JP2001277393A - 弾性伸縮性複合シートおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
繊維からなる非弾性層が形成された弾性伸縮可能な複合
シートの提供。 【解決手段】 複合シート1Aの弾性層3に接合する非
弾性層2は、伸長性繊維6が滑剤を0.1〜5.0重量
%含有する熱可塑性合成繊維を少なくとも80重量%含
むように形成される。
Description
層と伸長可能な非弾性層とが互いに接合してなる弾性伸
縮可能な複合シートとその製造方法に関する。
ム弾性層と非弾性繊維層とからなる多層弾性シート状構
造物が開示されている。このシート状構造物は、互いに
重ね合わせて溶融または接着したゴム弾性層と非弾性繊
維層とを100〜200%伸長したのち弛緩することに
よって得ることができる。ゴム弾性層にはフィルム等が
使用され、非弾性繊維層には長繊維からなるスパンボン
ドウェブやメルトブローン繊維からなるウウェブ等が使
用される。
て、非弾性繊維層を例えばポリプロピレンの長繊維で形
成しようとする場合には、この長繊維を弾性層とともに
100〜200%伸張することができるようにするため
に、溶融紡糸工程でのポリプロピレンの延伸率を低く抑
えなければならない。延伸率を高くすると、ポリプロピ
レンの結晶化が進み、後の工程で弾性層とともに高い伸
長率で伸張することができなくなるからである。紡糸工
程で高い延伸率を採用できないということは、繊維径を
あまり小さくすることができないということを意味す
る。その結果、得られる繊維には、径の小さな繊維に比
べて肌触りが柔軟でないという難点が生じる。また、嵩
の高い非弾性繊維層を有する多層弾性シート状構造物を
得ようとするときには、繊維径をできるだけ小さくして
嵩を高くすれば原料等のコストを低く抑えるうえでの有
利性を享受できるが、繊維径が大きくなりがちであると
いうことになると、そのような有利性は消失する。
層とで形成される弾性伸縮性のシート状構造物におい
て、非弾性層に径の小さい繊維を使用することが容易と
なるようにその構造物を改良することを課題にしてい
る。
この発明が対象とするところの一つは、少なくとも一方
向へ弾性伸縮可能な弾性層の少なくとも片面に繊維から
なり前記一方向へ非弾性的に伸長可能な非弾性層が接合
している弾性伸縮可能な複合シートおよびそのシートの
製造方法である。
記繊維として滑剤を0.1〜5.0重量%含有する熱可
塑性合成繊維を少なくとも80重量%使用することにあ
る。
様においては、前記弾性ウエブと非弾性ウエブとを接合
したのち、これら両ウエブを前記一方向へ少なくとも8
0%延伸する工程と、その後に前記弾性ウエブの収縮力
によって前記両ウエブを収縮させる工程とが含まれる。
係る弾性伸縮性複合シートおよびその製造方法の詳細を
説明すると、以下のとおりである。
性複合シートである第1複合シート1A、第2複合シー
ト1B、第3複合シート1Cの斜視図である。第1,2
複合シート1Aは、上層2と下層3とを有し、これら両
層2,3が第1接合部4Aで溶着し、一体化している。
第1複合シート1Aの上層2は、X−X,Y−Y方向の
うち、少なくともY−Y方向へ非弾性的に伸長可能な層
であり、下層3はX−X,Y−Y方向のうち、少なくと
もY−Y方向へ弾性的に伸縮可能な層である。
連続繊維6の集合体であり、好ましくは第1接合部4A
においてのみ繊維どうしが互いに溶着し、第1接合部4
A,4A間では接合しておらず、連続繊維6が不規則な
曲線を画きながら下層3の上面に広がっている。
ポリエステル、ポリエチレン等の熱可塑性合成樹脂から
