JPH06508868A - 生分解性液体不浸透性フィルム - Google Patents
生分解性液体不浸透性フィルムInfo
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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】
生分解性液体不浸透性フィルム
技 術 分 野
本発明は、生分解性熱可塑性重合体のブレンドからなる液体不浸透性フィルムに
関する。このフィルムは、各種の体液を吸収するのに適しているおむつ、生理用
ナプキン、パンティーライナーなどの物品でバックシートとして使用するのに特
に好適である。本フィルムは、農業マルチ(mulch)フィルム、ヒートシー
ル性包装フィルム、プラスチックごみ袋などの各種の製品用途にも使用され血液
、尿、経血などの体液の吸収に効率的であるように設計された各種の吸収性構造
物は、既知である。この種の使い捨て製品は、一般に、成る種の流体浸透性ト・
ツブシート材料、吸収性芯、および流体不浸透性ノ<、ンクシート材料を具備し
ている。
従来、このような吸収性構造物は、例えば、織成、不織または多孔性成形フィル
ムポリエチレンまたはポリプロピレン材料から製造されたトップシート材料を使
用して製造してきた。バックシート材料は、典型的には、可撓性ポリエチレンシ
ートからなる。吸収柱芯材料は、典型的には、木材バルブ繊維または吸収性ゲル
化物質との組み合わせの木材バルブ繊維からなる。
最近考慮されるようになってきたこのような生理用製品(sanitary p
roduct)の1側面は、使い捨て性である。
このような製品の大部分は、最終的には分解すると予想される材料からなり且つ
この種の製品は、毎年消費者によって発生される全固体廃棄物の非常に小さい割
合しか占めないが、それにも拘らず、現在、比較的迅速に分解することによって
嵩を少なくし且つ使い捨て製品の堆肥性も増大する材料からこのような使い捨て
製品を工夫するニーズが認められている。
通常の使い捨て吸収性製品は、既に大部分生分解性である。典型的な使い捨てお
むつは、例えば、生分解性材料、例えば、木材バルブ繊維など約80%からなる
。それにも拘らず、前記のように、使い捨て吸収性物品中の非生分解性材料の量
を減少させるニーズがある。吸収性物品中のポリエチレンバックシートを生分解
性材料からなる液体不浸透性フィルムに取り替える特定のニーズがある。その理
由は、バックシートが典型的には吸収性物品の最も大きい非生分解性部品である
からである。
デンプン、ポリ(ビニルアルコール)およびグリセロールからなる分解性マルチ
フィルムは、1976年4月6日発行のオテイおよびマークの米国特許第3.9
49゜145号明細書に開示されている。フィルムの分解性は、ポリオール−ト
ルエンジイソシアネートプレポリマーと可塑剤と混合されたポリ(塩化ビニリデ
ン−アクリロニトリル)共重合体またはポリ(塩化ビニル)樹脂との混合物をベ
ースとする非分解性耐水性コーティングの適用によって制御している。
改善された防湿性を有し且つデンプンおよびエチレン/アクリル酸共重合体から
なる分解性マルチフィルムは、1979年1月9日発行のオティおよびウエスト
ホッフの米国特許第4,133,784号明細書および1982年6月29日発
行のオティおよびウエストホッフの米国特許第4,337.181号明細書に開
示されている。後者の特許に開示のフィルムは、良好な性質を有する吹込フィル
ムテクノロジーによって加工することを可能にするアンモニアなどの中和剤も包
含する。ポリエチレンは、フィルム中の任意成分と明記されている。
ごみ袋、各種の包装などの応用も、米国特許第4,337.181号明細書で意
図されている。
国際特許出願Wo第90/10671号明細書は、デンプンをベースとする生分
解性物品を開示している。特に、処理(destructurized)デンプ
ンおよびエチレン/アクリル酸共重合体は、組み合わせて相互貫入(Inter
penetrating) WJ状組織を形成している。また、エチレン/ビニ
ルアルコール共重合体は、以下に論するようにエチレン/アクリル酸共重合体の
代わりに使用できることが見出されている。
前記文献に記載の処理デンプンの相互貫入網状組織は、性状が熱可塑性であり且
つキャストフィルム押出法と吹込フィルム押出法との両方によって強い強靭なフ
ィルムに加工できる。これらのフィルムは、使い捨て吸収性物品で使用するため
の生分解性バックシートを作るために使用できる。しかしながら、このようなフ
ィルムは、特にデンプン濃度が全フィルムの約50容量%よりも高い場合にRM
温湿度対して感受性を示す傾向がある。例えば、処理デンプンとエチレン/ビニ
ルアルコール共重合体との相互貫入網状組織のみからなるフィルムのモジュラス
は、相対湿度が約20%から約90%に変化する時に約50%だけ減少すること
が見出されている。このような湿度感受性は可逆プロセスであるが、転化操作お
よび最終使用者性能が悪影響を及ぼされることがある程度にフィルムを日々の基
準で不整合にさせる。
また、処理デンプンの相互貫入網状組織からなるフィルムは、可塑剤、水、尿素
、および他の低分子量成分の損失に対して敏感であることが見出されている。こ
れらの成分の損失は、例えば、紙繊維からなる吸収柱心綿をフィルムと接触状態
に置く時に生ずることがある。この場合のこのような成分の損失は、不可逆であ
り且つフィルムの強度および靭性を大幅に減少させる。この強度および靭性の減
少は、吸収性物品の最終使用者によって適用される限定応力下においてさえフィ
