JP2016064503A - シート融着体の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シール縁部を構成するシートの枚数や厚みが該シール縁部に沿う方向において異なっていても、該シール縁部を首尾よく形成することができるシート融着体の製造方法及び装置を提供すること。【解決手段】シート積層体１０をその長手方向にわたって第１面２１ａ上に支持する支持部材と；支持部材２１の第２面２１ｂ側に配置された照射ヘッド３０と；を具備する。支持部材２１はレーザー光３０の通過可能なスリット状の開口部２７を有する。開口部２７に対応する位置で、シート積層体１０を支持部材２１に向けて加圧する加圧ヘッド２６を、支持部材２１における第１面側の位置に配置する。加圧ヘッド２６は、開口部２７に沿って配列された複数の加圧部５２ａ−５２ｅを備える。加圧部５２ａ−５２ｅは、シート積層体１０を加圧する加圧時間を個別に制御可能になっている。【選択図】図６

Description

本発明は、シート融着体の製造装置及び製造方法に関する。

本出願人は先に、複数枚のシートの縁部が重なった状態で融着したシール縁部を有するシート融着体の製造方法を提案した（特許文献１参照）。この方法においては、複数枚のシートが重ねられた帯状のシート積層体の一方の面を、レーザー光が通過可能な光通過部を有する支持部材に当接させ、加圧状態となった該帯状のシート積層体に対して、該支持部材側から該光通過部を介して、該シート積層体を構成するシートに吸収され該シートを発熱させる波長のレーザー光を照射することにより、該帯状のシート積層体を分断するのと同時に、その分断によって生じた前記加圧状態にある複数枚のシートの切断縁部どうしを融着させて前記シール縁部を形成している。

特開２０１３−２５６１０９号公報

特許文献１に記載の製造方法によれば、シール縁部の柔軟性、肌触りに優れ、かつ実用上十分な融着強度を有するシート融着体を得ることができる。しかし、シート積層体は、その分断予定部分が、ベルト状の加圧部材で加圧された状態下に、レーザー光が線状に照射されて分断が生じるので、レーザー光の照射から加圧状態が解除されるまでの時間が、分断予定部分の各部において相違することになる。そのことに起因して、融着強度に差異が生じる可能性がある。

また、シール縁部を構成するシートの枚数や厚みが、該シール縁部に沿う方向において異なっている場合、シートの枚数が多い部位と少ない部位との間や、厚みが大きい部位と小さい部位との間で、融着強度に差異が生じる可能性がある。

したがって本発明の課題は、前述した従来技術を用いる場合よりも性能が更に向上したシート融着体を製造し得る装置及び方法を提供することにある。

本発明は、複数枚のシートの縁部が重なった状態で融着したシール縁部を有するシート融着体の製造装置であって、
第１面及びそれと反対側に位置する第２面を有し、少なくとも一部に樹脂材を含む複数枚のシートが重ねられた帯状のシート積層体をその長手方向にわたって第１面上に支持する支持部材と、
前記支持部材における第２面側に配置され、かつレーザー光を集光するレンズを有する照射ヘッドとを具備し、
前記支持部材が、第２面側から照射されたレーザー光の通過可能な、前記シート積層体の幅方向に長いスリット状の開口部を有しており、
前記スリット状の開口部に対応する位置で、前記シート積層体を前記支持部材に向けて加圧する加圧ヘッドを、該支持部材における第１面側の位置に配置し、
前記加圧ヘッドは、前記スリット状の開口部に沿って配列された複数の加圧部を備え、
複数の前記加圧部は、前記シート積層体を加圧する加圧時間を個別に制御可能になっている、シート融着体の製造装置を提供するものである。

また本発明は、複数枚のシートの縁部が重なった状態で融着したシール縁部を有するシート融着体の製造方法であって、
第１面及びそれと反対側に位置する第２面を有する支持部材における第１面上に、少なくとも一部に樹脂材を含む複数枚のシートが重ねられた帯状のシート積層体をその長手方向にわたって支持させるとともに、該シート積層体をその幅方向にわたって加圧し、
前記支持部材における第２面側に配置され、かつレーザー光を集光するレンズを有する照射ヘッドから、該支持部材の第１面上に支持された前記シート積層体における加圧部位に向けてレーザー光を照射して、該シート積層体をその幅方向にわたって分断するのと同時に、この分断の縁部を重なった状態で融着して前記シール縁部を形成する工程を有し、
前記加圧部位に前記レーザー光を照射してから該加圧部位の加圧状態が解除されるまでの時間を、前記シート積層体の幅方向において異ならせる、シート融着体の製造方法を提供するものである。

本発明によれば、シール縁部の融着強度を均一にし得るシート融着体の製造装置及び製造方法が提供される。

図１は、本発明に従い製造されるシート融着体の一例としてのパンツ型使い捨ておむつを模式的に示す斜視図である。 図２は、図１のＩ−Ｉ線断面を模式的に示す断面図である。 図３は、図１に示すおむつの展開かつ伸長状態を模式的に示す平面図である。 図４は、図１に示すおむつの製造における、おむつ連続体の製造工程を模式的に示す斜視図である。 図５は、本発明のシート融着体の製造装置の一実施形態としてのパンツ型使い捨ておむつの製造装置を模式的に示す斜視図である。 図６は、図５に示すパンツ型使い捨ておむつの製造装置における加圧ヘッドを模式的に示す模式図である。 図７は、図５に示す製造装置における、支持部材の回転軸を通る断面の構造を模式的に示す断面図である。 図８は、図５に示すパンツ型使い捨ておむつの製造装置における加圧ヘッドの別の実施形態を模式的に示す分解斜視図（図６相当図）である。 図９は、支持部材の周面に沿って周回する加圧部の揺動運動の状態を示す模式図である。 図１０は、図６及び図８に示す加圧ヘッドの別の実施形態を示す模式図である。 図１１（ａ）ないし（ｃ）は、それぞれ、図５に示すレーザー式接合装置を用いておむつ連続体（帯状の外装体）を分断するのと同時にサイドシール部（シール縁部）を形成する様子を説明する説明図である。

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。以下の実施形態では、本発明における製造の対象物であるシート融着体、すなわち、複数枚のシートの縁部が重なった状態で融着したシール縁部を有するシート融着体として、一対のサイドシール部を有する外装体を具備するパンツ型使い捨ておむつを例にとり本発明を説明する。

