JP5214409B2 - シール装置及びシール方法 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物にヒートシールや超音波シール等のシール加工を施すシール装置及びシール方法に関する。

物品の製造過程においては、互いに接近及び離間する方向に相対移動可能な加工部及び受け部を備えた回転式あるいは往復式の加工装置を使用し、該加工部及び該受け部を回転あるいは一方向に往復動させながら、被加工物を該加工部と該受け部との間に供給することで、該被加工物の一部又は全部を溶着するシール加工が広く行われている。

例えば特許文献１には、嵩高な不織布や繊維ウエブなどの繊維シートを高速で溶着可能なヒートシール方法として、少なくとも一方の外周面に所定パターンのシール突起が突出形成された一対のロールを用い、前記繊維シートに前記シール突起のパターンに対応した溶着部を形成する方法が記載されている。特許文献１に記載のヒートシール方法においては、前記ロールの外周面に、該外周面における前記シール突起以外の部分を覆う断熱体を設け、該断熱体を熱伝導率が前記シール突起よりも低く且つロールどうしの加圧力で弾性収縮可能な材料で形成し、回転する前記ロール間に供給される繊維シートを、前記断熱体で圧縮させて内部の空気を排出させた後に前記シール突起によって加熱し且つ加圧してヒートシールする。前記断熱体の厚さは、ロール間での加圧を受けていない状態で、好ましくは前記シール突起の高さ以上であり、ロール間の加圧力を受けたときに、該厚さが該高さよりも低くなるように収縮する。

特開２００３−２６８６６３号公報

ところで、従来のシール加工においては、被加工物に形成された溶着部におけるシール強度が突発的に低下するという問題があった。具体的には、例えば被加工物が、図１２において符号１０’で示す如きパンツ型の着用物品の中間品連続体である場合において、隣接する該中間品の間に形成された溶着部（図１２において符合１４で示す部位）、即ちパンツ型の着用物品におけるサイドシール部のシール強度が突発的に低下し、これにより不良品が発生することがあった。パンツ型の着用物品におけるサイドシール部のシール強度が低下すると、該着用物品の着用時に該サイドシール部が剥がれてしまうおそれがあるため、従来のシール加工においてはこのような突発的なシール強度の低下を考慮し、シール強度を予め高めに設定してシール加工をする必要があった。

しかしながら、シール強度を高めに設定してパンツ型の着用物品にサイドシール部を形成すると、該サイドシール部が硬くなるため、着用物品の風合いや着用感の低下、及び着用物品の廃棄時等に要望されるサイドシール部の引き裂き易さの低下を招くという問題があった。シール強度を高めに設定する必要が無く、突発的なシール強度の低下を防止し得るシール技術は未だ提供されていない。

従って本発明の課題は、突発的なシール強度の低下の発生を抑えることができるシール装置及びシール方法を提供することにある。

本発明は、周面部にシール用の加工部が突出形成された加工ロールと、該加工部を受ける受けロールとを備え、該加工部の先端にシール部が所定パターンで形成されており、回転している両ロール間を通過するシート状の被加工物に、該シール部のパターンに対応した溶着部を形成するシール装置であって、前記加工ロールの周面部又は前記加工部に、該加工ロールと前記受けロールとの間を通過する前記被加工物を該受けロール側に押し込む押し込み用突起が突出形成されており、前記押し込み用突起は、前記シール部における該加工ロールの回転方向前端側エッジの近傍で且つ該エッジよりも回転方向前端側に位置しているシール装置を提供することに関する。

また本発明は、周面部にシール用の加工部が突出形成された加工ロールと、該加工部を受ける受けロールとを備え、該加工部の先端にシール部が所定パターンで形成されており、該加工ロールの周面部又は加工部に、両ロール間を通過する被加工物を該受けロール側に押し込む押し込み用突起が突出形成されているシール装置を用いたシール方法であって、回転する前記加工ロールと前記受けロールとの間にシート状の被加工物を供給し、該被加工物に前記シール部のパターンに対応した溶着部を形成する工程を備え、前記シール部が前記被加工物に接触するのと略同時に、前記押し込み用突起により該被加工物を前記受けロール側に押し込むシール方法を提供することに関する。

本発明によれば、突発的なシール強度の低下の発生を抑えることができ、適度なシール強度を有する製品を安定的に製造することができる。特に本発明によれば、サイドシール部を有するパンツ型の使い捨ておむつ等の着用物品を好適に製造することができる。

