高い流動を有するブロック共重合体を含むエラストマー複合繊維
鞘が熱可塑性ポリマーであり、芯がエラストマー配合物である鞘−芯形態を有し、高い生産速度で融解物から連続的に押し出し成形できる複合繊維が作製される。前記エラストマー配合物は、高い流動を有するカップリングされ選択的に水素化されたブロック共重合体を含む。前記ブロック共重合体は、分子量５，０００ないし７，０００の少なくとも１つのポリスチレンブロックと、分子量２０，０００ないし７０，０００で６０モル％以上の高いビニル含有量を有する少なくとも１つのポリジエンブロックとを有する。前記複合繊維は、織布、スパンボンド式不織布又はフィルター、短繊維及び接合され毛羽立った織布などの物品の製造に有用である。前記複合繊維は、８００ｍｐｍを超え、０．１ないし５０ｇ／９０００ｍのデニールを有する繊維を作製するために熱可塑性ポリマープロセスを使用して作製できる。
【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、高流動及び高弾性を有するブロック共重合体という表題の、２００４年３月３日に出願された米国暫定特許出願シリアル番号６０／５４９，５７０の利点を請求する。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、熱可塑性ポリマー鞘とエラストマー芯とを含む複合繊維に関する。特に前記エラストマー芯は、モノアルケニルアレーンと、高流動を有する共役ジエンブロックのブロック共重合体を含む。本発明は、複合繊維を作製するためのプロセスにも関する。本発明はさらに、複合繊維から製造される物品にも関する。
【背景技術】
【０００３】
弾性材料から作製される繊維には、織布から、使い捨て可能な個人衛生用物品へのスパンボンド弾性マットに至る、多様な用途が見出される。このような適用のためにスチレンブロック共重合体を使用することは特に興味のあることであろう。しかしながら、ブロック共重合体融解物は、典型的には、相分離された性質を有しているので、高い融解弾性及び高い融解粘性が生じる。繊維紡糸金口などにおいて見られる小さな孔を通じてスチレンブロック共重合体を加工するために、高価で特殊化された融解ポンプ装置が必要とされるであろう。さらに、前記高融解弾性によって繊維がダイスを出るときに破壊され、連続的なエラストマー繊維の形成を妨害する。結果として、スチレンブロック共重合体は高い加工速度で連続的な弾性繊維へと加工するのが非常に困難であることがわかっている。
【０００４】
スチレンブロック共重合体にともなう更なる問題点は、前記融解物におけるスチレンブロック共重合体特有の粘性である。この特徴のため、スチレンブロック共重合体の融解した紡糸したファイバーは、加工中に互いに固着するか又は自己固着する傾向にある。この効果は、望ましくなく、実際、個別の連続した繊維が目標であるとき、極めて問題でありうる。受容できない繊維製品がもたらされることに加えて、繊維の自己固着のために、装置の汚損及び費用のかかる操業停止が起こる。弾性繊維製造においてスチレンブロック共重合体を適用するための尽力は、現在に至るまで、著しい困難を伴ってきた。
【０００５】
Ｈｉｍｅｓは、米国特許第４，８９２，９０３号においてエラストマー繊維を作製するためのあるアプローチとしてトリブロック／ジブロック共重合体配合物の使用を教示した。組成物のこれらのタイプは、メルトブロウン（ｍｅｌｔ−ｂｌｏｗｎ）不織性適用において使用されるなどの不連続繊維及び連続繊維の形成に対して制限を与える高い粘性及び融解弾性を有していることがわかった。
【０００６】
酸性機能化スチレンブロック共重合体を含む複合繊維は、欧州特許出願第０４６１７２６号においてＧｒｅｅｋによって教示されている。従来の、酸性機能性である選択的に水素化されたスチレンブロック共重合体は、ポリアミドを使用する並列した複合繊維を形成するために使用された。前記酸性機能付与が前記２つの要素間の接着を亢進させる一方で、酸性機能付与が機能付与されていないブロック共重合体よりも高い融解粘性及び融解弾性にさえ至ることは本分野で公知である。さらに、Ｇｒｅａｋにより教示される並列形態は、加工中に本来粘性のある繊維が自己固着するのを防止しないであろう。
【０００７】
他のポリマーのうち、従来のスチレンブロック共重合体を含み、多様な形態を有する複合繊維を使用して製造される接合された不織布が、米国特許第６，２２５，２４３号においてＡｕｓｔｉｎにより教示されている。特に、芯がスチレンブロック共重合体を含む鞘−芯形態は、不織布を形成するために適切に低い粘性を有する繊維を提供した。
【０００８】
しかしながら、従来のスチレンブロック共重合体の高い粘性及び融解弾性は、連続したエラストマー繊維の高速スピンを妨げている。本発明は、連続的なエラストマー複合繊維へと形成できる高いメルトフローのブロック共重合体を提供することによってこれらの長年のニーズに対処する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ある態様において、本発明は、エラストマー配合物芯が、Ｓブロック及びＥ若しくはＥ１ブロックを有し且つ一般式
Ｓ−Ｅ−Ｓ， （Ｓ−Ｅ１）ｎ， （Ｓ−Ｅ１）ｎＳ， （Ｓ−Ｅ１）ｎＸ
（ここで、
ａ．水素化の前に前記Ｓブロックがポリスチレンブロックであり、
ｂ．水素化の前に前記Ｅブロックが４０，０００ないし７０，０００の分子量を有するポリブタジエン、ポリイソプレン及びその混合物からなる群から選択されるポリジエンブロックであり、
ｃ．水素化の前に前記Ｅ１ブロックが２０，０００ないし３５，０００の分子量を有するポリブタジエン、ポリイソプレン及びその混合物からなる群から選択されるポリジエンブロックであり、
ｄ．ｎが２ないし６の値を有し、及びＸはカップリング剤の残部であり、
ｅ．前記ブロック共重合体のスチレン含有量が１３ないし２５重量％であり、
ｆ．水素化の前の前記ポリジエンブロックのビニル含有量が７５ないし８５モル％であり、
ｇ．前記ブロック共重合体は、式中Ｓ、Ｅ及びＥ１がすでに定義されているとおりである一般式
Ｓ−Ｅ若しくはＳ−Ｅ１
を有する単位の１５重量％未満を包含し、
ｈ．水素化の後、前記スチレン二重結合の約０ないし１０％が水素化されており、及び前記抱合されたジエン二重結合の少なくとも８０％が水素化されており、
ｉ．前記Ｓブロックの各々の分子量が５，０００ないし７，０００であり、及び
ｊ．前記ブロック共重合体のメルトインデックスが、２３０℃及び２．１６ｋｇ重量でＡＳＴＭ Ｄ１２３８にしたがって１２ｇ／１０分以上である。）
を有する選択的に水素化されたブロック共重合体又はそれらの混合物を含む、熱可塑性ポリマー鞘と前記エラストマー配合物芯とを含む複合繊維である。
【００１０】
別の態様において本発明は、本明細書に記載の複合繊維を含む弾性モノフィラメント、織物、スパンボンド不織布、メルトダウン（ｍｅｌｔ ｂｌｏｗｎ）不織布若しくはフィルター、短繊維、糸又は接合され毛羽立てられた繊維などの物品である。
【００１１】
更なる態様において本発明は、複合繊維がフィラメントあたり９０００ｍあたり０．１ないし１０ｇのデニールを有するように、熱可塑性ポリマーから主としてなる鞘とエラストマー配合物から主としてなる芯とを有する１本以上のフィラメントを１分間あたり少なくとも５００ｍの速度で形成するために、ダイスを通じて個別の融解ポンプを使用して前記熱可塑性ポリマー及び前記エラストマー配合物に力が加えられる、本明細書に記載の前記熱可塑性ポリマーと選択的に水素化されたブロック共重合体を含むエラストマー配合物との共押し出しを含む、複合繊維を作製するためのプロセスである。
【００１２】
重要なことに、本発明は、高速で商業型の装置上で複合繊維の加工を可能にする高いメルトフローを有する前記芯におけるエラストマー配合物を含む。前記エラストマー芯配合物の高いメルトフローは、高いビニル含有量、十分に小さな分子量を有する選択的に水素化されたブロック共重合体を使用して、又はこれらの特徴のいくつかの組み合わせによって達成できる。
【００１３】
前記エラストマー芯配合物はさらに、前記鞘材料と組成的に同一又は異別の熱可塑性ポリマーを含むことができる。前記エラストマー芯における熱可塑性ポリマーの組み込みは、芯−鞘相溶性を亢進し、前記芯−鞘接着性を亢進し、前記エラストマー配合物の加工性を亢進し、及び／又は前記材料の経済性を改善することができる。
【００１４】
好ましい実施態様の詳述。
【００１５】
本発明の複合繊維は、熱可塑性ポリマー鞘と、選択的に水素化されたブロック共重合体を含むエラストマー配合物芯とを含む。前記複合繊維は、前記熱可塑性ポリマー及び前記エラストマー配合物芯がダイス又は紡糸金口に対して個別に計量供給される共押し出しプロセスによって作製される。このような共押し出しされた複合繊維は並列の鞘−芯、サイドバイサイド、ｉｓｌａｎｄｓ−ｉｎ−ｔｈｅ−ｓｅａ、二突出部（ｂｉｌｏｂａｌ）、三突出部（ｔｒｉｌｏｂａｌ）、及びパイ形を含むさまざまな形態を有することができるが、これに制限されるものではない。
【００１６】
本発明において、前記鞘が前記繊維の外側表面の大部分を形成することは重要である。特に、前記鞘が前記芯の周りのカバーを形成する前記鞘−芯形態が好ましい。
【００１７】
この好ましい形態において、前記芯は前記繊維の横断切片において中心に集まることができるか、又は中心を外れることができる。前記鞘は前記繊維の周囲上に完全な形式で前記芯を覆うことができるか、又は前記繊維の周囲上を部分的にのみ覆うことができる。前記カバーが前記周囲の周りで部分的である場合、前記形態は前記芯が前記繊維の容積の大部分をなす並列の形態と区別される。本発明における前記鞘と前記芯との容積比は、５／９５ないし４９／５１である。鞘と芯の容積比の好ましい範囲は１０／９０ないし４０／６０であり、最も好ましい範囲は２０／８０ないし３０／７０である。前記鞘は主として熱可塑性ポリマーからなり、前記芯は主としてエラストマー配合物からなる。本明細書で使用されるように、「主としてなる」とは、容積基準の８０％を超えることを意味する。
【００１８】
前記エラストマー配合物芯は、Ｓブロック及びＥブロック若しくはＥ１ブロックを有し、一般式
Ｓ−Ｅ−Ｓ， （Ｓ−Ｅ１）ｎ， （Ｓ−Ｅ１）ｎＳ， （Ｓ−Ｅ１）ｎＸ
を有する選択的に水素化されたブロック共重合体又はその混合物を含み、その中で（ａ）は水素化の前に、前記Ｓブロックがポリスチレンブロックであり、（ｂ）水素化の前に前記Ｅブロック若しくはＥ１ブロックは、ポリブタジエン、ポリイソプレン及びそれらの混合物からなる群から選択されるポリジエンブロックである。前記ブロック共重合体は、３ないし６個のアームを有する直鎖状又は放射状でありうる。前記直鎖状立体配置のための一般式には、
Ｓ−Ｅ−Ｓ及び／又は（Ｓ−Ｅ１）ｎ及び／又は（Ｓ−Ｅ１）ｎＳ
が含まれ、式中、前記Ｅブロックはポリブタジエン、ポリイソプレン及びそれらの混合物からなる群から選択され、４０，０００ないし７０，０００の分子量を有するポリジエンブロックであり、前記Ｅ１ブロックはポリブタジエン、ポリイソプレン及びそれらの混合物からなる群から選択され、２０，０００ないし３５，０００の分子量を有するポリジエンブロックであり、ｎは２ないし６の値を有し、好ましくは２ないし４であり、より好ましくは約３の平均を有する。例によって、３個及び４個のアームを有する放射状立体配置のための一般式には、
【００１９】
【化１】
及び
【００２０】
【化２】
があり、式中前記Ｅ１ブロックはポリブタジエン、ポリイソプレン及びそれらの混合物からなる群から選択され、２０，０００ないし３５，０００の分子量を有するポリジエンブロックであり、及びＸはカップリング剤残部である。
【００２１】
本明細書で使用される、「分子量」という語は、前記ポリマー又は前記共重合体のブロックのｇ／モルにおける真の分子量を指す。本明細書及び請求項において言及される分子量は、ＡＳＴＭ ３５３６にしたがって実施されるような、ポリスチレン較正基準を使用するゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を使用して測定できる。ＧＰＣは、ポリマーが分子の大きさに従って分離され、最大の分子が最初に溶出する公知の方法である。前記クロマトグラフは、商業上入手可能なポリスチレン分子量標準物質を使用して較正される。そのように較正されるＧＰＣを使用して測定されるポリマーの分子量は、スチレン当量の分子量である。前記スチレン当量の分子量は、前記ポリマーのスチレン含有量及び前記ジエンセグメントのビニル含有量が公知であるとき、真の分子量へ変換できる。使用される検出器は、好ましくは紫外線及び屈折率の組み合わせ検出器である。本明細書で表される分子量は、真の分子量へ変換された前記ＧＰＣトレースのピークで測定され、一般に「ピーク分子量」として言及される。
【００２２】
本発明のブロック共重合体は、スチレン及び、ブタジエン、イソプレン及びそれらの混合物からなる群から選択されるジエンのアニオン重合により調製される。前記重合化は、約−１５０℃ないし約３００℃の範囲内の温度で、好ましくは約０℃ないし約１００℃の範囲内の温度で適切な溶媒において前記スチレン及びジエン単量体を有機アルカリ金属配合物と接触させることによって達成される。特に効果的なアニオン重合開始剤は、一般式ＲＬｉｎを有する有機リチウム配合物であり、式中Ｒは、１ないし２０個の炭素原子を有する脂肪族、環状脂肪族、芳香族、又はアルキル置換された芳香族炭化水素ラジカルであり、ｎは１ないし４の値を有する。好ましい開始剤にはｎ−ブチルリチウム及びｓｅｃ−ブチルリチウムがある。陰イオン重合化のための方法は公知であり、米国特許第４，０３９，５９３号及び米国再発行特許第Ｒｅ２７，１４５号などの参考文献において見出されうる。
