JP2010188629A

JP2010188629A - シート融着体の製造方法及びレーザー式接合装置

Info

Publication number: JP2010188629A
Application number: JP2009035881A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kokubo; 真小久保; Masanori Endo; 正規遠藤
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2010-09-02
Anticipated expiration: 2029-02-18
Also published as: JP5271745B2

Abstract

【課題】シート積層体を搬送しつつ、該積層体のシートどうしをレーザー光を用いて融着させる際に、融着するシート同士を連続的に加圧し密着させることが可能であり、更に、シート融着体の表面が硬くなることを防止ないし軽減することのできる、シート融着体の製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明のシート融着体の製造方法は、複数枚のシート３１，３２が重ねられたシート積層体３を、周面にレーザー光透過性部を有する回転ロールの該周面に沿った形状に変形させて搬送しながら、該シート積層体３に対して該回転ロール２の内側からレーザー光５１を照射し、該シート積層体３内のシートどうし３１，３２を融着させる工程を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート融着体の製造方法及びレーザー式接合装置に関する。

従来、使い捨ておむつや生理用ナプキン等のサニタリー用品の製造には、重ね合わせたシートどうしの接合にヒートロール装置が汎用されている。一般的なヒートロール装置においては、所定形状の凸部を周面に有するパターンロールと表面平滑なアンビルロールとの間で、重ね合わせた複数枚のシートを一体的に加圧及び加熱し、前記凸部の形状に対応する形状の融着部を形成する。
しかし、積層されたシートどうしを十分な強度で融着させるために、シートどうしを高い圧力で密着させ、更に積層されたシートどうしが接する面まで十分に加熱するためロール加熱面の温度を加熱面に接する表層のシートの溶融温度より高く設定することがあった。この結果、表層のシートに過大な圧力、熱量を与え、シートの材料である樹脂の硬化などにより、表層シートの肌触りが悪くなってしまうことがあった。

一方、サニタリー用品の製造にレーザー光を用いた加工装置を使用することも知られている。
例えば、本出願人は、搬送手段によって搬送されている物品にレーザー光を照射して該物品を切断する方法として、物品の搬送方向と直交する方向の成分を含むカットを行う際に、レーザー光の焦点を物品の搬送方向に移動させると共に該搬送方向と直交する方向に移動させ、レーザー光と物品との相対速度を遅くして該物品をパターンカットする方法（特許文献１参照）や、複数のレーザー装置を用いて吸収性物品連続体の切断を行う方法（特許文献２）を提案した。
また、サニタリー用品以外では、レーザー光線を用いた加工装置として、搬送されるシートを断面円弧状の凹部の内面形状に沿わせるように変形させ、その変形したシートにレーザー光線を照射し、該シートを切断する装置（特許文献３）や、レーザー透過性を有するガラス板間に２つの樹脂部材を挟み込むことで融着時の位置ズレを生じさせない方法も提案されている（特許文献４）。更に、透過材と吸収材とからなる被加工部材を密着させる押圧部材を介してレーザー光を吸収材に向けて照射して、透過材と吸収材とを溶着するレーザー溶着装置において、押圧部材に冷却液を流して熱の蓄積を抑制し被加工部材の熱損を防ぐ方法も提案されている（特許文献５）。

特開平０９−１９２８６３号公報特開２００１−１４５６５９号公報特開昭６０−１７７９８６号公報特開昭６２−１４２０９２号公報特開２００８−９６６号公報

しかし、特許文献１〜３に記載の技術は、一枚もしくは一体化されたシートに対し、レーザー光を切断や表面加工に用いる技術であり、シートどうしの位置ズレの防止や十分な融着強度を得るために、融着前のシートどうしを密着させる点で、積層されたシートどうしの融着に用いることは困難である。
また、特許文献４〜５には、融着時に複数部材に圧力をかけ密着させる方法やヒートシンク装置により表面の熱損を防ぐ方法が提案されているが、連続走行する積層シートに、十分に融着させるに必要なレーザー照射時間中、適度な圧力を与え続けることや、圧力を与えながら表面を冷却することは困難である。

本発明は、シート積層体を搬送しつつ、該積層体のシートどうしをレーザー光を用いて融着させる際に、融着するシートどうしを連続的に加圧し密着させることが可能であり、更にシート融着体の表面が硬くなることを防止ないし軽減することのできる、シート融着体の製造方法及びレーザー式接合装置を提供することに関する。

本発明は、複数枚のシートが重ねられたシート積層体を、周面にレーザー光透過性部を有する回転ロールの該周面に沿った形状に変形させて搬送しながら、該シート積層体に対して該回転ロールの内側からレーザー光を照射し、該シート積層体内のシートどうしを融着させる工程を具備する、シート融着体の製造方法を提供するものである。

