JP5639771B2 - 伸縮性シートの製造方法、及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、伸縮性シートの製造方法、及び製造装置に関する。

衛生材料の一例としての使い捨ておむつにおいて、着用者の胴周りを締める締め付け部材（例えば前身頃や後身頃のウエスト周りの部分）として、伸縮性シートが使用されることがある。この伸縮性シートは、例えば、材料としての不織布等の原シートに延伸加工を施すことにより製造される。そして、この延伸加工の一例として「ギア延伸」という方法がある（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００９−２２８１４５号公報

このギア延伸は、例えば、外周部の周方向に所定の配置ピッチＰｔで歯が配置された上下一対のギアロールを用いて原シートを延伸する方法である。詳しくは、回転する上下一対のギアロールのロール間隙に原シートを通し、その際に、互い噛み合う上下のギアロールの歯によって三点曲げ状に原シートを変形してギアロールの回転方向に原シートを延伸する。そして、この延伸後には原シートに伸縮性が発現されて、つまり伸縮性シートとなる。
ここで、一般に原シートには、エンボス加工が施されている。すなわち、原シートの略全面には、例えば千鳥や格子状等の所定パターンでエンボス部が凹状に形成されており、これにより、原シートからの構成繊維の脱落を防止している。

但し、かかるエンボス部を有した原シートに対してギア延伸を行う場合には、ギアロールの歯の配置ピッチＰｔと、エンボス部の延伸方向の形成ピッチＰｅとの大小関係によっては、延伸ムラを生じてしまい、結果、伸縮ムラを有した伸縮性シートが生成される虞があった。つまり、エンボス部に起因して、ギアロールの歯で有効に延伸できない部分が原シートに局所的に生じてしまい、その結果として、場所により伸縮性が異なった不均一な伸縮性シートが生成されてしまう虞があった。
そして、この点につき、本願出願人が鋭意検討したところによれば、下式１の関係を満足していれば、伸縮性の不均一を抑制可能であることが判明した。
Ｐｅ＜Ｐｔ＜２×Ｐｅ … （１）

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みてなされたものであって、エンボス部などの凹部を有する原シートに伸縮性を均一に発現させることが可能な伸縮性シートの製造方法、及び製造装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための主たる発明は、
外周部に配置された複数の歯を互いに噛み合わせながら回転軸回りに回転する一対のギアロールを準備することと、
前記一対のギアロールの間隙に、複数種類の繊維を含む原シートを通すことにより、該原シートを前記歯によって、前記ギアロールの回転方向又は前記回転軸と平行な方向を延伸方向として延伸することと、を有する伸縮性シートの製造方法であって、
前記原シートは、押圧加工されてなる複数の凹部を、少なくとも前記延伸方向に沿った同一直線上に、前記延伸方向に所定の形成ピッチで有し、
前記一対のギアロールの各ギアロールにつき、前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記形成ピッチの１倍よりも大きく、前記形成ピッチの２倍未満であり、
前記原シートは、前記延伸方向に同一直線上に並ぶ複数の前記凹部からなる凹部列を、前記延伸方向と直交する方向に複数列並んで有し、
前記凹部列毎に、それぞれ、前記延伸方向に所定の形成ピッチで前記凹部が形成されており、
前記原シートの全ての前記凹部列について、前記歯の前記延伸方向の前記配置ピッチが、前記形成ピッチの１倍よりも大きく前記形成ピッチの２倍未満であり、
前記複数列の凹部列のなかには、前記形成ピッチの値が第１所定値の凹部列と、前記形成ピッチの値が第２所定値の凹部列とが存在し、
前記第１所定値と前記第２所定値とは互いに相違し、
前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記第１所定値の１倍よりも大きく、前記第１所定値の２倍未満であり、
前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記第２所定値の１倍よりも大きく、前記第２所定値の２倍未満であることを特徴とする伸縮性シートの製造方法である。

また、
外周部に配置された複数の歯を互いに噛み合わせながら回転軸回りに回転する一対のギアロールを有し、前記一対のギアロールの間隙に、複数種類の繊維を含む原シートを通すことにより、該原シートを前記歯によって、前記ギアロールの回転方向又は前記回転軸と平行な方向を延伸方向として延伸して伸縮性シートを製造する装置であって、
前記原シートは、押圧加工されてなる複数の凹部を、少なくとも前記延伸方向に沿った同一直線上に、前記延伸方向に所定の形成ピッチで有し、
前記一対のギアロールの各ギアロールにつき、前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記形成ピッチの１倍よりも大きく、前記形成ピッチの２倍未満であり、
前記原シートは、前記延伸方向に同一直線上に並ぶ複数の前記凹部からなる凹部列を、前記延伸方向と直交する方向に複数列並んで有し、
前記凹部列毎に、それぞれ、前記延伸方向に所定の形成ピッチで前記凹部が形成されており、
前記原シートの全ての前記凹部列について、前記歯の前記延伸方向の前記配置ピッチが、前記形成ピッチの１倍よりも大きく前記形成ピッチの２倍未満であり、
前記複数列の凹部列のなかには、前記形成ピッチの値が第１所定値の凹部列と、前記形成ピッチの値が第２所定値の凹部列とが存在し、
前記第１所定値と前記第２所定値とは互いに相違し、
前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記第１所定値の１倍よりも大きく、前記第１所定値の２倍未満であり、
前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記第２所定値の１倍よりも大きく、前記第２所定値の２倍未満であることを特徴とする伸縮性シートの製造装置である。

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、エンボス部などの凹部を有する原シートに伸縮性を均一に発現させることが可能となる。

