一方向伸縮性基材及び複合伸縮性シート、並びにそれらの製造方法
【課題】形状維持性能が高くかつ軽量化が容易な一方向伸縮性基材を提供する。
【解決手段】一方向伸縮性基材１は、伸縮性と熱可塑性とを有するエラストマ材料からなる複数の線状体３が互いに直交するように配列した網状体２と、熱可塑性樹脂から形成された複数の長繊維５から形成された不織布４と、を有している。不織布４の長繊維５は一方向に延伸され、かつ一方向だけに直線状に配列している。不織布４は、不織布の長繊維５の配列方向ｙが網状体２の線状体３に沿ったいずれかの方向ｙと平行となるように、網状体２に接着されている。
【解決手段】一方向伸縮性基材１は、伸縮性と熱可塑性とを有するエラストマ材料からなる複数の線状体３が互いに直交するように配列した網状体２と、熱可塑性樹脂から形成された複数の長繊維５から形成された不織布４と、を有している。不織布４の長繊維５は一方向に延伸され、かつ一方向だけに直線状に配列している。不織布４は、不織布の長繊維５の配列方向ｙが網状体２の線状体３に沿ったいずれかの方向ｙと平行となるように、網状体２に接着されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方向伸縮性基材及び複合伸縮性シートと、それらの製造方法に関し、特にエラストマ材料からなる網状体と不織布との複合体である一方向伸縮性基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エラストマ材料からなるネットと不織布とを貼り合わせた伸縮性基材が知られている（特許文献１，２）。特許文献１には、不織布の一方の表面にスチレン系エラストマからなる連続線状の弾性網状体を積層して伸縮性基材を製造する技術が開示されている。特許文献２には、エラストマ材料からなるネットの片面または両面にカーディングされた短繊維不織布を積層し、ウォータージェット（高圧液体流処理）を施して、ネットと不織布とを交絡させて伸縮性基材を製造する技術が開示されている。
【０００３】
しかし、このような技術で作成された伸縮性基材では、不織布を構成する繊維が屈曲しかつランダムな方向を向いているため、不織布はいずれの方向にも伸縮性を有している。その結果、これと弾性網状体（ネット）を積層した伸縮性基材も、いずれの方向にも伸縮性を有している。
【０００４】
一方、特定の用途、例えばマスクやサポーター等の基材として伸縮性基材を用いる場合には、一方向だけに伸縮性を有しこれと直交する方向の伸縮性が規制された伸縮性基材が望まれる場合がある。また、伸縮性基材と他の材料とを別々の供給ロールから繰り出しながら貼り合わせて最終製品を製造する場合、伸縮性基材の伸縮性が大きいと、供給ロールからの繰り出し速度が制限される場合がある。従って、伸縮性を規制し繰り出し速度を上げて生産効率を高めることも望まれている。
【０００５】
そこで、ネットの横糸を、伸縮性を有するエラストマで形成し、ネットの縦糸を、伸縮性が規制されたエラストマ以外の素材で形成する技術が開発されている。このようなネットは、横糸に沿った方向では従来通りの伸縮性を有し、縦糸に沿った方向では伸縮性が規制される。その一例として、米国コンウェッド社が製造するネットである「ＲＥＢＯＵＮＤ」が挙げられる（特許文献３）。このネットは、横糸がスチレン系のブロック重合体で、縦糸がポリプロピレン（ＰＰ）で形成され、交点が熱融着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１０４６１１号公報
【特許文献２】特開２０００−３０１６３５号公報
【特許文献３】特許第４１８０５９８号明細書（段落［００４５］，［００４６］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３に記載されたように、縦糸に伸縮性の小さい素材を用いてネットを作成する場合、縦糸は、ポリプロピレン（ＰＰ）以外に、高密度ポリプロピレン（ＨＤＰＥ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などのオレフィン材料で形成することもできる。しかし、スチレン系エラストマとオレフィン材料を横糸及び縦糸として用い、ネットとして一体成型する場合、交点の融着強度が十分でないという問題がある。このため、ネットを基材として用いて最終製品を製造する等の目的で、ネットに他の材料を積層して熱を加えた場合、横糸と縦糸との間に容易に剥がれが生じることがある。横糸と縦糸の剥がれを防止し、形状維持性能を高めるためには、横糸及び縦糸の密度（単位時間あたり吐出量）を増やし、交点の数を増やすことが有効である。しかし、横糸及び縦糸の密度が増えると使用する材料が増えるため、軽量化が困難となり、コストへの影響も生じる。さらに、横糸及び縦糸の密度が増えることにより、通気性の低下や横方向の伸縮性、縦糸の柔軟性の低下も生じる。
【０００８】
本発明は、形状維持性能が高くかつ軽量化が容易な一方向伸縮性基材及びこれを用いた複合伸縮性シート、並びにそれらの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一方向伸縮性基材は、伸縮性と熱可塑性とを有するエラストマ材料からなる複数の線状体が互いに直交するように配列した網状体と、熱可塑性樹脂から形成された複数の長繊維から形成された不織布と、を有している。不織布の長繊維は一方向に延伸され、かつ該一方向だけに直線状に配列している。不織布は、不織布の長繊維の配列方向が網状体の線状体に沿ったいずれかの方向と平行となるように、網状体に接着されている。
【００１０】
本発明において不織布は、長繊維が一方向に延伸され、かつ当該一方向だけに直線状に配列している。このような不織布では、当該一方向の伸縮性だけが規制される。不織布は長繊維の配列方向が網状体の線状体に沿ったいずれかの方向と平行となるように、網状体に接着されている。このため網状体は、長繊維の配列方向における伸縮性だけが効率的に規制され、これと直交する方向の伸縮性はほとんど影響を受けない。
【００１１】
線状体の材料は、伸縮性と熱可塑性とを有するエラストマ材料であることを除き何ら制約を受けないため、縦横の線状体の一体性を容易に高めることができる。このため、交点での剥離が生じにくくなり、形状維持性能が高められる。網状体は不織布と大きな接合面積で接着され、不織布によっても補強されるため、形状維持性能は一層高められる。しかも、上述の不織布は繊維が一方向だけに直線状に配列しているため、少量の不織布でも十分な一方向伸縮規制性能が得られ、一方向伸縮性基材の重量増加が最小限に抑えられる。
【００１２】
本発明の複合伸縮性シートは、上述の一方向伸縮性基材と、一方向伸縮性基材の少なくとも一方の面に積層された布と、を有している。
【００１３】
本発明の一方向伸縮性基材の製造方法は、伸縮性と熱可塑性とを有するエラストマ材料からなる複数の線状体が互いに直交するように配列した網状体と、熱可塑性樹脂から形成された複数の長繊維からなる不織布とを接着する工程を含んでいる。不織布の長繊維は一方向に延伸され、かつ該一方向だけに直線状に配列している。接着する工程は、不織布を、不織布の長繊維の配列方向が網状体の線状体に沿ったいずれかの方向と平行となるように、網状体に接着することを含んでいる。
【００１４】
本発明の複合伸縮性シートの製造方法は、上述の方法に従い製造された一方向伸縮性基材と布とを、一方向伸縮性基材の長繊維の配列方向が繰り出し方向となる向きで、別々の供給ロールから繰り出しながら積層することを含んでいる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、形状維持性能が高くかつ軽量化が容易な一方向伸縮性基材及びこれを用いた複合伸縮性シート、並びにそれらの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一方向伸縮性基材の平面図及び断面図である。
