JPH09228220A - 水溶性ポリアミドからなる不織布とそれから製造された製品 - Google Patents

水溶性ポリアミドからなる不織布とそれから製造された製品

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JPH09228220A
JPH09228220A JP8292429A JP29242996A JPH09228220A JP H09228220 A JPH09228220 A JP H09228220A JP 8292429 A JP8292429 A JP 8292429A JP 29242996 A JP29242996 A JP 29242996A JP H09228220 A JPH09228220 A JP H09228220A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、水溶性ポリアミドからなる不織布
及びそれから製造された製品を提供する。 【解決手段】 水溶性ポリアミドは、単独であるいは非
水溶性ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル及
びポリアミドのような材料から構成される従来の熱可塑
性ウェブと組合せて使用される。水溶性ポリアミドは、
性質の様々な組合せを有する不織布を製造するため生物
分解可能あるいは選択的分散性の材料と組合せと結合す
ることも可能である。そのような水溶性ウェブは、繊維
産業の水溶性熱可融性繊維と同様に、使い捨てのおむ
つ、女性用ナプキン、失禁用製品ような使い捨ての吸収
体製品及びティッシュやタオルのようなセルロース化合
物製品において実用性がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水溶性ポリアミド
からなる不織布(不織ウェブ:nonwoven web)と、それ
から製造された製品とに関連する。
【0002】
【従来の技術】水溶性ポリアミドは、単独で、あるいは
非水溶性のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステ
ル及びポリアミドのような従来の熱可塑性ウェブ(we
b) 形成材料と組合わせて使用される。水溶性ポリアミ
ドは、様々な性質の組合わせを有する不織布を形成する
ために生物分解可能なあるいは選択的に分散可能な材料
と組合わせることも可能である。そのような水溶性ウェ
ブは、繊維産業の水溶性熱可融性ウェブと同様に、使い
捨てのおむつ、女性用ナプキン、失禁用製品のような使
い捨て吸収剤製品及びティッシュやタオルのようなセル
ロース化合物製品の製造において実用性がある。
【0003】メルトブローン(melt blown)及びスパン
ボンド(span band)ウェブ(web)は、典型的には、非
水溶性のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル
及びポリアミドのような不溶性で分解不可能なポリマー
からなる。そのようなウェブは、使い捨てのおむつ、女
性用ナプキン、手術用ガウン、洗濯袋、ベッド・パツド
などのような様々な使い捨て製品の製造において使用さ
れている。そのような製品は、身体の体液を吸収及び包
含するように考案され、及び/または、そのような液に
対して物理的なバリヤーとなる。水溶性及び生物分解可
能な不織布は、前記の製品の処分に関する環境問題に解
決策を提供することができる。
【0004】熱可融性ウェブは、様々な用途のために使
用されている。繊維産業において、熱可融性ウェブは、
パッチポケットのような生地片を縫いつける前に適所に
保持するために利用される。これらの熱可融性ウェブ
は、ズボンのへり、あるいは、様々な装飾用手工芸アッ
プリケを作製することにも利用される。このような使用
に現在利用可能なウェブは、適用温度において典型的に
低粘性であり、水に溶けない。熱で活性化すると、これ
らの材料は、しばしば生地の断片にしみこむので、生地
が硬くなる。意図する接着部を形成することに失敗する
ほどに、溶けたウェブのしみこみが生じることもあり、
