JP2016107413A - 積層シートおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記不織布は、温度130℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtex(2mg/d)で測定される乾熱収縮率が30%以上である熱収縮性繊維を熱収縮させてなる繊維を含み、
前記不織布と前記フィルムとは、部分的に接着されて一体化しており、
前記不織布の縦方向および横方向と平行な方向をそれぞれ前記積層シートの縦方向および横方向とした場合に、前記積層シートの縦方向の10%伸長時応力(S10% MD)と、横方向の10%伸長時応力(S10% CD)との比(S10% MD/S10% CD)が0.5以上3以下である積層シートを提供する。
本発明の積層シートを構成する不織布は、温度130℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtex(2mg/d)で測定される乾熱収縮率が30%以上である熱収縮性繊維を熱収縮させてなる繊維を含む。ここで、乾熱収縮率は後述するとおり、JIS−L−1015に準じて測定される。そのような熱収縮性を有する繊維は、例えば、高い熱収縮性を示す樹脂からなる単一繊維、または熱収縮性が異なる二以上の成分からなり、熱収縮性の差を利用して立体捲縮を発現する潜在捲縮性複合繊維である。なお、前記熱収縮性繊維の乾熱収縮率は、温度130℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtex(2mg/d)で測定される乾熱収縮率が40%以上であることが好ましく、45%以上であることがより好ましく、50%以上であると特に好ましい。
不織布には、温度130℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtex(2mg/d)で測定される乾熱収縮率が10%以下である非熱収縮性繊維が含まれてよい。熱収縮性繊維として熱収縮性単一繊維を使用する場合には、不織布の縦方向の延性を確保するために、不織布は非熱収縮性繊維を含む。非熱収縮性繊維の種類は特に限定されず、積層シートの用途等に応じて選択される。例えば、非熱収縮性繊維は、パルプ、コットン、麻、シルク、およびウールなどの天然繊維、ビスコースレーヨン、銅アンモニアレーヨン、および溶剤紡糸セルロース繊維などの再生繊維であってよい。あるいは、非熱収縮性繊維は、合成繊維であってよい。合成繊維は、ポリプロピレン、高密度ポリエチレンおよびポリブテン−1のようなポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル系樹脂、ナイロン6およびナイロン66のようなポリアミド系樹脂から選択される、1又は複数の樹脂を用いて構成された、単一繊維、または芯鞘型、分割型、および海島型等の複合繊維であってよい。なお、前記非熱収縮性繊維は、温度130℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtex(2mg/d)で測定される乾熱収縮率が8%以下であることが好ましく、6%以下であることがより好ましく、4.5%以下であると特に好ましい。
非熱収縮性繊維の繊度および繊維長については、先に熱収縮性繊維に関して説明したとおりであるから、ここではその説明を省略する。
次に不織布の構成を説明する。
熱収縮性繊維が熱収縮性単一繊維である場合には、不織布は熱収縮性単一繊維と非熱収縮性繊維とを含む。後述するように、非熱収縮性繊維は、熱処理により熱収縮性単一繊維を収縮させたときに、不織布に皺状の凹凸が形成されることを可能にして、不織布の縦方向の延性を高くする。具体的には、熱収縮性単一繊維と非熱収縮性繊維が一体的に交絡した状態で、熱収縮性単一繊維を熱収縮させると、非熱収縮性繊維にたわみが生じて、不織布の表面に皺状の凹凸が形成される。この皺状の凹凸が伸び代となって、不織布の縦方向の延性、特に縦方向の延性が向上すると考えられる。
例えば、熱収縮性繊維が、エチレン−プロピレン共重合体を含む単一繊維である場合には、熱処理温度は好ましくは120℃〜135℃であり、熱処理時間は好ましくは10秒〜120秒である。熱収縮性繊維が、ポリエチレンテレフタレート/変性ポリエステル(融点170℃以上)の組み合わせから成る潜在捲縮性複合繊維である場合、熱処理温度は好ましくは120℃〜145℃であり、熱処理時間は好ましくは10秒〜120秒である。
不織布と積層されるフィルムについて説明する。フィルムは、上記不織布と一体化されたときに、縦方向の10%伸長時応力(S10% MD)と、横方向の10%伸長時応力(S10% CD)との比(S10% MD/S10% CD)が0.5以上3以下である積層シートを与えるようなものである。そのようなフィルムは縦方向および横方向において延性(伸長性)を有するものであり、例えば、天然ゴム、合成ゴム、および熱可塑性エラストマーから選択されるいずれか一つまたはその混合物を含むエラストマー層を有する、単層または積層フィルムである。エラストマー層を有するフィルムは、縦方向および横方向において延性を有する。
