JP4934835B2 - 積層伸縮シートの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は積層伸縮シートの製造方法に関する。

従来より、使い捨てオムツ等に用いられる複合シートにおいて、特にパンツ型オムツのウエスト部分には、該オムツのフィット性を向上させるために、２枚の不織布の間に、熱可塑性の弾性シートが配置された積層伸縮シートを用いたものがある。

ここで、前記弾性シートは通気性を有していないので、積層伸縮シートに着用者の着用感の向上とムレ防止のために通気孔を形成する必要がある。そのため、前記弾性シートに針などを用いて通気孔を穿孔する方法が考えられる。しかし、別途、前記穿孔工程が必要になり煩雑である。

一方、２枚の不織布の間に弾性シートを挟み込んだ複合シートに対して、超音波接合により、複数の接合箇所においてこれらを互いに接合すると共に通気孔を形成する積層伸縮シートの製造方法が提案されている（特許文献１参照）。
ＵＳ６，５７２，５９５Ｂ１

前記特許文献１には、超音波ホーンとアンビルとの間に前記複合シートを配置し、前記超音波ホーンによって、超音波振動が付加されることにより、結果として、前記２つの不織布層が互いに接合されるが、しかし、弾性部材のポリマー素材をそれによって捕らえると記載されている。

すなわち、前記特許文献１の発明は、前記超音波接合の際に、弾性シートに前記２枚の不織布の接合箇所よりも大きな孔が形成され、この孔を通して不織布同士が接合されると共に、前記孔の一部が積層伸縮シートの通気孔になると解される。

しかし、実際に特許文献１の方法を用いて、弾性シートに孔を形成しようとすると、該弾性シートは２枚の不織布の間に挟まれた状態にあるので、超音波振動によって加熱されたとしても、該弾性シート自体は弾性を失うのみで孔の形成が難しい。

したがって、本発明の目的は、熱可塑性の弾性シートを用いた積層伸縮シートに、確実に通気用孔を形成し得る積層伸縮シートの製造方法を提供することである。

本発明の積層伸縮シートの製造方法は、熱可塑性繊維を含む少なくとも２枚の不織布の間に熱可塑性の弾性シートを挟んで複合シートを形成する工程と、前記複合シートにおける前記２枚の不織布と弾性シートの重なり部分に複数の接合箇所において振動エネルギーを与えて、前記２枚の不織布と弾性シートとを溶着する超音波接合工程とを備え、超音波接合工程において、前記接合箇所外縁の一部のみにおいて前記弾性シートに通気孔が形成される。

本発明によれば、前記超音波接合工程において、接合箇所に前記振動エネルギーを与えることにより前記２枚の不織布と弾性シートを溶着すると共に、該接合箇所の外縁の一部を破断することで弾性シートに通気孔を形成するから、別途、通気孔を形成する必要がない。
また、接着剤を用いることなく、超音波接合を用いて不織布と伸縮シートとを接合するので、接着剤によるごわつきなどが生じるおそれがないので、着用感や風合いを損なうことがない。
なお、前記「弾性シート」としては、たとえば、エラスティックフィルムなどからなるフィルム状の弾性シートを用いることができる。

本発明において、前記熱可塑性の弾性シートを搬送しながら伸張する工程を更に備え、前記２枚の不織布の間に挟まれた前記弾性シートが伸張状態において前記超音波接合工程が実行されるのが好ましい。
かかる態様によれば、伸張状態の前記弾性シートに前記超音波振動が付与されることにより、該弾性シートにテンションが付加された状態で弾性シートに切断力が付与されるので、より一層確実に弾性シートに通気孔を形成することができる。

本発明において、前記複数の接合箇所に対応する複数の突起を有し、前記複合シートを搬送するアンビルと、前記アンビルと協働して前記複合シートに振動エネルギーを与えるホーンとの間で前記溶着工程が行われ、前記各突起は前記ホーンに対面可能で、かつ、平坦な平坦部と、前記平坦部の外周縁に形成されたエッジ部とを備え、前記エッジ部に前記複合シートを介して前記ホーンが間欠的に接触することで前記通気孔が形成されるのが好ましい。
かかる態様によれば、振動エネルギーを与えるホーンが、複合シートを介して前記アンビルのエッジ部に接触することにより、前記エッジ部により弾性シートが断ち切られることで、より一層確実に通気孔を形成することができる。