【００２３】
本発明のブロック共重合体は、２ないし６個の「アーム」の混合物を有する直鎖状、直鎖状のカップリングされた、又はラジカルブロック共重合体でありうる。直鎖状ブロック共重合体は、スチレンを重合化して第一Ｓブロックを形成し、ブタジエンを添加してＥブロックを形成した後、更なるスチレンを添加して第二Ｓブロックを形成することによって生成されうる。直鎖状のカップリングされたブロック共重合体は、第一Ｓブロック及びＥブロックを形成した後、前記ジブロックを二機能性カップリング剤と接触させることによって生成される。放射状ブロック共重合体は、少なくとも三機能性であるカップリング剤を使用することによって調製される。
【００２４】
直鎖状ブロック共重合体を調製するのに有用な二機能性カップリング剤には、例えば米国特許第３，７６６，３０１号に開示される安息香酸メチルが含まれる。放射状ブロック共重合体を形成するのに有用な２、３又は４個の機能基を有する他のカップリング剤には、例えば、米国特許第３，２４４，６６４号、第３，６９２，８７４号、第４，０７６，９１５号、第５，０７５，３７７号、第５，２７２，２１４号及び第５，６８１，８９５号に開示される四塩化シリコン及びアルコキシシラン、米国特許第３，２８１，３８３号に開示されるポリエポキシド、ポリイソシアン酸塩、ポリイミン、ポリアルデヒド、ポリケトン、ポリ無水物、ポリエステル、ポリハロゲン化物、米国特許第３，５９４，４５２号に開示されるジエステル、米国特許第３，８８０，９５４号に開示されるメトキシシラン、米国特許第３，９８５，８３０号に開示されるジビニルベンゼン、米国特許第４，１０４，３３２号に開示される三塩化１，３，５−ベンゼントリカルボン酸、米国特許第４，１８５，０４２号に開示されるグリシドキシトリメトキシシラン、及び米国特許第４，３７９，８９１号に開示されるオキシジプロピルビス（トリメトキシシラン）が含まれる。
【００２５】
本発明のある実施態様において、使用されるカップリング剤は一般式Ｒｘ−Ｓｉ−（ＯＲ’）ｙのアルコキシシランであり、ｘは０又は１であり、ｘ＋ｙ＝３又は４であり、Ｒ及びＲ’は同一又は異別であり、Ｒはアリール、直鎖アルキル及び分岐鎖アルキル炭化水素基から選択され、Ｒ’は直鎖及び分岐鎖アルキル炭化水素基から選択される。前記アリール基は、好ましくは６ないし１２個の炭素原子を有する。前記アルキル基は好ましくは１ないし１２個の炭素原子を、より好ましくは１ないし４個の炭素原子を有する。融解条件下で、これらのアルコキシシランカップリング剤は４を超える機能性を生じるようさらにカップリングできる。好ましいテトラアルコキシシランは、テトラメトキシシラン（「ＴＭＳｉ」）、テトラエトキシシラン（「ＴＥＳｉ」）、テトラブトキシシラン（「ＴＢＳｉ」）、及びテトラキス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン（「ＴＥＨＳｉ」）である。好ましいトリアルコキシシランは、メチルトリメトキシシラン（「ＭＴＭＳ」）、メチルトリエトキシシラン（「ＭＴＥＳ」）、イソブチルトリメトキシシラン（「ＩＢＴＭＯ」）及びフェニルトリメトキシシラン（「ＰｈＴＭＯ」）である。これらのうち、より好ましいのはテトラエトキシシラン及びメチルトリメトキシシランである。
【００２６】
本発明のある重要な態様は、前記ポリマーの微小構造である。本発明に関連する前記微小構造は、前記Ｅブロック及び／又はＥ１ブロックにおける多量のビニルである。この立体配置は、前記ジエンの重合化の間に調節剤を使用することによって達成できる。典型的な調節剤はジエチルエーテルである。本明細書に参照によって組み込まれる開示である米国特許第Ｒｅ２７，１４５号及び米国特許第５，７７７，０３１号を参照してほしい。有用とされるブロック共重合体を調製することに関する当業者に公知のいずれかの微小構造調節剤は、本発明のブロック共重合体を調製するのに使用できる。
【００２７】
本発明の実施において、前記ブロック共重合体はそれらが水素化の前に前記Ｅ及び／又はＥ１ブロックにおける約６０ないし約８５モル％ビニルを有するよう調製される。別の実施態様において、前記ブロック共重合体は、それらが約６５ないし約８５モル％ビニル含有量を有するよう調製される。さらに別の実施態様において、前記ブロック共重合体は、それらが約７０ないし約８５モル％ビニル含有量を有するよう調製される。本発明の別の実施態様は、ブロック共重合体が前記Ｅ及び／又はＥ１ブロックにおいて約７３ないし約８３モル％ビニル含有量を有するよう調製されるブロック共重合体を含む。
【００２８】
ある実施態様において、本発明は、水素化されたブロック共重合体である。本発明の水素化されたブロック共重合体は、本分野で公知のいくつもの水素化プロセスのうちのいずれかを使用して選択的に水素化された。例えば、前記水素化は、米国特許第３，４９４，９４２号、第３，６３４，５９４号、第３，６７０，０５４号、第３，７００，６３３号、及び第Ｒｅ．２７，１４５号において教示されるものなどの方法を使用して達成でき、それらの開示は本明細書に参照によって組み込まれている。共役ポリジエンブロック中の二重接合に対して選択的であり、ポリスチレンブロック中の前記芳香族不飽和を実質的にそのままの状態に保つ任意の水素化方法が、本発明の水素化されたブロック共重合体を調製するために使用できる。
【００２９】
従来技術において公知であり、本発明の水素化されたブロック共重合体を調製するのに有用な方法は、適切な触媒、特に鉄グループ金属原子、特にニッケル又はコバルトを含む触媒又は触媒前駆体及びアルミニウムアルキルなどの適切な還元剤の使用を包含する。チタンベースの触媒系も、有用である。一般に、前記水素化は、約２０℃ないし約１００℃の範囲内の温度で、約１００ｐｓｉｇ（６８９ｋＰａ）ないし約５，０００ｐｓｉｇ（３４，４７３ｋＰａ）の範囲内の水素分圧で適切な溶媒中で達成できる。溶液全体に基づいた鉄グループ金属の重量による約１０ｐｐｍないし約５００ｐｐｍの範囲内の触媒濃度が一般に使用され、水素化条件での接触は一般に約６０ないし約２４０分の範囲の時間で持続される。前記水素化が完了した後、前記水素化触媒及び触媒残部は前記ポリマーから一般に分離されるであろう。
【００３０】
本発明の実施において、前記水素化されたブロック共重合体は８０％を超える水素化度を有する。このことは、前記Ｅ又はＥ１ブロックにおける抱合されたジエン二重接合の８０％を超えるものがアルケンからアルカンへ水素化されたことを意味する。ある実施態様において、前記Ｅ又はＥ１ブロックは約９０％を超える水素化度を有する。別の実施態様において、前記Ｅ又はＥ１ブロックは約９５％を超える水素化度を有する。
【００３１】
本発明の実施において、前記ブロック共重合体のスチレン含有量は約１３％ないし約２５重量％である。ある実施態様において、前記ブロック共重合体のスチレン含有量は約１５％ないし約２４％である。これらの範囲内のいずれかのスチレンが本発明と併用して使用できる。水素化後、前記Ｓブロックにおけるスチレン二重接合の０ないし１０％は、本発明の実施において水素化されている。
【００３２】
本発明のブロック共重合体における前記Ｓブロックの各々の分子量は、本発明のブロック共重合体において約５，０００ないし約７，０００である。ある実施態様において、前記Ｓブロックの各々の分子量は、約５，８００ないし約６，６００である。本発明のブロック共重合体の前記Ｓブロックはこれらの範囲内のいずれかの分子量を有するポリスチレンブロックでありうる。
【００３３】
本発明の実施において、前記Ｅブロックは単一のポリジエンブロックである。これらのポリジエンブロックは、約４０，０００ないし約７０，０００の範囲の分子量を有しうる。前記Ｅ１ブロックは、約２０，０００ないし約３５，０００の分子量の範囲を有するポリジエンブロックである。ある実施態様において、前記Ｅブロックの分子量の範囲は約４５，０００ないし約６０，０００であり、カップリングされる前のカップリングされるブロック共重合体の各Ｅ１ブロックについての分子量の範囲は、約２２，５００ないし約３０，０００である。
【００３４】
従来の水素化されたブロック共重合体を上回る本発明のある利点は、それらが簡単に鋳造できるか又は形状若しくはフィルムへと連続して押し出し形成できるか又は繊維へと妨糸できる高いメルトフローを有することである。この特徴によってエンドユーザーは、特性を劣化し、領域夾雑、煤煙を生じ、鋳型及びダイス上で堆積される添加物の使用を回避するか又は少なくとも制限することが可能になる。しかし、本発明の水素化されたブロック共重合体は、非効率的なカップリング由来のジブロックなどのこれらの望ましくない効果を生じうる夾雑物質において非常に低くもある。本発明のブロック共重合体及び水素化されたブロック共重合体はジブロック含有量の１５重量％未満を有し、このようなジブロックは一般式
ＳＥ又はＳＥ１
を有し、式中、Ｓ、Ｅ及びＥ１はすでに定義されるとおりである。ある実施態様において、前記ジブロックレベルは１０％未満であり、別の実施態様においては８％未満である。例えば、前記水素化されたブロック共重合体の構造が（Ｓ−Ｅ１）２Ｘである場合、前記ブロック共重合体は、前記Ｓ−Ｅ１種の１０％未満を含有する。すべての百分率は重量による。
【００３５】
本発明の水素化されたブロック共重合体のある特徴は、それらが低い秩序−無秩序温度を有することである。本発明の水素化されたブロック共重合体の秩序−無秩序温度（ＯＤＴ）は、典型的には約２５０℃未満である。２５０℃を超えると、いくつかの適用についての特定の場合において２５０℃を超えるＯＤＴが利用できるものの、前記ポリマーは加工するのがより困難である。あるこのような場合は、前記ブロック共重合体が他の成分と組み合わさって加工を改善するときである。このような他の成分は、熱可塑性ポリマー、油、樹脂、ワックス又はその類似物であってもよい。ある実施態様において、前記ＯＤＴは約２４０℃未満である。好ましくは、本発明の水素化されたブロック共重合体は、約２１０℃ないし約２４０℃のＯＤＴを有する。この特性はいくつかの適用において重要でありえ、なぜなら、前記ＯＤＴが２１０℃を下回るとき、前記ブロック共重合体は望ましくない過剰の又は低い力であるクリープを呈するかもしれないからである。本発明の目的のため、前記秩序−無秩序温度は、それ以上の温度で毛細管流体力学又は動的流体力学によって０剪断粘性が測定できる温度として定義される。
【００３６】
本発明の目的について、「メルトインデックス」という語は、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８にしたがった２３０℃及び２．１６ｋｇ重量での前記ポリマーのメルトフローの測定結果である。それは、１０分間に融解レオメータのオリフィスを通過するポリマーのｇの単位で表される。本発明の水素化されたブロック共重合体は、より高いメルトインデックスを有する同様の水素化されたブロック共重合体と比べより簡単に加工できる望ましい高いメルトインデックスを有する。ある実施態様において、本発明の水素化されたブロック共重合体は１２以上のメルトインデックスを有する。別の実施態様において、本発明の水素化されたブロック共重合体は少なくとも１５のメルトインデックスを有する。さらに別の実施態様において、本発明の水素化されたブロック共重合体は少なくとも４０のメルトインデックスを有する。本発明の別の実施態様には、約２０ないし約１００のメルトインデックスを有する水素化されたブロック共重合体が含まれる。本発明のさらに別の実施態様は、約５０ないし約８５のメルトインデックスを有する水素化されたブロック共重合体を含む。
【００３７】
更なる実施態様において、前記エラストマー配合物芯はさらに、熱可塑性ポリマーを含む。この実施態様において、前記エラストマー芯は、ポリプロピレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリアミド、ポリ（テレフタル酸エチレン）、ポリ（テレフタル酸ブチレン）、ポリ（テレフタル酸トリメチレン）及び前記鞘組成物に関して本明細書に記載の他の熱可塑性物質などの熱可塑性ポリマーの重量による５０％までを含有する。
【００３８】
更なる実施態様において、前記複合繊維のエラストマー芯は、約２０ないし約６０モル％の範囲のビニル含有量を有する選択的に水素化されたブロック共重合体を含む。この実施態様において、前記ブロック共重合体は、それが本明細書に表される記述にしたがって高いメルトインデックスを有するような真の総分子量を有する。
【００３９】
本発明は、主として熱可塑性ポリマーからなる鞘を含む。典型的な熱可塑性ポリマーには、例えば、エチレンホモポリマー、エチレン／α−オレフィン共重合体、プロピレンホモポリマー、プロピレン／α−オレフィン共重合体、衝撃ポリプロピレン共重合体、ブチレンホモポリマー、ブチレン／αオレフィン共重合体、及び他のαオレフィン共重合体又はインターポリマー（ｉｎｔｅｒｐｏｌｙｍｅｒ）が含まれる。
【００４０】
