JP2009542310A - 吸収性製品の製造装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、半径方向に延長部及び半径方向に垂直な軸方向に延長部を有する回転可能なスリッティング工具（１）を含む吸収性製品の製造のための装置（１１）に関する。スリッティング工具（１）は、第１半径（Ｒ）を有する複数の刃先と、刃先（３）よりもスリッティング工具（１）の軸中心線から短い距離に位置して、刃先の間に存在する中間部分（４）とを含む。本発明は、装置（１１）が、少なくともスリッティング工具（１）中の中間部分（４）が当接ローラ（１６）を通過する場合に、当接ローラ（１６）からの力を吸収するように配置される力吸収手段（１５）を含むことで特徴づけられる。

Description

本発明は半径方向における延長部及び半径方向に垂直な軸方向における延長部を有する回転可能なスリッティング工具を含む吸収性製品の製造のための装置に関する。前記スリッティング工具は、第１の半径を有する複数の刃先と、刃先よりもスリッティング工具の軸中心線から短い距離に位置する前記刃先の間に存在する中間部分とを備える。

吸収性製品という表現は本明細書ではおむつ、生理用ナプキン、パンティーライナー及び失禁用品を示すために使用される。

以前に開示したのは吸収性製品向けの多くの製造工程であり、これらの工程全てに共通する特徴は、最高可能製造率を達成することを目指していることである。高率を達成する１つの方法は製造設備を連続工程が行われるように配置することであり、そこでは、最終的に最終製品を得るために、複数の材料ウェブが同時かつ連続的に、スリッティング、裁断、材料の延伸、収縮、接合などのための異なる工程ステーションに配送される。吸収性製品の製造はこのように特殊な条件に支配されるものであって、それは前記工程を、例えば自動車部品の製造の場合、若しくは既製服産業における別の工程と比較するのは難しいことを意味している。

材料の層を互いに反対の方向に回転するスリッティング工具と当接ローラとの間を通過させることによって材料の層にスリットを実施することは既に吸収性製品の製造において周知である。当接ローラは円形状の断面を有し、スリッティング工具は材料の層の切断又穿孔のための間欠的に隆起した部分からなる刃先を有する。

隆起部分は、刃先が材料の層を貫通するその効果を生じるように当接ローラに対して押圧されて、このようにして、所望のスリットがもたらされる。

従来技術に関連する１つの問題としては、スリッティング工具は円周断面を有さず、結果的に回転時の不均等な圧力が発生することがあるので、ローラが互いに回転する際に、間欠的に隆起した部分は振動を引き起こすことである。当該振動は、製造設備が制限された速度でしか稼動できないという欠点を有しているが、これは、もしそうしなければ機械の他の部分及びサスペンションが振動によりばらばらになり、又は疲労問題による影響を受けるというリスクにさらされ得るからである。さらなる欠点としては、スリッティング工具の消耗が考えられ、これは、スリッティング工具が当接ローラと係合しない時間の後に、最初に係合する刃先の部分が全ての力を助力無しに引き受けることを要し、それがナイフの刃のようなものの耐性寿命を短くするからである。

吸収性製品の製造に関し材料の層にスリッティングするための改善された装置及び製造工程に対する要望および必要性が存在する。

本願の発明の目的は、上記問題を解決することであり、その問題は、本願の請求項１による、吸収性製品の製造向け装置の手段により解決される。本発明による装置は半径方向における延長部及び半径方向に垂直な軸方向における延長部を有する回転可能なスリッティング工具を含む。スリッティング工具は第１半径（Ｒ）を有する複数の刃先と、刃先よりもスリッティング工具の軸中心線から短い距離に位置し、前記刃先の間に存在する中間部分とを含む。本願発明は、装置が、少なくともスリッティング工具中の中間部分が当接ローラを通過する際に当接ローラからの力を吸収するように配置された力吸収手段を含む、ことを特徴とする。

本願発明の１つの利点は、力吸収手段が本質的に、刃先と中間部分との間の移行点において、スリッティング工具と当接ローラとの間の圧力が変化することを防ぐことである。振動の問題はこのように力吸収手段によって減少又は排除される。

本発明の一実施例によれば、この装置は、上にスリッティング工具が配置されるシャフトを含む。力吸収手段は少なくとも２つの運搬環を含み、この運搬環は第１半径と本質的に同じ半径を有し、運搬環は、スリッティング工具の両側であって、スリッティング工具と同じシャフトに配置される。運搬環は、特に中間部分が当接ローラを通過する際に、当接ローラからの力を吸収するように配置される。

運搬環の１つの利点は、運搬環は一定の半径を有し、当接ローラと接する場合に、当接ローラとともに回転し、よって圧力の変化を平均化するようにすることであり、そのようにしなければ、スリッティング工具の回転中に、圧力の変化が、スリッティング工具の刃先と中間部分とのそれぞれを通る際のスリッティング工具と当接ローラとの間に生じ得る。

