JPWO2017168757A1 - 成形面ファスナー及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

繰り返しの脱着操作に対する耐久性と剥離強度のバランスに優れた成形面ファスナーを提供する。平板状の基部（１０２）と該基部（１０２）の一方の主表面から突出した複数の係合素子（１０１）とを備えた熱可塑性樹脂製の成形面ファスナー（１００）であって、前記係合素子（１０１）は前記主表面から起立するステム（１０３）と、ステム（１０３）の上端部に形成される係合頭部（１０４）であって、平面視で成形方向に直角な方向に主として延出する張り出し部（１０５）を有する係合頭部（１０４）とを備え、係合素子（１０１）を成形方向に直角な方向に成形方向中央で切断したときの断面において、係合素子（１０１）の前記基部（１０２）の主表面からの高さの二分の一の位置におけるレターデーションの平均値をＲ１avg（単位：ｎｍ）、ステム（１０３）と張り出し部（１０５）の左右二カ所の境界点からそれぞれ直上に伸ばした二本のライン上における頭部（１０４）のレターデーションの平均値をＲ２avg（単位：ｎｍ）とすると、２≦Ｒ２avg≦１００、Ｒ２avg／Ｒ１avg＝０．０４〜５．０の関係が成立する成形面ファスナー。

Description

本発明は成形面ファスナーに関する。また、本発明は成形面ファスナーの製造方法に関する。

面ファスナーは、一対のテープを互いに押しつけることにより結合させる方式のファスナーであり、一方のテープは通常はループパイル布地であり、他方のテープは表面に固定された多数の係合素子を備えており、係合素子がループに係合するように形成されている。近年、使い捨て紙おむつ、医療用簡易衣料、ナプキン類、各種作業用簡易衣料、肌着類等などの止具としても面ファスナーは使用されており、特に、平板状基材に微小寸法の多数の係合素子を有する熱可塑性樹脂製の一体成形タイプの面ファスナーが多用されている。

この種の一体成形タイプの面ファスナーの係合素子の形態は、当該分野において広く知られているようにフックタイプとマッシュルームタイプとに大別される。フックタイプは係合素子の頭部の張り出し方向が不均一なタイプであり、係合に方向性がある。一方、マッシュループタイプは係合素子の頭部の張り出し方向が均一なタイプであり、係合に方向性がない。

マッシュルームタイプの面ファスナーは、ベース部材から直立する熱変形可能なステムをコイニングして面ファスナーシステムのフック部を形成する方法が一般に採用されている。例えば、特許第４６９９３４９号公報においては、最初に直立するステムアレイを持ったフック板を射出成形した後、加熱されたコイニング面によってステムの先端を加熱および加圧し、ステムの先端部を軟化させてステムの先端に成形頭部を形成するステップを備えた成形頭部の形成方法が開示されている。

しかしながら、マッシュルームタイプの係合素子とパイルの係合機構は、ループが首部に巻き付いた状態で係合素子の頭部と係合する、いわゆる首吊り状態で係合するため、ループを係合素子の頭部から離脱させようとするとき、首部において係合素子が切断するか、或いはループ自体が切断する確率が高く、繰り返し使用に耐えられないことが多く、同時に剥離強度が過剰に高くなりやすい。一方、上記フックタイプの係合素子の場合には、マッシュルームタイプの係合素子と比較すると、ループに対して係合しやすく、更には適正な剥離強度が得やすい上に、剥離時においても係合素子やループの切断がなく、繰り返しの使用によく耐えられるという特徴がある。

従来、フックタイプの面ファスナーは、ドラム内から湾曲して延び周面に開口する略Ｊ字状又はＹ字状の多数のキャビティが形成された円筒ドラムの周面に溶融樹脂を供給し、その周面に沿った薄板状の基材を成形すると同時に、前記キャビティに溶融樹脂の一部を充填して、基材の背面側にＪ字状又はＹ字状のフックを一体に成形し、冷却後にドラムの周面からその成形品を剥ぎ取るようにして製造されていた（米国特許第４，９８４，３３９号、米国特許第５，５３７，７２３号）。しかしながら、このような製造方法ではフックをドラムから剥ぎ取る際にフックに対して大きな曲げ応力がかかることになるため、フックにクラックや折れが生じやすいことから作製可能なフック形状にも限界がある。

このため、近年では、フックタイプとマッシュルームタイプの製法を組み合わせて、平板基材表面に多数のステムが起立する熱可塑性樹脂製の一次成形品を得た後、同成形品のステムの先端を加熱して軟化させて頭部を成形する方法が提案されている。特表２００２−５１９０７８号公報には、溶融させることなく、ステムを圧搾（Ｃａｌｅｎｄｅｒ）により変形させる単純な機械的再形成（ｒｅｓｈａｐｉｎｇ）により頭部を形成する方法が開示されている。特許第４１３４３３７号公報には、加熱ロールによってステムの溶融前線と圧縮前線を調整することが開示されている。特表昭５８−５００１９２号公報には、テープを加温表面部に対して押圧することにより、ステムが溶融されない程度に端部を軟化させて、端部を変形させる方法が開示されている。また、非軟化部は弾力的に変形させることが開示されている。特表２００２−５３４１９４号公報には、ステムの末端部を軟化温度まで加熱する一方、シート基材と各ステムの下側部分を軟化温度より低い温度に維持した上で、軟化温度より低い所定形成温度の接触面にステムの末端部を接触させることで末端部を変形させる方法が開示されている。

特許第４６９９３４９号公報 米国特許第４，９８４，３３９号明細書 米国特許第５，５３７，７２３号明細書 特表２００２−５１９０７８号公報 特許第４１３４３３７号公報 特表昭５８−５００１９２号公報 特表２００２−５３４１９４号公報

