特許 6641355 迅速分解する不織布バインダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6641355

(24)【登録日】2020年1月7日

(45)【発行日】2020年2月5日

(54)【発明の名称】迅速分解する不織布バインダ

(51)【国際特許分類】

   D04H 1/587 20120101AFI20200127BHJP

   C08F 2/22 20060101ALI20200127BHJP

   A47K 7/00 20060101ALI20200127BHJP

   A61K 8/02 20060101ALI20200127BHJP

   A61K 8/81 20060101ALI20200127BHJP

   A61Q 19/10 20060101ALI20200127BHJP

【ＦＩ】

   D04H1/587

   C08F2/22

   A47K7/00 D

   A61K8/02

   A61K8/81

   A61Q19/10

【請求項の数】13

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-508632(P2017-508632)

(86)(22)【出願日】2015年8月19日

(65)【公表番号】特表2017-533349(P2017-533349A)

(43)【公表日】2017年11月9日

(86)【国際出願番号】US2015045784

(87)【国際公開番号】WO2016028832

(87)【国際公開日】20160225

【審査請求日】2018年8月7日

(31)【優先権主張番号】62/039,697

(32)【優先日】2014年8月20日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】502141050

【氏名又は名称】ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー

(73)【特許権者】

【識別番号】590002035

【氏名又は名称】ローム アンド ハース カンパニー

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＨＭ ＡＮＤ ＨＡＡＳ ＣＯＭＰＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】100092783

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100095360

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 英二

(74)【代理人】

【識別番号】100120134

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 規雄

(74)【代理人】

【識別番号】100104282

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 康仁

(72)【発明者】

【氏名】モーリン・ビー・ナン

(72)【発明者】

【氏名】キャサリン・スー・ライス

(72)【発明者】

【氏名】デブラ・エイ・クライン

(72)【発明者】

【氏名】イアン・エイ・トムリンソン

【審査官】 相田 元

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／１５４８７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５２９２８４２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１３２８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６４５８２３０（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許第０４２４２４０８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０３６１８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｄ０４Ｈ １／００−１８／０４

Ｄ０６Ｍ １３／００−１５／７１５

Ａ４７Ｋ ７／００

Ａ６１Ｋ ８／０２

Ａ６１Ｋ ８／８１

Ａ６１Ｑ １９／１０

Ｃ０８Ｆ ２／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水性媒体中で分散可能な不織布基材を形成するための方法であって、繊維質基材を、少なくとも１０の多分散指数、１，０００，０００未満の重量平均分子量、及び８重量パーセント〜２２重量パーセントの酸モノマーを有するエマルションポリマーを含む水性不織布バインダと接触させることを含み、
ａ）開始剤を使用して、水溶液中で少なくとも１種のモノ−エチレン系不飽和モノマー及び少なくとも１種の酸モノマーをエマルション重合するステップであって、前記開始剤は、前記水溶液中に前記モノマーの総重量を基準にして０．５重量パーセント〜１．５重量パーセントの範囲の量で存在して前記エマルションポリマーを形成する、ステップと、
ｂ）前記エマルションポリマーを、トロメタミン、水酸化アルカリ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される中和剤で中和して、前記水性不織布バインダを形成するステップと、を含む方法によって調製される、方法。

【請求項2】

前記エマルションポリマーが、５００，０００未満の重量平均分子量及び１２．５重量パーセント〜２０重量パーセントの酸モノマーを有する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記エマルションポリマーが、４００，０００未満の重量平均分子量及び１４重量パーセント〜１６重量パーセントの酸モノマーを有する、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記エマルションポリマーが、９００，０００未満の重量平均分子量及び８重量パーセント〜１１重量パーセントの酸モノマーを有する、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

不織布基材を前記水性不織布バインダと接触させて、接触された不織布基材を形成することと、
前記接触された不織布基材を１２０℃〜２２０℃の温度に加熱して、加熱され接触された不織布基材を形成することと、
前記接触され加熱された不織布基材を、５未満の最終ｐＨを有する水性媒体中に浸漬して、水性媒体中で分散可能な不織布を得ることと、をさらに含む、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記エマルションポリマーが、エチルアクリレート、スチレン、アクリル酸、及びイタコン酸を含む、請求項４に記載の方法。

【請求項7】

前記開始剤が、過硫酸アルカリ、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ｔ−アミルヒドロペルオキシド、アゾビスシアノバレリアン酸、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項４〜６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記中和ステップが、８０％〜１００％中和されたポリマーをもたらす、請求項４〜７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記エマルションポリマーが、ステップｂ）における中和前に、−２０℃〜３０℃の範囲のガラス転移温度を有する、請求項４〜８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

