(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の湿潤剤と第二の湿潤剤とを取り込んだ熱可塑性ポリマーを含む組成物から製造される湿潤性繊維又はフィラメントであって、
前記熱可塑性ポリマーは、オレフィンポリマーからなる群より選択され、
前記第一の湿潤剤は、少なくとも１つの、８〜２２の炭素原子のアルキル基を有する非イオン性アルコキシ化アルキルフェノールであり、
前記第二の湿潤剤は、アルコキシ化脂肪族アルコール、及び、ＨＬＢが５〜１７である非イオン性かつ非加水分解性ポリオキシアルキレン−変性オルガノシリコーンポリマーからなる群より選択される少なくとも１つの化合物であり、
前記組成物は、フルオロ脂肪族基を含有し且つ自らの構造中に１つ以上のポリオキシアルキレン基を有する非イオン界面活性剤を含まず、
前記組成物は、前記第一及び第二の湿潤剤の組み合わせを、前記熱可塑性ポリマーの全重量に基づいて６．５重量％〜１６重量％の量で含む、繊維又はフィラメント。
【請求項２】
前記組成物は、前記第一の湿潤剤を、前記熱可塑性ポリマーの全重量に基づいて４．６重量％〜１３重量％の量で含む、請求項１に記載の繊維又はフィラメント。
【請求項３】
前記組成物は、前記第二の湿潤剤を、前記熱可塑性ポリマーの全重量に基づいて０．５重量％〜２．９重量％の量で含む、請求項１または２に記載の繊維又はフィラメント。
【請求項４】
前記非イオン性アルコキシ化アルキルフェノールは、以下の式で表され、
Ｒ1 −Ｃ6 Ｈ4 （Ｒ2 ）n ＯＨ
ここで、Ｒ1 は、８〜２２の炭素原子のアルキル基であり、Ｒ2 は、アルコキシ基であり、ｎは、１〜１０の数である、請求項１〜３のいずれかに記載の繊維又はフィラメント。
【請求項５】
前記非イオン性アルコキシ化アルキルフェノールにおけるＲ1 が、ノニル基であり、Ｒ2 が、エトキシ基である、請求項４に記載の繊維又はフィラメント。
【請求項６】
前記第一の湿潤剤が、以下の式で表されるエトキシ化アルキルフェノールであり、式中、Ｒは、８〜２２の炭素原子のアルキル基である、請求項１〜５のいずれかに記載の繊維又はフィラメント。
【化１】
0004459333.tif 000009
【請求項７】
前記第一の湿潤剤が、４モルのエチレンオキシドを有するエトキシ化ノニルフェノールである、請求項１〜６のいずれかに記載の繊維又はフィラメント。
【請求項８】
前記非イオン性かつ非加水分解性ポリオキシアルキレン−変性オルガノシリコーンポリマーは、以下の式で表され、
（Ｒ1 ）3 ＳｉＯ−（−Ｓｉ（Ｒ1 ）2 −Ｏ−）ｘ −（−Ｓｉ（Ｒ1 ）（Ｒ2 ）−Ｏ−）Y −Ｓｉ−（Ｒ1 ）3
ここで、各Ｒ1 は、独立して１〜４の炭素原子を有する一価アルキル基であり、Ｒ2 は、式−（ＣＨ2 ）3 −Ｏ−（ＥＯ）M （ＰＯ）N Ｒ3 で表される基であり、
ここで、ＥＯは、エチレンオキシ基であり、ＰＯは、１，２−プロピレンオキシ基であり、Ｒ3 は、水素、又は１〜４の炭素原子を有するアルキル基であり、Ｍ、Ｘ、及びＹは、少なくとも１の値を有する数であり、Ｎは、０以上の数である、請求項１〜７のいずれかに記載の繊維又はフィラメント。
【請求項９】
前記非イオン性かつ非加水分解性ポリオキシアルキレン−変性オルガノシリコーンポリマーにおけるＲ1 が、メチル基である、請求項８に記載の繊維又はフィラメント。
【請求項１０】
前記熱可塑性ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びこれらのコポリマーからなる群より選択される、請求項１〜９のいずれかに記載の繊維又はフィラメント。
【請求項１１】
前記アルコキシ化脂肪族アルコールは、式Ｒ1 −（Ｒ2 ）P Ｈで表され、ここで、Ｒ1 は、８〜２０の炭素原子を有するアルキル基であり、Ｒ2 は、アルコキシ基であり、Ｐは、１〜１００の数である、請求項１〜１０のいずれかに記載の繊維又はフィラメント。
【請求項１２】
前記アルコキシ化脂肪族アルコールにおけるＲ2 が、エトキシ基である、請求項１１に記載の繊維又はフィラメント。
【請求項１３】
前記第二の湿潤剤が、アルコキシ化脂肪族アルコールからなる群より選択される少なくとも１つの化合物であり、この化合物が少なくとも、Ｒ1 が１８〜２０の炭素原子を有するアルキル基であるアルコキシ化脂肪族アルコールを含む、請求項１１または１２に記載の繊維又はフィラメント。
【請求項１４】
前記アルコキシ化脂肪族アルコールが、重量比が３：１〜１：３である、エトキシ化セチルアルコールとエトキシ化ステアリルアルコールとの組み合わせである、請求項１３に記載の繊維又はフィラメント。
【請求項１５】
リン酸塩抗酸化剤をさらに含む、請求項１〜１４のいずれかに記載の繊維又はフィラメント。
【請求項１６】
前記繊維又はフィラメントは、織物、不織物、又は編物の形態である、請求項１〜１５のいずれかに記載の繊維又はフィラメント。
【請求項１７】
おむつ用品、バッテリーセルセパレーター、フィルター、ペーパー、膜、水分透過性ダイヤフラム、及び建築材から選択される製品の湿潤性部分として使用される、請求項１〜１６のいずれかに記載の繊維又はフィラメント。
【請求項１８】
０．５〜１０デニールを有する、請求項１〜１７のいずれかに記載の繊維又はフィラメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成ポリマーの湿潤性繊維及びフィラメント、その製造原料である組成物及びそれから製造する物品に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
多くの熱可塑性ポリマーから繊維及びフィラメントが製造できる。特に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリペンテン等のポリオレフィン、及びより高級なオレフィンや共役ジエン等の他のオレフィンモノマーと共重合したエチレンとプロピレンに関心が寄せられている。オレフィンポリマーは疎水性であることが知られている。繊維又はフィラメント形態のポリマ−を含め、これらのポリマーは、ポリマー繊維又はフィラメントの内側又は外側に湿潤剤を添加することにより、湿潤性を有するようになる。
【０００３】
このような繊維又はフィラメントは、バッテリーセパレーター（例えば、米国特許第３，８４７，６７６号）；おむつ、女性ケア用品、失禁用品等の使い捨て吸収製品（例えば、米国特許第４，０７３，８５２号及び同第４，９２３，９１４号）；ワイパー用品（例えば、米国特許第４，３０７，１４３号）；ペーパー（例えば、米国特許第４，２７３，８９２号）；及びフィルター補助材（例えば、米国特許第４，２７４，９７１号）の製造に有用である。
【０００４】
合成繊維は、溶融紡糸として知られている方法により、連続したフィラメントとして製造される。合成樹脂ペレットをホッパーに供給し、シングルスクリュー押出成形機で溶融する。溶融したポリマーを濾過し計量し、その後、数千の小さな穴のある紡糸口金から押し出して繊維にする。次に、繊維を、連続してスピートが増すローラーにより引きながら、空気と接触させて固化する。次に、引き伸ばした繊維をスプールに巻く。スプールからトウと呼ばれる束を作り、製造者が必要と考えるなら、ステープル繊維に切断する。
【０００５】
繊維は織布や不織布の主な構成要素である。不織布は織り以外の方法で製造する通常とは異なる繊維絡み合いである。近年、衛生用品、おむつ、大人失禁用品、医療用品、建築、ジオテキスタイル及び自動車の用途における不織布の利用は驚く程増している。不織布は天然繊維、合成繊維及び両方の組み合わせから製造する。通常、繊維を、熱又は機械的又は化学的手段により、得て又は押出し結合して、薄いシートにする。市場で用いる不織布の主な種類はスパンボンドタイプと溶融吹付タイプである。原料と製造方法の詳細は以下のパラグラフで説明する。しばしば、１以上の種類の不織布を用いて積層又は複合構造にする。時々、不織布をさらに結合して他の操作に適した強度を付与する。
【０００６】
スパンボンド不織布の製造では、ポリマーチップをホッパーを通して供給し、シングルスクリュー押出成形機で溶融する。幾つかの機械は様々な添加物を供給する副供給機も備える。溶融ポリマーを計器で測って調節し、その後数千の紡糸口金の穴を通して押し出し、細い連続フィラメントを形成する。ベンチュリ管によりフィラメントを引き伸ばして絡ませコレクションベルトの上に載せる。未結合の絡合繊維を２つの加熱カレンダーロールに通し、接触点で繊維を熱結合させる。その後、不織布を巻いて、最終製品を製造するために出荷する。別の方法では、又は追加の方法として、繊維をニードルパンチ又は化学結合により結合させてもよい。一般にスパンボンドに使用するポリマーは、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステルである。ポリプロピレンが３０乃至４０の溶融流速で最も一般的に使用される。ポリプロピレンは他のポリマーと比べると製造し易く低コストである。スパンボンドポリプロピレン不織布は、ベビーおむつ、ナプキン、女性衛生用品、ラミネート、大人失禁用品、医療用衣服、農業用カバー等に使用される。