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、本発明のシール装置の第１実施形態を被加工物の排出側から見たときの概略構成図、図２は、図１のＸ−Ｘ線断面を模式的に示す断面図（加工ロール及び受けロールの回転軸方向と直交する方向の断面図）、図３は、図１に示すシール装置を用いて被加工物に溶着部を形成する工程を示す図である。尚、第１実施形態は参考例である。

第1実施形態のシール装置１は、周面部２１にシール用の加工部２０が突出形成された加工ロール２と、該加工部２０を受ける受けロール３とを備え、該加工部２０の先端にシール部２２が所定パターンで形成されている。シール装置１は、図３に示すように、回転している両ロール２，３間を通過するシート状の被加工物９０に、シール部２２のパターンに対応した溶着部９１を形成する装置である。

更に詳述すると、シール装置１は図１に示すように、回転軸Ｒ２回りに回転可能に支持された円筒形状の加工ロール２と、回転軸Ｒ３回りに加工ロール２と同期して回転する円筒形状の受けロール３とを備えており、各ロール２、３が回転しているときに、加工ロール２の加工部２０と受けロール３の周面部３１との間に供給された被加工物９０に溶着部９１を形成するようになされている。図２に示すように、加工ロール２は、その周面部２１に、周方向に略等間隔に突出形成された４個の加工部２０を備えている。受けロール３の周面部３１はその全域に亘って平滑である。ロール２，３及び加工部２０は、アルミニウム合金や鉄鋼等の金属製の剛体を含んで構成されている。

加工ロール２及び受けロール３には、加熱手段（図示せず）が付設されており、該加熱手段からの熱伝導によって、被加工物９０と接触するシール部２２及び周面部３１に熱が伝達されるようになされている。また、両ロール２，３は、各回転軸Ｒ２，Ｒ３に駆動手段（図示せず）からの駆動力が伝達されることによって同期して回転するように設けられている。

シール部２２は、図２に示すように、各加工部２０の先端の全域に亘っており、且つ加工ロール２の回転軸方向と直交する方向の断面視において、周面部２１とは反対側の外方に向けて凸の円弧形状をしており、その凸の頂部が、加工部２０の周方向の略中央部に位置している。従って、シール部２２の前記断面視における輪郭線は、円弧曲線となっている。

加工ロール２の周面部２１には、加工ロール２と受けロール３との間を通過する被加工物を該受けロール３側に押し込む押し込み用突起２４が突出形成されている。突起２４は、各シール部２２における加工ロール２の回転方向前端側エッジ（以下、前端側エッジともいう）２２ａの近傍で且つ該エッジ２２ａよりも回転方向前端側に位置している。従って、突起２４は、加工ロール２の回転時において、該突起２４の近傍のシール部２２よりも先に被加工物上にくる。

押し込み用突起２４は、略円柱状（棒状）のピンであり、図１に示すように、各シール部２２の前端側エッジ２２ａに沿って、加工ロール２の回転軸方向〔即ち被加工物の走行方向（ＭＤ）と直交する方向（ＣＤ）〕に所定間隔を置いて複数形成されている。加工部２０の前端側エッジ２２ａと、該前端側エッジ２２ａの近傍で且つ該エッジ２２ａよりも回転方向前端側に配されている突起２４との間の距離Ｗ（図２参照）は、好ましくは３０ｍｍ以内、更に好ましくは０〜２０ｍｍである。

押し込み用突起２４は、加工ロール２の回転中において、周面部２１からの突出高さが変更可能になされており、且つ該突起２４の先端が、該突起２４の近傍に位置する加工部２０のシール部２２よりも受けロール３側に突出可能になされている。図２には、受けロール３と対向している突起２４の先端が、その近傍のシール部２２の頂部から突出高さＴだけ該受けロール３側に突出している様子が示されている。突出高さＴは、当該突起２４の近傍のシール部２２が被加工物と接触しているときに、該突起２４の先端で該被加工物を受けロール３側に押し込むことができるように適宜設定される。

また押し込み用突起２４は、溶着部９１の形成時にシール部表面と被加工物との密着を妨げないようにする観点から、周面部２１からの突出高さをシール部２２よりも低くできるようになされている。具体的には、シール部２２が被加工物９０と接触する前における突起２４の突出高さは、図２に示すように、加工ロール２の回転軸方向の断面視において、外方に向かって凸の円弧形状のシール部２２の輪郭線の仮想延長線Ｌを超えないように調整される。斯かる調整によって、加工ロール２の回転時に突起２４の先端によって描かれる回転軌道が、シール部２２の頂部によって描かれる回転軌道と同じかそれよりも周面部２１側に位置するようになり、これにより被加工物９０の走行安定性が確保される。