分散可能なワイプ製品であって、
ａ）繊維質基材と、
ｂ）少なくとも１０の多分散指数、１，０００，０００未満の重量平均分子量、及び８重量パーセント〜２２重量パーセントの酸モノマーを有するエマルションポリマーを含む水性不織布バインダと、を含む、ワイプ製品であって、。
前記水性不織布バインダが、以下のステップ、
ａ）開始剤を使用して、水溶液中で少なくとも１種のモノ−エチレン系不飽和モノマー及び少なくとも１種の酸モノマーをエマルション重合するステップであって、前記開始剤は、前記水溶液中に前記モノマーの総重量を基準にして０．５重量パーセント〜１．５重量パーセントの範囲の量で存在して前記エマルションポリマーを形成する、ステップと、
ｂ）前記エマルションポリマーを、トロメタミン、水酸化アルカリ、
及びそれらの組み合わせからなる群から選択される中和剤で中和して、前記水性不織布バインダを形成するステップと、を含む方法によって調製される、分散可能なワイプ製品。

【請求項11】

請求項１０に記載の分散可能なワイプ製品で調製されたベビーワイプ。

【請求項12】

請求項１０に記載の分散可能なワイプ製品で調製されたパーソナルケアワイプ。

【請求項13】

請求項１０に記載の分散可能なワイプ製品で調製されたクリーニングワイプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年８月２０日に出願された米国特許仮出願第６２／０３９，６９７号の利益を主張し、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。

【0002】

本発明は、分散可能な不織布基材組成物及びそれから製造される分散可能な不織布基材を形成するための方法に関する。

【背景技術】

【0003】

現在、廃水処理業界は、設備を詰まらせて困難を引き起こし廃水処理施設での停止時間をもたらす湿式ワイプなどの使い捨て製品に焦点を当てている。したがって、使用中に適切な引張り強度を有するが、水に容易に分散可能なワイプが望ましい。

【0004】

トイレ水洗後の水への分散性を高めるために種々のバインダが開発されている。例としては、ワイプに使用される液体／ローションと水の間のｐＨ差を利用し、分散性を提供するバインダが挙げられる。このようにして、使用されている間ワイプは無傷で、一旦排水システムに置かれると分解される。例えば、イオン感受性バインダを使用することができる。これらのバインダは溶媒ベースであり、塩の使用が必要となる傾向がある。しかし、それらは硬水など特定の環境下で分散できないことがある。他のバインダは、商業的に出荷が困難な場合があり、現場で配合されなければならない。さらに、業界標準化に対応するためには、新しい技術が必要である。

【0005】

したがって、許容される分散性も維持しつつ、改善された強度を有する経済的な分散可能な不織布基材組成物、及び容易に出荷可能なエマルションポリマーバインダが望ましくあるだろう。

【発明の概要】

【0006】

本発明は、水性媒体中で分散可能な不織布基材を形成するための方法を提供する。本発明はまた、本方法によって形成された分散可能な不織布基材から製造されたベビーワイプ、パーソナルケアワイプ、クリーニングワイプ、またはｐＨ５もしくは６未満のローションを有する任意の湿式不織布を提供する。

【0007】

一実施形態では、本発明は、少なくとも１０の多分散指数、１，０００，０００未満の重量平均分子量、及びエマルションポリマーの重量を基準にして８重量パーセント〜２２重量パーセントの酸モノマーを有するエマルションポリマーを含む水性不織布バインダと繊維質基材を接触させること、を含むか、またはそれからなるか、またはそれから本質的になる、水性媒体中で分散可能な不織布基材を形成するための方法を提供する。

【0008】

本発明の別の代替実施形態では、上記方法が提供され、水性不織布バインダが以下のステップを含む方法によって調製される。ａ）開始剤を使用し水溶液中で、少なくとも１種のモノ−エチレン系不飽和モノマー及び少なくとも１種の酸モノマーをエマルション重合するステップであって、開始剤は、水溶液中に前記モノマーの総重量を基準にして０．５重量パーセント〜１．５重量パーセントの範囲の量で存在して前記エマルションポリマーを形成する、ステップと、ならびに、ｂ）エマルションポリマーを、４〜７のｐＫｂを有するアミン、水酸化アルカリ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される中和剤で中和し、水性不織布バインダを形成するステップ。

【0009】

あるいは、本発明は、前述の実施形態のうちのいずれかの方法によって形成される分散可能な不織布基材を提供する。

【0010】

別の実施形態では、本発明は、前述の実施形態のいずれかに従う、ベビーワイプ、パーソナルケアワイプ、クリーニングワイプ、またはｐＨが６未満のローションを含有する任意の湿式不織布などの分散可能なワイプを提供する。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明は、水性媒体中で分散可能な不織布基材の形成するための方法、及び本方法によって形成された分散可能な不織布基材から作られたベビーワイプ、パーソナルケアワイプ、もしくはクリーニングワイプ、またはローションがｐＨ５もしくは６未満である任意の湿式不織布などのワイプを提供する。