やり直しが必要となる。
【0005】ポリビニールアルコール(PVOH)から
なる水溶性の不織布は、日本の特開昭59−04126
0号公報において開示されている。2つの異なる化学処
理を利用してPVOH基のメルトブローン材料の水溶解
度を修正することは、1993年発行のINDA JN
R第5巻、No.2にDever、Benson及びP
airによる「水溶性メルトブローン不織布の開発と評
価」に説明されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】水溶性ウェブの構成用
基礎ポリマーとしてPVOHには、いくつかの欠点があ
る。例えば、高い溶融点と乏しい熱安定性のために、熱
処理するのが非常に困難である。単なる溶融タンクとい
うよりはむしろ、エキストルーダーが、PVOHを処理
してウェブにするのに必要である。さらに、一旦ウェブ
が形成された後、基体の一体性に悪影響するような温度
で熱密封する必要があるほど、熱シール特性が悪い。
【0007】アジピン酸とポリオキシエチレンジアミン
から調製された水溶性のポリアミドは、Fagerbe
rgらの米国特許No.3,882,090号及びSp
eranzaらの米国特許No.5,086,162
号、5,324,812号及び5,118,785号に
よって報告されている。しかしこのような組成物は、水
溶性の不織布を形成するため、あるいは、様々な特性を
示す不織布を形成するために他のウェブと組合わせるた
めには使用されていない。
【0008】
【課題を解決するための手段】本出願人は、ある種の水
溶性のポリアミドがスパンボンド及びメルトブローン不
織布を製造するための改良された溶融特性を示すことを
発見した。
【0009】本発明は、水溶性ポリアミド及びそれから
製造された製品からなる不織布を提供する。言い換える
と、本発明の不織布は、水溶性ポリエーテルアミドから
実質的になり、熱可融性である。
【0010】該水溶性ポリエーテルアミドは、少なくと
も1つのポリアルキレングリコールジアミンを少なくと
も1つのジカルボン酸あるいはそのエステルと反応させ
ることによって製造され、前記ポリアルキレングリコー
ルジアミンが次式: NH2 -(CH2X -(OCH2-CH2Y -O-(C
2X -NH2 を有し、Xの範囲は2〜3、Yの範囲は1〜2であるの
が好ましい。
【0011】また、前記ポリアルキレングリコールジア
ミンの少なくとも1つが、4、7、10−トリオキサト
リデカン−1、13−ジアミンであるのが好ましい。
【0012】さらに、本発明の不織布は、生物分解可能
なポリマー、非水溶性ポリマー及び選択的分散性ポリマ
ーからなる群から選択される少なくとも1つのポリマー
をさらに含むと好ましい。
【0013】該生物分解可能なポリマーは、ポリ乳酸、
ポリヒドロキシブチラート、ポリヒドロキシブチラート
−吉草酸エステル、ポリカプロラクトン及びそれらの混
合物からなる群から選択することができる。また、前記
非水溶性ポリマーはポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リエステル、ポリアミド及びそれらの混合物からなる群
から選択することができる。
【0014】本発明の不織布により、使い捨て吸収体製
品、すなわち、使い捨ておむつ、女性用ナプキン、手術
用ガウン、ベッドパッドなどが作製される。
【0015】一方、本発明の使い捨て製品は、互いに接
触する少なくとも1つの水溶性ポリアミドの部分及び非
水溶性ポリマーの部分を有する不織布からなり、水洗可
能である。該水溶性ポリアミド部分が連続マトリックス
を構成することが好ましく、さらに、実質的に非水溶性
ポリマー部分を実質的に囲むことが好ましい。
【0016】水溶性ポリアミドは、単独で、あるいは非
水溶性のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル
及びポリアミドのような従来の熱可塑性ウェブ形成材料
と組合わせて使用される。水溶性ポリアミドは、様々な
性質の組合わせを有する不織布を形成するために生物分
解可能な、あるいは選択的に分散可能な物質と組合わせ