第１実施形態に係るギア延伸装置４０の説明図であり、一部を拡大して示している。 図２Ａ及び図２Ｂは、延伸加工によって不織布３に伸縮性が発現されるメカニズムの説明図であり、不織布３の荷重−伸び曲線を示している。 図３Ａは、延伸加工前の繊維の状態を示す模式図である。図３Ｂは延伸加工中の繊維の状態を示す模式図である。図３Ｃは延伸加工後の繊維の状態を示す模式図である。図３Ｄは延伸加工後の不織布３を再度伸ばした際の繊維の状態を示す模式図である。 原シート３の平面図である。 図５Ａは、局所的に伸縮性の発現が大きく阻害される場合の説明図であり、図５Ｂには、あまり阻害されない場合の説明図である。 図６Ａ乃至図６Ｃは、Ｐｔ＝Ｐｅ及びＰｔ＝２×Ｐｅの場合に伸縮ムラが大きくなり得ることを説明するための概念図である。 エンボス部１１の配置パターンの第１例の平面図である。 図８Ａ及び図８Ｂは、同第２例の平面図である。 同第３例の平面図である。 図１０Ａは、第２実施形態のギア延伸装置５０の正面図であり、図１０Ｂは、図１０Ａ中のＢ−Ｂ断面図である。 第２実施形態に係る原シート３の平面図である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

外周部に配置された複数の歯を互いに噛み合わせながら回転軸回りに回転する一対のギアロールを準備することと、
前記一対のギアロールの間隙に、複数種類の繊維を含む原シートを通すことにより、該原シートを前記歯によって、前記ギアロールの回転方向又は前記回転軸と平行な方向を延伸方向として延伸することと、を有する伸縮性シートの製造方法であって、
前記原シートは、押圧加工されてなる複数の凹部を、少なくとも前記延伸方向に沿った同一直線上に、前記延伸方向に所定の形成ピッチで有し、
前記一対のギアロールの各ギアロールにつき、前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記形成ピッチの１倍よりも大きく、前記形成ピッチの２倍未満であることを特徴とする伸縮性シートの製造方法。
このような伸縮性シートの製造方法によれば、少なくとも延伸方向に沿った同一直線上に位置する前記複数の凹部については、前述の式１を満足している。よって、少なくともこれら凹部にあっては、伸縮性シートの伸縮性の不均一化に寄与し難くなる。よって、伸縮性シートの伸縮性の均一化を図れる。

かかる伸縮性シートの製造方法であって、
前記原シートは、前記延伸方向に同一直線上に並ぶ複数の前記凹部からなる凹部列を、前記延伸方向と直交する方向に複数列並んで有し、
前記凹部列毎に、それぞれ、前記延伸方向に所定の形成ピッチで前記凹部が形成されており、
前記原シートの全ての前記凹部列について、前記歯の前記延伸方向の前記配置ピッチが、前記形成ピッチの１倍よりも大きく前記形成ピッチの２倍未満であるのが望ましい。
このような伸縮性シートの製造方法によれば、原シートに形成された全ての凹部列毎に、それぞれ、前述の式１を満足している。よって、伸縮性シートの伸縮性のより一層の均一化を図れる。

かかる伸縮性シートの製造方法であって、
前記複数列の凹部列のなかには、前記形成ピッチの値が第１所定値の凹部列と、前記形成ピッチの値が第２所定値の凹部列とが存在し、
前記第１所定値と前記第２所定値とは互いに相違し、
前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記第１所定値の１倍よりも大きく、前記第１所定値の２倍未満であり、
前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記第２所定値の１倍よりも大きく、前記第２所定値の２倍未満であるのが望ましい。
このような伸縮性シートの製造方法によれば、伸縮性の均一化を図りながらも、形成ピッチの異なる凹部列を原シート上に混在させることができる。よって、凹部の配置パターンのバリエーションを増やすことができる。

かかる伸縮性シートの製造方法であって、
前記凹部では、前記原シートを構成する繊維同士が溶着されており、
前記原シートにおける前記複数の凹部の配置パターンは、千鳥配置であるのが望ましい。
このような伸縮性シートの製造方法によれば、原シートは、千鳥配置の各凹部で溶着されているので、伸縮性シートの一体性を高めることができる。

かかる伸縮性シートの製造方法であって、
前記原シートの複数の前記凹部は、前記延伸方向と直交する方向に関しても同一直線状に整列して凹部列をなしているとともに、前記凹部列は、前記延伸方向に第２ピッチで複数列並んでおり、
前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記第２ピッチの１倍よりも大きく、前記第２ピッチの２倍未満であるのが望ましい。
このような伸縮性シートの製造方法によれば、伸縮性シートの伸縮性のより一層の均一化を図ることができる。

また、
外周部に配置された複数の歯を互いに噛み合わせながら回転軸回りに回転する一対のギアロールを有し、前記一対のギアロールの間隙に、複数種類の繊維を含む原シートを通すことにより、該原シートを前記歯によって、前記ギアロールの回転方向又は前記回転軸と平行な方向を延伸方向として延伸して伸縮性シートを製造する装置であって、
前記原シートは、押圧加工されてなる複数の凹部を、少なくとも前記延伸方向に沿った同一直線上に、前記延伸方向に所定の形成ピッチで有し、
前記一対のギアロールの各ギアロールにつき、前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記形成ピッチの１倍よりも大きく、前記形成ピッチの２倍未満であることを特徴とする伸縮性シートの製造装置。
このような伸縮性シートの製造装置によれば、少なくとも延伸方向に沿った同一直線上に位置する前記複数の凹部については、前述の式１を満足している。よって、少なくともこれら凹部にあっては、伸縮性シートの伸縮性の不均一化に寄与し難くなる。よって、製造される伸縮性シートの伸縮性の均一化を図れる。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜＜ギア延伸について＞＞
図１はギア延伸の説明図である。ギア延伸は、ギア延伸装置４０を用いて行われる。ギア延伸装置４０は、回転軸Ｃ４１，Ｃ４３周りに回転する互いに略同形の上下一対のギアロール４１，４３を有する。また、各ギアロール４１，４３の外周部４１ａ，４３ａには、その回転方向に沿って均等な配置ピッチＰｔで略波型に歯４１ｔ，４３ｔ（所謂「平歯車」と同様の歯形の歯）が設けられている。

