JP2019093467A - 複合シートの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貫通孔を有する接合部が形成された複合シートを効率的に製造すること。【解決手段】第１シート１に第２シート２を重ね合わせる重ね合わせ工程、重ね合わせた両シート１，２を、凹凸を周面部に有する第１ロール３１の凸部と超音波ホーン４２との間に挟んで超音波振動を印加して貫通孔を有する接合部を形成する超音波処理工程、及び接合部で固定された両シート１，２をアンビルロール７１を用いて第１ロール３１の周面に押し当てる押し当て工程を具備している。押し当て工程において、第１ロール３１の周速Ｖ１と異なる周速Ｖ２で回転するアンビルロール７１を接合部を介して第１ロール３１の凸部に押し当てながら、超音波処理工程において貫通孔が形成されなかった貫通孔形成予定部位に対して該貫通孔を形成する。【選択図】図３

Description

本発明は、複合シートの製造方法及び製造装置に関する。

使い捨ておむつや生理用ナプキン等の吸収性物品の表面シートとして、着用者の肌に当接される面に凹凸を形成したものが知られている。例えば、本出願人は、第１及び第２シートが接合した多数の接合部を有し、第１シートにおける接合部以外の部分が、第２シート側とは反対側に突出した凸部を形成している複合シートを提案している。斯かる複合シートは、表面に凹凸が形成されているため、肌触りや液の拡散防止性に優れている。また、そのような複合シートにおける接合部に貫通孔を形成し、液の引き込み性等を向上させることも知られている（特許文献１参照）。

特開２００６−１７５６８８号公報

しかし、接合部の形成と貫通孔の形成とを同時に行う場合、接合部に貫通孔が形成できない場合があり、この点で改善の余地がある。

したがって、本発明の課題は、接合部に貫通孔を形成し易い複合シートの製造方法及び製造装置を提供することに関する。

本発明は、第１シート及び第２シートが接合した多数の接合部を有している複合シートの製造方法であって、前記第１シートに前記第２シートを重ね合わせる重ね合わせ工程、重ね合わせた両シートを、凹凸を周面部に有する第１ロールの凸部と超音波接合機の超音波ホーンとの間に挟んで超音波振動を印加して貫通孔を有する接合部を形成する超音波処理工程、及び、該接合部で固定された両シートを該第１ロールの周面部上に保持しつつ搬送し、該両シートを押し当て部材を用いて前記第１ロールの周面に押し当てる押し当て工程を具備しており、前記押し当て工程において、前記第１ロールの周速と異なる周速で回転する前記押し当て部材、又は定まった位置に配された前記押し当て部材を、前記接合部を介して該第１ロールの凸部に押し当てながら、前記超音波処理工程において前記貫通孔が形成されなかった貫通孔形成予定部位に対して該貫通孔を形成する、複合シートの製造方法を提供するものである。

また本発明は、第１シート及び第２シートが融着した多数の接合部を有している複合シートの製造装置であって、凹凸を周面部に有する第１ロールを有し、前記第１シート上に前記第２シートを重ね合わせた後、両シートを、回転する前記第１ロールの凸部と該第１ロールに対向配置された超音波接合機の超音波ホーンとの間に挟んで超音波振動を印加して両シートを固定する接合部を形成する超音波処理部、及び、前記第１ロールにおける前記超音波ホーンとの対向位置よりも回転方向下流側であって、該第１ロールの周面上に搬送されている両シートを押し当て部材で前記第１ロールの周面に押し当てる押し当て部を備えており、前記押し当て部材は、前記第１ロールの周速と異なる周速で回転する前記押し当て部材、又は定まった位置に配された前記押し当て部材である、複合シートの製造装置を提供するものである。

本発明の複合シートの製造方法によれば、貫通孔を有する接合部が形成された複合シートを効率的に製造することができる。また本発明の複合シートの製造装置によれば、複合シートに貫通孔を有する接合部を容易に形成することができる。

図１は、本発明の複合シートの製造方法及び製造装置により製造される複合シートの一例を示す要部斜視図である。 図２は、図１に示す複合シートを第１シート側から視た拡大平面図である。 図３は、図１に示す複合シートを製造する製造装置を示す概略図である。 図４は、図３に示す第１ロールの要部を拡大して示す斜視図である。 図５は、図３に示す超音波溶着機の要部を第２シートの搬送方向上流側から視た正面図である。 図６は、図３に示す製造装置の超音波ホーン及び押し当て部材を示す概略図である。 図７は、図６に示す押し当て部材の他の形態の押し当て部材を備える製造装置の概略図である。

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。
先ず、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について、図１を参照しつつ説明する。図１に示す複合シート１０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例である。複合シート１０は、図１に示すように、第１シート１及び第２シート２が接合した多数の接合部４を有している。本実施形態では、複合シート１０は、第１シート１における接合部４以外の部分の少なくとも一部が、第２シート２側とは反対側に突出した凸部５を形成している。複合シート１０は、吸収性物品の表面シート等として好ましく用いられる。吸収性物品の表面シートとして用いられるときには、第１シート１が、着用者の肌側に向けられる面（以下、肌対向面ともいう）を形成し、第２シート２が、着用時に吸収体側に向けられる面（以下、非肌対向面ともいう）を形成する。