ルムを破損させるのに十分な程大きいことがある。
更に、相互貫入網状組織のみから作られるフィルムは、水蒸気に対して高度に透
過性である。このことは、通気性が吸収性物品で望ましい若干の応用で有益であ
る。しかしながら、高い水蒸気透過性は、吸収性物品がおむつの場合のように多
量の流体を収納することが必要とされるならば望ましくないことがある。高い透
水性は、おむつの外側に過度の凝縮をもたらして冷たく感じさせ且つ手ざわりが
濡れていることがある。
本発明を達成する際に、他の熱可塑性重合体および共重合体を、処理デンプンと
エチレン/アクリル酸共重合体またはエチレン/ビニルアルコール共重合体との
相互貫入網状組織に加えることにより、湿度感受性、低分子量成分の移行による
性質の損失、および水蒸気透過速度を実質上減少させることができるということ
が見出された。しかしながら、通常の非生分解性重合体(例えば、ポリエチレン
)の添加は、生分解速度を常に減速させ、従って非生分解性重合体を含有するフ
ィルムの堆肥性を減少させることも発見された。本発明は、生分解性脂肪族ポリ
エステルを処理デンプンの相互貫入網状組織に加えて、周囲湿度または吸収性媒
体との接触時の変化に対して余り敏感ではなく且つバックシートの外側での凝縮
を防止するのに十分な程低い透水速度の生分解性バックシートを有する吸収性物
品を達成することを包含する。
本発明の目的は、生分解性重合体の混合物を含む液体不浸透性バックシートを有
する吸収性物品を提供することにある。本発明の特定の目的は、生分解性重合体
が処理デンプンの相互貫入網状組織と脂肪族ポリエステルと場合によってポリオ
レフィンとの組み合わせに由来するこのような製品を提供することにある。
また、本発明の目的は、農業マルチフィルム、ヒートシール性包装フィルム、プ
ラスチックごみ袋などの各種の製品応用に好適である生分解性フィルムを提供す
る二本発明は、液体浸透性トップシート、液体不浸透性バックシートおよびトッ
プシートとバックシートとの間に入れられた吸収性芯を具備する使い捨て吸収性
物品であって、前記バックシートが処理デンプンとエチレン/アクリル酸共重合
体またはエチレン/ビニルアルコール共重合体との相互貫入網状組織と脂肪族ポ
リエステルとの混合物からなる可撓性生分解性フィルムからなることを特徴とす
る使い捨て吸収性物品を包含する。場合によって、生分解性フィルムは、ポリオ
レフィン物質を更に含んでもよい。生分解性重合体は、各種の方法で合わせて特
定の性能性質をバックシートに付与する。このような吸収性物品の例としては、
使い捨ておむつ、成人用失禁パッド、生理用ナプキンおよびパンティーライナー
が挙げられる。また、本発明は、前記の成分の混合物からなる液体不浸透性生分
解性フィルム自体を包含する。
発明を実施するための最良の形態
ここで使用するバックシート材料および他の生分解性製品を調製するために使用
するフィルムは、2種以上の高分子成分のブレンドに由来する。成分は、フィル
ムブレンドを生分解性にさせるように選ばれる。一般に、本発明におけるフィル
ムは、処理デンプンとエチレン/アクリル酸共重合体またはエチレン/ビニルア
ルコール共重合体との相互貫入網状組織と脂肪族ポリエステルとのブレンドから
なる。本発明の重合体ブレンドで使用することもできる任意成分としては、成る
ポリオレフィンが挙げられる。これらの成分の各々について以下に詳細に記載す
る。
A、処理デンプン
本発明の生分解性フィルムは、処理デンプンとエチレン/アクリル酸共重合体ま
たはエチレン/ビニルアルコール共重合体との相互貫入網状組織(以下処理デン
プン成分と称する)をベースとする第一成分を含有する。これらの材料の詳細な
説明は、1990年9月20日公告のバスチオリ等の国際特許出願WO第90/
10671号明細書および1991年1月16日公告のシルビガー等の欧州特許
出願節0 408 503 A2号明細書(それらの両方ともここに参考文献と
して編入)に見出すことができる。本発明の生分解性フィルムは、好ましくは、
処理デンプン成分約10〜約50重量%、より好ましくは約15〜35重量%を
含む。
処理デンプン成分は、好ましくは、(a)粒子(各々は平均数直径1μm未満を
有する)の形の処理デンプンの相; (b)エチレンとアクリル酸との共重合体
(EAA)またはエチレンとビニルアルコールとの共重合体(EVOH)(7)
相; (C)デンプンとEAAまたはEVOH共重合体との間の相互作用から生
ずる相互貫入網状組織(IPN)生成物からなる相;および場合によって全組成
物に関して6重量%未満、好ましくは2重量%未満の量の水からなる。この種の
1つの好ましい材料は、全処理デンプン10〜90重量%;アクリル酸含量3〜
30重量%を有する全EAA共重合体10〜90重量%および水0〜6%を含み
、そして全デンプンの40重量%未満、好ましくは20重量%未満は遊離であり
且つ平均数直径1μm未満を有する粒子の形である一方、残りのデンプンはEA
A共重合体に結合して前記IPN生成物を生成する。
この種の別の好ましい材料は、全処理デンプン10〜90重量%:ビニルアルコ
ール含量約50〜約80モル%を有する全エチレン/ビニルアルコール共重合体
1〜60重量%;および水0〜10重量%を含み、そして全デンプンの40重量
%未満、好ましくは20重量%未満は遊離であり且つ平均数直径1μm未満を有
する粒子の形である一方、残りのデンプンはEVOH共重合体に結合して前記I
PN生成物を生成する。
本発明で使用するのに好適な市販の処理デンプン成分の例は、ノバモントによっ