面ファスナーの成形を、ステムの一次成形と頭部の二次成形の二段階に分けて行う手法は有用であるが、ステムを溶融点未満に加熱して塑性変形させる場合には頭部に歪みが残留してしまう。歪みが残留している場合、繰り返し面ファスナーの脱着操作を行うと頭部が折れてしまいやすいという問題がある。一方、ステムを溶融変形させることにより頭部を成形する場合には残留歪みの問題は解消されるものの、面ファスナーの剥離強度が低下するという問題がある。

本発明は上記事情を背景に創作されたものであり、繰り返しの脱着操作に対する耐久性と剥離強度のバランスに優れた成形面ファスナーを提供することを課題の一つとする。また、本発明は当該成形面ファスナーを製造する方法を提供することも課題の一つとする。

本発明者は上記課題を解決するために鋭意研究を行ったところ、頭部におけるレターデーションを所定範囲に制御しつつ、ステムと頭部におけるレターデーションのバランスを制御することが、上記課題の解決に有効であることを見出した。本発明は上記知見を基礎として完成したものである。

本発明は一側面において、
平板状の基部（１０２）と該基部（１０２）の一方の主表面から突出した複数の係合素子（１０１）とを備えた熱可塑性樹脂製の成形面ファスナー（１００）であって、
前記係合素子（１０１）は前記主表面から起立するステム（１０３）と、ステム（１０３）の上端部に形成される係合頭部（１０４）であって、平面視で成形方向に直角な方向に主として延出する張り出し部（１０５）を有する係合頭部（１０４）とを備え、
係合素子（１０１）を成形方向に直角な方向に成形方向中央で切断したときの断面において、係合素子（１０１）の前記基部（１０２）の主表面からの高さの二分の一の位置におけるレターデーションの平均値をＲ１_avg（単位：ｎｍ）、ステム（１０３）と張り出し部（１０５）の左右二カ所の境界点からそれぞれ直上に伸ばした二本のライン上における係合頭部（１０４）のレターデーションの平均値をＲ２_avg（単位：ｎｍ）とすると、２≦Ｒ２_avg≦１００、Ｒ２_avg／Ｒ１_avg＝０．０４〜５．０の関係が成立する成形面ファスナーである。

本発明に係る成形面ファスナーの一実施形態においては、ステム（１０３）と張り出し部（１０５）の二カ所の境界点からそれぞれ直上に伸ばした二本のライン上における係合頭部（１０４）のレターデーションの最大値をＲ２_max（単位：ｎｍ）とすると、５≦Ｒ２_max≦２００である。

本発明に係る成形面ファスナーの別の一実施形態においては、Ｒ１_avgが２０〜４０ｎｍである。

本発明に係る成形面ファスナーの更に別の一実施形態においては、Ｒ２_avgが２０〜５０ｎｍである。

本発明に係る成形面ファスナーの更に別の一実施形態においては、熱可塑性樹脂の融点が１５０〜１７０℃である。

本発明に係る成形面ファスナーの更に別の一実施形態においては、熱可塑性樹脂がポリプロピレンである。

本発明は別の一側面において、
一方の主表面に残留歪みを有する複数のステムが起立した熱可塑性樹脂製の長尺帯状の一次成形品を得る工程１と、
前記一次成形品を長手方向に搬送しながら、前記ステムの上端部側が前記樹脂の融点よりも０〜７０℃高い温度を有し、該一次成形品の他方の主表面側が１０〜５０℃を有する第一プレス部によって３〜３００ｋＰａの圧力で１秒以下の時間プレスすることにより、ステムの上端部を溶融変形させて平面視で搬送方向に直角な方向に主として延出する張り出し部を有する係合頭部を予備成形する工程２と、
工程２に引き続いて、前記予備成形後の一次成形品を長手方向に搬送しながら、該予備成形後の一次成形品の前記係合頭部側が前記樹脂の融点よりも０〜７０℃高い温度を有し、該予備成形後の一次成形品の他方の主表面側が１０〜５０℃を有する第二プレス部によって、前記係合頭部を工程２における圧力よりも小さく、且つ、３〜１５０ｋＰａの圧力で０．３〜１０秒間プレスすることにより、前記係合頭部を溶融変形させて係合頭部の形状及びレターデーションを調整する工程３と、
工程３に引き続いて、前記係合頭部の形状及びレターデーションが調整された一次成形品を長手方向に搬送しながら前記係合頭部及び他方の主表面を冷却帯にそれぞれ接触させることにより冷却し、二次成形品を得る工程４と、
を含む成形面ファスナーの製造方法である。

本発明に係る成形面ファスナーの製造方法の一実施形態においては、前記一次成形品のステムの上端部と接触しながら走行する第一の無端ベルトと、当該第一の無端ベルトの走行経路を案内するための搬送方向に対して前方及び後方に設置された一対のガイドローラとを有する第一の無端ベルトコンベア、並びに、前記一次成形品の他方の主表面と接触しながら走行する第二の無端ベルトと、当該第二の無端ベルトの走行経路を案内するための搬送方向に対して前方及び後方に設置された一対のガイドローラとを有する第二の無端ベルトコンベアの間を、工程１により得られた前記一次成形品が通過する間に工程２、工程３及び工程４が実施される。

本発明に係る成形面ファスナーの製造方法の別の一実施形態においては、工程２は前記一次成形品が前方に設置された二つのガイドローラによってプレスされることにより実施される。

本発明に係る成形面ファスナーの製造方法は更に別の一実施形態において、工程３は第一の無端ベルトと接触中の前記一次成形品の前記係合頭部を当該第一の無端ベルト側から前記樹脂の融点よりも０〜７０℃高い温度を有する加熱部材によって押圧するとともに、第二の無端ベルトと接触中の前記一次成形品の他方の主表面を当該第二の無端ベルト側から１０〜５０℃の温度を有する冷却部材によって押圧することにより実施される。