図１ないし図３には、本発明に従い製造されたパンツ型使い捨ておむつ１が示されている。おむつ１は、吸収性本体２と、おむつ１の外面を形成する外装体３とを備え、前身頃Ｆ（腹側部１Ａ）における外装体３の縦方向Ｘに沿う左右両側縁部Ａ１，Ａ１と後身頃Ｒ（背側部１Ｂ）における外装体３の縦方向Ｘに沿う左右両側縁部Ｂ１，Ｂ１とが接合されて一対のサイドシール部４，４、ウエスト開口部８及び一対のレッグ開口部９，９が形成されている。外装体３は、吸収性本体２の非肌当接面側に位置して該吸収性本体２を固定している。

おむつ１は、図３に示す如き展開かつ伸長状態の平面視において、着用者の前後方向に相当する縦方向Ｘとこれに直交する横方向Ｙとを有している。おむつ１は、着用時に股下部に配される股下部１Ｃ並びにその縦方向Ｘの前後に位置する腹側部１Ａ及び背側部１Ｂに区分することができる。股下部１Ｃにおける外装体３は、その縦方向Ｘに沿う左右両側縁部にレッグ開口部９，９形成用の凹欠部が形成されている。また、おむつ１は、図３に示すように、おむつ１を縦方向Ｘに二分する仮想中心線ＣＬを境にして、前身頃Ｆと後身頃Ｒとに区分することができる。

なお、本明細書において、肌当接面は、パンツ型使い捨ておむつ１又はその構成部材（例えば吸収性本体）における、着用時に着用者の肌側に向けられる面であり、非肌当接面は、パンツ型使い捨ておむつ１又はその構成部材における、着用時に着用者の肌側とは反対側（着衣側）に向けられる面である。おむつ１において、縦方向Ｘは、使い捨ておむつ又はその構成部材である吸収性本体２の長辺に沿う方向（長手方向）に一致し、横方向Ｙは、使い捨ておむつ又はその構成部材である吸収性本体２の幅方向に一致する。

吸収性本体２は、図３に示すように、一方向（縦方向Ｘ）が相対的に長い縦長の形状を有しており、肌当接面を形成する表面シート２ａと、非肌当接面を形成する裏面シート２ｂと、これら両シート間に介在配置された液保持性の吸収体２ｃとを具備し、該吸収体２ｃは、縦方向Ｘと同方向に長い形状を有している。吸収性本体２は、その長手方向を、展開かつ伸長状態におけるおむつ１の縦方向Ｘに一致させて、外装体３の中央部に公知の接合手段（接着剤等）により接合されている。ここで、展開かつ伸長状態とは、サイドシール部を引き剥がして、おむつを展開状態とし、その展開状態のおむつを、各部の弾性部材を伸長させて、設計寸法（弾性部材の影響を一切排除した状態で平面状に広げたときの寸法と同じ）となるまで広げた状態をいう。

外装体３は、図２及び図３に示すように、おむつ１の外面（外装体３の非肌当接面）を形成する外層シート３１と、該外層シート３１の内面側に配され、おむつ１の内面（外装体３の肌当接面）を形成する内層シート３２と、両シート３１，３２間に接着剤により固定された複数本の糸状又は帯状の弾性部材５，６，７とを含んで構成されている。両シート３１，３２間は、所定部位において接着剤又はヒートシール等（図示せず）によって接合されている。

外装体３（外層シート３１、内層シート３２）は、樹脂材を含み、該樹脂材を主成分として形成されている。外装体３（外層シート３１、内層シート３２）の一例として、樹脂材としてポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン等の熱融着性の合成樹脂を含み、不織布、フィルム、不織布とフィルムとのラミネートシート等からなるものが挙げられる。不織布としては、エアースルー不織布、ヒートロール不織布、スパンレース不織布、スパンボンド不織布、メルトブローン不織布等が挙げられる。

おむつ１における一対のサイドシール部４，４は、図２に示すように、それぞれ、前身頃Ｆにおける外装体３の縁部と後身頃Ｒにおける外装体３の縁部が、サイドシール部４の長手方向に延在する連続線状の融着部４０で結合したシール縁部４１を有している。おむつ１におけるシール縁部４１は、サイドシール部４，４のそれぞれにおいて、ウエスト開口部８とレッグ開口部９との間の全長にわたって連続して形成されている。シール縁部４１における融着部４０は、外装体３を構成する複数枚のシート（外層シート３１、内層シート３２）の縁部が重なった状態で、それらのシートの構成樹脂が溶融固化して形成されている。

以上の構成を有するパンツ型使い捨ておむつ１は、以下に説明する装置を用いた方法によって製造することができる。おむつ１の製造方法は、前身頃側と後身頃側とを重ねた状態の帯状の外装体３におけるサイドシール部の形成予定部位を加圧状態にする重合加圧工程と、加圧状態にあるサイドシール部の形成予定部位に、走行する外装体３の搬送方向Ｄと交差する方向に延在する光通過部２７を介してレーザー光を照射することにより、該外装体３を分断するとともに、その分断によって生じた、積層状態の外装体の切断縁部どうしを融着させてサイドシール部４を形成するサイドシール部形成工程とを具備している。また、重合加圧工程の前に、帯状の外装体３（外層シート３１、内層シート３２）に吸収性本体２を固定する本体固定工程を具備している。

具体的には、おむつ１の製造方法においては、図４に示すように、前記重合加圧工程において、帯状の外装体３（外層シート３１、内層シート３２）をその幅方向に折り畳むことにより、吸収性本体２が固定された帯状の外装体３の前身頃側と後身頃側とを重ね合わせ、それによって、「サイドシール部が形成されていないパンツ型使い捨ておむつの前駆体が一方向に連なってなる、おむつ連続体１０」を製造する。そして、前記サイドシール部形成工程において、このおむつ連続体１０における帯状の外装体３を、図５に示す装置を用い、レーザー光３０の照射により、個々に分断（溶断）するのと同時に、その分断によって生じた、積層状態の複数枚の外装体３（外層シート３１、内層シート３２）の切断縁部どうしを融着して、一対のサイドシール部４，４を有する外装体３を具備するパンツ型使い捨ておむつ１を連続的に製造する。