よって、これらギアロール４１，４３が所定の周速Ｓで駆動回転している間に、そのロール間隙に原シート３を通せば、原シート３は、互いに噛み合う上ギアロール４１の歯４１ｔと下ギアロール４３の歯４３ｔとによって三点曲げ状に変形されて（図１の右側の拡大図を参照）回転方向に延伸される。そして、当該延伸後には原シート３に伸縮性が発現されて伸縮性シート３ａとなる。

なお、以下では、原シート３が通される方向たる搬送方向のことを、「ＭＤ方向」とも言い、またＭＤ方向と直交する方向のうちで、原シート３の幅方向と平行な方向のことを「ＣＤ方向」とも言う。ちなみに、上下のギアロール４１，４３の回転軸Ｃ４１，Ｃ４３はＣＤ方向を向いている。

このギア延伸の材料となる原シート３は、例えば不織布であり、より具体的には、溶融紡糸等によって伸長性繊維と伸縮性繊維とを所定の配合比で混合生成してなる不織布３である。ここで、伸縮性繊維とは、弾性的に伸長可能な繊維のことを言い、伸長性繊維とは、概ね非弾性的に伸長可能な繊維のことを言う。なお、換言すると、伸長性繊維とは、伸縮性繊維の弾性限界の伸びよりも小さな伸びで塑性変形を起こす繊維であると言うこともできる。

ここで、伸長性繊維としては熱可塑性ポリオレフィン繊維を例示でき、また、伸縮性繊維としては熱可塑性エラストマ繊維を例示できる。熱可塑性ポリオレフィン繊維は、例えばポリプロピレン繊維やポリエステル繊維などの単独繊維や、ポリプロピレンやポリエステルからなる芯鞘構造の複合繊維などであり、また、熱可塑性エラストマ繊維は、例えばポリウレタン繊維などである。

不織布３の製法としては、例えば、スパンボンド法やケミカルボンド法等が挙げられる。また、不織布３の坪量及び繊維径は、それぞれ、例えば２０〜５０（ｇ／ｍ^２）の範囲及び１０〜３０（μｍ）の範囲から適宜選択され、更に、伸長性繊維と伸縮性繊維との配合比は、２０〜８０％の範囲から適宜選択される。

ギアロール４１（４３）の歯４１ｔ（４３ｔ）の配置ピッチＰｔ（歯４１ｔ（４３ｔ）の頂部４１ｐ（４３ｐ）でのピッチ）は、１〜６（ｍｍ）の範囲から選択され、より好ましくは２〜３（ｍｍ）の範囲から選択される。ギアロール４１（４３）の直径φ（前記頂部４１ｐ（４３ｐ）での直径）は、１２０〜６００（ｍｍ）の範囲から選択される。ギアロール４１（４３）の周速Ｓ（前記頂部４３ｐでの速度）は、５０〜３００（ｍ／ｍｉｎ）の範囲から選択される。なお、歯４１ｔ（４３ｔ）の頂部４１ｐ（４３ｐ）は、回転方向に沿った平坦面に形成され、この平坦面の回転方向の長さＤは、０．１〜０．４ｍｍの範囲から選択される。なお、歯４１ｔ（４３ｔ）のＣＤ方向の全長（全幅）は、原シート３のＣＤ方向の全長（全幅）よりも広くなっており、もって、延伸加工時には、原シート３の略全幅に亘って、歯４１ｔ（４３ｔ）の頂部４１ｐ（４３ｐ）が原シート３に当接する。

また、上ギアロール４１と下ギアロール４３との最大噛み合い深さＦは、延伸時に不織布３に付与すべき延伸歪みε_allと前記配置ピッチＰｔとに基づいて定まり（後述の式３を参照）、つまり、上記の配置ピッチＰｔの範囲において、例えば０．６〜３．０の範囲から選択された延伸歪みε_allが達成されるように選択される。

なお、ここで、上述の延伸歪みε_allは、通常の歪みの概念と同様に、延伸時の延伸方向の全長Ｌｂと延伸前の延伸方向の全長Ｌａとを用いて下式２で定義される。
ε_all＝（Ｌｂ−Ｌａ）／Ｌａ … （２）

そして、ギア延伸の場合には、この延伸歪みε_allは、歯４１ｔ，４３ｔ同士の噛み合いの幾何学的関係に基づいて表現され、つまり、歯４１ｔと歯４３ｔとの最大噛み合い深さＦ及び歯４１ｔ（４３ｔ）の配置ピッチＰｔの関数として表現される。詳しくは、噛み合い開始点において元々全長が前記Ｐｔであった不織布３が、図１Ｂの右拡大図の最大噛み合い点における延伸時には、最大噛み合い深さＦで互いに噛み合う歯４１ｔ，４３ｔによって三点曲げ状に変形されて延伸されることから、延伸歪みε_allは概ね下式３のように表される。
ε_all＝２×（√（Ｆ^２＋（Ｐ／２）^２）−（Ｐ／２））／Ｐ … （３）

図２Ａ及び図２Ｂは、ギア延伸によって不織布３に伸縮性が発現されるメカニズムの説明図である。両図とも、不織布３の荷重−伸び曲線を示している。

未延伸の不織布３に対して延伸加工を施すべく、伸縮性繊維の弾性限界内で前記不織布３に張力（以下、荷重とも言う）を付与すると、その延伸加工中においては、図２Ａのような荷重−伸び曲線を描く。すなわち、張力の負荷時よりも除荷時の方が、同じ伸びにおける荷重が低くなるようなヒステリシスを有した荷重−伸び曲線を描く。