運搬環は刃先と大体同じ半径にあり、よって、スリッティング工具がいかなるスリッティング作業を実行していない回転の部分の間に、スリッティング工具のための支持表面を構成する。運搬環は、刃先におけるスリッティング工具の半径よりも大きい、等しい、又は小さい半径を有することができる。運搬環の半径が変化してよい理由は、とりわけ、装置の構成要素部品の材料の選択、刃先の幅、及び必要とされる工程の形式、及び、スリッティング工具の所望の耐性寿命に依存する。スリッティング工具と当接ローラとの間の接触が強ければ強いほど、耐性寿命が短くなる。材料の選択は、発生した熱の存在下においてどのように装置の構成要素部品が膨張するかを決定し、この理由のため、これを許容するために運搬環の半径を変化させることが必要になり得る。運搬環とスリッティング工具との半径の差は、僅かマイクロメーターのオーダーでしかないが、しかしながら、それらの半径は先端と中間部分との半径の差がミリメーターのオーダー及びセンチメーターのオーダーであり得る従来技術と比較して本質的に同一であるとみなすことができる。

本発明によるスリッティングに関して、先端は本質的に運搬環と同じ半径で回転し、これは異なる半径の部品間の移行ゾーンに生じることが既に知られている問題が完全に避けられることを意味する。振動が運搬環の一定の半径により避けられ、より高い工程率が維持される。また、スリッティング工具の耐性寿命も劇的に増大し、最適な条件下では、スリッティング工具は一定の刃先を有する円形状のスリッティングナイフの耐性寿命に相当する耐性寿命を有する。 運搬環はシャフト上に位置して、スリッティング工具によって加工される材料が運搬環の間を動くようにする。運搬環はこのように常に当接ローラと直接接触している。

スリッティングは完全に又は部分的に材料の層中を通じて行うことができ、並びにスリッティングは材料を粉砕又は切断することにより実行されることができる。粉砕する場合、スリッティング工具は円柱状の当接ローラに、間に材料層が位置する状態で接触し、そこでは材料の層がスリッティング工具と同じ速度で移動する。切断する場合、材料の層は、刃先の周速度に比較して異なる相対速度を有する。切断に関して、スリッティング工具は上記の種類の当接ローラと接触するか、又は第一のものと同じ方法で実施される別のスリッティング工具と接触し、そこでは両方のスリッティング工具の刃先が互いに接触する。２つのスリッティング工具を使用することにより、切断は２つのスリッティング工具の刃先を互いに半径方向に離して置くこと、並びに、当接がない場合に２つのスリッティング工具の刃先が材料を切断しないように同期させることにより達成することができる。

吸収性製品の製造に関して、前述のように、場合によっては材料の層にスリットを入れることが望ましい。スリットは引き裂き指示部、折り目指示部を提供することができ、空気透過性及び液体透過性を気密性材料に付与することができる。材料の層はその後本発明に従って互いに逆方向に回転するスリッティング工具と当接ローラとの間を通過する。当接ローラは円形状の断面を有しており、スリッティング工具は前述の刃先及び中間部分を含む。より狭い刃先が当接ローラに対して回転される場合には、当接ローラに対するスリッティング装置の圧力と刃先の小さな幅の組み合わせは、材料の層で切断がなされる結果を生じ、それに伴ってスリットが形成される。

本発明の１つの実施形態によれば、スリッティング工具は円柱状の形状をしたディスクから製造され、ここで円形状の刃先がシリンダーの外被面から刃部のみを残存するように材料を除去することにより作られる。その後、材料が、中間部分が形成されるように切断部からとり除かれる。

本発明の別の実施形態に従えば、スリッティング工具は所望の形態に成形することにより製造される。仕上げ作業、例えばターニング、グラインディング及びポリッシングが実行されてもよい。

本発明の別の実施形態によれば、スリッティング工具は、（半径方向の）外部周辺部ゾーンよりも中央ゾーンで、異なる幅を有するブランクから製造される。前記周辺部ゾーンは刃先を含み、前述の実施形態のうちの１つに従って製造することができる。中央ゾーンは周辺部ゾーンよりも広い幅を有することができるが、また、より小さな幅を有することも可能である。

本発明による装置は、軸方向に互いに隣接して配置される複数のスリッティング工具を含むことができる。全てのスリッティング工具は、その結果同じ当接ローラ又は複数の当接ローラに対して作用することができる。異なったスリッティング工具は、同じ直径又は異なった直径を有することができる。スリッティング工具が同じ直径を有し、一定の直径を有する円柱状の当接ローラに対して作用するときは、スリッティング工具の全てが当接ローラに対して同じ圧力を及ぼす。もし異なったスリッティング工具の刃先が同様に同じ幅と形態を有するのであれば、スリットは同一の外観になる。スリッティング工具が異なる直径を有する場合には、スリッティング工具は一定の直径の当接ローラに対して異なる圧力を及ぼす。異なる圧力は材料の層での異なる外観、例えば異なる深さ、のスリットを生じさせることができる。この効果は、異なる直径を有する異なるスリッティング工具によって達成することもできるが、そこでは異なるスリッティング工具に対して当接ローラも異なる直径を有する。