本発明に係る成形面ファスナーの製造方法は別の一実施形態において、工程４は第一の無端ベルトと接触中の前記一次成形品の前記係合頭部を当該第一の無端ベルト側から１０〜１００℃の温度であって前記樹脂の融点よりも低い温度を有する冷却部材によって押圧するとともに、第二の無端ベルトと接触中の前記一次成形品の他の主表面を当該第二の無端ベルト側から１０〜５０℃の温度を有する冷却部材によって押圧することにより実施される。

本発明は更に別の一側面において、本発明に係る成形面ファスナーを備えた物品である。

本発明によれば、繰り返しの脱着操作に対する耐久性と剥離強度のバランスに優れたタイプの成形面ファスナーが提供可能となる。

本発明の一実施形態に係る成形面ファスナーの係合素子を成形方向に直角な方向に成形方向の中央で切断したときの断面図である。 本発明の一実施形態に係る成形面ファスナーの係合素子を上から観察したときの模式図である。 本発明に係る成形面ファスナーの係合素子の一例についての断面の偏光画像である。 従来の成形面ファスナーの係合素子の一例についての断面の偏光画像である。 本発明に係る成形面ファスナーの連続製造装置の概略図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る成形面ファスナーの種々の実施形態について詳述する。

（１．材料）
本発明に係る成形面ファスナーは熱可塑性樹脂を材料として一体成形加工することにより製造可能である。熱可塑性樹脂としては、特に制限はないが、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ＰＶＣ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン樹脂などを採用することができる。これらの中でも、溶融状態での流動性に優れるポリプロピレン樹脂がより好ましい。

（２．係合素子）
図１には、本発明の一実施形態に係る成形面ファスナー（１００）の係合素子（１０１）を成形方向に直角な方向に成形方向中央で切断したときの断面形状が模式的に示されている。簡単のため、図１においては係合素子（１０１）を一つしか表していないが、本実施形態に係る成形面ファスナー（１００）は、平板状の基部（１０２）と該基部（１０２）の一方の主表面から突出した複数の係合素子（１０１）とを備える。基部（１０２）の主表面の単位面積当たりの係合素子（１０１）の数は要求される剥離強度に応じて適宜設定すればよいが、例えば１００〜６００個／ｃｍ²とすることができ、典型的には２００〜４００個／ｃｍ²とすることができる。

係合素子（１０１）は基部（１０２）の主表面から起立するステム（１０３）と、ステム（１０３）の上端部に形成される係合頭部（１０４）を有し、係合頭部（１０４）は平面視で成形方向に直角な方向に主として延出する張り出し部（１０５）を有する。張り出し部（１０５）には対向する面ファスナーのループが係合可能である。多数の係合素子（１０１）と、多数のループが係合することより一対の面ファスナーの連結が強化される。

ステム（１０３）の太さは要求される剥離強度に応じて適宜設定すればよいが、細すぎると繰り返しの脱着操作に対する耐久性が不十分となることから、断面積で表して０．００５ｍｍ²以上であることが好ましく、０．０１ｍｍ²以上であることがより好ましく、０．０２ｍｍ²以上であることが更により好ましい。また、ステム（１０３）の太さは、太すぎると係合素子（１０１）の数密度が不足して所望の剥離強度を得ることが困難となるため、断面積で表して０．１０ｍｍ²以下であることが好ましく、０．０７ｍｍ²以下であることがより好ましく、０．０４ｍｍ²以下であることが更により好ましい。ステムの断面形状には特に制約はなく、多角形（三角形、四角形、六角形等）や円形（真円、楕円、長円等）等とすることができるが、一次成形品の均一性に優れる理由から、真円が好ましい。

係合素子（１０１）の基部（１０２）の主表面からの高さ（Ｈ）は、低すぎるとループが係合頭部（１０４）の張り出し部（１０５）に係合しづらくなることから、０．０５ｍｍ以上であることが好ましく、０．１０ｍｍ以上であることがより好ましく、０．２０ｍｍ以上であることが更により好ましい。また、係合素子（１０１）の基部（１０２）の主表面からの高さ（Ｈ）は、高すぎると折れやすくなることから、１．５０ｍｍ以下であることが好ましく、０．５０ｍｍ以下であることがより好ましく、０．３０ｍｍ以下であることが更により好ましい。

本発明の一実施形態に係る成形面ファスナーにおいては、後述するように、平板表面に複数のステムが起立する熱可塑性樹脂製の長尺帯状の一次成形品を連続的に搬送しながら加熱プレスすることで係合素子の係合頭部（１０４）を成形加工することが可能である。成形方向というのは当該長尺帯状の一次成形品の搬送方向のことである。搬送しながら加熱プレスを実施することで、係合素子（１０１）の係合頭部（１０４）は、図２に示すように、平面視で成形方向に直角な方向に延伸した形状を有することができる。すなわち、係合素子（１０１）の係合頭部（１０４）を上から観察した場合、張り出し部（１０５）は成形方向に平行な方向（ＭＤ方向）よりも平面視で成形方向に直角な方向（ＴＤ方向）に少し張り出していることが好ましい。また、係合頭部（１０４）の上面は、剥離強度を確保するために平坦（上面における最高地点と最低地点の高度差が０．０５ｍｍ以内、好ましくは０．０２ｍｍ以内）であることが好ましい。係合頭部（１０４）の上面が中心から外側に向かって下方に傾斜する形態又は上方に傾斜する形態では張り出し部（１０５）の張り出し量が小さくなり、ループが係合しにくくなるからである。