【図２】図１に示す一方向伸縮性基材に用いられる不織布の部分斜視図である。
【図３】図１に示す不織布の製造方法を示す概略図である。
【図４】複合伸縮性シートの様々な構成を示す断面図である。
【図５】複合伸縮性シートの製造方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の一方向伸縮性基材とそれを用いた複合伸縮性シートについて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一方向伸縮性基材の平面図及び断面図である。同図（ａ）は一方向伸縮性基材の平面図であり、同図（ｂ）は網状体だけを抜き出して示す平面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００１９】
一方向伸縮性基材１は、網状体（ネット）２と、熱可塑性樹脂からなる不織布４と、が熱圧着（ないし熱融着）されて形成されている。
【００２０】
網状体２は、図１（ｂ）に示すように、互いに直交するように配列した複数の線状体３で構成されている。図１（ｂ）では線状体３はｘ方向とｙ方向に配列している。各線状体３は、伸縮性と熱可塑性とを有し所定温度で加熱軟化する熱可塑性のエラストマ材料からなっている。網状体２は、スチレン系エラストマ、ウレタン系エラストマなどから形成することができる。スチレン系エラストマとしては、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−ブチレン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）などが挙げられる。ウレタン系エラストマとしては、ポリエステル、低分子グリコール、メチレンビスフェニルイソシアネートまたはトリジンジイソシアネートなどが挙げられる。
【００２１】
図２は、不織布の一部を拡大して示す模式的部分斜視図である。不織布４は、熱可塑性樹脂から形成された複数の長繊維５から形成されている。不織布４は、熱圧着される温度で耐熱性を備えている。長繊維５は、一方向ｙだけに直線状に配列している。ここで、「一方向」とは、複数の長繊維５が互いに平行になっている場合の他、複数の長繊維５が互いに平行ではないが、概ね同じ方向を向いている場合も含む。また、「直線状」とは、各繊維が完全な直線状になっている場合の他、部分的または全体的に曲線状である場合も含む。図２では便宜上、長繊維５が２層で重なりあった例を示しているが、１層でもよく、より多層で重なり合っていてもよい。実際の不織布４は、長繊維５が相互に入り込み絡み合った、より複雑な構成となっており、長繊維５は厳密に直線状に配列しているわけではなく、方向ｙと異なる方向を向いているものもある。しかし概念的には、不織布４は上述のような構成となっている。
【００２２】
不織布４の長繊維５は一方向に延伸されている。図１，２では、延伸方向はｙ方向である。延伸方向ｙは長繊維５の配列方向ｙと一致している。不織布４は、不織布４の長繊維５の配列方向ｙが網状体２の線状体３に沿ったいずれかの方向（ここではｙ方向であるが、ｘ方向でもよい。）と平行となるように、網状体２に熱圧着されている。この際、線状体３及び線状体３同士の交点１７は熱圧着の際に潰されていることが好ましい。なお、「平行」とは、完全に平行な場合の他、向きが概ね一致している場合も含んでいる。
【００２３】
不織布４の長繊維５は、例えばナイロン、ポリエステル等の熱可塑性樹脂から形成することができ、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好適に用いられる。熱可塑性樹脂には添加剤として、紫外線防止剤、酸化劣化防止剤、難燃剤などを、不織布の用途に応じて添加することができる。各長繊維５の直径は１〜２０μｍの範囲が好適であり、一実施例では１０μｍ程度である。
【００２４】
不織布４は網状体２に熱圧着以外の適宜の方法で接合されてもよい。例えば、超音波接着を用いて不織布４を網状体２に接合することができる。また、押出ラミネーション法を用い、流れ方向（縦方向）に対して筋状に樹脂を形成するようにしてもよい。樹脂は全面ではなく、例えば２ｃｍ間隔で樹脂がある部分とない部分とができるように形成される。樹脂のない部分は接着されないため、この方法によれば、横方向の伸縮性が維持される。
【００２５】
不織布４は市販されている商品から選択することもできる。このような不織布の一例として、本願出願人が製造販売する「ミライフ」（登録商標）のグレードＴ０５（目付５ｇ／ｍ2）、グレードＴ１０（目付１０ｇ／ｍ2）、グレードＴ１５（目付１５ｇ／ｍ2）、グレードＴ２０（目付２０ｇ／ｍ2）が挙げられる。特に、グレードＴ５は目付が小さく、しかも十分な一方向伸縮性を有しているため、好適に用いることができる。
【００２６】
網状体２はエラストマからなっているため、それ自体はｘ方向及びｙ方向に（さらにｘ方向とｙ方向の間の任意の方向にも）大きな伸縮性を有している。不織布４はｙ方向に延伸され、しかも長繊維５がｙ方向に直線状に配列しているため、ｙ方向の引張り力に対して大きな抵抗を示し、伸びが生じにくい。その一方、ｘ方向の引張り力に対してはほとんど抵抗することなく自由に変形する。このため、これらが貼り合わされた一方向伸縮性基材１は、ｙ方向の引張り力に対しては大きな抵抗を示し伸縮性が規制される一方、ｘ方向の引張り力に対しては、実質的に網状体２のもつ本来の伸縮性で伸縮することができる。すなわち、一方向のみに伸縮性が付与された基材を実現することができる。
【００２７】
不織布４は以下の手順で製造することができる。図３は、不織布４の作成に用いられる製造装置の概略図を示す。不織布製造装置２１は、主にメルトブローンダイス２４とコンベア２５とで構成される紡糸ユニット２２と、延伸シリンダ２６ａ，２６ｂ、引取ニップローラ２７ａ，２７ｂ等で構成される延伸ユニット２３と、を有している。メルトブローンダイス２４は、先端（下端）に、紙面に対して垂直な方向に並べられた多数のノズル２８を有している（図では１つのみ表示している。）。ギアポンプ（図示せず）から送入された溶融樹脂３０がノズル２８から押出されることで、多数の繊維３１が形成される。各ノズル２８の両側にはそれぞれエアー溜３２ａ，３２ｂが設けられている。樹脂の融点以上に加熱された高圧加熱エアーは、これらエアー溜３２ａ，３２ｂに送入され、エアー溜３２ａ，３２ｂと連通してメルトブローンダイス２４の先端に開口するスリット３３ａ，３３ｂから噴出される。これにより、ノズル２８から押出される繊維３１の押出し方向とほぼ平行な高速気流が生じる。この高速気流により、ノズル２８から押出された繊維３１はドラフト可能な溶融状態に維持され、高速気流の摩擦力により繊維３１にドラフトが与えられ、繊維３１が細径化される。高速気流の温度は、繊維３１の紡糸温度よりも８０℃以上、望ましくは１２０℃以上高くする。メルトブローンダイス２４を用いて繊維３１を形成する方法では、高速気流の温度を高くすることにより、ノズル２８から押出された直後の繊維３１の温度を繊維３１の融点よりも十分に高くすることができるため、繊維３１の分子配向を小さくすることができる。ポリエチレンテレフタレート樹脂の連続繊維を作成する場合は、溶融押出しするときに熱風により１０〜２３μｍの直径に細化することができる。
【００２８】
メルトブローンダイス２４の下方にはコンベア２５が配置されている。コンベア２５は、駆動源（図示せず）により回転されるコンベアローラ２９やその他のローラに掛け回されており、コンベアローラ２９の回転によりコンベア２５を駆動することで、ノズル２８から押出された繊維３１は図示右方向（搬送方向Ｄ）へ搬送される。
【００２９】
繊維３１は、ノズル２８の両側のスリット３３ａ，３３ｂから噴出された高圧加熱エアーが合流した流れである高速気流に沿って流れる。高速気流は、スリット３３ａ，３３ｂから噴出された高圧加熱エアーが合流して、コンベア２５の搬送面とほぼ垂直な方向に流れる。
