JP2007130818A

JP2007130818A - 複合シートの製造方法及び装置

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Publication number: JP2007130818A
Application number: JP2005324168A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Nakano; 康宏中野; Kenichi Sato; 健一佐藤; Kenji Ando; 賢治安藤
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2005-11-08
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2025-11-08
Also published as: JP4731285B2

Abstract

【課題】保持している機能材に応じた機能が均一に発現される複合シートの製造装置を提供すること。
【解決手段】本発明の複合シートの製造装置は、周面部に互いに噛み合う凹凸形状を有するロール１１、１２と、これらのロールの噛み合い部分に供給された第１のシート２に吸引力を作用させて第１のロール１１の周面部に第１のシート２を保持させるとともに、第１のシート２を通して吸引力を作用させて第１のシート２に機能材を保持させる吸引手段１３と、第１のロール１１に保持された第１のシート２に機能材を供給する供給手段１４とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、複合シートの製造方法及び装置に関わり、特に、使い捨ておむつ等の吸収性物品の構成部材、清掃用シート等の各種機能を有するシートに好適な複合シートの製造方法及び装置に関する。

接合する二枚のシートの一方に凹凸形状が形成され、その凹部に吸収性ポリマーを保持させた複合シートに関する従来技術として、例えば下記特許文献１に記載の技術が知られている。この技術は、凹凸形状を形成する一対のロールの一つに静電気で吸収性ポリマーを吸着させておき、これらのロールの間にシートを通しつつローラーに吸収性ポリマーを保持させた後、別のシートを接着させて複合シートとするものである。

特表平１１−５０２７４１号公報

ところで、従来の方法では、ロールの凸部に静電気を帯電しポリマーを吸着させてシートの凹部へ供給する方法を採用している。また、シートをロールに沿わせるために吸引機構を設けている。このため、機構が複雑となる。また、静電気力によるが、ロールの凸部の表面積に対応した量のポリマーしか吸着できないとすると、ポリマー供給量は限定されてしまい、例えば、静電気力が強いと凸部に吸着させたポリマーをシート凹部に供給するときに、吸引機構によりロールに沿わせているシートが吸引力より静電気力が大きくなることで引っ張られる不具合が生じるおそれがある。

従って本発明は、凹凸形状を保持するために用いている吸引機構を利用し、機能材を内包する複合シートを好適に製造する方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明は、周面部に互いに噛み合う凹凸形状を有する第１及び第２のロールを回転させ、前記ロールどうしの噛み合い部分に通気性を有する第１のシートを供給し、該第１のシートに吸引力を作用させて前記第１のロールの周面に第１のシートを保持し、第１のシートを前記ロールどうしの噛み合い部分から移動させ、第１のロールに保持された第１のシートに機能材を供給し、第１のシートを通して前記吸引力で該第１のシートに前記機能材を保持させ、前記第１のシートに第２のシートを合流させてこれらのシートを部分的に接合し、シートどうしの非接合部に前記機能材が内在する凸部を形成する複合シートの製造方法を提供することにより、前記目的を達成したものである。

また、本発明は、前記本発明の複合シートの製造方法を実施するための装置であって、周面部に互いに噛み合う凹凸形状を有する第１及び第２のロールと、これらのロールの噛み合い部分に供給された第１のシートに吸引力を作用させて前記第１のロールの周面部に該第１のシートを保持させるとともに、該第１のシートを通して吸引力を作用させて第１のシートに機能材を保持させる吸引手段と、第１のロールに保持された前記第１のシートに機能材を供給する供給手段と、前記機能材が保持された第１のシートと第２のシートとを第１のロールとともに挟持してこれらのシートを部分的に接合する接合手段とを備えている複合シートの製造装置を提供するものである。

本発明によれば、簡単な製造方法及び装置で、保持している機能材に応じた機能が均一に発現される複合シートを好適に製造することができる。

以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の複合シートの製造方法により製造される複合シートの一実施形態を示すものである。

図１に示すように、複合シート１は、通気性を有する第１のシート２が第２のシート３と部分的に接合されて多数の接合部４が形成されているとともに、接合部４以外の部分に機能材６が内在する凸部５が形成されている。

第１のシート２は、後述するように、複合シート１の製造過程において、第１のシート２に吸引力を作用させて第１のロールで移動したり、第１のシート２に機能材６を保持させることから、シートを通して機能材６を吸引でき、且つシートに保持された機能材６が貫通又は落下しない範囲で通気性を有していればよい。

