JP2006142831A - 少なくとも三つの層から成る積層品及び少なくとも三つの層から成る積層品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 一つの層が連続フィラメントから作られた少なくとも一つの不織布から構成された、少なくとも三つの層から成る積層品を提供することである。
【解決手段】 この不織布は、熱い流体の効果により熱硬化させた不織布である。この不織布の上と下の両側に、この積層品の追加層を配備して、この不織布に確実に結合させている。

Description

この発明は、少なくとも三つの層から成る積層品であって、この積層品の一つの層が、連続フィラメントから作られた少なくとも一つの不織布から構成される積層品に関する。更に、この発明は、少なくとも三つの層から成る積層品の製造方法に関する。これらの連続フィラメントを熱可塑性合成樹脂から作ることも、この発明の範囲内に有る。以下においては、連続フィラメントを、フィラメントとも称する。これらの連続フィラメントは、紡績機を用いて、かつ表面上に絡み合ったフリースの形状で作られる。この場合、この絡み合ったフリース又は不織布は、一般的に硬化される。

上述したタイプの積層品は、実際には一つの層を不織布で構成した様々な形態で知られている。例えば、この不織布をフィルムで覆うことができる。このタイプの積層品に用いられる不織布は、一般的に強度のカレンダー加工によって硬化されている。この強度の硬化措置により、不織布の厚さは、一般的に比較的大きく低下する。このようにして、不織布又は不織布を持つ積層品は、その曲げ剛性が意図と大きく懸け離れた形で作られることとなる。また、この周知の不織布を持つ積層品に関して、高度な曲げ剛性は、必ずしも目的とするところではない。また一方、この周知の不織布及びフィルムから作られた積層品には、別の欠点が有る。不織布の強度のカレンダー加工によって、対応する不織布の表面には、カレンダー点の効果のために刻み目が生じ、そのため粗い表層となる。そして、例えば、この不織布の表面にフィルムを接着結合させる場合、不織布の表面の凹凸を埋めるために、望ましくない程大量の接着剤を使用するか、或いは不織布の表面の一部だけにフィルムを接着結合させて、フィルムと不織布間の結合が比較的弱くなってしまう結果となる。他方、起伏の有る不織布の表面上に溶融コーティング（molten coating）の形態でフィルムを被せた場合、被せたフィルムの外面が波打つ、或いは粗くなり、その結果出来上がった積層品が、美的外見に関して、意図と大きく懸け離れたものとなる。更に、この積層品の粗い又は波打った表面のために、それに続く印刷可能性が、より一層難しいものとなる。

以上のことから、この発明の基礎を成す技術的な課題は、層を互いに効果的かつ確実に結合させる一方、更に高い表面品質と最適な美的外見の特徴を持つとともに、高レベルの曲げ剛性をも有する、初めに述べたタイプの積層品を提供することである。この発明の基礎を成す別の技術課題は、少なくとも三つの層から成る、このタイプの積層品を製造するための方法である。

この技術課題を解決するために、この発明は、少なくとも三つの層から成る積層品であって、この積層品の一つの層は、連続フィラメントから作られた少なくとも一つの不織布から構成され、この不織布は、熱い流体の効果によって熱硬化された不織布であり、この不織布の上と下の両側にフィルムを配備し、これらのフィルムを接着結合又は溶融コーティングによって不織布に確実に結合した積層品を提案する。より一層好ましい実施形態では、この不織布の熱い流体による熱硬化を、熱風による硬化で行う。

この発明の好ましい実施形態は、不織布の硬化を、専ら熱い流体又は熱風による熱硬化として行うことと、カレンダー加工とニードリングの両方又は一方による硬化前処理を行わないこととを特徴とする。しかし、この積層品用に規定した不織布を、熱硬化前に軽度又は小規模にカレンダー加工すること、又は軽度又は小規模にニードリングすることは、この発明の範囲内に有る。

