(57)【要約】  熱可塑性材料と吸着剤との組合わせからなる吸湿ポリマー材料が開示される。熱可塑性材料は、吸着剤が溶融状態で熱可塑性材料に添加された後に生成物として成形される際に、吸着剤が吸湿ポリマー材料の表面に向かって移動し移動領域を形成するよう選択され、吸着剤はポリマー材料の内部に対してよりもその表面に対してより高濃度に存在することを特徴とする。
2007512405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性材料および吸着剤の混合物からなる吸湿ポリマー生成物であって、該生成物は生成物の表面における少なくとも１つの移動領域と内側領域からなり、移動領域内部の吸着剤の最大濃度は内側領域内部の吸着剤の最大濃度の少なくとも２倍であることを特徴とする吸湿ポリマー生成物。
【請求項２】
移動領域は吸着剤の濃度における勾配を示すことを特徴とする請求項１記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項３】
熱可塑性材料は単一モノマーからなるポリマー、２つ以上のモノマーからなるコポリマー、単一モノマーからなる２つ以上のポリマー混合物、２つ以上のコポリマー混合物、および単一モノマーからなる少なくとも１つのポリマーと少なくとも１つのコポリマーとの混合物からなるグループから選択されることを特徴とする請求項１記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項４】
熱可塑性材料は単一モノマーからなる少なくとも１つのポリマーと少なくとも１つのコポリマーとの混合物である請求項１記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項５】
熱可塑性材料の少なくとも１つのコポリマーはポリマーと共通のモノマー単位を含むことを特徴とする請求項１記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項６】
熱可塑性材料は共通のモノマー単位を含む２つのコポリマー混合物であることを特徴とする請求項１記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項７】
移動領域は生成物の厚さにおいて約１〜約１００ミクロンから構成されることを特徴とする請求項１記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項８】
移動領域内部の吸着剤の濃度は生成物の内側領域内部の吸着剤の濃度の約２〜約６倍であることを特徴とする請求項１記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項９】
移動領域の厚さは約１０〜約８０ミクロンであることを特徴とする請求項１記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項１０】
熱可塑性材料はポリスチレン；ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン）；ポリアクリレート、ポリメタクリル酸：ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン  ポリアミド、ポリエステル；およびポリ塩化ビニル；スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）；スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン  コポリマー（ＳＥＢＳ）；ブチルゴム；エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）；エチレン−プロピレン−ジエン  モノマーゴム（ＥＰＤＭ）；エチレン−ビニル  アセテートコポリマー（ＥＶＡ）；エチレン−アクリル酸塩あるいはブタジエン−アクリロニトリル；無水マレイン酸変性ポリマー及びコポリマー；及び移殖されたコポリマーからなるグループから選択される請求項１記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項１１】
吸着剤はシリカゲル、ゼオライト、乾燥粘土、分子ふるい、活性炭、酸化アルカリ土およびそれらの混合物からなるグループから選択される請求項１記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項１２】
ウィッキング繊維は熱可塑性材料および吸着剤に添加されないことを特徴とする請求項１記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項１３】
熱可塑性材料および吸着剤からなる吸湿ポリマー生成物であって、該生成物は生成物の表面における少なくとも１つの移動領域と生成物の内側領域からなり、移動領域の厚さは約１〜約１００ミクロンであることを特徴とする吸湿ポリマー生成物。
【請求項１４】