なるもので、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、金属石け
ん等の滑剤を少なくとも1種類含む繊維が80重量%以
上使用され、より好ましくは、その滑剤を含むポリプロ
ピレンのホモポリマーからなる繊維、エチレン−プロピ
レン共重合体からなる繊維、エチレン−プロピレン−ブ
テン共重合体からなる繊維、またはこれらの繊維を少な
くとも2種類含む繊維混合物が80重量%以上使用され
る。連続繊維6は、滑剤含量が0.1〜5重量%である
ことが好ましく、また染顔料や硫酸バリウム等の無機充
填材を最大で5重量%含むことができる。連続繊維6は
また、20重量%を限度として滑剤を含有していない熱
可塑性合成繊維や化学繊維、天然繊維等を含むことがで
きる。
は、Y−Y方向、好ましくはY−Y方向とX−X方向と
に弾性伸縮性を有するシートで、Y−Y方向へ少なくと
も100%、好ましくは少なくとも200%、さらに好
ましくは少なくとも400%伸長可能であり、100%
伸長したのちに、もとの長さの1.3倍未満にまで弾性
的に収縮できる。かかるシートには、弾性糸からなるカ
ードウェブ、弾性糸からなるサーマルボンド不織布やス
パンレース不織布等の不織布、弾性糸からなる織布、ス
チレン系やオレフィン系の熱可塑性エラストマーからな
るフィルム等がある。
形成されることを除いて特に制約されることはないが、
好ましくはX−X方向にも間欠的に形成され、個々の面
積が0.1〜10mm2の範囲にあることが望ましい。
Aで加熱加圧して一体化できる他に、超音波処理で一体
化することもできる。また、上層2の連続繊維6を下層
3の組織と機械的に交絡させて両者を一体化することも
できる。その交絡のための手段としてニードルパンチン
グ、高圧柱状水流処理等を採用することができる。上層
2と下層3とは、接着剤によって、第1接合部4Aで一
体化していてもよい。
ちの第1複合シート1Aは、Y−Y方向へ力を加えて所
要割合だけ仮想線で示されるように引っ張られると、上
層2がその所要割合だけ非弾性的に伸長し、下層3がそ
の所要割合だけ弾性的に伸長する。引っ張った力を解放
すると、下層3は弾性的に収縮してほぼ元の寸法にまで
戻ることが可能である。上層2は、連続繊維6の塑性変
形によって伸長しており、それ自身に収縮力はないが、
下層3の収縮に伴い大きなループや多数のひだを形成し
ながら収縮する。
張られ、その後収縮して得られるものが、図2に示され
る第2複合シート1Bである。
合部4Bを追加したものが第3複合シート1Cである。
第2接合部4Bは、第1接合部4Aよりも面積は小さい
が、第3複合シート1Cの単位面積当りの個数は多い。
とは、いずれも弾性伸縮性を有するものではあるが、こ
れら両者の違いの一つは、Y−Y方向において隣り合う
接合部4Aと4Aとの間に延びる連続繊維6の長さの違
いである。第2複合シート1Bでは、連続繊維6が、第
1複合シート1Aのそれに比べると、塑性変形して伸長
した分だけ長くかつ細くなっている。そのように変形し
た連続繊維6は、引っ張られた第1複合シート1Aが収
縮して第2複合シート2Bとなるときに、隣り合う第1
接合部4Aと4Aとの間で大きなループや多くのしわを
形成する。そのようなループやしわを有する第2複合シ
ート1Bの上層2は、第1複合シート1Aのそれよりも
嵩が高くなり、柔軟性があって、肌触りのよいものにな
る。第1,2複合シート1A,1Bの違いの他の一つ
は、Y−Y方向へ引っ張るときの力の大きさである。第
1複合シート1Aを前記所要割合にまで引っ張るには、
上層2の連続繊維6を塑性変形させるための力と、下層
3を弾性変形させるための力とが必要であり、第2複合
シート1Bを前記所要割合にまで引っ張るには、下層3
