JP3249158B2 - ポリオレフィン物品及びその製造方法 - Google Patents

ポリオレフィン物品及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、改良されたポリレフィ
ン物品及びそのような物品を製造する方法に関する。具
体的には、本発明は、変性された表面を示すポリレフィ
ン物品及び該物品を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】いろいろな成形物品を形成するための種
々のポリオレフィン組成物が知られている。例えば、ポ
リオレフィンは、いろいろな織布または不織布に形成し
得る繊維を形成するのに有用であることが知られてい
る。かかるポリオレフィン材料は、一般に、比較的疎水
性（非湿潤性）である表面を有している。おむつ、包
帯、大人用失禁用製品、トレーニングパンツ、女性用ナ
プキン等の如き吸収用製品において、織布または不織布
材料を用いることが望まれる場合、かかる材料は、水が
それを通り抜けられるように概して親水性（吸水性）で
ある表面を示すことがしばしば望まれる。
【０００３】従来は、織布または不織布ポリオレフィン
材料を裏地材料の他にパーソナルケア製品に用いた場合
に、界面活性剤の如き表面処理剤を該ポリオレフィンに
適用することによってポリオレフィン材料を吸水性（親
水性）にすることが提案されてきた。不運にも、かかる
表面処理は、概して、本来一時的なものである。即ち、
最初に液体を適用したあとの一定時間は吸水性であるよ
うにみえるが、該ポリオレフィン材料に所定量の水が通
ると、該表面処理剤はポリオレフィン材料から洗い流さ
れる傾向にある。明らかに、ポリオレフィン材料から表
面処理剤が洗い流されたあとは、該ポリオレフィン材料
はもはや吸水性（親水性）表面を示すことはできず、代
わりにその本来の疎水性表面を示す。
【０００４】ポリオレフィン材料をおむつの如きパーソ
ナルケア製品に使用する場合には、比較的多量の液体を
通すことが必要でありかつ複数回の液体に曝される。界
面活性剤型表面処理を有するポリオレフィン繊維をおむ
つに使用する場合には、一般に少なくとも最初の尿は通
すことができるが、その後の尿で吸水性が低下して尿を
通し難くなる。おむつは、一般に通常３回またはそれ以
上の尿に曝される得るので、界面活性剤で処理されたポ
リオレフィン材料は、一般に、一定の用途について満足
できるものではないことが分かってきた。
【０００５】従って、ポリオレフィン材料を、概して一
時的なものではなく、それによって、より永久的基準で
吸水性のあるものにするため、ポリオレフィン材料の表
面処理を向上させる試みがなされてきた。例えば、１９
８６年３月２５日にソーヤー（Sawyer）らに付与された
米国特許第 4,578,414号は、吸水性オレフィンポリマー
繊維に関するものである。そこには、(a) モノ、ジ、及
び／またはトリグリセリドを有するアルコキシ化された
アルキルフェノール、または、(b) ポリオキシアルキレ
ン脂肪酸エステル、または、(c) 何部かの(a) と(b) の
組み合わせ、を含む群のうちの少なくとも１種の吸水剤
を有することによって吸水性になったオレフィンが記載
されている。その発明は、加工した繊維状構造物にコポ
リマーを導入するかまたは表面処理剤を適用するという
よりもむしろ塊状のポリマー樹脂に直接に界面活性剤を
混合するということによって、それまでの先行技術と相
違すると言われている。
【０００６】塊状のポリマー樹脂に直接に界面活性剤を
混合する場合、形成した物品の表面を吸水性にするため
に、界面活性剤を直接に該表面に移行させなければなら
ない。そのような方法にはある不利益が伴う。第１に、
物理的混合手段によってポリマー中に界面活性剤を混合
することは、分離した工程であって最終製品のコストを
上昇させる。更に、界面活性剤が高温での混合に耐えら
れるものであり、かつ、望ましい移行挙動を示さなけれ
ばならないということで、界面活性剤の選択に限界があ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のような変性された表面を示す公知のポリオレフィン物
品よりも一時的なものではない変性された表面を有する
物品を提供することにある。更に、本発明の目的は、か
かる物品を形成することのできる方法を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、そのような変
性された表面を示す公知のポリオレフィン物品よりも一
時的なものではない、例えば、親水性の如き変性された
表面を有するポリオレフィン物品を製造するのに適して
いる。更に、本発明は、ポリオレフィン物品の表面を変
性する方法を提供するのに適している。
【０００９】これら及び他の関連する目的が、コポリマ
ー材料の一部分を疎水性基礎ポリオレフィンに熱融合す
ることによって達成される。該コポリマー材料は、疎水
性部分と変性用部分とを含む。該変性用部分は概して該
ポリオレフィンに不溶性である。疎水性部分は、一般に
該ポリオレフィンに溶解する。コポリマー材料のポリオ
レフィンとの熱融合は、該ポリオレフィンに一般に一時
的ではない変性された表面を与える。
【００１０】もう１つの局面は、本発明が、変性された
表面を有する疎水性ポリオレフィンを提供する方法に関
することである。該方法は、疎水性ポリオレフィンがそ
のガラス転移温度以上である間に、前記疎水性ポリオレ
フィンをコポリマー材料に接触させることを含む。該コ
ポリマー材料は、疎水性部分と変性用部分とを含む。疎
水性部分は該ポリオレフィンに溶解性であり、変性用部
分は一般に該ポリオレフィンに非溶解性である。
【００１１】本発明の特に好ましい態様においては、親
水性表面を有するポリオレフィン繊維は、疎水性ポリオ
レフィンを繊維の形状に押出すことによって調製され
る。疎水性ポリオレフィンは、押出しダイを出る際に上
記コポリマー材料と即座に接触する。接触点において、
押出された疎水性ポリオレフィンは溶融しダイスエルを
受ける。この段階でのポリオレフィンのコポリマー材料
