JP2009097133A - 伸縮材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】適度な伸縮性を有するとともに、肌触りにも優れる伸縮材を提供する。
【解決手段】熱収縮率の異なる複数の樹脂で相構造が形成された複合繊維を含む繊維ウェブを高温水蒸気で加熱して捲縮し、不織布で構成された伸縮材を製造する。この伸縮材において、前記複合繊維が、面方向に対して略平行に配向し、かつ平均曲率半径２０〜２００μｍで厚み方向において略均一に捲縮し、面方向における少なくとも一方向の破断強度が２０Ｎ／５０ｍｍ以上であり、かつ５０％伸長後の回復挙動における２５％戻り応力が０．２Ｎ／５０ｍｍ以上である。前記複合繊維は、ポリアルキレンアリレート系樹脂と変性ポリアルキレンアリレート系樹脂とで構成され、かつ並列型又は偏芯芯鞘型構造であってもよい。この伸縮材は、マスク用耳掛部材や衛生材用伸縮部材に適している。
【選択図】図１

Description

本発明は、不織布で構成され、優れた伸縮性を有し、マスク用耳掛け部材や紙オムツの伸縮部材などに適した伸縮材及びその製造方法に関する。

従来から、マスクやオムツなどの衛生材、帽子、衣服、靴下などにおいて、人体に布帛や紙類などを固定するために、伸縮性に優れるゴムが使用されてきた。しかし、ゴムは、収縮力が強いため、衛生材のように身体のデリケートな部分に直接触れる用途や、長時間装着する用途などにおいては、皮膚に対する違和感や痛みを生じる場合が多い。特に、マスクの耳掛け部材がゴムで構成されている場合、ゴムが直接耳の付け根に当たるため、痛みや違和感を生じ易い。そこで、昨今のマスクでは、使い捨てマスクなどにおいて、不織布の伸長力を利用して耳掛け部材としたマスクが提案されている。

例えば、特開２００７−５０１９２号公報（特許文献１）には、目付８０〜１３０ｇ／ｍ²を有し、ポリオレフィン系捲縮複合繊維７５〜２５重量％と、ポリエステル系捲縮複合繊維２５〜７５重量％との混合から構成され、前記捲縮複合繊維が機械的に交絡することにより不織布形態を維持し、５０％伸長時における伸長応力が０．０２〜０．０４Ｎ／ｍｍ²であり、かつ５０％伸長時における初期伸長率が２〜１０％であるマスク用耳掛部材が開示されている。このマスク用耳掛部材は、捲縮複合繊維を多数のオリフィスからの噴射水流で交絡させて不織布形態を維持させた後、脱水及び乾燥した繊維ウェブをその繊維が溶着しない温度下に熱処理して捲縮を発現させている。この文献には、加熱方法については記載されておらず、潜在捲縮繊維の乾熱収縮率が記載されている。

しかし、このマスク用耳掛部材では、潜在捲縮繊維の捲縮が厚み方向において不均一であるため、伸縮性が充分でない。また、前記不均一性により、クッション性又は柔軟性も低いため、肌触りが悪い。さらに、繰り返しの伸縮により容易に伸縮性が低減し、耐久性も充分でない。

さらに、紙オムツ（使い捨てオムツ）の伸縮部材においても、通気性及び柔軟性を有する不織布の利用が検討されている。例えば、特開２００６−３４８４６１号公報（特許文献２）には、プロピレン、１−ブテン及び炭素原子数５〜１２のα−オレフィンの共重合体であって、各構成成分の組成がプロピレン１５〜７０モル％、１−ブテン５〜５０モル％及び炭素原子数５〜１２のα−オレフィン１５〜７０モル％であり、メルトフローレートが１０〜２０００ｇ／１０分であるオレフィン系共重合体の繊維で形成された不織布を紙オムツなどの衛生材料の伸縮性部材として利用することが開示されている。この文献には、伸縮性不織布の製造方法として、捲縮布を熱エンボス、ウォータージェット、ホットエアースルー、ニードルパンチ等の方法で交絡させて不織布を形成する方法も記載されている。

しかし、熱エンボス、ウォータージェット、ニードルパンチ等の方法で処理した部分は繊維が厚み方向に配向し、不織布面内で交絡が不均一となるため、肌触りが悪く、高い強度と伸縮性を得ることも困難である。また、ホットエアースルー処理によれば厚み方向の中心付近の熱融着が不十分となり、やはり高い強度と伸縮性を得ることは困難である。加えて、使用されるオレフィン系共重合体自体の肌触りも悪い。さらに、熱エンボス、ホットエアスルー、メルトブローなどの融着手段やバインダーなどによって繊維同士を固定した場合、使用時の複雑な動きによって発生する応力を繊維の連動によって緩和することができないので、表面に皺が発生し易く、肌への違和感を生じやすい。

さらに、２００７−２３０１８０号公報（特許文献３）には、少なくとも一方の面に不織布が接合された芯材を含んでなる伸縮性積層部材であって、前記芯材が１５〜４５％のスチレン含率を有するスチレンエラストマーからなり、前記不織布が、前記芯材に連続して接合されてなり、前記積層部材を１００％延伸したときに、その延伸の前後において前記芯材からの剥離又は破断を生じることがなく、かつ前記不織布の５０％延伸時における応力は、ＣＤ方向で３Ｎ／２５ｍｍ以下の伸縮性積層部材を使い捨てオムツに利用することが開示されている。この文献には、不織布としては、スパンボンド法、スパンレース法で得られた不織布が記載されている。

しかし、この伸縮部材は、スパンボンド法又はスパンレース法で製造された不織布で両面を積層しているため、伸長時の回復性は低く、液漏れなどが発生し易い上に、肌触りも悪い。
特開２００７−５０１９２号公報（請求項１、段落［0019］［0021］［0023］［0024］） 特開２００６−３４８４６１号公報（請求項１、段落［0001］［0116］） 特開２００７−２３０１８０号公報（請求項１、段落［0001］［0030］［0023］［0024］）

従って、本発明の目的は、適度な伸縮性を有するとともに、肌触りも優れる伸縮材及びその製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、繰り返し伸縮しても、伸縮性の低下が抑制された伸縮材及びその製造方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、通気性を有し、有害成分を含まず、皮膚刺激性も少ない伸縮材及びその製造方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、伸長時の回復力が大きく、身体に布帛や紙類などをしっかりと固定できる伸縮材及びその製造方法を提供することにある。

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、潜在的に加熱捲縮性を有する複合繊維を、高温水蒸気で三次元捲縮を発現させて繊維交絡させた不織布が、適度な伸縮性を有するとともに、肌触りにも優れることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明の伸縮材は、熱収縮率の異なる複数の樹脂で相構造を形成された複合繊維を含む不織布で構成された伸縮材であって、前記複合繊維が、面方向に対して略平行に配向し、かつ平均曲率半径２０〜２００μｍで厚み方向において略均一に捲縮し、面方向における少なくとも一方向の破断強度が２０Ｎ／５０ｍｍ以上であり、かつ５０％伸長後の回復挙動における２５％回復応力が０．２Ｎ／５０ｍｍ以上である。前記複合繊維を構成する樹脂の軟化点又は融点は１００℃以上であり、かつ複合繊維の表面に露出する樹脂は非湿熱接着性樹脂であってもよい。前記複合繊維は、ポリアルキレンアリレート系樹脂と変性ポリアルキレンアリレート系樹脂とで構成され、かつ並列型又は偏芯芯鞘型構造であってもよい。伸縮材において、複合繊維の割合は８０質量％以上であってもよい。本発明の伸縮材は、５０％伸長後の回復挙動における２５％回復応力は０．３〜１．５Ｎ／５０ｍｍ程度であってもよい。また、面方向における少なくとも一方向の破断強度が４０Ｎ／５０ｍｍ以上であってもよい。さらに、面方向における少なくとも一方向の破断伸度が１００％以上（特に１５０〜３５０％程度）であってもよい。本発明の伸縮材は、身体と接触可能な面を有しており、衛生材用伸縮材（特に、マスク用耳掛部材や紙オムツ用伸縮部材）に適している。本発明には、前記伸縮材を備えた衛生材（特に、前記マスク用耳掛部材を備えたマスクや、紙オムツ用伸縮部材を備えたマスクも含まれる。

本発明には、熱収縮率の異なる複数の樹脂で相構造が形成された複合繊維を含む繊維をウェブ化する工程と、繊維ウェブを高温水蒸気で加熱して捲縮する工程とを含む前記伸縮材の製造方法も含まれる。

本発明の伸縮材は、複合繊維が厚み方向で均一に捲縮して絡まっているため、適度な伸縮性を有するとともに、柔軟で適度なクッション性を有するため、肌触りも優れている。また、繰り返し伸縮しても、伸縮性の低下が抑制され、耐久性に優れている。また、不織布構造を有するため、通気性に優れている。さらに、バインダー成分を用いることなく、高温水蒸気を用いて機械的に絡合させているため、有害成分を含まず、皮膚刺激性も少ない。従って、本発明の伸縮材は、衛生材などの身体と接触する用途に適している。

