＷ.Ｋｅａｒｓｌｅｙ、ＳＺ．Ｄｚｉｅｄｚｉｃ著、デンプン加水分解製品及びそれらの誘導体のハンドブック、８６頁、１９９５年、を参照）。それらの理論値は、平均分子量（Ｍｎ）に反比例する。それは次のように計算される。

（数１）
ＤＥ ＝ Ｍ_{グルコース}／Ｍｎ×１００ 又は
ＤＥ ＝ １８０／Ｍｎ×１００

（Ｒｏｎｇ Ｙ、Ｓｉｌｌｉｃｋ Ｍ、Ｃ Ｍ Ｇｒｅｇｓｏｎ、「浸透圧法によるマルトデキストリンのデキストロース当量値及び数平均分子量の決定」、Ｊ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉ、２００９年、１月−２月；７４（１）、Ｃ３３−０４０頁）

従って、デキストロースはＤＥが１００であり、純粋なデンプン（例えば、トウモロコシデンプン）は、値が０である。

典型的には、本発明に係るデンプン加水分解物は、ＤＥが３１〜８５、より好ましくは３２〜８０、３３〜７５、３４〜７０、３５〜６０、３６〜５０、及び３６〜４５である。

「本質的に含む組成物」という表現は、デンプン加水分解物を５０％（ｗ／ｗ）より多く、好ましくはデンプン加水分解物を６０％（ｗ／ｗ）より多く、７０％（ｗ／ｗ）より多く、８０％（ｗ／ｗ）、９０％（ｗ／ｗ）、９５％（ｗ／ｗ）、９８％（ｗ／ｗ）含んでいる組成物を指す。典型的には、組成物は、デンプン加水分解物を５１〜１００％（ｗ／ｗ）、５５〜９８％（ｗ／ｗ）、６０〜９７％（ｗ／ｗ）、７０〜９５％（ｗ／ｗ）含んでいる。

典型的には、本発明に係る接着剤組成物は、アモルファスの粉末状組成物である。 「アモルファス」は、非晶質の組成物を意味することを意図している。本発明の目的では、そのようなアモルファスの組成物は、液状及び／又は粉末状デンプン加水分解物の噴霧乾燥及び/又は造粒によって得ることができる。また、そのようなアモルファス組成物は、溶融デンプン加水分解物の急速冷却（いわゆる「冷却ベルト」プロセス）によって得ることもできる。

本発明に係る粉末状組成物は、その粉末形態により、それが接着剤組成物の粘度又は保存に関連する問題を克服することできる点で有利である。実際には、そのような組成物の利点は、その安定性である。それを使用前に溶解する必要はなく、撹拌も高温に保つ必要もない。それは、精密に計量され、単純な堆積（又は沈着:deposition）によって適用され（又は塗布され:applied）得る。そのような組成物の噴霧、又は液状形態での使用では、マトリクス上に接着剤を均一に堆積することはできないだろう。さらに、得られる混合物の粘度の観点から、噴霧では、接着時に凹凸(irregularity)を回避するのに十分な小さい液滴を得ることはできないだろう。実際には、粉末形態により、接着に必要な接着剤量を、高精度に適用（又は塗布:application）することができる。最後に、粉末形態により、繊維状マトリクスの繊維の潜在的な疎水性に関連する影響を克服することができる。

好ましくは、粉末状組成物は、４０〜５００μｍ、好ましくは５０〜４５０μｍ、より好ましくは１５０〜４００μｍの平均粒径分布（Ｄ（ｖ、０．５））を有する。典型的には、本発明に係る組成物は、４０μｍより大きい粒径分布を有する粒子を９０％より多く含み、及び／又は２５０μｍより大きい粒径分布を有する粒子を１５％より多く含み、及び／又は５００μｍより大きい粒径分布を有する粒子を１０％未満含む。有利なことに、粉末状組成物は、凝集粒子からなる。典型的には、それは湿式造粒によって得られる粒子から形成される。粒径分布は、アルピネ社及び／又はレッチェ社などの様々な技術によって分析することができる。粒径分布は、ヨーロッパ薬局方６．０第０１／２００８：２０９３８号、３２５頁に記載された方法に係るレッチェ法によって測定されるのが好ましい。とりわけ、本発明に係る粉末の粒径分布は、レッチェふるい振とう機、ＡＳ２００型により、メーカーの推奨に従い「ｇ」を制御して、測定されてもよい。

