JP4711679B2 - イオントリガ可能なカチオン系ポリマーを用いた湿潤拭取り材 - Google Patents
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Description
本発明はさらに、湿潤拭取り材のための適切な湿潤配合物を開示する。本発明のポリマー組成物を用いる湿潤拭取り材は、貯蔵の間安定しており、使用中に所望のレベルの湿潤強度を維持し、有機溶媒を比較的含まないか又はほぼ含まない湿潤配合物か又は洗浄剤で湿潤される。ここで用いられる「ほぼ含まない」という用語は、ほんの僅かな又は取るに足らない量を含有することを意味する。
本発明のこれらの及び他の目的、特徴、及び利点は、開示された実施形態の以下の詳細な説明及び特許請求範囲の請求項を読むことにより明らかとなるであろう。
本発明のイオントリガ可能カチオン系ポリマーは、ビニル官能性カチオン系モノマーと、4までの大きさの炭素長のアルキル側鎖を有する1つ又はそれ以上の疎水性ビニルモノマーとの重合生成物である。好ましい実施形態においては、本発明のイオントリガ可能カチオン系ポリマーは、ビニル官能性カチオン系モノマーと、炭素数4までのアルキル側鎖が不規則に組み込まれた1つ又はそれ以上の疎水性ビニルモノマーとの重合生成物である。さらに、炭素数4又はそれより長い直鎖又は分岐アルキル基、アルキルヒドロキシ基、ポリオキシアルキレン、又は他の官能基を有する少量の別のビニルモノマーを使用することができる。イオントリガ可能なカチオン系ポリマーは、ティッシュ、空気堆積パルプその他の不織ウェブのための接着剤として機能し、塩溶液、特に塩化ナトリウム中の十分な使用時強度(典型的には>300g/インチ)を与える。不織ウェブはまた、水道水(金属イオンが200ppmまでの硬水を含む)中で分散可能であり、典型的にはそれらの湿潤強度のほとんど(<30−75g/インチ)を24時間又はそれより短い時間で失う。
重合温度は、使用される重合溶媒、モノマー及び開始剤に応じて変えてもよいが、一般に、約20℃から約90℃までの範囲である。重合時間は通常約2から約8時間までの範囲に及ぶ。
上述のように、本発明のカチオン系ポリマー配合物は、単一のトリガ可能なカチオン系ポリマーか、或いは、少なくとも1つのポリマーはトリガ可能なポリマーである2つ又はそれ以上の異なるポリマーの組合せから形成される。第2のポリマーを、コバインダポリマーとしても良い。コバインダポリマーは、トリガ可能なカチオン系ポリマーと組み合わされたときに、コバインダポリマーが望ましくはトリガ可能なカチオン系ポリマー中で大きく分散する、すなわちトリガ可能なカチオン系ポリマーが望ましくは連続相となり、コバインダポリマーが望ましくは不連続相となるようなタイプ及び量である。コバインダポリマーはまた、幾つかの付加的な基準を満たせることが望ましい。例えば、コバインダポリマーは、イオントリガ可能なカチオン系ポリマーのガラス転移温度より低いガラス転移温度、すなわちTgをもつことができる。さらに又は或いは、コバインダポリマーは、水に溶けないものとすることができる、すなわちイオントリガ可能なカチオン系ポリマーの剪断粘度を減らすことができる。コバインダは、トリガ可能なポリマーの固体質量に対して約45%又はそれ以下、特定的には約30%又はそれ以下、より特定的には約20%又はそれ以下、もっと特定的には約15%又はそれ以下、最も特定的には約10%又はそれ以下のレベルで存在することができ、例示的な範囲は、約1%から約45%までか又は約25%から約35%まで、並びに約1%から約20%までか又は約5%から約25%までである。水に溶けない結合部又はフィルムを形成する可能性をもつコバインダについては、存在するコバインダの量は、コバインダが、十分に架橋された、すなわち不溶性の結合を形成して、処理された基体の分散性を脅かすことができない不連続相のまま残るのに十分低いものとすべきである。
本発明のコバインダポリマーは、ポリマーの最終的な使用に応じて変化する平均分子量をもち得る。コバインダポリマーは、約500,000から約200,000,000グラム毎モルまでの範囲の重量平均分子量をもつ。より望ましくは、コバインダポリマーは、約500,000から約100,000,000グラム毎モルまでの範囲の重量平均分子量をもつ。
一実施形態においては、有効なコバインダポリマーがイオントリガ可能なカチオン系ポリマー配合物の一部に置き換わり、コバインダポリマーを含有せず、所与の引張強度を達成するのに十分なレベルのイオントリガ可能なカチオン系ポリマー配合物を含むこと以外は同一である予め湿らされた拭取り材に対し、低い剛性、良好な触覚特性(例えば潤滑性又は滑らかさ)、又は減少したコストの少なくとも1つをもつ予め湿らされた拭取り材における所与の強度レベルを達成できるようにする。
VINNEK(登録商標)バインダシステムのようなWacker Polymer Systems社(ドイツBurghausen所在)の乾燥エマルジョン粉末(DEP)バインダを、本発明の或る実施形態において適用することができる。これらは、液体エマルジョンから形成された再分散可能な自由に流動するバインダ粉末である。分散剤からの小さいポリマー粒子は、粉末粒子の形態で水溶性の保護コロイドの保護マトリックスに与えられる。粉末粒子の表面は、鉱物結晶小板によるケーキングに対して保護される。その結果として、液状分散液中にあったポリマー粒子を、自由に流動する乾燥粉末の形状で入手可能となり、これは次いで、水の中に再び分散させるか又は膨潤させて、水分を加えることによって粘性のある粒子にすることができる。これらの粒子は、空気堆積工程の間にそれらを繊維と共に堆積し、次いで後で10%から30%までの水分を加えて粒子を膨潤させて繊維に付着させることによって、ハイロフト不織材に適用可能である。これは「チューインガム効果」と呼ぶことができ、ウェブの乾燥した粘性のない繊維が、湿らされるとチューインガムのように粘着性をもつようになることを意味する。極性のある表面その他の表面に対する良好な付着が得られる。これらのバインダは、乾燥状態での凝集を防ぐために乾燥され薬剤で処理されたラテックスエマルジョンから形成される自由流動粒子として入手可能である。これらは、空気堆積工程の間に空気中に随伴させて繊維に堆積させることもできるし、静電的手段、直接接触、重力送り装置、その他の手段によって基体に適用することもできる。これらはバインダとは別にして、バインダが乾燥する前か又は乾燥した後のいずれかで適用可能である。液体としてか又は蒸気としての水分との接触は、ラテックス粒子を再び水和させ、それらを膨潤させて繊維に付着させる。乾燥させること、及び高い温度(例えば160℃を上回る温度)まで加熱することによって、バインダ粒子が架橋されて耐水性になるが、低い温度(例えば110℃か又はそれ以下の温度)で乾燥させることによって、フィルムが形成され、予め湿らされる拭取り材の水分散性を著しく損ねない程度の繊維の結合が得られる。したがって、乾燥時間及び温度の制限といったコバインダポリマーのキュアリングを制御して、著しく架橋しない程度の結合をもたらすことによって、架橋剤の量を減らすことなく市販の製品を用いることができると考えられる。
別の実施形態においては、乾燥エマルジョンパウダーは、イオントリガ可能なカチオン系ポリマー配合物溶液がウェブに噴射される際のパウダーの適用か、又は乾燥エマルジョンパウダー粒子をイオントリガ可能なカチオン系ポリマー配合物溶液中に添加し及び分散させ、その後に、噴射することによって、発泡適用方法によって、又は他の当該技術分野で知られた技術によって、混合物をウェブに適用することにより、トリガ可能なポリマー配合物溶液中に分散される。
