JP4694743B2

JP4694743B2 - 弾性的な伸長性を有する複合シートの製造方法

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Publication number: JP4694743B2
Application number: JP2001303868A
Authority: JP
Inventors: 利夫小林; 裕樹合田; 一成磯貝; 聡光野
Original assignee: Uni Charm Corp
Current assignee: Uni Charm Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003105678A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、弾性的な伸長性を有する複合シートの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２００１−１８３１５号公報には、弾性的な伸長性を有する複合シートの製造方法が開示されている。この製造方法では、熱可塑性合成繊維からなり一方向へ非弾性的に伸長可能な第１ウエブが、熱可塑性合成樹脂からなり前記一方向へ弾性的に伸長可能な第２ウエブの少なくとも片面に重ねられて前記一方向において間欠的に接合される。接合された第１，２ウエブは、第２ウエブの弾性限界内であって、第１ウエブの破断伸度以下の範囲で前記一方向へ伸長された後に第２ウエブの弾性によって収縮して所期の弾性的な伸長性を有する複合シートとなる。このようにして得られる複合シートは、第１ウエブの繊維が伸長されて永久変形した後に収縮するから、嵩が高く、柔軟な肌触りのものとなって、使い捨ておむつや使い捨てガウン等の着用物品に使用するのに好適な素材となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術の複合シートにおいて、第１ウエブを伸長することによって着用物品の素材にふさわしい嵩をもたせるには、第１ウエブを５０〜３００％、より好ましくは７０〜１５０％伸長して、これを第２ウエブの収縮力によって１００〜７０％収縮させることが望ましい。また、着用物品の素材にふさわしい肌触りをもたせるには、第１ウエブの繊維に繊径の小さなもの、例えば２０μｍ以下のものを使用して、この繊維を７０〜１５０％伸長することが好ましい。しかしながら、第１ウエブをこの程度にまで伸長しようとすると、第１ウエブを形成する繊維によっては糸切れ、つまり破断するものが多数あって、得られた複合シートは、その糸切れによる毛羽立ちによって光沢が乏しくなったり、肌触りに滑らかさがなくなったりするということがある。こうしたことは、その繊維を溶融紡糸する過程において、繊維に高率のドラフトがかけられて繊維を形成している高分子の配向が進み、その結果として、繊維が高い伸度を持ち得ないことに原因がある。また、この繊維が高い伸度を持っていたとしても、やはりその配向の結果として、繊維は伸長応力の高いものになり、第１ウエブを伸長するときに大きな力が必要となる。つまり、そのような第１ウエブは、容易には伸長しないという問題をもたらす。
【０００４】
この発明では、複合シートを製造する前記従来技術において、非弾性的な伸長性を有するウエブを伸長するときに、そのウエブを形成している繊維に糸切れが簡単には生じることがないように改良を施すことが課題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題解決のために、この発明が対象とするのは、弾性的な伸長性を有する複合不織布の次のような製造方法である。つまり、熱可塑性合成繊維からなり一方向へ非弾性的に伸長可能な第１ウエブと、熱可塑性合成樹脂からなり少なくとも前記一方向へ弾性的に伸長可能な第２ウエブとを重ね合わせて接合することにより前記一方向への弾性的な伸長性を有する複合シートを製造する工程に下記工程ａ〜ｄ、即ち
ａ．前記第１ウエブを前記一方向へ連続的に供給する工程、
ｂ．前記第２ウエブを前記一方向へ連続的に供給して前記第１ウエブに重ね合わせる工程、
ｃ．重ね合わせた前記第１，２ウエブを前記一方向と前記一方向に対する直交方向とのうちの少なくとも前記一方向において間欠的に接合する工程、および
