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技術 伸縮性不織布、伸縮性積層体及びそれらの製造方法

出願人 東洋紡株式会社
発明者 田中茂樹足立将孝坂口浩康
出願日 2003年7月18日 (18年7ヶ月経過) 出願番号 2003-198942
公開日 2005年2月10日 (17年0ヶ月経過) 公開番号 2005-036337
状態 特許登録済
技術分野 医療用材料 積層体(2) 不織物
主要キーワード 押さえ面積 テーピング材 傷テープ ポリエステル共重合物 樹脂加工法 ひずみ回復 応力解放 シワ状
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年2月10日)のものです。
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課題

ソフトで変形に対して追随性が良く、着用した場合に突っ張り感が少ない伸縮性不織布及び該不織布と極薄伸縮性フィルムとの接着力が強固な伸縮性積層体の安定な製造方法、さらには、その積層体の好適な用途を提供する。

解決手段

ブロック共重合ポリエステルからなる繊維径が3〜30μm、目付が20〜200g/m2であるポリエステル系長繊維不織布であって、破断伸度が100%以上あり、20%伸長回復率が95%以上で、かつ100%伸長時応力が、50%伸長時応力の1.4倍以上である伸縮性不織布、及びブロック共重合ポリエステルからなる繊維径が3〜25μmの不織布を、70〜200℃で不織布の少なくとも一方向に5〜80%収縮させ、次いで前記不織布に融点が150〜230℃のブロック共重合ポリエステルからなる厚み5〜50μmのフィルム押出ラミネートにより積層一体化する伸縮性積層体の製造方法。

概要

背景

熱可塑性ポリウレタンイソプレンエラストマ−などよりなる伸縮不織布は、手袋ゼッケンなどの衣料用途等に用いられてきた。しかしながらこれらの樹脂は、耐溶剤性耐候性が良くないという問題があり使用用途が限られてきた。また、熱により捲縮を発現するポリエステル繊維などを用いた不織布もパップ材基布傷テープなどの医療用途を中心に用いられてきた。これらについては、耐溶剤性や耐候性はすぐれるものの、残留ひずみ率が大きいために変形の大きい用途には使用しづらいという問題があった。また、オレフィン系エラストマ−はエンジニアリングプラスチックなどに使用されているが、高い溶融粘度などの問題から細い繊維を製造するのが容易ではない。
また、特許文献1に開示されているようなポリウレタンよりなる伸縮不織布は優れた回復性を示すことからテーピング材や傷テープなどの医療用途に用いられてきたが、初期引張応力が高いため、貼着した人体部位を動かす際に突っ張り感があることから、よりソフトで追随性の良さが求められている。

概要

ソフトで変形に対して追随性が良く、着用した場合に突っ張り感が少ない伸縮性不織布及び該不織布と極薄伸縮性フィルムとの接着力が強固な伸縮性積層体の安定な製造方法、さらには、その積層体の好適な用途を提供する。ブロック共重合ポリエステルからなる繊維径が3〜30μm、目付が20〜200g/m2であるポリエステル系長繊維不織布であって、破断伸度が100%以上あり、20%伸長回復率が95%以上で、かつ100%伸長時応力が、50%伸長時応力の1.4倍以上である伸縮性不織布、及びブロック共重合ポリエステルからなる繊維径が3〜25μmの不織布を、70〜200℃で不織布の少なくとも一方向に5〜80%収縮させ、次いで前記不織布に融点が150〜230℃のブロック共重合ポリエステルからなる厚み5〜50μmのフィルム押出ラミネートにより積層一体化する伸縮性積層体の製造方法。 なし

目的

本発明は、伸長性および伸長回復性に優れ、ソフトで変形に対して追随性が良く、着用した場合に突っ張り感の少ない不織布を提供するものであり、さらには、前記不織布と極薄の伸縮性フィルムとの接着力が強固な伸縮性積層体の安定な製造方法、さらには、その積層体の好適な用途を提供しようとするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

ハードセグメントソフトセグメントを有するブロック共重合ポリエステルからなり、繊維径が3〜30μm、目付が20〜200g/m2であるポリエステル系長繊維主体とする不織布であって、破断伸度が100%以上あり、20%伸長回復率が95%以上で、かつ100%伸長時応力が、50%伸長時応力の1.4倍以上であることを特徴とする伸縮性不織布。