を引っ張るための力で足りる。上層2は、連続繊維6が
既に長く延びた状態にあって、引っ張られたときには向
きを変えるだけであるから、第2複合シート1Bを引っ
張る力に殆ど影響を与えない。下層3を弾性変形させな
がら第2複合シート1Bを引っ張れば、ループを画いて
いたり、しわを形成していた連続繊維6が下層3と一体
化している第1接合部4Aと4Aとの間で直線状に延び
るようになる。このような状態になった第2複合シート
1Bをさらに引っ張るには、下層3を引っ張るための力
と、直線状の連続繊維6を引っ張るための力とが必要に
なる。
製造工程の一例を示す図面である。図では、左から右へ
無端ベルト30が走行している。図の左方部分では、ベ
ルト30の上方に第1メルトブローン繊維成形機31が
設置され、ベルト30の下方にはサクション機構31A
が設置されている。第1成形機31はベルト30の幅方
向へ並ぶ多数のノズルを有し、それらのノズルからは、
非伸縮性の熱可塑性合成樹脂からなる第1メルトブロー
ン連続繊維35が吐出され、未延伸のままで、または延
伸されてベルト30の上に不規則な曲線を画きながら堆
積して第1ウェブ41を形成する。第1ウェブ41で
は、堆積して重なり合う第1連続繊維35どうしが溶着
することがないように、また溶着したとしても、後の工
程において容易に分離することができるように、第1成
形機31の吐出条件とベルト30の走行条件とが選択さ
れる。かかる第1連続繊維35は、少なくとも300%
の破断伸度を有することが好ましい。かかる伸度を有す
る第1連続繊維35は、ポリプロピレンやポリエステ
ル、ポリエチレン等の熱可塑性合成樹脂であって、脂肪
酸アミド、脂肪酸エステル、金属石けん等の滑剤を0.
1〜5.0重量%含むものから得ることができる。前記
ポリプロピレンは、ホモポリマー、またはそれに代わる
エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン
−ブテン共重合体であって前記滑剤を0.1〜5.0重
量%含むものであることが好ましい。
ローン繊維成形機32とサクション機構32Aとが設置
されている。第2成形機32もまた、ベルト30の幅方
向に並ぶ多数のノズルを有し、それらのノズルからは弾
性伸縮性の熱可塑性エラストマーからなる第2メルトブ
ローン連続繊維40が吐出され、第1ウェブ41の上に
不規則な曲線を画きながら堆積して、第2ウェブ42を
形成する。第2成形機32の吐出条件は、堆積して重な
り合う第2連続繊維40どうしが互いに溶着し、第2ウ
ェブ42がベルト30の走行方向に、より好ましくはそ
の走行方向とその走行方向に直交する方向とに弾性伸縮
性を有するシートを形成するように設定する。第2連続
繊維40は、第1連続繊維35よりも高い破断伸度を有
していることが好ましい。
上下一対のエンボスロール34,34の間を通過し、こ
れらウェブ41,42の走行方向である長手方向とその
長手方向に直交する幅方向とのうち、少なくとも長手方
向へ間欠的に形成される第1接合部4Aで加熱加圧され
て互いに溶着し、図1の第1複合ウェブ43Aを形成す
る。第1接合部4Aは、たとえば0.1〜10mm2の
大きさを有し、長手方向と幅方向とに3〜30mmの距
離だけ互いに離間するように形成する。
2ロール36,37を通過する。第1ロール36の回転
速度は第2ロール37の回転速度よりも遅く、これら第
1、2ロール36,37の回転速度差は、第1複合ウェ
ブ43Aを第1ウェブ41の破断伸度以下であって、第
2ウェブ42の弾性限界内にある所要の割合にまで、例
えば50〜300%引っ張るように設定される。引っ張
られた第2ウェブ42は走行方向で隣接する第1接合部