熱可塑性材料は単一モノマーからなるポリマー、２つ以上のモノマーからなるコポリマー、単一モノマーからなる２つ以上のポリマー混合物、２つ以上のコポリマー混合物、および単一モノマーからなる少なくとも１つのポリマーと少なくとも１つのコポリマーとの混合物からなるグループから選択されることを特徴とする請求項１３記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項１５】
熱可塑性材料は単一モノマーからなる少なくとも１つのポリマーと少なくとも１つのコポリマーとの混合物である請求項１３記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項１６】
少なくとも１つのコポリマーはポリマーと共通のモノマー単位を含むことを特徴とする請求項１５記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項１７】
熱可塑性材料は共通のモノマー単位を含む２つのコポリマー混合物であることを特徴とする請求項１３記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項１８】
移動領域の厚さは約１０〜約８０ミクロンであることを特徴とする請求項１３記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項１９】
移動領域内部の吸着剤の濃度は生成物の内側領域内部の吸着剤の濃度の約２〜約６倍であることを特徴とする請求項１３記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項２０】
熱可塑性材料はポリスチレン；ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン）；ポリアクリレート、ポリメタクリル酸：ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン  ポリアミド、ポリエステル；およびポリ塩化ビニル；スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）；スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン  コポリマー（ＳＥＢＳ）；ブチルゴム；エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）；エチレン−プロピレン−ジエン  モノマーゴム（ＥＰＤＭ）；エチレン−ビニル  アセテートコポリマー（ＥＶＡ）；エチレン−アクリル酸塩あるいはブタジエン−アクリロニトリル；無水マレイン酸変性ポリマー及びコポリマー；及び移殖されたコポリマーからなるグループから選択される請求項１３記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項２１】
吸着剤はシリカゲル、ゼオライト、乾燥粘土、分子ふるい活性炭、酸化アルカリ土およびそれらの混合物からなるグループから選択される請求項１３記載の吸湿ポリマー生成物。
【請求項２２】
吸湿ポリマー生成物の製造方法において、
熱可塑性材料を生成し、溶融状態の熱可塑性材料を吸着剤と混合した後、熱可塑性材料及び吸着剤混合物を押出成形方法を利用して吸湿ポリマー生成物に成形する方法であり、吸湿ポリマー生成物は生成物の表面における移動領域と生成物の移動領域とは離れた内側領域とからなり、移動領域内部の吸着剤の濃度は内側領域内部の吸着剤の濃度の少なくとも約２倍であることを特徴とする吸湿ポリマー生成物の製造方法。
【請求項２３】
吸湿ポリマー生成物の製造方法において、
熱可塑性材料を生成し、溶融状態の熱可塑性材料を吸着剤と混合した後、熱可塑性材料及び吸着剤混合物を射出成形方法を利用して吸湿ポリマー生成物に成形する方法であり、吸湿ポリマー生成物は生成物の表面における移動領域と生成物の移動領域とは離れた内側領域とからなり、移動領域内部の吸着剤の濃度は内側領域内部の吸着剤の濃度の少なくとも約２倍であることを特徴とする吸湿ポリマー生成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本発明は、２００３年１１月２４日付出願番号ＰＣＴ／ＦＲ０３/０３４６５号に関連し優先権主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明は内部に混入させた吸着剤を有する熱可塑性生成物に関する。より好適には、本発明は熱可塑性材料から形成された製品に関し、この可塑性材料は生成物の表面方向に対して濃縮された吸着剤を有し、ここで好適には吸着剤の濃度勾配が存在する。本発明は更に、熱可塑性材料を吸着剤と混合し、主に生成物の表面に対して濃縮され、ここで好適には水分を吸収する吸着剤の濃度勾配が存在するよう吸湿ポリマー生成物を形成する工程からなる、製品として形成された、吸着性ポリマー材料の製造方法に関する。
【０００３】
多くの感湿製品はできるだけ水分のない条件下で輸送され更に保存される必要がある。例えば、薬剤及び診断テスト片は度々湿気に長期間さらされた後その有効性をいくらか喪失するが、好適には水分の全くない環境で積載され更に保存される。このような製品を保持する容器は、例えば外部の湿気が侵入するのを防ぐ公知の熱可塑性プラスチックなどの水分不浸透性材料から形成される。しかしながら、このような容器への湿気の侵入は拡散あるいは容器の開閉を通して避けられないため、製品が湿気にさらされることになる。医薬品の場合には、末端利用者がただの１服を使用するために繰り返しプラスチック容器を開けることがよくあり、残存する用量物は好ましくない水分を含む空気にさらされることになる。従って、このような容器は好適には水分を吸収する手段を備え、容器内部にそれを投入した後に感湿性製品を内部に入れる。