請求項2

長繊維が、無機系微粒子あるいは滑剤を0.01〜5質量%含有してなることを特徴とする請求項1に記載の伸縮性不織布。

請求項3

不織布の厚みが1.0mm以下であることを特徴とする請求項1あるいは2に記載の伸縮性不織布。

請求項4

請求項1に記載の伸縮性不織布に、厚み5〜100μmのフィルムが全面に接着積層されてなることを特徴とする伸縮性積層体

請求項5

フィルムが、無機系微粒子あるいは滑剤を0.01〜5質量%含有してなることを特徴とする請求項4に記載の伸縮性積層体。

請求項6

ハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合ポリエステルからなる繊維径が3〜30μmの不織布を、70〜200℃で不織布の少なくとも一方向に5〜80%収縮させることを特徴とする伸縮性不織布の製造方法。

請求項7

ハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合ポリエステルからなる繊維径が3〜25μmの不織布を、70〜200℃で不織布の少なくとも一方向に5〜80%収縮させ、次いで前記不織布に融点が150〜230℃のブロック共重合ポリエステルからなる厚み5〜50μmのフィルムを押出ラミネートにより積層一体化することを特徴とする伸縮性積層体の製造方法。

請求項8

請求項1に記載の伸縮性不織布あるいは請求項4に記載の伸縮性積層体の表面に不連続に樹脂あるいは顔料印刷してなることを特徴とする伸縮性積層体。

請求項9

請求項1〜3のいずれかに記載の伸縮性不織布あるいは請求項4あるいは5のいずれかに記載の伸縮性積層体を用いてなることを特徴とする医療用シート

技術分野

0001

本発明は、伸長性および伸長回復性に優れた不織布に関する。さらには、防水性でかつ透湿性を有する薄くて軽量な不織布積層体に関するものであり、さらに詳しくは、機械的特性にすぐれ、かつリサイクル性のよいポリエステル系樹脂組成物のみよりなる不織布および不織布積層体に関するものである。また、本発明の不織布複合体衣料医療用途ハウスラップ屋根下葺き材、ルーフィング材などの一般工業用途農業用シートなど透湿防水性を要求される全ての用途に用いることが可能なものである。

0002

熱可塑性ポリウレタンイソプレンエラストマ−などよりなる伸縮不織布は、手袋ゼッケンなどの衣料用途等に用いられてきた。しかしながらこれらの樹脂は、耐溶剤性耐候性が良くないという問題があり使用用途が限られてきた。また、熱により捲縮を発現するポリエステル繊維などを用いた不織布もパップ材基布傷テープなどの医療用途を中心に用いられてきた。これらについては、耐溶剤性や耐候性はすぐれるものの、残留ひずみ率が大きいために変形の大きい用途には使用しづらいという問題があった。また、オレフィン系エラストマ−はエンジニアリングプラスチックなどに使用されているが、高い溶融粘度などの問題から細い繊維を製造するのが容易ではない。
また、特許文献1に開示されているようなポリウレタンよりなる伸縮不織布は優れた回復性を示すことからテーピング材や傷テープなどの医療用途に用いられてきたが、初期引張応力が高いため、貼着した人体部位を動かす際に突っ張り感があることから、よりソフトで追随性の良さが求められている。

0003

また、不織布とフィルムとの積層体として、不織布にポリオレフィンフッ素形の樹脂多孔膜等に代表される多孔質フィルムラミネートされた複合体が知られているが、この多孔膜孔形成延伸によりボイドを形成させるタイプやレーザーなどにより直接所望の孔を形成するなどの手段がとられている。この場合、フィルムは実質上の孔が開いているために防水性を高くするのは容易でなく、防水性を高くすると透湿性が低下してしまい湿度コントロール性などの所望の特性を得る事が困難であった。
上記の問題を解決する方法として、無孔質の樹脂よりなる透湿防水材フィルム化する試みが行われている。例えば、特許文献2では、ハードセグメントソフトセグメントを有するブロック共重合ポリエステル樹脂より形成された無孔の透湿性フィルム伸縮可能な不織布に接合することが開示されている。しかしながら、無孔の透湿性フィルムはフィルムを形成させた後に、接着剤を用いたり、パターン接着などによって不織布に接合するものであり、本発明の狙いとする伸縮性および透湿性と防水性のバランスに優れるのみならず、安定に製造でき、かつ強固に接着できるものではなかった。
すなわち、透湿性を高くするために無孔の透湿性フィルムを可能な限り薄くしようとすると、フィルムを接合する際に不織布の凹凸によりフィルムの破れが発生しやすく、また、このブロック共重合ポリエステル樹脂製フィルムは伸びによる変形が生じやすく、この薄いフィルムの巻き取りや巻き出しのハンドリング時にフィルムの破れを防止することは技術的にかなり困難であるばかりでなく、コストアップにもつながり実用化されていないのが現状である。また、接着剤の影響で伸縮性が阻害されるという問題も生じやすい。さらに、伸縮性の異なる素材を貼り合わせた場合、応力集中した部分で剥離しやすかったり、無孔透湿性フィルムと不織布との水分による膨張率が異なるために剥離を生じやすいなどの問題があった。