以下において、この発明を詳しく説明する。

この発明の一つの実施形態は、三つの層又は三つの段階の積層品を、その中間層を不織布で構成し、その二つの外側の層をそれぞれフィルムで構成するものと規定することを特徴とする。この発明の特に好ましい実施形態では、熱可塑性合成樹脂から作られた一つ又は複数のフィルムを使用する。有利には、この発明による積層品には、熱可塑性樹脂から作られた二つのフィルムを配備し、これらのフィルムの一方を不織布の上側に、他方を下側に張り付ける。これらのフィルムを、例えば、相応の幅広のスリット器具を用いて製造した押出し型合成樹脂フィルムとすることは、この発明の範囲内に有る。好ましくは不織布に結合させる少なくとも一つの合成樹脂フィルムと、好ましくは不織布の両側に張り付ける二つの合成樹脂フィルムは、重量百分率で少なくとも５０％の合成樹脂から構成され、不織布のフィラメントも、この比率で作られる。特に好ましい実施形態では、重量百分率で積層品全体の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも６０％が、ちょうど一つの合成樹脂、例えばポリプロピレンから作られる。この場合、積層品のその他の成分は、特に無機質の成分とすることができ、これらの成分は、特に不織布に隣接する追加層内に存在する。合成樹脂フィルムを不織布に隣接させる場合、これらのフィルムは、例えば炭酸カルシウムを含むものである。

この発明では、好ましくは不織布に直に接するフィルムは、接着結合により、或いは溶融コーティングの形態で、不織布に確実に結合される。この発明の範囲内において、不織布に確実に結合させるとは、フィルムを、不織布上に緩く配備するのではなく、容易に、又は大きな力を加えずに不織布から剥がすことができないようにすることを意味する。接着結合により、一つ又は複数のフィルムを不織布に張り付ける場合、ホットメルト接着を用いるのが有利である。不織布とこの不織布に直に接するフィルム間において、ホットメルト接着結合を行うことは、この発明の範囲内に有る。既に前に説明した通り、溶融コーティングの形態で、一つ又は複数のフィルムを不織布に張り付けることも、この発明の範囲内に有る。この場合、一つのフィルム又は二つのフィルムを、溶融した塊として、又は溶融した流体の形状で不織布に被せる。

更に、この技術課題を解決するために、この発明は、少なくとも三つの層から成る積層品を製造するための方法であって、先ずは、紡績機を用いて、連続フィラメントを作って、面上に絡み合ったフリース又は不織布として堆積させる、次に、この堆積した絡み合ったフリース又は不織布の熱硬化を熱い流体を用いて行い、その際この不織布の熱硬化を、熱硬化後の不織布の厚さが、熱硬化前の不織布の厚さの少なくとも４０％となるように行う、次に、この熱硬化させた不織布の上と下の両側に、フィルムを確実に結合させる方法を提案する。「確実に結合させる」という用語は、前に定義済みである。

この発明による方法の範囲内において、不織布の熱硬化を、小規模な硬化前処理無しに行う場合、この不織布の熱硬化は、熱硬化後の不織布の厚さが、熱硬化前の不織布の厚さの少なくとも４０％、好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも６０％、非常に好ましくは少なくとも７０％となるように行う。熱硬化前に、小規模なカレンダー加工又は小規模なニードリングにより、小規模な硬化前処理を行う場合、この不織布の熱硬化は、熱硬化後の不織布の厚さが、小規模な硬化前処理後で、かつ熱硬化前の不織布の厚さの少なくとも５０％、好ましくは少なくとも６０％、より好ましくは少なくとも７０％、非常に好ましくは少なくとも８０％となるように行う。この発明の範囲内において、不織布の厚さとは、不織布の外側の範囲か、不織布の面又は表面に対して直角なフリースの長さか、積層品の表面に対して直角なフリースの長さを意味する。

