(57)【要約】【課題】  不織布基材上でのポリマー繊維の共形コーティングのためのポリマー不織布の改質方法を提供する。【解決手段】  ポリマー不織布の改質方法は、エッチングおよび酸化の程度を制御することによるポリマー繊維表面の改質に基づく。この改質方法によると、不織布表面への開始剤の接着性を向上させ、かつその後の共形ポリマーグラフティングを促進する。改質された繊維表面は、親水性の増加、配位子の結合、または表面エネルギーの変化等の新たな機能性を表面に提供する。【選択図】なし
2011523986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー不織布基材の繊維表面を改質して高密度の共形コーティングを得るためのポリマー不織布の改質方法であって、
１）ポリマー表面の粗度を増加させることができる紫外線オゾンもしくはプラズマへの曝露、またはエッチング技術によって前記繊維表面の粗度を増加させる第１ステップと、
２）酸化処理または酸化剤を用いてヒドロキシル、カルボニル、または他の酸素含有化合物を増加させる第２ステップと、
３）前記基材をモノマーもしくは開始溶液、または、モノマーおよび開始剤の両方を含有する溶液に浸漬する第３ステップと、
４）前記基材を２つのガラスの間に挟み込み、または前記基材を制限された形状内に挿入する第４ステップと、
５）前記基材を紫外線または熱に曝露させてグラフティングする第５ステップと、
６）前記基材を洗浄し、乾燥させる第６ステップと、
を含むポリマー不織布の改質方法。
【請求項２】
請求項１に記載のポリマー不織布の改質方法によって産生される改質ポリマー不織布。
【請求項３】
前記ポリマー不織布は、ポリオレフィン繊維、アラミド繊維、セルロース繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ポリウレタン繊維、液晶コポリエステル繊維、剛体棒繊維、またはこれらの組み合わせである請求項２に記載の改質ポリマー不織布。
【請求項４】
平坦シート、ロール、または積層体である請求項３に記載の改質ポリマー不織布。
【請求項５】
ステープルまたは連続繊維である請求項３に記載の改質ポリマー不織布。
【請求項６】
円形、三角形、四角形、または不規則な形状の断面を有する請求項５に記載の改質ポリマー不織布。
【請求項７】
前記第３ステップにおいて、前記モノマーは、ラジカル重合によって重合し、かつヒドロキシル、アミン、カルボン酸、アルデヒド、ホルムアミド、ピリジン、ピロリドン、エポキシ等から選択される官能基を有する二官能性分子である請求項１に記載のポリマー不織布の改質方法。
【請求項８】
粗度を増加させる前記第１ステップ、ならびにヒドロキシル、カルボニル、および他の酸素含有化合物を増加させる前記第２ステップは、単一のステップまたは２つの個別のステップを含む請求項１に記載のポリマー不織布の改質方法。
【請求項９】
前記第３ステップにおける前記溶液の溶媒は、少なくとも０．５％のモノマーを溶解することができるアルコールおよび炭化水素である請求項１に記載のポリマー不織布の改質方法。
【請求項１０】
前記第３ステップにおける前記開始剤は、光増感剤、アゾ化合物、過硫酸、または過酸化化合物である請求項１に記載のポリマー不織布の改質方法。
【請求項１１】
前記開始剤は、ベンゾフェノン、アントラキノン、ナフトキノン、過硫酸カリウム、アゾビスイソブチロニトリル、または過酸化ベンゾイルである請求項１０に記載のポリマー不織布の改質方法。
【請求項１２】
前記第１ステップおよび前記第２ステップは、前記繊維表面が既に高濃度の極性基を有することによって代替することができる請求項１に記載のポリマー不織布の改質方法。
【請求項１３】
前記第１ステップにおける前記紫外線は、エッチングのためのオゾンを生成するのに好適な波長の紫外線である請求項１に記載のポリマー不織布の改質方法。
【請求項１４】
前記第５ステップにおける前記紫外線は、光増感剤を活性化するための波長の紫外線である請求項１に記載のポリマー不織布の改質方法。
【請求項１５】
前記第１ステップにおける前記プラズマは、ポリマー表面をエッチングするのに十分である請求項１に記載のポリマー不織布の改質方法。
【請求項１６】
前記第５ステップにおける前記熱は、アゾまたは過酸化化合物を活性化するのに十分である請求項１に記載のポリマー不織布の改質方法。
【請求項１７】
前記第２ステップにおける前記酸化剤は、ヒドロペルオキシド、過硫酸カリウム、または過塩素酸カリウムである請求項１に記載のポリマー不織布の改質方法。
【請求項１８】
前記第３ステップにおける前記溶液は、０．５〜２０重量％のモノマーを含有する請求項１に記載のポリマー不織布の改質方法。
【請求項１９】
前記第３ステップにおける前記開始剤およびモノマーは、０〜１：４の比率を有する請求項７および１０に記載のポリマー不織布の改質方法。
【請求項２０】
未反応モノマーまたは未結合ホモポリマーは、水、アルコール、または炭化水素によって除去される請求項１に記載のポリマー不織布の改質方法。
【請求項２１】
前記第３ステップは、
ａ）前記不織布を光増感剤溶液で浸漬するステップと、
ｂ）前記不織布をモノマー溶液で浸漬するステップと、
を順不同に、かつ、さらに分割可能に含む請求項１に記載のポリマー不織布の改質方法。
【請求項２２】
前記不織布の内部に第２のポリマーの一様分布または勾配分布を有する請求項２に記載の改質ポリマー不織布。
【請求項２３】
適合性を損なわずに他の分子と反応する能力を有する請求項２に記載の改質ポリマー不織布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不織基材上のポリマー繊維の共形コーティングのためのポリマー不織布の改質方法、及び、その方法によって産生される改質ポリマー不織布に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第５，８７１，８２３号［Ａｎｄｒｅｓ，Ｈｏｅｃｋｅｒ，Ｋｌｅｅ，ａｎｄ  Ｌｏｒｅｎｚ］［特許文献１］は、２×１０-5〜２×１０-2バールの分圧で、酸素の存在下で、ポリマー表面を活性化するために、１２５〜３１０ｎｍの波長範囲の紫外線（以下、「ＵＶ」という。）を使用することを報告する。活性化された表面は、その後グラフティングされる。しかしながら、この特許は、グラフティングを開始するための、ＵＶ活性化から得られる表面のヒドロペルオキシドの使用の場合に制限される。