また、本発明の伸縮材は、均一な捲縮により伸長時の回復力が大きく、身体に布帛や紙類などをしっかりと固定できる。従って、本発明の伸縮材は、マスク用耳掛部材（伸縮部材）や紙オムツ用伸縮部材などのように、身体に密着して固定させなければならない用途に特に適しており、用途に応じて粒子の侵入や液体の漏れを抑制できる。

なお、本願明細書では、衛生材とは、医療や介護などの健康と関連して身体に着用される資材のうち、布帛や紙類（特に紙類）で構成された使い捨ての資材を意味する。具体的には、衛生材には、マスク、手袋、包帯、ガーゼ又は脱脂綿、絆創膏、湿布、サージテープ、オムツ、生理用ナプキンなどが含まれる。さらに、本願明細書では、布帛と紙類とは厳密に区別されるものではなく、いずれも天然繊維や合成繊維で構成されたシート状物であれば該当し、織布、不織布、普通紙、合成紙などが含まれる。また、布帛又は紙類は、他の構成材料（例えば、プラスチックフィルムや金属箔など）と組み合わせた材料であってもよい。

［伸縮材］
本発明の伸縮材は、熱収縮率（又は熱膨張率）の異なる複数の樹脂で相構造が形成された繊維を含む不織布で構成され、この複合繊維は、主に面方向に配向し、この配向軸に沿ってコイル状に平均曲率半径２０〜２００μｍで捲縮している。前記不織布は、詳細は後述するように、前記複合繊維を含むウェブに高温（過熱又は加熱）水蒸気を作用させて、複合繊維に捲縮を発現し、繊維同士を融着することなく（機械的に）絡み合わせることにより得られる。

（不織布の材質）
複合繊維は、複数の樹脂の熱収縮率（又は熱膨張率）の違いに起因して、加熱により捲縮を生じる非対称又は層状（いわゆるバイメタル）構造を有する繊維（潜在捲縮繊維）である。複数の樹脂は、通常、軟化点又は融点が異なる。複数の樹脂は、例えば、ポリオレフィン系樹脂（低密度、中密度又は高密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリＣ_2-4オレフィン系樹脂など）、アクリル系樹脂（アクリロニトリル−塩化ビニル共重合体などのアクリロニトリル単位を有するアクリロニトリル系樹脂など）、ポリビニルアセタール系樹脂（ポリビニルアセタール樹脂など）、ポリ塩化ビニル系樹脂（ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体など）、ポリ塩化ビニリデン系樹脂（塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体など）、スチレン系樹脂（耐熱ポリスチレンなど）、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂などのポリＣ_2-4アルキレンアリレート系樹脂など）、ポリアミド系樹脂（ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２などの脂肪族ポリアミド系樹脂、半芳香族ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンイソフタルアミド、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド、ポリｐ−フェニレンテレフタルアミドなどの芳香族ポリアミド系樹脂など）、ポリカーボネート系樹脂（ビスフェノールＡ型ポリカーボネートなど）、ポリｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリウレタン系樹脂、セルロース系樹脂（セルロースエステルなど）などの熱可塑性樹脂から選択してもよい。さらに、これらの各熱可塑性樹脂には、共重合可能な他の単位が含まれていてもよい。

これらの樹脂のうち、本発明では、高温水蒸気で加熱処理しても溶融又は軟化して繊維が融着しない点から、軟化点又は融点が１００℃以上の非湿熱接着性樹脂（又は耐熱性疎水性樹脂又は非水性樹脂）、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂が好ましく、特に、耐熱性や繊維形成性などのバランスに優れる点から、芳香族ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂が好ましい。本発明では、不織布を構成する各繊維を高温水蒸気で処理しても融着させないために、複合繊維の表面に露出する樹脂は非湿熱接着性繊維であるのが好ましい。

複合繊維を構成する複数の樹脂は、熱収縮率が異なっていればよく、同系統の樹脂の組み合わせであっても、異種の樹脂の組み合わせであってもよい。

本発明では、密着性の点から、同系統の樹脂の組み合わせで構成されているのが好ましい。同系統の樹脂の組み合わせの場合、通常、単独重合体（必須成分）を形成する成分（Ａ）と、変性重合体（共重合体）を形成する成分（Ｂ）との組み合わせが用いられる。すなわち、必須成分である単独重合体に対して、例えば、結晶化度や融点又は軟化点などを低下させる共重合性単量体を共重合させて変性することにより、単独重合体よりも結晶化度を低下させるか、非晶性とし、単独重合体よりも融点又は軟化点などを低下させてもよい。このように、結晶性、融点又は軟化点を変化させることにより、熱収縮率に差異を設けてもよい。融点又は軟化点の差は、例えば、５〜１５０℃、好ましくは５０〜１３０℃、さらに好ましくは７０〜１２０℃程度であってもよい。変性に用いられる共重合性単量体の割合は、全単量体に対して、例えば、１〜５０モル％、好ましくは２〜４０モル％、さらに好ましくは３〜３０モル％（特に５〜２０モル％）程度である。単独重合体を形成する成分と、変性重合体を形成する成分との複合比率（質量比）は、繊維の構造に応じて選択できるが、例えば、単独重合体成分（Ａ）／変性重合体成分（Ｂ）＝９０／１０〜１０／９０、好ましくは７０／３０〜３０／７０、さらに好ましくは６０／４０〜４０／６０程度である。

本発明では、潜在捲縮性の複合繊維を製造し易い点から、複合繊維は芳香族ポリエステル系樹脂の組み合わせ、特に、ポリアルキレンアリレート系樹脂（ａ）と、変性ポリアルキレンアリレート系樹脂（ｂ）との組み合わせであってもよい。ポリアルキレンアリレート系樹脂（ａ）は、芳香族ジカルボン酸（テレフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸などの対称型芳香族ジカルボン酸など）とアルカンジオール成分（エチレングリコールやブチレングリコールなどＣ_3-6アルカンジオールなど）との単独重合体であってもよい。具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのポリＣ_2-4アルキレンテレフタレート系樹脂などが使用され、通常、固有粘度０．６〜０．７程度の一般的なＰＥＴ繊維に用いられるＰＥＴが使用される。

一方、変性ポリアルキレンアリレート系樹脂（ｂ）では、必須成分である前記ポリアルキレンアリレート系樹脂（ａ）の融点又は軟化点、結晶化度を低下させる共重合成分、例えば、非対称型芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸などのジカルボン酸成分や、ポリアルキレンアリレート系樹脂（ａ）のアルカンジオールよりも鎖長の長いアルカンジオール成分及び／又はエーテル結合含有ジオール成分が使用できる。これらの共重合成分は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの成分のうち、ジカルボン酸成分として、非対称型芳香族カルボン酸（イソフタル酸、フタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸など）、脂肪族ジカルボン酸（アジピン酸などのＣ_6-12脂肪族ジカルボン酸）などが汎用され、ジオール成分として、アルカンジオール（１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどＣ_3-6アルカンジオールなど）、ポリオキシアルキレングリコール（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリオキシＣ_2-4アルキレングリコールなど）などが汎用される。これらのうち、イソフタル酸などの非対称型芳香族ジカルボン酸、ジエチレングリコールなどのポリオキシＣ_2-4アルキレングリコールなどが好ましい。さらに、変性ポリアルキレンアリレート系樹脂（ｂ）は、Ｃ_2-4アルキレンアリレート（エチレンテレフタレート、ブチレンテレフタレートなど）をハードセグメントとし、（ポリ）オキシアルキレングリコールなどをソフトセグメントとするエラストマーであってもよい。

変性ポリアルキレンアリレート系樹脂（ｂ）において、ジカルボン酸成分として、融点又は軟化点を低下させるためのジカルボン酸成分（例えば、イソフタル酸など）の割合は、ジカルボン酸成分の全量に対して、例えば、１〜５０モル％、好ましくは５〜５０モル％、さらに好ましくは１５〜４０モル％程度である。ジオール成分として、融点又は軟化点を低下させるためのジオール成分（例えば、ジエチレングリコールなど）の割合は、ジオール成分の全量に対して、例えば、３０モル％以下、好ましくは１０モル％以下（例えば、０．１〜１０モル％程度）である。共重合成分の割合が低すぎると、充分な捲縮が発現せず、捲縮発現後の不織布の形態安定性と伸縮性とが低下する。一方、共重合成分の割合が高すぎると、捲縮発現性能は高くなるが、安定に紡糸することが困難となる。

変性ポリアルキレンアリレート系樹脂（ｂ）は、必要に応じて、トリメリット酸、ピロメリット酸などの多価カルボン酸成分、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトールなどのポリオール成分などを併用して分岐させてもよい。