【0012】

本発明の水性媒体中で分散可能な不織布基材を形成するための方法において、本明細書における「水性」とは、連続相が水であるか、あるいは主に水を含むが、水混和性溶媒、殺生物剤、軟化剤、緩衝剤、キレート剤、及び界面活性剤、ならびに他の成分も任意に含む混合物である組成を意味する。本明細書において「分散可能な」とは、適切な条件下で、不織布基材が、より小さい部分、繊維の凝集体、個々の繊維、及びそれらの混合物の少なくとも１つに分解できることを意味する。

【0013】

本明細書において「不織布」とは、典型的には、織っていないまたは編んでいない材料で形成されたシートまたはウェブの繊維の織物様アセンブリを意味する。不織布基材は紙、不織布繊維、フェルト及びマット、または繊維の他のアセンブリを含む。不織布基材は、木綿、レーヨン、木材パルプなどのセルロース繊維；ポリエステル、ガラス、ナイロンなどの合成繊維；２成分繊維；及びそれらの混合物を含むことができる。一実施形態では、不織布基材は、水素結合に関与できる繊維の大部分を有する。代替的実施形態では、不織布基材は、セルロース繊維の大部分を含む。不織布基材は、例えば、ウェットレイド、エアレイド、スパンボンド、スパンメルト、及び水流交絡ウェブ形成などの、当該技術分野において既知の方法によって形成することができる。繊維は、典型的には、それらの長さ及び組成が、処理される不織布基材の最終的な分散性に不利ではないように選択される。

【0014】

水性媒体中で分散可能な不織布基材を形成するための方法は、少なくとも１０の多分散指数、１，０００，０００未満の重量平均分子量、及びエマルションポリマーの重量を基準にして８重量パーセント〜２２重量パーセントの酸モノマーを有するエマルションポリマーを含む水性不織布バインダと繊維質基材を接触させること、を含むか、またはそれからなるか、またはそれから本質的になる。

【0015】

水性不織布バインダは、エマルションポリマーを含み、これはすなわち、水性乳化重合プロセスにおけるエチレン系不飽和モノマーのフリーラジカル重合によって調製されたポリマーである。エマルションポリマーは、共重合単位として、エマルションポリマーの重量を基準にして８〜２２重量パーセントの酸モノマーを含む。８〜２２重量パーセントの範囲は全て本明細書に含まれ、本明細書に開示され、例えば、酸モノマーの重量パーセントは、８、１２．５、または１４の下限から１１、１６、２０、または２２の上限までであり得る。

【0016】

本エマルションポリマーは、少なくとも１０の多分散指数を有する。１０以上のいずれか及び全ての範囲が本明細書に含まれ本明細書に開示されており、例えば、エマルションポリマーは、１５、２０、３０、４０、または５０の多分散指数を有することができる。

【0017】

エマルションポリマーはまた、１，０００，０００未満の重量平均分子量を有する。１，０００，０００未満のあらゆる範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示されており、例えば、エマルションポリマーは、９００，０００未満、５００，０００未満、または４００，０００未満の重量平均分子量を有することができる。

【0018】

各種実施形態では、酸性モノマー重量パーセントの特定の範囲は、所望の粘度を得て中和後に少なくとも２０重量パーセントの固形分を有するバインダ材料を製造するために、特定の重量平均分子量範囲と組み合わされる。一般的に商業出荷には、少なくとも２０重量パーセントの固形分を有する組成物が必要である。一実施形態では、エマルションポリマーは、５００，０００未満の重量平均分子量及び１２．５重量パーセント〜２０重量パーセントの酸モノマーを有する。別の実施形態において、エマルションポリマーは、４００，０００未満の重量平均分子量及び１４重量パーセント〜１６重量パーセントの酸モノマーを有する。さらに別の実施形態において、エマルションポリマーは、９００，０００未満の重量平均分子量及び８重量パーセント〜１１重量パーセントの酸モノマーを有する。

【0019】

酸モノマーは、一塩基酸モノマー及び二塩基酸モノマーを含むことができる。一塩基酸モノマーは、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸モノメチル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノブチルなどのカルボン酸モノマーを含む。二塩基酸の実施例には、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸；それらの無水物、塩、及び混合物が含まれるが、これらに限定されない。

【0020】

エマルションポリマーはまた、少なくとも１種の他の共重合したエチレン性不飽和モノマー、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ウレイド官能性（メタ）アクリレート、及びアセトアセテート、アセトアミドまたは（メタ）アクリル酸のシアノアセテートを含む（メタ）アクリル酸エステルモノマー；スチレンまたは置換スチレン；ビニルトルエン；ブタジエン；酢酸ビニル、またはビニルエステル；塩化ビニル、塩化ビニリデンなどのビニルモノマー類；及び（メタ）アクリロニトリル；をさらに含む。本開示を通して使用される用語「（メタ）」に続く（メタ）アクリレートまたは（メタ）アクリルアミドのような別の用語の使用は、それぞれアクリレート及びメタクリレート、またはアクリルアミド及びメタクリルアミドの両方を指す。少なくとも１つの他の共重合エチレン系不飽和モノマーは、エマルションポリマーが所要の範囲内のＴｇを有するように選択される。一実施形態では、エマルションポリマーは、エチルアクリレート、スチレン、アクリル酸、及びイタコン酸を含む。