ｄ．接合した前記第１，２ウエブを前記第２ウエブの弾性限界内であって前記第１ウエブの破断伸度以下の範囲で前記一方向と直交方向とのうちの少なくとも前記一方向へ伸長する工程
が含まれる前記複合シートの製造方法である。
【０００６】
かかる製造方法において、この発明が特徴とするところは、次のとおりである。前記第１ウエブを形成する熱可塑性合成繊維として、数平均分子量が２００００〜１５００００の範囲内にあって互いの数平均分子量が異なる複数種類の熱可塑性合成樹脂の混合物で形成されていて繊維径が５〜２０μｍの範囲にある繊維が使用され、前記複数種類の熱可塑性合成樹脂は、前記混合物の２０〜９０重量％を占める数平均分子量Ｍａの熱可塑性合成樹脂Ｒａと、８０〜１０重量％を占める数平均分子量Ｍｂの熱可塑性合成樹脂Ｒｂとであって、これら両熱可塑性合成樹脂ＲａとＲｂとの和が前記混合物の５０〜１００重量％を占め、これら両熱可塑性合成樹脂ＲａとＲｂとの数平均分子量の比Ｍａ／Ｍｂが１．１以上である２種類の熱可塑性合成樹脂を含む。
【０００７】
この発明には、次のような好ましい実施態様がある。
（１）前記複合シートを製造する工程には、前記第２ウエブの両面に前記第１ウエブを重ね合わせてこれら第１，２ウエブを接合し、伸長する工程が含まれる。
（２）前記第２ウエブが熱可塑性合成繊維からなるものである。
（３）前記第２ウエブがフィルムからなるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
添付の図面を参照し、この発明に係る弾性的な伸長性を有する複合シートの製造方法の詳細を説明すると、以下のとおりである。
【０００９】
図１に斜視図で示された弾性的な伸長性を有する複合シート１は、上層２と下層３とを有し、これら両層２，３が接合部４で溶着し、一体化している。複合シート１は、互いに直交する双頭矢印Ｘ−Ｘ，Ｙ−Ｙのうち、少なくとも矢印Ｙ−Ｙ方向へ仮想線で示されるように弾性的に伸長可能である。
【００１０】
複合シート１の上層２は、Ｘ−Ｘ，Ｙ−Ｙ方向のうち、少なくともＹ−Ｙ方向へ非弾性的に伸長可能な層である。この上層２は、熱可塑性合成樹脂からなり非弾性的に伸長可能な連続繊維６の集合体をＹ−Ｙ方向またはＸ−Ｘ方向とＹ−Ｙ方向とに伸長して得られたものであって、好ましくは接合部４においてのみ繊維６どうしが互いに溶着し、接合部４どうしの間では接合していない。接合部４以外では、連続繊維６が不規則な曲線を画きながら、下層３の上面に広がっている。連続繊維６には、数平均分子量が２００００〜１５００００の範囲にあって互いの数平均分子量が異なる少なくとも２種類の熱可塑性合成樹脂を混合して溶融紡糸したものが使用されている。
【００１１】
複合シート１の下層３は、Ｙ−Ｙ方向、好ましくはＹ−Ｙ方向とＸ−Ｘ方向とに弾性的な伸長性を有するシートで、Ｙ−Ｙ方向へ少なくとも２００％、好ましくは少なくとも４００％伸長可能であり、１００％伸長したのちに、元の長さの１．３倍未満にまで弾性的に収縮可能なものが使用されている。かかるシートには、弾性糸からなるカードウエブ、弾性糸からなるサーマルボンド不織布やスパンレース不織布等の不織布、弾性糸からなる織布、熱可塑性エラストマーからなるフィルム等がある。
【００１２】
これら上層２と下層３とは、接合部４で加熱加圧して一体化できる他に、超音波処理で一体化することもできる。また、上層２の連続繊維６を下層３の組織と機械的に交絡させて両者を一体化することができる場合には、その交絡のための手段としてニードルパンチング、高圧柱状水流処理等を採用することができる。接合部４は、Ｘ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向のうちの少なくともＹ−Ｙ方向において間欠的に形成されており、個々の面積が０．０３〜１０ｍｍ^２程度の範囲にあり、複合シート１の面積に占める割合が１〜５０％程度の範囲にあることが好ましい。
【００１３】