押し込み用突起２４の突出高さを変更可能にする機構としては、例えば下記Ａ）及びＢ）が挙げられる。Ａ）突起２４が、その先端に受ける負荷（外力）にまかせて、受けロール３（周面部２１）に対して進退する機構。Ｂ）突起２４が、受けロール３（周面部２１）に対して任意のタイミングで進退可能に配されている機構。

前記Ａ）の機構の例としては、例えば次のようなものがある。即ち、加工部２０あるいは周面部２１に、押し込み用突起２４の基端側（突起２４の先端とは反対側の端）を収容可能な収容部（図示せず）が形成されており、該突起２４の先端側が周面部２１から突出し且つ基端側が該収容部に収容されている。前記収容部内には、突起２４に、その基端側から先端側に向かう所定の大きさの外力を付与し続ける外力付与手段（図示せず）が配されており、該外力付与手段によって突起２４の基端は、少なくとも該突起２４の先端に受ける負荷がゼロのときは、該収容部の底部から浮いている。そして、突起２４の先端が押圧されるなどして負荷を受けると、その負荷に応じて該突起２４が前記収容部側に押し込まれ、これにより周面部２１からの突起２４の突出高さが減少するが、該負荷が除去されると、前記外力付与手段による外力によって、突起２４は、負荷が掛かる前の状態に回復する。前記外力付与手段としては、例えば、スプリング等の伸縮部材、あるいは空気等の圧縮流体の噴射装置などを用いることができる。

また、前記Ａ）の別の例としては、押し込み用突起２４が弾性変形可能になされているものがある。突起２４が弾性を有していることにより、その先端に負荷を受けた場合には圧縮されて突出高さが低くなり、該負荷が除去された場合には元の突出高さに復元する。弾性を有する突起２４を構成する弾性体としては、例えば耐熱ウレタン、ふっ素ゴム等を用いることができる。尚、前記の例（収容部内に外力付与手段が配されている例）において、その突起２４を弾性変形可能にしても良い。

前記Ｂ）の機構の例としては、例えば次のようなものがある。即ち、加工部２０あるいは周面部２１に、押し込み用突起２４の少なくとも基端側を収容可能な収容部（図示せず）が形成されており、該収容部内には、該収容部に収容されている突起２４を押圧して該収容部から突出させる、空気等の圧縮流体の噴射装置等の押圧手段（図示せず）が配されており、該押圧手段によって該突起２４が、受けロール３に向けて突出可能になされている。前記押圧手段は、制御手段（図示せず）によって制御され、該制御手段による圧縮流体等の制御により、突起２４の突出状態を維持し、あるいは突起２４が突出前の元の位置（前記収容部）に戻るよう、任意のタイミングで突起２４を受けロール３に対して進退可能になされている。

第１実施形態のシール装置１は、前記Ｂ）の機構を具備しており、該シール装置１においける前記押圧手段は、前記制御手段と電気的に接続されている。該制御手段は、加工ロール２及び受けロール３の回転速度や加熱温度などを制御すると共に、前記押圧手段を制御するもので、該押圧手段をはじめとするシール装置１全体を実質的に制御するマイクロコンピュータ等のＣＰＵと、該ＣＰＵにより実行される制御プログラムや各種データ等の必要な固定情報を格納したＲＯＭと、該ＣＰＵによる処理の実行時におけるワークエリアとして使用されるＲＡＭと、該数値制御装置のオペレーター用入力装置などを備えている。

また前記制御手段は、図１に示すようにロードセル（負荷検出器）５１を備えている。ロードセル５１は、加工ロール２の各シール部２２が受ける負荷の大きさを検出し、その情報を信号として前記制御手段に伝える。前記制御手段は、ロードセル５１からの信号に基づき、シール部２２と受けロール３の周面部３１との間で被加工物を挟持したか否かを判断し、その判断結果に基づいて前記押圧手段を作動あるいは停止させる。

以上の構成を有するシール装置１を用いたシール方法について説明する。本シール方法は、図３に示すように、回転する加工ロール２と受けロール３との間にシート状の被加工物９０を供給し、該被加工物９０にシール部２２のパターンに対応した溶着部９１を形成する工程を備える。

