JP3850310B2

JP3850310B2 - 開孔シートの製造方法

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Publication number: JP3850310B2
Application number: JP2002043892A
Authority: JP
Inventors: 孝信宮本; 渉坂; 康浩小森
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2022-02-20
Also published as: JP2003247156A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開孔シートの製造方法に関し、詳しくは、開孔面積（開孔径）及び開孔率が極めて大きく、低目付で高強度な開孔シートを、材料の無駄を排除して、経済的且つ効率的に製造することのできる開孔シートの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
生理用ナプキンや使い捨ておむつ等の使い捨ての体液吸収性物品の構成シートとして、品質が安定しており安価に製造可能な不織布が広く用いられるようになっており、更に、不織布の機能増進又は新機能の付与等を図るべく、不織布に開孔を形成して用いることが提案されている。
【０００３】
従来の不織布の開孔技術として、（ａ）加熱又は非加熱のピンを不織布に刺し通して孔を開ける方法、（ｂ）加熱又は非加熱のエンボスロールで繊維を高圧で潰してより分けて孔を形成する方法、（ｃ）レーザー光線や火炎で焼き切るか或いは加熱ピンで不織布を溶かして孔を開ける方法等が知られている。
しかし、これらの方法によっては、開孔面積（開孔径）及び開孔率の大きい開孔シートを製造することが困難である。更に、上記（ｃ）の方法は、開孔の周辺が硬くなったり、焼けやポリマー玉が生じる欠点がある。
【０００４】
開孔面積（開孔径）及び開孔率の大きい開孔シートを得る方法としては、不織布の一部を所定の形状に打ち抜いて開孔を形成する方法（パンチング加工）があるが、この場合には、シートの強度が大幅に低下する上に、打ち抜いた部分が無駄となり、更に打ち抜いた部分を除去する工程や設備が必要となる。
また、他の不織布の開孔技術として、不織布にスリットを形成した後、該不織布を伸張させて開孔を形成する方法があるが、この場合には、弾性不織布でないと延伸によりシートに歪みや折れが生じ易くなり、また、他の部材で伸長状態を固定しないと開孔状態が維持されない。
【０００５】
従って、本発明の目的は、不織布からなり、開孔面積（開孔径）及び開孔率が極めて大きく、凹凸がなく表面が平滑で、低目付で高強度な開孔シートを、材料の無駄を排除して、経済的且つ効率的に製造することのできる開孔シートの製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スリットを多数有する熱収縮性不織布に、該熱収縮性不織布の幅及び長さの収縮を規制した状態において、熱処理を施すことにより、該熱収縮性不織布を該各スリットが拡開するように収縮させ、多数の開孔を有する開孔シートを製造する開孔シートの製造方法を提供することにより、上記の目的を達成したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその好ましい実施形態に基づいて説明する。
先ず、本発明の開孔シートの製造方法により製造される開孔シートについて説明する。
本発明の一実施形態で得られる開孔シート１は、図１〜３に示すように、スリット１１を多数有する熱収縮性不織布１０を、該各スリット１１が拡開するように収縮させ、該熱収縮性不織布１０に、張力を掛けない状態においても開孔状態が維持される開孔２を多数形成してなる。