また、本発明は、周面の全体又は一部がレーザー光透過性の材料からなる回転ロールと、複数枚のシートが重ねられたシート積層体を、回転ロールの前記周面に沿った形状に変形させつつ搬送する搬送機構と、該回転ロールの内側から前記シート積層体に対してレーザー光を照射するレーザー照射機構とを具備する、レーザー式接合装置を提供するものである。

また、本発明は、シートどうしをレーザー光により融着する接合工程を有する吸収性物品の製造方法を提供するものである。

本発明のシート融着体の製造方法によれば、シート積層体を搬送しつつ、該積層体のシートどうしをレーザー光を用いて融着させる際に、十分な融着強度を持たせることができ、かつ、シート融着体の表面が硬くなることを防止ないし軽減することができる。
本発明のレーザー式接合装置によれば、シート積層体を搬送しつつ、該積層体のシートどうしをレーザー光を用いて融着させることができ、シート融着体に十分な融着強度を持たせることができ、かつ、シート融着体の表面が硬くなることを防止ないし軽減することができる。

図１は、第１実施形態のレーザー式接合装置及びそれを用いてシート融着体を製造する様子を示す図である。図２は、図１のレーザー式接合装置を上方から見た状態を示す図であり、同図においては、ベルト式加圧装置等を省略してある。図３は、第１実施形態において製造するシート融着体を一部破断して示す平面図である。図４は、第１実施形態における融着部の形成パターン及び形成方法を説明するための説明図である。図５は、第１実施形態で形成したシート融着体の融着部を示す断面図である。図６は、第２実施形態のレーザー式接合装置及びそれを用いてシート融着体を製造する様子を示す図である。図７は、図６のレーザー式接合装置を上方から見た状態を示す図であり、同図においては、ベルト式加圧装置等を省略してある。図８は、図４の融着部７５，７６，７７を形成する際に、レーザー照射点をシート積層体搬送方向（ＭＤ）に移動させない場合の、レーザー照射点、シート積層体搬送速度、レーザー照射点のシート積層体搬送方向（ＭＤ）移動速度の時間変化を示すグラフである。図９は、図４の融着部７５，７６，７７を形成する際に、レーザー照射点をシート積層体搬送方向（ＭＤ）に移動させない場合の、レーザー照射点、シート積層体搬送方向（ＭＤ）のシート積層体とレーザー照射点の相対速度、レーザー照射点のシート積層体搬送方向（ＭＤ）と直交する方向（ＣＤ）のレーザー照射点の移動速度の時間変化を示すグラフである。図１０は、図４の融着部７５，７６，７７を形成する際に、レーザー照射点をシート積層体搬送方向（ＭＤ）に移動させない場合の、シート積層体とレーザー照射点の相対速度の時間変化を示すグラフである。図１１は、図４の融着部７５，７６，７７を形成する際に、レーザー照射点をシート積層体搬送方向（ＭＤ）に移動させた場合の、レーザー照射点、シート積層体搬送速度、レーザー照射点のシート積層体搬送方向（ＭＤ）移動速度の時間変化を示すグラフである。図１２は、図４の融着部７５，７６，７７を形成する際に、レーザー照射点をシート積層体搬送方向（ＭＤ）に移動させた場合の、レーザー照射点、シート積層体搬送方向（ＭＤ）のシート積層体とレーザー照射点の相対速度、レーザー照射点のシート積層体搬送方向（ＭＤ）と直交する方向（ＣＤ）のレーザー照射点の移動速度の時間変化を示すグラフである。図１３は、図４の融着部７５，７６，７７を形成する際に、レーザー照射点をシート積層体搬送方向（ＭＤ）に移動させた場合の、レーザー照射点、シート積層体とレーザー照射点の相対速度の時間変化を示すグラフである。

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。
先ず、本発明の第１実施形態について説明する。
第１実施形態に係るレーザー式接合装置１は、図１に示すように、周面の全体がレーザー光透過性の材料からなる中空の回転ロール２と、複数枚のシート３１，３２が重ねられた構成のシート積層体３を回転ロール２の周面に沿った形状に変形させつつ搬送する搬送機構と、該回転ロール２の内側からシート積層体３に対してレーザー光５１を照射するレーザー照射機構５とを具備する。第１実施形態における回転ロール２は、その周面の全体がレーザー光透過性の材料からなるレーザー光透過性部である。
回転ロール２は、図１中奥の回転ロール２の側面中心に固定され、回転ロール２外側に回転軸方向に伸びたシャフトが、ベアリング等で回転支持されており、シャフトがモータにより回転されることで図中矢印Ａ方向に回転駆動される。シート積層体３の搬送速度は、回転ロール２の回転速度（周速）と同じである。また、回転ロール２の上端部からシート積層体３の搬送方向下流側の側方にかけての周面には、搬送機構の全部又は一部を構成するベルト式加圧装置４（加圧装置）のベルト４２が圧接するように構成されている。ベルト式加圧装置４は、ベルト４２及び該ベルト４２が架け渡された状態で回転する３本のロール４３ａ，４３ｂ，４３ｃを具備する。ベルト式加圧装置４のベルト４２は、図示しない上流側搬送機構によって回転ロール２上に供給されたシート積層体３を、回転ロール２の直径方向の外方側から回転軸方向に向かって加圧し、該シート積層体３を、回転ロール２の周面に押しつける。ベルト４２は、回転ロール２によって一方向に連続搬送されるシート積層体３３に接触することによって回転する。