て市販されているマターービ(Mater−81)である。
処理デンプン成分は、他の成分、例えば、可塑剤、保湿剤および他の低分子量化
合物も含有してもよい。典型的な可塑剤としては、極性有機化合物、例えば、尿
素、グリセロール、グリセロールモノエステル、ソルビトール、ソルビトールエ
ステルおよびエーテル、およびグリコール、例えば、プロピレングリコール、モ
ノ−、ジーおよびトリエチレングリコールが挙げられる。デンプンに添加しても
よい添加剤の種類のより詳細な説明については、Handbook of’ W
ater−soluble Gums and Re5ins。
ロバート・エル・ダビドソン編、マツフグロー・ヒル・カンパニー(1980)
第22章、第68頁〜第69頁参照。
B、脂肪族ポリエステル
本発明の生分解性フィルムは、好ましくは、脂肪族ポリエステル約50%〜約9
0%、より好ましくは約55%〜約85%、最も好ましくは約60%〜約80%
を含む。ここで使用する脂肪族ポリエステルなる用語は、一般に生分解性である
と認められる飽和ポリエステル群を意味する。本発明で使用するのに好適な各種
の脂肪族ポリエステルの詳細な説明は、以下に与える。
若干の種類の脂肪族ポリエステルは薄い耐水性フィルムに直接加工できるが、そ
れらの融点は、使い捨て吸収性物品でバックシートとして単独で使用するには余
りに低いことがある。他の場合には、フィルムの機械的強さは、バックシートし
て使用するのには十分ではないことがある。なお他の場合には、脂肪族ポリエス
テルの結晶化速度は、溶融状態からのフィルム加工を可能にするには余りに遅い
。
ポリカプロラクトンは、本発明で使用するのに好ましい生分解性脂肪族ポリエス
テルの例である。ε−カプロラクトンの開環重合によって、7員環化合物が生成
する。
ユニオン・カーバイドの小冊子F−60456rトーン(Tone)重合体」に
記載のように、重合は、ジオール(HO−R−OH)(式中、Rは脂肪族セグメ
ントである)で開始して下記構造
を有する重合体を製造する。
ポリカプロラクトン重合体は、ユニオン・カーバイド・コーポレーションから商
品名トーンで各種の分子量品位で入手できる。例えば、トーン重合体P−300
およびP−700は、それぞれ重合度的95および400(分子量約10,00
0および40,000に対応)を有する。トーンP−767は、特殊な高純度品
位のカプロラクトン単量体から製造し且つ平均分子量約43゜000を有する。
トーンP−787は、約800゜000の一層高い平均分子量を有する。
分子量約40,000以上を有するポリカプロラクトン重合体は、強い耐水性フ
ィルムに溶融加工できる。約60℃(140丁)の低い融点以外は、これらのフ
ィルムは、使い捨て物品用バックシートとして機能できる。
それらの低融点のため、ポリカプロラクトン100%からなるバックシートは、
熱接着剤を製造プロセス時におむつに塗布する時に遭遇する高温に耐える困難を
有するであろう。加えて、輸送時および/または倉庫貯蔵時に、60℃の温度に
しばしば達する。ポリカプロラクトン100%からなるバックシートは、このよ
うな環境で安定化することが困難であろうし且つゆがみ、互いに粘着し、または
溶融することさえあるかもしれない。
本発明においては、平均分子量40,000以上を有するポリカプロラクトン重
合体は、デンプン相互貫入網状組織とブレンドするのに好ましい。平均分子量約
80.000g1モルを有するポリカプロラクトン重合体(例えば、トーンP−
787)が、特に好ましい。
本発明で使用するのに好適な他の種類の脂肪族ポリエステルは、脂肪族ジカルボ
ン酸とジオールとの反応から誘導される。ケレムチュックによりMODERN
PLASTIC8(1989年8月)に刊行のr An 0verv1ev o
rPlastlcs DegraclabNity J (ここに参考文献とし
て編入)に記載のように、これらのポリエステルの多くは、酵素加水分解を受け
やすいので生分解性である。更に、加水分解の酸およびアルコールフラグメント
も、微生物によって容易に同化される。
このようなポリエステルは、以下に示す一般化反応によって製造する。
ジオール ジカルボン酸 脂肪族ポリエステル〔式中、R1は線状メチレン鎖
−(CH2−)x(2≦X≦10)であり、R2も線状メチレン鎖−(CH−)
Y(2≦Y≦10)であり、nは重合度である〕。これらの種類の脂肪族ポリ
エステルの例としては、
Xが2、yが4であるポリエチレンアジペート、Xが3、yが4であるポリ(1
,3−プロパンジオールアジペート)、
Xが4、yが4であるポリ(1,4−ブタンジオールアジペート)、
Xが2、yが8であるポリエチレン七ノくケート、Xが4、yが8であるポリ(
1,4−ブタンジオールセバケート)、
Xが3、yが2であるポリ(1,3−プロ、(ンジオールスクンネート)、
Xが4、yが3であるポリ(1,4−ブタンジオールグルタレート)
が挙げられる。
生分解性ポリウレタンは、ε−カプロラクトンまたはジオール−ジカルボン酸縮
合の反応生成物から誘導される低分子量脂肪族ポリエステルから製造できる。一
般に、これらのポリエステルは、分子量10,000g/モル未満、しばしば1
000〜2000g1モル程度を有する。ポリエチレングリコールアジベート、
ポリ(1,3−プロパンジオール)アジペートおよびポリ(1,4−ブタンジオ
ールアジペート)から誘導される生分解性ポリエステルウレタンの例は、F、ロ
ドリグエツによるrThe Prospects for Biodegrad
able P!asticsJ (ChegTech、 1971年7月)(こ