複合繊維の横断面形状（繊維の長さ方向に垂直な断面形状）は、一般的な中実断面形状である丸型断面や異型断面［偏平状、楕円状、多角形状、３〜１４葉状、Ｔ字状、Ｈ字状、Ｖ字状、ドッグボーン（Ｉ字状）など］に限定されず、中空断面状などであってもよいが、通常、丸型断面である。

複合繊維の横断面構造としては、複数の樹脂に形成された相構造、例えば、芯鞘型、海島型、ブレンド型、並列型（サイドバイサイド型又は多層貼合型）、放射型（放射状貼合型）、中空放射型、ブロック型、ランダム複合型などの構造が挙げられる。これらの横断面構造のうち、加熱により自発捲縮を発現させ易い点から、相部分が隣り合う構造（いわゆるバイメタル構造）や、相構造が非対称である構造、例えば、偏芯芯鞘型、並列型構造が好ましい。

なお、複合繊維が偏芯芯鞘型などの芯鞘型構造である場合、表面に位置する鞘部の非湿熱性接着性樹脂と熱収縮差を有し捲縮可能であれば、芯部は湿熱接着性樹脂（例えば、エチレン−ビニルアルコール共重合体やポリビニルアルコールなどのビニルアルコール系重合体など）や、低い融点又は軟化点を有する熱可塑性樹脂（例えば、ポリスチレンや低密度ポリエチレンなど）で構成されていてもよい。

複合繊維の平均繊度は、例えば、０．１〜５０ｄｔｅｘ程度の範囲から選択でき、好ましくは０．５〜１０ｄｔｅｘ、さらに好ましくは１〜５ｄｔｅｘ（特に１．５〜３ｄｔｅｘ）程度である。繊度が細すぎると、繊維そのものが製造し難くなることに加え、繊維強度を確保し難い。また、捲縮を発現させる工程において、綺麗なコイル状捲縮を発現させ難くなる。一方、繊度が太すぎると、繊維が剛直となり、十分な捲縮を発現し難くなる。

複合繊維の平均繊維長は、例えば、１０〜１００ｍｍ程度の範囲から選択でき、好ましくは２０〜８０ｍｍ、さらに好ましくは２５〜７５ｍｍ（特に４０〜６０ｍｍ）程度である。繊維長が短すぎると、繊維ウェブの形成が難しくなることに加え、捲縮を発現させる工程において、繊維同士の交絡が不十分となり、強度及び伸縮性の確保が困難となる。また、繊維長が長すぎると、均一な目付の繊維ウェブを形成することが難しくなるばかりか、ウェブ形成時点で繊維同士の交絡が多く発現し、捲縮を発現する際にお互いに妨害し合って伸縮性の発現が困難となる。さらに、本発明では、繊維長が前記範囲にあると、不織布表面で捲縮した繊維の一部が不織布表面に適度に露出するため、後述する不織布の自着性を向上できる。

この複合繊維は、熱処理を施すことにより、捲縮が発現（顕在化）し、略コイル状（螺旋状又はつるまきバネ状）の立体捲縮を有する繊維となる。

加熱前の捲縮数（機械捲縮数）は、例えば、０〜３０個／２５ｍｍ、好ましくは１〜２５個／２５ｍｍ、さらに好ましくは５〜２０個／２５ｍｍ程度である。加熱後の捲縮数は、例えば、３０個／２５ｍｍ以上（例えば、３０〜２００個／２５ｍｍ）であり、好ましくは３５〜１５０個／２５ｍｍ、さらに好ましくは４０〜１２０個／２５ｍｍ程度であり、４５〜１２０個／２５ｍｍ（特に５０〜１００個／２５ｍｍ）程度であってもよい。

本発明の伸縮材は、不織布を構成する潜在捲縮性複合繊維が高温水蒸気で捲縮されることにより、面方向に略平行に配向された前記複合繊維の捲縮が、厚み方向において略均一に発現するという特徴を有している。具体的には、厚み方向の断面において、厚み方向に三等分した各々の領域のうち、中央部（内層）において、１周以上のコイルクリンプを形成している繊維の数が、例えば、５〜５０本／５ｍｍ（面方向長）・０．２ｍｍ（厚み）であり、好ましくは１０〜５０本／５ｍｍ（面方向）・０．２ｍｍ（厚み）、さらに好ましくは２０〜５０本／５ｍｍ（面方向）・０．２ｍｍ（厚み）である。本発明では、大部分の捲縮繊維の軸が面方向に配向し、厚み方向において捲縮数が均一であるため、ゴムやエラストマーを含んでいなくても、高い伸縮性を有するとともに、粘着剤を含んでいなくても、実用的な強度を有している。なお、本願明細書において、「厚み方向に三等分した領域」とは、不織布の厚み方向に対して直交する方向にスライスして三等分した各領域のことを意味する。

さらに、本発明の伸縮材において、捲縮が厚み方向において均一であることは、繊維湾曲率が均一であることによっても評価できる。繊維湾曲率とは、繊維（捲縮した状態の繊維）の両端の距離（Ｌ１）に対する繊維長（Ｌ２）の比（Ｌ２／Ｌ１）であり、繊維湾曲率（特に厚み方向の中央の領域における繊維湾曲率）が、例えば、１．３以上（例えば、１．３５〜５）、好ましくは１．４〜４（例えば、１．５〜３．５）、さらに好ましくは１．６〜３（特に１．８〜２．５）程度である。なお、本発明では、後述するように、不織布断面の電子顕微鏡写真に基づいて繊維湾曲率を測定するため、前記繊維長（Ｌ２）は、三次元的に捲縮した繊維を引き延ばして直線状にした繊維長（実長）ではなく、写真に写った二次元的に捲縮した繊維を引き延ばして直線状にした繊維長（写真上の繊維長）を意味する。すなわち、本発明における繊維長（写真上の繊維長）は、実際の繊維長よりも短く計測される。

さらに、本発明では、厚み方向において略均一に捲縮が発現しているため、繊維湾曲率が厚み方向で均一である。本発明では、繊維湾曲率の均一性は、厚み方向の断面において、厚み方向に三等分した各々の層における繊維湾曲率の比較によって評価できる。すなわち、厚み方向の断面において、厚み方向に三等分した各々の領域における繊維湾曲率はいずれも前記範囲にあり、各領域における繊維湾曲率の最大値に対する最小値の割合（最小値／最大値）（繊維湾曲率が最大の領域に対する最小の領域の比率）が、例えば、７５％以上（例えば、７５〜１００％）、好ましくは８０〜９９％、さらに好ましくは８２〜９８％（特に８５〜９７％）程度である。

繊維湾曲率及びその均一性の具体的な測定方法としては、不織布の断面を電子顕微鏡写真で撮影し、厚み方向に三等分した各領域から選択した領域について繊維湾曲率を測定する方法が用いられる。測定する領域は、三等分した表層（表面域）、内層（中央域）、裏層（裏面域）の各層について、長さ方向２ｍｍ以上の領域で測定を行う。また、各測定領域の厚み方向については、各層の中心付近において、それぞれの測定領域が同じ厚み幅を有するように設定する。さらに、各測定領域は、厚み方向において平行で、かつ各測定領域内において繊維湾曲率を測定可能な繊維片が１００本以上（好ましくは３００本以上、さらに好ましくは５００〜１０００本程度）含まれるように設定する。これらの各測定領域を設定した後、領域内の全ての繊維の繊維湾曲率を測定し、各測定領域ごとに平均値を算出した後、最大の平均値を示す領域と、最小の平均値を示す領域との比較により繊維湾曲率の均一性を算出する。

不織布を構成する捲縮繊維は、前述の如く、捲縮発現後において略コイル状の捲縮を有する。この捲縮繊維のコイルで形成される円の平均曲率半径は、例えば、１０〜２５０μｍ程度の範囲から選択でき、例えば、２０〜２００μｍ（例えば、５０〜２００μｍ）、好ましくは５０〜１６０μｍ（例えば、６０〜１５０μｍ）、さらに好ましくは７０〜１３０μｍ程度である。ここで、平均曲率半径は、捲縮繊維のコイルにより形成される円の平均的大きさを表す指標であり、この値が大きい場合は、形成されたコイルがルーズな形状を有し、言い換えれば捲縮数の少ない形状を有していることを意味する。また、捲縮数が少ないと、繊維同士の交絡も少なくなるため、十分な伸縮性能を発現するためには不利となる。逆に、平均曲率半径が小さすぎるコイル状捲縮を発現させた場合は、繊維同士の交絡が十分行われず、ウェブ強度を確保することが困難となるばかりか、このような捲縮を発現する潜在捲縮繊維の製造も非常に難しくなる。

コイル状に捲縮した複合繊維において、コイルの平均ピッチは、例えば、０．０３〜０．５ｍｍ、好ましくは０．０３〜０．３ｍｍ、さらに好ましくは０．０５〜０．２ｍｍ程度である。