【０００７】
溶融吹付不織布の製造では、ポリマーチップをホッパーを通して供給し、シングルスクリュー押出成形機で溶融する。幾つかの機械は添加物を追加して供給できる。溶融ポリマーは、垂直又は水平にある非常に細いダイ穴から押し出されて、繊維を形成する。その後、繊維は非常に高速で非常に熱い空気の作用により、直径がミクロン以下の繊維となる。繊維が冷えると接触点において互いに結合する。通常、独立した結合工程はない。溶融吹付製品はフィルター、ワイパー、バッテリーセパレーター及び絶縁体に使用される。
【０００８】
織物繊維に界面活性剤を使用することが知られている。例えば、引き伸ばして織る前に、界面活性剤を紡糸の仕上げとして使用し、合成繊維間を密着させる。また、界面活性剤はローラと繊維間の摩擦を減らしローラの摩耗と繊維の破断を防ぐ。さらに、界面活性剤を仕上がった繊維製品に添加して、例えば、親水性、疎水性又は油をはじくように、望ましく仕上げる。界面活性剤はカチオン性（４級アンモニウム化合物）、アニオン性（リン酸塩、硫酸塩）又は非イオン性（エステル、アルコール、エトキシレート等）でよい。
【０００９】
界面活性剤は主にスプレイ、コーティング、パディング等の局所的な面コーティング処理により用いられている。従来、同様な処理が、織物、編物、不織布になされている。面コーティング処理には例えば以下に示す多くの欠点がある。すなわち、１）処理量が少なく広い作業場が必要である。２）スプレイするとき、オーバースプレィやこぼれることにより環境問題が生じる。３）コーティングは通常繊維と良く結合せず、保存の間や後に続く作業中に部分的に失われる恐れがある。４）常に幾つかの品質コントロールの問題がある（例えば、コーティングの均一性）ことである。このような方法と製品の例を以下に検討する。
【００１０】
米国特許第３，９２９，５０９号（米国特許第４，９２３，９１４号による）はバッテリーセパレーターとして有用な親水性の微小な孔のあいた（微小有孔）フィルムを示している。このフィルムは、シリコーングリコールコポリマー界面活性剤でコートした疎水性の微小有孔フィルムを含む。好ましい実施形態で、界面活性剤コーティングは、シリコーングリコールコポリマー界面活性剤と第二の界面活性剤の混合物を含む。好ましくは第二の界面活性剤はイミダゾリン三級アミンである。好ましくはシリコーングリコールコポリマー界面活性剤はポリオキシエチレンポリジメチルシロキサンである。
【００１１】
米国特許第４，３０７，１４３号は、特に、ウェブを形成するときに湿潤剤をスプレィした溶融吹付微小繊維ウェブから製造したワイパーを示している。例示される繊維はポリプロピレンとポリエチレンテレフタレートポリエステルであった。開示される湿潤剤はスルホコハク酸ナトリウムのジオクチルエステル（実施例有）とイソオクチルフェニルポリエトキシエタノール（実施例無）であった。
【００１２】
この分野の最近の進歩として、溶融安定性調整物を製造しようとして溶融状態の添加物を取り込むことがある。このような添加物の一つは、親水性不織布又は繊維の製造に使用する溶融混合可能な界面活性剤である。添加物の融点又は分子量により、ポリマーへの取り込み及び紡糸又は吹付工程での処理性が決まる。分子量が小さい程粘性が低くなり、これが取り込む液体量を決める。溶融混合する間、及びその溶融混合濃縮物を用いて最終製品を製造する間、考慮しなければならない２つの事項は、取り込み特性と移行特性である。すなわち、１）溶融状態での取り込みは、溶融添加物の溶解性、添加物及びポリマーのタイプ、化学的性質、極性、分子量、融点等により決まる。２）添加物の表面への移行は、固形状態での添加物の分散性、分子量、構造、純度等により決まることである。
【００１３】
特定の用途のために上記のパラメーターを注意深く選択する場合に限り、正しいタイプの表面変性と添加物取り込みが達成される。しかし、述べるのは簡単であるが実行は困難である。この分野の特許が示すようにこのことを実施し改善するために多くの努力がなされてきた。そのために、従来技術には、様々な種類の添加物と、溶融工程での様々な種類のポリマーとの混合が示されている。
【００１４】
米国特許第３，０４８，２６６号は、特に、エチレンオキシドの特定のエステル又はエーテルである抗曇剤を含むポリオレフィンフィルムを示している。好ましくは、この抗曇剤はスプレィ以外の方法でポリオレフィンに取り込まれる。
【００１５】
米国特許第４，５７８，４１４号は、湿潤性繊維及び／又はフィラメントを製造するのに用いる、湿潤剤と混合したオレフィンポリマー、好ましくは、線状低密度ポリエチレンコポリマー（ＬＬＤＰＥ）を開示している。湿潤剤は少なくとも以下の１つを含む。すなわち、（１）混合モノー、ジー及び／又はトリーグリセリドとアルコキシ化アルキルフェノール、（２）ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、又は（３），（２）と（１）の一部との組み合わせである。
【００１６】
米国特許第４，９２３，９１４号は、特に、シロキサン含有化合物である添加物と熱可塑性ポリオレフィンとを含む熱可塑性組成物を示す。組成物を処理する間熱可塑性ポリオレフィンが冷えて、ポリマーが徐々に固化すると添加物は例えば繊維の表面の方へ分離する。このような化合物の１つはUnion CarbideからSIL WET L-7602として市販されているものである（第２２欄第６２行目乃至第６３行目参照）。これらの組成物を用いて米国特許第４，８５７，２５１号の方法により不織布を製造できる（これもSIL WET L-7602である）（第２３欄第５９行目乃至第６０行目参照）。
【００１７】
しかし、今日まで、これら界面活性剤の効果は、湿潤性と永続性が乏しいため限られてきた。一般に、湿潤性が高い湿潤剤は親水性であるため繊維から容易に洗い流される。
【００１８】
湿潤性と永続性のバランスが改善された親水性ポリプロピレン繊維を得ようとする試みが、バッテリーセパレーターに関する米国特許第３，８４７，６７６号に開示されている。この特許は、適度な湿潤作用を有し容易に除かれない内部溶融混合可能界面活性剤の使用を示している。従って、高い湿潤作用と高い永続性の親水性繊維が得られる。特に好ましい内部界面活性剤は１モル乃至１５モルのエチレンオキシドを有するＣ3 とＣ13 フェノール界面活性剤であり、より好ましくは１モル乃至６モルのエチレンオキシドであり、最も好ましくは１モル乃至３モルのエチレンオキシドであった。これらの界面活性剤は比較的水不溶性である。しかし、内部界面活性剤の湿潤作用が限られているため、外部界面活性剤として第２の界面活性剤を繊維表面にコートし、繊維の親水性を高めている。外部界面活性剤は比較的水溶性である。この特許の実施例１では、内部界面活性剤は４モルのエチレンオキシドを含むノニルフェノールエチレンオキシドであり、外部界面活性剤はトリトンＸ−１００（米国特許第４，３０７，１４３号によればイソオクチルフェニルポリエトキシエタノール）とスルホコハク酸ナトリウムのジオクチルエステルの等量混合物であった。この２ステップ方法は一般に複雑で高価であり、前記の湿潤剤の表面コーティングと同じ問題があるため実施が限られる。
【００１９】
さらに、記載されていない重要なポイントは、濃縮物又はマスターバッチの経済的な組成の特定及び工業的製造方法である。前述したように、取り込まれる添加物の量には厳しい限界がある。この限界は、日用品市場に参入するために工業的に可能な濃縮物の製造に使用する、添加物の種類、ポリマーの種類及び装置の種類により決まる。
【００２０】
また、界面活性剤は最終製品の濃度より高い濃度で溶融段階で合成樹脂と混合する。その後この物質を冷やし、添加物の濃縮物又はマスターバッチとして知られているペレットの形で固化する。最終用途、物質の表面への移行、ポリマーと添加物の特徴、工程の環境及びコストを考慮して、マスターバッチを繊維紡糸、不織布製造及び他の関連工程に使用して表面を変性させる。おむつと衛生用品市場に供給する不織布工業は、常に、永続性があり再湿潤特性が高い安価な添加物調整物を求めている。
【００２１】