との接触が、概して一時的ではない親水性表面を有する
繊維を製造するのに特に有用であることが分かった。
【００１２】本発明は、疎水性ポリオレフィンから形成
された、変性された表面を有する物品に関する。更に、
本発明は、かかる物品を形成することのできる方法を含
む。ポリオレフィンは当業者に知られている。ある物品
に加工することのできるいずれのポリオレフィンも、本
発明で使用するのに適すると考えられる。本発明での使
用に適しているポリオレフィンの例としては、エチレ
ン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテ
ン、オクテン、1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3‐ブタジ
エン等を含む１またはそれ以上の脂肪族炭化水素から形
成される繰り返し単位を含むホモポリマー及びコポリマ
ーがある。該ポリオレフィンは、高密度または低密度で
あってもよく、また、一般に線状であっても分枝状ポリ
マーであってもよい。
【００１３】上記の如きポリオレフィンは、本来、疎水
性である。本明細書で使用する「疎水性」という語は、
空気中において少なくとも９０°の水の接触角を有する
材料に関連するものである。本発明の目的のため、接触
角の測定は、グッド(Good)及びストロンベルグ（Stromb
erg)による“Surface and Colloid Science"第II巻（Pl
enum Press, 1979）に示されているようにして行われ
る。
【００１４】本発明に従って、疎水性ポリオレフィンか
ら形成されるポリオレフィン物品はコポリマー材料と処
理されて、かかる物品上に変性された表面を生ずる。
「変性された」表面への言及は、本発明の方法に従って
処理されたポリオレフィンの表面が処理されていないポ
リオレフィンによっては示されない特徴を示す状態に関
連している。具体的には、１つの好ましい態様において
は、変性用部分は親水性であり、それは処理されたポリ
オレフィンに親水性表面を示させる。従って、一般に処
理されていないポリオレフィンは疎水性表面を示すが、
処理されたポリオレフィンは親水性表面を示すことがで
きる。本明細書では親水性である変性用部分に論及して
いるが、他の変性用部分を使用してもよいと理解される
べきである。例えば、該変性用部分は、耐摩耗性、耐薬
品性、または撥水性であってもよい。本明細書で使用す
る場合「親水性」という語は、「疎水性」の定義に関連
して上記したようにして測定して、９０°未満の空気中
における水の接触角を有する物品に関連するものであ
る。更に、本明細書で使用する場合「コポリマー」とい
う語は、２またはそれ以上のモノマーから形成されたポ
リマー材料に関連することを意図している。
【００１５】本発明のコポリマー材料は、線状ポリマー
であっても分枝状ポリマーであってもよい。更に、該コ
ポリマーは、ランダムコポリマー、ブロックコポリマ
ー、グラフトコポリマー等であってもよい。該コポリマ
ー材料は、少なくとも２つの異なる部分を有する。該部
分の１つは疎水性であり、２番目の部分は変性用部分、
例えば、親水性部分である。１種の部分の繰り返し単位
から形成されたホモポリマーが、本明細書で定義したよ
うな親水性または疎水性の特徴をそれぞれ示すポリマー
組成物を生成する場合は、前記部分は親水性または疎水
性であると考えられる。
【００１６】コポリマー材料の疎水性部分は、ポリオレ
フィン物品中に存在するポリオレフィンに溶解性であ
る。本明細書で使用する場合、１種の部分の繰り返し単
位から形成されたホモポリマーが、前記ポリオレフィン
について相互作用の範囲（sphere of interaction ）内
にあるときは、前記疎水性部分は前記ポリオレフィンに
溶解性であると考えられる。この出願の目的のため、ポ
リオレフィンの相互作用の範囲は、B. H. ノックス（Kn
ox）により「ポリエステル‐溶媒系の２つのモードのあ
る特性 I.ポリエチレンテレフタレートの芳香族及び脂
肪族エステル残基の溶解性パラメーターの評価」〔Bimo
dal Character of Polyester-Solvent Interactions.
I. Evaluation of the Solubility Parameters of the
Aromatic and the Aliphatic Ester Residues of Poly
(ethylene Terephthalate)〕Journalof Applied Polyme
r Science, 第21巻、225-247 頁、1977年；「ポリエス
テル‐溶媒系の２つのモードのある特性 II.ポリエチレ
ンテレフタレートの芳香族及び脂肪族エステル残基の化
学構造の評価」〔Bimodal Character of Polyester-Sol
vent Interactions. II. Evaluation of the Chemical
Structures of the Aromatic and the Aliphatic Ester
Residues of Poly(ethylene Terephthalate) 〕Journa
l of Applied Polymer Science, 第21巻、249-266 頁、
1977年；及び「ポリエステル‐溶媒系の２つのモードの
ある特性 III.非水性溶媒のポリエチレンテレフタレー
トの芳香族及び脂肪族エステル残基との相互作用の本質
に関する形態学の影響」〔Bimodal Character of Polye
ster-Solvent Interactions. III.The Effects of Morp
hology on the Nature of the Aromatic and the Aliph
atic Ester Residues of Poly(ethylene Terephthalat
e)〕Journal ofApplied Polymer Science, 第21巻、267
-276 頁、1977年、に示されたハンセン（Hansen）溶解