不織布（繊維ウェブ）には、前記複合繊維に加えて、他の繊維（非複合繊維）が含まれていてもよい。非複合繊維としては、例えば、前述の非湿熱接着性樹脂又は湿熱接着性樹脂で構成された繊維の他、セルロース系繊維［例えば、天然繊維（木綿、羊毛、絹、麻など）、半合成繊維（トリアセテート繊維などのアセテート繊維など）、再生繊維（レーヨン、ポリノジック、キュプラ、リヨセル（例えば、登録商標名：「テンセル」など）など）など］などが挙げられる。非複合繊維の平均繊度及び平均繊維長は、複合繊維と同様である。これらの非複合繊維は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これら非複合繊維のうち、レーヨンなどの再生繊維、アセテートなどの半合成繊維、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン系繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維などが好ましい。特に、混紡性などの点から、複合繊維と同種の繊維であってもよく、例えば、複合繊維がポリエステル系繊維である場合、非複合繊維もポリエステル系繊維であってもよい。

複合繊維と非複合繊維との割合（質量比）は、複合繊維／非複合繊維＝７０／３０〜１００／０程度の範囲から選択でき、例えば、８０／２０〜１００／０（例えば、８０／２０〜９９．５／０．５）、好ましくは９０／１０〜１００／０（例えば、９０／１０〜９９／１）、さらに好ましくは９５／５〜１００／０程度である。非複合繊維を混綿することにより、不織布の強度と伸縮性又は柔軟性とのバランスを調整することができる。但し、複合繊維（潜在捲縮繊維）の割合が少なすぎると、捲縮発現後に捲縮繊維が伸縮する際、特に伸長後に収縮するときに非複合繊維がその収縮の抵抗となるために、回復応力の確保が困難となる。

不織布（繊維ウェブ）は、さらに、慣用の添加剤、例えば、安定剤（銅化合物などの熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤など）、抗菌剤、消臭剤、香料、着色剤（染顔料など）、充填剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、潤滑剤、結晶化速度遅延剤などを含有していてもよい。これらの添加剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの添加剤は、繊維表面に担持されていてもよく、繊維中に含まれていてもよい。

（伸縮材の特性）
本発明の伸縮材は、不織布を構成する各繊維が実質的に融着することなく、主として複合繊維の捲縮が発現してコイル状に形状変化することにより、各繊維がお互いに絡み合って拘束又は掛止された構造を有している。その外部形状は、通常、板状又はシート状である。さらに、板状不織布の平面形状は、用途に応じて選択できるが、通常、テープ状又は帯状などの矩形シート状、円又は楕円形状などの他、用途に応じて、これらの形状を組み合わせた形状（例えば、矩形シート状又は楕円形状と帯状との組み合わせの形状）などである。

本発明の伸縮材は、不織布を構成する殆ど（大部分）の繊維（コイル状捲縮繊維の軸芯方向）が、不織布面（シート面）に対して略平行に配向されているのが望ましい。なお、本願明細書では、「面方向に対し略平行に配向している」とは、例えば、ニードルパンチによる交絡のように、局部的に多数の繊維（コイル状捲縮繊維の軸芯方向）が厚み方向に沿って配向している部分が繰り返し存在しない状態を意味する。

本発明の伸縮材は、不織布の面方向（長さ方向）に配向し、かつコイル状に捲縮した複合繊維で構成されており、隣接又は交差する複合繊維は、捲縮コイル部で互いに交絡している。また、不織布の厚み方向（又は斜め方向）でも、軽度に複合繊維が交絡している。特に、本発明では、複合繊維ウェブにおいて、コイル状に収縮する過程で複合繊維が交絡し、交絡したコイル部により繊維が拘束されている。そのために、不織布は、幅方向や厚み方向よりも、交絡するコイル部により面方向（長手方向）に大きく伸長する。さらに、面方向及び長手方向に配向しているため、長手方向に張力を付与すると、交絡したコイル部が伸長し、かつ元のコイル状に戻ろうとするため、面方向及び長手方向において高い伸縮性を有している。さらに、不織布の厚み方向においても、交絡したコイル部によって、厚み方向におけるクッション性及び柔軟性を発現している。

一方、不織布を構成する繊維同士が実質的に融着することなく、厚み方向（シート面に対し垂直方向）に配向している繊維が多く存在すると、この繊維もコイル状の捲縮を形成することとなるため、繊維同士が極めて複雑に絡み合うこととなる。その結果、他の繊維を必要以上に拘束又は固定し、さらに繊維を構成するコイルの伸縮を阻害するため、不織布の伸縮性を低減させる。従って、できるだけ繊維をシート面に対して平行に配向させるのが望ましい。

このように、本発明の伸縮材では、コイル状の繊維が面方向に略平行に配向されているため、不織布は面方向に伸縮性を有する。これに対して、厚み方向に伸ばした場合、繊維は容易に解けるため、面方向で見られるような伸縮性（縮み性）を発現しない。なお、このような繊維の配向は、繊維が密であり、配向を目視で観察するのが困難な場合でも、このような伸縮性の観察によって容易に繊維の配向性を確認できる。

不織布の密度（嵩密度）は、例えば、０．０１〜０．５ｇ／ｃｍ³程度の範囲から選択でき、例えば、０．０３〜０．４ｇ／ｃｍ³、好ましくは０．０５〜０．３ｇ／ｃｍ³、さらに好ましくは０．０８〜０．２５ｇ／ｃｍ³（特に０．１〜０．２ｇ／ｃｍ³）程度である。

本発明の伸縮材は、通気性をさらに向上させる点などから、面方向（又は長手方向）において、１以上の孔部を有していてもよい。複数の孔部を有する場合、孔部は、周期的又は規則的に配列又は配向されていてもよい。孔部が占める面積は、不織布表面の全面積に対して、例えば、５０％以下（例えば、１〜５０％）、好ましくは３〜４０％、さらに好ましくは５〜３０％程度である。孔部の面積が大きすぎると、伸縮材としての伸縮性及び強度を発現しない場合がある。

不織布（加熱後の不織布）の目付は、例えば、１０〜３００ｇ／ｍ²程度の範囲から選択でき、好ましくは２０〜２５０ｇ／ｍ²、さらに好ましくは３０〜２００ｇ／ｍ²程度である。不織布の厚みは、例えば、０．１〜１０ｍｍ程度の範囲から選択でき、例えば、０．２〜５ｍｍ、好ましくは０．３〜３ｍｍ、さらに好ましくは０．４〜１．５ｍｍ程度である。目付や厚みがこの範囲にあると、不織布の伸縮性と柔軟性又はクッション性とのバランスが良くなる。

本発明の伸縮材は、面方向（例えば、帯状の場合、長さ方向及び幅方向の両方向）において、少なくとも一方向の破断強度が２０Ｎ／５０ｍｍ以上（例えば、２０〜１５０Ｎ／５０ｍｍ）、好ましくは２３〜１２０Ｎ／５０ｍｍ、さらに好ましくは２５〜１００Ｎ／５０ｍｍ（特に２８〜８０Ｎ／５０ｍｍ）程度である。この破断強度は用途に応じて選択でき、例えば、マスク用耳掛部材に用いる場合は、２０Ｎ／５０ｍｍ以上程度あればよいが、紙オムツなどの伸縮部材に用いる場合は、比較的強い破断強度が要求され、例えば、４０Ｎ／５０ｍｍ以上（例えば、４０〜１５０Ｎ／５０ｍｍ）、好ましくは５０〜１００Ｎ／５０ｍｍ程度であってもよい。本発明では、このような破断強度を有しているため、伸縮性に優れる上に、繰返し使用しても破断したり、伸縮性が低下することを抑制できる。特に、伸縮材が帯状であり、長さ方向に対して伸縮して利用される場合、長さ方向において前記破断強度の範囲を満たすのが好ましい。

また、本発明の伸縮材を用いて帯状部材を製造する場合、不織布を帯状部材に必要な幅や長さにあわせて加工することが必要となるが、この工程は、通常、スリッターリワインダーを用いることで容易に加工できる。従って、本発明においては、良好な生産性を確保する点からも、不織布の長さ方向において、破断強度が前記範囲にあることが好ましい。

本発明の伸縮材は、面方向（例えば、帯状の場合、長さ方向及び幅方向の両方向）における少なくとも一方向の破断伸度が１００％以上（例えば、１００〜１０００％）、好ましくは１５０％以上（例えば、１５０〜５００％）、さらに好ましくは２００〜４００％以上（例えば、２２０〜３００％）程度であり、通常、１５０〜３５０％程度である。破断伸度がこの範囲にあると、伸縮性が高く、例えば、マスク用耳掛部材や紙オムツ用伸縮部材などとして伸ばして使用しても破断することなく伸縮する。

本発明の伸縮材は、少なくとも一方向において、５０％伸長後における回復率（５０％伸長回復率）が７０％以上（例えば、７０〜１００％）であってもよく、例えば、７５〜１００％、好ましくは８０〜１００％、さらに好ましくは８５〜１００％（特に９０〜１００％）程度である。伸長回復率がこの範囲にあると、伸長に対する追従性が向上し、例えば、使用箇所の形状に充分に追従すると共に、伸縮材による適度な固定及び締め付けが可能になる。特に、マスクや紙オムツなどの衛生材など、身体に直接触れて密着させて固定する必要がある用途において有用である。特に、紙オムツの伸縮部材では、このような高い伸長回復率を有していると、紙オムツをしっかりと身体に密着でき、尿の漏れを抑制できる。