そして、この延伸後に再度張力を付与した場合には、図２Ｂに示すような荷重−伸び曲線を描く。詳しくは、図２Ｂの原点Ｐ０から変曲点Ｐ１までは、非常に低い弾性率で伸縮するが、変曲点Ｐ１を超えると荷重が概ね二次曲線状に急激に上昇するようになる。そして、通常は、この低い弾性率の範囲Ｒの発現をもって、延伸加工により不織布３に伸縮性が発現されたものと見なしており、また、無負荷状態の原点Ｐ０から前記変曲点Ｐ１までの伸びの量Ｊを、「発現された伸縮量Ｊ」と定義している。

ちなみに、このように延伸加工後において、前記原点Ｐ０から前記変曲点Ｐ１までに亘り非常に低い弾性率で伸縮するようになる理由については、次のように説明できる。

図３Ａは、延伸加工前（つまり未延伸）の繊維の状態を示す模式図であり、図３Ｂは延伸加工中（つまり負荷中）の繊維の状態を示す模式図であり、図３Ｃは延伸加工後（つまり除荷後）の繊維の状態を示す模式図である。なお、一般に不織布３を構成する最小単位構造は、図３Ａに示すように伸縮性繊維と伸長性繊維とが並列接続されたものとしてモデル化できる。

図３Ａに示す未延伸の不織布３を延伸すると、図３Ｂに示すように、伸縮性繊維の方は弾性変形をするが、前記伸縮性繊維よりも弾性限界の伸びの小さい伸長性繊維の方は、比較的早い段階から塑性変形を開始して細長く塑性変形する。よって、この状態から張力を除荷すると、図３Ｃに示すように、伸縮性繊維の方は弾性伸びが無くなるだけで、つまり、その全長は張力の付与前と概ね同じ長さに戻るのであるが、伸長性繊維の方は、塑性伸び分だけ全長が伸びて弛んだ状態になっている。

そして、このような延伸加工後の不織布３に対して再度張力を付与すると、伸長性繊維の弛み分が伸びきってその全長が張るまでは、伸縮性繊維の弾性変形のみで上記張力に抗するので、図２Ｂに示すように、不織布３は非常に低い弾性率で伸びていくが、図３Ｄに示すように、上述の伸長性繊維の弛みが無くなってその全長が張った時点からは、当該伸長性繊維の弾塑性変形も前記張力に抗するようになるので、ここからは、不織布３を伸ばすのに要する張力の大きさが急激に上昇する。つまり、この伸長性繊維の弛みが無くなるポイントが図２Ｂの変曲点Ｐ１であり、もって、このようなことから、延伸加工後の荷重−伸び曲線は、図２Ｂに示すように、変曲点Ｐ１までは不織布３は非常に低い弾性率で伸縮し、そして、変曲点Ｐ１を超えると荷重が急激に増加するような荷重−伸び曲線になるのである。ちなみに、前記原点Ｐ０から前記変曲点Ｐ１までの範囲Ｒ、すなわち、「発現された伸縮量Ｊ」の範囲Ｒの内側であれば、張力が除荷されると、概ね図２Ｂの負荷時の荷重−伸び曲線を辿って原点Ｐ０まで戻るのは言うまでもない。

＜＜＜エンボス部１１が原シート３の伸縮性の発現に及ぼす影響について＞＞＞
ところで、一般に原シート３には、押圧加工の一例としてのエンボス加工により、凹部の一例としてのエンボス部１１，１１…が、所定の配置パターンで凹状に形成されている。図４の平面図の例では、ＭＤ方向及びＣＤ方向の両方向に沿った格子目状に形成されている。そして、各エンボス部１１，１１…では、それぞれその部位の繊維同士が溶着されており、これにより、原シート３の一体化が図られている。

但し、かかるエンボス部１１が、原シート３における伸縮性の発現を局所的に阻害する虞がある。図５Ａ及び図５Ｂは、その説明図である。図５Ａには、局所的に伸縮性の発現が大きく阻害される場合を示し、図５Ｂには、あまり阻害されない場合を示している。

例えば、後者の図５Ｂのように、延伸時において上ギアロール４１の歯４１ｔ（以下、上歯４１ｔとも言う）と下ギアロール４３の歯４３ｔ（以下、下歯４３ｔとも言う）との間に、一つだけエンボス部１１が入っている場合や一つも入っていない場合には、上歯４１ｔと下歯４３ｔとの間に位置する原シート３の部分３ｐは、大きな問題無く速やかに目標の延伸量まで延伸される。よって、概ね目標レベルの伸縮性が発現される。

これに対して、図５Ａに示すように、上歯４１ｔと下歯４３ｔとの間に、二つのエンボス部１１，１１が入っている場合には、エンボス部１１とエンボス部１１との間の部分３ｅ（以下、エンボス間部分３ｅとも言う）には、上歯４１ｔや下歯４３ｔから延伸に係る張力が伝達され難くなり、目標の延伸量まで延伸されず、延伸不良部分となる。これにより、当該部分３ｅは、目標レベルの伸縮性を発現しなくなる。つまり、その周囲の部分３ｒたる目標の延伸量まで延伸された部分３ｒと比べて伸縮性が劣ってしまい、結果、伸縮性シート３ａには大きな伸縮ムラが生じてしまう。

ちなみに、エンボス間部分３ｅに、張力が伝達され難い理由は次の通りである。通常、エンボス部１１は、繊維同士が押圧や溶着等されて変質した部分であるため強度が低く、また、同エンボス部１１は、介在物の一種とも言えることから周囲の部分と比べて応力集中し易く、結果、破れ易い。よって、上歯４１ｔ又は下歯４３ｔからの延伸に係る張力が、エンボス間部分３ｅに伝達される前に、エンボス部１１にて破れる等して張力伝達が阻害され、その結果、エンボス間部分３ｅは延伸され難くなるのである。