代表的なポリエチレンには、例えば実質的に直鎖状のエチレンポリマー、均質に分岐される直鎖状エチレンポリマー、不均質に分岐される直鎖状エチレンポリマーがあるがそれらには制限されず、それらには直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度又は非常に低密度のポリエチレン（ＵＬＤＰＥ又はＶＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）及び高圧低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）が含まれる。
【００４１】
前記熱可塑性ポリマーがポリエチレンであるとき、メルトフロー指数とも呼ばれる前記メルトフローは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８にしたがって２３０℃及び２．１６ｋｇ重量で少なくとも２５ｇ／１０分でなければならない。ポリエチレンの好ましいタイプは直鎖状低密度ポリエチレンである。
【００４２】
代表的なポリプロピレンには、例えば、プロピレンがモル基準に関する主要成分である実質的にアイソタクティックなプロピレンホモポリマー、ランダムαオレフィン／プロピレン共重合体、及び前記ポリマーマトリクスが主としてポリプロピレンホモポリマーであるか又はランダム共重合体であり、前記ゴム相がα−オレフィン／プロピレンランダム共重合体であるポリプロピレン衝撃共重合体が含まれるがそれらには制限されない。ポリプロピレンの適切なメルトフローは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８にしたがって２３０℃及び２．１６ｋｇで少なくとも１０ｇ／１０分である。より好ましくは少なくとも２０ｇ／１０分のメルトフローである。ポリプロピレンホモポリマーは、ポリプロピレンの好ましいタイプである。
【００４３】
エチレン／α−オレフィン共重合体及びプロピレン／α−オレフィン共重合体の例には、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製のＡＦＦＩＮＩＴＹ、ＥＮＧＡＧＥ及びＶＥＲＳＩＦＹポリマー、及びＥｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌ社製のＥＸＡＣＴ及びＶＩＳＴＡＭＡＸＸポリマーが含まれるがそれらには制限されない。このような共重合体の適切なメルトフローは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８にしたがって２３０℃及び２．１６ｋｇ重量で少なくとも１０ｇ／１０分でなければならない。
【００４４】
本明細書に含まれるさらに他の熱可塑性ポリマーは、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）及びＰＶＣと他の材料との配合物、ポリアミド、及びポリ（テレフタル酸エチレン）、ポリ（テレフタル酸ブチレン）及びポリ（テレフタル酸トリメチレン）などのポリエステルである。前記特定のタイプに関係なく、前記熱可塑性ポリマーは、繊維又は繊維の構成要素への加工に適したメルトフローを有していなければならない。
【００４５】
前記エラストマー芯配合物において加工補助剤及び他の添加物を使用することは時々望ましい。このような補助剤及び添加物の典型的なものは、他のブロック共重合体、オレフィンポリマー、スチレンポリマー、増粘性樹脂、ポリマー増量油（ｐｏｌｙｍｅｒ ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ｏｉｌ）、ワックス、賦形剤、補強剤、潤滑剤、安定剤、及びそれらの混合物からなる群から選択される成分である。
【００４６】
本発明の実施態様において、前記エラストマー配合物のゴムＥ及び／又はＥ１ブロックと相溶性のある樹脂を含むことが特に有用である。このことは前記エラストマー配合物の流れを促進するよう機能する。さまざまな樹脂が公知であり、例えば米国特許第４，７８９，６９９号、第４，２９４，９３６号、及び第３，７８３，０７２号において論議され、その内容は前記樹脂に関して参考文献によって本明細書に組み込まれる。前記エラストマー配合物及び／又はポリオレフィンのゴムＥ及び／又はＥ１ブロックと相溶性のあるいずれかの樹脂が使用でき、高い加工（例、押し出し成形）温度を耐容できる。一般に、水素化された炭化水素樹脂は、それらのよりよい温度安定性のため、好ましい樹脂である。有用な樹脂を説明する例は、低分子量の完全に水素化されたα−メチルスチレンＲＥＧＡＬＲＥＺ（Ｒ）（Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社）、ＡＲＫＯＮ（Ｒ）Ｐ（Ａｒａｋａｗａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社）シリーズ樹脂などの水素化された炭化水素樹脂、及びＺＯＮＡＴＡＣ（Ｒ）５０１ Ｌｉｔｅ（Ａｒｉｚｏｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社）などのテルペン炭化水素である。本発明は、本明細書に列挙される樹脂の使用には制限されない。一般に、前記樹脂は、Ｃ５炭化水素樹脂、水素化されたＣ５炭化水素樹脂、スチレン化されるＣ５樹脂、Ｃ５／Ｃ９樹脂、スチレン化されるテルペン樹脂、完全に水素化されたか又は部分的に水素化されたＣ９炭化水素樹脂、ロジンエステル（ｒｏｓｉｎｓ ｅｓｔｅｒ）、ロジン（ｒｏｓｉｎｓ）誘導体及びそれらの混合物からなる群から選択されてもよい。当業者は、前記組成物の構成要素と相溶性があり、高い加工温度に耐容でき、及び本発明の目的を達成できる他の樹脂も使用できることを理解するであろう。
【００４７】
前記複合繊維は、流動及び／又は相溶性を促進するためのワックスも含むことができる。適切なワックスは、５０ないし７０℃の凝固点を有するものである。ワックスの適切な量は、前記エラストマー配合物の重量に基づいて０．１ないし７５重量％、好ましくは５ないし６０重量％である。動物、昆虫、植物、合成及び鉱物ワックスが使用でき、ミネラルオイル由来のものが好ましい。ミネラルオイルワックスの例には、ブライトストックの軟蝋（ｂｒｉｇｈｔ ｓｔｏｃｋ ｓｌａｃｋ ｗａｘ）、中間機械油軟蝋（ｍｅｄｉｕｍ ｍａｃｈｉｎｅ ｏｉｌ ｓｌａｃｋ ｗａｘ）、高融点ワックス及び微結晶性ワックスがある。軟蝋の場合、油の２５重量％までが存在してもよい。前記ワックスの凝固点を上昇させるための添加物も存在できる。
【００４８】
前記複合繊維は油も含んでもよい。前記油は、前記繊維の加工可能性を改善するか又は前記繊維の軟度を高めるために組み込まれてもよい。特に好ましいのは、前記ブロック共重合体のＥ及び／又はＥ１と相溶性のある油のタイプである。より高い芳香族配合物含有量の油が条件を満たしている一方で、低い揮発性及び５０％未満の芳香族配合物含有量を有するそれらの石油ベースのホワイトオイルが好ましい。前記油は、低い揮発性をさらに有するべきであり、好ましくは約２６０℃を超える初留点を有する。採用される油の量は、ゴム又はブロック共重合体の重量による１００部分あたり重量による約０ないし約３００部分で変動し、好ましくは重量による約２０ないし約１５０部分である。
【００４９】
前記エラストマー配合物は、抗酸化剤の添加又は抗酸化剤の混合によって典型的に安定化される。頻繁に、立体的に込み合ったフェノール類安定剤が使用されるか又は、リンベースの安定剤が、日本国特許第９４０５５７７２号において開示されるなどの立体的に込み合ったフェノール類安定剤との組み合わせで使用されるか又は、日本国特許第９４０７８３７６号において開示されるなどのフェノール類安定剤の組み合わせが使用される。
【００５０】
色素、染色剤、蛍光増白剤、青味剤及び難燃剤などの他の添加物が、本発明の複合繊維において使用できる。
【００５１】
本発明の複合繊維は、さまざまな物品を形成するのに使用できる。これらの物品には弾性モノフィラメント、織布、スパンボンド不織布又はフィルター、メルトブロー（ｍｅｌｔ−ｂｌｏｗｎ）布、短繊維、糸、接合され毛羽立てられた織布、及びその類似物が含まれる。これらの物品を作製するのに典型的に使用されるプロセスのいずれかは、複合繊維へと２つの材料を押し出し成形するようそれらが装備されるときに採用できる。
【００５２】
特に、不織布又は織布は、本分野で公知のプロセスのいずれかによって形成できる。スパンボンドと典型的に呼ばれるあるプロセスは本分野で十分に公知である。米国特許第４，４０５，２９７号は典型的なスパンボンドプロセスを記載する。前記スパンボンドプロセスは、紡糸金口を通じて前記融解物から繊維を押し出し成形し、気流を使用して前記繊維を急冷及び／又は引き出し、及び不織布を回収及び接合することを一般に含む。前記不織布の接合はいずれかの温熱的、化学的又は機械的方法によって典型的に達成され、それには前記織布の繊維間の複数の中間的な接合を作製する上で効果的なウォーターエンタングルメント及びニードルパンチプロセスを含む。本発明の不織布は、米国特許第５，２９０，６２６号に記載されるなどのメルトブロー（ｍｅｌｔ−ｂｌｏｗｎ）プロセスを使用しても形成できる。毛羽立った織布は、不織布自体で交差機械方向において折りたたみ及び接合することによって不織布から形成できる。
【００５３】
本発明の不織布は、おむつ、ウェストバンド、ストレッチパネル、使い捨て外被、医用及び個人用衛生物品、フィルター、及びその類似物などの多様な弾性織物のために使用できる。
【００５４】
本発明の弾性モノフィラメントとは、多様な目的に使用される連続した単一の複合繊維であり、紡糸、引き出し、急冷及び巻き取りを含む本分野で公知の方法のいずれかによって形成できる。本明細書で使用されるように、短繊維とは、連続して共押し出しされる複合繊維の切断された又は切り刻まれたセグメントを意味する。
【００５５】
複合繊維の糸は公知のプロセスによって形成できる。米国特許第６，１１３，８２５号は糸の形成の一般的なプロセスを教示する。一般に、前記プロセスは紡糸金口からの複数の繊維の融解押し出し成形、複数のフィラメント糸を形成するために互いにフィラメントを引き出し巻き取ること、１つ以上の熱処理領域を通じて必要に応じて前記糸を伸長し又は引き伸ばすこと、及び前記糸を冷却及び巻き取ることを含む。
【００５６】
本発明の物品は、単独で又は前記複合繊維で作製される他の物品との又は材料の他のクラスとの組み合わせで使用できる。一例として、不織布は弾性モノフィラメントと組み合わせることができ、弾性ストレッチパネルを提供する。別の例として、不織布は他の非エラストマー不織布又は多くのタイプのポリマーフィルムへ接合できる。
【００５７】
本発明の複合繊維を作製するプロセスにおいて、２つの個別の単一ねじ押し出し成形機が使用され、前記鞘ポリマー及び芯ポリマーを２つの個別の融解ポンプへと押し出し成形する。前記融解ポンプの後、前記ポリマーは一連のプレート及びバッフルを介して紡糸金口における前記ポリマーの複合立体配置へと互いに至る。前記紡糸金口を出る際、前記繊維は冷気急冷キャビネットを介して冷却／急冷される。急冷の後、前記繊維を吸引装置又は一連の冷却ロールを介して引き出す。冷却ロールが使用される場合、前記繊維は巻き取り装置へと取り上げられる。吸引装置が使用される場合、前記繊維は前記吸引装置の真下のドラムに回収できる。
【００５８】
前記プロセスのある重要な態様は、前記複合繊維を生成できる速度である。本発明の繊維によって表される高い流動の特徴によって高い押し出し成形速度が可能になる。このことは、商業用装置が高い押し出し成形速度で作動するため実際の観点から重要である。この方法で、経済的な処理量に達することができる。本発明において、１分間あたり少なくとも８００ｍの押し出し成形速度（８００ｍｐｍ）が必要である。より好ましくは約１０００ｍｐｍ以上の速度であり、最も好ましくは約２０００ｍｐｍ以上の速度である。
【００５９】
本明細書に開示される適用について、細いデニールの繊維が好ましい。これらの細いデニールの繊維は、材料の非常に少量がそのように構成される物品における弾性挙動に影響を及ぼすよう使用できる観点において特に効率のよい弾性材料である。本発明において、０．１ないし３０のデニール（９０００ｍの繊維あたりのｇ）を有する複合繊維を作製できる。より好ましくは、０．５ないし２０ｇ／９０００ｍのデニールを有する繊維であり、最も好ましくは１ないし１０ｇ／９０００ｍのデニールを有する繊維である。
【実施例】
【００６０】
本明細書において、「弾性」という語は、偏向力の適用に際して、伸張可能なすなわち、少なくとも約６０％（つまりその弛緩した偏向していない長さの少なくとも約１６０％の引き伸ばされ、偏向した長さへ）伸長可能であり、前記伸張し伸長する力の緩和に際しその伸長の少なくとも５０％を回復し得るいずれかの材料を意味するために使用される。仮説的な例は、少なくとも１．６０インチ（４．０６ｃｍ）へ伸長可能であり、１．６０インチ（４．０６ｃｍ）へ伸長され緩和される際に、１．２７インチ（３．２３ｃｍ）以下の長さに回復し得る材料の１インチ試料である。多くの弾性材料は、６０％をはるかに超える（つまり、その弛緩した長さの１６０％をはるかに超える）ことによって伸長でき、例えば１００％以上伸長でき、及びこれらの多くは実質的にそれらの初期の弛緩した長さへ、例えば伸張力の緩和に際し、それらの初期の弛緩した長さの１０５％以内に回復するであろう。
【００６１】