【０００９】
上記開孔シート１について詳述する。
開孔シート１は、製造の際の熱収縮性不織布の流れ方向（図２及び３の左右方向）に対応する長さ方向（図１の上下方向）とそれに直交する幅方向（図１の左右方向）とを有しており、多数の開孔２は、開孔シート１の長さ方向及び幅方向それぞれに列をなすように形成されている。また、各開孔２は、開孔シート１の長さ方向に長軸、幅方向に短軸を有する略楕円形状をしている。
【００１０】
開孔シート１は、熱により収縮（捲縮を含む）した熱収縮繊維を含む単層の不織布からなる。熱収縮繊維の形態は、原料に用いた熱収縮性不織布に応じて、捲縮していたり、繊維の径が太くなっている。
【００１１】
開孔シート１は、張力を掛けていない状態においても、各開孔２の開孔状態が維持される。即ち、図１は、張力を掛けていない状態（自然状態）の開孔シート１を示している。
【００１２】
次に、本発明の開孔シートの製造方法の一実施形態について、上述した開孔シート１を製造する場合を例にして説明する。
原反ロール１０Ａから熱収縮性不織布１０’を繰り出し、該熱収縮性不織布１０’を連続的に搬送しながら、該熱収縮性不織布１０’に対してロータリーカッター３により多数のスリット１１を形成する。ロータリカッター３は、周方向に沿って形成された多数の刃３１を備えたカッターロール３２と、該カッターロールに対向配置された受けロール３３とを備えており、各スリット１１の向きは、熱収縮性不織布の流れ方向と平行となっている。
次いで、スリット１１を入れた熱収縮性不織布１０を、ピンテンター加熱装置４に連続的に導入し、ピンテンター加熱装置４内において、熱収縮性不織布１０の流れに連動して移動するピン４１により、熱収縮性不織布１０の幅が収縮しないように該熱収縮性不織布１０の両側部を固定しながら、該熱収縮性不織布１０に対して熱処理を施す。熱処理の方法は、熱風の吹き付けの他、遠赤外線処理等を用いることもできる。
【００１３】
上記熱処理は、連続搬送により熱収縮性不織布１０の流れ方向に張力が掛かっているため、熱収縮性不織布１０の長さの収縮を規制した状態での熱処理となっている。
ここで、熱収縮性不織布の幅及び長さの収縮を規制した状態とは、熱収縮性不織布の部分的な収縮は許容するが、熱収縮性不織布全体としての幅及び長さの収縮を起こさせないようにした状態をいう。当該状態としては、熱処理の前後で不織布の幅（流れ方向に直交する方向の長さ）及び長さ（流れ方向と同方向の長さ）を全く変化させない場合に限られず、幅及び／又は長さがある程度縮小する場合も含まれる。但し、開孔面積及び開孔率の大きな開孔を形成させる観点から、熱処理の前後で不織布の幅及び長さの変化率がそれぞれ１０％以内であることが好ましい。不織布の幅及び長さの変化率は、熱処理前後の不織布の幅及び長さを、それぞれ自然状態において測定して求める。
【００１４】
上記熱処理により、熱収縮性不織布１０が収縮し、それにより上記各スリット１１が拡開して、多数の開孔２が形成される。
熱収縮性不織布１０の収縮（部分的な収縮）とは、熱収縮性不織布１０の幅や長さの収縮とは異なり、熱収縮性不織布１０のスリット以外の部分が収縮することを意味する。
このようにして、開孔面積及び開孔率の大きな開孔シート１が帯状シートとして連続的に得られる。
【００１５】
本実施形態で得られる開孔シート１は、スリット１１を拡開して形成した開孔２を有し、その開孔が形成される際には、繊維の移動が生じて繊維の本数が減少していないため、開孔面積及び開孔率の大きな開孔を形成した場合においても、シート強度の低下が大幅に抑制されているため、例えば打ち抜き（パンチング加工）により開孔を形成した開孔シートと比較して、強度の高いシートとなっている。
【００１６】
本発明に係る開孔シートの１つの開孔の平均開孔面積は、例えば２〜３５０ｍｍ²、好ましくは１０〜１００ｍｍ²とすることができる。
