JP2022079344A - 伸縮性シートの製造方法及びシート継ぎ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2には、熱可塑性樹脂製のシートどうしを継ぎ合わせるシート継ぎ装置として、先行シートの一部と後行シートの一部との重なり部を形成するための手段と、該重なり部を加熱して両シートを融着する手段(ヒートシーラー)と、加熱された該重なり部を冷却する手段とを備えたものが記載されている。
また特許文献3には、プレス機構に熱可塑性樹脂を用いた対象物を挟んで加圧しつつ加熱溶融し、断電して又は空気で冷却して固めるヒートシーラーが記載されている。特許文献4に記載のヒートシーラーは、対象物を加熱する加熱手段として、通電により発熱するヒーター線を備え、該ヒーター線は、該ヒートシーラーにおける対象物との接触面の平面視において、均一な幅のジグザグ形状をなしている。
本発明の伸縮性シートの製造方法の一実施形態は、一方向に連続する基材シートを、該一方向を搬送方向として、互いに噛み合う一対の歯溝ロールの噛み合い部分を通過するように搬送することで、該基材シートを該搬送方向に延伸して前記伸縮性シートとする延伸工程を有している。
本発明の伸縮性シートの製造方法の一実施形態は、前記延伸工程に搬送される前記基材シートを先行シート、該先行シートの次に該延伸工程に搬送される別の前記基材シートを後行シートとして、該先行シートの一部に該後行シートの一部を重ねて接合し、接合された該後行シートを該先行シートに連続して該延伸工程に供給するシート継ぎ工程を有している。
本発明の伸縮性シートの製造方法の一実施形態では、前記シート継ぎ工程では、前記先行シートと前記後行シートとの重なり部を、対向配置された一対の加圧部材の間に挟んで該重なり部の厚み方向に加圧しつつ、該加圧部材が備える加熱手段を用いて、前記搬送方向と交差する搬送交差方向に加熱することで、該重なり部における両シートどうしを融着させて接合している。
本発明の伸縮性シートの製造方法の一実施形態では、前記加熱手段は、前記搬送交差方向に間欠配置された第1発熱部と、該第1発熱部よりも低温で発熱し、該搬送交差方向に隣り合う該第1発熱部どうしの間に位置する第2発熱部とを有している。
本発明の伸縮性シートの製造方法の一実施形態は、前記第1発熱部の前記搬送方向の長さは、前記高坪量部と前記低坪量部との繰り返し単位の該搬送方向の長さに比べて長い。
本発明のシート継ぎ装置の一実施形態では、前記先行シートと前記後行シートとの重なり部をその厚み方向に加圧しつつ加熱することで、該重なり部における両シートどうしを融着させて接合するシート接合部を備えている。
本発明のシート継ぎ装置の一実施形態では、前記シート接合部は、対向配置された一対の加圧部材を備え、該一対の加圧部材の間に前記重なり部を挟んで加圧可能になされている。
本発明のシート継ぎ装置の一実施形態では、前記一対の加圧部材の少なくとも一方は加熱手段を備え、該一対の加圧部材の間に挟まれた前記重なり部を該加熱手段の発熱によって加熱可能になされている。
本発明のシート継ぎ装置の一実施形態では、前記加熱手段は、前記先行シートの搬送方向と交差する搬送交差方向に間欠配置された第1発熱部と、該第1発熱部よりも低温で発熱し、該搬送交差方向に隣り合う該第1発熱部どうしの間に位置する第2発熱部とを有している。
本発明の他の特徴、効果及び実施形態は、以下に説明される。
伸縮性シート10を構成する弾性フィラメント13は、例えば熱可塑性エラストマーやゴム等を原料とするものである。特に熱可塑性エラストマーを原料として用いると、通常の熱可塑性樹脂と同様に押出機を用いた溶融紡糸が可能であり、またそのようにして得られた弾性フィラメントは熱融着させやすいので、伸縮性シート10に好適である。熱可塑性エラストマーとしては、例えば、SBS(スチレン-ブタジエン-スチレン)、SIS(スチレン-イソプレン-スチレン)、SEBS(スチレン-エチレン-ブタジエン-スチレン)、SEPS(スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン)等のスチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー(エチレン系のα-オレフィンエラストマー、エチレン・ブテン・オクテン等を共重合したプロピレン系エラストマー)、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー等が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらの樹脂からなる芯鞘型又はサイド・バイ・サイド型の複合繊維を用いることもできる。