本発明のイオントリガ可能なカチオン系ポリマー配合物は、バインダとして用いても良い。本発明のトリガ可能なバインダ配合物は、どんな繊維性基体に適用しても良い。バインダは、水分散性の製品に用いるのに特に適している。適当な繊維性基体は、これに限定する意味ではないが、不織及び織布を含む。多くの実施形態、特にパーソナルケア製品においては、好ましい基体は不織布である。ここで用いられる「不織布」という用語は、マット状に不規則に配置された個々の繊維又はフィラメントの構造をもつ布のことをいう(紙を含む)。不織布は、この限りではないが、空気堆積工程、湿式堆積工程、水圧交絡工程、ステープル繊維のカーディング及びボンディング、並びに溶液紡糸を含む種々の工程から形成することができる。
トリガ可能なバインダ組成物は、公知の適用方法のいずれかによって繊維性基体に適用しても良い。バインダ材料を適用するのに適した工程は、この限りではないが、印刷すること、噴射すること、静電的に噴射すること、コーティングすること、浸水ニップ、計量プレスロール、含浸すること又はその他の技術を含む。バインダ組成物の量は、計量し、繊維性基体内に均一に分散させても良いし、繊維性基体内に不均一に分散させても良い。バインダ組成物は、繊維性基体全体に分散されても良いし、多数の小さい緊密に配置された領域に分散されても良い。殆どの実施形態においては、バインダ組成物の均一な分散が望ましい。
繊維長は、本発明の布を製造するのに重要である。水に流すことができる製品のようなある実施形態においては、繊維長は、さらに重要である。繊維の最小長さは、繊維性基体を形成するために選択される方法に依存する。例えば、繊維性基体がカーディングによって形成される場合には、繊維長さは、均一性を保証するために普通は少なくとも約42mmとするべきである。
繊維性基体が空気堆積又は湿式堆積工程によって形成される場合には、繊維長さは、約0.2から6mmまでとされ得ることが望ましい。50mmより大きい長さを有する繊維は、本発明の範囲内に包含されるが、約15mmより大きい長さを有する相当量の繊維が水に流すことができる繊維に入れられるときには、繊維は水中で分散し分離するが、それらの長さは繊維の「ロープ」を形成する傾向があり、これは家庭のトイレに流すときに望ましくないことが突き止められている。したがって、これらの製品においては、繊維長は、トイレに流されたときに繊維が「ロープ」を形成する傾向をもたないように約15mmか又はそれ以下とされることが望ましい。本発明においては種々の長さの繊維が適用可能であるが、繊維は、水と接触したときに互いから簡単に分散するように約15mmより小さい長さのものであることが望ましい。繊維、特に合成繊維は、捲縮させることもできる。
当業者であれば、本発明のバインダ配合物及び繊維性基体は、この限りではないが、体液と接触するように設計されたパーソナルケア吸収製品を含む多種多様な製品の製造に有利に用いることができることをすぐに理解するであろう。こうした製品は、単一層の繊維性基体のみから構成されてもよいし、上述のような要素の組合せから構成されてもよい。本発明のバインダ配合物及び繊維性基体はパーソナルケア製品に特に適しているが、バインダ配合物及び繊維性基体は、多種多様な消費者製品に有利に用いることができる。
本発明の特に関心ある実施形態の1つは、上述のトリガ可能なバインダ組成物及び繊維性材料からの予め湿らされた拭取り材、すなわち湿潤拭取り材の製造である。拭取り材においては、繊維性材料は、織布か又は不織布の形態とされてもよいが、不織布がより望ましい。不織布は、木材パルプ繊維のような比較的短い繊維から形成されることが望ましい。繊維の最小長さは、不織布を形成するために選択された方法に依存する。不織布が湿式又は乾式の方法によって形成される場合には、繊維長さは、約0.1ミリメートルから15ミリメートルまでであることが望ましい。本発明の不織布は、接着剤か又はバインダ材料によって互いに結合されていないときに比較的低い湿潤凝集強度を有することが望ましい。こうした不織布が、水道水及び下水中でその結合強度を失うバインダ組成物によって互いに結合されるときには、布は、流され下水管を通って移動することによってもたらされる攪拌により、すぐに分解する。
種々の形態の不透過性の包囲体、並びに拭取り材及びタオル等のような湿潤包装された材料を収容するための貯蔵手段は、当該技術分野において良く知られている。これらのいずれかを、本発明の予め湿らされた拭取り材を包装するのに用いても良い。
(1)本発明の上述のトリガ可能なバインダ組成物と適合すること、
(2)予め湿らされた拭取り材が、加工、貯蔵、及び使用(供給を含む)の間の湿潤強度、及び便器の中での分散性を維持できるようにすること、
(3)皮膚の刺激を起こさないこと、
(4)拭取り材の粘着性を減少させ、肌すべり及び「ローション状の感触」のような触覚特性をもたらすこと、
(5)「うるおいのある洗浄」その他の皮膚の健康上の利点を与える伝達手段として働くこと、
である。
ここで用いられる「スキンケア添加剤」という用語は、糞便の酵素によって生じるおむつかぶれ及び/又はその他の皮膚の損傷が起こる可能性を減らすことといった1つ又はそれ以上の利点を使用者にもたらす添加剤を表わす。これらの酵素、特にトリプシン、キモトリプシン及びエラスターゼは、食物を消化するために胃腸管内で産生される蛋白分解酵素である。幼児においては、例えば、便は水様となる傾向があり、その他の物質の中でもバクテリアと幾らかの量の劣化していない消化酵素を含有する。これらの酵素は、適当な時間にわたって皮膚に接触したまま維持される場合には、それ自体快適ではない刺激を生じることが見出されており、皮膚に微生物による影響を受けやすくする。対応策として、スキンケア添加剤は、この限りではないが、後述する酵素阻害剤及び金属イオン封鎖剤を含む。湿潤組成物は、湿潤組成物の総重量に基づき約5重量パーセントより少ないスキンケア添加剤を含むことができる。より特定的には、湿潤組成物は、約0.01重量パーセントから約2重量パーセントまでのスキンケア添加剤を含むことができる。さらに特定的には、湿潤組成物は、約0.01重量パーセントから約0.05重量パーセントまでのスキンケア添加剤を含むことができる。
スキンケアに有用な材料とその他の利点は、McCutcheon、1999年、第2巻、機能性材料、MC Publishing Company,Glen Rock,NJに列挙されている。スキンケアのための多くの有用な利点は、テキサス州ルイスヴィル所在のActive Organics社によって提供される。
湿潤組成物及び本発明の予め湿らされた拭取り材に用いるのに適した臭気制御添加剤は、この限りではないが、亜鉛塩、タルク粉末、包み込まれた香料(マイクロカプセル、マクロカプセル、及びリポソーム、ベシクル(vessicle)、又はマイクロエマルジョンを含む)、エチレンジアミン四酢酸のようなキレート、ゼオライト、活性シリカ、活性炭の粒又は繊維、活性シリカ粒子、クエン酸のようなポリカルボン酸、シクロデキストリン及びシクロデキストリン誘導体、キトサン又はキチン及びその誘導体、酸化剤、銀担持ゼオライト(例えば、マサチューセッツ州ビバリー所在のBF Technologies社のHEALTHSHIELD(登録商標)という商標名で市販されているもの)を含む抗菌剤、トリクロサン、珪藻土、及びこれらの混合物を含む。身体又は身体排出物からの臭気を制御することに加えて、臭気制御方法は、処理された基体の臭気をマスクするか又は制御するのに用いることができる。望ましくは、湿潤配合物は、湿潤配合物の総重量に基づき約5重量パーセントより少ない臭気制御添加剤を含有する。より望ましくは、湿潤配合物は、約0.01重量パーセントから約2重量パーセントまでの臭気制御添加剤を含有する。もっと望ましくは、湿潤配合物は、約0.03重量パーセントから約1重量パーセントまでの臭気制御添加剤を含有する。