本発明において、前記アンビルは所定の軸線のまわりに回転するドラムの外周に前記突起が形成されており、前記ドラムの回転に伴って前記複合シートが搬送され、前記搬送中に前記複合シートが前記突起とホーンとの間で前記溶着がなされると共に前記通気孔が前記弾性シートに形成されるのが好ましい。
かかる態様によれば、前記回転するドラムの外周に突起を形成することにより、前記ドラムの回転に伴ってホーンに対する突起の接触状態が変化し、そのため、柱状の突起の一部がエッジとして作用するので、前記突起による溶着および通気孔の形成を、容易に実現することができる。

本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施例および図面は単なる図示および説明のためのものであり、本発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。本発明の範囲は請求の範囲によってのみ定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。

以下、本発明の一実施例が図面にしたがって説明される。
本積層伸縮シートは、種々の用途に用いることができるが、以下の説明では、本積層伸縮シートをオムツに適用した場合について例示して説明する。前記オムツは、着用者の胴を覆う胴部と、着用者の股間を覆う股部とを備えている。前記積層伸縮シートは、前記胴部に用いられる。

積層伸縮シートＷ：
まず、図１に示す切断パネルＰが生成される。前記切断パネルＰは、着用者の肌面に接するインナーシートとなる第１不織布Ｗ１に伸張状態の弾性シートＦが重ね合わされた後、切断されたものである。切断パネルＰは、切断された第１不織布Ｗ１と弾性シート片Ｆ１とが、その重なり部分の一部である長手方向Ｘの両端部の第１接着領域Ａ１，Ａ１において、互いに接着されている。

つぎに、連続ウェブからなる第２不織布Ｗ２に、前記切断パネルＰが所定間隔毎に配置されて複合シートＷ３部分が形成される。なお、前記切断パネルＰは、着用者の肌面に接する面に配置され、その両端部の第２接着領域Ａ２，Ａ２が第２不織布Ｗ２に接着される。

したがって、前記複合シートＷ３は、２枚の熱可塑性繊維を含む第１および第２不織布Ｗ１，Ｗ２の間に、熱可塑性の弾性シート片Ｆ１が挟まれた状態となる。該複合シートＷ３において、弾性シート片Ｆ１は、第１および第２接着領域Ａ１，Ａ２において、その両端部Ｐ２が不織布Ｗ１，Ｗ２に接着される。

前記複合シートＷ３の中間部Ｐ１の複数の接合箇所Ｍにおいて、前記超音波接合により、複合シートＷ３の両面が不織布Ｗ１，Ｗ２にそれぞれ溶着されて積層伸縮シートＷが形成される。

前記積層伸縮シートＷは、複合シートＷ３の中間部Ｐ１の接合箇所Ｍにおいて、図２Ｃに示すように、弾性シート片Ｆ１が第１不織布Ｗ１および第２不織布Ｗ２に接合されていると共に、図２Ｂに示すように、前記接合箇所Ｍの外縁Ｍｃの一部Ｍｃ１，Ｍｃ２には、弾性シート片Ｆ１に通気孔Ｈ１，Ｈ２が形成されている。

シール装置１：
つぎに、前記超音波接合に用いるシール装置の一例について説明する。
図３に示すように、シール装置１は、前記複数の接合箇所Ｍ（図１）に対応する多数の突起２１を有し、複合シートＷ３を搬送するアンビル２０と、前記アンビル２０と協働して前記複合シートＷ３に振動エネルギーを与えるホーン１０とを備えている。ホーン１０は、平坦な先端面を有する。

前記アンビル２０は、点Ｏを含む軸線のまわりに回転するドラム２０ｄの外周に前記突起２１が形成されており、複合シートＷ３は、前記ドラム２０ｄの回転に伴って流れ方向Ｘに搬送される。前記突起２１は、前記ドラム２０ｄにおける図２Ｃに示す接合箇所Ｍのパターンに対応する位置に形成されている。

図４Ａ，図４Ｂおよび図４Ｃにおいては、前記多数の突起２１のうち、１つの突起２１のみを示す。突起２１は、略円柱形に形成されており、ホーン１０に対面可能で、かつ、平坦な平坦部２１ｂと、前記略円柱形の平坦部２１ｂの外周縁からなるエッジ部２１ａ，２１ｃとを備えている。

製造方法：
まず、図１に示す弾性シートＦが搬送されながら、長手方向（流れ方向）Ｘに伸張される。
一方、前記胴部の一部を形成し、着用者の肌面に接するインナーシートとなる第１不織布Ｗ１が搬送される。

第１不織布Ｗ１の第１接着領域Ａ１には、予め接着剤が塗布され、伸張張状態の弾性シートＦが前記第１不織布Ｗ１に重ね合わせて配置されることにより、第１接着領域Ａ１（重なりの一部）において、前記弾性シートＦと第１不織布Ｗ１とが前記接着剤により互いに接着される。

