JP3990875B2

JP3990875B2 - 弾性伸縮性複合シート

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Publication number: JP3990875B2
Application number: JP2001167352A
Authority: JP
Inventors: 利夫小林; 裕樹合田; 一成磯貝
Original assignee: Uni Charm Corp
Current assignee: Uni Charm Corp
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2021-06-01
Also published as: JP2002361766A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、弾性伸縮性の複合シート、より詳しくは、弾性的に伸縮するシートと非弾性的に伸長するシート状の繊維集合体とからなる前記複合シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラスチックエラストマー等からなる弾性伸縮性シートに弾性伸縮性不織布または非弾性的に伸長可能な不織布を接合して、その弾性伸縮性シート表面のゴム質の肌触りを布様のものに変えることはよく知られている。例えば使い捨ておむつの不透液性裏面シートを弾性伸縮性のものにするために不透液性の弾性伸縮性フィルムを使用し、このフィルムの表面に前記不織布のいずれかを積層することがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように積層して得られる複合シートでは、弾性伸縮性不織布や非弾性的に伸長可能な不織布に繊維長５０ｍｍ程度の短繊維が一般的に使用される。かかる複合シートは、それが伸縮するときに不織布を形成している短繊維どうしの交絡が次第に解けて不織布としての組織や複合シートとしての組織がこわれたり、毛羽立ったりすることがある。そうしたことによって、伸長された複合シートでは、短時間のうちに応力が緩和して身体に対するフィット性が悪くなるとか、伸縮を繰り返していると伸び切ったままの状態になってフィット性が悪くなるということがある。そうしたことがないようにするためには、例えば繊維の交絡部位どうしを互いに接近させたり、不織布と弾性伸縮性シートとの接合部位を互いに接近させたりしなければならない。しかし、このように交絡部位や接合部位を接近させることは、複合シートが高い弾性伸縮性を発揮するときの妨げになる傾向がある。
【０００４】
この発明が課題とするのは、弾性伸縮性複合シートにおいて、このシートの伸縮性の妨げになる要因を極力排除して、高い伸縮性の発揮とその維持とを可能にすることにある。
【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、互いに直交する二方向のうちの少なくとも一方向に伸縮性を有する弾性シートの少なくとも片面に、前記二方向のうちの前記一方向に伸長性を有するシート状の繊維集合体が接合してなる弾性伸縮性複合シートである。
【０００６】
かかる弾性伸縮性複合シートにおいて、この発明が特徴とするところは、次のとおりである。前記弾性シートがスチレン含有量１０〜４０重量％、数平均分子量７００００〜１５００００のスチレン系エラストマーを６０〜９８重量％含む繊維からなり、前記繊維集合体が非弾性的な伸長性を有するものであって、前記二方向のうちの少なくとも前記一方へ間欠的に形成された接合部において前記弾性シートと一体化しており、前記接合部は個々の面積が０．０３〜１０ｍｍ ^２の範囲にあり、複合シートの面積に占める割合が１〜５０％程度の範囲にあり、前記繊維集合体を形成している繊維のそれぞれは、前記接合部と接合部との間において連続している長繊維および連続繊維のいずれかであり、前記複合シートを前記二方向のうちの少なくとも前記一方向へ少なくとも７０％伸長した後に前記弾性シートの収縮力によって収縮させることによって、前記接合部と接合部との間において前記繊維集合体を形成している繊維がループを画いており、前記弾性シートは、これと同一材料からなる直径１ｍｍのモノフィラメントを２回繰り返して１５０％伸長したときの残留歪が１６％以下であり、前記モノフィラメントの４０℃における５０％伸長時の応力Ｓ_０と１２０分経過後における応力Ｓ_１２０とについての比Ｓ_１２０／Ｓ_０が０．２以上であり、かつ、前記応力Ｓ_１２０が０．１Ｍｐａ以上である。