かかる複合シート１を例えばＹ−Ｙ方向へ引っ張ると、下層３がＹ−Ｙ方向へ向かって弾性的に伸長し、その伸長に付随して曲線を画いている上層２の連続繊維６が向きを変えながらＹ−Ｙ方向へ延びる。複合シート１を引っ張るのに要する力は、主として下層３を引っ張るための力であって、上層２は連続繊維６の向きを変えるだけであるから、複合シート１を引っ張る力に殆ど影響を与えない。下層３をさらに弾性変形させながら複合シート１を引っ張ると、曲線を画いていた連続繊維６が下層３と一体化している接合部４と４との間で直線状に延びるようになる。このような状態になった複合シート１を引っ張るには、下層３を引っ張る力と、直線状の連続繊維６を非弾性的に伸長させる力とが必要になる。
【００１４】
図２は、複合シート１の製造工程の一例を示す図面である。図では、左から右へ無端ベルト３０が走行している。図の左方部分では、ベルト３０の上方に第１押出機３１が設置され、押出機３１の直下には急冷用エアのブロワ―３１Ｂが設置され、ベルト３０の下方にはサクション装置３１Ａが設置されている。第１押出機３１はベルト３０の幅方向に並ぶ多数のノズルを有し、それらのノズルからは、非弾性的な伸長性を有する熱可塑性合成樹脂が吐出されて第１連続繊維３５が形成され、この第１連続繊維３５がベルト３０へ到達する間にサクションの作用を受けながら急冷されることによって所要倍率のドラフトがかけられ、ベルト３０の上に不規則な曲線を画きながら堆積して第１ウエブ４１を形成する。好ましい第１ウエブ４１では、堆積して重なり合う連続繊維３５どうしが溶着することがないように、また溶着したとしても、後の工程において容易に分離することができるように、第１押出機３１の吐出条件とベルト３０の走行条件とが選択される。
【００１５】
第１連続繊維３５は、数平均分子量が２００００〜１５００００の範囲にあって互いの数平均分子量が異なる少なくとも２種類の熱可塑性合成樹脂ＲａとＲｂとの混合物を第１押出機３１で溶融紡糸することによって得られるものである。樹脂Ｒａは、数平均分子量Ｍａを有し、第１連続繊維３５において２０〜９０重量％を占め、樹脂Ｒｂは、数平均分子量Ｍｂを有し、第１連続繊維３５において８０〜１０重量％を占めており、これら両樹脂ＲａとＲｂとの総量は第１連続繊維３５において５０〜１００重量％を占めている。また、両樹脂ＲａとＲｂとの間において、互いの数平均分子量の比Ｍａ／Ｍｂは、１．１以上である。少なくともこれらの樹脂Ｒａ，Ｒｂを含む樹脂の混合物は、例えば孔径５００μｍノズルから吐出され、２００〜２３００倍、より好ましくは２００〜１０００倍のドラフトをかけられてベルト３０へ到達し、繊径５〜２０μｍを有する第１連続繊維３５を形成することが好ましい。樹脂ＲａとＲｂとには、例えばプロピレンのホモポリマー、プロピレンとエチレン等とのコポリマー、ポリエステル、ポリエチレンその他この発明の要件を満たす適宜のものを使用することができる。
【００１６】
このようにして得られる第１連続繊維３５は、ドラフトをかけられた後にも容易に伸長するものであって、この繊維３５の破断時の応力をＳ_０とし、１５０％伸長時の応力をＳ_１とすると、これら両応力の比Ｓ_１／Ｓ_０×１００（％）は７０％以下になり得る。かような第１連続繊維３５は、複合シート１を得るために、後の工程において伸長されても簡単には破断することがない。
【００１７】
第１押出機３１の右方には、第２押出機３２と、急冷用エアのブロワー３２Ｂと、サクション装置３２Ａとが設置されている。第２押出機３２もまた、ベルト３０の幅方向に並ぶ多数のノズルを有し、それらのノズルからは弾性的な伸長性を有する熱可塑性合成樹脂が吐出されて第２連続繊維４０が形成され、所要倍率のドラフトをかけられながら第１ウエブ３１の上に不規則な曲線を画いて堆積し、第２ウエブ４２を形成する。堆積して重なり合う第２連続繊維４０どうしは互いに溶着し、第２ウエブ４２がベルト３０の走行方向に、より好ましくはその走行方向とその走行方向に直交する方向とに弾性的な伸長性を有するシートを形成するように、第２押出機３２の吐出条件が選択される。
【００１８】
重なり合う第１，２ウエブ４１，４２は、上下一対のエンボスロール３４，３４の間を通り、これらウエブ４１，４２の走行方向である長手方向とその長手方向に直交する幅方向とのうち、少なくとも長手方向へ間欠的に加熱加圧されて互いに溶着し、第１複合ウエブ４３を形成する。
【００１９】