スリッティング工具及び当接ローラは同じ周速度で回転させることができ、すなわち、スリッティング工具と当接ローラとの間の接触面での相対速度は０に等しい。

代替として、スリッティング工具及び当接ローラが異なる周速度で回転するようにすることができ、その場合、刃先は、当接ローラ及びひいては材料の層に対してより高い、若しくは、より低い速度を有することとなり、その結果としてスリッティング工具は、圧力及び切断の両方によって材料の層を加工する。

スリッティング工具、当接ローラ及び運搬環は、例えば、スチール、カーバイド、セラミック材料又は他の好適な材料から製造することができる。スリッティング工具は２センチメーターから１メーターの間の直径を有することができる。運搬環とスリッティング工具との間の距離は、シャフトの特性及び直径、並びに、様々な構成部品によってシャフトに対して及ぼされる圧力に応じて変化させることができる。この距離は好ましくはシャフトが使用中に曲がらないような大きさであるべきである。

材料の層は吸収性製品での使用に好適などのような材料からも構成することができる。吸収性製品は表層、背面層及びそれらの間の吸収体を含むことができる。また、吸収性製品は表層と吸収体との間に位置する受容層も含むことができる。材料の層は１０マイクロメーターから１センチメーターの間の厚さを有することができる。よって、スリッティング工具はこれらの材料の層のうちの１方又は他方に使用することができるが、以下に表層の製造に関して例示される。

スリットの方向は、例えばスリッティング動作中の材料のウェブが動く方向及び表層の材料の選択などの多くの要因に依存する。ここで、スリットの伸びる方向から離れる角度に向かう力を受ける場合に、スリットが開くという例示の方法を述べることができる。力がスリットの伸びる方向から９０°を向く方向にスリットに対して作用する際に、スリットが開く自然な傾向が最も大きくなる。表層は機械方向に動く材料のウェブで製造され、その方向は、最終製品である吸収性製品の長手方向又は吸収性製品の横断方向と一致させることができる。吸収性製品の製造に関して、材料のウェブは機械方向の力により影響を受け、それは機械方向に対して垂直に存在するスリットが、これらの力により最大の伸びになるようにするものである。この場合に含まれる力は、その材料をスリットで分裂してしまうか、若しくは、どのような割合であるにせよ、スリットを本質的に永久に開口する。さらには、完成した吸収性製品は、長手方向若しくは横断方向のいずれかに延長部を有するスリットを含むものになり、それは、スリットが本質的に一方向からの力のみを受けることを意味する。もし、スリットが代わりに機械方向に向けた角度に向くのであれば、前記スリットは中央線から長手方向に伸びる角度にあり、それは製造技術の観点からは表層の分裂のリスクが小さいことを表わし、そしてそれは製品の観点からはスリットに形を付与するものであり、前記スリットは横断方向から及び長手方向からの、並びにそれらの間の角度の力によって影響を受けるものである。上記の比較は、所定の長さのスリットに適用される。スリットが横断方向及び長手方向並びにそれらの間の角度の力により影響を受けるという事実は、着用者の動きに合わせて開いたり閉じたりするスリットの自然な傾向が増加することを意味し、それは着用者の動きは横断方向及び長手方向の両方並びにその間の方向の力を生じさせるからである。

スリットはそれ自身、直線状、Ｓ−形状、Ｖ−形状、Ｚ−形状、Ｕ−形状とすることができ、若しくは、他の好適な形を示すことができる。スリットは異なる形の組み合わせを含むことができ、例えば、複数の直線状または曲がったスリットを列に配置することができる。直線状のスリットは吸収性製品で同じ又は異なる長さで配置することができ、１つおきにスリットは前のスリットに対して所定の角度（好ましくは本質的に９０°）で配向しているが、スリットは互いに所定の距離で配置されている。スリットはこのように長手方向に伸びる中央線に対して０及び１８０°の間の角度で、好ましくは長手方向に伸びる中央線に対して２０°〜６５°及び／又は１１０°〜１５５°で存在している。曲がったスリットは互いに及び中心に対して角度を有する部分を持つことができる。しかしながら、上述のスリットは対応する形になるような刃先が必要であり、その結果、スリッティング工具の製造が、製造の観点から最も利点を有する上記の真っ直ぐな刃先の種類の場合よりも複雑になることを指摘しておかなければならない。しかしながら、刃先は曲がる方向に、または、曲がる方向に対して一定の角度でスリットの所望の形に応じて配向されてもよい。