しばしば、用途によっては、熱可塑性繊維と不織布の製造者は、保存、洗浄、染色、仕上げ工程の間及び使用時に高い程度の永続性を有する親水性物質を製造するという問題に直面する。線やビスコースレーヨン等の天然繊維は優れた水吸収能力を有し、長期間水分を保つ。綿繊維は８重量％の多くの水を吸収でき、ビスコースレーヨンはその２倍吸収できる。綿の格別の水取込性は、３つの水酸基（−ＯＨ）の存在による。また、繊維のアモルファス領域が主に水又は染料を取り込むと考えられている。通常、織物は緻密ではなく、繊維は使用中に、特に酸又はアルカリ等の苛酷な環境で縮む。１９６０年代のポリアミド(ナイロン)及びポリエステル等の合成繊維の発明により、必要な特性を有する繊維が製造できるようになった。これらの繊維は適度に親水性であると考えられる。ナイロンは約４重量％の水リゲインを有し、ポリエステルは約０．４重量％である。さらに、官能基が存在すると（即ち、ナイロンに−Ｃ（Ｏ）−Ｎ（Ｈ）−、ポリエステルに−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−）、これらの官能基は酸性又は塩基性染料による染色に関与する。同じ官能基は水吸収性にも寄与する。天然繊維と比較すると、これらの繊維は環境耐性が良い。しかし、これらも酸性又はアルカリ性環境に曝されると長い間には分解する。
【００２２】
この問題は、ポリオレフィン等のポリマーを添加して製造した繊維を用いて解決してきた。ポリオレフィンポリマーの中では、ポリプロピレンが、結晶性が高い繊維の製造に不可欠な理想的な流動特性を有しかつ安価であるため、最も広く使用されている。従って、ポリプロピレンポリマーから製造した繊維が、経済性、特性、処理性の理由により、天然及び他の合成繊維に置き換わりつつある。しかし、親水性が必要な場合は、湿潤剤を用いてポリオレフィンポリマーの表面を変性しなければならない。
【００２３】
織物処理の仕上げ工程で、表面及び時々ではあるが物質のバルクを変性して、柔らかく、親水性、疎水性及び油をはじくような製品にすることができる。しかし、そのために使用する界面活性剤は通常機械的に適用しているため、後に続く処理、使用又は保存の間に洗い流され又は拭い去られる。界面活性剤とポリマーの相互作用が最小であるポリオレフィン等の非極性、疎水性ポリマーでは、このことが特に顕著である。界面活性剤は通常液体、ゲル又は固体であり、これらは通常溶液にしてポリマーに適用する。溶液を形成するために水又はアルコールを用いることができる。溶液はスプレィ又はパディングして適用し、その後乾燥する。これは労力とエネルギーを集中させる工程であり、かなりの量の界面活性剤を消失し環境汚染の恐れがある。さらに最近では、液体又は固形添加物を合成樹脂と溶融混合する。この混合物は直接フィルム、フィラメント、織物又は不織布に押し出すことができる。通常界面活性剤は、特別の工程で、かなり高濃度で合成樹脂に添加する。特別の工程は、液体を溶融ポリマー内に射出したり押し出したりする。最終製造者はこの濃縮物を所定の重量％で用いて所望の特性を得る。
【００２４】
溶融混合可能添加物を使用すると、表面活性剤の損失が遅れる。ポリマーは添加物の貯蔵所として機能し、徐々に再結晶する間、最終製品の表面へ押し出される。理論的には、液体、溶融状態の界面活性剤を使用すると、ポリマー内及びポリマーの表面上に分離相を形成する。この界面活性剤の一部の非相溶性により、低分子量添加物は表面に押し出される。この現象は、合成樹脂と混和できるアルキル鎖の種類；処理性、安定性及び移行性を決定する添加物の分子量；及びポリマー自身の種類に依存する。
【００２５】
従って、抗移行性で、熟成を必要としない湿潤性繊維又はフィラメントを製造でき、容易に取り込まれ、さらに工業的に使用可能な湿潤剤が求められている。即ち、今日まで、使用し易く経済的な繊維を製造するための、永続性が高い親水性組成物が必要とされてきた。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
第一の湿潤剤と第二の湿潤剤を取り込んだ熱可塑性ポリマーを含む組成物から製造する湿潤性繊維又はフィラメントを提供する。ここで、熱可塑性ポリマーは好ましくはオレフィンポリマーから選択され、より好ましくはエチレン飽和オレフィンポリマーであり、第一の湿潤剤は少なくとも１つの水不溶性、非イオン性アルコキシ化アルキルフェノールであり、第二の湿潤剤はアルコキシ化脂肪族アルコール及び水溶性、非イオン性、非加水分解性ポリオキシアルキレン−変性オルガノシリコーンポリマーから選択される少なくとも１つの化合物である。
【００２７】
上述したように、熱可塑性ポリマーは好ましくはオレフィンポリマーであり、より好ましくはエチレン飽和オレフィンポリマーである。オレフィンポリマーは、プロピレン又はエチレンのホモポリマー、又はプロピレン及び／又はエチレンのコポリマーでよい。好ましくは、オレフィンポリマーは、ポリプロピレン、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）であり、より好ましくはポリプロピレンである。
【００２８】
好ましくはアルコキシ化アルキルフェノールは、８乃至２２の炭素原子のアルキル基を有し、アルキルフェノール１モル当り平均約１モル乃至約１０モルのエチレンオキシドが縮合しているエトキシ化アルキルフェノール(即ちエトキシ化アルキルフェノール１モル当り平均約１乃至約１０の−ＣＨ2 ＣＨ2 Ｏ−基を有する)であり、より好ましくは約２モル乃至約８モルのエチレンオキシドが縮合しており、最も好ましくは約３モル乃至約６モルのエチレンオキシドが縮合している。好ましくはエトキシ化アルキルフェノールは以下の構造式を有する：
【化１】
0004459333.tif 000002
ここで、ｎは約１乃至約１０の数であり、好ましくは約２乃至約８であり、より好ましくは約３乃至約６であり、Ｒは約８乃至約２２の炭素原子を有するアルキル基である。好ましくは、Ｒはノニル基である。数値ｎは、分子によって変化しうるポリアルキル鎖の長さの平均値を表す。上記の構造では、ポリアルコキシ鎖はポリエトキシ鎖として示される。
【００２９】
アルコキシ化脂肪族アルコールは、約８乃至約２２の炭素原子を有し、アルコキシ化脂肪族アルコール１モル当り平均約1モル乃至約１００モルのエチレンオキシドが縮合しており、即ち、エトキシ化脂肪族アルコール1モル当り平均約１乃至約１００の−ＣＨ2 ＣＨ2 Ｏ−基を有し、より好ましくは約２モル乃至約１０モルのエチレンオキシドが縮合し、最も好ましくは約３モル乃至約６モルのエチレンオキシドが縮合する。好ましくは、アルコキシ化脂肪族アルコールはエトキシ化脂肪族アルコールである。好ましくは、脂肪族アルキル基は直鎖である。好ましい実施形態では、アルコキシ化脂肪族アルコールは、エトキシ化セチルアルコールとエトキシ化ステアリルアルコールの組み合わせであり、エトキシ化セテルアルコールのエトキシ化ステアリルアルコールの重量比は約３：１乃至約１：３である。
【００３０】
ポリアルキレン−変性オルガノシリコーン化合物は好ましくはポリシロキサン化合物であり、その分子量は約６００乃至約３０，０００であり、好ましくは約３，０００乃至約１０，０００であり、ＨＬＢは約５乃至約１７であり、好ましくは約１３乃至約１７である。好ましくは、ベース化合物はポリジメチルシロキサンである。好ましくは、ポリシロキサンはヒドロシレーション反応によりポリエーテルを結合させて変性し、シロキサン骨格に沿ってポリアルキレンオキシド基が結合する。一般に変性化合物は以下の式で表される：
（Ｒ1 ）3 ＳｉＯ−（−Ｓｉ（Ｒ1 ）2 −Ｏ−）ｘ−（−Ｓｉ（Ｒ1 ）（Ｒ2 ）−Ｏ−）Y −Ｓｉ−（Ｒ1 ）3 
ここで、各Ｒ1 は独立して１乃至約４の炭素原子を有する−価アルキル基であり、好ましくはメチル基であり、
Ｒ2 は式−（ＣＨ2 ）3 −Ｏ−（ＥＯ）M （ＰＯ）N Ｒ3 で表される基であり、ここで、ＥＯはエチレンオキシ基であり、
ＰＯは１，２−プロピレンオキシ基であり、
Ｒ3 は水素又は１乃至約４の炭素原子を有するアルキルであり、
Ｍ、Ｘ及びＹは少なくとも１の価を有する数であり、
Ｎは０以上の数であり、
ここで、Ｍ、Ｎ、Ｘ及びＹは、これらが１より大きいとき、指示や要求なしで、化合物に存在する各々の基の量を示すにすぎず、このような複数の各々の基が互いに結合してオリゴマーやポリマーを形成する。
【００３１】
繊維又はフィラメントを製造するための本発明のポリマー調整物は、好ましくは、用いるポリマーの全重量に基づいて約１重量％乃至約２０重量％、より好ましくは約１重量％乃至約１５重量％の範囲で、第一の湿潤剤及び第二の湿潤剤を組み合わせて含む。