不織ウェブ及びセルロース繊維に対するキトサン又はキチン誘導体の適用の原理は、S.Lee他の「Antimicrobial and Blood Repellent Finishes for Cotton and Nonwoven Fabrics Based on Chitosan and Fluoropolymers」、Textile Research Journal、69(2)、p104−112、1999年2月によって説明される。
上昇された塩濃度は、トリガ可能なバインダの粘着性を減少させることができるが、粘着性を減少させる他の手段が望ましい場合が多い。したがって、トリガ可能なバインダの、もしあるとすれば粘着性を減少させるために、湿潤組成物に粘着防止剤を用いてもよい。適切な粘着防止剤は、皮膚の上での接着剤状ポリマーの粘着感を減らして、製品の剥離力を減少させ、又は分配力を減少させることができる接着剤状のポリマーか又はその他の物質で処理された2つの隣接する繊維シート間の粘着性を減少させるために当該技術分野で知られている物質のいずれかを含む。粘着防止剤は、乾燥形態の固体粒子として、懸濁物として、又は粒子のスラリーとして適用可能である。堆積は、噴射、コーティング、静電的堆積、衝突、ろ過(すなわち圧力差によって粒子を抱え込んだ気相が基体を通って移動し、ろ過機構によって粒子が堆積されること)等によるものとすることができ、基体の1つ又はそれ以上の表面上に均一に適用するか又は表面の一部又は基体の表面上にパターン(例えば繰り返し又は不規則パターン)状に適用することができる。粘着防止剤は、基体の厚さにわたって存在することができるが、一方又は両方の表面に集中させても良く、基体の一方又は両方の表面にのみ存在させても良い。
湿潤組成物は、望ましくは、湿潤組成物の総重量に基づき約25重量パーセントより少ない粘着防止剤を含有する。より望ましくは、湿潤組成物は、約0.01重量パーセントから約10重量パーセントまで、より特定的には約5%又はそれ以下の粘着防止剤を含有する。さらに特定的には、湿潤組成物は、約0.05重量パーセントから約2重量パーセントまでの粘着防止剤を含有する。
本発明の湿潤組成物は、固体微粒子すなわちミクロ粒子を添加することによってさらに改良される。適切な微粒子は、この限りではないが、マイカ、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、及びゼオライトを含む。微粒子は、必要に応じて、バインダシステムへの微粒子の引き寄せ又は橋かけを改善するために、ステアリン酸か又は他の添加剤で処理することができる。また、製紙産業において保持助剤として通常用いられる二成分ミクロ粒子システムを用いても良い。こうした二成分ミクロ粒子システムは、通常は、シリカ粒子のようなコロイド粒子相と、該粒子を形成されるウェブの繊維に橋かけするための水溶性カチオン系ポリマーを含む。湿潤組成物中の微粒子の存在は、(1)予め湿らされた拭取り材の不透明性を増加させること、(2)レオロジーを変更する、すなわち予め湿らされた拭取り材の粘着性を低下させること、(3)拭取り材の触覚特性を改善すること、又は(4)多孔性キャリアか又はマイクロカプセルのような微粒子キャリヤを介して所望の薬剤を皮膚に送達すること、といった1つ又はそれ以上の有用な機能として働く。湿潤組成物は、湿潤組成物の総重量に基づき約25重量パーセントより少ない微粒子を含有することが望ましい。より望ましくは、湿潤組成物は、約0.05重量パーセントから約10重量パーセントまでのミクロ粒子を含有する。さらに特定的には、湿潤組成物は、約0.1重量パーセントから約5重量パーセントまでのミクロ粒子を含有する。
マイクロカプセルその他の送達媒体も、スキンケア剤、薬物、ユーカリのような快適性促進剤、芳香剤、スキンケア剤、臭気制御添加剤、ビタミン、パウダー、その他の使用者の皮膚への添加剤を与えるために、本発明の湿潤組成物に用いることができる。特定的には、湿潤組成物は、湿潤組成物の総重量に基づき約25重量パーセントまでのマイクロカプセル又は他の送達媒体を含有することが望ましい。より特定的には、湿潤組成物は、約0.05重量パーセントから約10重量パーセントまでのマイクロカプセル又は他の送達媒体を含有する。さらに特定的には、湿潤組成物は、約0.2重量パーセントから約5.0重量パーセントまでのマイクロカプセル又は他の送達媒体を含有する。
マイクロカプセル中に存在する添加剤は、拭取り材が皮膚に適用されマイクロカプセルが壊れてそれらの担持物が皮膚又は他の表面に送達されるまで、環境及び湿潤組成物中のその他の薬剤から分離される。
本発明の湿潤組成物は、防腐剤及び/又は抗菌剤も含有することができる。Mackstat H66(イリノイ州シカゴ所在のMcIntyre Group)のような幾つかの防腐剤及び/又は抗菌剤は、バクテリア及びカビの成長を防ぐのに優れた結果をもたらすことが見出されている。他の適切な防腐剤及び抗菌剤は、この限りではないが、DMDMヒダントイン(ニュージャージー州フェアローン所在のLonza,Inc.社のGlydant Plus(登録商標))、ヨードプロピニル・ブチルカルバメート、Kathon(ペンシルベニア州フィラデルフィア所在のRohm and Haas社)、メチルパラベン、プロピルパラベン、2−ブロモ−2−ニトロプロパン−1,3−ジオール、安息香酸、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム等を含む。湿潤組成物は、湿潤組成物の総重量に基づき活性基準で約2重量パーセントより少ない防腐剤及び/又は抗菌剤を含有することが望ましい。より望ましくは、湿潤組成物は、約0.01重量パーセントから約1重量パーセントまでの防腐剤及び/又は抗菌剤を含有する。さらに望ましくは、湿潤組成物は、約0.01重量パーセントから約0.5重量パーセントまでの防腐剤及び/又は抗菌剤を含有する。
本発明の湿潤組成物に種々の湿潤剤及び/又は洗浄剤を用いることができる。適切な湿潤剤及び/又は洗浄剤は、この限りではないが、洗剤及び非イオン性、両性、カチオン系、及びアニオン系界面活性剤を含む。湿潤組成物は、湿潤組成物の総重量に基づき約3重量パーセントより少ない湿潤剤及び/又は洗浄剤を含有することが望ましい。より望ましくは、湿潤組成物は、約0.01重量パーセントから約2重量パーセントまでの湿潤剤及び/又は洗浄剤を含有する。さらに望ましくは、湿潤組成物は、約0.1重量パーセントから約0.5重量パーセントまでの湿潤剤及び/又は洗浄剤を含有する。適切なカチオン系界面活性剤は、この限りではないが、セチルトリメチル塩化アンモニウム及びセチルトリメチル臭化アンモニウムのような第4級アンモニウムハロゲン化アルキルを含むことができる。
他の有用な非イオン性界面活性剤は、この限りではないが、C8−C22アルキルアルコールとアルコール1モル当り2−50モルのエチレンオキシドとの縮合生成物を含む。この種の化合物の例は、C11−C15第二級アルキルアルコールとアルコール1モル当り3−50モルのエチレンオキシドとの縮合生成物を含み、これは、Olin ChemicalsからのPoly−Tergent SLFシリーズか又はユニオンカーバイド社からのTERGITOL(登録商標)シリーズ、すなわち、約7モルのエチレンオキシドとC12−C15アルカノールとの縮合によって形成されたTERGITOL(登録商標)25−L−7として市販されている。
湿潤配合物はさらに、シリコン粒子の水性マイクロエマルジョンを含む。例えば、2000年3月14日付けの「Process for the Preparation of Aqueous Emulsions of Silicone Oils and/or Gums and/or Resins」と題する米国特許第6,037,407号は、水性マイクロエマルジョン中の有機ポリシロキサンを開示している。湿潤組成物は、湿潤組成物の総重量に基づき約5重量パーセントより少ないシリコン粒子のマイクロエマルジョンを含有することが望ましい。より望ましくは、湿潤組成物は、約0.02重量パーセントから約3重量パーセントまでのシリコン粒子のマイクロエマルジョンを含有する。さらに望ましくは、湿潤組成物は、約0.02重量パーセントから約0.5重量パーセントまでのシリコン粒子のマイクロエマルジョンを含有する。