吸収体は、吸収性の特性を有する自然若しくは合成繊維の形態の、適した繊維材料、又は自然繊維及び合成繊維の混合物又は例えば、生理用ナプキン、失禁パット及びパンティーライナーにおける使用に好適な以前に開示されている種類の他の吸収性材料から製造される。吸収体は予め定められた比率、例えば２０−６０％、の超吸収性材料、すなわち、粒子、繊維、フレーク、または類似のものであって、それら自身の重量の何倍にも等しい液体を吸収及び化学的に結合して水性ジェルを形成する能力を有するものを含むこともできる。これは最終製品において非常に高い水吸収能力を提供する。

また、吸収体は異なる形状、例えば、基本的に細長く且つ矩形の形状、若しくは選択的に他の標準外の形状、例えば砂時計状又は三角形状を示すようにすることができることも注記しなければならない。前記吸収体は、また好ましくは丸味のある縁を有する。

液体透過可能な表層は好ましくは、同一の材料又は以下の材料の組み合わせ：繊維材料、例えば柔らかい不織布材料、から構成されるが、選択的に他の材料又は材料積層体から構成することもできる。表層は好ましくは完全に又は部分的に穿孔され、すなわちスリットは上記のように表層に作られ、穴を湿潤領域に存在させることができる。表層は穿孔したプラスチックフィルム、例えば熱可塑性プラスチック材料、例えばポリエチレン又はポリプロピレン、又は合成若しくは織物材料のメッシュ様の層から適切に構成することができる。合成繊維、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、若しくは類似の物、が不織布材料として好まれて使用されている。異なる種類の繊維の混合物を前述の不織布材料向けに使用することもできる。本発明は原理的には不織布材料から構成される表層にのみ使用することに制限されているわけではなく、他の材料、例えばポリエチレン若しくはポリプロピレンのような熱可塑性材からなるフィルムの加工に関しても適用することができる。

本発明は異なる種類の積層体又は積層体の組み合わせ及び／又は単一層からなる表層に実施することもできる。例えば、表層は製品の表面の部分を覆う多くの異なる積層体又は単一層から構成することができる。製品が複数の積層体又は単一層から構成される場合、例えば異なる区画を有する複数の長手区画に分割される場合には、これらの異なる区画は異なる材料から構成することができ、異なる特質を示すことができる。例えば、その場合、各区画は異なるタイプの穿孔、孔の位置、寸法、疎水性などを有することができる。異なる区画を、ここでは詳細には記載していないが以前に開示した超音波溶接方法により、一緒に接合することもできる。

液体透過性の表層は、好ましくは吸収性製品が着用されている時間の間中に、乾燥性及び柔軟性の特質を有する材料から製造されるが、それは表層が着用者の体に接触するからである。表層は、柔軟でかつ織物様の表面を有し、繰り返し濡らした場合でも乾燥を保つことが望ましい。表層は不織布材料、例えば、ポリプロピレン繊維から作られるスパンボンド（ｓｐｕｎｂｏｎｄ）材料のような柔軟且つ滑らかな面を有するものから構成することができる。多孔性、疎水性の不織布材料が、表面を着用者の体に乾燥状態を保って密接させることを許容するために使われてもよく、これに関しその孔は材料の繊維間の距離よりも大きく材料に形成される。このように、液体は表層の孔を通って、下にある吸収体に導かれ得る。表層向けの他の材料例としては多孔性プラスチックフィルム、例えば多孔性ポリエステルフィルムがある。表層は下にある背面層及び吸収体と一緒に、例えば接着剤、超音波接合の手段により、又は、熱結合の形態の手段により、接合することができる。

また、表層を、不織布及びプラスチックフィルムの３次元積層体、又は、ポリプロピレン１００％ベースの熱的に結合された材料とすることもできる。プラスチックフィルムは疎水性であって、予め（小さな孔で）穿孔された、ポリエチレン及びポリプロピレンの混合物から製造することができる。不織布材料は、単位面積当たりの重量において、１２−１００ｇｓｍ、特に１５−６０ｇｓｍの範囲を有することができる。

また、表層の不織布部分はスパンボンド（ｓｐｕｎｂｏｎｄ）不織布材料、通気性不織布材料、スパンレース（ｓｐｕｎｌａｃｅ）不織布（水中交絡（ｈｙｄｒｏｅｎｔａｎｇｌｅｄ））材料、又はこれらの組み合わせとすることもできる。原材料をボリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、又はこれらの組み合わせとすることができる。組み合わせが用いられる場合は、これを異なるポリマーからの繊維の混合物とすることができるが、それぞれの繊維が異なるポリマー（例えば、ＰＰ／ＰＥ ２成分繊維又はＰＰ／ＰＥコポリマー）を含むこともできる。適切であれば、プラスチックフィルムは、ＰＥ又はＰＥ、ＰＥＴ、ＰＬＡ又はアミル（又は他の熱プラスチックポリマーのいずれか）、又は前述のポリマーの混合物若しくはコポリマーから構成することができる。