【０００４】
食品あるいは別の有機製品などの別の品目の場合、実質的に水分が放出される前に、容器あるいは密閉パッケージ内部に配置され、更にパッケージが実質的に水分不浸透性である場合、水分は製品に近接した状態のままとなる。多くの場合、この放出された水分は水分を放出した製品に対して実質的な損傷を与える。この場合、なんらかの乾燥手段を好適にはパッケージに含むことにより、放出した水分を吸収し更に比較的乾燥した環境を維持する。
【０００５】
更に電子部品などの別の品目の場合、最適性能を提供するために積載及び保存中において実質的に水分のない環境が要求される。これらの品目は事実上水分不浸透性容器内に典型的には積載されるが最初に閉じ込められた水分の存在、あるいは長期にわたる水分の漏出がこれらの製品の性能に影響を与える。再度、水分を吸収させるが別の部品に対しては影響を与えない乾燥手段を好適に積載容器内に含まれる。
【０００６】
このような過剰な水分を吸収するために且つ含有する製品を保護するために、乾燥材料は容器内部に導入されている。これらの乾燥剤は通常粉末あるいは顆粒形状で形成されるため、製品の汚染を避けるよう何らかの方法で含まれる必要がある。このような容器に乾燥剤を導入するための事前の処置として、透湿素材材料から形成された袋及び小包、多孔性プラスチック容器、乾燥タブレット及び通気性プラスチックカートリッジを使用して内部に乾燥剤を含む。これらの容器はしかしながら問題を含んでおり、何らかの破損が生じると乾燥剤が容器内に大量に放散してしまう。また、これらの乾燥剤入り容器は充填された乾燥剤から発生する埃を若干放出し更に水分から防御されるべき製品に悪影響を与える。別の解決法として、容器内に分離した区画を形成し乾燥剤を保持する方法があるが（例えば乾燥剤を充填したチューブ用ストッパ、あるいはチューブ内部の側部区画など）、このような区画は典型的には水分と乾燥剤との相互接触を制限し且つ吸着速度を減少させる。更に、破損により乾燥剤が側部区画から主要区画に放出する危険性は同様に存在する。
【０００７】
すなわち、吸着剤をプラスチック容器あるいは別の製造品に導入する一方で吸着剤が放散することおよび感湿製品との潜在的接触を防ぐ必要がある。この目的に到達する方法の一つにプラスチック構造体に直接吸着剤を混入させて乾燥剤を放出できないようにする方法がある。しかしながらこの構造体に特有の問題として、一度吸着剤としてプラスチック内部に混入すると、外部水分との接触が極端に制限される。
【０００８】
従って、本発明の主要目的として、吸着剤混入ポリマー生成物を提供し、好適に且つ驚くべきことにウィッキング繊維を使用することなく、有効量で水分と吸着剤との接触が行われることである。
【０００９】
本発明の更なる目的及び利点は、以下の記載において一部説明され、更に一部は記載から明らかであり、あるいは発明の実施例から理解される。本発明の目的及び利点は特に添付の請求項において開示される要素あるいはその組合わせにより実現され且つ達成される。
【００１０】
前述の概要及び以下の詳細な説明の両方は典型例であり、且つ単に説明のためのものであり、本発明はこれに制限されない。
【発明の概要】
【００１１】
本発明に関し、熱可塑性材料はそれを内部に同伴させた吸着剤で生成される。この組成物から生成された製品の製造工程の間、熱可塑性材料は溶解状態あるいは非固形状態となり、熱可塑性材料内部の吸着剤は生成物の表面方向に移動できるため、吸着剤が製造された生成物の表面に向かって勾配をもって濃縮される。
【００１２】
別添する図面は本明細書の一部を構成し且つ組み込まれており、本発明の実施の形態をその説明と共に示し、本発明の原理を説明するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、少なくとも一つの吸着剤を混入した熱可塑性材料からなる高吸湿性ポリマー材料を提供する。吸湿性ポリマー材料（吸湿性ポリマー生成物）は所定量の構成成分の分離を示し、すなわち吸着剤の濃度はこの吸収性ポリマー材料から生成された生成物の表面の方がその内部よりもずっと高く、更に表面に向かって吸着剤の濃度勾配を示す。ここで使用される「分離」は濃度勾配の差異を定義するものであり、成分を異なる相に１００％分離する必要はない。同様に、ここで使用される「層状の」は濃度勾配における有意な変化を意味し、生成物が層状になることであり、一成分からなる固体層と別の成分からなる第２の層である必要はない。「勾配」とは吸収性ポリマー材料におけるいずれかの成分の濃度が吸収性ポリマー材料から製造された生成物の表面からの距離により変化することを意味する。
【００１４】