回転ロール２のシャフトにはロータリーエンコーダなどの回転位置検出器（図示せず）が設置されており、常時回転ロール２の回転位置を計測している。また、回転ロール２には、レーザー光が照射されることによる蓄熱が発生するが、その冷却は回転ロール２の回転による自然放熱に任せても良いし、または空冷、水冷等の強制冷却機構を設けても良い。また、回転ロール２に接する冷却ロールを設けても良い。

レーザー照射機構５は、照射ヘッド５０からレーザー光５１を一方向に向けて照射するレーザー発生装置（図示なし）と、回転ロール２の回転軸と平行な方向に進退するキャリッジ５２と、該キャリッジ５２に取り付けられた反射ミラー５３と、該反射ミラー５３を所定の回転軸回りに回転させ、レーザー光５１が回転ロール２周面に沿ったシート積層体３に当たる位置（照射点Ｐ）を、回転ロール２の周方向に移動させる回転機構（図示せず）とを備えている。また、キャリッジ５２の進退位置と反射ミラー５２の回転位置はコントローラ（図示せず）により、回転ロール２の回転位置に基づき制御される。更にコントローラはレーザー出力のＯＮ・ＯＦＦと出力を制御している。
レーザー照射機構５は、このような構成を有することによって、レーザー光５１がシート積層体３に当たる位置（照射点Ｐ）を、シート積層体３の搬送方向（ＭＤ）及び該搬送方向と直交する方向（ＣＤ）の両方向に任意に移動させることができる。キャリッジ５２の移動には、サーボモータ、油圧シリンダー、空圧シリンダー、油圧モータ等を用いることができる。反射ミラー５３の回転にはサーボモータを用いることが好ましい。

また、照射ヘッド５０から照射されたレーザー光５１による照射点Ｐを回転ロール２の周面を走査させるのには、回転ロール２の回転位置により（株）ワイ・イー・データ製ＭＩＲＡＭＯＴＩＯＮシステムなどの市販のガルバノスキャナーを使用して制御しても良い。この場合、レーザー光の光路の変化による回転ロール２の周面での焦点ボケを防ぐため、焦点距離が可変で制御可能な３次元の制御システム（焦点距離を制御可能な機構を有するもの）が好ましい。
またレーザー発生装置から照射されるレーザー光の出力は、シート積層体３の搬送速度と照射点Ｐの移動速度との差である相対速度の変化により融着強度にバラツキが発生しないよう、相対速度により制御されることが好ましい。レーザー光の出力は相対速度にほぼ比例して制御される。すなわち、相対速度が遅い場合はレーザー出力を下げ、逆に相対速度が速い場合にはレーザー出力を上げる。この場合、レーザー発振器にはアナログ信号などによる外部出力制御機能を持つ物を使用することが望ましい。

図２には、上述したレーザー式接合装置１を用いて、シート積層体３に、生理用ナプキンの輪郭に沿った融着部７ａを形成する様子が示されている。回転ロール２の回転速度（周速）と、シート積層体３の搬送速度は同じである。
上述したレーザー式接合装置１は、上述した構成のレーザー照射機構５を一対備えており、図３に示すように、一方のレーザー照射機構によって、ナプキンの幅方向中央を通る直線７２を境にして一方の側の融着部７ａを形成し、他方のレーザー照射機構によって、該直線７２を境にして他方の側の融着部７ｂを形成する。一方の融着部７ａと他方の融着部７ｂは、前記直線７２を境にして線対称の形状を有し、一対のレーザー照射機構それぞれの照射点Ｐの移動のさせ方は、前記直線７２に対して線対称となる位置からレーザー光５１を発射し、キャリッジ５２や反射ミラー５３を該直線７２に対して線対称となるように動かす以外は同様である。