【００３０】
メルトブローンダイス２４とコンベア２５との間には、スプレーノズル３５が設けられている。スプレーノズル３５は、高速気流中へ霧状の水を噴霧するもので、これにより繊維３１が冷却され、急速に凝固される。スプレーノズル３５は実際には複数個設置されるが、図では１個のみを示している。スプレーノズル３５から噴射される流体は、繊維３１を冷却することができるものであれば必ずしも水分等を含む必要はなく、冷エアーであってもよい。
【００３１】
メルトブローンダイス２４の近傍の、スリット３３ａ，３３ｂによる高速気流が発生している領域には、楕円柱状の気流振動機構３４が設けられている。気流振動機構３４は、コンベア２５上での繊維３１の搬送方向Ｄとほぼ直交した、すなわち製造すべき不織布４の幅方向とほぼ平行に配置された軸３４ａの周りを、矢印Ａ方向に回転させられる。一般に、気体や液体の高速噴流近傍に壁が存在しているとき、噴流は壁面に沿った方向の近くを流れる傾向があり、これはコアンダ効果といわれる。気流振動機構３４は、このコアンダ効果を利用して繊維３１の流れの向きを変える。図の場合、気流振動機構３４の楕円形の長軸が高速気流の向き（図面の上下方向）に一致するとき、繊維３１はコンベア２５に向けてほぼ鉛直に落下する。気流振動機構３４が軸３４ａの周りを９０度回転し、気流振動機構３４の楕円形の長軸が高速気流の向きと直交するとき、繊維３１はコンベア２５の搬送方向Ｄ（図中右側）に偏位し、偏位量はこのときが最大となる。さらに気流振動機構３４が軸３４ａの周りを回転すると、繊維３１のコンベア２５への落下位置は搬送方向Ｄに対して前後方向に周期運動する。すなわち、凝固した繊維３１は、縦方向（搬送方向Ｄ及びその反対方向）に振られながらコンベア２５上に集積し、縦方向に部分的に折り畳まれて連続的に捕集され、連続長繊維３１が形成される。
【００３２】
コンベア２５上に捕集された繊維３１は、コンベア２５により搬送方向Ｄに搬送され、延伸温度に加熱された延伸シリンダ２６ａと押えローラ３６とにニップされる。その後、繊維３１は、延伸シリンダ２６ｂと押えゴムローラ３７とにニップされて、２つの延伸シリンダ２６ａ，２６ｂに密着させられる。このように繊維３１が延伸シリンダ２６ａ，２６ｂに密着しながら送られることで、繊維３１は、縦方向に部分的に折り畳まれた状態のまま、隣接する繊維３１同士が融着したウェブとなる。この際、２つの延伸シリンダ２６ａ，２６ｂの距離をできるだけ小さくすることが好ましい。これは近接延伸と呼ばれる。繊維３１が途中で折り返されたり、多少屈曲したりしている場合もあるため、個々の繊維３１を有効に延伸するためにはなるべく延伸の開始点と終点との距離を短くすることが好ましい。
【００３３】
延伸シリンダ２６ａ，２６ｂに密着して送られることにより得られたウェブはさらに、引取ニップローラ２７ａ，２７ｂ（後段の引取ニップローラ２７ｂはゴム製）に引き取られる。引取ニップローラ２７ａ，２７ｂの周速は延伸シリンダ２６ａ，２６ｂの周速よりも大きく、これによりウェブは縦方向に延伸され、不織布４となる。このように、紡糸したウェブを縦方向に延伸することにより、繊維の整列度をさらに向上させることができる。ポリエチレンテレフタレート樹脂の連続繊維を作成する場合は、３〜１０倍の長さに繊維を延伸することで、繊維の直径を１〜２０μｍ程度まで細化し、この延伸操作によって繊維の整列度を増すことが可能となる。繊維３１が十分に急冷されることによって、延伸応力が小さく伸度が大きい繊維３１が形成される。これは、上述したようにスプレーノズル３５から霧状の水を噴霧し、高速気流に霧状の液体を含ませることによって実現される。以上述べた方法で形成された不織布４は、連続した長繊維５が一方向に直線状に配列されている。
【００３４】
以上のようにして製造した不織布４を、不織布４の長繊維５の配列方向ｙが網状体２の線状体３に沿った方向ｙと平行となるように網状体２に接着（例えば、熱圧着）する。これによって、上述の一方向伸縮性基材１を製造することができる。
【００３５】
以上説明した一方向伸縮性基材１は、様々な最終製品の材料として用いることができる。図４には、一方向伸縮性基材と、一方向伸縮性基材の少なくとも一方の面に貼り合わされた布１１〜１４と、を有する複合伸縮性シート１０〜１０”の断面図を示している。同図（ａ）は不織布４に面するように布１１を貼り合わせた例（複合伸縮性シート１０）、同図（ｂ）は網状体２に面するように布１２を貼り合わせた例（複合伸縮性シート１０’）、同図（ｃ）は不織布４に面するように布１３を、網状体２に面するように布１４を貼り合わせた例（複合伸縮性シート１０”）である。布１１〜１４とは、多数の繊維を薄く板状に加工したものを意味する。布１１〜１４の構造や材質は特に限定されず、用途に応じて適宜選択することができる。布１１〜１４の材料としては短繊維ウェブが好適に用いられるが、一方向伸縮性基材１と積層ないし貼り合わせ可能である限り、不織布、合成繊維、天然繊維、再生繊維のいずれを選択することもできる。積層方法は熱圧着に限らず、高圧の水流による繊維の交絡を利用した方法でもよい。
【００３６】
複合伸縮性シート１０〜１０”の適用例としては、例えばワイパ、紙おむつのサイドギャザー、生理用品、リストバンド、包袋、マスク、サポーター、パップ材基布等が考えられる。
【００３７】
図５は、図４（ａ）に示す複合伸縮性シート１０の製造方法の一例を示す概略図である。一方向伸縮性基材１と布１１は供給ロール１５，１６から別々に繰り出され、一対の加圧ロール（熱圧着手段）６，７の間に連続的に供給される。加圧ロール６，７に供給された一方向伸縮性基材１と布１１は、加圧ロール６，７で加圧、加熱されて、熱圧着される。スチレン系エラストマやウレタン系エラストマは一般に、１００〜２００℃で加熱溶融する。このため、加圧ロールでの加熱温度は１００〜２００℃程度が望ましい。
【００３８】
この際、一方向伸縮性基材１は、一方向伸縮性基材１の長繊維５の配列方向ｙが繰り出し方向Ｆとなる向きで供給ロール１５から繰り出すことが望ましい。この理由について説明するため、まず本発明の一方向伸縮性基材１の代わりに不織布４の貼り合わされていない網状体２を単独で供給ロール１５から繰り出す場合を考える。網状体２は繰り出し方向Ｆに大きな伸縮性を有しているため、網状体２が繰り出しの際に受けるテンションによって伸縮を繰り返す。すなわち、何らかの理由、例えば、供給ロール１５上に巻かれた網状体２が供給ロール１５から離れる際に供給ロール１５上にある網状体２に引っ掛かるなどの理由によって、繰り出し速度が一時的に低下し、その後繰り出し速度が回復する場合がある。このような繰り出し速度の変動が生じると、網状体２自体が伸縮を繰り返し、網状体２が安定して加圧ロール６，７に供給されなくなる。その場合、不測の引張り力が掛って網状体２に損傷が生じたり、網状体２が部分的に重なり合ったりするなどの不具合が生じる可能性がある。これを防止するには繰り出し速度を抑えることが最も確実であり、従来例では繰り出し速度は数ｍ／分程度に抑えられていた。しかし、繰り出し速度を抑えることは製造効率の低下に直結する。
【００３９】
これに対して本発明では、一方向伸縮性基材１は一方向の伸縮性が規制され、変形がしにくくなっている。伸縮性の規制された方向ｙを繰り出し方向Ｆと一致させることで、仮に上述のような現象が発生しても、一方向伸縮性基材１自体の剛性によって、繰り出し方向Ｆでの伸縮変形が防止できる。このため、一方向伸縮性基材１を高い繰り出し速度で安定して供給することが可能となる。本発明では数十ｍ／分程度の繰り出し速度を実現することができる。
【００４０】