ここで使用される「熱可塑性材料」は熱可塑性の特性を示すポリマー材料として定義される。熱可塑性材料は単一モノマーからなるポリマー；２つ以上のモノマーからなるコポリマー；単一モノマーからなる２つ以上のポリマーの混合物、２つ以上のコポリマーの混合物、単一モノマーからなる１つ以上のポリマーと１つ以上のコポリマーとの混合物から構成され、好適な態様において、熱可塑性材料は２つ以上のコポリマーの混合物、あるいは単一モノマー由来の少なくとも１つのポリマーと少なくとも１つのコポリマーとの混合物であってこの混合物の成分が共通のモノマー単位を有するものから構成される。限定されない例として、熱可塑性材料は鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及びエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）コポリマーのブレンドから生成され、各成分はエチレン単位から構成される。
【００１５】
単一モノマー由来ポリマーの限定されない例として、ポリスチレン；ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン）；ポリアクリレート、ポリメタクリル酸：ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリブチレン、テレフタラート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、及びポリ塩化ビニルを含む。コポリマーの限定されない例として、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）；スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンコポリマー（ＳＥＢＳ）；ブチルゴム；エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）；エチレン−プロピレン−ジエン  モノマーゴム（ＥＰＤＭ）；エチレン−ビニル  アセテートコポリマー（ＥＶＡ）；エチレン−アクリル酸塩あるいはブタジエン−アクリロニトリル；無水マレイン酸変性ポリマー及びコポリマー；ポリエーテル−ポリアミドコポリマー；及び移殖されたコポリマーを含む。特に指定のない限りここで使用される吸着剤は水分を吸収できる、あるいは水分を吸着できる、あるいはその反対に周囲の外気から水分を除去できる能力を有する材料として定義される。（反応機構において技術的に異なっているが本発明の目的においては、吸収と吸着の用語はほとんど同じ意味で使用される）。吸着剤の限定されない例として：シリカゲル、ゼオライト、乾燥粘土、分子ふるい、活性炭、酸化アルカリ土などの乾燥剤を含む。
【００１６】
高吸湿ポリマー材料は固体であり、その形状は水分吸着を促進するのに適した生成物を多様に形成できる。例えば、生成物は低水分量しか含まないような容器内に配置できるよう、小さい円筒体あるいは立方体構造の形状をとる。更なる例として、本発明の吸収性ポリマー材料を備える容器の裏地あるいは包装製品を含む。
【００１７】
一例として、医薬品用容器あるいは診断用片及び滴定プレートは不透水性可塑性材料、ポリエチレンあるいはポリプロピレンなどで外殻を形成して製造される。一つの好適な製造方法として、完全なあるいは部分的なライナーが吸収性ポリマー材料から形成され更に、容器の内側に付加される。別の好適な実施態様として、ライナーは二重射出成形金型において容器内部に形成されるか、あるいは容器とは別に形成されその後に挿入される。吸収性ポリマーを形成する別の好適な方法は押出成形であり、すなわち、このライナーを形成する好適な方法としてライナーの押出成形及び容器の成形とを分けて行い、２つの部分を後で組立てる。更に別の好適な実施態様に関し、吸収性ポリマー材料は生成物全体（例えば容器あるいは薄片など）を形成することにも使用され、すなわちこの生成物全体はここに記載される吸湿ポリマー材料から構成される。なお、この実施態様に関しては、外殻は存在しない。本発明の生成物は、移動領域（表面付近）において吸着剤が存在するため高い吸収速度及び良好な吸収動態を有し、更に内側領域において吸着剤が欠乏するため（水分）バリア機能を有する。
【００１８】
吸湿ポリマー材料は水分吸収が望ましい全ての用途に使用可能である。限定されない例として感湿性の物品、例えば食品、診断薬、調合薬、半導体技術、あるいは低い湿度がある期間にわたって要求される密閉空間として使用する一般的な利用による包装がある。これは、限定されないが、１次的及び２次的包装を含む。更なる態様としてウェハー製造に使用されるスティックに直接使用される。吸湿ポリマー材料の更に別の用途として臭気吸着に適用される。
【００１９】
使用の際には、本発明の組成物は更に適量を含み；有機あるいは無機添加剤の好適には最大１０重量％、最適には最大５重量％までを含み、この添加剤はプラスチックの分野において通常使用される、充填剤、補強剤、可塑剤、安定剤、染料、スリップ剤、湿潤剤、分散剤、非凝集剤、帯電防止剤、加工剤、発泡剤、及び顔料などがある。
【００２０】
一方、吸収性ポリマー材料は好適にはウィッキング繊維を含まず、これはこの繊維は製造工程中に燃焼あるいは溶解するためである。本発明の組成物の重層構造は吸湿性を増加させるため、水分の芯として作用する繊維は不必要である。
【００２１】