従って、この発明では、不織布は、硬化され、最終的に熱い流体媒体、特に熱風を用いて硬化される。この場合、硬化とは、不織布又は不織布のフィラメントの熱による結合を意味する。このために、有利には不織布を通して、熱い流体媒体を貫流させる。好ましくは、硬化装置又は熱結合装置として、熱風炉を、特にドラム乾燥機の形の熱風炉を使用する。従って、熱風硬化乾燥機で硬化を行うことは、この発明の範囲内に有る。

既に上述した通り、不織布の厚さを低下させずに、或いはほぼ低下させずに、熱い流体媒体を用いて硬化を行うことは、この発明の範囲内に有る。このために、好ましくは熱い流体媒体を加える時間長、熱い流体媒体の温度、熱い流体媒体の有効量の中の一つ以上を相応に設定する。従って、この発明の非常に好ましい実施形態では、不織布の厚さが、出来る限り維持されると同時に、非常に注意深く熱硬化を行う。フィラメント合成樹脂の軟化温度と溶融温度（melting temperature ）の間に有る硬化温度（hardening temperature ）で熱硬化を行うことは、この発明の範囲内に有る。フィラメント合成樹脂とは、フィラメントを作るための原料となる樹脂を意味する。不織布及びフィラメントの熱結合は、所定の温度範囲内で行われる。この点において、この硬化は、より低い温度で十分である熱による定着（thermal fixing）とは異なる。不織布のフィラメントの一部を、一時的にその融解温度に到達させる形の、この発明による実施形態は、特に好ましい。このようにして、隣接するフィラメント間の効果的な結合が実現される。不織布に関して、繊維の混合物と二成分フィラメント／多成分フィラメントの両方又は一方を用いる場合、上述した硬化温度は、最も低い温度で溶融する合成樹脂により、或いは二成分又は多成分フィラメントでは、フィラメント表面の最も低い温度で溶融する合成樹脂により決まる。

この発明の一つの実施形態では、不織布は、専ら熱硬化されるだけでなく、最終的な熱硬化の前に、軽度又は小規模な硬化前処理が行われる。軽度な硬化前処理によって、不織布は、熱硬化への移行に対して安定化する、即ち、熱硬化中に不織布に加わる力、特に空気力学的な力に耐えるために安定化する。第一の変化形態では、小規模なカレンダー加工により、軽度な熱硬化前処理を行う。小規模なカレンダー加工とは、所定の不織布の従来のカレンダー加工と比べて、カレンダーロールの温度を低減した形、カレンダーロールの接触圧又は線圧を低減した形の両方又は一方により行うカレンダー加工を意味する。小規模なカレンダー加工により、不織布の表面に近いフィラメントは、ほぼ互いに結合する。有利には、カレンダー加工後に互いに結合するフィラメントが、カレンダー加工前に不織布の上側と下側の（不織布の厚さに関して）５分の１の部分において、８０％、好ましくは少なくとも９０％処理済みとなるように、このカレンダー加工を行う。

小規模なカレンダー加工済みの不織布の最大引張り強さが、この不織布の実現可能な最大引張り強さの５０％以内、好ましくは最大で４５％となるように、この小規模なカレンダー加工を行うことは、この発明の範囲内に有る。最大引張り強さは、ＤＩＮ５３８１６で定義されている。この発明の範囲内において、最大引張り強さとは、同じ条件（フリースの特性、フリースの堆積／製造速度等）下において、相応のカレンダー加工で、単にカレンダーロールの接触圧と温度の両方又は一方を変化させて最大限実現可能である最大の引張り強さを意味する。この発明により規定される不織布の最大引張り強さは、特に以下の通り与えられる。先ずは、カレンダー加工済みの不織布の最大、即ち実現可能な最も高い最大引張り強さが得られるように、一つ又は複数のカレンダーロールの接触圧と温度の両方又は一方を変化させる。従って、これは、カレンダー加工での最大硬化によって実現可能な規定前の不織布に関する最も高い最大引張り強さである。次に、別に指定していなければ（実現可能な最も高い最大引張り強さを決定する場合と）同じ条件下において、この発明にもとづく最も高い最大引張り強さの５０％以内、又は最大で４５％の値を得るために、有利には、この発明にもとづく最大引張り強さの値が達成されるまで、一つ又は複数のカレンダーロールの接触圧と温度の両方又は一方を変化させる。

