JP6290597B2

JP6290597B2 - 通気性積層体及びそれを用いた使い捨てカイロ

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Publication number: JP6290597B2
Application number: JP2013233432A
Authority: JP
Inventors: 幸政黒田; 高崎　智之; 智之高崎; 達哉祓川; 亮一東
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2013-11-11
Filing date: 2013-11-11
Publication date: 2018-03-07
Anticipated expiration: 2033-11-11
Also published as: JP2015093414A

Description

本発明は通気性積層体及びそれを用いた使い捨てカイロに関する。より詳細には、構成成分が良く混練分散された多孔質フィルムを用いることにより、微細孔の分布が均等化され、通気性および透湿性がコントロールされた通気性積層体及びそれを用いた使い捨てカイロに関する。

現在、カイロ（使い捨てカイロ等）の発熱体を封入する収容袋（袋体）を構成する部材（袋体構成部材）としては、多孔質フィルムと不織布などの通気性基材とを接着してなる通気性の材料（通気材）が知られている。例えば、下記特許文献１には、１軸延伸した多孔質フィルムの片面に補強材が積層された通気性且つ透湿性の積層体が開示され、下記特許文献２には、融点に差のあるＡ層およびＢ層の２層の多孔質フィルムからなる袋体構成部材が開示され、下記特許文献３には、不織布と多孔質フィルムとを接着する際の接着剤の塗布量を変えることで通気性の均一化を図ったカイロ用積層体が開示され、下記特許文献４には、多孔質フィルムにポリエステル不織布が積層された通気材からなり、変形しにくく、使用時に違和感のないカイロ用通気材が開示されている。

これらのカイロには、微細な通気孔を有する多孔質フィルムの開孔分布が均等化され、発熱した時の最高温度及び発熱の持続時間などの使い捨てカイロの特性に問題のない袋体が必要とされている。

特公平６−２２９５９号公報特開２０１１−１０４９９３号公報特許第３４９７６３４号公報特許第４８３９４０１号公報

本発明の目的は、使い捨てカイロの袋体構成部材に使用した際に、熱シール性が良く、発熱最高温度および発熱持続時間などの使い捨てカイロの製品特性に優れ、且つ熱シール時のエッジ切れなどが少なく生産性に優れた、不織布と多孔質フィルムとの通気性積層体を提供することである。

本発明者らは、鋭意検討した結果、密度および粘性の異なる樹脂を配合すること、および特定の混錬機で樹脂を混錬・溶融することで、製膜加工性が良好となり、延伸ムラを少なく、孔の分散性を向上させることができ、その結果、特定の細孔径および細孔体積を有する、幅および長さ方向の通気性のバラツキが小さく、熱シール性に優れた多孔質フィルムが得られ、この多孔質フィルムを用いることによって上記目的が達成されることを見出だし、本発明を完成させたものである。

すなわち、本発明は以下の通りのものである。
（１）不織布と多孔質フィルムとが接合されている通気性積層体であって、該不織布は部分熱圧着率が５〜２５％および目付けが１５〜５０ｇ／ｍ^２可塑性長繊維不織布からなり、該多孔質フィルムは、構成成分としてメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンを４９〜６２ｗｔ％、低密度ポリエチレンを２〜１０ｗｔ％および無機充填剤を３５〜５０ｗｔ％含有し、坪量が４０〜１００ｇ／ｍ^２、水銀圧入法によるメディアン径および細孔体積がそれぞれ１μｍ以下および０．３ｍｌ／ｇ以上、並びに１０％伸長時の応力が５Ｎ／１０ｍｍ以上の多孔質フィルムであり、王研式透気度が５０００〜１０００００秒／１００ｃｃであることを特徴とする通気性積層体。
（２）前記無機充填剤が、５０％平均粒径が１〜１０μｍの炭酸カルシュウムであることを特徴とする前記（１）に記載の通気性積層体。
（３）前記熱可塑性長繊維不織布がポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維およびポリオレフィン系繊維から選ばれた少なくとも１種からなることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の通気性積層体。
（４）前記多孔質フィルムが、延伸倍率が３〜５倍であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の通気性積層体。
（５）前記接合は部分的接合であって、非接合面積率が１５〜５５％であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の通気性積層体。
（６）前記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の通気性積層体を袋体構成部材として用いた使い捨てカイロ。
（７）スパンボンド法で熱可塑性樹脂を溶融紡糸して得られた目付１５〜５０ｇ／ｍ²の部分熱圧着された熱可塑性長繊維不織布と、構成成分としてメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンを４９〜６２ｗｔ％、低密度ポリエチレンを２〜１０ｗｔ％および無機充填剤を３５〜５０ｗｔ％含有する混合樹脂を２軸混練押出機で混合分散させた後、ギヤポンプ付き２軸混錬押出機にて、Ｔダイ法を用いて溶融成膜した未延伸フィルムを、延伸温度４０〜１００℃で１軸に３〜５倍延伸し、次いで５〜２０％緩和で熱セットして得られた坪量４０〜１００ｇ／ｍ^２の多孔質フィルムとを、接着剤を用い、非接合面積率が１５〜５５％となるように部分的に接合することを特徴とする通気性積層体の製造方法。

