JPS62106956A - エラストマ−組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリエーテルエステル・エラストマー組成物に
関する。特に本発明は特定のポリエーテルエステル・エ
ラストマーの熔融配合物からつくられる改善された組成
物及びそれから得られるフィルムに関する。この組成物
はおむつの脚の部分の弾性テープに特に有用である。

広い範囲のポリエーテルエステルが公知であり、例えば
ウィツトスイープ（Ｗｉ　ｔｓ　１ｅｐｅ）らの米国特
許第３，８５１，０１４号、第３，７６３，１０９号及
び第３，７６［３，ｉ４ｅ号、ホック（Ｈｏｋ）らの米
国特許第３．９３２．３２６号、及びニジムラ（Ｎｉｓ
ｈｉｍｕｒａ）等のジャーナル・オヴ・マクロモレキュ
ラー・サイエンス（Ｊ’、Ｍａｃｒｏｍｏｌ、　Ｓｃｉ
、）ケミストリー・ディウ゛イジョン（Ｃｈｅｍ、）　
、　ＡＩ（４）　、　８１７〜Ｇ２５　（１９Ｅｉ７）
記載の「ポリエステルをベースにしたエラストマー」と
題スる論文に記載されている。ポリエーテルエステル共
重合体の配合物も公知であり１例えばシュレーダー　（
Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ）らの米国特許第３，９１７，７４
３号及び公開特許明細書第５８−５８０５１号に記載さ
れている。従来これらの公知ポリエーテルエステル組成
物は種々の目的、例えばフィルム及び繊維に使用されて
いるが、公知組成物は或種の用途に望ましい効果をもっ
ていない。例えば乳児のおむつの脚の部分に接着するた
めに用いられる薄い弾性をもった細片またはフィルムに
は特に実現困難な要求がなされる。これらの要求には高
度の強度、高度の伸び、及びフィルムの単位重量当りの
固定力が低く、回復力が高いことが含まれる。またこの
ようなフィルムでは、過剰の粘着またはフィルムの歪み
を起すことなく幅の広いフィルムのロールを巻き戻すた
めには、過度の粘着性をもっていてはならない。本発明
の目的は、フィルムにした時従来法の組成物に比べて上
記の要求を容易に満たすことができるエラストマー組成
物を提供することである。

本発明によれは改善されたエラストマー組成物が提供さ
れる。この組成物はポリエーテルエステル・エラストマ
ーの熔融配合物からつくられる種類のものである。各エ
ラストマーはポリ（テトラメチレネーテル）グリコール
、１．４−ブタンジオール及びフェニレンジカルボン酸
、またはそれらの誘導体からつくられる軟らかい部分と
硬い部分とからつくられる。特におむつの脚の部分の弾
性テープに使用するのに適した本発明によって得られる
改善されたエラストマーは配合物の７５〜８０重量２を
占める第１のエラストマー及び配合物の１５〜２５重Ｂ
ｉ％を占める第２のエラストマーから成り、第１のニレ
ストマーはその２０〜２５重量２の硬い部分と分子量１
８００〜３０００の軟らかい部分とから成り、第２のエ
ラストマーはその４０〜５５重量％の硬い部分と分子量
が８５０〜２０００の軟らかい部分とから成っている。

この改善された組成物の配合物は１２０℃以上、２１５
℃以下に亙る温度範囲で熔融吸熱性を示し、１５０〜１
７５℃の範囲で熔融ピークを示す。

好適な組成物においては、無機性の粘着防止剤、好まし
くはタルクの微粉末を配合物の３〜８重量２の範囲で配
合物に混入する。

本発明によればまた上記エラストマー組成物から薄いフ
ィルムをつくる方法が提供される。この方法には順次１
８０〜２２０℃、好ましくは１９０〜２００℃の範囲の
温度で溝孔オリフィスを通してエラストマー組成物を熔
融押出しし、押出したフィルムを長さ３〜２５ＩＩ１１
．好ましくは１０〜１５ｔｓｍの空気間隙を通し、この
フィルムを好ましくは水浴中で５０℃より低い温度に急
冷し、急冷したフィルムを１２〜４０、好ましくは１５
〜２５の引き出し比を与える速度で取り出す工程を含ん
でいる。