【００３２】
本発明の好ましい実施形態では、熱可塑性ポリマーはポリエチレン又はポリプロピレンであり、アルコキシ化アルキルフェノールは平均約1モル乃至約１０モルのエチレンオキシドが縮合しているエトキシ化ノニルフェノールである。好ましくは、ノニルフェノールエトキシレートは以下の式で表される：
【化２】
0004459333.tif 000003
ここで、ｎは約１乃至約１０の数であり、好ましくは約２乃至約８であり、より好ましくは約３乃至約６である。好ましくは、エトキシ化ノニルフェノールはポリマーの全重量に基づいて約８重量％乃至約１２重量％の量で使用される。好ましくは、水溶性オルガノシリコーン化合物は、平均分子量が約３，０００乃至約１０，０００であり、ＨＬＢは約１０乃至約１７であり、熱可塑性ポリマーの重量の約０．５重量％乃至約１５重量％の量の、ポリアルキレンオキシド変性ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）である。好ましい熱可塑性ポリマーはポリエチレン又はポリプロピレンである。
【００３３】
また、ポリプロピレンホモポリマー等の熱可塑性ポリマーと第一の湿潤剤及び／又は第二の湿潤剤を含む濃縮物が提供される。例えば、各々が１つの湿潤剤を含む２つの別々の濃縮物を製造して、これらの濃縮物を所望の熱可塑性ポリマーと合わせて希釈し(let-down)、各湿潤剤を所望の割合にしてもよい。また、２つの湿潤剤の相対的割合を一定に保つときは、１つの濃縮物が第一の湿潤剤及び第二の湿潤剤を含むように製造し、その後所望の熱可塑性ポリマーに希釈してもよい。濃縮物を、滑らかな親水性繊維と、改善された「織布様」感触と延伸の不織布との製造に使用する。濃縮物は、各種類の湿潤剤、即ち、第一の湿潤剤又は第二の湿潤剤を、熱可塑性ポリマーの重量に基づき約０．５重量％乃至約６０重量％、好ましくは約２０重量％乃至約４０重量％で含むことができる。ここで、１より多い第一の湿潤剤又は第二の湿潤剤を使用したとき、及び２以上の第一の湿潤剤又は第二の湿潤剤が１つの濃縮物に組み合わされているとき、濃度は、第一の湿潤剤又は第二の湿潤剤を組み合わせた濃度であり、第一の湿潤剤又は第二の湿潤剤の別々の濃度ではない。
【００３４】
【発明の実施の形態】
第一の湿潤剤と第二の湿潤剤を取り込んだ熱可塑性ポリマーを含む組成物から製造する湿潤性繊維又はフィラメントを提供する。ここで熱可塑性ポリマーは好ましくはオレフィンポリマーから選択され、より好ましくはエチレン飽和オレフィンポリマーであり、第一の湿潤剤は少なくとも１つの水不溶性、非イオン性アルコキシ化アルキルフェノールであり、第二の湿潤剤はアルコキシ化脂肪族アルコール及び水溶性、非イオン性、非加水分解性ポリオキシアルキレン−変性オルガノシリコーンポリマーから選択される少なくとも１つの化合物である。
【００３５】
第一の湿潤剤及び第二の湿潤剤は、溶融処理条件下で熱可塑性ポリマーと熱的相溶性であるように選択する。第一の湿潤剤及び第二の湿潤剤は溶融処理の間に熱可塑性ポリマーに取り込まれ、この処理の条件下で分解、破壊又は変化しない。
【００３６】
湿潤剤：
第一の湿潤剤：
アルコキシ化アルキルフェノールは比較的水不溶性であり、好ましくは、約８乃至約２２の炭素原子のアルキル基を有し、平均約１モル乃至約１０モルのエチレンオキシドが縮合しているエトキシ化アルキルフェノール(即ちエトキシ化アルキルフェノール１モル当り平均約１乃至約１０の−ＣＨ2 ＣＨ2 Ｏ−基を有する)であり、より好ましくは約２モル乃至約８モルのエチレンオキシドが縮合しており、最も好ましくは約３モル乃至約６モルのエチレンオキシドが縮合している。好ましくは、エトキシ化アルキルフェノールは以下の構造式を有する：
【化３】
0004459333.tif 000004
ここで、ｎは約１乃至約１０の数であり、好ましくは約２乃至約８であり、より好ましくは約３乃至約６であり、Ｒは約８乃至約２２の炭素原子を有するアルキル基である。数値ｎは、分子によって変化しうるポリアルキル鎖の長さの平均値を表す。上記の構造では、ポリアルコキシ鎖はポリエトキシ鎖として示される。
【００３７】
第二の湿潤剤：
ポリアルキレン変性オルガノシリコーン化合物は比較的水溶性であり、加水分解されず、好ましくはポリアルキレン変性ポリシロキサンである。この化合物の分子量は約６００乃至約３０，０００であり、好ましくは約３，０００乃至約１０，０００であり、ＨＬＢは約５乃至約１７であり、好ましくは約１３乃至約１７である。このような変性ポリシロキサン化合物の例は米国特許第４，９２３，９１４号に開示されている(例えば、第２１欄第２８行目乃至第２４欄第１７行目参照)。この特許は全て参考文献として援用する。変性前の、好ましいベース化合物はポリジメチルシロキサンである。
【００３８】
好ましくは、ポリシロキサンはヒドロシレーション反応によりポリエーテルを結合させて変性し、シロキサン骨格に沿ってポリアルキレンオキシド基が結合する。一般に変性化合物は以下の式で表される：
（Ｒ1 ）3 ＳｉＯ−（−Ｓｉ（Ｒ1 ）2 −Ｏ−）ｘ−（−Ｓｉ（Ｒ1 ）（Ｒ2 ）−Ｏ−）Y −Ｓｉ−（Ｒ1 ）3 
ここで、各Ｒ１は独立して１乃至約４の炭素原子を有する−価アルキル基であり、好ましくはメチル基であり；
Ｒ２は式−（ＣＨ2 ）3 −Ｏ−（ＥＯ）M （ＰＯ）NＲ3 で表される基であり、ここで、ＥＯはエチレンオキシ基であり、
ＰＯは１，２−プロピレンオキシ基であり、
Ｒ3 は水素又は１乃至約４の炭素原子を有するアルキルであり、
Ｍ、Ｘ及びＹは少なくとも１の価を有する数であり、
Ｎは０以上の数であり、
ここで、Ｍ、Ｎ、Ｘ及びＹは、これらが１より大きいとき、指示や要求なしで、化合物に存在する各々の基の量を示すにすぎず、このような複数の各々の基が互いに結合してオリゴマーやポリマーを形成する。Ｘは０乃至約１００である。Ｙは１乃至約１００である。Ｍは約５乃至約２５である。Ｎは０乃至約２５である。
【００３９】
アルコキシ化脂肪族アルコールは、好ましくは縮合化学反応により、−ＣＨ2 ＣＨ2 Ｏ−基を脂肪族アルコールに結合させて得る。好ましくは、アルコキシ化脂肪族アルコールは比較的水溶性である。脂肪族アルコールは約８乃至約２０の炭素原子を有し、通常直鎖の第一級アルコールである。高分子アルコールはオキソ及びチーグラー方法(Oxo and Ziegler )により合成する。８乃至１１の炭素原子を有するものは油状液体であり、１１より多い炭素原子を有するものは室温で固体であった。他の製造方法には次の方法がある。すなわち、（１）野菜の種油とその脂肪酸をナトリウムと共に還元する。(２)高温高圧で接触水素化する。(３)ケン化と真空分別蒸留により鯨脳と精子油を加水分解する。市販されている飽和脂肪族アルコールの例には、オクチル、デシル、ラウリル、ミリスチル、セチル、ステアリルアルコールがある。市販されているエチレン不飽和脂肪族アルコールの例には、オレイル、リノレイル、リノレニルアルコールがあるという方法である。
【００４０】
一実施形態では、アルコキシ化脂肪族アルコールは次の式で表される：Ｒ−（ＰＯ）T （ＥＯ）P Ｈ、ここでＰＯとＥＯは既に定義されており、Ｔは０乃至約１００の数である。Ｐは約１乃至約１００の数である。これらは従来の縮合化学を用いて製造できる。例えば、脂肪族アルコールの水酸基の活性水素は水酸化ナトリウム、カリウム又はセシウム等の塩基性触媒の存在下でオキシアルキル化（又はアルコキシ化ともいう）によりポリオキシアルキレンブロックを付ける部位である。オキシプロピル化又はプロポキシル化によりＰＯ基を付け、オキシエチル化又はエトキシ化によりＥＯ基を付ける。例えば、背景技術を含めて米国特許第４，７６４，５６７号を参照するが、これは参考文献としてここに援用する。好ましいアルコキシ化脂肪族アルコールは、式Ｒ−（ＣＨ2 ＣＨ2 Ｏ）P Ｈで表されるエトキシ化脂肪族アルコールである、ここで、Ｒは約８乃至約２０の炭素原子を有するアルキル基であり、Ｐは約１乃至約１００、より好ましくは約２乃至約１０の数である。
【００４１】
熱可塑性ポリマー：
一般に、ここで使用する「熱可塑性ポリマー」の用語は繊維又はフィルムの製造に使用できる全ての熱可塑性ポリマーを意味する。このようなポリマーの例は米国特許第４，９２３，９１４号（既に援用されている）に列挙されている。好ましい熱可塑性ポリマーはポリオレフィンであり、より好ましくはエチレン飽和ポリオレフィンである。さらに好ましくは水素と炭素原子のみを含むポリオレフィンであり、これは１以上の不飽和モノマーを付加重合して製造する。
【００４２】
オレフィンポリマー：