特定の不織布と特定の多孔質フィルムが部分的に接合された本発明の通気性積層体は、袋形状にして、発熱組成物を入れ、貼るカイロに用いた場合、発熱最高温度および発熱持続時間などの調整が良好にでき、使い捨てカイロ包装材などとして好ましく用いることができる。
また、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンおよび無機充填材を含有する混合樹脂を特定の混錬機で混錬・溶融することにより、無機充填材の分散性を向上させることができ、且つ、延伸加工時の延伸ムラも少なく、微細な孔が生じ、細孔体積が大きくでき、好適なヒートシール性が得られ、熱シール時のエッジ切れを少なくできるなどの効果が得られる。
さらに、多孔質フィルム成型時の延伸倍率を３〜５倍に調整することにより、熱シール時のエッジ切れを少なくできる。

本発明の通気性積層体は特定の熱可塑性長繊維不織布と特定の多孔質フィルムとが接合されているものである。本発明の通気性積層体を使い捨てカイロに用いた場合、該多孔質フィルムは、使い捨てカイロの発熱に必要な通気性および透湿性を調整できる微細孔を有している。また、該長繊維不織布は、該多孔質フィルムの保護および補強、並びに製袋加工性の改良などの目的で使用されている。

本発明に用いる熱可塑性長繊維不織布は、特に限定されないが、比較的薄く、強力および耐摩耗性に優れた、スパンボンド法の長繊維不織布が好ましい。不織布を構成する繊維としては、例えば、ナイロン６、ナイロン６６および共重合ポリアミドなどのポリアミド系繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）および共重合ポリエステルなどのポリエステル系繊維、並びにポリエチレンおよびポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維を用いることができる。また、芯にポリエチレンテレフタレート、鞘にポリエチレンを用いた芯鞘構造などの複合繊維を用いてもよい。

本発明に用いる長繊維不織布は、スパンボンド法で製造された不織布が好ましく、部分熱圧着率（エンボス面積率）が５〜２５％、好ましくは７〜２０％であり、目付が１５〜５０ｇ／ｍ²、好ましくは２０〜４０ｇ／ｍ²である。部分熱圧着率が５％未満または目付が１５ｇ／ｍ²未満では、強度および耐摩耗強度が低下する、一方、部分熱圧着率が２５％を超えるか、または目付が５０ｇ／ｍ²を超えると、強度および耐摩耗性は高くなるが、硬い風合いとなるなどの問題がある。

さらに、上記不織布は、エンボス加工が施されたスパンボンド不織布であり、特に、熱エンボスロールによるエンボス加工が施されたスパンボンド不織布であることが好ましい。上記のエンボス加工におけるエンボスの形状は、特に限定されず、例えば長方形や円形などが挙げられる。また、エンボス１個当たりの面積は、特に限定されないが、０．１〜１０ｍｍ²が好ましく、より好ましくは０．３〜５ｍｍ²である。上記面積が０．１ｍｍ²未満では、面積が小さすぎて熱融着による強度が得られないため、また１０ｍｍ²を超えると、エンボス１つ１つの間隔が大きくなるため、耐摩耗強度が低下する。

本発明の通気性積層体における多孔質フィルムは、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンおよび無機充填剤の混合物から構成されることが好ましい。このような構成の多孔質フィルムは、中間モジュラスが向上でき、未延伸フィルムの延伸加工を行うことで多孔質化でき、且つ延伸ムラが減少できるなどの特長を有している。

直鎖状低密度ポリエチレンは、エチレンと炭素数が４〜８のα−オレフィンモノマーとを重合して得られる直鎖状ポリエチレンである。上記直鎖状低密度ポリエチレンに用いられるα−オレフィンモノマーとしては、１−ブテン、１−オクテン、１−ヘキセン、４−メチルペンテン−１が好ましい。上記直鎖状低密度ポリエチレンにおいて、全構成モノマーの繰り返し単位（全ての構成モノマーに起因する繰り返し単位）に対するエチレンモノマーの繰り返し単位（エチレンモノマーに起因する繰り返し単位）の含有量（含有率）は９０モル％以上が好ましい。
上記直鎖状低密度ポリエチレンとしては、中でも、より低温におけるヒートシール性向上の観点から、メタロセン系触媒を用いて調製された、いわゆる、メタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン（メタロセン系ＬＬＤＰＥ）が特に好ましい。

メタロセン触媒の直鎖状低密度ポリエチレンは、密度が０．９０〜０．９４ｇ／ｃｍ³、１９０℃におけるＭＦＲが１〜１５ｇ／１０分、融点が１０１〜１２５℃の範囲内であることが好ましい。また、密度違いの２種以上を混合することが好ましく、例えば、低密度および低融点の直鎖状低密度ポリエチレンを配合することで、溶液粘度が調整でき、押し出し成形加工性及び製袋加工時のヒートシール性などを向上させることができる。

前記低密度ポリエチレン、即ち高圧法の低密度ポリエチレンの密度は、０．９００〜０．９３０ｇ／ｃｍ³が好ましく、より好ましくは０．９１０〜０．９２５ｇ／ｃｍ³である。また、高圧法低密度ポリエチレンの１９０℃におけるＭＦＲは、特に限定されないが、１．０〜３．０ｇ／１０分が好ましく、より好ましくは１．５〜２．５ｇ／１０分である。
なお、本発明における密度とはＪＩＳＫ６９２２−２及びＪＩＳＫ７１１２に準拠して得られた密度をいうものとする。また、本発明におけるＭＦＲはＩＳＯ１１３３（ＪＩＳＫ７２１０）に準拠して測定することができる。