ここで、上述の延伸に係る張力は、延伸方向に直線的に作用するものと考えられる。よって、上述のような延伸不良部分の発生を防ぐには、図４に示すように、延伸方向に沿って同一直線上に存在するエンボス部１１，１１…に着目した場合に、その着目したエンボス部１１，１１…からなるエンボス部列１１Ｒ毎に、上歯４１ｔと下歯４３ｔとの間に存在するエンボス部１１の数が、常に一つ以下になるようにすれば良いと考えられる。そして、この条件は、上記延伸方向に沿う同一直線上のエンボス部１１，１１…の形成ピッチをＰｅとし、ギアロール４１（４３）の歯４１ｔ（４３ｔ）の配置ピッチをＰｔとした場合には、下式４により表される。
Ｐｔ≦２×Ｐｅ … （４）

つまり、歯４１ｔ（４３ｔ）の配置ピッチＰｔを、延伸方向に沿って同一直線上に存在するエンボス部１１，１１…の形成ピッチＰｅの２倍以下にすれば良い。

但し、上述の式４の関係を満足する場合でも、伸縮ムラが大きくなる場合がある。これは、Ｐｅ＝Ｐｔの場合である。図６Ａ及び図６Ｂは、その説明図である。
例えば、図６Ａに示すように、Ｐｅ＝Ｐｔの場合には、当然ながら、エンボス部１１の形成ピッチＰｅと、下歯４３ｔの配置ピッチＰｔとは一致する。従って、場合によっては、同図６Ａに示すように、互いに隣り合う下歯４３ｔと下歯４３ｔとが、それぞれ対応する各エンボス部１１，１１に当接する。そして、このような位置関係は、最も高い伸縮性が発現される位置関係である。詳しくは次の通りである。

エンボス部１１は、変質していることから、伸縮性の発現に寄与し難い部分である。一方、ギアロール４３（４１）の方にあっては、あくまで歯４３ｔと歯４１ｔとの間で原シート３を延伸していることから、当該歯４３ｔ（４１ｔ）の先端の頂部４３ｐ（４１ｐ）も伸縮性の発現には寄与し難い部位である。よって、伸縮性に寄与し難いもの同士、つまりエンボス部１１と歯４３ｔ（４１ｔ）の頂部４３ｐ（４１ｐ）とが、互いに当接しているという位置関係は、最も伸縮性が発現される位置関係ということになる。

しかし、原シート３は張力に応じて伸縮するので、延伸加工の際に常にこの位置関係を保つのは難しく、つまり、現実的には、ギアロール４１，４３の回転に伴って、この位置関係になったり（図６Ａ）、同位置関係からＭＤ方向の前後にずれたり（図６Ｂ）を繰り返すとものと考えられる。そして、その結果、生成される伸縮性シート３ａには、最も伸縮性が発現された部分と、そうでない部分とがＭＤ方向に繰り返し現れるものと考えられ、もって、大きな伸縮ムラを生じ得る。そして、これを防ぐ一案としては、最も伸縮性が発現される上述の位置関係（図６Ａ）にならないようにすることが挙げられる。

よって、上記式４の条件からは、Ｐｅ＝Ｐｔの場合を除外すべきであり、これを加味すると、以下の式５が、伸縮性シート３ａの伸縮性の均一性を高め得る条件となる。
Ｐｅ＜Ｐｔ≦２×Ｐｅ … （５）

但し、上式５の条件からは、Ｐｔ＝２×Ｐｅの場合も除外すべきである。これは、Ｐｔ＝２×Ｐｅというのも、上述のＰｔ＝Ｐｅの場合と同様の位置関係になるからである（図６Ｃを参照）。よって、これも考慮すると、伸縮性の均一性を高め得る条件は、下式６のようになる。
Ｐｅ＜Ｐｔ＜２×Ｐｅ … （６）

＜＜＜エンボス部１１の配置パターンの具体例＞＞＞
以下、具体的なエンボス部１１の配置パターンを例示しながら、上述の式６について説明する。図７乃至図９に、その説明図として原シート３の平面図を示す。

図７は、エンボス部１１の配置パターンの第１例の説明図である。この配置パターンは、所謂格子目状パターンである。すなわち、原シート３は、ＭＤ方向にエンボス部１１，１１…が所定の形成ピッチＰｅで並んでなるエンボス部列１１Ｒ（凹部列に相当）を有し、また、かかるエンボス部列１１Ｒ，１１Ｒ…は、ＣＤ方向に複数列並んで配置され、そして、何れのエンボス部列１１Ｒ，１１Ｒ…も互いにＭＤ方向のエンボス部１１の位置が揃っている。

そして、この例では、延伸方向に相当するＭＤ方向のエンボス部１１の形成ピッチＰｅが、歯４１ｔ（４３ｔ）の配置ピッチＰｔとの関係において前述の式６を満足するように設定されている。よって、この場合には、当該格子目状パターンを構成する全てのエンボス部列１１Ｒ，１１Ｒ…が、式６の関係を満足することとなり、結果、伸縮性の均一化の阻害をほぼ完全に抑制可能となる。

ちなみに、この格子目状パターンの場合には、式６の関係を、以下のように表現することもできる。先ず、上記のエンボス部１１，１１…は、延伸方向と直交するＣＤ方向に関しても同一直線状に整列してエンボス部列１１Ｒｃをなしているとともに、当該エンボス部列１１Ｒｃは、延伸方向たるＭＤ方向に第２ピッチＰｅｃで複数列並んでいる。そして、歯４１ｔ（４３ｔ）の配置ピッチＰｔは、前記第２ピッチＰｅｃの１倍よりも大きく２倍未満となっている。