より詳細に説明すると、先ず、図４に示すように、原反ロール（図示せず）から連続的に供給される帯状の外層シート３１と、原反ロール（図示せず）から連続的に供給される帯状の内層シート３２の間に、ウエストギャザーを形成するウエスト部弾性部材５、胴回りギャザーを形成する胴回り部弾性部材６及びレッグギャザーを形成するレッグ部弾性部材７を、所定の伸長率に伸長させた伸長状態で各々複数本配する。このとき、レッグ部弾性部材７は、シートの流れ方向とは直交して往復運動する公知の揺動ガイド（図示せず）を介して、所定の脚周りパターンを形成しながら配される。また、帯状の外層シート３１及び帯状の内層シート３２には、それらを重ね合わせる前に、両シート３１，３２のいずれか一方又は双方の対向する面の所定部位に、接着剤塗工機（図示せず）によりホットメルト型接着剤を塗工する。外層シート３１は、内層シート３２よりも幅方向（長手方向と直交する方向）の長さが長くなっており、それによって両シート３１，３２を重ね合わせたときに、外層シート３１の各側縁は内層シート３２の各側縁から外方に延出する。なお、ウエスト部弾性部材５、胴回り部弾性部材６等の弾性部材が、両シート３１，３２における、レーザー光の照射によって分断される部分（サイドシール部４の形成予定部分、後述する図１１中符号１０Ｃで示す分断予定部分）を跨ぐように伸長状態で配されている場合、その分断後の該弾性部材の大幅な縮みや該弾性部材の抜け等の不都合を回避するために、該部分及びその近傍に接着剤を塗工しておくことが好ましい。ウエスト部弾性部材５及び胴回り部弾性部材６には、両シート３１，３２間に配される前に、接着剤塗工機（図示せず）によりホットメルト型接着剤を間欠的に塗工してもよい。

そして、図４に示すように、一対のニップロール１１，１１の間に、ウエスト部弾性部材５、胴回り部弾性部材６及びレッグ部弾性部材７を伸長状態で挟み込んだ帯状の外層シート３１及び帯状の内層シート３２を送り込んで加圧することにより、帯状シート３１，３２間に複数本の弾性部材５，６，７が伸長状態で配された帯状の外装体３を形成する。また、この外装体３の形成工程においては、隣り合う２本の胴回り部弾性部材６，６間において帯状の外層シート３１と帯状の内層シート３２とを接合する複数の接合部（図示せず）を、凸ロール１２とこれに対応するアンビルロール１３等の接合手段を用いて形成する。

その後、必要に応じて、弾性部材プレカット手段（図示せず）を用いて、後述する吸収性本体２を配する位置に対応させて、複数本の胴回り部弾性部材６及び複数本のレッグ部弾性部材７を押圧して、収縮機能が発現されないように個々複数個に分断する。前記弾性部材プレカット手段としては、例えば、特開２００２−２５３６０５号公報に記載の複合伸縮部材の製造方法に用いる弾性部材分断部等が挙げられる。

次いで、図４に示すように、別工程で製造された吸収性本体２に予めホットメルト接着剤等の接着剤を塗工し、該吸収性本体２を９０度回転させて、帯状の外装体３を構成する内層シート３２上に間欠的に供給して固定する（本体固定工程）。そして、図４に示すように、吸収性本体２が配置された帯状の外装体３におけるレッグ部弾性部材７で環状に囲まれた環状部の内側にレッグホールＬＯ’を形成する。このレッグホール形成工程は、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を用いて実施することができる。

次いで、帯状の外装体３をその幅方向（外装体３の搬送方向と直交する方向）に折り畳む。より具体的には、図４に示すように、帯状の外装体３における外層シート３１における搬送方向に沿う両側部３ａ，３ａを、吸収性本体２の長手方向両端部を覆うように折り返して吸収性本体２の長手方向両端部を固定する。引き続き、外装体３を吸収性本体２とともにその幅方向に２つ折りする（重合加圧工程における重合工程）。こうして、おむつ連続体１０が得られる。おむつ連続体１０においては、ウエスト開口部８の開口端部及びその近傍が、６枚のシートが重ねられた６層構造部分となり、それ以外の部分が、４枚のシートが重ねられた４層構造部分となる。６層構造部分は、おむつの前身頃及び後身頃のそれぞれについて、外層シート３１、内層シート３２及び外層シート３１の折り返し部分が積層された３層構造を二重にした構造になっている。４層構造部分は、おむつの前身頃及び後身頃のそれぞれについて、外層シート３１及び内層シート３２が積層された２層構造を二重にした構造になっている。

こうして製造されたおむつ連続体１０に対して、図５に示すように、レーザー式接合装置２０を用いてレーザー光を照射して一対のサイドシール部４，４を形成し（サイドシール部形成工程）、一対の該サイドシール部４を有する外装体３を具備するパンツ型使い捨ておむつ１を連続的に製造する。

レーザー式接合装置２０について説明すると、レーザー式接合装置２０は、図５に示すように、矢印Ｄ方向に回転可能に駆動される中空の円筒ロール２３と、円筒ロール２３の中空部に配され、円筒ロール２３の周面部を形成する円筒状の支持部材２１に向けてレーザー光３０を照射する照射ヘッド３５とを備えている。照射ヘッド３５はレーザー光３０を集光するレンズを有している。支持部材２１は、外方を向く第１面２１ａと内方を向く第２面２１ｂとを有する。前記の照射ヘッド３５は、支持部材２１における第２面２１ｂ側に配置されている。

支持部材２１は、円筒ロール２３の周面部（被加工物との当接部）を形成しており、円筒ロール２３の回転軸方向両端部を形成する一対の環状の枠体（図示せず）間に挟持固定されている。支持部材２１は、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、銅等の金属材料又はセラミックス等の耐熱性を有する材料からなる。