性パラメーターによって決定される。なお、ここに挙げ
た文献及び参考は、引用によってそのまま本明細書に含
まれる。上記で引用した文献では、ノックスはポリエス
テルに関して相互作用の範囲について議論している。ポ
リエステルについての相互作用の範囲の決定に関する教
示は、当業者によってポリオレフィンに適用される。
【００１７】例えば、ポリオレフィンがポリプロピレン
である場合は、ポリオレフィンに溶解性がある疎水性部
分は、以下に示した範囲内に完全に属する溶解性パラメ
ーター（分散性、極性及び水素結合）を有するべきであ
る。該範囲は、上で引用したノックスによる文献に記載
されているように、ポリエチレンテレフタレートの脂肪
族残基の長さに関連して、脂肪族炭化水素のモデルとし
てヘキサン（分散性７．２４、極性＝０、水素結合＝
０）を使用して計算している。該溶解性パラメーター
は、相互作用の範囲を定義している。
【００１８】 分散性 極性 水素結合 範囲（最大） ９．４０５ ２．２１ ２．２１ （最小） ５．０７５ ０ ０
【００１９】一般に、疎水性部分の溶解性は、ポリオレ
フィン物品を形成するポリオレフィン中に存在する繰り
返し単位の１つを前記部分に含ませることによって確保
することができる。例えば、処理されるべき物品が以下
の式：
【００２０】
【化５】 −（ＣＨ2 ＣＨ2 ）− によって表される繰り返し単位を有するポリエチレンを
含むならば、疎水性部分の溶解性は、以下の式：
【００２１】
【化６】 −（ＣＨ2 ＣＨ2 ）− によって表される繰り返し単位を含む前記部分を有する
ことによって確保される。この繰り返し単位は該ポリエ
チレンに存在する繰り返し単位と同じである。同じく、
ポリオレフィンの繰り返し単位が、疎水性部分と構造的
に類似している場合は、より好ましい溶解性が生まれ
る。従って、式：
【００２２】
【化７】 −（ＣＨ2 ＣＨ2 ）− によって表される繰り返し単位を含む疎水性部分は、
式：
【００２３】
【化８】 −（ＣＨ2 ＣＨ（ＣＨ3)）− によって表されるポリプロピレン中に概して溶解すると
いうことが理解される。
【００２４】疎水性部分としての用途に好適な他の部分
の例には、飽和炭化水素、モノまたはポリ不飽和炭化水
素、機能化された炭化水素等がある。変性用部分は、概
して、ポリオレフィン物品を形成するポリオレフィン中
に溶解しない。本明細書で使用する場合、変性用部分の
繰り返し単位から形成されたホモポリマーが、該ポリオ
レフィンの相互作用の範囲内ではない場合は、その変性
用部分は該ポリオレフィンに不溶性であると考えられ
る。個々のポリオレフィンについての相互作用の範囲
は、ノックスが記載したようにして決定できることを再
度繰り返す。
【００２５】例えば、ポリオレフィンがポリプロピレン
である場合、ポリプロピレンに不溶性である親水性変性
用部分は上記の範囲内に属さない溶解性パラメーター
（分散性、極性及び水素結合）を有しなければならな
い。具体的には、ポリオレフィン物品が上に示した式で
表されるポリプロピレンを含む場合、親水性変性用部分
は、以下の式：
【００２６】
【化９】 −（ＣＨ2 ＣＨ2 Ｏ）− によって表すことができる。従って、ポリオレフィンが
ポリプロピレンである場合、本発明で使用するのに適す
るコポリマー材料は、式：
【００２７】
【化１０】 −（ＣＨ2 ＣＨ2 ）X （ＣＨ2
ＣＨ2 Ｏ）Y − によって表すことができる。
【００２８】上記の例において、Ｘに付加して先行して
いる繰り返し単位は、ポリプロピレンに溶解する疎水性
部分であり、Ｙに付加して先行している部分は、概して
ポリプロピレンに不溶性である親水性部分である。ま
た、該コポリマー組成物は、以下の式：
【００２９】
【化１１】 （CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COO)X (C
H2-CH2-O) Z または、
【００３０】
【化１２】 (CH3-(CH2)5-CH(OH)-CH=CH-(CH2)7-C
OO) X (CH2-CH2-O) Z （式中、Ｘ及びＹは整数である。）によって表すことが
できる。Ｘに付加して先行している部分は、疎水性部分
であり、Ｚに付加して先行している部分は、親水性部分
である。
【００３１】コポリマー材料の変性用部分を形成するこ
とのできる他の部分の例には、（ＣＦ3)X 、（Ｃ
Ｆ2)X 、（ＳＯ3)- Ｘ+ 、ＳｉＯ2 、ＣＯＯＨ、ＯＨ、
ＮＯ2 、ＣＮ等がある。（ＳＯ3)- Ｘ+ 部分の例には、
スルホン化キャスター油（ナトリウム塩型）に結合して
いるような（ＳＯ3)- Ｎａ+ がある。特定のポリオレフ
ィン材料を処理する際に使用するコポリマー材料の的確
な選択は、実験を介して比較的容易に決定することがで
きる。該コポリマー材料は、ポリオレフィン中に溶解す
る少なくとも１つの疎水性部分及び、ポリオレフィン中
で概して不溶性である少なくとも１つの変性用部分（親
水性であることが好ましい）を含むことが要求される。
コポリマー材料は、２またはそれ以上の疎水性部分及び
／または２またはそれ以上の親水性部分を含んでもよい
と理解されるべきである。コポリマー材料は、約１０，
０００未満の重平均分子量（ＭW ) を有することが好ま
しい。適用が容易であるので、コポリマー材料は、室温
（〜２３℃）で液体であることが最も好ましい。
【００３２】コポリマー材料は、ポリオレフィンと熱融
合される。本明細書で用いる場合、「熱融合された」と
う語は、ポリオレフィンがそのガラス転移温度以上であ
るときにコポリマー材料が該ポリオレフィン物品の表面
に接触した状態に関連している。ポリオレフィン物品の
表面に接触するということは、コポリマー材料がポリオ
レフィンに局所的に適用され、ポリオレフィンのすべて
とはあまり混ざり合わない状態に関連している。本明細
書に記載しているように、ポリオレフィンとコポリマー
材料との熱融合は、熱融合によって形成されていない類
似の変性表面よりも概してより一時的なものではない変
性表面を有するポリオレフィンを生成する、ということ
を本発明者らは発見した。
【００３３】何らかの理論に縛られることを意図しない