驚くべきことに、「移動領域」において表面に向かって勾配をもって吸着剤の蓄積が示される吸収性ポリマー組成物から生成される生成物は、生成物全体にわたって同一の濃度の吸着剤を含有する構造物（モノリシック構造物）及び表面に乾燥剤のみを含有する構造物と比較して、吸湿性において顕著に有利であることが分かった。表面上にのみ乾燥剤を備える構造物は表面に収容されるあるいは組み込まれる吸着剤が比較的少量であるため、吸湿能力全般が限定される傾向にある一方、本発明に関する生成物は表面上のみだけでなく生成物の構造全体が吸着剤の有効量で満たされているため高い能力を示す。生成物全体にわたり同一濃度の吸着剤を有するモノリシック構造物は、表面上あるいは付近の（比較的少ない）吸着剤粒子と周囲の水分との接触が限定されるため比較的低い吸湿速度を有する傾向にある。対照的に、本発明の生成物は表面上あるいはその付近に比較的多量の吸着剤を含有し、そのためモノリシック構造物と比較して周囲の水分とより速く反応できる。更に、移動領域において好適な勾配を有する吸着剤は吸着剤により吸収される物質、例えば水分を表面から離れて迅速に運搬させる有利な伝達連鎖を提供する。こうして、生成物の内側に向かって遅延される運搬による表面上に一過性で残留する過剰な水分は存在しない。対照的に、モノリシック構造物、表面上にのみ吸着剤を有する構造物、及び異なる濃度の吸着剤を含有する隣接したあるいは結合した層が組み合わされる多層構造物は表面から離れるに従って水分運搬がより遅れる傾向にあるため、表面上に水分が過剰に存在し、保護されるべき感湿性の物品に対して有害な結果をもたらす可能性を有する。本発明の好適な実施態様に関して、吸着剤の勾配は一定の勾配であり、更に好適には例えば図３に示されるように、表面から層の内側に向かって吸着剤の濃度を連続的に減少させている。このことから本発明は高い吸着能力と比較的高い吸着初速度を組合わせることにより、表面のみ吸着剤を有する構造物及びモノリシック構造物両方の不足分を克服する。更に、本発明に関する物質は、全く同一の化学組成物及び同一の厚さを有する一方でより高いあるいは低い吸着初速度を示すよう構成可能であり、これは「移動領域」内部の吸着剤の蓄積量及び／または「移動領域」自体の厚さを増加あるいは減少させることにより調整する。
【００２２】
吸湿ポリマー材料は好適には：
約２０重量％乃至約８５重量％の一つ以上の熱可塑性材料を含有し；及び
約１５重量％乃至約８０重量％の少なくとも一つの吸着剤を含有する。
【００２３】
この組成物は、吸着剤がポリマー組成物の表面付近の移動領域内部で濃度勾配を有するよう生成される。好適な実施態様において、表面における吸着剤の濃度により組成物の層を区別できるようにし、すなわち、表面層は吸着剤が豊富にあり、内側層はその同じ吸着剤が減損しており明確に識別可能な層とする。
【００２４】
吸収性ポリマー材料から生成された生成物（通常は薄片及びチューブなど生成物の両側面における）の表面層は比較的明確な「移動領域」を通常形成し、ここで吸着剤は「移動」する。この移動領域内部で一定の容積単位における吸着剤の最高濃度はその生成物の内側あるいは中心層の濃度よりも、２〜１０倍高く、好適には２〜６倍高くなる。この移動領域内部の吸着剤の濃度は好適には表面に向かって勾配をもって示される。生成物内部のいずれかの場所の吸着剤濃度及び吸着剤の移動の程度は赤外線微量分析により決定される。そのために、吸着剤（必要であれば更にコポリマー）の特性ＩＲ吸収帯の合成されたピーク強度は深度の関数δで、適切な厚さ（例えば３０μｍ）のトランスバーサルマイクロトミックカットを使用して計測される。各数値はそれぞれの深度δにおけるポリマー成分の積分吸着強度と比較することにより標準化され、更に数値０〜ｄ（ｄはその部分の全体厚さである）に対して表面からの深さの関数Ｄ（δ）及びＣ（δ）としてプロットされる。所定の深さの間隔（△δ＝δ２−δ１）に含有する乾燥量は∫Ｄ（δ）ｄδ（極限値δ１，δ２）及び∫Ｄ（δ）ｄδ（極限値０，ｄ）の指数から計算できる。この「移動領域」は乾燥力の蓄積が頭打ちになり（δ１）、更にそれぞれ増加し始める（δｒ）場所の表面からの深さにより定義される。これらの領域に含有する乾燥量は、第１移動領域に対して、∫Ｄ（δ）ｄδ（極限値０，δ１）及び∫Ｄ（δ）ｄδ（極限値０，ｄ）の指数及び第２領域に対して、∫Ｄ（δ）ｄδ（極限値δｒ，ｄ）及び∫Ｄ（δ）ｄδ（極限値０，ｄ）の指数を計算することにより上述のように計算することができる。本発明に関して生成された全ての（単純な）部分はこれまで２つの移動領域で示されたが、本発明に関して生成された部分は一つのみあるいは２つ以上の移動領域を含み得ることは除外できない。組成物の内側層に存在する吸着剤の量を移動領域に存在する量と（一定の容積単位で）比較すると、移動領域に存在する吸着材料の量の少なくとも約５０％、好適には少なくとも約６５％及び最適には少なくとも約８５％減少する。
【００２５】