ることも可能である。不織布が、溶融噴霧されたりある
いは水分散形態をとるのと同様に、スパンボンドとメル
トブローン技術から形成される可能性がある。
【0017】さらに、ポリアミドはエアレイド(air la
id)、あるいはウェットレイド(wet laid)工程におい
て、粘着剤結合繊維として使用されるため、噴霧された
り、水中で分散される。この状況は、特にティッシュと
タオルのようなセルロース化合物吸収剤製品の強度を改
良するために有効である。
【0018】その結果の不織布は、前記製品に親水性及
び水溶性の特徴を取り入れるため、使い捨て商品にみら
れるような積層物を形成することに使用できる。このよ
うな水感受性は、流体輸送及び捕捉を改善するのと同
様、固体廃棄物処理に関連する再利用や肥料化の労力を
容易にする。さらに、水溶性ポリアミドからなる不織布
は、水溶性熱可融性ウェブを作成するのに有効である。
4,7,10トリオキサトリデカン−1、13-ジアミ
ンは、その低溶融温度のために好ましい。これによるウ
ェブは、洗濯中に溶ける可能性があるので、そのような
ウェブは、繊維産業で一時的な接着のために利用される
不溶性熱可融性ウェブの問題を克服するであろう。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明は、水溶性ポリアミドから
なる不織布に関する。該ポリアミドは、前記Fager
bergの米国特許第3,882,090号及びSpe
ranzaの米国特許5,086,162号、5,32
4,812号、5,118,785号で開示されてお
り、少なくとも1つのジカルボン酸あるいはそのエステ
ルに少なくとも1つのポリアルキレングリコールジアミ
ンを反応させることによって生産される。
【0020】ポリアルキレングリコールジアミンは次の
式を有する: NH2−(CH2X−(OCH2−CH2Y−0−(CH
2X−NH2 ここで、Xの範囲は2〜3及びYの範囲は1〜2であ
る。
【0021】代表的実施例は、X=2及びY=1のトリ
エチレングリコールジアミン、そしてX=2及びY=2
のテトラエチレングリコールジアミンを含む。市販のジ
アミンは、Jeffamine(商標)148アミン及
びJeffamine(商標)192アミンを含む。好
ましいジアミンは、X=3、Y=2の4,7,10トリ
オキサトリデカン−1、13−ジアミン(TTDジアミ
ン)である。
【0022】適当なジカルボン酸は、5〜36の炭素原
子を有するもので、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライ
ン酸、セバシン酸、ドデカンジオイック酸(dodecanedi
oicacid)、テレフタル酸、イソフタル酸、t−ブチル
・イソフタル酸、二量体酸(dimer acid)及びそれらの
混合物を含む。エステル及びこれら酸の無水化合物もま
た使用できる。アジピン酸が好ましい。
【0023】この結果、得られる水溶性ポリエーテルア
ミドは、アジピン酸がJeffamine(商標)14
8と反応する場合のように、好ましくは約190℃以下
の溶融点を有する。さらに好ましいのは、アジピン酸が
Jeffamine(商標)192と反応する場合のよ
うに、溶融点は約155℃以下である。最も好ましい水
溶性ポリエーテルアミドはアジピン酸がTTDジアミン
と反応する場合のように、溶融点が約150℃以下であ
る。この特定の組合せは、より早く硬化(setting)
し、強く、簡単な加工の水溶性ポリエーテルアミドとな
る。低溶融温度のために、この組合わせが特に熱可融性
ウェブにとって好ましい。150℃より高い温度でこの
ような熱可融性ウェブを熱溶融すると、接着される基体
の一体性にしばしば悪影響を及ぼす。これにより得られ
るウェブは、ドライクリーニング洗剤中で溶けないの
で、必要な時に、ドライクリーニング可能な製品(織
物)にできる。
【0024】以上により得られるポリアミドは、周知の
メルトダウンあるいはスパンボンド技術によってウェブ
に形成される。これに対して、ポリアミドは繊維を結合
したり強化するために、エアレイドあるいはウェットレ
イド工程のような他の不繊布の製造工程の間、溶融噴霧