図３（ａ）に示すようにシール部２２が被加工物９０と接触していないときは、該シール部２２の前端側エッジ２２ａの近傍に位置する押し込み用突起２４は、上述したようにその先端が該シール部２２の輪郭線の仮想延長線Ｌ（図２参照）を超えないように、その突出高さが調整されている。

続いて、シール部２２が被加工物９０に接触する（即ちシール部２２と受けロール３の周面部３１とで被加工物９０が挟持された）のと略同時に、押し込み用突起２４により該被加工物９０を受けロール３側に押し込む。より具体的には、図３（ｂ）に示すようにシール部２２の前端側エッジ２２ａが被加工物９０に接触して該シール部２２に負荷がかかると、上述したようにその負荷の大きさがロードセル５１（図１参照）によって検出され、ロードセル５１は負荷の情報を信号として前記制御手段（図示せず）に伝える。前記制御手段は、このロードセル５１からの信号を受信し、負荷の大きさが所定値を超えたところでシール部２２が被加工物９０に接触したと判断すると、前記押圧手段（図示せず）を作動させ、突起２４を突出させる。例えば、前記押圧手段が空気等の圧縮流体の噴射装置である場合、該噴射装置の作動により突起２４の基端側に向けて圧縮流体が噴出され、これにより突起２４の先端が仮想延長線Ｌを超え、更にシール部２２の頂部を越えて突出する（突起２４の周面部２１からの突出高さが増加する）。

尚、本発明においては上述したように、押し込み用突起による被加工物の押し込みの開始時期を、「シール部が被加工物に接触するのと略同時」としており、これは、シール部が被加工物に接触する直前から接触直後までの間に前記押し込みが開始されることを意味する。例えば第１実施形態においては、上述したように、シール部２２が被加工物９０に接触したことがロードセル５１によって確認された後に、押し込み用突起２４が被加工物９０に向かって突出するようになされており、該突起２４による被加工物９０の押し込みの開始時期は、シール部２２が被加工物９０に接触した直後である。

図３（ｃ）に示すようにシール部２２が被加工物９０に接触している間、即ちロードセル５１によって検出されるシール部２２にかかる負荷が、所定値を越えている間は、前記制御手段によって前記押圧手段の動作（圧縮流体の噴出等）が続けられ、これにより突起２４の突出状態（突起２４の先端がシール部２２の頂部を越えている状態）が維持される。

このとき、被加工物９０においては、シール部２２と周面部３１との間で挟持された部位が、ロール２，３に付設された前記加熱手段（図示せず）からの熱で溶着され、これにより被加工物９０に溶着部９１が形成される。本シール法では、上述したように、シール部２２と接触している被加工物９０を押し込み用突起２４で積極的に押圧して受けロール３の周面部３１側に押し込むことにより、被加工物９０のシール部２２の表面からの離間を促しているため、被加工物９０が溶着部９１を介してシール部２２の表面に溶着したとしても、溶着部９１を破壊せずに、該被加工物９０をシール部２２の表面からスムーズに剥がすことができる。従って、本シール法によれば、溶着部９１の突発的なシール強度の低下の発生を抑えることができ、適度なシール強度を有する製品を安定的に製造することができる。

図３（ｄ）に示すようにシール部２２と周面部３１との間から被加工物９０が離れ、該シール部２２にかかる負荷がゼロあるいは所定値よりも小さくなると、その状態がロードセル５１によって信号として前記制御手段に伝えられ、該信号を受信した制御手段は、前記押圧手段の動作（圧縮流体の噴出等）を停止させる。これにより、突起２４の突出高さが元に戻る。即ち、突起２４の先端がシール部２２の仮想延長線Ｌよりも周面部２１側に復帰する。加工ロール２における複数のシール部２２及びそれに対応する突起２４それぞれについて、このような操作が繰り返される。

尚、上述した第１実施形態においては、受けロール３は平滑なロールであったが、図４に示すように、受けロール３の周面部３１に、加工ロール２の加工部２０を受ける受け部３０が突出形成されていても良い。図４に示す受けロール３は、複数（４個）の加工部２０に個別に対応する複数（４個）の受け部３０を備えており、各受け部３０の先端には、加工部２０のシール部２２に対応するシール部３２が形成されている。斯かる構成を有するシール装置においては、加工部２０のシール部２２と受け部３０のシール部３２とで被加工物９０を挟持して溶着部９１を形成する。