本発明に用いられる多孔質フィルムは無機充填剤を含有することが好ましい。該無機充填剤は、延伸により充填剤の周囲にボイド（孔）を発生させることによって、フィルムを多孔質化させる役割を担う。かかる無機充填剤としては、例えば、タルク、シリカ、石粉、ゼオライト、アルミナ、アルミニウム粉末および鉄粉の他、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸マグネシウム−カルシウムおよび炭酸バリウム等の炭酸の金属塩、硫酸マグネシウムおよび硫酸バリウム等の硫酸の金属塩、酸化亜鉛、酸化チタンおよび酸化マグネシウム等の金属酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化ジルコニウム、水酸化カルシウムおよび水酸化バリウム等の金属水酸化物、並びに酸化マグネシウム−酸化ニッケルの水和物および酸化マグネシウム−酸化亜鉛の水和物等の金属水和物（水和金属化合物）などが挙げられる。中でも、炭酸カルシウムおよび硫酸バリウムが好ましい。無機充填剤の形状は、延伸によるボイド（孔）形成の観点から、粒子状が好ましい。即ち、無機充填剤としては炭酸カルシウムからなる無機粒子が好ましい。無機充填剤は飽和脂肪酸処理されたものが好ましく用いられる。

無機充填剤の粒径としては、粒度分布測定における５０％平均粒径（Ｄ＝５０％）で１．０〜１０μｍが好ましく、さらに好ましくは、２．０〜７．０μｍ、特に好ましくは２．５〜５．０μｍである。粒径がこの範囲にあると、延伸加工でボイド形成性が向上し、フィルムの破れおよび外観不良などが抑制される。粒径が１μｍ未満では、分散不良が起こりやすく、凝集しやすくなる。一方、１０μｍを越えると、樹脂に対する添加量を多くできるが、延伸加工時に開孔径が大きくなり、通気性が高くなり、透湿度が低下し、且つ、延伸加工時の無機充填剤の脱落が多くなり、貫通孔が生じやすくなる。

前記無機充填剤の含有量は、フィルム全重量に対して３５〜５０ｗｔ％が好ましく、さらに好ましくは３７〜４８ｗｔ％、特に好ましくは４０〜４７ｗｔ％である。含有量がこの範囲であると、延伸加工時のボイド加工性が良好になり、且つ製膜時の破れおよび外観不良が抑制される。無機充填剤が３５％未満ではボイド形成性が低下する。一方、５０ｗｔ％を越えると、ボイド形成性は良くなるが、透気度が過剰になり、且つ、延伸加工時に無機充填剤の脱落、ピンホール、破れおよび外観不良が生じやすくなる。

本発明に用いる多孔質フィルムは、前記ポリエチレン樹脂および無機充填剤の特定範囲に配合することで、目的とするフィルム特性およびヒートシール性が得られる。つまり、直鎖状低密度ポリエチレンが４０〜６２ｗｔ％、高圧法の低密度ポリエチレンが２〜１０ｗｔ％、無機充填剤が３５〜５０ｗｔ％からなる混合樹脂を２軸混練押出機などで混合分散させて好ましく用いられる。

本発明で用いる多孔質フィルムには、着色剤、老化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤および安定剤などの各種添加剤が、本発明の効果を損なわない範囲内で配合されていてもよい。

本発明における多孔質フィルムは、溶融成膜法によって製造することができる。中でもＴダイ法が好ましい。例えば、上記のポリオレフィン系樹脂、無機充填剤、及び、必要に応じて、各種添加剤を、２軸混練押出などで混合分散し、一旦ペレット状にした後、ギヤポンプ付き２軸混錬押出機にて溶融押出して未延伸フィルムを作製し、該未延伸フィルムを、１軸に延伸することにより多孔質化して製造する。

本発明で用いる多孔質フィルムの製法における特徴は、無機充填剤含有ポリエチレン系樹脂を一旦ペレット状にした後、ギヤポンプ付き２軸混錬押出機で再度混錬することで、樹脂中の無機充填剤が均一に混ざり、孔の分散性を向上させことができ、且つ、延伸加工することで微細な孔が生じ、細孔体積が大きくでき、好適なヒートシール性が得られ、熱シール時のエッジ切れを少なくできることである。
なお、多孔質フィルムには、充分な接着強度を得るために表面活性処理がなされていてもよく、必要に応じて帯電防止処理などの各種処理が施されていてもよい。

上記多孔質フィルムの成型時において、押出温度は１７０〜２７０℃が好ましく、さらに好ましくは１８０〜２６０℃、特に好ましくは２1０〜２５０℃である。また、未延伸フィルム作製時の引き取り速度は５〜２５ｍ／分が好ましく、引き取りロール温度（冷却温度）は１０〜４０℃が好ましく、さらに好ましくは２０〜３０℃である。

前記未延伸フィルムを１軸に延伸する方法としては、ロール延伸方式やテンター延伸方式など公知慣用の延伸方式を用いることができる。延伸温度は４０〜１００℃が好ましく、さらに好ましくは５０〜８０℃である。尚、カイロ発熱時の通気度の変化、カイロ製袋加工時のヒートシール温度などでの熱収縮を防止するために、５〜２０％の緩和状態にて、フィルムの軟化点以上、融点以下の温度でのヒートセットが好ましい。多孔質化と安定成膜の観点から、延伸倍率（単軸方向）は３〜５倍が好ましく、さらに好ましくは３．５〜４．５倍である。
延伸倍率が３倍未満の場合は、微細孔のボイド発生が少なくなり、延伸ムラが発生し、透気度および透湿度がバラツキ、５倍を超えると、透気度および透湿度は高くできるが、無機充填剤の樹脂中からの脱落が発生し、貫通孔も生じ、通気度のバラツキが大きくなり、且つ、フィルムの配向が大きく製袋加工時のエッジ切れが生じやすくなる。

