JP6793029B2 - 伸長性シートの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は伸長性シートの製造方法に関する。本発明の方法で製造された伸長性シートは、伸長性が要求される各種物品の構成部材として好適に用いられる。
互いに噛み合う歯溝が回転軸方向に沿うように周面部に設けられた一対のロールを備えた加工手段を使用し、該ロールを回転させてそれらの噛み合い部分に不織布等のシートを供給して、該シートに加工を施す技術が種々提案されている。例えば、特許文献1には、外周面に形成された複数の歯を互いに噛み合わせながら回転する一対のロールの間隙に、予め、上流側の延伸ステップにて延伸された不織布を通すことにより、該不織布を更に長手方向に延伸する技術が提案されている。
また、上述したシートに加工を施す技術として、本出願人は、先に、基材シートを一対の駆動ロールから互いに噛み合う一対の歯溝ロールの噛み合い部分に供給して、一対の歯溝ロール間で基材シートを延伸加工する柔軟性シートの製造方法において、駆動ロールの周速と歯溝ロールの周速との関係を調整することにより、基材シートを延伸する技術を提案している(特許文献2参照)。
ところで上述した従来の技術においては、延伸加工の対象となるシートは一般にロール状に巻回された状態の巻回体から加工ラインへ繰り出されて連続的に延伸加工に付される。したがって加工ラインを停止させないようにするためには、巻回体からのシートの繰り出しがすべて完了する前に、他の巻回体から繰り出された別のシートと接合する操作、すなわちいわゆるシート継ぎ操作が必要となる。
延伸加工に付されるシートのシート継ぎに関する従来の技術としては、例えば特許文献3に記載のものが知られている。同文献においては、シート継ぎされる2枚のシートに形成される接合部を、シートの搬送方向と直交する方向に間欠的に設けている。
特開2008−156785号公報 特開2011−80172号公報 特開2012−207336号公報
特許文献3に記載の技術では、シートが延伸方向に沿って引っ張られたときに、延伸方向と直交する方向において分断されないようにしている。しかし、シート継ぎ部は2枚のシートが重ね合わされている部分であることから、他の部分よりも延伸されづらく、シートの延伸部の強度が低い場合にはシート継ぎ部と延伸部との境界で破断が生じるなどのトラブルが起こることがしばしばある。
したがって本発明の課題は、シートの延伸方法の改良にあり、更に詳しくはシートを継ぎながら一対の歯溝ロール間でシートを延伸加工するときに生じることのあるトラブルを抑制することにある。
本発明は、基材シートをインフィードロールから互いに噛み合う一対の歯溝ロールの噛み合い部分に供給して、一対の該歯溝ロール間で該基材シートをその搬送方向に延伸加工する延伸工程と、
一対の前記歯溝ロールで延伸加工された前記基材シートをアウトフィードロールに供給して、該アウトフィードロールで該基材シートにその搬送方向に張力を加えながら一対の該歯溝ロールから引き出す引き出し工程とを具備する伸長性シートの製造方法であって、
前記延伸工程に先立ち、前記基材シートを別の基材シートに接合させるシート継ぎ工程を更に有し、
前記シート継ぎ工程においては、前記搬送方向に沿って伸長性を有する粘着材料を前記基材シートと前記別の基材シートとの間に施して両シートを接合させる、伸長性シートの製造方法を提供するものである。
本発明によれば、一対の歯溝ロール間でシートを延伸加工するのに先立ちシートのシート継ぎを行っても、シートの延伸時にトラブルが生じにくくなる。
図1は、本発明の伸長性シートの製造方法に好適に用いられる延伸装置の一実施形態を示す模式図である。 図2は、本発明の伸長性シートの製造方法に好適に用いられるシート継ぎ装置の一実施形態を示す模式図である。 図3(a)及び(b)はそれぞれ、2枚の基材シートを継ぐ状態を示す模式図である。 図4(a)ないし(d)はそれぞれ、基材シートに配置する粘着材料のパターンを示す平面図である。
