JP6923661B2 - ポリマー層を含む物品 - Google Patents
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Description
荷電表面を有する基材と、
当該基材表面上のポリマー層と、を備え、
当該ポリマー層が、当該荷電表面の電荷と反対の電荷を有する荷電部分を含む架橋された下層と、下層からグラフト化されたポリマー鎖を含む上層と、を含む、物品を提供する。
a)荷電表面を含む基材を提供する工程と、
b)重合開始部分及び当該荷電表面の電荷と反対の電荷を有する荷電部分を含む架橋されたポリマーを提供する工程と、
c)当該架橋されたポリマーを当該基材表面に適用する工程と、
d)重合開始部分と重合反応性のモノマーを提供する工程と、
e)モノマーを重合開始部分と重合させる工程と、を含む、方法を提供する。
荷電表面を有する基材と、
当該基材表面上の架橋されたポリマー層であって、当該架橋されたポリマーが、当該荷電表面の電荷と反対の電荷を有する荷電部分、及び重合開始部分を含む、架橋されたポリマー層と、を含む、方法を提供する。このような物品は、上記に説明される方法において中間体であってもよく、上記に説明されるような物品の前駆体であってもよい。
本発明による好ましい消費者物品の例としては、シェービング物品及び除毛デバイスが挙げられる。「除毛デバイス」は、乾式又は湿式シェービング用のかみそり(手動又は電動)、脱毛器、電動シェーバー、及びこれらの組み合わせ等、毛髪の除去を意図される任意の装置又はデバイスを含む。シェービング物品は、本体部をシェービングする行為に関連する物品を含み、除毛デバイス及び除毛デバイスの構成要素を含む。「シェービング物品」は、非切断要素でもよく、又は切断要素でもよい。非切断要素としては、湿式シェーバーの刃クリップ又は電動乾式シェーバーに配設される箔の外面若しくは内面のようなカートリッジ若しくはハンドル構成要素が挙げられる。切断要素は、湿式シェービング用かみそりを含む、湿式シェーバー製品内の電動乾式シェーバー又はかみそり刃内にカッター要素が含まれる。
好ましい実施形態では、本発明の物品は、湿式シェービング用かみそり又はその構成要素である。湿式シェービング用かみそりは、典型的には、かみそりカートリッジ及びかみそりハンドルを含む。
かみそりカートリッジ構成要素は、典型的には、以下の要素のうちのいくつかを含む:毛髪の切断を行うための刃縁を有する1つ以上のかみそり刃、刃クリップ、潤滑体/ストリップ/リング、キャップ、ハウジング、フレーム、ガード、ハンドル接続構造体、又はこれらの任意の数のそれぞれ若しくは組み合わせを含む。
湿式シェービング用かみそりハンドルはまた、使用中に使用者の皮膚(例えば、グリップ上の手)によって接触される複数の表面を備え、一態様では、本発明はまた、かみそりハンドルの界面表面特性の改善に関する。
本発明は、概して、任意の種類の包装材に適用され得る。消費財の包装材の具体例としては、バルク及び/又は流体消費財(例えば、液体、ゲル、エマルション、分散液、及び/又は粒子/粉末)のための容器の形態の包装材、並びに除毛デバイス及びそれらの構成要素等の消費者物品の形態の消費財の包装材が挙げられる。
製品容器、具体的にはブロー成形容器において典型的に提供される消費財の例としては、洗濯及び家庭用洗浄製品、クリーム、ローション、ゲル、発泡体、アフターシェーブ等のシェービング組成物;シャンプー及びヘアケア製品;口腔ケア製品;スキンケア製品;メークアップ;及び他のパーソナルケア製品が挙げられる。
例えば、使用者の皮膚と接触するための1つ以上の表面積を有する消費財包装材の構成要素は、製品容器の本体である。
容器に関連する別の領域は、上述の消費財容器用のクロージャ(例えば、キャップ、蓋、又はねじ頂部)を含む。このようなクロージャは、硬質プラスチックから構成されることが多い。これらのクロージャは、例えば上記に考察されるような湿潤環境において、取り扱いを容易にするために高い摩擦係数を維持しながら、使用者にとって良好な接触体験を与えるために、例えば、特定のレベルの機械的及び皮膚界面性能を有することが要求される。
除毛デバイス及びそれらの構成要素(例えば、ハンドル及びかみそりカートリッジ)等の消費者物品の包装材の例としては、ブリスタータイプの包装材が挙げられる。ブリスターパックの2つの主要な構成要素は、成形可能な物質(例えば、プラスチック)で作製された窪み又は受け口、及び台紙(例えば、板紙又はプラスチック)である。形成された窪み又は受け口は製品を収容し、台紙はその窪みの中の製品を密封する。その他のタイプのブリスターパックとしては、板紙カードと、予め成形された透明のプラスチック(例えばポリ塩化ビニル)との間に製品を収容するカード紙包装材が含まれ得る。消費者は透明のプラスチックを通して製品を容易に検討することができる。クラムシェルは、よりしっかりとした包装材として周知である。それは、予め成形された2枚のプラスチックシートか、1枚のシートを折り畳んで縁を融合したもののいずれかで構成される。