シリコンエマルジョンは一般に、公知のコーティング方法のいずれかによって予め湿らされた拭取り材に適用することができる。例えば、予め湿らされた拭取り材は、湿潤組成物中の不溶化化合物と適合する水分散性の又は水混和性のシリコンベースの成分を含む水性組成物で湿らせることができる。さらに、拭取り材は、水分散性のバインダを有する不織繊維ウェブから構成することができ、該ウェブは、シリコンベースのスルホスクシナートを含有するローションで湿らされる。シリコンベースのスルホスクシナートは、高レベルの界面活性剤なしで優しく効果的な洗浄をもたらす。さらに、シリコンベースのスルホスクシナートは、香料成分、ビタミン抽出物、植物抽出物、及び精油のような油溶性成分の沈殿を防ぐ可溶化機能をもたらす。
シリコン・エマルジョンを含む生成物の別の例においては、湿潤組成物中にDow Corning9506粉末を存在させても良い。Dow Corning9506粉末は、ジメチコン/ビニルジメチコンクロスポリマーを含むと考えられ、球形粉末であり、皮脂を制御するのに有用であると言われている(「New Chemical Perspectives」、Soap and Cosmetics、Vol.76、No.3、2000年3月、p12を参照されたい。)したがって、皮脂を制御するのに有効なパウダーを送達する水分散性の拭取り材も、本発明の範囲内に含まれる。シリコンエマルジョンを調製する原理は、1997年3月20日付けのWO97/10100に開示されている。
本発明の湿潤組成物は、1つ又はそれ以上の皮膚軟化剤も含むことができる。適切な皮膚軟化剤は、この限りではないが、PEG75ラノリン、メチルグルセス20ベンゾエート、C12−C15アルキルベンゾエート、エトキシレート化セチルステアリルアルコール、LambentワックスWS−L、LambentWD−F、Cetiol HE(ヘンケル社)、Glucam P20(Amerchol)、Polyox WSR N−10(ユニオンカーバイド社)、Polyox WSR N−3000(ユニオンカーバイド社)、Luviquat(BASF社)、Finsolv SLB101(Finetex社)ミンクオイル、アラントイン、ステアリルアルコール、Estol1517(Unichema)、及びFinsolv SLB201(Finetex社)を含む。
皮膚軟化剤はまた、湿潤組成物で湿らされる前に又は湿らされた後に物品の表面に適用することができる。こうした皮膚軟化剤は、湿潤組成物中に溶けないものとされても良く、力がかけられたとき以外は動かないものとすることができる。例えば、ペトロラタムベースの皮膚軟化剤を一方の表面にパターン状に適用し、その後に他方の表面を濡らして拭取り材を飽和させることができる。こうした製品は、洗浄面と、反対側の皮膚トリートメント面とを与えることができる。
湿潤組成物は、湿潤組成物の総重量に基づき約25重量パーセントより少ない皮膚軟化剤を含有することが望ましい。より望ましくは、湿潤組成物は、約5重量パーセントより少ない皮膚軟化剤を含有し、最も望ましくは約2重量パーセントより少ない皮膚軟化剤を含有することができる。より望ましくは、湿潤組成物は、約0.01重量パーセントから約8重量パーセントまでの皮膚軟化剤を含有することができる。もっと望ましくは、湿潤組成物は、約0.2重量パーセントから約2重量パーセントまでの皮膚軟化剤を含有することができる。
一実施形態においては、本発明の湿潤組成物及び/又は予め湿らされた拭取り材は、その全体が引用によりここに組み入れられるスミス他の1985年12月17日付けの米国特許第4,559,157号に開示されるような少なくとも1つの皮膚軟化剤油を含有する油相を有する水中油型エマルジョンを含み、少なくとも1つの皮膚軟化剤ワックス安定化剤は、少なくとも1つの多価アルコール・皮膚軟化剤と少なくとも1つの有機水溶性洗剤とを含有する水相に分散される。
表面感触改良剤は、製品の使用中の皮膚の触感(例えば潤滑性)を改善するのに用いられる。適切な表面感触改良剤は、この限りではないが、市販の剥離剤、脂肪酸側鎖基をもつ第4級アンモニウム化合物を含むティッシュ製造分野において用いられる軟化剤のような軟化剤、シリコン、ワックス等を含む。軟化剤としての有用性をもつ例示的な第4級アンモニウム化合物は、1971年1月12日付けのHervey他の米国特許第3,554,862号、1979年3月13日付のEmanuelsson他の米国特許第4,144,122号、1996年11月12日付けのAmpulski他の米国特許第5,573,637号、及び1984年10月9日付けのHellsten他の米国特許第4,476,323号に開示されており、これらの全体は引用によりここに組み入れられる。湿潤組成物は、湿潤組成物の総重量に基づき約2重量パーセントより少ない表面感触改良剤を含有することが望ましい。より望ましくは、湿潤組成物は、約0.01重量パーセントから約1重量パーセントまでの表面感触改良剤を含有する。もっと望ましくは、湿潤組成物は、約0.01重量パーセントから約0.05重量パーセントまでの表面感触改良剤を含有する。
種々の香料を本発明の湿潤組成物に用いることができる。湿潤組成物は、湿潤組成物の総重量に基づき約2重量パーセントより少ない香料を含有することが望ましい。より望ましくは、湿潤組成物は、約0.01重量パーセントから約1重量パーセントまでの香料を含有する。もっと望ましくは、湿潤組成物は、約0.01重量パーセントから約0.05重量パーセントまでの香料を含有する。
さらに、種々の香料可溶化剤を本発明の湿潤組成物に用いることができる。適切な香料可溶化剤は、この限りではないが、ポリソルベート20、プロピレングリコール、エタノール、イソプロパノール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコール、ジエチルフタレート、トリエチルクエン酸塩、Ameroxol OE−2(Amerchol Corp.)、Brij78及びBrij98(ICI Surfactants)、Arlasolve200(ICI Surfactants)、Calfax 16L−35(パイロットケミカル社)、Capmul POE−S(Abitec Corp.),Finsolv SUBSTANTIAL(Finetex)等を含む。湿潤組成物は、湿潤組成物の総重量に基づき約2重量パーセントより少ない香料可溶化剤を含有することが望ましい。より望ましくは、湿潤組成物は、約0.01重量パーセントから約1重量パーセントまでの香料可溶化剤を含有する。もっと望ましくは、湿潤組成物は、約0.01重量パーセントから約0.05重量パーセントまでの香料可溶化剤を含有する。
適切な乳白剤は、この限りではないが、二酸化チタンか又は他の鉱物或いは顔料、及びREACTOPAQUE(登録商標)粒子(サウスカロライナ州チェスター所在のSequa Chemicals、Inc.から入手可能)のような合成乳白剤を含む。湿潤組成物は、湿潤組成物の総重量に基づき約2重量パーセントより少ない乳白剤を含有することが望ましい。より望ましくは、湿潤組成物は、約0.01重量パーセントから約1重量パーセントまでの乳白剤を含有する。もっと望ましくは、湿潤組成物は、約0.01重量パーセントから約0.05重量パーセントまでの乳白剤を含有する。