本発明の伸縮材は、面方向（例えば、帯状の場合、長さ方向及び幅方向の両方向）における少なくとも一方向の５０％伸長回復挙動において、５０％伸長後の回復挙動における２５％回復応力（戻り時応力）は、例えば、０．２Ｎ／５０ｍｍ以上（例えば、０．３〜１．５Ｎ／５０ｍｍ）、好ましくは０．４〜１Ｎ／５０ｍｍ、さらに好ましくは０．５〜０．８Ｎ／５０ｍｍ（特に０．５５〜０．７Ｎ／５０ｍｍ）程度である。この値は必要に応じて選択でき、例えば、マスク用の耳掛部材に用いる場合は、例えば、０．２〜０．５Ｎ／５０ｍｍ、好ましくは０．２２〜０．４５Ｎ／５０ｍｍ程度であり、紙オムツ用の伸縮部材に用いる場合は、０．４〜１．０Ｎ／５０ｍｍ、好ましくは０．４５〜０．９Ｎ／５０ｍｍ、さらに好ましくは０．５〜０．８Ｎ／５０ｍｍ程度である。

さらに、最初の５０％伸長挙動における２５％伸長時応力［伸び応力（Ｘ）］と、５０％伸長後の戻り挙動における２５％伸長時の戻り時応力［回復応力（Ｙ）］との比（Ｙ／Ｘ）は、例えば、０．０１〜０．５、好ましくは０．０５〜０．４、さらに好ましくは０．１〜０．３５（特に０．２〜０．３）程度である。本発明では、このように伸長応力に対して回復応力が比較的に低いため、適度な伸縮性を示す。すなわち、この特性は、マスクやオムツなどの伸縮材として用いた場合に、適度に高い応力により、身体の少しの動きでは大きな永久歪みは生じなることなく、身体の動きを妨げないレベルで形態を保持する一方で、身体の動きにより一度変形した後、身体の動きの抵抗とならない程度に締め付け、形態及び密着性を保持するという優れた特性を示す。

本発明の伸縮材は、面方向と厚み方向との異方性だけでなく、通常、製造工程の流れ方向（ＭＤ）と幅方向（ＣＤ方向）との間で異方性を有している。すなわち、本発明の伸縮材は、製造の過程において、コイル状捲縮繊維の軸芯方向が面方向と略平行となるだけでなく、面方向と略平行に配向したコイル状捲縮繊維の軸芯方向は、流れ方向に対しても略平行となる傾向がある。その結果、矩形状不織布が製造される場合、不織布製造における流れ方向と幅方向との間で、前記伸縮特性及び破断特性、特に破断強度が異方性を有する。帯状部材として使用する場合は、流れ方向を長さ方向に向けて用いることで、長さ方向に高い伸縮性を有する部材を得ることが可能となる。

本発明の伸縮材は、撥水性を有しているのが好ましい。特に、マスクやオムツなどの人体と接触する用途に使用した際、水が付着して人体まで浸透するのを防止できるからである。撥水性の発現は、後述する製造工程の中で、水や水蒸気に繊維が晒されることで、繊維に付着した親水性を有する物質が洗い流され、繊維の表面に樹脂本来の性質が発現することによる。具体的にこの撥水度は、ＪＩＳ Ｌ１０９２スプレー試験において３点以上（好ましくは３〜５点、さらに好ましくは４〜５点）を示すのが好ましい。

さらには、この水や水蒸気による洗浄効果により、繊維に付着している繊維油剤も洗い流されることにより、本発明の伸縮材の皮膚刺激性も低減される。

本発明の伸縮材の通気度は、フラジール形法による通気度で０．１ｃｍ³／（ｃｍ²・秒）以上であり、例えば、１〜５００ｃｍ³／（ｃｍ²・秒）、好ましくは５〜３００ｃｍ³／（ｃｍ²・秒）、さらに好ましくは１０〜２００ｃｍ³／（ｃｍ²・秒）程度である。本発明の伸縮材は、通気度も高いため、マスクやオムツなどの人体に使用する用途に適している。

［伸縮材の製造方法］
本発明の伸縮材の製造方法は、前記複合繊維を含む繊維をウェブ化する工程と、複合繊維ウェブを高温水蒸気で加熱して捲縮する工程とを含む。

まず、繊維をウェブ化する工程において、前記複合繊維を含む繊維をウェブ化する。ウェブの形成方法としては、慣用の方法、例えば、スパンボンド法、メルトブロー法などの直接法、メルトブロー繊維やステープル繊維などを用いたカード法、エアレイ法などの乾式法などを利用できる。これらの方法のうち、メルトブロー繊維やステープル繊維を用いたカード法、特にステープル繊維を用いたカード法が汎用される。ステープル繊維を用いて得られたウェブとしては、例えば、ランダムウェブ、セミランダムウェブ、パラレルウェブ、クロスラップウェブなどが挙げられる。

次に、得られた繊維ウェブは、加熱して捲縮する工程に供することにより、複合繊維が、面方向に対して略平行に配向され、かつ特定の曲率半径で厚み方向において略均一に捲縮された不織布が得られるが、本発明では、高温水蒸気で加熱して捲縮する工程において、繊維を適度に捲縮させて交絡させる点などから、得られた繊維ウェブの一部の繊維を予備的に絡合させる工程を経るのが好ましい。このような絡合工程において、絡合方法は、機械的に交絡させる方法であってもがよいが、水の噴霧又は噴射（吹き付け）により交絡させる方法が好ましい。水流により繊維を絡合させることにより、加熱工程の捲縮による交絡の密度を高めることができるとともに、ウェブを湿潤状態とし、より均一に水蒸気をウェブ内部に伝搬できる。噴霧又は噴射させる水は、繊維ウェブの一方の面から吹き付けてもよく、両面から吹き付けてもよい。強い交絡を効率的に行う点からは、両面から吹き付けるのが好ましい。

すなわち、この工程における水の噴出圧力は、繊維交絡が適度な範囲となるように、例えば、２ＭＰａ以上（例えば、２〜１５ＭＰａ）、好ましくは３〜１２ＭＰａ、さらに好ましくは４〜１０ＭＰａ（特に５〜８ＭＰａ）程度である。なお、水の温度は、例えば、５〜５０℃、好ましくは１０〜４０℃、例えば、１５〜３５℃（常温）程度である。

水を噴霧する方法としては、繊維ウェブの繊維に均一に絡合できる方法であれば特に限定されないが、簡便性などの点から、規則的な噴霧域又は噴霧パターンを有するノズルなどを用いて、スプレーなどにより水を噴射する方法が好ましい。なお、水の噴射による繊維の飛散を抑制するために、予め少量の水で繊維ウェブを濡らしておいてもよい。

具体的には、繊維ウェブ形成工程で得られた繊維ウェブは、ベルトコンベアにより次工程へ送られ、次いでコンベアベルト上に載置された状態で、水を吹き付けることができる。コンベアベルトは通水性であってもよく、繊維ウェブの裏側からも通水性のコンベアベルトを通過させて、水をウェブに吹き付けることにより、表面及び両面に水を吹き付けてもよい。

水を吹き付けるためのノズルは、所定のオリフィスが幅方向に連続的に並んだプレートやダイスを用い、これを供給される繊維ウェブの幅方向にオリフィスが並ぶように配置すればよい。オリフィス列は一列以上あればよく、複数列が並行した配列であってもよい。また、一列のオリフィス列を有するノズルダイを複数台並列に設置してもよい。

プレートにオリフィスを開けたタイプのノズルを使用する場合、プレートの厚みは、０．５〜１．０ｍｍ程度であってもよい。オリフィスの径やピッチに関しては、収縮性と機械的特性とを適度にとなるように繊維が交絡できる条件であれば特に制限はないが、オリフィスの直径は、通常、０．０１〜２ｍｍ、好ましくは０．０５〜１．５ｍｍ、さらに好ましくは０．１〜１．０ｍｍ程度である。オリフィスのピッチは、通常０．１〜２ｍｍ、好ましくは０．２〜１．５ｍｍ、さらに好ましくは０．３〜１ｍｍ程度である。オリフィスの径が小さすぎると、ノズルの加工精度が低くなり、加工が困難になるという設備的な問題点と、目詰まりを起こしやすくなるという運転上の問題点が生じ易い。また、流れる水量が低下するため、繊維ウェブの繊維を移動できない場合がある。逆に、大きすぎると、十分な水圧を得ることが困難となる。一方、ピッチが小さすぎると、ノズル孔が密になりすぎるため、ノズル自体の強度が低下する。また、必然的に孔径を小さくする必要が生じ、水量が確保できなくなる。一方、ピッチが大きすぎると、水流が繊維ウェブに充分に当たらないケースが生じるため、繊維の絡合が不充分となる。