が、ポリオレフィン物品に対するコポリマー材料の熱融
合は、その溶解性で疎水性部分をポリオレフィン物品中
に溶解させて前記ポリオレフィンのポリマー鎖中にから
まるものと推論される。コポリマー材料の不溶性変性用
部分は、ポリオレフィンｆに溶解せずにポリオレフィン
物品の表面上に残存する。このようにして、変性用部分
は、例えば、ポリオレフィンの表面への親水特性という
変性を行うのである。
【００３４】熱融合は、例えば、先に議論した米国特許
第 4,578,414号において記載されているブルーミング法
とは相違する。ブルーミング法に従えば、吸水剤が溶融
したポリオレフィン材料中に混合され、ポリオレフィン
／吸水剤ブレンドから形成された繊維の表面に「ブルー
ム」が生じることが予定される。該吸水剤はこのブルー
ミング現象を示すものが選択されなければならない。全
ての吸水剤がこの挙動を示すとは限らない。例えば、吸
水剤が、Ａブロックが疎水性であるＡ‐Ｂ‐Ａ型ブロッ
クコポリマーである場合には、ポリオレフィン材料中の
Ａブロックの強い引力のために、親水性Ｂブロックはブ
ルームできないかもしれない。また、殆どすべての吸水
剤の一定量が、概して、ポリオレフィン中に残存してそ
の表面にブルームしてこないということも考えられる。
従って、望まれる程度の吸水性を獲得するには、すべて
の吸水剤が役に立った場合に必要とされる濃度よりも高
濃度の吸水剤を使用しなければならない。ポリオレフィ
ンに対するコポリマー材料の熱融合によって、本発明で
はブルームする原料を使用する必要がなく、使用したコ
ポリマー材料をより充分に役立たせるものと考えられ
る。
【００３５】変性用部分が親水性である場合は、ポリオ
レフィンに対するコポリマー材料の熱融合は、概して公
知の方法よりもより耐久性のある親水性表面を生成す
る。しかしながら、熱融合されたコポリマー材料の疎水
性部分を、ポリオレフィンからほどけた状態にし、洗い
流すことも可能である。もしも、コポリマー材料の親水
性部分が高度に親水性で、水に対する強い親和性を有し
ている場合には、これはより行い易い。そのような場
合、前記コポリマー材料で処理されたポリオレフィン材
料を水性条件下に置いた場合は、水による親水性部分の
引力が、疎水性部分をポリオレフィン中に保持している
力よりも強くなり得、その結果、コポリマー材料が水中
に移行するのを可能にしているポリオレフィンから疎水
性部分を放出させるのである。
【００３６】Ａ‐Ｂ‐Ａ型ブロックコポリマーは、本発
明で使用するのに好ましいものと考えられる。具体的に
は、Ａブロックがポリオレフィン中に溶解するので、親
水性Ｂブロックはより堅固に固定され得る。親水性部分
を含むコポリマー材料が望ましくなく一時的なものであ
るか否かを決定する１つの方法は、処理したポリオレフ
ィン物品を洗浄し、その水相の表面張力を測定すること
である。コポリマー材料が一時的でポリオレフィンから
引き離されるものであるならば、水相の表面張力は低い
ものとなる。この方法において、種々の表面処理剤の相
対的な永続性を比較することが可能である。このこと
は、もちろん、当初に存在させるべき所定量の、過剰で
ない表面処理剤の量を見積もることを可能にする。もし
も、過剰量の表面処理剤が存在していれば、その過剰量
を洗い落とすことが期待され得る。コポリマー材料をそ
の表面に有する本発明のポリオレフィン物品が、吸水性
を維持しながらかつ熱融合していないコポリマー材料を
表面に有する物品と同じ程度に洗浄水の表面張力を低下
することなしに、より多くの洗浄／乾燥の繰り返しサイ
クルを経ることができる場合は、本発明のポリオレフィ
ン物品は、コポリマー材料をその表面に有するとはいえ
熱融合されていない類似のポリオレフィン物品よりも一
時的なものではないと考えられる。洗浄／乾燥サイクル
を行う際に使用する具体的な試験方法は、実施例に関連
して以下に示している。
【００３７】一般に、本発明のポリオレフィン物品は、
実施例に関連して以下に記載したように、その親水特性
を失うことなしに少なくとも３回の洗浄／乾燥サイクル
を経ることができるのが望ましい。また、該物品が、３
回目に使用した洗浄水の表面張力を５dyn/cmを超えて低
下させることなしに３回の洗浄／乾燥サイクルを、好ま
しくは、３回目に使用した洗浄水の表面張力を３dyn/cm
を超えて低下させることなしに少なくとも３回の洗浄／
乾燥サイクルを経ることが一般的に好ましい。
【００３８】また、本発明のポリオレフィン物品は、実
施例に関連して以下に記載したように、該ポリオレフィ
ン物品の表面に当初に熱融合したコポリマー材料の約２
０％以上を失うことなしに少なくとも３回の洗浄／乾燥
サイクルを経ることができるのが望ましい。ここに記載
したポリオレフィン物品を形成するポリオレフィンを製
造する方法は、当業者に知られている。同じく、本発明
の表面処理剤を形成するコポリマー化合物を製造する方
法も同様によく知られている。更に、本発明での使用に
適しているコポリマー化合物の多くは市販されている。
このことは、実施例に関連して以下により詳細に説明す
る。
【００３９】好ましい態様においては、本発明のコポリ
マー材料は、疎水性部分と親水性変性用部分とを、５：
１〜約１：５、好ましくは約２：１〜約１：２の比率で
含む。疎水性部分の数が、親水性である変性用部分の数
と比較して比較的低い場合には、コポリマー化合物は、
比較的大きい数の親水性部分に起因する親水性部分と水
との間のより強い引力のために、より一時的なものにな
ると推定される。逆に、疎水性部分の数が、親水性部分
の数に比較して比較的大きい場合は、コポリマー化合物
は一般にあまり一時的なものにならないと考えられる
（また、おそらく、該表面を親水性の低いものにするだ
ろう）。このことは、もちろん、親水性部分の親水度だ
けではなく、疎水性部分とそのポリオレフィンとの間の
溶解度にも依存している。
【００４０】一般に、親水性変性用部分は、約４５〜約
３０００、好ましくは約１５０〜約２０００の分子量を
有するのが望ましい。疎水性部分は、約７５〜約３００
０、好ましくは約７５０〜約２０００の分子量を有する