本発明で用いる多孔質フィルムの坪量は４０〜１００ｇ／ｍ^２であり、好ましくは４５〜９０ｇ／ｍ^２、より好ましくは５０〜８０ｇ／ｍ^２である。坪量が４０ｇ／ｍ^２以上であることにより、また、坪量が１００ｇ／ｍ^２以下であることにより、通気性、透湿性および製袋加工性が良好になる。坪量が４０ｇ／ｍ^２未満では、破れが起こり、また外観品位および微細孔のボイド形成性などが低下し、一方１００ｇ／ｍ^２を超えると、ピンホールはなくなり、外観品位などは良くなるが、硬くなり、ソフト感がなく、使用感が悪くなると共に高い価格になるので好ましくない。

本発明に用いる多孔質フィルムは、細孔分布が０．０２５〜３．０μｍの範囲における水銀圧入方による測定において、メディアン径が１．０μｍ以下、好ましくは０．２〜０．６μｍ、より好ましくは０．３〜０．５μｍである。また、細孔体積は０．３０ｍｌ／ｇ以上、好ましくは０．４０〜０．６０ｍｌ／ｇ、より好ましくは０．４５〜０．６０ｍｌ／ｇである。細孔比表面積は５．０ｍ²／ｇ以上が好ましく、さらに好ましくは５．５〜１０ｍ²／ｇ、特に好ましくは、６．０〜１０ｍ²／ｇである。この領域の細孔分布測定値のメディアン径、細孔体積および細孔表面積が上記の範囲であると、孔の構成は小さいボイドが多数存在する構成となり、通気性および透湿性のバラツキを小さくできる。従って、使い捨てカイロの小さいサイズにおいても、均等な通気性および透湿性が得られ、カイロの特性の最高発熱温度および発熱持続時間などが良好となる。

本発明に用いる多孔質フィルムの１０％伸長時の応力は５Ｎ／１０ｍｍ以上であり、好ましくは６〜１５Ｎ／１０ｍｍ、より好ましくは７〜１２Ｎ／１０ｍｍである。１０％伸長時の応力が高いことは、多孔質フィルムと不織布とを貼り合わせる際の張力などによるフィルムの伸長が起こり難くなる為、カイロ製品の通気性および透湿性に対する加工操作による影響を少なくできる。

本発明で用いる多孔質フィルムの王研式透気度は５００〜１５０００秒／１００ｃｃが好ましく、さらに好ましくは７００〜１００００秒／１００ｃｃ、特に好ましくは８００〜８０００秒／１００ｃｃである。また、透湿度は５００〜２０００ｇ／ｍ²／２４ｈｒが好ましく、さらに好ましくは５００〜１８００ｇ／ｍ²／２４ｈｒ、特に好ましくは６００〜１５００ｇ／ｍ²／２４ｈｒである。該フィルムの透気度および透湿度がこの範囲であれば、不織布と接着剤で貼り合わせて通気性積層体とした際に、得られる通気性積層体の通気性および透湿性を目的の範囲にすることが可能である。
透気度が５００秒／１００ｃｃ未満または透湿度が５００ｇ／ｍ²／２４ｈｒ未満では、得られた通気性積層体をカイロ製品にした時に、最高温度、安定温度、持続時間などが使用できる範囲外となる場合が生じる。

本発明において前記不織布と前記多孔質フィルムとを積層する方法としては、接着剤を介して貼り合わせる方法が好ましい。用いる接着剤は、得られる通気性積層体の透気度および透湿度を後述する範囲に制御できるものであれば特に限定されず、不織布と多孔質フィルムの貼り合わせなどに用いられる公知の接着剤を用いることができる。
例えば、ゴム系（天然ゴム、スチレン系エラストマーなど）、ウレタン系（アクリルウレタン系）、ポリオレフィン系（エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）等）、アクリル系、シリコーン系、ポリエステル系、ポリアミド系、エポキシ系、ビニルアルキルエーテル系およびフッ素系などの公知の接着剤を用いることができる。また、上記接着剤は単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。上記の中でも、２液型のポリエステル系樹脂およびポリウレタン系樹脂が好ましい。

また、接着剤は、いずれの形態を有している接着剤であってもよく、特に限定されないが、２液型ウレタン樹脂などの反応型樹脂を用いるドライラミネート法などが好ましい。
さらに、熱により溶融させることにより塗工することができ、不織布に対しても直接塗布して接着剤層を形成することができる利点、ヒートシール部ではヒートシール加工によって更に大きな接着力が得られる利点を有することから、ホットメルト型（熱溶融型）接着剤が好適に用いられる。このような接着剤としては、ポリアミド系又はポリエステル系のホットメルト型接着剤が好ましく、熱可塑性ポリアミド系ホットメルト型接着剤、又は、熱可塑性ポリエステル系ホットメルト型接着剤がより好ましい。

