JP6864502B2 - 伸縮性シートの製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献3には複合伸縮部材の製造方法が開示されている。この製造方法では、2枚のシート材間に弾性部材を伸張状態にして配した積層体を、互いに組み合わされる凹部と凸部とを有する挟持体によって挟持する。このときに、弾性部材に発現する張力によって、弾性部材と凸部との間に位置するシート材と、該弾性部材とを圧接して前記接合部を設ける。この製造方法では、伸縮性を備え、柔軟であって肌触りに優れる細かく規則的なギャザーを有する複合伸縮部材を好適に製造することができるとされている。
特許文献2に記載された製造方法では、不織布と弾性ストランドを接合する際、凹凸ロールの接圧が高いため、不織布と弾性ストランドの接合強度が強くなり、接着部分が硬くなりやすい。
特許文献3に記載された複合伸縮部材の製造方法では、2枚のシート材と弾性部材は、接着剤を用いて接合されており、弾性部材とシート材を直接融着により接着することは開示されていない。
前記シート材に凹凸形状を付与する凹凸形状付与工程と、
溶融又は軟化状態の複数の弾性フィラメントを引き取って延伸しつつ、該複数の弾性フィラメントの固化前に該複数の弾性フィラメントを前記シート材に融着させて接着する接着工程とを有し、
前記接着工程において、前記溶融又は軟化状態の複数の弾性フィラメントのそれぞれの張力によって前記複数の弾性フィラメントを前記シート材に押し付けて接着する伸縮性シートの製造方法を提供する。
図1に示すように、本実施形態によって製造される伸縮性シート50は、以下のようにして作製する。
まず、第1凹凸構造賦形部100によって、第1原反10Aの不織布からなる第1シート材10に対して第1凹凸形状付与工程を行って凹凸形状を付与する。一方、第2凹凸構造賦形部200によって、第2原反20Aの不織布からなる第2シート材20に対して第2凹凸形状付与工程を行って凹凸形状を付与する。
第1凹凸構造賦形部100は、互いに噛み合いが可能になっている一対の凹凸ロール101、102を備えている。一対の凹凸ロール101、102は、ロール幅方向に延びる歯溝を有し、それぞれ、歯となる大径凸部103、104と溝となる小径凹部105、106とがロール周方向に交互に配されている。ロール幅方向はロール周面においてロール周方向と直交する方向であり、以下、同様である。凹凸ロール102は、後述する弾性フィラメント30の接着工程に用いる場合には、冷却されていることが好ましい。凹凸ロール102を冷却する場合の冷却温度は、後述する溶融又は軟化状態の複数の弾性フィラメント30を固化させる観点から決定される。その冷却温度は、50℃以下が好ましく、より好ましくは30℃以下である。なお、下限は、凹凸ロール102が結露しない温度とすることが好ましく、具体的には10℃以上とすることが好ましい。上記温度はロール表面の温度とする。この上限以下の温度に冷却することによって、弾性フィラメントが十分に冷却され、第1シート材及び第2シート材に適度な接着力によって接着し、風合いの良好な伸縮性シートを得られる。
上記弾性フィラメント30の「弾性」は、弾性フィラメント30を伸縮性シート50から取り出した状態において、弾性を有することを意味する。弾性を有するとは、伸ばすことができ、かつ元の長さに対して1.3倍に伸ばした状態から力を解放したときに元の長さの1.1倍以下の長さまで戻る性質をいう。弾性フィラメント30は、直径が1mm以下であることが好ましく、0.3mm以下がより好ましく、0.2mm以下がさらに好ましい。
なお、ここでいう弾性フィラメント30の延伸は、フィラメント状にするためのものであり、溶融状態にて押し出された弾性フィラメント30が第1シート材10及び第2シート材20と貼り合わせられるまでの間、溶融状態または軟化状態を維持した状態でシート材間に供給される。そのため、溶融状態での延伸(溶融延伸)だけでなく、軟化状態の延伸(軟化延伸)であってもよい。溶融状態とは、外力を加えたとき樹脂が流動する状態である。