前記接着された第１不織布Ｗ１および弾性シートＦを切断して弾性シート片Ｆ１を含む切断パネルＰが得られる。
ここで、前記第１接着領域Ａ１は所定の等間隔に設定されており、前記接着後、前記第１接着領域Ａ１部分を長手方向Ｘに等分するように切断することで、切断パネルＰが生成される。そのため、切断パネルＰは、切断された第１不織布と弾性シート片Ｆ１とが、その重なり部分の一部である長手方向Ｘの両端部の第１接着領域Ａ１，Ａ１において、互いに接着される。

一方、胴部となる連続ウェブからなる第２不織布Ｗ２が、該第２不織布Ｗ２の長手方向Ｘに搬送される。
前記伸張された弾性シート片Ｆ１の伸張方向を前記長手方向Ｘに合わせた状態で、前記弾性シート片Ｆ１を第２不織布Ｗ２上に間欠的に配置する。
ここで、前記第２不織布Ｗ２には、予め所定の等間隔に接着剤が塗布され、前記配置の際に、弾性シート片Ｆ１における長手方向Ｘの両端部からなる第２接着領域Ａ２が第２不織布Ｗ２に前記接着剤で接着される。

前記第２不織布Ｗ２に対する切断パネルＰの配置により、２枚の不織布Ｗ１，Ｗ２の間に伸張状態の弾性シート片Ｆ１を挟んだ複合シートＷ３部分が生成される。前記弾性シート片Ｆ１は、第１接着領域Ａ１，Ａ１および第２接着領域Ａ２，Ａ２によって、その両端部Ｐ２が第１不織布Ｗ１および第２不織布Ｗ２にそれぞれ接着されると共に、この時点では前記両端部Ｐ２の間の中間部Ｐ１は未だ両不織布Ｗ１，Ｗ２に接着されない状態である。
なお、説明を分かり易くするために、第１接着領域Ａ１および第２接着領域Ａ２は、互いに重ならないように図示しているが、２つの接着領域Ａ１，Ａ２は重なってもよい。なお、２つの接着領域Ａ１，Ａ２が重ならない場合、伸縮する領域が狭くなるので、２つの接着領域Ａ１，Ａ２は重なる方が好ましい。前記接着剤としては、たとえばホットメルト樹脂などを用いることができる。

その後、前記弾性シート片Ｆ１における前記中間部Ｐ１と、不織布Ｗ１，Ｗ２との重なり部分に前記シール装置１によって振動エネルギーが与えられ、前記２枚の不織布Ｗ１，Ｗ２と伸張状態の弾性シートＦとが複数の接合箇所Ｍにおいて互いに溶着される。前記溶着により、積層伸縮シートＷが生成される。
一方、前記溶着時において、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、弾性シートＦの接合箇所Ｍの外縁Ｍｃの長手方向Ｘの両端部分に通気孔Ｈ１，Ｈ２が形成される。

通気孔Ｈ１，Ｈ２の形成原理：
つぎに、前記通気孔Ｈ１，Ｈ２の形成原理について、図４Ａ，図４Ｂおよび図４Ｃに基づいて説明する。なお、以下の説明では、複合シートＷ３を１本の実線で省略して図示する共に、１個の前記突起２１を例示して説明する。

図４Ａにおいて、まず、１つの突起２１がホーン１０に対峙し始めるとドラム２０ｄの曲率により突起２１の一部のみが複合シートＷ３を介してホーン１０に接触する。すなわち、振動するホーン１０に突起２１のエッジ部の外周縁の前方部分（ドラム２０ｄの回転方向の下流側端部）２１ａが接触することで、図２Ａに示す弾性シートＦが、当該接触部分において切断されて、伸張状態の弾性シートＦにスリットが形成され、弾性シートの張力により、前記スリットが伸張方向（長手方向Ｘ）に拡がって第１通気孔Ｈ１が形成される。

その後、図４Ｂに示すように、ドラム２０ｄが回転し、振動するホーン１０に突起２１の平坦部２１ｂが接触し、不織布Ｗ１，Ｗ２および弾性シートＦが互いに超音波溶着される。

前記溶着後、図４Ｃに示すように、ドラム２０ｄが更に回転すると、振動するホーン１０に突起２１のエッジ部の外周縁の後方部分２１ｃが接触し、同様に、図２Ａに示す弾性シートＦを当該接触部分において切断することにより、弾性シートＦに第２通気孔Ｈ２が形成される。