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は、本発明の伸長性シートの製造方法に好適に用いられる装置の一実施形態を模式的に示したものである。以下の説明では、基材シート10を搬送する方向をY方向、搬送する方向と直交する方向及び搬送される基材シート10の幅方向をX方向として説明する。後述する歯溝ロール2,3の回動方向Rと基材シート10の搬送方向(Y方向)とは一致している。
図1に示すように、本実施形態の製造装置1は、互いに噛み合う歯溝が回転軸方向(X方向)に沿うように周面部に設けられた一対の歯溝ロール2,3を備えており、歯溝ロール2,3が回転されているときにそれらの噛み合い部分に供給された基材シート10にその搬送方向(Y方向)に延伸加工を施して、搬送方向に沿う伸長性を付与する装置である。本実施形態の製造装置1では、歯溝ロール2,3は同じ形態のロールで構成されている。歯溝ロール2,3に互いに噛み合う歯溝が回転軸方向(X方向)に沿うように周面部に設けられているとは、図1に示すように、歯溝ロール2,3の回転軸と、歯20,30が歯溝ロール2,3上に延びる方向とが、それぞれ平行になるように周面部に設けられ、歯20と歯20、又は歯30と歯30の間が溝になっていて、噛み合い部分では、互いの歯溝ロールの歯が互いの溝に噛み合うように設けられていることである。
一対の歯溝ロール2,3は、いずれか一方の歯溝ロールが駆動ロールであり且つ他方の歯溝ロールが連れ回りロールとなっている。本実施形態の製造装置1では、歯溝ロール2が駆動ロールであり且つ歯溝ロール3が連れ回りロールとなっている。いずれの歯溝ロール2,3も、図1中、矢印Rで示す方向に回動するようになっている。
製造装置1は、図1に示すように、歯溝ロール2,3の上流側に、基材シート10の原反(基材シートロール)を取り付けた基材シート10を繰り出す繰り出しロール41と、繰り出しロール41と歯溝ロール2,3との間に配された一対のインフィードロール42,43とを備えている。インフィードロール42,43は、一対の歯溝ロール2,3の間に基材シート10を供給する役割を担うロールである。本実施形態の製造装置1では、インフィードロール42,43の周速度V1を、互いに噛み合った状態での歯溝ロール2,3の周速度V2に対して所定速度に設定し、基材シート10に所望の張力を付与する。なお、インフィードロール42,43の周速度V1を繰り出しロール41から繰り出される基材シート10の繰り出し速度V4に対して所定速度に設定し、基材シート10に所望の張力を付与することもできる。
本実施形態の製造装置1は、図1に示すように、歯溝ロール2,3の下流側に、歯溝ロール2,3間で延伸加工された基材シート10aを歯溝ロール2,3から引き出して次工程に搬送する一対のアウトフィードロール44,45を備えている。製造装置1ではアウトフィードロール44,45の周速度V3を歯溝ロール2,3の周速度V2に対して所定速度に設定し、延伸加工した基材シート10aを歯溝ロール2,3から引き出すとともに、基材シート10aに所望の張力を付与した伸長性シート11を製造する。
インフィードロール42,43の周速度V1とは、各ロール42,43表面での速度のことである。繰り出しロール41から繰り出される基材シート10の繰り出し速度V4とは、繰り出された基材シート10表面での速度のことである。アウトフィードロール44,45の周速度V3とは、インフィードロール42,43の周速度V1と同様に、各ロール44,45表面での速度のことである。歯溝ロール2、3の周速度V2とは、歯20,30の先端での速度のことである。
図1に示す製造装置1を用いた伸長性シートの製造方法は、図1に示すように、基材シート10を一対のインフィードロール42,43から互いに噛み合う一対の歯溝ロール2,3の噛み合い部分に供給して、一対の歯溝ロール2,3間で基材シート10をその搬送方向(Y方向)に延伸加工する延伸工程を具備している。更に、本実施形態の伸長性シートの製造方法は、一対の歯溝ロール2,3で延伸加工された基材シート10aを一対のアウトフィードロール44,45に供給して、一対のアウトフィードロール44,45で基材シート10aにその搬送方向(Y方向)に張力を加えながら一対の歯溝ロール2,3から引き出す引き出し工程を具備している。本実施形態では、アウトフィードロール44,45の周速度V3と、インフィードロール42,43の周速度V1との関係を、V3>V1に設定している。