本発明は添付図面を参照して行う以下の説明によってざ
らに容易に理解できるであろう。

「硬い部分」及び「軟らかい部分」という言葉は夫々本
発明に使用するのに適したエラストマー重合鎖の中の「
短い」及び「長い」鎖状エステル単位を意味している。

硬い部分は１．４−ブタンジオールとフェニレンジカル
ボン酸またはその誘導体との反応生成物から導かれる。

軟らかい部分はポリ（テトラメチレンエーテル）グリコ
ールとフェニレンジカルボン酸またはその誘導体とから
導かれる。これらの硬い部分と軟らかい部分との重量２
は米国４．シ訂第３，９３２，３２８号第３欄１９行〜
４２行記載の方法により計算される。

本発明の改善されたエラストマー組成物は夫々上記の硬
い部分と軟らかい部分とから成る２種のポリエーテルエ
ステル・エラストマーの熔融配合物からつくられる。し
かし配合物の７５〜８５重量２を占める第１のエラスト
マーでは、硬い部分はこのエラストマーの２０〜２５重
１％である。第１のエラストマーの残りの部分を占める
軟らかい部分は数平均分子量が１８００〜３０００であ
る。配合物の１５〜２５重量％を占める第２のエラスト
マーは硬い部分をその４０〜５５重Ａ！含んでいる。第
２のエラストマーの残りの部分を成す軟らかい部分は数
平均分子量が８５０〜２０００である。これらのエラス
トマーの製造法は当業界に公知であり、下記実施例に例
示されている。

本発明に使用される好適なフェニレンジカルボン酸はテ
レフタル酸である。しかしテレフタル酸の最高２５＄を
インフタル酸で置換えてもエラストマー組成物の性質を
劣化させることはない０本発明に使用するのに適したフ
ェニレンジカルボン酸誘導体の例としてはテレフタル酸
ジメチル、イソフタル酸ジメチル等がある。

２種のエラストマーはいくつかの任意の公知装置、例え
ば単一スクリュー押出機、二重スクリュー押出機、バン
バリー（Ｂａｎｂｕｒｙ）混合機、ファレル（Ｆａｒｒ
ｅｌｌ）連続混合機等によって混合し熔融配合すること
ができる。成形の直前において射出成形機を使用し熔融
配合を行うことができるが、十分な時間をかけて攪拌し
、成形の前に均一な配合を行うように注意しなければな
らない、熔融配合を行う好適な装置は、特に所望の最終
製品が押出しフィルムの場合、スクリュー押出機である
。

エラストマー組成物の中に無機性の粘着防止剤を含ませ
、シートまたはフィルムに巻き上げた時に組成物が自分
自身に粘着することを防ぐことがしばしば望ましい。好
適な粘着防止剤はタルクであり、エラストマー組成物の
３〜８重量２を混入する。本発明のエラストマー組成物
に使用するのに適した他の粘着防止剤にはシリカ、カオ
リン、粘土、炭酸カルシウム、燐酸二カルシウム等が含
まれる。本発明のエラストマー組成物に対してはタルク
、特に被覆したタルク【例えばバイザー（Ｐｆ　１ｚｅ
ｒ）社製の「マイクロフレックス（Ｍｉｃｒｏｆｌｅり
　Ｊ　１２００］が好適である。一般にフィルムにした
時の組成物の伸張及び回復特性の劣化を避けるためには
、粘着防止剤の量を８ｚ以上にすることは避けるべきで
あり、Ｂ＄より少ないことが好ましい。