また、上述した第１実施形態においては、被加工物９０をロール２，３の接線方向と平行に走行させていたが、図５に示すように、被加工物９０を平滑な受けロール３の周面部３１に沿わせて、即ち受けロール３に抱かせて走行させても良い。

次に、本発明のシール装置の他の実施形態について説明する。後述するシール装置の他の実施形態については、上述した第１実施形態のシール装置１と異なる構成部分を主として説明し、同様の構成部分は同一の符号を付して説明を省略する。特に説明しない構成部分は、第１実施形態のシール装置１についての説明が適宜適用される。

図６、本発明のシール装置の第２実施形態を模式的に示す要部の斜視図、図７は、図６に示すシール装置における相対向する加工部及び受け部の先端面近傍の回転軸方向と直交する方向の断面を模式的に示す断面図、図８は、図６に示すシール装置における加工部の回転軸方向と直交する方向の側面を模式的に示す側面図である。

第２実施形態のシール装置１００は、受けロール３の周面部３１に、加工ロール２の加工部２０を受ける受け部３０が突出形成されており、該受け部３０の先端面（加工部２０との対向面）に、加工部２０のシール部２２，２２’に対応するシール部３２，３２’が形成されている。第２実施形態のシール装置１は、被加工物９０を加工部２０のシール部２２，２２’と受け部３０のシール部３２，３２’とで挟持して、該被加工物９０に溶着部９１を形成する装置である。尚、シール部２２，３２は、シール部２２’，３２’よりもロール２，３の回転方向前端側に位置するシール部であり、シール部２２’，３２’よりも先に被加工物９０に接触する。

更に詳述すると、加工ロール２は、２個の加工部２０，２０を備えており、両加工部２０，２０は、加工ロール２の回転軸Ｒ２を挟んで対向配置されている。また、受けロール３は、２個の受け部３０，３０を備えており、両受け部３０，３０は、受けロール３の回転軸Ｒ３を挟んで対向配置されている。受け部３０は、ロール２，３及び加工部２０と同様に、アルミニウム合金や鉄鋼等の金属製の剛体を含んで構成されている。また受け部３０には、加工部２０と同様に、受けロール３に付設された加熱手段（図示せず）からの熱伝導によって熱が伝達されるようになされている。

各加工部２０には、図６に示すように矩形形状のシール部２２，２２’が、加工ロール２の回転方向に所定間隔を置いて複数（２つ）配されており、該回転方向に隣接するシール部２２，２２’の間は、該シール部２２，２２’に比して高さが低くなされた凹部２３となっている。より具体的には、シール部２２，２２’は、平面視して矩形形状を有し、その長手方向を加工ロール２の回転軸方向（即ち被加工物９０の走行方向ＭＤと直交する方向ＣＤ）に一致させて、該回転軸方向において加工部２０の略全長に亘って途切れることなく連続して延びている。またシール部２２，２２’は、図７に示すように、その長手方向と直交する幅方向の断面視（ＭＤに沿った断面視）において、加工部２０の該幅方向の中央寄りの側縁が、該側縁と反対側の側縁よりも突出高さが高くなされており、被加工物９０との対向面が傾斜している。各受け部３０におけるシール部３２，３２’も、加工部２０におけるシール部２２，２２’と同様に形成されており、図７に示すように、回転方向に隣接するシール部３２，３２’の間は、該シール部３２，３２’に比して高さが低くなされた凹部３３となっている。

加工部２０における凹部２３及び受け部３０における凹部３３は、何れも、加工部２０あるいは受け部３０の幅方向中央に位置し且つ長手方向に延びており、溝部を形成している。凹部２３，３３は、被加工物９０に、シールされていない非溶着部を形成する部位である。凹部２２，３３の深さは、被加工物９０における該凹部２３，３３に対応する部位の、熱による影響を最小限に抑え、非溶着部の形成が妨げられない範囲で適宜設定される。

凹部２３（加工部２０における回転方向に隣接するシール部２２，２２’の間）と凹部３３（受け部３０における回転方向に隣接するシール部３２，３２’の間）とは、図６に示すように加工部２０のシール部２２，２２’と受け部３０のシール部３２，３２’とで被加工物９０を挟持して溶着部９１を形成するときに、被加工物９０を挟んで相対向するようになされている。図７には、被加工物９０が記載されていないが、被加工物９０に溶着部９１を形成するときには、図７に記載されているように加工部２０の凹部２３と受け部３０の凹部３３とが相対向する。