この移動領域の厚さは多くの因子により変化し、例えば熱可塑性材料の組成、混合物が利用される場合、この熱可塑性材料を占めるポリマー材料とコポリマー材料の比率、利用される吸着剤の濃度、この混合物が利用される場合、コポリマーとポリマー混合物との混合物に存在する非共通モノマーの量、及び吸収性ポリマー材料から生成物を形成する際に設定されるパラメータが含まれる。更に、驚くべきことに、コポリマーの存在する割合が高ければ高いほど、移動領域の厚さはより厚くなることが発見された。それにもかかわらず、驚くべきことに、生成物の製造工程に従った吸湿ポリマー材料の表面からの移動領域の厚さは通常約１〜約１００ミクロンであり、好適には約１０〜約８０ミクロンであり、最適には約２０〜約６０ミクロンであることが発見された。移動領域の厚さ全体は変化し、非常に厚い生成物において特に変化しそうであるが、驚くべきことに移動領域の厚さは材料全体の厚さとは比較的無関係であり通常は約１〜約１００ミクロンであることが分かった。
【００２６】
また驚くべきことに、移動領域内部における一定の容積単位での吸着剤の蓄積量は生成物の内側層全体の一定の容積単位での蓄積量よりもかなり多量であることが分かった。驚くべきことに、吸収性ポリマー材料から生成された生成物の移動領域に存在する吸着剤の割合は生成物に存在する吸着剤全体の少なくとも約２％、好適には少なくとも約４％、及び最適には少なくとも６％であり、その最大量は吸着剤全体量の約７０％以下、好適には５０％以下及び最適には４０％以下であることが発見された。
【００２７】
この層分離を達成するために、熱可塑性成分として、単一モノマー由来の少なくとも１つのポリマーと少なくとも一つのコポリマーとの混合物を使用することが好ましいことがわかった。驚くべきことに、使用されるコポリマーの割合が高ければ高いほど、移動領域に存在する吸着剤の量が多くなることが発見された。更に、コポリマーの割合が高ければ高いほど、移動領域の厚さが大きくなる。好適には、コポリマーはポリマーの単一モノマー成分のモノマーを含有するため２つのポリマー材料は互換性がある。もし２つ以上のコポリマーが混合され熱可塑性材料を形成する場合、それぞれは好適には少なくとも１つの共通のモノマーを含有する必要がある。このように好適に混合された熱可塑性組成物において、熱可塑性混合物の成分の内の片方が表面において吸着剤と共に豊富である一方、そのもう片方の成分が生成物の中心に向かって豊富になる傾向があることが発見された。
【００２８】
一般的に、吸収性ポリマー材料は配合方法により製造される。
【００２９】
吸収性ポリマー材料の好適な製造方法の一つに、ポリマー及びコポリマー（必要であれば）は溶媒を使用せず、あるいはポリマー材料を融解せず乾燥混合により混合される。この混合されたポリマーとコポリマー（必要であれば）は次に配合装置の第１領域内に同時に（しかしながら個別に）吸着剤と共に導入される。この混合器の第１領域は好適には全ての成分の融点未満の温度、好適には約５０℃で維持される。この混合物は次に配合装置の次の領域に導入され、ここではポリマー及びコポリマー材料は融解され更に吸着剤と混合される。好適な実施態様において、混合された材料は次に金型を通して冷却水バッチ内に押出され顆粒状に切断される。
【００３０】
通常、第２工程において吸収性ポリマー材料は生成物に成形される。この生成物の成形は熱可塑性製品を公知の方法、例えば押出成形、射出成形、ブロー成形などで実施され、これらの方法は吸収性ポリマー材料を本質的に非固形状態に変形させるものであり、好適には熱可塑性材料を液体状態に溶解することを含む。どのような特定の理論とも組合わせるべきではなく、吸着剤は本質的に非固形状態にあるときのみ且つ成形工程中（射出成形、押出成形等）において形成された生成物の表面に向かって移動可能である。従って、吸着剤および熱可塑性物質は本質的に非固形状態のまま、ここに記載される移動によって充分に好ましく分離されるよう物品を扱う際に注意する必要がある。また、どのような特定の理論とも組合わせるべきではなく、熱可塑性材料は一つ以上のポリマーあるいはコポリマーからなる実施態様において、吸着剤はポリマー材料の１つに向かってより引きつけられ且つ分離される間そのポリマー材料と共にその表面に向かって移動することになる。
【００３１】
移動領域の厚さおよびその内部に蓄積される吸着剤の量は更に生成物を成形する間設定されたパラメータにより影響される。上述のように、吸着剤の移動は、吸収性ポリマー材料が本質的に非固形状態の間である限りは可能である。すなわち、成形方法（射出成形、ブロー成形、押出成形）、成形された時の吸収性ポリマー材料の温度、成形中の工具あるいは金型の温度調節、材料の流量特性、成形中の流速、成形された生成物の形状、サイクル時間などのパラメータは、成形中（移動時間）の吸着剤の移動時間量を決定する際重要である。移動時間は吸収性ポリマー材料が本質的に非固形状態にあるため吸着剤の移動が可能である間の生成物の成形時間として定義される。
【００３２】
実際に、約１００ｓ−１未満の剪断レベルを備える製造物の押出成形法は射出成形で実施するよりも分離現象がより著しくなる。また、どのような特定の理論とも組合わせるべきではなく、これはおそらく押出成形法は単一の方向において材料を一定の流量でより直接的に指向して提供することにより、かなり長期の移動時間を可能とすることによるものである。強度の乱流を引き起こす射出成形において、剪断速度が１,０００〜１０,０００ｓ−１の間で、材料が一定の方向に流れるが、その後射出成形金型の壁部に接触し逆流を引き起こし液組成の部分的な再混合が生じる。再混合の程度は成形された生成物の形状にも影響される。更に、射出成形において、射出成形金型の壁部は射出された熱可塑性物質の外層を急速に冷却する傾向にあるため、この吸着剤がこれらの外層に移動することを強力に阻止する。