張り出し部（１０５）が方向性を有することにより、ループとの係合に方向性が生まれ、適度な剥離強度が得られるとともに、繰り返し脱着操作を行った後の剥離強度の保持率を高めることができる。本発明の一実施形態に係る成形面ファスナー（１００）においては、係合素子（１０１）の係合頭部（１０４）を上から観察（平面視）したとき（図２参照）、当該頭部（１０４）の成形方向に直角な方向（ＴＤ方向）の長さをＴとし、当該頭部（１０４）の成形方向に平行な方向（ＭＤ方向）の長さをＭとすると、Ｔ：Ｍ＝１．０：１．０〜１．３：１．０の範囲とすることができ、典型的にはＴ：Ｍ＝１．１：１．０〜１．２：１．０の範囲とすることができる。Ｔは一つの係合素子（１０１）を観察したときの当該頭部（１０４）の成形方向に直角な方向の長さの最大長さを指し、Ｍは一つの係合素子（１０１）を観察したときの当該頭部（１０４）の成形方向に平行な方向の長さの最大長さを指す。

また、ループが係合しやすいように、張り出し部（１０５）のステム（１０３）からの成形方向に直角な方向（ＴＤ方向）への張り出し長さＬは、係合素子（１０１）の係合頭部（１０４）を上から観察（平面視）したときに（図２参照）、成形方向に対する右方向及び左方向の少なくとも一方向において、好ましくは両方向において、０．００１ｍｍ以上であることが好ましく、０．００３ｍｍ以上であることがより好ましく、０．００５ｍｍ以上であることが更により好ましい。但し、当該張り出し長さＬは、長すぎるとループとの脱着を繰り返すときに損傷しやすくなることから、成形方向に対する右方向及び左方向の少なくとも一方向において、好ましくは両方向において、０．０１５ｍｍ以下であることが好ましく、０．０１２ｍｍ以下であることがより好ましく、０．０１０ｍｍ以下であることが更により好ましい。

レターデーションは残留歪みの指標となるパラメータである。本発明の一実施形態に係る成形面ファスナー（１００）においては、係合素子（１０１）を成形方向に直角な方向に成形方向中央で切断したときの断面において、ステム（１０３）と張り出し部（１０５）の左右二カ所の境界点から直上に伸ばした二本のライン上（図１の点線Ａ及びＡ’）における頭部（１０４）のレターデーションの平均値をＲ２_avg（単位：ｎｍ）とすると、２≦Ｒ２_avg≦１００が成立する。また、本発明の一実施形態に係る成形面ファスナー（１００）においては、ステム（１０３）と張り出し部（１０５）の左右二カ所の境界点から直上に伸ばした二本のライン上における頭部（１０４）のレターデーションの最大値をＲ２_max（単位：ｎｍ）とすると、５≦Ｒ２_max≦２００である。Ｒ２_avgが２ｎｍ以上、好ましくは更にＲ２_maxが５ｎｍ以上であることにより、実用的な剥離強度を有することができる。Ｒ２_avgが低すぎると、加熱プレス時に張り出し部（１０５）の形状が丸みを帯びやすいために、適切な剥離強度を得るための張り出し部（１０５）の形状を確保するのが困難となる。ステム（１０３）と張り出し部（１０５）の二カ所の境界点から直上に伸ばした二本のライン上における頭部（１０４）のレターデーションに着目したのは、面ファスナーの脱着を繰り返すと、当該ライン付近にクラックが入りやすいからである。

Ｒ２_avgは好ましくは４ｎｍ以上であり、より好ましくは５ｎｍ以上であり、更により好ましくは１０ｎｍ以上である。Ｒ２_maxは好ましくは１０ｎｍ以上であり、より好ましくは１５ｎｍ以上であり、更により好ましくは２０ｎｍ以上である。また、Ｒ２_avgが１００ｎｍ以下であることにより、好ましくは更にＲ２_maxが２００ｎｍ以下であることにより、ファスナーの脱着を繰り返し行っても頭部（１０４）に折れが生じにくくなることで、耐久性が有意に向上する。Ｒ２_avgは好ましくは８０ｎｍ以下であり、より好ましくは６０ｎｍ以下であり、更により好ましくは５０ｎｍ以下である。Ｒ２_maxは好ましくは１５０ｎｍ以下であり、より好ましくは１２０ｎｍ以下であり、更により好ましくは１００ｎｍ以下である。Ｒ２_avgが適正であったとしても、局部的にレターデーションの高い箇所が折れの起点となり得るので、Ｒ２_avgに加えてＲ２_maxを制御することは耐久性向上に有効である。

本発明の一実施形態に係る成形面ファスナー（１００）においては、係合素子（１０１）の基部（１０２）主表面からの高さ（Ｈ）の二分の一の位置（図１の点線Ｂ）におけるレターデーションの平均値をＲ１_avg（単位：ｎｍ）とすると、Ｒ２_avg／Ｒ１_avg＝０．０４〜５．０の関係が成立する。当該関係が成立することは、ステム（１０３）と頭部（１０４）の硬さのバランスが取れていることを意味しており、剥離強度と耐久性のバランスを図る上で有利である。Ｒ２_avg／Ｒ１_avg＝０．１０〜４．０であることが好ましく、０．２０〜２．０であることがより好ましく、０．５０〜１．０であることが更により好ましい。

Ｒ１_avgはステムの硬さの指標である。剥離強度と耐久性のバランスの観点から、Ｒ１_avgは好ましくは３０〜５０ｎｍであり、より好ましくは２０〜４０ｎｍであり、更により好ましくは２５〜３５ｎｍである。

レターデーションの測定は、樹脂埋め込みの方法によって、成形面ファスナーの成形方向（ＭＤ方向）に直角な断面であって、一つの係合素子について成形方向（ＭＤ方向）の中央部分を含む厚み０．０１０ｍｍのミクロトームを作製し、ＪＩＳ Ｂ７２５１：２０００に準拠した偏光顕微鏡の基準系にて、セナルモンコンペンセーターを使用して行う。図３に本発明に係る成形面ファスナーの係合素子の一例についての断面の偏光画像を示す。また、図４に従来の成形面ファスナーの係合素子の一例についての断面の偏光画像を示す。