一般に、有機ポリマー物質には合成有機ポリマーとコポリマーがあり、特にその例として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（１−ブテン）、ポリ（４−メチル−１ペンテン）、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−１−ブテンコポリマー、エチレン−１−ヘキセンコポリマー、共役ジエンモノマーのホモポリマーとコポリマー、２以上の共役ジエンのコポリマー、共役ジエンと他のビニルモノマーのコポリマーがあり、ここで、好ましい共役ジエンは４乃至８の炭素原子を含むものであり、例えば、ブダジエン、イソプレン等である。米国特許第４，５７８，４１４号を参照する（参考文献として援用する）。好ましいポリマーの例は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）及びポリスチレンである。
【００４３】
他の添加物：
本発明の新規なポリマー組成物は非反応性添加物も含むことができる。「非反応性添加物」の用語は、通常ポリマー組成物の調整に使用し組成物中の湿潤剤の性質と実質的に干渉しない、変性剤、充填剤又は補強剤を意味する。例えば、本発明の組成物は、湿潤剤とポリマーに加えて、染料、顔料、特定の充填剤等の添加物を含むことができる。特に二酸化チタン、炭酸カルシウム、タルク、粘土、ガラス及びマイカ等の特定の充填剤を使用する。
【００４４】
抗酸化剤と安定化剤も本発明のポリマー組成物に使用できる。幾つかの場合、抗酸化剤又は安定化剤がポリマー組成物の湿潤性に悪影響を及ぼす恐れがあっても、これらの添加物を加えて高温処理を可能とする必要がある。
【００４５】
この目的のために好ましい抗酸化剤はCiba-Geigy社からIRGAFOS 168として購入できるリン酸塩抗酸化剤である。他の好適な抗酸化剤にはテトラキス[メチレン（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロシンナメート）]メタンがある。この組成物はCiba-Geigy社からIRGANOX 1010として販売されており、米国特許第３，２８５，８５５号および同第３，６４４，４８２号に示されている。これらの特許は参考文献として援用する。他の好適な抗酸化剤は米国特許第３，８６７，３２４号に示されており、この特許は参考文献として援用する。抗酸化剤は、全量が可塑性組成物の約０．００１重量％乃至約０．０５重量％で使用される。
【００４６】
組成物の製造：
本発明の新規な可塑性組成物は多くの方法で製造できる。新規な可塑性組成物は、全ての成分を直接添加する方法、マスターバッチが最終組成物より高い割合で湿潤剤を含むマスターバッチ法又は他の混合方法等幾つかの既知の技術に従って混合する。
【００４７】
好ましい方法は、ポリマーの分解温度より低い湿度でポリマーを加熱し、湿潤剤を取り込み、混合してほぼ均一な可塑性組成物を得ることから、本質的に構成される。ロールーミリング、バンバリー(Banbury)タイプミキサーでの混合又は押出バレルでの混合等通常の技術を用いて、湿潤剤を溶融ポリマーに混合する。界面活性剤を加熱してないポリマー粒子と混合し、界面活性剤をポリマー中にほぼ均一に分散することにより、溶融温度での混合に必要な時間を短くして、ヒートヒストリー（高温を維持する時間）を短縮できる。湿潤剤を熱可塑性ポリマーに混合した後、可塑性組成物を処理して繊維とフィラメントを製造する。別の方法では、可塑性組成物を押し出して冷却し、固形の押出成形体を製造する。従来の合成樹脂処理装置を使用して、ポリマーを溶融し、ポリマーと湿潤剤を混合し、得られた可塑性組成物を押出成形できる。温度、時間、圧力等の処理条件は当業者に明らかである。
【００４８】
湿潤剤は、特定の場合に望まれる他の添加物(着色剤、染料等)と、ほぼ同時又は引き続いて添加できる。また、湿潤剤をあらかじめ他の添加物と混合し、その後この混合物をポリマーに添加できる。幾つかの場合では、これらの湿潤剤は、他の添加物がポリマー中により容易に又は均一に分散又は溶解するのを助けるというさらに別の効果も有さなければならない。
【００４９】
より容易にバッチ品質をコントロールするために、他の好ましい方法では、ポリマー／湿潤剤混合物の濃縮マスターバッチを用いる。これを、少しずつ別のポリマーに混合して最終的に望ましい調整物を得る。マスターバッチ法では、１以上の「パッケージ」又は組成物を製造し、続いてこれらを合わせて１つの均質な有機ポリマー物質との混合物にする。マスターバッチ方法では、湿潤剤は初め最終組成物より高い濃度で存在する。その後、別々のマスターバッチ組成物を適当な割合で合わせて混合し、本発明のポリマー組成物を製造する。このマスターバッチ技術は、最終ポリマー組成物と繊維とフィラメント全体にわたって湿潤剤の分散性を改善する点において好ましい方法である。
【００５０】
また、ポリプロピレンホモポリマー等の熱可塑性ポリマーと第一の湿潤剤及び／又は第二の湿潤剤を含む濃縮物が提供される。例えば、各々が１つの湿潤剤を含む２つの別々の濃縮物を製造して、この濃縮物を所望の熱可塑性ポリマーと合わせて又は希釈して、各湿潤剤を所望の割合にしてもよい。また、２つの湿潤剤の相対的割合を一定に保つときは、第一の湿潤剤及び第二の湿潤剤を含む１つの濃縮物を製造し、その後所望の熱可塑性ポリマーで希釈する。濃縮物を用いて、滑らかな親水性繊維と、改善された「織布様」感触と延伸の不織布を製造する。濃縮物は、熱可塑性ポリマーの重量に基づき約０．５重量％乃至約６０重量％、好ましくは約２０重量％乃至約４０重量％の濃度で、各種類の湿潤剤、即ち、第一の湿潤剤又は第二の湿潤剤を含むことができる。ここで、１より多い第一の湿潤剤又は第二の湿潤剤を使用するとき、及び２以上の第一の湿潤剤又は第二の湿潤剤がそれぞれ１つの濃縮物で組み合わさっているとき、濃度は、第一の湿潤剤又は第二の湿潤剤を組み合わせた濃度であり、第一の湿潤剤又は第二の湿潤剤別々の濃度ではない。
【００５１】
マスターバッチ又は添加物そのもの自体を、重合容器又はトレインから出した後でポリマーがまだ溶融している間に、新しく製造したポリマーに入れて混合してもよく、その後溶融ポリマーを冷やして固形にするか、又は次の処理をする。オレフィンポリマーの混合物又は合金が、フリーラジカル開始剤又は配位触媒を用いて製造した上記のポリプロピレン、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ又は他のオレフィンポリマー又はコポリマーであっても、これらを使用することは本発明の範囲内である。ポリプロピレンは配位触媒（例えば、良く知られているチーグラー又はナッタ触媒又はそれらの変形体）を用いて製造するオレフィンポリマーの例であり、ポリエチレンと比較すると低密度である。
【００５２】
本発明の繊維又はフィラメントを製造するためのポリマー調整物は、用いるポリマーの全重量に基づいて、好ましくは約１重量％乃至約２０重量％、より好ましくは約１重量％乃至約１５重量％の範囲で、湿潤剤を組み合わせて含む。
【００５３】
本発明の好ましい実施形態では、熱可塑性ポリマーはポリエチレン又はポリプロピレンである。アルコキシ化アルキルフェノールは、平均約1モル乃至約１０モルのエチレンオキシドが縮合しているノニルフェノールエトキシレートである。好ましくは、ノニルフェノールエトキシレートは以下の式で表される：
【化４】
0004459333.tif 000005
ここで、ｎは約１乃至約１０の数であり、好ましくは約２乃至約８であり、より好ましくは約３乃至約６である。好ましくは、エトキシ化ノニルフェノールはポリマーの全重量に基づいて約８重量％乃至約１２重量％の量で使用する。第二の湿潤剤は水溶性オルガノシリコーン化合物であり、好ましくは、平均分子量が約３，０００乃至約１０，０００であり、ＨＬＢが約１０乃至約１７であり、熱可塑性ポリマーの重量の約０．５重量％乃至約１５重量％（例えば、約２重量％乃至約３重量％）の量の、ポリアルキレンオキシド変性ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）である。
【００５４】
組成物の用途：
本発明は、ポリオレフィンなどの熱可塑性ポリマー及び第一の湿潤剤と第二の湿潤剤の組成物の、湿潤性繊維とフィラメント（特に高い湿潤性で細いデニールの繊維とフィラメント）を製造するための用途を提供する。ポリオレフィンそのものは疎水性物質であり、ポリオレフィン樹脂そのものから製造する繊維構造体は容易に水に濡れない。水性媒体中の繊維の分散、繊維構造組立体を通る水性媒体の移行又は水性媒体中の移行を含む用途等の幾つかの用途では、この疎水性がポリオレフィン繊維の性能を損なう。ポリオレフィン繊維構造体に永続的な又は使用により変化する表面湿潤性を付与すると、濾過構造体、移行膜、補強マトリックスとしてのそれらの用途が改善され広がる。
