JP4799223B2 - エンボス加工装置及び方法並びに吸収性物品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物にエンボスパターンを施すエンボス加工装置及び方法並びに吸収性物品の製造方法に関する。

生理用ナプキン等の吸収性物品においては、表面シートと吸収体との間の液の移動を良好にしたり、吸収体のずれを防止するためにエンボス加工による溝が設けられている。このような溝は、その機能に応じてパターンが異なっている。従来は、これらの溝は特にその加工条件（クリアランス）が異なる場合は、それぞれのパターンに応じたエンボス加工装置に中間体を供給することによって行われていた。このため、エンボス加工のパターンが増えると、その分エンボス加工装置が必要となるほか、装置の設置スペースの確保も必要となるため、改善策が望まれていた。

特開２００５−３１２５４７号公報

従って本発明は、一度の加工で被加工物に加工（クリアランス）条件が異なる複数のエンボスパターンを好適に施すことができるエンボス加工装置及び方法並びに吸収性物品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、エンボスロール及びアンビルロールを一対備えているエンボス加工装置であって、前記エンボスロールの周面部に複数のエンボスパターンに対応した凸部が配設されているとともに、該エンボスロールと前記アンビルロールとの間に、前記各エンボスパターンに応じたクリアランスが形成されており、前記エンボスロール及前記アンビルロールが回転されているときにそれらの間に供給された繊維材料を含む被加工物に複数のパターンでエンボス加工を施すように設けられているエンボス加工装置を提供することにより、前記目的を達成したものである。

また、本発明は、前記本発明のエンボス加工装置における前記エンボスロール及び前記アンビルロールを回転させながらそれらの間に繊維材料を含む被加工物を供給し、該被加工物に複数のパターンでエンボス加工を施すエンボス加工方法を提供することにより、前記目的を達成したものである。

また、本発明は、吸収性物品を構成する表面シート及び吸収体を具備する吸収性物品の中間体を被加工物とし、該被加工物に前記本発明のエンボス加工方法でエンボス加工を施す工程を具備している吸収性物品の製造方法を提供することにより、前記目的を達成したものである。

本発明によれば、一度の加工で繊維材料を含む被加工物に複数のエンボスパターンを施すことができる。

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。
図１は本発明のシートのエンボス加工装置（以下、単に加工装置ともいう。）を、生理用ナプキンの製造に適用した第１実施形態を模式的に示したものである。図１において符号１は加工装置を示している。

図１に示すように、加工装置１は、エンボスロール２及びアンビルロール３を一対備えている。加工装置１は、これらのロール２、３が回転されているときにそれらの間に供給された被加工物に複数のエンボスパターンでエンボス加工を施す装置である。加工装置１によって施されるエンボスパターンは、図５の展開平面図で示すように、くびれを有する長円形状のパターンＰ１及びその両側に配された弧状のパターンＰ２である。

図１に示すように、加工装置１は、設置基板４に４本の断面が矩形の角柱５が立設され、角柱５の上端部に天板６が固定されている。天板６には、シリンダー７が取り付けられている。シリンダー７は、ロッド７１が角柱５、５の間において天板６を鉛直方向に貫くように天板６に取り付けられている。ロッド７１は、後述するようにエンボスロール３を上下動させる。

加工装置１は、エンボスロール２の周面部に、各エンボスパターンＰ１、Ｐ２に対応した凸２１、２２部が配設されており、エンボスロール２とアンビルロール３との間に、エンボスパターンＰ１、Ｐ２に応じたクリアランスが形成されている。

エンボスロール２は、前記エンボスパターンＰ１、Ｐ２に対応した凸部２１、２２が配設されたブロック２１０、２２０を有している。ブロック２１０、２２０は、ロール本体２０の周面部の切り欠き部２３（図２参照）にボルト２１１で固定されており、着脱可能である。凸部２１、２２の高さ（外径）は同じ高さに設定されている。ロール本体２０及び各ブロック２１０、２２０の好ましい材質としては、スチール、高速度工具鋼、熱間金型用合金工具鋼などが挙げられる。

