JP2024022048A - 伸縮シート及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】良好な外観を呈し、伸縮性が向上した伸縮シート及びその製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の伸縮シート1は、互いに交差せず一方向に延びるように配列した複数の弾性フィラメント3が、伸長可能な第1の不織布21と第2の不織布22との間に、実質的に非伸長状態で配されてなる。複数の弾性フィラメント3は、第1フィラメント31と、該第1フィラメント31と同種又は異種の第2フィラメント32とからなる。第1フィラメント31は、第1の不織布21と第2の不織布22とで挟持されている部分において、融着によって第1の不織布21に接合されており、且つ融着によっては第2の不織布22に接合されていない。第2フィラメント32は、第1の不織布21と第2の不織布22とで挟持されている部分において、融着によって第2の不織布22に接合されており、且つ融着によっては第1の不織布21に接合されていない。【選択図】図1
Description
本発明は伸縮シート及びその製造方法に関する。
弾性フィラメントと不織布とを複合化してなる伸縮シートに関する従来の技術として本出願人は先に、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、実質的に非伸長状態で、それらの全長にわたり、伸長可能な不織布に接合されている伸縮シートを提案した(特許文献1参照)。同文献に記載の伸縮シートは、弾性フィラメントが融着した不織布を延伸して、伸縮性を付与することで製造される。
伸縮シートには伸縮性の向上が求められているところ、特許文献1に記載の伸縮シートにおいて伸縮性を向上させるための一手段として、弾性フィラメントの坪量を高くすることが考えられる。しかし、この目的のために、例えば弾性フィラメントの繊維径を太くすると、該弾性フィラメントと不織布との接合面積が過度に増加する。そのことに起因して、弾性フィラメントが接合された不織布に延伸を施すときに、弾性フィラメントの伸長に伴い不織布の構成繊維も延伸され、該弾性フィラメントの伸長の程度に追随できない該繊維は切断されてしまう。その結果、不織布に意図せず穴が開いてしまい、目的とする伸縮シートの外観が悪くなるおそれがある。また、製造装置の都合上、一本の弾性フィラメントにおける繊維径には上限があるので、伸縮シートにおいて、所望の伸縮性を得られないおそれがある。
したがって、本発明の課題は、良好な外観を呈し、伸縮性が向上した伸縮シートに関する。
したがって、本発明の課題は、良好な外観を呈し、伸縮性が向上した伸縮シートに関する。
本発明は、互いに交差せず一方向に延びるように配列した複数の弾性フィラメントが、伸長可能な第1の不織布と第2の不織布との間に、実質的に非伸長状態で配されてなる伸縮シートに関する。
一実施形態において、複数の前記弾性フィラメントは、第1フィラメントと、該第1フィラメントと同種又は異種の第2フィラメントとからなることが好ましい。
一実施形態において、第1フィラメントは、第1の不織布と第2の不織布とで挟持されている部分において、融着によって第1の不織布に接合されており、且つ融着によっては第2の不織布に接合されていないことが好ましい。
一実施形態において、第2フィラメントは、第1の不織布と第2の不織布とで挟持されている部分において、融着によって第2の不織布に接合されており、且つ融着によっては第1の不織布に接合されていないことが好ましい。
一実施形態において、複数の前記弾性フィラメントは、第1フィラメントと、該第1フィラメントと同種又は異種の第2フィラメントとからなることが好ましい。
一実施形態において、第1フィラメントは、第1の不織布と第2の不織布とで挟持されている部分において、融着によって第1の不織布に接合されており、且つ融着によっては第2の不織布に接合されていないことが好ましい。
一実施形態において、第2フィラメントは、第1の不織布と第2の不織布とで挟持されている部分において、融着によって第2の不織布に接合されており、且つ融着によっては第1の不織布に接合されていないことが好ましい。
また本発明は、複数の紡糸ノズルから紡出された溶融状態にある複数の第1フィラメントを、該第1フィラメントの固化前に、不織布からなる第1原反シートの一方の面と接触させて、該第1フィラメントが一方向に延びるように該第1原反シートに融着した、第1複合シートを得る工程と、
複数の紡糸ノズルから紡出された溶融状態にある複数の第2フィラメントを、該第2フィラメントの固化前に、不織布からなる第2原反シートの一方の面と接触させて、該第2フィラメントが一方向に延びるように該第2原反シートに融着した、第2複合シートを得る工程と、
第1複合シートにおける第1フィラメントが融着した面と、第2複合シートにおける第2フィラメントが融着した面とが対向するように、該第1複合シートと該第2複合シートとを接合して積層体を得る工程と、
前記積層体に伸縮性を付与する工程とを含み、
第1複合シートを得る工程と、第2複合シートを得る工程とを同時に行うか、第1複合シートを得る工程を、第2複合シートを得る工程の前に行うか、又は第1複合シートを得る工程を、第2複合シートを得る工程の後に行う、伸縮シートの製造方法に関する。
複数の紡糸ノズルから紡出された溶融状態にある複数の第2フィラメントを、該第2フィラメントの固化前に、不織布からなる第2原反シートの一方の面と接触させて、該第2フィラメントが一方向に延びるように該第2原反シートに融着した、第2複合シートを得る工程と、
第1複合シートにおける第1フィラメントが融着した面と、第2複合シートにおける第2フィラメントが融着した面とが対向するように、該第1複合シートと該第2複合シートとを接合して積層体を得る工程と、
前記積層体に伸縮性を付与する工程とを含み、
第1複合シートを得る工程と、第2複合シートを得る工程とを同時に行うか、第1複合シートを得る工程を、第2複合シートを得る工程の前に行うか、又は第1複合シートを得る工程を、第2複合シートを得る工程の後に行う、伸縮シートの製造方法に関する。
更に本発明は、複数の紡糸ノズルから紡出された溶融状態にある複数の弾性フィラメントを、該弾性フィラメントの固化前に、不織布からなる原反シートの一方の面と接触させて、該弾性フィラメントが一方向に延びるように該原反シートに融着した、複合シートを得る工程と、
前記複合シートにおける前記弾性フィラメントが融着した面が内側になるように、前記一方向に沿って該複合シートを折り曲げて接合し、積層体を得る工程と、
前記積層体に伸縮性を付与する工程とを含む、伸縮シートの製造方法に関する。
前記複合シートにおける前記弾性フィラメントが融着した面が内側になるように、前記一方向に沿って該複合シートを折り曲げて接合し、積層体を得る工程と、
前記積層体に伸縮性を付与する工程とを含む、伸縮シートの製造方法に関する。
本発明によれば、良好な外観を呈し、伸縮性が向上した伸縮シート及びその製造方法が提供される。
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図1及び図2には、本発明の伸縮シートの一実施形態が示されている。
図1に示すとおり、伸縮シート1は、第1の不織布21と、第2の不織布22とを有する。両不織布は重ね合わされた状態になっている。伸縮シート1は更に複数の弾性フィラメント3(31,32)を有する。各弾性フィラメント3(31,32)は両不織布21,22の間に配されている。また各弾性フィラメント3(31,32)は一方向に延びるように且つ実質的に非伸長状態で配されている。
伸縮シート1は、弾性フィラメント3の延びる方向と同方向に伸縮可能になっている。伸縮シート1の伸縮性は、弾性フィラメント3の弾性に起因して発現する。伸縮シート1を、弾性フィラメント3の延びる方向と同方向に引き伸ばすと、弾性フィラメント3及び各不織布21,22が伸長する。そして伸縮シート1の引き伸ばしを解除すると、弾性フィラメント3が収縮し、その収縮に連れて各不織布21,22が引き伸ばし前の状態に復帰する。本明細書における「伸縮性」及び「弾性」とは、伸ばすことができ、且つ元の長さに対して50%伸ばした状態(元の長さの150%の長さになる)から力を解放したときに、元の長さの125%以下の長さまで戻る性質のことである。
弾性フィラメント3は、太さ及び長さを有する糸状の形態を有する。弾性フィラメント3の長さは太さに対して極めて大きく、例えば弾性フィラメント3の長さは太さに対して500倍以上、特に1000倍以上であり得る。
各弾性フィラメント3は、第1の不織布21と第2の不織布22とが重なり合っている領域の全長にわたって実質的に連続して存在していることが好ましい。弾性フィラメント3は弾性樹脂を含んでいる。各弾性フィラメント3は、互いに交差せずに一方向に延びるように複数配列されている。各弾性フィラメント3は、直線状に延びていてもよく、あるいは蛇行しながら延びていてもよい。各弾性フィラメント3は、好ましくは互いに交差せずに一方向に延びるように配列している。尤も、少数の弾性フィラメント3どうしが不可避的に交差することは妨げられない。例えば、伸縮シート1の製造条件の不可避的な変動に起因して、意図せず弾性フィラメント3どうしが交差することは許容される。また、各弾性フィラメント3は、互いに離間していることが、伸縮シート1の伸縮性を良好にする観点から望ましいが、伸縮性を損わない範囲において、少数の弾性フィラメント3どうしが接合していることは妨げられない。