この小規模なカレンダー加工を、軽度なカレンダー加工済みの不織布の厚さが、小規模なカレンダー加工前の不織布の厚さの少なくとも５０％、好ましくは少なくとも６０％、より好ましくは少なくとも７０％となるように行うことは、この発明の範囲内に有る。この発明の特に好ましい実施形態では、この小規模なカレンダー加工を、軽度なカレンダー加工済みの不織布の厚さが、小規模なカレンダー加工後の不織布の厚さの少なくとも７５％、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも８５％となるように行う。この小規模なカレンダー加工前の不織布の厚さとは、カレンダー又はカレンダー加工装置に供給される直前の不織布の厚さを意味する。この場合、不織布に、事前に、即ちその堆積後に出力ロール対を通過させることは、この発明の範囲内に有る。従って、不織布の厚さが、ほとんど低下しないように、小規模なカレンダー加工に関する条件を選定する。このことは、特にカレンダーロールの温度と接触圧の両方又は一方を相応に設定すること、カレンダーロールの押圧面のサイズを相応に選定すること、カレンダーロールの押圧パターンを選定することの中の一つ以上によって行う。特に好ましい実施形態では、カレンダーロールの温度を、フィラメント合成樹脂の溶融点から５０°Ｃ以下の点とフィラメント合成樹脂の溶融点との間の温度範囲内とする。繊維の混合物を使用する場合、或いは二成分フィラメント又は多成分フィラメントを使用する場合、前記の温度範囲は、最も低い温度で溶融する合成樹脂に依存するか、或いは二成分フィラメント又は多成分フィラメントでは、フィラメント表面の最も低い温度で溶融するフィラメント合成樹脂の溶融点に依存する。この発明の範囲内において、カレンダー温度とは、カレンダーロールに関して測定した表面温度を意味する。この発明の好ましい実施形態では、小規模なカレンダー加工に関して、カレンダーロールの線圧を、１０〜１２０ｄａＮ／ｃｍ、好ましくは２０〜６０ｄａＮ／ｃｍに設定する。有利には、カレンダーの押圧面は、３〜３５％、好ましくは５〜２０％である。小規模なカレンダー加工に対して、高いカレンダー温度を設定した場合、当然のことながら、カレンダーロールの接触圧と線圧を、それに応じて低く設定する。他方、小規模なカレンダー加工に対して、カレンダーロールの接触圧又は線圧を高く設定した場合、当然のことながら、カレンダーロール温度を、それに応じて低く選定する。

この発明の別の第二の変化形態では、不織布を、専ら熱硬化させるのではなく、最終的な熱硬化の前に、小規模な機械的なニードリング又は小規模な水圧を用いたニードリングによる硬化前処理を行う。小規模な機械的ニードリングを行うことは、非常に好ましい。機械的ニードリングは、通常一つ又は複数のニードルビーム（needle beam ）上に配置された多くの又は非常に多くの針を用いて行う。この点において、機械的ニードリングは、水の噴射を用いて動作させる水圧によるニードリングとは異なる。不織布の硬化前処理を、単に小規模なニードリングにより行い、次に最終的な熱硬化を、熱い流体を用いて行うことは、この発明の範囲内に有る。従って、それに続いて、不織布のカレンダー加工又は小規模なカレンダー加工を行わない。この発明の範囲内において、小規模なニードリングとは、従来のニードリング方法よりも強度ではない不織布のニードリングを意味し、その結果小規模なニードリング後では、不織布の厚さは、出来る限り維持されるか、低下しない、或いは（以下において、より詳しく記載する）より一層好ましい実施形態では、増大する。