エンボスロール２は、回転シャフト２４が軸受け２５によって水平に支持されている。軸受け２５は、シリンダー７のロッド７１の先端部に取り付けられており、軸受け２５は、シリンダー７の作動に伴って上下動する。軸受け２５の下面は、傾斜しており、後述するテーパーブロック７２を水平に移動させることによって、シリンダー７のロッド７１のストロークのリミットを調整できるようになっている。これにより、軸受け２５の上下位置を調整し、エンボスロール２とアンビルロール３との相対位置を調整する。

アンビルロール３は、前記エンボスパターンＰ１、Ｐ２に対向する周面部３１、３２がそれぞれ異なる外径に設けられて前記クリアランスが形成されている。即ち、エンボスパターンＰ１に対向する周面部３１がエンボスパターンＰ２に対向する周面部３２よりも外径が小さく、段差Ｄを有して凹んだ形態とされている。

本実施形態では、アンビルロール３は、ロール本体３０の周面部３２よりも外径の短いブロック３１０を有している。ブロック３１０は、ロール本体３０の周面部の切り欠き部３３（図３参照）にボルト３１１で固定されており、着脱可能である。周面部３１と周面部３２の段差Ｄは、被加工物の厚みやエンボス加工を施した部分の硬さに応じて設定される。本実施形態のような生理用ナプキンに適用する場合には、０．０１〜５．０ｍｍの範囲で加工が可能であるが、０．０３〜１．０ｍｍとすることが好ましい。また、ブロック３１０を交換することで段差Ｄ、つまり加工時のクリアランスの差を自由に設定できる。ロール本体３０及び各ブロック３１０の好ましい材質としては、スチール、高速度工具鋼、熱間金型用合金工具鋼などが挙げられる。

アンビルロール３は、回転シャフト３４が軸受け３５によって水平に支持されている。軸受け３５は、設置基板４に固定された基台３６に固定されている。

軸受け２５と軸受け３５の間には、上面が前後に傾斜したテーパーブロック７２が介装されており、テーパーブロック７２を水平（図１の矢印Ｘの方向）に移動させることによって、軸受け２５が上下（図１の矢印Ｙの方向）に動き、エンボスロール２の上下位置を調整できるようになっている。

加工装置１は、各ロール２、３の回転シャフト２４、３４に駆動力を伝えるモーター（図示せず）を備えており、これにより、ロール２、３が所定の回転速度で回転し、それらの間に供給される被加工物に前記エンボスパターンＰ１、Ｐ２が施される。

次に、本発明の吸収性物品の製造方法の一実施形態を、前記加工装置１を用いたエンボス加工工程を具備するナプキンの製造方法に基づいて説明する。

まず、加工装置１のエンボスロール２とアンビルロール３を凸部２１、２２の高さに応じた好ましいクリアランスが形成されるように位置決めする。そして、前記モーターを作動させて、各ロールを回転させる。

被加工物の厚みが一定のとき、外側のエンボスパターンＰ２を強く成形し、内側のエンボスパターンＰ１を弱く成形したい場合、エンボスロール２の外側のエンボスパターンＰ２の凸部２２とアンビルロール３の周面部３２とのクリアランスを、内側のエンボスパターンＰ１の凸部２１とアンビルロール３の周面部３１とのクリアランスより小さくする。この場合、まずテーパーブロック７２を利用して外側のエンボスパターンＰ２とアンビルロール３の周面部３２とのクリアランスをセティングする。次にこのクリアランスより内側のエンボスパターンＰ１の凸部２１とアンビルロール３の周面部３１とのクリアランスが大きくなるように、内側のブロック２１０の凸部２１の高さを外側のブロック２２０の凸部２２高さより小さくするようなブロック２１０を取り付ける。あるいは、アンビルロール３の内側のエンボスパターンＰ１に対応する周面部３１のブロック３１０が外側のエンボスパターンＰ２に対応する周面部３２より低くなるようなブロック３１０を取り付ける。これにより、被加工物の厚みが一定の場合に、外側のエンボスパターンＰ２を強く成形するとともに、内側のエンボスパターンＰ１を弱く成形することができる。