のが一般に望ましい。例えば、疎水性部分の分子量が約
７５未満であれば、該部分はポリオレフィン中に溶解し
絡み合うには鎖長が不充分である。そのような場合、コ
ポリマー材料は一時的なもので望ましくない。逆に、親
水性変性用部分の分子量が約３０００より大きい場合
は、該コポリマー材料は親水性が強すぎて、やはり一時
的なものとなる。
【００４１】本発明のコポリマー材料は、ポリオレフィ
ン物品に望ましい程度の表面変性を与えるのに充分な量
で、ポリオレフィン物品に適用することができる。ポリ
オレフィン物品に適用するコポリマー材料の量は、変性
用部分の相対的な有効性、コポリマー材料中の変性用部
分に対する疎水性部分の比率、変性用部分の相対的な溶
解性（変性用部分がポリオレフィン中で不溶性であれば
あるほど、より多くに変性用部分がポリオレフィン物品
の表面上に残存する）等を含む様々な要因に依存する。
それでも、一般的に、該コポリマー組成物は、ポリオレ
フィン物品の表面上に存在する変性用部分の量が少なく
とも総表面積の約０．１％、好ましくは少なくとも総表
面積の約２．０％になるように、ポリオレフィン物品に
適用される。
【００４２】第２の局面において、変性された部分を有
する疎水性ポリオレフィンからできた物品を提供する方
法に関する。該方法は、疎水性ポリオレフィンを含む物
品の表面を、疎水性部分と変性用部分とを含むコポリマ
ー材料と接触させる工程を含む。この疎水性部分とコポ
リマー材料については上述した。接触されるポリオレフ
ィン物品がそのガラス転移温度以上であるときに、該ポ
リオレフィン物品の表面をコポリマー材料と接触させ
る。ポリオレフィンの温度がそのガラス転移温度以上で
ある間に、該ポリオレフィンとコポリマー材料を接触さ
せる方法であれば、いかなる方法も本発明に使用するの
に適している。
【００４３】本発明の方法の好ましい態様においては、
ポリオレフィンを押出したあと即座にポリオレフィンと
コポリマー材料を接触させる。例えば、親水特性を示す
ポリオレフィン繊維を形成させることが望まれている場
合には、ポリオレフィンを、例えば、繊維の形状に押出
したあと即座に該ポリオレフィンに（親水性変性用部分
を有する）コポリマー材料を接触させることが特に望ま
しいことを本発明者らは発見した。
【００４４】１つの態様においては、ポリオレフィンが
押出しダイ末口に射出するときにコポリマー材料の水溶
液をスプレーしてもよい。特に一時的ではない親水性表
面を有するポリオレフィンを生産するため、かような方
法が見出された。具体的には、ポリオレフィンは、それ
が押出しダイを射出するときに、当業者にダイスエルと
して知られている現象を受ける。「ダイスエル」とは、
押出しダイから圧力で押出された材料が、押出し後に膨
張する状態に関連している。ポリオレフィンがダイスエ
ルを受けているときにポリオレフィンをコポリマー材料
に接触させることによって、該ポリオレフィンとコポリ
マー材料の疎水性部分の間に、よりよい絡み合いが達成
されると考えられる。それでも、ポリオレフィンがその
ガラス転移温度以上の温度である間にポリオレフィンと
コポリマー組成物が接触状態にある限り、該ポリオレフ
ィンがダイスエルを受けている間に該ポリオレフィンを
コポリマー組成物と接触させる必要はない、ということ
が理解されるべきである。
【００４５】ポリオレフィンが繊維の形状で押出しダイ
を射出しているときにコポリマー材料をポリオレフィン
に適用する場合、該コポリマー組成物を、総重量を基準
としてコポリマー組成物を約０．１〜１０、好ましくは
０．５〜３．０重量％を含有する水溶液または分散液の
形で、該ポリオレフィンに好適に適用する。また、ポリ
オレフィンを含む物品を形成し、該ポリオレフィンのガ
ラス転移温度以下の温度に冷却してもよい。次いで、該
物品上にコポリマー材料を適用し、該ポリオレフィンの
ガラス転移温度以上の温度に該物品を加熱してもよい。
一般に、温度が高ければ高いほど、かかる温度で疎水性
部分とポリオレフィンの間に望ましい程度の絡み合いを
達成するのに要する時間は短くて済む。
【００４６】別の局面において、本発明者らは、本発明
に従ってコポリマー材料で処理したポリオレフィン繊維
は、改良された風合いを有することを発見した。即ち、
本発明のポリオレフィン物品は、繊維の形状で織布また
は不織布ウェブを形成した場合に、本発明に従ってコポ
リマー材料で処理していない類似のポリオレフィン繊維
よりも感触がより柔軟である。この改良された風合い
は、コポリマー材料の存在によって個々の繊維の間の摩
擦係数が低下した結果生じたものと推論される。なお、
かかる推論に縛られることを意図するものではない。改
良された風合いがコポリマー材料の存在を原因とする点
で、洗浄操作がコポリマー材料を除きそれによって適度
に柔軟な風合いをも取り除いてしまうことがないよう
に、コポリマー材料が一般に一時的なものではないこと
が一層重要である。
【００４７】本発明に従って変性された結果親水性表面
を有するポリオレフィン繊維は、おむつ、大人用失禁用
製品、女性用ナプキン、包帯等の如きパーソナルケア製
品における使用に好適である。そのような場合、本発明
のポリオレフィン繊維は、メルトブローン布不織布（me
lt blown fabrics spunbonded fabrics)等の如き不織布
に形成される。該不織布は、一般に、約０．００５〜約
０．３ｇ／cm3 の密度を有する。かかる不織布は、複数
回の尿がそれを通るのを可能にするので、バックシート
以外の構成部分としておむつに使用することができる。
おむつ及び他の類似の製品は、ボーランド（Boland）ら
に１９８７年１２月１日に付与された米国特許第 4,71
0,187号；ロエスラー（Roessler）らに１９８８年８月
９日に付与された同第 4,762,521号；プロキシマイヤー
（Proxmire）らに１９８８年９月１３日に付与された同
第 4,770,656号；及びメイヤー（メイヤー）らに１９８
９年１月１７日に付与された同第 4,798,603号に一般的
に記載されており、これら参考文献は引用によって本明