【０００３】
米国特許第５，６２９，０８４号［Ｍｏｙａ，Ｗｉｌｓｏｎ］［特許文献２］は、多孔質ポリマー基材、ならびに熱およびＵＶによって架橋されている第２のポリマーから形成される、複合多孔質膜を開示する。第２のポリマーの改質は、全表面に及び、これは、第２のポリマーを基材表面上で架橋するために、膜を、第２のポリマー溶液および開始剤と接触させて定置し、かつ全てをＵＶまたは中熱に曝露することによって達成される。このスキームは、繊維表面への第２のポリマーの吸着が重要なステップである、「〜へのグラフティング」技術として分類することができる。
【０００４】
ＵＶによって開始されるグラフティングは、一般的に、基材をモノマー溶液中でＵＶ光に曝露することによって実施される。これは、さまざまな分子に対して、１００〜４５０ｎｍの範囲で行うことができる。米国特許第５，８７１，８２３号［Ａｎｄｒｅｓ，Ｈｏｅｃｋｅｒ，Ｋｌｅｅ，ａｎｄ  Ｌｏｒｅｎｚ］［特許文献１］は、２９０〜３２０ｎｍの範囲の、好ましいＵＶ波長の使用を報告した。ＰＣＴ／ＷＯ／０２／２８９４７  Ａ１号［Ｂｅｌｆｏｒｔ，Ｃｒｉｖｅｌｌｏ  ａｎｄ  Ｐｉｅｒａｃｃｉ］［特許文献３］は、２８０〜３００ｎｍの範囲のＵＶ波長の使用を報告した。これらの発明は、グラフティングプロセスにおける光増感剤の使用に言及しない。
【０００５】
また、米国特許第５，４６８，３９０号［Ｃｒｉｖｅｌｌｏ，Ｂｅｌｆｏｒｔ，Ｙａｍａｇｉｓｈｉ］［特許文献４］は、光増感剤を用いずに、ポリスルホン多孔質膜を改質するためのプロセスを開示する。その結果、本参考文献に説明する膜の外表面のみが、処理を介して改質された。ポリスルホン膜は、乾燥後に、再湿潤することはできない。
【０００６】
米国特許第５，８８３，１５０号［Ｃｈａｒｋａｕｄｉａｎ］［特許文献５］は、光増感剤をポリスルホン膜の骨格内に埋め込むことが、より優れた湿潤特性をもたらすことを報告する。それにもかかわらず、これらの埋め込まれた光増感剤の大半が、ポリマープロセスのために一般的に使用される高温条件を満足することは困難である。例えば、メルトブローイングプロセスを使用する繊維または不織布の産生には、１２０℃以上の温度が必要である。
なお、下記の非特許文献は、以降の説明の中で引用するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５，８７１，８２３号明細書
【特許文献２】米国特許第５，６２９，０８４号明細書
【特許文献３】ＰＣＴ国際公開ＷＯ２００２／２８９４７Ａ１号
【特許文献４】米国特許第５，４６８，３９０号明細書
【特許文献５】米国特許第５，８８３，１５０号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｄ．Ｊ．Ｃａｒｌｓｓｏｎ，Ｄ．Ｍ．Ｗｉｌｅｓ，“Ｔｈｅ  ｐｈｏｔｏ−ｏｘｉｄａｔｉｖｅ  ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ，ｐａｒｔ−Ｉ  ｐｈｏｔｏ−ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｐｈｏｔｏ−ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，”Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｒｅｖｉｅｗｓ，１４，（１９７６），６５．
【非特許文献２】Ｊ．Ｈ．Ａｄａｍｓ，“Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｎｏｎｖｏｌａｔｉｌｅ  ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ｏｆ  ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ．  ＩＩＩ．  Ｐｈｏｔｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ，”Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ＰａｒｔＡ−１，８，（１９７０），１２７９．
【非特許文献３】Ｚｈａｎｇ  ＬＬ，Ｌｉ  ＨＪ，Ｌｉ  ＫＺ，Ｌｉ  ＸＴ，Ｚｈａｉ  ＹＱ，Ｍａｎｇ  ＹＬ，“Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ  ｏｆ  Ｃａｒｂｏｎ／Ｃａｒｂｏｎ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ  ｏｎ  ｏｓｔｅｏｂｌａｓｔｓ  ｇｒｏｗｔｈ  ｂｅｈａｖｉｏｕｒ，”，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２３，（２００８），３４１．
【非特許文献４】Ｐｏｒｗａｌ，ＰＫ，Ｈｕｉ，ＣＹ，“Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  ａｄｈｅｓｉｖｅ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ａ  ｆｉｂｒｉｌｌａｒ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ａｎｄ  ａ  ｒｏｕｇｈ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ，”Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｒｏｙａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，５，（２００８），４４１．