あるいは水分散が可能である。
【0025】ポリアミドは、単独で、あるいはウェブに
様々な有効な特性を持たせるために、他のポリマーと組
み合わせて使用される。ウェブ製造工程の間、水溶性ポ
リアミドをポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステ
ルあるいはポリアミドのような従来の不溶性ポリマーと
を順次組合わせると、その結果得られるウェブは、水溶
性マトリックスを得る。好ましくは、不溶性ポリマー
が、不連続ウェブを形成するため使用される。水溶性ポ
リアミドは不連続な部位に使用され、その結果、ウェブ
がポリアミドの数カ所で溶けて、不溶性部分の細部をそ
のまま残す。この替わりに、水溶性ポリアミドは、不溶
性ポリマーの不連続部位と共に連続相として使用でき
る。この技術は、低コストの水洗可能ウェブを創出す
る。水溶性ポリアミドと少なくとも1つの不溶性ポリマ
ーを同時に組合わせると、水中で分散しない親水性のウ
ェブを創出することが可能である。
【0026】ポリアミドは、さらに特性の独特な組合せ
を有する不織布を創出するため、生物分解可能な物質あ
るいは選択的に分散可能な材料との組合わせが可能であ
る。従来のポリマーの場合、組合わせの方法、順序、割
合によって、ウェブは、水分散が可能あるいは不可能に
なる。ポリアミドは、ウェブ製造工程で順に加えられる
と、各々の材料は、その非混合状態の特性を維持する傾
向にあるが、溶融相のポリアミドと少なくとも1つの他
のポリマーとを同時に組合わせると、非混合状態のポリ
マー同士の中間の特性を有するウェブとなる。高濃度で
存在するポリマーが不織布の全体的特性を支配する傾向
にある。
【0027】有益な生物分解可能なポリマーには、ポリ
マーがウェブに単独で入れられたりあるいは相溶性担体
と組合わされる限り、セルロース化合物と同様に、光分
解可能、微生物的及び加水分解的に分解可能なものがあ
る。代表実施例は、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチラー
ト(butyrate)、ポリヒドロキシブチラート−吉草酸エ
ステル(valerate)、ポリカプロ(capro)ラクトン 及
びそれらの混合物を含む。
【0028】選択的に分散可能なポリマーには、所定の
状況下では水性環境において分散可能であるが、全ての
水性環境において分散可能というわけではないものがあ
る。実施例では、アルカリ類に分散可能なあるいは含塩
物に不溶性の材料を含む。水に分散可能だが含塩物には
不溶性であるイーストマンAQコポリエステルは、体液
を吸収するように意図された製品に望ましい。
【0029】
【実施例】
[実施例1]アジピン酸とTTDジアミンを反応させる
ことで水溶性ポリアミドを作成した。このポリアミド
は、ブルックフィールド(brookfield)粘度計で測定し
て204℃(400°F)で約10000cps〜12
000cpsの粘性を有していた。粘性を制御するため
ステアリン酸を約0.5〜2%の濃度で使用することが
好ましい。反応条件は、得られるポリアミドが明るい色
を確保するため、約204℃(400°F)あるいはで
きるだけ低温度で維持する。ポリアミドは不織布を成形
するためバイヤ(Bayer) 及びオット(Otto)ホットメ
ルトスプレーガンで噴霧された。ポリアミドはオーブン
で204℃(400°F)で溶解しておき、適用温度を
約199〜204℃(390°F〜400°F)の範囲
で保ちながら、離型紙上に噴霧された。約40psiの
圧力では、ウェブの基本重量は72.5g/m2 であっ
たが、600psiの圧力では基本重量が33.9g/
2に減った。本出願人は不織布が、約191〜204
℃(375°F〜400°F)の温度範囲において、商
業用メルトダウンあるいはスパンボンドウェブ形成装置
で製造できると推測している。ポリアミドは、204℃
(400°F)の温度で、J&Mメルトブローンホット
メルトスプレーアプリケーターを使って、不織布を形成
するのにも使用した。両ウェブは水道水ですぐに溶け得
た、すなわち2.54cm×2.54cm(1インチ×