本発明の湿潤組成物に用いるのに適したpH調整剤は、この限りではないが、マレイン酸、クエン酸、塩酸、酢酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を含む。適切なpH範囲は、皮膚に対する湿潤組成物から結果として得られる皮膚の刺激の程度を最小にする。湿潤組成物のpH範囲は、約3.5から約6.5までであることが望ましい。より望ましくは、湿潤組成物のpH範囲は、約4から約6までである。望ましくは、湿潤拭取り材製品、すなわち布部分と湿潤溶液部分とを含む完成した湿潤拭取り材製品の全体的なpHは、約4.5−5.5であり、好ましくは約5.0である。湿潤組成物は、湿潤組成物の総重量に基づき約2重量パーセントより少ないpH調整剤を含有することが望ましい。より望ましくは、湿潤組成物は、約0.01重量パーセントから約1重量パーセントまでのpH調整剤を含有する。もっと望ましくは、湿潤組成物は、約0.01重量パーセントから約0.05重量パーセントまでのpH調整剤を含有する。
本発明の一実施形態においては、湿潤拭取り材は、上記の表2の湿潤組成物と、約75重量パーセントの漂白クラフト繊維と25重量パーセントの上記の本発明のイオン感応性又はトリガ可能バインダ組成物のいずれかからなる空気堆積繊維性材料とを用いて生産され、重量パーセントは、乾燥した不織布の総重量に基づいている。それらの実施形態における乾燥した不織布の重量に対する、不織布に適用される湿潤組成物の量は、望ましくは約180重量パーセントから約240重量パーセントまでである。本発明の別の実施形態においては、湿潤拭取り材は、上記の表1の湿潤組成物と、80重量パーセントの軟木繊維と20重量パーセントの本発明のイオン感応性バインダからなる空気堆積繊維性材料とを用いて生産される。それらの実施形態における乾燥した不織布の重量に対する、不織布に適用される湿潤組成物の量は、望ましくは約180重量パーセントから約240重量パーセントまでである。本発明の別の実施形態においては、湿潤拭取り材は、上記の表1の湿潤組成物と、90重量パーセントの軟木繊維と10重量パーセントの本発明のイオン感応性バインダからなる空気堆積繊維性材料とを用いて生産される。それらの実施形態における乾燥した不織布の重量に対する、不織布に適用される湿潤組成物の量は、望ましくは約180重量パーセントから約240重量パーセントまでである。
最も望ましくは、本発明の湿潤拭取り材は、NaCl、ZnCl2及び/又はCaCl2或いはこれらの混合物といった一価及び/又は二価塩を0.5重量%より多く含有する10重量%から400重量%までの湿潤拭取り材溶液に浸されたときに、>約300g/インチの使用時湿潤引張強度と、200ppmまでの濃度のCa2+及び/又はMg2+を含有する軟水又は硬水中に24時間又はそれより短い時間浸された後に、好ましくは約1時間後に、約30g/インチより小さい引張強度を有する。
本発明の予め湿らされた拭取り材は、幾つかの方法で形成することができる。一実施形態においては、トリガ可能なポリマー組成物は、水性溶液又は懸濁液の一部として繊維性基体に適用され、その後、水を除去し繊維の結合を促進するのに乾燥が必要とされる。具体的には、乾燥の間に、バインダは繊維の交差点に移動して、これらの領域においてバインダとして活性化され、それにより、基体に許容可能な強度がもたらされる。例えば、以下のステップを適用することができる。
1.高度に結合されていない吸収性基体(例えば非結合空気堆積物、ティッシュウェブ、カーデッドウェブ、フラフパルプ等)を用意すること。
2.通常は液体、懸濁物又は発泡体の形態であるトリガ可能なポリマー組成物を基体に適用すること。
3.基体を乾燥して基体の結合を促進すること。基体は、ピーク基体温度が約100℃から220℃までを超えないようにして乾燥される。
4.基体に湿潤組成物を適用すること。
5.ロール形状の又はスタック状の濡れた基体を入れ、製品を包装すること。
厚さを測定するためのプラテン方法の使用は、巨視的なレベルでの平均厚さを与える。局所的な厚さは、特に製品がエンボス加工されるか又はその他の方法で三次元的テキスチャーが与えられる場合に変えることができる。
カチオン系アクリレートポリマーを、全モノマー固形分30%−40%においてメタノール、エタノール又は75/25アセトン/水混合物中で合成した。フリーラジカル開始剤としてVazo−52(DuPont)を使用した。典型的な実験室手順を以下に示す。
アセトン(VWR、Westchester、PA)399g及び脱イオン(DI)水125gを3Lの4首丸底フラスコの中に入れた。フラスコを氷浴中で冷却し、窒素を20分間バブリングして酸素を除去した。モノマー供給物を加える前に反応フラスコを加熱して還流させ(およそ60℃)、反応の間窒素下に維持した。ADAMQUAT MC−80(ペンシルベニア州フィラデルフィア所在のAtofina Chemicals)39.6gを42.0gのDI水で希釈し、それを反応フラスコに送る際に窒素でバブリングした。メチルアクリレート(ペンシルベニア州フィラデルフィア所在のAtofina Chemicals)267.7gとVazo−52(DuPont)0.6gを、126.1gのアセトン中に溶解させた。この溶液を氷浴中で冷却させ、それを反応フラスコに送る際に窒素でバブリングした。機械的投与ポンプを用いてモノマー溶液を4時間にわたって反応フラスコに送り、さらに2時間還流状態に保った。およそ5時間にわたって蒸留することによってアセトンを除去し、アセトンを除去したときにDI水を加えた。固形分約23%のおよそ0.2%残留アセトンを含有する水性溶液を得た。
実施例1において既に説明したように、バッチ又は半バッチ反応によってポリマーを合成した。
(サンプル調製)
2つの異なるベースシート材料、すなわちUCTADティッシュ及び熱結合空気堆積不織材を用いて、バインダ性能を評価した。
およそ33gsmの坪量の非クレープ加工通気乾燥ティッシュ基体を用いて、15%−30%の塗布量におけるバインダサンプルを評価した。UCTADベースシートは、水中では湿潤強度が残存していなかった。一様かつ一定の量の各バインダを、加圧スプレーユニットにより基体に適用した。このハンドシートスプレーユニットは、液体又はエマルジョンバインダを用いて市販の空気堆積マシンの作動に非常に類似するように、しかしかなり小規模に設計される。装置は、小フレームのハウジング内に囲まれ、それを実験室フードの下に置くことができる。このユニットは、該ユニットの中央の固定サンプルホルダ(10インチ×13インチ)と、該サンプルホルダの真上の可動スプレーヘッダを有するものである。適用工程の間にバインダをウェブの中に引き込む一助とするために、真空ボックスをサンプルホルダ区域の下に設置する。ハンドシートを真空ボックスの上に置き、スプレーヘッドが基体を横切って移動する際にバインダが平坦なV字形状パターンにスプレーされる。バインダは、スプレーキャビネットの外側に配置された加圧貯蔵容器に入れられ、高圧可撓性チューブを介してスプレーノズルに給送される。スプレーノズル(Spraying Systems Company)を備えたスプレーヘッダが、所望の適用均一度及び速度を与えるベルト駆動スライド組立体を用いてサンプル上に動かされる。スプレーヘッダは、180fpmに近い速度で作動され、スプレー霧化圧は200psigの高さに設定することができる。サンプルは、手で除去され、示された温度で示された時間に亘ってWerner Mathis,Model LTV Through−Air Dryer(TAD)中で乾燥される。バインダを有するサンプルの最終的な坪量は、およそ39−40gsmであった。
弱く熱結合された空気堆積不織材(TBAL)試験基体を、Weyerhauser NF405木材パルプとKoSA T−255バインダ繊維から製造した。バインダ繊維は、およそ130℃で溶解するポリエステル芯及びポリエチレン鞘を有するものであった。空気堆積ウェブは、およそ4%のバインダ繊維を用いて形成され、鞘の溶融温度より高い温度で熱結合される。TBALベースシートは、51gsmの平均坪量と、1.0mmの平均キャリパを有するものであった。TBAL基体は、水中でおよそ30g/インチの残存CD湿潤引張強度を有した。適用及び乾燥方法は、UCTADサンプルについて説明したのと同様である。バインダを有するサンプルの最終的な坪量は、およそ63−64gsmであった。