不織布と多孔質フィルムとの具体的な積層方法としては、接着剤の種類などによっても異なり、特に限定されないが、２液型のポリエステル系樹脂またはウレタン系樹脂等の接着剤をグラビアロールで多孔質フィルム面に塗布した後、積層して接着させるドライラミネートなどが好ましく用いられる。この場合、接着剤の塗布面積が接着強度、通気性および透湿性に影響することから、グラビア版の形状および非接合面積率を考慮する必要がある。例えば、グラビア版は、斜め格子柄などがドクターのかき落し性の点で好ましい。また、不織布とフィルムとの接合面積率が通気性積層体の通気性および透湿性に影響するので、非接合面積率は１５〜５５％が好ましく、さらに好ましくは２０〜５０％である。非接合面積率が１５％未満では、高い接着力は得られるが、通気性および透気性が低下する。一方、５５％を超えると、通気性および透湿性は向上するが、接着力が低下する。
また、ホットメルト型接着剤を用いる場合には、接着剤を不織布上に塗布した後、多孔質フィルムを貼り合わせる方法が好ましく用いられる。ホットメルト型接着剤の塗布方法として用いられる公知慣用の方法を用いることが可能であり、特に限定されないが、例えば、通気性を維持する観点から、スプレー塗布による塗布、ストライプ塗工、ドット塗工が好ましい。

接着剤の塗布量（固形分）は、特に限定されないが、袋体形成時のヒートシール部の接着性と経済性の観点から、２〜１０ｇ／ｍ²が好ましく、より好ましくは３〜８ｇ／ｍ²である。
また、不織布と多孔質フィルムとの接合強度は１Ｎ／２５ｍｍ以上が好ましく、さらに好ましくは２〜１５Ｎ／２５ｍｍ、特に好ましくは３〜１５Ｎ／２５ｍｍである。接合強度が１Ｎ／２５ｍｍ未満の場合は、通気性積層体の取扱い中および製品カイロの使用中などで剥離する場合がある。

本発明の通気性積層体の王研式透気度は５０００〜２４００００秒／１００ｃｃ、好ましくは７０００〜９００００秒／１００ｃｃであり、透湿度は２００〜８００ｇ／ｍ²／２４ｈｒであることが好ましく、さらに好ましくは３００〜７５０ｇ／ｍ²／２４ｈｒである。透気度および透湿度がこの範囲であれば、使い捨てカイロ製品の最高温度、安定温度、持続時間を適正範囲にできるので好ましい。一方、透気度および透湿性がこの範囲外では、使い捨てカイロ製品のこれらの特性を適正範囲にすることが困難である。

本発明の通気性積層体を用いた使い捨てカイロは、袋体即ち通気性積層体の透気度および透湿度、並びに発熱組成物の充填量および配合などにより、最高温度、安定温度および持続時間の調整が可能である。具体的には、袋体の通気性を小さくすることで、最高温度を下げることができる。また透湿度を小さくすることで、発熱反応を遅延し、持続時間を長くできる。更に、発熱組成物の充填量が少ないと、持続時間が短い使い捨てカイロが得られる。

貼るカイロとしては、袋体の片面に本発明の通気性積層体を用い、他面に非通気性のフィルムまたは、非通気性のフィルムと不織布の積層体を用いる構成にし、非通気性面に粘着性樹脂を塗布し、離型紙を貼り、鉄分、活性炭、バーミキュライト、水および塩類を含有する発熱組成物を袋体に充填して、周囲を封止して得られる。
なお、本発明のカイロの最高温度、安定温度および持続時間の適正範囲は、それぞれ５０〜６５℃、４０〜６０℃および８〜１５時間とした。

以下、本発明を実施に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。本発明における各特性値の測定方法は以下の通りである。
（１）坪量（ｇ／ｍ²）：タテ２０ｃｍ×ヨコ２５ｃｍの試料を任意に３か所切り取り、重量を測定し、その平均値を単位面積当たりの重量に換算して求めた。
（２）厚み（ｍｍ）：荷重１０ｋｐａ下で、任意に１０か所測定し、平均値を求めた。

（３）１０％伸長時の応力（Ｎ／１０ｍｍ）：ヨコ方向１０ｍｍ、タテ方向（ＭＤ方向）２００ｍｍの試料を任意に３枚採取し、ＪＩＳ−Ｌ−１９１３に準じて定長引張試験機を用いて、つかみ間隔１０ｃｍ、引張速度１００ｍｍ／分で測定し、タテ方向の１０％伸長時の応力を３枚の平均値で求めた。

（４）王研式透気度（秒／１００ｃｃ）：旭精工（株）製ＫＲ−１−８−７ＭＲの王研式透気度測定機で測定する（ＪＩＳ−Ｐ−８１１７に準じる）。測定値は３か所の平均値で示す。
また、透気度変化率はもみモデルテスト前後の変化率として下記の如く求めた。
もみモデルテスト後の測定として、積層体からタテ１５ｃｍヨコ１５ｃｍの正方形のサンプルを切り取り、引張試験機を用い、つかみ間隔１０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／分の条件で、伸長率５％および１０％に設定して、タテ方向、ヨコ方向の両方向に１０回伸長を繰り返すもみモデルテストを行ない、テスト前後の透気度から次式によって透気度の変化率を求めた。
透気度変化率（％）＝［（テスト前−テスト後）／（テスト前）］×１００

（５）透湿度（ｇ／ｍ²／２４ｈｒ）：ＪＩＳ−Ｌ−１０９９に準じてカップ法にて測定する（乾燥剤：塩化カルシュウム１５ｇ）。

（６）細孔分布：水銀圧入法による細孔分布測定を行なう。
島津製作所−マイクロメリテックス社製細孔分布測定装置（９２５０型）を使用。
試料は、各１２．５ｍｍ×２５ｍｍに裁断し、折り畳み、標準５ｃｃセルに採り、初期圧２０ｋＰａの条件で測定した。水銀パラメーターは水銀接触角１３０度、水銀表面張力４８５ダイン／ｃｍに設定して測定した。
＜メディアン径＞：積算細孔分布のＹ軸の最小値と最大値の中間に相当するＸ軸値を意味する。
＜細孔体積＞：測定時の最大圧力までに水銀が圧入された細孔体積の積算値を試料重量で割った値。
＜細孔表面積＞：細孔形状が幾何学的な円筒であると仮定した細孔の表面積で、測定範囲内における圧力と圧入された水銀量の関係から計算された値。