【００５５】
本発明の湿潤性繊維又はフィラメントは、おむつインナーライナー、バッテリーセルセパレーター、フィルター、ペーパー補強マトリックス、分離膜、水分透過性ダイヤフラム、建築物質補強マトリックス等の最終製品の一部又は主要部を形成するのに有用である。本発明の湿潤性繊維又はフィラメントはこのような最終製品に現在使用されているものと置き換わる。例えば、本発明の繊維又はフィラメントは、バッテリーセパレーター（例えば、米国特許第３，８４７，６７６号）、おむつ、女性ケア製品、失禁用品等の使い捨て吸収性製品（例えば、米国特許第４，０７３，８５２号及び同第４，９２３，９１４号）、ワイパー用品（例えば、米国特許第４，３０７，１４３号）、ペーパー（例えば、米国特許第４，２７３，８９２号）及びフィルター補助材（例えば、米国特許第４，２７４，９７１号）に使用でき(前記の特許はその全てを参考文献として援用する)、さらに、本発明の繊維とフィラメントを変性してこれらの特許に記載されている物品の製造に示されているものと置き換わる。当業者は、本発明の繊維とフィラメントを利用するために、容易にこれら特許に教示されている事項を変更できる。例えば、米国特許第３，８４７，６７６号はバッテリーセパレーターの製造方法を開示している。この繊維又はフィラメントは、ポリマーの溶融工程で内側界面活性剤を取り込み、後で外側界面活性剤を適用する。本発明の繊維又はフィラメントを用いてこの方法を変えて、外側界面活性剤の適用を省略できる。
【００５６】
また、本発明の繊維は他の繊維と混合するための成分として用いることができ、混合すると繊維の湿潤性、柔軟性、滑らかさ、さらに熱可塑性が改善される。繊維又はフィラメントから、織布、不織布又は編物が製造できる。また、繊維又はフィラメントは水性媒体で分散形態をとることもできる。繊維又はフィラメントは細いデニールサイズに製造できる。
【００５７】
ポリオレフィン繊維は織物とその関連工業において成長分野である。より高価な合成繊維又は天然繊維に代わる経済性は重要な利点である。ポリオレフィン繊維が侵入しつつある分野は使い捨ておむつ市場である。現在、使い捨ておむつは肌に接するインナーライナーとして不織繊維ウェブを使用している。インナーライナーは、裏材と結合しておむつを保持し、沁み通り(wet-out )により皮膚から離れる液体を移行させ、皮膚に接する面は快適でなければならない。インナーライナー用に選択される物質は現在ポリエステルとセルロースであるが、ポリプロピレンが市場シェアを獲得しつつある。インナーライナーは非常に細く結合している異なる長さの繊維から構成される。ポリエステルインナーライナーは容易に濡れ効率的に沁み通るが、感触が荒い。セルロースも水をよく吸収し保持する。ポリエステルと比べると、ポリプロピレンはかなり柔らかいウェブが製造できるが、これは濡れにくい。
【００５８】
線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）繊維は、高密度ポリエチレン及びポリプロピレンと比較すると柔軟性等の感触が良い。線状低樹脂を湿潤剤の組み合わせと溶融混合し、この混合物を溶融紡糸すると、ただの線状低密度ポリエチレン樹脂繊維より優れた感触を有する湿潤性繊維が製造できる。湿潤性線状低密度ポリエチレン繊維ウェブは、速やかに濡れ、繊維マトリックスを通して水性媒体を移行させる。これらの繊維構造体は良好な性能を示し、オレフィンポリマーの新しい開放市場に提供される。湿潤性は、隣接する固相と液相間の界面エネルギーを最小にすることを含む表面現象である。水とポリオレフィンの場合、一般に湿潤性であるためにはポリマー面を変えることが必要である。これは、コポリマー組成物又は補助界面活性剤の作用により達成できる。コポリマーはしばしばポリオレフィンの性質を損ない、高価となり、処理を困難にする。一般に、界面活性剤はポリマー表面に界面相溶層として集まる可動物質である。表面層が動けることにより、溶媒和と機械的分散がしやすくなる。界面活性剤がポリオレフィン物質に強い親和性を有する他の場合では、繊維の性質は、可塑化及び／又は好ましくない構造の再構成により破壊される恐れがある。一般に界面活性剤を適用し又は活性化するためには追加の工程が必要であり、従来技術ではしばしば繊維又は布製品を製造した後に添加する。
【００５９】
本発明では、後から加えるのとは異なり、湿潤剤を直接樹脂に混合する。混合した樹脂は従来の方法で製品に仕上げ、製品は湿潤性を有する。本発明の樹脂は容易に処理でき、好ましくない性質の変化は無かった。第一の湿潤剤及び第二の湿潤剤の濃度と比を変えることにより、湿潤度と永続性等の湿潤特性を幅広く変えることができる。
【００６０】
本発明は、コポリマーを仕上がり繊維構造体に導入したり表面処理をするのではなく、界面活性剤をバルクポリマー樹脂に直接取り込む点で、従来技術と異なる。湿潤剤はポリマーと共に溶融混合する。湿潤性の永続性は添加する湿潤剤の組成物と濃度でコントロールできる。本発明の好ましい混合物は約８０％乃至約９９％のオレフィンポリマーを含み、残りは湿潤剤（又はここで説明した湿潤剤の混合物）であり、所望により全最終混合物の一部を構成する他の添加物（例えば、顔料、着色剤、充填剤等）の重量は考慮してない。以下の実施例は本発明の特定の実施形態を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００６１】
【実施例】
調整物：
調整物＃１：（第一の湿潤剤のマスターバッチ）
この調整物は、約４モルのエチレンオキシドを有する約２５重量％のエトキシ化ノニルフェノール、約０．３５重量％のリン酸塩抗酸化剤（ＩＲＧＡＦＯＳ１６８）及び約７４．６５重量％の１２ＭＦＲポリプロピレンホモポリマー（ＵＳＡ、Ｍｏｎｔｅｌ社から入手可能なＭｏｎｔｅｌ６３０１、ここでＭＦＲはＡＳＴＭ法Ｄ１２３８により測定する溶融流速を表し、単位はｇ／１０分である）を含んでいた。エトキシル化ノニルフェノール添加物はHarcrosケミカル社から商標T-DET N4で市販されている。無水液状非イオン性界面活性剤は、ノニルフェノールを、ノニルフェノールの１モル当り約４モルのエチレンオキシドと反応させて製造する。T-DET N4は２５℃で透明な液体であり、約３５０センチストークの粘性を有する。この添加物は非イオン性界面活性剤で水に不溶である。
【００６２】
調整物＃２：（第二の湿潤剤のマスターバッチ）
この調整物は、約２０重量％のポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）化合物、約０．３５重量％のリン酸塩抗酸化剤(IRGAFOS168)及び約７９．５重量％の１２ＭＦＲポリプロピレンホモポリマー（ＵＳＡ、Montel社から入手可能なMontel6301）を含んでいた。ＰＤＭＳ化合物はＯＳＩスペシャリスト社から商標SIL WET L-7604で販売されている非イオン性オルガノシリコーンである。このＰＤＭＳ化合物は２５℃で透明な液体であり、約３００センチストーク乃至８００センチストークの粘性を有し、水溶性の非イオン性界面活性剤である。
【００６３】
調整物＃３：（第一の湿潤剤のマスターバッチ）
この調整物は、ノニルフェノール１モル当り約４モルのエチレンオキシドを有する約３０重量％のノニルフェノールエトキシレート(T-DET N4)、約０．３５重量％のリン酸塩抗酸化剤(IRGAFOS168)、約４３．６５重量％の３５ＭＦＲポリプロピレンホモポリマー（アムコポリプロピレンホモポリマー樹脂グレード７９５６）及び約２６重量％の１０００ＭＦＲポリプロピレンホモポリマー(Exxonから入手可能なEscorene(R)PP3456Gポリプロピレン）を含んでいた。
【００６４】
調整物＃４：（第二の湿潤剤のマスターバッチ）
この調整物は、約３０重量％のＰＤＭＳ化合物(SIL WET L7604)、約０．３５重量％のリン酸塩抗酸化剤(IRGAFOS168)及び約２６重量％の３５ＭＦＲポリプロピレンホモポリマー（アムコポリプロピレンホモポリマー樹脂グレード７９５６）及び約４３．６５重量％の１０００ＭＦＲポリプロピレンホモポリマー（Exxonから入手可能なEscorene(R)PP3456Gポリプロピレン）を含んでいた。
【００６５】
調整物＃５：（第二の湿潤剤のマスターバッチ）