細書に含まれる。
【００４８】以下の（比較例を含む）実施例を参照する
ことによって、本発明を最もよく理解できる。これら実
施例は、特許請求の範囲に記載した発明の範囲をいかな
る方法においても限定することを意図したものではな
い。
【００４９】
【実施例】以下のすべての実施例において以下の試験方
法を用いた。特に指定しない限りすべての％は重量％で
ある。流出試験 図１は、これら流出測定の実施に使用した装置を示した
ものである。図１を参照すると、傾斜プラットホーム１
０が備わっている。プラットホーム１０は、ベース１２
と傾斜面１４とを含む。傾斜面１４は、３５．６cm（１
４インチ）の幅とその横断中央線に沿って５５．９cm
（２２インチ）の長さを有している。該傾斜面１４は、
３０°の角度で傾斜している。斜面１４の下端１６に配
置されているのは、Ｖ‐型遮断手段１８である。Ｖ‐型
遮断手段１８は、Ｖ‐型遮断手段１８の中央に位置する
穴２０の中に向かって傾斜面１４を流れ下る液体を回収
するためのものである。傾斜面１４の上部に吊り下がっ
ているのは計量ロート２２である。計量ロート２２は、
１００mlの液体を保持できるように適合されており、液
体はバルブ２４を介して傾斜面１４の上に注ぎ落とされ
る。傾斜面１４の上部のバルブ２４の高さは、サンプル
が傾斜面１４上で正しく試験されるように、バルブ２４
とサンプルの間に１０mmの隙間がとれるように調節でき
る。
【００５０】凡そ長方形である幅２０．３２cm（８イン
チ）及び長さ３８．１cm（１５インチ）の試験サンプル
を使用した。該試験サンプルをその４隅をテープで止め
て傾斜面１４上に載せた。該試験サンプルを傾斜面１４
の凡そ中央に置き、ロート２２を該試験サンプルの下端
（最も低い縁）から約２００mm（７．８インチ）の位置
で、かつ、該サンプル上の横方向の中央に配置した。該
試験サンプルの表面上約１０mmにバルブ２４を配置し
た。ロート２２中に１００mlの水を入れた。水温は３５
℃であった。穴２０の下に回収装置を置いた。バルブ２
４を開け、約１５分を要してロート２２中の１００mlの
水を注ぎ落とした。流出して回収装置に集められた水の
量を計量し記録した。
【００５１】洗浄／乾燥サイクル 凡そ長方形である幅２０．３２cm（８インチ）及び長さ
３８．１cm（１５インチ）の試験サンプルを使用した。
該試験サンプルを１リットルの室温（２３℃）水中に入
れた。該サンプルを撹拌器で１５〜２０回転／分で撹拌
しながら２分間水中に入れたままにした。次いで、該試
験サンプルを洗浄水から出し、余分の水を絞って洗浄水
に戻した。該サンプルを空気中で一晩乾燥し、望ましい
回数だけこの操作を繰り返した。各洗浄／乾燥サイクル
毎に新しい水を使用し、各洗浄／乾燥サイクル後毎に洗
浄水の表面張力を測定した。フィッシャー（Fischer
TM）張力メーターを使用してＡＳＴＭ試験法Ｄ１５９
０‐６０に従って、水の表面張力を測定した。
【００５２】実施例１ メルトブローン（meltblown)ポリエチレン及びポリプロ
ピレンウェブを以下のようにして作った。商標Ａｓｐｕ
ｎTMでダウ・ケミカル社から販売されているポリエチレ
ンペレット及び商標ＰＦ０１５でハイモント（Himont）
社から販売されているポリプロピレンペレットを使用し
た。ＷｈｉｔｌｏｃｋTMドライヤー（乾燥空気）中で最
低２時間１０４．４℃（２２０°Ｆ）で該ペレットを乾
燥した。次いで、該ペレットをジョンソン・プラスチッ
ク押出し機（Johnson Plastics Extruder)に移し、メル
トブローン法で押し出した。表１により詳細に記載した
のと殆ど同じ加工条件でウェブを形成した。ポリマーが
押出しダイ末口を射出したとき、１またはそれ以上の以
下の材料の水溶液を該ポリマーに適用した：
【００５３】商標ＣＯ‐８でマザー（Mazer)ケミカル社
から販売されている、エトキシレート化キャスターオイ
ルであるＭａｐｅｇTMＣＯ‐８；及びマザーケミカル社
から販売されている、エトキシレート化ジオレイン酸で
あるＭａｐｅｇTMＤＯ‐４００
【００５４】水溶液中に存在する種々の材料の濃度を表
１に記載した。該水溶液を、ポリマーが溶融状態で押出
しダイ末口を射出したときにポリマーにスプレーした。
マスター・フレックス・ポンプ(Master FlexTM Pump)で
スプレーブームまで溶液を送り出すスプレーブームを使
用して、該水溶液を溶融したポリマー上にスプレーし
た。２．８３ｇのポリマーが約２．８３ｇの水溶液を受
けるようにスプレーした。すべてのメルトブローン・ウ
ェブは、表１に記載した基本重量を有する。
【００５５】ポリエチレン（サンプル１）及びポリプロ
ピレン（サンプル２）メルトブローン・ウェブのコント
ロールサンプルを、ポリマーが押出しダイ末口を射出す
る際にいかなる水溶液も適用せずに調製した。種々の形
成条件及び使用したポリマーを表１に示した。
【００５６】
【表１】 表 １ ──────────────────────────────────── サンプル １* ２* ３ ４ ５ ６ ──────────────────────────────────── ポリマーのタイプ*1 PE PP PP PP PE PE バレルゾーン１（℃／°F) 249/480 288/550 288/550 288/550 249/480 249/480 バレルゾーン２ 260/500 299/570 299/570 299/570 260/500 260/500 バレルゾーン３ 271/520 304/580 304/580 304/580 271/520 271/520 トランスファーゾーン 277/530 310/590 310/590 310/590 277/530 277/530 （１−２）（℃／°F) バルブゾーン（℃／°F) 271/520 310/590 310/590 310/590 271/520 271/520 ダイゾーン（１−５） 277/530 310/590 310/590 310/590 277/530 277/530 （℃／°F) ダイ温度（℃／°F) 273/524 312/593 312/593 313/595 