また、開孔シートの開孔率は、例えば５〜９０％、好ましくは１０〜８０％とすることができる。
【００１７】
前記平均開孔面積及び前記開孔率は、以下のようにして測定される。
〔平均開孔面積及び開孔率の測定方法〕
光源〔サンライトSL-230K2；ＬＰＬ（株）社製〕、スタンド〔コピースタンドCS-5；ＬＰＬ（株）社製〕、レンズ〔24mm/F2.8Dニッコールレンズ〕、ＣＣＤカメラ〔（HV-37；日立電子（株）社製）Ｆマウントによるレンズとの接続〕及びビデオボード〔スペクトラ3200；カノープス（株）社製〕を用いて、表面シート１の表面側又は裏面側の画像を取り込む。取り込まれた画像をＮＥＸＵＳ社製の画像解析ソフト（ver.4.20）によって開孔の部分を二値化処理する。二値化処理された画像から各開孔の開孔面積を求め、それらの平均をとり平均開孔面積とする。また二値化処理された開孔部分の面積の合計を全画像の面積で除すことで開孔率（％）を求める。各開孔の開孔面積の測定が困難な場合は、画面上で開孔の部分を塗りつぶす等の補助的な処理を行う。
【００１８】
また、本実施形態で得られる開孔シート１は、低目付の熱収縮性不織布（例えば３０ｇ／ｍ²未満、特に２０ｇ／ｍ²未満）を用いた場合においても明瞭な開孔が形成されている。
更に、本実施形態で得られる開孔シート１は、スリットを形成した不織布を伸張させて開孔を形成した開孔シートと比較して、歪みや折れが発生せず、凹凸がなく表面が平滑な綺麗な開孔シートとなっている。
【００１９】
また、本実施形態の開孔シートの製造方法によれば、スリット１１を拡開して開孔２を形成し、その開孔が形成される際には、繊維の移動が生じて繊維の本数が減少していないため、開孔面積（開孔径）及び開孔率の大きな開孔を形成した場合においても、打ち抜き（パンチング加工）により開孔を形成する方法と比較して、シートの強度低下を大幅に抑制することができる。そのため、開孔面積（開孔径）及び開孔率が極めて大きく、高強度な開孔シート１を製造することができる。
【００２０】
また、打ち抜き（パンチング加工）により開孔を形成した場合とは異なり、開孔の形成に際し、打ち抜き片が生じないため、その処理のための工程や設備等が不要であるため、材料の無駄を抑制し、経済的な開孔シートの製造が可能である。
【００２１】
本発明で用いる熱収縮性不織布は、非緊張状態下で熱処理した場合に収縮するものであれば特に制限されないが、開孔面積（開孔径）及び開孔率の大きな開孔シートを得る観点から、自然状態（非緊張状態）下における８０〜２５０℃の熱処理により、その幅及び長さがそれぞれの３０％以上収縮するものが好ましい。
【００２２】
熱収縮性不織布としては、例えば、潜在捲縮性繊維を含む不織布を用いることができる。潜在捲縮性繊維は、加熱される前は、従来の不織布用の繊維と同様に取り扱うことができ、且つ所定温度での加熱によって螺旋状の捲縮が発現して収縮する性質を有する繊維である。潜在捲縮性繊維は、例えば収縮率の異なる２種類の熱可塑性ポリマー材料を成分とする偏心芯鞘型複合繊維又はサイド・バイ・サイド型複合繊維からなる。その例としては、特開平９−２９６３２５号公報や特許２７５９３３１号明細書に記載のものが挙げられる。
潜在捲縮性繊維を含む不織布を用いた場合には、収縮性を有し、比較的柔軟な開孔シートを得ることができる。尚、熱収縮性不織布には、潜在捲縮性繊維と共に他の繊維、例えばレーヨン、コットン、親水化アクリル系繊維などの繊維を含む不織布を用いることができる。熱収縮性不織布中の熱捲縮性繊維の含有割合は、重量比で３０％以上、特に５０〜１００％が好ましい。
潜在捲縮性繊維を含む不織布の製法としては、カードウェブをエアースルー、ヒートロール、超音波、スパンレース等で加工して不織布を製造する方法や、スパンボンド法、エアレイ法、メルトブローン法、湿式法等を挙げることができる。