（７）部分熱圧着率（エンボス面積比率）：不織布の表面を、マイクロスコープ（倍率２０倍）により観察し、測定領域（１０ｍｍ（ＭＤ方向）×１０ｍｍ（ＴＤ方向））中のエンボス加工部分の面積の割合（面積％）を計測（計算）し、エンボス面積比率とした（下記式）。
エンボス面積比率（％）＝エンボス加工部分の面積（ｍｍ²）／１００×１００
なお、不織布の片面について測定（ｎ＝５）を行い、平均値を当該不織布のエンボス面積比率とした。

（８）接合強度（Ｎ／２５ｍｍ）：ＪＩＳ−Ｋ−６８５４−３のＴ型剥離に準じる。
幅２５ｍｍ×長さ２００ｍｍの通気性積層体サンプルをタテ方向から３枚採取し、定長引張試験機を用い、引張速度１００ｍｍ／分、つかみ間隔５０ｍｍで剥離強度を測定して、平均値で示す。

（９）シール強度（Ｎ／１５ｍｍ）：熱シール機を用いて、シールバー上下の表面温度を１５０℃にし、シール幅５ｍｍ、圧力２ｋｇ／ｃｍ²、時間１秒にて通気性積層体サンプルの熱シールを行なった後、タテ方向及びヨコ方向から、幅１５ｍｍ×長さ１００ｍｍの試料を３枚ずつ採取し、定長引張試験機を用い、引張速度３００ｍｍ／分、つかみ間隔３０ｍｍで剥離強度を測定して、平均値で示す。

（１０）カイロの作成：通気性積層体と、不織布および非通気性フィルム（ＬＬＤＰＥ７０μｍ）の積層体とから各々幅９５ｍｍ×長さ１３０ｍｍの試料を切り取り、内側で多孔質フィルムと非通気性フィルムが合わさるようにして、３方向を熱シールして袋体を作り、該袋体に使い捨てカイロ用発熱組成物（鉄分、活性炭、バーミキュライト、水、塩類を含有する発熱組成物）を４０ｇ入れ、ＪＩＳ−Ｓ−４１００に準じて、表面温度、持続時間などを測定して、カイロ仕様の評価を行った（熱シール条件：シール幅５ｍｍ、温度１５０℃、時間１秒）。

（１１）製袋加工性：上記（１１）における製袋加工時の破れ、エッジ切れ、およびシール不良を目視観察し、下記基準で評価した。
○：製袋加工時の破れ、エッジ切れ、シール不良がない。
△：製袋加工時のエッジ切れが少し生じる,程度である。
×：製袋加工時の破れ、エッジ切れ、シール不良が多く発生する。

［実施例１］
不織布としては、スパンボンド方式により製造されたポリエステル長繊維不織布（エンボス面積比率１１％、目付け２５ｇ／ｍ²）を用いた。なお、上記不織布のエンボス１個当たりの面積は１．０ｍｍ²である。
メタロセン触媒の直鎖状低密度ポリエチレン（ダウケミカル社製、密度０．９１５、ＭＦＲ（１９０℃）３．５ｇ／１０分）４９ｗｔ％、高圧法の低密度ポリエチレン５ｗｔ％、炭酸カルシウム（Ｄ＝５０％、４μｍ）４５ｗｔ％、ステアリン酸および酸化防止剤が合計で１ｗｔ％からなる樹脂混合物を２２０℃で溶融混練し、混合原料を得た。得られた混合原料を用い、ギヤポンプ付き２軸混錬押出機により、Ｔダイ法で溶融押出し、未延伸フィルムを得た。得られた未延伸フィルムを温度６０℃で加熱し、延伸倍率４．２倍に延伸加工して、本発明に用いる１軸延伸の坪量６０ｇ／ｍ^２のポリエチレン系多孔質フィルムを得た。表１に不織布および多孔質フィルムの特性を示す。

次いで、これらの不織布と多孔質フィルムとを２液型ポリエステル系樹脂を用い、非接合面積率が１９％の斜め格子柄グラビア版で、多孔質フィルム面に接着剤を途布して、ドライラミネート法で貼り合わせ、本発明の通気性積層体を得た。さらに、得られた通気性積層体を用いてカイロを作製し、その評価を行なった。表２に通気性積層体およびカイロの特性を示す。表２から、得られた使い捨てカイロの最高温度、安定温度および持続時間などは適正範囲であることが分かる。