【非特許文献５】Ｆｕｌｌｅｒ  ＫＮＧ，Ｔａｂｏｒ  Ｄ，“Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  ｓｕｒｆａｃｅ−ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ  ｏｎ  ａｄｈｅｓｉｏｎ  ｏｆ  ｅｌａｓｔｉｃ  ｓｏｌｉｄｓ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｒｏｙａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｌｏｎｄｏｎ  Ｓｅｒｉｅｓ  Ａ−  Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，３４５，（１９７５），３２７．
【非特許文献６】ＬＦ．Ｖｉｅｉｒａ  Ｆｅｒｒｅｉｒａ，Ｊ．Ｃ．Ｎｅｔｔｏ−Ｆｅｒｒｅｉｒａ，Ｉ．Ｖ．Ｋｈｍｅｌｉｎｓｋｉｉ，Ａ．Ｒ．Ｇａｒｃｉａ，Ｓ．Ｍ．Ｂ．Ｃｏｓｔａ，“Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｎ  ｓｕｒｆａｃｅｓ：ｍａｔｒｉｘ  ｉｓｏｌａｔｉｏｎ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ｂｅｎｚｏｐｈｅｎｏｎｅ  ａｄｓｏｒｂｅｄ  ｏｎ  ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ  ｂｙ  ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ  ａｎｄ  ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，”Ｌａｎｇｍｕｉｒ，１１，（１９９５），２３１．
【非特許文献７】Ｋ．Ｍａｔｙｊａｓｚｅｗｓｋｉ，Ｐ．Ｊ．Ｍｉｌｌｅｒ，Ｎ．Ｓｈｕｋｌａ，Ｂ．Ｉｍｍａｒａｐｏｍ，Ａ．Ｇｅｌｍａｎ，Ｂ．Ｂ．Ｌｕｏｋａｌａ，Ｔ．Ｍ．Ｓｉｃｌｏｖａｎ，Ｇ．Ｋｉｃｋｅｌｂｉｃｋ，Ｔ．Ｖａｌｉａｎｔ，Ｈ．Ｈｏｆｆｍａｎｎ，Ｔ．Ｐａｋｕｌａ，“Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ａｔ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ：  ｕｓｉｎｇ  ａｔｏｍ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｒａｄｉｃａｌ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｇｒｏｗｔｈ  ｏｆ  ｈｏｍｏｐｏｌｙｍｅｒｓ  ａｎｄ  ｂｌｏｃｋ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ  ｆｒｏｍ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｓｕｒｆａｃｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ａｂｓｅｎｃｅ  ｏｆ  ｕｎｔｅｔｈｅｒｅｄ  ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ  ｉｎｉｔｉａｔｏｒ，”Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，３２，（１９９９），８７１６．
【非特許文献８】Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  Ｆｏｕｒｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ（Ｊ．Ｂｒａｎｄｒｕｐ，Ｅ．Ｈ．Ｉｍｍｅｒｇｕｔ．Ｅ．Ａ．Ｇｒｕｌｋｅ），Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ  １９９９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
要約すると、上述の方法等の表面改質方法は、繊維不織ウェブまたはマットの繊維表面上に何らかのコーティングを生成し得る。しかし、上述の方法は、基材と第２のポリマーの表面エネルギー間の考えられる差異を克服するか、または高密度の開始剤で表面を生成するために必要な手段を提供しない。そのため、上述の方法によって共形コーティングを保証することはできない。
【００１０】
したがって、多様なポリマー繊維に共形コーティングを保証することができる表面改質方法を提供することが望まれる。また、その方法は、外乱の影響を受けにくく、かつスケールアップが容易であることも望ましい。本発明は、これらの必要性および関連した必要性を満たすことを目指す。
【００１１】
本発明は、グラフティングによる繊維表面上の異なる第２のポリマーの共形コーティングを達成するために、ポリマー繊維、または繊維不織ウェブもしくはマットを改質する方法を提供する。共形コーティングは、繊維の円筒または不規則な形状の湾曲に適合し、したがって、グラフトされたポリマーの均一な厚さによって、繊維の完全な被覆を達成するコーティングを指す。共形コーティングは、診断、分離、およびマットが複合混合物に曝露される他の用途等の、表面特性の完全な制御を必要とする不織布システム用途に必要とされる。
【００１２】
本発明の目的は、エッチングおよび酸化の程度を制御することによって、ポリマー繊維表面を改質することである。これは、表面への開始剤の接着性を有意に向上させ、したがって、その後の共形ポリマーグラフティングを促進する。改質された繊維表面は、親水性の増加、配位子の結合、および表面エネルギーの変化等の新たな機能性を表面に提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のポリマー不織布の改質方法は、ポリマー不織布基材の繊維表面を改質して高密度の共形コーティングを得るための方法であって、下記のステップを含む。
１）ポリマー表面の粗度を増加させることができる紫外線オゾンもしくはプラズマへの曝露、またはエッチング技術によって繊維表面の粗度を増加させる第１ステップ、