【００２３】
本発明で製造する開孔シートは、様々な用途に用いることができ、その用途は、特に制限されるものではないが、例えば、生理用ナプキン、失禁パッド、使い捨ておむつ等の体液吸収性物品の構成材料（表面シート、表面シートと吸収体との間に配し液の拡散性や透過性または剛性を付与するシート等）、清掃具に装着して使用される清掃シート、調理に用いられるシート等の構成材料等に用いることができる。
【００２４】
本発明で製造する開孔シートは、製造時の搬送や使用上の強度の観点から、ＭＤ方向の最大点荷重の好ましい範囲が１０Ｎ以上、特に好ましくは１５Ｎ以上であり、ＣＤ方向の最大点荷重の好ましい範囲が０．５Ｎ以上、特に好ましくは１Ｎ以上である。最大点荷重の測定方法は、実施例において後述する。
【００２５】
以上、本発明の開孔シートの製造方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されるものではない。
例えば、熱収縮性不織布１０に対する熱処理は、ピンテンター熱処理装置に代えて、熱風により、熱収縮性不織布をネットに押しつけた状態（長さ及び幅の収縮を規制した状態）とすると共に熱処理を行うエアースルー熱処理装置、加熱ロールに張力を与えながらシートを巻き付けることにより、長さ及び幅の収縮を規制した状態とすると共に熱処理を行うヒートロール加熱装置等を用いることができ、更に、これらの装置の一又は２以上の組み合わせて用いることもできる。
また、熱収縮性不織布にスリットを形成するスリット形成装置としては、ロータリーダイカッターの他、シェアーカッター、レーザーカッター、超音波カッター等を用いることもできる。また、スリットは、熱収縮性不織布の流れ方向に平行なものに制限されず、例えば、流れ方向に直交する方向に延びるものや該流れ方向に対して斜め方向（例えば４５度の方向）に延びるものであっても良く、十字型のスリットであっても良い。スリットの形状や方向を変えることにより各形状の開孔が得られる。
【００２６】
【実施例】
実施例1
１）無開孔不織布の製造
大和紡績株式会社製の潜在螺旋状捲縮性繊維〔ＣＰＰ繊維（商品名）、２．２ｄｔｅｘ×５１ｍｍ〕１００％のカードウエブをヒートロールで不織布化した。ヒートロールの加工条件は、エンボスロール１４０℃、フラットロール１３０℃、エンボス率２８％（ドット）、速度８０ｍ／分とした。
２）スリットの形成
得られた無開孔不織布の幅方向中央の２００ｍｍ幅の領域に、長さ〔流れ方向（ＭＤ方向）の長さ〕９ｍｍのスリットを、それぞれＭＤ方向に平行に且つＭＤ方向に隣接するスリット同士間の間隔を３ｍｍとして多列に形成した。隣接する列のスリット同士間の間隔（ＣＤ方向の間隔）は５ｍｍとし、また、相隣接する列のスリット同士の位置関係は互い違い（千鳥配置）となるようにした。
３）開孔加工（開孔シートの製造）
スリットを形成した不織布のスリットを形成した領域から、ＭＤ方向１０００ｍｍ、ＣＤ方向２１０ｍｍの試験片を得、この試験片の幅方向中央の幅１２０ｍｍの部分を残して、該試験片の両側部に幅３５ｍｍ長さ１０００ｍｍの重りを重ねた。このようにして、試験片の幅方向及び長手方向の収縮を規制した状態の試験片に対して、エアースルー熱処理機により熱処理を施した〔加熱条件：１４２℃、風速２ｍ／秒、加熱時間２５秒（速度４．５ｍ／分）〕。
【００２７】
実施例２
実施例１と同様にして得た無開孔不織布の幅方向中央の２０１ｍｍ幅の領域に、長さ１８ｍｍのスリットを、ＭＤ方向に隣接するスリット同士間の間隔を６ｍｍとして多列に形成すると共に、隣接する列のスリット同士間の間隔（ＣＤ方向の間隔）を３ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして開孔シートを得た。
【００２８】
比較例