図８Ａ及び図８Ｂは、配置パターンの第２例の説明図である。上述の第１例との相違点は、上述の格子目状パターンを構成するエンボス部列１１Ｒ，１１Ｒ同士の間に、ＭＤ方向に沿った異なる形成ピッチＰｅ２のエンボス部列１２Ｒが追設されている点にある。

すなわち、格子目状パターンを構成するエンボス部列１１Ｒを第１エンボス部列１１Ｒとし、追設されたエンボス部列１２Ｒを第２エンボス部列１２Ｒとした場合には、この図８Ａの例では、第２エンボス部列１２Ｒに属するエンボス部１２，１２…の形成ピッチＰｅ２（第２所定値に相当）は、第１エンボス部列１１Ｒに属するエンボス部１１，１１…の形成ピッチＰｅ（第１所定値に相当）とは異なる値に設定されている。

ここで、望ましくは、これら両者１１Ｒ，１２Ｒが、それぞれ、前述の式６を満足していると良い。そうすれば、伸縮性の均一化の阻害をほぼ完全に抑制することができる。

但し、これら両者のエンボス部列１１Ｒ，１２Ｒに対して、式６を満足するようなＰｔを見出すには、第１エンボス部列１１Ｒに係る形成ピッチＰｅと、第２エンボス部列１２Ｒに係る形成ピッチＰｅ２とが、以下の式７を満足しなければならない。
０．５×Ｐｅ＜Ｐｅ２＜２×Ｐｅ … （７）

そして、図８Ａの例の場合には、Ｐｅ２＝１．５×Ｐｅであるので、式７を満足している。よって、エンボス部列１１Ｒ，１２Ｒの両者に対して式６を満足するようなＰｔを見出すことができる。しかし、図８Ｂの例の場合には、Ｐｅ２＝０．４×Ｐｅであるので、式７を満足しておらず、もって、両者１１Ｒ，１２Ｒのうちのどちらか一方しか式６を満足させることができない。よって、伸縮ムラを抑制する観点で言えば、図８Ａの例の方が、図８Ｂの例よりも好ましいことになる。

但し、図８Ｂの場合でも、何れか一方、例えば、第１エンボス部列１１Ｒに関しては、式６の関係を満足させることができるので、その場合には、それ相応の伸縮性の均一化効果を得ることができる。つまり、極論すれば、原シート３が、式６を満足するエンボス部列１１Ｒを少なくとも一列だけでも有していれば、それ相応の均一化効果を得ることができるということである。

ところで、上述の式７は、以下のような考え方に基づいて導出される。
先ず、第１エンボス部列１１Ｒについては、式６は次式８のように表せる。
Ｐｅ＜Ｐｔ＜２×Ｐｅ … （８）
また、第２エンボス部列１２Ｒについては、式６は次式９のように表せる。
Ｐｅ２＜Ｐｔ＜２×Ｐｅ２ … （９）
ここで、Ｐｅ２＝α×Ｐｅとおき、これを式９に代入すると、式９は下式１０のようになる。
α×Ｐｅ＜Ｐｔ＜２×α×Ｐｅ … （１０）
よって、式８及び式１０を満足するようなＰｔが存在すれば、第１エンボス部列１１Ｒ及び第２エンボス部列１２Ｒの両者に対して式６を満足するＰｔが存在することになるが、そのためには、式８の左辺と式１０の右辺との大小関係に基づいて、式１１を満足する必要があり、且つ、式８の右辺と式１０の左辺との大小関係に基づいて、式１２を満足する必要がある。
Ｐｅ＜２×α×Ｐｅ … （１１）
α×Ｐｅ＜２×Ｐｅ … （１２）
そして、これらを整理すると、下式１３が得られる。
０．５＜α＜２ … （１３）
ここで、上述のようにＰｅ２＝α×Ｐｅであるので、α＝Ｐｅ２／Ｐｅを式１３に代入すると、下式１４となり、以上をもって、前述の式７が導出される。
０．５×Ｐｅ＜Ｐｅ２＜２×Ｐｅ … （１４）

図９は、配置パターンの第３例の説明図である。図９を参照してわかるように、この配置パターンは所謂千鳥配置である。すなわち、原シート３には、エンボス部１１，１１…がＭＤ方向に形成ピッチＰｅで並んでなるエンボス部列１１Ｒが、ＣＤ方向に複数列並んで配置されており、更には、互いにＣＤ方向に隣り合うエンボス部列１１Ｒ，１１Ｒ同士にあっては、互いの位置が、ＭＤ方向に形成ピッチＰｅの半分（＝Ｐｅ／２）だけずれている。

そして、この例では、各エンボス部列１１Ｒが具備するエンボス部１１，１１…のＭＤ方向の形成ピッチＰｅは、それぞれ、式６の関係を満足するように設定されている。よって、この千鳥配置にあっても、各エンボス部列１１Ｒのみに着目すれば、全てのエンボス部列１１Ｒに亘り、式６を満たしている。結果、伸縮性の均一化の阻害を有効に抑制することができる。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図１０Ａ及び図１０Ｂは、第２実施形態のギア延伸装置５０の説明図である。図１０Ａには正面図を示し、図１０Ｂには、図１０Ａ中のＢ−Ｂ断面図を示している。

上述の第１実施形態では、原シート３の連続方向（つまりＭＤ方向）に延伸していたが、この第２実施形態では、原シート３の幅方向（つまりＣＤ方向、「回転軸と平行な方向」に相当）に延伸する点で相違する。そして、この相違に伴い、ギアロール５１，５３の歯５１ｔ，５３ｔの構成の点で相違する。