本明細書で使用する「熱接着」という用語は、温度を（室温を超えて）上昇させることによる、材料の、それ自体又は別の材料への付着、溶接又は接着を指す。本発明の目的では、この表現は、繊維状マトリクスの接着領域と支持体の接着領域との間の溶接又は接着を、接着領域の一方及び／又は他方に温度上昇を適用することによって得ることを指す。有利には、接着温度は１００〜１８０℃、好ましくは１０５〜１７０℃、さらにより好ましくは１１０〜１６０℃である。典型的には、温度上昇は、支持体及び繊維状マトリクスの接着領域の一方及び／又は他方への圧力の印加と組み合わせてもよい。有利には、１〜１００ｂａｒ、典型的には２〜７ｂａｒ、有利なことには１〜８ｂａｒの圧力が、支持体及び繊維状マトリクスの接着領域の一方及び／又は他方に、加熱と同時に及び／又はそれに続けて印加される。印加圧力は好ましくは２〜６０ｂａｒ、さらにより好ましくは３〜５５ｂａｒである。接着領域の少なくとも１つに対する温度上昇及び圧力印加は、別個の持続時間に、互いに独立して実施されてもよい。典型的には、接着領域の一方及び／又は他方に対する温度上昇及び圧力印加の持続時間は、それぞれ別個に、１ミリ秒〜１０分、好ましくは０．１秒〜１分、さらにより好ましくは０．５〜３０秒、１秒〜２０秒、２秒〜１０秒である。有利には１〜１００ｂａｒ、典型的には２〜７０ｂａｒの圧力、及び１００〜１８０℃の温度は、少なくとも１ミリ秒〜１０分間、好ましくは０．５秒〜３０秒間、より好ましくは１秒〜２０秒間、 ２秒〜１０秒間、接着領域の一方及び／又は他方に共に適用される。

本発明の目的では、「接着領域」という表現は、熱接着されることを意図した前記繊維状マトリクス又は前記支持体の表面に対応する。

「支持体」は、第２の繊維状マトリクスを意味することを意図している。好ましくは、プラスチック材料は、ポリアミド（ＰＡ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ（エチレン−ビニルアルコール共重合体）（ＥＶＯＨ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ（塩化ビニル）（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）及びそれらの組み合わせから選択される。

「繊維状マトリクス」という表現は、天然繊維（例えば、木繊維又は綿繊維）、合成繊維（例えば、ポリエステル又はポリプロピレン繊維）、又は天然及び／又は合成繊維の組合せを指す。前記繊維状マトリクスは、織布、不織布、紡績したもの、エンボス加工品又は編物でもよい。本発明での使用に適したマトリクスの製造に使用される繊維は、一般的に、木材パルプ繊維、ビスコース繊維又は綿繊維である。しかし、他のセルロース繊維を使用しても、及びセルロース繊維と、異なる起源（天然及び／又は合成）の繊維との混合物を使用してもよい。従って、本発明における使用に適した繊維は、セルロース繊維、絹、羊毛、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、（ナイロンなどの）ポリアミド、酢酸セルロース、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、（オーロンなどの）アクリル、ポリビニルアセテート、不溶性ポリビニルアルコール、それらの類似体、及びそれらの組み合わせから選択されてもよい。実例として、合成繊維の有利な組み合わせは、ポリプロピレン／ポリエチレン、ポリエステル／ポリエチレン、ポリエステル／ポリプロピレン、ポリアミド／ポリエステル、ポリアミド／ポリエチレン、ポリアミド／ポリプロピレンである。

好ましくは、繊維状マトリクスは、約０．０１２ｍｍ〜約０．０５ｃｍ、好ましくは約０．０２ｍｍ〜約０．０３ｃｍ、さらにより好ましくは０．０５ｍｍ〜０．０１ｃｍ、０．１ｍｍ〜５ｍｍ、 ０．５ｍｍ〜３ｍｍの厚さを有する。

また、本発明は、繊維状マトリクス、好ましくはセルロース繊維状マトリクスを支持体に熱接着するための、本発明に係る前記粉末状組成物の使用にも関する。

また、本発明は、本発明に係る方法を実施することによって得ることができる衛生用品にも関するものであって、前記衛生用品は、ＤＥが３０を超えるデンプン加水分解物を本質的に含む粉末状組成物によって支持体に熱接着された少なくとも１つの繊維状マトリクスを含む。

「衛生用品」とは、人又は動物の身体衛生に使用される任意の物品、特に使い捨て衛生物品、特に、典型的に圧縮物、タンポン、ワイプ、包帯、衛生タオル、マットレスプロテクタ、パンティライナー、赤ん坊のおむつ、成人の失禁用物品、及び汗パッドから選択される使い捨て吸収物品を意味することを意図する。

本発明に係る方法は、それが支持体と繊維状マトリクスとを容易に分離可能な点で特に有利である。接着強度は、ＤＥ３０を超えるデンプン加水分解物に添加される接着剤の機能に従って変化させることができる。典型的には、本発明は最終的には、ＤＥが３０を超えるデンプン加水分解物を６０％（ｗ／ｗ）超と、ポリエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリビニルアルコール及び／又は共重合ポリエステルから選択される接着剤と、を含む接着剤組成物に、関する。典型的には、選択される接着剤は、１００〜１８０℃の融点を有する。有利には、組成物は０．１〜４０重量％の接着剤、好ましくは０．２〜３０重量％、０．５〜２０重量％、０．７〜１５重量％、１〜１０重量％、１．２〜７重量％、１．５〜５重量％の接着剤を含む。

それらは別個の意味を有するが、「含む(comprising)」、「含む(containing)」、「含む(including)」及び「からなる(consisting of)」は、本発明の記載において互換的に使用されてきており、互いに置き換えられてもよい。