逆に、外側のエンボスパターンＰ２を弱く成形し、内側のエンボスパターンＰ１を強く成形する場合には、外側のエンボスパターンＰ２の凸部２２とアンビルロール３の周面部３２とのクリアランスを、内側のエンボスパターンＰ１とアンビルロール３の周面部３１とのクリアランスより大きくする。この場合、まずテーパーブロック７２を利用して外側のエンボスパターンＰ２の凸部２２とエンボスロール３の周面部３２とのクリアランスをセティングする。次にこのクリアランスより内側のエンボスパターンＰ１の凸部２１とアンビルロール３の周面部３１とのクリアランスが小さくなるように、エンボスロール２の内側のブロック２１０の凸部２１の高さを外側のブロック２２０の凸部２２の高さより高くするブロック２１０を取り付ける。あるいは、アンビルロール３の内側のエンボスパターンＰ１に対応する部分のブロック３１０を外側のエンボスパターンＰ２に対応する周面部３２より高くなるようなブロック３１０を取り付ける。これにより、被加工物の厚みが一定の場合に、外側のエンボスパターンＰ２を弱く成形するとともに、内側のエンボスパターンＰ１を強く成形することができる。

次に、図４に示すように、予め表面シート１１と吸収体１２とを一体化した生理用ナプキンの中間体１３をエンボスロール２とアンビルロール３との間に供給し、前記エンボスパターンＰ１、Ｐ２を一度に施す。エンボス加工を施すこれらの表面シート１１及び吸収体１２には、従来から生理用ナプキンに使用されているものを特に制限なく適用することができる。

表面シート１１と吸収体１２との密着性を一層高める観点から、表面シート１１は伸縮性を有していることが好ましい。表面シート１１に伸縮性を付与するためには、例えば表面シート１１の構成繊維として、素材自体が伸縮性を示す弾性繊維や、立体捲縮繊維などの特定の立体構造を有することにより伸縮性を示す繊維を用いればよい。素材自体が伸縮性を示す弾性繊維としては、スチレン−ブタジエン、ブタジエン、イソプレン、ネオプレン等の合成ゴム、天然ゴム等のエラストマー材料を溶融紡糸して得られる繊維や、スパンデックスに代表されるポリウレタンやポリエステル等を組成とする合成繊維が挙げられる。特定の立体構造を有することにより伸縮性を示す繊維としては、螺旋状に捲縮した立体捲縮繊維が特に好ましく用いられる。例えば、熱処理により螺旋状の捲縮を発現した潜在捲縮性繊維が挙げられる。好ましく用いられる表面シート１１の具体的な例としては、本出願人の先の出願に係る特開２００２−１６５８３０号公報の〔０００８〕〜〔００４８〕、特開２００２−１８７２２８号公報の〔００１０〕〜〔００６３〕、特開２００３−１２６１４７号公報の〔０００９〕〜〔００４７〕、特開２００３−２５０８３６号公報の〔００１１〕〜〔００６９〕等に記載の表面シートや立体シート材料が挙げられる。

その後、エンボスパターンが施された中間体１３に、裏面シートを貼り合わせ、所定の形状にカットし、ナプキンの製造を完了する。

以上説明したように、本実施形態の加工装置１及びそれを用いたナプキンの製造方法によれば、表面シート１１と吸収体１２とを一体化した生理用ナプキンの中間体１３をエンボスロール２とアンビルロール３の間に通すだけで、加工条件の異なるエンボスパターンＰ１、Ｐ２を一度に施すことができる。よって、製品の製造工程の効率化を図ることができるほか、設備の設置スペースも少なくすることができる。