凸部５及び接合部４は、図１に示すように、複合シート１０の面と平行な一方向である図１中の第１方向Ｘに、交互に且つ一列をなすように配置されており、そのような列が、複合シート１０の面と平行で且つ第１方向Ｘに直交する方向である図１中の第２方向Ｙに、多列に形成されている。第２方向Ｙに互いに隣接する列における凸部５及び接合部４は、それぞれ、第１方向Ｘにずれて配置されており、より具体的には、第１方向Ｘに半ピッチずれて配置されている。尚、複合シート１０において、前記第２方向Ｙは、製造時にシートが搬送されている搬送方向（ＭＤ，機械方向）と一致し、前記第１方向Ｘは、製造時における該搬送方向に直交する幅方向（ＣＤ）と一致している。

第１シート１及び第２シート２は、シート材料から構成されている。シート材料としては、例えば不織布、織布及び編み地などの繊維シートや、フィルムなどを用いることができ、肌触り等の観点から繊維シートを用いることが好ましく、特に不織布を用いることが好ましい。第１シート１と第２シート２を構成するシート材料の種類は同じでもよく、あるいは異なっていてもよい。

第１シート１及び第２シート２を構成するシート材料として不織布を用いる場合の不織布としては、例えば、エアスルー不織布、スパンボンド不織布、スパンレース不織布、メルトブローン不織布、レジンボンド不織布、ニードルパンチ不織布などが挙げられる。これらの不織布を２種以上組み合わせた積層体や、これらの不織布とフィルム等とを組み合わせた積層体を用いることもできる。第１シート１及び第２シート２を構成するシート材料として用いる不織布の坪量は、好ましくは１０ｇ／ｍ²以上、より好ましくは１５ｇ／ｍ²以上であり、また好ましくは４０ｇ／ｍ²以下、より好ましくは３５ｇ／ｍ²以下である。不織布の坪量は１０ｇ／ｍ²以上４０ｇ／ｍ²以下であることが好ましく、１５ｇ／ｍ²以上３５ｇ／ｍ²以下であることが更に好ましい。

不織布を構成する繊維としては、各種の熱可塑性樹脂からなる繊維を用いることができる。不織布以外のシート材料としても、構成繊維や構成樹脂が、各種の熱可塑性樹脂からなるものが好ましく用いられる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブデン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸アルキルエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等が挙げられる。これらの樹脂は１種を単独で又は２種以上のブレンド物として用いることができる。また、芯鞘型やサイド・バイ・サイド型などの複合繊維の形態で用いることができる。

複合シート１０は、図１に示すように、第１シート１側の面に、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの両方向において凸部５に挟まれた多数の凹部３を有しており、個々の凹部３の底部に、貫通孔１４を有する接合部４が形成されている。複合シート１０は、全体として見ると、第１シート１側の面に、前記の凹部３と前記の凸部５とからなる起伏の大きな凹凸を有し、第２シート２側の面は、平坦であるか、又は第１シート１側の面に対して相対的に起伏が小さい略平坦面となっている。

複合シート１０における個々の接合部４は、図２に示すように、前記第２方向Ｙに長い、略長方形状の平面視形状を有しており、それぞれの内側に貫通孔１４が形成されている。貫通孔１４は、一つの接合部４に一つのみ形成されていることが好ましく、接合部４の位置との関係において予め決められた特定の位置に形成されていることが好ましい。接合部４においては、第１シート１及び第２シート２の少なくとも一方を構成する熱融着性樹脂が溶融固化していることによって第１シート１と第２シート２とが接合している。第１シート１及び第２シート２が、不織布等の繊維シートから構成されている場合、接合部４においては、第１シート１及び第２シート２の構成繊維は、溶融するか溶融した樹脂に埋没して、目視においては繊維状の形態を観察できないこと、すなわち外観上フィルム化した状態となっていることが好ましい。複合シート１０は、凹凸を有する上に凹部の底部に、貫通孔１４を有する接合部４を有するため、肌触りや平面方向における液の拡散防止性に優れており、また通気性や液の引き込み性にも優れている。複合シート１０は、斯かる特性を生かして、使い捨ておむつ等の吸収性物品の表面シートとして好ましく用いられるが、複合シート１０の用途はそれに限られるものではない。

次に、本発明の複合シートの製造方法を、前述した複合シート１０の製造方法を例にとり図３〜図６を参照して説明する。図３には、図１に示す複合シート１０を製造する好ましい一実施形態の製造装置２０（以下「製造装置２０」ともいう）が示されている。複合シート１０の製造方法を説明するにあたり、先に製造装置２０を説明する。

製造装置２０は、図３に示すように、超音波振動を印加して第１シート１と第２シート２とを接合する接合部４を形成する超音波処理部４０、及び、接合部４で接合された両シート１，２を押し当て部材で第１ロール３１の周面に押し当てる押し当て部７０を備えている。また製造装置２０は、好ましくは、互いに噛み合う凹凸を周面部有する第１ロール３１及び第２ロール３２の噛み合い部３３に導入された第１シート１を凹凸形状に変形させる凹凸賦形部３０を備えている。更に製造装置２０は、好ましくは、製造された複合シート１０を第１ロール３１から引き剥がすターンロール５０を備えている。以下、製造装置２０について詳述する。

凹凸賦形部３０は、図３に示すように、互いに噛み合う凹凸を周面部に有する第１ロール３１及び第２ロール３２を有している。
第１ロール３１は、フレーム（図示せず）に軸周りに回転自在に支持されており、該第１ロール３１を図３に示す矢印Ｒ１方向に周速Ｖ１で回転させる駆動源（図示せず）に接続されている。第１ロール３１は、図４に示すように、所定の歯幅を有する平歯車３１ａ，３１ｂ，・・を複数枚組み合わせてロール状に形成したものである。そして各平歯車３１ａ，３１ｂ，・・の歯が、第１ロール３１の周面部における凹凸形状の凸部３５を形成している。凸部３５の先端面３５ｃは、接合対象である第１シート１及び第２シート２に対して、後述する超音波接合機４１の超音波ホーン４２が印可する超音波を受ける受け面となる。一方、超音波ホーン４２は、第１ロール３１の先端面３５ｃと対向する対向面４２ｔを有しており、該対向面４２ｔは加圧面となっている。