この調整物は、約２５重量％の４モルエトキシ化されたステアリルアルコールとセチルアルコールの１：２の混合物(Ceterath-4)、約０．２５重量％のリン酸塩抗酸化剤(IRGAFOS168)及び約７４．７５重量％の１２ＭＦＲポリプロピレンホモポリマー（ＵＳＡ、Montel社から入手可能なMontel6301）を含んでいた。エトキシ化ステアリル／セチルアルコール混合物は室温で固体の非イオン性界面活性剤であり、Heterene社から商標Hetoxol CS-4で市販されている。
【００６６】
調整物＃６：（第二の湿潤剤のマスターバッチ）
この調整物は、約３０重量％のCeterath-4、約０．５重量％のリン酸塩抗酸化剤(IRGAFOS)、約２０重量％の１２ＭＦＲポリプロピレンホモポリマー（ＵＳＡ、Montel社から入手可能なMontel6301）及び約４９．５重量％の１０００ＭＦＲポリプロピレンホモポリマー（Exxonから入手可能なEscorene(R)PP3456Gポリプロピレン）を含んでいた。
【００６７】
製法：添加物マスターバッチの製造
１．工業スケール
調整物＃１乃至＃４を、ニュージャージー州、サマービルのLeistriz社製の工業スケール共回転ツインスクリュー押出成形機（スクリュー直径５０ｍｍ、Ｌ／Ｄ３６乃至１）を用いて製造した。この機械はタービン混合部材を有し、溶融ポリマーと界面活性剤添加物を良く混合した。添加物とポリマーを分解しないように温度プロフィールとスクリューデザインを選んだ。押出成形機は１１の加熱ゾーンを有し、温度プロフィールは大体以下の通りであった。すなわち、各々、約１９０℃、約２０４℃、約２１５℃、約２１５℃、約２１５℃、約２１５℃、約２０４℃、約２０４℃、約１９０℃、約１９０℃、約１９０℃であった。スクリュースピードは約４００ｒｐｍに設定し、溶融温度は約１９０℃に設定した。液状界面活性剤を所定の速度（全製造速度により変わる）でZenith社の液体射出装置を用いて添加した。この液体射出装置には、ギアポンプとしても知られているポジティブ移動装置、ギアスピードを調節して単位時間当りの液量を調節するコントローラ、液体の温度モニターと調節機、液状界面活性剤添加物が入る貯蔵部と押出口を接続する絶縁ホースを備えていた。液体が押出成形機に入るために２つの口があった。供給部に最も近い口を使用すると、液状界面活性剤添加物を熱可塑性ポリマーに取り込むのに時間が長くかかった。液状界面活性剤添加物とポリマーの最適な混合物を得るために、液状界面活性剤添加物の温度、安定性及び粘性を考慮して、最終処理速度を選択した。
【００６８】
２．研究所スケール
調整物＃５と＃６を、ニュージャージ州、サマービルのLeistriz社製の研究所スケール共回転ツインスクリュー押出成形機（スクリュー直径３４ｍｍ、Ｌ／Ｄ２７乃至１）を用いて製造した。工業的スケール装置と異なって、この押出成形機は８の加熱ゾーンを有し、ゾーン１乃至８の温度プロフィールは以下の通りであった。すなわち、各々、約２００℃、約２００℃、約２００℃、約２００℃、約１８５℃、約１６５℃、約２００℃、約２００℃であった。スクリュースピードは約１５０ｒｐｍに設定し、溶融温度は約２００℃に設定した。使用した液状射出ポンプは先に使用した工業的スケールバージョンの小型バージョンであり、適当な調節機と共にZenith社から購入した。
【００６９】
工業及び研究所スケール押出成形機を用いて製造した濃縮物又はマスターバッチを、Ｃａｒｖｅｒプレスを用いて極薄フィルム（厚み約３ミル）に押し出し、次に内部基準と比較して、ポリマー中の活性界面活性剤の最終レベルを測定した。プレスの温度を約２００℃に維持し、約４，０００ｐｓｉの一定圧力を約１分間かけた。その後、ほぼ同じ時間同じ圧力下で圧縮体を冷やした。NicoletからのＦＴＩＲ、モデル５ＤＸＣを用いてポリプロピレンマスターバッチ中の添加物の量を測定した。吸収モードを用いて濃縮物中の界面活性剤添加物を定量測定した。これらの調整物(master batches)では、使用した変性ポリシロキサンはSIL WET L 7604であり、これは水素でエンドキャップされていて水酸基を形成している。エトキシ化ノニルフェノールも水酸基を有している。−ＯＨ基の存在は波長３４００ｃｍ-1付近で認められ、各マスターバッチ組成物中の各添加物の量を測定するのに用いることができる。
【００７０】
実施例１．繊維サンプル：
希釈比％（％ＬＤＲ）は、仕上り製品において所定の添加物最終レベルとなるように、繊維、フィルム等を製造するために熱可塑性ポリマーに加える、界面活性剤添加物を含む濃縮物の重量％である。異なる調整物を用いて押出混合して製造した濃縮物は、ポリプロピレン樹脂（３５ＭＦＲ；アムコポリプロピレンホモポリマー樹脂グレード７９５６）と均一に乾燥混合し紡糸した。調整物＃１乃至＃６を単一で用いた濃縮物又は組み合わせた濃縮物を用いて、ヒルズ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・ライン（ヒルズライン）で紡糸し、フィラメント当り１０デニール（ｄｐｆ）のマルチフィラメントを製造した。
【００７１】
ヒルズラインはシングルスクリューであり、３つのヒートゾーン、スピンポンプ及び４１の穴（丸）のある紡糸口金を備える。３つのヒートゾーンの温度プロフィールを各々約２００℃、２１０℃、２２０℃に設定した。溶融温度は約２１０℃に維持した。供給ゴデットの温度は約２５℃、延伸ゴデットは約６０℃、弛緩ゴデットは約６５℃に設定した。ゴデットスピードは供給用を約２５０ｒｐｍ、延伸用を約４００ｒｐｍ、弛緩用を約４１０ｒｐｍに設定した。出口圧力は約６００ｐｓｉに設定した。紡糸仕上げは表面特性を変える恐れがあるので、紡糸中は実施しなかった。
【００７２】
調整物＃１を３５ＭＦＲポリプロピレンホモポリマーに３０％ＬＤＲで添加（希釈）した。
【００７３】
調整物＃２を３５ＭＦＲポリプロピレンホモポリマーに３０％ＬＤＲで添加した。
【００７４】
調整物＃２を３５ＭＦＲポリプロピレンホモポリマーに１０％ＬＤＲで添加した。
【００７５】
調整物＃５を３５ＭＦＲポリプロピレンホモポリマーに１０％ＬＤＲで添加した。
【００７６】
相互作用的性質を有するフィラメントを製造する本発明の実施形態では、３５ＭＦＲポリプロピレンホモポリマーに、調整物＃１を３０％ＬＤＲで、調整物＃２を５％ＬＤＲで添加した。
【００７７】
相互作用的性質を有するフィラメントを製造する本発明の他の実施形態では、３５ＭＦＲポリプロピレンホモポリマーに、調整物＃１を３０％ＬＤＲで、調整物＃５を５％ＬＤＲで添加した。
【００７８】
この実験の目的は、添加した湿潤剤マスターバッチの紡糸性を測定し、得られた繊維の湿潤性と沁み通り性を評価することであった。紡糸した全てのサンプルは水に対し非常に良好な湿潤性を有していた。マルチフィラメントを適当な形態でカードワープに巻いた。これは、湿潤性テストのために平らな面を提供する。湿潤性テストでは、繊維の湿潤性を観察しやすいように赤の食品着色料で少し着色した脱イオン水を一滴たらして、沁み通る(wet-out )のにどのくらいの時間がかかるか（沁み通り時間（秒））を計測した。また、毛管上昇(wicking )についても、繊維柱を着色した脱イオン水に浸して、水が重力に反して繊維柱をどのくらい高く昇るか（上昇距離（ミリメートル））を観察して測定した。繊維の一部はＦＴＩＲを用いて界面活性剤の量を測定した。
【００７９】
実施例２．湿潤剤を含む溶融吹付不織布サンプル：
本発明の湿潤剤の効力は溶融吹付不織布にも存在した。この実施例では、USA、Connecticut、PawcatuckのDavis-Standard社製の溶融吹付装置を使用した。幅が５０．８ｃｍの溶融吹付ダイを用いて、親水性溶融吹付不織布を製造した。ダイには５０１の穴があり、各穴の直径は４００ミクロンであった。繊維の平均直径は約２ミクロンであった。溶融吹付装置には、スクリュー直径が５０．８ｍｍでＬ／Ｄが３０乃至１のシングルスクリューと、温度プロフィールが各々約１約７７℃、約２３２℃、約２３２℃、約２３２℃の４つのヒートゾーンとが備えられていた。ダイ温度は約２３２℃に、空気温度は約２１８℃に設定した。ダイからコレクターまでの距離、即ち、冷却距離は約３０ｃｍに設定した。処理速度は約１２ｋｇ／時であった。コレクタースピードは約２４メートル／分であった。製造した布サンプルの重量は約２０ｇ／ｍ2 であった。
【００８０】
調整物＃３，＃４及び＃６のマスターバッチサンプルを異なるレベルで、１０００ＭＦＲポリプロピレンホモポリマー（Exxon社から入手可能なEscorene(R)PP3456Gポリプロピレン）と混合し（即ち、希釈）、親水性溶融吹付不織布を製造した。好ましくは、調整物＃３を含むマスターバッチを約１０重量％乃至約５０重量％で添加し、調整物＃４を含むマスターバッチを約２重量％乃至約１５重量％で添加した。調整物＃１は３０％ＬＤＲで単独で使用し、さらに、６．７％ＬＤＲの調整物＃４と同じレベルで組み合わせて使用した。