第１のシート２は繊維材料のシート状物からなる。このシート状物は実質的に非伸縮性であることが好ましい。この様なシート状物を用いることによって、所望する寸法の凹凸形状を形成するにあたり、後述する第１及び第２のロール１１、１２の凹凸形状にほぼ即した複合シート１を安定的に且つ再現性良く製造できる。実質的に非伸縮性であるシート状物とは、例えば伸長限界が１０５％以下であり、それを超える伸長では材料破壊を起こすか又は永久歪みが発生するものをいう。

前記シート状物としては、従来公知の吸収性物品を構成する複合シートとして用いられる材料において、上述の通気性を有し、実質的に非伸縮性であるものであれば、特に制限無く使用することができる。例えばカード法により製造された不織布、スパンボンド不織布、メルトブローン不織布、スパンレース不織布及びニードルパンチ不織布等の種々の不織布が挙げられる。また、開口手段によって液透過可能とされたフィルム等も使用することができる。シート材物として不織布を用いる場合、その構成繊維の繊度は１〜２０ｄｔｅｘ、特に１．５〜４ｄｔｅｘであることが、複合シートの強度確保、肌触りの向上等の点から好ましい。第１のシート２には何れも界面活性剤等を用いた親水化処理を施しておくことが好ましい。

第２のシート３は、第１のシート２と同じシート状物で構成することができるし、第１のシート２に使用されるシート状物のうち、製法や材質の異なるシート状物で構成することもできる。

第１のシート２、第２シート３の坪量は、１０〜１００ｇ／ｍ²、特に１０〜３０ｇ／ｍ²であることが好ましい。一方、第２のシート３の坪量は、５〜５０ｇ／ｍ²、特に１０〜３０ｇ／ｍ²であることが好ましい。第１のシート２及び第２のシート３を含めた複合シート１の全体の坪量は、１５〜１５０ｇ／ｍ²、特に２０〜６０ｇ／ｍ²であることが好ましい。

機能材６としては、従来から吸収性物品に用いられている吸収性ポリマー、パルプ等の液保持材、活性炭、ゼオライト、アモルファスシリカ、ベントナイトなどの制臭材又はこれらの二種以上の組み合わせが挙げられる。機能材６の保持量は、複合シート１を適用する構成部材、機能材の種類、発現させる機能（効能）の度合い等に応じて設定される。機能材６として吸収性ポリマー又は吸収性ポリマーとパルプとの混合物を用いる場合には、５〜１００ｇ／ｍ²が好ましい。

複合シート１においては、第１のシート２に形成された凸部５は、その底面（シートどうしの非接合部）が矩形である。また凸部５は、全体として稜線が丸みを帯びた扁平な直方体又は截頭四角錐体となっている。一方、接合部４も矩形となっている。

凸部５及び接合部４は、交互に且つ一方向に列をなすように配置されている。本実施形態においては図１に示すように、同図中Ｘ方向に沿って凸部５及び接合部４が交互に配置され列をなしている。この方向は、複合シート１の製造工程における機械流れ方向と一致し、また複合シート１が吸収性物品に組み込まれたときの該吸収性物品の長手方向又はそれと直交する方向と一致する。凸部５及び接合部４からなる列は、図１中Ｙ方向（ＣＤ方向）に亘って多列に配置されている。

複合シート１においては、一つの列における任意の一つの凸部に着目したときに、該列に隣り合う左右の列においては、該一つの凸部と隣り合う位置に凸部が位置していない。ここで、「一つの凸部と隣り合う位置に凸部が位置していない」とは、一つの凸部に着目したときに、隣り合う列の完全に同位置に、凸部が位置していないことを意味している。つまり、図１におけるＹ方向に関して、隣り合う列間における凸部が完全に連なるように凸部が配置されていないことを意味する。従って、一つの凸部と隣り合う位置には、凸部の一部と接合部の一部の双方が存在していてもよいし、或いは接合部のみが存在していてもよい。

複合シート１においては、隣り合う２つの列において、接合部４は半ピッチずつずれて配置されている。従って、一つの列における任意の一つの接合部に着目したときに、該一つの接合部はその前後及び左右が凸部によって取り囲まれて形成された、閉じた凹部となっている。つまり、接合部は千鳥配列で配置されている。従って、凸部も同様に千鳥配列で配置されている。