また、穿孔された表層は材料の単一層、例えば不織布材料又はフィルム（上記に示したようなもの）から製造することもできる。

表層の孔は楕円形状であって若干機械方向に延びたものとすることができる。その孔は機械方向又は横方向に丸く／円形状又は楕円形状とすることができる。また、湿潤領域の孔はスリットで置き換えることができ、スリットは定義によりホールとは異なり、定常的な開口を構成するものではなく、代わりに材料層に切り込みを入れたものである。スリットは材料中で動きにより開いたり閉じたりする。

表層の１例によれば、スリットは好ましくは２ｍｍから１５ｍｍの長さで、好ましくは３−１０ｍｍの範囲に存在する。スリットの長さは本質的に表層の厚さに垂直な方向でかつスリットが閉じた状態でスリットの周辺に沿って測定される。

スリットは表層に５−１５ｍｍのオーダーの寸法のスリット間の相互距離で配置されるが、これは要素の範囲に依存し、その理由のためスリットの間の距離は他の事象、表層中の材料及びスリットの長さ及びスリットの方向に応じて変化させることができる。スリットの間のこの距離は、着用者が動く場合に表層が破れることを防ぐのに十分に広くなければならず、他のスリットの影響なしにスリットが所望の方法で閉じることを許容するのに十分に広くなければならないが、同時に通気能力及び許容レベルで止まる液体透過性のためには十分に小さくなければならない。表層の耐久性は広く制御されるが、しかしながら、スリットを含む表面及び所定の材料強度のスリットのない表面の間の関係によれば、そこではスリットの間の距離は耐久性についてのパラメータの一部である。スリットの長さ及びスリット間の距離及びスリットの方向は表層の材料に応じて変化し、それはスリットが開口する自然な傾向が、表層に存在する材料の特質に依存するからである。

背面層は好ましくは液体不透過（又は少なくとも液体の侵入に対して高い耐性を有するもの）であって、ひいては製品からの排泄された流体物のいかなる漏洩をも防ぐように配置される。背面層は、一方、蒸気透過性を有するように実施してもよい。この目的のために、背面層は薄く且つ液体耐性プラスチックフィルムから適切になる液体不透過材料から製造されてもよい。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリエステルのプラスチッチフィルムをこの目的のために使用することができる。代替的に、不織布及びプラスチックフィルムの積層体又は他の好適な材料の層を液体耐性背面層として使用することができる。以前に開示した方法では、背面層の下側には接着材のビーズ若しくは他の以前に開示された接合手段が設けられており、それはひいては製品を衣料のアイテムに貼付して使用することができるものである。また、その製品はウィング、すなわち折り畳みフラップであって、以前に開示した方法では、製品の両側部に沿って配置され、製品の用途に関連して使用できるものを提供することもできる。

製品は、受容層（材料の機能に応じて、獲得層、流入層及び配分層として言及される）の形態で、さらなる材料の層を含むこともできる。受容層は、適切に特定された厚み及び弾性を有する詰め物材料の形態とすることができ、それは吸収体及び表層の間に位置することを意図したものである。受容層は本質的に表層と同じ寸法を有するが、その厚みは例外であって、表層の厚みから変えることができる。受容層を詰め物の材料とは違う材料から構成することができることを確証することも可能である。例えば、いわゆるエアレイド（ａｉｒｌａｉｄ）材料から構成してもよく、これは通常セルロース繊維を基にしているものである。受容層には、適切にバランスのとれた剛性を付与するための繊維材料を組み込むこともできる。流入層には超音波溶接を許容するための熱プラスチック繊維の適切な量を組み入れることもできる。

受容層は適切に、多孔質で、弾性があり、相対的に厚い材料の層とすることができ、例えば、繊維詰め物、カーデッド（ｃａｒｄｅｄ）繊維詰め物、トウ（ｔｏｗ）材料、又は他の種類の嵩張った及び／又弾性を有する繊維材料の形態で、その下にある吸収体に吸収される前に一時的に液体を貯蔵する能力のある高い瞬間液体吸入容量を有するものとすることができる。受容層は多孔性材料の形態とすることもできる。それは２以上の材料の層から構成することもできる。好ましい実施形態によれば、受容層は製品の側部端にまで延在することができ、すなわち、本質的に表層と同じ形態を有することができる。このように、液体配分、端部の密封などの観点から利点が達成され得る。

しかしながら、材料の選択及び材料の層の厚さ及び密度は、将来において、製造方法の変更並びに新しい材料の組み合わせの場合に変えてもよく、その結果として、発明は上記の材料及び材料の組み合わせに限定されないことを述べておかなければならない。

吸収性製品の製造において、表層は背面層に接合され、受容層及び／又は吸収体に接合することもできる。接合は、接着により、；又は超音波若しくはレーザ手段による溶接により、；又は機械接合、例えばエンボス加工若しくは圧着の形態、など、又は他の適した接合方法、例えば熱結合により行うことができる。