弾性フィラメント3の延びる方向は、不織布の製造時の流れ方向と一致していてもよく、あるいは不織布の製造時の流れ方向と直交していてもよい。後述する好適な製造方法に従い伸縮シート1を製造すると、弾性フィラメント3の延びる方向は不織布の製造時の流れ方向と一致する。
弾性フィラメント3は、実質的に非伸長状態で各不織布21,22の間に配されていることが好ましい。弾性フィラメント3が伸長していない状態で各不織布21,22に接合されると、伸長による緩和(クリープ)が起こらず、伸縮性が低下しにくいという利点がある。例えば弾性フィラメント3を2倍に伸長させて各不織布21,22と接合した場合、初期の1.3倍まで仮に収縮したとすると、この状態が初期原点となるので、伸長可能な伸縮シート1の長さが低減してしまう。これに対して、弾性フィラメント3を非伸長状態で各不織布21,22と接合した場合、非伸長状態が初期原点となるので、伸縮シート1を伸長させたときの初期原点が異なり、その結果各不織布21,22の伸長可能な長さまで又は弾性フィラメント3の最大伸度まで伸ばすことが可能となるという利点がある。本明細書における「実質的に非伸長状態」とは、外力を取り除いたときに縮まない状態をいう。
第1の不織布21及び第2の不織布22は、同種の不織布でもよく、あるいは異種の不織布でもよい。本明細書において「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いう。これらのうちの少なくとも一つが異なる不織布どうしを「異種の不織布」という。
各不織布21,22は、二枚の不織布から構成されていてもよく、あるいは一枚の不織布から構成されていてもよい。本実施形態の伸縮シート1は、図1及び2に示すとおり二枚の不織布が接合されて構成されているので、伸縮シート1の周縁は開放されている。これに対して、後述するように、弾性フィラメント3が配された一枚の不織布を、弾性フィラメント3が延びる方向とに沿って折り曲げて接合されて、伸縮シート1が構成される場合は、該不織布の折り曲げ線を境界線として、該不織布の一方側を第1の不織布21とし、他方側を第2の不織布22とすることができる。この場合は、折り曲げられた不織布によって、伸縮シート1の周縁の一部が閉鎖されている。
各不織布21,22はいずれも伸長可能なものである。詳細には、各不織布21,22は、弾性フィラメント3の延びる方向と同方向に伸長可能になっている。伸長可能とは、(イ)各不織布21,22の構成繊維自体が伸長する場合と、(ロ)構成繊維自体は伸長しなくても、交点において結合していた繊維どうしが離れたり、繊維どうしの結合等により複数本の繊維で形成された立体構造が構造的に変化したり、構成繊維がちぎれたり、繊維のたるみが引き伸ばされたりして、不織布全体として伸長する場合とを包含する。
各不織布21,22は、弾性フィラメント3と接合される前の原反の状態で既に伸長可能になっていてもよい。あるいは、弾性フィラメント3と接合される前の原反の状態では伸長可能ではないが、弾性フィラメント3と接合された後に伸長可能となるように加工が施されて、伸長可能になるものであってもよい。不織布を伸長可能にするための具体的な方法としては、熱処理、ロール間延伸、歯溝やギアによるかみ込み延伸、テンターによる引張延伸などが挙げられる。後述する伸縮シート1の好適な製造方法を考慮すると、弾性フィラメント3を各不織布21,22に融着させるときの各不織布21,22の搬送性が良好になる点から、各不織布21,22はその原反の状態では伸長可能でないことが好ましい。
伸縮シート1に配されている複数の弾性フィラメント3は、第1フィラメント31と、第2フィラメント32とからなる。第1フィラメント31と第2フィラメント32とは、同種でもよく、あるいは異種でもよい。本明細書において「同種の弾性フィラメント」とは、弾性フィラメントの製造プロセス、弾性フィラメントを構成する材料、弾性フィラメントの繊維径や坪量等がすべて同じである弾性フィラメントどうしをいう。これらのうちの少なくとも一つが異なる弾性フィラメントどうしを「異種の弾性フィラメント」という。
本実施形態の伸縮シート1は、第1フィラメント31及び第2フィラメント32と、第1の不織布21及び第2の不織布22との接合態様に特徴の一つを有している。詳細には、図1及び図2に示すとおり、第1フィラメント31は、融着によって第1の不織布21に接合されており、且つ融着によっては第2の不織布22に接合されていない。すなわち、第1フィラメント31と第1の不織布21との接合は融着によってのみ達成されている。第1フィラメント31は、第1の不織布21と第2の不織布22とで挟持されている部分Aにおいて、第1の不織布21に融着によってのみ接合されている。
第1フィラメント31は、第1の不織布21と第2の不織布22とで挟持されていない部分、すなわち部分A以外においても第1の不織布21と融着によって接合していてもよい。
第1フィラメント31は、第1の不織布21と第2の不織布22とで挟持されている部分の全長が第1の不織布21と融着していることが、良好な伸縮性の発現の点から好ましいが、本発明の効果を損わない範囲において、製造条件の振れ等に起因して、部分的に第1の不織布21と融着していないことは許容される。
第1フィラメント31は、第1の不織布21と第2の不織布22とで挟持されていない部分、すなわち部分A以外においても第1の不織布21と融着によって接合していてもよい。
第1フィラメント31は、第1の不織布21と第2の不織布22とで挟持されている部分の全長が第1の不織布21と融着していることが、良好な伸縮性の発現の点から好ましいが、本発明の効果を損わない範囲において、製造条件の振れ等に起因して、部分的に第1の不織布21と融着していないことは許容される。
一方、第2フィラメント32に関しては、図1及び図2に示すとおり、融着によって第2の不織布22に接合されており、且つ融着によっては第1の不織布21に接合されていない。すなわち、第2フィラメント32と第2の不織布22との接合は融着によってのみ達成されている。第2フィラメント32は、第1の不織布21と第2の不織布22とで挟持されている部分Aにおいて、第2の不織布22に融着によってのみ接合されている。
第2フィラメント32は、第1の不織布21と第2の不織布22とで挟持されていない部分、すなわち部分A以外においても第2の不織布22と融着によって接合していてもよい。
第2フィラメント32は、第1の不織布21と第2の不織布22とで挟持されている部分の全長が第2の不織布22と融着していることが、良好な伸縮性の発現の点から好ましいが、本発明の効果を損わない範囲において、製造条件の振れ等に起因して、部分的に第2の不織布22と融着していないことは許容される。
第2フィラメント32は、第1の不織布21と第2の不織布22とで挟持されていない部分、すなわち部分A以外においても第2の不織布22と融着によって接合していてもよい。
第2フィラメント32は、第1の不織布21と第2の不織布22とで挟持されている部分の全長が第2の不織布22と融着していることが、良好な伸縮性の発現の点から好ましいが、本発明の効果を損わない範囲において、製造条件の振れ等に起因して、部分的に第2の不織布22と融着していないことは許容される。
伸縮シートには伸縮性の向上が求められているところ、先に述べた特許文献1に記載の伸縮シートにおける伸縮性を向上させる手段としては、例えば該伸縮シートにおける弾性フィラメントの坪量を高くすることが考えられる。しかし、同文献に記載の伸縮シートにおいて、弾性フィラメントの坪量を高くする目的で、単に該弾性フィラメントの繊維径を太くすると、該伸縮シートの製造過程における延伸処理中に不織布に穴が開いてしまったり、所望の伸長性が得られなかったりするなどの課題があった。この点を改善することに関し本発明者が鋭意検討したところ、伸縮シートにおける不織布21,22と弾性フィラメント31,32との接合態様を上述のとおりとすることで、良好な外観を呈しつつ、伸縮性が向上した伸縮シートが提供されることを見出した。
図2に示すとおり、第1フィラメント31と第1の不織布21とは、融着部4を介して融着によって接合されている。同様に、第2フィラメント32と第2の不織布22とも、融着部4を介して融着によって接合されている。後述する製造方法を採用した場合、融着部4においては、各フィラメント31,32を構成する熱可塑性樹脂が溶融固化し、これによって、第1フィラメント31が第1の不織布21のみに融着によって接合し、第2フィラメント32が第2の不織布22のみに融着によって接合される。
第1フィラメント31は融着によって第1の不織布21に接合されているところ、該第1フィラメント31は、融着以外の態様によって第2の不織布22に接合されている。また、第2フィラメント32は融着によって第2の不織布22に接合されているところ、該第2フィラメント32は、融着以外の態様によって第1の不織布21に接合されている。これによって伸縮シート1は、その全体の一体性が保たれている。