第１複合ウエブ４３は、伸長用の第１，２，３ロール３６，３７，３８を通過する。第１，３ロール３６，３８の回転速度は同じであるが、第２ロール３７の回転速度よりも遅い。第１ロール３６と第２ロール３７との回転速度差は、第１複合ウエブ４３を１０〜６０℃、より好ましくは１５〜４０℃の室温近傍において所要倍率にまで伸長できるように設定される。伸長後の第１複合ウエブ４３は、第２ロール３７と第３ロール３８との間で元の長さにまで弾性的に収縮して第２複合ウエブ４４を形成する。
【００２０】
第１複合ウエブ４３の伸長では、エンボスロール３４で溶着した部位と部位との間において、第１連続繊維３５が伸長され、その長さ方向へ塑性変形、即ち永久変形して寸法が長くなり、径が細くなる。第２連続繊維４０からなる第２ウエブ４２は、溶着した部位と部位との間において第２連続繊維４０の弾性限界内で弾性的に伸長する。第１複合ウエブ４３の好ましい伸長倍率は、５０〜３００％、より好ましい伸長倍率は７０〜１５０％である。
【００２１】
このように伸長される第１複合ウエブ４３において、第１連続繊維３５は、１５０％伸長してもそのときの伸長応力が破断時の伸長応力Ｓ_０の７０％以下で、簡単には破断することがないものであり、第２ウエブ４２には、第１複合ウエブ４３の伸長に十分耐え得るものが使用されているから、第１複合ウエブ４３から得られる第２複合ウエブ４４では、第１連続繊維３５の糸切れによる毛羽立ちは生じない。
【００２２】
第２複合ウエブ４４は巻き取られ、その後適宜の寸法に裁断されて複合シート１となる。第２複合ウエブ４４における第１ウエブ４１と第２ウエブ４２とは、図１の複合シート１の上層２と下層３とになる。第２複合ウエブ４４においてエンボスロール３４で溶着した部分は、複合シート１の接合部４となる。
【００２３】
このようにして得られる第２複合ウエブ４４、即ち複合シート１を使い捨ておむつや生理用ナプキン、使い捨てのガウンなどの使い捨て着用物品に使用する場合には、第２ウエブ４２にゴム質の材料が含まれていても、第１ウエブ４１が肌に当接するように使用すれば、ゴム質の材料に特有な肌に対する滑りの悪さで肌を刺激することがない。第２複合シート４４では、第１連続繊維３５が伸長して径が細くなることにより、一層柔軟なものになる。第１ウエブ４１は、第１連続繊維３５が永久変形して繊維長の長いものになることによって嵩が増して肌触りのよいものになる。第２複合ウエブ４４の第１連続繊維３５が、エンボス加工による接合部４を除いて連続繊維３５どうしで溶着することもなければ、第２ウエブ４２と融着することもない場合には、第２複合ウエブ４４を伸長するときの初期の力は、第２ウエブ４２のみを伸長する比較的弱い力で足りる。かような第２複合ウエブ４４は、上下２層からなるものではあるが、伸長が容易で柔軟である。図示例の工程であれば、第２複合ウエブ４４における第１，２ウエブ４１，４２それぞれの坪量は、各押出機３１，３２から吐出されたときの坪量そのままになる。また、第１，２ウエブ４１，４２は、いずれも繊維集合体であるから、これらから得られる第２複合ウエブ４４は一般的に通気性のよいものになる。
【００２４】
この発明を実施する際には、図２の工程を様々に変化させることができる。例えば、第２ウエブ４２は、第１ウエブ４１よりも先にベルト３０に供給することができる。第１，２ウエブ４１，４２を接合するには、エンボスロール３４による加工に代えて、ニードルパンチングや高圧柱状水流処理等の手段を採用することもできる。また、第２押出機３２の下流側に第３成形機を設置し、この成形機から吐出される非弾性的な伸長性を有する第３の連続繊維で第２ウエブ４２の上に第１ウエブ４１と同様な第３ウエブを形成し、第１，２ウエブ４１，４２と第３ウエブとからなる３層構造の複合シート１を製造することも可能である。第１ウエブ４１と第３ウエブとは、同じものでもよいし、坪量の異なるものであってもよい。また、樹脂の種類や繊度、色等の外観が異なるものであってもよい。また、第２ウエブ４２として熱可塑性エラストマーからなるフィルムを使用することもできる。
【００２５】
（実施例）
図２の工程において、数平均分子量が異なる２種類の熱可塑性合成樹脂Ｒａ，Ｒｂとして、２種類のプロピレンのホモポリマーおよび２種類のプロピレンとエチレンとのコポリマーを使用し、第１連続繊維とこの繊維の集合体である坪量１５ｇ／ｍ^２の第１ウエブを得た。また、第２ウエブとしてスチレン系エラストマーからなる連続繊維の集合体であって、坪量２０ｇ／ｍ^２、破断伸度４００％以上のものを得た。これら第１，２ウエブを重ね合わせて機械方向（図の右方向）において間欠的に接合して第１複合ウエブを得た。第１複合ウエブは、これを機械方向へ１００％伸長してから収縮させて、第２複合ウエブ、即ち本発明における弾性的な伸長性を有する複合シートを得た。