背景技術

0004

【特許文献1】
特開平2−14059号公報
【特許文献2】
特開平8−126663号公報

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は、伸長性および伸長回復性に優れ、ソフトで変形に対して追随性が良く、着用した場合に突っ張り感の少ない不織布を提供するものであり、さらには、前記不織布と極薄伸縮性フィルムとの接着力が強固な伸縮性積層体の安定な製造方法、さらには、その積層体の好適な用途を提供しようとするものである。

0006

かかる問題点を解決するために本発明は、以下の手段をとるものである。
すなわち、第1の発明は、ハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合ポリエステルからなり、繊維径が3〜30μm、目付が20〜200g/m2であるポリエステル系長繊維主体とする不織布であって、破断伸度が100%以上あり、20%伸長回復率が95%以上で、かつ100%伸長時応力が、50%伸長時応力の1.4倍以上であることを特徴とする伸縮性不織布である。

0007

第2の発明は、長繊維が、無機系微粒子あるいは滑剤を0.01〜5質量%含有していることを特徴とする第1の発明に記載の伸縮性不織布である。

0008

さらに第3の発明は、不織布の厚みが1.0mm以下であることを特徴とする第1あるいは2の発明に記載の伸縮性不織布である。

0009

また、第4の発明は、第1の発明に記載の伸縮性不織布に厚み5〜100μmのフィルムが全面に接着積層されてなることを特徴とする伸縮性積層体である。

0010

次に、第5の発明は、フィルムが、無機系微粒子あるいは滑剤を0.01〜5質量%含有していることを特徴とする第4の発明に記載の伸縮性積層体である。

0011

そして、第6の発明は、ハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合ポリエステルからなる繊維径が3〜30μmの不織布を、70〜200℃で不織布の少なくとも一方向に5〜80%収縮させることを特徴とする伸縮性不織布の製造方法である。

0012

また、第7の発明は、ハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合ポリエステルからなる繊維径が3〜25μmの不織布を、70〜200℃で不織布の少なくとも一方向に5〜80%収縮させ、次いで前記不織布に融点が150〜230℃のブロック共重合ポリエステルからなる厚み5〜50μmのフィルムを押出ラミネートにより積層一体化することを特徴とする伸縮性積層体の製造方法である。

0013

さらに、第8の発明は、第1の発明に記載の伸縮性不織布あるいは第4の発明に記載の伸縮性積層体の表面に不連続に樹脂あるいは顔料印刷してなることを特徴とする伸縮性積層体である。

課題を解決するための手段

0014

そして、第9の発明は、第1〜3の発明のいずれかに記載の伸縮性不織布あるいは第4あるいは5の発明のいずれかに記載の伸縮性積層体を用いてなることを特徴とする医療用シートである。

0015

本発明の伸縮性不織布は、繊維径が3〜30μm、目付が20〜200g/m2のポリエステル系長繊維を主体とする不織布である。繊維径が3μmより細いと不織布が磨耗などにより毛羽立ちやすく、エンボス加工などによる後加工を行ってもそれを改善することが難しくあまり好ましくない。また、伸長時に応力集中を生じやすく伸長回復性を高くすることが難しくなる。繊維径が30μmより太くなると、触った際にねとつき感があり、エンボス加工や滑材添加などを行ってもドライ感あるいはさらさら感を改善することができず問題である。本発明者の検討の範囲では、繊維径が3〜15μmの間にある事が特に好ましくかった。また、不織布の目付が20g/m2より小さいと不織布強度が低かったり、不織布の地合が目立つなどの問題となりやすい。目付けが200g/m2を超えると重量が重すぎるためあまり好ましくない。人体動物あるいは機械などの稼動部と接触して用いる場合は、目付が30〜150g/m2の間にあることが好ましく、特に好ましくは40〜100g/m2、最も好ましくは50〜90g/m2である。

0016

本発明の伸縮性不織布は、ポリエステル系長繊維を主体とする不織布であり、本発明の効果を損なわない範囲において前記ポリエステル長繊維以外に他の長繊維や短繊維が複合されていてもよく、前記ポリエステル長繊維の含有量は60質量%が好ましい。
長繊維は強度特性に優れており、できあがりの不織布表面が平滑であるため好ましい。表面が平滑であると、後に、押し出しラミネート加工する際にフィルムとの密着性がよいために接着状態が良くなることからも好ましい。短繊維をニードルパンチ加工法などで複合した場合には風合いが柔らかくなり、人体に接触する衣料用途に適用する場合に好ましい態様のひとつである。