こにり考文献として編入)に開示されている。本発明の目的で、脂肪族ポリエス
テルから製造される生分解性ポリウレタンは、脂肪族ポリエステルであるとみな
され且つここで使用するのに好適である。
別の群の生分解性脂肪族ポリエステルとしては、α−ヒドロキシカルボン酸から
誘導されるものが挙げられる。
この群のポリ(α−ヒドロキシアルカノエート)としては、乳酸からのポリラク
テートなどの合成重合体およびポリヒドロキシブチレート(PHB)重合体、ポ
リヒドロキシブチレート−バレレート(PHBV)共重合体などの天然誘導重合
体が挙げられる。ポリヒドロキシブチレート単独重合体およびポリヒドロキシブ
チレート−バレレート共重合体の好ましい例は、1983年7月12日発行のホ
ルメス等の米国特許第4,393,167号明細書および1989年11月14
日発行のマルチ二等の米国特許第4,880,592号明細書(両方の文献をこ
こに参考文献として編入)に記載されている。
PHBV共重合体は、以下に示す一般化構造を有する。
ヒドロキシバレレート(HV) ヒドロキシブチレート(HB)このような共重
合体は、インペリアル・ケミカル・インダストリーズから商品名バイオボール(
BIOPOL)で市販されている。バイオポール重合体は、細菌Alcalig
enes eutrophusによって糖の発酵から産生ずる。
バレレート含量約5〜約24モル%を有するPHBV重合体が、現在、生産され
ている。本発明を達成する際に、驚異的なことに、PHBV重合体もデンプン相
互貫入網状組織とブレンドでき且つ生分解性フィルムに押し出すことができるこ
とが見出された。バレレート約10〜約24モル%を含有するPHBV共重合体
は、好ましい。
その理由は、融点が約160℃であるデンプン成分の熱分解点未満でブレンドの
溶融加工を可能にするのに十分な程低いからである。
リエステルは、ペルオキシ酸酸化剤でのエチレンーー酸化炭素共重合体の酸化反
応から誘導されるものである。
これらの物質の好ましい例は、1990年5月29日発行のチヤツク等の米国特
許第4.929,711号明細書および1990年9月18日発行のチヤツク等
の米国特許第4.957,997号明細書(ここに参考文献として編入)に記載
されている。
C,ポリオレフィン
ポリオレフィンおよびポリオレフィン共重合体をベースとする追加の成分も、本
発明のバックシートを構成するフィルムブレンドで配合してもよい。ここで使用
するためのポリオレフィンの好ましい例としては、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン/プロピレン共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、エチレン
/アクリル酸共重合体、エチレン/メタクリル酸共重合体、エチレン/アクリル
酸エステル共重合体、エチレン/−酸化炭素共重合体、およびエチレン/ビニル
アルコール共重合体が挙げられる。好適なポリオレフィンの他の例としては、ポ
リスチレン、ポリ(酢酸ビニル)、ポリ(1−ブテン)、ポリ(2−ブテン)、
ポリ(1−ペンテン)、ポリ(2−ペンテン)、ポリ(3−メチル−1−ペンテ
ン)、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)、1.2−ポリ−1゜3−ブタジェン
、1,4−ポリ−1,3−ブタジェン、ポリイソプレン、ポリクロロプレンなど
が挙げられる。
本発明のバックシートは、これらのポリオレフイン1〜約40重量%、より好ま
しくはポリオレフイン物質1〜約33重量%を含有してもよい。
任意成分
前記成分に加えて、本発明の生分解性フィルムは、技術上既知であるか後に既知
になるような他の成分、例えば、限定せずに、粘着防止剤、帯電防止剤、スリッ
プ剤、ブローート(pro−heat)安定剤、酸化防止剤、ブローオキシダン
ト(pro−oxidant)添加剤、顔料、可塑剤などを含有してもよい。
粘着防止剤は、巻き取ってロールにした時または互いに接触状態で梱包する時に
フィルム層が互いに粘着するのを防止するように作用する。典型的な粘着防止剤
としては、ポリエチレン、ポリカプロラクトンなどの高分子材料とブレンドされ
たシリカまたはタルクの濃縮物が挙げられる。本発明のフィルムにおけるブロッ
キングの減少は、フィルム表面に小さい粒子または粉末、例えば、チョーク、粘
土、シリカ、デンプン、および同様の材料を装入することによっても得ることが
できる。粉末状高分子材料(例えば、ポリテトラフルオロエチレン)も、本発明
のフィルムの表面に適用する時にブロッキングを減少するために使用できる。こ
のようなフィルム表面処理剤は、ブロッキングを減少するために単独または他の
粘着防止法との組み合わせで使用できる。使用する時に、フィルムの表面に通常
加える粉末粘着防止物質の量は、約0.5g/ゴ〜約5g/ばである。
帯電防止剤は、本発明のフィルムに配合してもよい。
このような帯電防止剤の例としては、長さが約12〜18個の炭素原子の有機成
分を有するエトキシ化アミンおよび第四級アミン塩が挙げられる。この種の薬剤
は、フィルムの表面にゆっくりと拡散し且つイオン特性のためフィルムの表面上
に導電性の層を形成する。帯電防止剤は、使用する時に、通常、フィルムの重量
の約1%〜約5%を構成する。
スリップ剤は、ローラーおよび他のフォーミング装置上の薬物を減少するために
本発明のフィルムに配合してもよい。このようなスリップ剤の例は、炭素数的1
2〜22の脂肪酸のアミドから通常誘導されるものである。