（３．製造方法）
本発明に係る成形面ファスナーは、例えば以下の工程１〜工程４を実施することにより製造可能である。
一方の主表面に残留歪みを有する複数のステムが起立し、他方の主表面が平坦である熱可塑性樹脂製の長尺帯状の一次成形品を得る工程１、
前記一次成形品を長手方向に搬送しながら、前記ステムの上端部側が前記樹脂の融点よりも０〜７０℃高い、好ましくは５〜５０℃高い、より好ましくは１０〜３０℃高い温度を有し、該一次成形品の他方の主表面側が１０〜５０℃、好ましくは１５〜４０℃、より好ましくは２０〜３０℃を有する第一プレス部によって３〜３００ｋＰａ、好ましくは５〜２００ｋＰａ、より好ましくは１０〜１００ｋＰａの圧力で１秒以下、好ましくは０．００００１〜１秒間、より好ましくは０．００００１〜０．５秒間、更により好ましくは０．００００１〜０．１秒間プレスすることにより、ステムの上端部を溶融変形させて平面視で搬送方向に直角な方向に主として延出する張り出し部を有する係合頭部を予備成形する工程２、
工程２に引き続いて、前記予備成形後の一次成形品を長手方向に搬送しながら、該予備成形後の一次成形品の前記係合頭部側が前記樹脂の融点よりも０〜７０℃高い、好ましくは５〜５０℃高い、より好ましくは１０〜３０℃高い温度を有し、該予備成形後の一次成形品の他方の主表面側が１０〜５０℃、好ましくは１５〜４０℃、より好ましくは２０〜３０℃を有する第二プレス部によって、前記係合頭部を工程２における圧力よりも小さく、好ましくは工程２における圧力の２０〜８０％、より好ましくは３０〜７０％、更により好ましくは４０〜６０％、且つ、３〜１５０ｋＰａ、好ましくは５〜１００ｋＰａ、より好ましくは１０〜５０ｋＰａの圧力で０．３〜１０秒間、好ましくは０．４〜５秒間、より好ましくは０．５〜２秒間プレスすることにより、前記係合頭部を溶融変形させて係合頭部の形状とレターデーションを調整する工程３、
工程３に引き続いて、前記係合頭部の形状とレターデーションが調整された一次成形品を長手方向に搬送しながら前記係合頭部及び他方の主表面を冷却帯、好ましくは１０〜１００℃の冷却帯、より好ましくは２０〜５０℃の冷却帯にそれぞれ接触させることにより冷却し、二次成形品を得る工程４。

工程１は、例えば図５に示す成形面ファスナーの連続製造装置（２００）の一次成形装置（２１０）を用いることで工業的に実施可能である。図中の符号（２１１）は連続押出装置（２１２）の押出ノズルであり、該ノズル（２１１）の先端の曲面は後述する円筒ドラム（２１３）と略同一の曲率をもつ円弧面を有し、同押出ノズル（２１１）は円筒ドラム（２１３）の曲面に対して成形しようとする上記基部（１０２）の肉厚に相当する間隙を形成して対設されている。この押出ノズル（２１１）は例えばＴ型ダイとすることができ、先端円弧面の中央部に形成された樹脂押出口（２１４）からは所定の樹脂圧と一定の流量をもって溶融樹脂が連続的に押出される。

前記円筒ドラム（２１３）は内部冷却手段である水冷ジャケット（図示せず）を有する中空ドラム状をなしており、周面が成形面ファスナー（１００）の一部成形面としての機能を有しており、上述のように上記押出ノズル（２１１）の先端円弧面との間に上記間隙をもたせると共に、円筒ドラム（２１３）の軸線を前記押出口（２１４）に平行に設置している。

回転ドラム（２１３）の周面には係合素子を一次成形するためのキャビティ（２１５）が複数設けられている。キャビティ（２１５）の配列、形状及び寸法は目的とするステムの配列、形状及び寸法に応じて適宜変更可能である。一方向に回転する円筒ドラム（２１３）の周面に向けて、押出ノズル（２１１）から溶融樹脂を連続押出すると、ドラム周面に沿って上記基部（１０２）を成形すると同時に、前記キャビティ（２１５）に前記溶融樹脂の一部が充填され、前記基部（１０２）の背面側には例えば円柱状のステム（１０３）が多数一体成形されて、回転する前記円筒ドラム（２１３）の周面に連続して長尺帯状の一次成形品が製造される。

円筒ドラム（２１３）の周面に担持されて移動する一次成形品は、円筒ドラム（２１３）に内蔵された水冷ジャケット（図示せず）と円筒ドラム（２１３）の下部が浸漬された冷却水槽（２１６）を通して積極的に冷却されたのち、テークアップ手段である剥離ローラ（２１７）により円筒ドラム（２１３）の周面から引き剥がされ、後段の二次成形装置（２２０）に移送される。このようにして得られた一次成形品のステム（１０３）には歪みが残留している。

二次成形装置（２２０）では工程２〜工程４を実施することが可能である。二次成形装置（２２０）は前記一次成形品のステム（１０３）の上端部と接触しながら走行する上側無端ベルト（２２１ａ）と、当該無端ベルト（２２１ａ）の走行経路を案内するための搬送方向に対して前方及び後方に設置された一対のガイドローラ（２２１ｂ、２２１ｃ）とを有する上側無端ベルトコンベア（２２１）を備える。また、二次成形装置（２２０）は前記一次成形品の基部（１０２）と接触しながら走行する下側無端ベルト（２２２ａ）と、当該無端ベルト（２２２ａ）の走行経路を案内するための搬送方向に対して前方及び後方に設置された一対のガイドローラ（２２２ｂ、２２２ｃ）とを有する下側無端ベルトコンベア（２２２）を備える。