延伸工程の前工程では、ロール状の基材シート10の原反を取り付けた繰り出しロール41から基材シート10を繰り出し、繰り出された基材シート10がインフィードロール42,43に供給される。本実施形態においては、基材シート10の供給時のインフィードロール42,43の周速度V1と基材シート10の繰り出し速度V4とは等速(V1=V4)である。延伸工程では、基材シート10を、一対のインフィードロール42,43から、R方向に回動する一対の歯溝ロール2,3の噛み合い部分に供給し、基材シート10をその搬送方向(Y方向)に沿って延伸加工する。
上述したように、本製造方法では、アウトフィードロール44,45の周速度V3が、インフィードロール42,43の周速度V1よりも高速に(V3>V1)設定されている。このように設定することで、延伸加工された基材シート10aに弛みを生じさせずに後工程へ搬送することができる。アウトフィードロール44,45の周速度V3に対するインフィードロール42,43の周速度V1の比率〔(V1/V3)×100〕は、30%以上80%以下であることが好ましく、40%以上60%以下であることが更に好ましい。加えられる張力は、延伸加工後の基材シート10aの破断荷重の5%以上50%以下であることが好ましく、5%以上20%以下であることが更に好ましい。
加工を施す基材シート10としては、その種類に特に制限はなく、例えば、紙、単層不織布、樹脂フィルム、2種以上の不織布の積層体、樹脂フィルムと不織布との積層体等が挙げられる。具体的には、基材シート10として、ポリプロピレン繊維、ポリプロピレンとポリエチレンの組成物からなる繊維、及びポリプロピレンとポリエチレンのバイコンポーネント繊維から選ばれるポリオレフィン繊維の熱可塑性重合体不織布が挙げられる。また、製造装置1による延伸加工によって、基材シート10に伸長性を付与するとともに柔軟性を付与する観点から、弾性繊維を含む不織布が好ましい。弾性繊維を含む不織布としては、弾性繊維を含む弾性繊維層の少なくとも一面に、実質的に非弾性の繊維から構成された非弾性繊維層が配され、両繊維層は、弾性繊維層の構成繊維が繊維形態を保った状態で、熱融着によって接合された伸縮性不織布(以下、伸縮性複合不織布という。)や、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性不織布が挙げられる。基材シート10が弾性を有する場合、延伸加工後の該シート10は延伸方向に沿う伸縮性を発現する。
前記弾性繊維は、スチレン系エラストマー、ポリ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又はポリウレタン系エラストマー等の熱可塑性エラストマー、ゴム等の弾性樹脂を原料とする繊維が用いられる。また、非弾性繊維は、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が用いられる。
伸縮性複合不織布としては、各種公知のものを用いることができ、例えば、特開2008−179128号公報に記載の伸縮シート、特開2007−22066号公報に記載の伸縮性シート、特開2007−22066号公報に記載の伸縮性不織布の製造方法により製造される伸縮性不織布、特開平10−029259号公報に記載の積層シート等を用いることもできる。
以上の工程においては、伸長性シートを連続的に製造していることから、製造ラインを停止させないようにするために、繰り出しロール41から繰り出される基材シート10を、その繰り出しがすべて完了する前に、他の繰り出しロール(図示せず)から繰り出された別の基材シートと接合する操作、すなわちシート継ぎ操作が必要となる。シート継ぎ操作は、図1に示す延伸工程に先立ち行われる。具体的には、図1に示す繰り出しロール41とインフィードロール42,43との間でシート継ぎ操作が行われる。