２）酸化処理または酸化剤を用いてヒドロキシル、カルボニル、または他の酸素含有化合物を増加させる第２ステップ、
３）基材をモノマーもしくは開始溶液、または、モノマーおよび開始剤の両方を含有する溶液に浸漬する第３ステップ、
４）基材を２つのガラスの間に挟み込み、または基材を制限された形状内に挿入する第４ステップ、
５）基材を紫外線または熱に曝露させてグラフティングする第５ステップ、
６）基材を洗浄し、乾燥させる第６ステップ、
【００１４】
第３ステップにおいて、モノマーは、ラジカル重合によって重合し、かつヒドロキシル、アミン、カルボン酸、アルデヒド、ホルムアミド、ピリジン、ピロリドン、エポキシ等から選択される官能基を有する二官能性分子でありうる。
例は、メタクリル酸２−ヒドロキシルエチル、アクリルアミド、アクリル酸、アクリロニトリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸グリシジル、ビニルアルコール、ビニルピロリドン、アクリル酸、メタクリル酸、ビニルメチルエーテル、ビニルホルムアミド、ポリビニルアミン、ビニルホスホン酸、ビニルアルコール−コ−ビニルアミン、ビニルピリジン、酸化プロピレン、酸化エチレン、およびこれらの組み合わせである。
【００１５】
粗度を増加させる第１ステップ、ならびにヒドロキシル、カルボニル、および他の酸素含有化合物を増加させる第２ステップは、単一のステップまたは２つの個別のステップを含んでもよい。
【００１６】
第３ステップにおける溶液の溶媒は、少なくとも０．５％のモノマーを溶解することができるアルコールおよび炭化水素でありうる。
第３ステップにおける開始剤は、光増感剤、アゾ化合物、過硫酸、または過酸化化合物でありうる。
さらに、開始剤は、ベンゾフェノン、アントラキノン、ナフトキノン、過硫酸カリウム、アゾビスイソブチロニトリル、または過酸化ベンゾイルでありうる。
【００１７】
第１ステップおよび第２ステップは、繊維表面が既に高濃度の極性基を有することによって代替することができる。
【００１８】
第１ステップにおける紫外線は、エッチングのためのオゾンを生成するのに好適な波長の紫外線でありうる。第５ステップにおける紫外線は、光増感剤を活性化するための波長の紫外線でありうる。
【００１９】
第１ステップにおけるプラズマは、ポリマー表面をエッチングするのに十分でありうる。第５ステップにおける熱は、アゾまたは過酸化化合物を活性化するのに十分でありうる。
【００２０】
第２ステップにおける酸化剤は、ヒドロペルオキシド、過硫酸カリウム、または過塩素酸カリウムでありうる。
第３ステップにおける溶液は、０．５〜２０重量％のモノマーを含有しうる。
第３ステップにおける開始剤およびモノマーは、０〜１：４の比率を有しうる。
【００２１】
未反応モノマーまたは未結合ホモポリマーは、水、アルコール、または炭化水素によって除去されうる。
【００２２】
第３ステップは、ａ）不織布を光増感剤溶液で浸漬するステップと、ｂ）不織布をモノマー溶液で浸漬するステップと、を順不同に、かつ、さらに分割可能に含んでもよい。
【００２３】
本発明はまた、上述のポリマー不織布の改質方法によって産生される改質ポリマー不織布を提供する。
ポリマー不織布は、ポリオレフィン繊維、アラミド繊維、セルロース繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ポリウレタン繊維、液晶コポリエステル繊維、剛体棒繊維、またはこれらの組み合わせでありうる。
【００２４】
改質ポリマー不織布は、平坦シート、ロール、または積層体でありうる。
改質ポリマー不織布は、ステープルまたは連続繊維でありうる。
改質ポリマー不織布は、円形、三角形、四角形、または不規則な形状の断面を有する形状でありうる。
【００２５】
改質ポリマー不織布は、不織布の内部に第２のポリマーの一様分布または勾配分布を有しうる。
改質ポリマー不織布は、適合性を損なわずに他の分子と反応する能力を有しうる。
【００２６】
本発明は、先行技術において開示された方法に対し、ＵＶ活性化を使用して、グラフティングを開始するための代替的方法を提供する。本発明は、ポリマー基材を事前処理するための方法として、ＵＶの使用に依存するが、それは、ＵＶ放射の異なる効果に拠る。オゾンと組み合わせる特定の波長でのＵＶは、ポリマー表面をエッチングし、酸化することができ、より高い表面の粗度およびヒドロキシルおよびカルボニル基の濃度をもたらすことが公知である［非特許文献１、２］。
本発明は、開始剤の増強された吸着、および、ポリマー繊維表面と溶液からのモノマーとのより優れた接触を得て共形コーティングを達成するために、この効果を利用する。さらに、本発明は、その後のグラフティングでは、ヒドロペルオキシドに依存しない。エッチングに使用される同一の範囲の波長で、ＵＶによって空気中にオゾンを生成することができるため、オゾンの外部供給は不必要である。
【００２７】
本発明は、当該技術分野において既知の「〜へのグラフティング」方法を使用するものではなく、むしろ、ポリマーグラフトが、モノマーおよび開始剤溶液中の基材表面から成長する「〜からのグラフティング」方法である。実施例が示すとおり、適切な事前処理を行わずに、ポリオレフィンのポリマー繊維等の特定の種類のポリマー繊維上で共形グラフティングを得ることは不可能である。これは、基材ポリマーと第２のポリマーの間の表面エネルギーの不整合によるものである。
【００２８】
先行技術によって教示されるものとは対照的に、本発明では、非光活性のポリマー不織布に焦点を置くため、ポリオレフィン繊維上の高密度共形被覆を達成するためには、光増感剤または熱的に分解可能な開始剤の存在が不可欠であることが分かっている。さらに、事前処理ステップから生成された過酸化化合物およびラジカルは、共形コーティングを達成するには、遥かに十分ではないことが認められている。したがって、この目的を達成するためには、光増感剤およびモノマーの組み合わせが必要である。しかしながら、先行技術とは対照的に、光増感剤は、分解するのを防止するため、室温で、モノマー溶媒内にのみ適用される。
【００２９】
