JP2009061743A - 伸縮シート及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】伸縮シート10は、互いに交差せずに一方向に延びるように配列した多数の弾性フィラメント13が、実質的に非伸張状態で、それらの全長にわたり、非弾性繊維を含んで構成される伸張可能な不織布11,12に接合されてなるもので、弾性樹脂を含んでいる。弾性フィラメント13と不織布11,12との間の接合強度が10cN/25mm以上で、伸縮シート10を前記一方向に沿って50%伸長させた状態から伸長方向とは逆方向に25%収縮させたときの該伸縮シート10の強度が、該伸縮シート10中に含まれる前記弾性樹脂の坪量当たり1.0cN/{50mm・(g/m2)}以上、且つ弾性フィラメント13と不織布11,12を構成する繊維との間の平均接合割合が10〜60%である。
【選択図】図1
Description
弾性樹脂としては、弾性(伸ばすことができ且つ伸ばした力から解放したときに収縮する性質)を有する樹脂を用いることができ、例えば、後述する熱可塑性エラストマー(SBS、SIS等)やゴム等を用いることができる。
伸張可能な不織布における弾性樹脂の含有量は、好ましくは0〜50重量%、更に好ましくは0〜20重量%である。不織布中に弾性樹脂を含むことにより戻り強度を上げるのみでなく、不織布に含まれる弾性樹脂と弾性フィラメント樹脂との相溶性により接合強度を上げることもできる。
また、本発明の伸縮シート中に含まれる弾性樹脂の坪量は、ごわつき感、肌ざわり、引裂き時の糸残り、戻り強度、弾性フィラメントと不織布との間の接合強度等の観点から、好ましくは1〜25g/m2、更に好ましくは4〜15g/m2である。該坪量は、後述する
方法により求められる。
(不織布が2枚の場合)
伸縮シートをその伸縮方向へ150mm、該伸縮方向と直交する方向へ25mmの大きさで切り出し試験片を得、この試験片を、一方の不織布と他方の不織布とに該伸縮方向に沿って約3cm剥離する。この剥離の際、弾性フィラメントは各々より強固に接合している不織布と一緒にする。こうして一部が剥離された試験片を、その伸縮方向が引張方向となるように引張試験機(島津製作所製オートグラフAG-1kNIS)のチャック間(チャック間距離25mm)に装着した後、300mm/分の引張速度でチャック間距離が160mmになるまで引っ張って一方の不織布と他方の不織布とに剥離し、このときの剥離強度を計測する。剥離強度の計測区間はチャック間距離35〜150mmとし、平均剥離強度を算出する。計測は5回行い、これらの平均値を、弾性フィラメントと不織布との間の接合強度とする。
(不織布が1枚の場合)
試験片を引張試験機のチャック間に装着する際、一方のチャックに弾性フィラメントを装着し、他方のチャックに不織布を装着する点以外は、上記(不織布が2枚の場合)と同様に行う。
後述する方法により伸縮シートの25%戻り強度を求め、別途求めておいた該伸縮シート中の弾性樹脂の坪量で割ることにより、目的とする、伸縮シート中の弾性樹脂坪量当たりの25%戻り強度を求める。
伸縮シート中の弾性樹脂の坪量は、該伸縮シートの製造時における弾性樹脂の仕込み量を、伸縮シートの面積で割ることにより求められる。弾性樹脂が溶媒等を用いることで伸縮シートから抽出可能な場合には、次の方法によって伸縮シートの弾性樹脂の坪量を求めることができる。即ち、伸縮シートから溶媒等により弾性樹脂を抽出し、その抽出分の成分割合をNMR等の分析により求め、その抽出割合から算出した弾性樹脂の含有量を、伸縮シートの面積で割ることにより求められる。この方法によれば、伸縮シートを構成する弾性フィラメント中に含まれる弾性樹脂を抽出できると共に、伸縮シートを構成する伸張可能な不織布中に弾性樹脂が含まれている場合には該不織布中に含まれる該弾性樹脂を抽出でき、伸縮シート中に含まれる弾性樹脂の坪量を正確に測定することができる。
一般に、本発明のように細いフィラメントと不織布とを接合する場合、フィラメントよりはるかに幅広のフィルムと不織布とを接合する場合と比べて、フィラメントが細いため接合時に特にダメージを受け易い。このダメージとは、伸縮シートの伸縮方向に対して弾性フィラメントの断面積が減少することを意味し、弾性フィラメントが斯かるダメージを受けることにより、伸縮シートの戻り強度の低下が生じる。しかしながら、前記1)〜3)の方法によれば、このような不都合を生じさせることなく、上述した接合強度及び25%戻り強度それぞれを、前記特定範囲にすることができる。
弾性フィラメントと不織布構成繊維との間の平均接合割合は、次のようにして測定される。