弾性を、１００％伸長時の％歪み回復として前記複合繊維から形成される糸に関して測定した。前記糸は、前記紡糸金口における孔の数に依存して３６ないし１４４の数の範囲にわたる複数の個々の連続した繊維からなった。前記糸を、１００％伸長へと手動で引き伸ばし、次いで弛緩させた。次に、前記糸の弛緩した長さを測定し、％回復を算出した。この方法において、前記弾性を％回復として決定する。
【００６２】
本明細書で使用されるように、「引っ張り強さ」という語は、デニールあたりのグラムにおいて測定される糸の張力の測定結果を指す。
【００６３】
（実施例１ないし８）
鞘／芯の比が３０／７０及び２０／８０のポリプロピレン鞘とＳＥＢＳエラストマー芯とを有する複合繊維を後述にしたがって作製した。前記ポリプロピレン鞘は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製の名目３８ＭＦＲホモポリマー（５Ｄ４９）であった。前記エラストマー芯（ポリマー７）は名目５０ＭＦＲであり、高いビニル（ビニル含有量＝７５モル％）であり、１８％スチレン含有量とカップリングしたＳＥＢＳ共重合体（カップリング効率＝９６％）であり、分子量６６００のスチレンであり、分子量６０，０００の中間ブロックであった。
【００６４】
複合技術及びＨｉｌｌｓ社製紡糸金口を使用する従来の商業型の高速紡糸プロセスを使用して前記繊維を作製した。
【００６５】
表１は前記繊維の典型的な紡糸性能及び機械的特性を供与する。表１から、高速紡糸が達成でき（実施例３，５、及び８）、同様にかなりの繊維張力及び破壊に至る伸長（実施例１，２，４，６，７）に達成できることがわかる。例外的に高速紡糸が達成できた。前記鞘−芯複合繊維（実施例３及び５）を２７００ｍｐｍで紡糸した。
【００６６】
（実施例９ないし１３）
鞘／芯の比が３０／７０及び２０／８０のポリプロピレン鞘とＳＥＢＳエラストマー芯とを有する複合繊維を後述にしたがって作製した。前記ポリプロピレン鞘は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製の名目３８ＭＦＲホモポリマー（５Ｄ４９）であった。前記エラストマー芯（ポリマー５）は３１ＭＦＲであり、高いビニル（ビニル含有量＝７６モル％）であり、１８％スチレン含有量とカップリングしたＳＥＢＳ共重合体（カップリング効率＝９４％）であり、分子量６２００のスチレンであり、分子量５６，０００の中間ブロックであった。
【００６７】
複合技術及びＨｉｌｌｓ社製紡糸金口を使用する従来の商業型の高速紡糸プロセスを介して前記繊維を作製した。
【００６８】
良好な張力特性は、前記３１ＭＦＲエラストマーを使用して達成できた（実施例９、１１及び１２）。前記達成可能な紡糸速度は、１５００ないし１８００ｍｐｍの範囲であった。
【００６９】
（実施例１４ないし２５）
鞘／芯の比が３０／７０及び２０／８０のポリプロピレン鞘とＳＥＢＳエラストマー芯とを有する複合繊維を後述にしたがって作製した。前記ポリプロピレン鞘は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製の名目３８ＭＦＲホモポリマー（５Ｄ４９）であった。前記エラストマー芯（ポリマー６）は名目２０ＭＦＲであり、高ビニル（ビニル含有量＝７６％）であり、１９％スチレン含有量とカップリングしたＳＥＢＳ共重合体（カップリング効率＝９５％）であり、分子量６１００のスチレンであり、分子量５０，０００の中間ブロックであった。
【００７０】
複合技術及びＨｉｌｌｓ社製紡糸金口を使用する従来の商業型の高速紡糸プロセスを介して前記繊維を作製した。
【００７１】
表３の結果は、より低いメルトフローのエラストマーが紡糸性能（最大紡糸速度）に及ぼす有害な効果を有するが、前記張力特性は弾性繊維に対して合理的であるとなお考慮されることを示す。表３は、前記ポリプロピレンが前記繊維横断面のより大きな部分になるにつれ、紡糸性能が改善し、及び比較的低いメルトフローのエラストマーでさえ、正確な鞘／芯比で良好な紡糸性能を提供できることも示す。さらに、前記ポリプロピレンは、その濃度が増すため前記繊維の張力を改善するが、おそらく前記繊維弾性に負の効果を有する。
【００７２】
（実施例２６ないし３６）
鞘／芯の比が３０／７０及び２０／８０のポリプロピレン鞘とＳＥＢＳエラストマー芯とを有する複合繊維を、後述にしたがって作製した。前記ポリプロピレン鞘は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製の名目３８ＭＦＲホモポリマー（５Ｄ４９）であった。前記エラストマー芯はポリプロピレン（５Ｄ４９）及びエラストマー（ポリマー７）との配合物であった。配合物１は、１０重量％のＤｏｗ ５Ｄ４９ポリプロピレンと９０重量％のポリマー７との配合物であった。配合物２は、２０重量％のＤｏｗ ５Ｄ４９ポリプロピレンと８０重量％のポリマー７との配合物であった。
【００７３】
複合技術及びＨｉｌｌｓ社製紡糸金口を使用する従来の商業型高速紡糸プロセスを介して前記繊維を作製した。表４は、ポリプロピレンとのエラストマーの配合が複合弾性繊維のための良好なエラストマー芯をなしたことを示す。高速紡糸及び良好な張力及び弾性特性に到達した。
【００７４】
比較上の単一成分繊維（実施例３６）も表４に示す。前記単一成分繊維は、前記エラストマー配合物（ポリマー７）のみからなり、熱可塑性ポリマー鞘はなかった。低速紡糸を必要とし、前記繊維は前記紡糸プロセスの間受容できない粘着性を呈した。前記結果として生じる単一成分繊維は、自己接着して分離できなかった。
【００７５】
（実施例３７ないし３９）
複合繊維は、スパンボンドプロセスを模擬するために単一の空気吸引装置を介しても紡糸した。最大紡糸速度に影響を及ぼすために前記吸引装置における気圧を使用し、つまり前記圧力が高ければ高いほど、前記紡糸速度は大きい。前記実施例のすべてについて、１つの孔あたりの前記ポリマー処理量（０．３５ｇ／孔／分）は同一である。
【００７６】
実施例３７は、５Ｄ４９ポリプロピレン単独の比較上の単一成分繊維であった。繊維が破壊し始める前の最大の空気圧は４０ｐｓｉに到達した。この熱可塑性ポリマーの繊維は弾性がなかった。
【００７７】
実施例３８は、弾性スパンボンド繊維を作製するため、２０／８０の比で５Ｄ４９ポリプロピレン鞘及び５０ＭＦＲ弾性芯（ポリマー７）を使用した。フィラメントが破壊し始める前の前記最大紡糸速度は２０ｐｓｉであった。実施例３９は、鞘／芯の比が４０／６０のポリプロピレン（５Ｄ４９）及び２０ＭＦＲエラストマー（ポリマー６）からなる複合繊維であった。繊維が破壊し始める前の前記最大紡糸速度は２５ｐｓｉであった。実施例３８及び３９の複合繊維は弾性があった。
【００７８】
（実施例４０ないし４５）
実施例４０ないし４４は、前記熱可塑性ポリマー鞘（６８１１Ａ）としてＤｏｗ ＡＳＰＵＮポリエチレンを、前記弾性芯としてポリマー７を使用する鞘／芯複合繊維を示す。これらの実施例は、ポリエチレンが複合弾性繊維のための鞘としても使用できることを示す。
【００７９】
複合技術及びＨｉｌｌｓ社製紡糸金口を使用する従来の商業型の高速紡糸プロセスを介して前記繊維を作製した。
【００８０】
（実施例４６）
複合弾性繊維を後述にしたがって、比較的低いメルトフロー、少量のビニルエラストマー（ポリマー８）を使用して作製した。ポリマー８は、名目９ＭＦＲであり、３８％ビニルとカップリングしたＳＥＢＳエラストマーであった。ポリマー８は、分子量５０００のスチレンブロック、分子量４７０００の中間ブロック、９４％のカップリング効率を有する。前記名目スチレン含有量は１８重量％である。この繊維のための鞘は、名目１２ＭＦＲホモポリマーポリプロピレンである。この実施例は、複合繊維が少量のビニルブロック共重合体を使用して作製できることを示す一方で、より高いメルトフローのエラストマーが最適な紡糸性能のために好ましいであろう。
【００８１】
【表１】
【００８２】
【表２】
【００８３】
【表３】
【００８４】
【表４】
【００８５】
【表５】
【００８６】
【表６】
【００８７】
【表７】
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】図１は、本発明の複合繊維の束の横断切片を示す。熱可塑性ポリマー鞘は各エラストマー芯を取り囲む環状領域として明白である。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、高流動及び高弾性を有するブロック共重合体という表題の、２００４年３月３日に出願された米国暫定特許出願シリアル番号６０／５４９，５７０の利点を請求する。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、熱可塑性ポリマー鞘とエラストマー芯とを含む複合繊維に関する。特に前記エラストマー芯は、モノアルケニルアレーンと、高流動を有する共役ジエンブロックのブロック共重合体を含む。本発明は、複合繊維を作製するためのプロセスにも関する。本発明はさらに、複合繊維から製造される物品にも関する。
【背景技術】
【０００３】
弾性材料から作製される繊維には、織布から、使い捨て可能な個人衛生用物品へのスパンボンド弾性マットに至る、多様な用途が見出される。このような適用のためにスチレンブロック共重合体を使用することは特に興味のあることであろう。しかしながら、ブロック共重合体融解物は、典型的には、相分離された性質を有しているので、高い融解弾性及び高い融解粘性が生じる。繊維紡糸金口などにおいて見られる小さな孔を通じてスチレンブロック共重合体を加工するために、高価で特殊化された融解ポンプ装置が必要とされるであろう。さらに、前記高融解弾性によって繊維がダイスを出るときに破壊され、連続的なエラストマー繊維の形成を妨害する。結果として、スチレンブロック共重合体は高い加工速度で連続的な弾性繊維へと加工するのが非常に困難であることがわかっている。
【０００４】
スチレンブロック共重合体にともなう更なる問題点は、前記融解物におけるスチレンブロック共重合体特有の粘性である。この特徴のため、スチレンブロック共重合体の融解した紡糸したファイバーは、加工中に互いに固着するか又は自己固着する傾向にある。この効果は、望ましくなく、実際、個別の連続した繊維が目標であるとき、極めて問題でありうる。受容できない繊維製品がもたらされることに加えて、繊維の自己固着のために、装置の汚損及び費用のかかる操業停止が起こる。弾性繊維製造においてスチレンブロック共重合体を適用するための尽力は、現在に至るまで、著しい困難を伴ってきた。
【０００５】
Ｈｉｍｅｓは、米国特許第４，８９２，９０３号においてエラストマー繊維を作製するためのあるアプローチとしてトリブロック／ジブロック共重合体配合物の使用を教示した。組成物のこれらのタイプは、メルトブロウン（ｍｅｌｔ−ｂｌｏｗｎ）不織性適用において使用されるなどの不連続繊維及び連続繊維の形成に対して制限を与える高い粘性及び融解弾性を有していることがわかった。
【０００６】
酸性機能化スチレンブロック共重合体を含む複合繊維は、欧州特許出願第０４６１７２６号においてＧｒｅｅｋによって教示されている。従来の、酸性機能性である選択的に水素化されたスチレンブロック共重合体は、ポリアミドを使用する並列した複合繊維を形成するために使用された。前記酸性機能付与が前記２つの要素間の接着を亢進させる一方で、酸性機能付与が機能付与されていないブロック共重合体よりも高い融解粘性及び融解弾性にさえ至ることは本分野で公知である。さらに、Ｇｒｅａｋにより教示される並列形態は、加工中に本来粘性のある繊維が自己固着するのを防止しないであろう。
【０００７】
他のポリマーのうち、従来のスチレンブロック共重合体を含み、多様な形態を有する複合繊維を使用して製造される接合された不織布が、米国特許第６，２２５，２４３号においてＡｕｓｔｉｎにより教示されている。特に、芯がスチレンブロック共重合体を含む鞘−芯形態は、不織布を形成するために適切に低い粘性を有する繊維を提供した。
【０００８】
しかしながら、従来のスチレンブロック共重合体の高い粘性及び融解弾性は、連続したエラストマー繊維の高速スピンを妨げている。本発明は、連続的なエラストマー複合繊維へと形成できる高いメルトフローのブロック共重合体を提供することによってこれらの長年のニーズに対処する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ある態様において、本発明は、エラストマー配合物芯が、Ｓブロック及びＥ若しくはＥ１ブロックを有し且つ一般式
Ｓ−Ｅ−Ｓ， （Ｓ−Ｅ１）ｎ， （Ｓ−Ｅ１）ｎＳ， （Ｓ−Ｅ１）ｎＸ
（ここで、
ａ．水素化の前に前記Ｓブロックがポリスチレンブロックであり、
ｂ．水素化の前に前記Ｅブロックが４０，０００ないし７０，０００の分子量を有するポリブタジエン、ポリイソプレン及びその混合物からなる群から選択されるポリジエンブロックであり、
ｃ．水素化の前に前記Ｅ１ブロックが２０，０００ないし３５，０００の分子量を有するポリブタジエン、ポリイソプレン及びその混合物からなる群から選択されるポリジエンブロックであり、
ｄ．ｎが２ないし６の値を有し、及びＸはカップリング剤の残部であり、
ｅ．前記ブロック共重合体のスチレン含有量が１３ないし２５重量％であり、
ｆ．水素化の前の前記ポリジエンブロックのビニル含有量が７５ないし８５モル％であり、
ｇ．前記ブロック共重合体は、式中Ｓ、Ｅ及びＥ１がすでに定義されているとおりである一般式
Ｓ−Ｅ若しくはＳ−Ｅ１