【0021】

異なる組成を有するエマルションポリマーの混合物も考えられる。２種以上のエマルションポリマーの混合物については、その中のエマルションポリマーの数または個々の組成に関わらず、エマルションポリマーの全組成から酸モノマー含有量及びＴｇを決定しなければならない。

【0022】

各種実施形態では、水性不織布バインダは、以下のステップを含む方法によって調製することができる。ａ）開始剤を使用し水溶液中で、少なくとも１種のモノ−エチレン系不飽和モノマー及び少なくとも１種の酸モノマーをエマルション重合するステップであって、開始剤は、水溶液中にモノマーの総重量を基準にして０．５重量パーセント〜１．５重量パーセントの範囲の量で存在してエマルションポリマーを形成する、ステップと、ならびに、ｂ）エマルションポリマーを、４〜７のｐＫｂを有するアミン、水酸化アルカリ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される中和剤で中和し、水性不織布バインダを形成するステップ。

【0023】

エマルションポリマーを調製するために使用されるエマルション重合技術は、例えば、米国特許第４，３２５，８５６号、同第４，６５４，３９７号、及び同第４，８１４，３７３号に開示されており、当該技術分野において周知である。各種実施形態では、エマルション重合は開始プロセス（例えば、熱または酸化還元）に依存して、室温１００℃までの反応温度で行われる。例えば、アルカリ金属またはアンモニウムアルキルサルフェート、アルキルスルホン酸、脂肪酸、共重合可能な界面活性剤、及びオキシエチル化アルキルフェノールなどのアニオン性及び／または非イオン性乳化剤のような、従来の界面活性剤を使用することができる。アニオン性乳化剤が好ましい。使用される界面活性剤の量は、全モノマーの重量を基準にして、通常０．１重量％〜６重量％である。熱または酸化還元開始プロセスのいずれかを使用してもよい。従来のフリーラジカル開始剤、例えば、過酸化水素、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ｔ−アミルヒドロペルオキシド、アンモニウム及び／または過硫酸アルカリ、ならびにアゾビスシアノバレリアン酸のような水溶性アゾ化合物、典型的には全モノマーの重量を基準にして０．０１重量％〜３．０重量％のレベルで使用してもよい。一実施形態では、開始剤は、全モノマーの重量を基準にして０．５重量％〜１．５重量％の範囲で存在する。例えば、スルホキシル酸ナトリウムホルムアルデヒド、ヒドロ亜硫酸ナトリウム、イソアスコルビン酸、ヒドロキシルアミンサルフェート、及び亜硫酸水素ナトリウムのような適切な還元剤と結合した同一の開始剤を使用する酸化還元プロセスは、任意に金属イオン、例えば鉄及び銅と組み合わせて、任意に金属のための錯化剤をさらに含んで、同様のレベルで使用することができる。メルカプタンのような連鎖移動剤を使用して、ポリマーの分子量を低下させることができる。モノマー混合物は、そのまままたは水中のエマルションとして追加してもよい。モノマー混合物は、一回の添加もしくは複数回の添加または全反応期間にわたって、単一または様々な組成物を用いて連続的に追加してもよい。例えば、フリーラジカル開始剤、酸化剤、還元剤、連鎖移動剤、中和剤、界面活性剤、及び分散剤などの追加の成分は、いずれかの段階の前、最中または後に追加してもよい。各種実施形態では、エマルションポリマーは、多段階エマルション重合プロセスによって調製することができ、組成が異なる少なくとも２つの段階で逐次的に重合される。最終ポリマーの分子量は上記の分子量範囲内にある。

【0024】

本発明の実施形態では、エマルションポリマーは、４〜７のｐＫｂを有するアミン、水酸化アルカリ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される中和剤で中和する。中和剤として使用することができるアルカリ水酸化物の例としては、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムが挙げられるが、これらに限定されない。ｐＫｂが４〜７であるアミンの例としては、トロメタミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、及びトリエタノールアミンが挙げられるが、これらに限定されない。種々の実施形態において、中和剤は０〜１００重量％のアミンを含有することができる。０〜１００重量％間のあらゆる範囲が本明細書に含まれ本明細書に開示されており、例えば、中和剤は、４０、５０、６０、または７５重量％のアミンを含有することができる。種々の実施形態において、中和剤は０〜１００重量％の水酸化アルカリを含有することができる。０〜１００重量％間のあらゆる範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示されており、例えば、中和剤は、４０、５０、６０、または７５重量％の水酸化アルカリを含有することができる。