エステル系エラストマーの例として、ポリブチレンテレフタレートと脂肪族ポリエーテルとのブロック共重合体等のポリエーテル系ポリエステル、およびポリブチレンテレフタレートと脂肪族ポリエステルとのブロック共重合体等のポリエステル系ポリエステル等を挙げることができる。
積層シートは、不織布とフィルムとが部分的に接着されて一体化してなる。不織布とフィルムとの接着は公知の方法で実施できる。例えば、接着、一体化は、接着剤を用いたドライラミネーションもしくはホットメルトラミネーション、または押し出し樹脂により一体化する押し出しラミネーションで実施してよい。あるいは、不織布と予め製膜されたフィルムとを重ね合わせて、エンボスロールを用いて熱ロール加工に付し、不織布および/またはフィルムを溶融させることによって、一体化してよい。いずれの方法を用いる場合も、不織布とフィルムとの接着は部分的に実施され、それにより積層シート全体の延性を確保する。不織布とフィルムとが全面にわたって接着されると、積層シートの延性、特に縦方向の延性が低下する。
積層シートはさらに粘着剤層を含んでよい。粘着剤層は、積層シートを対象物に取り付けて固定する用途に適用する場合に設けられる。粘着剤層は、積層シートの少なくとも一方の表面に設けられ、具体的には不織布側表面およびフィルム側表面のいずれか一方または両方に設けられる。粘着剤層の上にはさらに剥離紙が設けられてよい。
図3(a)〜(c)に、粘着剤層および剥離紙を設けた積層シートの例を断面図にて示す。図3(a)は、図2に示す積層シート200のフィルム25側表面に粘着剤層26が設けられ、さらにその上に剥離紙27が設けられた、積層シートである。図3(b)は、図2に示す積層シート200の不織布20側表面に粘着剤層26および剥離紙27が設けられた構成の積層シートを示す。図3(c)は、図2に示す積層シートの不織布20側およびフィルム25側表面の両方に、粘着剤層26および剥離紙27が設けられた構成の積層シートを示す。
(不織布1)
熱収縮性繊維として、融解ピーク温度が140℃のエチレン−プロピレン共重合体(エチレン含有量:4.4重量%)を紡糸してなる単一繊維(繊度2.2dtex、繊維長51mm)を用意した。この繊維は、温度130℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtex(2mg/d)で測定される乾熱収縮率が56.5%であった。なお、乾熱収縮率は、温度および所定温度での保持時間、ならびに初荷重を上記のとおりとしたことを除いては、JIS−L−1015に準じて測定した。また、つかみ間隔は100mmとした。
熱収縮性繊維として、ポリエチレンテレフタレート/変性ポリエチレンテレフタレートを容積比で5:5の割合で並列型断面となるように複合紡糸した潜在捲縮性複合繊維(ユニチカ(株)製、商品名T81、繊度2.2dtex、繊維長44mm)を用意した。この繊維は、温度130℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtex(2mg/d)で測定される乾熱収縮率が47.6%であった。なお、乾熱収縮率は、温度および所定温度での保持時間、ならびに初荷重を上記のとおりとしたことを除いては、JIS−L−1015に準じて測定した。また、つかみ間隔は100mmとした。
レーヨン60質量%、温度130℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtex(2mg/d)で測定される乾熱収縮率が−5.2%である、ポリエチレンテレフタレート(PET)からなる単一繊維(繊度1.45dtex、繊維長38mm)20質量%、および温度130℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtex(2mg/d)で測定される乾熱収縮率が−0.3%である、芯/鞘がポリプロピレン/ポリエチレンである芯鞘型複合繊維(繊度1.7dtex、繊維長51mm)20質量%を混合し、パラレルカード機を用いて目付65g/m2のパラレルウェブを作製した。このパラレルウェブに、孔径0.12mmのオリフィスが1.2mm間隔で設けられたノズルを用いてウェブの一方の面に2.0MPaの柱状水流を1回噴射し、他方の面に2.0MPaの柱状水流を1回噴射して、繊維同士を交絡させた。次いで、繊維ウェブを熱処理に付して不織布を得た。熱処理は熱風吹き付け式熱処理機を用いて実施し、乾燥の目的で実施した。熱処理温度は、140℃、熱処理時間は40秒とした。得られた不織布は約64g/m2の目付を有しており、熱処理によるウェブの面積収縮はほとんど生じていなかった。
厚み測定機(商品名 THICKNESS GAUGE モデル CR−60A (株)大栄科学精器製作所製)を用い、試料1cm2あたり3gの荷重を加えた状態で測定した。