タルクは好適な粘着防止剤であるが、本発明においては
タルクを第１のエラストマー（即ち本発明のエラストで
一組成物主成分）に直接配合することには問題があるこ
とが見出だされた。即ち過度の煙霧が発生する。しかし
タルクを第２のエラストマーと配合するとこのような煙
霧は生じない。従って粘着防止剤は通常第２のエラスト
マーの１５〜３５重量％の濃度で第２のエラストで−に
混入し、最終的な熔融配合したエラストマー組成物にお
ける所望のタルク濃度を得るようにする。

タルクは任意の公知の方法、例えば混練、配合、スクリ
ュー押出機による混合等の方法で第２のエラストマーに
混入することができる。

エラストマーをつくり、必要に応じてタルクを混合した
後に、添付図面に示すように、この混合物を熔融配合し
、溝孔オリフィスを通して押出し、急冷した後仕上げを
施し、縦切りして巻取る。熔融押出し温度は一般に１８
０〜２２０℃の範囲であり、１９０〜２００℃が好適で
ある。急冷工程は水浴、水の噴霧、冷却ロール、冷たい
空気流等を使用して行うことができる。好ましくは押出
したフィルム水浴に浸漬して急冷する。水浴の温度は５
０℃より低くする。オリフィスの面とフィルムが水の中
に入る点との間の距離はいわゆる空気間隙（添付図面の
番号４）と呼ばれ１通常３〜２５ｍｍであり、１０〜１
５ａ＋ｍの空気間隙が好適である。引き出し比、即ちオ
リフィスの断面積を急冷されたフィルムの断面積で割っ
た値は一般に１２〜４０であるが、最も望ましい強度及
び応力−歪特性を得るためには１５〜２５の引き出し比
が好適である。

上記の方法で処理する他に、本発明のエラストマー組成
物は熔融吹込み、注形、成形等の処理を行うことができ
る。

本明細書においては本発明の熔融配合されたエラストマ
ー及びそれからつくられたフィルムに対し種々の特性が
報告されているが、これらの特性は次のようにして決定
される。

エラストマー組成物中のポリ（テトラメチレネーテル）
グリコールの数平均分子量はエラストマーをエチレング
リコール中で碑騰させて濾過した後、エラストマーの分
解生成物を通常のゲル透過グロマトグラフ分析にかけて
決定する。

熔融温度は微差走査型熱量計によって決定する。加熱速
度は２０℃／分、試料の量は５〜１０ｍｇとする。

熔融係数はアメリカ材料試験協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ　
Ｓ。

ｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｉａｌ
ｓ）のＡＳＴＭ　Ｄ−１２３８法に従い、エラストマー
を１３５℃、Ｏ，’２ｍｍＨｇで乾燥した後、温度１９
０℃、荷重２１８０ｇで決定した。熔融係数の単位はｇ
／１０分である。

応カー歪み特性は一般にＡＳＴＭ法Ｄ−４１２に従いチ
ャート速度及びクロス・ヘッド速度を２０インチ（５０
，８ｃｍ）７分、ゲージ長を２インチ（５，１ｃｍ＋）
として動作するインストロン試験機を使用して測定され
る。破断時強度はもとのｄｔｅｘ当りのｇ単位で報告さ
れる。伸びは２単位で報告される０回復力はもとのｄｔ
ｅｘ当りのｇ、固定は２単位で報告される１回復力を測
定するためには、試料を先ずＯｚかも１０ｏｚに伸ばし
た後Ｏｚに戻す操作を５回繰り返す。５回目の伸びを行
う際に伸び５ｏｚにおける荷重を回復力の目安として用
いる。最後のθ〜１０ｏｚの伸びの過程の後に、インス
トロンのクランプをもとの位置に戻し、試料を３０秒間
弛緩させ、弛緩した試料の長さしをインチ単位で測定す
る。固定（ｇ）の値は次式で計算される。

１００［（Ｌ／２）　−１１ 下記の実施例により本発明を例示する。これらの実施例
において特記しない限りすべての割合は重量による。

実施例１ これらの実施例においては二種のポリエーテルエステル
・エラストマーをつくり、熔融配合して本発明の組成物
をつくり、次にこれを押出して急冷し、縦切りして巻き
上げ、使い捨てのおむつの脚の部分の弾性をもった細片
として使用するのに適した薄いフィルム片をつくった。

