JP2008137271A - ヒートシール装置及びシール加工物品の製造方法 - Google Patents

ヒートシール装置及びシール加工物品の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ヒートシール加工時の各ロールどうしの衝撃の発生を抑えることができるヒートシール装置を提供すること。
【解決手段】本発明のヒートシール装置1は、周面部にヒートシール用の加工部20を有する加工ロール2と、加工部20を受けるアンビル部30を有するアンビルロール3とを備え、各ロールが回転しているときに、加工部20とアンビル部30との間に供給された被加工物10にヒートシールを施す装置である。加工部20は、加工ロール2の幅方向両側部に位置しヒートシールのパターンを有していないベアラー部20Aと、ベアラー部20Aの間に位置しヒートシールのパターンを有するパターン部20Bとを具備している。パターン部20Bにおける少なくとも被加工物10の供給側エッジ部201Bが、加工ロール2の幅方向両側部から内側に向けて、パターン部20Bの周方向のパターン幅が狭くなるように設けられている。
【選択図】図1

Description

本発明は、被加工物にヒートシールを施すヒートシール装置及びシール加工物品の製造方法に関する。
物品の製造過程においては、加工ロールとアンビルロールとを備えた回転式の加工装置を使用し、各ロールを回転させながら、被加工物を各ロールの間に通すことで、切断加工やシール加工等の種々の加工を施すことが多く行われている。このような回転式の加工装置は、被加工物を加工するときに、各ロールが被加工物を加圧しながら接触・離間を繰り返すため、加工の際に衝撃が発生して被加工物表面にダメージを与えたり、各ロールの施す加工にばらつきが生じるといった課題を有している。このため、下記特許文献1及び2に記載の技術のように、加工ロールやアンビルロールにおける周面部の幅方向の両側部にベアラーを付設することで、前記課題の解決を図ることが提案されている。
特表2002−501127号公報
しかしながら、被加工物に施す加工が、ヒートシールである場合には、ロールが加熱されて熱膨張し、その回転軸の中央部分において法線方向の変形量が大きくなり、上記のようなベアラーの付設のみでは、衝撃の発生を十分に抑えることができないことが判明した。
従って本発明は、ヒートシール加工時の各ロールどうしの衝撃の発生を抑えることができるヒートシール装置及びそれを使用したシール加工物品の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、周面部にヒートシール用の加工部を有する加工ロールと、前記加工部を受けるアンビル部を有するアンビルロールとを備え、前記各ロールが回転しているときに、前記加工部と前記アンビル部との間に供給された被加工物にヒートシールを施すヒートシール装置であって、前記加工部は、前記加工ロールの幅方向両側部に位置し前記ヒートシールのパターンを有していないベアラー部と、前記ベアラー部の間に位置し前記ヒートシールのパターンを有するパターン部とを具備し、前記パターン部における少なくとも前記被加工物の供給側エッジ部が、前記加工ロールの幅方向両側部から内側に向けて、前記パターン部の周方向のパターン幅が狭くなるように設けられているヒートシール装置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、前記本発明のヒートシール装置の前記各ロールを回転させながら、前記加工部と前記アンビル部の間に被加工物を供給し、該被加工物にヒートシールを施す工程を具備しているシール加工物品の製造方法を提供するものである。
本発明のヒートシール装置によれば、ヒートシール加工時に、装置自身及び被加工物に与えるダメージを低く抑えることができる。また、本発明の被シール加工物品の製造方法によれば、ヒートシール加工に伴うダメージが低く抑えられた被シール加工物品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及び図2は本発明のヒートシール装置(以下、装置ともいう。)の一実施形態を模式的に示したものである。なお、図1において、符号1は装置、100は被加工物、矢印Fは、被加工物の流れ方向を示している。