大きな繰り出し速度は、一方向伸縮性基材１を供給ローラで繰り出す工程を含んでいる限り、どのような製品をどのようなプロセスで製造する場合でも実現することができる。例えば上述した高圧水流を利用する場合、いわゆるスパンレース法に類似した方法で複合伸縮性シート１０を製造することができる。この方法では、まず短繊維不織ウェブをカード機によって作成し、この短繊維不織ウェブを高圧水流によって、供給ロールから繰り出されてきた一方向伸縮性基材１の網状体２に衝突させる。繊維は網状体２の線状体３と交絡し、網状体２の表面に積層する。こうして、スパンレース不織布と同様の不織布を一方向伸縮性基材１の上に形成することができる。このような製造方法においても、網状体２を単独で供給する場合には、上述の問題が生じ、繰り出し速度を抑えざるを得なかった。本発明によれば、従来よりも１桁高い繰り出し速度で一方向伸縮性基材１を供給することができるため、製造効率が飛躍的に高まる。
【００４１】
適用用途によっては、線状体３と、線状体３同士の交点１７を熱圧着の際に潰すことが望ましい。この工程は、一方向伸縮性基材１を製造するために網状体２と不織布４を熱圧着する際に行ってもよいし、複合伸縮性シート１０を製造する際に行ってもよい。網状体２はエラストマの線状体３が縦横に配列しているため、人体に触れたときに独特の凹凸刺激性がある。特に線状体３の交点は周囲よりも突出している場合があるため、凹凸刺激性が大きくなりやすい。例えば、複合伸縮性シート１０をマスクや包袋などの衛生用途向きに適用する場合、網状体の凹凸は皮膚に対してざらざら感を生じさせ、好ましくない。あらかじめこの凹凸を潰しておくことで凹凸刺激性を軽減し、より快適な装着性を得ることができるため、衛生用途向きに好適に適用できる。
【００４２】
本発明の特徴について、以下にまとめる。
【００４３】
まず、本発明の一方向伸縮性基材は一方向に延伸され、一方向に略直線状に揃えられた長繊維を用いているため、特定の方向における伸縮規制性能を最小限の材料で実現することができる。この結果、一方向伸縮性基材の目付の増加を最小限に抑えることができる。
【００４４】
一実施例では、前述したコンウェド社の「ＲＥＢＯＵＮＤ」（型番Ｘ３００１４）に、同じく前述した「ミライフ」（型番Ｔ５）を積層して一方向伸縮性基材を作成した。「ＲＥＢＯＵＮＤ」は縦横ともエラストマ製の線状体を用いており、メッシュサイズは３ｍｍ×６ｍｍ、目付は４４ｇ／ｍ2であった。これに対して本発明の一方向伸縮性基材は、メッシュサイズは同じであり、目付は４９ｇ／ｍ2であった。本発明の好ましい実施形態によれば、不織布の目付けは１０ｇ／ｍ2以下、網状体の目付けは５０ｇ／ｍ2以下に抑えることができる。このように低目付の一方向伸縮性基材が実現できるのは、一方向に延伸され、一方向に略直線状に揃えられた長繊維を用いた不織布を用いることで、目付の増加が最小限に抑えられたためである。特にＰＥＴの長繊維を用いた場合は、縦方向の強度が高いため、軽量化が容易であり、さらに伸縮性基材の持つ柔軟性の低下防止効果もある。
【００４５】
網状体は縦方向、横方向ともエラストマの線状体を用いることができる。本発明の一方向伸縮性基材ではエラストマの種類について何の制約もなく、伸縮性と熱可塑性とを有する限り自由に選択することができる。一般的には縦方向、横方向とも同じ材料を用いることが好ましいが、縦方向と横方向とで異なる材料を用いることできる。このように材料の自由度が大きいため、線状体の交差部についても十分な強度を持たせることが容易であり、交差部での剥離が生じるおそれが小さい。しかも、不織布が網状体の補強部材としても機能するため、網状体の形状維持性能が一層向上する。
【００４６】
不織布の目付が小さいことから、網状体の通気性の低下も最小限に抑えられる。特に不織布の長繊維は一方向に直線状に揃えられているため、概ね均一に分布しており部分的に網状体の開口を塞ぐこともない。同様の理由から本発明の一方向伸縮性基材は、長繊維の配列方向と直交する方向については、ほとんど伸縮規制性能が現われない。このため、一方向伸縮性基材は、一方向では伸縮性が十分に規制される一方、これと直交する方向では伸縮性がほとんど失われない。これは、サポーターなど一方向のみに大きな伸縮性が要求される用途には、好ましい特性である。不織布の長繊維は一方向に直線状に揃えられているため、薄く作ることができ、平滑な手触りも得られる。
【００４７】
本発明の一方向伸縮性基材は、エラストマからなる網状体と、熱可塑性樹脂からなる不織布との複合体として形成されていればよいため、材料選択の幅が極めて大きい。例えば、前述のＥＶＡを用いた、一方向の伸縮性が規制されたネットでは、交点の融着強度は増すものの、熱圧着の際または最終製品の製造時(貼合せ工程、乾燥工程等)あるいは使用時に１００℃程度の高温下に置くと、ＥＶＡによる臭気が発生し、衛生用途には不向きであった。また、一方向の伸縮性をオレフィン材料で規制した場合、オレフィンは硬いためネットの凹凸が直接人体に感じられ、肌触りの悪さを引き起こす。本発明では、網状体としてオレフィンと比べて柔らかいエラストマを用いているため、肌触りが悪化することもなく、このような衛生用途にも好適に使用できる。
【００４８】
さらに、前述したように、本発明の一方向伸縮性基材を用いて複合伸縮性シートを作る場合、一方向伸縮性基材を高い繰り出し速度で供給することができるため、複合伸縮性シートの製造効率が飛躍的に高まる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 一方向伸縮性基材
２ 網状体（ネット）
３ 線状体
４ 不織布
５ 長繊維
１０〜１０” 複合伸縮性シート
１１〜１４ 布
１５，１６ 供給ロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方向伸縮性基材及び複合伸縮性シートと、それらの製造方法に関し、特にエラストマ材料からなる網状体と不織布との複合体である一方向伸縮性基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エラストマ材料からなるネットと不織布とを貼り合わせた伸縮性基材が知られている（特許文献１，２）。特許文献１には、不織布の一方の表面にスチレン系エラストマからなる連続線状の弾性網状体を積層して伸縮性基材を製造する技術が開示されている。特許文献２には、エラストマ材料からなるネットの片面または両面にカーディングされた短繊維不織布を積層し、ウォータージェット（高圧液体流処理）を施して、ネットと不織布とを交絡させて伸縮性基材を製造する技術が開示されている。
【０００３】
しかし、このような技術で作成された伸縮性基材では、不織布を構成する繊維が屈曲しかつランダムな方向を向いているため、不織布はいずれの方向にも伸縮性を有している。その結果、これと弾性網状体（ネット）を積層した伸縮性基材も、いずれの方向にも伸縮性を有している。
【０００４】
一方、特定の用途、例えばマスクやサポーター等の基材として伸縮性基材を用いる場合には、一方向だけに伸縮性を有しこれと直交する方向の伸縮性が規制された伸縮性基材が望まれる場合がある。また、伸縮性基材と他の材料とを別々の供給ロールから繰り出しながら貼り合わせて最終製品を製造する場合、伸縮性基材の伸縮性が大きいと、供給ロールからの繰り出し速度が制限される場合がある。従って、伸縮性を規制し繰り出し速度を上げて生産効率を高めることも望まれている。
【０００５】
そこで、ネットの横糸を、伸縮性を有するエラストマで形成し、ネットの縦糸を、伸縮性が規制されたエラストマ以外の素材で形成する技術が開発されている。このようなネットは、横糸に沿った方向では従来通りの伸縮性を有し、縦糸に沿った方向では伸縮性が規制される。その一例として、米国コンウェッド社が製造するネットである「ＲＥＢＯＵＮＤ」が挙げられる（特許文献３）。このネットは、横糸がスチレン系のブロック重合体で、縦糸がポリプロピレン（ＰＰ）で形成され、交点が熱融着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１０４６１１号公報