図2には、シート継ぎ操作に好適に用いられる装置が示されている。シート継ぎ装置50は、図2に示すように、第1の基材シート10Aに、別の基材シートである第2の基材シート10Bの始端部101Bを継ぎ合わせる継ぎ部51を有している。継ぎ部51には、定常ロール52及び押圧部53が配設されている。定常ロール52と押圧部53とは対向配置されている。
定常ロール52は、定常回転するロールで、継ぎ部51に導入された第1の基材シート10Aに搬送力を付与できるようになっている。押圧部53は、継ぎ部51に導入された第2の基材シート10Bの始端部101Bを、定常ロール52に当接するまで、定常ロール52に向けて移動できるようになっている。
継ぎ部51の下方には、フリーロール54が配設されている。フリーロール54は、継ぎ部51から導出された第1の基材シート10A又は第2の基材シート10Bを次工程である延伸工程に向けて転回するロールである。
第1の基材シート10Aは、第1の繰り出しロール41Aから繰り出され、ガイドロール55A,56Aに案内されて継ぎ部51に導入される。図2に示す状態においては、第1の基材シート10Aは連続的に搬送されている。一方、第2の基材シート10Bは、第2の繰り出しロール41Bから繰り出され、ガイドロール55B,56Bに案内されて、その始端部101Bが継ぎ部51における定常ロール52と押圧部53との間に位置するように配置されている。この操作は、例えば人手操作によって行われる。図2に示す状態においては、第2の基材シート10Bは静止している。ガイドロール55A,56Aの間、及びガイドロール55B,56Bの間には、必要に応じてアキュムレータ機構を設置してもよい。
第2の基材シート10Bは、その始端部101Bにおける定常ロール52との対向面に粘着材料60が配置されている。粘着材料60は、第1の基材シート10Aの終端部(図示せず)と、第2の基材シート10Bの始端部101Bとを接合するために用いられる。始端部101Bに粘着材料60を配置する操作は、機械的に行ってもよく、あるいは人手操作により行ってもよい。
継ぎ部51においては、第1の基材シート10Aの終端部(図示せず)が継ぎ部51に近接すると、押圧部53が定常ロール52に向けて移動し、定常ロール52によって搬送されている第1の基材シート10Aは、図3(a)に示すとおり、その終端部101A付近に第2の基材シート10Bの始端部101Bが粘着材料60を介して継ぎ合わされる。第1の基材シート10Aの終端部は、例えばセンサによって検知されるか、又は作業員の目視によって検知される。
このようにして第1の基材シート10Aの終端部付近に第2の基材シート10Bの始端部101Bが継ぎ合わされると、その後は、第2の基材シート10Bが次工程である延伸工程に搬送される。その間に、第1の基材シート10Aの始端部(図示せず)が、定常ロール52と押圧部53との間に配置されるとともに、該始端部における定常ロール52との対向面に粘着材料60が施される。そして第2の基材シート10Bが残り少なくなった場合には、第1の基材シート10Aの始端部に第2の基材シート10Bの終端部を継ぎ合わせることができる。このように、第1の基材シート10Aと第2の基材シート10Bとが交互に継ぎ合わされる。
以上の方法で第1の基材シート10Aと第2の基材シート10Bとが接合されると、図3(b)に示すとおり、それらの接合部61は2枚の基材シート10A,10Bが重ね合わされていることから、延伸工程において他の部分よりも延伸されづらく、シートの強度が低い場合には破断が生じるなどのトラブルが起こることがしばしばある。そこで本実施形態では、継ぎ合わされる2枚の基材シート10A,10Bの接合に、以下に述べる工夫を施している。