この小規模な機械的又は水圧によるニードリングを、機械的ニードリング済みの不織布の厚さが、小規模なニードリング前の不織布の厚さの少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも８５％、非常に好ましくは少なくとも９０％となるように行うことは、この発明の範囲内に有る。この発明の特に好ましい実施形態では、機械的ニードリング済みの不織布の厚さは、小規模なニードリング前の不織布の厚さの９５％よりも大きい。小規模なニードリング前の不織布の厚さとは、ニードリング装置に供給される直前の不織布の厚さを意味する。この場合、不織布に、事前に、即ちその堆積後に出力ロール対を通過させることは、この発明の範囲内に有る。従って、小規模なニードリングにより、可能な限り厚さの低下を最も小さくすること、好ましくは全く厚さを低下させないこと、非常に好ましくは、不織布の厚さを増大させることが実現される。既に上述した通り、より一層好ましい実施形態では、小規模な機械的ニードリングを行う。

厚さを増大させることは、不織布の小規模な機械的ニードリングによって実現され、不織布に差し込まれた針が、フィラメントと絡み合って、これらのフィラメントをフリースの表面に対して直角に移動させ、次にこれらのフィラメントを針が差し込まれた面と反対に有るフリースの表面から押し出すものである。このようにして、不織布の横方向の拡がりと厚さを増大させる。専ら軽度又は強度ではないニードリングを行う場合、特に小さいニードリング密度で動作させる場合にのみ、この効果を達成することができる。多くの場合、不織布の機械的ニードリング用の針は、多数の刻み目を有し、これらの刻み目が、それぞれフィラメントを持ち上げる位置に有ると同時に、フィラメントをフリースの表面に対して直角に移動させる。従って、これらの刻み目は、フィラメントを持ち上げる要素となる。ニードリング密度は、不織布の面又は表面の単位ｃｍ² 当たりの製品に加えられる刻み目又は持ち上げ要素の数で与えられる。一本の針が、一つの刻み目又は一つの持ち上げ要素しか持たない場合、ニードリング密度は、不織布の面又は表面の単位ｃｍ² 当たりの針の挿入数に相当する。この発明の特に好ましい実施形態では、機械的ニードリングは、３０／ｃｍ² 〜３６０／ｃｍ² 、好ましくは１００／ｃｍ² 〜３００／ｃｍ² 、非常に好ましくは１５０／ｃｍ² 〜２４０／ｃｍ² のニードリング密度で行われる。

更に、一つの図面に、機械的ニードリング後に得られる不織布の厚さとニードリング密度間の関係を示している。基本的に、小さいニードリング密度でも、元の不織布の厚さ（ニードリング密度０での不織布の厚さ）と比べて、不織布の厚さの増大を実現することが可能であることを見て取ることができる。ニードリング密度が大きくなるに従い、そしてそれに応じて機械的ニードリングが強くなるに従い、もはや、このような方法では、厚さを増大することができなくなる。むしろ、ニードリング密度が大きく、機械的ニードリングが強くなると、不織布の厚さが低下している。

この発明のより一層好ましい実施形態では、好ましくは、小規模な機械的ニードリングを、２〜１５ｍｍ、好ましくは５〜１２ｍｍ、非常に好ましくは７〜１１ｍｍのニードリングの深さで動作させる。ニードリングの深さは、針が差し込まれた表面とは反対に有るフリースの表面から針が出ている最大長（反対の表面からの針の先端の距離）に相当する。機械的ニードリングは、不織布の上側から、又は不織布の下側から行うことができる。この発明のより一層好ましい実施形態では、機械的ニードリングは、不織布の両側から、即ち、上側と下側から行う。更に、不織布の厚さは、ＤＩＮ ＥＮ ２９７０３ パート２に準拠して測定される。

この発明による方法の好ましい実施形態は、熱硬化された不織布に結合させる追加層の少なくとも一つが、熱可塑性合成樹脂から作られたフィルムであり、このフィルムは、溶融コーティングの形態で不織布に被せられることを特徴とする。好ましくは、熱硬化された不織布に結合される追加層の両方が、熱可塑性合成樹脂から作られたフィルムであり、これらのフィルムは、このタイプの溶融コーティングの形態で不織布の両側に被せられる。