エラストマーＡの　′ 「添加剤溶液Ａ」は水蒸気ジャケット付きの攪拌容器に
下記の成分を加え、成分を１時間１５分１００℃で混合
してつくる。

ポリテトラメチレンエーテルグリコール数平均分子量約
２１００　　　　　　　　９９．２トリメチルトリメリ
テート０．１ １．３．５−　）ジメチル−２，４，６−トリス［３，
５−ブチル−４−ヒドロキシ ベンジル］−ベンゼン　　　　　　　　　　０．７エラ
ストマーＡは下記の材料を２００℃に保った蒸留塔の再
沸騰器に連続的に供給してつくる。

部 添加剤溶液Ａ　、　　　　　　　　　　　　　　８１．
４１．４−ブタンジオール（１００％　％７１／過剰）
　　　１５．８テレフタル酸ジメチル　　　　　　　　
　２２．６チタン酸テトラブチル　　　　　　　　　０
．２反応混合物からメタノールを蒸留する。混合物の再
沸騰器中の滞留時間は約３時間である。この反応混合物
を次に第１の反応容器に圧入し、ここで４０分間温度２
２５℃、圧力１２＋ｓｍＨｇ絶対圧に保つ、この容器中
において低分子量の重合体が生じ、未反応の１．４−ブ
タンジオールの大部分を蒸発させて除去する。得られた
低分子量の重合体を次に第２の容器に移し、この中で重
合体を温度２４０℃、圧力１２ｍｍＨｇ絶対圧において
４０分間攪拌し、重合体の分子量を増加させる０次に重
合体を２時間仕上げ器に移し、これを２５５℃、１．１
＋ｕＨｇ絶対圧で操作する。高分子量の重合体が得られ
る０次にこの重合体を仕上げ器から取り出し、押出して
ストランドにし、これを周囲温度の水で注形台の上で急
冷し、切断してペレットにする。仕上げられた重合体は
固有粘度が約１．８（０，５８／ｄｅｌの濃度のｍ−ク
レゾール溶液中で３０℃において測定）であり、熔融吸
熱ピークが１７２℃にあり、熔融条数は０．５、ショア
Ａかたさは約８５であった。エラストマーＡは軟らかい
部分を７７ｚ、硬い部分を２３２含んでいた。

エラストマーＢの エラストマーＢはエラストマーＡと一般的に同じ方法及
び同じ装置でつくる。「添加剤溶液Ｂ」は下記成分を用
いてつくった。

ポリテトラメチレンエーテルグリコール数平均分子量約
９７５　　　　　　　　７８．９イソフタル酸ジメチル
　　　　　　　　　２０．５トリメチルトリメリテート
　　　　　　　　０．１Ｎ、Ｎ’−トリメチレン−ビス
（３，５−ジ−ブチル−４−ヒドロキシ− ヒドロシンナムアミド　　　　　　　　　０．３Ｎ、Ｎ
’−へキサメチレン−ビス（３，５−ジ−ブチル−４−
ヒドロキシ− ヒドロシンナムアミド　　　　　　　　　０．３ポリ（
ジメチルシロキサン）　　　　　　　１．７ｐｐｍ下記
材料を蒸留塔の再沸騰器に供給する。

部 添加剤溶液Ｂ　　　　　　　　　　　　　　４５．８１
．４−ブタンジｔ−７１／（３５％モＪＬ／過剰）　　
　　２１．７テレフタル酸ジメチル　　　　　　　　　
３２．３チタン酸テトラブチル　　　　　　　　　　０
．２エラストマーＢは第１の容器中において圧力２０−
ｍＨｇ絶対圧、仕上げ器中で約１．０＋ｕ＋Ｈｇを用い
、エラストマーＡに使用したのと同じ工程温度を用いて
つくった。エラストマーＢは固有粘度が約１．４（０，
１ｇ／ｄｅｌの濃度の■−クレゾール溶液中で３０℃に
おいて測定）であり、熔融吸熱ピークが１４９．４℃に
あり、熔融係数は５．９、ショアＤかださは約４０であ
った。エラストマーＢは軟らかい部分を５１ｚ、硬い部
分を４９％含んでいた。硬い部分のテレフタル酸対イソ
フタル酸の比は？？／２３であった。