第1フィラメント31は、第1の不織布21と第2の不織布22とで挟持されている部分の全長が第2の不織布22と、融着以外の態様によって接合していることが、良好な伸縮性の発現の点から好ましいが、本発明の効果を損わない範囲において、製造条件の振れ等に起因して、部分的に第2の不織布22と融着していることは許容される。
同様に第2フィラメント32は、第1の不織布21と第2の不織布22とで挟持されている部分の全長が第1の不織布21と、融着以外の態様によって接合していることが、良好な伸縮性の発現の点から好ましいが、本発明の効果を損わない範囲において、製造条件の振れ等に起因して、部分的に第1の不織布21と融着していることは許容される。
同様に第2フィラメント32は、第1の不織布21と第2の不織布22とで挟持されている部分の全長が第1の不織布21と、融着以外の態様によって接合していることが、良好な伸縮性の発現の点から好ましいが、本発明の効果を損わない範囲において、製造条件の振れ等に起因して、部分的に第1の不織布21と融着していることは許容される。
各フィラメント31,32は、これを構成する弾性樹脂の性質に起因して粘着性を有するので、両不織布21,22間に各フィラメント31,32を配し、これを圧着することで、第1フィラメント31は、第2の不織布22に粘着によって接合される。これとともに、第2フィラメント32は、第1の不織布21に粘着によって接合される。つまり、第1フィラメント31は、融着によって第1の不織布21に接合し、且つ粘着によって第2の不織布22に接合している。一方、第2フィラメント32は、融着によって第2の不織布22に接合し、且つ粘着によって第1の不織布21に接合している。
第1フィラメント31は、粘着以外の接合手段によって第2の不織布22に接合していてもよい。同様に、第2フィラメント32は、粘着以外の接合手段によって第1の不織布21に接合していてもよい。
各フィラメント31,32と各不織布21,22とにおける接合が、融着によるものか融着以外の接合手段によるものかは、後述する方法によって、判別することができる。
第1フィラメント31は、粘着以外の接合手段によって第2の不織布22に接合していてもよい。同様に、第2フィラメント32は、粘着以外の接合手段によって第1の不織布21に接合していてもよい。
各フィラメント31,32と各不織布21,22とにおける接合が、融着によるものか融着以外の接合手段によるものかは、後述する方法によって、判別することができる。
図1に示す伸縮シート1においては、第1の不織布21のみに接合された第1フィラメント31と、第2の不織布22のみに接合された第2フィラメント32とが、交互に配されている。しかし、本発明の効果を損わない限り、各フィラメント31,32の配置はこれに限られない。例えば、図3に示すとおり、二本以上の第2フィラメント32どうしが隣り合って配されていてもよい。あるいは、二本以上の第1フィラメント31どうしが隣り合って配されていてもよい。
本実施形態の伸縮シート1においては、上述のとおり、弾性フィラメント31,32が、両不織布21,22で挟持されている部分において、融着によって一方の不織布のみに接合されているので、同本数の弾性フィラメントを両不織布に融着させる場合に比べて弾性フィラメントと不織布との接合面積を減少させることができる。これによって、伸縮シートの製造過程において、弾性フィラメントが接合された不織布に延伸を施すときに、弾性フィラメントの伸長に追随する不織布の構成繊維の本数を減少させることができる。そのことに起因して、弾性フィラメントの伸長の程度に追随できずに切断されてしまう構成繊維の本数が減少する。その結果、不織布に意図せず穴が開いてしまうことが低減され、伸縮シートの外観が良好なものとなる。
また、伸縮シート1を製造するに際し、第1の不織布21に第1フィラメント31を融着させ、且つ、第2の不織布22に第2フィラメントを融着させることができるので、二枚の不織布の双方に弾性フィラメントを融着させる従来技術に比べ、二枚の不織布間に配することのできる弾性フィラメントの量を増やすことができる。その結果、伸縮性が向上した伸縮シート1を得ることができる。
また、後述する製造方法によって伸縮シート1を製造する場合には、第1の不織布21に融着している第1フィラメント31の構成樹脂と、第2の不織布22に融着している第2フィラメント32の構成樹脂とを容易に異ならせることが可能となる。このことは樹脂の選択に自由度を与える。例えば第1の不織布21に融着している第1フィラメント31の構成樹脂として強度が高い樹脂を用い、第2の不織布22に融着している第2フィラメント32の構成樹脂として応力緩和が生じにくい樹脂を用いることができる。その結果、これらの樹脂から構成される弾性フィラメントを有する伸縮シートは、両樹脂の長所が際立ったものとなる。
伸縮シート1において、各フィラメント31,32と両不織布21,22との接合が、融着によるものか、あるいは融着以外の接合によるものかは、以下の評価基準にしたがい、後述する第1及び第2複合シート51b,52b間の接合強度と、伸縮シート1を剥離したときに各不織布21,22に保持された弾性フィラメント3の本数比とで判別することができる。詳細には、以下の方法で判別することができる。
まず、伸縮シート1から、弾性フィラメント3が延びる方向と平行な方向に沿った長さが150mmであり、弾性フィラメント3が延びる方向と直交する方向に沿った幅が25mmであり、幅方向に、少なくとも10本の弾性フィラメント3を含む測定サンプルを切り出す。そして、測定サンプルにおける後述する第1及び第2複合シート51b,52b間の接合強度を、T型剥離試験機(例えば、島津製作所製、オートグラフ AG-5kNX)により測定する。剥離の向きは、測定サンプルにおける弾性フィラメント3が延びる方向に沿った向きとする。測定サンプルについて測定を行い、測定サンプルにおける極大点強度の最大値を、接合強度とする。なお、前述した寸法では、少なくとも10本の弾性フィラメントを含む測定サンプルを切り出すことができない場合、10本以上の弾性フィラメントが含まれる寸法で測定サンプルを切り出して同様の測定を行い、測定値を幅25mmあたりの値に換算して求めてもよい。
次いで、測定サンプルから得られた一方の不織布を、弾性フィラメントが接合されていた面が鉛直上方を向くように水平に載置する。マイクロスコープ(例えばキーエンス社製VHX-900)によって、一方の不織布の表面を20倍で観察し、該不織布に保持された弾性フィラメントの本数を測定する。他方の不織布についても、同様の方法で弾性フィラメントの本数を測定する。一方の不織布において得られた弾性フィラメントの本数に対する、他方の不織布において得られた弾性フィラメントの本数の比を、本数比とする。なお、各不織布において、弾性フィラメントの少なくとも一部が接合されていれば、その弾性フィラメントは、保持された弾性フィラメントとする。
まず、伸縮シート1から、弾性フィラメント3が延びる方向と平行な方向に沿った長さが150mmであり、弾性フィラメント3が延びる方向と直交する方向に沿った幅が25mmであり、幅方向に、少なくとも10本の弾性フィラメント3を含む測定サンプルを切り出す。そして、測定サンプルにおける後述する第1及び第2複合シート51b,52b間の接合強度を、T型剥離試験機(例えば、島津製作所製、オートグラフ AG-5kNX)により測定する。剥離の向きは、測定サンプルにおける弾性フィラメント3が延びる方向に沿った向きとする。測定サンプルについて測定を行い、測定サンプルにおける極大点強度の最大値を、接合強度とする。なお、前述した寸法では、少なくとも10本の弾性フィラメントを含む測定サンプルを切り出すことができない場合、10本以上の弾性フィラメントが含まれる寸法で測定サンプルを切り出して同様の測定を行い、測定値を幅25mmあたりの値に換算して求めてもよい。
次いで、測定サンプルから得られた一方の不織布を、弾性フィラメントが接合されていた面が鉛直上方を向くように水平に載置する。マイクロスコープ(例えばキーエンス社製VHX-900)によって、一方の不織布の表面を20倍で観察し、該不織布に保持された弾性フィラメントの本数を測定する。他方の不織布についても、同様の方法で弾性フィラメントの本数を測定する。一方の不織布において得られた弾性フィラメントの本数に対する、他方の不織布において得られた弾性フィラメントの本数の比を、本数比とする。なお、各不織布において、弾性フィラメントの少なくとも一部が接合されていれば、その弾性フィラメントは、保持された弾性フィラメントとする。
上述のように測定された接合強度が35cN/25mm以上200cN/25mm以下であり、且つ本数比が8:2以上2:8以下である伸縮シート1は、第1フィラメント31が、融着によって第1の不織布21のみに接合し、第2フィラメント32が、融着によって第2の不織布22のみに接合しているものとする。