凸部５及び接合部４がこのように配置されていることで、複合シートの全面に一定量毎の機能材を均一に保持させることができ、機能材６の有する機能も複合シート全面において均一に発現させることができる。

機能材６を一定量保持してその機能を十分に発現させるには、凸部５はその高さＨ（図１参照）が、１〜１０ｍｍ、特に３〜６ｍｍであることが好ましい。また、Ｘ方向（列方向）に沿う凸部５の底部寸法Ａは２〜３０ｍｍ、特に２〜５ｍｍであることが好ましく、Ｙ方向（列方向と直交する方向）に沿う底部寸法Ｂは２〜３０ｍｍ、特に２〜５ｍｍであることが好ましい。また、凸部５の底面積は４〜９００ｍｍ²、特に４〜２５ｍｍ²であることが好ましい。

Ｘ方向（列方向）での接合部４の接合長さＣ（図１参照）は、０．１〜２０ｍｍ、特に０．５〜５ｍｍであることが、肌触りが良好でクッション感が高い複合シートが得られるので好ましい。

次に、本発明の複合シートの製造装置をその好ましい実施形態に基づいて説明する。
図２に示すように、本実施形態の複合シートの製造装置１０は、周面部に互いに噛み合う凹凸形状を有する第１のロール（以下、単にロールともいう。）１１及び第２のロール（以下、単にロールともいう。）１２と、これらのロール１１、１２によってロール１１の周面の凹凸形状に沿って保持された第１のシート１２に吸引力を作用させてロール１１の周面部に第１のシート２を保持させるとともに、第１のシート２を通して吸引力を作用させて第１のシート２に形成された凹部に機能材６を保持させる吸引手段１３と、ロール１１の周面に保持されて移動する第１のシート２に機能材６を供給する機能材の供給手段１４と、第１のロール１１とともに機能材６が保持された第１のシート２と第２のシート３とを挟持してこれらのシートを部分的に接合する接合手段１５とを備えている。

図３に示すように、ロール１１は、歯ピッチが半ピッチずれた二枚一組の平歯車（以下、この二枚一組の平歯車を組歯車という。）１６Ａ〜１６Ｄがスペーサー１７Ａ〜１７Ｄを介して回転軸１８に同心状に取り付けられ、第１のシート２が保持されるときの凹凸形状に対応した凹凸形状が周面部に形成されている。図３に示すロール１１では、便宜上４種類の組歯車１６Ａ〜１６Ｄが隣り合うように回転軸１８に取り付けられているが、実際のロールでは、後述する実施例におけるように、第１のシート２の幅に応じ、組歯車１６Ａどうし、組歯車１６Ｂどうし、組歯車１６Ｃどうし、或いは組歯車１６Ｄどうしがそれぞれスペーサー１７Ａ〜１７Ｄを介して左右対称となるように繰り返し配された後、種類の異なる組歯車が取り付けられる。組歯車１６Ａ〜１６Ｄは、ロール１１の幅方向に左右対称に取り付けられている。ロール１１には、組歯車どうしの間にスペーサー１７Ａ〜１７Ｄの幅に応じた幅の隙間が形成されている。これらの隙間は、幅方向の両端部よりも中央部が広くなるように形成されている。ただし、前述のように各組歯車が繰り返し配された部分の隙間は同じ幅とされる。各組歯車を構成する各歯車には、その中心に開口部が形成されており、開口部に回転軸１８が挿入される。各組歯車及び回転軸１８にはそれぞれ切り欠き部（図示せず）が形成されており、該切り欠き部にキー（図示せず）が挿入される。これによって各歯車の空回りが防止される。

ロール１１においては、各組歯車を構成する各歯車（例えば、組歯車１６Ａでは、歯車１６１Ａ及び１６２Ａ）は歯先円直径が同径となっている。前述のように、各組歯車を構成する歯車同士は歯ピッチが半ピッチずれているが、隣り合う組歯車どうしは、それらの間で隣り合う歯車（例えば、組歯車１６Ａと１６Ｂの間で隣り合う歯車１６２Ａと歯車１６１Ｂ）どうしの歯ピッチは同じピッチとなるように配設されている。これによってロール１１においては、第１のシート２が保持されるときの凹凸形状に対応し、その回転方向及び幅方向に沿って凸部と凹部とが交互に形成される。