本発明のポリマー層は、物品のバルク構成要素(例えば、消費者物品又は消費財の包装材)に直接適用され得るか、又は代替的に、箔ラップ(例えば、ラベル又はステッカー)等のバルク構成要素に適用される更なる要素上に提供され得る。好ましくは、ポリマー層は、消費者物品のバルク構成要素又は消費財用の包装材に直接適用される。
架橋された下層
荷電表面の電荷と反対の電荷を有する荷電部分を含む架橋された下層は、好ましくは、結合ポリマー鎖の2次元的に延長されたネットワークを含む。下層は、ポリマーマットとも呼ばれ得る。
架橋されたポリマー下層がイオン結合している表面は、荷電表面を含む。基材表面は、正味の負電荷又は正味の正電荷のいずれかを有し得る。負電荷が好ましいのは、多数の物質が表面に自然に負に荷電されるためである。
架橋された下層は、架橋された下層を含む溶液中の基材の浸漬コーティングによって基材表面に結合することができる。環境、費用及び利便性の理由から、溶液は、好ましくは水性であり、すなわち、浸漬コーティング溶液の大部分の成分として水を含む。
本発明の態様によると、好ましくはポリマーブラシの形態でのポリマー鎖は、下層の重合開始部位からグラフト化される。基材表面を架橋された下層でコーティングした後、1つ以上のモノマーが提供され、これらのモノマーの重合工程が、架橋されたポリマー下層の重合開始部分から開始される。
ポリマー鎖によって基材に付与され得る利用可能な改質の性質は、膨張性であり、それにより、表面を調整して、原基材表面上に有益な特性の範囲を与えることができる。
表面改質の具体例としては、摩擦媒体を挙げることができる。消費者物品及び消費財用の包装材に関して上記に考察されるように、物品の摩擦を媒介して皮膚と物品との界面を最適化することが望ましい場合がある。
上記に考察されるように、本発明に関連するいくつかの物品は、摩擦係数の増加から利益を得ることができる。例えば、かみそりのガード、又は消費財用のかみそり若しくは包装材のハンドル若しくは把持部分。
表面改質の更なる例としては、改質表面の微生物馴化に対抗することができる防汚性を提供することを含み得る。
表面改質の更なる例としては、抗腐食特性を提供することを含み得る。例えば、金属に適用される疎水性ポリマー鎖の使用は、表面から水を追い出すことによって酸化腐食を低減する助けとなり得る。例えば、ポリマー鎖内に非極性モノマーを含めることは、表面の腐食の原因となり得る極性液体との接触を妨害するのを助け得る。
表面改質の更なる例としては、刺激応答性表面の提供を含み得る。例えば、ポリマーブラシは、刺激改質可能な特性を提供するように構築されてもよい。例示的な刺激としては、極性若しくは非極性溶媒系中の温度、pH、電位、及び/又は浸漬が挙げられ得る。このような刺激応答性変化は、典型的には可逆的である。
ポリマー鎖のモノマー構成に加えて、ポリマー鎖の特性は、鎖間間隔に関連する表面上のポリマー鎖の表面積密度(グラフト化密度)によって影響され得る。更に、ポリマー鎖の鎖長及び分子量は、関連する因子であり得る。
本発明の更なる態様では、シェービング物品は、パーソナルケア組成物と組み合わせるように適合され得る。
・本発明によるシェービングカートリッジであって、ポリマー鎖が荷電基を含む、シェービングカートリッジと、
・ポリマー鎖の荷電基に対イオンを含む皮膚科学的に許容可能な(局所的に適用可能な)シェービング組成物と、を備える、キットを提供し得る。
i)本発明によるシェービング物品を提供することであって、当該ポリマー鎖が荷電基を含む、提供することと、
ii)ポリマー鎖の荷電基に対する対イオンを含む皮膚科学的に許容可能な(局所的に適用可能な)シェービング組成物を皮膚の領域に適用することと、
iii)当該皮膚領域をシェービングカートリッジでシェービングすることと、を含む、シェービング方法も含み得る。