【０００７】
かかる発明には、次のような好ましい実施態様がある。
（１）前記繊維集合体は、前記一方向へ少なくとも７０％伸長可能である。
（２）前記繊維集合体の坪量は、１０〜１００ｇ／ｍ^２である。
（３）前記繊維集合体の繊維がポリプロピレン、エチレン−プロピレンランダム共重合体、エチレン−プロピレン−ブテンランダム共重合体、ポリエステルおよびポリエチレンのいずれかである。
（４）前記スチレン系エラストマーは、オレフィン系レジンおよびオイル成分のいずれかを含む。
【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伸縮性複合シート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伸縮性複合シート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のうちの少なくとも矢印Ｙ−Ｙ方向へ仮想線で示されるように弾性的に伸縮可能である。
【００１０】
複合シート１の上層２は、Ｘ−Ｘ，Ｙ−Ｙ方向のうちの少なくともＹ−Ｙ方向へ非弾性的に少なくとも７０％、より好ましくは２００％以上伸長可能な層である。この上層２は、接合部４と４との間で連続している熱可塑性合成樹脂の長繊維、より好ましくは熱可塑性合成樹脂の連続繊維６の集合体であって、好ましくは接合部４においてのみ繊維どうしが互いに溶着し、接合部４どうしの間では溶着も接着もしておらず、繊維が互いに分離独立している。複合シート１がＹ−Ｙ方向および／またはＸ−Ｘ方向へ伸長するときには、繊維６が接合部４と４との間でＹ−Ｙ方向および／またはＸ−Ｘ方向へ向かって延びるように向きを変え、上層２が非弾性的に伸長する。かかる連続繊維６には、非弾性的な合成樹脂であるポリプロピレンやエチレン−プロピレンランダム共重合体、エチレン−プロピレン−ブテンランダム共重合体、ポリエステル、ポリエチレン等からなるものがある。連続繊維６の径は０．１〜５０μｍであることが好ましい。
【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方向とに弾性的に伸縮するシートで、Ｙ−Ｙ方向へ少なくとも１００％、より好ましくは２００％以上、さらに好ましくは４００％以上伸長可能なものである。かかる下層３は繊維、好ましくは連続繊維の集合体またはフィルムによって形成される。これら繊維またはフィルムには、スチレン含有量が１０〜４０重量％、数平均分子量が７００００〜１５００００のスチレン系エラストマーを６０〜９８重量％含むものが使用される。これら繊維またはフィルムは、それらの性状を調整するためにオレフィン系レジンやオイル成分を含むことができる。かかるエラストマーを含む繊維またはフィルムであると、これら繊維またはフィルムと同一の材料からなる直径１ｍｍ、長さ３ｍｍのモノフィラメントとして評価したときに、２０℃において２回繰り返して１５０％伸長した後の残留歪が１６％以下であり、直径１ｍｍ、長さ１００ｍｍのモノフィラメントとして評価したときに、４０℃において１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で５０％伸長したときの応力Ｓ_０と、５０％伸長したままで１２０分間放置した後の応力Ｓ_１２０との間で得られる応力保持率Ｓ_１２０／Ｓ_０が０．２以上であって、かつ、Ｓ_１２０が０．１Ｍｐａ以上となり、複合シート１を使い捨ておむつやトレーニングパンツ、使い捨て医療用ガウン等の着用物品に好適な素材にすることができる。これらの着用物品は、弾性的伸長率が高く、長時間伸長したままでも伸長応力の低下が少なく、何回もの伸縮の繰り返しに耐えるものになる。
【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し、接着剤を介して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、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方向へ弾性的に伸長し、その伸長に付随して上層２の連続繊維６が接合部４と４との間で向きを変えながらＹ−Ｙ方向へ非弾性的に伸長する。繊維６が延びきるまでの間は、複合シート１を引っ張るために要する力が、主として下層３を引っ張るために要する力となる。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。複合シート１をさらに引っ張ると、曲線を画いていた連続繊維６が延びきって、接合部４と４との間で直線状になる。このよう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、直線状の繊維６を引っ張る力とが必要になる。引張られた繊維６は、塑性変形してその寸法が長くなる。複合シート１が下層３の収縮力によってＹ−Ｙ方向へ収縮すると、寸法の長くなった繊維６は、接合部４と４との間で大きなループを画くようになり、そのことが上層２の見掛けの嵩を大きくする。