1本の弾性フィラメントと不織布との接合部分について、伸縮シートの伸縮方向と直交する方向の断面を100〜1000倍の倍率にてSEM観察し、弾性フィラメントと不織布構成繊維との接合部分の該弾性フィラメントの周方向に沿った長さ(接合している周長)、及び弾性フィラメントと不織布構成繊維との非接合部分の該弾性フィラメントの周方向に沿った長さ(接合していない周長)をそれぞれ求め、次式により、弾性フィラメント1本の接合割合を求める。 弾性フィラメント1本の接合割合(%)={接合している周長/(接合している周長+接合していない周長)}×100
各SEM観察において、n=10について平均したものを、弾性フィラメントと不織布構成繊維との平均接合割合とする。
各弾性フィラメント13は、第1及び第2の不織布11,12と接合している。第1の不織布11と第2の不織布12は、同種のものでもよく、或いは異種のものでもよい。ここで言う同種の不織布とは、不織布の製造プロセス、不織布の構成繊維の種類、構成繊維の繊維径や長さ、不織布の厚みや坪量等がすべて同じである不織布どうしを意味する。これらのうちの少なくとも一つが異なる場合には異種の不織布であるという。
不定径繊維は、その長さ方向に沿ってみたときに、繊維断面積(直径)が大きい部分もあれば、小さい部分もある。不定径繊維においては、その太さが最も細い部分から最も太い部分まで連続的に太さが変化していてもよい。或いは、未延伸糸の延伸工程で観察されるネッキング現象のように、繊維の太さが略ステップ状に変化していてもよい。
溶融状態の弾性フィラメント13の移動距離Lが600mm以下であることにより、溶融状態の弾性フィラメントの固化前に、該弾性フィラメントを不織布に確実に融着させることが可能となり、層間接合強度と伸縮特性とのバランスに優れた伸縮シート、即ち、弾性フィラメントと不織布との間の接合強度が10cN/25mm以上であり、且つ伸縮シート中の弾性樹脂坪量当たりの坪量当たりの25%戻り強度が1.0cN/{50mm・(g/m2)}以上である伸縮シートを、より確実に得ることができるようになる。
また、同時に溶融した弾性フィラメント13が移動距離Lにおいて冷却されることによって弾性樹脂の粘度が高まり、ニップロール18a,18b間にてにて弾性フィラメント13が潰されにくくなる。これによって弾性フィラメント13と伸張可能な不織布11,12を構成する繊維との間の平均接合割合を、前述した好ましい範囲にすることができる。接合時における弾性樹脂の粘度が低いほど、弾性フィラメント13の変形により該弾性フィラメント13と伸張可能な不織布11,12を構成する繊維との間の平均接合割合は高いものとなる。
一方、溶融状態の弾性フィラメント13の移動距離Lが600mmを越えると、フィラメント同士が静電気や風などによりひどく重なるおそれがあるため、該移動距離Lの上限は600mmとすることが好ましい。
図3に示す装置を用いて図1及び図2に示す構造の伸縮シートを製造した。第1及び第2の不織布11,12としては、坪量20g/m2、繊維密度0.074g/cm3のエアスルー不織布を用いた。この不織布の構成繊維は直径19μm、最大伸度180%、繊維長44mmの芯鞘型複合繊維(芯:PET、鞘:PE)であった。弾性フィラメント13の原料樹脂としては、SEPS樹脂(重量平均分子量5万、MFR60g/分(230℃、2.16kg))からなるエラストマーを用いた。紡糸条件は、紡糸ヘッド17の温度310℃、紡糸ノズル16の径400μm、紡糸ノズル16のピッチ1mm、延伸倍率11倍とした。弾性フィラメント13の直径は107μmであった。フィラメントの坪量は8g/m2であった。弾性フィラメントと不織布11,12の接合においてニップロール間の間隔Wを設け、その間隔を0.2mmとした。ニップロールには一方が金属フラットロールを使用し、他方にゴムロールを用いた。複合体19の延伸加工は、歯と歯底が軸長方向に交互に形成された一対の歯溝ロール20,21を備えた延伸装置22を用いて行った。歯間及び歯底間のピッチはそれぞれ2.0mmであった(噛み合った状態での歯間のピッチPは1.0mmとなる)。上下の歯溝ロールの押し込み量を調整し、延伸倍率3.0倍にて複合体19を、弾性フィラメント13の延びる方向に延伸させた。これにより弾性フィラメント13の延びる方向に伸縮する坪量40g/m2の伸縮シート10が得られた。得られた伸縮シート10は、不織布越しに弾性フィラメント13に起因する縞模様を呈していた。また高坪量領域及び低坪量領域に起因する縞模様も呈していた。これら2つの縞模様によって、伸縮シートは格子状の模様も呈していた。また、伸縮シート10における弾性フィラメント13は、該シート10の平面方向に長軸を有する楕円形の断面を有しており、長軸/短軸の比は1.5であった。1.5倍伸長時の幅縮みは96%であった。
ニップロール間の間隔Wを表1に示す値とした以外は、実施例1と同様にして伸縮シート10を得た。
紡糸ノズルの先端から接合までの距離を表1に示す値とし、且つ接合におけるニップロールは間隔を設けずにベタ押しとした以外は、実施例1と同様にして伸縮シート10を得た。