第1の基材シート10Aと第2の基材シート10Bとの接合部が延伸工程に付されたときに生じるトラブルを本発明者が詳細に検討したところ、シートの破断が、接合部61と非接合部との境界付近で生じることが多いことが判明した。発生原因について更に検討を推し進めたところ、接合部61を延伸工程に付しても該接合部61が十分に延伸されないことが破断の一因である可能性が高いことが判明した。そこで本実施形態では、シート継ぎ工程において、前記の粘着材料60として、搬送方向Yに沿って伸長性を有するものを用いて第1の基材シート10Aと第2の基材シート10Bとの間に施して両シート10A,10Bを接合させることとした。このような粘着材料60を用いることによって、両シート10A,10Bの接合部61が、前記の歯溝ロール2,3による延伸工程に付されたときに、両シート10A,10Bの延伸とともに粘着材料60の延伸も生じるので、これらのシートに破断等のトラブルが生じにくくなる。なお、本実施形態においては、搬送方向Yは、基材シート10A,10Bの延伸方向と一致している。
搬送方向Yに沿って伸長性を有する粘着材料60としては、例えば両面テープを用いることができる。この両面テープは、基材テープの各面に粘着剤が施されているものである。この両面テープは、その使用前の状態では、その各面が剥離紙によって保護された状態になっている。そして、シート継ぎ工程において両面テープから剥離紙を除去し、該両面テープを第1の基材シート10A又は第2の基材シート10Bに貼り付ける。そして、両面テープにおける基材テープとして、搬送方向Yに沿って伸長性を有するものを用いればよい。そのような基材テープの材質としては、例えば、天然ゴムや、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムなどのジエン系ゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレンタンゴム、シリコンゴムなどの非ジエン系ゴム、低密度ポリエチレン、熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。基材テープの形態としては、フィルムや不織布などが挙げられる。
両面テープの別の例として、2枚の剥離紙間に粘着剤をシート状に塗工した構造を有するものを用いることもできる。この形態の両面テープは、上述した両面テープと異なり基材テープを備えていないものである。換言すれば、この形態の両面テープは、粘着剤そのものがテープの形態をしている。
両面テープの形態が上述のいずれの場合であっても、粘着材料60は、搬送方向Yに沿う延伸を考えた場合、第1の基材シート10A及び第2の基材シート10Bよりも高延伸性を有することが好ましい。延伸性が高いとは、破断伸び率が高いことを意味する。つまり粘着材料60は、搬送方向Yに沿う破断伸び率が、第1の基材シート10A及び第2の基材シート10Bの破断伸び率よりも高いことが好ましい。
また粘着材料60は、第1の基材シート10Aと第2の基材シート10Bとの接合部61における延伸工程後の伸びが、該延伸工程前に対して好ましくは1.1倍以上5.0倍以下となるような伸長性を有していることも、延伸工程時のトラブル防止の観点から好ましい。この伸びの値は、1.5倍以上5.0倍以下であることが更に好ましく、2.0倍以上5.0倍以下であることが一層好ましい。この伸びの値は、延伸前の長さをL1とし、延伸後の長さをL2としたとき、L2/L1で定義される。
図3(a)において、粘着材料60を第1の基材シート10Aの一面に配置するパターンに特に制限はない。例えば図4(a)に示すとおり、第1の基材シート10Aの幅方向Xに沿うほぼ全長にわたって、矩形状に粘着材料60を配置することができる。
あるいは図4(b)に示すとおり、第1の基材シート10Aの幅方向Xに沿って粘着材料60を断続的に配置してもよい。更に図4(c)に示すとおり、粘着材料60を千鳥格子状に配置してもよい。更に図4(d)に示すとおり、粘着材料である両面テープ62として、その長手方向に延びるように形成された一条又は複数条のスリット63を有するものを用い、スリット63が第1の基材シート10Aの搬送方向Yに対して直交するように、且つ搬送方向Yに沿って間隔を置いて、複数の両面テープ62を配置してもよい。スリットは長手方向に連続でなくてもよく、間欠的にスリットが形成されていてもよい。更に、間欠的に形成された複数条のスリットを有する場合、両面テープの長手方向と直角方向にスリットされていない部分が隣り合わず、千鳥配列状に形成されていることが好ましい。