図２及び図４には、生理用ナプキンの半分の輪郭に沿った融着部７ａを形成する様子及び形成した様子が示されている。
第１実施形態の方法においては、シート積層体３の搬送方向ＭＤと直交する方向ＣＤの成分を含む融着部の形成は、該レーザー光の照射点Ｐを、該反射ミラー５３を所定の回転軸回りに回転させることにより回転ロール２周面上を該搬送方向ＭＤに移動させると共に該搬送方向と直交する方向ＣＤに移動させ、該搬送方向ＭＤにおける、該シート積層体３と該レーザー光の照射点Ｐとの相対速度を遅くしながら行う。例えば、上述した融着部７ａを、図４に示すように、融着部７ａを、その接線が、シート積層体３の搬送方向ＭＤ及びその直交方向ＣＤの両方向に対して４５度をなす点を境にして、融着部７３〜７９に分割したときに、融着部７３，７５，７７及び７９は、何れも、シート積層体３の搬送方向ＭＤの成分ｂより該搬送方向と直交する方向ＣＤの成分ａが大きい。これらの融着部７３，７５，７７及び７９を形成している間に、レーザー光５１の照射点Ｐを、図１中の矢印Ｂで示すように、回転ロール２の回転方向に移動させることで、移動させない場合は融着部の形状により非常に大きな、例えば搬送方向に直交する方向に融着部を形成する場合には無限大にしなければならないキャリッジ５２の移動速度を、機械的に実現できる速度まで低下させることができる。また、このことにより、融着部７３，７５，７７及び７９をレーザー光で走査する時間を長くとることができるので、レーザー発振器の出力が不足する場合であっても必要なシートどうしの融着強度を得られる速度まで前記相対速度を下げることも可能になる。さらに、相対速度を下げることで必要となるレーザー光の出力最大値も低下させることができるので、レーザー発振器の小容量化、装置の省スペース化、省コスト化が図れる。また、前記相対速度によるレーザー光出力の制御と合わせて各融着部位の融着強度のばらつきを低下させることができる。

なお、図４中の融着部７４，７６，７８を形成している間は、レーザー光の照射点Ｐを、該搬送方向ＭＤと逆向き（回転ロール２の反回転方向）に移動させ、融着部７３，７５，７７の形成中における照射点Ｐの移動量をキャンセルすることが好ましい。また、融着部７９の形成後、融着部７３の形成前には、レーザー光線の照射を一時停止し、レーザー光の照射点Ｐを、該搬送方向ＭＤ又はその逆向きに移動させ、融着部７９の形成中における照射点Ｐの移動量をキャンセルすることが好ましい。図１には、レーザー光５１の照射点Ｐを、当初の位置Ｐ１からＰ２まで移動した状態を点線で示したが、この移動距離は、融着部の平面視形状に応じて適宜に設定できる。

ここで、照射点Ｐの制御について、融着部７ａの融着部７５、７６、７７を融着する際のレーザー走査を例に取り、図８〜図１３を用いてより具体的に説明する。
図８〜図１０は、レーザー走査の１例であり、第一実施形態の図３，４に示す融着部の形成パターンを融着する際に、シート積層体３にレーザーをあてるレーザー照射点Ｐを、シート積層体３の搬送方向ＭＤに直交する方向ＣＤにのみ走査させた場合の時間経過におけるシート積層体３とレーザー照射点Ｐの相対速度の変化を示す。また、図１１〜図１３は、レーザー走査の別の例であり、レーザー照射点Ｐを、シート積層体３の搬送方向ＭＤ及びそれと直交する方向ＣＤの両方に走査させた場合の時間経過におけるシート積層体３とレーザー照射点Ｐの相対速度の変化を示す。
図８〜図１３の横軸は時間経過を示し、左側縦軸が照射点ＰのＣＤ方向の位置ＰＣＤを示している。右側縦軸は、シート積層体３の搬送速度ＶＬ、照射点ＰのＭＤ方向移動速度Ｖｙ、照射点ＰのＣＤ方向の移動速度Ｖｘ、シート積層体３と照射点ＰのＭＤ方向の相対速度Ｖｙ’、シート積層体３と照射点Ｐの相対速度Ｖの各速度を示している。

シート積層体３と照射点Ｐの相対速度Ｖは、シート積層体３と照射点ＰのＭＤ方向相対速度Ｖｙ’と照射点ＰのＣＤ方向移動速度Ｖｘの合成速度であり、下記方法により求められる。
（相対速度Ｖの算出方法）
シート積層体３の搬送速度をＶＬ（ＭＤ方向）とし、照射点ＰをＭＤ方向に移動させる速度をＶｙとする。照射点ＰのＣＤ方向の移動速度をＶｘとする。シート積層体３と照射点ＰのＭＤ方向の相対速度Ｖｙ’は、シート積層体３の搬送速度ＶＬと照射点ＰのＭＤ方向移動速度Ｖｙとの差からなる。照射点ＰのＣＤ方向の移動速度Ｖｘは、照射点ＰのＣＤ方向の位置の時間あたりの変化から求められる。図８〜図１０の形態において、シート積層体３はＣＤ方向には搬送されないので、シート積層体３と照射点Ｐの相対速度のＣＤ方向成分は、照射点ＰのＣＤ方向移動速度Ｖｘは、等しい。
シート積層体３と照射点Ｐの相対速度Ｖは、シート積層体３と照射点ＰのＭＤ方向の相対速度Ｖｙ’と照射点ＰのＣＤ方向の移動速度Ｖｘから下記式（１）で求められる。