JIS L 1096 6.12.1 A法(ストリップ法)に準じて、定速緊張形引張試験機を用いて、試料片の幅5cm、つかみ間隔10cm、引張速度30±2cm/分の条件で引張試験に付し、切断時の荷重値(破断強力)、破断伸度、10%伸長時応力(10%伸長させるのに必要な力)および20%伸長時応力(20%伸長させるのに必要な力)を測定した。引張試験は、不織布の縦方向(MD方向)および横方向(CD方向)方向を引張方向として実施した。評価結果はいずれも3点の試料について測定した値の平均で示している。
(実施例1)
不織布1と、厚さ35μmのオレフィン系ポリマーからなる積層フィルム(エチレン・ブテン−1コポリマー/エチレン・α−オレフィンコポリマー/プロピレン系ポリマーの積層フィルム。以下「オレフィン系積層フィルム」と呼ぶ。)とを、押し出しラミネート法により部分的に接着し、一体化させた。押し出しラミネートに際しては、スチレン−エチレン−ブテン−スチレンブロック共重合エラストマー(SEBS)をTダイから押し出し、一方のロールに周方向に延びる凸部が一定間隔で設けられたニップロールを用いた。得られた積層シートは、不織布と、SEBS層(20μm)/オレフィン系積層フィルム(35μm)の積層フィルムとからなり、不織布の縦方向と一致する方向に延びた幅4mmの接着部と幅4mmの非接着部とが不織布の横方向において交互に存在する、ストライプ状の接着部により不織布とフィルムとが一体化されてなるものであった。
なお、本実施例で用いたオレフィン系積層フィルムの物性は下記のとおりである。
目付 32.4g/m2
MD破断強力 11.8N/5cm
CD破断強力 11.0N/5cm
MD破断伸度 608.3%
CD破断伸度 724.2%
MD 10%伸長時応力 3.1N/5cm
CD 10%伸長時応力 2.8N/5cm
MD 20%伸長時応力 4.0N/5cm
CD 20%伸長時応力 3.6N/5cm
不織布1と、実施例1で用いたのと同じオレフィン系ポリマーのフィルムとを、押し出しラミネート法により部分的に接着し、一体化させた。押し出しラミネートに際しては、エチレン・オクテン−1エラストマー(以下「TPE」と呼ぶ。)をTダイから押し出し、一方のロールに周方向に延びる凸部が一定間隔で設けられたニップロールを用いた。得られた積層シートは、不織布と、エラストマー層(20μm)/オレフィン系積層フィルム(35μm)の積層フィルムとからなり、不織布の縦方向と一致する方向に延びた幅4mmの接着部と幅4mmの非接着部とが不織布の横方向において交互に存在する、ストライプ状の接着部により不織布とフィルムとが一体化されてなるものであった。
不織布1と、実施例1で用いたのと同じオレフィン系ポリマーのフィルムとを、押し出しラミネート法により部分的に接着し、一体化させた。押し出しラミネートに際しては、エチレン・オクテン−1エラストマー(TPE)をTダイから押し出し、一方のロールに周方向に延びる凸部が一定間隔で設けられたニップロールを用いた。得られた積層シートは、不織布と、エラストマー層(25μm)/オレフィン系積層フィルム(35μm)の積層フィルムとからなり、不織布の縦方向と一致する方向に延びた幅4mmの接着部と幅4mmの非接着部とが不織布の横方向において交互に存在する、ストライプ状の接着部により不織布とフィルムとが一体化されてなるものであった。
不織布1と、実施例1で用いたのと同じオレフィン系積層フィルムとを、熱エンボス加工により部分的に接着し、一体化させた。熱エンボスに際しては、直径1mm、高さ0.5mmの円柱状の凸部(凸部のエンボス面積:0.79mm2)が設けられたエンボスロールを用い、温度を100℃、圧力0.3MPaとした。得られた積層シートは、不織布とフィルムとからなり、接着部が積層シート全体の面積の19.7%を占めていた。
不織布2と、実施例1で用いたのと同じオレフィン系積層フィルムとを、熱エンボス加工により部分的に接着し、一体化させた。熱エンボスに際しては、直径1mm、高さ0.5mmの円柱状の凸部(凸部のエンボス面積:0.79mm2)が設けられたエンボスロールを用い、温度を100℃、圧力0.3MPaとした。得られた積層シートは、不織布とフィルムとからなり、接着部が積層シート全体の面積の19.7%を占めていた。
不織布3と、実施例1で用いたのと同じオレフィン系積層フィルムとを、熱エンボス加工により部分的に接着し、一体化させた。熱エンボスに際しては、直径1mm、高さ0.5mmの円柱状の凸部(凸部のエンボス面積:0.79mm2)が設けられたエンボスロールを用い、温度を100℃、圧力0.3MPaとした。得られた積層シートは、不織布とフィルムとからなり、接着部が積層シート全体の面積の19.7%を占めていた。
厚み測定機(商品名 THICKNESS GAUGE モデル CR−60A (株)大栄科学精器製作所製)を用い、試料1cm2あたり3gの荷重を加えた状態で測定した。
JIS L 1096 6.12.1 A法(ストリップ法)に準じて、定速緊張形引張試験機を用いて、試料片の幅5cmとし、積層シートについては、つかみ間隔10cmに設定して、フィルムについては、つかみ間隔を5cmに設定して、引張速度30±2cm/分の条件で引張試験に付し、切断時の荷重値(破断強力)、破断伸度、10%伸長時応力(10%伸長させるのに必要な力)および20%伸長時応力(20%伸長させるのに必要な力)を測定した。引張試験は、不織布の縦方向(MD方向)および横方向(CD方向)方向と一致する方向を引張方向として実施した。評価結果はいずれも3点の試料について測定した値の平均で示している。