ムとＬｉｎＮ令 平均粒径が約１２ルのバイザー「マイクロフレックスＪ
　１２００のタルクとエラストマーＢのベレットとをフ
ァレル連続混合器中で混合してエラストマーＢ中に混入
した。混合器はエラストマーに大きな剪断応力を加えて
これを熔融させ、同時にエラストマーはタルクと混合さ
れ配合される。タルクはタルク／エラストマ−８混合物
の全重量に関し２０重量２の量である。

薄いフィルムの製造 添付図面の模式的流れ図に示した型の装置を用い１本発
明の熔融配合された組成物からつくられた１３個の組の
試料をつくった。

流れ図に示すように、エラストマーＢを上記のようにタ
ルクと配合し１次いでスクリュー混合押出機２の供給装
置１に運び計量する。エラストマーＡも押出機の供給装
置１に運び、エラストマーＡ　８０％　、　エラストマ
ー８１６％及びタルク４ｚから成る混合物をつくる。こ
の混合物を押出機２のスクリュー中で熔融配合し、同時
に台の中で最終熔融押出温度に加熱する。この混合物を
長さ２０．３ｃｍ（８インチ）、幅０．３８ｍｍ（０，
０１５インチ）の溝孔オリフィス３を通して押出す。流
れ図で２０により示されている押出されたフィルムを次
に空気間隙４を通して水を満たした急冷タンクに送り、
ここで案内６及び７の周りを通した後一対のニップ・ロ
ール８及び９を通して水から出す。次にフィルムを縦切
り機１０の方へ前進させ、ここでフィルムを縦切りして
幅約６．７　ｆｆｌ＋１１（０，２Ｅｔ５インチ）の細
片にする。

この細片を仕上げ剤塗布機１１、カム案内１２を通し、
引っ張りロール１３及び１４で前進させて巻取ってロー
ル１５にする。

溝孔オリフィス３からニップ・ロール８．９へと通る際
に、フィルムは「引き出し現象」と呼ばれる断面の減少
を起す、これは溝孔オリフィスの面積を急冷フィルムの
断面積で割った値として定義される。塗布Ｊａｌｌによ
って塗布される仕上げ剤は実質的にポリアルキレングリ
コールと非イオン性表面活性剤とから成り、フィルムの
約１〜４重量ｔの量である０巻取りロールは長さ約３３
ｃｍ（１３インチ）、直径１０．１ｃｍ（４インチ）の
駆動される円筒形の芯であり、この上にフィルムの細片
状生成物を巻付けて最大直径約３０．５ｃ＋５（１２イ
ンチ）にする。

上記方法によりつくられた熔融配合したエラストマー組
成物は約１２５〜２１０℃に及ぶ範囲に亙って熔融吸熱
性を示し、熔融ピークは約１６０℃であ１３個の試料を
つくった特定の条件を第１表にまとめた。得られたフィ
ルム細片の物理的特性は第２表に示されている。試験番
号６でつくられた試料以外の実質的にすべての試料は使
い捨てのおむつの弾性をもった脚の部分の細片として使
用するのに適していることに注目されたい、各細片は少
なくとも０．４ｇ／ｄｔｅｘの高い破断強度、少なくと
も４５０＄１７）高い破断時伸び、少なくとも０．０３
５ｇ／ｄｔｅｘの伸び５ｏｚ、における高い回復力をも
ち、１５Ｘより低い固定を有している。