1インチ)断片が、攪拌なしで約20分間で溶ける。
【0030】[実施例2]第2のポリアミドは、粘性
が、204℃(400°F)で約35000cpsにな
るように、ステアリン酸なしに、実施例1と同じ反応体
から作製された。ポリアミドは、約204℃(400°
F)の温度で、バイヤー及びオットーホットメルトスプ
レーガンで噴霧した。基本重量は、実施例1と同様に空
気圧力で調整できる。得られた不織布は、不溶性ポリエ
ステルやポリプロピレンから形成された従来のスパンボ
ンド不織布と似ていたが、該不織布は、水道水にすぐに
溶け得た。
【0031】[実施例3]実施例2のポリアミドが、非
水溶性ポリアミドの粘性が204℃(400°F)で約
58000cpsとなるように、主に二量体酸とエチレ
ンジアミンとを反応させることで形成された相溶性の不
溶性ポリアミドと組合わせられた。該ポリアミドは、溶
融して、水溶性ポリアミド4部に対し不溶性ポリアミド
1部の割合、及び水溶性ポリアミド1部に対し不溶性ポ
リアミド4部の割合で組合わせた。混合ポリアミドは、
従来のメルトダウンあるいはスパンボンド不織布に類似
のウェブを製造するために、約210〜216℃(41
0°F〜420°F)の温度範囲でバイヤー及びオット
ースプレーガンで噴霧された。水溶性ポリアミド4部の
ものから製造した該ウェブは水道水にすぐに分散した。
水溶性ポリアミド1部のものから製造した該ウェブは水
には分散しないが親水性である。従って、不溶性ポリマ
ーに対して水溶性ポリマーが少ない混合体は、不織布に
親水性を与えるのに役立つ。これは、使い捨て吸収体製
品に親水性ゾーンを形成するために特に役立つ。
【0032】[実施例4]約0.2の極限粘度(intrinsi
c viscosity) を有するイーストマンAQコポリエステ
ルが、実施例1で形成された水溶性ウェブの両サイドに
噴霧された。イーストマンAQコポリエステルは、水に
溶け得るが、含塩物あるいは体液には溶けない。得られ
たウェブは、水に分散するが、45分間たっても含塩物
中に溶けない。
【0033】[実施例5]実施例1の水溶性ポリアミド
が、溶融性不織布を形成するため、実験的な生物分解可
能なポリマー、具体的にはイーストマン(Eastman) ポ
リエステル14766と同時に噴霧された。該ウェブを
水中に置くと、多少の溶解が観測されたが、該ウェブ
は、ポリエステルの存在のために完全な形で残された。
この組合わせは、特に、固体廃棄物処理問題に可能な解
決方法として使い捨ておむつに望ましい。水溶性ポリア
ミドが、イーストマンポリエステル14766と逐次的
に組合わせられたとき、不連続のウェブは、互いに容易
に分離される。本出願人は、該ポリアミドが、ウェブ形
成工程に適する全ての水溶性ポリマーと同時に噴霧でき
ると考える。
【0034】[実施例6]実施例1及び2の水溶性ウェブ
は、熱可融性である。実施例3〜5も熱可融性である
が、もはや100%溶けるわけではない。本発明の改良
型水溶性ウェブの特性をPVOHと比較した。PVOH
を含む不織布は周知であるが、そのようなウェブは、商
業的に入手できない。出願人は、実施例1〜5のように
して、ホットメルトスプレーで不織布を製造することを
試みた。
【0035】エアプロダクト(Air Produsts)社から市
販されているVINEX2019のPVOHが、170
℃に加熱された。30分間後、VINEX2019は、
分解のために薄茶色に変わった。この物質は170℃で
流動しなかったので、温度を約210℃に上昇した。こ
のとき、VINEX2019の外観が濃暗色に変わり、
発煙した。従って、この試みはPVOHの熱安定性及び
加工適性が悪いため不成功だった。
【0036】不織布は、前記INDA刊行物のDeve
r、Benson及びPairによって開示された押出
メルトブローン装置なしでPVOHから形成することは
できなかったので、本出願人は熱シール特性を比較する
ため、水性乳剤からフィルムを形成した。VINEX2
019の15%水溶液及び実施例1の水溶性ポリアミド
の15%水溶液がキャストフィルムに使用された。得ら
れたフィルムの厚さは、乾燥すると約25.4〜50.