使用するベルトコンベアは、基本的には加工に用いる繊維ウェブの形態を乱すことなく運搬できれば特に限定はないが、エンドレスコンベアが好適に用いられる。尚、一般的な単独のベルトコンベアであってもよく、必要に応じてもう１台のベルトコンベアを組み合わせて、両ベルト間に繊維ウェブを挟むようにして運搬してもよい。特に、繊維ウェブの最終的な形態に固定する次の加熱工程においては、一組のベルトを用いて繊維ウェブを挟み込み、繊維ウェブの密度を調整してもよい。このように運搬することにより、繊維ウェブを処理する際に、絡合のための水、高温水蒸気、コンベアの振動などの外力により、運搬してきたウェブの形態が変形するのを抑制できる。一組のベルトを使用する場合、ベルト間の距離は、繊維ウェブの目付及び目的の密度により適宜選択すればよいが、例えば、１〜１０ｍｍ、好ましくは１〜８ｍｍ、さらに好ましくは１〜５ｍｍ程度である。

コンベアに用いるエンドレスベルトは、ウェブの運搬や高温水蒸気処理の妨げにならなければ、特に限定されないが、ネットであれば、概ね９０メッシュより粗いネット（例えば、１０〜８０メッシュ程度のネット）が好ましい。これ以上のメッシュの細かなネットは、通気性が低く、絡合のための水や、次工程における水蒸気が通過し難くなる。ベルトの材質は、特に限定されないが、加熱工程に用いるベルトの材質は、水蒸気処理に対する耐熱性などの観点より、金属、耐熱処理したポリエステル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリアリレート系樹脂（全芳香族系ポリエステル系樹脂）、芳香族ポリアミド系樹脂などの耐熱性樹脂などが好ましい。なお、コンベアに用いるベルトは、水流などによる予備的な絡合工程と、高温水蒸気による加熱工程とで同じであってもよいが、各々工程により調整が必要なため、通常、分離した別のコンベアが使用される。

最後に、繊維が適度に絡合された繊維ウェブは、ベルトコンベアにより次工程へ送られ、高温水蒸気で加熱して捲縮される。高温水蒸気で処理する方法では、ベルトコンベアにより送られてきた繊維ウェブは、高温又は加熱水蒸気（高圧スチーム）流に晒され、複合繊維（潜在捲縮繊維）に捲縮を発現させて、本発明の伸縮材が得られる。すなわち、本発明では、この捲縮発現により複合繊維がコイル状に形を変えながら移動し、繊維同士の３次元的交絡が発現する。特に、本発明における繊維ウェブは通気性を有しているため、たとえ一方向からの処理であっても、高温水蒸気が内部にまで浸透し、厚み方向において略均一な捲縮が発現し、均一に繊維同士が交絡する。

具体的には、本発明では、水流水で絡合処理された繊維ウェブは、ベルトコンベアで高温水蒸気処理に供せられるが、繊維ウェブは高温水蒸気処理と同時に収縮する。従って、供給する繊維ウェブは、高温水蒸気に晒される直前では、目的とする不織布の大きさに応じてオーバーフィードされているのが望ましい。オーバーフィードの割合は、目的の不織布の長さに対して、１１０〜３００％、好ましくは１２０〜２５０％程度である。

繊維ウェブに水蒸気を供給するためには、慣用の水蒸気噴射装置が用いられる。この水蒸気噴射装置としては、所望の圧力と量で、ウェブ全幅に亘り概ね均一に水蒸気を吹き付け可能な装置が好ましい。２台のベルトコンベアを組み合わせた場合、一方のコンベア内に水蒸気噴射装置が装着され、通水性のコンベアベルト、又はコンベアの上に載置されたコンベアネットを通してウェブに水蒸気を供給する。他方のコンベアには、サクションボックスを装着してもよい。サクションボックスによって、繊維ウェブを通過した過剰の水蒸気を吸引排出してもよいが、水蒸気を繊維ウェブに対して充分に接着させるとともに、この熱により発現する繊維捲縮をより効率的に発現させるためには、ウェブを出来る限りフリーな状態に保つことが必要であるため、サクションボックスによって吸引排出せずに水蒸気を供給するのが好ましい。また、繊維ウェブの表と裏を一度に水蒸気処理するために、さらに前記水蒸気噴射装置が装着されているコンベアとは反対側のコンベアにおいて、前記水蒸気噴射装置が装着されている部位よりも下流部のコンベア内に別の水蒸気噴射装置を設置してもよい。下流部の水蒸気噴射装置がない場合において、不織布の表と裏を水蒸気処理したい場合は、一度処理した繊維ウェブの表裏を反転させて再度処理装置内を通過させることで代用してもよい。

水蒸気噴射装置から噴射される高温水蒸気は、気流であるため、水流絡合処理やニードルパンチ処理とは異なり、被処理体である繊維ウェブ中の繊維を大きく移動させることなく繊維ウェブ内部へ進入する。この繊維ウェブ中への水蒸気流の進入作用によって、水蒸気流が繊維ウェブ内に存在する各繊維の表面を効率的に覆い、均一な熱捲縮を可能にすると考えられる。また、乾熱処理に比べても、繊維ウェブ内部に対して充分に熱を伝導できるため、表面及び厚み方向における捲縮の程度が概ね均一になる。

高温水蒸気を噴射するためのノズルも、前記水流絡合のノズルと同様に、所定のオリフィスが幅方向に連続的に並んだプレートやダイスを用い、これを供給される繊維ウェブの幅方向にオリフィスが並ぶように配置すればよい。オリフィス列は一列以上あればよく、複数列が並行した配列であってもよい。また、一列のオリフィス列を有するノズルダイを複数台並列に設置してもよい。

プレートにオリフィスを開けたタイプのノズルを使用する場合、プレートの厚みは、０．５〜１．０ｍｍ程度であってもよい。オリフィスの径やピッチに関しては、目的とする捲縮発現と、この発現に伴う繊維交絡が効率よく実現できる条件であれば特に制限はないが、オリフィスの直径は、通常、０．０５〜２ｍｍ、好ましくは０．１〜１ｍｍ、さらに好ましくは０．２〜０．５ｍｍ程度である。オリフィスのピッチは、通常０．５〜５ｍｍ、好ましくは１〜４ｍｍ、さらに好ましくは１〜３ｍｍ程度である。オリフィスの径が小さすぎると、目詰まりを起こしやすくなるという運転上の問題点が生じ易い。逆に、大きすぎると、十分な水蒸気噴射力を得ることが困難となる。一方、ピッチが小さすぎると、孔径も小さくなるため、高温水蒸気の量が低下する。一方、ピッチが大きすぎると、高温水蒸気が繊維ウェブに充分に当たらないケースが生じるため、強度の確保が困難となる。

使用する高温水蒸気についても、目的とする繊維の捲縮発現とこれに伴う適度な繊維交絡が実現できれば特に限定はなく、使用する繊維の材質や形態により設定すればよいが、圧力は、例えば、０．１〜２ＭＰａ、好ましくは０．２〜１．５ＭＰａ、さらに好ましくは０．３〜１ＭＰａ程度である。水蒸気の圧力が高すぎたり、強すぎる場合には、ウェブを形成する繊維が必要以上に動いて地合の乱れを生じたり、繊維が必要以上に交絡する場合がある。また、極端な場合には繊維同士が融着してしまい、目的とする伸縮性の確保が困難となる。また、圧力が弱すぎる場合は、繊維の捲縮発現に必要な熱量を被処理物であるウェブに付与できなくなったり、水蒸気が繊維ウェブを貫通できず、厚み方向における繊維の捲縮の発現が不均一になり易い。また、ノズルからの水蒸気の均一噴出の制御も困難である。

高温水蒸気の温度は、例えば、７０〜１５０℃、好ましくは８０〜１２０℃、さらに好ましくは９０〜１１０℃程度である。高温水蒸気の処理速度は、例えば、２００ｍ／分以下、好ましくは０．１〜１００ｍ／分、さらに好ましくは１〜５０ｍ／分程度である。

このようにして繊維ウェブ内の複合繊維の捲縮を発現させた後、不織布に水分が残留する場合があるので、必要に応じて不織布を乾燥してもよい。乾燥に関しては、乾燥用加熱体に接触した不織布表面の繊維が、乾燥の熱により接着して伸縮性を低下させないことが必要であり、伸縮性を維持できる限り、慣用の方法を利用できる。例えば、不織布の乾燥に使用されるシリンダー乾燥機やテンターのような大型の乾燥設備を使用してもよいが、残留している水分は微量であり、比較的軽度な乾燥手段により乾燥可能なレベルである場合が多いため、遠赤外線照射、マイクロ波照射、電子線照射などの非接触法や熱風を吹き付けたり、通過させる方法などが好ましい。