組歯車を構成する各歯車には、回転軸１８が挿入される中心の開口部を取り囲むように複数の開口部２０が形成されている（図３では、便宜上組歯車１６Ａについてのみ図示）。各開口部２０は同径であり、各歯車の中心からそれぞれ等距離の位置に形成されている。隣り合う開口部２０と歯車の中心とがなす角度は何れも等しくなっている。各歯車における開口部２０の個数は同数になっている。各組歯車は、隣り合う歯車における各開口部２０が同心となり、互いに連通するように取り付けられる。このように組歯車１６Ａ〜１６Ｄを回転軸１８に取り付けた状態においては、それぞれの歯車の開口部２０が、回転軸１８の方向に沿って連なり、該回転軸１８の方向に延び、前記吸引手段１３の吸引路となる複数の吸引路２１がロール１１の内部に形成される。そして各吸引路２１は、先に述べたスペーサー１７Ａ〜１７Ｄにより形成された隙間に通じている。

スペーサー１７Ａ〜１７Ｄの幅は、それにより形成される隙間が、ロール１１の幅方向の両側部から中央部に近いほど広くなるように設定されている。また、ロール１１においては、各組歯車１６Ａ〜１６Ｄを構成する歯車の歯幅とスペーサー１７Ａ〜１７Ｄの幅との合計の幅が等しくなるように設定されている。よって、各組歯車１６Ａ〜１６Ｄを構成する各歯車の歯幅の合計幅は、ロール１１の幅方向の中央に近い程狭くなっている。

ロール１１では、その両端の組歯車１６Ａにおいて開孔する吸引路２１が、ブロワや真空ポンプなどの吸引源（図示せず）に通じている。従って、該吸引源を作動させて吸引操作を行うと、前記隙間の幅に応じて略均等に吸引力が作用し、ロール１１の両端部から幅方向中央に亘って吸引路２１を通じて空気が略均等に吸引される。

図には示していないが、ロール１２は、ロール１１と噛み合うように、スペーサーとギヤが交互に組み込まれて構成されているが、ロール１１のような吸引路２１は備えていない。

吸引手段１３は、吸引路２１及び隙間に通じて吸引力を作用させる負圧源（図示せず）を備えている。吸引手段１３は、前記隙間の幅に応じた均一な吸引力で、第１のシートをロール１２の周面部に凹凸形状で保持するとともに、第１のシート２を通してその凹部に機能材６を保持するための吸引力を作用させる。

機能材６の供給手段１４は、機能材６の貯留部（図示せず）と、貯留部から供給される機能材６を、凹凸形状に沿って保持された第１のシート２の表面に導くダクト１４１とを備えている。機能材６は、その自重で落下させて前記吸引力を作用させてロール１２の周面に供給してもよいし、エアーを吹き付けて供給してもよい。

接合手段１５は、重ね合わされた両シート２、３をロール１１との間で挟持するアンビルロール１５１を備えている。アンビルロール１５１は、加熱手段（図示せず）を備えている。そしてこの加熱手段で加熱された状態のアンビルロール１５１とロール１１との間で両シート２、３を挟持したときに、両シート２、３同士が熱融着されて接合され、接合部４が形成される。

次に、本実施形態の複合シート１の好ましい製造方法を、前記製造装置１０による製造方法に基づいて図２を参照しながら説明する。

先ず、ロール１１及び１２を回転させながらそれらの噛み合い部分に第１のシート２を供給し、第１のシート２をロール１１の周面に沿うように変形させる。

次に、第１のシート２をロール１１で吸引し、ロール１１の周面にそのまま保持して前記噛み合い部分から移動させる。本実施形態では、図２のロール１１の約１時の位置から約６時の位置まで移動させる。そしてこの移動の間に、供給手段１４によって供給される機能材をロール１１による吸引力で吸引し、凹凸形状に沿って保持された第１のシート２の凹部に保持させる。ロール１１では、スペーサー１７Ａ〜１７Ｄによって形成される隙間がロール１１の幅方向中央に近づく程広くなっているため、吸引手段１３による吸引力が、ロール１１の幅方向に亘って略均等に作用する。よって、機能材６が第１のシート２の凹部に略均一に保持される。

さらにロール１１を回転させ、ロール１１と所定温度に加熱されたアンビルロール１５１との間に第１のシート２に重ね合わせるように第２のシート３を供給する。そして、これらロール１１及びアンビルロール１５１で両シート２、３を挟持して熱融着により接合する。

その後、複合シート１は、吸引手段１３からの吸引力が解かれ、ロール１１から離間される。このようにして、機能材６が内在する凸部５が形成された複合シート１が連続的に製造される。