【特許文献２】特開２０００−３０１６３５号公報
【特許文献３】特許第４１８０５９８号明細書（段落［００４５］，［００４６］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３に記載されたように、縦糸に伸縮性の小さい素材を用いてネットを作成する場合、縦糸は、ポリプロピレン（ＰＰ）以外に、高密度ポリプロピレン（ＨＤＰＥ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などのオレフィン材料で形成することもできる。しかし、スチレン系エラストマとオレフィン材料を横糸及び縦糸として用い、ネットとして一体成型する場合、交点の融着強度が十分でないという問題がある。このため、ネットを基材として用いて最終製品を製造する等の目的で、ネットに他の材料を積層して熱を加えた場合、横糸と縦糸との間に容易に剥がれが生じることがある。横糸と縦糸の剥がれを防止し、形状維持性能を高めるためには、横糸及び縦糸の密度（単位時間あたり吐出量）を増やし、交点の数を増やすことが有効である。しかし、横糸及び縦糸の密度が増えると使用する材料が増えるため、軽量化が困難となり、コストへの影響も生じる。さらに、横糸及び縦糸の密度が増えることにより、通気性の低下や横方向の伸縮性、縦糸の柔軟性の低下も生じる。
【０００８】
本発明は、形状維持性能が高くかつ軽量化が容易な一方向伸縮性基材及びこれを用いた複合伸縮性シート、並びにそれらの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一方向伸縮性基材は、伸縮性と熱可塑性とを有するエラストマ材料からなる複数の線状体が互いに直交するように配列した網状体と、熱可塑性樹脂から形成された複数の長繊維から形成された不織布と、を有している。不織布の長繊維は一方向に延伸され、かつ該一方向だけに直線状に配列している。不織布は、不織布の長繊維の配列方向が網状体の線状体に沿ったいずれかの方向と平行となるように、網状体に接着されている。
【００１０】
本発明において不織布は、長繊維が一方向に延伸され、かつ当該一方向だけに直線状に配列している。このような不織布では、当該一方向の伸縮性だけが規制される。不織布は長繊維の配列方向が網状体の線状体に沿ったいずれかの方向と平行となるように、網状体に接着されている。このため網状体は、長繊維の配列方向における伸縮性だけが効率的に規制され、これと直交する方向の伸縮性はほとんど影響を受けない。
【００１１】
線状体の材料は、伸縮性と熱可塑性とを有するエラストマ材料であることを除き何ら制約を受けないため、縦横の線状体の一体性を容易に高めることができる。このため、交点での剥離が生じにくくなり、形状維持性能が高められる。網状体は不織布と大きな接合面積で接着され、不織布によっても補強されるため、形状維持性能は一層高められる。しかも、上述の不織布は繊維が一方向だけに直線状に配列しているため、少量の不織布でも十分な一方向伸縮規制性能が得られ、一方向伸縮性基材の重量増加が最小限に抑えられる。
【００１２】
本発明の複合伸縮性シートは、上述の一方向伸縮性基材と、一方向伸縮性基材の少なくとも一方の面に積層された布と、を有している。
【００１３】
本発明の一方向伸縮性基材の製造方法は、伸縮性と熱可塑性とを有するエラストマ材料からなる複数の線状体が互いに直交するように配列した網状体と、熱可塑性樹脂から形成された複数の長繊維からなる不織布とを接着する工程を含んでいる。不織布の長繊維は一方向に延伸され、かつ該一方向だけに直線状に配列している。接着する工程は、不織布を、不織布の長繊維の配列方向が網状体の線状体に沿ったいずれかの方向と平行となるように、網状体に接着することを含んでいる。
【００１４】
本発明の複合伸縮性シートの製造方法は、上述の方法に従い製造された一方向伸縮性基材と布とを、一方向伸縮性基材の長繊維の配列方向が繰り出し方向となる向きで、別々の供給ロールから繰り出しながら積層することを含んでいる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、形状維持性能が高くかつ軽量化が容易な一方向伸縮性基材及びこれを用いた複合伸縮性シート、並びにそれらの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一方向伸縮性基材の平面図及び断面図である。
【図２】図１に示す一方向伸縮性基材に用いられる不織布の部分斜視図である。
【図３】図１に示す不織布の製造方法を示す概略図である。
【図４】複合伸縮性シートの様々な構成を示す断面図である。
【図５】複合伸縮性シートの製造方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の一方向伸縮性基材とそれを用いた複合伸縮性シートについて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一方向伸縮性基材の平面図及び断面図である。同図（ａ）は一方向伸縮性基材の平面図であり、同図（ｂ）は網状体だけを抜き出して示す平面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００１９】
一方向伸縮性基材１は、網状体（ネット）２と、熱可塑性樹脂からなる不織布４と、が熱圧着（ないし熱融着）されて形成されている。
【００２０】
網状体２は、図１（ｂ）に示すように、互いに直交するように配列した複数の線状体３で構成されている。図１（ｂ）では線状体３はｘ方向とｙ方向に配列している。各線状体３は、伸縮性と熱可塑性とを有し所定温度で加熱軟化する熱可塑性のエラストマ材料からなっている。網状体２は、スチレン系エラストマ、ウレタン系エラストマなどから形成することができる。スチレン系エラストマとしては、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−ブチレン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）などが挙げられる。ウレタン系エラストマとしては、ポリエステル、低分子グリコール、メチレンビスフェニルイソシアネートまたはトリジンジイソシアネートなどが挙げられる。
【００２１】
図２は、不織布の一部を拡大して示す模式的部分斜視図である。不織布４は、熱可塑性樹脂から形成された複数の長繊維５から形成されている。不織布４は、熱圧着される温度で耐熱性を備えている。長繊維５は、一方向ｙだけに直線状に配列している。ここで、「一方向」とは、複数の長繊維５が互いに平行になっている場合の他、複数の長繊維５が互いに平行ではないが、概ね同じ方向を向いている場合も含む。また、「直線状」とは、各繊維が完全な直線状になっている場合の他、部分的または全体的に曲線状である場合も含む。図２では便宜上、長繊維５が２層で重なりあった例を示しているが、１層でもよく、より多層で重なり合っていてもよい。実際の不織布４は、長繊維５が相互に入り込み絡み合った、より複雑な構成となっており、長繊維５は厳密に直線状に配列しているわけではなく、方向ｙと異なる方向を向いているものもある。しかし概念的には、不織布４は上述のような構成となっている。
【００２２】
不織布４の長繊維５は一方向に延伸されている。図１，２では、延伸方向はｙ方向である。延伸方向ｙは長繊維５の配列方向ｙと一致している。不織布４は、不織布４の長繊維５の配列方向ｙが網状体２の線状体３に沿ったいずれかの方向（ここではｙ方向であるが、ｘ方向でもよい。）と平行となるように、網状体２に熱圧着されている。この際、線状体３及び線状体３同士の交点１７は熱圧着の際に潰されていることが好ましい。なお、「平行」とは、完全に平行な場合の他、向きが概ね一致している場合も含んでいる。
【００２３】