この発明の別の実施形態では、熱硬化された不織布に結合される追加層の少なくとも一つは、熱可塑性合成樹脂から作られたフィルムであり、このフィルムは、接着により、好ましくはホットメルト接着により不織布上に接着結合される。この発明の範囲内では、熱硬化された不織布に結合される追加層の両方は、有利には熱可塑性合成樹脂から作られたフィルムであり、これらのフィルムは、接着により、好ましくはホットメルト接着により不織布上に接着結合される。

熱可塑性合成樹脂から作られたフィルムを溶融コーティングの形態で不織布の一方の側に被せることと、熱可塑性合成樹脂から作られたフィルムを、不織布の別の反対側に、接着により、好ましくはホットメルト接着により、不織布上に接着結合させることも、この発明の範囲内に有る。この発明の好ましい実施形態では、不織布に被せるフィルムは、単層のフィルムである。しかし、この薄膜を、多数の薄膜から成る積層品とすることが可能であることも、この発明の範囲内に有る。

先ず、この発明は、この発明による処理手段により、即ち、不織布の小規模で非常に注意深い硬化前処理と熱い流体を用いた最終的な熱硬化により、硬化したフリース内の連続フィラメントを、不織布の面又は表面に対してほぼ平行に向けることが可能であるとの知見にもとづくものである。更に、この発明は、この発明による処理手段により、フリースの厚さを大きく維持することが可能であるとの知見にもとづく。これらの前述した特性は、この発明による積層品の驚くほど高いレベルの曲げ剛性を生じさせる。更に、この発明による不織布の処理により、非常に均一で平坦な不織布の表面が得られる。これらの不織布の表面をコーティングした場合、被せたコーティング、例えばフィルムも、非常に平坦で滑らかとなり、望ましくない波打ち又は望ましくない粗さが生じないことが保証される。従って、この積層品は、外見に関する、及び美観に関する全ての要求を満足させるものである。この点において、従来技術で周知の積層品と比べて、著しい利点が存在するもので有る。

機械的ニードリング後に得られる不織布の厚さとニードリング密度との関係図

Claims (7)

1. 少なくとも三つの層から成る積層品であって、
   この積層品の一つの層は、連続フィラメントから作られた少なくとも一つの不織布から構成され、
   この不織布は、熱い流体の効果を用いて熱硬化させた不織布であり、
   この不織布の上と下の両側には、フィルムが配備されており、
   これらのフィルムは、接着結合によって、或いは溶融コーティングによって、この不織布に確実に結合されている積層品。
2. 当該のフィルムが、熱可塑性合成樹脂から作られている請求項１に記載の積層品。
3. 少なくとも三つの層から成る積層品を製造するための方法であって、
   先ずは、紡績機を用いて、連続フィラメントを作って、面上に不織布として堆積させる、
   次に、この不織布の熱硬化を熱い流体を用いて行い、その際この不織布の熱硬化を、熱硬化後の不織布の厚さが、熱硬化前の不織布の厚さの少なくとも４０％となるように行う、
   次に、この熱硬化させた不織布の上と下の両側に、フィルムを確実に結合させる方法。
4. 当該の不織布の熱硬化を、熱硬化後の不織布の厚さが、熱硬化前の不織布の厚さの少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７０％、非常に好ましくは少なくとも８０％となるように行う請求項３に記載の方法。
5. 当該の不織布に対して、熱硬化前に、小規模なカレンダー加工による硬化前処理を行う請求項３又は４に記載の方法。
6. 当該の不織布に対して、熱硬化前に、小規模な機械的ニードリングによる硬化前処理を行う請求項３から５までのいずれか一つに記載の方法。
7. 当該の不織布上に、ホットメルト接着により、フィルムを接着結合させる請求項３から６までのいずれか一つに記載の方法。

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