本発明の他の目的、利点、および特性は、図面を参照して実施形態の説明を一読することによって明らかになるであろう。なお、実施形態は、一実施例として説明されるものであり、これに制限されない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】グラフティング前後のポリプロピレン（ＰＰ）不織繊維の画像：Ａ）本来のＰＰ不織繊維、Ｂ）本来の単一ＰＰ不織繊維の表面、Ｃ）洗浄前のグラフトされたＰＰ不織布、Ｄ）洗浄前のグラフトされた単一ＰＰ不織繊維の表面、Ｅ）洗浄後のグラフトされた不織布、およびＦ）洗浄後のグラフトされた単一ＰＰ不織繊維の表面。
【図２】グラフティング前後のＰＰ不織繊維の断面画像：Ａ）本来のＰＰ不織繊維、Ｂ）本来の単一ＰＰ不織繊維の断面、Ｃ）グラフトされたＰＰ不織繊維、およびＤ）グラフトされた単一ＰＰ不織繊維の断面。
【図３】本来のＰＰ、ＵＶによって事前処理されたＰＰ、純メタクリル酸ポリグリシジル（ＰＧＭＡ）およびＰＧＭＡグラフトされたＰＰのＦＴＩＲスペクトル。
【図４】Ｉ：Ｍ＝１：５でグラフトされたＰＰ不織布の画像：Ａ）グラフトされたＰＰ不織繊維、Ｂ）グラフトされた単一ＰＰ不織繊維の表面、Ｃ）ＰＰ不織繊維の断面、およびＤ）グラフトされた単一ＰＰ不織繊維の断面。
【図５】０〜３０分のＵＶ／Ｏ処理後のＰＧＭＡでグラフトされたＰＰ繊維のＳＥＭ画像：Ａ）ゼロ（０）分、Ｂ）５分、Ｃ）１５分、およびＤ）３０分。
【図６】０分、１５分、および３０分の事前処理、並びに同一の３０分のグラフティング後のＰＧＭＡでグラフトされたＰＰ不織繊維ウェブのＳＥＭ画像：Ａ）ゼロ（０）分、Ｂ）１５分、Ｃ）３０分。
【図７】異なる浸漬時間で測定された、ＵＶ事前処理時間と相対的ベンゾフェノン（ＢＰ）吸着値との相関を示すグラフ。
【図８】Ａ）異なる事前処理時間の試料における、グラフティング時間とグラフティング効率との相関を示すグラフ、およびＢ）異なるグラフティング時間での相対的ベンゾフェノン（ＢＰ）吸着値とグラフティング効率との相関を示すグラフ。
【図９】モノマーおよび開始剤濃度（Ｉ：Ｍ）とグラフティング効率との相関を示すグラフ。
【図１０】グラフティング前後のポリアミド不織繊維の画像：Ａ）単一の本来のポリアミド不織繊維、Ｂ）本来のポリアミド不織繊維の表面、Ｃ）単一のグラフトされたポリアミド不織繊維、およびＤ）グラフトされたポリアミド不織繊維の表面。
【図１１】事前処理の有無でのＰＢＴ不織ウェブ上のグラフティングの画像：Ａ）本来のＰＢＴ不織布、Ｂ）事前処理を受けグラフトされたＰＢＴ不織布、Ｃ）事前処理を受けていないグラフトＰＢＴ不織布。
【図１２】ＢＰ中への基材の浸漬と、ＵＶ／Ｏを用いる事前処理のグラフティング効果の差異を示す画像：Ａ）ＢＰでの浸漬、およびＢ）ＵＶオゾンによる事前処理。
【図１３】乾燥したＰＰ不織布積層体およびモノマー溶液で浸漬されたＰＰ不織布積層体を通過するＵＶ光の透過率を示すグラフ。
【図１４】異なる孔径のＰＰ不織布を通過するＵＶ光の透過率を示すグラフ。
【図１５】事前処理条件による不織布内部の位置（深度）に対するグラフティング効率の変化を示すグラフ。
【図１６】グラフティング条件による不織布内部の位置（深度）に対するグラフティング効率の変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明は、グラフティングによる繊維表面上で異なる第２のポリマーの共形コーティングを達成するために、ポリオレフィン（ポリプロピレン）繊維、もしくはこれらの不織ウェブまたはマットを改質するポリマー不織布の改質方法に関する。
該改質方法は、制限しないが、とりわけ、セルロース（綿）、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ（フェノールホルムアルデヒド）（ＰＦ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、芳香族ポリアミド（Ｔｗａｒｏｎ（商品名）、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）およびＮｏｍｅｘ（登録商標））、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、およびポリウレタン（ＰＵ）等の他のポリマー繊維にも適用することができる。
該改質方法は、繊維基材上の第２のポリマーの高密度表面グラフティング重合に依拠する。繊維表面上の第２のポリマーの共形コーティングは、繊維表面上のグラフトの被覆が高く、グラフトと基材の間に形成された化学結合が巨大なエネルギーバリアを作成して、コーティング分離が発生するのを防止するため、常に、この方法で保証することができる。
【００３２】
該改質方法は、繊維またはそれらの不織ウェブを、空気中の１５０〜３００ｎｍの範囲のＵＶ放射に曝露するステップで開始する。曝露中、オゾンは、ＵＶ光へのＯ2の曝露の結果として同時に生成される。本発明におけるＵＶ放射とオゾン処理の使用に隠された目的とは、繊維表面上にラジカルまたは過酸化物を生成しないことである。その代わりに、表面をエッチングして、その粗度を増加させ、かつヒドロキシルおよび他の酸素含有化合物の濃度を同時に増加させることが目標である［非特許文献１、２］。複合効果は、その後のグラフティングステップにおいて、開始剤の吸着を有意に増加させる（実施例５を参照）。
【００３３】
ポリマー繊維は、ポリマーが融解するか、または溶液が非常に高速で細いノズルを通過するように、繊維製品状態の結果である平滑または施釉された表面を有し得る。施釉された表面は、他の分子が表面に結合するのを防止する。一方、粗表面は、表面への開始剤等の他の分子の吸着を増加することができる［非特許文献３〜５］。
開始剤は、穏和な条件下でフリーラジカルを産生し、かつラジカル重合反応を開始することができる分子である。ヒドロキシルおよび他の酸素含有化合物等の極性基と開始剤との相互作用は、吸着を安定化させる機能をさらに果たすことができる［非特許文献６］。
ＵＶ放射とオゾンは、表面の粗度を増加させるために、繊維表面の非常に薄い層のみをエッチングし、かつヒドロキシルおよびカルボニル基を同時に生成する上で非常に効果的である。プラズマ処理、過酸化物酸化、塩基および酸、または表面の粗度を増加し、酸化することができる任意の方法等の他の取り組みも、本目的に使用することができる。