不織布４の長繊維５は、例えばナイロン、ポリエステル等の熱可塑性樹脂から形成することができ、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好適に用いられる。熱可塑性樹脂には添加剤として、紫外線防止剤、酸化劣化防止剤、難燃剤などを、不織布の用途に応じて添加することができる。各長繊維５の直径は１〜２０μｍの範囲が好適であり、一実施例では１０μｍ程度である。
【００２４】
不織布４は網状体２に熱圧着以外の適宜の方法で接合されてもよい。例えば、超音波接着を用いて不織布４を網状体２に接合することができる。また、押出ラミネーション法を用い、流れ方向（縦方向）に対して筋状に樹脂を形成するようにしてもよい。樹脂は全面ではなく、例えば２ｃｍ間隔で樹脂がある部分とない部分とができるように形成される。樹脂のない部分は接着されないため、この方法によれば、横方向の伸縮性が維持される。
【００２５】
不織布４は市販されている商品から選択することもできる。このような不織布の一例として、本願出願人が製造販売する「ミライフ」（登録商標）のグレードＴ０５（目付５ｇ／ｍ2）、グレードＴ１０（目付１０ｇ／ｍ2）、グレードＴ１５（目付１５ｇ／ｍ2）、グレードＴ２０（目付２０ｇ／ｍ2）が挙げられる。特に、グレードＴ５は目付が小さく、しかも十分な一方向伸縮性を有しているため、好適に用いることができる。
【００２６】
網状体２はエラストマからなっているため、それ自体はｘ方向及びｙ方向に（さらにｘ方向とｙ方向の間の任意の方向にも）大きな伸縮性を有している。不織布４はｙ方向に延伸され、しかも長繊維５がｙ方向に直線状に配列しているため、ｙ方向の引張り力に対して大きな抵抗を示し、伸びが生じにくい。その一方、ｘ方向の引張り力に対してはほとんど抵抗することなく自由に変形する。このため、これらが貼り合わされた一方向伸縮性基材１は、ｙ方向の引張り力に対しては大きな抵抗を示し伸縮性が規制される一方、ｘ方向の引張り力に対しては、実質的に網状体２のもつ本来の伸縮性で伸縮することができる。すなわち、一方向のみに伸縮性が付与された基材を実現することができる。
【００２７】
不織布４は以下の手順で製造することができる。図３は、不織布４の作成に用いられる製造装置の概略図を示す。不織布製造装置２１は、主にメルトブローンダイス２４とコンベア２５とで構成される紡糸ユニット２２と、延伸シリンダ２６ａ，２６ｂ、引取ニップローラ２７ａ，２７ｂ等で構成される延伸ユニット２３と、を有している。メルトブローンダイス２４は、先端（下端）に、紙面に対して垂直な方向に並べられた多数のノズル２８を有している（図では１つのみ表示している。）。ギアポンプ（図示せず）から送入された溶融樹脂３０がノズル２８から押出されることで、多数の繊維３１が形成される。各ノズル２８の両側にはそれぞれエアー溜３２ａ，３２ｂが設けられている。樹脂の融点以上に加熱された高圧加熱エアーは、これらエアー溜３２ａ，３２ｂに送入され、エアー溜３２ａ，３２ｂと連通してメルトブローンダイス２４の先端に開口するスリット３３ａ，３３ｂから噴出される。これにより、ノズル２８から押出される繊維３１の押出し方向とほぼ平行な高速気流が生じる。この高速気流により、ノズル２８から押出された繊維３１はドラフト可能な溶融状態に維持され、高速気流の摩擦力により繊維３１にドラフトが与えられ、繊維３１が細径化される。高速気流の温度は、繊維３１の紡糸温度よりも８０℃以上、望ましくは１２０℃以上高くする。メルトブローンダイス２４を用いて繊維３１を形成する方法では、高速気流の温度を高くすることにより、ノズル２８から押出された直後の繊維３１の温度を繊維３１の融点よりも十分に高くすることができるため、繊維３１の分子配向を小さくすることができる。ポリエチレンテレフタレート樹脂の連続繊維を作成する場合は、溶融押出しするときに熱風により１０〜２３μｍの直径に細化することができる。
【００２８】
メルトブローンダイス２４の下方にはコンベア２５が配置されている。コンベア２５は、駆動源（図示せず）により回転されるコンベアローラ２９やその他のローラに掛け回されており、コンベアローラ２９の回転によりコンベア２５を駆動することで、ノズル２８から押出された繊維３１は図示右方向（搬送方向Ｄ）へ搬送される。
【００２９】
繊維３１は、ノズル２８の両側のスリット３３ａ，３３ｂから噴出された高圧加熱エアーが合流した流れである高速気流に沿って流れる。高速気流は、スリット３３ａ，３３ｂから噴出された高圧加熱エアーが合流して、コンベア２５の搬送面とほぼ垂直な方向に流れる。
【００３０】
メルトブローンダイス２４とコンベア２５との間には、スプレーノズル３５が設けられている。スプレーノズル３５は、高速気流中へ霧状の水を噴霧するもので、これにより繊維３１が冷却され、急速に凝固される。スプレーノズル３５は実際には複数個設置されるが、図では１個のみを示している。スプレーノズル３５から噴射される流体は、繊維３１を冷却することができるものであれば必ずしも水分等を含む必要はなく、冷エアーであってもよい。
【００３１】
メルトブローンダイス２４の近傍の、スリット３３ａ，３３ｂによる高速気流が発生している領域には、楕円柱状の気流振動機構３４が設けられている。気流振動機構３４は、コンベア２５上での繊維３１の搬送方向Ｄとほぼ直交した、すなわち製造すべき不織布４の幅方向とほぼ平行に配置された軸３４ａの周りを、矢印Ａ方向に回転させられる。一般に、気体や液体の高速噴流近傍に壁が存在しているとき、噴流は壁面に沿った方向の近くを流れる傾向があり、これはコアンダ効果といわれる。気流振動機構３４は、このコアンダ効果を利用して繊維３１の流れの向きを変える。図の場合、気流振動機構３４の楕円形の長軸が高速気流の向き（図面の上下方向）に一致するとき、繊維３１はコンベア２５に向けてほぼ鉛直に落下する。気流振動機構３４が軸３４ａの周りを９０度回転し、気流振動機構３４の楕円形の長軸が高速気流の向きと直交するとき、繊維３１はコンベア２５の搬送方向Ｄ（図中右側）に偏位し、偏位量はこのときが最大となる。さらに気流振動機構３４が軸３４ａの周りを回転すると、繊維３１のコンベア２５への落下位置は搬送方向Ｄに対して前後方向に周期運動する。すなわち、凝固した繊維３１は、縦方向（搬送方向Ｄ及びその反対方向）に振られながらコンベア２５上に集積し、縦方向に部分的に折り畳まれて連続的に捕集され、連続長繊維３１が形成される。
【００３２】
コンベア２５上に捕集された繊維３１は、コンベア２５により搬送方向Ｄに搬送され、延伸温度に加熱された延伸シリンダ２６ａと押えローラ３６とにニップされる。その後、繊維３１は、延伸シリンダ２６ｂと押えゴムローラ３７とにニップされて、２つの延伸シリンダ２６ａ，２６ｂに密着させられる。このように繊維３１が延伸シリンダ２６ａ，２６ｂに密着しながら送られることで、繊維３１は、縦方向に部分的に折り畳まれた状態のまま、隣接する繊維３１同士が融着したウェブとなる。この際、２つの延伸シリンダ２６ａ，２６ｂの距離をできるだけ小さくすることが好ましい。これは近接延伸と呼ばれる。繊維３１が途中で折り返されたり、多少屈曲したりしている場合もあるため、個々の繊維３１を有効に延伸するためにはなるべく延伸の開始点と終点との距離を短くすることが好ましい。
【００３３】
延伸シリンダ２６ａ，２６ｂに密着して送られることにより得られたウェブはさらに、引取ニップローラ２７ａ，２７ｂ（後段の引取ニップローラ２７ｂはゴム製）に引き取られる。引取ニップローラ２７ａ，２７ｂの周速は延伸シリンダ２６ａ，２６ｂの周速よりも大きく、これによりウェブは縦方向に延伸され、不織布４となる。このように、紡糸したウェブを縦方向に延伸することにより、繊維の整列度をさらに向上させることができる。ポリエチレンテレフタレート樹脂の連続繊維を作成する場合は、３〜１０倍の長さに繊維を延伸することで、繊維の直径を１〜２０μｍ程度まで細化し、この延伸操作によって繊維の整列度を増すことが可能となる。繊維３１が十分に急冷されることによって、延伸応力が小さく伸度が大きい繊維３１が形成される。これは、上述したようにスプレーノズル３５から霧状の水を噴霧し、高速気流に霧状の液体を含ませることによって実現される。以上述べた方法で形成された不織布４は、連続した長繊維５が一方向に直線状に配列されている。