各歯車の歯幅（歯車の軸方向の長さ）は、複合シート１０の凸部５における前記第１方向Ｘの寸法を決定し、各歯車の歯の厚み（歯車の回転方向の長さ）は、複合シート１０の凸部５における前記第２方向Ｙの寸法を決定する。隣り合う歯車は、図４に示すように、その歯のピッチが半ピッチずつずれるように組み合わされている。その結果、第１ロール３１は、その周面部が凹凸形状となっている。製造装置２０では、各凸部３５の先端面３５ｃは、第１ロール３１の回転方向が長辺で、軸方向が短辺の矩形状となっている。先端面３５ｃは回転方向の方が長い形状であると、第１ロール３１の凸部３５一つにおける超音波ホーン４２の対向面４２ｔとの接触時間を長くして温度を上げやすくすることができるので好ましい。また第１ロール３１の幅方向に隣り合う該平歯車３１ａ，３１ｂ・・間には、所定の空隙Ｇが設けられている。該空隙Ｇを設けることで、第１シート１に無理な伸長力を加えたり、両ロール３１，３２の噛み合い部３３で、第１シート１を切断したりすることを抑制することができ、第１シート１を第１ロール３１の周面に沿った形状に変形させ得るので好ましい。

第１ロール３１における各歯車の歯溝部は、図４に示すように、第１ロール３１の周面における凹凸の凹部を形成している。各歯車の歯溝部の底部には、吸引孔３４が形成されている。吸引孔３４は、ブロワや真空ポンプなどの吸引源（図示せず）に通じ、第１ロール３１と第２ロール３２との噛み合い部３３から、第１シート１と第２シート２との合流部までの間で吸引が行われる様に制御されている。

第２ロール３２は、その周面が第１ロール３１の周面と対向配置されると共にフレーム（図示せず）に軸周りに回転自在に支持されており、該第２ロール３２を図３に示す矢印Ｒ２方向に周速Ｖ１で回転させる駆動源（図示せず）に接続されている。第２ロール３２は、周面部に、第１ロール３１の周面部の凹凸と互いに噛み合う凹凸形状を有している。第２ロール３２は、吸引孔３４を有しない以外は、第１ロール３１と同様の構成を有している。第２ロール３２の周面部には、第１ロール３１の凹部に挿入される複数の凸部が形成されているが、第２ロール３２に、第１ロール３１の凹部のすべてに対応する凸部が形成されていることは必須ではない。

超音波処理部４０は、図３に示すように、超音波ホーン４２を備えた超音波接合機４１を備えている。超音波接合機４１は、図３及び図５に示すように、超音波発振器（図示せず）、コンバーター４３、ブースター４４及び超音波ホーン４２を有している。超音波発振器は、コンバーター４３と電気的に接続されており、該超音波発振器により発生された周波数１５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ程度の波長の高電圧の電気信号が、コンバーター４３に入力される。超音波発振器は、図３に示すように、可動台４５上又は可動台４５外に設置されている。コンバーター４３は、ピエゾ圧電素子等の圧電素子を内蔵し、超音波発振器から入力された電気信号を、圧電素子により機械的振動に変換する。ブースター４４は、コンバーター４３から発せられた機械的振動の振幅を調整、好ましくは増幅して超音波ホーン４２に伝達する。

超音波ホーン４２は、アルミ合金やチタン合金などの金属でできており、使用する周波数で正しく共振するように設計されている。従って、ブースター４４から超音波ホーン４２に伝達された超音波振動は、超音波ホーン４２の内部においても増幅されて、接合対象である第１シート１及び第２シート２に印加される。

超音波ホーン４２は、図５及に示すように、第１ロール３１に対向する対向面４２ｔを有している。対向面４２ｔは、該対向面４２ｔを平面視した形状が、第１シート１及び第２シート２の搬送方向に対応する縦方向Ｙよりも該縦方向Ｙに直交する幅方向Ｗに長い長方形形状に形成されている。対向面４２ｔの幅方向Ｗの長さは、超音波接合機４１において超音波振動を印加する印加部３６に搬送される第１シート１上に第２シート２を重ね合せた状態の両シート１，２の幅方向の長さよりも長くなっている。また、対向面４２ｔの縦方向Ｙの長さは、第１ロール３１の１個の凸部３５のロール回転方向に沿う長さよりも長いことが好ましく、例えば、第１ロール３１を構成する１個の平歯車３１ａに着目するとき、該平歯車３１ａのロール回転方向に間欠的に配された１個以上２０個以下の凸部３５に跨る長さであることが好ましい。

超音波ホーン４２は、図３に示すように、第１ロール３１に対向配置されている。超音波接合機４１は、図３に示すように、可動台４５上に固定されている。可動台４５は、第１ロール３１の周面に近づく方向に向かって進退可能に形成されている。超音波接合機４１は、可動台４５を進退させることで、超音波ホーン４２の対向面４２ｔと、第１ロール３１の凸部３５の先端面３５ｃとの間のクリアランス、及び積層された第１シート１及び第２シート２に対する加圧力を調節可能となっている。