接合強度が200cN/25mm超であるか、接合強度を測定するときに測定サンプルが材料破壊した伸縮シート1は、各フィラメント31,32が、融着によって両不織布21,22に接合しているものとする。上述の条件下にある伸縮シート1においては、各フィラメント31,32と、両不織布21,22とが一体化しているからである。
接合強度が35cN/25mm以上200cN/25mm以下であっても、本数比が10:0以上8:2未満である伸縮シート1は、各フィラメント31,32は、融着によって一方の不織布のみに接合し、他方の不織布には接合していないものとする。
また、接合強度が35cN/25mm未満であり、且つ本数比が10:0以上8:2未満である伸縮シート1は、各フィラメント31,32は、融着によって一方の不織布のみに接合し、他方の不織布には接合していないものとする。
更に、接合強度が35cN/25mm未満であり、且つ本数比が8:2以上2:8未満である伸縮シート1は、第1フィラメント31が、融着によって第1の不織布21のみに接合し、第2フィラメント32が、融着によって第2の不織布22のみに接合しているものの、弾性フィラメントが有する粘着性が低いので、シートの強度に課題があるものとなる。
接合強度が200cN/25mm超であるか、接合強度を測定するときに測定サンプルが材料破壊した伸縮シート1は、各フィラメント31,32が、融着によって両不織布21,22に接合しているものとする。上述の条件下にある伸縮シート1においては、各フィラメント31,32と、両不織布21,22とが一体化しているからである。
接合強度が35cN/25mm以上200cN/25mm以下であっても、本数比が10:0以上8:2未満である伸縮シート1は、各フィラメント31,32は、融着によって一方の不織布のみに接合し、他方の不織布には接合していないものとする。
また、接合強度が35cN/25mm未満であり、且つ本数比が10:0以上8:2未満である伸縮シート1は、各フィラメント31,32は、融着によって一方の不織布のみに接合し、他方の不織布には接合していないものとする。
更に、接合強度が35cN/25mm未満であり、且つ本数比が8:2以上2:8未満である伸縮シート1は、第1フィラメント31が、融着によって第1の不織布21のみに接合し、第2フィラメント32が、融着によって第2の不織布22のみに接合しているものの、弾性フィラメントが有する粘着性が低いので、シートの強度に課題があるものとなる。
伸縮シート1においては、第1フィラメント31と第2フィラメント32とが、それらの延びる方向の少なくとも一部で融着以外の態様で接合されていることが好ましい。例えば、各フィラメント31,32が延びる方向と直交する方向に沿う伸縮シート1の断面視において、各フィラメント31,32は、図3に示すとおり、隣り合う弾性フィラメントと接触しており、それによって両弾性フィラメントが接合されていることが好ましい。両弾性フィラメントの接合は典型的には、該フィラメントを構成する弾性樹脂の性質に起因する粘着性によって発現する。隣り合う弾性フィラメントどうしが接合していることには、弾性フィラメントどうしの総接触面積が大きくなることによって後述する第1及び第2複合シート51b,52b間の接合強度が高まるという利点がある。この利点を一層顕著にする観点から、伸縮シート1における任意の位置での厚み方向断面で観察される弾性フィラメントの本数のうち、隣り合う弾性フィラメントどうしが接合している本数の割合は、任意の10箇所の厚み方向断面の平均値で表して、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上、更に好ましくは20%以上である。これに対して、弾性フィラメントどうしの総接触面積が過度に大きくなることによって後述する第1及び第2複合シート51b,52b間の接合強度が過度に高まり、その結果伸縮シート1が硬くなったり、不織布に延伸を施すときに不織布の構成繊維が切断されてしまったりすることを防ぐ観点から、上述の数値範囲は、好ましくは90%以下、より好ましくは80%以下、更に好ましくは70%以下である。
各フィラメント31,32の坪量は、伸縮シート1の伸縮性の向上、風合い、及び経済性の観点から、それぞれ独立に、好ましくは5g/m2以上、より好ましくは7g/m2以上、更に好ましくは9g/m2以上であり、好ましくは20g/m2以下、より好ましくは18g/m2以下、更に好ましくは16g/m2以下である。上述の数値範囲を満たしていれば、各フィラメント31,32の坪量は同じであってもよく、異なっていてもよいが、例えば後述のように各フィラメント31,32を構成する樹脂の重量平均分子量を調整することによって生じた各フィラメント31,32の性能特長や、各不織布21,22の弾性フィラメントに対する融着特性に合わせて伸縮シート全体の性能を最適化する観点から、第1フィラメント31の坪量と、第2フィラメント32の坪量とは、異なることが好ましい。
同様の観点から、伸縮シート1に含まれるすべての弾性フィラメントの坪量は、各フィラメント31,32の坪量が上述の範囲であることを条件として、好ましくは12g/m2以上、より好ましくは15g/m2以上、更に好ましくは18g/m2以上であり、好ましくは40g/m2以下、より好ましくは35g/m2以下、更に好ましくは30g/m2以下である。
同様の観点から、伸縮シート1に含まれるすべての弾性フィラメントの坪量は、各フィラメント31,32の坪量が上述の範囲であることを条件として、好ましくは12g/m2以上、より好ましくは15g/m2以上、更に好ましくは18g/m2以上であり、好ましくは40g/m2以下、より好ましくは35g/m2以下、更に好ましくは30g/m2以下である。
各フィラメント31,32の太さ、配置本数及び配置間隔等は、各フィラメント31,32の坪量に応じて適宜設定すればよい。例えば各フィラメント31,32の直径は、それぞれ独立に60μm以上200μm以下、特に80μm以上180μm以下に設定することができる。各フィラメント31,32が、図1及び図2に示すとおり、一方向に引き揃えられた状態で配されている場合には、隣り合う弾性フィラメント3のピッチ(隣り合う弾性フィラメント3の中心間の距離)は、0.3mm以上3.0mm以下、特に0.5mm以上2.0mm以下に設定することができる。
本実施形態の伸縮シート1は、上述した構造を有することに加えて、初期の収縮応力に対する一定時間経過後の収縮応力の比率が大きいことを特徴の一つとする。以下の説明においては簡便のために初期の収縮応力に対する2時間経過後の収縮応力の比率のことを「応力維持率」ともいう。本実施形態の伸縮シート1は、好ましくは25%以上という高い応力維持率を達成することができ、更に好ましくは30%以上、一層好ましくは35%以上という高い応力維持率を達成することができる。応力維持率は100%に近ければ近いほど好ましい。
応力維持率の測定方法については、後述する実施例において説明する。
応力維持率の測定方法については、後述する実施例において説明する。
伸縮シート1の応力維持率を高めることを目的として本発明者が鋭意検討した結果、伸縮シート1に用いられる弾性フィラメント3の構成樹脂として高分子量の樹脂を用いることが有効であることが判明した。高分子量の樹脂は、低分子量の樹脂に比べて応力緩和が起こりづらいという利点を有する。したがって、高分子量の樹脂を用いることで応力維持率を高めることが可能となる。
上述の観点から、各フィラメント31,32を構成する樹脂の重量平均分子量は、好ましくは5万以上、より好ましくは7万以上、更に好ましくは10万以上であり、好ましくは30万以下、より好ましくは25万以下、更に好ましくは20万以下である。上述の数値範囲を満たしていれば、各フィラメント31,32を構成する樹脂の重量平均分子量は同じであってもよく、異なっていてもよい。重量平均分子量が小さい樹脂は、重量平均分子量が大きい樹脂と比べて押出加工性に優れるので製造装置からの吐出量が高まり、その結果伸縮シートの収縮応力を高めることができる。したがって、伸縮シートの収縮応力を高めることと応力維持率を高めることとを両立させる観点から、第1フィラメント31を構成する樹脂の重量平均分子量と、第2フィラメント32を構成する樹脂の重量平均分子量とは、異なることが好ましい。
伸縮シートの収縮応力を高めることと応力維持率を高めることとを両立させる観点から、相対的に大きい重量平均分子量に対する相対的に小さい重量平均分子量の比は、好ましくは0.30以上、より好ましくは0.35以上、更に好ましくは0.40以上であり、好ましくは0.75以下、より好ましくは0.70以下、更に好ましくは0.65以下である。
伸縮シートの収縮応力を高めることと応力維持率を高めることとを両立させる観点から、相対的に大きい重量平均分子量に対する相対的に小さい重量平均分子量の比は、好ましくは0.30以上、より好ましくは0.35以上、更に好ましくは0.40以上であり、好ましくは0.75以下、より好ましくは0.70以下、更に好ましくは0.65以下である。
樹脂の重量平均分子量の測定方法は以下に述べるとおりである。