を有する単位の１５重量％未満を包含し、
ｈ．水素化の後、前記スチレン二重結合の約０ないし１０％が水素化されており、及び前記抱合されたジエン二重結合の少なくとも８０％が水素化されており、
ｉ．前記Ｓブロックの各々の分子量が５，０００ないし７，０００であり、及び
ｊ．前記ブロック共重合体のメルトインデックスが、２３０℃及び２．１６ｋｇ重量でＡＳＴＭ Ｄ１２３８にしたがって１２ｇ／１０分以上である。）
を有する選択的に水素化されたブロック共重合体又はそれらの混合物を含む、熱可塑性ポリマー鞘と前記エラストマー配合物芯とを含む複合繊維である。
【００１０】
別の態様において本発明は、本明細書に記載の複合繊維を含む弾性モノフィラメント、織物、スパンボンド不織布、メルトダウン（ｍｅｌｔ ｂｌｏｗｎ）不織布若しくはフィルター、短繊維、糸又は接合され毛羽立てられた繊維などの物品である。
【００１１】
更なる態様において本発明は、複合繊維がフィラメントあたり９０００ｍあたり０．１ないし１０ｇのデニールを有するように、熱可塑性ポリマーから主としてなる鞘とエラストマー配合物から主としてなる芯とを有する１本以上のフィラメントを１分間あたり少なくとも５００ｍの速度で形成するために、ダイスを通じて個別の融解ポンプを使用して前記熱可塑性ポリマー及び前記エラストマー配合物に力が加えられる、本明細書に記載の前記熱可塑性ポリマーと選択的に水素化されたブロック共重合体を含むエラストマー配合物との共押し出しを含む、複合繊維を作製するためのプロセスである。
【００１２】
重要なことに、本発明は、高速で商業型の装置上で複合繊維の加工を可能にする高いメルトフローを有する前記芯におけるエラストマー配合物を含む。前記エラストマー芯配合物の高いメルトフローは、高いビニル含有量、十分に小さな分子量を有する選択的に水素化されたブロック共重合体を使用して、又はこれらの特徴のいくつかの組み合わせによって達成できる。
【００１３】
前記エラストマー芯配合物はさらに、前記鞘材料と組成的に同一又は異別の熱可塑性ポリマーを含むことができる。前記エラストマー芯における熱可塑性ポリマーの組み込みは、芯−鞘相溶性を亢進し、前記芯−鞘接着性を亢進し、前記エラストマー配合物の加工性を亢進し、及び／又は前記材料の経済性を改善することができる。
【００１４】
好ましい実施態様の詳述。
【００１５】
本発明の複合繊維は、熱可塑性ポリマー鞘と、選択的に水素化されたブロック共重合体を含むエラストマー配合物芯とを含む。前記複合繊維は、前記熱可塑性ポリマー及び前記エラストマー配合物芯がダイス又は紡糸金口に対して個別に計量供給される共押し出しプロセスによって作製される。このような共押し出しされた複合繊維は並列の鞘−芯、サイドバイサイド、ｉｓｌａｎｄｓ−ｉｎ−ｔｈｅ−ｓｅａ、二突出部（ｂｉｌｏｂａｌ）、三突出部（ｔｒｉｌｏｂａｌ）、及びパイ形を含むさまざまな形態を有することができるが、これに制限されるものではない。
【００１６】
本発明において、前記鞘が前記繊維の外側表面の大部分を形成することは重要である。特に、前記鞘が前記芯の周りのカバーを形成する前記鞘−芯形態が好ましい。
【００１７】
この好ましい形態において、前記芯は前記繊維の横断切片において中心に集まることができるか、又は中心を外れることができる。前記鞘は前記繊維の周囲上に完全な形式で前記芯を覆うことができるか、又は前記繊維の周囲上を部分的にのみ覆うことができる。前記カバーが前記周囲の周りで部分的である場合、前記形態は前記芯が前記繊維の容積の大部分をなす並列の形態と区別される。本発明における前記鞘と前記芯との容積比は、５／９５ないし４９／５１である。鞘と芯の容積比の好ましい範囲は１０／９０ないし４０／６０であり、最も好ましい範囲は２０／８０ないし３０／７０である。前記鞘は主として熱可塑性ポリマーからなり、前記芯は主としてエラストマー配合物からなる。本明細書で使用されるように、「主としてなる」とは、容積基準の８０％を超えることを意味する。
【００１８】
前記エラストマー配合物芯は、Ｓブロック及びＥブロック若しくはＥ１ブロックを有し、一般式
Ｓ−Ｅ−Ｓ， （Ｓ−Ｅ１）ｎ， （Ｓ−Ｅ１）ｎＳ， （Ｓ−Ｅ１）ｎＸ
を有する選択的に水素化されたブロック共重合体又はその混合物を含み、その中で（ａ）は水素化の前に、前記Ｓブロックがポリスチレンブロックであり、（ｂ）水素化の前に前記Ｅブロック若しくはＥ１ブロックは、ポリブタジエン、ポリイソプレン及びそれらの混合物からなる群から選択されるポリジエンブロックである。前記ブロック共重合体は、３ないし６個のアームを有する直鎖状又は放射状でありうる。前記直鎖状立体配置のための一般式には、
Ｓ−Ｅ−Ｓ及び／又は（Ｓ−Ｅ１）ｎ及び／又は（Ｓ−Ｅ１）ｎＳ
が含まれ、式中、前記Ｅブロックはポリブタジエン、ポリイソプレン及びそれらの混合物からなる群から選択され、４０，０００ないし７０，０００の分子量を有するポリジエンブロックであり、前記Ｅ１ブロックはポリブタジエン、ポリイソプレン及びそれらの混合物からなる群から選択され、２０，０００ないし３５，０００の分子量を有するポリジエンブロックであり、ｎは２ないし６の値を有し、好ましくは２ないし４であり、より好ましくは約３の平均を有する。例によって、３個及び４個のアームを有する放射状立体配置のための一般式には、
【００１９】
【化１】
及び
【００２０】
【化２】
があり、式中前記Ｅ１ブロックはポリブタジエン、ポリイソプレン及びそれらの混合物からなる群から選択され、２０，０００ないし３５，０００の分子量を有するポリジエンブロックであり、及びＸはカップリング剤残部である。
【００２１】
本明細書で使用される、「分子量」という語は、前記ポリマー又は前記共重合体のブロックのｇ／モルにおける真の分子量を指す。本明細書及び請求項において言及される分子量は、ＡＳＴＭ ３５３６にしたがって実施されるような、ポリスチレン較正基準を使用するゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を使用して測定できる。ＧＰＣは、ポリマーが分子の大きさに従って分離され、最大の分子が最初に溶出する公知の方法である。前記クロマトグラフは、商業上入手可能なポリスチレン分子量標準物質を使用して較正される。そのように較正されるＧＰＣを使用して測定されるポリマーの分子量は、スチレン当量の分子量である。前記スチレン当量の分子量は、前記ポリマーのスチレン含有量及び前記ジエンセグメントのビニル含有量が公知であるとき、真の分子量へ変換できる。使用される検出器は、好ましくは紫外線及び屈折率の組み合わせ検出器である。本明細書で表される分子量は、真の分子量へ変換された前記ＧＰＣトレースのピークで測定され、一般に「ピーク分子量」として言及される。
【００２２】
本発明のブロック共重合体は、スチレン及び、ブタジエン、イソプレン及びそれらの混合物からなる群から選択されるジエンのアニオン重合により調製される。前記重合化は、約−１５０℃ないし約３００℃の範囲内の温度で、好ましくは約０℃ないし約１００℃の範囲内の温度で適切な溶媒において前記スチレン及びジエン単量体を有機アルカリ金属配合物と接触させることによって達成される。特に効果的なアニオン重合開始剤は、一般式ＲＬｉｎを有する有機リチウム配合物であり、式中Ｒは、１ないし２０個の炭素原子を有する脂肪族、環状脂肪族、芳香族、又はアルキル置換された芳香族炭化水素ラジカルであり、ｎは１ないし４の値を有する。好ましい開始剤にはｎ−ブチルリチウム及びｓｅｃ−ブチルリチウムがある。陰イオン重合化のための方法は公知であり、米国特許第４，０３９，５９３号及び米国再発行特許第Ｒｅ２７，１４５号などの参考文献において見出されうる。
【００２３】
本発明のブロック共重合体は、２ないし６個の「アーム」の混合物を有する直鎖状、直鎖状のカップリングされた、又はラジカルブロック共重合体でありうる。直鎖状ブロック共重合体は、スチレンを重合化して第一Ｓブロックを形成し、ブタジエンを添加してＥブロックを形成した後、更なるスチレンを添加して第二Ｓブロックを形成することによって生成されうる。直鎖状のカップリングされたブロック共重合体は、第一Ｓブロック及びＥブロックを形成した後、前記ジブロックを二機能性カップリング剤と接触させることによって生成される。放射状ブロック共重合体は、少なくとも三機能性であるカップリング剤を使用することによって調製される。
【００２４】
直鎖状ブロック共重合体を調製するのに有用な二機能性カップリング剤には、例えば米国特許第３，７６６，３０１号に開示される安息香酸メチルが含まれる。放射状ブロック共重合体を形成するのに有用な２、３又は４個の機能基を有する他のカップリング剤には、例えば、米国特許第３，２４４，６６４号、第３，６９２，８７４号、第４，０７６，９１５号、第５，０７５，３７７号、第５，２７２，２１４号及び第５，６８１，８９５号に開示される四塩化シリコン及びアルコキシシラン、米国特許第３，２８１，３８３号に開示されるポリエポキシド、ポリイソシアン酸塩、ポリイミン、ポリアルデヒド、ポリケトン、ポリ無水物、ポリエステル、ポリハロゲン化物、米国特許第３，５９４，４５２号に開示されるジエステル、米国特許第３，８８０，９５４号に開示されるメトキシシラン、米国特許第３，９８５，８３０号に開示されるジビニルベンゼン、米国特許第４，１０４，３３２号に開示される三塩化１，３，５−ベンゼントリカルボン酸、米国特許第４，１８５，０４２号に開示されるグリシドキシトリメトキシシラン、及び米国特許第４，３７９，８９１号に開示されるオキシジプロピルビス（トリメトキシシラン）が含まれる。
【００２５】
本発明のある実施態様において、使用されるカップリング剤は一般式Ｒｘ−Ｓｉ−（ＯＲ’）ｙのアルコキシシランであり、ｘは０又は１であり、ｘ＋ｙ＝３又は４であり、Ｒ及びＲ’は同一又は異別であり、Ｒはアリール、直鎖アルキル及び分岐鎖アルキル炭化水素基から選択され、Ｒ’は直鎖及び分岐鎖アルキル炭化水素基から選択される。前記アリール基は、好ましくは６ないし１２個の炭素原子を有する。前記アルキル基は好ましくは１ないし１２個の炭素原子を、より好ましくは１ないし４個の炭素原子を有する。融解条件下で、これらのアルコキシシランカップリング剤は４を超える機能性を生じるようさらにカップリングできる。好ましいテトラアルコキシシランは、テトラメトキシシラン（「ＴＭＳｉ」）、テトラエトキシシラン（「ＴＥＳｉ」）、テトラブトキシシラン（「ＴＢＳｉ」）、及びテトラキス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン（「ＴＥＨＳｉ」）である。好ましいトリアルコキシシランは、メチルトリメトキシシラン（「ＭＴＭＳ」）、メチルトリエトキシシラン（「ＭＴＥＳ」）、イソブチルトリメトキシシラン（「ＩＢＴＭＯ」）及びフェニルトリメトキシシラン（「ＰｈＴＭＯ」）である。これらのうち、より好ましいのはテトラエトキシシラン及びメチルトリメトキシシランである。
【００２６】
本発明のある重要な態様は、前記ポリマーの微小構造である。本発明に関連する前記微小構造は、前記Ｅブロック及び／又はＥ１ブロックにおける多量のビニルである。この立体配置は、前記ジエンの重合化の間に調節剤を使用することによって達成できる。典型的な調節剤はジエチルエーテルである。本明細書に参照によって組み込まれる開示である米国特許第Ｒｅ２７，１４５号及び米国特許第５，７７７，０３１号を参照してほしい。有用とされるブロック共重合体を調製することに関する当業者に公知のいずれかの微小構造調節剤は、本発明のブロック共重合体を調製するのに使用できる。
【００２７】
本発明の実施において、前記ブロック共重合体はそれらが水素化の前に前記Ｅ及び／又はＥ１ブロックにおける約６０ないし約８５モル％ビニルを有するよう調製される。別の実施態様において、前記ブロック共重合体は、それらが約６５ないし約８５モル％ビニル含有量を有するよう調製される。さらに別の実施態様において、前記ブロック共重合体は、それらが約７０ないし約８５モル％ビニル含有量を有するよう調製される。本発明の別の実施態様は、ブロック共重合体が前記Ｅ及び／又はＥ１ブロックにおいて約７３ないし約８３モル％ビニル含有量を有するよう調製されるブロック共重合体を含む。
【００２８】
ある実施態様において、本発明は、水素化されたブロック共重合体である。本発明の水素化されたブロック共重合体は、本分野で公知のいくつもの水素化プロセスのうちのいずれかを使用して選択的に水素化された。例えば、前記水素化は、米国特許第３，４９４，９４２号、第３，６３４，５９４号、第３，６７０，０５４号、第３，７００，６３３号、及び第Ｒｅ．２７，１４５号において教示されるものなどの方法を使用して達成でき、それらの開示は本明細書に参照によって組み込まれている。共役ポリジエンブロック中の二重接合に対して選択的であり、ポリスチレンブロック中の前記芳香族不飽和を実質的にそのままの状態に保つ任意の水素化方法が、本発明の水素化されたブロック共重合体を調製するために使用できる。
【００２９】
従来技術において公知であり、本発明の水素化されたブロック共重合体を調製するのに有用な方法は、適切な触媒、特に鉄グループ金属原子、特にニッケル又はコバルトを含む触媒又は触媒前駆体及びアルミニウムアルキルなどの適切な還元剤の使用を包含する。チタンベースの触媒系も、有用である。一般に、前記水素化は、約２０℃ないし約１００℃の範囲内の温度で、約１００ｐｓｉｇ（６８９ｋＰａ）ないし約５，０００ｐｓｉｇ（３４，４７３ｋＰａ）の範囲内の水素分圧で適切な溶媒中で達成できる。溶液全体に基づいた鉄グループ金属の重量による約１０ｐｐｍないし約５００ｐｐｍの範囲内の触媒濃度が一般に使用され、水素化条件での接触は一般に約６０ないし約２４０分の範囲の時間で持続される。前記水素化が完了した後、前記水素化触媒及び触媒残部は前記ポリマーから一般に分離されるであろう。