支持部材２１は、レーザー光が通過可能な光通過部２７を有している。支持部材２１は、図５に示すように、光通過部として、該支持部材２１を厚み方向に貫通するスリット状の開口部２７を有している。開口部２７は、平面視して矩形形状を有し、その長手方向を、おむつ連続体１０（帯状の外装体３）の搬送方向Ｄと交差する方向、より具体的には、円筒ロール２３の回転軸の軸長方向と平行な方向に一致させて延びており、円筒状の支持部材２１の周方向（搬送方向Ｄ）に沿って所定間隔を置いて複数設けられている。支持部材２１は、開口部２７ではレーザー光を通過させる一方、開口部２７以外の部分ではレーザー光を通過（透過）させない。支持部材２１に開口部２７を形成する方法としては、１）環状の枠体（図示せず）の周長と同じ長さの単一の環状部材からなる支持部材２１の所定箇所にエッチング、パンチング、レーザー加工等により開口部２７を穿設する方法、２）支持部材２１として、単一の環状部材に代えて、湾曲した矩形形状の部材を複数用い、それら複数の部材を、一対の枠体（図示せず）間に、該枠体の周方向に所定間隔を置いて配置する方法が挙げられる。

レーザー式接合装置２０は、上述した支持部材２１及び照射ヘッド３５に加えて、複数の加圧ヘッド２６を備えている。加圧ヘッド２６は、上述した支持部材２１の第１面２１ａ上に支持されたおむつ連続体１０を、スリット状の開口部２７に対応する位置で、支持部材２１に向けて加圧するために用いられる。各加圧ヘッド２６は、円筒ロール２３の回転軸の延長線上に回転軸を持ち、円筒ロール２３に隣接して配置された第２円筒ロール２５の周面に配置されている。第２円筒ロール２５は、円筒ロール２３と同期して回転する。なお、図５においては、各加圧ヘッド２６が、円筒ロール２３とは別部材である第２円筒ロール２５に取り付けられているが、これに代えて、各加圧ヘッド２６を円筒ロール２３に取り付けることも可能である。

第２円筒ロール２５が円筒ロール２３と同期して回転することで、各加圧ヘッド２６は、円筒ロール２３の円筒を構成する支持部材２１の回転方向と同方向に、かつ支持部材２１の周速と同速で、支持部材２１の周面に沿って周回可能になっている。

図６には、加圧ヘッド２６の構造が模式的に示されている。加圧ヘッド２６は、長手方向Ｘ_１及びそれと直交する幅方向（図示せず）とを有し、長手方向Ｘ_１に沿って縦長の形状をしている。幅方向は、図６における紙面と直交する方向である。加圧ヘッド２６はその長手方向Ｘ_１が、円筒状の支持部材２１の周方向、すなわちおむつ連続体１０の搬送方向と直交し、かつ幅方向が、円筒状の支持部材２１の周方向、すなわちおむつ連続体１０の搬送方向と同方向を向くように配置される。加圧ヘッド２６は、ハウジング５０を有している。ハウジング５０は中空の略直方体をしており、その底部、すなわち加圧状態においておむつ連続体１０と対向する部位が開口している。ハウジング５０は長手方向Ｘ_１の一端に先端部５１ａを有し、かつ他端に後端部５１ｂを有している。

ハウジング５０内には複数の加圧部５２ａ−５２ｅが配置されている。これらの加圧部５２ａ−５２ｅは、加圧ヘッド２６の長手方向Ｘ_１、すなわちスリット状の開口部２７の延びる方向に沿って一列に配列されている。また、加圧部５２ａ−５２ｅは、加圧ヘッド２６によるおむつ連続体１０の加圧時に、開口部２７の形成位置に位置するように配置されている。

各加圧部５２ａ−５２ｅは、シート積層体１０を押圧する押圧部５３を有している。押圧部５３の下面は、おむつ連続体１０の押圧が可能なように平坦面になっている。一方、押圧部５３の上面にはシャフト５４が接続されている。押圧部５３は、シャフト５４を介してシリンダ機構５５に連結されている。そして押圧部５３は、シリンダ機構５５の進退によって、おむつ連続体１０に対して接離可能になっている。この動作を円滑に行うために、シャフト５４は、ハウジング５０内に設けられた支持板５０ａによって支持されている。

各シリンダ機構５５は個別に制御装置（図示せず）に接続されており、個別に動作できるようになっている。また、各シリンダ機構５５は、その進退の程度が個別に異なっているか、又は進退の程度がすべてのシリンダ機構５５で同じ場合には、シリンダ機構５５に連結されているシャフト５４の長さが異なるように調整されている。これによって、各加圧部５２ａ−５２ｄは、個別に加圧時間を制御可能になっている。

以上の構成を有する加圧ヘッド２６の動作を示す様子が図７に示されている。図７は、レーザー式接合装置２０の断面の要部を模式的に示すものである。同図は、円筒ロール２３及び支持部材２１の回転軸を通る縦断面図である。同図に示すとおり、加圧ヘッド２６は、その長手方向Ｘ_１の一端である後端部５１ｂにヒンジ構造の支持部２４を有している。支持部２４は、第２回転ロール２５に取り付けられている。そして加圧ヘッド２６は、支持部２４を支点として、支持部材２１の回転軸を通る面内、例えば図７における紙面内において揺動運動が可能になっている。加圧ヘッド２６が揺動運動を行う範囲は、図７に示すとおり、加圧ヘッド２６のハウジング５０が、支持部材２１の周面から十分に離間して、支持部材２１の周面に導入されるおむつ連続体１０と干渉しない状態（例えば図７においては、上側に示す加圧ヘッド２６が支持部材２１の周面と直交する状態）から、ハウジング５０の下面が、支持部材２１の周面と平行になる状態（図７における下側に示す状態）までの範囲である。この揺動範囲内において、加圧ヘッド２６は、支持部材２１の周面に沿って周回しながら揺動運動を行い、周回をしている間、該加圧ヘッド２６の押圧部（図示せず）が、支持部材２１の第１面２１ａに対して接離動作を繰り返すようになっている。

加圧ヘッド２６を揺動運動させるためには、公知の手段を適宜用いればよい。例えばカム機構を用いたり、シリンダ機構を用いたり、あるいはサーボモータを用いたりすることができる。