弾性フィラメントに替えてTダイより押し出したフィルム状の弾性樹脂を用い、該フィルム状弾性樹脂と不織布とのラミネートを行った以外は、実施例1と同様にして伸縮シートを得た。該弾性樹脂として、G1657(商品名、クレイトンポリマー製)を用いた。
実施例及び比較例で得られた伸縮シートについて、下記表1に示す各項目を測定、評価した。表1中、「層間剥離強度」(弾性フィラメントと不織布との間の接合強度)、「25%戻り強度(cN/{50mm・(g/m2)}」(伸縮シート中に含まれる弾性樹脂の坪量当たりの25%戻り強度)、「弾性フィラメントと不織布構成繊維との間の平均接合割合」、「幅縮み(%)」(伸縮シートを1.5倍に伸長したときの幅縮み)、並びに伸縮シート及び不織布の厚みは、それぞれ上述の方法で測定した。また、「25%戻り強度(cN/50mm)」、「25%戻り強度/25%行き強度(%)」、及び「風合い」は、それぞれ以下の方法で測定、評価した。また、「弾性フィラメントの交差」は、目視観察により行った。弾性フィラメントの交差がほとんど見られないものが最高評価、交差があると低評価となる。
伸縮シートを、その伸縮方向へ200mm、それと直交する方向へ50mmの大きさで切り出し試験片を得た。引張試験機(島津製作所製オートグラフAG-1kNIS)に試験片をチャック間距離150mmで装着した。試験片をその伸縮方向へ300mm/分の速度で伸長させた。25%伸長させた時点での荷重を記録し、その値を25%行き強度とした。引き続き試験片を50%まで伸長させ、次いで、ただちに戻り方向(収縮方向)へ同速度で収縮させ、25%伸長させた時点の荷重を記録し、25%戻り強度とした。こうして求めた25%行き強度の値及び25%戻り強度の値それぞれを用いて、25%戻り強度/25%行き強度(%)を算出した。
女性モニター10人に、伸縮シートが見えない暗箱内で、該伸縮シートの風合いの評価を、温度:25℃、湿度:40%の環境下で行わせた。各モニターの評価に応じて、下記の点数を付け、モニター10人の平均点(小数点以下を四捨五入)を風合いの評価点とした。
5点:風合いが良い。
4点:風合いがやや良い。
3点:普通。
2点:風合いがやや悪い。
1点:風合いが悪い。
これに対し、比較例1は、特に、弾性フィラメントと非弾性繊維との間の平均接合割合が低いため、層間剥離強度に劣る結果となった。また、比較例2は、特に、25%戻り強度が低く、更に前記平均接合割合が高すぎるため、風合いに劣る結果となった。また、比較例3は、伸縮シート中の弾性樹脂の坪量当たりの25%戻り強度も低く、幅縮みも大きく、通気性もないものであった。
11 第1の不織布
12 第2の不織布
13 弾性フィラメント
14 高坪量領域
14’ 頂部
14” 谷部
15 低坪量領域
15’ 稜線部
Claims (7)
- 互いに交差せずに一方向に延びるように配列した多数の弾性フィラメントが、実質的に非伸張状態で、非弾性繊維を含んで構成される伸張可能な不織布に接合されてなる伸縮シートであって、前記伸縮シートは弾性樹脂を含み、
前記弾性フィラメントと前記不織布との間の接合強度が10cN/25mm以上で、前記伸縮シートを前記一方向に沿って50%伸長させた状態から伸長方向とは逆方向に25%収縮させたときの該伸縮シートの強度が、該伸縮シート中に含まれる前記弾性樹脂の坪量当たり1.0cN/{50mm・(g/m2)}以上、且つ前記弾性フィラメントと前記不織布を構成する繊維との間の平均接合割合が10〜60%である伸縮シート。 - 前記弾性フィラメントが前記不織布に融着により接合している請求項1記載の伸縮シート。
- 前記非弾性繊維として、その長さ方向において繊維の太さが一様になっていない繊維を含む請求項1又は2記載の伸縮シート。
- 前記不織布の原料繊維の伸度が80〜800%である請求項1〜3の何れかに記載の伸縮シート。
- 前記非弾性繊維はその繊維間融着点強度が、該非弾性繊維の100%伸長時強度よりも高いものである請求項1〜4の何れかに記載の伸縮シート。
- 紡糸ノズルから紡出された溶融状態の多数の弾性フィラメントを所定速度で引き取って延伸しつつ、該弾性フィラメントの固化前に、該弾性フィラメントが互いに交差せず一方向に配列するように該弾性フィラメントを不織布に融着させ、次いで該弾性フィラメントが融着した不織布を、該弾性フィラメントの延びる方向に沿って延伸して該不織布に伸長性を付与する伸縮シートの製造方法であって、
前記紡糸ノズルから紡出された前記弾性フィラメントが前記不織布と接触するまでの、該弾性フィラメントの該紡糸ノズルの先端からの移動距離が、600mm以下である伸縮シートの製造方法。 - 前記弾性フィラメントの前記不織布への融着が、前記紡糸ノズルから紡出された溶融状態の該弾性フィラメントと搬送中の該不織布とを、一対のニップロール間にて合流させることによりなされ、一対の該ニップロール間の間隔が0.05〜1.0mmである請求項6記載の伸縮シートの製造方法。
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