【００８１】
製造した溶融吹付サンプルについて湿潤性と沁み通り特性を測定し、結果を以下に示す。
0004459333.tif 000006
【００８２】
水不溶性、非イオン性アルコキシ化アルキルフェノールである第一の湿潤剤と水溶性、非イオン性ＰＤＭＳ化合物である第二の湿潤剤とを組み合わせた、本発明の湿潤剤の相互作用的効果が上記表に示されており、沁み通り時間に悪影響を及ぼすことなく上昇距離が増えた。
【００８３】
実施例３．スパンボンドサンプル：
スパンボンドサンプルをおむつのトップシートに使用する。紡糸工程の後、一定圧力下２つの加熱カレンダーローラーを用いた熱手段により、ポリプロピレンフィラメントを互いに結合した。通常繊維直径は平均１５ミクロン乃至２５ミクロンであり、ポリマーの種類、ポリマーの粘性、処理条件（ポリマー温度、空気の圧力と温度、配向等）により定まる。
【００８４】
ドイツ、TroisdorfのReifenhauser社のReicofilブランドスパンボンド装置を用いて、スパンボンドサンプルを製造した。この装置は、ライン幅が１メートルで、５つの押出ゾーンがあり、Ｌ／Ｄは３２乃至１であった。５つの押出ゾーンの温度は各々約１９５℃、約２００℃、約２０５℃、約２１０℃、約２１０℃に設定した。ダイ温度は約２２０℃に、溶融温度は約２２４℃に設定した。スクリュースピードは約１０６ｒｐｍに設定した。スピンベルトスピードと結合機のスピードは約５８メートル／分に保った。巻取機のスピードは約６５．８メートル／分に保った。上方カレンダーロール温度は約１３６℃に、下方カレンダーロール温度は約１３４℃に設定した。カレンダー圧力は約２７４ポンド／線状インチであった。結合面積は約１７％であった。処理速度は約７８ｋｇ／時に維持した。平均繊維直径は約２０ミクロンであった。布幅は約１メートルであった。最終布重量は約５０ｇ／ｍ２であった。
【００８５】
サンプルＳＢ−１では、スパンボンド工程で、調整物＃１を、３５ＭＦＲのポリプロピレンホモポリマー樹脂（アムコポリプロピレンホモポリマー樹脂グレード７９５６）と混合して１８％ＬＤＲに希釈し、スパンボンド不織布を製造した。
【００８６】
サンプルＳＢ−２（本発明による）では、３５ＭＦＲのポリプロピレンホモポリマー樹脂（アムコポリプロピレンホモポリマー樹脂グレード７９５６）と混合して、調整物＃１を１８％ＬＤＲに、調整物＃２を２％ＬＤＲに希釈し、スパンボンド不織布を製造した。
【００８７】
サンプルＳＢ−３（本発明による）では、３５ＭＦＲのポリプロピレンホモポリマー樹脂（アムコポリプロピレンホモポリマー樹脂グレード７９５６）と混合して、調整物＃１を１４％ＬＤＲに、調整物＃５を８％ＬＤＲに希釈し、スパンボンド不織布を製造した。
【００８８】
全ての布は親水性であった。しかし、ＳＢ−２とＳＢ−３から製造した布は、ＳＢ−１に比べ優れた処理性と親水性を有しており、ＳＢ−３が３つの中で最良であった。以下の表は、ＳＢ−３がＳＢ−１とＳＢ−２に比べ、ＳＢ−２がＳＢ−１に比べ、優れた親水性を有することを示す。
0004459333.tif 000007
【００８９】
好適な実施態様を以下に示す。
（Ａ）第一の湿潤剤と第二の湿潤剤を取り込んだ熱可塑性ポリマーを含む組成物から製造される湿潤性繊維又はフィラメントであって、前記第一の湿潤剤は少なくとも１つの水不溶性、非イオン性アルコキシ化アルキルフェノールであり、前記第二の湿潤剤はアルコキシ化脂肪族アルコール及び水溶性、非イオン性、非加水分解性ポリオキシアルキレン−変性オルガノシリコーンポリマーから選択される少なくとも１つの化合物である湿潤性繊維又はフィラメント。
（１）前記第一の湿潤剤が、約４モルのエチレンオキシドを有するエトキシ化ノニルフェノールである実施態様（Ａ）に記載の繊維又はフィラメント。
（２）前記第一の湿潤剤が、以下の式で表されるエトキシ化アルキルフェノールである実施態様（Ａ）に記載の繊維又はフィラメント：
Ｒ−Ｃ6 Ｈ4 （ＯＣＨ2 ＣＨ2 ）n ＯＨ
ここで、Ｒは８乃至２２の炭素原子のアルキル基であり、ｎは約１乃至約１０の数である。
（３）Ｒがノニル基である実施態様（２）記載の繊維又はフィラメント。
（４）前記第一の湿潤剤が以下の式で表されるエトキシ化アルキルフェノールである実施態様（２）記載の繊維又はフィラメント：
【化５】
0004459333.tif 000008
。
（５）前記第二の湿潤剤が、水溶性、非イオン性、非加水分解性ポリオキシアルキレン変性オルガノシリコーンポリマーである実施態様（Ａ）に記載の繊維又はフィラメント。
【００９０】
（６）前記水溶性、非イオン性、非加水分解性ポリオキシアルキレン変性オルガノシリコーンポリマーが以下の式で表される実施態様（１）記載の繊維又はフィラメント：
（Ｒ1 ）3 ＳｉＯ−（−Ｓｉ（Ｒ1 ）2 −Ｏ−）ｘ−（−Ｓｉ（Ｒ1 ）（Ｒ2 ）−Ｏ−）Y −Ｓｉ−（Ｒ1 ）3
ここで、各Ｒ1 は独立して１乃至約４の炭素原子を有する−価アルキル基であり、好ましくはメチル基であり；
Ｒ2 は式−（ＣＨ2 ）3 −Ｏ−（ＥＯ）M （ＰＯ）N Ｒ3 で表される基であり、
ここで、ＥＯはエチレンオキシ基であり、
ＰＯは１，２−プロピレンオキシ基であり、
Ｒ3 は水素又は１乃至約４の炭素原子を有するアルキルであり、
Ｍ、Ｘ及びＹは少なくとも１の価を有する数であり、
Ｎは０以上の数である。
（７）前記熱可塑性ポリマーがエチレン飽和オレフィンポリマーである実施態様（Ａ）に記載の繊維又はフィラメント。
（８）前記熱可塑性ポリマーがポリプロピレンである実施態様（７）に記載の繊維又はフィラメント。
（９）前記熱可塑性ポリマーがＬＬＤＰＥである実施態様（７）に記載の繊維又はフィラメント。
（１０）前記熱可塑性ポリマーがＬＤＰＥである実施態様（７）に記載の繊維又はフィラメント。
【００９１】
（１１）前記熱可塑性ポリマーがＨＤＰＥである実施態様（７）に記載の繊維又はフィラメント。
（１２）前記熱可塑性ポリマーがコポリマーである実施態様（７）に記載の繊維又はフィラメント。
（１３）前記第二の湿潤剤が、水溶性アルコキシ化脂肪族アルコールである実施態様（Ａ）に記載の繊維又はフィラメント。
（１４）前記アルコキシ化脂肪族アルコールが、式Ｒ−（ＣＨ2 ＣＨ2 Ｏ）P Ｈで表されるエトキシ化脂肪族アルコールであり、ここで、Ｒは約８乃至約２０の炭素原子を有するアルキル基であり、Ｐは約１乃至約１００、より好ましくは約２乃至約１０の数である実施態様（１３）記載の繊維又はフィラメント。
（１５）前記エトキシ化脂肪族アルコールが、重量比が約３：１乃至約１：３である、エトキシ化セチルアルコールとエトキシ化ステアリルアルコールの組み合わせである実施態様（１４）記載の繊維又はフィラメント。
【００９２】
（１６）前記第一及び第二の湿潤剤は約１重量％乃至約２０重量％の量で存在する実施態様（Ａ）に記載の繊維又はフィラメント。
（１７）前記第一の湿潤剤は約８重量％乃至約１２重量％の量で存在し、前記第二の湿潤剤は約２重量％乃至約３重量％の量で存在する実施態様（１６）記載の繊維又はフィラメント。
（１８）前記繊維又はフィラメントが織物の形態である実施態様（Ａ）に記載の繊維又はフィラメント。
（１９）前記繊維又はフィラメントが不織物の形態である実施態様（Ａ）に記載の繊維又はフィラメント。
（２０）前記繊維又はフィラメントが編物の形態である実施態様（Ａ）に記載の繊維又はフィラメント。
【００９３】
（２１）他の繊維と組み合わせて、全体に熱可塑性、柔軟性及び湿潤性を付与する実施態様（Ａ）に記載の繊維又はフィラメント。
（２２）おむつ用品、バッテリーセルセパレーター、フィルター、ペーパー、膜、水分透過性ダイヤフラム及び建築材から選択される製品の湿潤性部分として使用される実施態様（Ａ）に記載の繊維又はフィラメント。
（２３）水性媒体中に分散している実施態様（Ａ）に記載の繊維又はフィラメント。
（２４）細いデニールサイズである実施態様（Ａ）に記載の繊維又はフィラメント。
（２５）約０．５乃至約１０デニールである実施態様（２４）記載の繊維又はフィラメント。
（２６）前記熱可塑性ポリマーはオレフィンポリマーから選択される実施態様（Ａ）に記載の繊維又はフィラメント。
【００９４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、永続的で良好な湿潤性を有する湿潤性繊維又はフィラメントを提供できる効果がある。