上記のように、ピッチP1、P2は同等もしくは正の整数倍であり、W1<D2であり、W2<D1であることによって、凹凸ロール102、202の大径凸部104、204同士が接触することがない。それによって、凹凸ロール102と凹凸ロール202とが互いにクリアランスを有して回動可能になっている。また、凹凸ロール102と凹凸ロール202との間のクリアランスを調整して、第1、第2シート材10、20と弾性フィラメント30との積層体に搬送力を与えつつもニップ圧を0に近づけることができる。さらに、第1、第2シート材10、20は、凹凸ロール102、202の歯溝の周面に沿わされて凹凸形状になる。このため、第1、第2シート材10、20同士が密着しすぎることを防いで、第1、第2シート材10、20と弾性フィラメント30との融着を精度よく行うことができる。
凹凸ロール102、202間に供給された複数の弾性フィラメント30は、まずどちらか一方の凹凸ロールの大径凸部の先端部に接触する。例えば、凹凸ロール102の大径凸部104の先端部104Aに最初に接触したとする。すると、凹凸ロール102、202は回動しているため、弾性フィラメント30は次に凹凸ロール202の大径凸部204の先端部204Aに接触する。このように、凹凸ロール102、202の回動よって、弾性フィラメント30は、凹凸ロール102の大径凸部104の先端部104A、凹凸ロール202の大径凸部204の先端部204Aの順に、交互に接触していく。なお、最初に弾性フィラメント30が接触するのは、弾性フィラメント30の供給方向により、大径凸部104の先端部104Aの場合と大径凸部204の先端部204Aの場合とがある。
したがって、上記接着工程によって、弾性フィラメント30への不織布の繊維が食い込まないため、複数の弾性フィラメント30の弾性力が阻害されることがなくなる。このため、高伸長であり、柔軟な伸縮性シート50が得られる。また、凹凸にされた第1シート材10及び第2シート材20によって伸縮性シート50に細かい襞ができ、これにより伸縮性シート50は肌触りが柔らかくなり、見栄えが良く、また薄型化できる。
延伸加工は、図3に示すように、延伸装置400によって行う。この延伸装置400は、機械流れ方向(MD)に搬送される上記伸縮性シート50に対して、一対の歯溝ロール401、402の噛み合わせによって、延伸加工を施す。なお、この延伸加工を歯溝延伸加工ともいう。歯溝延伸加工としては、特許文献1に記載されている方法と同様の方法を用いることができる。
図4に示すように、歯溝ロール401を矢印F1方向に回転させ、歯溝ロール402を矢印F2方向に回転させると、歯401A、402Aが周方向に順次、対向する溝に噛み合う。このとき、歯401A、歯402Aの先端が互いに反対方向(対向する溝方向)に伸縮性シート50を押し込んで伸縮性シート50を部分的に延伸する。特に、領域(411−412)及び領域(413−414)が、歯401A、402Aが対向する溝に深く入り込んで延伸する力が強くなる。領域(411−412)では、歯401A、歯402Aが互いの溝に入り込む噛み合い深さが徐々に深くなり、伸縮性シート50に対する押し込む力が徐々に強くなる。領域(413−414)では、互いの歯401A、歯402Aが対向する溝から徐々に引き離され、伸縮性シート50を引っ張る力が生じる。これによって、歯溝ロール401、402間に挿入される長尺帯状の伸縮性シート50は、弾性フィラメント30(図1参照)の延出方向に沿って延伸される。
L:歯溝ロール401の歯401Aと歯溝ロール402の歯402Aとの平均隙間(mm)
G:噛み合い深さ(mm)
V1:伸縮性シート50の搬送速度
V2:凹凸ロール401、402の周速度
V3:インフィートニップロール403、404の周速(m/min)
V5:歯溝ロール401、402の周速V5(m/min)
なお、歯溝ロール401、402の周速V5は、歯溝ロール401の歯401Aと歯溝ロール402の歯402Aとの噛み合い量を1/2にした点を半径とする周速度である。また平均隙間Lは、領域(411−412)における隙間L1と領域(413−414)における隙間L2との平均値である。