図1に示したように、本実施形態の装置1は、周面部にヒートシール用の加工部20を有する加工ロール(以下、単にロールともいう。)2と、加工部20を受けるアンビル部30を有するアンビルロール(以下、単にロールともいう。)3とを備えており、各ロール2、3が回転しているときに、加工部20とアンビル部30との間に供給された被加工物100に間欠的にヒートシールを施す装置である。加工部20及びアンビル部30は、ロール2、3のロール本体(図示せず)の周面部に取り付けられている。ロール2、3の加工部20及びアンビル部30は、アルミニウム合金又は鉄鋼等の金属製のブロックで作製される。
図2に示したように、加工部20は、ロール2の幅方向両側部に位置するベアラー部20Aと、ロール2の幅方向において両ベアラー部20Aの間に位置し、後述するヒートシールパターンを有するパターン部20Bとを具備している。
ベアラー部20Aは、パターン部20Bのロール2の周回りに沿うように張り出すフランジ状の形態に設けられている。ベアラー部20Aにおけるこの張り出したフランジ状の形態の部分は、被加工物100がパターン部でヒートシール加工されるより先に接触するので、ヒートシール加工の際におけるロール2、3どうしの接触時の衝撃の影響をより抑えることができる。ベアラー部20Aとパターン部20Bとの境は、湾曲状に面取(トリミング)加工が施されており、前記衝撃の影響がより緩和される。
本実施形態の装置1では、図2に示したように、パターン部20Bにおける被加工物100の供給側エッジ部201B及び排出側エッジ部202Bは、ロール2の幅方向両側部から内側に向けて、パターン部20Bの周方向のパターン幅WPが漸次狭くなるように緩やかに湾曲して設けられており、パターン部20Bは、ロール2の幅方向中央部において最もパターン幅WPが狭くなるように設けられている。このため、ロール2(及びロール3)でヒートシールを施す際に、パターン部における熱膨張変形量が少ないロール2(及び3)の幅方向両側部からその幅方向中央部の熱膨張変形量の多い方に向かって、加工部20(及びアンビル部30)のパターン部が被加工物100に徐々にヒートシールを施す。よって、ロールのパターン部同士の接触時に受ける衝撃を低減することができる。また、逆に、装置1によるヒートシール加工後に被加工物100を排出するときは、熱膨張変形量の多いロール2(及びロール3)の幅方向中央部から徐々にロールの両側部の熱膨張変形量の少ない方に向かって、パターン部同士が徐々に離間されるため、ロールのパターン部同士が離間するときに受ける衝撃を低減することができる。
パターン部20Bにおけるヒートシールパターンは、ロール2の周回りに沿う溝が所定間隔おきに形成され、複数の突条200からなるストライプ状(個々の突条は水平断面が台形形状)のパターンである。パターン部20Bにおける前記突条200の高さ(前記溝の深さ)H200は、加工時にパターン部にかかる衝撃力に応じて設定される。パターンの材料強度を考慮すると、0.1〜5mmが好ましく、0.5〜3mmが好ましい。突条200の幅W200は、被加工物の材料物性に応じて設定される。被加工物の接合強度及び風合いを考慮すると、0.1〜3mmが好ましく、0.4〜2mmが好ましい。突条200の間隔D200は、被加工物の材料物性に応じて設定される。被加工物の接合強度及び風合いを考慮すると、0.3〜5mmが好ましく、0.3〜3mmが好ましい。
加工部20は、ベアラー部20A及びパターン部20Bを平面視したときに、被加工物100の供給側エッジ部201及び被加工物100の排出側エッジ部202が、ロール2の回転軸R2に対して線対称に設けられている。また、ベアラー部20A及びパターン部20Bは、ロール2の幅方向中心線に対しても線対称に設けられている。
本実施形態の装置1では、ロール3のアンビル部30は、ロール2の加工部20が、反転して配置されていると同様に設けられているので、ロール3については、図2に括弧内に併せて符号を付し、その詳細な説明は省略する。アンビル部30は加工部20が反転して配置されていと同様に設けられているので、ロール3におけるアンビル部30の被加工物100の供給側エッジ部301B及び排出側エッジ部302Bは、加工部20における供給側エッジ部201B及び排出側エッジ部202Bと同じ形状である。よって、ロール2、3は、そのアンビル部30と加工部20を位置合わせし、同期して回転駆動した場合には、反転したベアラー部30A、20A及びパターン部30B、20Bどうしが、被加工物100を介して突き合わされる。