ＶＬ、Ｖｙ、Ｖｙ’についてはシート搬送方向が＋でその反対方向が−となる。
Ｖｘは図４の下方向（図１だと手前方向）が−、図４上方向（図１では奥方向）が＋である。

図８〜図１０には、照射点ＰをＭＤ方向に走査させない場合の各速度と照射点ＰのＣＤ方向の位置ＰＣＤが示してある。図８には、照射点ＰのＣＤ方向の位置ＰＣＤ、シート積層体３の搬送速度ＶＬ、及び照射点ＰのＭＤ方向移動速度Ｖｙの時間経過における変化が示されている。図９には、照射点ＰのＣＤ方向の位置ＰＣＤ、照射点ＰのＣＤ方向の移動速度Ｖｘ、及びシート積層体３と照射点ＰのＭＤ方向の相対速度Ｖｙ’の時間経過における変化が示されている。図１０には、照射点ＰのＣＤ方向の位置ＰＣＤ、シート積層体３と照射点Ｐの相対速度Ｖの時間経過における変化が示されている。なお、図９及び図１０では、融着部７５、７６、７７の表示を省略した。

図８に示すように、シート積層体３の搬送速度ＶＬが一定の値を持つのに対し、照射点ＰはＭＤ方向には走査（移動）させない（Ｖｙ＝０）ため、図９に示すようにシート積層体３と照射点ＰのＭＤ方向相対速度Ｖｙ’はシート積層体の搬送速度ＶＬと等しい。図９は、関係式（相対速度Ｖｙ’＝搬送速度ＶＬ−Ｖｙ）に基づき、図８を
加工して作成したものである。また、照射点ＰのＣＤ方向の移動速度Ｖｘは、照射点ＰのＣＤ方向の位置ＰＣＤの時間微分で求められ、図９に示すようにＭＤ方向と直交するＣＤ方向の成分が大きい融着部７５、７７を融着する時間範囲内で大きく変化する。
図１０にシート積層体３と照射点ＰのＭＤ方向相対速度Ｖｙ’と照射点ＰのＣＤ方向移動速度Ｖｘの合成速度であるシート積層体と照射点Ｐの相対速度Ｖを示す。相対速度Ｖは、シート積層体３の搬送速度ＶＬから照射点ＰのＣＤ方向移動速度Ｖｘの最大値より大きい速度まで変化する。

シート搬送速度が比較的低速である場合、図８〜１０の形態では、照射点Ｐのシート積層体搬送方向への移動を行わないので反射ミラー５３を回転制御させる必要が無く、簡易な制御でシートどうしを所望の形状で融着することができる。

一方、図１１〜図１３には、照射点ＰをＭＤ方向に走査させた場合の各速度と照射点ＰのＣＤ方向位置ＰＣＤが示してある。図１１には、照射点ＰのＣＤ方向の位置ＰＣＤ、シート積層体３の搬送速度ＶＬ、及び照射点ＰのＭＤ方向移動速度Ｖｙの時間経過における変化が示されている。図１２には、照射点ＰのＣＤ方向の位置ＰＣＤ、照射点ＰのＣＤ方向の移動速度Ｖｘ、及びシート積層体３と照射点ＰのＭＤ方向の相対速度Ｖｙ’の時間経過における変化が示されている。図１３には、照射点ＰのＣＤ方向の位置ＰＣＤ、シート積層体３と照射点Ｐの相対速度Ｖの時間経過における変化が示されている。なお、図１２及び図１３では、融着部７５、７６、７７の表示を省略した。

図１１に示すように、融着部７５、７７に対応する部分では照射点Ｐを＋側（ＭＤ方向）に走査させることでこれらの融着部をレーザー光で走査する時間を長くしている。一方で融着部７６に対応する部分では照射点Ｐを−側（反ＭＤ方向）に走査させることで融着部７５の融着時にＭＤ方向に移動した量をキャンセルしている。更に融着部７７の融着時に発生するＭＤ方向移動量を、融着部７７の融着完了と同時にキャンセルできるよう、融着部７６の融着時に照射点Ｐを大目に反ＭＤ方向に戻しておくことも可能である。図１２にこの時のシート積層体３と照射点ＰのＭＤ方向相対速度Ｖｙ’、ＣＤ方向移動速度Ｖｘを示し、図１３にシート積層体３と照射点Ｐの相対速度Ｖを示す。これらの図を比較すれば明らかなように、照射点ＰをＭＤ方向に走査することによって、シート積層体３と照射点Ｐの相対速度を低減することができる。

シート搬送速度が比較的高速である場合であっても、図１１〜１３の形態では、照射点Ｐのシート積層体搬送方向へのレーザー照射点移動を行うことで、キャリッジ５２のＣＤ方向への進退速度を下げられ、本例以外の様々な融着パターンへの対応度が高まるほか、レーザー照射点とシート積層体の相対速度を下げられるため、融着に必要なレーザーの出力を下げることができる。