以下の物質を使用した。ポリ(エチレングリコール)メタクリレート(PEGMA360、平均分子量360)、2−クロロ−塩化プロピオニル(97%)、1−ドデカンチオール(DDT、≧98%)、エチレングリコールジメタクリレート(EGDMA、98%)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)(AIBN、98%)、ジエチルエーテル(≧99.8%)、及びテトラヒドロフラン(THF、99.9%)、トリエチルアミン(TEA、≧99%)、炭酸水素ナトリウム(>95%)、硫酸マグネシウム(>95%)、エタノール(≧99.5%)、加圧アルゴン及び窒素、超純水(抵抗率:18.2MΩcm、総有機含量(total organic content、TOC):3〜4ppb)、P型、ホウ素ドープ型、片面研磨、直径10cm、及び厚さ500μmの試験グレードのシリコンウェハ。
架橋された下層ポリマーの3つの変異体を、以下の反応に従って、25/75(A)、50/50(B)及び75/25(C)のPEG−Cl/PEG−N+、5部の架橋剤(EGDMA)及び5部の連鎖移動剤(DDT)の重量比で調製した。
1×1cmのシリコン基材を、ダイヤモンドカッターを使用してより大きなシリコンウェハから切断し、50:50アセトン:エタノール浴に入れ、15分間超音波処理した。音波処理後、ケイ素基材を窒素流下で乾燥させた後、UVオゾン処理(Jelight42−200)を更に15分間乾燥させて炭化水素汚染物質を除去し、表面上に存在するヒドロキシル基の総濃度を増加させた。
電荷及び開始基を有する架橋された下層の汎用性を実証する際に、ポリマーの範囲を、強く及び弱く荷電されたアニオン性基材、すなわち、雲母及びシリコンの両方の結果を例示する、モデルアニオン性基材からグラフト化した。
2,2’−ビピリジル(BiPy、≧99%)、Cu(I)Cl(≧99.995%)、Cu(II)Cl2(≧99.999%)、(+)−Lアスコルビン酸ナトリウム(NaAsc、≧98%)、ジ(エチレングリコール)メチルエーテルメタクリレート(MEO2MA、95%)、ポリ(エチレングリコール)メチルエーテルメタクリレート(OEGMA300、平均分子量300)、2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート(DMAEMA、98%)及び2−(メタクリロイルオキシ)エチル]ジメチル−(3−スルホプロピル)−水酸化アンモニウム(SBMA、97%)、加圧アルゴン及び窒素、超純水(抵抗率:18.2MΩcm、総有機含量:3〜4ppb)、P型、ホウ素ドープ型、片面研磨、直径10cm、厚さ500μm、<100>試験グレードシリコンウェハ、天然白雲母、組成物KAl2(Si3Al)O10(OH)2、A1特別グレード。
1×1cmのシリコン基材を、ダイヤモンドカッターを使用してより大きなシリコンウェハから切断し、50:50アセトン:エタノール浴に入れ、15分間超音波処理した。音波処理後、ケイ素基材を窒素下で乾燥させた後、UVオゾン処理(Jelight42−200)を更に15分間乾燥させて炭化水素汚染物質を除去し、表面上に存在するヒドロキシル基の総濃度を増加させた。雲母片を両面で約50μmの厚さに切断した後、はさみを使用して3×1cm片に切断し、更なる洗浄は行わなかった。
上記に従ってコーティングされたシリコン基材を、ATRP重合に供して、そこからグラフト化ポリマーブラシに供した。各反応では、3mLの総体積を使用して、モノマー、BiPy、Cu(I)Cl及びCu(II)Cl2の比が80:2.2:0.9:0.1である、基材の被覆を確実にした。各3mLの調製物のうち、1.5mLがモノマーから構成され、残りの1.5mLがATRP反応化学物質を含有した。MEO2MA、OEGMA300及びDMAEMAは液体であり、したがって未希釈で使用した。SBMAについては、50体積/重量%溶液を調製した。
上記に従ってコーティングされたシリコン及び雲母基材を、ATRP重合に供して、そこからグラフト化ポリマーブラシに供した。各反応では、1000:10:10:1のモノマー、BiPy、NaAsc、及びCu(II)Cl2の比を有する10mLの総体積を使用した。各10mLの調製物のうち、5mLの構成モノマー及び残りの5mLは、ATRP反応化学物質を含有した。コーティングされる各表面について、表2に記載される量を使用した。
ここで図1を参照すると、消費者物品4用の包装材の形態での物品2が示されている。第1及び第2のフレーム6及び8は、消費者物品、この場合は湿式シェービング用かみそり4を支持及び表示するために必要な構造的一体性を提供するプラスチックで作製され得る。しかしながら、歯ブラシ、口紅、ブラシ、及び他の固体物体等の他の物体が提供されてもよい。
Claims (17)
- 物品であって、
荷電表面を有する基材と、
前記基材表面上のポリマー層と、を備え、
前記ポリマー層が、
前記荷電表面の電荷と反対の電荷を有する荷電部分を含む、架橋された下層と、