図には示していないが、ロール2、3には、加熱手段が付設されており、該加熱手段からの熱伝導によって、ロール2、3の加工部20及びアンビル部30に熱が伝達されるように設けられている。また、各ロール2、3は、各回転軸R2、R3に駆動手段(図示せず)からの駆動力が伝達されることによって同期して回転するように設けられている。
また、装置1は、制御手段(図示せず)を備えており、該制御手段は、前記駆動手段及び加熱手段を制御して前記各ロール2、3を所定の回転速度及び温度に制御する。
上述のように構成される装置1では、加工部20及びアンビル部30のそれぞれのパターン部20B及び30Bどうしの間を通して被加工物100にヒートシールを施す際に、各パターン部における熱膨張変形量が少ないロール2及び3の幅方向両側部からその幅方向中央部の熱膨張変形量の多い方に向かって、加工部20及びアンビル部30の各パターン部が被加工物100に徐々にヒートシールを施すので、各ロールのパターン部同士の接触時に受ける衝撃を低減することができる。また、逆に、装置1によるヒートシール加工後に被加工物100を排出するときは、熱膨張変形量の多いロール2及び3の幅方向中央部から徐々に各ロールの両側部の熱膨張変形量の少ない方に向かって、パターン部同士が徐々に離間されるため、各ロールのパターン部同士が離間するときに受ける衝撃を低減することができる。よって、装置1でヒートールを行い排出する際の被加工物100の表面に与えるダメージを低く抑えることができる。また、ロール2、3のように、各パターン部のパターン幅WPが上述のように狭くなるように設けられているので、パターン部どうしの接触する面積(線長)が小さく(短く)なり、応力が高くなるパターン部の両端部(被加工物の接合部における両端部)ではシール強度が高く、上下のロール2、3の接触する面積(線長)が大きく(長く)なり、中央部の応力が低い部分ではシール強度が低くなる。このため、得られる被加工物100に形成される接合部は、その接合幅W100の両端部よりも中央部の接合強度が低く設けられる。よって、接合に伴う被加工物100の風合いの低下を抑えることができる。
次に、本発明のシール加工物品の製造方法を、パンツ型の使い捨ておむつ(パンツ型の着用物品)の製造方法に適用した好ましい実施形態に基づいて説明する。
図3に示したように、本実施形態のおむつの製造方法は、従来の、いわゆる横流れ方式のパンツ型使い捨ておむつの製造方法と同様にして製造することができる。
本実施形態のおむつの製造方法は、外包材11の連続体の形成工程と、外包材11の連続体に吸収性本体12を配置する吸収性本体の配置工程と、外包材11の連続体にレッグホール13を形成するレッグホール形成工程と、外包材11の連続体と吸収性本体12の折り工程と、外包材11及び吸収性本体12が二つ折りにされてなるおむつの連続体(パンツ型着用物品の中間品連続物)10’を長さ方向に所定間隔をおいて前記装置1(図3には図示せず)によってヒートシールを施してサイドシール部14を形成する工程と、連続体10’を切断手段(図示せず)によってサイドシール部14で切断して個々のおむつ10に分離する分離工程とを具備している。
外包材11の連続体の形成工程では、外包材11に含ませる外層シート11Aと、肌側に配される内層シート11Bとを接合して外包材11の連続体を形成する。本実施形態においては、これらのシート同士を接合するときに、ウェスト部弾性部材11C及びレッグ部弾性部材11Dもこれらのシート同士の間に供給され、それらの間に伸張状態で接合される。具体的には、両シートを重ね合わせる前に、両シートの何れか一方又は双方の相対向する面の所定の部位に、ウェスト部弾性部材11C及びレッグ部弾性部材11Dを固定するための接着剤を塗工しておき、これらの弾性部材を伸長状態で挟んだ状態で、両帯状シートを、ニップロールで狭圧する。