図８には、図６に示す加圧ヘッドの更に別の実施形態が示されている。同図に示す加圧ヘッド２６のハウジング５０内には複数の加圧部５２ａ−５２ｅが配置されている。各加圧部５２ａ−５２ｅは、おむつ連続体１０を押圧する押圧部５３と、該押圧部５３に連結するシャフト５４と、該シャフト５４の先端と当接するカム５６とを備えている。各カム５６は、板カムからなり、かつカムシャフト５７によって連結されている。カムシャフトは回転駆動源（図示せず）に接続されており、例えば図８中、矢印で示す方向に回転するようになっている。各カム５６がカムシャフト５７に取り付けられている向きは互いに異なっている。それによって各カム５６に対応する押圧部５３がおむつ連続体１０を加圧するタイミングは、押圧部５３ごとに異なっている。その結果、各加圧部５２ａ−５２ｄは、個別に加圧時間を制御可能になっている。

図８に示す実施形態では、各加圧部５２ａ−５２ｅが備えているシャフト５４の長さはいずれも同じになっているが、必要に応じシャフト５４の長さを異ならせてもよい。例えば多層部位１１０Ａと、少層部位１１０Ｂとで、加圧力を均一化する目的で、多層部位１１０Ａに対応する加圧部５２ａ，５２ｂにおけるシャフトの長さを、少層部位１１０Ｂに対応する加圧部５２ｃ−５２ｅにおけるシャフトの長さよりも若干短くすることができる。

図７に示す加圧ヘッド２の揺動運動の代わりに、別の運動を行わせて、該加圧ヘッド２６が支持部材２１の周面に沿って周回をしている間、該加圧ヘッド２６の加圧部５２ａ−５２ｅを、支持部材２１の第１面２１ａに対して接離動作させることもできる。例えば加圧ヘッド２６を、支持部材２１の径方向に沿った往復運動が可能に構成することができる。こうすることで、加圧ヘッド２６が支持部材２１の周面に沿って周回をしている間、該加圧ヘッド２６が支持部材２１の径方向に沿って往復運動を行い、それによって該加圧ヘッド２６が支持部材２１の第１面２１ａに対して接離動作を繰り返すようになる。この場合には、ハウジング５０の先端部５１ａをおむつ連続体１０に干渉しない形状にすることが有利である。加圧ヘッド２６を往復運動させる手段は、これを揺動運動させる手段と同様であり、例えばカム機構を用いたり、シリンダ機構を用いたり、あるいはサーボモータを用いたりすればよい。

図９は、支持部材２１の周面に沿って周回する各加圧ヘッド２６の揺動運動の状態を示す模式図である。なお同図において、支持部材２１の第１面２１ａに支持されているおむつ連続体１０は、支持部材２１から出て行くときには分断されて個々のおむつ１となっているが、説明の便宜上、同図においては連続体として描かれている。各加圧ヘッド２６は、支持部材２１の第１面２１ａにおける各々の位置に応じて状態が相違している。加圧ヘッド２６の状態は、支持部材２１の周方向に沿って見たとき、開放状態Ａ、揺動過程状態Ｂ１、加圧状態Ｃ及び揺動過程状態Ｂ２に大別される。なお、加圧ヘッド２６のこのような動作は、本発明の一例を示すものであり、加圧ヘッド２６がこれと異なる動作を行いおむつ連続体１０の分断を行うことは何ら妨げられない。

開放状態Ａは、支持部材２１の第１面２１ａから、製品であるおむつ１が離間し、かつ加工の対象であるおむつ連続体１０が支持部材２１の第１面２１ａに支持されるまでの扇形の範囲と概ね一致する。加圧状態Ｃは、開放状態Ａの範囲に対して１８０度反対側に位置し、かつ開放状態Ａの扇形の中心角よりも広い中心角をもつ扇形の範囲である。揺動過程状態は、支持部材２１の回転方向に沿って見たときに、開放状態Ａから加圧状態Ｃに遷移する間に現れる（揺動過程状態Ｂ１）とともに、加圧状態Ｃから開放状態Ａに遷移する間にも現れる（揺動過程状態Ｂ２）。

開放状態Ａとは、先に説明した図７における上側に示す状態のことであり、加圧ヘッド２６のハウジング５０が、支持部材２１の周面から十分に離間している全開状態である。製品であるおむつ１が支持部材２１から離間し、かつ加工の対象であるおむつ連続体１０が支持部材２１の第１面２１ａに支持されるまでの間を開放状態Ａとすることで、製品であるおむつ１の取り出しが容易に行える。また加工の対象であるおむつ連続体１０を容易に支持部材２１の第１面２１ａ上に導入することができる。

加圧状態Ｃとは、図７における下側に示す状態のことであり、加圧ヘッド２６のハウジング５０における下面が、支持部材２１の周面と平行になる状態である。この状態においては、支持部材２１の第１面２１ａ上に支持されたおむつ連続体１０が、加圧ヘッド２６によって確実に加圧され、その加圧状態下にレーザー光３０による溶断が行われるので、その後の融着を首尾よく行うことができる。

揺動過程状態Ｂ１においては、開放状態にあった加圧ヘッド２６の揺動が開始され、該加圧ヘッド２６が、支持部材２１の第１面２１ａに向けて接近する。一方、揺動過程状態Ｂ２においては、加圧状態にあった加圧ヘッド２６の揺動が開始され、該加圧ヘッド２６が、支持部材２１の第１面２１ａから離間する。

以上のとおり、本実施形態においては、１つの加圧ヘッド２６に着目したとき、該加圧ヘッド２６が支持部材２１の周面に沿って１回の周回運動をする間に、開放状態Ａ→加圧に向かう揺動過程状態Ｂ１→加圧状態Ｃ→開放に向かう揺動過程状態Ｂ２の動作を１周期の動作として行っている。

本実施形態においては、おむつ連続体１０のうち、レーザー光３０によって分断する分断予定部分では、レーザー光３０の照射は分断予定部分に沿って走査しながら行う。したがって、分断予定部分を仮に一つの押圧部材で加圧したとすると、加圧状態下にレーザー光３０を照射してから加圧状態を解除するまでの時間が、分断予定部分中で相違することになる。本明細書に言う加圧時間とは、おむつ連続体１０における分断予定部分が加圧された状態下に、レーザー光３０が照射されてから、加圧状態が解除されるまでの時間のことである。したがって、分断予定部分を仮に一つの押圧部材で加圧したとすると、レーザー光３０が最初に照射された部位の加圧時間が最も長くなり、レーザー光が最後に照射された部位の加圧時間が最も短くなる。このことに起因して、レーザー光３０による分断予定部分の分断後に、分断予定部分に沿った融着強度にばらつきが生じてしまう。このばらつきの発生を抑制するために、本実施形態においては、上述のとおり、加圧ヘッド２６に備えられた複数の押圧部５３の加圧時間を個別に制御可能にしている。