［実施例２］
不織布としては、スパンボンド方式により製造されたポリアミド長繊維不織布（エンボス面積比率６％、目付け４０ｇ／ｍ²）を用いた。なお、上記不織布のエンボス１個当たりの面積は０．１４ｍｍ²である。
メタロセン触媒の直鎖状低密度ポリエチレン（ダウケミカル社製、密度０．９１５、ＭＦＲ（１９０℃）３．５ｇ／１０分）５３ｗｔ％、高圧法の低密度ポリエチレン５ｗｔ％、炭酸カルシウム（Ｄ＝５０％、４μｍ）４１ｗｔ％、ステアリン酸および酸化防止剤が合計で１ｗｔ％からなる樹脂混合物を２２０℃で溶融混練し、混合原料を得た。得られた混合原料を用い、ギヤポンプ付き２軸混錬押出機により、Ｔダイ法で溶融押出し、未延伸フィルムを得た。得られた未延伸フィルムを温度６０℃で加熱し、延伸倍率４．５倍に延伸加工して、本発明に用いる１軸延伸の坪量６０ｇ／ｍ^２のポリエチレン系多孔質フィルムを得た。表１に不織布および多孔質フィルムの特性を示す。

次いで、これらの不織布と多孔質フィルムとを２液型ポリエステル系樹脂を用い、非接合面積率が４２％の斜め格子柄グラビア版で、多孔質フィルム面に接着剤を途布して、ドライラミネート法で貼り合わせ、本発明の通気性積層体を得た。さらに、得られた通気性積層体を用いてカイロを作製し、その評価を行なった。表２に通気性積層体およびカイロの特性を示す。表２から、得られた使い捨てカイロの最高温度、安定温度および持続時間などは適正範囲であることが分かる。

［実施例３］
実施例１の不織布と多孔質フィルムとを用いて、下記の如く接合面積の異なる通気性積層体を得た。実施例１と同様の樹脂の２液型ポリエステル系樹脂を用い、非接合面積率が３６％の斜め格子柄グラビア版で、多孔質フィルム面に接着剤を途布して、ドライラミネート法で貼り合わせ、本発明の通気性積層体を得た。さらに、得られた通気性積層体を用いてカイロを作製し、その評価を行なった。表２に通気性積層体およびカイロの特性を示す。表２から、得られた使い捨てカイロの最高温度、安定温度および持続時間などは適正範囲であることが分かる。

［実施例４］
メタロセン触媒の直鎖状低密度ポリエチレン（ダウケミカル社製、密度０．９１５、ＭＦＲ（１９０℃）３．５ｇ／１０分）５５ｗｔ％、高圧法の低密度ポリエチレン３ｗｔ％、炭酸カルシウム（Ｄ＝５０％、４μｍ）４１ｗｔ％、ステアリン酸および酸化防止剤が合計で１ｗｔ％からなる樹脂混合物を２２０℃で溶融混練し、混合原料を得た。得られた混合原料を用い、ギヤポンプ付き２軸混錬押出機により、Ｔダイ法で溶融押出し、未延伸フィルムを得た。得られた未延伸フィルムを温度６０℃で加熱し、延伸倍率４．５倍に延伸加工して、本発明に用いる１軸延伸の坪量６０ｇ／ｍ^２のポリエチレン系多孔質フィルムを得た。得られた多孔質フィルムの特性を表１に示す。

次いで、得られた多孔質フィルムと実施例２に記載の不織布とを２液型ポリエステル系樹脂を用い、非接合面積率が３６％の斜め格子柄グラビア版で、多孔質フィルム面に接着剤を途布して、ドライラミネート法で貼り合わせ、本発明の通気性積層体を得た。さらに、得られた通気性積層体を用いてカイロを作製し、その評価を行なった。表２に通気性積層体およびカイロの特性を示す。表２から、得られた使い捨てカイロの最高温度、安定温度および持続時間などは適正範囲であることが分かる。

［実施例５］
メタロセン触媒の直鎖状低密度ポリエチレン（ダウケミカル社製、密度０．９１５、ＭＦＲ（１９０℃）３．５ｇ／１０分）５４ｗｔ％、高圧法の低密度ポリエチレン５ｗｔ％、炭酸カルシウム（Ｄ＝５０％、７μｍ）４０ｗｔ％、ステアリン酸および酸化防止剤が合計で１ｗｔ％からなる混合樹脂を２２０℃で溶融混練し、混合原料を得た。得られた混合原料を用い、ギヤポンプ付き２軸混錬押出機により、Ｔダイ法で溶融押出し、未延伸フィルムを得た。得られた未延伸フィルムを温度６０℃で加熱し、延伸倍率４．５倍に延伸加工して、本発明に用いる１軸延伸の坪量７０ｇ／ｍ^２のポリエチレン系多孔質フィルムを得た。得られた多孔質フィルムの特性を表１に示す。

次いで、得られた多孔質フィルムと実施例１に記載の不織布とを２液型ポリエステル系樹脂を用い、非接合面積率が５２％の斜め格子柄グラビア版で、多孔質フィルム面に接着剤を途布して、ドライラミネート法で貼り合わせ、本発明の通気性積層体を得た。さらに、得られた通気性積層体を用いてカイロを作製し、その評価を行なった。表２に通気性積層体およびカイロの特性を示す。表２から、得られた使い捨てカイロの最高温度、安定温度および持続時間などは適正範囲であることが分かる。

本発明の通気性積層体は、多孔質フィルムと不織布を適切な接着面積率で接合し、透気度を特定範囲にすることで、使い捨てカイロに用いた場合、最高温度、安定温度、持続時間が適正範囲にでき、使い捨てカイロの製品化ができ、且つ、製袋加工時の破れ、エッジ切れ、シール不良などなく、収率よく製品が得られた。