外層シート11Aと内層シート11Bとの間は、おむつ10の腹側部、背側部及び股下部それぞれの大部分において接合されていない。具体的には、外層シート11Aと内層シート11Bとは、おむつ10の腹側部及び背側部それぞれの両側縁部において、ヒートシール、高周波シール又は超音波シール等の手法により互いに接合され、ウェスト開口部の周縁部及び一対のレッグホール13のそれぞれの周縁部において、ホットメルト型接着剤等の接着剤により互いに接合され、腹側部、背側部及び股下部それぞれのおむつ幅方向中央部において接合されている。そして、それらの以外の部分においては接合されていない。
外層シート11A、内層シート11Bには、従来からこの種の使い捨ておむつに使用される材料が使用される。外層シート及び内層シートの材料としては、不織布、紙、樹脂フィルム或いはこれらを複合化した複合シート等を基材シートとし、該基材シートに高い延伸加工を施して伸縮性や立体形状を賦形したシート等が挙げられる。
ウェスト部弾性部材11Cは、おむつのウェスト部に位置するように外包材11の両側部に供給されて接着剤で接合固定される。レッグ部弾性部材11Dは、後に形成されるレッグホール13及び股下部分の形態に合わせて供給されて接着剤で接合固定される。レッグ部弾性部材11Dは、外層シート11A及び内層シート11Bの流れ方向に直交する方向に公知の揺動ガイド(図示せず)で揺動されながら、両帯状シート間に導入される。ウェスト部弾性部材11C及びレッグ部弾性部材11Dには、従来からこの種の物品に使用されている通常のものを採用することができる。ウェスト部弾性部材11C及びレッグ部弾性部材11Dとしては、それぞれ、天然ゴム、ポリウレタン系樹脂、発泡ウレタン系樹脂、ホットメルト系伸縮部材等の伸縮性素材を糸状(糸ゴム)又は帯状(平ゴム)に形成したものが好ましく用いられる。
吸収性本体12の配置工程では、予めホットメルト接着剤等の接着剤が塗布された吸収性本体12が、90度回転され、外包材11の連続体の内層シート11B上に間欠的に供給されて固定される。
吸収性本体12は、液透過性の表面シート、液不透過性又は撥水性の裏面シート及これら両シート間に介在配置された液保持性の吸収性コアを有する実質的に縦長の形態を有している。これらの表面シート、裏面シート及び吸収性コアには、従来からこの種の物品に用いられているものと同様のものが採用される。吸収性コアには、高吸収性ポリマーの粒子及び繊維材料から構成され、ティッシュペーパ(図示せず)によって被覆されているもの等が好ましく用いられる。
レッグホール形成工程では、吸収性本体12が配置された外包材11の連続体におけるレッグ部弾性部材11Dの環状部の内側にレッグホール13が形成される。レッグホール13の形成には、ロータリーカッター、レーザーカッター等の従来からこの種の物品の製造方法における手法と同様の手法が採用される。レッグホールの形成は、吸収性本体12の配置前に行うこともできる。
折り工程では、予めウェスト部弾性部材11C及び吸収性本体12の長さ方向の両端部に折り重なるように、外包材11の連続体の両側縁部が折り込まれた後、外包材11の連続体と吸収性本体12とが二つ折りにされる。
接合工程では、吸収性本体12とともに二つ折りにされた外包材11の連続体からなるおむつの連続体10’が、前記装置1の各ロール2、3間に供給される。そして、ヒートシールが施され、おむつの連続体10’に、前記パターン部20B及び30Bに対応したパターン形態の接合部140を有するサイドシール部14(図4参照)が形成される。この接合工程、即ち、ヒートシール加工においては、加圧力と接合強度(シール強度)が比例関係にあり、加圧すればする程、シール強度が高くなる領域がある。通常、ヒートシール加工中の上下のロール2、3には常に一定の加圧力がかかっているので、前述の領域において、パターン部同士の接触面積(シール面積)が小さい部分には大きな加圧力が掛かり、シール強度が高くなる。加圧力は一定で、面積が小さい場合、応力(単位面積当たりにかかかる力)が大きくなるからである。よって、ロール2、3のように、各パターン部のパターン幅WPが上述のように狭くなるように設けられているので、パターン部どうしの接触する面積(線長)が小さく(短く)なり、応力が高くなるパターン部の両端部ではシール強度が高く、パターン部どうしの接触する面積(線長)が大きく(長く)なり、中央部の応力が低い部分ではシール強度が低くなる。このため、得られるおむつ10のサイドシール部14に形成される接合部140は、その接合幅W140の両端部よりも中央部の接合強度が低く設けられる。よって、接合部が硬くなりすぎず、接合に伴う被加工物サイドシール部14の風合いの低下を抑えることができる。