4Aと4Aとの間で弾性的に伸長する一方、第1連続繊
維35がそれら第1接合部4Aと4Aとの間で走行方向
へ延びるように向きを変えた後に塑性変形しながら伸長
し、第2複合ウエブ43Bを形成する。
へと進む。第3ロール38の回転速度は第1ロール36
のそれと同じであり、第2複合ウェブ43Bが第2ロー
ル37と第3ロール38との間で第1複合ウェブ43A
の長さにまで弾性的に収縮する。第3ロール38はエン
ボスロールでもあって、収縮した第2複合ウェブ43B
が部分的にエンボス処理されて、図3の第2接合部4B
を有する第3複合ウェブ43Cを形成する。第2接合部
4Bは、例えば0.1〜5mm2の面積を有し、第3複
合ウェブ43Cの長手方向と幅方向とに0.5〜5mm
の距離で互いに離間するように形成される。第2接合部
4Bは、第1接合部4Aと離間していることが好ましい
が、第2接合部4Bのあるものが第1接合部4Aと重な
り合っていても、この発明の実施を妨げない。
Aを適宜の寸法に切断することによって図1の第1複合
シート1Aを得ることができる。また、収縮した第2複
合ウェブ43Bを適宜の寸法に切断することによって図
2の第2複合シート1Bを得ることができ、さらにはま
た、第3複合ウェブ43Cを適宜の寸法に切断すること
によって図3の第3複合シート1Cを得ることができ
る。第2複合ウエブ43Bから得られるものは、第1接
合部4Aのみを有し、第3複合ウエブ43Cから得られ
るものは第1接合部4Aと第2接合部4Bとを有してい
る。図4の工程で使用された第1連続繊維35は、図1
〜3の連続繊維6であり、この繊維6からなる第1ウェ
ブ41は、図1〜3の上層2となる。第2ウェブ42
は、図1〜3の下層3となる。この工程において、第3
ロール38を第1ロール36と同じように単なる送りロ
ールにすることができる。
3Bや第3複合ウェブ43Cでは、第1、2ウェブ4
1,42を第1接合部4Aで接合した後に延伸すること
によって、第1ウェブ41の繊維どうしの溶着や絡み合
いを解きほぐすことができる。それによって、その溶着
や絡み合いに起因する第1ウェブ41における第1連続
繊維35の分布のむらを解消し、肌触りが一様な第2,
3複合ウェブ43B,43Cを得ることができる。
1Cを製造する工程で、第1複合ウェブ43Aをそれが
進行する方向と直交する幅方向に延伸することもでき
る。そうすることによって、第1連続繊維35のうちで
第1複合ウェブ43Aの幅方向へ延びている部分を伸長
させることができる。第3複合ウェブ43Cの第2接合
部4Bは、分布のむらが解消した第1ウェブ41を第2
ウェブ42に対して強固に、伸縮の繰り返しでも互いに
分離することがないように接合することに役立つ。
脂、特にポリプロピレンのホモポリマーやプロピレンの
共重合体からなる第1連続繊維35は、滑剤を含むこと
によって、延伸されるときにポリマーの分子どうしの摩
擦抵抗が低く、結晶化が進みにくい。それゆえ、この場
合の第1連続繊維35は、第1成形機31から吐出され
たままの比較的径が大きい状態であっても、または吐出
された直後に延伸されて比較的径が小さい状態であって
も、それが第1ウェブ41となって第2ウェブ42とと
もに延伸されるときには、滑剤を含まないものである場
合に比べ、はるかに高い伸度での延伸が可能になる。
って得られる第2複合ウェブ43Bでは、第1連続繊維
35が伸長して、その径が小さく、長さが長くなること
によって、第1ウエブ41の見かけの嵩が高くなり、肌
触りが柔軟になる。また、熱可塑性合成樹脂は、滑剤を
含むことによって流動し易いものになるから、滑剤を含
まない場合に比べて第1成形機におけるノズル温度、換
言すると樹脂温度を低く設定することができる。樹脂温
