JPH04314742A - 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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JPH04314742A JP3323393A JP32339391A JPH04314742A JP H04314742 A JPH04314742 A JP H04314742A JP 3323393 A JP3323393 A JP 3323393A JP 32339391 A JP32339391 A JP 32339391A JP H04314742 A JPH04314742 A JP H04314742A
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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】
【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(
Stromberg)による“Surface and
 Colloid Science”第II巻(Ple
num 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 inte
raction )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(Knox)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」〔Bimodal Ch
aracter of Polyester−Solv
ent Interactions. I. Eval
uation of the Solubility 
Parameters of the Aromati
c and the Aliphatic Ester
 Residues of Poly(ethylen
e Terephthalate)〕Journalo
f Applied Polymer 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 Char
acter of Polyester−Solven
t Interactions. II. Evalu
ation of the Chemical Str
uctures of the Aromatic a
nd the Aliphatic Ester Re
sidues of Poly(ethylene T
erephthalate) 〕Journal 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 II
I.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 Polyester−Solvent Inte
ractions. III.The Effects
 of Morphology on the Nat
ure of the Aromatic and t
he Aliphatic Ester Residu
es of Poly(ethylene Terep
hthalate)〕Journal ofAppli
ed 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)      9.40
5      2.21      2.21    
      (最小)      5.075    
        0            0
【00
19】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 C
H2 )−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 C
H2 )−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 C
H2 )−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 C
H(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 C
H2 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 CH
2 )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 (CH2−CH2
−O) Z  または、
【0030】
【化12】       (CH3−(CH2)5−C
H(OH)−CH=CH−(CH2)7−COO) 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 、(CF
2)X 、(SO3)− X+ 、SiO2 、COO
H、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3
dyn/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(m
elt blown fabrics spunbon
ded 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/c
m3 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(Bolan
d)らに1987年12月1日に付与された米国特許第
 4,710,187号;ロエスラー(Roessle
r)らに1988年8月9日に付与された同第 4,7
62,521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 4,7
70,656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(
14インチ)の幅とその横断中央線に沿って55.9c
m(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24を開け、約15分を要してロート22中の1
00ml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(Fisch
er TM)張力メーターを使用してASTM試験法D
1590‐60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AspunTM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 P
lastics 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M
apegTMDO‐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 Fle
xTM 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 2
49/480 249/480バレルゾーン2    
       260/500 299/570 29
9/570 299/570 260/500 260
/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 2
77/530(1−2)(℃/°F) バルブゾーン(℃/°F)   271/520 31
0/590 310/590 310/590 271
/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 2
73/524 273/523バレル圧(×10)  
     2.5/35  3.0/43  3.0/
43  3.1/44  2.5/35  2.5/3
5 (kg重/cm2/psig)  ダイ圧(kg重/cm2/psig)   12/17
5  11/150  11/150  11/151
  12/175  12/176スクリュー速度(R
PM)        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 3
09/588 309/588 309/589 28
4/543 285/545        (℃/°
F) クロマロックス空気圧    0.28/4.0 .3
5/5.0 .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     4
00     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                   10
0     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
CO‐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
15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‐102でローム&ハース(Rohm & Haa
s)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 〜1
5      0   1.5  2.3  3.0 
 5.0 10.2 13.0 15.0  3.0P
P*   −−      〜121 〜15    
100   100  100  100  100 
 100  100  100  100PP* トリ
トン  〜121 〜15      0   100
  100  100  100  100  100
  100  100PP*   CO−8     
 −−   −−       0   100  1
00  100  100  100  100  1
00  100PP* 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

Claims (20)

    【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概
    して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概して残っている、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】   
               −(CH2 CH2 O)−で
    表される、請求項9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概して溶解性の疎水性部分及び
    前記溶融ポリオレフィンに概して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
    リオレフィン繊維への適用後に、該溶融ポリオレフィン
    繊維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概して溶解性である疎水性部分及び
    前記ポリオレフィンに概して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】 
                 −(CH2 CH2 O)
    −で表される、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
    】      (CH3−(CH2)7−CH=CH−
    (CH2)7−COO)X (CH2−CH2−O) 
    Z  (式中、X及びY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
    】       (CH3−(CH2)5−CH(OH
    )−CH=CH−(CH2)7−COO) X (CH
    2−CH2−O) Z (式中、X及びY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
    記コポリマー材料が、該コポリマー材料と該基礎ポリオ
    レフィンが熱融合されていない、同様なポリオレフィン
    に適用した同様なコポリマー材料に比較して、より一時
    的なものではない、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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