このようなスリップ剤は、本発明のフィルムの粘着防止性を増大することがある
。このようなスリップ剤は、通常、使用する時に、フィルムの重量の約0.05
%〜約3%でフィルムに配合する。
押出または他の技術による加工時の本発明の生分解性フィルムの分解を最小限に
するために、熱安定剤および酸化防止剤は、重合体処方物に添加できる。しかし
ながら、これらの種類の添加剤は、余りに多量に加えるならばフィルムの生分解
および堆肥性を妨害することがある。
従って、多くの種類の熱安定剤、−吹酸化防止剤、および二次酸化防止剤が入手
できるが、好ましくは追加の安定剤は、本発明のフィルムで使用する脂肪族ポリ
エステルとデンプン相互貫入網状組織とのブレンドに加えない。
任意のポリオレフィン成分を本発明のフィルムに配合する場合には、ブローオキ
シダント系も、ポリオレフィンの分解を高めるために配合してもよい。ブローオ
キシダント系は、ポリオレフィンの分子量を約1000未満の値に減少するよう
に設計され、そこで残る短いオリゴマーセグメントは微生物によって更に生分解
できる。
ブローオキシダント系は、一般に、比較的短時間にわたって活性である酸化防止
剤、および遷移金属の有機塩などの潜ブローオキシダントを含めて複数の成分か
らなる。他の迅速分解性添加剤、例えば、化学的に不飽和の重合体または共重合
体またはデンプン、タンノくり質、セルロース、糖類などの天然物に由来する充
填剤粒子も、ブローオキシダント系と共に配合できる。
例えば、1991年1月8日発行のグリフインの米国特許第4,983,651
号明細書(ここに参考文献として編入)は、酸化防止剤、デンプン、スチレン−
ブタジェン共重合体、および遷移金属有機塩とブレンドされたポリオレフィンを
ベースとする分解性プラスチック組成物を開示している。遷移金属は、Ca S
Z n s Cu、Ag5Ni、Co、F e % M n SCr sおよび
Vの群から選ばれ;有機塩は、ステアリン酸塩、オレイン酸塩、ベヘン酸塩、ミ
リスチン酸塩、エルカ酸塩、リノール酸塩、ナフテン酸塩、アセトニルアセトン
酸塩、ヒドロキシキノリン酸塩、および金属アミン塩複合体からなる群から選ば
れる。遷移金属塩複合体は、組成物中に金属的0.001〜約1.0重量%を与
えるであろう量で使用される。
ポリオレフィン中で添加剤として遷移金属塩と一緒に酸化防止剤を使用すること
も、1976年5月5日にヒュールズに発行の英国特許GB第1.434,64
1号明細書(ここに参考文献として編入)に開示されている。
酸化防止剤0.01〜1.0%、有機銅塩0,02〜1.0%、有機マンガン、
コバルトまたは鉄塩(有機基はオレエート、パルミテート、およびステアレート
の群から選ばれる)0.1〜0,2%を含むポリオレフィン組成物は、開示され
ている。
本発明の好ましい態様においては、脂肪族ポリエステル対処理デンプン成分の重
量比は、少なくとも1:1である。このように、脂肪族ポリエステルと処理デン
プン成分との二成分系混合物を含む生分解性フィルムの場合には、フィルムは、
脂肪族ポリエステル少なくとも50重量%、より好ましくは約55〜約85重量
%、最も好ましくは約60〜約80重量%を含有するであろう。好ましくは、フ
ィルムは、処理デンプン成分約10%〜約50%、より好ましくは約15%〜約
35%も含有するであろう。
本発明の生分解性フィルムは、ブレンドされた重合体のフィルムを通常のフィル
ム製造装置で製造するための常法を使用して加工してもよい。前記成分のペレッ
トは、先ず、乾式ブレンドし、次いで、フィルム押出機自体中で溶融混合するこ
とができる。或いは、不十分な混合がフィルム押出機中で生ずるならば、ペレッ
トは、先ず、乾式ブレンドし、次いで、予備配合押出機中で溶融混合した後に、
フィルム押出前に再ペレット化することができる。
重合体ブレンドは、キャストフィルム押出法または吹込フィルム押出法のいずれ
かを使用してフィルムに溶融加工できる。それらの両方ともアラン・エイ・グリ
フによるr Plasttcs Extrusion Technology
、第2版」()ゞン・ノストランド・ラインホールド−1976)(ここに参考
文献として編入)に記載されている。キャストフィルムは、線形スロットダイを
通して押し出す。典型的には、フラットウェブは、大きい移動艶出金属ロール上
で冷却する。それは、迅速に冷却し、この第一ロールリカ1ら剥離し、1個以上
の補助冷却ロール上を通過し、次(為で、一連のゴム被覆引張ロールまたは「引
取」ロールを通過し、最後に巻取機に達する。吸収性製品用)(・ツクシートと
して使用するのに好適な本発明のキャスト生分解性フィルムの製法は、例Iで後
述する。
吹込フィルム押出においては、溶融物は、薄−1環状ダイ間口部を通して上方に
押し出す。このプロセスも、チューブラフィルム押出と称する。空気は、ダイの
中央を通して導入してチューブをインフレーションし、膨張させる。内部空気圧
力の制御によって一定の大きさ1こ保持される移動バブルは、このようにして形
成される。フィルムのチューブは、チューブを囲む1個以上のチル1ノングを通
して吹き込まれる空気によって冷却する。次0で、チューブは、一対の引張ロー
ルを通して偏平化フレーム内に引き巻取機に達することによってつぶれる。)(
ツクシート応用の場合には、偏平化チューブラフィルムは、その後にスリット化
して開き、広げ、更にスリット化して、使い捨て製品で使用するのに適当な幅に
する。
使い捨ておむつなどの吸収性物品で液体不浸透性バックシートとして使用するフ
ィルム材料は、典型的には、厚さ0.01mm〜約0.2mm、好ましくは0.