超音波ホーン４２は、該超音波ホーン４２の凹凸部４２ｂを加熱する加熱手段を備えている。加熱手段は、超音波ホーン４２の先端部を加熱する第１ヒーター６１及び該第１ヒーター６１により加熱された該先端部の熱を蓄熱する第１蓄熱部６２を有している。第１ヒーター６１は、図６に示すように、超音波ホーン４２の先端部に配されている。第１蓄熱部６２は、図６に示すように、超音波ホーン４２の先端部に配されている。好ましくは、第１蓄熱部６２は、図６に示すように、超音波ホーン４２の対向面４２ｔ（図５参照）に配されている。

押し当て部７０は、図３及び図６に示すように、第１ロール３１における超音波ホーン４２との対向位置よりも回転方向Ｒ１における下流側に配されている。押し当て部７０は、アンビルロール７１を有している。アンビルロール７１は、第１ロール３１の周面上に支持されている第１シート１及び第２シート２を、該周面に向けて押し当てる押し当て部材として用いられる。アンビルロール７１は、第１シート１及び第２シート２を第１ロール３１に押し当てる加圧部３７において、第１ロール３１の周速Ｖ１と異なる周速Ｖ２で回転する。異なる周速とは、加圧部３７を基準として見たときに、アンビルロール７１の周面の移動速度と、第１ロール３１の周面の移動速度とが異なることを意味し、アンビルロール７１の回転方向Ｒ３と第１ロール３１の回転方向Ｒ１とが同じ方向である場合には、加圧部３７においてはアンビルロール７１の周面の移動方向と第１ロール３１の周面の移動方向とが異なる逆方向となるので、アンビルロール７１及び第１ロール３１の回転速度によらず、異なる周速となる。一方、アンビルロール７１の回転方向Ｒ３と第１ロール３１の回転方向Ｒ１とが逆方向である場合には、該加圧部３７においては第１ロール３１の周面の移動方向とアンビルロール７１の周面の移動方向とが同じ順方向となるので、アンビルロール７１の周速が、第１ロール３１の周速よりも速い周速又は遅い周速の場合に、異なる周速となる。本実施形態では、アンビルロール７１の回転方向が第１ロール３１の回転方向と同じ方向なので、アンビルロール７１は、該加圧部３７における移動方向が第１ロール３１の移動方向と逆方向となっており、第１ロール３１の周速Ｖ１と異なる周速Ｖ２で回転している。

アンビルロール７１は、周面が平滑な金属製のローラである。アンビルロール７１は、その幅方向の長さが第１シート１及び第２シート２の幅方向の長さよりも長くなっている。アンビルロール７１は、第１ロール３１と対向配置されている。第１ロール３１の周面に当接した状態で支持部材７２に回転自在に支持されている。アンビルロール７１は、該アンビルロール７１を図３に示す矢印Ｒ３方向に周速Ｖ２で回転させる駆動源（図示せず）に接続されている。尚、アンビルロール７１の周速Ｖ２は、該アンビルロール７１の外周面における周速である。

第１ロール３１の回転方向Ｒ１と逆方向の回転方向Ｒ３にアンビルロール７１が回転している場合における、第１ロール３１の周速Ｖ１に対する、第１ロール３１の周速Ｖ１とアンビルロール７１の周速Ｖ２との周速差の絶対値の割合（（Ｖ１−Ｖ２）／Ｖ１）×１００）は、接合部４の内側に貫通孔１４を形成するし易さの観点から、５％以上が好ましく、２０％以上がより好ましく、１００％以下が好ましく、５０％以下がより好ましく、５％以上１００％以下が好ましく、２０％以上５０％以下がより好ましい。また、第１ロール３１の周速Ｖ１とアンビルロール７１の周速Ｖ２との周速差の絶対値は、５ｍ／ｍｉｎ以上が好ましく、２０ｍ／ｍｉｎ以上がより好ましく、３００ｍ／ｍｉｎ以下が好ましく、１００ｍ／ｍｉｎ以下がより好ましく、５ｍ／ｍｉｎ以上３００ｍ／ｍｉｎ以下が好ましく、２０ｍ／ｍｉｎ以上１００ｍ／ｍｉｎ以下がより好ましい。

尚、第１ロール３１の回転方向Ｒ１と同方向にアンビルロール７１が回転している場合は、第１ロール３１の周速Ｖ１に対する、第１ロール３１の周速Ｖ１とアンビルロール７１の周速との周速差の絶対値の割合は、接合部４の内側に貫通孔１４を形成するし易さの観点から、５％以上が好ましく、２０％以上がより好ましく、１００％以下が好ましく、５０％以下がより好ましく、５％以上１００％以下が好ましく、２０％以上５０％以下がより好ましい。また、第１ロール３１の周速Ｖ１とアンビルロール７１の周速との周速差の絶対値は、５ｍ／ｍｉｎ以上が好ましく、２０ｍ／ｍｉｎ以上がより好ましく、３００ｍ／ｍｉｎ以下が好ましく、１００ｍ／ｍｉｎ以下がより好ましく、５ｍ／ｍｉｎ以上３００ｍ／ｍｉｎ以下が好ましく、２０ｍ／ｍｉｎ以上１００ｍ／ｍｉｎ以下がより好ましい。

第１ロール３１の凸部３５とアンビルロール７１との間に挟んだ状態での第１シート１及び第２シート２に加える加圧力は、接合部４の内側への貫通孔１４の形成し易さの観点から、１０Ｎ／ｍｍ以上が好ましく、１５Ｎ／ｍｍ以上がより好ましく、４０Ｎ／ｍｍ以下が好ましく、２５Ｎ／ｍｍ以下がより好ましく、１０Ｎ／ｍｍ以上４０Ｎ／ｍｍ以下が好ましく、１５Ｎ／ｍｍ以上２５Ｎ／ｍｍ以下がより好ましいい。ここでいう加圧力は、いわゆる線圧であり、アンビルロール７１の加圧力（Ｎ）をアンビルロール７１と触れる凸部３５の歯幅（Ｘ方向）の合計（第１ロール３１の凹部は含まない）の長さで除した値（単位長さあたりの圧力）で示す。