このようにして製造された伸長性シートは、例えば使い捨ておむつ、生理用ナプキン及び体液吸収パッド等に代表される吸収性物品のトップシート、バックシート、立体ギャザー及び外装材等の構成部材として好適に用いることができる。これ以外にも、例えば伸長性が要求される各種物品の構成部材として好適に用いられる。
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。例えば前記実施形態においては、第1の基材シート10Aと第2の基材シート10Bとの接合に用いられる粘着材料60として両面テープを例に挙げて説明したが、粘着材料60として両面テープ以外のものを用いてもよい。
また、シート継ぎ装置50は、定常ロール52及び押圧部53の替わりに、定常プレート及び押付プレートを用いてもよい。この場合、紙継ぎ工程より後の加工工程を連続して行えるよう、アキュムレータ機構はフリーロール54の後に設置することが好ましい。
更に、シート継ぎ装置50においては、第1の基材シート10Aの切断機構が、継ぎ部51の上流側に設置されていてもよい。
1 製造装置
2,3 歯溝ロール
20,30 歯
41 繰り出しロール
42,43 インフィードロール
44,45 アウトフィードロール
10 歯溝ロール2,3による延伸加工前の基材シート
10a 歯溝ロール2,3により延伸加工された基材シート
10A 第1の基材シート
101A 終端部
10B 第2の基材シート
101B 始端部
60 粘着材料
61 接合部
11 伸長性シート
V1 インフィードロールの周速度
V2 歯溝ロールの周速度
V3 アウトフィードロールの周速度
V4 繰り出しロールの周速度

Claims (5)

  1. 基材シートをインフィードロールから互いに噛み合う一対の歯溝ロールの噛み合い部分に供給して、一対の該歯溝ロール間で該基材シートをその搬送方向に延伸加工する延伸工程と、
    一対の前記歯溝ロールで延伸加工された前記基材シートをアウトフィードロールに供給して、該アウトフィードロールで該基材シートにその搬送方向に張力を加えながら一対の該歯溝ロールから引き出す引き出し工程とを具備する伸長性シートの製造方法であって、
    前記延伸工程に先立ち、前記基材シートを別の基材シートに接合させるシート継ぎ工程を更に有し、
    前記シート継ぎ工程においては、前記搬送方向に沿って伸長性を有する粘着材料を前記基材シートの幅方向に沿う全長にわたって、前記基材シートと前記別の基材シートとの間に施して両シートを接合させ、
    前記粘着材料は、前記基材シートと前記別の基材シートとの接合部における前記延伸工程後の伸びが、前記延伸工程前に対して1.1倍以上5.0倍以下となるような伸長性を有するものである、伸長性シートの製造方法。
  2. 前記粘着材料が両面テープからなり、
    前記両面テープは、その使用前の状態では、その各面が剥離紙によって保護されており、
    前記シート継ぎ工程において前記両面テープから前記剥離紙を除去し、該両面テープを前記基材シート又は前記別の基材シートに貼り付ける、請求項1記載の伸長性シートの製造方法。
  3. 前記両面テープが、2枚の剥離紙間に粘着剤をシート状に塗工した構造を有するものである、請求項2記載の伸長性シートの製造方法。
  4. 前記両面テープがその長手方向に延びるように形成された一条又は複数条のスリットを有し、
    前記スリットが前記基材シートの搬送方向に対して直交するように、且つ該搬送方向に沿って間隔を置いて、複数の前記両面テープを配置する、請求項2又は3に記載の伸長性シートの製造方法。
  5. 搬送方向に沿う延伸を考えた場合、前記粘着材料は、前記基材シート及び前記別の基材シートよりも高延伸性を有するものである請求項1ないし4のいずれか一項に記載の伸長性シートの製造方法。
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