012mm〜約0.051mmを有する。
一般に、液体不浸透性バックシートは、液体浸透性トップシートおよびトップシ
ートとバックシートとの間に配置された吸収性芯、場合によって弾性部材および
テープタブファスナーと組み合わされる。トップシート、バックシート、吸収性
芯および弾性部材は、各種の周知の配置で組み立ててもよいが、好ましいおむつ
配置は、1975年1月14日にケネス・ビー・ブエルに発行の米国特許第3,
860,003号明細書「使い捨ておむつ用収縮自在の側部」 (この特許をこ
こに参考文献として編入)に一般に記載されている。
トップシートは、迎合的であり(C0IpI 1ant)、軟質感があり、着用
者の皮膚を刺激しない。更に、トップシートは、液体浸透性であって液体をその
厚さを通して容易に浸透させる。好適なトップシートは、広範囲の材料、例えば
、多孔性発泡体、網状発泡体、開口化プラスチックフィルム、天然繊維(例えば
、木材または綿繊維)、合成繊維(例えば、ポリエステルまたはポリプロピレン
繊維)または天然繊維と合成繊維との組み合わせから製造してもよい。好ましく
は、トップシートは、着用者の皮膚を吸収性芯中の液体から隔てるために疎水性
材料から作る。
特に好ましいトップシートは、デニール約1.5を有するステーブル長のポリブ
リピレン繊維、例えば、プラウエア州つィルミントンのバーキュレス・インコー
ホレーテッドによって市販されているバーキュレス・タイプ(Hercules
type) 151ポリプロピレンからなる。ここで使用する「ステーブル長
の繊維」なる用語は、長さ少なくとも約16111を有する繊維を意味する。
トップシートを製造するのに使用してもよい多数の製造技術がある。例えば、ト
ップシートは、織成、不織、スパンボンド、カード化してもよく、または同様の
処理を施してもよい。好ましいトップシートは、当業者に周知の手段によってカ
ード化し、熱結合する。好ましくは、トップシートは、重量約18〜約25g/
ni、縦方向における最小乾燥引張強さ少なくとも約400 g / csおよ
び横方向における湿潤引張強さ少なくとも約55 g / cmを有する。
トップシートおよびバックシートは、いかなる好適な方式でも一緒に接合する。
ここで使用する「接合」なる用語は、トップシートがトップシートをバックシー
トに直接貼着することによってバックシートに直接接合されている配置、および
トップシートがトップシートをバックシートに貼着されている中間部材に貼着す
ることによってバックシートに間接的に接合されている配置を包含する。好まし
い態様においては、トップシートおよびバックシートは、結合手段、例えば接着
剤または技術上既知の他の結合手段によって、おむつ周辺において互いに直接貼
着されている。例えば、接着剤の均一な連続層、接着剤のパターン化層、または
接着剤の別個の線または点の列が、トップシートをバックシートに貼着するのに
使用してもよい。
テープタブファスナーは、典型的には、おむつを着用者上に保持する締結手段を
与えるために、おむつの後方腰バンド領域に適用されている。テープタブファス
ナーは、技術上周知のもののいずれか、例えば、1974年11月19日にケネ
ス・ビイ−・ブエルに発行の米国特許第3,848,594号明細書(それの開
示を参考文献として編入)に開示の締結テープであることができる。
これらのテープタブファスナーまたは他のおむつ締結手段は、典型的には、おむ
つも隅の近くに適用される。
好ましいおむつは、弾性部材がおむつを着用者の脚に対して引き、且つ保持する
傾向があるように、おむつの周辺に隣接して、好ましくは各縦方向縁に沿って配
置された弾性部材を有する。弾性部材は、通常の非拘束配置において弾性部材が
おむつを有効に収縮するかギヤザーをつけるように、弾性的に収縮自在の状態で
おむつに固着されている。弾性部材は、少なくとも2つの方法で弾性的に収縮自
在の状態において固着できる。例えば、弾性部材は、おむつが非収縮状態にある
際に伸張し固着してもよい。或いは、おむつは、例えばプリーツをつけることに
よって収縮し、弾性部材は、弾性部材が緩和または非伸張状態にある際におむつ
に固着連結してもよい。
弾性部材は、多数の配置を取ってもよい。例えば、弾性部材の幅は、約0.25
1+lI〜約25mmまたはそれ以上で変化してもよい。弾性部材は、弾性材料
の単ストランドからなっていてもよく、または弾性部材は長方形または曲線であ
ってもよい。なお更に、弾性部材は、技術上既知の数種の方法のいずれかで、お
むつに貼着してもよい。例えば、弾性部材は、各種の結合パターンを使用して、
超音波結合し、ヒートシールし、加圧シールしておむつにしてもよく、または弾
性部材は、おむつに単純に接着してもよい。
おむつの吸収性芯は、トップシートとバックシートとの間に配置されている。吸
収性芯は、各種の大きさおよび形状(例えば、長方形、砂時計状、非対称など)
で各種の材料から作ってもよい。しかしながら、吸収性芯の全吸収能力は、吸収
性物品またはおむつの所期用途用の設計液体負荷と適合すべきである。更に、吸
収性芯の大きさおよび吸収能力は、乳幼児から成人までの着用者に適応するよう
に変化してもよい。
おむつの好ましい態様は、修正された砂時計状吸収性芯を有する。吸収性芯は、
好ましくは、エアフェルト、木材バルブ繊維のウェブまたはバットおよびそこに
配置された粒状吸収性高分子組成物からなる吸収性部材である。
本発明に係る吸収性物品の他の例は、経血などの腟***物を受容し且つ収納する
ように設計された生理用ナプキンである。使い捨て生理用ナプキンは、下着、パ
ンティーなどのガーメントの作用で、または特別に設計されたベルトにより人体
に隣接して保持するように設計される。本発明が容易に適している種類の生理用
ナプキンの例は、1987年8月18日にキーズ・ジエイ・パン・チルバーブに
発行の米国特許第4,687,478号明細書「フラップを有する成形生理用ナ
プキン」および1986年5月20日にキーズ・ジエイ・パン・チルバーブに発
行の米国特許第4.589,876号明細書「生理用ナプキン」 (両方の特許
の開示をここに参考文献として編入)に示されている。ここに記載の高分子堆肥
性フィルムは、このような生理用ナプキンの液体不浸透性バックシートして使用
してもよいことは明らかであろう。一方、本発明は、特定の生理用ナプキン配置
または構造に限定されないことが理解されるであろう。
一般に、生理用ナプキンは、液体不浸透性パックシ−ト、液体浸透性トップシー