全てのサンプル試験のために、Testworks3.03バージョンのソフトウェアを備えるSinTech社の1/D引張試験機が使用された。空気圧グリップを備えた100ニュートンのロードセルを使用した。2インチのゲージ長、及び12インチ/分のクロスヘッド速度を用いた。複製サンプルのピーク荷重値(g/インチ)を記録し、平均し、どのように測定したかに応じて、機械方向の湿潤引張強度(MDWT)又はクロスデッケル湿潤引張強度(CDWT)として報告した。
各々のサンプルの使用中の強度は、1)所望の塩種類及び濃度の塩溶液又は塩を含有する調製済み湿潤溶液中に引張サンプルを浸すか、又は2)前述の溶液の1つを一定の適用量で適用する(典型的には200%−300%)ことによって模擬された。サンプルは、引張強度を測定する前に数時間にわたって平衡化された。崩壊強度又は分散性は、「使用時」として取り扱われたサンプルを過剰量(典型的には800mL)の脱イオン水又は指定された硬度レベル(金属イオンとして)の硬水に移し、引張強度を測定する前にそれらを指定された時間の長さだけ浸すことによって評価した。
以下の表4から表16までは、TBAL及びUCTADベースシート上の種々のカチオン系バインダの性能を示す。表中の項目番号は、特定のバインダのことをいい、a/bの添え字は、TBAL(a)又はUCTAD(b)ベースシート上のバインダの適用を示す。
表4及び表5は、バッチ重合条件下で作られ、かつポリマー組成物中の主なモノマーがメチルアクリレート又はエチルアクリレート(6b)のいずれかである5−10モル%のカチオン系モノマーMADQUATに基づく、カチオン系バインダのトリガ可能な引張強度を示す。カチオン系アクリレート又は他のカチオン系ビニル化合物と、4又はそれ以上の炭素を含む側鎖を有するアルキルアクリレート又はメタクリレート(1a)とからなり、ZnCl2中では有効にトリガするが、NaCl中ではそうではないトリガ可能なカチオン系バインダが、比較のために示されている。TBALベースシートの1aと比べて、表1の全てのバインダは、4%NaCl中で160から290g/インチの範囲のより大きい使用時CDWTを示し、200ppmの硬水に1時間浸した後にCDWTの降下が引き起こされる。これらの結果は、UCTAD上へのバインダの適用に関する表5にも現れており、使用時CDWTは、200ppmの硬水に移されて引張強度が失われたときに、4%のNaClにおいて100から351g/インチの範囲である。これらのバインダはまた、ZnCl2、CaCl2、又はMgCl2といったNaCl以外の塩を含有する溶液で湿潤されたときに有用な引張特性を示す。
引張崩壊プロフィール及び最終的な引張強度は、バインダ組成物、バインダ適用量、及びベースシート構造の選択によってさらに調整することができる。
第2のバインダ、DUR−O−SET(登録商標)Elite−22は、ニュージャージー州ブリッジウォーター所在のNational Starch and Chemical Co.によって製造された軟質の自己架橋エチレン酢酸ビニルエマルジョンである。これは、高い湿潤又は使用時強度を与えるが、ベースシートを分散できなくする。このバインダは、以下の記述では「Elite−22」と呼ぶ。
実施例2で既に説明したような2つの異なる事前形成ベースシート材料、すなわちUCTADティッシュ及び熱結合空気堆積不織ベースシートにバインダを適用することによって、プロトタイプ製品におけるバインダ性能の評価を最初に行った。
(空気堆積ベースシートの連続形成及び乾燥ベースシートの特性)
空気堆積基体材料は、幅24インチの実験的空気堆積機械で連続的に形成した。2つの形成ヘッドを備えたDanWeb空気堆積フォーマを用いて、表17に挙げられた物理的特性をもつ基体を製造した。パルプシートフォーム中のWeyerhauserNF405漂白軟材クラフト繊維が、ハンマーミル中で繊維化され、移動ワイヤ上に200−300fpmで堆積された。新たに形成されたウェブが、加熱圧縮ロールによって所望のレベルまで緻密にされ、オーブンワイヤに移動され、そこでその上側に所望のバインダ配合物がスプレーされ、該ウェブの乾燥繊維重量に対し約半分の所望のバインダ固形分が適用された。
湿潤ウェブは、バインダを乾燥させるために華氏395度で作動する長さ約30フィートのオーブン区域を通って運ばれた。次いで、ウェブは回転されて、別のワイヤ上に移され、第2のスプレーブームの下に送られて、別の半分の所望のバインダ固形分が適用され、該ウェブの乾燥繊維重量に対し総重量パーセントの20%がバインダ固形分となるようにされた。次いで、ウェブは、前述のように第2のオーブン区域に通されて、基体の乾燥が完了された。
比較バインダ、SSB/RB及びElite−22を、LX−7170−02という製品名でBostik Findley,Inc.によって提供された95モルパーセントのメチルアクリレート(M)と5モルパーセントの[2−(アクリロキシ)エチル]トリメチル塩化アンモニウム(U)とからなるカチオン系塩感応性バインダと比較した。ポリマーは、0.074%のVazo−52開始剤を含有する総固形分30%のアセトン/水(75/25)中で調製された。
調製は、大規模に行われたが、そうでなくても前述の方法に類似するものであった。以下の記述においては、本発明に係るこのバインダを、MU−5と呼ぶ。
各コードの4インチスリットに湿潤溶液を適用し、それを米国特許第6,429,261号(引用によりここに組み入れる)に記載されたような方法によってロールに巻くことにより、前述の乾燥ベースシート材料を湿潤コアレスロールに変換させた。或いは、湿潤溶液は、手持ち式エアロゾル又はポンプ作動式噴霧器により、所望の寸法のシートに適用された。目標適用量は、典型的には、乾燥ベースシートの重量に対し約100%から400%である。より典型的には、適用量は、乾燥ベースシートの重量に対し約200%から300%である。実験サンプルのほとんどのケースでは、溶液適用量は200%から250%であった。
最小限に、水性湿潤溶液は、拭取り材に適した湿潤強度を与えるのに必要十分なだけの塩を含有するべきである。
塩に加えて、調整された湿潤溶液は、この限りではないが、界面活性剤、保存剤、香料、皮膚軟化剤、pH調整剤、緩衝剤、スキンケア添加剤、及び臭気制御剤を含む他の成分を含むことができる。例示的な調整済み湿潤溶液の成分は、「C01」と称され、表18に示されている。
全てのサンプル試験のために、Testworks3.03バージョンのソフトウェアを備えるSinTech社の1/D引張試験機が使用された。空気圧グリップを備えた100ニュートンのロードセルを使用した。2インチのゲージ長、及び12インチ/分のクロスヘッド速度を用いた。複製サンプルのピーク荷重値(g/インチ)を記録し、平均し、どのように測定したかに応じて、機械方向の湿潤引張強度(MDWT)又はクロスデッケル湿潤引張強度(CDWT)として報告した。取り扱う及び測定するには弱すぎたサンプル(典型的には20g/インチより小さい)については、ピーク荷重について「0」が記録された。
各々のサンプルの使用時強度は、前述のように塩溶液又は調製済み湿潤溶液を所望の適用量で適用することによって模擬された。サンプルは、引張強度を測定する前に数時間にわたって平衡化された。廃棄強度又は分散性は、「使用時」として取り扱われたサンプルを過剰量(典型的には800mL)の脱イオン水又は指定された硬度レベル(金属イオンとして)の硬水に移し、引張強度を測定する前にそれらを指定された時間の長さだけ浸すことによって評価した。