したがって、図２Ｂに示すように、弾性シートＦには、不織布Ｗ１，Ｗ２と互いに溶着される接合箇所Ｍが形成されると共に、該接合箇所Ｍの外縁Ｍｃの流れ方向Ｘの前後のみが切断された切断部Ｍｃ１，Ｍｃ２によって通気孔Ｈ１，Ｈ２が形成される。ここで、前述のように、弾性シートＦは伸張状態で搬送されているので、エッジ部２１ａ，２１ｃにより切断力が付加されると、容易に切断されると共に、前記エッジ部２１ａ，２１ｃによりスリット状に切断されることで、図２に示すように、通気孔Ｈ１，Ｈ２は流れ方向Ｘに若干拡がった状態となる。
その後、前記積層伸縮シートＷに図示しない股部が接着され、個々のおむつに切り分けられる。

つぎに、図３のドラム２０ｄの直径Ｄ１およびホーンの幅Ｄ２について考察する。
前述のように、突起２１の回転方向の前後がエッジとして作用するためには、ドラム２０ｄの直径Ｄ１がある程度以上小さい必要があると共に、ホーン１０の幅Ｄ２がある程度以上大きくなければならない。
一方、強度上の問題からドラム２０ｄの直径Ｄ１はある程度以上大きい必要がある。

かかる観点からドラム２０ｄの直径Ｄ１は、50mm〜400mm が好ましく、100mm 〜300mm が最も好ましい。また、ホーンの幅Ｄ２は、10mm〜40mmが好ましく、15mm〜30mmが最も好ましい。

一方、弾性シートＦの厚さとしては、20μm 〜 300μmmのフィルム状の薄いものを用いることができ、30μm 〜 200μmmが好ましく、40μm 〜 100μmmが最も好ましい。
フィルムが厚いと経済性および被切断性が低下し、一方、フィルムが薄いと着用感は向上するものの、強度が低下して超音波接合時に破断を生じるおそれがある。

このように、振動するホーン１０に突起２１のエッジ部２１ａ，２１ｃが接触することにより、不織布Ｗ１，Ｗ２および弾性シートＦの接合箇所Ｍの外縁Ｍｃの一部に通気孔Ｈ１，Ｈ２が形成される。
したがって、ホットメルト樹脂などからなる接着剤を大幅に削減することができるので、製造コストの低減を図り得る。また、前記接着剤が削減されることにより、積層伸縮シートの風合いの低下を防止することができる。

さらに、超音波接合工程において、弾性シートＦに通気孔Ｈ１，Ｈ２が形成されるので、別途、通気孔の加工工程を要しない。
また、ドラム２０ｄにおける突起２１の配置を変更することにより、接合箇所Ｍの配置が変更されることで、積層伸縮シートの伸縮率を所定の値に設定することができる。
また、超音波接合により積層伸縮シートの接合を行うので、熱圧着（ヒートシール）を行う場合に比べ、弾性シートＦへの熱によるダメージを少なくすることができる。

なお、前記突起２１の形状としては、前述の円筒形の他に種々の形状が考えられるが、アンビルとしてドラムを用いない場合には、たとえば、突起２１のエッジ部の流れ方向Ｘの前方および／または後方をホーン１０に向って突出させた形状などにする必要がある。

接合パターン：
つぎに、弾性シートＦの伸縮率と接合パターンの関係について説明する。
図５Ａは伸張状態の積層伸縮シートＷ、図５Ｂは伸張力を解放して自由長になった状態の積層伸縮シートＷを示す。
伸縮方向Ｘにおいて、接合箇所Ｍの長さＡ、非接合部の長さＢと、接合時の弾性シートＦの伸縮率は、積層伸縮シートＷの伸縮率Ｃ：Ｃ１について下記の(1) 式で表される。
伸縮率＝Ｃ：Ｃ１＝Ａ＋Ｂ：Ａ＋Ｂ１…(1)
ただし、Ａ＝接合箇所Ｍの長さ
Ｂ＝非接合部の長さ
Ｂ１＝自由長になった状態の非接合部の長さ

接合箇所Ｍの配置からなる接合パターンは、前記(1) 式を満足していれば、生産性や装飾性などにおいて自由にデザインすることができる。
たとえば、生産性を重視する場合には、接合箇所Ｍの長さＡを小さくすることにより高速生産が可能となる。
一方、装飾性を重視する場合には、ライン状やカーブ状、ドット状、文字、絵柄など接合箇所Ｍの配置を変更することにより、積層伸縮シートＷに種々のデザインを付与することができる。