高坪量部14は、図2(a)に示す自然状態の伸縮性シート10における頂部14a又は谷部14bに由来し、低坪量部15は、図2(a)に示す自然状態の伸縮性シート10における稜線部15aに由来している。
高坪量部14については、自然状態の伸縮性シート10における頂部14aに由来し該頂部14aと同じ側に突出するものと、自然状態の伸縮性シート10における谷部14bに由来し該谷部14bと同じ側に突出するものとが存在し、両者が方向Xに交互に配されている場合があり得る。
高坪量部14と低坪量部15とでは、それらの坪量差に起因して光透過性に差があるため、伸長状態の伸縮性シート10は、相対的に光透過性が高い低坪量部15と相対的に光透過性が低い高坪量部14とに対応して、互いに色相が異なる複数の方向Yに延びる線状ないし帯状の領域が方向Xに並べて配置された、縞模様を呈する。
伸縮性シート10の製造方法は、一方向に連続する基材シート9を、該一方向を搬送方向(流れ方向、機械方向)MDとして、互いに噛み合う一対の歯溝ロール2,3の噛み合い部分を通過するように搬送することで、基材シート9を搬送方向MDに延伸する延伸工程を有する。基材シート9は、実質的に伸長性を有しておらず、延伸工程に供され延伸加工が施されることで搬送方向MDに延伸されて、同方向MDに伸縮性を有するようになる。
このような延伸プロセスによって、弾性フィラメント13と2枚の繊維シート11,12との剥離を防止しつつ、基材シート9における両繊維シート11,12を効率的に延伸させることができ、歯溝ロール2,3で延伸加工された基材シート9aは搬送方向MDに伸縮性を有するものとなる。そして、基材シート9a、更には基材シート9aに所望の張力を付与して得られた伸縮性シート10においては、大きく延伸された領域(P2-P1間及びP4-P3間)が低坪量部15となり、ほとんど延伸されない領域(P3-P2間、P1-P4間)が高坪量部14となる。
前述の延伸加工によって、基材シートに伸長性を付与するとともに柔軟性を付与する観点から、基材シートは弾性繊維を含む不織布が好ましい。前述の基材シート9は、弾性繊維を含む不織布の一種である。
弾性繊維を含む不織布の他の具体例として、弾性繊維を含む弾性繊維層の少なくとも一面に、実質的に非弾性の繊維から構成された非弾性繊維層が配され、両繊維層が、該弾性繊維層の構成繊維が繊維形態を保った状態で、熱融着によって接合された伸縮性不織布が挙げられる。基材シートが弾性を有する場合、延伸加工後の該基材シートは延伸方向に沿う伸縮性を発現し得る。前記弾性繊維としては、例えば、スチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー又はポリウレタン系エラストマー等の熱可塑性エラストマー、ゴム等の弾性樹脂を原料とする繊維が挙げられる。前記非弾性繊維としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリエステル(PETやPBT)、ポリアミド等からなる繊維が挙げられる。
原反92(第2シート9B)は基材シート9であり、原反91(第1シート9A)と同一物である。ロール支持軸42はロール支持軸41と同様に構成されている。
本実施形態では、一対の加圧部材51,52のうち、加圧部材51のみが加熱手段56を備えている。したがって、一対の加圧部材51,52の間に挟まれた状態の重なり部90は、加圧部材51との対向面が加熱手段56によって加熱される。なお本発明では、一対の加圧部材51,52の双方が加熱手段56を備えていてもよい。
また本実施形態では、一対の加圧部材51,52のうち、加熱手段56を備えている加圧部材51は固定されているのに対し、加熱手段56を備えていない加圧部材52は、エアシリンダ等の駆動部59に接続されており、加圧部材51に対して進退自在に移動可能に配されている。なお本発明では、一対の加圧部材51,52の双方が、他方に対して進退自在に移動可能になされていてもよい。