［比較例１］
メタロセン触媒の直鎖状低密度ポリエチレン（ダウケミカル社製、密度０．９１５、ＭＦＲ（１９０℃）３．５ｇ／１０分）６２ｗｔ％、高圧法の低密度ポリエチレン５ｗｔ％、炭酸カルシウム（Ｄ＝５０％、４μｍ）３２ｗｔ％、ステアリン酸および酸化防止剤が合計で１ｗｔ％からなる混合樹脂を２２０℃で溶融混練し、混合原料とした以外は実施例１と同様の方法で多孔質フィルムを得た。得られた多孔質フィルムの特性を表１に示す。
次いで、得られた多孔質フィルムと実施例１に記載の不織布とを２液型ポリエステル系樹脂を用い、非接合面積率が５２％の斜め格子柄グラビア版で、多孔質フィルム面に接着剤を途布して、ドライラミネート法で貼り合わせ、通気性積層体を得た。さらに、得られた通気性積層体を用いてカイロを作製し、その評価を行なった。表２に通気性積層体およびカイロの特性を示す。表２から、非接合面積率を多くしても、使い捨てカイロとしての通気性が低く、最高温度、安定温度が低く、カイロの適正外の特性となったことが分かる。

［比較例２］
メタロセン触媒の直鎖状低密度ポリエチレン（ダウケミカル社製、密度０．９１５、ＭＦＲ（１９０℃）３．５ｇ／１０分）４１ｗｔ％、高圧法の低密度ポリエチレン５ｗｔ％、炭酸カルシウム（Ｄ＝５０％、４μｍ）５３ｗｔ％、ステアリン酸および酸化防止剤が合計で１ｗｔ％からなる混合樹脂を２２０℃で溶融混練し、混合原料とした以外は実施例１と同様の方法で多孔質フィルムを得た。得られた多孔質フィルムの特性を表１に示す。
次いで、得られた多孔質フィルムと実施例１に記載の不織布とを２液型ポリエステル系樹脂を用い、グラビア方式で多孔質フィルム面に接着剤を途布して、非接合面積率が１９％の斜め格子柄グラビア版で、多孔質フィルム面に接着剤を途布して、ドライラミネート法で貼り合わせ、通気性積層体を得た。さらに、得られた通気性積層体を用いてカイロを作製し、その評価を行なった。表２に通気性積層体およびカイロの特性を示す。表１および表２から、多孔質フィルムの開孔が多くなり、エッジ切れやすいものとなり、使い捨てカイロの製袋加工適正が得られなかったことが分かる。

［比較例３］
高圧法の低密度ポリエチレン添加しない樹脂配合であること、および、未延伸フィルムを延伸倍率５．５倍で延伸加工したこと以外は実施例５と同様に行って多孔質フィルムを得、次いで得られた多孔質フィルムを用いて実施例５と同様に通気性積層体および使い捨てカイロを得た。表１および表２に多孔質フィルム、通気性積層体およびカイロの特性を示す。多孔質フィルムとしては、延伸加工時において無機充填剤の脱落が多く、製袋加工時にはエッジ切れが多く発生し、得られた使い捨てカイロは最高温度がより高く、膨らみが生じるなど問題があった。

本発明の通気性積層体は、使い捨てカイロの袋体構成部材に使用した際に、熱シール性が良く、発熱最高温度および発熱持続時間などの使い捨てカイロの製品特性に優れ、且つ熱シール時のエッジ切れなどが少なく生産性に優れており、使い捨てカイロの袋体構成部材として有用である。

Claims

不織布と多孔質フィルムとが接合されている通気性積層体であって、該不織布は部分熱圧着率が５〜２５％および目付けが１５〜５０ｇ／ｍ²の熱可塑性長繊維不織布からなり、該多孔質フィルムは、構成成分としてフィルム全重量に対してメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンを４９〜６２ｗｔ％、低密度ポリエチレンを２〜１０ｗｔ％および無機充填剤を３５〜５０ｗｔ％含有し、坪量が４０〜１００ｇ/ｍ²、水銀圧入法によるメディアン径および細孔体積がそれぞれ１μｍ以下および０．３ｍｌ／ｇ以上、並びに１０％伸長時の応力が５Ｎ／１０ｍｍ以上の多孔質フィルムであり、王研式透気度が５０００〜１０００００秒／１００ｃｃであることを特徴とする通気性積層体。
前記無機充填剤が、５０％平均粒径が１〜１０μｍの炭酸カルシュウムであることを特徴とする請求項１に記載の通気性積層体。
前記熱可塑性長繊維不織布がポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維およびポリオレフィン系繊維から選ばれた少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１または２に記載の通気性積層体。
前記多孔質フィルムが、延伸倍率が３〜５倍であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の通気性積層体。
前記接合は部分的接合であって、非接合面積率が１５〜５５％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の通気性積層体。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の通気性積層体を袋体構成部材として用いた使い捨てカイロ。
スパンボンド法で熱可塑性樹脂を溶融紡糸して得られた目付１５〜５０ｇ／ｍ²の部分熱圧着された熱可塑性長繊維不織布と、構成成分としてメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレンを４９〜６２ｗｔ％、低密度ポリエチレンを２〜１０ｗｔ％および無機充填剤を３５〜５０ｗｔ％含有する混合樹脂を２軸混練押出機で混合分散させた後、ギヤポンプ付き２軸混錬押出機にて、Ｔダイ法を用いて溶融成膜した未延伸フィルムを、延伸温度４０〜１００℃で１軸に３〜５倍延伸し、次いで５から２０％緩和で熱セットして得られた坪量４０〜１００ｇ／ｍ²の多孔質フィルムとを、接着剤を用い、非接合面積率が１５〜５５％となるように部分的に接合することを特徴とする通気性積層体の製造方法。