実施例１と同様にして得た無開孔不織布の幅方向中央の１６２ｍｍ幅の領域に、直径１８ｍｍの円孔を、ＭＤ方向及びＣＤ方向の両方向に列をなすように形成し、開孔シートを得た。円孔の形成は、パンチング加工（打ち抜き加工）により行い、円孔同士間の間隔はＭＤ方向及びＣＤ方向共６ｍｍとした。
【００２９】
実施例及び比較例の開孔シートについて目付等を測定し、それらの結果を表１に纏めて示した。表１中の無開孔不織布は、実施例１におけるスリット形成前の無開孔不織布である。
【００３０】
〔最大点荷重及び最大点伸度の測定方法〕
（株）東洋ボールドウイン製の引張圧縮試験機「ＲＴＭ−１００（商品名）」を用い引張モードで測定する。先ず、シートを、ＭＤ方向測定片の場合１５０ｍｍ×５０ｍｍ、ＣＤ方向測定片の場合１００ｍｍ×５０ｍｍの大きさに裁断し、測定片を採取する。測定片を引張圧縮試験機に装着されたエアーチェック間に初期試料長（チャック間距離）をＭＤ方向測定片１００ｍｍ、ＣＤ方向測定片５０ｍｍでセットし、引張圧縮試験機のロードセル（定格出力５ｋｇ）に取付けられたチャックを３００ｍｍ／分の速度で上昇させて、測定片を伸張させる。この測定により最大点荷重を測定し、最大点荷重時の伸度を最大点伸度とする。尚、ＭＤ方向測定片とは引張圧縮試験機の引張方向が測定片のＭＤ方向と一致するものであり、ＣＤ方向測定片は同方向が測定片のＣＤ方向と一致するものをいう。
【００３１】
〔厚みの測定方法〕
キーエンス（株）のレーザー変位計を用いて測定した。
定盤上に、試験片（不織布）を介在させずに加圧板をおき、そのときの厚みの表示を０．０００ｍｍとする。次に、定盤上に試験片をおき、その上に更に加圧板をおき、約５秒後の数値が安定した状態で厚みを読み取る。５枚の試験片の厚みの平均値を試料の厚みとする。
上記の加圧板は、アルミ製の直径５６ｍｍの円板であり、各試料の厚みは０．５ｇｆ／ｃｍ²（４９Ｐａ）の加圧下の厚みである。また、厚みは、少数第３位を四捨五入して少数第２位まで算出した。他の条件等は、下記の通りである。
センサヘッド：ＬＫ−０８０、アンプユニット：ＬＫ−２１００、グラフィックアナログコントローラ：ＲＪ−８００、測定片１００ｍｍ×１５０ｍｍ
【００３２】
【表１】

【００３３】
表１に示すように実施例の開孔シートは、開孔面積（開孔径）及び開孔率が極めて大きいにも拘わらず、低目付で高強度である。また、実施例の開孔シートの外観を目視観察したところ、表面に凹凸がほとんどなく表面が平滑であった。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の開孔シートの製造方法によれば、開孔面積（開孔径）及び開孔率が極めて大きく、低目付で高強度な開孔シートを、材料の無駄を排除して、経済的且つ効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態で製造される開孔シートを示す概略平面図である。
【図２】図２は、図１の開孔シートの製造装置の概略を示す模式図である。
【図３】図３は、図１の開孔シートの製造工程におけるスリットの形成工程及び拡開工程を示す模式図（図２の製造装置の一部を上方から一部透視して見た図）である。
【符号の説明】
１開孔シート
２開孔
３ロータリーカッター（スリット形成装置）
４ピンテンター（熱処理装置）
１０スリットを多数有する熱収縮性不織布
１０’スリットを形成する前の熱収縮性不織布

Claims

スリットを多数有する熱収縮性不織布に、該熱収縮性不織布の幅及び長さの収縮を規制した状態において、熱処理を施すことにより、該熱収縮性不織布を該各スリットが拡開するように収縮させ、多数の開孔を有する開孔シートを製造する開孔シートの製造方法。
前記開孔シートの前記開孔の平均開孔面積が２〜３５０ｍｍ²である請求項１記載の開孔シートの製造方法。