【００１４】
図２は、複合シート１の他の一例を示す図１と同様の図面である。この複合シート１では、熱可塑性エラストマーからなり、Ｙ−Ｙ方向またはＹ−Ｙ方向とＸ−Ｘ方向とに弾性伸縮性を有するフィルム２０が下層３に使用されている。上層２と下層３とは接合部４で溶着している。
【００１５】
図３もまた、複合シート１の他の一例を示す図２と同様の図面である。この複合シート１では、フィルム２０からなる下層３の下面に、上層２と同様に弾性的または非弾性的に伸長可能な第３の層３００が形成されており、上下層２，３と第３の層３００とが接合部４で互いに溶着し、一体化している。第３の層３００は、熱可塑性合成樹脂からなる連続繊維３１０の集合体であり、好ましくは接合部４においてのみ繊維３１０どうしが互いに溶着し、接合部４どうしの間では溶着も接着もしていない。接合部４と４との間では、連続繊維３１０が不規則な曲線を画きながら、好ましくは複合シート１の面方向でループを画きながら下層３の下面に広がっている。複合シート１が伸長するときには、第３の層３００が上層２と同様に非弾性的に伸長する。連続繊維３１０には連続繊維６と同様な素材が使用される。
【００１６】
この発明では、図１の複合シート１からも図３と同様な３層構造のものを得ることができる。例えば、図１の複合シート１の下層３の下面に図３と同じ第３の層３００を形成し、この第３の層３００を接合部４において下層３に接合すればよい。
【００１７】
図４は、図１に例示の複合シート１を得るための製造工程図である。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メルトブローン繊維成形機３１が設置され、ベルト３０の下方にはサクション機構３１Ａが設置されている。第１成形機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、室温において非弾性的な伸長性を有する熱可塑性合成樹脂からなる第１連続繊維３５が吐出され、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ウェブ４１を形成する。第１ウェブ４１では、堆積して重なり合う第１連続繊維３５どうしが融着することがないように、また融着したとしても、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成形機３１の吐出条件とベルト３０の走行条件とを選択することが好ましい。第１連続繊維３５は、少なくとも７０％の破断伸度を有する。
【００１８】
第１成形機３１の右方には、第２メルトブローン繊維成形機３２とサクション機構３２Ａとが設置されている。第２成形機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伸縮性を有するスチレン系エラストマーを６０〜９８重量％含む第２連続繊維４０が吐出され、第１ウェブ４１の上に不規則な曲線を画きながら堆積して第２ウェブ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ウェブ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伸縮性を有するウェブを形成するように、第２成形機３２の吐出条件を選択することができる。第２連続繊維４０は、第１連続繊維３５よりも高い破断伸度を有している。ここに使用されたスチレン系エラストマーは、図１の下層３を形成している繊維に含まれるものと同じで、スチレン含有量が１０〜４０重量％、数平均分子量が７００００〜１５００００の範囲にある。
【００１９】
重なり合う第１，２ウェブ４１，４２は、上下一対のエンボスロール３４，３４の間を通り、これらウェブ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複合ウェブ４３を形成する。
【００２０】