本実施形態においては、おむつ連続体１０の幅方向に沿って見たときに、レーザー光３０は、シートの積層枚数が相対的に多い部位（同図中、６層構造部分）である多層部位１１０Ａから、シートの積層枚数が相対的に少ない部位（同図中、４層構造部分）である少層部位１１０Ｂに向けて走査される。そこで図６及び図８に示すとおり、本実施形態では、多層部位１１０Ａと少層部位１１０Ｂとで、押圧部５３の加圧時間の調整を行っている。例えばこれらの図に示すとおり、多層部位１１０Ａを加圧する加圧部５２ａ，５２ｂと、少層部位１１０Ｂを加圧する加圧部５２ｃ−５２ｅとで加圧時間に差が生じないようにして、つまり加圧時間が同じになるようにして、融着強度を均一化している。

具体的には、多層部位１１０Ａにおいては、レーザー光３０が照射されたら直ちに加圧部５２ａ，５２ｂの押圧部５３をおむつ連続体１０から離間させて加圧状態を解除する。この場合、加圧部５２ａ，５２ｂによる加圧状態の解除は、レーザー光３０の走査順序に従い、先に加圧部５２ａによる加圧状態の解除を行い、引き続き加圧部５２ｂによる加圧状態の解除を行うことが好ましいが、加圧状態の解除を同時に行ってもよい。レーザー光３０の走査が進行し、少層部位１１０Ｂにレーザー光３０が照射されるようになったら、少層部位１１０Ｂを加圧する加圧部５２ｃ−５２ｅによる加圧状態を解除する。このとき、加圧部５２ｃ−５２ｅによる加圧状態の解除は、レーザー光３０の走査順序に従い、加圧部５２ｃ、５２ｄ、５２ｅの順で加圧状態の解除を行ってもよく、あるいは同時に行ってもよい。

以上のとおり、分断予定部分中の各部における加圧時間を均一化することで、各部の融着強度を均一化することができる。

また、先に述べたとおり、おむつ連続体１０は、ウエスト開口部８の開口端部及びその近傍が、６枚のシートが重ねられた６層構造部分からなる多層部位１１０Ａと、４枚のシートが重ねられた４層構造部分からなる少層部位１１０Ｂとからなる。つまり、おむつ連続体１０の幅方向に沿って見たとき、レーザー光３０によって分断する分断予定部分は、シートの構成枚数が異なっている。したがって、仮に多層部位１１０Ａと少層部位１１０Ｂとを同じように押圧すると、加圧力は多層部位１１０Ａの方が少層部位１１０Ｂよりも高くなる。そのことに起因して、仮に多層部位１１０Ａと少層部位１１０Ｂとを同じように押圧すると、分断予定部分に沿った融着強度にばらつきが生じてしまう。このばらつきの発生を抑制するために、本実施形態においては、加圧ヘッド２６に備えられた複数の押圧部５３の加圧力を個別に制御可能にして、分断予定部分中の各部の加圧力に差が生じないようにして、つまり加圧力が同じになるようにして、融着強度を均一化することが好ましい。この目的のために、シリンダ機構５５が発生する突き出し力や、カム５６によって発生する突き出し力を、多層部位１１０Ａに対応する部位に位置するものよりも、少層部位１１０Ｂに対応する部位に位置するものの方が高くなるようにすればよい。

分断予定部分に照射されるレーザー光３０は、先に述べたとおり、６層構造部分から４層構造部分の方向に走査することができる。この場合、６層構造部分と４層構造部分とで加圧力を同じにすると、シート枚数が多い６層構造部分の融着強度の方が、４層構造部分の融着強度よりも高くなってしまう。そこで本実施形態では、６層構造部分を加圧する加圧部５２ａ、５２ｂの加圧時間を、４層構造部分を加圧する加圧部５２ｃ−５２ｅの加圧時間よりも短くすることで、６層構造部分と４層構造部分とでの融着強度の均一化を図っている。

図１０には、図６及び図８に示す加圧ヘッドの別の実施形態が示されている。図６及び図８に示す加圧ヘッド２６においては、加圧部５２ａ−５２ｅが一列に配列されて、スリット状の開口部２７に対向するように支持部材２１に対して接離したが、図１０に示す実施形態においては、加圧ヘッド２６の加圧部５２ａ−５２ｅが二列に配列されている。そして二列に配列された加圧部５２ａ−５２ｅが、開口部（図示せず）を跨ぐように、該開口部に対向するようになっている。本実施形態によれば、図６及び図８に示す実施形態に比べ、空気の流路が確保しやすいので、レーザー光３０の照射によって発生することのあるヒューム等の熱分解生成物を集塵する機構を設けることが容易になる。

図１１（ａ）ないし（ｃ）は、上述した加圧ヘッド２６によっておむつ連続体１０（帯状のシート積層体）を加圧した状態下に、該おむつ連続体１０を分断するのと同時にサイドシール部４（シール縁部）を形成する様子を説明する図である。図１１（ａ）には、おむつ連続体１０のレーザー光３０による分断予定部分１０Ｃ（サイドシール部４の形成予定部位）及びその近傍が模式的に示されている。図示の態様におけるおむつ連続体１０の分断予定部分１０Ｃは、おむつ連続体１０の吸収性本体２が配置されていない領域における長手方向（搬送方向Ｄ）の中央である。斯かる分断予定部分１０Ｃは、ウエスト開口部８（図１参照）の開口端部及びその近傍が、６枚のシートが重ねられた６層構造部分、それ以外の部分が、４枚のシートが重ねられた４層構造部分となっている。なお、４層構造部分及び６層構造部分それぞれにおいて、互いに重なり合うシート３１，３２間には、ウエスト部弾性部材５、胴回り部弾性部材６等の弾性部材が介在配置されている場合があるが、先に説明した図４では、説明容易の観点から、該弾性部材の図示を省略している。以下、主として、４層構造部分について説明するが、特に断らない限り、６層構造部分も４層構造部分と同様に構成されサイドシール部４が形成される。