伸長性を有するシート材の一例として、一定の繊維径を有する高伸度の繊維を原料とする非弾性繊維を用いることが、最大伸度の高い伸縮性シートが得られる点において好ましい。高伸度とは、例えば、繊維の最大伸度が80%以上、特に120%以上、また、800%以下、特に650%以下の繊維をいう。繊維の伸度は、JIS L−1015に準拠し、測定環境の温度が20±2℃、湿度が65±5%RH、引張試験機のつかみ間隔が20mm、引張速度が20mm/minの条件における測定を基準とする。上記の高伸度の繊維は、低延伸の非弾性繊維であることが好ましい。上述した低延伸の非弾性繊維は、紡糸後に低延伸倍率で延伸された繊維及び延伸されていない繊維、すなわち未延伸繊維の両方を包含する。
弾性フィラメント30は、単成分系のものでもよく、もしくは芯鞘型やサイド・バイ・サイド型の多成分系のものでもよい。弾性フィラメント30の紡糸性を高めたり、弾性部材フィラメント30と第1シート材10及び第2シート材20との融着強度を高めたり、最終的に得られる伸縮性シート50の各種特性(例えば伸縮性)を向上させたりする観点から、多成分系が好ましい。例えば、伸縮性シート10の伸縮性を高めるため、ポリプロピレン系のエラストマー樹脂とスチレン系のエラストマー樹脂とを組み合わせることが好ましい。
弾性フィラメント30は、単成分系であるか、又は多成分系であるかを問わず、製造された伸縮性シート50における弾性フィラメント30の太さは、柔軟性の向上や外観、生産性の観点から、直径で表して10μm以上300μm以下が好ましく、20μm以上150μm以下がより好ましい。弾性フィラメント30間のピッチは0.1mm以上10mm以下が好ましく、0.5mm以上2mm以下がより好ましい。
図1及び2に示す装置を用いた伸縮性シートの製造方法を、下記の条件のもとで実施した。これにより得た伸縮性シートを用いて実施例1の伸縮性シート試料S1を作製した。
第1シート材10及び第2シート材20は、坪量20g/m2のスパンボンド不織布を用いた。この第1シート材10の繊維は非弾性繊維とした。弾性フィラメント30を構成する弾性樹脂としては、スチレン系エラストマー樹脂のSEPSを用いた。弾性フィラメント30は、紡糸され延伸及び冷却後の繊維(フィラメント)状として直径0.1mmとした。図1及び図2に示す製造装置(紡糸装置)と同様の構成の装置を用いて、複数の弾性フィラメントが等ピッチで配置された複合シートを製造した。また図3に示すように、歯と歯底がロール周方向(実長方向)に交互に配された一対の歯溝ロール401A、402Aを備えた弾性発現処理装置(延伸装置)に、上記製造した複合シートを通すことにより、該複合シートに伸縮性を付与し、目的とする伸縮シートを製造した。
凹凸ロール101、102は、歯溝のピッチは同等であり、2mmとした。大径凸部103、104同士の噛み合い深さを3mmとした。
また凹凸ロール201、202は、歯溝のピッチは同等であり、2mmとした。大径凸部203、204同士の噛み合い深さを3mmとした。
凹凸ロール101、102、201、202の周速度を20m/sとし、第1シート材10及び第2シート材20の搬送速度を20m/sとした。
さらに歯溝延伸倍率を3倍とした。
なお、次の接着工程を行うために、凹凸ロール102、202は20℃に冷却した。
(2)接着工程を行った。
各凹凸ロール101、102、201、202の条件は凹凸形状付与工程と同じである。
前記図3及び4に示した延伸装置400によって、実施例1にて作製した伸縮性シート50にさらに歯溝延伸加工を施した。それ以外は実施例1と同様にして、伸縮性シート試料S2を作製した。機械延伸倍率を2倍とし、歯401Aと歯402Aとの噛み合い深さGは2.5mm、歯溝ロール401の歯401A同士のピッチP3および歯溝ロール402の歯402A同士のピッチP4は2mmとした。
特許文献1に記載された伸縮性シートを特許文献1に記載された製造方法にて、伸縮性シートを比較例の伸縮性シート試料C1を作製した。
特許文献1に記載された伸縮性シートを特許文献1に記載された製造方法にて、伸縮性シートを比較例の伸縮性シート試料C2を作製した。