【００３４】
いくつかのポリマーは、アミン、カルボニル、およびヒドロキシル等の極性基を既に含有するモノマーから作製される。開始剤は、共形コーティングが、事前処理さえも行わずに得ることができる程度まで、これらの表面に吸着され得る。しかしながら、炭化水素のみを含有するポリマー、例えば、ポリオレフィンでは、事前処理は、共形コーティングにおいて不可欠である。
【００３５】
事前処理後、機能性モノマーは、フリーラジカル重合によって、表面にグラフトすることができる。本改質方法は、ＵＶによって開始されるラジカル重合または熱によって開始されるラジカル重合を使用することができる。光増感剤および熱的に分解可能な開始剤は、それぞれのプロセスにおいて使用されるべきである。光増感剤には、ベンゾフェノン（以下、適宜「ＢＰ」という。）、アントラキノン、ナフトキノン、または開始時に水素引き抜き反応を伴う任意の化合物が挙げられる。熱的に分解可能な開始剤としては、アゾ化合物または過酸化化合物が挙げられる。モノマー濃度は、１〜２０％の範囲である。開始剤濃度は、０．５〜７％の範囲である。アルコールおよび炭化水素は、溶媒として使用することができる。グラフティングは、約１〜１２０分間、実施される。
【００３６】
期待される機能性に応じて、さまざまなアクリレートモノマー、例えば、メタクリル酸２−ヒドロキシルエチル、アクリルアミド、アクリル酸、アクリロニトリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸グリシジル、および同様のアクリレート誘導体をグラフティングに選択することができる。さらに、ラジカル重合によって重合することができる任意のポリマーをグラフティングに使用することができる。
【００３７】
波長３００〜４５０ｎｍの連続ＵＶ放射は、ＵＶによって開始されるグラフティングに必要である。事前処理され、モノマーの溶液および光増感剤で事前浸漬された基材は、２つの薄いガラスプレート（または、制限された形状）の間に挿入され、既定時間の間、ＵＶに曝露される。基材の表面付近に飽和気相を形成する、制限された形状は、溶媒の高速損失を防止する利点を有する。また、制限された形状は、グラフティング溶液を最小限に抑え、脱ガスおよび不活性ガスの保護の欠如を可能にする。使用前、ガラスプレートは、離型剤、例えば、Ｆｒｅｋｏｔｅ（登録商標）で事前処理し得る。
【００３８】
グラフティングは、室温または昇温で実施することができるが、モノマー溶液の沸点を遥かに下回る温度である。溶媒があまりにも早く蒸発するときは、冷却が必要である。
【００３９】
昇温は、開始剤が効率的に分解することができる熱によって開始されるグラフティングに必要である。また、同一の制限された形状も使用することができる。
【００４０】
グラフティング後、基材を適切な溶媒で洗浄して、未反応モノマーおよび未結合ホモポリマーを抽出する。水は、水可溶性であるモノマーおよびホモポリマーにとって最良の溶媒である。ないしは、アルコール、炭化水素、または任意の他の好適な溶媒によって抽出することができる。
【実施例１】
【００４１】
２×４ｃｍ×厚さ２５０μｍの寸法のポリプロピレン（ＰＰ）不織布の試料を、１５０〜３００ｎｍ（ＵＶ／Ｏ）および５０ｍｗ／ｃｍ2の強度のＵＶ放射に、１５分間、曝露した。次いで、基材を、ブタノール溶液中の２０％のメタクリル酸グリシジルおよびベンゾフェノン（開始剤：モノマーまたはＩ：Ｍ＝１：２５）で浸漬した。基材を、Ｆｒｅｋｏｔｅ（登録商標）でコーティングされた２つのガラススライドの間に挟み込み、次いで、３００〜４５０ｎｍおよび５ｍｗ／ｃｍ2の強度のＵＶに、１５分間、グラフティングのために曝露した。次いで、グラフトされた不織基材をＴＨＦおよびメタノール中で超音波処理によって洗浄して、未反応および未結合化合物を除去した。
【００４２】
図１Ａ）およびＢ）は、本来のＰＰ不織ウェブおよび繊維を示す。本来のＰＰ繊維の表面は、メルトブローンプロセスの結果として、亀裂で覆われている。図１Ｃ）およびＤ）は、グラフティング後であるが、洗浄前の不織ウェブおよび繊維を示す。非常に平滑なコーティングは、繊維上に形成される。しかしながら、これらのコーティングは、永久的ではない。図１Ｅ）およびＦ）は、洗浄後の不織ウェブおよび繊維を示す。高密度の粗メタクリル酸ポリグリシジル（ＰＧＭＡ）コーティングは、繊維表面に共有結合される。ウェブの多孔質構造は変化していない。
【００４３】
図２Ａ）およびＢ）は、ＰＰ不織ウェブおよび繊維の断面を示す。図２Ｃ）およびＤ）は、グラフティング後の断面を示す。見て分かるように、グラフティングは、円筒および不規則形状の繊維にさえ、非常に共形的である。厚さは、コーティングと繊維との間の低コントラストのため、測定することは困難である。約１００〜２００ｎｍと推定される。
【００４４】
図３は、本来のＰＰ、ＵＶによって処理されたＰＰ、純ＰＧＭＡおよびＰＧＭＡでグラフトされたＰＰのＦＴＩＲスペクトルを示す。グラフトされた不織布上の１７２０ｃｍ-1での特性ピークは、ＰＧＭＡグラフティングの明確な証拠である。
【実施例２】
【００４５】
図４に示すグラフティング結果は、ベンゾフェノン対モノマーの比率（Ｉ：Ｍ）が１：５であった、実施例２の結果を除き、実施例１において、図１Ｅ）およびＦ）を産出する同一のプロセスからの結果である。図４の結果は、本技術が、ベンゾフェノン対モノマー比率を単に調節することによって、コーティング形態を非常に粗野から平滑に変化させることができることを明確に示す。
【実施例３】
【００４６】
２×４ｃｍ×厚さ２５０μｍの寸法のポリプロピレン不織布の４つの試料を、１５０〜３００ｎｍおよび５０ｍｗ／ｃｍ2の強度のＵＶ放射に、それぞれ、０分間、５分間、１５分間、および３０分間、曝露した。次いで、事前処理された試料を、実施例１と同一方法でＰＧＭＡを用いてグラフトした。図５は、ＰＧＭＡグラフトの密度および適合性の両方が、ＵＶ／Ｏ処理の時間とともに増加することを示す。
【実施例４】
【００４７】