0017

本発明の不織布は、破断伸度が100%以上あることが必要であり、かつ20%伸長回復率が95%以上あり、さらに100%伸長時応力が、50%伸長時応力の1.4倍以上であることが必要である。伸度が100%未満であったり、20%伸長回復率が95%未満であると、本発明の目的とする伸長性および伸長回復性に優れた不織布を提供する事ができない。さらに、100%伸長時応力が、50%伸長時応力の1.4倍以上であることが重要である。既存のポリウレタン系伸縮性繊維は、100%伸長時応力と50%伸長時応力の比の値が1.0〜1.3倍程度であるが、この場合には初期の変形応力が高いために不織布を伸ばした時に突っ張り感が出てしまい好ましくない。100%伸長時応力と50%伸長時応力の比の値が1.4以上であると、適度のソフト感と伸長時の適度の寸法安定性(しっかり感)があり、傷テープや包帯などにして貼ったり、巻いたりする際に取り扱いやすい。100%伸長時応力と50%伸長時応力の比の値は、1.7以上が好ましく、より好ましくは2.0以上である。この比の値の最適値は、不織布の目付にも依存するが、目付が80g/m2以下では、この比の値が1.5以上が好ましく、目付が80g/m2より大きい場合には1.7以上が好ましい。

0018

100%伸長時応力と50%伸長時応力の比の値は、ハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合ポリエステルの共重合比率を変えることやソフトセグメント部の分子量を変更することで調整可能である。ソフトセグメント比率が高いほど、ソフトセグメント部の分子量が大きいほどこの比の値を大きく調整する事が可能である。また、伸縮性不織布を熱処理する条件によってもコントロールする事が可能であり、ポリマー劣化の起こらない温度範囲において熱処理温度が高いほど、あるいは熱処理による収縮量が大きいほどこの比の値を大きくなるように調整する事が可能である。

0019

また、本発明の不織布は厚みが1.0mmより薄い事が好ましく、より好ましくは0.5mm以下、特に好ましくは0.35mm以下である。伸縮性材料は、一般に摩擦係数が高く滑り難いため、他の物体と接触した際に引っ掛かりやすく、毛羽を誘発したりする場合があり問題であった。特に本発明の不織布の場合には厚みが1.0mmより厚くなるとひっかかりが起こりやすくなる。最も薄い厚みは、目付が20g/m2を満足できる厚みであるが、0.05mm以上であることが好ましい。厚みを調整するためにカレンダー処理熱エンボス処理などを行う事も好ましい形態のひとつである。

0020

本発明の伸縮性不織布あるいは伸縮性積層体の触感を良くするためには、繊維は、無機系微粒子あるいは滑剤を0.01〜5質量%含有することが好ましい。無機系微粒子としては、酸化チタンモンモリロナイトカーボンナノチューブなどの微粒子であり、繊維やフィルムを製造するポリマーに均一に分散させる事が好ましい。あるいは芯鞘型複合繊維構造にして部表面に無機系粒子がより多く分散させるようにする事も好ましい形態のひとつである。粒子のサイズとしては、質量換算で球相当直系繊維径の10分の1以下である事が好ましく、より好ましくは0.2μm以下、特に好ましくは0.1μm以下である。粒子が小さいほど繊維中の分散が良くなりやすい。滑剤としては、オレイン酸アミドエルカ酸アミドステアリン酸アミドなど耐熱性のあるものをポリマーに分散させる事が好ましい。これらの滑剤は経時的に繊維やフィルム表面にマイグレートして滑り性やドライ感を改善する事が可能である。滑剤のマイグレートを熱処理で行う事により促進する事も好ましい態様のひとつである。特に、本発明の不織布のひとつとして、熱収縮処理を行う事で優れた伸長性及び伸長回復率を付与する方法があり、この際に滑剤のマイグレートを促進する事が可能であると考えられる。複数の無機系粒子を添加したり、無機系粒子と有機系滑剤を併用したりする事も効果が高く、好ましい形態のひとつである。無機系微粒子あるいは滑剤の量は合計で5%を超えると不織布の製造工程で糸切れが発生したり、ポリマーフィルター背圧上昇が大きくなり問題になる。