【0025】

中和前、エマルションポリマーの計算されたガラス転移温度（「Ｔｇ」）は、一般に−２０℃〜３０℃である。本明細書のポリマーのＴｇは、フォックス式（Ｔ．Ｇ．Ｆｏｘ，Ｂｕｌｌ．Ａｍ．Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｓｏｃ．，Ｖｏｌｕｍｅ １，Ｉｓｓｕｅ Ｎｏ．３，ｐ．１２３（１９５６））を用いて計算したものである。例えば、モノマーＭ１及びモノマーＭ２のコポリマーのＴｇを計算するための式は以下である。
１／Ｔｇ（ｃａｌｃ．）＝ｗ（Ｍ１）／Ｔｇ（Ｍ１）＋ｗ（Ｍ２）／Ｔｇ（Ｍ２）
式中、
Ｔｇ（ｃａｌｃ．）はコポリマーについて計算されたガラス転移温度であり、
ｗ（Ｍ１）はコポリマー中のモノマーＭ１の重量分率であり、
ｗ（Ｍ２）はコポリマー中のモノマーＭ２の重量分率であり、
Ｔｇ（Ｍ１）はＭ１のホモポリマーのガラス転移温度であり、
Ｔｇ（Ｍ２）はＭ２のホモポリマーのガラス転移温度であり、
全ての温度は°Ｋである。

【0026】

ホモポリマーのガラス転移温度は、例えば、Ｊ．Ｂｒａｎｄｒｕｐ及びＥ．Ｈ．Ｉｍｍｅｒｇｕｔ編集、Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓの「Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ」に見出すことができる。いずれにしても、次のポリ酸についてのフォックス式の計算では、以下のホモポリマーＴｇを使用する。ポリ（メタクリル酸）Ｔｇ＝１８５℃、ポリ（アクリル酸）Ｔｇ＝１０６℃、ポリ（イタコン酸）Ｔｇ＝１５４℃、ポリ（無水マレイン酸）Ｔｇ＝１５４℃。

【0027】

エマルションポリマー粒子の平均粒子直径は、ニューヨーク州ホルツビル、Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏｒｐ．によって供給されるＢｒｏｏｋｈａｖｅｎ Ｍｏｄｅｌ ＢＩ−９０ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅｒによって測定すると、典型的には３０ナノメートル〜５００ナノメートル、好ましくは２００ナノメートル〜４００ナノメートルである。

【0028】

水性不織布バインダは、エマルションポリマーに加えて、例えば乳化剤、顔料、充填剤または増量剤、抗マイグレーション助剤、硬化剤、合体剤、界面活性剤、殺生物剤、可塑剤、オルガノシラン、消泡剤、腐食防止剤、着色剤、ワックス、他のポリマー、及び抗酸化剤などの従来の処理組成物が含まれてもよい。

【0029】

本発明の水性媒体中で分散可能な不織布基材を形成するための方法では、不織布基材が水性不織布バインダと接触させられる。典型的には、不織布バインダと接触された不織布基材の比は、乾燥重量基準で含浸量％としても知られているパーセンテージとして表され、１％〜２５％、好ましくは１％〜１０％であり、不織布基材の強度及び所望の最終用途に依存して選択される。不織布基材は、例えばエアスプレーまたはエアレススプレー、パッド、含浸、ロールコーティング、カーテンコーティング、グラビア印刷などの従来の塗布技術を用いて水性不織布バインダと接触させられる。不織布基材は、その位置もしくはその付近もしくは両方の表面に、または構造全体に均一もしくは不均一にバインダを提供するために、水性不織布バインダと接触させてもよい。また、水性不織布バインダは、パターン化分布が所望される場合に、一方または両方の表面に不均一な様式で適用されてもよいと考えられる。

【0030】

本発明の水性媒体中で分散可能な不織布基材を形成するための方法では、水性不織布バインダと接触された不織布基材は、許容可能なレベルの乾燥を達成するのに十分な時間、１２０℃〜２２０℃、好ましくは１４０℃〜１８０℃の温度に加熱される。一実施形態では、組成物は、組成物を実質的に乾燥させるのに十分な温度かつ時間加熱するが、組成物を実質的に硬化させない。

【0031】

本発明の水性媒体中で分散可能な不織布基材を形成するための方法は、接触され加熱された不織布基材は、様々な実施形態において最終ｐＨ＜５、最終ｐＨが３．０〜４．９９の水性媒体中に浸漬され、水性媒体中で分散可能な不織布を提供するために、様々な他の実施形態において３．０未満の最終ｐＨを有する。本明細書における「最終ｐＨ」とは、接触され加熱された不織布が浸漬される水性媒体のｐＨ（２０℃で測定）を意味する。選択された不織布及び水性媒体及びその量で最終ｐＨ＜５が達成されない場合、ｐＨは、浸漬ステップの前、最中、または後、例えばクエン酸のような酸性物質の添加によって、所望の範囲に調整される。水性媒体の必要なｐＨは、加熱され処理された不織布に対する有益レベルの湿潤強度に寄与すると考えられ、加熱され処理された不織布を貯蔵することができる、例えばワイプ溶液及びローションなどの特定の組成物に適したｐＨでもある。典型的には、水性媒体の重量は、接触され加熱された不織布基材の重量の０．１〜１０倍、好ましくは０．５〜５倍である。