【００３０】
本発明の実施において、前記水素化されたブロック共重合体は８０％を超える水素化度を有する。このことは、前記Ｅ又はＥ１ブロックにおける抱合されたジエン二重接合の８０％を超えるものがアルケンからアルカンへ水素化されたことを意味する。ある実施態様において、前記Ｅ又はＥ１ブロックは約９０％を超える水素化度を有する。別の実施態様において、前記Ｅ又はＥ１ブロックは約９５％を超える水素化度を有する。
【００３１】
本発明の実施において、前記ブロック共重合体のスチレン含有量は約１３％ないし約２５重量％である。ある実施態様において、前記ブロック共重合体のスチレン含有量は約１５％ないし約２４％である。これらの範囲内のいずれかのスチレンが本発明と併用して使用できる。水素化後、前記Ｓブロックにおけるスチレン二重接合の０ないし１０％は、本発明の実施において水素化されている。
【００３２】
本発明のブロック共重合体における前記Ｓブロックの各々の分子量は、本発明のブロック共重合体において約５，０００ないし約７，０００である。ある実施態様において、前記Ｓブロックの各々の分子量は、約５，８００ないし約６，６００である。本発明のブロック共重合体の前記Ｓブロックはこれらの範囲内のいずれかの分子量を有するポリスチレンブロックでありうる。
【００３３】
本発明の実施において、前記Ｅブロックは単一のポリジエンブロックである。これらのポリジエンブロックは、約４０，０００ないし約７０，０００の範囲の分子量を有しうる。前記Ｅ１ブロックは、約２０，０００ないし約３５，０００の分子量の範囲を有するポリジエンブロックである。ある実施態様において、前記Ｅブロックの分子量の範囲は約４５，０００ないし約６０，０００であり、カップリングされる前のカップリングされるブロック共重合体の各Ｅ１ブロックについての分子量の範囲は、約２２，５００ないし約３０，０００である。
【００３４】
従来の水素化されたブロック共重合体を上回る本発明のある利点は、それらが簡単に鋳造できるか又は形状若しくはフィルムへと連続して押し出し形成できるか又は繊維へと妨糸できる高いメルトフローを有することである。この特徴によってエンドユーザーは、特性を劣化し、領域夾雑、煤煙を生じ、鋳型及びダイス上で堆積される添加物の使用を回避するか又は少なくとも制限することが可能になる。しかし、本発明の水素化されたブロック共重合体は、非効率的なカップリング由来のジブロックなどのこれらの望ましくない効果を生じうる夾雑物質において非常に低くもある。本発明のブロック共重合体及び水素化されたブロック共重合体はジブロック含有量の１５重量％未満を有し、このようなジブロックは一般式
ＳＥ又はＳＥ１
を有し、式中、Ｓ、Ｅ及びＥ１はすでに定義されるとおりである。ある実施態様において、前記ジブロックレベルは１０％未満であり、別の実施態様においては８％未満である。例えば、前記水素化されたブロック共重合体の構造が（Ｓ−Ｅ１）２Ｘである場合、前記ブロック共重合体は、前記Ｓ−Ｅ１種の１０％未満を含有する。すべての百分率は重量による。
【００３５】
本発明の水素化されたブロック共重合体のある特徴は、それらが低い秩序−無秩序温度を有することである。本発明の水素化されたブロック共重合体の秩序−無秩序温度（ＯＤＴ）は、典型的には約２５０℃未満である。２５０℃を超えると、いくつかの適用についての特定の場合において２５０℃を超えるＯＤＴが利用できるものの、前記ポリマーは加工するのがより困難である。あるこのような場合は、前記ブロック共重合体が他の成分と組み合わさって加工を改善するときである。このような他の成分は、熱可塑性ポリマー、油、樹脂、ワックス又はその類似物であってもよい。ある実施態様において、前記ＯＤＴは約２４０℃未満である。好ましくは、本発明の水素化されたブロック共重合体は、約２１０℃ないし約２４０℃のＯＤＴを有する。この特性はいくつかの適用において重要でありえ、なぜなら、前記ＯＤＴが２１０℃を下回るとき、前記ブロック共重合体は望ましくない過剰の又は低い力であるクリープを呈するかもしれないからである。本発明の目的のため、前記秩序−無秩序温度は、それ以上の温度で毛細管流体力学又は動的流体力学によって０剪断粘性が測定できる温度として定義される。
【００３６】
本発明の目的について、「メルトインデックス」という語は、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８にしたがった２３０℃及び２．１６ｋｇ重量での前記ポリマーのメルトフローの測定結果である。それは、１０分間に融解レオメータのオリフィスを通過するポリマーのｇの単位で表される。本発明の水素化されたブロック共重合体は、より高いメルトインデックスを有する同様の水素化されたブロック共重合体と比べより簡単に加工できる望ましい高いメルトインデックスを有する。ある実施態様において、本発明の水素化されたブロック共重合体は１２以上のメルトインデックスを有する。別の実施態様において、本発明の水素化されたブロック共重合体は少なくとも１５のメルトインデックスを有する。さらに別の実施態様において、本発明の水素化されたブロック共重合体は少なくとも４０のメルトインデックスを有する。本発明の別の実施態様には、約２０ないし約１００のメルトインデックスを有する水素化されたブロック共重合体が含まれる。本発明のさらに別の実施態様は、約５０ないし約８５のメルトインデックスを有する水素化されたブロック共重合体を含む。
【００３７】
更なる実施態様において、前記エラストマー配合物芯はさらに、熱可塑性ポリマーを含む。この実施態様において、前記エラストマー芯は、ポリプロピレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリアミド、ポリ（テレフタル酸エチレン）、ポリ（テレフタル酸ブチレン）、ポリ（テレフタル酸トリメチレン）及び前記鞘組成物に関して本明細書に記載の他の熱可塑性物質などの熱可塑性ポリマーの重量による５０％までを含有する。
【００３８】
更なる実施態様において、前記複合繊維のエラストマー芯は、約２０ないし約６０モル％の範囲のビニル含有量を有する選択的に水素化されたブロック共重合体を含む。この実施態様において、前記ブロック共重合体は、それが本明細書に表される記述にしたがって高いメルトインデックスを有するような真の総分子量を有する。
【００３９】
本発明は、主として熱可塑性ポリマーからなる鞘を含む。典型的な熱可塑性ポリマーには、例えば、エチレンホモポリマー、エチレン／α−オレフィン共重合体、プロピレンホモポリマー、プロピレン／α−オレフィン共重合体、衝撃ポリプロピレン共重合体、ブチレンホモポリマー、ブチレン／αオレフィン共重合体、及び他のαオレフィン共重合体又はインターポリマー（ｉｎｔｅｒｐｏｌｙｍｅｒ）が含まれる。
【００４０】
代表的なポリエチレンには、例えば実質的に直鎖状のエチレンポリマー、均質に分岐される直鎖状エチレンポリマー、不均質に分岐される直鎖状エチレンポリマーがあるがそれらには制限されず、それらには直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度又は非常に低密度のポリエチレン（ＵＬＤＰＥ又はＶＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）及び高圧低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）が含まれる。
【００４１】
前記熱可塑性ポリマーがポリエチレンであるとき、メルトフロー指数とも呼ばれる前記メルトフローは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８にしたがって２３０℃及び２．１６ｋｇ重量で少なくとも２５ｇ／１０分でなければならない。ポリエチレンの好ましいタイプは直鎖状低密度ポリエチレンである。
【００４２】
代表的なポリプロピレンには、例えば、プロピレンがモル基準に関する主要成分である実質的にアイソタクティックなプロピレンホモポリマー、ランダムαオレフィン／プロピレン共重合体、及び前記ポリマーマトリクスが主としてポリプロピレンホモポリマーであるか又はランダム共重合体であり、前記ゴム相がα−オレフィン／プロピレンランダム共重合体であるポリプロピレン衝撃共重合体が含まれるがそれらには制限されない。ポリプロピレンの適切なメルトフローは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８にしたがって２３０℃及び２．１６ｋｇで少なくとも１０ｇ／１０分である。より好ましくは少なくとも２０ｇ／１０分のメルトフローである。ポリプロピレンホモポリマーは、ポリプロピレンの好ましいタイプである。
【００４３】
エチレン／α−オレフィン共重合体及びプロピレン／α−オレフィン共重合体の例には、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製のＡＦＦＩＮＩＴＹ、ＥＮＧＡＧＥ及びＶＥＲＳＩＦＹポリマー、及びＥｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌ社製のＥＸＡＣＴ及びＶＩＳＴＡＭＡＸＸポリマーが含まれるがそれらには制限されない。このような共重合体の適切なメルトフローは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８にしたがって２３０℃及び２．１６ｋｇ重量で少なくとも１０ｇ／１０分でなければならない。
【００４４】
本明細書に含まれるさらに他の熱可塑性ポリマーは、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）及びＰＶＣと他の材料との配合物、ポリアミド、及びポリ（テレフタル酸エチレン）、ポリ（テレフタル酸ブチレン）及びポリ（テレフタル酸トリメチレン）などのポリエステルである。前記特定のタイプに関係なく、前記熱可塑性ポリマーは、繊維又は繊維の構成要素への加工に適したメルトフローを有していなければならない。
【００４５】
前記エラストマー芯配合物において加工補助剤及び他の添加物を使用することは時々望ましい。このような補助剤及び添加物の典型的なものは、他のブロック共重合体、オレフィンポリマー、スチレンポリマー、増粘性樹脂、ポリマー増量油（ｐｏｌｙｍｅｒ ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ｏｉｌ）、ワックス、賦形剤、補強剤、潤滑剤、安定剤、及びそれらの混合物からなる群から選択される成分である。
【００４６】
本発明の実施態様において、前記エラストマー配合物のゴムＥ及び／又はＥ１ブロックと相溶性のある樹脂を含むことが特に有用である。このことは前記エラストマー配合物の流れを促進するよう機能する。さまざまな樹脂が公知であり、例えば米国特許第４，７８９，６９９号、第４，２９４，９３６号、及び第３，７８３，０７２号において論議され、その内容は前記樹脂に関して参考文献によって本明細書に組み込まれる。前記エラストマー配合物及び／又はポリオレフィンのゴムＥ及び／又はＥ１ブロックと相溶性のあるいずれかの樹脂が使用でき、高い加工（例、押し出し成形）温度を耐容できる。一般に、水素化された炭化水素樹脂は、それらのよりよい温度安定性のため、好ましい樹脂である。有用な樹脂を説明する例は、低分子量の完全に水素化されたα−メチルスチレンＲＥＧＡＬＲＥＺ（Ｒ）（Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社）、ＡＲＫＯＮ（Ｒ）Ｐ（Ａｒａｋａｗａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社）シリーズ樹脂などの水素化された炭化水素樹脂、及びＺＯＮＡＴＡＣ（Ｒ）５０１ Ｌｉｔｅ（Ａｒｉｚｏｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社）などのテルペン炭化水素である。本発明は、本明細書に列挙される樹脂の使用には制限されない。一般に、前記樹脂は、Ｃ５炭化水素樹脂、水素化されたＣ５炭化水素樹脂、スチレン化されるＣ５樹脂、Ｃ５／Ｃ９樹脂、スチレン化されるテルペン樹脂、完全に水素化されたか又は部分的に水素化されたＣ９炭化水素樹脂、ロジンエステル（ｒｏｓｉｎｓ ｅｓｔｅｒ）、ロジン（ｒｏｓｉｎｓ）誘導体及びそれらの混合物からなる群から選択されてもよい。当業者は、前記組成物の構成要素と相溶性があり、高い加工温度に耐容でき、及び本発明の目的を達成できる他の樹脂も使用できることを理解するであろう。
【００４７】
前記複合繊維は、流動及び／又は相溶性を促進するためのワックスも含むことができる。適切なワックスは、５０ないし７０℃の凝固点を有するものである。ワックスの適切な量は、前記エラストマー配合物の重量に基づいて０．１ないし７５重量％、好ましくは５ないし６０重量％である。動物、昆虫、植物、合成及び鉱物ワックスが使用でき、ミネラルオイル由来のものが好ましい。ミネラルオイルワックスの例には、ブライトストックの軟蝋（ｂｒｉｇｈｔ ｓｔｏｃｋ ｓｌａｃｋ ｗａｘ）、中間機械油軟蝋（ｍｅｄｉｕｍ ｍａｃｈｉｎｅ ｏｉｌ ｓｌａｃｋ ｗａｘ）、高融点ワックス及び微結晶性ワックスがある。軟蝋の場合、油の２５重量％までが存在してもよい。前記ワックスの凝固点を上昇させるための添加物も存在できる。