図６は、本発明のエンボス加工装置の第２実施形態を模式的に示したものである。なお、図６に示す第２実施形態の加工装置１’は、第１実施形態の加工装置１とエンボスロール及びアンビルロールの形態が異なる以外は、第１実施形態の加工装置１と同様の構成であるため、共通する部分については同一符号を付し、その説明は省略する。よって、特に説明のない部分については、第１実施形態における説明が適宜適用される。

第２実施形態の加工装置１’の備えるエンボスロール２は、前記エンボスパターンＰ１、Ｐ２に対応した凸部２１、２２が配設されたブロック２１０、２２０を有している。ブロック２１０、２２０は、ロール本体２０の周面部の切り欠き部２３（図７参照）にボルト２１１で固定されて構成されている。凸部２１、２２の高さ（外径）は異なる高さに設定されており、凸部２２が凸部２１より高く設定されている。

図７に示すように、エンボスロール２は、凸部２１の高さによってクリアランスを微調整するクリアランス微調整機構８を具備している。本実施形態では、クリアランス微調整機構８は、ロール本体２０と凸部２１のブロック２１０の間に介装された圧電素子からなる板状体８１で構成されている。アンビルロール３においては、この板状体８１に通電する電圧を変化させることによって、板状体８１の厚みが変化し、凸部２１の高さを微調整できるようになっている。クリアランス微調整機構８では、０〜５００μｍの高さの微調整が可能である。アンビルロール３は、周面部３０がフラットに形成されている。

本実施形態の加工装置１’においても、第１実施形態の加工装置におけると同様に、エンボスロール２とアンビルロール３との間にナプキンの中間体を供給することによって、加工装置１と同様のエンボス加工を一度に施すことができる。また、エンボスパターンに応じたクリアランスを変更するときには、エンボスロール２側のブロックだけを交換すればよいため、取り扱いやすく、製品の設計変更にも柔軟に対応することができる。さらに、圧電素子からなる板状体８１で構成されるクリアランス微調整機構８を備えているため、クリアランスの微調整を容易に行うことができる。

アンビルロールの凸部の高さはエンボスパターンによらず同じ高さとし、アンビルロール側で各エンボスパターンに応じて異なるクリアランスを形成することもできる。この場合には、図８に示すような第３実施形態のアンビルロール３’を使用する。このアンビルロール３’は、周面部の外径が異なる着脱可能なブロックを有しており、また、ブロックに前記クリアランス微調整機構９を具備している。第３実施形態の加工装置におけるアンビルロール３’では、クリアランス微調整機構９は、ロール本体３０と凹部３１のブロック３１０の間に介装された圧電素子からなる板状体９１で構成されている。アンビルロール３’においては、この板状体９１に通電する電圧を変化させることによって、板状体９１の厚みが変化し、凹部３１の深さを微調整できるようになっている。クリアランス微調整機構９では、０〜５００μｍの高さの微調整が可能である。

このエンボスロール３’を備えた加工装置では、エンボスパターンに応じたクリアランスの変更するときには、アンビルロール３’側のブロックだけを交換すればよいため、取り扱いやすく、製品の設計変更にも柔軟に対応することができる。さらに、圧電素子からなる板状体９１で構成されるクリアランス微調整機構９を備えているため、クリアランスの微調整を容易に行うことができる。

本発明は、前記実施形態に制限されない。
例えば、エンボスロール２により施すエンボスパターンは、前記実施形態に制限されるものではない。例えば、図９（ａ）〜（ｃ）に示すような種々の環状のエンボスパターンＰ３と、その中に配される別のエンボスパターンＰ４とを有するエンボスパターンとすることもできる。

エンボスロール又はアンビルロールにブロックを有している場合には、全てのブロックにクリアランス微調整機構を具備していることが好ましいが、微調整機構は一部又は全部を省略することもできるし、エンボスロール又はアンビルロールの何れかにのみ具備させることもできる。

クリアランス微調整機構は、前述の実施形態によけるように、圧電素子によるものが好ましいが、ブロックとロール本体との熱膨張率の差を利用して微調整を行うものであってもよい。