工程２は上側無端ベルトコンベア（２２１）の前方ガイドローラ（２２１ｂ）を加熱し、前記一次成形品をこの前方ガイドローラ（２２１ｂ）で下方に押圧することによって加熱プレスすることにより実施することが可能である。工程２で加熱プレスすることによりステム（１０３）の上端部を溶融変形させて平面視で搬送方向に直角な方向に主として延出する張り出し部を有する係合頭部（１０４）を予備成形する。これにより、上側無端ベルトは、係合頭部（１０４）に接触する前に十分に加熱されるので、係合頭部（１０４）に接触する時には設定した温度まで昇温されていることが可能となる。そのため、プレス時に係合頭部（１０４）の歪みが小さくなり、レターデーションのバラツキを抑えることが可能となる。また、工程２を実施することにより高速生産が可能となる。工程２における加熱プレス時の先述した条件は当該趣旨を反映させた条件である。このとき、下側無端ベルトコンベア（２２２）の前方ガイドローラ（２２２ｂ）は、基部（１０２）が熱変形しないように１０〜５０℃、好ましくは２０〜４０℃の温度に維持されていることが好ましい。

上側無端ベルトコンベア（２２１）の前方ガイドローラ（２２１ｂ）の直後には加熱プレート（２２３）が設置されており、上側無端ベルト（２２１ａ）と接触中の前記一次成形品の前記係合頭部（１０４）を上側無端ベルト側から加熱プレート（２２３）で押圧することによって加熱プレスすることにより工程３を実施することが可能である。工程３では予備成形された係合頭部（１０４）を溶融変形させて形状調整しながら残留歪みを低減することが目的である。残留歪みの低下に伴いレターデーション量が低下する。工程３における加熱温度が高すぎたり、加熱時間が長すぎたり、圧力が高すぎたりすると、レターデーションが低下し過ぎ、また、張り出し部が垂れ下がってしまうことで、剥離強度と耐久性の適度なバランスを得ることが難しくなる。また、工程３における加熱温度が低すぎたり、加熱時間が短すぎたり、圧力が低すぎたりすると、レターデーションの低下が不十分となったり、張り出し部がつり上がってしまうことで、剥離強度と耐久性の適度なバランスを得ることが難しくなる。このため、工程３においても適切な加熱プレス条件とすることが必要である。工程３における加熱プレスの上記条件は当該趣旨を反映させた条件である。このとき、基部（１０２）が熱変形しないように、下側無端ベルトコンベア（２２２）には、下側無端ベルト（２２２ａ）と接触中の前記一次成形品の前記基部（１０２）を下側無端ベルト側から冷却プレート（２２４）によって押圧することが好ましい。冷却プレート（２２４）の温度は１０〜１００℃とすることが好ましく、２０〜５０℃の温度とすることがより好ましい。

工程３の後は、係合頭部（１０４）の形状及びレターデーションが調整された一次成形品に対して意図しない特性変化が生じないように、係合頭部（１０４）を１００℃以下に冷却する工程４を実施し、二次成形品を得る。工程４は、工程３の後に急冷してもよいし、室温付近で放冷してもよいが、急冷することが好ましい。急冷することにより冷却部のベルトを短くすることができ、生産性が向上する。また、急冷することにより係合頭部（１０４）側の基部（１０２）の主表面と、基部（１０２）の他方の主表面の密度差を減らし、カールを低減可能である。工程４で急冷する場合、上側無端ベルトコンベア（２２１）の加熱プレート（２２３）の直後に冷却プレート（２２５）を設置し、上側無端ベルト（２２１ａ）と接触中の前記係合頭部（１０４）の形状及びレターデーションが調整された一次成形品の前記係合頭部（１０４）を上側無端ベルト側から冷却プレート（２２５）によって押圧することで冷却する方法が例示される。冷却プレート（２２５）の温度は前記樹脂の融点よりも低く、且つ、１０〜１００℃とすることが好ましく、２０〜５０℃の温度とすることがより好ましい。また、冷却プレート（２２５）の温度は前記樹脂の融点よりも１００℃以上低いことが好ましく、１３０℃以上低いことがより好ましい。但し、冷却プレート（２２５）の温度は結露しない範囲の温度、すなわち露点よりも高い温度とすることがより好ましい。このとき、下側無端ベルトコンベア（２２２）には、下側無端ベルト（２２２ａ）と接触中の前記二次成形品の前記基部（１０２）を下側無端ベルト側から冷却プレート（２２４）によって押圧することが好ましい。

（４．用途）
本発明に係る成形面ファスナーは、限定的ではないが、使い捨て紙おむつ、医療用簡易衣料、ナプキン類、各種作業用簡易衣料、肌着類等など各種物品の止具として利用可能である。

以下、本発明の実施例を示すが、これらは本発明及びその利点をより良く理解するために提供するものであり、本発明が限定されることを意図しない。

（１．樹脂）
試験例１〜８では下記の熱可塑性樹脂を用いた。
・ポリプロピレン（融点＝１６５℃、日本ポリプロ株式会社製、商品名：ノバテック^TMＰＰ ＭＡ１Ｂ）
試験例９では下記の熱可塑性樹脂を用いた。
・ポリプロピレン（融点＝１６２℃、株式会社プライムポリマー社製、商品名：プライムポリプロ Ｊ８３０ＨＶ）