表19は、特定のカチオン系バインダのTBAL及びUCTADハンドシート試作品のデータを表わす。これらのデータは、バインダ調製及び組成に応じて、300−400g/インチを超える使用時引張強度をもたらし、硬水中で<50g/インチの残存強度にまで崩壊したことを示す。UCTADティッシュハンドシートはまた、高レベルの使用時引張強度(500−600g/インチ)をもたらし、硬水中でほぼ同じ低いレベルの残存強度にまで崩壊した。
表20は、0.5重量%から4.0重量%のNaCl溶液中の分散可能な空気堆積コードのMDWTを詳細に示す。SSB/RBバインダを有するコード202は、2%NaClより下において、非常に低い使用時MDWTを呈する。2%又はそれ以上では、およそ一定であると言える。湿潤ストリップをDI水又は硬水中に入れた後に、MDWTは、湿潤溶液中に存在するNaClの割合に関係なしに、本質的にゼロまで低下する。対照的に、MU−5コードは、0.5%NaClの低さであっても依然として十分な大きさの使用時強度を維持する。また、比較できる塩レベルにおいて、SSB/RBコードを上回る増加した使用時MDWTが与えられる。硬水中では、DI水に対し、動力学的にゆっくりと分散し、より高い度合いの残存強度が維持される。効果の詳細は、現在完全には分かっていないが、それはポリマー主鎖中での少量のエステル加水分解によるものである。
表21及び22は、種々の塩溶液中でのMU−5コード#208のMDWT値を詳細に示す。これらのデータは、性能がNaClと類似しており、MU−5の種々の二価及び一価塩がトリガ剤として良好に機能することを示す。使用時強度は、4%塩中で少なくとも約500g/インチであり、2%塩中では少なくとも約400g/インチである。硬水中では、DI水に対し、分散性が動力学的に遅く、より僅かに高い度合いの残存強度が維持される。
表23は、調整済みC01湿潤溶液中の空気堆積コードのMDWTを詳細に示す。平均して、MU−5コードは、SSB/RBコードより約25%高い強度を示す。SSB/RBコードは、MU−5コードに対し、より速く分散し、残存強度レベルはより高かった。しかしながら、これらは、C01溶液を用いたMU−5コードのDI水及び硬水中での分散性の僅かな差が現れた。硬水中では、強度は24時間後に70g/インチより低い値にまで低下した。
前述のように、ベースシートが、乾燥状態と湿潤状態との両方において低い剛性をもつことが望ましい。乾燥状態においては、ベースシートは、特にコアレスロールの湿潤巻き及び製造に関して、変換し及び取り扱うために、より大きい可撓性を維持することが望ましい。また、湿潤状態での低い製品剛性が望ましい。より可撓性の大きい湿潤製品は、使用された時に身体及び手に対して良好な感触及び適合性を与える。また、より剛性の小さい拭取り材シートは、乱れ及び流れに対する抵抗性の低いものとすることができ、詰ることなく家庭の配管設備をより良好にきれいにすることができる。乾燥ベースシート及び湿潤製品剛性は、引用によりここに組み入れるキンバリー・クラーク社に譲渡された出願継続中の米国特許出願第09/900,698号に記載されたCupCrushTestによって特徴付けられる。表24は、3つのベースシートコードのCupCrush結果を与える。乾燥状態においては、SSB/RBバインダを有するコード202は、より高い全クラッシュエネルギー及びピーク荷重値によって示される他のコードより剛性が高い。カチオン系MU−5バインダは、低TgのElite−PEバインダと同様の乾燥全クラッシュエネルギー及びピーク荷重結果を与える。湿潤状態においては、Elite−PEバインダを用いたコードは、バインダの架橋性による最も高い全クラッシュエネルギー及びピーク荷重を与える。MU−5及びSSB/RBコードは、湿潤状態において概ね同等の値を与える。
本発明の湿潤拭取り材は、約40gより小さいカップクラッシュと、約450g*mmより小さい湿潤全クラッシュエネルギーとを有することが望ましい。より望ましくは、湿潤拭取り材は、約30gより小さいカップクラッシュと、約350g*mmより小さい湿潤全クラッシュエネルギーとを有する。さらにより望ましくは、湿潤拭取り材は、約20gより小さいカップクラッシュと、約250g*mmより小さい湿潤全クラッシュエネルギーとを有する。
前述のように、乾燥ベースシートは、高い度合いの湿潤性を有することが望ましい。これは、コアレスロールの湿潤巻き及び製造に関して特に重要である。乏しい湿潤性により、湿潤工程におけるウェブの制御性が乏しくなり、湿潤巻き工程における作動速度が減少することになる。自動液滴投与システム及びCCDカメラを備えたノースカロライナ州シャーロット所在のKruss USA社のDrop Shape Analyzer(DSA−10)を用いて、乾燥ベースシートの湿潤性を評価した。DSAは、高速写真技術を用いて、液滴が多孔性基体に接触し、吸収されるのを捕らえる。これらの画像は、製造業者によって提供されたソフトウェアで評価することができ、本発明における空気堆積基体のような不織材の接触角及び流体取込時間を測定するのに用いられる。
本発明の目的上、ベースシートは、約150msより短いDSA吸収時間をもつことが望ましい。望ましくは、ベースシートは、約100msより短いDSA吸収時間をもつ。より望ましくは、ベースシートは、約75msより短いDSA吸収時間をもつ。
低い製品粘着性又は粘性は、別の望ましい特性である。低い粘着性は、良好な消費者感覚及び触覚性、並びに製品分与の容易さを与える。C01湿潤溶液で湿らされたベースシートサンプルのシートとシートとの接着は、ニューヨーク州スカーズデール所在のTexture Technologies,Inc.のStable Microsystems TA−XT21 Texture Analyzerで測定した。0.1gの力の解像度をもつ5kgのロードセルを使用した。使用されたプローブは、可撓性材料の粘着性及び接着性用のTexture Technologies TA−310 indexable Release Liner Rigであった。底部プラテンリグは使用しなかったが、Texture TechnologiesのTA−96ダブルクランプセットからのプラテンリグと交換した。さらに、プラテンクランプリグの内側の材料プラットフォームとして、厚さ0.25cmのステンレススチールブロックを使用した。各試験リグは、クランプされた試験材料との最大接触面積を与えるために、Plexiglasシム(およそ2.5cm×4.4cm×0.25cm)を装備している。以下の試験手順を用いた。
シートの1つのストリップを、ステンレススチールブロック(この実験に用いられたブロックは、丸みの付いた縁部と滑らかな縁部とを有するものであった)の滑らかな縁部の上に長さ方向に迅速にかけた。各シートは、ブロックの中央にくるように調節された。シートに手で少量の張力をかけた。Plexiglasシムの1つを、スチールブロックのベース付近のストリップの下部においた。第2シムをブロックの上面から底面にスライドさせることによって、ストリップの他方の側に張力をかけた。張力を維持した状態で、ブロック/シート/シム装置をプラテンクランプに配置した。組立体を中心に配置し、Plexiglasシムに接触するクランプジョーによって一定位置に張った。
また、製品から変化されるか又は示される湿潤溶液のpHを容易に制御することが望ましい。その目的は、製品と接触する皮膚のための適正な又は最適なpHを与えることである。普通の皮膚のためのpH範囲は、約4.5−5.5であり、最適な湿潤溶液は、穏やかな洗浄を保証するためにこの範囲内で調製されるべきである。理想的には、示された溶液のpHは、調製された溶液のpHに近いままであるべきである。言い換えれば、湿潤溶液のpHのみによって、製品の示されたpHを制御することが望ましい。