第２実施形態のシール装置１００においては、加工ロール２の加工部２０の先端面（受け部３０との対向面）に、該加工ロール２と受けロール３との間を通過する被加工物９０を該受けロール３（受け部３０）側に押し込む押し込み用突起２５，２５’が突出形成されている。突起２５は、加工ロール２の回転方向に隣接する２つのシール部２２，２２’のうち、回転方向前端側に位置するシール部２２に対応するもので、該シール部２２の前端側エッジ２２ａの近傍で且つ該エッジ２２ａよりも回転方向前端側に位置している。一方、突起２５’は、回転方向後端側に位置するシール部２２’に対応するもので、凹部２３に配されている。凹部２３は、シール部２２’の前端側エッジ２２’ａの近傍で且つ該エッジ２２’ａよりも回転方向前端側に位置している。

押し込み用突起２５，２５’は、何れも、略円柱状（棒状）のピンであり、図６に示すように、シール部２２，２２’それぞれの前端側エッジ２２ａ，２２’ａに沿って、加工ロール２の回転軸方向に所定間隔を置いて複数形成されている。突起２５，２５’は、何れも、加工ロール２の回転中において、加工部２０からの突出高さが変更可能になされており、且つ図８に示すように突起２５，２５’の先端が、該突起２５，２５’の近傍に位置する加工部２０のシール部２２，２２’よりも受けロール３（図８には図示せず）側に突出可能になされている。突起２５，２５’それぞれの突出高さ及び突出高さを変更可能にする機構等は、上述した第１実施形態における突起２４に関するものと同様であり、第１実施形態における説明が適宜適用される。

また、受け部３０の先端面（加工部２０との対向面）には、図７に示すように、加工部２０の押し込み用突起２５に対応する受け用突起３５が突出形成されている。突起３５は、突起２５と略同一形状をしており、且つ加工部２０の先端面と受け部３０の先端面とを図７に示す如く突き合わせたときに、突起２５と１対１で対応するように配されている。即ち、突起３５は、受けロール３の回転方向に隣接する２つのシール部３２，３２’のうち、回転方向前端側に位置するシール部３２に対応するもので、該シール部３２の前端側エッジ３２ａの近傍で且つ該エッジ３２ａよりも回転方向前端側に位置しており、且つ受けロール３の回転軸方向に所定間隔を置いて複数（複数の突起２５と同数）形成されている。突起３５も、突起２５と同様に、受けロール３の回転中において、加工部３０からの突出高さが変更可能になされており、且つ突起３５の先端が、該突起３５の近傍に位置する受け部３０のシール部３２よりも加工ロール２側に突出可能になされている。突起３５は、被加工物９０のシール時において、突起２５と当接可能な突出高さを有していることが望ましい。

第２実施形態のシール装置１００は、突起２５，２５’，３５の突出高さの制御機構として、第１実施形態のシール装置１と同様に、前記Ｂ）の機構を具備しており、これらの突起２５，２５’，３５は、前記ロードセル（図示せず）を用いた前記制御手段の制御下で、前記押圧手段（空気等の圧縮流体の噴射装置等）によって任意のタイミングで突出可能になされている。

上述のように構成される第２実施形態のシール装置１００では、図６に示すように、相対向する加工部２０のシール部２２，２２’と受け部３０のシール部３２，３２’との間を通して被加工物９０に溶着部９１を形成する（ヒートシールを施す）工程において、先ず、加工ロール２の回転方向前端側に位置するシール部２２が被加工物９０に接触するのと略同時に、該シール部２２の前端側エッジ２２ａの近傍に配されている押し込み用突起２５により、被加工物９０を、該突起２５と相対向する受け用突起３５側に押し込み、次いで、回転方向後端側に位置するシール部２２’が該被加工物９０に接触するのと略同時に、該シール部２２’の前端側エッジ２２’ａの近傍（即ち凹部２３）に配されている押し込み用突起２５’により、該被加工物９０を、該突起２５’と相対向する凹部３３の底部側に押し込む。図９は、シール部２２が被加工物９０から離れる直前で且つシール部２２’が該被加工物９０に接触した直後の状態を模式的に示している。各突起２５，２５’の突出及びその後の元の位置への復帰は、第１実施形態と同様に、前記ロードセル（図示せず）を用いて各シール部２２，２２’と被加工物９０との接離のタイミングに合わせて行われる。