【0032】

本発明の水性媒体中で分散可能な不織布を提供する方法では、本発明の分散可能な不織布を、＞６．５のｐＨ、好ましくは＞６．５の最終ｐＨ、好ましくは６．８〜１０．０の最終ｐＨで過剰の水性媒体に浸漬する。本明細書では、「過剰の水性媒体」とは、水性媒体の重量が接触され加熱された不織布の重量よりも大きいことを意味する。加熱され処理された不織布の湿潤強度は、指定されたｐＨ（２０℃で測定）で十分に低減され、より小さい部分、繊維の凝集体、個々の繊維、及びそれらの混合物の少なくとも１つに分解することを容易にする。例えば、処理された不織布がｐＨ＞６．５の過剰の水中に沈着し、便器洗浄動作のようなせん断力を受けた場合などには、適用可能な任意の機械的力はもちろん、この分散性プロセスを助けるであろう。

【0033】

本発明の実施形態は、ベビーワイプ、パーソナルケアワイプ、及びクリーニングワイプなどの様々なワイプを製造するために使用することができる。約５または６未満のｐＨを有する他のワイプも、本発明の実施形態を使用して製造することができる。

【実施例】

【0034】

使用する略称
ＡＡ＝アクリル酸
ＥＡ＝エチルアクリレート
ＩＡ＝イタコン酸
ＭＭＡ＝メチルメタクリレート
Ｓｔｙ＝スチレン

【0035】

ポリマー合成
撹拌機、コンデンサ、温度モニタ、加熱マントル、及び窒素導入口を備えた５０００ｍｌの丸底フラスコに、１８５０グラムの脱イオン水を添加し、続いて８５℃に加熱した。モノマープレミックスを、８００グラムの脱イオン水、２６．７グラムのＤｉｓｐｏｎｉｌ ＦＥＳ ９９３（ポリグリコールエーテル硫酸ナトリウム塩）、８．０ｇのイタコン酸、１６．０グラムのスチレン、１４２４グラムのアクリル酸エチル、及び１５２グラムの氷アクリル酸から調製した。８４℃の反応器水で、過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）７．２グラムを５１グラムの水に添加した。プレミックス供給は１２．１ｇ／分で開始した。２０分後、供給速度を２４．３ｇ／分に増加させた。同時に、２００グラムの脱イオン水内に溶解された２．４グラムの過硫酸アンモニウムの供給を１．８５ｇ／分で開始した。供給が完了した後、バッチを４０分かけて約７５℃までゆっくりと冷却した。目的の温度で、０．１５％硫酸第一鉄七水和物水溶液７グラムを添加した。５０グラムの脱イオン水中の２．７グラムのｔＢＨＰ（ｔ−ブチルヒドロペルオキシドの７０％水性ゾル）、及び５０グラムの脱イオン水中の１．９グラムのＢｒｕｇｇｏｌｉｔｅ ＦＦ６（Ｂｒｕｇｇａｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）の両方を１時間にわたって供給した。バッチを室温に冷却し、濾過した。続いて水酸化ナトリウムで材料を中和して〜２５％の固体を得た。本ポリマーを実施例１とする。他の実施例及び比較実施例は、同じプロセスを使用するが、可変量のモノマー、ＡＰＳ、及び反応温度（約９０℃まで）で調製した。

【0036】

次に、ワットマン４紙を種々のバインダでコーティングし、Ｐｕｒｅ ｎ’Ｇｅｎｔｌｅワイプから抽出し、〜４のｐＨを有するローションを得るように３％クエン酸でｐＨを調整して得たローション中、ならびに〜７から８のｐＨを有する水道水中で引張り強度を試験した。結果を以下の表１及び２に示す。全てのポリマーをモル基準で１００％中和した。

【0037】

【表1】

【0038】

【表2】

【0039】

表１及び２から分かるように、アンモニアは、４〜７のｐＫｂ範囲に入るにもかかわらず、その揮発性のため中和剤として使用することができない。

【0040】

種々の中和剤で中和された異なるポリマーを粘度について試験した。結果を表３に示す。

【0041】

【表3】

【0042】

表３から分かるように、２０重量％の酸を含むポリマーは非常に高い粘度を有していた。

【0043】

１５重量％の酸及び種々の分子量を有するポリマー溶液を粘度について試験した。各ポリマーは、８４重量％のＥＡ、１重量％のＳｔｙ、１４．５重量％のＡＡ、及び０．５重量％のＩＡを含有していた。全てのポリマーを４０当量％トロメタミン及び６０当量％水酸化ナトリウムで中和した。種々の温度で種々の量のＡＰＳを用いてポリマーを調製した。固体の量は、中和後の結合剤溶液中の固形分の重量パーセントを反映する。結果を以下の表４に示す。