【００２６】
第１連続繊維を得るために使用した２種類の熱可塑性合成樹脂Ｒａ，Ｒｂの数平均分子量Ｍａ，Ｍｂ、混合割合、溶融紡糸条件、得られた第１連続繊維についての繊径と破断応力に対する１５０％伸長応力の比は、表１のとおりであった。
【００２７】
（比較例）
実施例の第１連続繊維に代えて、１種類のプロピレンのホモポリマーからなる繊維を使用した場合、２種類の熱可塑性合成樹脂の数平均分子量の比を実施例のそれよりも小さくした場合、および２種類の熱可塑性合成樹脂の混合割合を実施例のそれよりも高くまたは低くした場合のそれぞれで得られる繊径２０μｍ以下の繊維についての破断応力に対する１５０％伸長応力の比は、表１のとおりであった。また、これらの繊維からなるウエブを実施例で使用した弾性的な伸長性を有する第２ウエブと接合し、次いで１００％伸長した後に収縮させて得られた複合シートについての外観の観察結果は、表１のとおりであった。
【００２８】
これら実施例から明らかなように、本発明の方法によれば非弾性的に伸長可能な繊維は１５０％伸長時の応力が破断応力の７０％以下であって、この繊維を使用して得られる弾性的な伸長性を有する複合シートには糸切れによる毛羽立ちが生じない。
【００２９】
【表１】

【００３０】
【発明の効果】
この発明に係る製造方法によれば、弾性的な伸長性を有するウエブに対して、数平均分子量の異なる少なくとも２種類の熱可塑性合成樹脂の混合物から得た非弾性的に伸長容易な繊維からなるウエブを重ね合わせて接合し、これら両ウエブを伸長することによって弾性的な伸長性を有する複合シートを得るから、その複合シートには、非弾性的な繊維の糸切れによる毛羽立ちが生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】複合シートの斜視図。
【図２】複合シート製造工程図。
【符号の説明】
１複合シート
３５熱可塑性合成繊維（第１連続繊維）
４０熱可塑性合成繊維（第２連続繊維）
４１第１ウエブ
４２第２ウエブ
４４複合シート（第２複合ウエブ）

Claims

熱可塑性合成繊維からなり一方向へ非弾性的に伸長可能な第１ウエブと、熱可塑性合成樹脂からなり少なくとも前記一方向へ弾性的に伸長可能な第２ウエブとを重ね合わせて接合することにより前記一方向への弾性的な伸長性を有する複合シートを製造する工程に下記工程ａ〜ｄ、即ち
ａ．前記第１ウエブを前記一方向へ連続的に供給する工程、
ｂ．前記第２ウエブを前記一方向へ連続的に供給して前記第１ウエブに重ね合わせる工程、
ｃ．重ね合わせた前記第１，２ウエブを前記一方向と前記一方向に対する直交方向とのうちの少なくとも前記一方向において間欠的に接合する工程、および
ｄ．接合した前記第１，２ウエブを前記第２ウエブの弾性限界内であって前記第１ウエブの破断伸度以下の範囲で前記一方向と直交方向とのうちの少なくとも前記一方向へ伸長する工程
が含まれる前記複合シートの製造方法において、
前記第１ウエブを形成する熱可塑性合成繊維として、数平均分子量が２００００〜１５００００の範囲内にあって互いの数平均分子量が異なる複数種類の熱可塑性合成樹脂の混合物で形成されていて繊維径が５〜２０μｍの範囲にある繊維が使用され、前記複数種類の熱可塑性合成樹脂は、前記混合物の２０〜９０重量％を占める数平均分子量Ｍａの熱可塑性合成樹脂Ｒａと、８０〜１０重量％を占める数平均分子量Ｍｂの熱可塑性合成樹脂Ｒｂとであって、これら両熱可塑性合成樹脂ＲａとＲｂとの和が前記混合物の５０〜１００重量％を占め、これら両熱可塑性合成樹脂ＲａとＲｂとの数平均分子量の比Ｍａ／Ｍｂが１．１以上である２種類の熱可塑性合成樹脂を含むことを特徴とする前記製造方法。
前記複合シートを製造する工程には、前記第２ウエブの両面に前記第１ウエブを重ね合わせてこれら第１，２ウエブを接合し、伸長する工程が含まれる請求項１記載の製造方法。
前記第２ウエブが熱可塑性合成繊維からなるものである請求項１または２記載の製造方法。
前記第２ウエブがフィルムからなるものである請求項１または２記載の製造方法。