重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法によって測定する。カラムとしてTSKgel G-2000Hを用いる。カラム温度は40℃に設定する。移動相としてテトラヒドロフラン(THF)を用いる。流量は1.0mL/minに設定する。試料濃度は10mg/5mL-THFに設定する。注入量は500μLに設定する。測定値はポリスチレンによって換算した値である。なお、分析試料として、試料10mgを5mLのTHFに常温で10分間溶解後、孔径0.45μmの焼結フィルターでろ過したものを用いる。
重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法によって測定する。カラムとしてTSKgel G-2000Hを用いる。カラム温度は40℃に設定する。移動相としてテトラヒドロフラン(THF)を用いる。流量は1.0mL/minに設定する。試料濃度は10mg/5mL-THFに設定する。注入量は500μLに設定する。測定値はポリスチレンによって換算した値である。なお、分析試料として、試料10mgを5mLのTHFに常温で10分間溶解後、孔径0.45μmの焼結フィルターでろ過したものを用いる。
各フィラメント31,32を構成する樹脂としては、例えば天然ゴム、EVAゴム、スチレン-ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム及びネオプレンゴム等の合成ゴム、ポリウレタン並びに熱可塑性エラストマーが挙げられる。これらの樹脂は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
特に、樹脂として熱可塑性エラストマーを用いると、所望の弾性を発現させやすいので好ましい。また熱可塑性エラストマーは、通常の熱可塑性樹脂と同様に押出機を用いた溶融紡糸が可能であり、またそのようにして得られた弾性フィラメントは融着させやすいので、後述する製造方法に好適である。
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、SBS(スチレン-ブタジエン-スチレン)、SIS(スチレン-イソプレン-スチレン)、SEBS(スチレン-エチレン-ブタジエン-スチレン)、及びSEPS(スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン)等のスチレン系エラストマー、エチレン系α-オレフィンエラストマー及びエチレン・ブテン・オクテン等を共重合したプロピレン系エラストマー等のオレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、並びにポリウレタン系エラストマーを挙げることができる。これらのエラストマーからなる芯鞘型又はサイド・バイ・サイド型の複合繊維を用いることもできる。
上述したとおり、本実施形態の伸縮シート1においては、これを構成する各フィラメント31,32における樹脂が高分子量のものであることが好ましい。尤も、樹脂の分子量を過度に高くすると、該樹脂の溶融成形性が低下する傾向にある。そこで、高分子量の樹脂、具体的には重量平均分子量が7万以上の樹脂、を用いる場合は、良好な溶融成形性を得る目的で、各フィラメント31,32にオイルを配合してもよい。オイルとしては、樹脂におけるハードセグメントに由来する凝集力を低下させにくいものを用いることが好ましい。また、可塑作用の高いオイルを用いると樹脂におけるハードセグメントに作用して、該樹脂の弾性を低下させる傾向にある。つまり、オイルとしては、樹脂に対する可塑作用が低いものを用いることが好ましいとも言い換えることができる。前記の観点から、オイルとして動粘度の高いものを用いることが好ましい。この観点から、JIS K2283に準じて測定された動粘度が好ましくは3mm2/s以上600mm2/s以下、更に好ましくは30mm2/s以上500mm2/s以下、一層好ましくは100mm2/s以上400mm2/s以下のオイルを用いることが好ましい。なお、低分子量の樹脂、具体的には重量平均分子量が7万未満の樹脂、を用いる場合は、オイルを配合しなくてもよい。
上述の観点から、オイルとしてパラフィン系オイルを用いることが有利である。特に動粘度が上述の範囲を満たすパラフィン系オイルを用いることが好ましい。
パラフィン系オイルとしては、流動パラフィン、リキッドパラフィン、ミネラルオイル、ホワイトミネラルオイルなどと呼ばれる各種脂肪族炭化水素類を特に制限なく用いることができる。
パラフィン系オイルとしては、流動パラフィン、リキッドパラフィン、ミネラルオイル、ホワイトミネラルオイルなどと呼ばれる各種脂肪族炭化水素類を特に制限なく用いることができる。
各フィラメント31,32に含まれるオイルの割合は、各フィラメント31,32の質量に基づき、それぞれ独立に20質量%以上60質量%以下であることが、樹脂の応力緩和の抑制と、溶融成形性とのバランスの観点から好ましい。この利点を一層顕著なものとする観点から、各フィラメント31,32に含まれるオイルの割合は、各フィラメント31,32の質量に基づきそれぞれ独立に30質量%以上50質量%以下であることがより好ましく、35質量%以上45質量%以下であること更に好ましい。
弾性フィラメントは、上述の樹脂や、上述のオイルを含むことで、応力緩和が起こりづらく、且つ、溶融成形性が良好なものとなる。各フィラメント31,32の溶融性をメルトフローレート(MFR)で表すと、JIS K7210に準じ、230℃、2.16kg荷重下で測定されたメルトフローレートが、それぞれ独立に好ましくは10g/10min以上100g/10min以下、更に好ましくは15g/10min以上80g/10min以下、一層好ましくは20g/10min以上60g/10min以下となる。
メルトフローレートを測定するときに用いられるダイスの高さは8mmであり、内径は2.095mmである。
メルトフローレートを測定するときに用いられるダイスの高さは8mmであり、内径は2.095mmである。
各不織布21,22は、上述のとおり伸長可能なものであることが望ましく、これに加えて実質的に非弾性であることが好ましい。この目的のために、不織布は非弾性の繊維を含んでなり、弾性繊維を含んでいないことが好ましい。本明細書において非弾性とは、上述した「弾性」の定義に合致しない性質のことである。
各不織布21,22を構成する非弾性の繊維としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリエステル(PETやPBT)、ポリアミド等からなる繊維等が挙げられる。各不織布21,22を構成する繊維は、短繊維でも長繊維でもよく、親水性でも撥水性でもよい。また、芯鞘型又はサイド・バイ・サイド型の複合繊維、分割繊維、異形断面繊維、捲縮繊維、熱収縮繊維等を用いることもできる。これらの繊維は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。各不織布21,22は、連続フィラメント又は短繊維の不織布であり得る。
各不織布21,22の坪量は、風合い、厚み及び意匠性等の観点から、それぞれ、好ましくは13g/m2以上、より好ましくは15g/m2以上、更に好ましくは17g/m2以上であり、好ましくは30g/m2以下、より好ましくは28g/m2以下、更に好ましくは26g/m2以下である。上述の数値範囲を満たしていれば、各不織布21,22の坪量は同じであってもよく、異なっていてもよい。
以上の構成を有する伸縮シート1は、伸縮性が要求される様々な製品に適用することができる。例えば生理用ナプキンや使い捨ておむつなどの吸収性物品、及びマスクの構成材料として好ましく用いられ、特に、パンツ型使い捨ておむつの外装体として好適に用いられる。
次に、伸縮シート1の好適な製造方法を図4ないし図6を参照しながら説明する。
伸縮シート1の第1の製造方法では、紡糸ノズル110から紡出された融着可能な状態の複数の第1フィラメント31を所定速度で引き取って延伸しつつ、該第1フィラメント31の固化前に、該第1フィラメント31が一方向に配列するように該第1フィラメント31と第1原反シート51aとを接触させて、該第1フィラメント31が該第1原反シート51aに融着してなる第1複合シート51bを形成する。これと同時に、紡糸ノズル110から紡出された融着可能な状態の複数の第2フィラメント32を所定速度で引き取って延伸しつつ、該第2フィラメント32の固化前に、該第2フィラメント32が一方向に配列するように該第2フィラメント32と第2原反シート52aとを接触させて、該第2フィラメント32が該第2原反シート52aに融着してなる第2複合シート52bを形成する。第1複合シート51bの製造と第2複合シート52bの製造は、両者を同時に行うことができる。これに代えて、第1複合シート51bの製造を、第2複合シート52bを製造する前に行ってもよく、又は第1複合シート51bの製造を、第2複合シート52bを製造した後に行ってもよい。