詳しくは、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、ギア延伸装置５０は、回転軸Ｃ５１，Ｃ５３周りに回転する上下一対のギアロール５１，５３を有する。また、上ギアロール５１は、回転軸Ｃ５１の方向に沿って大径部分５１ｔと小径部分５１ｍとを交互に有し、同様に、下ギアロール５３も、回転軸Ｃ５３の方向に沿って大径部分５３ｔと小径部分５３ｍとを交互に有する。そして、これらギアロール５１，５３は、互いに、相手の小径部分５３ｍ，５１ｍに自身の大径部分５１ｔ，５３ｔを挿入しながら上下に配置され、これにより、ギアロール５１，５３の周方向における一部の領域Ａｂにおいて互いの大径部分５１ｔ，５３ｔを、歯の如く噛み合わせている。以下、この領域Ａｂのことを「噛み合い領域Ａｂ」と言う（図１０Ｂを参照）。

ここで、原シート３は、この噛み合い領域Ａｂへ向けて搬送され、当該噛み合い領域Ａｂを通過する際には、噛み合わされた大径部分５１ｔ，５３ｔによって、図１０Ａのように三点曲げ状に変形されてＣＤ方向に延伸される。そして、延伸後には、ＣＤ方向の伸縮性が発現し、これをもって幅方向に伸縮性を有した伸縮性シート３ａが生成される。

よって、かかる第２実施形態にあっては、延伸方向がＭＤ方向ではなく、ＣＤ方向になっている点で第１実施形態と相違する。
このことから、この第２実施形態では、図１１のエンボス部１１のＣＤ方向の形成ピッチＰｅｄが、前述の第１実施形態における形成ピッチＰｅに対応し、また、図１０Ａｂの歯に相当する大径部分５１ｔ（５３ｔ）のＣＤ方向の配置ピッチＰｔｄが、同第１実施形態における配置ピッチＰｔに対応すると考えれば、上述の第１実施形態で説明した内容を、そのままこの第２実施形態に踏襲することができる。よって、その説明については省略する。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形が可能である。

上述の実施形態では、複数種類の繊維を含む原シート３として、伸長性繊維と伸縮性繊維との２種類の繊維を含む不織布を例示したが、繊維の種類は何等２種類に限るものではなく、３種類以上であっても良い。

上述の実施形態では、複数種類の繊維を含む原シート３として、伸長性繊維と伸縮性繊維とが混合してなるタイプの不織布を例示したが、当該不織布はこのタイプに限るものではない。例えば、不織布の厚み方向に、伸長性繊維のみの層と伸縮性繊維のみの層とが層状に分かれて積層されていても良い。なお、これらの層の数は２層に限るものではなく、例えば、伸縮性繊維のみの層が上下の伸長性繊維のみの層で挟まれた３層構造の不織布であっても良い。

上述の実施形態では、ギア延伸の製造方法に係る装置として主にギア延伸装置４０，５０について説明したが、適宜な付帯装置を設けても良い。例えば、ギア延伸装置４０，５０の上流の位置に複数のテンションロールを配置して原シート３に張力を付与し、これにより、ギア延伸の前に予備的に延伸処理を施しても良い。また、ギアロール４１，４３，５１，５３やテンションロールを加熱するためのヒーター等を配置しても良いし、延伸加工後の伸縮性シート３ａを搬送するのに、搬送張力を軽減可能なサクションコンベアを用いても良い。

上述の実施形態の説明では、エンボス部１１の形状について詳しく説明していなかったが、エンボス部１１の形状は、所定面積の底面を有する凹部である。そして、底面の形状は、例えば、正円等の円形や、正方形や菱形等の多角形などである。また、底面の面積は、例えば０．２〜４ｍｍ^２である。このような形状のエンボス部１１は、回転する上下一対のロールの間のロール間隙を、原シート３の元となるシートが通過する際に、少なくとも一方のロールの外周面の複数の凸部により押圧されて形成される。なお、押圧時の繊維同士の溶着性を高めるべく、これらロールは、加熱されていても良い。

上述の実施形態の説明では、エンボス部１１の形成ピッチＰｅ，Ｐｅｃ，Ｐｅｄの具体的数値については述べていなかったが、これらの形成ピッチＰｅ，Ｐｅｃ，Ｐｅｄの値は、例えば１〜２０ｍｍの中から、式６を満足するように選択される。なお、上記数値範囲は、望ましくは１〜１０ｍｍであり、より望ましくは１〜３ｍｍである。
また、エンボス部列１１Ｒ，１１Ｒ同士の間のピッチＰｒ（図７）は、１〜２０ｍｍの中から適宜選択される。

上述の実施形態では、押圧加工による凹部の一例としてエンボス部を例示したが、押圧加工によって形成される凹部であれば何等これに限るものではない。

３ 不織布（原シート）、３ａ 伸縮性シート、
３ｅ エンボス間部分、３ｐ 部分、３ｒ 周囲の部分、
１１ エンボス部（凹部）、
１１Ｒ エンボス部列（凹部列）、１１Ｒｃ エンボス部列（凹部列）、
１２ エンボス部（凹部）、１２Ｒ エンボス部列（凹部列）、
４０ ギア延伸装置（製造装置）、
４１ 上ギアロール（ギアロール）、４１ａ 外周部、
４１ｐ 頂部、４１ｔ 上歯（歯）、
４３ 下ギアロール（ギアロール）、
４３ｐ 頂部、４３ｔ 下歯（歯）、
５０ ギア延伸装置（製造装置）、
５１ 上ギアロール（ギアロール）、５１ｍ 小径部分、５１ｔ 大径部分（歯）、
５３ 下ギアロール（ギアロール）、５３ｍ 小径部分、５３ｔ 大径部分（歯）、
Ａｂ 噛み合い領域、
Ｃ４１ 回転軸、Ｃ４３ 回転軸、Ｃ５１ 回転軸、Ｃ５３ 回転軸