0021

また、本発明の伸縮不織布の触感を良くするために、不連続なエンボス押さえ部を有することも好ましく、その面積率が3〜70%になるようエンボス加工処理がなされていることが好ましい。より好ましくは、エンボス押さえ面積率が8〜50%の間であり、特に好ましくは20〜40%である。エンボス押さえ面積率が小さいと弾性体(エラストマ−)独特のべたつき感がでてきてあまり好ましくない。面積率が大きすぎると、エンボス押さえした凹部分に肌が接触するためべとつき感がでてしまう。この現象は、指などの肌への接触面積が大きくなるとドライ感がなくなるものと考えられる。従って、エンボス押さえ部の面積が小さいほどドライ感がでるため、エンボス押さえ部は不連続であることが必要である。また、エンボス部の深さは押さえられてない部分の表面から約0.2mm以上であることが好ましい。エンボスが浅すぎるとドライ感を出すことが困難となる。エンボス押さえ部のひとつひとつの島の面積が約2mm2より小さい場合には比較的深さが浅くても良いが、面積が大きくなるとより深い加工を行うことがドライ感をだすために必要である。また、エンボス部分の隣接最短接距離が1.5mm以下であることが望ましい。1.5mmより間隔が広いと肌への密着度が高くなるためべとつき感が高くなる傾向がある。好ましくは1.2mm以下、さらに好ましくは1mm以下、最も好ましくは0.8mm以下である。エンボスの形状は、円形楕円形ダイヤ柄などいずれでもよく、特に規定されるものではないが、押さえ部の最大が2mm程度以上の部分が多いとべたつき感を感じやすくなる傾向がある。また、さらにドライ感を向上させるために水流交絡加工を行うなどの手段により繊維を不織布の厚み方向に配向させることも好ましい。

0022

本発明の伸縮性不織布あるいは伸縮性積層体の表面に、ドライ感のある樹脂などを印刷するなどの処理を行う事も好ましい態様のひとつである。また、印刷時に顔料を添加すると意匠性を改善する事が可能である。印刷方法はべた印刷と呼ばれる連続全面印刷でも効果があるが、不連続の印刷が通気性や透湿性を阻害する事が無いために特に好ましい。特に外傷被覆材、傷テープなどのように皮膚に貼り合わせて使用する場合は通気性が高いことが好ましいので、印刷面積が1〜85%程度になるよう調整する事が好ましい。印刷面積が小さすぎると滑り性の向上効果が得られ難く、面積が大きすぎると通気性が阻害されるため好ましくない。特に好ましい印刷面積は15〜70%である。印刷方法は、グラビア印刷オフグラ印刷、フレキソ印刷などでも良く、スプレー方や泡加工など表面近傍のみに樹脂などを付与する樹脂加工法を用いてよい。不連続印刷パターンとしては、点状や線状、面状などいずれでもよいが、その基本パターンができるだけ小さい方が好ましい。印刷面の平均的な間隔が15〜5000μm程度である事が好ましい。

0023

本発明の伸縮性不織布あるいは伸縮性積層体を医療用シートとして用いる場合には、20%伸長後の回復率は95%以上であることが好ましい。より好ましくは98%以上であり、最も好ましくは99%以上である。特に、包帯、プラスター基布、パップ材、外傷被覆剤、傷テープなどの医療用シートやオムツなどの人体や動物に触れる材料は、接触する相手である肌などの表層材と同等の高い変形性とその範囲内での高いひずみ回復性を有することが必要である。20%伸長後の回復率は95%より小さいと、繰り返し使用時に変形に追従できなくなったり、不織布の残留ひずみが大きいために表面が波立ったりするなどの問題点が生じることがある。また、回復率が悪いと変形後にシワなどが発生するなどの問題を生じる場合がある。

0024

伸長性不織布の伸長回復率を高くするためには、不織布が70〜200℃の温度で少なくとも一方向に5〜80%収縮処理されることが好ましい。この収縮処理をすることで不織布内での繊維の緊張がほぐれること、繊維構造が安定化されることなどから伸長回復性が良くなるものと推定される。収縮処理する条件は、乾熱湿熱のいずれでもよく、ポリマーの熱的な特性にもよるが、ハードセグメントとソフトセグメントよりなるブロック共重合ポリエステルの場合には、乾熱で70〜200℃の温度が適切である。70℃より温度が低いと伸長回復性を良くするための収縮を生じさせる際に時間がかかりすぎ、一方、200℃より温度が高いと繊維の一部が溶融して硬い風合いになったり、収縮が大きくなりすぎて不織布表面が波打つ問題が生じやすくなる傾向がある。収縮量は5%より低いと伸長回復性の改善効果が少なく、80%を越えると不織布の風合いや外観不良が生じやすくなる傾向がある。

0025

また、本発明の伸縮性不織布は、繊維の交絡を上げたり嵩高化や柔軟化したりする目的のためにニードルパンチ加工や水流交絡加工を行うことも好ましい形態のひとつである。樹脂などのバインダーにより繊維接着性を上げて毛羽を防止することも可能であるが、ポリエステル共重合物との接着性を考慮する必要がある。