〔非弾性繊維層側の肌触り(柔軟性)〕
伸縮性シートの非弾性繊維層側の肌触りの評価を行った。肌触りは自然状態(弛緩状態)にて評価した。一般成人男女5人の評価者によって1点から5点までの5段階評価にて行い、その平均点を四捨五入して求めた。評価基準は、柔らかであってベタツキのないものを好ましいものとして5点、やや好ましいものを4点、普通なものを3点、やや好ましくないものを2点、硬いものやベタツキのあるものを好ましくないものを1点とした。上記非弾性繊維層側の肌触り評価の基準は、比較例1のシートを普通のもの(3点)として、それを基準にして上記評価を行った。
〔外観〕
評価者の目視によって、伸縮性シートの非弾性繊維層側を上面とし、自然状態(弛緩状態)において評価した。一般成人男女5人の評価者によって1点から5点までの5段階評価を行い、その平均点を四捨五入して求めた。評価基準は、微少な波形状を有し穴が目立たないものを好ましいものとして5点、やや好ましいものを4点、普通なものを3点、やや好ましくないものを2点、穴が多く、目立つものを好ましくないものとして1点とした。上記外観評価の基準は、比較例1のシートを普通のもの(3点)として、それを基準にして上記評価を行った。
11、21 非接触領域
20 第2シート材
30 弾性フィラメント
50、52 伸縮性シート
100 第1凹凸構造賦形部
101、102 凹凸ロール
103、104 大径凸部
104A 大径凸部104の先端部
105、106 小径凹部
200 第2凹凸構造賦形部
201、202 凹凸ロール
203、204 大径凸部
204A 大径凸部204の先端部
205、206 小径凹部
300 紡糸ヘッド
301 ノズル
400 延伸装置
401、402 歯溝ロール
401A、402A 回転軸方向に長さを有する歯
403、404
405、406 アウトフィードロール
411−412、413−414 領域
P1、P2、P3、P4 歯溝のピッチ
D1 小径凹部106のロール周方向の間隔
D2 小径凹部206のロール周方向の間隔
G 噛み合い深さ
W1 大径凸部104のロール周方向の幅
W2 大径凸部204のロール周方向の幅
V3 インフィードロールの回転速度
Claims (5)
- 不織布からなる一対のシート材に複数の弾性フィラメントが接着され、該複数の弾性フィラメントが互いに交差せずに一方向に延びて配列している、伸縮性シートの製造方法であって、
前記一対のシート材それぞれに凹凸形状を付与する凹凸形状付与工程と、
溶融又は軟化状態の複数の弾性フィラメントを前記シート材に融着させて接着する接着工程とを有し、
前記凹凸形状付与工程と前記接着工程とを順に行い、
前記接着工程において、互いの歯溝が噛み合い可能に対向配置された一対の凹凸ロール間にて、凹凸形状を付与した前記一対のシート材間に弾性フィラメントを搬送して合流させ、前記一対の凹凸ロールの回動に伴い、前記複数の弾性フィラメントのそれぞれに張力が付加された状態で、前記一対の凹凸ロールそれぞれの大径凸部の頂部にて前記複数の弾性フィラメントと前記一対のシート材とを接着し、
前記一対の凹凸ロールの歯溝のピッチは同等もしくは正の整数倍であり、一方の凹凸ロールの大径凸部のロール周方向の幅よりも対向する他方ロールの小径凹部のロール周方向の間隔が広く、かつ前記一対の凹凸ロールが互いにクリアランスを有して回動可能になっている、伸縮性シートの製造方法。 - 前記凹凸形状付与工程は、前記シート材を、該工程に用いる噛み合った凹凸ロールの間を通過させることにより前記シート材に凹凸形状を付与させる請求項1記載の伸縮性シートの製造方法。
- 前記凹凸形状付与工程は、該工程に用いるそれぞれの前記凹凸ロール側への吸引を行う請求項2記載の伸縮性シートの製造方法。
- 前記凹凸形状付与工程は、該工程に用いる前記凹凸ロールを冷却する請求項2または3に記載の伸縮性シートの製造方法。
- 前記接着工程の後に、前記伸縮性シートに延伸加工を行う請求項1〜4のいずれか1項に記載の伸縮性シートの製造方法。
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