273/524 273/523 バレル圧（×１０） 2.5/35 3.0/43 3.0/43 3.1/44 2.5/35 2.5/35 （kg重/cm2／psig) ダイ圧（kg重/cm2／psig) 12/175 11/150 11/150 11/151 12/175 12/176 スクリュー速度（RPM) 90 90 90 90 90 90 押出機モーターアンプ 50 80 80 80 50 50 ポリマー押出量 0.77/1.7 .68/1.5 .68/1.5 .68/1.5 .77/1.7 .77/1.7 （kg/hr ／lbs/hr) クロマロックス温度 284/543 309/588 309/588 309/589 284/543 285/545 （℃／°F) クロマロックス空気圧 0.28/4.0 .35/5.0 .35/5.0 .35/5.0 .28/4.0 .28/4.0 （kg重/cm2／psi) 添加剤 なし なし CO-8 CO-8 DO-400 DO-400 濃度（水中の％添加剤） -- -- 2 2 2 2 スプレー速度（ml/ 分） -- -- 400 400 400 400 成形ドラム真空度 5.1/2 5.1/2 5.1/2 5.1/2 5.1/2 5.1/2 （水柱cm／水柱インチ） 成形距離、水平（cm／インチ）0 0 0 0 0 0 成形距離、垂直（cm／インチ）31/12 31/12 31/12 31/12 31/12 31/12 基本重量（ウェブ）（ｇ） 14.5 14.5 14.5 29.0 14.5 29.0 ──────────────────────────────────── ＊ 本発明の実施例に該当せず。 *1 ＰＥ＝ポリエチレン；ＰＰ＝ポリプロピレン 次いで、このようにして調製したサンプルを上記の流出
試験及び洗浄／乾燥サイクル試験に付した。これら試験
の結果を表２に示した。
【００５７】
【表２】 表 ２ ─────────────────────────────────── サンプル １* ２* ３ ４ ５ ６ ───────────────────────────────────洗浄／乾燥サイクル*1 サイクル１ -- -- 15.0 18.1 12.8 23.3 サイクル２ -- -- 4.6 14.2 2.7 0.3 サイクル３ -- -- 2.9 4.5 2.0 0 流出*2 洗浄前 100 100 0 0 0 0 洗浄１ 100 100 0 1 0 0 洗浄２ 100 100 0 0 0 0 洗浄３ 100 100 0 0 7 0 ─────────────────────────────────── ＊ 本発明の実施例に該当せず。 *1 dyn/cmを単位とする表面張力で表示した。 *2 回収量をmlで表示した。
【００５８】表２から明らかなように、本発明の試験サ
ンプルは、洗浄／乾燥サイクル中にいくらかの量のコポ
リマー材料を放つ。それにもかかわらず、流出データ
は、該サンプルが吸水性を維持していることを示してい
る。非吸水性サンプル（１及び２）では、実質的にすべ
ての水が試験サンプルから流出し回収されている。本発
明の吸水性サンプル（３〜６）は、水をその中に通しこ
れを保持している。これは、３回洗浄してもそのままで
ある。
【００５９】実施例２ ２３．７ｇ／m2の基本重量を有するポリプロピレンの不
織サンプルウェブを、総重量を基準にして２重量％のＣ
Ｏ‐８を含有する水溶液中に浸すことによって二次成形
処理した。次いで、該サンプルをオーブンに入れ、約１
５秒間該ポリプロピレンのガラス転移温度以上の温度
〔〜１２１℃（〜２５０°Ｆ）〕に昇温した。ポリプロ
ピレンウェブのコントロールサンプルも調製した。該コ
ントロールウェブは、商標トリトン（TritonTM）Ｘ‐１
０２でローム＆ハース（Rohm & Haas)社から販売されて
いる非イオン性界面活性剤で処理したものまたは未処理
のものであった。トリトンで処理したコントロールウェ
ブを２重量％のトリトンを含有する水溶液中に浸した。
数サンプルは、ポリプロピレンのガラス転移温度以上の
加熱処理に付さなかった。次いで、該サンプルを上記の
流出試験に付した。この試験の結果を表３に示した。
【００６０】
【表３】 表 ３ 流出試験*1 ──────────────────────────────────── ポリ 温度 時間 洗浄回数*2 マー 添加剤 ℃ 秒 洗浄前 1 2 3 4 5 6 7 8 ──────────────────────────────────── PP CO-8 〜121 〜15 0 1.5 2.3 3.0 5.0 10.2 13.0 15.0 3.0 PP* -- 〜121 〜15 100 100 100 100 100 100 100 100 100 PP* トリトン 〜121 〜15 0 100 100 100 100 100 100 100 100 PP* CO-8 -- -- 0 100 100 100 100 100 100 100 100 PP* トリトン -- -- 0 100 100 100 100 100 100 100 100 ──────────────────────────────────── ＊ 本発明の実施例に該当せず。 *1 回収量をmlで表示した。 *2 洗浄／乾燥サイクル試験法に記載した通りに洗浄を
行った。
【００６１】表３から明らかなように、本発明のサンプ
ルだけが最初の洗浄後に少ない流出量である。これは、
本発明の表面処理剤の永続的特性を示している。洗浄前
の流出量が少ないコントロールサンプルは、表面処理剤
のその非永続的特性のために最初の洗浄後に高い流出量
を示すようになる。当業者は、本発明について、その範
囲から離れることなく多くの変化が可能であることを認
識するであろう。従って、上記の詳細な説明及び実施例
は、単に説明のためのものであり、いかなる態様におい
ても、特許請求の範囲に記載した本発明の範囲を限定す
るものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】流出測定を行うための試験装置の斜視図であ
る。