アンビルロール７１は、該アンビルロール７１を加熱する加熱手段を備えている。加熱手段は、図６に示すように、アンビルロール７１を加熱する第２ヒーター６３及び該第２ヒーター６３により加熱されたアンビルロール７１の熱を蓄熱する第２蓄熱部６４を有している。第２ヒーター６３及び第２蓄熱部６４は、アンビルロール７１の内部に配されている。第２蓄熱部６４は、アンビルロール７１の内部において、アンビルロール７１の幅方向に沿って間隔を空けて複数配されている。

製造装置２０は、超音波振動を印加する前の第１シート１及び第２シート２の温度を計測可能な第１測温手段（図示せず）と、超音波振動を印加した後の第１シート１及び第２シート２の温度を計測可能な第２測温手段（図示せず）と、第１測温手段及び第２測温手段の測定値に基づき、第１ヒーター６１及び第２ヒーター６３の温度を制御する温度制御部（図示せず）とを備えている。

次に、本発明の複合シートの製造方法を、上述した製造装置２０を用いた複合シート１０の製造方法を例にとり、図３及び図６を参照しながら説明する。
複合シート１０の製造方法は、第１シート１に第２シート２を重ね合わせる重ね合わせ工程、重ね合わせた両シート１，２を、第１ロール３１の周面部上に保持しつつ搬送しながら、第１ロール３１の凸部と超音波接合機４１の超音波ホーン４２との間に挟んで超音波振動を印加し、貫通孔１４を有する接合部４を形成する超音波処理工程、及び、接合部４で固定された両シート１，２を第１ロール３１の周面部上に保持しつつ搬送し、両シート１，２をアンビルロール７１を用いて第１ロール３１の周面に押し当てる押し当て工程を具備する。また該製造方法は、好ましくは、重ね合わせ工程の前工程として、互いに噛み合う第１ロール３１及び第２ロール３２を回転させながら、両ロール３１，３２の噛み合い部に第１シート１を導入して凹凸形状に変形させる賦形工程を有する。以下に、該製造方法について詳述する。

先ず、図３に示すように、第１ロール３１及び第２ロール３２に接続された駆動源（図示せず）を駆動して、第１ロール３１を周速Ｖ１にて図３に示す矢印Ｒ１方向に回転させると共に、第２ロール３２を周速Ｖ１にて図３に示す矢印Ｒ２方向に回転させる。第１ロール３１及び第２ロール３２の周速Ｖ１は、第１ロール３１及び第２ロール３２の歯先における速度である。そして、原反ロール（図示せず）から繰り出した第１シート１を両ロール３１，３２の噛み合い部３３に導入する。このように、互いに噛み合う凹凸を有する第１ロール３１及び第２ロール３２を回転させながら、両ロール３１，３２の噛み合い部３３に第１シート１を導入することで、第１シート１を凹凸形状に沿った形状に変形する賦形工程を行う。噛み合い部３３においては、第１シート１の複数個所が、第２ロール３２の凸部によって第１ロール３１の周面部の凹部に押し込まれる。このように押し込まれた部分は、製造される複合シート１０の凸部５となる。

そして、第１ロール３１及び第２ロール３２を回転に接続された駆動源（図示せず）を駆動すると共に、ブロワや真空ポンプなどの吸引源（図示せず）を駆動する。そして、噛み合い部３３によって凹凸形状に変形された第１シート１を、吸引孔３４による吸引力によって第１ロール３１の凹凸に沿った形状に変形した状態で第１ロール３１によって搬送し、第１シート１と第２シート２との合流部及び超音波接合機４１による超音波振動の印加部３６に搬送する。

次いで、図３に示すように、凹凸形状に変形させた第１シート１を、第１ロール３１上に保持しつつ搬送する。そして、搬送中の第１シート１の上方に、第１シート１とは別の原反ロール（図示せず）から繰り出した第２シート２を、両シート１，２の搬送方向に沿う両側縁どうしが一致するように重ね合せる重ね合わせ工程に付す。

次いで、重ね合せた第１シート１及び第２シート２を、図６に示すように、第１ロール３１の周面部上に保持しつつ搬送しながら、第１ロール３１の凸部３５と超音波接合機４１の超音波ホーン４２の対向面４２ｔとの間に導入する。そして、第１シート１及び第２シート２を、第１ロール３１の凸部３５の先端面３５ｃと、超音波ホーン４２の対向面４２ｔとの間に挟んで超音波振動を印加する超音波処理工程を行う。本工程においては、凸部３５の先端面３５ｃ上に位置する第１シート１の部分と第２シート２とが接合して接合部４が形成されるとともに、両シート１，２を貫通する貫通孔１４が該接合部４の内側に形成される。このとき接合部４の内側に形成される貫通孔１４は、重ね合せた第１シート１及び第２シート２の地合いムラや加工条件等によって不完全な貫通孔になる場合がある。不完全な貫通孔とは、第１シート１及び第２シート２の一部が接合部４の内側に残っている状態等をいう。