【0044】

【表4】

【0045】

１５％酸ポリマーをコーティングしたワットマン４紙の引張り強度を種々のｐＨで測定した。コーティングしたワットマン４紙をストリップ切断し（１インチ×４インチ）、異なるｐＨを有する溶液に３０分間浸漬した。次いで、ストリップを吸い取って乾燥させ、強度について試験した。ポリマーは、８４重量％のＥＡ、１重量％のＳｔｙ、１４．５重量％のＡＡ及び０．５重量％のＩＡを含有し、１００％水酸化ナトリウムで中和された。結果を以下の表５に示す。

【0046】

【表5】

【0047】

表５から分かるように、引張り強度は、ｐＨが約７に達するまでｐＨが上昇するにつれて徐々に低下した。

【0048】

５００ガロンの反応器中で、８４重量％のＥＡ、１重量％のＳｔｙ、１４．５重量％のＡＡ、及び０．５重量％のＩＡを有するポリマーを種々の分子量の固形物及び種々の量の固形物と共に含有するバインダを製造した。各バインダを１００％水酸化ナトリウムで中和した。バインダの粘度は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｓｐｉｎｄｌｅ ３を用いて６０ｒｐｍで試験した。結果を以下の表６〜７に示す。

【0049】

【表6】

【0050】

【表7】

【0051】

以下の表８は、表９、１０、１１、及び１２の粘度試験に使用されるポリマーの特性を示す。表８の全固体値は、中和前のポリマーに関するものである。表９は、表８の選択された試料の重量平均分子量及び数平均分子量を示す。

【0052】

【表8】

【0053】

【表9】

【0054】

表１０〜１３の全てのバインダをトリエタノールアミンで１００％中和した。粘度はＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＃４ ｓｐｉｎｄｌｅを用いて測定した。「エラー」表示は、配合物の粘度が、特定のｒｐｍでの測定機器の能力を超えていることを意味する。このスピンドルで測定できる最大粘度は、２０ｒｐｍで１０，０００ｃｐｓ、５０ｒｐｍで４０００ｃｐｓ、及び１００ｒｐｍで２０００ｃｐｓである。

【0055】

【表10】

【0056】

【表11】

【0057】

【表12】

【0058】

【表13】

【0059】

表１０〜１３から分かるように、所望の粘度を達成するため、１５〜２０重量％の固体ポリマーを含有する配合物については、酸レベルを低くしなければならない。

【0060】

試験方法
試験方法としては、以下が挙げられる。

【0061】

粘度
粘度は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＤＶ−Ｉ及びＶｉｓｃｏｍｅｔｅｒを用いて、特定のｒｐｍを設定したＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｓｐｉｎｄｌｅを用い室温で測定した。

【0062】

分子量
分子量はサイズ排除クロマトグラフィ（ＳＥＣ）を使用して測定した。ＳＥＣはラテックスサンプルを約２ｍｇ／ｍＬの濃度でＴＨＦ／ＦＡ（１００：５容量／容量）に入れ、ＳＥＣサンプルを調製した。調製した混合物を機械式振とう器で周囲温度にて一晩振とうし、次いでさらに３日間置いた。混合物をＳＥＣ分析の前に０．４５μｍのＰＴＦＥフィルターで濾過した。ＳＥＣ分離は、ＨＰＬＣポンプシステム及び示差屈折計を室温で操作し液体クロマトグラフィ装置で行った。ＳＥＣ分離は、１ｍＬ／分の流速でＴＨＦ／ＦＡ（１００：５容量／容量）で行い、架橋ＰＳ−ＤＶＢゲル（粒径１０μｍ）を充填したＳｈｏｄｅｘ ＫＦ−８０６Ｌカラム（３００×８ｍｍ ＩＤ）とＳｈｏｄｅｘ ＫＦ−８００Ｄ（１００×８ｍｍ ＩＤからなる２つのＳＥＣカラムセットを用いて測定した。試料の注入量は、ＳＥＣ分離について１００μＬであった。少なくともＳＥＣ分離の良好な再現性を確認するために、各試料の重複注入を行った。商業的に入手可能なポリスチレンの限られた標準物質を使用して、サンプル分子量計算のための検量線を生成した。