0026

また、フィルム層と貼り合わせられる場合の伸縮性不織布の目付は20〜80g/m2のポリエステル系不織布であることが特に好ましい。不織布の目付が高すぎると軽量性を失うだけでなく、シートが硬くなりすぎて折り曲げ時に骨立ちが生じて、透湿膜層破壊が起こりやすくなる傾向がある。

0027

また、本発明の好ましい態様のひとつとして、本発明の伸縮性不織布にフィルムを全面接着して積層した伸縮性積層体がある。
フィルムの素材は、ハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合ポリエステルにより形成されることが好ましく、融点150〜230℃の間にあるブロック共重合ポリエステルが好ましい。ソフトセグメント成分が伸縮性の発現に寄与している。この共重合ポリエステルはソフトセグメント部に水分子吸着させ、アモルファス樹脂層内部を水分子が浸透あるいは拡散していくことより透湿性が得られるものと推定される。例えばソフトセグメントとしてのグリコール成分の共重合量を増やしていくことで透湿度は向上していくが、樹脂自身の強度は低下していく。共重合ポリエステルのハードセグメント成分としては、芳香族ポリエステルあるいは脂環族ポリエステルあるいはそれらの誘導体あるいはそれらの混合物などから選択され、ソフトセグメント成分としてはポリテトラメチレングリコールポリエチレンプロピレンブロックグリコール、ポリエチレングリコールなどから選択される事が好ましい。

0028

不織布にフィルムを貼り合わせる場合には、それらの素材は全く同じでも良く、ハードセグメントとソフトセグメントの比率や分子量が異なっていても問題ない。ブロック共重合ポリエステルは親水性が高い組成の樹脂である場合が多く、水分を含むと膨潤しやすい傾向があるので、膨潤率すなわち組成が大きく異なる素材を貼り合せた場合は界面剥離を生じやすい。フィルムと不織布を貼り合わせる場合、フィルムと不織布との組成は、より組成が近く、平衡含水率が近い樹脂であることが好ましい。

0029

フィルムと不織布との積層は、フィルムが押し出しラミネートで接着されていることが特に好ましい態様である。積層方法としては、フィルムに伸縮性がない場合には伸縮性不織布を5〜50%程度伸長させた状態で貼りあわせることにより、応力解放後にフィルムが小さなシワ状に折れ曲がることにより積層体としての伸縮性を出す事が可能となる。不織布の伸長性がフィルムの伸長性より小さい場合には逆にフィルムをより多く伸長させた状態で不織布と貼り合わせることでも同様のメカニズムにより伸縮性を高める事が可能である。フィルムを貼りあわせると一般的には伸長回復性が低下していく方向にあるため、フィルムの厚みが厚すぎないようにする事が好ましい。積層貼り合せの方法としては、押出ラミネート法が好ましいが、リサイクル性、簡便性の観点などから、熱ラミネート法超音波ウェルダー法なども採用することができる。

0030

本発明の伸縮性不織布に、適当な組成のハードセグメントとソフトセグメントよりなるブロック共重合ポリエステルよりなる厚み5〜100μmのフィルムを押出ラミネートなどで積層すると、透湿性の無孔フィルムを強固に、しかも安定に接着積層できるため、防水性でありながら500〜10000g/m2・24時間の透湿度を有する伸縮性積層体を得ることができる。かかる積層体は、衣料用途で用いる際には、透湿度が2000〜10000g/m2・24時間にあることが特に好ましい。フィルム厚みが100μmより厚いと耐水圧を高くすることが可能であるが透湿性に劣る問題点を生じやすく、特に好ましくは50μm以下である。一方、膜厚みが5μmより薄いと、外力がかかったり、水圧がかかったりした際に膜の破壊が生じるために耐水性が低下しやすいのであまり好ましくない。不織布とフィルムを類似の素材とすることで、界面での剥離を防止する事が容易となる。

0031

押出ラミネート加工により不織布表面にハードセグメントとソフトセグメントよりなるブロック共重合ポリエステルのフィルム層を形成させる場合には、該ポリエステル樹脂の融点が150〜230℃の間にあり、MFR(メルトフローレイトASTMD1238)が230℃で約30〜300g/10分の間にある樹脂であり、融点より20〜40℃高い温度で加工することが好ましい。ポリエステルの融点および加工時の見掛けの溶融粘度はソフトセグメントの構造と構成比率により決定でき、耐水圧や透湿度を所望の値に設定するためにはこれらの温度域に設定することが特に好ましい。加工温度が高いほどフィルムと不織布の接着強度を高くすることが可能となる。しかしながら、温度が高すぎるとフィルムの幅方向およびまたは長手方向での厚みの変動が大きくなり生産が困難となる。