得られた不織布は、その製造工程において水に濡らされ、高温水蒸気雰囲気下に曝露される。すなわち、本発明の不織布は、不織布自体がいわば洗濯と同様の処理を受けることになるため、紡糸油剤などの繊維への付着物が洗浄される。従って、本発明の伸縮材は、衛生的で、かつ高い撥水性を示す。

このようにして得られた不織布は、通常、板状又はシート状である。シート状不織布は、そのまま伸縮材として利用してもよいが、通常、目的とする伸縮材の形状（例えば、マスクの耳掛部材の形状やマスクの全体形状など）に応じて、切断加工などによって、所望の形状に加工できる。なお、得られた板状又はシート状成形体は、慣用の熱成形、例えば、圧縮成形、圧空成形（押出圧空成形、熱板圧空成形、真空圧空成形など）、自由吹込成形、真空成形、折り曲げ加工、マッチドモールド成形、熱板成形、湿熱プレス成形などで加工してもよい。

本発明の伸縮材は、伸縮を利用する部材であれば特に限定されず、ゴムの代替品として、幅広い用途で利用できる。さらに、本発明の伸縮材は、肌触りが良く、柔軟性に優れ、通気性も有しているため、人体に布帛や紙類などを固定するため用途（例えば、マスクやオムツなどの衛生材、帽子、衣服、靴下など）として有用である。

なかでも、本発明の伸縮材は皮膚に対して低刺激性であるため、人体のうちデリケートな部分や患部などに用いられることの多い衛生材（例えば、マスク、手袋、包帯、ガーゼ又は脱脂綿、絆創膏、湿布、サージテープ、オムツ、生理用ナプキンなど）に適している。さらに、本発明の伸縮材は通気性が高く肌触りも良いため、衛生材自体を本発明の伸縮材で構成してもよいが、高い伸縮性も有するため、衛生材における伸縮部材として利用してもよい。特に、人体に伸縮材自体が直接接触し、かつ高い伸縮性が要求される用途、例えば、マスク用耳掛部材、紙オムツにおける伸縮部材に特に有用である。

マスク用耳掛部材の具体的な利用形態としては、マスクの形状は特に限定されず、マスクの耳掛部材を本発明の伸縮材で構成し、他の布帛と組み合わせてマスクを形成してもよいし、耳掛部材を含むマスク全体を本発明の伸縮材で構成し、フィルターと組み合わせてもよい。

本発明の伸縮材をマスク用耳掛部材として用いる場合、その形状は、通常、帯状であるが、幅は、例えば、３〜５０ｍｍ、好ましくは５〜３０ｍｍ、さらに好ましくは１０〜２５ｍｍ程度である。さらに、本発明の伸縮材で構成されたマスク用耳掛け部材は、必要であれば、他のゴム紐と組み合わせて使用してもよい。

紙オムツにおける伸縮部材は、紙オムツを身体に固定するための部材であり、通常、紙オムツの後面における両側部の上部から、身体への装着状態で前面と貼着可能な長さで延出する帯状部材である。この伸縮部材は、身体への装着状態において、腰の両側部で皮膚と接触するため、通気性を要求される。紙オムツ前面との貼着機構は、特に限定されず、粘着剤や面ファスナーなどを利用してもよいが、本発明の伸縮材は、表面に捲縮繊維を有しているため、伸縮材自体が面ファスナーのループ状係合素子としての機能を有している。従って、紙オムツ用伸縮部材の具体的な利用形態としては、紙オムツの伸縮部材を本発明の伸縮材で構成し、紙オムツ前面における伸縮部材の貼着部位に、フック状係合素子を有する面ファスナーを設けた紙オムツであってもよい。

本発明の伸縮材を紙オムツの伸縮部材として用いる場合も、その形状は、通常、帯状であり、幅は、例えば、５〜１５０ｍｍ、好ましくは１０〜１００ｍｍ、さらに好ましくは１５〜８０ｍｍ（特に２０〜６０ｍｍ）程度である。さらに、本発明の伸縮材で構成された紙オムツ用伸縮部材は、必要であれば、他のゴム紐やエラストマーと組み合わせて使用してもよい。

以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。なお、実施例における各物性値は、以下の方法により測定した。なお、実施例中の「％」はことわりのない限り、質量基準である。

（１）捲縮数
ＪＩＳ Ｌ１０１５「化学繊維ステープル試験方法」（８．１２．１）に準じて評価した。

（２）目付（ｇ／ｍ²）
ＪＩＳ Ｌ１９１３「一般短繊維不織布試験方法」に準じて測定した。

（３）厚み（ｍｍ）、見掛け密度（ｇ／ｃｍ³）
ＪＩＳ Ｌ１９１３「一般短繊維不織布試験方法」に準じて厚みを測定し、この値と目付の値とから密度を算出した。

（４）平均曲率半径
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、不織布断面を１００倍に拡大した写真を撮影した。撮影した不織布断面写真に写っている繊維の中で、１周以上の螺旋（コイル）を形成している繊維について、その螺旋に沿って円を描いたときの円の半径（コイル軸方向から捲縮繊維を観察したときの円の半径）を求め、これを曲率半径とした。なお、繊維が楕円状に螺旋を描いている場合は、楕円の長径と短径との和の１／２を曲率半径とした。ただし、捲縮繊維が充分なコイル捲縮を発現していない場合や、繊維の螺旋形状が斜めから観察されることにより楕円として写っている場合を排除するために、楕円の長径と短径との比（長径／短径）が１．２以下の範囲に入る楕円だけを測定対象とした。なお、測定は、任意の断面について撮影したＳＥＭ画像について測定し、ｎ数＝１００の平均値として示した。

（５）繊維湾曲率及びその均一性
不織布の断面における電子顕微鏡写真（倍率×１００倍）を撮影し、撮影された繊維の映し出された部分において、厚み方向において、表層、内層、裏層の３つの領域に三等分し、各層の中心付近において、長さ方向２ｍｍ以上で、かつ測定可能な繊維片が５００本以上含むように測定領域を設定した。これらの領域について、その繊維の一方の端部ともう一方の端部との端部間距離（最短距離）を測定し、さらにその繊維の繊維長（写真上の繊維長）を測定した。すなわち、繊維の端部が不織布表面に露出している場合は、その端部をそのまま端部間距離を測定するための端部とし、端部が不織布内部に埋没している場合は、不織布内部に埋没する境界部分（写真上の端部）を端部間距離を測定するための端部とした。このとき、撮影された繊維のうち、１００μｍ以上に亘って連続していることが確認できない繊維像に関しては測定の対象外とした。そして、端部間距離（Ｌ１）に対するその繊維の繊維長（Ｌ２）の比（Ｌ２／Ｌ１）から、繊維湾曲率を算出した。なお、繊維湾曲率の測定は、厚み方向に三等分した表層、内層、裏層ごとに平均値を算出した。さらに、各層の最大値と最小値の割合から繊維湾曲率の厚み方向における均一性を算出した。

図１に、撮影された繊維の測定方法についての模式図を示す。図１（ａ）は、一方の端部が表面に露出し、他方の端部が不織布内部に埋没した繊維を示し、この繊維の場合、端部間距離Ｌ１は、繊維の端部から不織布内部に埋没する境界部分までの距離になる。一方、繊維長Ｌ２は、繊維の観察できる部分（繊維の端部から不織布内部に埋没するまでの部分）の繊維を写真上で二次元的に引き延ばした長さになる。

図１（ｂ）は、両端部が不織布内部に埋没した繊維を示し、この繊維の場合、端部間距離Ｌ１は、不織布表面に露出した部分における両端部（写真上の両端部）の距離になる。一方、繊維長Ｌ２は、不織布表面に露出している部分の繊維を写真上で二次元的に引き延ばした長さになる。

（６）破断強度及び破断伸度
ＪＩＳ Ｌ１９１３「一般短繊維不織布試験方法」に準じて測定した。なお、破断強度及び破断伸度は不織布の流れ（ＭＤ）方向及び幅（ＣＤ）方向について測定した。

（７）５０％伸長回復率
ＪＩＳ Ｌ１０９６「一般織物試験方法」に準拠して測定した。ただし、本発明における評価では、一律、伸度５０％での回復率とし、また５０％伸長後、元の位置に戻った後は待ち時間無しに次の動作に入った。なお、測定は、不織布の流れ（ＭＤ）方向および幅（ＣＤ）方向について行った。

（８）２５％回復応力、２５％回復／伸長応力比
ＪＩＳ Ｌ１０９６「一般織物試験方法」に準拠して、伸度５０％まで不織布を伸長後、直ぐに同じ速度で（同じ速度で負荷を取り除いて）元に戻した。この伸長回復試験における最初の伸長過程において、２５％伸長したときの伸長応力を伸び応力（Ｘ）とし、５０％伸長後の戻り過程において２５％伸度まで戻ったときの戻り応力を回復応力（Ｙ）とした。測定結果よりＹ／Ｘを算出した。なお、測定は、不織布の流れ（ＭＤ）方向および幅（ＣＤ）方向について行った。