アンビルロールは、通常はエンボスパターンを形成するための凸部を有していないものとすることが好ましいが、必要に応じてアンビルロールに一部のエンボスパターンを形成する凸部を設けてもよい。

本発明のエンボス加工装置によって加工する被加工物は、繊維材料を含んでいれば特に制限はなく、織布、不織布からなるシート若しくはこれらの積層シート又はこれらのシートにパルプが混合されたシートが含まれる。また、被加工物は、エンボスパターンが良好に得られるように熱溶融性の材料を含んでいることが好ましい。積層シートの場合には、異なる材料のシートが積層されていてもよい。

本発明のエンボス加工装置は、前記実施形態におけるような生理用ナプキンのほか、パンティライナー、失禁パッド等の吸収性物品の製造にも適用することができる。また、例えば、清掃用シート、清拭用シート等の繊維材料を含む被加工物を備える物品の製造に適用することができる。

本発明のエンボス加工装置の第１実施形態を模式的に示す図であり、（ａ）は一部を破断視した正面図、（ｂ）は側面図である。 同実施形態のエンボス加工装置におけるエンボスロールのＡ−Ａ矢視拡大断面図である。 同実施形態のエンボス加工装置におけるアンビルロールのＢ−Ｂ矢視拡大断面図である。 同実施形態のエンボス加工装置においてナプキンの中間体にエンボス加工を施している状態を模式的に示す斜視図である。 同実施形態のエンボス加工装置により施されるエンボスパターンの展開平面図である。 本発明のエンボス加工装置の第２実施形態を模式的に示す図であり、（ａ）は一部を破断視した正面図、（ｂ）は側面図である。 同実施形態のエンボス加工装置におけるエンボスロールの部分拡大断面である（図２相当図）。 第３実施形態のエンボス加工装置におけるアンビルロールの部分拡大断面である（図３相当図）。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明のエンボス加工装置により施されるエンボスパターンの一例を示す展開平面図である。

符号の説明

１、１’ エンボス加工装置
２、２’ エンボスロール
２１、２２ 凸部
３、３’ アンビルロール
８、９ クリアランス微調整機構

Claims (7)

1. エンボスロール及びアンビルロールを一対備えているエンボス加工装置であって、
   前記エンボスロールの周面部に複数のエンボスパターンに対応した凸部が配設されているとともに、該エンボスロールと前記アンビルロールとの間に、前記各エンボスパターンに応じたクリアランスが形成されており、前記エンボスロール及び前記アンビルロールが回転されているときにそれらの間に供給された繊維材料を含む被加工物に複数のパターンでエンボス加工を施すように設けられており、
   前記エンボスロールは、前記各エンボスパターンに対応して前記凸部が配設されたブロックを有しているか、又は、
   前記アンビルロールは、周面部の外径が異なるブロックを有し且つ前記各エンボスパターンに対向する周面部がそれぞれ異なる外径に設けられて前記クリアランスが形成されているエンボス加工装置。
2. 前記凸部が、前記エンボスパターン毎に異なる高さに設けられて前記クリアランスが形成されている請求項１に記載のエンボス加工装置。
3. 前記クリアランスを微調整するクリアランス微調整機構を具備している請求項２に記載のエンボス加工装置。
4. 前記エンボスロールは、該エンボスロールが有する前記ブロックに前記クリアランス微調整機構を具備している請求項３に記載のエンボス加工装置。
5. 前記アンビルロールは、該アンビルロールが有する前記ブロックに前記クリアランス微調整機構を具備している請求項３に記載のエンボス加工装置。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載のエンボス加工装置における前記エンボスロール及び前記アンビルロールを回転させながらそれらの間に繊維材料を含む被加工物を供給し、該被加工物に複数のパターンでエンボス加工を施すエンボス加工方法。
7. 表面シート及び吸収体を具備する吸収性物品の中間体を被加工物とし、該被加工物に請求項６に記載のエンボス加工方法でエンボス加工を施す工程を具備している吸収性物品の製造方法。

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