おむつ連続体１０における４層構造の分断予定部分１０Ｃにおいて、おむつ連続体１０の一方の面である支持部材２１との当接面を構成する外層シート３１及び該一方の面を構成するシート以外のシート（内層シート３２）は、いずれか一方又は両方が、レーザー光３０を吸収して発熱するシートである。図示の態様においては、分断予定部分１０Ｃを構成する４枚のシート３１，３２のすべてが、レーザー光３０を吸収して発熱するシート（不織布）である。また、分断予定部分１０Ｃ及びその近傍における互いに重なり合う外層シート３１及び内層シート３２の２枚のシート間は、レーザー光３０の照射前において、接着剤等により接合されていてもよく、全く接合されていなくてもよい。

おむつ連続体１０は、図１１（ｂ）に示すように、一方の面１０ａが支持部材２１に当接しかつ分断予定部分１０Ｃ（サイドシール部４の形成予定部位）がスリット状の開口部２７上に位置するように、矢印Ｄ方向に回転する支持部材２１上に導入されるとともに、他方の面１０ｂに加圧ヘッド２６の押圧部５３が押し付けられることによって、矢印Ｄ方向に搬送されつつ厚み方向に加圧（圧縮）される。そして、斯かる搬送中かつ加圧状態の分断予定部分１０Ｃに対して、支持部材２１側から開口部２７を介してレーザー光３０が照射される。前述したように、レーザー光３０の照射点は、円筒ロール２３の周方向に任意に移動可能に構成されており、開口部２７の該周方向に沿った移動に追従して移動するように設定されているので、該開口部２７上に位置する分断予定部分１０Ｃには、その搬送中にレーザー光３０が一定時間連続的に照射される。

４層構造の分断予定部分１０Ｃにレーザー光３０が照射されると、該分断予定部分１０Ｃに存するシート３１，３２の形成材料（繊維等）は、レーザー光３０の直射による発熱によって気化して消失し、該分断予定部分１０Ｃの近傍に存する該形成材料は、レーザー光３０によって間接的に熱せされて溶融する。

分断予定部分１０Ｃが溶融する結果、図１１（ｃ）に示すように、４層構造の分断予定部分１０Ｃが溶断されて、おむつ連続体１０から１つの枚葉のシート積層体（おむつ前駆体）が切り分けられる形で、該おむつ連続体１０が分断されるのと同時に、その分断によって生じた該枚葉のシート積層体における４枚のシート３１，３２の切断縁部どうし、及び、切り分けられた該おむつ連続体１０における４枚のシート３１，３２の切断縁部どうしが、それぞれ融着する。これらの切断縁部どうしは、それぞれ、その形成前（レーザー光３０の照射によるおむつ連続体１０の分断前）から、支持部材２１と加圧ヘッド２６とに挟まれることによって加圧状態（圧縮状態）とされていたものである。図示の態様のおむつの製造方法によれば、このように、一回のレーザー光の照射で、帯状の外装体３の分断と、その分断によって生じた２箇所の加圧状態にある外装体３の切断縁部どうしの融着とを同時に実施するため、２箇所の融着箇所を二回のレーザー光の照射で融着する方法に比べ、おおよそ半分のレーザー出力で融着と分断とを同一工程で実施でき、おむつ１を効率よく製造することができる。

シート３１，３２の切断縁部は、レーザー光３０の照射中及び照射終了直後は、発熱して溶融状態となっているが、照射終了後からは外気によって速やかに冷却されて固化し、該切断縁部の形成材料（繊維等）が溶融一体化した融着部４０となる。こうして、融着部４０が形成されることによって、１個のおむつ１における一対のサイドシール部４，４のうちの一方が形成される。

こうして１箇所の分断予定部分１０Ｃ（サイドシール部４の形成予定部位）が分断されると、レーザー光３０は、その照射点が搬送方向Ｄとは逆方向に隣接する別の開口部２７に当たるように移動され、該別の開口部２７を介してその上に位置する別の分断予定部分１０Ｃに照射される。これにより、別の分断予定部分１０Ｃが前記と同様に分断・融着され、先に形成されたサイドシール部４と対をなす他方のサイドシール部４（融着部４０）が形成される。以後、同様の操作を繰り返すことにより、一対のサイドシール部４，４を有する外装体３を具備するパンツ型使い捨ておむつ１が連続的に製造される。

レーザー光について説明すると、おむつ連続体１０（帯状の外装体３）に照射するレーザー光としては、外装体３を構成するシート（外層シート３１及び内層シート３２）に吸収され該シートを発熱させる波長のレーザー光を用いる。ここで、「外装体を構成するシート」は、外装体の一方の面（支持部材２１との当接面）を構成するシート（例えば前述した態様では外層シート３１）に限定されず、外装体を構成するシートであればどれであってもよい。外装体に照射するレーザー光が、該外装体を構成する個々のシートについて、該シートに吸収されて該シートを発熱させる波長であるか否かは、シートの材質と、使用するレーザー光の波長との関係で決まる。外装体を構成するシートが、使い捨ておむつや生理用ナプキン等の吸収性物品（サニタリー用品）の製造に汎用される合成樹脂製の不織布やフィルムである場合、レーザー光としては、ＣＯ₂レーザー、ＹＡＧレーザー、ＬＤレーザー（半導体レーザー）、ＹＶＯ_４レーザー、ファイバーレーザー等を用いることが好ましい。また、外装体を構成するシートが、合成樹脂として、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン等を含む場合、該シートに吸収され該シートを良好に発熱させ得る波長としては、例えば、８．０μｍ以上１５．０μｍ以下を用いることが好ましく、高出力のレーザー装置が存在するＣＯ₂レーザーの発振波長の９．０μｍ以上１１．０μｍ以下を用いることが特に好ましい。レーザー光のスポット径、レーザー出力等は、外装体を構成するシートの材質や厚み等を考慮して適宜選択することができる。

以上、本発明をその実施形態に基づいて説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることなく適宜変更が可能である。例えば、帯状の外装体（シート積層体）は、図１３（ａ）に示す如き４枚のシートが重ねられたものの他、２枚、３枚又は５枚以上のシートが重ねられたものであってもよい。