前記下層からグラフト化され、前記基材表面から離れる方向に延在するポリマー鎖を含む上層であって、好ましくは、前記ポリマー鎖がポリマーブラシである、上層と、を含み、
前記架橋された下層が、
第四級アンモニウム部分又はその前駆体を有する、5〜94.5重量%のモノマーと、
少なくとも1つの重合開始部分を有する、5〜90重量%のモノマーと、
0.5〜5重量%の架橋剤と、を含む、物品。 - 前記架橋された下層中の、少なくとも1つの重合開始部分を有するモノマーに対する荷電部分を有するモノマーのモル比が、1:4〜4:1、好ましくは約3:1である、請求項1に記載の物品。
- 前記架橋剤が二官能性架橋剤を含む、請求項1又は2に記載の物品。
- 前記架橋された下層が、5000〜400,000Da、より好ましくは10,000〜200,000Daの範囲の分子量(Mw)を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の物品。
- 前記基材表面が、負の0.001〜0.2cm-2の範囲の表面電荷密度を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の物品。
- 前記基材表面が、負の20〜150mVの範囲の表面電位を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の物品。
- 前記基材表面が負に荷電され、前記架橋された下層が第四級アンモニウム部分を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の物品。
- 前記ポリマー鎖が、フッ素化モノマー、アルコキシル化モノマー、及び/又はこれらの混合物を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の物品。
- 前記物品が、消費者物品、好ましくは、シェービング物品及び除毛デバイスからなる群から選択される消費者物品である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の物品。
- 前記物品が、消費財、好ましくはブロー成形容器用の包装材である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の物品。
- ポリマー鎖を含む外部ポリマーコーティングを有する基材を含む物品を作製する方法であって、
a.荷電表面を含む基材を提供する工程と、
b.前記荷電表面の電荷と反対の電荷を有する荷電部分、及び重合開始部分を含む架橋されたポリマーを提供する工程と、
c.前記架橋されたポリマーを前記基材表面に適用する工程と、
d.前記重合開始部分と重合反応性のモノマーを提供する工程と、
e.前記モノマーを前記重合開始部分と重合させる工程と、を含む、方法。 - 前記工程aにおける基材が負の表面電荷を含み、前記架橋されたポリマーの前記荷電部分が第四級アンモニウム部分を含む、請求項11に記載の方法。
- 工程cが、溶液、エマルション、又は前記架橋されたポリマーを含む分散液中に前記基材表面を浸漬コーティングすることを含む、請求項11又は12に記載の方法。
- 重合工程eが、原子移動ラジカル重合を含む、請求項11〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記モノマーが、フッ素化ポリマー、好ましくはペンタフルオロスチレン、ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ヘプタデカフルオロデシル(メタ)アクリレート、及び/又はこれらの混合物を含む、請求項11〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 物品であって、
荷電表面を有する基材と、
前記基材表面上の架橋されたポリマー層であって、前記架橋されたポリマーが、前記荷電表面の電荷と反対の電荷を有する荷電部分、及び重合開始部分を含む、架橋されたポリマー層と、を備え、
前記架橋されたポリマー層が、
第四級アンモニウム部分又はその前駆体を有する、5〜94.5重量%のモノマーと、
少なくとも1つの重合開始部分、好ましくはフリーラジカル重合開始部分、より好ましくはハロゲン化物、最も好ましくはClを有する、5〜90重量%のモノマーと、
0.5〜5重量%の架橋剤と、を含む、物品。 - 前記架橋されたポリマー層中の、重合開始部分を有するモノマーに対する荷電部分を有するモノマーのモル比が、1:4〜4:1、好ましくは約3:1である、請求項16に記載の物品。
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