0032

また、MFRが230℃で30〜150g/10分の間にあることが好ましい。押し出しラミネート加工時の膜の厚みや幅方向およびまたは長手方向の変動を小さくするためにはこのMFRにあることが好ましい。MFRが300g/10分より高くなると端部のゆれなどの影響により幅の変動が大きくなり、MFRが小さくなりすぎると膜を本発明の目的とする薄さに成形することが困難である。

0033

また、フィルムと不織布の接着性を良くするために40〜100℃程度の温度域に不織布を予熱したうえでフィルムと接触させることが好ましい。また、剥離強力を高くするためには、剥離方向近傍に一定量以上の繊維が配列していることが望ましい。これは、接着面が繊維の軸方向に沿って連続することになるため、剥離力対抗する有効接着面積を大きくすることが可能になるためと推定される。繊維の配列は直接測定することは容易ではないので不織布の平面内の各方向における強力を測定することでほぼ推定することが可能である。すなわち、繊維の配列がその方向に多いほどその方向の強力は高くなる。従って、強力で不織布の縦方向強力と横方向強力は近い値であることが不織布は均一な繊維配列をしており、全体的な剥離強度を高くする上で好ましい。具体的には、縦方向強力と横方向強力の比が0.75から1.4の間にあることが、剥離強力を高くするために特に好ましい。

0034

ここで押出ラミネートの条件は、Tダイより透湿性の樹脂を不織布とほぼ同じ幅で押し出してフィルム状の膜にして5〜30cm程度のオフセットで不織布と接触させた後にローラで挟み込んで接着をさせると同時に膜を冷却するのが好ましい。本発明で用いることができる共重合ポリエステルのフィルム層は粘着性が高いためにロールからの剥離性が悪くなり、その結果として工程通過性が悪くなる場合がある。そのため、少なくとも膜と接触させるロールはPTFEなど離型性の良い樹脂でコーティングされていること、あるいはマット加工されていることが好ましい。

0035

ハードセグメントとソフトセグメントよりなるブロック共重合ポリエステルにより形成される不織布が類似のブロック共重合体ポリエステルよりなるフィルムと積層される場合には、繊維径が3〜30μmの間にあることが好ましく、特に好ましくは5〜18μmである。発明者の経験では、膜の厚みが平均繊維径の1/2より薄くなると、膜が破れたりあるいは繊維層から剥離するという問題を生じやすい傾向がある。一方、繊維径が3μmより細い場合にはハンドリング時などに毛羽が発生しやすく、その結果、剥離強度が小さくなる問題を生じやすい。

0036

本発明のブロック共重合ポリエステル系不織布に、必要に応じてコロナ処理などを行うことによりフィルムなどとの接着性を改善することが推奨される。また、本発明の不織布やフィルムには、適切な酸化防止剤や耐候剤、滑剤、着色剤などを混合することが可能である。特にハウスラップ用途など太陽光が直接あたる用途に用いる場合は、紫外線などによる劣化を防止するために紫外線吸収剤紫外線安定剤、酸化防止剤を総量で0.1〜15質量%程度付与することが好ましい。

0037

【実施例】
次に本発明を具体的な実施例で説明する。
本発明で使用される測定法は以下のとおりである。
・(厚み):
20g/cm2荷重での厚みをピーコック厚み計により測定した。
・(破断伸度および伸長時応力):
不織布を5cm×10cmの矩形切り出し、有効巾5cm、ゲージ長2.5cmで一定クロスヘッド速度10cm/分により50%変形時、100%変形時の応力と破断伸度を測定した。
・(20%伸長回復率):
JIS L 1096 B2法に準じて、無荷重下での初期標線間距離L0に対して20%伸長後に1分間放置してのち除重して標線間距離L1を測定した。残留ひずみ率を以下の式により測定した。
20%伸長回復率(%)=L1÷ L0 × 100

0038

・(透湿度):
JIS−L1099の[4.1.1(A−1法)塩化カルシウム使用、φ70mm]により測定した。
・(耐水圧):
JIS−L1092の[5.1 B法(高水圧法)]により測定を行った。
・(繊維径):
走査型電子顕微鏡により適当な倍率写真撮影を行い、ランダムに繊維を20〜200程度選んで各繊維の側面間の距離を測定した。撮影倍率より換算して円断面を仮定して繊維径を測定した。