次いで、第１シート１及び第２シート２を、図６に示すように、第１ロール３１の吸引孔３４による吸引力によって第１ロール３１の凹凸に沿った形状に変形した状態で第１ロール３１の周面上に保持しつつ搬送する。そして、超音波接合機４１の下流側のアンビルロール７１と第１ロール３１との加圧部３７において、第１ロール３１の周速Ｖ１と異なる周速Ｖ２で回転するアンビルロール７１を用いて、該第１シート１及び第２シート２を第１ロール３１の周面に押し当てる押し当て工程を行う。本実施形態では、第２ヒーター６３によって加熱されたアンビルロール７１を用いて第１シート１及び第２シート２を加熱しながら第１シート１及び第２シート２を第１ロール３１の凸部３５に押し当てる。これにより、超音波処理工程において貫通孔１４が形成されなかった貫通孔形成予定部位に対して、貫通孔１４を確実に形成することができる。尚、「超音波処理工程において貫通孔１４が形成されなかった」には、貫通孔が全く形成されなかった場合のみならず、上述した不完全な貫通孔が形成された場合も含まれる。

加圧部３７において、第１ロール３１と逆方向に回転するアンビルロール７１によって、該アンビルロール７１と第１ロール３１の凸部３５との間に位置する接合部４にせん断力が作用する。このせん断力によって接合部４の内側部分に確実に貫通孔１４が形成される。このようにして、アンビルロール７１を接合部４を介して第１ロール３１の凸部３５に押し当てながら該接合部４に貫通孔１４の形成された複合シート１０を製造する。

接合部４に貫通孔１４が形成された複合シート１０は、第１ロール３１の凹凸に沿った形状に変形した状態に保持しつつＲ１方向に更に搬送され、第１ロール３１に対して間隔を空けた位置に配されたターンロール５０によって第１ロール３１から剥され、連続して製造される。

複合シート１０の製造方法においては、温度制御部（図示せず）を用いて、超音波ホーン４２の先端部に配された第１ヒーター６１の温度を制御して該超音波ホーン４２の先端部を加熱しておくことが好ましい。第１ヒーター６１を介して超音波ホーン４２の先端部の温度を制御することにより、超音波振動を印加する直前の第１シート１及び第２シート２の温度を、所望の温度に高精度に制御することができる。また、第１蓄熱部６２を用いることで超音波ホーン４２の先端部を所望の温度に維持することが容易となる。第１シート１及び第２シート２の一方又は双方の温度は、接合部４の形成のし易さの観点から、該シートの融点未満、該融点より５０℃低い温度以上となるように、温度制御部（図示せず）によって超音波ホーン４２の先端部を加熱することが好ましい。

また超音波ホーン４２の加熱とは別に、第１シート１及び第２シート２の少なくとも一方を、該シートが溶融しない前述した特定の範囲の温度に予熱しておき、その上で、一方又は双方が予熱された状態の両シート１，２に対して、超音波振動を印加することが好ましい。このとき、超音波振動を印加する際の条件、例えば、印加する超音波振動の波長、強度、両シート１，２を加圧する圧力等を調節して、超音波振動により、両シート１，２が溶融して接合部４が形成されるとともに、両シート１，２を貫通する貫通孔１４が、接合部分に囲まれた状態に形成されるようにすることが好ましい。

また、温度制御部（図示せず）を用いて、アンビルロール７１に配された第２ヒーター６３の温度を制御して該アンビルロール７１を加熱しておくことが好ましい。第２ヒーター６３を介してアンビルロール７１の温度を制御することにより、アンビルロール７１を押し当てる直前の第１シート１及び第２シート２の温度を、所望の温度に高精度に制御することができる。また、第２蓄熱部６４を用いることでアンビルロール７１を所望の温度に維持することが容易となる。第１シート１及び第２シート２の温度は、貫通孔１４を形成するし易さの観点から、該シートの融点未満、該融点より５０℃低い温度以上となるように、温度制御部（図示せず）によってアンビルロール７１を加熱することが好ましい。

第１シート１及び第２シート２の融点は、以下の方法により測定される。例えば、Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ社製の示差走査熱量測定装置（ＤＳＣ）ＰＹＲＩＳ Ｄｉａｍｏｎｄ ＤＳＣを用いて測定する。測定データのピーク値から融点を割り出す。第１シート１又は第２シート２が、不織布等の繊維シートであり、その構成繊維が、芯鞘型、サイド・バイ・サイド型等の複数成分からなる複合繊維である場合、そのシートの融点は、ＤＳＣにより測定した複数の融点の内、最低温度の融点を複合繊維シートの融点とする。

接合部４の内側に貫通孔１４を形成するという効果がより確実に得られるようにする観点から、複合シート１０の製造方法は、以下の条件の一又は二以上を満たすことが更に好ましい。

第１ロール３１の凸部３５の先端面３５ｃと超音波ホーン４２の対向面４２ｔとによって第１シート１及び第２シート２に加える加圧力は、１０Ｎ／ｍｍ以上が好ましく、１５Ｎ／ｍｍ以上がより好ましく、好ましくは３０Ｎ／ｍｍ以下が好ましく、２５Ｎ／ｍｍ以下がより好ましく、１０Ｎ／ｍｍ以上３０Ｎ／ｍｍ以下が好ましく、１５Ｎ／ｍｍ以上２５Ｎ／ｍｍ以下がより好ましい。ここでいう加圧力は、いわゆる線圧であり、超音波ホーン４２の加圧力（Ｎ）を超音波ホーン４２と触れる凸部３５の歯幅（Ｘ方向）の合計（第１ロール３１の凹部は含まない）の長さで除した値（単位長さあたりの圧力）で示す。