ト、およびバックシートとトップシートとの間に置かれた吸収性芯を具備する。
バックシートは、前記のような高分子成分のブレンドを含有する堆肥性フィルム
の1つからなる。トップシートは、おむつに関して論じたトップシート材料のい
ずれからなっていてもよい。
重要なことに、本発明に係る吸収性物品は、より大きな程度で、ポリオレフィン
、典型的には、ポリエチレンバックシートを使用する通常の吸収性物品より堆肥
性である。
ここで使用する「堆肥性」なる用語は、下記の3要件を満たす材料を意味する:
(1)固体廃棄物用堆肥化施設で加工することができこと、(2)そのように
加工されるならば、最終堆肥で終わるであろうこと、および(3)堆肥を土壌で
使用するならば、材料が土壌中で最後に生分解するであろうこと。
加工用堆肥化施設に付される固体廃棄物に存在する重合体フィルム材料は、必ず
しも最終堆肥では終わらない。
成る堆肥化施設は、紙および他の材料を分離するために、更なる加工前に固体廃
棄物流を空気分級に付す。重合体フィルムは、多分、このような空気分級におい
て固体廃棄物流から分離するであろうし、それゆえ堆肥化施設で加工されないで
あろう。それにも拘らず、堆肥化施設で加工することが「できる」ので、それは
、前記定義に従って依然として「堆肥性」材料であってもよい。
材料が最終堆肥で終わるという要件は、典型的には、堆肥化法において分解の形
を受けることを意味する。典型的には、固体廃棄物流は、堆肥化法の初期段階に
おいて寸断工程を受けるであろう。その結果、重合体フィルムは、シートよりむ
しろ寸断物として存在するであろう。
堆肥化法の最終段階において、完成堆肥は、篩分工程に付すであろう。典型的に
は、重合体寸断物は、寸断工程直後に有する大きさを保持するならば篩を通過し
ないであろう。本発明の堆肥性材料は、堆肥化プロセス時に一体性の多くを失っ
て半分解重断物を篩に通過させるであろう。しかしながら、堆肥化施設は、固体
廃棄物流を非常に強烈な寸断およびむしろ粗篩分に付し、この場合には、ポリエ
チレンなどの非生分解性重合体は、要件(2)を満たすであろうことが想到でき
る。それゆえ、要件(2)を満たすことは、材料が本定義内で堆肥性であるのに
は十分ではない。
ここに定義のような堆肥性材料をポリエチレンなどの材料と区別するものは、土
壌中で最後に生分解するという要件(3)である。この生分解は、完了してC0
2および水になるべきである。この生分解性要件は、堆肥化法または堆肥化土壌
の用途に必須ではない。固体廃棄物およびそれから生ずる堆肥は、すべての種類
の非生分解性材料、例えば、砂を含有してもよい。しかしながら、土壌中の人造
物の蓄積を回避するためには、このような材料が十分に生分解性であることがこ
こで必要とされる。
同じ理由で、この生分解は迅速であることは全く必要ではない。材料自体および
中間分解生成物が土壌または作物に毒性またはさもなければ有害でない限り、生
分解は、数ケ月または数年さえかかることが十分に許容できる。
その理由は、この要件が土壌中の人造物の蓄積を回避するためにのみ存在するか
らである。
下記の例は、本発明の実施を例示するが、限定しようトーンP−787ポリカブ
ロラクトン対マター−ビ等級5AOO7の70+30(重量)乾燥ブレンドは、
トーンベレット17.5ポンドをケリー・ダブレックス(Kelly Dupl
ex)ミキサー中でマター−と7,5ポンドに加え、15分間混合することによ
って調製する。
次いで、乾燥ブレンドを8個のロストランドダイを備えたブラベンダー二輪スク
リュー配合機中において150℃で溶融配合する。溶融されたストランドをカン
バーランド(Cumberland)クワイタイザーベレタイザーに入れる前に
(ここで各ストランドを長さ約0.125インチのベレットに寸断する)水浴中
で冷却し凝固する。
標準ポリオレフィン型スクリューおよび幅24インチのコートハンガーダイを備
えた直径30酊の一軸スクリユー押出機(ザーンラドベルク崇コルマン)を使用
して、ベレットを約0.Cl012インチ厚のフィルムに変換スる。押出機バレ
ルの温度は、供給帯における約127℃からダイ付近の排出末端における約13
2℃まで変化する。ダイ温度を約138℃に維持する。フィルム引取および巻取
をジョンソン(Johnson)引取システム上で達成する。フィルムを冷却し
凝固するチルロールを、約21℃に維持する。冷却後、フィルムの厚いエツジを
スリット化し、取り外し、幅約13.5インチの最終フィルムを直径3インチの
厚紙芯上に捕集する。
得られたフィルムは、半透明であり且つ優秀な靭性および機械的強さを示す。こ
れらの性質は、50℃(相対温度約10%)の環境中で3ケ月間老化後にさえ維
持さトーンP−787とマターービ5AOO7とエチレン−アクリル酸共重合体
〔ダウ・ブリマコール(DOVP+?IMACOR) 3460 )との66:
17:17(重量)乾燥ブレンドは、トーン16.5ポンド、マターービ4.2
5ポンドおよびブリマコールベレット4.25ポンドをケリー・ダブレックス・
ミキサー中で合わせ、30分間混合することによって調製する。
次いで、乾燥ブレンドを8個のロストランドダイを備えたブラベンダー二輪スク
リュー配合機中において溶融配合する。配合機バレル温度を155〜160℃に
維持し、ダイを約145℃に維持する。ストランドを水浴中で冷却し、例Iに記
載のようにペレット化する。
例Iに記載のものと同じ押出機および引取装置を使用して、ベレットを約0.0
012〜約0.0014インチ厚のフィルムに変換する。ダイ温度および引取条
件は、同じである。得られたフィルムは、幅約13,5インチにスリット化した
後、直径3インチの厚紙芯上に巻き取る。
例■
本発明に係る使い捨て乳幼児用おむつは、次の通り製造する。下記の寸法は、6
〜10kgの大きさの範囲内の子供の場合に使用しようとするおむつ用である。
これらの寸法は、標準プラクティスに従って異なる大きさの子供、または成人用
失禁ブリーブ用に比例して修正することができる。
1、 バックシート、 ポリカプロラクトン対マターービ70 : 30のブレ
ンド(例Iに記載のように調製)0.020〜0.038mmのフィルム:上部
および底での幅33cffi;両側で内側に切欠いて中心での幅28.5工;長
さ50.2CI110
2、トップシート: カード比熱結合ステーブル長ポリプロピレン繊維(バーキ
ュレス型151ポリプロピレン):上部および底での幅33 era ;両側で