分離工程では、接合工程において形成したおむつの連続体10’のサイドシール部14どうしの間で略中央部で当該連続体10’が切断されて個々のおむつ10に分離される。おむつ10の分離には、従来からこの種の物品の製造方法における手法と同様の手法が採用される。
以上説明したように、本実施形態のおむつの製造方法によれば、おむつの連続体10’にヒートシールによってサイドシール部14を形成するときに、装置1によってヒートシールが行われるため、各ロールのパターン部同士がおむつの連続体10を介して接触するとき及び離間するときに受ける衝撃が低減される。よって、装置1でおむつの連続体10’にヒートールを行い排出する際のサイドシール部の表面に与えるダメージを低く抑えることができる。また、得られるおむつ10のサイドシール部14に形成される接合部140は、その接合幅W140の両端部よりも中央部の接合強度が低く設けられる。よって、接合部が硬くなりすぎず、接合に伴う被加工物サイドシール部14の風合いの低下を抑えることができる。
図5〜図8は、本発明の装置における加工ロールの加工部の他の実施形態の形態を平面的に示したものである。これらの図において、装置1のロール2と共通する部分については同一符号を付し、その説明は省略する。よって、特に説明のない部分については、前記実施形態のロール2における説明が適宜適用される。以下、それぞれの特徴部分について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、アンビルロールのアンビル部にも適用される。
図5に示す実施形態のロールの加工部20’は、パターン部20Bの排出側のエッジ部201Bが被加工物の流れ方向に対して直交する形態とされている。ヒートシール加工時の各ロール同士の衝撃の発生は、被加工物を介した加工部とアンビル部の接触時のほうが離間時よりも大きい。このため、離間時の衝撃による影響が許容範囲内である場合には、本実施形態におけるように、被加工物の供給側エッジ部201Bのみを、ロールの幅方向両側部から内側に向けて、パターン部20Bの周方向のパターン幅が狭くなるように設けることもできる。
図6に示す実施形態のロールの加工部20’は、パターン部20Bの周方向のパターン幅が最も狭くなる部分(括れ部分)がパターン部20Bの片側に偏在するように設けられている。本発明においては、加工ロールの幅方向両側部から内側に向けて、パターン部の周方向のパターン幅が狭くなるように設けられていればよく、本実施形態におけるように、パターン幅が最も狭くなる位置はパターン部のロール幅方向中央部に限られない。
図7に示す実施形態のロールの加工部20’は、パターン部20Bがロールの幅方向の中央部で切れている、即ち不連続となるように設けられている。本発明においては、加工ロールの幅方向両側部から内側に向けて、パターン部の周方向のパターン幅が狭くなるように設けられていればよく、本実施形態におけるように、パターン部が不連続であってもよい。本実施形態では、パターン部が不連続であるので、得られる被加工物を、接合されていない部分(本実施形態では中央部)から指を入れて引き裂きやすいものとすることができる。例えば、前記実施形態におけるようなおむつの場合には、サイドシール部の非接部分から指を入れて引き裂きやすくなり、使用後に廃棄し易いものとなる。
図8及び図9に示す実施形態のロール部の加工部20’は、ベアラー部20Aの形態を変更したものである。
図8に示す加工部20’は、ベアラー部20Aがロールの周回りに沿うように張り出さないように設けられている。図9に示す加工部20’は、ベアラー部20Aがロールの全周に設けられている。本発明においては、加工ロールの幅方向両側部から内側に向けて、パターン部の周方向のパターン幅が狭くなるように設けられ、ベアラー部は被加工物が加工部20Bに接触する前に、加工ロールとアンビルロールが接触するときの衝撃を抑えられる位置にあればよいので、ベアラー部20Aのロールの周回に沿う張り出し具合は、これらの実施形態におけるように、被加工物の幅方向の寸法や、発生する衝撃力に応じて短くしたり、長くすることもできる。