このように、第２実施形態のシール装置１００は、シール部２２，２２’それぞれが被加工物９０に接触するのと略同時に、該被加工物９０を突起２５，２５’で積極的に押圧して受けロール３側に押し込むことにより、被加工物９０のシール部２２，２２’の表面からの離間を促すことができるため、被加工物９０が溶着部９１を介してシール部２２，２２’の表面に溶着したとしても、溶着部９１を破壊せずに、被加工物９０をシール部２２，２２’の表面からスムーズに剥がすことができる。従って、第２実施形態のシール装置１００によれば、溶着部９１の突発的なシール強度の低下の発生を抑えることができ、適度なシール強度を有する製品を安定的に製造することができる。

これに対し、例えば図１３に示す如き従来のシール装置、即ち、対向配置された加工部６０のシール部６２，６２’と受け部７０のシール部７２，７２’とで挟持された被加工物９０を該受け部７０側に押し込むための突起を備えていないシール装置においては、被加工物９０が溶着部９１を介してシール部６２’の表面に溶着した場合、シール部６２’が溶着部９１から離間するときに、溶着部９１の材料界面（例えば２枚のシートの積層面）に該溶着部９１を引き剥がす力Ｆ，Ｆ’が発生する。この引き剥がし力Ｆ，Ｆ’の強度は、被加工物９０のシール部表面に対する溶着力が強まると増す傾向があり、該溶着力が溶着部９１のシール強度を上回った場合には、シール部６２’が溶着部９１から離間する時に、引き剥がし力Ｆ，Ｆ’によって溶着部９１が破壊され、その結果シール強度が低下してしまう。

第２実施形態のシール装置１００においては、押し込み用突起２５，２５’の作用により、前記引き剥がし力Ｆ，Ｆ’を低減させて、所定のシール強度の維持を図っている。即ち、被加工物９０が溶着部９１を介してシール部２２’の表面に溶着し、該シール部２２’の離間時に前記引き剥がし力Ｆ，Ｆ’が発生した場合でも、シール部２２’が被加工物９０に接触する（即ち溶着部９１が形成される）のと略同時に実行される、突起２５’による被加工物９０の凹部３３への押し込みにより、該溶着部９１の材料界面には、加工部２０側に向かう引き剥がし力Ｆ（図１３参照）とは逆向きの力が作用しているため、該引き剥がし力Ｆが弱められ、これにより溶着部９１の破壊を防止することができる。シール部２２についても、突起２５の作用により同様の効果が奏される。

図１０には、本発明のシール装置の第３実施形態の加工部が模式的に示されている。第３実施形態の加工部２０は、凹部２３に形成されている押し込み用突起２５’の形状が第２実施形態と異なっており、第３施形態における突起２５’は、図１０に示すように、加工部２０の長手方向（加工ロール２の回転軸方向）に延びる板状部材である。板上部材からなる突起２５’は、加工部２０の長手方向の略全長に亘って途切れることなく連続している。

また、第３実施形態の加工部２０は、第２実施形態の加工部２０が備えていたシール部２２の前端側エッジ２２ａの近傍に位置する、押し込み用突起２５を備えていない。従って、図示していないが、第３実施形態の受け部３０は、第２実施形態の受け部３０が備えていた受け用突起３５を備えていない。図１０中、符合４１は、加工部２０を加工ロール２にボルト締めするためのボルト挿入穴である。第３実施形態のシール装置によっても第２実施形態と同様の効果が奏される。但し、第２実施形態は、シール時において被加工物９０のシール部２２の表面からの離間を促ながす突起２５及びこれに対応する受け用突起３５を備えているため、これらの突起を備えていない第３実施形態に比して、溶着部９１の破壊防止効果が高く、突発的なシール強度の低下の発生をより一層効果的に抑えることができる。

本発明のシール装置は前記実施形態に制限されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。例えば、前記実施形態は加熱手段を有し、被加工物にヒートシールを施すものであったが、加熱手段に代えて超音波振動付与手段を有し、被加工物に超音波シールを施すものであっても良い。また前記実施形態における押し出し用突起２４，２５，２５’，３５は、シール時に加熱されるロール２，３（加工部２０、受け部３０）に、断熱材を介して接合されていても良く、斯かる構成により、これらの突起がシール時の加熱で高温になることを防止することができる。