フロントページの続き (72)発明者 ロバート ジョン フェラン アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54915 アップルトン ブリーズウッド ドライヴ ダブリュー2772 (56)参考文献 特開 昭54−144474（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−88863（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08J 7/00 - 7/18

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 疎水性ポリオレフィンを含み、かつ、変
    性された表面を有する物品を製造する方法であって、前
    記疎水性ポリオレフィンの表面を、前記疎水性ポリオレ
    フィンがそのガラス転移温度以上である間に、コポリマ
    ー材料と接触させ、それによって、前記疎水性ポリオレ
    フィンに該コポリマー材料を熱融合することを特徴と
    し、ここで、該コポリマー材料は、前記ポリオレフィン
    に溶解性である疎水性部分及び前記ポリオレフィンに不
    溶性である変性用部分とを含むものである方法。
  2. 【請求項２】 接触に際して、前記疎水性部分が前記ポ
    リオレフィン中に溶解し、前記変性用部分が前記ポリオ
    レフィンの表面に残っている、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記接触工程の間、前記ポリオレフィン
    が実質的に溶融している、請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 更に、前記ポリオレフィンの表面を前記
    コポリマー材料と接触させる前に、前記疎水性ポリオレ
    フィンを押出す工程を含む、請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記疎水性ポリオレフィンを押出した
    後、即座に前記ポリオレフィンを前記コポリマー材料と
    接触させ、前記接触工程中に該ポリオレフィンにダイス
    エルを受けさせる、請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記コポリマー材料が、接触工程中、水
    溶液の形である、請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 該ポリオレフィンが、前記コポリマー組
    成物が前記ポリオレフィンに接触する際にダイスエルを
    受ける、請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 該変性用部分が親水性である、請求項１
    記載の方法。
  9. 【請求項９】 該変性用部分が、式： 【化１】 −（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）− で表される繰り返し単位を有する、請求項８記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】 疎水性ポリオレフィンを含み、かつ、
    変性された表面を有する物品を製造する方法であって：
    前記疎水性ポリオレフィンを溶融して溶融ポリオレフィ
    ンを形成し；押出し後即座にダイスエルを受けさせるの
    に充分な圧力で前記溶融ポリオレフィンを押出し；そし
    て、押出し後即座に、前記溶融ポリオレフィンに、前記
    溶融ポリオレフィンに溶解性の疎水性部分及び前記溶融
    ポリオレフィンに不溶性である親水性部分とを含むコポ
    リマー材料を適用して、前記コポリマー材料を適用した
    時点で、該溶融ポリオレフィンにダイスエルを受けさせ
    ることを含む方法。
  11. 【請求項１１】 更に、前記コポリマー材料の溶融ポリ
    オレフィンへの適用後に、該溶融ポリオレフィンを急冷
    する工程を含む、請求項１０記載の方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１記載の方法に従って製造した
    物品。
  13. 【請求項１３】 請求項１０記載の方法に従って製造し
    た物品。
  14. 【請求項１４】 変性された表面を有するポリオレフィ
    ンを含むポリオレフィン物品であって：疎水性ポリオレ
    フィンから形成された基礎ポリオレフィン物品；及び、
    前記基礎ポリオレフィン物品の表面に熱融合した、前記
    ポリオレフィンに溶解性である疎水性部分及び前記ポリ
    オレフィンに不溶性である変性用部分：とを含むコポリ
    マー材料、を含む物品。
  15. 【請求項１５】 前記変性用部分が親水性である、請求
    項１４記載のポリオレフィン物品。
  16. 【請求項１６】 前記変性用部分が、式： 【化２】 −（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）− で表される繰り返し単位を有する、請求項１５記載のポ
    リオレフィン物品。
  17. 【請求項１７】 前記コポリマー材料が、式： 【化３】 （式中、Ｘ及びＺは整数である。）で表される、請求項
    １４記載のポリオレフィン物品。
  18. 【請求項１８】 前記コポリマー材料が、式： 【化４】 （式中、Ｘ及びＺは整数である。）で表される、請求項
    １４記載のポリオレフィン物品。
  19. 【請求項１９】 前記ポリオレフィンに熱融合した前記
    コポリマー材料の表面が、永続的な吸水性を有する、請
    求項１５記載のポリオレフィン物品。
  20. 【請求項２０】 前記ポリオレフィンがポリプロピレン
    である、請求項１５記載のポリオレフィン物品。
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