また、印加する超音波振動の周波数は、１５ｋＨｚ以上が好ましく、２０ｋＨｚ以上がより好ましく、５０ｋＨｚ以下が好ましく、４０ｋＨｚ以下がより好ましく、好ましくは１５ｋＨｚ以上５０ｋＨｚ以下が好ましく、２０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下がより好ましい。周波数の測定方法としては、レーザー変位計等でホーン先端の変位を計測し、サンプリングレート２００ｋＨｚ以上、精度１μｍ以上にすることで周波数を測定する。

また、印加する超音波振動の振幅は、２０μｍ以上が好ましく、２５μｍ以上がより好ましく、５０μｍ以下が好ましく、４０μｍ以下がより好ましく、２０μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、２５μｍ以上４０μｍ以下がより好ましい。振幅の測定方法としては、レーザー変位計等でホーン先端の変位を計測し、サンプリングレート２００ｋＨｚ以上、精度１μｍ以上にすることで振幅を測定する。

複合シート１０は、通気性向上等の観点から、以下の構成を有することが好ましい。凸部５の高さＨ（図１参照）は１〜１０ｍｍ、特に３〜６ｍｍであることが好ましい。複合シート１０の単位面積（１ｃｍ²）当たりの凸部５の数は１〜２０、特に６〜１５個であることが好ましい。凸部５の第１方向Ｘの底部寸法Ａ（図１参照）は０．５〜５．０ｍｍ、特に１．０〜４．０ｍｍであることが好ましい。凸部５の第２方向Ｙの底部寸法Ｂ（図１参照）は１．０〜１０ｍｍ、特に２．０〜７．０ｍｍであることが好ましい。

第１方向Ｘの底部寸法Ａと第２方向Ｙの底部寸法Ｂとの比（底部寸法Ａ：底部寸法Ｂ）は１：１〜１：１０、特に１：２〜２：５であることが好ましい。凸部５の底部面積（底部寸法Ａ×底部寸法Ｂ）は０．５〜５０ｍｍ²、特に２〜２０ｍｍ²であることが好ましい。

接合部４は、第１方向Ｘの寸法Ｃ（図１参照）が０．５〜２ｍｍ、特に０．８〜１．５ｍｍであることが好ましく、第２方向Ｙの寸法Ｄ（図１参照）が１．０〜５．０ｍｍ、特に１．２〜３．０ｍｍであることが好ましい。第１方向Ｘの寸法Ｃと第２方向Ｙの寸法Ｄとの比（寸法Ｃ：寸法Ｄ）は１：１〜１：３、特に２：３〜２：５であることが好ましい。

接合部４は、外周縁より内側の面積が、０．５ｍｍ²以上が好ましく、１．０ｍｍ²以上がより好ましく、５．０ｍｍ²以下が好ましく、４．０ｍｍ²以下がより好ましく、０．５ｍｍ²以上５．０ｍｍ²以下が好ましく、１．０ｍｍ²以上４．０ｍｍ²以下がより好ましい。接合部４の外周縁より内側の面積には、貫通孔１４の面積も含まれる。

貫通孔１４の開口面積は、接合部４の外周縁より内側の面積に対して、５０％以上が好ましく、８０％以上がより好ましく、１００％未満が好ましく、９５％以下がより好ましく、５０％以上１００％未満が好ましく、８０％以上９５％以下がより好ましい。

上述した複合シート１０は、使い捨ておむつ、生理用ナプキン、パンティライナー、失禁パッドなどの吸収性物品の表面シートとして好適に用いられる。

また、吸収性物品の表面シート以外の用途に用いることもできる。例えば、吸収性物品用のシートとして、表面シートと吸収体の間に配置されるシート、立体ギャザー（防漏壁）形成用のシート（特にギャザーの内壁を形成するシート）等に用いることができ、また、吸収性物品以外の用途として、清掃シート、特に液吸収を主とする清掃シートや、対人用の化粧シート等として用いることができる。清掃シートに用いる場合、凸部において、平滑でない被清掃面への追従性が良好であるため、第１不織布側を被清掃面に向けて使用することが好ましい。化粧シートとして用いる場合、凸部において対象者の肌に追従し、またマッサージ効果を発現するとともに、余分な化粧剤（別途使用）や汗の吸収を行うことができるため、第１不織布側を肌側に向けて使用することが好ましい。

本発明の複合シートの製造方法及び製造装置は、上記の実施形態に何ら制限されず、適宜変更可能である。

例えば、図３及び図６に示す製造装置２０では、押し当て部７０の押し当て部材として、第１ロール３１の周速Ｖ１と異なる周速Ｖ２で回転するアンビルロール７１を用いたが、該アンビルロール７１に替えて、例えば、図７に示すように、定まった位置に配されたアンビルブロック７３を用いてもよい。アンビルブロック７３を用いた場合においても、該アンビルブロック７３によってせん断力を作用させて接合部４の内側部分に貫通孔１４が形成し易くなる。アンビルブロック７３としては、第１ロール３１と対向する対向面を平面視した形状が搬送方向よりも幅方向に長い長方形形状に形成されている、直方体状の金属ブロックを用いることができる。アンビルブロック７３の幅方向の長さは、第１ロール３１の１個の凸部３５のロール回転方向における長さよりも長いことが好ましく、ロール回転方向に間欠的に配された１個以上２０個以下の凸部３５に跨る長さであることが好ましい。またアンビルブロック７３の対向面に第１ロール３１側に隆起した凹凸部を設けることが好ましい。凹凸部は、対向面の全体に形成してもよいが、第１シート１及び第２シート２に対応する任意の位置に形成してもよい。アンビルロール７１の対向面に凹凸部を設けることで、更に接合部４に貫通孔１４を形成し易くなる。