【００３４】
以上のようにして製造した不織布４を、不織布４の長繊維５の配列方向ｙが網状体２の線状体３に沿った方向ｙと平行となるように網状体２に接着（例えば、熱圧着）する。これによって、上述の一方向伸縮性基材１を製造することができる。
【００３５】
以上説明した一方向伸縮性基材１は、様々な最終製品の材料として用いることができる。図４には、一方向伸縮性基材と、一方向伸縮性基材の少なくとも一方の面に貼り合わされた布１１〜１４と、を有する複合伸縮性シート１０〜１０”の断面図を示している。同図（ａ）は不織布４に面するように布１１を貼り合わせた例（複合伸縮性シート１０）、同図（ｂ）は網状体２に面するように布１２を貼り合わせた例（複合伸縮性シート１０’）、同図（ｃ）は不織布４に面するように布１３を、網状体２に面するように布１４を貼り合わせた例（複合伸縮性シート１０”）である。布１１〜１４とは、多数の繊維を薄く板状に加工したものを意味する。布１１〜１４の構造や材質は特に限定されず、用途に応じて適宜選択することができる。布１１〜１４の材料としては短繊維ウェブが好適に用いられるが、一方向伸縮性基材１と積層ないし貼り合わせ可能である限り、不織布、合成繊維、天然繊維、再生繊維のいずれを選択することもできる。積層方法は熱圧着に限らず、高圧の水流による繊維の交絡を利用した方法でもよい。
【００３６】
複合伸縮性シート１０〜１０”の適用例としては、例えばワイパ、紙おむつのサイドギャザー、生理用品、リストバンド、包袋、マスク、サポーター、パップ材基布等が考えられる。
【００３７】
図５は、図４（ａ）に示す複合伸縮性シート１０の製造方法の一例を示す概略図である。一方向伸縮性基材１と布１１は供給ロール１５，１６から別々に繰り出され、一対の加圧ロール（熱圧着手段）６，７の間に連続的に供給される。加圧ロール６，７に供給された一方向伸縮性基材１と布１１は、加圧ロール６，７で加圧、加熱されて、熱圧着される。スチレン系エラストマやウレタン系エラストマは一般に、１００〜２００℃で加熱溶融する。このため、加圧ロールでの加熱温度は１００〜２００℃程度が望ましい。
【００３８】
この際、一方向伸縮性基材１は、一方向伸縮性基材１の長繊維５の配列方向ｙが繰り出し方向Ｆとなる向きで供給ロール１５から繰り出すことが望ましい。この理由について説明するため、まず本発明の一方向伸縮性基材１の代わりに不織布４の貼り合わされていない網状体２を単独で供給ロール１５から繰り出す場合を考える。網状体２は繰り出し方向Ｆに大きな伸縮性を有しているため、網状体２が繰り出しの際に受けるテンションによって伸縮を繰り返す。すなわち、何らかの理由、例えば、供給ロール１５上に巻かれた網状体２が供給ロール１５から離れる際に供給ロール１５上にある網状体２に引っ掛かるなどの理由によって、繰り出し速度が一時的に低下し、その後繰り出し速度が回復する場合がある。このような繰り出し速度の変動が生じると、網状体２自体が伸縮を繰り返し、網状体２が安定して加圧ロール６，７に供給されなくなる。その場合、不測の引張り力が掛って網状体２に損傷が生じたり、網状体２が部分的に重なり合ったりするなどの不具合が生じる可能性がある。これを防止するには繰り出し速度を抑えることが最も確実であり、従来例では繰り出し速度は数ｍ／分程度に抑えられていた。しかし、繰り出し速度を抑えることは製造効率の低下に直結する。
【００３９】
これに対して本発明では、一方向伸縮性基材１は一方向の伸縮性が規制され、変形がしにくくなっている。伸縮性の規制された方向ｙを繰り出し方向Ｆと一致させることで、仮に上述のような現象が発生しても、一方向伸縮性基材１自体の剛性によって、繰り出し方向Ｆでの伸縮変形が防止できる。このため、一方向伸縮性基材１を高い繰り出し速度で安定して供給することが可能となる。本発明では数十ｍ／分程度の繰り出し速度を実現することができる。
【００４０】
大きな繰り出し速度は、一方向伸縮性基材１を供給ローラで繰り出す工程を含んでいる限り、どのような製品をどのようなプロセスで製造する場合でも実現することができる。例えば上述した高圧水流を利用する場合、いわゆるスパンレース法に類似した方法で複合伸縮性シート１０を製造することができる。この方法では、まず短繊維不織ウェブをカード機によって作成し、この短繊維不織ウェブを高圧水流によって、供給ロールから繰り出されてきた一方向伸縮性基材１の網状体２に衝突させる。繊維は網状体２の線状体３と交絡し、網状体２の表面に積層する。こうして、スパンレース不織布と同様の不織布を一方向伸縮性基材１の上に形成することができる。このような製造方法においても、網状体２を単独で供給する場合には、上述の問題が生じ、繰り出し速度を抑えざるを得なかった。本発明によれば、従来よりも１桁高い繰り出し速度で一方向伸縮性基材１を供給することができるため、製造効率が飛躍的に高まる。
【００４１】
適用用途によっては、線状体３と、線状体３同士の交点１７を熱圧着の際に潰すことが望ましい。この工程は、一方向伸縮性基材１を製造するために網状体２と不織布４を熱圧着する際に行ってもよいし、複合伸縮性シート１０を製造する際に行ってもよい。網状体２はエラストマの線状体３が縦横に配列しているため、人体に触れたときに独特の凹凸刺激性がある。特に線状体３の交点は周囲よりも突出している場合があるため、凹凸刺激性が大きくなりやすい。例えば、複合伸縮性シート１０をマスクや包袋などの衛生用途向きに適用する場合、網状体の凹凸は皮膚に対してざらざら感を生じさせ、好ましくない。あらかじめこの凹凸を潰しておくことで凹凸刺激性を軽減し、より快適な装着性を得ることができるため、衛生用途向きに好適に適用できる。
【００４２】
本発明の特徴について、以下にまとめる。
【００４３】
まず、本発明の一方向伸縮性基材は一方向に延伸され、一方向に略直線状に揃えられた長繊維を用いているため、特定の方向における伸縮規制性能を最小限の材料で実現することができる。この結果、一方向伸縮性基材の目付の増加を最小限に抑えることができる。
【００４４】
一実施例では、前述したコンウェド社の「ＲＥＢＯＵＮＤ」（型番Ｘ３００１４）に、同じく前述した「ミライフ」（型番Ｔ５）を積層して一方向伸縮性基材を作成した。「ＲＥＢＯＵＮＤ」は縦横ともエラストマ製の線状体を用いており、メッシュサイズは３ｍｍ×６ｍｍ、目付は４４ｇ／ｍ2であった。これに対して本発明の一方向伸縮性基材は、メッシュサイズは同じであり、目付は４９ｇ／ｍ2であった。本発明の好ましい実施形態によれば、不織布の目付けは１０ｇ／ｍ2以下、網状体の目付けは５０ｇ／ｍ2以下に抑えることができる。このように低目付の一方向伸縮性基材が実現できるのは、一方向に延伸され、一方向に略直線状に揃えられた長繊維を用いた不織布を用いることで、目付の増加が最小限に抑えられたためである。特にＰＥＴの長繊維を用いた場合は、縦方向の強度が高いため、軽量化が容易であり、さらに伸縮性基材の持つ柔軟性の低下防止効果もある。
【００４５】
網状体は縦方向、横方向ともエラストマの線状体を用いることができる。本発明の一方向伸縮性基材ではエラストマの種類について何の制約もなく、伸縮性と熱可塑性とを有する限り自由に選択することができる。一般的には縦方向、横方向とも同じ材料を用いることが好ましいが、縦方向と横方向とで異なる材料を用いることできる。このように材料の自由度が大きいため、線状体の交差部についても十分な強度を持たせることが容易であり、交差部での剥離が生じるおそれが小さい。しかも、不織布が網状体の補強部材としても機能するため、網状体の形状維持性能が一層向上する。
【００４６】