8ミクロン(1〜2ミル)だった。
【0037】該フィルムは、細かく切られ、小型アイロ
ンを用いて標準コピー紙を熱シールするのに使用され
た。表1は熱シール接着の結果を記載し、またPVOH
に対する水溶性ポリアミドの特性の改良を示している。
【0038】
【表1】 温度 時間 結果 143〜152℃ 1分 Vinex2019 (290〜305°F) 紙に接着しなかった。アイロンで押し つけられた面に粘着したが冷えると容 易にはがれた。繊維は裂けなかった。 143〜152℃ 1分または 実施例1において、優れた接着が生じ (290〜305°F) 30秒 た。繊維が裂けた。 199〜210℃ 1分 Vinex2019 (390〜410°F) アイロンと直接接触した紙面に接着し ただけだが、紙の両面には接着しなか った。 199〜210℃ 30秒 実施例1における接着は優れていて、 (390〜410°F) 繊維が裂けた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 67/04 C08L 77/06 77/06 D01F 6/82 D01F 6/82 D04H 3/16 D04H 3/16 A61F 13/18 383 A41B 13/02 M (72)発明者 シャーフ ユー. アーメド アメリカ合衆国、55125、ミネソタ州、ウ ッドバリー、シルバーウッド コート 1240番地 (72)発明者 グレッグ ジェイ. ヴァン リス アメリカ合衆国、55112、ミネソタ州、マ ウンズ ビュー、サニーサイド ロード 8414番地

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水溶性ポリエーテルアミドから実質的に
    なる不織布。
  2. 【請求項2】 水溶性ポリエーテルアミドが、少なくと
    も1つのポリアルキレングリコールジアミンを少なくと
    も1つのジカルボン酸あるいはそのエステルと反応させ
    ることによって製造され、前記ポリアルキレングリコー
    ルジアミンが次式: NH2 -(CH2X -(OCH2-CH2Y -O-(C
    2X -NH2 を有し、Xの範囲が2〜3、Yの範囲が1〜2である請
    求項1に記載の不織布。
  3. 【請求項3】 前記ポリアルキレングリコールジアミン
    の少なくとも1つが、4、7、10−トリオキサトリデ
    カン−1、13−ジアミンである請求項1に記載の不織
    布。
  4. 【請求項4】 生物分解可能なポリマー、非水溶性ポリ
    マー及び選択的分散性ポリマーからなる群から選択され
    る少なくとも1つのポリマーをさらに含む請求項1に記
    載の不織布。
  5. 【請求項5】 生物分解可能なポリマーが、ポリ乳酸、
    ポリヒドロキシブチラート、ポリヒドロキシブチラート
    −吉草酸エステル、ポリカプロラクトン及びそれらの混
    合物からなる群から選択される請求項4に記載の不織
    布。
  6. 【請求項6】 非水溶性ポリマーがポリエチレン、ポリ
    プロピレン、ポリエステル、ポリアミド及びそれらの混
    合物からなる群から選択される請求項4に記載の不織
    布。
  7. 【請求項7】 熱可融性である請求項1に記載の不織
    布。
  8. 【請求項8】 請求項1、4あるいは7に記載の不織布
    からなる使い捨て吸収体製品。
  9. 【請求項9】 使い捨ておむつ、女性用ナプキン、手術
    用ガウン、ベッドパッド及びその他からなる群から選択
    される請求項8に記載の製品。
  10. 【請求項10】 互いに接触する少なくとも1つの水溶
    性ポリアミドの部分及び非水溶性ポリマーの部分を有す
    る不織布からなる水洗可能な使い捨て製品。
  11. 【請求項11】 水溶性ポリアミド部分が連続マトリッ
    クスを構成する請求項10に記載の水洗可能、使い捨て
    製品。
  12. 【請求項12】 水溶性ポリアミド部分が実質的に非水
    溶性ポリマー部分を実質的に囲む請求項10に記載の水
    洗可能な使い捨て製品。
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