Claims (5)

1. 外周部に配置された複数の歯を互いに噛み合わせながら回転軸回りに回転する一対のギアロールを準備することと、
   前記一対のギアロールの間隙に、複数種類の繊維を含む原シートを通すことにより、該原シートを前記歯によって、前記ギアロールの回転方向又は前記回転軸と平行な方向を延伸方向として延伸することと、を有する伸縮性シートの製造方法であって、
   前記原シートは、押圧加工されてなる複数の凹部を、少なくとも前記延伸方向に沿った同一直線上に、前記延伸方向に所定の形成ピッチで有し、
   前記一対のギアロールの各ギアロールにつき、前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記形成ピッチの１倍よりも大きく、前記形成ピッチの２倍未満であり、
   前記原シートは、前記延伸方向に同一直線上に並ぶ複数の前記凹部からなる凹部列を、前記延伸方向と直交する方向に複数列並んで有し、
   前記凹部列毎に、それぞれ、前記延伸方向に所定の形成ピッチで前記凹部が形成されており、
   前記原シートの全ての前記凹部列について、前記歯の前記延伸方向の前記配置ピッチが、前記形成ピッチの１倍よりも大きく前記形成ピッチの２倍未満であり、
   前記複数列の凹部列のなかには、前記形成ピッチの値が第１所定値の凹部列と、前記形成ピッチの値が第２所定値の凹部列とが存在し、
   前記第１所定値と前記第２所定値とは互いに相違し、
   前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記第１所定値の１倍よりも大きく、前記第１所定値の２倍未満であり、
   前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記第２所定値の１倍よりも大きく、前記第２所定値の２倍未満であることを特徴とする伸縮性シートの製造方法。
2. 請求項１に記載の伸縮性シートの製造方法であって、
   前記凹部では、前記原シートを構成する繊維同士が溶着されており、
   前記原シートにおける前記複数の凹部の配置パターンは、千鳥配置であることを特徴とする伸縮性シートの製造方法。
3. 外周部に配置された複数の歯を互いに噛み合わせながら回転軸回りに回転する一対のギアロールを準備することと、
   前記一対のギアロールの間隙に、複数種類の繊維を含む原シートを通すことにより、該原シートを前記歯によって、前記ギアロールの回転方向又は前記回転軸と平行な方向を延伸方向として延伸することと、を有する伸縮性シートの製造方法であって、
   前記原シートは、押圧加工されてなる複数の凹部を、少なくとも前記延伸方向に沿った同一直線上に、前記延伸方向に所定の形成ピッチで有し、
   前記一対のギアロールの各ギアロールにつき、前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記形成ピッチの１倍よりも大きく、前記形成ピッチの２倍未満であり、
   前記原シートの複数の前記凹部は、前記延伸方向と直交する方向に関しても同一直線状に整列して凹部列をなしているとともに、前記凹部列は、前記延伸方向に第２ピッチで複数列並んでおり、
   前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記第２ピッチの１倍よりも大きく、前記第２ピッチの２倍未満であることを特徴とする伸縮性シートの製造方法。
4. 外周部に配置された複数の歯を互いに噛み合わせながら回転軸回りに回転する一対のギアロールを有し、前記一対のギアロールの間隙に、複数種類の繊維を含む原シートを通すことにより、該原シートを前記歯によって、前記ギアロールの回転方向又は前記回転軸と平行な方向を延伸方向として延伸して伸縮性シートを製造する装置であって、
   前記原シートは、押圧加工されてなる複数の凹部を、少なくとも前記延伸方向に沿った同一直線上に、前記延伸方向に所定の形成ピッチで有し、
   前記一対のギアロールの各ギアロールにつき、前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記形成ピッチの１倍よりも大きく、前記形成ピッチの２倍未満であり、
   前記原シートは、前記延伸方向に同一直線上に並ぶ複数の前記凹部からなる凹部列を、前記延伸方向と直交する方向に複数列並んで有し、
   前記凹部列毎に、それぞれ、前記延伸方向に所定の形成ピッチで前記凹部が形成されており、
   前記原シートの全ての前記凹部列について、前記歯の前記延伸方向の前記配置ピッチが、前記形成ピッチの１倍よりも大きく前記形成ピッチの２倍未満であり、
   前記複数列の凹部列のなかには、前記形成ピッチの値が第１所定値の凹部列と、前記形成ピッチの値が第２所定値の凹部列とが存在し、
   前記第１所定値と前記第２所定値とは互いに相違し、
   前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記第１所定値の１倍よりも大きく、前記第１所定値の２倍未満であり、
   前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記第２所定値の１倍よりも大きく、前記第２所定値の２倍未満であることを特徴とする伸縮性シートの製造装置。
5. 外周部に配置された複数の歯を互いに噛み合わせながら回転軸回りに回転する一対のギアロールを有し、前記一対のギアロールの間隙に、複数種類の繊維を含む原シートを通すことにより、該原シートを前記歯によって、前記ギアロールの回転方向又は前記回転軸と平行な方向を延伸方向として延伸して伸縮性シートを製造する装置であって、
   前記原シートは、押圧加工されてなる複数の凹部を、少なくとも前記延伸方向に沿った同一直線上に、前記延伸方向に所定の形成ピッチで有し、
   前記一対のギアロールの各ギアロールにつき、前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記形成ピッチの１倍よりも大きく、前記形成ピッチの２倍未満であり、
   前記原シートの複数の前記凹部は、前記延伸方向と直交する方向に関しても同一直線状に整列して凹部列をなしているとともに、前記凹部列は、前記延伸方向に第２ピッチで複数列並んでおり、
   前記歯の前記延伸方向の配置ピッチは、前記第２ピッチの１倍よりも大きく、前記第２ピッチの２倍未満であることを特徴とする伸縮性シートの製造装置。

Images