本発明は、単に実例として与えられた以下の実施例を読むことで、よりよく理解されるであろう。

（材料及び方法）
試験した接着剤組成物は以下の通りである：
アビフォー社により販売されている粉末状ＰＥ
テレオス・シラル社により商品名ＭＡＬＤＥＸ（登録商標）１９０で販売されている粉末状マルトデキストリン、ＤＥ１９
噴霧乾燥により得られる粉末状グルコースで、テレオス・シラル社により商品名ＭＥＲＩＴＯＳＥ（登録商標）ＳＤ２５０で販売されている粉末状グルコース
テレオス・シラル社により商品名ＧＬＵＣＯＤＲＹ（登録商標）Ｇ３８０で販売されている粉末状グルコースシロップ、ＤＥ３８

１０ｃｍ^２の表面積を有する薄いコットン不織布シート上で、接着面上に、約１ｇの粉末を均一に分布させる。このようにして調製されたシートを、次に、第２のコットン不織布シートで覆い、２枚の紙の間に置く。次に、シート構造体を、１５０℃に加熱したプレス機（ＶＯＧＴ Ｌａｂｏｐｒｅｓｓ ２００Ｔ、Ｖｏｇｔ Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ社、ブルンスビュッテルバレージ １１４、Ｄ １３５８１ ベルリン）の中に、５０ｂａｒの操作圧力で５秒間置く。

プレス機から取り出した後、約５分間の冷却時間の後、薄いコットンシート間の接着力を、接着領域が破損するまでシートを引き裂くことによって試験する。

良好な接着は、シートのうちの１方の接着領域の、少なくとも部分的な引き裂きによって分離することだけできるシートによって特徴付けられる。不十分な接着、又は接着の欠如は、シートの分離に対する抵抗が非常に低い、又は無いことによって特徴付けられる。

（結果）

粉末状グルコースのケースでは、デキストロース当量が１００であり、加熱時に粉末の溶融が実際に観察されるが、得られた組成物は２枚のシートの接着することはできず、より多く吸収する層、本例では紙、に向かって移動(migrates)する。

さらに、粉末状ＰＥと比較して、脱水されたグルコースシロップの堆積は、細かい粒径分布のために、より困難であることが観察される。本発明者らは、凝集していない形態と比較して、凝集した粉末グルコースシロップは、シートの表面上の接着剤組成物の堆積領域の精度を高めることを可能にすることを実証してきた。

本発明者らは、粉末の分布、及び堆積量の最適な制御を可能にする粉末形成が、４０μｍより大きい粒径分布の粒子を９０％より多く有し、２５０μｍより大きい粒径分布の粒子を１５％より多く有し、５００μｍより大きい粒径分布の粒子を１０％未満有することを示してきた。

異なる加熱温度で試験された。１００〜１５０℃の温度では、粉末状グルコースシロップ、ＤＥ３７で、より良好な結果の観察が可能となる。

Claims (10)

1. 繊維状マトリクスを支持体に熱接着させるための方法であって、
   デキストロース当量（ＤＥ）が３０〜９０であるデンプン加水分解物を５０％（ｗ／ｗ）より多く含む粉末状組成物を、前記支持体及び／又は前記繊維状マトリクスの接着領域上に堆積させる工程と、
   前記繊維状マトリクスの前記接着領域と、前記支持体の前記接着領域と、を接触させる工程と、
   前記繊維状マトリクスを前記支持体に接着させるために、前記支持体及び前記繊維状マトリクスの前記接着領域の一方及び／又は他方を、１００〜１８０℃で加熱する工程と、
   を含む方法。
2. 前記粉末状組成物は、ＤＥが３６〜４０であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記粉末状組成物は、６０％（ｗ／ｗ）より多くのデンプン加水分解物を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記組成物は、４０〜５００μｍの平均粒径分布を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
5. 前記接着領域を１００〜１８０℃で加熱する前記工程の間、１〜１００ｂａｒの圧力が前記支持体の前記接着領域及び／又は前記繊維状マトリクスの前記接着領域の少なくとも１方に印加されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
6. 前記繊維状マトリクスは、セルロース繊維を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の方法。
7. 繊維状マトリクスを支持体に熱接着させるための、デキストロース当量（ＤＥ）が３０〜９０であるデンプン加水分解物を５０％（ｗ／ｗ）より多く含む粉末状組成物の使用。
8. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法の実施により得られる衛生用品であって、デキストロース当量が３０〜９０であるデンプン加水分解物を５０％（ｗ／ｗ）より多く含む粉末状組成物によって、支持体に熱接着された少なくとも１つの繊維状マトリクスを含む衛生用品。
9. 圧縮物、タンポン、ワイプ、包帯、衛生タオル、マットレスプロテクタ、パンティライナー、赤ん坊のおむつ、成人の失禁用物品及び汗パッドから優先的に選択される、使い捨て吸収物品であることを特徴とする請求項８に記載の衛生用品。
10. デキストロース当量（ＤＥ）が３０〜９０であるデンプン加水分解物を５０％（ｗ／ｗ）超と、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリビニルアルコール及び／又は共重合ポリエステルから選択される接着剤と、を含む粉末状接着剤組成物。