度が低くなれば、樹脂の冷却も容易になるから、図4の
製造工程において樹脂の冷却能力に余力が生じるように
もなり、余力を生じた分だけ樹脂の吐出量を増やして、
第1連続繊維35の単位時間当りの生産量を多くするこ
とができる。
を様々に変化させることができる。例えば、第2ウェブ
42は、第1ウェブ41よりも先にベルト30に供給す
ることができる。第1、2ウェブ41,42を接合する
には、エンボス用のロール34や38に代えて、ニード
ルパンチングや高圧柱状水流処理等の手段を採用するこ
ともできる。また、第2成形機32の下流側に第3成形
機を設置し、この成形機から吐出される非伸縮性の第3
メルトブローン連続繊維で第2ウェブ42の上に第1ウ
ェブ41と同様な第3ウェブを形成し、第1、2ウェブ
41,42と第3ウェブとからなる3層構造の複合シー
ト1A〜1Cを製造することも可能である。第1ウェブ
41と第3ウェブとは、同じものでもよいし、樹脂の種
類や色、繊維の径等が異なるものであってもよい。
示す図4と同様な工程図である。この例では、熱可塑性
エラストマーからなり、ベルト30の走行方向に弾性伸
縮性を有するフィルム52が第2ウェブ42として図の
左方から供給され,このフィルム52の上に第1連続繊
維35からなる第1ウェブ41が供給される。第1、2
ウェブ41,42は、図4と同様にエンボスロール34
を通って第1接合部4Aで間欠的に溶着して第1複合ウ
ェブ43Aを形成し、さらに第1、2ロール36,37
で延伸されたのちに収縮し、必要なら第3ロール38を
通って第2接合部4Bで間欠的に溶着して第3複合ウェ
ブ43Cを形成する。このようにフィルム52の形態を
とる第2ウェブ42に第1ウェブ41を溶着して第1、
2接合部4A,4Bを形成するときには、第1ウェブ4
1が連続繊維で形成されているので、それら第1、2接
合部4A,4Bの個々の面積を、例えば0.1から1m
m 2程度に小さくしても、第1ウェブ41とと第2ウェ
ブ42とは簡単に分離するということがない。しかし、
必要ならば、第1、2接合部4A,4Bの面積を10m
m2程度にまで大きくすることもできる。
32は、メルトブローン連続繊維を製造するものに代え
て、スパンボンド不織布等を製造するための一般的な溶
融押出機であってもよい。
伸縮容易なものであり、それから得られる第2、3複合
シート1Bや1Cは肌触りのよいものであるから、これ
ら複合シート1A〜1Cは使い捨てのおむつや生理用ナ
プキン、使い捨てのパンツ、使い捨ての医療用ガウン等
に使用する布地や弾性部材として好適である。
に、同じく表1の構成の伸長性ウェブを重ねて一対の熱
エンボスロール間に通し、個々の面積が4mm2で、ウ
ェブの表面積全体に対する面積占有率が15%となる多
数の接合部でこれらウェブを一体化してこの発明に係る
図1に対応する弾性伸縮性の第1複合シートを得た。さ
らに、第1複合シートを一方向へ150%延伸した後に
収縮させて裁断し、この発明に係る図2に対応する弾性
伸縮性の第2複合シートを得た。その第2複合シートの
諸性能を表1に示した。
に、表1の比較例の欄に示した伸長性ウェブを重ね、実
施例と同様にこれらウェブをエンボスロールで接合一体
化した後に、比較例1では100%延伸し、比較例2で
は150%延伸して、比較例の複合シートを得た。かか
る比較例の複合シートの諸性能を、表1に示した。
n (注2)JIS K6758によるMI=65g/mi
n (注3)ステアリン酸カルシウム (注4)複合シートを延伸方向と同一方向へ再度延伸し
たときに、伸び始めた複合シートが応力/歪曲線上にお
いてほぼ一様な力で伸びることができる最大伸び量
ポリプロピレンのホモポリマーからなる繊維の破断伸度