第１複合ウェブ４３は、延伸用の第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複合ウェブ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延伸するように設定される。延伸後の第１複合ウェブ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複合ウェブ４４を形成する。
【００２１】
第１複合ウェブ４３の延伸では、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がその破断伸度以内の範囲で延伸され、その長さ方向へ塑性変形して寸法が伸長し、径が細くなる。第２連続繊維４０からなる第２ウェブ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。かかる延伸工程では、エンボスロール３４で溶着した部位を除いて、第１ウェブ４１を形成している第１連続繊維３５どうしの溶着や機械的な絡み合いの殆どが外れ、またこの繊維３５と第２ウェブ４２との融着も殆ど外れることが好ましい。第１複合ウェブ４３の好ましい延伸倍率は、５０〜３００％である。
【００２２】
かかる工程において、第１複合ウェブ４３は、図１の複合シート１となる。第２複合ウェブ４４は、複合シート１を伸長した後に収縮させたものと同じである。図２では、この第２複合ウェブ４４が巻き取られている。第１複合ウェブ４３における第１ウェブ４１と第２ウェブ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１複合ウェブ４３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】
図示例の第１，２ウェブ４１，４２は連続繊維で形成されているので、これら両ウェブ４１，４２の接合部４は、互いに遠く離間していても両ウェブ４１，４２を一体に保つことができる。また、接合部４は互いに遠く離間することによって、第２複合ウェブ４４、すなわち複合シート１の伸縮性を妨げることが少なくなる。
【００２４】
このようにして得られる第１複合ウェブ４３、すなわち複合シート１を使い捨ておむつやトレーニングパンツ、使い捨て医療用ガウン等の使い捨て着用物品に使用する場合には、第２ウェブ４２にゴム質の伸縮性材料が含まれていても、第１ウェブ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。
【００２５】
複合シート１を得る図４の工程は様々に変化させることができる。例えば、第２ウェブ４２は、第１ウェブ４１よりも先にベルト３０に供給することができる。第１，２ウェブ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、図４の第２成形機３２の下流側に第３メルトブローン繊維成形機を設置し、この成形機から吐出される第３の連続繊維で第２ウェブ４２の上に第１ウェブ４１と同様な第３ウェブを形成すれば、第１，２ウェブ４１，４２と第３ウェブとからなる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ウェブ４１と第３ウェブとは、同じものでもよいし、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。
【００２６】
図５は、図２の複合シート１の製造方法を示す図４と同様な工程図である。この例では、スチレン含有量１０〜４０重量％、数平均分子量７００００〜１５００００であるスチレン系エラストマーを６０〜９８重量％含み、ベルト３０の走行方向に弾性伸縮性を有するフィルム５２が第２ウェブ４２として図の左方から供給され，このフィルム５２の上に第１連続繊維３５からなる第１ウェブ４１が供給される。第１，２ウェブ４１，４２は、図２と同様にエンボスロール３４，３４間を通って間欠的に溶着して第１複合ウェブ４３を形成し、さらに第１〜３ロール３６，３７，３８で延伸されたのちに収縮して第２複合ウェブ４４を形成する。このようにフィルム５２の形態をとる第２ウェブ４２に第１ウェブ４１を溶着して図１の接合部４を形成する第１複合ウェブ４３では、その溶着部４の個々の面積を、例えば０．０３から１ｍｍ^２程度に小さくしたり、個々の面積の総和を第１複合ウェブ４３の表面積の１〜１０％程度となるように小さくしたりしても、第１複合シート４３が伸縮するときに、第１，２ウェブ４１，４２は簡単に分離するということがない。ただし、この発明において、必要ならば、接合部４の面積を０．０３から１０ｍｍ^２の範囲で変化させたり、その面積の総和を第１複合ウェブ４３の表面積の１〜５０％の範囲で変化させたりすることができる。