（２．面ファスナーの製造）
先述した図５に示す連続製造装置（２００）を使用して、ポリプロピレンを２５０℃の温度条件で押出成形することによって、平板表面に起立する直径０．２０ｍｍ×高さ０．３０ｍｍの円柱状ステムが２８０個／ｃｍ²の個数密度で配列したポリプロピレン製の長尺帯状の一次成形品を製造した。この際、円筒ドラム（２１３）内部の水冷ジャケットの水温を試験番号に応じて変化させた。具体的には試験例１〜３、５、６、８、９については１０℃、試験例４については６０℃、試験例７については４０℃とした。次いで、図５に示すベルトコンベア式の二次成形装置（２２０）の上側無端ベルトコンベアを試験番号に応じて表１に示す運転条件で使用することにより、一次成形品のステムを変形させて係合頭部を二次成形することで、発明例及び比較例の長尺帯状の面ファスナーを製造した。なお、下側無端ベルトコンベアは、前方ガイドロールの温度を３０℃、冷却プレートの温度を３０℃、後方ガイドロールの温度を３０℃として運転した。

（３．レターデーション）
このようにして得られた面ファスナーについて、ステムと頭部のレターデーションを測定した。レターデーションの測定はシステム偏光顕微鏡（オリンパス社製、型式ＢＸ５３−Ｐ、セナルモンコンペンセーターＵ-ＳＣＥ）によって上述した方法により行った。また、レターデーションの測定は、面ファスナー毎に任意に選択した１０個の係合素子に対して行い、１０個の平均値を測定値とした。結果を表２に示す。
表中の記号は以下の通りである。
Ｒ１_avg：係合素子の基部主表面からの高さ（Ｈ）の二分の一の位置におけるレターデーションの平均値
Ｒ２_avg：ステムと張り出し部の左右二カ所の境界点からそれぞれ直上に伸ばした二本のライン上における頭部のレターデーションの平均値（なお、左右というのは図２における左右方向を指す。）
Ｒ２_max：ステムと張り出し部の二カ所の境界点から直上に伸ばした二本のライン上における頭部のレターデーションの最大値

（４．剥離強度）
各面ファスナーの剥離強度を、ＪＩＳ−Ｌ−３４１６−２０００に準拠して測定した。係合する相手方のループパイル布地としてはユニ・チャーム株式会社製マミーポコ テープタイプを使用した。剥離方向はＴＤの方向とした。結果を表２に示す。

（５．耐久性）
各面ファスナーの剥離強度の保持率を、ＪＩＳ−Ｌ−３４１６−２０００に準拠して測定した。係合する相手方のループパイル布地としてはユニ・チャーム株式会社製マミーポコ テープタイプを使用した。剥離方向はＴＤの方向とした。繰り返し回数１０回後の剥離強度保持率を表２に示す。

（６．形状評価）
各面ファスナーの係合素子の係合頭部を上から観察（平面視）し（図２参照）、係合頭部のＴＤ方向の長さＴ、係合頭部のＭＤ方向の長さＭ、及び張り出し部のステムからのＴＤ方向への左右への張り出し長さＬを顕微鏡を用いて測定した。測定は各面ファスナーについて１０個の係合素子について行い、平均値を測定値とした。

（７．考察）
表２の結果から、発明例に係る成形面ファスナーは、剥離強度及び剥離強度保持率のバランスに優れていたことが分かる。また、レターデーションを表すパラメータであるＲ１_avg、Ｒ２_avg、Ｒ２_max、Ｒ２_avg／Ｒ１_avgが好ましい範囲になるにつれて当該バランスが向上することも分かる。特に、試験例１については、剥離強度及び剥離強度保持率のバランスが最も優れていた。
一方、試験例４はＲ２_avg／Ｒ１_avgが大きすぎたために剥離強度を確保することができなかった。試験例５はＲ２_avgが大きすぎたために剥離強度が不十分であるのに加えて、剥離強度の保持率が発明例に比べて劣っていた。試験例６はＲ２_avg／Ｒ１_avgが小さすぎたために剥離強度を確保することができなかった。

１００ 成形面ファスナー
１０１ 係合素子
１０２ 基部
１０３ ステム
１０４ 係合頭部
１０５ 張り出し部
２００ 成形面ファスナーの連続製造装置
２１０ 一次成形装置
２１１ 押出ノズル
２１２ 連続押出装置
２１３ 円筒ドラム
２１４ 押出口
２１５ キャビティ
２１６ 冷却水槽
２１７ 剥離ローラ
２２０ 二次成形装置
２２１ 上側無端ベルトコンベア
２２１ａ 上側無端ベルト
２２１ｂ、２２１ｃ、２２２ｂ、２２２ｃ ガイドローラ
２２２ 下側無端ベルトコンベア
２２２ａ 下側無端ベルト
２２３ 加熱プレート
２２４、２２５ 冷却プレート

Ｒ１_avgはステムの硬さの指標である。剥離強度と耐久性のバランスの観点から、Ｒ１_avgは好ましくは１０．４〜５０ｎｍであり、より好ましくは２０〜４０ｎｍであり、更により好ましくは２５〜３５ｎｍである。

（７．考察）
表２の結果から、発明例に係る成形面ファスナーは、剥離強度及び剥離強度保持率のバランスに優れていたことが分かる。また、レターデーションを表すパラメータであるＲ１_avg、Ｒ２_avg、Ｒ２_max、Ｒ２_avg／Ｒ１_avgが好ましい範囲になるにつれて当該バランスが向上することも分かる。特に、試験例１については、剥離強度及び剥離強度保持率のバランスが最も優れていた。
一方、試験例４はＲ２_avg／Ｒ１_avgが大きすぎたために剥離強度を確保することができなかった。試験例５はＲ２_avgが大きすぎたために剥離強度は十分であるが、剥離強度の保持率が発明例に比べて劣っていた。試験例６はＲ２_avg／Ｒ１_avgが小さすぎたために剥離強度を確保することができなかった。