以上説明したように、本実施形態の複合シートの製造方法によれば、機能材６の内在する多数の凸部５の形成された複合シート１を好適に製造することができる。

このようにして得られた複合シート１は、第１のシート２に形成された凸部５の内側の空洞に、それぞれ機能材６が均一に内在されているため、複合シート１全体として均一に機能材６の機能を発揮させることができる。

本発明は前記実施形態に制限されない。例えば、前記実施形態においては、複合シート１における凸部５及び接合部（凹部）４の列が、隣り合う列と半ピッチずつずれて配置されていたが、組歯車を構成する歯車の歯ピッチを半ピッチ以外のピッチに設定したり、或いは同ピッチで配置することによって、複合シートの凹凸形状の凸部及び凹部の列のピッチを変更することが可能である。

また図３に示す実施形態のロールにおいては、２枚の歯車で組歯車を二枚の歯車で構成したが、これらを一体的に設けることもできる。また、組歯車を３枚以上の歯車で構成することもできる。

本発明の複合シートの製造方法及び装置により製造される複合シートは、第１のシートの材質、機能材等を選択することによって、種々の用途に適用することができる。例えば、第１のシートとしてスパンボンド不織布、機能材として吸収性ポリマーを選択することによって、吸収シートに適用することができる。

また、前記実施形態では、接合手段の備える加熱手段で第１のシート２と第２のシート３を熱融着によって接合したが、これに代えて、接着剤による接着や超音波接合によって接合してもよい。

また、第１のシートや第２のシートは、伸長性や伸縮性を有していてもよい。これらのシートが伸長性や伸縮性を有していると、機能材６として前述のように吸収性ポリマーを用いる場合には、吸収性ポリマーの吸液による膨潤に追従できるので好ましい。

得られた複合シートは、液の浸透性が高く、柔軟性及び通気性にも優れている。よって、使い捨ておむつ等の吸収性物品の構造部材、例えば足回りのギャザー形成部材に用いた場合に、粘性の高い液であっても凸部５の内側の空洞に浸透した液を滞りなくさらに内部に浸透させて吸収性ポリマーに吸収させることができるほか、柔軟で肌触りが良く、ムレを防ぐことができる。

本発明の複合シートの一実施形態を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は部分断面図である。複合シートの製造装置の一実施形態を模式的に示す図である。図２に示す第１のロールの断面図である。

符号の説明

１複合シート
２第１のシート
３第２のシート
４接合部
５凸部
６機能材
１０複合シートの製造装置
１１第１のロール
１２第２のロール
１３吸引手段
１４機能材の供給手段
１４１ダクト
１５接合手段
１５１アンビルロール
１６Ａ〜１６Ｄ組歯車
１７Ａ〜１７Ｄスペーサー
１８回転軸
２０開口部
２１吸引路

Claims

周面部に互いに噛み合う凹凸形状を有する第１及び第２のロールを回転させ、前記ロールどうしの噛み合い部分に通気性を有する第１のシートを供給し、該第１のシートに吸引力を作用させて前記第１のロールの周面に第１のシートを保持し、第１のシートを前記ロールどうしの噛み合い部分から移動させ、第１のロールに保持された第１のシートに機能材を供給し、第１のシートを通して前記吸引力で該第１のシートに前記機能材を保持させ、前記第１のシートに第２のシートを合流させてこれらのシートを部分的に接合し、シートどうしの非接合部に前記機能材が内在する凸部を形成する複合シートの製造方法。
前記機能材が吸収性ポリマーである請求項１に記載の複合シートの製造方法。
請求項１に記載の複合シートの製造方法を実施するための装置であって、
周面部に互いに噛み合う凹凸形状を有する第１及び第２のロールと、これらのロールの噛み合い部分に供給された第１のシートに吸引力を作用させて前記第１のロールの周面部に該第１のシートを保持させるとともに、該第１のシートを通して吸引力を作用させて第１のシートに機能材を保持させる吸引手段と、第１のロールに保持された前記第１のシートに機能材を供給する供給手段と、前記機能材が保持された第１のシートと第２のシートとを第１のロールとともに挟持してこれらのシートを部分的に接合する接合手段とを備えている複合シートの製造装置。
前記第１のロールは、幅方向の両端部より中央部に広い隙間が形成されるように配設された複数の歯車を具備しており、前記吸引手段は、前記隙間を通じて前記吸引力を作用させるように設けられている請求項３に記載の複合シートの製造装置。