（９）通気度
ＪＩＳ Ｌ１０９６に準じ、フラジール形法にて測定した。

実施例１
潜在捲縮性繊維として、固有粘度０．６５のポリエチレンテレフタレート樹脂（Ａ成分）と、イソフタル酸２０モル％及びジエチレングリコール５モル％を共重合した変性ポリエチレンテレフタレート樹脂（Ｂ成分）とで構成されたサイドバイサイド型複合ステープル繊維（（株）クラレ製、「ＰＮ−７８０」、１．７ｄｔｅｘ×５１ｍｍ長、機械捲縮数１２個／２５ｍｍ、１３０℃×１分熱処理後における捲縮数６２個／２５ｍｍ）を準備した。このサイドバイサイド型複合ステープル繊維を１００質量％用いて、カード法により目付３８．２ｇ／ｍ²のカードウェブとした。

次いで、このカードウェブを７６メッシュ、幅５００ｍｍの樹脂製エンドレスベルトを装備したベルトコンベアに移送しながら、少量の水によりウェブを予備的に濡らした後、直径０．１ｍｍのオリフィスがウェブの幅方向に０．６ｍｍ間隔で一列に設けられたノズルを表裏２段ずつ用いて、ノズルから水を噴射し繊維を交絡させた。水圧は、前段のノズル列では、表と裏の両面ともに２ＭＰａで噴霧し、後段のノズル列では、表と裏の両面ともに４ＭＰａで噴霧した。

次に、この繊維ウェブを次の水蒸気処理工程での収縮を阻害しないように、ウェブを１５０％程度にオーバーフィードさせながら、次の水蒸気処理工程に移送した。尚、このベルトコンベアのベルトの上部には同じベルトが装備されており、それぞれが同じ速度で同方向に回転し、これら両ベルトの間隔を任意に調整可能なベルトコンベアを使用した。

次いで、ベルトコンベアに備えられた水蒸気噴射装置へカードウェブを導入し、この水蒸気噴射装置から０．４ＭＰａの水蒸気をカードウェブに対し垂直に噴出して水蒸気処理を施して、潜在捲縮繊維のコイル状捲縮を発現させるとともに、繊維を交絡させ不織布を得た。この水蒸気噴射装置は、一方のコンベア内に、コンベアベルトを介して水蒸気をウェブに向かって吹き付けるようにノズルが設置され、もう一方のコンベアにサクション装置が設置されていた。しかし、このサクションは稼働させなかった。なお、水蒸気噴射ノズルの孔径は０．３ｍｍであり、このノズルがコンベア幅方向に沿って２ｍｍピッチで１列に並べられた装置を使用した。加工速度は１０ｍ／分であり、ノズルとサクション側のコンベアベルトとの距離は５ｍｍとした。

得られた不織布は、目付が８２．０ｇ／ｍ²であった。この不織布は、ゴム成分を含有していないにも拘わらず、ＭＤ方向及びＣＤ方向のいずれにもよく伸縮し、また破断しない程度に軽く手で伸ばした後、応力を解除するとすぐに元の形に戻った。得られた不織布の評価結果を表１に示す。

得られた不織布のＭＤ方向の強度と伸長回復挙動は、紙オムツの伸縮部材として好適に使用できるレベルの物性を有していた。さらに、この不織布のＣＤ方向の強度と伸長回復挙動は、マスク用耳掛部材として好適に使用できるレベルの物性を有していた。

実施例２
水流絡合する際のコンベアネットのメッシュを２２×２４メッシュ（長さ方向に２２個／２５ｍｍ、幅方向に２４個／２５ｍｍのメッシュ）とした以外は実施例１と同じ方法で不織布を得た。結果を表１に示す。得られた不織布には、長径１ｍｍ×短径０．５ｍｍの楕円状孔が形成されていた。また、得られた不織布のＭＤ方向の強度と伸長回復挙動は、紙オムツの伸縮部材として好適に使用できるレベルの物性を有していた。さらに、この不織布のＣＤ方向の強度と伸長回復挙動は、マスク用耳掛部材として好適に使用できるレベルの物性を有していた。

実施例３
カードウェブの目付を２０．４ｇ／ｍ²となるように調製する以外は実施例１と同じ方法で不織布を得た。結果を表１に示す。得られた不織布は、実施例１で得られた不織布に比べて、目付が低い分、強度の低い不織布となった。この不織布のＭＤ方向の強度と伸長回復挙動は、マスク用耳掛部材として好適に使用できるレベルの物性を有していた。

実施例４
カードウェブの目付を５４．８ｇ／ｍ²となるように調製する以外は実施例１と同じ方法で不織布を得た。結果を表１に示す。得られた不織布は、実施例１で得られた不織布に比べて、高目付である分、強度が高く、５０％伸長回復における応力も高い不織布となった。この不織布のＭＤ方向及びＣＤ方向ともに紙オムツの伸縮部材として好適に使用できるレベルの物性を有していた。

実施例５
ウェブを水噴霧にて絡合処理する際の圧力を前段で４ＭＰａ、後段で６ＭＰａとする以外は実施例１と同じ方法で不織布を得た。結果を表１に示す。得られた不織布は、実施例１で得られた不織布に比べて、繊維絡合が強固になり、強度が高くなったものの、伸長回復率がやや低めの値となった。得られた不織布のＭＤ方向の強度と伸長回復挙動は、紙オムツの伸縮部材として好適に使用できるレベルの物性を有していた。また、この不織布のＣＤ方向の強度と伸長回復挙動は、マスク用耳掛部材として好適に使用できるレベルの物性を有していた。

比較例１
水流絡合処理をした後のウェブを水蒸気で処理する代わりに、１３０℃の熱風乾燥機内で１０秒間熱処理し、捲縮を発現させて不織布を得た。得られた不織布は、伸縮性を有するものの、明らかに戻り応力が低かった。結果を表１に示す。

表１の結果から明らかなように、実施例の伸縮材は、破断強度及び破断伸度ともに高く、適度な伸縮性を有している。これに対して、比較例の伸縮材は、破断強度及び破断伸度ともに低く、伸縮性も充分でない。

図１は、本発明における繊維湾曲率の測定方法を示す模式図である。

Claims (16)

1. 熱収縮率の異なる複数の樹脂で相構造が形成された複合繊維を含む不織布で構成された伸縮材であって、前記複合繊維が、面方向に対して略平行に配向し、かつ平均曲率半径２０〜２００μｍで厚み方向において略均一に捲縮し、面方向における少なくとも一方向の破断強度が２０Ｎ／５０ｍｍ以上であり、かつ５０％伸長後の回復挙動における２５％回復応力が０．２Ｎ／５０ｍｍ以上である伸縮材。
2. 複合繊維を構成する樹脂の軟化点又は融点が１００℃以上であり、かつ複合繊維の表面に露出する樹脂が、非湿熱接着性樹脂である請求項１記載の伸縮材。
3. 複合繊維が、ポリアルキレンアリレート系樹脂と変性ポリアルキレンアリレート系樹脂とで構成され、かつ並列型又は偏芯芯鞘型構造である請求項１又は２記載の伸縮材。
4. 複合繊維の割合が８０質量％以上である請求項１〜３のいずれかに記載の伸縮材。
5. ５０％伸長後の回復挙動における２５％回復応力が０．３〜１．５Ｎ／５０ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載の伸縮材。
6. 面方向における少なくとも一方向の破断強度が４０Ｎ／５０ｍｍ以上である請求項１〜５のいずれかに記載の伸縮材。
7. 面方向における少なくとも一方向の破断伸度が１００％以上である請求項１〜６のいずれかに記載の伸縮材。
8. 面方向における少なくとも一方向の破断伸度が１５０〜３５０％である請求項１〜７のいずれかに記載の伸縮材。
9. 身体と接触可能な面を有する請求項１〜８のいずれかに記載の伸縮材。
10. 衛生材用伸縮部材である請求項１〜９のいずれかに記載の伸縮材。
11. 衛生材用伸縮部材がマスク用耳掛部材又は紙オムツ用伸縮部材である請求項１０記載の伸縮材。
12. 熱収縮率の異なる複数の樹脂で相構造が形成された複合繊維を含む繊維をウェブ化する工程と、繊維ウェブを高温水蒸気で加熱して平均曲率半径２０〜２００μｍに捲縮する工程とを含む製造方法によって得られる請求項１〜１１のいずれかに記載の伸縮材。
13. 請求項１〜１２のいずれかに記載の伸縮材を備えている衛生材。
14. 請求項１１記載のマスク用耳掛部材を備えているマスク。
15. 請求項１１記載の紙オムツ用伸縮部材を備えている紙オムツ。
16. 熱収縮率の異なる複数の樹脂で相構造が形成された複合繊維を含む繊維をウェブ化する工程と、繊維ウェブを高温水蒸気で加熱して捲縮する工程とを含む請求項１〜１１のいずれかに記載の伸縮材の製造方法。

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