発明の一実施形態によれば、装置は上記接合工程のための結合装置を含む。接合装置は熱結合工程のための装置、例えば、超音波溶着装置、又はエンボス加工若しくは熱及び／又は冷ローラを伴う圧着などの形態で機械的接合工程を含むことができる。接合装置は有利に、工具、例えば超音波ホーン、並びに、１以上の隆起した部分の形態に連続的に若しくは非連続的に当接ローラ上にエンボスされたパターンを含む。パターンはスリッティング工具から予め定められた距離に配置される。接合装置は、隆起された部分に向かう方向の材料の層に例えば圧力、熱及び、おそらくは、予め定められた周波数の振動の手段によって作用し、この装置に関連して熱は材料で発生し、熱は、接合装置によりエネルギーを材料の層に伝達する量に応じて、溶着、若しくはエンボス加工、若しくはこれに類するもののもととなる。そのような装置の１つの利点は溶着された接合部又はエンボス加工などをスリットから正確な距離で再現性よく仕上げられることである。以前に開示された接合装置では、溶着はスリッティングから離れて分離した作業台で行われるので、スリットから所望の距離で溶着された接合部又はこれに類似の物を得られるように加工するための材料の適合性の問題を生ずる。

本発明は以下に多くの図面と関連して記載される。

図１は本発明に従い回転可能なスリッティング工具１の側面図を図式的に示す。この図はスリッティング工具１が半径方向に延長部を、及び半径方向と垂直な軸方向に延長部を有することを示す。スリッティング工具１は第１半径Ｒを有する複数の刃先３を備える切断部２を備え、この刃先３の間に存在し、刃先３よりもスリッティング工具１の軸中心からより小さな距離ｒに位置する中間部分４とを提供する。図１はスリッティング工具の全体の幅に沿った軸方向に同軸的な延長部を有し、かつ中間部分４に対して放射方向に延長部を有する中央ゾーン５を示す。中央ゾーンは２つの対向する側面６により半径方向に範囲が定められている。

スリッティング工具１は、本質的に円筒状のブランクから製造され、ブランクの選択した部分は、例えばグラインディング、ミリング又は類似の適した金属加工のための工程により、除去されるように加工される。工程の後に残ったブランクの部分には刃先３と中間部分４とを含む。図１は中間部分４の加工を開始する前の元の切断部２を破線７で示す。元の切断部２は円柱状のブランクの両側を、グラインディングすることで製造され、それに伴い、円形状の切断部２が破線７に沿って形成される。元の切断部２は、本質的に一定の半径を有しているので、それらの完全な回転を通じて、材料の層に穿孔／スリットを空ける、すなわちそれは定常的なスリットを生ずる。これは間欠スリッティングの場合には望ましくなく、スリットと加工されていない部分とが連続するものが求められる。本発明によれば、スリッティング工具１は、この理由により、さらに加工されて、切断部の一部が適切な加工により除去され、中間部分が形成されるようになる。スリッティング工具を製造するこの方法は単純で、且つ、高価ではなく、好ましいものである。しかしながら、一つの問題は、中間部分が刃先３と同じ半径で回転することができないことであって、その結果として振動が発生し、スリッティング工具が円形状の一定の半径を有する当接ローラに対して回転する場合、消耗を機械及びスリッティング工具１に引き起こす。

図２は本発明の第１実施形態によるスリッティング工具の前から見た図を図式的に示す。図２は刃先３が中間部分４よりも狭く、スリッティング工具１が刃先３及び中央部分４の両方よりも広い中央ゾーン５を有することを示す。図２は切断部が側方部９を含むことを示し、それぞれの側面６にある中央ゾーン５の外部端８から、半径方向のエッジ３の最外部部分１０への延長を示している。刃先３の外部部分が軸方向に本質的に平坦な実施形態で図２に示されている。刃先３の外部部分はそのような実施形態に限られず、異なる幅、例えば凸形、三角形状又は他の適した形状を有することができる。図２は軸方向から見て平面の断面を有する側方部９を示す。

図３は本発明の第２実施形態に従ったスリッティング工具の前から見た図を図式的に示す。図３は図２と同じ状況を示すが、側方部９が軸方向からみた断面図において本質的に凸形の曲面を有することが異なる。

スリッティング工具１は円柱ユニットとして図１−３に図示され、ここで横断方向面６は平面で且つ平行である。本発明に従ったスリッティング工具１はそのような平坦な横断方向面６に限られず、凹状又は凸状の横断方向面６を有することができる。

図４は、図１及び２、又は１及び３によるスリッティング工具を含む吸収性製品の製造のための装置１１の側面図を図式的に示し、ここでスリッティング工具１は材料の層１２上にスリッティング加工を実施する。装置１１は、スリッティング工具１が配置されるシャフト１３を含む。装置は追加的に少なくとも２つの第１半径Ｒと同じ半径である運搬環１５を含む力吸収手段１４を有する。運搬環１５はスリッティング工具１の両側に配置され、スリッティング工具１と同じシャフト上に配置される。