不織布の目付が小さいことから、網状体の通気性の低下も最小限に抑えられる。特に不織布の長繊維は一方向に直線状に揃えられているため、概ね均一に分布しており部分的に網状体の開口を塞ぐこともない。同様の理由から本発明の一方向伸縮性基材は、長繊維の配列方向と直交する方向については、ほとんど伸縮規制性能が現われない。このため、一方向伸縮性基材は、一方向では伸縮性が十分に規制される一方、これと直交する方向では伸縮性がほとんど失われない。これは、サポーターなど一方向のみに大きな伸縮性が要求される用途には、好ましい特性である。不織布の長繊維は一方向に直線状に揃えられているため、薄く作ることができ、平滑な手触りも得られる。
【００４７】
本発明の一方向伸縮性基材は、エラストマからなる網状体と、熱可塑性樹脂からなる不織布との複合体として形成されていればよいため、材料選択の幅が極めて大きい。例えば、前述のＥＶＡを用いた、一方向の伸縮性が規制されたネットでは、交点の融着強度は増すものの、熱圧着の際または最終製品の製造時(貼合せ工程、乾燥工程等)あるいは使用時に１００℃程度の高温下に置くと、ＥＶＡによる臭気が発生し、衛生用途には不向きであった。また、一方向の伸縮性をオレフィン材料で規制した場合、オレフィンは硬いためネットの凹凸が直接人体に感じられ、肌触りの悪さを引き起こす。本発明では、網状体としてオレフィンと比べて柔らかいエラストマを用いているため、肌触りが悪化することもなく、このような衛生用途にも好適に使用できる。
【００４８】
さらに、前述したように、本発明の一方向伸縮性基材を用いて複合伸縮性シートを作る場合、一方向伸縮性基材を高い繰り出し速度で供給することができるため、複合伸縮性シートの製造効率が飛躍的に高まる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 一方向伸縮性基材
２ 網状体（ネット）
３ 線状体
４ 不織布
５ 長繊維
１０〜１０” 複合伸縮性シート
１１〜１４ 布
１５，１６ 供給ロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮性と熱可塑性とを有するエラストマ材料からなる複数の線状体が互いに直交するように配列した網状体と、熱可塑性樹脂から形成された複数の長繊維からなる不織布と、を有する一方向伸縮性基材であって、
前記不織布の前記長繊維は一方向に延伸され、かつ該一方向だけに直線状に配列しており、
前記不織布は、該不織布の前記長繊維の配列方向が前記網状体の前記線状体に沿ったいずれかの方向と平行となるように、前記網状体に接着されている、一方向伸縮性基材。
【請求項２】
前記不織布は前記網状体に熱圧着されている、請求項１に記載の一方向伸縮性基材。
【請求項３】
前記網状体の前記線状体はスチレン系エラストマまたはウレタン系エラストマからなる、請求項１または２に記載の一方向伸縮性基材。
【請求項４】
前記長繊維はポリエチレンテレフタレートからなる、請求項１から３のいずれか１項に記載の一方向伸縮性基材。
【請求項５】
前記不織布の目付けが１０ｇ／ｍ2以下、前記網状体の目付けが５０ｇ／ｍ2以下である、請求項１から４のいずれか１項に記載の一方向伸縮性基材。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の一方向伸縮性基材と、前記一方向伸縮性基材の少なくとも一方の面に積層された布と、を有する複合伸縮性シート。
【請求項７】
前記布は短繊維不織ウェブである、請求項６に記載の複合伸縮性シート
【請求項８】
伸縮性と熱可塑性とを有するエラストマ材料からなる複数の線状体が互いに直交するように配列した網状体と、熱可塑性樹脂から形成された複数の長繊維からなる不織布とを接着する工程を含む、一方向伸縮性基材の製造方法であって、
前記不織布の前記長繊維は一方向に延伸され、かつ該一方向だけに直線状に配列しており、
前記接着する工程は、前記不織布を、該不織布の前記長繊維の配列方向が前記網状体の前記線状体に沿ったいずれかの方向と平行となるように、前記網状体に接着することを含む、一方向伸縮性基材の製造方法。
【請求項９】
前記接着する工程は、前記不織布を前記網状体に熱圧着することと、前記線状体及び該線状体同士の交点を前記熱圧着の際に潰すことと、を含む、請求項８に記載の一方向伸縮性基材の製造方法。
【請求項１０】
請求項８または９に従い製造された一方向伸縮性基材と布とを、前記一方向伸縮性基材の前記長繊維の配列方向が繰り出し方向となる向きで、別々の供給ロールから繰り出しながら積層することを含む、複合伸縮性シートの製造方法。
【請求項１】
伸縮性と熱可塑性とを有するエラストマ材料からなる複数の線状体が互いに直交するように配列した網状体と、熱可塑性樹脂から形成された複数の長繊維からなる不織布と、を有する一方向伸縮性基材であって、
前記不織布の前記長繊維は一方向に延伸され、かつ該一方向だけに直線状に配列しており、
前記不織布は、該不織布の前記長繊維の配列方向が前記網状体の前記線状体に沿ったいずれかの方向と平行となるように、前記網状体に接着されている、一方向伸縮性基材。
【請求項２】
前記不織布は前記網状体に熱圧着されている、請求項１に記載の一方向伸縮性基材。
【請求項３】
前記網状体の前記線状体はスチレン系エラストマまたはウレタン系エラストマからなる、請求項１または２に記載の一方向伸縮性基材。
【請求項４】
前記長繊維はポリエチレンテレフタレートからなる、請求項１から３のいずれか１項に記載の一方向伸縮性基材。
【請求項５】
前記不織布の目付けが１０ｇ／ｍ2以下、前記網状体の目付けが５０ｇ／ｍ2以下である、請求項１から４のいずれか１項に記載の一方向伸縮性基材。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の一方向伸縮性基材と、前記一方向伸縮性基材の少なくとも一方の面に積層された布と、を有する複合伸縮性シート。
【請求項７】
前記布は短繊維不織ウェブである、請求項６に記載の複合伸縮性シート
【請求項８】
伸縮性と熱可塑性とを有するエラストマ材料からなる複数の線状体が互いに直交するように配列した網状体と、熱可塑性樹脂から形成された複数の長繊維からなる不織布とを接着する工程を含む、一方向伸縮性基材の製造方法であって、
前記不織布の前記長繊維は一方向に延伸され、かつ該一方向だけに直線状に配列しており、
前記接着する工程は、前記不織布を、該不織布の前記長繊維の配列方向が前記網状体の前記線状体に沿ったいずれかの方向と平行となるように、前記網状体に接着することを含む、一方向伸縮性基材の製造方法。
【請求項９】
前記接着する工程は、前記不織布を前記網状体に熱圧着することと、前記線状体及び該線状体同士の交点を前記熱圧着の際に潰すことと、を含む、請求項８に記載の一方向伸縮性基材の製造方法。
【請求項１０】
請求項８または９に従い製造された一方向伸縮性基材と布とを、前記一方向伸縮性基材の前記長繊維の配列方向が繰り出し方向となる向きで、別々の供給ロールから繰り出しながら積層することを含む、複合伸縮性シートの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２４６８３９（Ｐ２０１１−２４６８３９Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２０４００（Ｐ２０１０−１２０４００）
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（５０４２４９８２４）ＪＸ日鉱日石ＡＮＣＩ株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（５０４２４９８２４）ＪＸ日鉱日石ＡＮＣＩ株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
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