また、前記実施形態における外装体３は、図３に示すように、腹側部１Ａと背側部１Ｂとで分割されずに、腹側部１Ａ、股下部１Ｃ及び背側部１Ｂにわたる砂時計状等の連続した形状を有していたが、本発明の加工の対象となる外装体は、このような連続した形状に制限されず、例えば、着用者の腹側（前側）に配される腹側シート部材と、着用者の背側（後側）に配される背側シート部材とに分割されており、吸収性本体がこれら両シート部材に架け渡して固定されていてもよい。このような分割タイプの外装体を具備するパンツ型使い捨ておむつの製造方法における前記重合加圧工程は、吸収性本体が固定された帯状の外装体の前身頃側（帯状の腹側シート部材）と後身頃側（帯状の背側シート部材）とが重ね合わされた構成を有する帯状の外装体におけるサイドシール部の形成予定部位を加圧状態にする。

また前記実施形態においては、円筒ロール２３を備えたレーザー式接合装置２０を用いたが、円筒ロール２３に代えて平板状の部材を備えたレーザー式接合装置２０を用いてもよい。

また前記実施形態は、シート融着体の一例としてのパンツ型使い捨ておむつに係るものであったが、本発明は、他の形態のシート融着体の製造にも同様に提供することができる。

１ パンツ型使い捨ておむつ
１Ａ 腹側部
１Ｂ 背側部
Ｆ 前身頃
Ｒ 後身頃
２ 吸収性本体
３ 外装体
３１ 外層シート
３２ 内層シート
Ｔａ 前身頃側の外装体の厚み
Ｔｂ 後身頃側の外装体の厚み
３Ｆ 前身頃における外装体の縁部
３Ｒ 後身頃における外装体の縁部
４ サイドシール部
４０ 融着部
４０ａ 融着部の外縁
４１ シール縁部
１０ おむつ連続体（帯状の外装体）
２０ レーザー式接合装置
２１ 支持部材
２３ 円筒ロール
２５ 第２円筒ロール
２６ 加圧ヘッド
２７ 開口部（光通過部）
５０ ハウジング
５２ａ−５２ｅ 加圧部
５３ 押圧部
５４ シャフト
５５ シリンダ機構
５６ カム
５７ カムシャフト
１１０Ａ 多層部位
１１０Ｂ 少層部位

Claims (8)

1. 複数枚のシートの縁部が重なった状態で融着したシール縁部を有するシート融着体の製造装置であって、
   第１面及びそれと反対側に位置する第２面を有し、少なくとも一部に樹脂材を含む複数枚のシートが重ねられた帯状のシート積層体をその長手方向にわたって第１面上に支持する支持部材と、
   前記支持部材における第２面側に配置され、かつレーザー光を集光するレンズを有する照射ヘッドとを具備し、
   前記支持部材が、第２面側から照射されたレーザー光の通過可能な、前記シート積層体の幅方向に長いスリット状の開口部を有しており、
   前記スリット状の開口部に対応する位置で、前記シート積層体を前記支持部材に向けて加圧する加圧ヘッドを、該支持部材における第１面側の位置に配置し、
   前記加圧ヘッドは、前記スリット状の開口部に沿って配列された複数の加圧部を備え、
   複数の前記加圧部は、前記シート積層体を加圧する加圧時間を個別に制御可能になっている、シート融着体の製造装置。
2. 個々の前記加圧部が、前記シート積層体を押圧する押圧部と、シャフトを介して該押圧部に連結しているシリンダ機構とを備えている請求項１に記載のシート融着体の製造装置。
3. 個々の前記加圧部が、前記シート積層体を押圧する押圧部と、該押圧部に連結するシャフトと、該シャフトの先端と当接するカムとを備えている請求項１に記載のシート融着体の製造装置。
4. 前記支持部材が、外方を向く第１面と内方を向く第２面とを有し、かつ一方向に回転可能な円筒からなり、
   前記円筒の周面に、該円筒の回転軸の軸長方向と平行な方向に一致して延びる前記スリット状の開口部が、該円筒の周方向に所定間隔を置いて複数設けられており、
   前記加圧ヘッドは、前記支持部材の回転方向と同方向に、かつ該支持部材の周速と同速で、該支持部材の周面に沿って周回可能になっており、
   前記加圧ヘッドは、該加圧ヘッドが前記支持部材の周面に沿って周回している間、該加圧ヘッドの前記加圧部が、前記支持部材の第１面に対して接離動作を繰り返すようになっている請求項１ないし３のいずれか一項に記載のシート融着体の製造装置。
5. 前記加圧ヘッドが、複数の前記加圧部の配列方向の一端にヒンジ構造の支持部を有し、該支持部を支点として、前記支持部材の回転軸を通る面内において揺動運動が可能になっており、それによって、該加圧ヘッドが前記支持部材の第１面に対して接離動作をするようになっている請求項４に記載のシート融着体の製造装置。
6. 前記加圧ヘッドが、前記支持部材の径方向に沿う往復運動が可能になっており、それによって該加圧ヘッドが前記支持部材の第１面に対して接離動作をするようになっている請求項４に記載のシート融着体の製造装置。
7. 複数枚のシートの縁部が重なった状態で融着したシール縁部を有するシート融着体の製造方法であって、
   第１面及びそれと反対側に位置する第２面を有する支持部材における第１面上に、少なくとも一部に樹脂材を含む複数枚のシートが重ねられた帯状のシート積層体をその長手方向にわたって支持させるとともに、該シート積層体をその幅方向にわたって加圧し、
   前記支持部材における第２面側に配置され、かつレーザー光を集光するレンズを有する照射ヘッドから、該支持部材の第１面上に支持された前記シート積層体における加圧部位に向けてレーザー光を照射して、該シート積層体をその幅方向にわたって分断するのと同時に、この分断の縁部を重なった状態で融着して前記シール縁部を形成する工程を有し、
   前記加圧部位に前記レーザー光を照射してから該加圧部位の加圧状態が解除されるまでの時間を、前記シート積層体の幅方向において異ならせる、シート融着体の製造方法。
8. 加圧状態下にある前記シート積層体の分断予定部分に対して、レーザー光を、該シート積層体の幅方向に沿って走査しながら照射し、そのときに、レーザー光が照射されてから加圧状態が解除されるまでの時間が、該分断予定部分の各部において同じになるように、該分断予定部分の各部における加圧時間を調整する請求項７に記載のシート融着体の製造方法。

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