２×４ｃｍ×厚さ２５０μｍの寸法のポリプロピレン不織布の３つの試料を、１５０〜３００ｎｍおよび５０ｍｗ／ｃｍ2の強度のＵＶ放射に、それぞれ、０分間、１５分間、および３０分間、曝露した。次いで、この実施例では、グラフティング時間が３０分間であったことを除き、事前処理された試料を、実施例１と同一の方法でＰＧＭＡを用いてグラフトした。１５分間のグラフティングの約２倍のグラフティングが得られた。しかしながら、グラフティング効率における増加は、グラフトの適合性を必ずしも増加しない。図６では、事前処理を行わず、グラフティングは、繊維に共形しない。これは、１５分間および３０分間の事前処理後の共形グラフティングと対照的である。
【実施例５】
【００４８】
ＵＶ／Ｏ事前処理時間とＰＰ繊維上のベンゾフェノンの吸着値との関係を、以下の手順によって測定した。試料を、最初に、指定期間、事前処理した。次いで、それらを、ＵＶ放射が欠如するブタノール溶液中の１．３％（ｗ／ｗ）のベンゾフェノン内に浸漬した。ベンゾフェノンの濃度は、２０％のグラフティング溶液内で使用された濃度と同一であり、浸漬時間は、１分間、１０分間、１５分間、および３０分間であった。浸漬後、試料を取り出し、孔内に捕捉された溶液を除去するために、２つのペーパータオル（Ｗｙｐａｌｌ（登録商標）Ｘ６０）の間で強く押圧し、空気中で乾燥し、ＦＴＩＲ−ＡＴＲで分析した。
【００４９】
図７では、事前処理時間と相対的ＢＰ吸着値との相関をプロットする。標準誤差を、同一の試料上の異なる場所で測定されたデータから推定した。吸着曲線は、ＢＰ吸着がＵＶ／Ｏ事前処理時間とともに増加することを明確に示す。これは、事前処理前のヒドロキシル基の粗度および濃度の増加の結果として説明することができる。さらに、さまざまな浸漬時間に関わらず、吸着曲線は、実験誤差内の単一の曲線内に崩壊する。これは、ＢＰ溶液に接触した時点で、ＢＰの均衡が、溶液と繊維表面との間で迅速に確立されたことを意味する。
【００５０】
グラフティング密度が、基材上の開始剤密度に依存するため、ＵＶ／Ｏを用いて事前処理されたＰＰ不織布は、グラフトの適合性の非常に強化された適合性をもたらす。
【実施例６】
【００５１】
２×４ｃｍ×厚さ２５０μｍの寸法のポリプロピレン（ＰＰ）不織布の試料を、１５０〜３００ｎｍ（ＵＶ／Ｏ）および５０ｍｗ／ｃｍ2の強度のＵＶ放射に、０〜１５分、曝露した。次いで、試料を、ブタノール溶液中の２０％のメタクリル酸グリシジルおよびベンゾフェノン（Ｉ：Ｍ＝１：２５）で浸漬し、Ｆｒｅｋｏｔｅ（登録商標）でコーティングされた２つのガラススライドの間に挟み込み、次いで、さまざまな期間のグラフティングのために、３００〜４５０ｎｍおよび５ｍｗ／ｃｍ2の強度のＵＶに曝露した。グラフトされた不織布基材を、ＴＨＦおよびメタノール中で超音波処理によって洗浄し、未反応および未結合化合物を除去した。
【００５２】
図８Ａ）は、グラフティング率が、事前処理時間とともに増加することを示す。増加は、開始剤密度、または事前処理時間とともに増加する繊維表面へのベンゾフェノンの吸着によるものである。高い開始剤密度は、表面上により多いグラフティング部位をもたらす。したがって、全体のグラフティング率は、さらに高い。また、興味深いことには、すべての試料は、約５分間の遅延期間を示す。この遅延期間は、恐らく、グラフティングの開始を遅延することができる、システム内に捕捉された酸素によるものであろう。さらに、１０分間および１５分間の事前処理の曲線は、互いに重なり合う。これは、それらが、開始剤密度の差異に関わらず、同様のグラフティング率を有することを示唆する。隣接するグラフトからの立体効果によって抑制されるため、表面上のすべての開始剤がグラフトを開始するために使用されるわけではないことが仮定されている［非特許文献７］。したがって、カットオフ開始剤密度が存在し、グラフティング率は、その濃度をわずかに超えて増加する。
【００５３】
図８Ｂ）は、ＢＰ吸着値と、一定のグラフティング時間で測定されたグラフティング効率との相関を示す。グラフティング効率は、低い開始剤密度への依存は高いが、高い開始剤濃度への依存は低いことを示す。カットオフ密度は、約０．０８の相対的ＢＰ吸着値である。
【実施例７】
【００５４】
２×４ｃｍ×厚さ２５０μｍの寸法のポリプロピレン（ＰＰ）不織布の試料を、１５０〜３００ｎｍ（ＵＶ／Ｏ）および５０ｍｗ／ｃｍ2の強度のＵＶ放射に、０〜１５分間、曝露した。次いで、試料を、ブタノール溶液中の１０％、１５％、または２０％のメタクリル酸グリシジルおよびベンゾフェノン（Ｉ：Ｍ＝０〜１：４）で浸漬し、Ｆｒｅｋｏｔｅ（登録商標）でコーティングされた２つのガラススライドの間に挟み込み、次いで、さまざまな期間のグラフティングのために、３００〜４５０ｎｍおよび５ｍｗ／ｃｍ2の強度のＵＶに曝露した。グラフトされた不織布基材をＴＨＦおよびメタノール中で超音波処理によって洗浄し、未反応および未結合化合物を除去した。
【００５５】
３つのモノマー濃度におけるグラフティング効率を、プロットする。それぞれの濃度では、開始剤対モノマーの比率は、０〜２４％と異なった。図９に示すとおり、グラフティング効率は、すべての３つのモノマー濃度では、低い開始剤対モノマー比率（Ｉ：Ｍ）で急速に増加する。比率が２％を上回るとき、グラフティング効率は、停滞期に達する。開始剤へのグラフティング効率の非依存性は、これらの開始剤濃度において、繊維表面上の開始剤密度が、すでにカットオフＢＰ密度を上回るという事実によるものである。開始剤のさらなる増加は、グラフティング効率のわずかな変化を引き起こす。
【実施例８】
【００５６】
２×４ｃｍ×厚さ１４０μｍの寸法のポリアミド６、６不織布の試料を、１５０〜３００ｎｍおよび５０ｍＷ／ｃｍ2強度のＵＶに、１５分間（ＵＶ／Ｏ）曝露した。次いで、基材を、溶媒としてのブタノールでの２０％のメタクリル酸グリシジルおよび１．３％のベンゾフェノン溶液で浸漬した。基材を、Ｆｒｅｋｏｔｅ（登録商標）でコーティングされた２つのガラススライドの間に挟み込み、次いで、３００〜４５０ｎｍおよび５ｍＷ／ｃｍ2の強度のＵＶに、１５分間、曝露した。次いで、グラフトされた不織布基材を、ＴＨＦおよびメタノール中で超音波処理によって洗浄して、未反応および未結合化合物を除去した。図１０は、共形グラフティングが、ポリアミド繊維上に形成されていることを示す。ポリアミドの表面エネルギーが、ＰＰとは非常に異なるにもかかわらず、同一の技術は、両方の材料に共形グラフティングを生成することができる。