第１表　操作条件 １　　　１９５　３０　　　１２　　９３．０　　２１
゜４２　　　２１０　２７　　　１２　　８７．８　　
１８．５３　　　１９５３０　　　４　　８７．５　　
　木本４　　　１９４　３０　　　１２　　　Ｂ？、５
　　２０．８５　　　１９３　３０　　　２０　　　Ｂ
９．０　　１９．６Ｂ　　　　１９４　３０　　　１２
　　４３．９　　１０．！Ｉｔ７　　　１９４　３０　
　　１２　　１３４．４　　３３．３８　　　１９５　
３０　　　１２　　８９．９　　２５．０９　　　１９
５　３０　　　１２　　８９．９　　１５．４１０　　
　１８０　３０　　　１２　　８９．０　　１７．１１
１　　　１９？　　２０　　　１２　　９０．２　　１
５．９１２　　　１９７　３０　　　１２　　９０．２
　　１９．５１３　　　１９４　４０　　　１２　　８
８．４　　１４．８本本測定せず

【図面の簡単な説明】

添イ・１図面は本発明のエラストマー組成物から薄いフ
ィルムをつくるのに適した方法の流れ図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、各エラストマーがポリ（テトレメチレンエーテル）
   グリコール、１，４−ブタンジオール及びフェニレンジ
   カルボン酸またはその誘導体からつくられた硬い部分と
   軟らかい部分とから成るポリエーテルエステル・エラス
   トマーの熔融配合物からつくられ、 該配合物の７５〜８５重量％を構成する第１のエラスト
   マーは該第１のエラストマーの２０〜２５重量％を占め
   る硬い部分と分子量が１８００〜３０００の軟らかい部
   分とを有し、 該配合物の１５〜２５重量％を構成する第２のエラスト
   マーは該第２のエラストマーの４０〜５５重量％を占め
   る硬い部分と分子量が８５０〜２０００の軟らかい部分
   とを有し、 該配合物は１２０℃以上、２１５℃以下の温度範囲に亙
   って熔融吸熱性を示し、熔融ピークは１５０〜１７５℃
   の範囲にあることを特徴とする改善されたエラストマー
   組成物。 ２、該エラストマー組成物の３〜８重量％の範囲の無機
   性粘着防止剤が混入されている特許請求の範囲第１項記
   載の組成物。 ３、粘着防止剤がタルクである特許請求の範囲第２項記
   載の組成物。 ４、フェニレンジカルボン酸はテレフタル酸またはその
   誘導体である特許請求の範囲第１〜２項記載の組成物。 ５、テレフタル酸またはその誘導体の最高３０％がイソ
   フタル酸またはその誘導体で置換えられている特許請求
   の範囲第４項記載の組成物。 ６、第２のエラストマー中の粘着防止剤を配合し、配合
   して得られたエラストマーを第１のエラストマーと熔融
   配合し、熔融配合したエラストマーを溝孔オリフィスを
   通して１８０〜２２０℃の温度範囲で熔融押出しを行っ
   て薄いフィルムをつくり、この薄いフィルムを５０℃よ
   り低い温度に急冷し、空冷したフィルムをフィルムの引
   き出し比が１２〜４０になるような速度で前進させる工
   程を順次行う特許請求の範囲第２項記載の組成物からエ
   ラストマー・フィルムを製造する方法。 ７、急冷は水浴中に浸漬することにより行い、溝孔オリ
   フィスの出口と水浴の入口との間に空気間隙を存在させ
   、この空気間隙の長さを３〜２５ｍｍにする特許請求の
   範囲第６項記載の方法。 ８、熔融押出温度は１９０〜２００℃の範囲にあり、空
   気間隙の長さは１０〜１５ｍｍであって、引き出し比は
   １５〜２５である特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９、破断時強度が少なくとも０．４ｇ／ｄｔｅｘ、破断
   時伸びが４００〜７００％、回復力が少なくとも０．０
   ３５ｇ／ｄｔｅｘであり、固定が１５％より少ない特許
   請求の範囲第８項記載の方法でつくられた厚さが０．０
   ２〜０．０５ｍｍのフィルム細片。