【００４８】
前記複合繊維は油も含んでもよい。前記油は、前記繊維の加工可能性を改善するか又は前記繊維の軟度を高めるために組み込まれてもよい。特に好ましいのは、前記ブロック共重合体のＥ及び／又はＥ１と相溶性のある油のタイプである。より高い芳香族配合物含有量の油が条件を満たしている一方で、低い揮発性及び５０％未満の芳香族配合物含有量を有するそれらの石油ベースのホワイトオイルが好ましい。前記油は、低い揮発性をさらに有するべきであり、好ましくは約２６０℃を超える初留点を有する。採用される油の量は、ゴム又はブロック共重合体の重量による１００部分あたり重量による約０ないし約３００部分で変動し、好ましくは重量による約２０ないし約１５０部分である。
【００４９】
前記エラストマー配合物は、抗酸化剤の添加又は抗酸化剤の混合によって典型的に安定化される。頻繁に、立体的に込み合ったフェノール類安定剤が使用されるか又は、リンベースの安定剤が、日本国特許第９４０５５７７２号において開示されるなどの立体的に込み合ったフェノール類安定剤との組み合わせで使用されるか又は、日本国特許第９４０７８３７６号において開示されるなどのフェノール類安定剤の組み合わせが使用される。
【００５０】
色素、染色剤、蛍光増白剤、青味剤及び難燃剤などの他の添加物が、本発明の複合繊維において使用できる。
【００５１】
本発明の複合繊維は、さまざまな物品を形成するのに使用できる。これらの物品には弾性モノフィラメント、織布、スパンボンド不織布又はフィルター、メルトブロー（ｍｅｌｔ−ｂｌｏｗｎ）布、短繊維、糸、接合され毛羽立てられた織布、及びその類似物が含まれる。これらの物品を作製するのに典型的に使用されるプロセスのいずれかは、複合繊維へと２つの材料を押し出し成形するようそれらが装備されるときに採用できる。
【００５２】
特に、不織布又は織布は、本分野で公知のプロセスのいずれかによって形成できる。スパンボンドと典型的に呼ばれるあるプロセスは本分野で十分に公知である。米国特許第４，４０５，２９７号は典型的なスパンボンドプロセスを記載する。前記スパンボンドプロセスは、紡糸金口を通じて前記融解物から繊維を押し出し成形し、気流を使用して前記繊維を急冷及び／又は引き出し、及び不織布を回収及び接合することを一般に含む。前記不織布の接合はいずれかの温熱的、化学的又は機械的方法によって典型的に達成され、それには前記織布の繊維間の複数の中間的な接合を作製する上で効果的なウォーターエンタングルメント及びニードルパンチプロセスを含む。本発明の不織布は、米国特許第５，２９０，６２６号に記載されるなどのメルトブロー（ｍｅｌｔ−ｂｌｏｗｎ）プロセスを使用しても形成できる。毛羽立った織布は、不織布自体で交差機械方向において折りたたみ及び接合することによって不織布から形成できる。
【００５３】
本発明の不織布は、おむつ、ウェストバンド、ストレッチパネル、使い捨て外被、医用及び個人用衛生物品、フィルター、及びその類似物などの多様な弾性織物のために使用できる。
【００５４】
本発明の弾性モノフィラメントとは、多様な目的に使用される連続した単一の複合繊維であり、紡糸、引き出し、急冷及び巻き取りを含む本分野で公知の方法のいずれかによって形成できる。本明細書で使用されるように、短繊維とは、連続して共押し出しされる複合繊維の切断された又は切り刻まれたセグメントを意味する。
【００５５】
複合繊維の糸は公知のプロセスによって形成できる。米国特許第６，１１３，８２５号は糸の形成の一般的なプロセスを教示する。一般に、前記プロセスは紡糸金口からの複数の繊維の融解押し出し成形、複数のフィラメント糸を形成するために互いにフィラメントを引き出し巻き取ること、１つ以上の熱処理領域を通じて必要に応じて前記糸を伸長し又は引き伸ばすこと、及び前記糸を冷却及び巻き取ることを含む。
【００５６】
本発明の物品は、単独で又は前記複合繊維で作製される他の物品との又は材料の他のクラスとの組み合わせで使用できる。一例として、不織布は弾性モノフィラメントと組み合わせることができ、弾性ストレッチパネルを提供する。別の例として、不織布は他の非エラストマー不織布又は多くのタイプのポリマーフィルムへ接合できる。
【００５７】
本発明の複合繊維を作製するプロセスにおいて、２つの個別の単一ねじ押し出し成形機が使用され、前記鞘ポリマー及び芯ポリマーを２つの個別の融解ポンプへと押し出し成形する。前記融解ポンプの後、前記ポリマーは一連のプレート及びバッフルを介して紡糸金口における前記ポリマーの複合立体配置へと互いに至る。前記紡糸金口を出る際、前記繊維は冷気急冷キャビネットを介して冷却／急冷される。急冷の後、前記繊維を吸引装置又は一連の冷却ロールを介して引き出す。冷却ロールが使用される場合、前記繊維は巻き取り装置へと取り上げられる。吸引装置が使用される場合、前記繊維は前記吸引装置の真下のドラムに回収できる。
【００５８】
前記プロセスのある重要な態様は、前記複合繊維を生成できる速度である。本発明の繊維によって表される高い流動の特徴によって高い押し出し成形速度が可能になる。このことは、商業用装置が高い押し出し成形速度で作動するため実際の観点から重要である。この方法で、経済的な処理量に達することができる。本発明において、１分間あたり少なくとも８００ｍの押し出し成形速度（８００ｍｐｍ）が必要である。より好ましくは約１０００ｍｐｍ以上の速度であり、最も好ましくは約２０００ｍｐｍ以上の速度である。
【００５９】
本明細書に開示される適用について、細いデニールの繊維が好ましい。これらの細いデニールの繊維は、材料の非常に少量がそのように構成される物品における弾性挙動に影響を及ぼすよう使用できる観点において特に効率のよい弾性材料である。本発明において、０．１ないし３０のデニール（９０００ｍの繊維あたりのｇ）を有する複合繊維を作製できる。より好ましくは、０．５ないし２０ｇ／９０００ｍのデニールを有する繊維であり、最も好ましくは１ないし１０ｇ／９０００ｍのデニールを有する繊維である。
【実施例】
【００６０】
本明細書において、「弾性」という語は、偏向力の適用に際して、伸張可能なすなわち、少なくとも約６０％（つまりその弛緩した偏向していない長さの少なくとも約１６０％の引き伸ばされ、偏向した長さへ）伸長可能であり、前記伸張し伸長する力の緩和に際しその伸長の少なくとも５０％を回復し得るいずれかの材料を意味するために使用される。仮説的な例は、少なくとも１．６０インチ（４．０６ｃｍ）へ伸長可能であり、１．６０インチ（４．０６ｃｍ）へ伸長され緩和される際に、１．２７インチ（３．２３ｃｍ）以下の長さに回復し得る材料の１インチ試料である。多くの弾性材料は、６０％をはるかに超える（つまり、その弛緩した長さの１６０％をはるかに超える）ことによって伸長でき、例えば１００％以上伸長でき、及びこれらの多くは実質的にそれらの初期の弛緩した長さへ、例えば伸張力の緩和に際し、それらの初期の弛緩した長さの１０５％以内に回復するであろう。
【００６１】
弾性を、１００％伸長時の％歪み回復として前記複合繊維から形成される糸に関して測定した。前記糸は、前記紡糸金口における孔の数に依存して３６ないし１４４の数の範囲にわたる複数の個々の連続した繊維からなった。前記糸を、１００％伸長へと手動で引き伸ばし、次いで弛緩させた。次に、前記糸の弛緩した長さを測定し、％回復を算出した。この方法において、前記弾性を％回復として決定する。
【００６２】
本明細書で使用されるように、「引っ張り強さ」という語は、デニールあたりのグラムにおいて測定される糸の張力の測定結果を指す。
【００６３】
（実施例１ないし８）
鞘／芯の比が３０／７０及び２０／８０のポリプロピレン鞘とＳＥＢＳエラストマー芯とを有する複合繊維を後述にしたがって作製した。前記ポリプロピレン鞘は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製の名目３８ＭＦＲホモポリマー（５Ｄ４９）であった。前記エラストマー芯（ポリマー７）は名目５０ＭＦＲであり、高いビニル（ビニル含有量＝７５モル％）であり、１８％スチレン含有量とカップリングしたＳＥＢＳ共重合体（カップリング効率＝９６％）であり、分子量６６００のスチレンであり、分子量６０，０００の中間ブロックであった。
【００６４】
複合技術及びＨｉｌｌｓ社製紡糸金口を使用する従来の商業型の高速紡糸プロセスを使用して前記繊維を作製した。
【００６５】
表１は前記繊維の典型的な紡糸性能及び機械的特性を供与する。表１から、高速紡糸が達成でき（実施例３，５、及び８）、同様にかなりの繊維張力及び破壊に至る伸長（実施例１，２，４，６，７）に達成できることがわかる。例外的に高速紡糸が達成できた。前記鞘−芯複合繊維（実施例３及び５）を２７００ｍｐｍで紡糸した。
【００６６】
（実施例９ないし１３）
鞘／芯の比が３０／７０及び２０／８０のポリプロピレン鞘とＳＥＢＳエラストマー芯とを有する複合繊維を後述にしたがって作製した。前記ポリプロピレン鞘は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製の名目３８ＭＦＲホモポリマー（５Ｄ４９）であった。前記エラストマー芯（ポリマー５）は３１ＭＦＲであり、高いビニル（ビニル含有量＝７６モル％）であり、１８％スチレン含有量とカップリングしたＳＥＢＳ共重合体（カップリング効率＝９４％）であり、分子量６２００のスチレンであり、分子量５６，０００の中間ブロックであった。
【００６７】
複合技術及びＨｉｌｌｓ社製紡糸金口を使用する従来の商業型の高速紡糸プロセスを介して前記繊維を作製した。
【００６８】
良好な張力特性は、前記３１ＭＦＲエラストマーを使用して達成できた（実施例９、１１及び１２）。前記達成可能な紡糸速度は、１５００ないし１８００ｍｐｍの範囲であった。
【００６９】
（実施例１４ないし２５）
鞘／芯の比が３０／７０及び２０／８０のポリプロピレン鞘とＳＥＢＳエラストマー芯とを有する複合繊維を後述にしたがって作製した。前記ポリプロピレン鞘は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製の名目３８ＭＦＲホモポリマー（５Ｄ４９）であった。前記エラストマー芯（ポリマー６）は名目２０ＭＦＲであり、高ビニル（ビニル含有量＝７６％）であり、１９％スチレン含有量とカップリングしたＳＥＢＳ共重合体（カップリング効率＝９５％）であり、分子量６１００のスチレンであり、分子量５０，０００の中間ブロックであった。
【００７０】
複合技術及びＨｉｌｌｓ社製紡糸金口を使用する従来の商業型の高速紡糸プロセスを介して前記繊維を作製した。
【００７１】
表３の結果は、より低いメルトフローのエラストマーが紡糸性能（最大紡糸速度）に及ぼす有害な効果を有するが、前記張力特性は弾性繊維に対して合理的であるとなお考慮されることを示す。表３は、前記ポリプロピレンが前記繊維横断面のより大きな部分になるにつれ、紡糸性能が改善し、及び比較的低いメルトフローのエラストマーでさえ、正確な鞘／芯比で良好な紡糸性能を提供できることも示す。さらに、前記ポリプロピレンは、その濃度が増すため前記繊維の張力を改善するが、おそらく前記繊維弾性に負の効果を有する。
【００７２】
（実施例２６ないし３６）
鞘／芯の比が３０／７０及び２０／８０のポリプロピレン鞘とＳＥＢＳエラストマー芯とを有する複合繊維を、後述にしたがって作製した。前記ポリプロピレン鞘は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製の名目３８ＭＦＲホモポリマー（５Ｄ４９）であった。前記エラストマー芯はポリプロピレン（５Ｄ４９）及びエラストマー（ポリマー７）との配合物であった。配合物１は、１０重量％のＤｏｗ ５Ｄ４９ポリプロピレンと９０重量％のポリマー７との配合物であった。配合物２は、２０重量％のＤｏｗ ５Ｄ４９ポリプロピレンと８０重量％のポリマー７との配合物であった。
【００７３】
複合技術及びＨｉｌｌｓ社製紡糸金口を使用する従来の商業型高速紡糸プロセスを介して前記繊維を作製した。表４は、ポリプロピレンとのエラストマーの配合が複合弾性繊維のための良好なエラストマー芯をなしたことを示す。高速紡糸及び良好な張力及び弾性特性に到達した。
【００７４】
比較上の単一成分繊維（実施例３６）も表４に示す。前記単一成分繊維は、前記エラストマー配合物（ポリマー７）のみからなり、熱可塑性ポリマー鞘はなかった。低速紡糸を必要とし、前記繊維は前記紡糸プロセスの間受容できない粘着性を呈した。前記結果として生じる単一成分繊維は、自己接着して分離できなかった。
【００７５】
（実施例３７ないし３９）
複合繊維は、スパンボンドプロセスを模擬するために単一の空気吸引装置を介しても紡糸した。最大紡糸速度に影響を及ぼすために前記吸引装置における気圧を使用し、つまり前記圧力が高ければ高いほど、前記紡糸速度は大きい。前記実施例のすべてについて、１つの孔あたりの前記ポリマー処理量（０．３５ｇ／孔／分）は同一である。
【００７６】
実施例３７は、５Ｄ４９ポリプロピレン単独の比較上の単一成分繊維であった。繊維が破壊し始める前の最大の空気圧は４０ｐｓｉに到達した。この熱可塑性ポリマーの繊維は弾性がなかった。