100 不織布
20 不織布
22 積層フィルム
24 接着部
25 予め製膜されたフィルム
26 接着剤層
27 剥離紙
200 積層シート
Claims (13)
- 不織布とフィルムとを含む積層シートであって、
前記不織布は、温度130℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtexで測定される乾熱収縮率が30%以上である熱収縮性繊維を熱収縮させてなる繊維を含み、
前記不織布と前記フィルムとは、部分的に接着されて一体化しており、
前記不織布の縦方向および横方向と平行な方向をそれぞれ前記積層シートの縦方向および横方向とした場合に、前記積層シートの縦方向の10%伸長時応力(S10% MD)と、横方向の10%伸長時応力(S10% CD)との比(S10% MD/S10% CD)が0.5以上3以下である積層シート。 - 前記熱収縮性繊維が単一繊維であり、
前記不織布が、温度130℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtexで測定される乾熱収縮率が10%以下である非熱収縮性繊維を含む、
請求項1に記載の積層シート。 - 前記単一繊維がプロピレン共重合体を20質量%以上含む単一繊維である、請求項2に記載の積層シート。
- 前記不織布が、皺状の凹凸、または皺状の凹凸が加圧されて形成された皺状の模様を、表面に有する、請求項2または3に記載の積層シート。
- 前記積層シートが、当該積層シートの少なくとも一方の表面に設けられた粘着剤層をさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の積層シート。
- 前記積層シートの縦方向の破断強力(EMD)と、横方向の破断強力(ECD)との比(EMD/ECD)が0.25以上3.0以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の積層シート。
- 前記フィルムと前記不織布とが部分的な熱接着により一体化され、
熱接着部と非熱接着部とが前記不織布の横方向において交互に位置するストライプを形成している、請求項1〜6のいずれか1項に記載の積層シート。 - 前記フィルムの縦方向の破断強力(E’MD)と、横方向の破断強力(E’CD)との比(E’MD/E’CD)が0.25以上3.0以下である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の積層シート。
- 前記フィルムが、天然ゴム、合成ゴム、および熱可塑性エラストマーから選択されるいずれか一つまたはその混合物を含むエラストマー層を有する、単層または積層フィルムである、請求項1〜8のいずれか1項に記載の積層シート。
- 前記フィルムが積層フィルムであり、
前記エラストマー層が、熱可塑性エラストマー、または熱可塑性エラストマーとポリオレフィン系樹脂との混合物を含み、
前記エラストマー層以外の一または複数の層が独立して、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、熱可塑性エラストマー(前記エラストマー層に含まれる熱可塑性エラストマーは除く)、またはその混合物を含む、
請求項9に記載の積層シート。 - 前記熱収縮性繊維が潜在捲縮性複合繊維であり、当該潜在捲縮性複合繊維を熱収縮させてなる繊維において立体捲縮が発現している、請求項1、4〜10のいずれか1項に記載の積層シート。
- 温度130℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtexで測定される乾熱収縮率が30%以上である熱収縮性繊維、および温度130℃、時間15分間、初荷重0.018mN/dtexで測定される乾熱収縮率が10%以下である非熱収縮性繊維を含む繊維ウェブを得ること、
前記繊維ウェブに水流を噴射して、繊維同士を交絡させた水流交絡繊維ウェブを得ること、
前記熱収縮性繊維が30%以上熱収縮する温度以上で前記水流交絡繊維ウェブを熱処理し、前記水流交絡繊維ウェブに含まれる前記熱収縮性繊維を熱収縮させて、不織布を得ること、および
前記不織布とフィルムとを、一方が表面に凹凸を有する一対のニップロールで押出しラミネートして、不織布とフィルムを部分的に熱接着して一体化させ、積層シートを得ること、
を含む積層シートの製造方法。 - 前記熱収縮性繊維を熱収縮させるときに、前記繊維ウェブの横方向の熱処理開始時の幅を100%としたときに、熱処理終了時の幅が25%以上120%以下となるように、前記繊維ウェブの幅を制御する、請求項12に記載の積層シートの製造方法。
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