第１実施形態のレーザー式接合装置１及びそれを用いたシート融着体７の製造方法によれば、回転ロール２の周面に連続走行するシート積層体３を沿わせることで、シート積層体３を構成するシート３１、３２どうしを密着させることができ、それらが密着した状態のシート積層体３に対して、該回転ロール２の内側からレーザー光５１を照射して、シート積層体３内のシート３１，３２どうしを融着させるため、シート積層体３内のシート３１，３２どうしを強固に接合することができる。また、回転ロール２周面への伝熱によりシート積層体３のレーザー光照射側の表面の温度上昇を抑制し、該表面に硬い溶融固化部が形成されるのを防止することができる。
また、レーザー光の照射点Ｐをシート積層体３の搬送方向に移動させることで、キャリッジ５２の移動速度を低下させ、融着部７３，７５，７７及び７９の様にＣＤ方向にほぼ平行な形態など照射点のＭＤ方向への移動がなければ、機械的には実現不可能な移動速度となる形態にも対応できる。

また、レーザー光の照射点Ｐを搬送方向に移動させることにより、融着部７３，７５，７７及び７９をレーザー光で走査する時間を長くとることができるので、シートどうしの十分な融着強度を得られる速度まで前記相対速度Ｖを下げることも可能になる。
さらに、相対速度を下げることで必要となるレーザー光の出力最大値も低下させることができるので、レーザー発振器の小容量化、装置の省スペース化、省コスト化が図れる。
また、相対速度によるレーザー光出力の制御と合わせて各融着部位の融着強度のばらつきを低下させることができる。
レーザー光によるシートどうしの融着は、レーザー光の照射点を、シート積層体の搬送方向に移動させながら行うことが好ましく、その場合、該搬送方向及び該搬送方向と直交する方向の両方向に移動させながら行うこともできるし、該搬送方向には移動させ、該搬送方向と直交する方向には移動させずに行うこともできる。

レーザー光は、ＣＯ₂レーザー、ＹＡＧレーザー等をシート積層体３の材料樹脂の吸収特性により用いることができるが、樹脂に対する加熱作用性や高出力化の点から、ＣＯ₂レーザーが好ましい。
回転ロール２のレーザー透過部を形成する材料としては、使用するレーザー光を透過するものを特に制限なく用いることができる。例えば、ＣＯ２レーザーを透過し、赤外線光学部品に用いられるジンクセレンやシリコン、ＹＡＧレーザーに用いられる石英ガラスなどが上げられる。

また、シート積層体３が回転ロール２の周囲に密着する範囲は、回転ロール２の周方向の全周に亘って密着する場合を３６０度とした場合に、シート間が密着する長さを得るため４５度以上が望ましく、特に９０〜１８０度の範囲が好ましい。

第１実施形態におけるシート積層体３は、生理用ナプキンの肌当接面を形成する表面シートの原反である帯状のシート３２と、非肌当接面を形成する裏面シートの原反であるシート３１との間に、吸収体３３が間欠的に配置されたものであり、得られたシート融着体７は、融着部７の外側で任意の手段で切断されて生理用ナプキンを生じるものである。
シート積層体に含まれて互いに融着されるシートとしては、各種製法による不織布、不織布化されていない繊維ウエブ、織物、これら２以上の積層体等が挙げられる。それらのシートの一方又は双方は、熱可塑性樹脂からなる繊維を含むことが好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリアミド等が挙げられ、これらの２以上の樹脂からなる複合繊維等を用いることもできる。また加熱作用を促進するために、これらの樹脂に、照射するレーザー光を吸収し発熱する、例えばカーボンや赤外線レーザーにおける（株）ＢＳＦジャパン製のＬｕｍｏｇｅｎＩＲ（商品名）などの吸収剤を添加したり、融着面に塗布しておこなうこともできる。

図６及び図７は、本発明の第２実施形態を示す図である。
第２実施形態においては、パンツ型使い捨ておむつを連続して製造する製造ラインにおいて、該おむつが幅方向に連続した構成のおむつ連続体３４（シート積層体）に対して、第２実施形態に係るレーザー式接合装置１Ａを用いて融着部３５，３５を形成している。第２実施形態で形成する融着部３５，３５は、おむつ連続体３４を個々のおむつに分断した後には、個々のおむつの側部に位置するサイドシール部となるものである。サイドシール部は、着用者の背側に配される背側部の両側縁部と腹側に配される腹側部の両側縁部とを接合して、ウエスト開口部及び一対のレッグ開口部を形成するものである。