Claims (12)

1. 平板状の基部（１０２）と該基部（１０２）の一方の主表面から突出した複数の係合素子（１０１）とを備えた熱可塑性樹脂製の成形面ファスナー（１００）であって、
   前記係合素子（１０１）は前記主表面から起立するステム（１０３）と、ステム（１０３）の上端部に形成される係合頭部（１０４）であって、平面視で成形方向に直角な方向に主として延出する張り出し部（１０５）を有する係合頭部（１０４）とを備え、
   係合素子（１０１）を成形方向に直角な方向に成形方向中央で切断したときの断面において、係合素子（１０１）の前記基部（１０２）の主表面からの高さの二分の一の位置におけるレターデーションの平均値をＲ１_avg（単位：ｎｍ）、ステム（１０３）と張り出し部（１０５）の左右二カ所の境界点からそれぞれ直上に伸ばした二本のライン上における係合頭部（１０４）のレターデーションの平均値をＲ２_avg（単位：ｎｍ）とすると、２≦Ｒ２_avg≦１００、Ｒ２_avg／Ｒ１_avg＝０．０４〜５．０の関係が成立する成形面ファスナー。
2. ステム（１０３）と張り出し部（１０５）の二カ所の境界点からそれぞれ直上に伸ばした二本のライン上における係合頭部（１０４）のレターデーションの最大値をＲ２_max（単位：ｎｍ）とすると、５≦Ｒ２_max≦２００である請求項１に記載の成形面ファスナー。
3. Ｒ１_avgが２０〜４０ｎｍである請求項１又は２に記載の成形面ファスナー。
4. Ｒ２_avgが２０〜５０ｎｍである請求項１〜３の何れか一項に記載の成形面ファスナー。
5. 熱可塑性樹脂の融点が１５０〜１７０℃である請求項１〜４の何れか一項に記載の成形面ファスナー。
6. 熱可塑性樹脂がポリプロピレンである請求項１〜５の何れか一項に記載の成形面ファスナー。
7. 一方の主表面に残留歪みを有する複数のステムが起立した熱可塑性樹脂製の長尺帯状の一次成形品を得る工程１と、
   前記一次成形品を長手方向に搬送しながら、前記ステムの上端部側が前記樹脂の融点よりも０〜７０℃高い温度を有し、該一次成形品の他方の主表面側が１０〜５０℃を有する第一プレス部によって３〜３００ｋＰａの圧力で１秒以下の時間プレスすることにより、ステムの上端部を溶融変形させて平面視で搬送方向に直角な方向に主として延出する張り出し部を有する係合頭部を予備成形する工程２と、
   工程２に引き続いて、前記予備成形後の一次成形品を長手方向に搬送しながら、該予備成形後の一次成形品の前記係合頭部側が前記樹脂の融点よりも０〜７０℃高い温度を有し、該予備成形後の一次成形品の他方の主表面側が１０〜５０℃を有する第二プレス部によって、前記係合頭部を工程２における圧力よりも小さく、且つ、３〜１５０ｋＰａの圧力で０．３〜１０秒間プレスすることにより、前記係合頭部を溶融変形させて係合頭部の形状及びレターデーションを調整する工程３と、
   工程３に引き続いて、前記係合頭部の形状及びレターデーションが調整された一次成形品を長手方向に搬送しながら前記係合頭部及び他方の主表面を冷却帯にそれぞれ接触させることにより冷却し、二次成形品を得る工程４と、
   を含む請求項１〜６の何れか一項に記載の成形面ファスナーの製造方法。
8. 前記一次成形品のステムの上端部と接触しながら走行する第一の無端ベルト（２２１ａ）と、当該第一の無端ベルト（２２１ａ）の走行経路を案内するための搬送方向に対して前方及び後方に設置された一対のガイドローラ（２２１ｂ、２２１ｃ）とを有する第一の無端ベルトコンベア（２２１）、並びに、前記一次成形品の他方の主表面と接触しながら走行する第二の無端ベルト（２２２ａ）と、当該第二の無端ベルト（２２２ａ）の走行経路を案内するための搬送方向に対して前方及び後方に設置された一対のガイドローラ（２２２ｂ、２２２ｃ）とを有する第二の無端ベルトコンベア（２２２）の間を、工程１により得られた前記一次成形品が通過する間に工程２、工程３及び工程４が実施される請求項７に記載の成形面ファスナーの製造方法。
9. 工程２は前記一次成形品が前方に設置された二つのガイドローラ（２２１ｂ、２２２ｂ）によってプレスされることにより実施される請求項８に記載の成形面ファスナーの製造方法。
10. 工程３は第一の無端ベルト（２２１ａ）と接触中の前記一次成形品の前記係合頭部を当該第一の無端ベルト側から前記樹脂の融点よりも０〜７０℃高い温度を有する加熱部材（２２３）によって押圧するとともに、第二の無端ベルト（２２２ａ）と接触中の前記一次成形品の他方の主表面を当該第二の無端ベルト側から１０〜５０℃の温度を有する冷却部材（２２４）によって押圧することにより実施される請求項８又は９に記載の成形面ファスナーの製造方法。
11. 工程４は第一の無端ベルト（２２１ａ）と接触中の前記一次成形品の前記係合頭部を当該第一の無端ベルト側から１０〜１００℃の温度であって前記樹脂の融点よりも低い温度を有する冷却部材（２２５）によって押圧するとともに、第二の無端ベルト（２２２ａ）と接触中の前記一次成形品の他の主表面を当該第二の無端ベルト側から１０〜５０℃の温度を有する冷却部材（２２４）によって押圧することにより実施される請求項８〜１０の何れか一項に記載の成形面ファスナーの製造方法。
12. 請求項１〜６の何れか一項に記載の成形面ファスナーを備えた物品。

Images