装置１１は、スリッティング工具１に対して逆の方向に回転する当接ローラ１６を含む。２つのユニットの回転の方向が図中に矢印で示される。また、この図は材料の層１２がスリッティング工具１と当接ローラ１６との間に配置されていることも示す。材料の層１２は吸収性製品の使用のために適した材料からなる。図４は刃先３がスリッティング工具１及び当接ローラ１６の回転中に材料の層１２を加工することを示す。材料の層１２は矢印の方向に進み、その運動はスリッティング工具１と当接ローラ１６との回転運動と一致する。運搬環１５は当接ローラ１６からの力を吸収するように配置され、それらは本質的にスリッティング工具１の半径Ｒと同一の一定の半径を有し、当接ローラ１６と接触する際には、当接ローラ１６と共に回転し、スリッティング工具の回転中に、もしそうしなければ中間部分４及び刃先３それぞれを通過する際にスリッティング工具１及び当接ローラ１６の間に発生するであろう圧力の変化を平均化するようにする。

装置１１は様々な方法で駆動することができる。当接ローラは駆動装置に接続することができ、その回転を通じてその運動方向に材料の層１２を駆動することができる。一の実施形態では、スリッティング工具１には駆動装置が接続されず、単にシャフトにおいて支持されるのみである。材料の層１２はその運動をこの場合摩擦を通じてスリッティング工具１に伝える。他の実施形態においては、スリッティング工具１は、スリッティング工具１に回転を伝える駆動装置に接続されている。一実施形態における当接ローラ１６はここではスリッティング工具１と同じ周速度で回転することができ、その場合は、材料の層１２は同じ速度で駆動され、スリッティング工具１の回転中にスリットが入れられる。別の実施形態における当接ローラ１６はスリッティング工具１とは異なる周速度で回転することができるが、その場合には速度の相対的な差は材料の層１２にせん断力を生じさせ、刃先が材料の層１２を通って切断することを可能にする。

図５は、図４による装置の図を図４のＡ−Ａラインから図式的に示す。図５は材料の層１２を断面図として示すものであり、ここでスリッティング工具１の刃先３は、刃先３が材料の層１２を分離するような圧力で当接ローラ１６と接触する。分離するのは圧搾又は切断によることができる。これは定義の問題であり、それは刃先の鋭さに依存し、すなわちその幅、並びにスリッティング工具１と当接ローラ１６との間で設定された圧力、及び材料の層の特質による。その刃先３が狭ければ狭いほど、材料の層１２を通じて切断することはより容易になるが、高い圧力は鈍い刃先３を補い、材料の層１２を圧搾することができる。材料１２の層の特質には、例えば、長手方向の広がり及び材料の層１２の厚さに材料の層を一緒に保持する種類の結合を含む。

図４及び５は運搬環１５が当接ローラ１６と直接に接触し、それに関連して材料の層１２が２つの運搬環１５の間に位置することを示す。

図６は、スリッティング工具が材料の層のスリッティングを行わない所での、図４に従った吸収性製品の製造のための側面図を示す。図６は、中間部分４が材料の層１２に向かい合う位置にあるスリッティング工具１を示す。

本質的に刃先３と同じ半径にある運搬環１５は、このようにスリッティング工具１の支持表面を構成し、その回転の一部において、スリッティング工具１はいかなるスリッティングも実施しない。スリッティング動作の間に、刃先３は本質的に運搬環と同じ半径で回転しており、それは異なる半径を有する部分間の移行ゾーンで生ずる、以前に開示した問題を完全に避けられることを意味する。振動は運搬環１５が一定の半径であることによって避けられるので、高い加工率を維持することができる。スリッティング工具の耐性寿命も劇的に増大し、最適な条件下では、一定の刃先を有するスリッティングナイフに相当する耐性寿命を有することができる。

図７は、図６による装置１１の図を図６のＡ−Ａラインから図式的に示す。図４は、中間部分４が当接ローラ１６を通過する場合に、運搬環１５が当接ローラ１６と接触することを示し、それに関連して運搬環１５は材料の層１２を経由した当接ローラ１６からの力を吸収する。図７は、中間部分４が材料の層１２を通る際に、刃先３が通過する場合と異なり、材料の層１２はスリッティング工具１による作用を受けないことを示す。これは、運搬環１５が中間部分４よりも大きな半径を有しており、その結果として中間部分４が材料の層１２対してスリッティングが行われるような力で押すことができないからである。