【0063】

引張り強度
引張り強度は、９つの１インチ×４インチのストリップＣＤを、３％クエン酸を使用してｐＨを５未満に維持した５０ｇのローション、１１０ｐｐｍの重炭酸ナトリウムでｐＨ＝７に調整した水道水中に別々に浸し、３０分後測定した。引張り強度を測定するために、Ｔｈｗｉｎｇ Ａｌｂｅｒｔ ＥＪＡ引張り試験機を使用した。以下の設定を行った：標点距離長さ２インチ、試験速度１２インチ／分、破断スロープ拡張機能９０％、アーム荷重０．０２ｋｇ。

【0064】

本発明は、その趣旨及び本質的な特性から逸脱することなく他の形態で実施することができ、したがって、本発明の範囲を示すものとして、前述の明細書ではなく添付の特許請求の範囲を参照すべきである。本願は以下の発明に関するものである。
（１）水性媒体中で分散可能な不織布基材を形成するための方法であって、繊維質基材を、少なくとも１０の多分散指数、１，０００，０００未満の重量平均分子量、及び８重量パーセント〜２２重量パーセントの酸モノマーを有するエマルションポリマーを含む水性不織布バインダと接触させることを含む、方法。
（２）前記エマルションポリマーが、５００，０００未満の重量平均分子量及び１２．５重量パーセント〜２０重量パーセントの酸モノマーを有する、前記（１）に記載の方法。
（３）前記エマルションポリマーが、４００，０００未満の重量平均分子量及び１４重量パーセント〜１６重量パーセントの酸モノマーを有する、前記（１）に記載の方法。
（４）前記エマルションポリマーが、９００，０００未満の重量平均分子量及び８重量パーセント〜１１重量パーセントの酸モノマーを有する、前記（１）に記載の方法。
（５）前記水性不織布バインダが、
ａ）開始剤を使用して、水溶液中で少なくとも１種のモノ−エチレン系不飽和モノマー及び少なくとも１種の酸モノマーをエマルション重合するステップであって、前記開始剤は、前記水溶液中に前記モノマーの総重量を基準にして０．５重量パーセント〜１．５重量パーセントの範囲の量で存在して前記エマルションポリマーを形成する、ステップと、
ｂ）前記エマルションポリマーを、４〜７のｐＫｂを有するアミン、水酸化アルカリ、
及びそれらの組み合わせからなる群から選択される中和剤で中和して、前記水性不織布バインダを形成するステップと、を含む方法によって調製される、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の方法。
（６）不織布基材を前記水性不織布バインダと接触させて、接触された不織布基材を形成することと、
前記接触された不織布基材を１２０℃〜２２０℃の温度に加熱して、加熱され接触された不織布基材を形成することと、
前記接触され加熱された不織布基材を、５未満の最終ｐＨを有する水性媒体中に浸漬して、水性媒体中で分散可能な不織布を得ることと、をさらに含む、前記（５）に記載の方法。
（７）前記エマルションポリマーが、エチルアクリレート、スチレン、アクリル酸、及びイタコン酸を含む、前記（５）に記載の方法。
（８）前記開始剤が、過硫酸アルカリ、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ｔ−アミルヒドロペルオキシド、アゾビスシアノバレリアン酸、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、前記（５）〜（７）のいずれかに記載の方法。
（９）前記中和ステップが、８０％〜１００％中和されたポリマーをもたらす、前記（５）〜（８）のいずれかに記載の方法。
（１０）前記エマルションポリマーが、ステップｂ）における中和前に、−２０℃〜３０℃の範囲のガラス転移温度を有する、前記（５）〜（９）のいずれかに記載の方法。
（１１）分散可能なワイプ製品であって、
ａ）繊維質基材と、
ｂ）少なくとも１０の多分散指数、１，０００，０００未満の重量平均分子量、及び８重量パーセント〜２２重量パーセントの酸モノマーを有するエマルションポリマーを含む水性不織布バインダと、を含む、ワイプ製品。
（１２）前記水性不織布バインダが、以下のステップ、
ａ）開始剤を使用して、水溶液中で少なくとも１種のモノ−エチレン系不飽和モノマー及び少なくとも１種の酸モノマーをエマルション重合するステップであって、前記開始剤は、前記水溶液中に前記モノマーの総重量を基準にして０．５重量パーセント〜１．５重量パーセントの範囲の量で存在して前記エマルションポリマーを形成する、ステップと、
ｂ）前記エマルションポリマーを、４〜７のｐＫｂを有するアミン、水酸化アルカリ、
及びそれらの組み合わせからなる群から選択される中和剤で中和して、前記水性不織布バインダを形成するステップと、を含む方法によって調製される、前記（１１）に記載の分散可能なワイプ製品。
（１３）前記（１１）に記載の分散可能なワイプ製品で調製されたベビーワイプ。
（１４）前記（１１）に記載の分散可能なワイプ製品で調製されたパーソナルケアワイプ。
（１５）前記（１１）に記載の分散可能なワイプ製品で調製されたクリーニングワイプ。