【００３３】
当業者はルーチンな実験をすることで上述のパラメータを調整でき、移動時間に関してそれぞれ個別の生成物に対してこれらのパラメータを最適化することにより所望の移動領域の厚さ及びその内部の吸着剤の蓄積を達成することができる。
【００３４】
本発明は以下の限定されない実施例により明らかにする。
【実施例１】
【００３５】
表面への吸着剤の移動現象を示すために、５０重量％の熱可塑性材料、及び５０重量％の乾燥剤（分子ふるい）から構成される組成物を調製した。この熱可塑性材料は２２重量％の鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、６２重量％の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）および１６重量％のエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）コポリマーから構成した。
【００３６】
この混合物を押出成形及び射出成形により多様な厚さを有する薄片に成形した。この薄片は次に３０μｍの切片にスライスすることによりそれぞれの成分の濃度がその表面および、その中心に達するまで各３０μｍごとに分析できる。
【００３７】
図１及び図２を参照すると、図１は全厚が８５０μｍを有する、本発明に従って生成された押出成形された試験片の表面に対する赤外線スペクトル分析を示す。この押出成形法は約２００℃、約１１０バールの圧力で実施した。図１において、ポリエチレン、ＥＶＡ、分子ふるいに対するピークを同定した。図２は、本発明に従って同様に生成された、押出成形された薄片の中心部から採取した同様なデータを示す。２つのＩＲ分析から分かるように、ＥＶＡおよび分子ふるいのピークの振幅、すなわちＥＶＡおよび分子ふるいの濃度は薄片の中心部よりもその表面の方が顕著に高い。逆に、ポリエチレンピーク、すなわちポリエチレン濃度は押出成形された薄片の中心部においてより高い。
【００３８】
図３は押出成形された薄片全体の厚さが０．４０ｍｍのＩＲスペクトル分析結果を示す。図３に示されるように、ＥＶＡおよび分子ふるいの濃度は薄片の２つの表面において非常に高く、その後薄片中における深さ３５μｍにて横ばいになった。ＥＶＡおよび分子ふるいの濃度はその後薄片の中心部への深さが３５μｍでほとんど一定に維持された。
【００３９】
ＥＶＡおよび分子ふるいの濃度がそのピークに上昇するまでの構図の区域を移動領域厚さとする。上記の例において、押出成形された薄片の移動領域厚さは３５μｍである。驚くべきことに、薄片の厚さ全体は移動領域厚さには本質的な影響を与えないことが観察された。例えば、実施例１において規定された組成物と同一の組成物を有する押出成形薄片は、薄片の厚さに関係なく移動領域厚さがおよそ３５μｍであることが予想される。
【００４０】
この現象は、押出成形及び射出成形の両方により成形された多様な厚さを有する薄片を比較した以下の表１に示される。
【００４１】
【表１】
2007512405.tif 000003
【００４２】
上記表は射出成形部に対する移動領域の厚さはその成形部の厚さとは独立している。しかしながら、その表面に蓄積された分子ふるいの濃度は厚さの関数となり、すなわち、射出成形部の厚さが厚いほど分子ふるいの数値が高い。どのような特定の理論とも組合わせるべきではなく、この発見は射出成形部の厚みがあるほど、溶融成分が凝固するまでの冷却期間（移動時間）が長くなり、従って分子ふるいの表面に蓄積され、且つ層構造が形成される時間が長くなることから説明できる。
【００４３】
１１７０μｍの厚さを有する射出成形サンプルと１１４０μｍの厚さを有する押出成形サンプルとの吸湿度を２５℃、８０ｒ.ｈ.（相対湿度）で試験し、図８に示した。参照されるように、押出成形部は射出成形部よりも早く水分と反応する。飽和状態に達するまでの時間は押出成形部において２６日、射出成形部において６４日かかる。この結果は押出成形部において５５μｍの移動領域、射出成形部において２４μｍの移動領域であることと一致する。
【００４４】
図４はこの実施例の組成としての１．２ｍｍ押出成形薄片の断面図における光学顕微鏡の映像を示す。薄片の表面における分子ふるい（吸着剤）の濃縮度はその暗い色で明確に示される。
【００４５】
この薄片の吸湿は２５℃、８０％ｒ.ｈ.において１０．５重量％となるよう測定された。
【実施例２】
【００４６】
異なるポリマー組成物の表面に対しての乾燥度はこの実施例において視覚的に示される。６５重量％の熱可塑性材料および３５重量％の吸着剤（シリカゲル）からなる吸収性ポリマー組成物を調製した。熱可塑性材料は９２．３重量％のポリスチレン及び７．７重量％のスチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンコポリマーの混合物から構成された。吸着カートリッジは図５に示されるものと同様に射出成形により形成された。このようなカートリッジは医薬品のような感湿性製品用容器の内部に設置するのに適する。図６は光学顕微鏡で撮影されたカートリッジの断面図の写真である。カートリッジの表面に向かって分子ふるいの濃度が写真の濃い灰色領域により明確に示される。