伸縮シート1の第1の製造方法では、紡糸ノズル110から紡出された融着可能な状態の複数の第1フィラメント31を所定速度で引き取って延伸しつつ、該第1フィラメント31の固化前に、該第1フィラメント31が一方向に配列するように該第1フィラメント31と第1原反シート51aとを接触させて、該第1フィラメント31が該第1原反シート51aに融着してなる第1複合シート51bを形成する。これと同時に、紡糸ノズル110から紡出された融着可能な状態の複数の第2フィラメント32を所定速度で引き取って延伸しつつ、該第2フィラメント32の固化前に、該第2フィラメント32が一方向に配列するように該第2フィラメント32と第2原反シート52aとを接触させて、該第2フィラメント32が該第2原反シート52aに融着してなる第2複合シート52bを形成する。第1複合シート51bの製造と第2複合シート52bの製造は、両者を同時に行うことができる。これに代えて、第1複合シート51bの製造を、第2複合シート52bを製造する前に行ってもよく、又は第1複合シート51bの製造を、第2複合シート52bを製造した後に行ってもよい。
第1の製造方法は、第1複合シート51b及び第2複合シート52bの製造後に、第1複合シート51bにおける第1フィラメント31が融着した面と、第2複合シート52bにおける第2フィラメント32が融着した面とが対向するように、第1複合シート51bと第2複合シート52bとを接合して積層体を得る工程を具備する。
第1の製造方法は、更に、両フィラメント31,32が延びる方向に沿って伸長させる弾性発現処理を積層体1aに施して、該積層体1aに伸縮性を付与する工程を具備する。
第1の製造方法は、更に、両フィラメント31,32が延びる方向に沿って伸長させる弾性発現処理を積層体1aに施して、該積層体1aに伸縮性を付与する工程を具備する。
図4に示すとおり、紡糸ノズル110は、紡糸ヘッド120に設けられている。紡糸ヘッド120は、押出機(図示せず)に接続されている。押出機によって溶融混練された樹脂は、紡糸ヘッド120に供給される。紡糸ヘッド120には、多数の紡糸ノズル110が直線状に一列に配置されている。紡糸ノズル110は、原反シート51a,52aの幅方向に沿って配置されている。隣り合う紡糸ノズル110の間隔は、目的とする伸縮シート1における弾性フィラメント3(31,32)の間隔よりも広くなる。紡糸ノズル110は通常円形であり、その直径は弾性フィラメント3(31,32)の直径及び延伸倍率に影響を及ぼす。この観点から、紡糸ノズル110の直径は0.1mm以上2mm以下、特に0.2mm以上0.6mm以下であることが好ましい。原反シート51a,52aとの接合強度を高める目的、弾性フィラメント3(31,32)の紡糸性を上げる目的、及び伸縮シート1の伸縮性を向上させる目的で、弾性フィラメント3(31,32)を複合の形態(サイドバイサイド、芯鞘、海島構造)とすることもできる。
複数の紡糸ノズル110から紡出された溶融状態の複数の第1フィラメント31は、その固化前に、原反から繰り出された不織布からなる第1原反シート51aと合流する。そして、第1原反シート51aの一方の面に、互いに交差せず一方向に延びるように複数の第1フィラメント31が融着した第1複合シート51bが得られる。第1フィラメント31の延びる方向は、第1原反シート51aの搬送方向MD1、すなわち、第1原反シート51aの製造時における機械方向と一致している。得られた第1複合シート51bは、一対の第1及び第2ニップロール131,132によって所定速度で引き取られる。一対の第1及び第2ニップロール131,132は、典型的には表面が平滑なロールである。第1複合シート51bの引き取り速度は、第1原反シート51aの繰り出し速度と一致している。引き取られた第1複合シート51bは、巻き取られ、次の工程に供される。あるいは第1複合シート51bを、巻き取られたままの状態で保存することができる。
第2複合シート52bは、第1複合シート51bと同様の方法によって得ることができる。具体的には、複数の紡糸ノズル110から紡出された溶融状態の複数の第2フィラメント32は、その固化前に、原反から繰り出された不織布からなる第2原反シート52aと合流する。そして、第2原反シート52aの一方の面に、互いに交差せず一方向に延びるように複数の第2フィラメント32が融着した第2複合シート52bが得られる。第2フィラメント32の延びる方向は、第2原反シート52aの搬送方向MD1、すなわち、第2原反シート52aの製造時における機械方向と一致している。得られた第2複合シート52bは、一対の第1及び第2ニップロール131,132によって所定速度で引き取られる。第2複合シート52bの引き取り速度は、第2原反シート52aの繰り出し速度と一致している。
複数の弾性フィラメントと原反シートとの融着による接合時には、弾性フィラメントは実質的に非伸長状態である。両者の接合状態においては、原反シートを構成する繊維と弾性フィラメントとが少なくとも一部で融着している。
次に図5に示すとおり、巻き取られた両複合シート51b,52bは、各原反シート51a,52aにおける各フィラメント31,32が融着した面が鉛直上方を向いた状態で、一対のニップロール141,142によって所定速度で繰り出される。第1複合シート51bは、第2複合シート52bが繰り出される方向と、180°反対の方向に繰り出される。図5に示す実施形態では、第1複合シート51bが繰り出される方向は、後述する積層体1aの搬送方向MD2、すなわち積層体1aの製造時における機械方向と一致しているが、これに代えて、第2複合シート52bが繰り出される方向が、積層体1aの搬送方向MD2と一致していてもよい。第1複合シート51bの繰り出し速度は、第2複合シート52bの繰り出し速度と一致している。繰り出された両複合シート51b,52bは、第1複合シート51bにおける第1フィラメント31が融着した面と、第2複合シート52bにおける第2フィラメント32が融着した面とが対向するように、一対のニップロール141,142の間で合流する。合流した両複合シート51b,52bは、一対のニップロール141,142によって挟圧され、圧着によって接合されて一体化し、積層体1aが得られる。
両複合シート51b,52bの接合は、第1原反シート51aを構成する樹脂の融点及び第2原反シート52aを構成する樹脂の融点のうち、温度が低い方の当該融点以下の温度で行うことが好ましい。すなわち、両原反シート51a,52aが溶融状態とならない温度で、両複合シート51b,52bを接合することが好ましい。本明細書における「融点」とは、示差走査熱量測定(DSC)で融解ピークが観察された当該ピークにおけるピークトップ(極大点)の温度のことであり、複数のピークが観察される場合は吸熱ピークが最も高い温度のことである。両複合シート51b,52bを上述の条件で接合することによって、各フィラメント31,32をそれぞれ、一方の不織布51a,52aにのみ融着させられる。
融点の測定は、例えば以下の方法で行うことができる。
まず、約1mgの測定サンプルをアルミパンに入れる。次いで、DSC測定装置を用いて大気雰囲気で測定サンプルの熱分析を行い、縦軸を熱量とし、横軸を温度としたDSC曲線を得る。得られたDSC曲線における吸熱ピークの極大点の温度から、融点を求める。DSC測定装置としては、セイコーインスツルメンツ株式会社製のDSC6200を用いる。
測定時の温度条件は、(1)20℃で5分間保持、(2)昇温速度10℃/分で20℃から300℃まで昇温、(3)300℃で5分間保持、(4)降温速度20℃/分で300℃から20℃まで降温とし、(1)から(4)の順に行う。
まず、約1mgの測定サンプルをアルミパンに入れる。次いで、DSC測定装置を用いて大気雰囲気で測定サンプルの熱分析を行い、縦軸を熱量とし、横軸を温度としたDSC曲線を得る。得られたDSC曲線における吸熱ピークの極大点の温度から、融点を求める。DSC測定装置としては、セイコーインスツルメンツ株式会社製のDSC6200を用いる。
測定時の温度条件は、(1)20℃で5分間保持、(2)昇温速度10℃/分で20℃から300℃まで昇温、(3)300℃で5分間保持、(4)降温速度20℃/分で300℃から20℃まで降温とし、(1)から(4)の順に行う。
両複合シート51b,52bの接合に際しては、非加熱及び非冷却状態にある一対のニップロール141,142で、第1複合シート51bと第2複合シート52bとを狭圧して接合することが好ましい。すなわち、両複合シート51b,52bの接合に際して、一対のニップロール141,142には、外部から熱が付与されておらず、且つ、冷却されていないことが好ましい。これによって、熱付与に起因して不織布の伸長性が低下したり、冷却に起因して各フィラメント31,32どうしの粘着性が低下したりすることを防止できる。
第1複合シート51bと第2複合シート52bとを接合するとき、一対のニップロール141,142間の線圧は、好ましくは1kgf/cm以上、より好ましくは2kgf/cm以上、更に好ましくは3kgf/cm以上であり、好ましくは15kgf/cm以下、より好ましくは12kgf/cm以下、更に好ましくは10kgf/cm以下である。一対のニップロール141,142間の線圧が上述の数値範囲にあることで、両複合シート51b,52bを接合するときに、各フィラメント31,32を過度に潰すことなく、両複合シート51b,52b間の接合強度を適度に高めることができる。なお、ニップロール141,142に加えて、更に別のニップロールを用いて第1複合シート51bと第2複合シート52bとを接合する場合は、搬送方向MD2の最上流に位置する一対のニップロール間の線圧が上述の数値範囲を満たしていればよい。