【００２７】
図５の工程を変更して、第１連続繊維３５が上面に供給されたフィルム５２の下面に第３のメルトブローン繊維成形機を使用して第３の連続繊維を供給すれば、フィルム５２を繊維ウェブでサンドウィッチにした図３の複合シート１を得ることができる。
【００２８】
表１は、この発明で使用されるスチレン含有量１０〜４０重量％、数平均分子量７００００〜１５００００のスチレン系エラストマーを６０〜９８重量％含む直径１ｍｍのモノフィラメントについての残留歪、応力保持率（Ｓ_１２０／Ｓ_０）、５０％伸長後に１２０分間放置したときの応力（Ｓ_１２０）、及びこのモノフィラメントと同一組成で図４における第２連続繊維４０を紡糸したときの結果をエラストマーＮｏ．１〜６の欄に示している。表１はまた、この発明で使用されるエラストマーとは組成または含有量が異なるエラストマーによって得られた直径１ｍｍのモノフィラメントの性状および第２連続繊維４０を紡糸したときの結果をエラストマーＮｏ．７〜１３の欄に示している。残留歪については長さ３０ｍｍ、応力保持率については長さ１００ｍｍのモノフィラメントを使用して測定した。エラストマーＮｏ．１〜６の場合において、良好な性状と紡糸結果とが得られる。
【００２９】
【表１】

【００３０】
【発明の効果】
この発明に係る弾性伸縮性複合シートは、弾性的に伸縮可能なシートと非弾性的に伸長可能なシートとを含み、伸縮可能なシートは、スチレン含有量１０〜４０重量％、平均分子量７００００〜１５００００であるスチレン系エラストマーを６０〜９８重量％含むから、複合シートの弾性伸長率が高く、複合シートは伸縮を繰り返したり、伸長したままで長時間放置しても、延びきった状態になったり、収縮応力が著しく低下することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】複合シートの斜視図。
【図２】実施態様の一例を示す複合シートの斜視図。
【図３】実施態様の他の一例を示す複合シートの斜視図。
【図４】複合シート製造工程の一例を示す図。
【図５】複合シート製造工程の他の一例を示す図。
【符号の説明】
１複合シート
２繊維集合体（上層）
３弾性シート（下層）
４接合部
６長繊維（連続繊維）
１０連続繊維
２０フィルム

Claims

互いに直交する二方向のうちの少なくとも一方向に伸縮性を有する弾性シートの少なくとも片面に、前記二方向のうちの前記一方向に伸長性を有するシート状の繊維集合体が接合してなる弾性伸縮性複合シートにおいて、
前記弾性シートがスチレン含有量１０〜４０重量％、数平均分子量７００００〜１５００００のスチレン系エラストマーを６０〜９８重量％含む繊維からなり、前記繊維集合体が非弾性的な伸長性を有するものであって、前記二方向のうちの少なくとも前記一方へ間欠的に形成された接合部において前記弾性シートと一体化しており、
前記接合部は個々の面積が０．０３〜１０ｍｍ^２の範囲にあり、複合シートの面積に占める割合が１〜５０％程度の範囲にあり、
前記繊維集合体を形成している繊維のそれぞれは、前記接合部と接合部との間において連続している長繊維および連続繊維のいずれかであり、
前記複合シートを前記二方向のうちの少なくとも前記一方向へ少なくとも７０％伸長した後に前記弾性シートの収縮力によって収縮させることによって、前記接合部と接合部との間において前記繊維集合体を形成している繊維がループを画いており、
前記弾性シートは、これと同一材料からなる直径１ｍｍのモノフィラメントを２回繰り返して１５０％伸長したときの残留歪が１６％以下であり、前記モノフィラメントの４０℃における５０％伸長時の応力Ｓ_０と１２０分経過後における応力Ｓ_１２０とについての比Ｓ_１２０／Ｓ_０が０．２以上であり、かつ、前記応力Ｓ_１２０が０．１Ｍｐａ以上であることを特徴とする前記複合シート。
前記繊維集合体は、前記一方向へ少なくとも７０％伸長可能である請求項１記載の複合シート。
前記繊維集合体の坪量が１０〜１００ｇ／ｍ^２である請求項１または２記載の複合シート。
前記繊維集合体の繊維がポリプロピレン、エチレン−プロピレンランダム共重合体、エチレン−プロピレン−ブテンランダム共重合体、ポリエステルおよびポリエチレンのいずれかである請求項１〜３のいずれかに記載の複合シート。
前記スチレン系エラストマーが、オレフィン系レジンおよびオイル成分のいずれかを含む請求項１〜４のいずれかに記載の複合シート。