Acufet(登録商標)固相電極を装備したAcumet(登録商標)AR25pHメータ(ペンシルベニア州ピッツバーグ所在のFisher Scientific)を用いて、前述のC01湿潤溶液で湿潤された空気堆積コードの示されたpH値を測定した。4つの4×4.5インチシートを、60mLシリンジに入れ、そこからきれいなポリエチレンバッグの中に溶液を押し出した。この手順は、各コードについて2回以上繰り返した。各サンプルのpHを測定し、値を平均した。これらの値を以下の表28に列挙した。SSB/RBコードは、大きなpHシフトダウンを与えた。SSBバインダは、ポリマー主鎖中に大量のカルボン酸残基を有し、それが湿潤溶液に固有のプロトン源を与え、示されたpHを押し下げる。Elite−PEコードは、より小さくより穏やかな下方へのpHシフトを与える。MU−5コードのpH値は、認められているように、バインダpHがSSBより低い場合であっても上方への僅かなpHシフトを与える。これは、MU−5が、固有の酸の源をもたず、示されたpHが湿潤溶液のpHによって容易に制御されたことを示す。
前述のように、MU−5空気堆積コードは、トリガ活性を与えるために低レベルの塩又はトリガ剤を要求する。また、本発明のバインダは、それらの溶解特性により、乾燥ティッシュ、タオル、その他の製品のために加えられる塩が存在しない状態で、湿潤強度及び/又は一時的な湿潤強度を与えるのに適している。これは、以下の表29によって示される。表29は、即時の湿潤引張強度を示し、MU−5空気堆積コードの引張強度は、種々のレベルの硬水中で低下する。約400g/インチの即時の湿潤引張強度が見られた。24時間又はそれより短い時間の後に、水の硬度レベルに応じて、湿潤引張強度がおよそ70−100g/インチにまで低下した。強度は、DI水又は軟水中で>20g/インチにまで低下した。
Claims (19)
- 繊維性材料と、
前記繊維性材料を結合して一体化されたウェブにするためのバインダ組成物と、
を含み、前記バインダ組成物は、ビニル官能性カチオン系モノマーと、炭素原子が1から4までのアルキル側鎖を有する1つ又はそれ以上の疎水性ビニルモノマーとの重合生成物を含み、
前記繊維性材料は、約0.3重量%から約10重量%の一価又は二価塩を含有する水性塩溶液を含む湿潤溶液によって湿潤され、前記バインダ組成物が前記湿潤溶液中に溶けず、前記バインダ組成物が200ppmまでのCa2+及び/又はMg2+イオンを含有する水に分散するようにされたことを特徴とする湿潤拭取り材。 - 前記一価又は二価塩がハロゲン化アルカリ金属であることを特徴とする請求項1に記載の湿潤拭取り材。
- 前記ビニル官能性カチオン系モノマーが、[2−(アクリロキシ)エチル]ジメチル塩化アンモニウム、[2−(メタクリロキシ)エチル]ジメチル塩化アンモニウム、[2−(アクリロキシ)エチル]トリメチル塩化アンモニウム、[2−(メタクリロキシ)エチル]トリメチル塩化アンモニウム、(3−アクリルアミドプロピル)トリメチル塩化アンモニウム、N,N−ジアリルジメチル塩化アンモニウム、[2−(アクリロキシ)エチル]ジメチルベンジル塩化アンモニウム、及び[2−(メタクリロキシ)エチル]ジメチルベンジル塩化アンモニウムから選択されることを特徴とする請求項1に記載の湿潤拭取り材。
- 前記ビニル官能性カチオン系モノマーが、後でそのポリマーを第4級化することができるビニルピリジン、ジメチルアミノエチルアクリレート、及びジメチルアミノエチルメタクリレートから選択された前駆体モノマーから選択されることを特徴とする請求項1に記載の湿潤拭取り材。
- 前記ビニル官能性カチオン系モノマーが、[2−(アクリロキシ)エチル]ジメチル塩化アンモニウム、[2−(アクリロキシ)エチル]ジメチル臭化アンモニウム、[2−(アクリロキシ)エチル]ジメチルヨウ化アンモニウム、[2−(アクリロキシ)エチル]ジメチル硫酸メチルアンモニウムから選択されることを特徴とする請求項1に記載の湿潤拭取り材。
- 前記ビニル官能性カチオン系モノマーが、[2−(メタクリロキシ)エチル]ジメチル塩化アンモニウム、[2−(メタクリロキシ)エチル]ジメチル臭化アンモニウム、[2−(メタクリロキシ)エチル]ジメチルヨウ化アンモニウム、[2−(メタクリロキシ)エチル]ジメチル硫酸メチルアンモニウムから選択されることを特徴とする請求項1に記載の湿潤拭取り材。
- 前記ビニル官能性カチオン系モノマーが、[2−(アクリロキシ)エチル]トリメチル塩化アンモニウム、[2−(アクリロキシ)エチル]トリメチル臭化アンモニウム、[2−(アクリロキシ)エチル]トリメチルヨウ化アンモニウム、[2−(アクリロキシ)エチル]トリメチル硫酸メチルアンモニウムから選択されることを特徴とする請求項1に記載の湿潤拭取り材。
- 前記ビニル官能性カチオン系モノマーが、[2−(メタクリロキシ)エチル]トリメチル塩化アンモニウム、[2−(メタクリロキシ)エチル]トリメチル臭化アンモニウム、[2−(メタクリロキシ)エチル]トリメチルヨウ化アンモニウム、[2−(メタクリロキシ)エチル]トリメチル硫酸メチルアンモニウムから選択されることを特徴とする請求項1に記載の湿潤拭取り材。
- 前記ビニル官能性カチオン系モノマーが、(3−アクリルアミドプロピル)トリメチル塩化アンモニウム、(3−アクリルアミドプロピル)トリメチル臭化アンモニウム、(3−アクリルアミドプロピル)トリメチルヨウ化アンモニウム、(3−アクリルアミドプロピル)トリメチル硫酸メチルアンモニウム、から選択されることを特徴とする請求項1に記載の湿潤拭取り材。
- 前記ビニル官能性カチオン系モノマーが、N,N−ジアリルジメチル塩化アンモニウム、N,N−ジアリルジメチル臭化アンモニウム、N,N−ジアリルジメチルヨウ化アンモニウム、及びN,N−ジアリルジメチル硫酸メチルアンモニウム、から選択されることを特徴とする請求項1に記載の湿潤拭取り材。
- 前記ビニル官能性カチオン系モノマーが、[2−(アクリロキシ)エチル]ジメチルベンジル塩化アンモニウム、[2−(アクリロキシ)エチル]ジメチルベンジル臭化アンモニウム、[2−(アクリロキシ)エチル]ジメチルベンジルヨウ化アンモニウム、及び[2−(アクリロキシ)エチル]ジメチルベンジル硫酸メチルアンモニウム、から選択されることを特徴とする請求項1に記載の湿潤拭取り材。
- 前記ビニル官能性カチオン系モノマーが、[2−(メタクリロキシ)エチル]ジメチルベンジル塩化アンモニウム、[2−(メタクリロキシ)エチル]ジメチルベンジル臭化アンモニウム、[2−(メタクリロキシ)エチル]ジメチルベンジルヨウ化アンモニウム、及び[2−(メタクリロキシ)エチル]ジメチルベンジル硫酸メチルアンモニウムから選択されることを特徴とする請求項1に記載の湿潤拭取り材。
- 前記疎水性ビニルモノマーが、分岐鎖又は直鎖アルキルビニルエーテル、ビニルエステル、アクリルアミド及びアクリレートから選択されることを特徴とする請求項1に記載の湿潤拭取り材。
- 繊維性材料と、
前記繊維性材料を結合して一体化されたウェブにするためのバインダ組成物と、
を含み、前記バインダ組成物は、以下の構造をもつ組成物を含み、
前記繊維性材料は、約0.3重量%から約10重量%の一価又は二価塩を含有する水性塩溶液を含む湿潤溶液によって湿潤され、前記バインダ組成物が前記湿潤溶液中に溶けず、前記バインダ組成物が200ppmまでのCa2+及び/又はMg2+イオンを含有する水に分散するようにされたことを特徴とする湿潤拭取り材。 - 前記一価又は二価塩がハロゲン化アルカリ金属であることを特徴とする請求項14に記載の湿潤拭取り材。
- x=約3から約6モルパーセント、y=約94から約97モルパーセント、及びR4は、メチルであることを特徴とする請求項17に記載の湿潤拭取り材。
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