第２実施形態における回転ロール２Ａは、図６及び図７に示すように、周面の一部に、レーザー光透過性の材料からなる小窓状のレーザー透過部２２が形成されている。
回転ロール２Ａの内部には、異なる回転軸回りに回転する、搬送方向走査用の反射ミラー及び該搬送方向と直交する方向走査用の反射ミラーとを備えたレーザー光走査手段５４が配されており、照射ヘッド５０から照射されたレーザー光が、該レーザー光走査手段５４により方向を制御されて、おむつ連続体３４に対して照射される。レーザー式接合装置１Ａには、このような構成のレーザー照射機構が二組設けられており、それぞれのレーザー照射機構が、おむつ連続体３４のおむつ連結部にレーザー光を照射することで、おむつ連結部に、２本の直線状の融着部（サイドシール部）３５，３５が、それぞれ、おむつ連続体３４の搬送方向に直交する方向に延びて形成される。

第２実施形態においては、近接させて２本の融着部（サイドシール部）３５，３５を形成するために、レーザー光走査手段５４により、２本のレーザー光５１の照射点Ｐを、それぞれ、回転ロール２Ａの回転速度及びおむつ連続体３４（シート積層体）の搬送速度と同速度で該搬送方向（図６中Ｂ方向）に移動させると共に該搬送方向と直交する方向に移動させる。図７中に、２本のレーザー光５１のそれぞれが、おむつ連続体３４（シート積層体）に当たる点（照射点）の軌跡をＰＡで示した。
また、２本の直線上融着部を形成するには、レーザー照射機構１台で行っても良い。この場合、照射点ＰＡを、該搬送方向（図６中Ｂ方向）におむつ連続体３４の搬送速度と同速度で移動させると共に該搬送方向と直交する方向に位置をずらして往復移動させる。

第２実施形態のレーザー式接合装置１Ａ及びそれを用いたシート融着体の製造方法によれば、第１実施形態のレーザー式接合装置１及びそれを用いたシート融着体の製造方法と同様の効果が奏される。

、
第２実施形態のレーザー式接合装置１Ａ及びそれを用いたシート融着体の製造方法によれば、回転ロール２の周面に連続走行するおむつ連続体３４を沿わせることによりおむつ連続体３４を構成するシートどうしを密着させることができる。それらが密着した状態のおむつ連続体３４に対して、該回転ロール２の内側からレーザー光５１を照射して、おむつ連続体３４内のシートどうしを融着させるため、おむつ連続体３４内のシートどうしを強固に接合することができる。また、回転ロール２周面への伝熱によりおむつ連続体３４のレーザー光照射側の表面に硬い溶融部が形成されるのを防止することができる。
また、第２実施形態では周面の一部のみがレーザー透過性であるため、ジンクセレンなどの比較的高価なレーザー透過性材料を使用しても、安価に製作できる。
なお、２本の融着部（サイドシール部）３５，３５を形成した後のおむつ連続体３４は、後の工程において、近接する２本の融着部３５，３５間で切断されて、個々のパンツ型使い捨ておむつとなる。

本発明のシート融着体の製造方法やレーザー式接合装置で得られるシート融着体の用途は特に制限されず、融着強度が高いこと及び／又は融着部が比較的柔軟であるという特性を活かして様々な用途に用いることができる。
一例を挙げれば、シート融着体の製造方法やレーザー式接合装置は、吸収性物品の製造工程に組み込んで用いることができ、また、吸収性物品の製造ラインとは別に行う吸収性物品の構成部材の製造に用いることもできる。

吸収性物品は、主として尿や経血等の人体から排出される液の吸収保持に用いられるものである。吸収性物品としては、例えば使い捨ておむつ、生理用ナプキン、パンティライナー（下り物シート）、失禁パッド等が包含されるが、これらに限定されるものではなく、人体から排出される液の吸収に用いられる物品を広く包含する。
吸収性物品は、典型的には、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び両シート間に介在配置された液保持性の吸収体を具備している。吸収性物品は更に、該吸収性物品の具体的な用途に応じた各種部材を具備していてもよい。そのような部材は当業者に公知である。例えば吸収性物品が使い捨ておむつや生理用ナプキン等である場合には、表面シート上の左右両側部に一対又は二対以上の立体ガードを配置することができる。

吸収性物品やその構成部材の製造に、本発明のシート融着体の製造方法やレーザー式接合装置を用いる場合、２枚のシートの組み合わせの例としては、表面シートと裏面シート、立体ガード形成用シートと表面シート、立体ガード（立体ギャザー）形成用シートと裏面シート、表面シートとその下に配されるサブレイヤー、表面シート又は裏面シートとウイング部形成用シート等が挙げられる。また、表面シート、裏面シート、立体ガード形成用シート、ウイング部形成用シート等の、吸収性物品を構成するシートに２枚又は３枚以上のシートからなるシート積層体を用いる場合、そのシート積層体を構成するシートどうしの接合に、本発明のシート融着体の製造方法やレーザー式接合装置を用いることもできる。吸収性物品の製造方法に関し、特に説明しない点は、常法に従って行うことができる。
融着部が比較的柔軟である特性から、シート融着体を、吸収性物品の肌に当接される部位（液吸収面、立体ガード、ウイング部等）に用いることも好ましい。また、おむつの外表面を形成する部位に用いることも、肌触り等の観点から好ましい。