発熱部57,58の発熱量は、発熱部57,58の抵抗値に比例し、該抵抗値は発熱部57,58の電流直交方向に沿う断面の面積に反比例する。ここで、前記断面の面積は、発熱部57,58の厚みと電流直交方向の長さとの積であるところ、加熱手段56(1枚の導電性部材)の厚みは均一であるので、該断面の面積は、電流直交方向の長さに比例する。したがって、電流直交方向の長さが短いほど、発熱部57,58の発熱量は大きくなり、加熱対象物(重なり部90)を高温で加熱することができる。
また本実施形態では、第1発熱部57の平面視形状は搬送方向MDに長い形状(長方形形状)であるので、第1発熱部57の電流が流れる方向は搬送方向MDであり、したがって、第1発熱部57の電流直交方向の長さは、第1発熱部57の搬送直交方向CDの長さ(幅)W2に等しい。一方、第2発熱部58の平面視形状は搬送直交方向CDに長い形状(長方形形状)であるので、第2発熱部58の電流が流れる方向は搬送直交方向CDであり、したがって、第2発熱部58の電流直交方向の長さは、第2発熱部58の搬送方向MDの長さ(幅)W3に等しい。
以上より、本実施形態では、「第1発熱部57の幅(電流直交方向の長さ)W2<第2発熱部58の幅(電流直交方向の長さ)W3」の大小関係が成立している。
第2発熱部58の幅W3は、第1発熱部57の幅W2に比べて長いことを前提として、好ましくは1mm以上、より好ましくは2mm以上、そして、好ましくは20mm以下、より好ましくは10mm以下である。
なお、加熱手段56を備えていない加圧部材51の素材は特に制限されず、例えば、金属、プラスチック、木材等を用いることができる。
長さL2と長さL3との比率は、長さL2>長さL3を前提として、長さL2/長さL3として、好ましくは1.1以上、より好ましくは2以上、そして、好ましくは20以下、より好ましくは10以下である。
ここでいう「基材シートの融点」とは、基材シートの形成材料である樹脂の融点を指し、基材シートの形成材料として複数種の樹脂が使用されている場合は、それら複数種の樹脂の融点の中で最も低い融点を指す。
間隔G2と幅W2との比率は、間隔G2>幅W2を前提として、間隔G2/幅W2として、好ましくは1.1以上、より好ましくは2.5以上、そして、好ましくは20以下、より好ましくは10以下である。
搬送交差方向に隣り合う第1発熱部57どうしの間隔G2は、好ましくは1mm以上、より好ましくは2mm以上、そして、好ましくは50mm以下、より好ましくは20mm以下である。
図11(a)に示す形態では、第2シート9Bの始端9BF1は、搬送直交方向CDに対して直交せずに交差する方向に延び、融着部93の列も同方向に延びている。また、第1シート9Aの終端9AR1(第1シート9Aの搬送方向MDの後方端)も同方向に延びている。
図11(b)に示す形態では、第2シート9Bの始端9BF1は、搬送直交方向CDに対して直交せずに交差する方向に延び、融着部93の列は、搬送直交方向CDに平行に延びている。また、第1シート9Aの終端9AR1は、搬送直交方向CDに平行に延びている。
図11(a)に示す形態において、融着部93の列の延在方向と搬送直交方向CD(歯溝ロール2,3の軸方向)とのなす角度のうち鋭角側のものについても、前記角度θと同じ範囲にあることが好ましい。
図13(b)は、前述したシート継ぎ工程において、加熱手段56Aを用いて重なり部90を加熱した場合の様子を示したものであり、図14(b)は、加熱手段56Bを用いた場合のものである。何れの場合も、第1発熱部57によって加熱された部分(高温被加熱部)に融着部93が形成され、第2発熱部58によって加熱された部分(低温被加熱部)には融着部93は形成されていない。加熱手段56A,56Bによっても、加熱手段56と同様の効果が奏される。
2,3 歯溝ロール
20,30 歯
21,31 溝
4 インフィードロール
5 アウトフィードロール
9 基材シート
9a 歯溝ロールにより延伸加工された基材シート
9A 第1シート(先行シート)
9AR1 第1シートの終端
9B 第2シート(後行シート)
9BF1 第2シートの始端
90 重なり部