【実施例９】
【００５７】
２×４ｃｍ×厚さ１６０μｍの寸法のポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）不織布の試料を、１５０〜３００ｎｍ、および５０ｍＷ／ｃｍ2の強度のＵＶに、１５分間、曝露した。別の試料は、全く事前処理しなかった。次いで、両方の基材を、ブタノール溶液中の２０％のメタクリル酸グリシジルおよびベンゾフェノン（Ｉ：Ｍ＝１：２５）で浸漬した。基材を、Ｆｒｅｋｏｔｅ（登録商標）でコーティングされた２つのガラススライドの間に挟み込み、次いで、３００〜４５０ｎｍ、および４ｍＷ／ｃｍ2の強度のＵＶに、１５分間、曝露した。次いで、グラフトされた不織布基材をＴＨＦおよびメタノール中で超音波処理によって洗浄して、未反応および未結合化合物を除去した。図１１は、不織布上のＰＢＴ繊維が高密度および共形ＰＧＭＡグラフトによってグラフトされていることを示す。事前処理を行わずに、共形グラフティングは、依然として、ＰＢＴ繊維上に形成することができる。これは、ＰＢＴが、ＰＰよりも極性であり、ベンゾフェノンとＰＢＴの間の双極子−双極子相互作用が、その吸着を向上させるという事実によるものである。その結果、事前処理さえも行わずに、高密度の開始剤を得ることができる。
【実施例１０】
【００５８】
２×４ｃｍ×厚さ２５０μｍの寸法のポリプロピレン不織布の試料を、メタノール中の１００ｍＭのベンゾフェノン（〜２％）中に、１８時間、浸漬した。浸漬直後に、それを、ブタノール溶液中の２０％のＧＭＡおよびベンゾフェノン（Ｉ：Ｍ＝１：２５）を用いて、２つのガラスの間に挟みこんだ。グラフティング重合の時間は、１５分間であった。別のポリプロピレン不織布を、実施例１と同一の方法で処理した。すべての試料を、一晩、ＴＨＦ内で抽出し、メタノールで洗浄した。図１２は、ＵＶ／Ｏによって事前に処理された基材が、ベンゾフェノン中での浸漬よりもさらに高い密度のグラフトを呈することを明確に示す。
【実施例１１】
【００５９】
厚さ４０〜６０μｍの不織布の層を、厚さ２５０μｍのＰＰ不織布から取り除いた。５つの取り除かれた層を、互いに再積層して、本来の不織布と同様の厚さの不織布を得た。光浸透性の効果を研究するために、異なる厚さの不織布を調製した。ＵＶセンサを、不織布によって覆われたセンサ表面を用いて不織布の積層体の１つの側面上に定置し、ＵＶランプを反対側に定置した。全システムを、周囲からの光への曝露を回避するように黒いホイルで覆われた内部を有する筐体内に定置した。センサと光源の間の距離を調節して、それぞれの試験のための所望の初期強度を得た。
【００６０】
図１３は、乾燥した不織布およびモノマー溶液で浸漬された不織布を介するＵＶ光の透過率を示す。不織布地がモノマー溶液に浸漬されるとき、その光強度は、乾燥状態下よりも、さらにゆっくりと減退することは、驚くべきことである。モノマー溶液がＵＶ光を吸着することができるため、ＵＶ強度がより早く減退するべきであることは、妥当な予想であろう。減退の減速は、実際、屈折率整合として周知の現象に関連する。基本的に、溶媒の不応性屈折が、空気と比較して、基材の不応性屈折に近いと、表面でフレネル反射を低減し、したがって、純光透過率を増加させることができる。ＰＰの不応性屈折は、１．４７１［非特許文献８］であり、ブタノールの不応性屈折は、１．３９７［非特許文献８］であり、空気の不応性屈折は、約１である。
【００６１】
同一の材料から作製されるが、異なる平均孔径を有する不織布は、異なる浸透率プロファイルを示す。図１４では、平均孔径が１７．２５μｍから０μｍに減少すると、深度に対するＵＶ強度の減退の程度が増す。
【００６２】
不織布を介するＵＶ光の減退により、グラフティング効率は、事前処理およびグラフティングステップの両方において、曝露されたＵＶ光の強度に応じても異なり得る。図１５は、事前処理によって生じた、深度に対するグラフティング効率の変化を示す。図１６は、グラフティングによって生じた、深度に対するグラフティング効率の変化を示す。事前処理を行うがベンゾフェノンを用いないグラフティング（条件２、ｂ）および、事前処理を行わないがベンゾフェノンを用いるグラフティング（条件３、ｃ）の２つの対照もプロットする。
【００６３】
条件１ａのプロットは、深度が増加すると、グラフティング効率が減少することを明確に示す。条件２ｂのプロットは、名目上のグラフティングのみを示す。これらの結果は、ベンゾフェノンを用いなければ、グラフティング効率が非常に低いことを示す。条件３ｃ等の不織布が事前処理されない場合、グラフティング効率の空間的変動は、処理された不織布よりも少ない。しかし、これらのグラフティング効率も、事前処理されたものよりもさらに低い。
【００６４】
本発明の上述の実施形態は、例示することのみを目的とする。本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、修正、および変更した形態で実施することができる。
【図１】
2011523986.tif 000003
【図２】
2011523986.tif 000004
【図３】
2011523986.tif 000005
【図４】
2011523986.tif 000006
【図５】
2011523986.tif 000007
【図６】
2011523986.tif 000008
【図７】
2011523986.tif 000009
【図８】
2011523986.tif 000010
【図９】
2011523986.tif 000011
【図１０】
2011523986.tif 000012
【図１１】
2011523986.tif 000013
【図１２】
2011523986.tif 000014
【図１３】
2011523986.tif 000015
【図１４】
2011523986.tif 000016
【図１５】
2011523986.tif 000017
【図１６】
2011523986.tif 000018
【国際調査報告】
2011523986.tif 000019
2011523986.tif 000020
2011523986.tif 000021