は、実施例のホモポリマーからなる繊維の破断伸度より
低く、この繊維を使用した比較例1の複合シートの伸縮
量は、実施例の第2複合シートの伸縮量よりも小さい。
比較例2の滑剤を含まないホモポリマーからなる繊維
は、径を20μmにまで太くすることによって実施例の
繊維と同じ程度の破断伸度になり、この太い繊維を使用
した比較例2の複合シートの伸縮量も実施例の第2複合
シートと同じ程度の伸縮量となり得るが、比較例2の複
合シートは、繊維径が18μmであって実施例のように
細くならず、柔軟性に乏しいものになる。
トは、滑剤を含む繊維が伸長性の繊維として使用されて
いるから、このシートを延伸すると、滑剤を含まない繊
維が使用されている場合に比べ、伸長性繊維が高い伸度
にまで延びて、繊維の径が小さくなり、複合シートは見
かけの嵩が大きくなり、肌触りのよいものになる。伸長
性繊維の原料となる熱可塑性合成樹脂は滑剤を含むこと
によって流動性がよくなるから、押出機のノズル温度を
低く設定することができるようになる。それに伴って、
吐出された繊維の冷却が容易になるから、押出機の運転
コストを下げたり、伸長性繊維の生産量を多くしたりす
ることができる。
Claims (7)
- 【請求項1】 少なくとも一方向へ弾性伸縮可能な弾性
層の少なくとも片面に繊維からなり前記一方向へ非弾性
的に伸長可能な非弾性層が接合している弾性伸縮可能な
複合シートにおいて、 前記繊維が滑剤を0.1〜5.0重量%含有する熱可塑
性合成繊維を少なくとも80重量%含むことを特徴とす
る前記複合シート。 - 【請求項2】 前記熱可塑性合成繊維が、ポリプロピレ
ンのホモポリマーからなる繊維、エチレン−プロピレン
共重合体からなる繊維、エチレン−プロピレン−ブテン
共重合体からなる繊維、およびこれら繊維のうちの少な
くとも2種類を含む繊維混合物で構成される群から選ば
れる請求項1記載の複合シート。 - 【請求項3】 前記弾性層と前記非弾性層とが少なくと
も前記一方向において間欠的に形成された接合部位で一
体化し、前記一方向において互いに隣接している接合部
位どうし間に延びる前記繊維の長さは、前記接合部位ど
うし間の直線距離よりも長く形成されている請求項1ま
たは2記載の複合シート。 - 【請求項4】 前記滑剤が脂肪酸アミド、脂肪酸エステ
ル、および金属せっけんのいずれかを含む請求項1〜3
のいずれかに記載の複合シート。 - 【請求項5】 少なくとも一方向へ弾性伸縮可能な弾性
ウエブを前記一方向へ供給し、前記弾性ウエブの少なく
とも片面に繊維からなり前記一方向へ非弾性的に伸長可
能な非弾性ウエブを重ね合わせ、前記一方向においてこ
れら両ウエブを間欠的に接合することにより弾性伸縮可
能な複合シートを製造する方法において、 前記繊維には、滑剤を0.1〜5.0重量%含有する熱
可塑性合成繊維が少なくとも80重量%使用されること
を特徴とする前記方法。 - 【請求項6】 前記繊維が、ポリプロピレンのホモポリ
マーからなる繊維、エチレン−プロピレン共重合体から
なる繊維、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体から
なる繊維、およびこれら繊維のうちの少なくとも2種類
を含む繊維混合物で構成される群から選ばれる請求項5
記載の方法。 - 【請求項7】 前記弾性ウエブと前記非弾性ウエブとを
接合したのち、これら両ウエブを前記一方向へ少なくと
も80%延伸する工程と、その後に前記弾性ウエブの収
縮力によって前記両ウエブを収縮させる工程とが含まれ
る請求項5または6記載の方法。
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