また、図３に示す製造装置では、押し当て部材として周面が平滑なアンビルロール７１を用いたが、アンビルロール７１に替えて、第１ロール３１の周面部の凹凸と互いに噛み合う凹凸形状の周面部を有するギアロールを用いてもよい。

また、前記の各実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に組み合わせることが可能である。

１０ 複合シート
１ 第１シート
２ 第２シート
３ 凹部
４ 接合部
１４ 貫通孔
５ 凸部
２０ 複合シートの製造装置
３０ 凹凸賦形部
３１ 第１ロール
３２ 第２ロール
３３ 噛み合い部
３４ 吸引孔
３５ 凸部
３５ｃ 凸部の先端面
３６ 超音波振動の印加部
３７ 押し当て部の加圧部
４０ 超音波処理部
４１ 超音波接合機
４２ 超音波ホーン
４２ｔ 対向面
４２ｂ 凹凸部
４２ｆ 平滑部
４３ コンバーター
４４ ブースター
６２ 第１蓄熱部
６４ 第２蓄熱部

Claims (12)

1. 第１シート及び第２シートが接合した多数の接合部を有している複合シートの製造方法であって、
   前記第１シートに前記第２シートを重ね合わせる重ね合わせ工程、重ね合わせた両シートを、凹凸を周面部に有する第１ロールの凸部と超音波接合機の超音波ホーンとの間に挟んで超音波振動を印加して貫通孔を有する接合部を形成する超音波処理工程、及び、該接合部で固定された両シートを該第１ロールの周面部上に保持しつつ搬送し、該両シートを押し当て部材を用いて前記第１ロールの周面に押し当てる押し当て工程を具備しており、
   前記押し当て工程において、前記第１ロールの周速と異なる周速で回転する前記押し当て部材、又は定まった位置に配された前記押し当て部材を、前記接合部を介して該第１ロールの凸部に押し当てながら、前記超音波処理工程において前記貫通孔が形成されなかった貫通孔形成予定部位に対して該貫通孔を形成する、複合シートの製造方法。
2. 互いに噛み合う凹凸を周面部に有する前記第１ロール及び第２ロールを回転させながら、両ロールの噛み合い部に前記第１シートを導入して凹凸形状に変形させる賦形工程を有し、
   前記重ね合わせ工程においては、前記賦形工程によって凹凸形状に変形させた前記第１シートを、前記第１ロールの周面部上に保持しつつ搬送し、搬送中の前記第１シートに前記第２シートを重ね合わせ、前記超音波処理工程によって前記接合部を形成することで、前記第１シートにおける前記接合部以外の部分の少なくとも一部が、前記第２シート側とは反対側に突出した凸部を形成している複合シートを製造する、請求項１に記載の複合シートの製造方法。
3. 前記定まった位置に配された押し当て部材として、固定されたアンビルブロックを用いる、請求項１又は２に記載の複合シートの製造方法。
4. 前記第１ロールの周速と異なる周速で回転する前記押し当て部材として、アンビルロールを用いる、請求項１又は２に記載の複合シートの製造方法。
5. 前記押し当て部材を加熱し、加熱された該押し当て部材と前記第１ロールの凸部とを用いて、前記押し当て工程で前記第１シート及び前記第２シートの一方を加熱しながら前記接合部に前記貫通孔を形成する、請求項１〜４の何れか１項に記載の複合シートの製造方法。
6. 前記押し当て部材の加熱は、該押し当て部材に蓄熱部を配して行う、請求項５に記載の複合シートの製造方法。
7. 第１シート及び第２シートが融着した多数の接合部を有している複合シートの製造装置であって、
   凹凸を周面部に有する第１ロールを有し、前記第１シート上に前記第２シートを重ね合わせた後、両シートを、回転する前記第１ロールの凸部と該第１ロールに対向配置された超音波接合機の超音波ホーンとの間に挟んで超音波振動を印加して両シートを固定する接合部を形成する超音波処理部、及び、前記第１ロールにおける前記超音波ホーンとの対向位置よりも回転方向下流側であって、該第１ロールの周面上に搬送されている両シートを押し当て部材で前記第１ロールの周面に押し当てる押し当て部を備えており、
   前記押し当て部材は、前記第１ロールの周速と異なる周速で回転する前記押し当て部材、又は定まった位置に配された前記押し当て部材である、複合シートの製造装置。
8. 互いに噛み合う凹凸を周面部に有する前記第１ロール及び第２ロールを有し、回転する両ロールの噛み合い部に導入された前記第１シートを凹凸形状に変形させる凹凸賦形部を備え、
   前記超音波処理部においては、前記凹凸賦形部によって凹凸形状に変形させた状態の前記第１シート上に前記第２シートを重ね合わせた後、前記接合部を形成することによって、前記第１シートにおける前記接合部以外の部分の少なくとも一部が、前記第２シート側とは反対側に突出した凸部を形成している複合シートを製造する、請求項７に記載の複合シートの製造装置。
9. 前記定まった位置に配された前記押し当て部材は、固定されたアンビルブロックである、請求項７又は８に記載の複合シートの製造装置。
10. 前記第１ロールの周速と異なる周速で回転する前記押し当て部材は、アンビルロールである、請求項７又は８に記載の複合シートの製造装置。
11. 前記押し当て部材は、加熱手段を有している、請求項７〜１０の何れか１項に記載の複合シートの製造装置。
12. 前記加熱手段は、前記押し当て部材の先端部に蓄熱部を有する、請求項１１に記載の複合シートの製造装置。

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