このようにして、得られた積層体1aは、引き取られて巻き取られ、次の工程に供される。
両原反シート51a,52aとして本来的に伸長性を有するものを用いた場合には、この積層体1aが伸縮シート1そのものとなる。一方、両原反シート51a,52aとして本来的に伸長性を有しないものを用いた場合には、該両原反シート51a,52aを含む積層体1aを、弾性フィラメント3の延びる方向に沿って弾性発現処理して、該積層体1aに伸縮性を付与する操作を行う。本製造方法においては、この操作を、それぞれ歯と歯底が周方向に交互に形成された一対の歯溝ロール150(151,152)を備えた弾性発現処理装置6を用い、積層体1aをその搬送方向MD3、すなわち弾性フィラメント3の延びる方向に沿って弾性発現処理させることで行う。
弾性発現処理装置6は、一方又は双方の歯溝ロール150(151,152)の枢支部を上下に変位させる公知の昇降機構(図示せず)を有し、歯溝ロール150(151,152)間の間隔が調節可能になっている。本製造方法においては、各歯溝ロール150(151,152)を、一方の歯溝ロールの歯が他方の歯溝ロールの歯間に遊挿され、他方の歯溝ロールの歯が一方の歯溝ロールの歯間に遊挿されるように組み合わせ、その状態の両歯溝ロール150(151,152)間に、積層体1aを挿入してこれを弾性発現処理させる。
積層体1aが一対の歯溝ロール150(151,152)によって弾性発現処理されることで、目的とする伸縮シート1が得られる。得られた伸縮シート1は、歯溝ロール150(151,152)を通過した後、自身の収縮復元力により速やかに搬送方向への延伸状態が解放される。その結果、伸縮シート1は、搬送方向へ長さが概ね復元する。
次に伸縮シート1の第2の製造方法を説明する。第1の製造方法では、第1複合シート51b及び第2複合シート52bからなる一組の複合シートを製造したところ、本製造方法においては、第1の製造方法と異なり、複合シートを一種類のみ製造する。
製造された複合シートは、弾性フィラメントが延びる方向に折り線が形成されるように二つ折りする。二つ折りは、複合シートにおける弾性フィラメントが融着した面が内側になるように行う。このようにして、二つ折りされた複合シートである積層体が得られる。
この積層体に対して一対のニップロールを用いた挟圧を行い、弾性フィラメントを、該弾性フィラメントが対向する原反シートに接合する。ニップロールによる挟圧は、ニップロールが非加熱及び非冷却状態で行うことが好ましい。また、ニップロールによる挟圧は、1kgf/cm以上の線圧で行うことも好ましい。ニップロールの挟圧による接合は、弾性フィラメントを構成する弾性樹脂の粘着性によって専ら達成される。接合は、原反シートを構成する樹脂の融点以下の温度で行うことが好ましい。
その後、図6に示す操作と同様の操作によって積層体に伸縮性を付与し、目的とする伸縮シートが得られる。
製造された複合シートは、弾性フィラメントが延びる方向に折り線が形成されるように二つ折りする。二つ折りは、複合シートにおける弾性フィラメントが融着した面が内側になるように行う。このようにして、二つ折りされた複合シートである積層体が得られる。
この積層体に対して一対のニップロールを用いた挟圧を行い、弾性フィラメントを、該弾性フィラメントが対向する原反シートに接合する。ニップロールによる挟圧は、ニップロールが非加熱及び非冷却状態で行うことが好ましい。また、ニップロールによる挟圧は、1kgf/cm以上の線圧で行うことも好ましい。ニップロールの挟圧による接合は、弾性フィラメントを構成する弾性樹脂の粘着性によって専ら達成される。接合は、原反シートを構成する樹脂の融点以下の温度で行うことが好ましい。
その後、図6に示す操作と同様の操作によって積層体に伸縮性を付与し、目的とする伸縮シートが得られる。
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば、第1フィラメント31及び第2フィラメント32の少なくとも一方は、該フィラメントの延びる方向と直交する断面に括れを有する、括れフィラメントであってもよい。括れフィラメントにおいては、その形状に起因して、該フィラメントの断面視における2箇所の位置で不織布に融着する可能性がある。その場合、該フィラメントは、該フィラメントを挟持する二枚の不織布のうち、一方の不織布のみと当該2箇所の位置で融着している。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。
〔実施例1〕
(1)熱可塑性エラストマーの準備
第1フィラメント及び第2フィラメントの原料樹脂として熱可塑性エラストマーであるSEPS(重量平均分子量5万)を用意した。
(1)熱可塑性エラストマーの準備
第1フィラメント及び第2フィラメントの原料樹脂として熱可塑性エラストマーであるSEPS(重量平均分子量5万)を用意した。
(2)不織布の準備
坪量が18g/m2であるスパンボンド不織布の長尺物を用意した。繊維は、ポリプロピレンからなるものであった。
(3)伸縮シートの製造
図4ないし図6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複合シートと第2複合シートとを接合するときのニップロールの線圧は表1に示すとおりとした。第1複合シートと第2複合シートとの接合は、第1複合シートに融着されている弾性フィラメントと、第2複合シートに接合されている弾性フィラメントとが、交互に配置されるように行った。ニップロールは非加熱、非冷却の状態で用いた。これにより弾性フィラメントの延びる方向に伸縮する伸縮シートが得られた。伸縮シートにおける各フィラメントの坪量、繊維径及びピッチは同表に示すとおりであった。
坪量が18g/m2であるスパンボンド不織布の長尺物を用意した。繊維は、ポリプロピレンからなるものであった。
(3)伸縮シートの製造
図4ないし図6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複合シートと第2複合シートとを接合するときのニップロールの線圧は表1に示すとおりとした。第1複合シートと第2複合シートとの接合は、第1複合シートに融着されている弾性フィラメントと、第2複合シートに接合されている弾性フィラメントとが、交互に配置されるように行った。ニップロールは非加熱、非冷却の状態で用いた。これにより弾性フィラメントの延びる方向に伸縮する伸縮シートが得られた。伸縮シートにおける各フィラメントの坪量、繊維径及びピッチは同表に示すとおりであった。
〔実施例2〕
第2フィラメントを構成する熱可塑性エラストマーとして熱可塑性エラストマーであるSEPS(重量平均分子量10万)を用いた。これら以外は実施例1と同様にして伸縮シートを得た。
第2フィラメントを構成する熱可塑性エラストマーとして熱可塑性エラストマーであるSEPS(重量平均分子量10万)を用いた。これら以外は実施例1と同様にして伸縮シートを得た。
〔比較例1及び2〕
特開2008-179128号公報に記載の方法で伸縮シートを製造した。使用した弾性フィラメントの詳細は表1に示すとおりとした。
特開2008-179128号公報に記載の方法で伸縮シートを製造した。使用した弾性フィラメントの詳細は表1に示すとおりとした。
〔評価〕
実施例及び比較例で得られた伸縮シートについて、以下の方法で戻り50%時引っ張り力、穴が開いている領域の最大穴面積、応力維持率及び緩和試験後歪み量を測定した。
実施例及び比較例で得られた伸縮シートについて、以下の方法で戻り50%時引っ張り力、穴が開いている領域の最大穴面積、応力維持率及び緩和試験後歪み量を測定した。
〔戻り50%時引っ張り力の測定〕
伸縮シートの伸縮方向の長さが150mm、伸縮方向と直交する方向の長さが50mmとなるように伸縮シートを切り出して試験片を得た。得られた試験片について、引張試験機(株式会社島津製作所製AG-IS)を用いた伸長サイクル試験を行った。
具体的には、まず、得られた試験片を引張試験機に装着した。このときのチャック間距離は100mmとした。試験片を、該試験片の伸縮方向へ300mm/minの速度で150mm伸長させ(チャック間隔が計250mmとなる)て元の長さの2.5倍の長さ(150%伸長)とし、ただちに300mm/分の速度で初期長さに戻した。150%伸長後、初期長さに戻す過程において、伸長率が50%になった時点での引っ張り力を、「戻り50%時引っ張り力(cN)」とした。
伸縮シートの伸縮方向の長さが150mm、伸縮方向と直交する方向の長さが50mmとなるように伸縮シートを切り出して試験片を得た。得られた試験片について、引張試験機(株式会社島津製作所製AG-IS)を用いた伸長サイクル試験を行った。
具体的には、まず、得られた試験片を引張試験機に装着した。このときのチャック間距離は100mmとした。試験片を、該試験片の伸縮方向へ300mm/minの速度で150mm伸長させ(チャック間隔が計250mmとなる)て元の長さの2.5倍の長さ(150%伸長)とし、ただちに300mm/分の速度で初期長さに戻した。150%伸長後、初期長さに戻す過程において、伸長率が50%になった時点での引っ張り力を、「戻り50%時引っ張り力(cN)」とした。