内側に切欠いて中心での幅28.5CIIl;長さ50.2cm。
3、 吸収性芯: セルロース木材バルブ28.6gおよび吸収性ゲル化物質粒
子にッポン・ショクバイからの市販のポリアクリレート)4.9gからなり;厚
さ8.4+am、カレンダー掛け;上部および底での幅28゜60111;両側
で内側に切欠いて中心での幅10.2cIll;長さ44.5CI116
4、 弾性脚用バンド: 4個の個々のゴムストリップ(1サイドに2個);幅
4.77+*■;長さ370mm;厚さ0.178u+(すべての前記寸法は緩
和した状態である)。
おむつは、トップシートで覆われた窓材料をバックシート上に配置し、接着する
ことによって標準法で製造する。
弾性バンド(それぞれ芯に最も近いバンドおよび芯から最も遠いバンドに対応し
て「内側」および「外側」と呼ぶ)を約50.2cmに伸張し、芯の各縦方向サ
イドに沿ってトップシート/バックシート間に配置する(1サイド当たり2個の
バンド)。各サイドに沿っての内側バンドを芯の最も狭い幅から約55mのとこ
ろに配置する(弾性バンドの内側エツジから測定)。このことは、芯の曲線エツ
ジと内側弾性材との間の可撓性トップシート/バックシート材料からなるおむつ
の各サイドに沿っての離間エレメントを提供する。内側バンドを伸張した状態で
長さに沿って接着する。外側バンドを内側ノくラドから約13mmのところに配
置し、伸張した状態で長さに沿って接着する。トップシート/バックシート組立
体は、可撓性であり且つ接着されたバンドは収縮して、おむつの両側を弾性化す
る。
帆双
生理期の間に使用するのに好適な軽量パンティーライナーは、吸収性ゲル化物質
粒子(市販のポリアクリレート;ニラポン・ショクバイ)1.0gを含有するノ
ず・ラド(表面積117cj;SSKエアフェルト3.0g)からなる。前記パ
ッドは、米国特許第4,463.045号明細書に係る多孔性成形フィルムトッ
プシートと例Iに従って調製するような厚さ0.03璽璽のポリカプロラクトン
/マターービ(重量基準で70:30)フィルムからなるバックシートとの間に
介在させる。
毀y
吸収性芯から外方に延出している2個のフラップを有する生理用ナプキンの形の
生理用品は、1987年8月18日のパン・チルバーブの米国特許第4,687
,478号明細書のデザインに従って例■の方式でノくラド(表面積117cj
;SSKエアフェルト8.5g)を使用して製造する。バックシートおよびトッ
プシート材料は、例■に記載のものと同じである。
煕V
例■のおむつは、バックシートをトーン対マターービ対エチレンーアクリル酸共
重合体66:17:17のブレンドからなる厚さ0. 020=0.03811
11(7)フィルムからなるバックシート(例■に記載のように調製)に取り替
えることによって修正する。
前記明細書から、当業者は、本発明の必須の特徴を容易に確認でき且つその精神
および範囲がら逸脱せずに、本発明をここに明記していない各種の使用法および
条件に適応させるために各種の変更および修正を施してもよい。本発明の範囲は
、以下の請求の範囲によって規定されるであろう。
国際調査報告
国際調査報告
::#:’Z:’@n”l ’e6+tZl二’m:+’ lhe?:oses
二m二ニア;::;、、h、::;、%エフ7.Hth eSkm b +m
s&e−e “eflMe、+?、%737+l+eml @@@txh r*
nlLY1w#WmmemPekmmlk#IIl+taa+IYllalls
jarlh@I@uMl(mljrtdliMe+・儂i・n@蕃■≠高P61
1MtM1−Ormslie1mm虐11mフロントページの続き
(51) Int、 C1,5識別記号 庁内整理番号C08L 3102 L
AV 7415−4J67104 L N Z 8933−4 J(81)指定
国 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IT、LU、MC,NL、SE)、0A(BF
、BJ、CF、CG、CI、CM、GA、GN、ML、MR,SN、TD、TG
)、AU、 BB、 BG、 BR,CA、 C3,FI、 HU、JP。
KP、KR,LK、MG、MN、MW、No、PL、RO,RU、SD
I
Claims (8)
- 1.(a)処理デンプンと、エチレン/アクリル酸共重合体、エチレン/ビニル アルコール共重合体(好ましくはエチレン/ビニルアルコール共重合体)から選 ばれる共重合体との相互貫入網状組織と (b)脂肪族ポリエステル(ここで、前記脂肪族ポリエステル対前記の処理デン プンと共重合体との相互貫入網状組織の重量比は少なくとも1:1である)との ブレンドからなることを特徴とする、生分解性液体不浸透性フィルム。
- 2.フィルムが、前記の処理デンプンと共重合体との相互貫入網状組織10〜5 0重量%、好ましくは15〜35重量%、および脂肪族ポリエステル50〜90 重量%、好ましくは60〜80重量%からなる、請求項1に記載の生分解性フィ ルム。
- 3.フィルム中のデンプンの40%未満、好ましくは20%未満が遊離であり且 つ平均数直径1μm未満を有する粒子の形である、請求項1または2に記載の生 分解性フィルム。
- 4.共重合体が、アクリル酸含量3〜30重量%を有するエチレン/アクリル酸 共重合体である、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の生分解性フィルム。
- 5.共重合体が、ビニルアルコール含量50〜80モル%を有するエチレン/ビ ニルアルコール共重合体である、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の生分 解性フィルム。
- 6.脂肪族ポリエステルが、ポリカプロラクトンである、請求項1ないし5のい ずれか1項に記載の生分解性フィルム。
- 7.脂肪族ポリエステルが、エチレン−一酸化炭素共重合体とペルオキシ酸酸化 剤との酸化生成物である、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の生分解性フ ィルム。
- 8.脂肪族ポリエステルが、バレレート含量10〜24モル%を有するポリヒド ロキシブチレートーバレレート共重合体である、請求項1ないし5のいずれか1 項に記載の生分解性フィルム。
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