図８は、本発明の実施形態による図４による装置１１のＡ−Ａラインからの図を図式的に示し、ここで装置は超音波装置１７の形態の接合装置も含む。その超音波装置１７は超音波ホーン１８及び当接ローラに隆起した部分１９の形態でエンボスされたパターンを含む。図８では、パターン１９はスリッティング工具１から予め定められた距離に配置される。超音波装置１７は材料の層１２に作用し、ここで超音波ホーン１８は圧力を及ぼして、材料の層１２及び隆起した部分１９に対してある周波数で振動し、それに関連して前記材料中で熱が発生して、材料の層に超音波装置１７によって伝達されたエネルギーの量に応じて、溶着又はエンボス又はこれに類するものを生じさせる。図８は超音波装置が材料の層１２にエンボス２０を生じさせることを示す。この実施形態の１つの利点としては、連続的な工程の全継続時間においてエンボス加工２０が正確に材料の層１２中のスリット部から同じ距離に仕上がることがあり、これは、隆起部１９がスリッティング工具１から予め定められた距離に位置するからである。

図１は、本発明によるスリッティング工具の側面図を図式的に示す。 図２は、本発明の第１実施形態によるスリッティング工具の前から見た図を図式的に示す。 図３は、本発明の第２実施形態によるスリッティング工具の前から見た図を図式的に示す。 図４は、スリッティング工具が材料の層でスリッティング作業を行う所の、図１−３によるスリッティング工具を含む吸収性製品の製造のための装置の側面図を図式的に示す。 図５は、図４による装置の図を図４のＡ−Ａラインから図式的に示す。 図６は、スリッティング工具が材料の層のスリッティングを行わない所の、図４による吸収性製品の製造のための側面図を示す。 図７は、図４による装置の図を図６のＡ−Ａラインから図式的に示す。 図８は、超音波装置をも含む装置の実施形態による図４による装置のＡ−Ａラインからの図を図式的に示す。

符号の説明

１ スリッティング工具
２ 切断部
３ 刃先
４ 中間部分
１１ 装置
１５ 運搬環
１６ 当接ローラ
１８ 超音波ホーン
１９ パターン

Claims (11)

1. 吸収性製品の製造装置（１１）であって、
   半径方向に延長部及び半径方向に垂直な軸方向に延長部を有する回転可能なスリッティング工具（１）を含み、
   該スリッティング工具（１）は、第１半径（Ｒ）を有する複数の刃先（３）と、該刃先の間に、前記刃先（３）よりも前記スリッティング工具（１）の軸中心線から短い距離（ｒ）に位置する中間部分（４）とを含む切断部（２）を含み、
   前記装置（１１）は、少なくとも前記スリッティング工具（１）中の中間部分（４）が当接ローラ（１６）を通過する場合に、該当接ローラ（１６）からの力を吸収するように配置される力吸収手段（１５）を備えることを特徴とする吸収性製品の製造装置（１１）。
2. 前記装置（１１）は、前記スリッティング工具（１）が配置されるシャフト（３）を含むことを特徴とする請求項１記載の装置（１１）。
3. 前記力吸収手段（１４）は、前記第１半径（Ｒ）と本質的に同じ半径を有する少なくとも２つの運搬環（１５）を備えることを特徴とする請求項２記載の装置（１１）。
4. 前記運搬環（１５）は、前記スリッティング工具（１）の両側であって、スリッティング工具（１）と同じシャフトに配置されることを特徴とする請求項３記載の装置（１１）。
5. 前記刃先（３）のそれぞれが吸収物品向けの材料の層のスリッティングを許容する幅を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置（１１）。
6. 前記装置（１１）が軸方向に互いに隣りあって位置する複数のスリッティング工具（１）を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置（１１）。
7. 前記スリッティング工具（１）は本質的に円柱形ディスクから製造され、刃部（２）のみが残存するように前記円柱の外被面から材料を除去することにより周状の刃先が作られ、その後材料が、前記刃先（３）及び前記中間部分（４）が形成されたように前記刃部から除去されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置（１１）。
8. 前記スリッティング工具（１）はモールディングにより製造され、その後前記刃先（３）及び前記中間部分（４）をターニング及び／又はグラインディング及び／又はポリッシングにより仕上げることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置（１１）。
9. 前記スリッティング工具（１）はブランクから製造され、該ブランクは、中央ゾーンにおいて、半径方向の外側周辺部ゾーンの幅と異なる軸方向の幅を有し、前記周辺ゾーンが前記刃先（３）を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置（１１）。
10. 前記スリッティング工具（１）は２センチメートルから１メートルの間の直径を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置（１１）。
11. 前記装置（１１）は、工具（１８）と、前記当接ローラ（１６）に連続的に又は非連続的にエンボス加工された１又は複数の隆起部分（１９）の形態のパターンとを含む接合装置（１７）を備え、該接合装置とともに、工具（１８）が多くのエネルギーを前記隆起された部分（１９）の方向における前記材料の層（１２）へ、前記材料の層（１２）の構造を変化させるように、伝達することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置（１１）。

Images