【００７７】
実施例３８は、弾性スパンボンド繊維を作製するため、２０／８０の比で５Ｄ４９ポリプロピレン鞘及び５０ＭＦＲ弾性芯（ポリマー７）を使用した。フィラメントが破壊し始める前の前記最大紡糸速度は２０ｐｓｉであった。実施例３９は、鞘／芯の比が４０／６０のポリプロピレン（５Ｄ４９）及び２０ＭＦＲエラストマー（ポリマー６）からなる複合繊維であった。繊維が破壊し始める前の前記最大紡糸速度は２５ｐｓｉであった。実施例３８及び３９の複合繊維は弾性があった。
【００７８】
（実施例４０ないし４５）
実施例４０ないし４４は、前記熱可塑性ポリマー鞘（６８１１Ａ）としてＤｏｗ ＡＳＰＵＮポリエチレンを、前記弾性芯としてポリマー７を使用する鞘／芯複合繊維を示す。これらの実施例は、ポリエチレンが複合弾性繊維のための鞘としても使用できることを示す。
【００７９】
複合技術及びＨｉｌｌｓ社製紡糸金口を使用する従来の商業型の高速紡糸プロセスを介して前記繊維を作製した。
【００８０】
（実施例４６）
複合弾性繊維を後述にしたがって、比較的低いメルトフロー、少量のビニルエラストマー（ポリマー８）を使用して作製した。ポリマー８は、名目９ＭＦＲであり、３８％ビニルとカップリングしたＳＥＢＳエラストマーであった。ポリマー８は、分子量５０００のスチレンブロック、分子量４７０００の中間ブロック、９４％のカップリング効率を有する。前記名目スチレン含有量は１８重量％である。この繊維のための鞘は、名目１２ＭＦＲホモポリマーポリプロピレンである。この実施例は、複合繊維が少量のビニルブロック共重合体を使用して作製できることを示す一方で、より高いメルトフローのエラストマーが最適な紡糸性能のために好ましいであろう。
【００８１】
【表１】
【００８２】
【表２】
【００８３】
【表３】
【００８４】
【表４】
【００８５】
【表５】
【００８６】
【表６】
【００８７】
【表７】
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】図１は、本発明の複合繊維の束の横断切片を示す。熱可塑性ポリマー鞘は各エラストマー芯を取り囲む環状領域として明白である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性ポリマー鞘とエラストマー配合物芯とを含む複合繊維であって、前記エラストマー配合物芯が、Ｓブロック及びＥ又はＥ１ブロックを有し且つ一般式
Ｓ−Ｅ−Ｓ，（Ｓ−Ｅ１）ｎ，（Ｓ−Ｅ１）ｎＳ，（Ｓ−Ｅ１）ｎＸ
を有する選択的に水素化されたブロック共重合体又はその混合物を含む、複合繊維
（ここで、
ａ．水素化の前に前記Ｓブロックがポリスチレンブロックであり、
ｂ．水素化の前に前記Ｅブロックが４０，０００ないし７０，０００の分子量を有する、ポリブタジエン、ポリイソプレン及び／又はその混合物のポリジエンブロックであり、
ｃ．水素化の前に前記Ｅ１ブロックが２０，０００ないし３５，０００の分子量を有する、ポリブタジエン、ポリイソプレン及び／又はそれらの混合物のポリジエンブロックであり、
ｄ．ｎが２ないし６の値を有し、及びＸはカップリング剤の残部であり、
ｅ．前記ブロック共重合体のスチレン含有量が１３ないし２５重量％であり、
ｆ．水素化の前の前記ポリジエンブロックのビニル含有量が７５ないし８５モル％であり、
ｇ．前記ブロック共重合体が、一般式
Ｓ−Ｅ又はＳ−Ｅ１
（式中Ｓ、Ｅ及びＥ１がすでに定義されているとおりである。）
を有する単位の１５重量％未満を包含し、
ｈ．水素化後、スチレン二重結合の約０ないし１０％が水素化されており、及び共役ジエン二重結合の少なくとも８０％が水素化されており、
ｉ．前記Ｓブロックの各々の分子量が５，０００ないし７，０００であり、及び
ｊ．前記ブロック共重合体のメルトインデックスが、２３０℃及び２．１６ｋｇ重量でＡＳＴＭ Ｄ１２３８にしたがって１２ｇ／１０分以上である。）。
【請求項２】
ポリスチレンブロックＳの分子量が５，８００ないし６，６００であり、及びＥブロックが４５，０００ないし６０，０００の分子量を有するポリブタジエンであるか、又はＥ１ブロックが２つ以上のカップリングされたポリブタジエンブロックであり、前記ポリブタジエンブロックの各々が、カップリングされる前に２２，５００ないし３０，０００の分子量を有する、請求項１に記載の複合繊維。
【請求項３】
選択的に水素化されたブロック共重合体の構造が（Ｓ−Ｅ１）ｎＸであり、及び前記ブロック共重合体が、カップリングされていないＳ−Ｅ１種の１０％未満を含有する、請求項１又は２に記載の複合繊維。
【請求項４】
エラストマー配合物芯が、ポリプロピレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリアミド、ポリ（テレフタル酸エチレン）、ポリ（テレフタル酸ブチレン）、又はポリ（テレフタル酸トリメチレン）である熱可塑性ポリマーの５０重量％までをさらに含む、請求項１ないし３のうちの何れか一項に記載の複合繊維。
【請求項５】
熱可塑性ポリマー鞘とエラストマー配合物芯との容積比が５／９５ないし４９／５１である、請求項１ないし４のうちの何れか一項に記載の複合繊維。
【請求項６】
ブロック共重合体のメルトフローが、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８にしたがって２３０℃及び２．１６ｋｇ重量で１５ｇ／１０分より大きく、好ましくは４０ｇ／１０分である、請求項１ないし５のうちの何れか一項に記載の複合繊維。
【請求項７】
ポリオレフィンがポリプロピレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリアミド、ポリ（テレフタル酸エチレン）、ポリ（テレフタル酸ブチレン）、又はポリ（テレフタル酸トリメチレン）である、請求項１ないし６のうちの何れか一項に記載の複合繊維。
【請求項８】
熱可塑性ポリマーがＡＳＴＭ Ｄ１２３８にしたがって２３０℃及び２．１６ｋｇで、少なくとも２０ｇ／１０のメルトフローを有するポリプロピレンであるか又は少なくとも２５ｇ／１０分のメルトフローを有する直鎖状低密度ポリエチレンである、請求項７に記載の複合繊維。
【請求項９】
弾性モノフィラメント、織物、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布若しくはフィルター、短繊維、糸又は接合され毛羽立てられた織物である、請求項１ないし８のうちの何れか一項に記載の複合繊維を含む物品。
【請求項１０】
複合繊維がフィラメントあたり９０００ｍあたり０．１ないし３０ｇのデニールを有するように、熱可塑性ポリマーから主としてなる鞘と、エラストマー配合物から主としてなる芯とを有する１本以上のフィラメントを１分間あたり少なくとも５００ｍの速度で形成するために、ダイスを通じて押し出し成形するよう個別の融解ポンプを使用して前記熱可塑性ポリマー及び前記エラストマー配合物に力が加えられる、前記熱可塑性ポリマー及び前記エラストマー配合物の共押し出しを含む、請求項１ないし８のうちの何れか一項に記載の複合繊維を作製するためのプロセス。
【請求項１】
熱可塑性ポリマー鞘とエラストマー配合物芯とを含む複合繊維であって、前記エラストマー配合物芯が、Ｓブロック及びＥ又はＥ１ブロックを有し且つ一般式
Ｓ−Ｅ−Ｓ，（Ｓ−Ｅ１）ｎ，（Ｓ−Ｅ１）ｎＳ，（Ｓ−Ｅ１）ｎＸ
を有する選択的に水素化されたブロック共重合体又はその混合物を含む、複合繊維
（ここで、
ａ．水素化の前に前記Ｓブロックがポリスチレンブロックであり、
ｂ．水素化の前に前記Ｅブロックが４０，０００ないし７０，０００の分子量を有する、ポリブタジエン、ポリイソプレン及び／又はその混合物のポリジエンブロックであり、
ｃ．水素化の前に前記Ｅ１ブロックが２０，０００ないし３５，０００の分子量を有する、ポリブタジエン、ポリイソプレン及び／又はそれらの混合物のポリジエンブロックであり、
ｄ．ｎが２ないし６の値を有し、及びＸはカップリング剤の残部であり、
ｅ．前記ブロック共重合体のスチレン含有量が１３ないし２５重量％であり、
ｆ．水素化の前の前記ポリジエンブロックのビニル含有量が７５ないし８５モル％であり、
ｇ．前記ブロック共重合体が、一般式
Ｓ−Ｅ又はＳ−Ｅ１
（式中Ｓ、Ｅ及びＥ１がすでに定義されているとおりである。）
を有する単位の１５重量％未満を包含し、
ｈ．水素化後、スチレン二重結合の約０ないし１０％が水素化されており、及び共役ジエン二重結合の少なくとも８０％が水素化されており、
ｉ．前記Ｓブロックの各々の分子量が５，０００ないし７，０００であり、及び
ｊ．前記ブロック共重合体のメルトインデックスが、２３０℃及び２．１６ｋｇ重量でＡＳＴＭ Ｄ１２３８にしたがって１２ｇ／１０分以上である。）。
【請求項２】
ポリスチレンブロックＳの分子量が５，８００ないし６，６００であり、及びＥブロックが４５，０００ないし６０，０００の分子量を有するポリブタジエンであるか、又はＥ１ブロックが２つ以上のカップリングされたポリブタジエンブロックであり、前記ポリブタジエンブロックの各々が、カップリングされる前に２２，５００ないし３０，０００の分子量を有する、請求項１に記載の複合繊維。
【請求項３】
選択的に水素化されたブロック共重合体の構造が（Ｓ−Ｅ１）ｎＸであり、及び前記ブロック共重合体が、カップリングされていないＳ−Ｅ１種の１０％未満を含有する、請求項１又は２に記載の複合繊維。
【請求項４】
エラストマー配合物芯が、ポリプロピレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリアミド、ポリ（テレフタル酸エチレン）、ポリ（テレフタル酸ブチレン）、又はポリ（テレフタル酸トリメチレン）である熱可塑性ポリマーの５０重量％までをさらに含む、請求項１ないし３のうちの何れか一項に記載の複合繊維。
【請求項５】
熱可塑性ポリマー鞘とエラストマー配合物芯との容積比が５／９５ないし４９／５１である、請求項１ないし４のうちの何れか一項に記載の複合繊維。
【請求項６】
ブロック共重合体のメルトフローが、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８にしたがって２３０℃及び２．１６ｋｇ重量で１５ｇ／１０分より大きく、好ましくは４０ｇ／１０分である、請求項１ないし５のうちの何れか一項に記載の複合繊維。
【請求項７】
ポリオレフィンがポリプロピレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリアミド、ポリ（テレフタル酸エチレン）、ポリ（テレフタル酸ブチレン）、又はポリ（テレフタル酸トリメチレン）である、請求項１ないし６のうちの何れか一項に記載の複合繊維。
【請求項８】
熱可塑性ポリマーがＡＳＴＭ Ｄ１２３８にしたがって２３０℃及び２．１６ｋｇで、少なくとも２０ｇ／１０のメルトフローを有するポリプロピレンであるか又は少なくとも２５ｇ／１０分のメルトフローを有する直鎖状低密度ポリエチレンである、請求項７に記載の複合繊維。
【請求項９】
弾性モノフィラメント、織物、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布若しくはフィルター、短繊維、糸又は接合され毛羽立てられた織物である、請求項１ないし８のうちの何れか一項に記載の複合繊維を含む物品。
【請求項１０】
複合繊維がフィラメントあたり９０００ｍあたり０．１ないし３０ｇのデニールを有するように、熱可塑性ポリマーから主としてなる鞘と、エラストマー配合物から主としてなる芯とを有する１本以上のフィラメントを１分間あたり少なくとも５００ｍの速度で形成するために、ダイスを通じて押し出し成形するよう個別の融解ポンプを使用して前記熱可塑性ポリマー及び前記エラストマー配合物に力が加えられる、前記熱可塑性ポリマー及び前記エラストマー配合物の共押し出しを含む、請求項１ないし８のうちの何れか一項に記載の複合繊維を作製するためのプロセス。
【図１】
【公表番号】特表２００７−５２６４１０（Ｐ２００７−５２６４１０Ａ）
【公表日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５０１８８４（Ｐ２００７−５０１８８４）
【出願日】平成１７年３月１日（２００５．３．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／００６４５６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０９２９７９
【国際公開日】平成１７年１０月６日（２００５．１０．６）
【出願人】（５０１１４０３４８）クレイトン・ポリマーズ・リサーチ・ベー・ベー (44)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１日（２００５．３．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／００６４５６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０９２９７９
【国際公開日】平成１７年１０月６日（２００５．１０．６）
【出願人】（５０１１４０３４８）クレイトン・ポリマーズ・リサーチ・ベー・ベー (44)
【Ｆターム（参考）】
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