0039

【実施例】
(実施例1)
東洋紡績株式会社製共重合ポリエステル樹脂ペルプレンP40B(190℃でのMFR10g/10分、融点180℃)を215℃でスパンボンド法により直径14μm、目付42/m2の不織布を作成した。つづいて150℃の熱エンボスロールを用いて不織布の収縮率が20%になるように加工をした。不織布の目付は50g/m2、厚み0.35mmとなった。破断伸度が295%であり、20%伸長回復率100%であった。50%伸長時応力、100%伸長時応力がそれぞれ5.6N、11.9Nであり、100%伸長時応力と50%伸長時応力の比の値は2.1であった。粘着層をつけてに貼り合わせた場合に手を動かしても突っ張り感がなく、プラスター基布や傷テープとして用いると好適であると認められた。

0040

(実施例2)
東洋紡績株式会社製ペルプレン樹脂GP550(230℃でのMFR34g/10分、融点174℃)にエルカ酸アミドを0.5質量%添加したポリマーを230℃でTダイから押し出し、15cmのオフセットをおいて目付53g/m2の実施例1の伸縮不織布と接触させて平均20μmの厚みになるようにして貼り合わせた。得られた不織布の透湿度は8650g/m2・24時間であり、耐水圧は1280mmAqと非常に優れた性能を示した。積層品の20%伸長回復率96%であり特に問題はなかった。フィルム面側もさらっとした触感であった。

0041

(実施例3)
東洋紡績株式会社製共重合ポリエステル樹脂のペルプレンP30B(230℃のMFR25、融点160℃)にエルカ酸アミドを0.03質量%添加したポリマーを215℃でTダイから押し出し、15cmのオフセットをおいて目付53g/m2の実施例1の不織布と接触させて平均18μmの厚みになるようにして貼り合わせた。得られた不織布の透湿度4410g/m2・24時間は耐水圧2260mmAqと優れた性能を示した。フィルム面の触感は実施例2ほどではないが大きな問題となるほどではなかった。フィルム面にグラビア印刷により固めのウレタン系の樹脂に肌色の顔料5質量%を添加したものを面積率で65%のドット加工により印刷した。フィルム印刷にべとつき感は全くなく、好適な風合いを示した。

0042

(比較例1)
実施例1において市販のポリウレタン製伸縮不織布の評価を行った。繊維径20μm、目付50g/m2、厚み0.27mmであった。破断伸度が330%であり、20%伸長回復率91%であった。50%伸長時応力、100%伸長時応力がそれぞれ6.8N、8.4Nであり、100%伸長時応力と50%伸長時応力の比の値は1.2であった。不織布を伸ばす時の変形抵抗が大きく、粘着層をつけて肘に貼り合わせた場合に手を動かすと突っ張り感を強く感じた。

0043

(比較例2)
実施例1の不織布の製造において、繊維径を27μm、目付を200g/m2になるように変更した。得られた不織布の厚みは1.2mmであった。続いて150℃の熱エンボスロールを用いて不織布の収縮率が約4%になるように加工をした。加工後の不織布の目付は209g/m2、厚みは1.1mmであった。破断伸度が181%であり、20%伸長回復率90%であった。100%伸長時応力、50%伸長時応力がそれぞれ22.4N、33.0Nであり、100%伸長時応力と50%伸長時応力の比の値は1.5であった。不織布の触感は、べとつき感がありゴムライクであり好ましくなかった。

発明を実施するための最良の形態

0044

(比較例3)
実施例1で使用したペルプレンP40B樹脂に7質量%相当のオレイン酸アミドを添加したポリマーを用いて215℃でスパンボンド法により直径14μm、目付42g/m2、厚み0.35mmの不織布を作成した。紡糸の際に糸切れが多発してシートの風合いが著しく低下した。つづいて150℃の熱エンボスロールを用いて不織布の収縮率が20%になるように加工をした。破断伸度は190%と実施例1と比べて低下し、20%伸長回復率は93%であった。100%伸長時応力、50%伸長時応力がそれぞれ4.8N、9.3Nであり、100%伸長時応力と50%伸長時応力の比の値は1.9であった。不織布を触るとドライ感はあるが糸切れ部がごつごつした肌触りで好ましくなかった。また、伸長回復性に不足しており本発明の目的を達するものではなかった。

発明の効果

0045

本発明によれば、伸長性および伸長回復性に優れ、ソフトで形態追随性の良い突っ張り感が少ない伸縮性不織布を提供することが可能である。また、本発明のブロック共重合ポリエステルよりなる不織布にフィルム層を積層した透湿防水性を有する不織布複合体は、衣料や医療用途、ハウスラップ、屋根下葺き材、ルーフィング材、熱交換器などの一般工業用途、農業用シートなど透湿防水性を要求される用途に好適に用いることができる。

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