【実施例３】
【００４７】
本実施例において、非常に高い吸収能力を有する吸収性ポリマー組成物が本発明に従って生成できることが示される。３０重量％の熱可塑性材料、７０重量％の吸着剤（分子ふるい）からなる吸収性ポリマー組成物が調製された。この熱可塑性材料は７６．７重量％のエチレン−メチルアクリレートコポリマー及び２３．３重量％のエチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸コポリマーとから構成された。
【００４８】
厚さ１．３ｍｍの薄片がこの組成物から押出成形された。図７に示されるように、吸湿度は３０℃、６０％ｒ.ｈ.において１４．６重量％となるよう測定された。
【実施例４】
【００４９】
５０重量％の熱可塑性材料、５０重量％の吸着剤（分子ふるい）からなる吸収性ポリマー組成物が調製された。この熱可塑性材料は９２．３重量％ポリスチレン及び７．７重量％スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンコポリマーの混合物から構成された。
【００５０】
この組成物は射出成形品（０．９ｍｍ、１．１ｍｍ、１.５ｍｍ厚さのプレート、１．０８ｍｍ太さのチューブ）及び押出成形品（０．５ｍｍ、０．６ｍｍ厚さの薄片、１．２ｍｍ太さのチューブ）に成形された。
【００５１】
実施例４の組成物における吸着剤の蓄積および移動領域の測定結果は表２に示される。分子ふるいの量は２８２１〜３１１２ｃｍ−１の間のポリスチレン／ＳＥＢＳのＩＲ吸収帯の積分強度に対する１６５２ｃｍ−１におけるＩＲ吸収ピークの積分強度を使用して決定された。
【００５２】
表２に関し、典型的な移動領域は、物品の表面から内部までおよそ２０〜４０μｍの間に延在する。分子ふるい：（ポリスチレン／ＳＥＢＳ）のＩＲピークの強度比は移動領域内部において表面の値のおよそ５０％〜２０％の間にまで減少する。このことは、各部材における表面周辺の容積単位当りの分子ふるい濃度は材料の中心部よりも２〜５倍高いことを示す。
【００５３】
【表２】
2007512405.tif 000004
【００５４】
以下の表３は移動領域に蓄積された乾燥量を全乾燥量におけるパーセントとして示す。
【００５５】
【表３】
2007512405.tif 000005
【００５６】
これらの結果より、本発明に従って製造された部材の表面あるいはその周辺において多量の吸着剤が蓄積されることが示される。
【実施例５】
【００５７】
実施例１に記載されるものと同一な化合物が調製された。この化合物は発泡剤として多様な量の炭酸水素アンモニウム（０％、０．５％、０．８％）と混合した後およそ１ｍｍの太さのチューブに押出成形された。
【００５８】
発泡剤は上記化合物と混合した後に押出成形、射出成形あるいは別の方法で物品を成形する工程を実施し、その工程の間少なくとも部分的に気体あるいは蒸気としてその化合物が除去される材料として定義される。
【００５９】
【表４】
2007512405.tif 000006
【００６０】
【表５】
2007512405.tif 000007
【００６１】
これらの結果から、物品を形成する際に化合物に対しての発泡剤の添加は移動層の範囲には影響を与えないことが分かる。しかしながら、この層に蓄積される分子ふるいの量は発泡剤の量の増加に伴って増加する。
【００６２】
ここに記載される発明の説明および実施例から本発明の別の実施態様は当業者に対して明らかとなる。本明細書および実施例は単に典型例を示したのみであり、請求項によって示されているのが真の発明の範囲である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１に関し、厚さ０．８５ｍｍの生成された吸収性ポリマー材料の押出薄片の表面における赤外線微量分析（ＦＴ−ＩＲ）を示す。（図及び実施例のため、ゼオライトは分子ふるいで扱われる）。
【図２】実施例１に関し、厚さ０．８５ｍｍの生成された、吸着生成物の押出薄片の中心部のＦＴ−ＩＲを示す。
【図３】実施例１の吸着物質の押出薄片全体のＦＴ−ＩＲを示す。
【図４】実施例１に従って生成された生成物の押出薄片における光学顕微鏡断面図を示し、吸着剤として分子ふるいを利用し、分子ふるいの濃度勾配を示す。
【図５】実施例２に関して生成された吸着剤カートリッジの図面を示す。
【図６】図５のカートリッジの切断面の写真を示し、光学顕微鏡で撮影された吸着剤の濃度勾配を示す。
【図７】実施例３に記載される材料の吸湿能力の曲線を示す。
【図８】厚さ１１７０μｍの射出成形試料と厚さ１１４０μｍの押出成形試料との吸湿性を、２５℃で試験した経時的な比較結果を示す。両試料は実施例１の方法により生成される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図４】
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【図６】
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【国際調査報告】
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