本発明は、前記実施形態に制限されない。
本発明の装置は、実施形態の装置1のように、ロール2の加工部20及びロール3のアンビル部を同じ形態としたが、これらは異なる形態とすることができる。例えば、アンビル部は、パターンのないフラットな形態とすることもできる。
また、パターン部のパターンの形態は、上述したようなストライプ状のパターン形態以外に、円形等の所定の断面形状を有する突起が複数形成されたドット状等、個々のパターンが集合したときに形成されるパターンの外形形状が、加工ロールの幅方向両側部から内側に向けて、パターン部の周方向の外形形状の幅が狭くなるようなパターン形態であれば、どんな形状でも採用することができる。
本発明のヒートシール装置及びシール加工物品の製造方法は、被加工物に応じて、多様な産業上の利用が可能である。本発明は、パンツ型の使い捨ておむつ、パンツ型の生理用ナプキン、パンツ型の失禁パッド等のパンツ型の吸収性物品の製造に特に適しているが、吸収性本体ないし吸収性コアを具備しない、サニタリーショーツその他のパンツ型着用物品の製造にも好適である。
本発明のヒートシール装置の一実施形態を模式的に示す要部の斜視図である。 同実施形態における各ロールの加工部又はアンビル部を示す図であり、(a)は拡大平面図、(b)はA−A矢視断面図である。 本発明のヒートシール装置を使用したおむつの製造工程を模式的に示す斜視図である。 本発明のヒートシール装置により形成した使い捨ておむつにおけるサイドシール部の一形態の拡大平面図である。 本発明のヒートシール装置における加工ロールの加工部の他の実施形態を示す平面図である。 本発明のヒートシール装置における加工ロールの加工部の他の実施形態を示す平面図である。 本発明のヒートシール装置における加工ロールの加工部の他の実施形態を示す平面図である。 本発明のヒートシール装置における加工ロールの加工部の他の実施形態を示す平面図である。 本発明のヒートシール装置における加工ロールの加工部の他の実施形態を示す展開平面図である。
符号の説明
1 ヒートシール装置
2 加工ロール
20 加工部
20A ベアラー部
20B パターン部
201B 供給側エッジ部
202B 排出側エッジ部
3 アンビルロール
30 アンビル部
4 滑り防止手段
5、6 張力付与手段
10 パンツ型使い捨ておむつ(パンツ型の着用物品)
100 被加工物

Claims (5)

  1. 周面部にヒートシール用の加工部を有する加工ロールと、前記加工部を受けるアンビル部を有するアンビルロールとを備え、前記各ロールが回転しているときに、前記加工部と前記アンビル部との間に供給された被加工物にヒートシールを施すヒートシール装置であって、
    前記加工部は、前記加工ロールの幅方向両側部に位置し前記ヒートシールのパターンを有していないベアラー部と、前記ベアラー部の間に位置し前記ヒートシールのパターンを有するパターン部とを具備し、
    前記パターン部における少なくとも前記被加工物の供給側エッジ部が、前記加工ロールの幅方向両側部から内側に向けて、前記パターン部の周方向のパターン幅が狭くなるように設けられているヒートシール装置。
  2. 前記加工部は、前記パターン部を平面視したときに、前記被加工物の前記供給側のエッジ部及び該被加工物の排出側エッジ部が、前記加工ロールの回転軸に対して線対称に設けられている請求項1に記載のヒートシール装置。
  3. 前記アンビル部における前記被加工物の供給側エッジ部及び排出側エッジ部が、前記加工部における前記供給側エッジ部及び前記排出側エッジ部と同じ形状に設けられている請求項1又は2に記載のヒートシール装置。
  4. 請求項1〜3の何れかに記載のヒートシール装置の前記各ロールを回転させながら、前記加工部と前記アンビル部の間に被加工物を供給し、該被加工物にヒートシールを施す工程を具備しているシール加工物品の製造方法。
  5. 前記被加工物がパンツ型の着用物品の中間品連続物であり、前記ヒートシールによって、該着用物品のサイドシール部のヒートシールを施す請求項4に記載のシール加工物品の製造方法。
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