91,92 原反
93 融着部
94 開孔部
10 伸縮性シート
11,12 繊維シート
13 弾性フィラメント
14 高坪量部
15 低坪量部
40 シート継ぎ装置
41,42 ロール支持軸
50 シート接合部
51,52 加圧部材
53 冷媒供給管
54,55 切断手段
56,56A,56B 加熱手段
57 第1発熱部
58 第2発熱部
59 駆動部
60 貯留装置
61 固定ロールユニット
62 可動ロールユニット
63 ロール
Claims (7)
- 一方向に伸縮性を有し、且つ少なくとも該一方向に伸長した状態で、相対的に坪量の高い高坪量部と相対的に坪量の低い低坪量部とが該一方向に交互に配された状態となる、伸縮性シートの製造方法であって、
一方向に連続する基材シートを、該一方向を搬送方向として、互いに噛み合う一対の歯溝ロールの噛み合い部分を通過するように搬送することで、該基材シートを該搬送方向に延伸して前記伸縮性シートとする延伸工程と、
前記延伸工程に搬送される前記基材シートを先行シート、該先行シートの次に該延伸工程に搬送される別の前記基材シートを後行シートとして、該先行シートの一部に該後行シートの一部を重ねて接合し、接合された該後行シートを該先行シートに連続して該延伸工程に供給するシート継ぎ工程とを有し、
前記シート継ぎ工程では、前記先行シートと前記後行シートとの重なり部を、対向配置された一対の加圧部材の間に挟んで該重なり部の厚み方向に加圧しつつ、該加圧部材が備える加熱手段を用いて、前記搬送方向と交差する搬送交差方向に加熱することで、該重なり部における両シートどうしを融着させて接合し、
前記加熱手段は、前記搬送交差方向に間欠配置された第1発熱部と、該第1発熱部よりも低温で発熱し、該搬送交差方向に隣り合う該第1発熱部どうしの間に位置する第2発熱部とを有し、
前記第1発熱部の前記搬送方向の長さは、前記高坪量部と前記低坪量部との繰り返し単位の該搬送方向の長さに比べて長い、伸縮性シートの製造方法。 - 前記シート継ぎ工程において、前記第1発熱部は、前記基材シートの融点よりも高温で発熱し、前記第2発熱部は、該基材シートの融点よりも低温で発熱する、請求項1に記載の伸縮性シートの製造方法。
- 前記搬送交差方向に隣り合う前記第1発熱部どうしの間隔は、該第1発熱部の該搬送交差方向の長さに比べて長い、請求項1又は2に記載の伸縮性シートの製造方法。
- 所定の搬送先に向けて搬送路を搬送される先行シートの一部に後行シートの一部を重ねて接合し、接合された該後行シートを該先行シートに連続して該搬送路に送り出す、シート継ぎ装置であって、
前記先行シートと前記後行シートとの重なり部をその厚み方向に加圧しつつ加熱することで、該重なり部における両シートどうしを融着させて接合するシート接合部を備え、
前記シート接合部は、対向配置された一対の加圧部材を備え、該一対の加圧部材の間に前記重なり部を挟んで加圧可能になされており、
前記一対の加圧部材の少なくとも一方は加熱手段を備え、該一対の加圧部材の間に挟まれた前記重なり部を該加熱手段の発熱によって加熱可能になされており、
前記加熱手段は、前記先行シートの搬送方向と交差する搬送交差方向に間欠配置された第1発熱部と、該第1発熱部よりも低温で発熱し、該搬送交差方向に隣り合う該第1発熱部どうしの間に位置する第2発熱部とを有している、シート継ぎ装置。 - 前記第1発熱部及び前記第2発熱部は、前記搬送交差方向に連続する1枚の導電性部材の一部であり、該1枚の導電性部材に通電することで両発熱部が発熱する、請求項4に記載のシート継ぎ装置。
- 前記第1発熱部と前記第2発熱部とで、通電時に電流が流れる方向と直交する方向の長さが異なる、請求項5に記載のシート継ぎ装置。
- 加熱された前記重なり部を冷却する冷却手段と、前記シート接合部よりも前記搬送方向の上流側に配され、前記先行シートを切断する切断手段とを備え、
また、前記シート接合部と前記搬送先との間に配され、前記先行シートを貯留させる貯留手段を備え、該先行シートの搬送停止中に、該貯留手段に貯留された該先行シートを該搬送先に送り出し可能になされている、請求項4~6の何れか1項に記載のシート継ぎ装置。
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