なお、長手方向（流れ方向）Ｘにスリットした弾性シートＦや、流れ方向Ｘに交差するように切断された弾性シートＦを用いてもよいし、複数本の糸状の弾性シートＦを用いてもよい。
さらに、前記接合箇所Ｍの配置を部分的に変更することにより、積層伸縮シートＷの伸縮率をコントロールすることで、機能性の向上を図ってもよい。

なお、必ずしも弾性シートＦを伸張状態で搬送する必要はなく、複合シートＷ３の溶着および通気孔Ｈ１，Ｈ２の形成は弾性シートＦが自由長になった状態で行ってもよい。かかる場合には、長手方向Ｘに伸張可能な不織布Ｗ１，Ｗ２を用いるのが好ましい。

本発明は、たとえば、着用物品などに用いる積層伸縮シートの製造方法に採用することができる。

本発明の一実施例にかかる積層伸縮シートの製造方法を示す概略斜視図である。 図２Ａは複合伸縮シートの概略断面図、図２Ｂは弾性シートの概略平面図、図２Ｃは複合伸縮シートの概略平面図である。 シール装置を示す概略側面図である。 積層伸縮シートの製造方法を示す概略側面図である。 積層伸縮シートの伸張率を示す概略平面図である。

符号の説明

１０：ホーン
２０：アンビル
２０ｄ：ドラム
２１：突起
２１ａ，２１ｃ：エッジ部
２１ｂ：平坦部
Ｆ：弾性シート
Ｈ１，Ｈ２：通気孔
Ｍ：接合箇所
Ｍｃ：外縁
Ｗ１，Ｗ２：不織布
Ｗ３：複合シート

Claims (3)

1. 積層伸縮シートの製造方法であって、
   熱可塑性繊維を含む少なくとも２枚の不織布の間に熱可塑性の弾性シートを挟んで複合シートを形成する工程と、
   前記複合シートにおける前記２枚の不織布と弾性シートの重なり部分に複数の接合箇所において振動エネルギーを与えて、前記２枚の不織布と弾性シートとを溶着する超音波接合工程とを備え、
   ここにおいて、前記熱可塑性の弾性シートを搬送しながら伸張する工程を更に備え、前記２枚の不織布の間に挟まれた前記弾性シートが伸張状態において前記超音波接合工程が実行され、
   ここにおいて、前記複数の接合箇所に対応する複数の突起を有し、前記複合シートを搬送するアンビルと、前記アンビルと協働して前記複合シートに振動エネルギーを与えるホーンとの間で前記超音波接合工程が行われ、
   前記各突起は前記ホーンに対面可能で、かつ、平坦な平坦部と、前記平坦部の外周縁に形成されたエッジ部とを備え、
   前記アンビルは所定の軸線のまわりに回転するドラムの外周に前記突起が形成されており、前記ドラムの回転に伴って前記複合シートが搬送され、
   前記超音波接合工程において前記ドラムが回転するのに伴い前記突起が前記ホーンに対し互いに異なる角度で前記複合シートを介して複数回間欠的に接触することで、当該超音波接合工程において、当該突起とホーンとの間で前記溶着がなされると共に前記接合箇所外縁における前記ドラムの回転方向の端部において当該突起のエッジ部により前記伸張状態の弾性シートに通気孔が形成される積層伸縮シートの製造方法。
2. 請求項１において、前記超音波接合工程は、前記ドラムが回転し、振動する前記ホーンに前記突起の平坦部が接触し、２枚の不織布および弾性シートが互いに溶着される工程と、
   振動する前記ホーンに当該突起のエッジ部の外周縁の前記ドラムの回転方向の前方または後方部分が接触し、前記弾性シートを当該接触部分において切断することにより、前記弾性シートに前記通気孔が形成される工程とを包含する。
3. 請求項２において、前記通気孔が形成される工程は、
   前記溶着前に、１つの前記突起が前記ホーンに対峙し始めると当該突起の一部のみが前記複合シートを介して前記ホーンに接触し前記ホーンに当該突起のエッジ部の外周縁における前記ドラムの回転方向の前方の端部が接触することで、前記弾性シートが、当該接触部分において切断されて、伸張状態の前記弾性シートにスリットが形成され、前記弾性シートの張力により、前記スリットが伸張方向に拡がって第１通気孔が形成される工程と、
   前記溶着後、前記ドラムが更に回転すると、振動する前記ホーンに当該突起のエッジ部の外周縁における後方の端部が接触し、前記弾性シートを当該接触部分において切断することにより、前記弾性シートに第２通気孔が形成される工程とを備える。

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