以上、本発明の第１及び第２実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
例えば、シート積層体は、２枚のシートが重ねられたものの他、３枚、４枚、更には５〜１０枚のシートが重ねられたものであっても良い。また、融着されるシートは、３枚以上のシートのうちの２枚等であっても良い。

また、回転ロールの周面の一部がレーザー透過部である形態には、周方向の一部がレーザー透過部である形態、回転ロールの回転軸方向の一部がレーザー透過部である形態、周方向の一部で且つ回転軸方向の一部がレーザー透過部である形態が含まれる。また周面の一部がレーザー透過部である形態には、透過部に耐熱ガラスなどの透過性材料を含まない形態も含まれる。

また、シート積層体を、回転ロールの周面に沿った形状に変形させる搬送機構は、回転ロールの外方側から加圧せずに、シート積層体を回転ドラムの周面に巻きかけて搬送する機構であっても良い。その場合、回転ロール２の上流にシート積繊体３を搬送する入側搬送ロールと回転ロール２の下流にシート積繊体３を搬送する出側搬送ロールを設け、それぞれを駆動し、回転ロール２との速比を変更することでシート積層体３に適切な張力を与え、回転ロール２にシート積層体３を密着させ、シート積層体３を構成するシートどうしを密着させることができる。また、ベルト４２を用いずに多数のロールによりシート積層体３を回転ロール２に押しつけるものであっても良い。更に、ベルト式加圧装置を用いる場合であっても、ベルトを２本のロール又は４本以上のロールに架け渡したものでも良い。

回転ロールは、シャフトがモータにより回転されることで回転駆動されるものに限られず、他の機構によって回転駆動されるものであっても良い。更に、公知の搬送機構によって搬送されるシート積層体が、回転ロールに接触することにより、該回転ロールが従動して回転するものであっても良い。

また、一実施形態においては、融着部７ａを、その接線が、シート積層体３の搬送方向ＭＤ及びその直交方向ＣＤの両方向に対して４５度をなす点を境に融着部７３〜７９に分割し、シート積層体３の搬送方向ＭＤの成分ｂより該搬送方向と直交する方向ＣＤの成分ａが大きい場合に、レーザー光５１の照射点Ｐを回転ロール２の回転方向に移動させたが、回転方向への移動は、照射点ＰのＣＤ方向、ＭＤ方向の速度、加速度及びこれらを合成した速度、加速度にしきい値を設け、これらの比較によって開始しても良いし、回転ロール２の回転位置で開始しても良い。

また、融着と同時に切断するものであっても良い。
上述した一の実施形態における説明省略部分及び一の実施形態のみが有する要件は、それぞれ他の実施形態に適宜適用することができ、また、各実施形態における要件は、適宜、実施形態間で相互に置換可能である。

１，１Ａレーザー式接合装置
２回転ロール
３シート連続体
４ベルト式加圧装置（加圧装置）
４２ベルト
５レーザー照射機構
５０照射ヘッド
５１レーザー光
５２キャリッジ
５３反射ミラー
７シート融着体

Claims

複数枚のシートが重ねられたシート積層体を、周面にレーザー光透過性部を有する回転ロールの該周面に沿った形状に変形させて搬送しながら、該シート積層体に対して該回転ロールの内側からレーザー光を照射し、該シート積層体内のシートどうしを融着させる工程を具備する、シート融着体の製造方法。
前記シート積層体内のシートどうしの融着を、前記レーザー光の照射点を、前記シート積層体の搬送方向及び／又は該搬送方向と直交する方向に移動させながら行う、請求項１記載のシート融着体の製造方法。
前記シート積層体の搬送方向と直交する方向の成分を含む融着部の形成を、該レーザー光の照射点を、該搬送方向に移動させると共に該搬送方向と直交する方向に移動させ、該搬送方向ＭＤにおける、該シート積層体と該レーザー光の照射点との相対速度を遅くしながら行う、請求項１記載のシート融着体の製造方法。
周面の全体又は一部がレーザー光透過性の材料からなる回転ロールと、複数枚のシートが重ねられたシート積層体を、回転ロールの前記周面に沿った形状に変形させつつ搬送する搬送機構と、該回転ロールの内側から前記シート積層体に対してレーザー光を照射するレーザー照射機構とを具備する、レーザー式接合装置。
前記搬送機構が、前記シート積層体を、前記回転ロールの前記周面に押しつける加圧装置を備えている、請求項４記載のレーザー式接合装置。
前記レーザー照射機構は、レーザー光の照射点を、シート積層体の搬送方向に移動させつつ該搬送方向と直交する方向に移動させ得るようになされている、請求項３記載のレーザー式接合装置。
シートどうしをレーザー光により融着する接合工程を有する吸収性物品の製造方法。