〔最大穴面積の評価〕
伸縮シートの伸縮方向の長さが150mm、伸縮方向と直交する方向の長さが200mmとなるように伸縮シートを切り出して試験片を得た。この試験片について、二つの線状の印を、自然状態で試験片の伸縮方向に100mmの間隔をあけて、且つ伸縮方向と直交する方向に延びるように付けた。
印間の距離が250mmとなるまで試験片を伸長させ、その状態で、シート平面の画像データを取得した。得られた画像データを、画像処理ソフトウェア(Image-Pro)を用いて二値化処理した後、シートに穴が開いている領域の面積(mm2)を算出し、その最大値を最大穴面積とした。
同一試験片につき2回測定し、得られた最大穴面積の算術平均値を表1に示す。
伸縮シートの伸縮方向の長さが150mm、伸縮方向と直交する方向の長さが200mmとなるように伸縮シートを切り出して試験片を得た。この試験片について、二つの線状の印を、自然状態で試験片の伸縮方向に100mmの間隔をあけて、且つ伸縮方向と直交する方向に延びるように付けた。
印間の距離が250mmとなるまで試験片を伸長させ、その状態で、シート平面の画像データを取得した。得られた画像データを、画像処理ソフトウェア(Image-Pro)を用いて二値化処理した後、シートに穴が開いている領域の面積(mm2)を算出し、その最大値を最大穴面積とした。
同一試験片につき2回測定し、得られた最大穴面積の算術平均値を表1に示す。
〔応力維持率の測定〕
伸縮シートの伸縮方向の長さが150mm、伸縮方向と直交する方向の長さが50mmとなるように伸縮シートを切り出して試験片を得た。
この試験片を、伸縮方向が引張方向となるように、チャック間距離100mmで引張試験機に取り付けた。
40℃の周囲温度で、試験片を速度300mm/minで引っ張り、チャック間距離が200mmになった時点で引っ張りを停止してその状態を2時間維持し、その間の応力を経時的に測定した。
チャック間距離が200mmになった時点での初期応力をAとし、2時間経過後の応力をBとしたとき、応力維持率(%)はB/A×100で定義される。
伸縮シートの伸縮方向の長さが150mm、伸縮方向と直交する方向の長さが50mmとなるように伸縮シートを切り出して試験片を得た。
この試験片を、伸縮方向が引張方向となるように、チャック間距離100mmで引張試験機に取り付けた。
40℃の周囲温度で、試験片を速度300mm/minで引っ張り、チャック間距離が200mmになった時点で引っ張りを停止してその状態を2時間維持し、その間の応力を経時的に測定した。
チャック間距離が200mmになった時点での初期応力をAとし、2時間経過後の応力をBとしたとき、応力維持率(%)はB/A×100で定義される。
〔緩和試験後歪み量の評価〕
前記応力維持率の評価において応力を測定する前に、自然状態の試験片において、チャック間距離100mmに相当する位置に二つの線状の印を付け、その後上述のとおり応力を測定した。チャック間距離200mmで伸長状態を2時間維持した後、伸長状態を開放した直後に予め試験片に付けた二つの印の間の距離を測定した。応力測定前の二つの印の間の距離をL0とし、応力測定直後の二つの印の間の距離をL1としたとき、緩和試験後歪み量はL1/L0で定義される。
前記応力維持率の評価において応力を測定する前に、自然状態の試験片において、チャック間距離100mmに相当する位置に二つの線状の印を付け、その後上述のとおり応力を測定した。チャック間距離200mmで伸長状態を2時間維持した後、伸長状態を開放した直後に予め試験片に付けた二つの印の間の距離を測定した。応力測定前の二つの印の間の距離をL0とし、応力測定直後の二つの印の間の距離をL1としたとき、緩和試験後歪み量はL1/L0で定義される。
表1に示す結果から明らかなとおり、各実施例の伸縮シートは、伸縮性に関する評価である戻り50%時引っ張り力が、比較例1の伸縮シートと比べて高いことが分かる。また各実施例の伸縮シートは、伸縮性に関する評価である緩和試験後歪み量、並びにずれ落ちにくさに関する評価である応力維持率が、比較例の伸縮シートと同等又はそれよりも良好であることが分かる。更に、各実施例の伸縮シートは、比較例の伸縮シートと比べて穴の大きさが小さく、良好な外観を呈することが分かる。比較例2で得られた伸縮シートの50%時引っ張り力は、実施例2と比べて高いものの、該伸縮シートには各実施例と比べて大きな孔が開いてしまい、外観が悪いことがわかる。
1 伸縮シート
21 第1の不織布
22 第2の不織布
3 弾性フィラメント
31 第1フィラメント
32 第2フィラメント
4 融着部
21 第1の不織布
22 第2の不織布
3 弾性フィラメント
31 第1フィラメント
32 第2フィラメント
4 融着部
Claims (10)
- 互いに交差せず一方向に延びるように配列した複数の弾性フィラメントが、伸長可能な第1の不織布と第2の不織布との間に、実質的に非伸長状態で配されてなる伸縮シートであって、
複数の前記弾性フィラメントは、第1フィラメントと、該第1フィラメントと同種又は異種の第2フィラメントとからなり、
第1フィラメントは、第1の不織布と第2の不織布とで挟持されている部分において、融着によって第1の不織布に接合されており、且つ融着によっては第2の不織布に接合されておらず、
第2フィラメントは、第1の不織布と第2の不織布とで挟持されている部分において、融着によって第2の不織布に接合されており、且つ融着によっては第1の不織布に接合されていない、伸縮シート。 - 第1フィラメントと第2フィラメントとが、それらの延びる方向の少なくとも一部で接合されている、請求項1に記載の伸縮シート。
- 複数の紡糸ノズルから紡出された溶融状態にある複数の第1フィラメントを、該第1フィラメントの固化前に、不織布からなる第1原反シートの一方の面と接触させて、該第1フィラメントが一方向に延びるように該第1原反シートに融着した、第1複合シートを得る工程と、
複数の紡糸ノズルから紡出された溶融状態にある複数の第2フィラメントを、該第2フィラメントの固化前に、不織布からなる第2原反シートの一方の面と接触させて、該第2フィラメントが一方向に延びるように該第2原反シートに融着した、第2複合シートを得る工程と、
第1複合シートにおける第1フィラメントが融着した面と、第2複合シートにおける第2フィラメントが融着した面とが対向するように、該第1複合シートと該第2複合シートとを接合して積層体を得る工程と、
前記積層体に伸縮性を付与する工程とを含み、
第1複合シートを得る工程と、第2複合シートを得る工程とを同時に行うか、第1複合シートを得る工程を、第2複合シートを得る工程の前に行うか、又は第1複合シートを得る工程を、第2複合シートを得る工程の後に行う、伸縮シートの製造方法。 - 第1原反シートを構成する樹脂の融点及び第2原反シートを構成する樹脂の融点のうち、温度が低い方の当該融点以下の温度で、第1複合シートと第2複合シートとを接合する、請求項3に記載の製造方法。
- 非加熱及び非冷却状態にある一対のニップロールで、第1複合シートと第2複合シートとを狭圧して接合する、請求項3又は4に記載の製造方法。
- 1kgf/cm以上の線圧で第1複合シートと第2複合シートとを接合する、請求項5に記載の製造方法。
- 複数の紡糸ノズルから紡出された溶融状態にある複数の弾性フィラメントを、該弾性フィラメントの固化前に、不織布からなる原反シートの一方の面と接触させて、該弾性フィラメントが一方向に延びるように該原反シートに融着した、複合シートを得る工程と、
前記複合シートにおける前記弾性フィラメントが融着した面が内側になるように、前記一方向に沿って該複合シートを折り曲げて接合し、積層体を得る工程と、
前記積層体に伸縮性を付与する工程とを含む、伸縮シートの製造方法。 - 前記原反シートを構成する樹脂の融点以下の温度で、折り曲げられた状態の前記複合シートを接合する、請求項7に記載の製造方法。
- 非加熱及び非冷却状態にある一対のニップロールで、折り曲げられた状態の前記複合シートを狭圧して接合する、請求項7又は8に記載の製造方法。
- 1kgf/cm以上の線圧で、折り曲げられた状態の前記複合シートを接合する、請求項9に記載の製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022125358A JP2024022048A (ja) | 2022-08-05 | 2022-08-05 | 伸縮シート及びその製造方法 |
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JP2022125358A Pending JP2024022048A (ja) | 2022-08-05 | 2022-08-05 | 伸縮シート及びその製造方法 |
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- 2022-08-05 JP JP2022125358A patent/JP2024022048A/ja active Pending
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