また前記実施形態における押し出し用突起は、その突出高さが変更可能になされていたが、その先端がシール部よりも常時突出しているものであっても良い。但し、常時突出している突起によって被加工物の円滑な走行が阻害され、シールの際に被加工物がずれる場合には、押し出し用突起としては、前記実施形態のように突出高さが変更可能になされ、不要のときにはシール部よりも突出高さが低く、必要時（該突起の近傍のシール部が被加工物に接触するのと略同時）にはシール部よりも突出可能なものを採用することが好ましい。また第２実施形態における受け用突起３５は、その突出高さが常時一定であっても良く、変更可能であっても良い。

また第２及び第３実施形態では、加工部２０のシール部２２，２２’は、平面視して矩形形状を有し且つ加工ロール２の回転軸方向において加工部２０の略全長に亘って連続して形成されていたが、回転軸方向に間欠的に形成されていても良い。即ち、シール部２２，２２’は回転軸方向に所定間隔を置いて複数配されていても良く、これらに対応する受け部３０のシール部３２，３２’も同様に形成することができる。

また、第１〜第３実施形態のそれぞれ異なる部分を、適宜変更あるいは組み合わせた形態とすることもできる。従って、例えば第３実施形態における加工部２０、即ち図１０に示すように押し込み用突起２５’が回転軸方向に延びる板状部材から形成されている加工部２０に、更に第２実施形態における押し込み用突起２５を形成しても良い。その場合、該加工部２０を受ける受け部３０は、図７に示すように、該突起２５に対応する受け用突起３５を備えたものが好ましい。

次に、上述したシール装置を用いた本発明のシール方法を、パンツ型使い捨ておむつ（パンツ型の着用物品）の製造方法に適用した好ましい実施形態に基づいて説明する。本実施態様のおむつの製造方法は、図１１に示すようにいわゆる横流れ方式のパンツ型使い捨ておむつの製造方法であり、第２実施形態のシール装置１００を用い、シール装置１００における加工部２０の先端面と該先端面に臨む受け部部３０の先端面との間に、シート状のおむつの連続体１０’（パンツ型の着用物品の中間品連続体）を供給し、該連続体１０’にシール部２２，２２’（３２，３２’）のパターンに対応した溶着部（サイドシール部１４）を形成する工程を具備している。

より具体的には、本実施態様のおむつの製造方法は、１）外包材１１の連続体の形成工程と、２）外包材１１の連続体に吸収性本体１２を配置する吸収性本体の配置工程と、３）外包材１１の連続体にレッグホール１３を形成するレッグホール形成工程と、４）外包材１１の連続体と吸収性本体１２の折り工程と、５）外包材１１及び吸収性本体１２が二つ折りにされてなるおむつの連続体（パンツ型着用物品の中間品連続物）１０’を長さ方向に所定間隔をおいて前記シール装置１００（図１１には図示せず）によってヒートシールを施してサイドシール部１４を形成する工程と、６）連続体１０’を切断手段（図示せず）によってサイドシール部１４で切断して個々のおむつ１０に分離する分離工程とを具備している。

外包材１１の連続体の形成工程では、帯状の外層シート１１Ａと、肌側に配される帯状の内層シート１１Ｂとを接合して外包材１１の連続体を形成する。本実施態様においては、これらのシート同士を接合するときに、ウエスト弾性部材１１Ｃ及びレッグ弾性部材１１Ｄもこれらのシート同士の間に供給され、それらの間に伸張状態で接合される。具体的には、両シート１１Ａ，１１Ｂを重ね合わせる前に、両シートの何れか一方又は双方の相対向する面の所定の部位に、ウエスト弾性部材１１Ｃ及びレッグ弾性部材１１Ｄを固定するための接着剤を塗工しておき、これらの弾性部材を伸長状態で挟んだ状態で両帯状シートをニップロールで狭圧する。ウエスト弾性部材１１Ｃは、おむつのウエスト部に位置するように外包材１１の両側部に供給されて接着剤で接合固定される。レッグ弾性部材１１Ｄは、後に形成されるレッグホール１３及び股下部分の形態に合わせて供給されて接着剤で接合固定される。レッグ弾性部材１１Ｄは、外層シート１１Ａ及び内層シート１１Ｂの流れ方向に直交する方向に公知の揺動ガイド（図示せず）で揺動されながら、両帯状シート１１Ａ，１１Ｂ間に導入される。また、両シート１１Ａ，１１Ｂは、ヒートシール等の各種シールや接着剤等の接合手段によって所定の部位で互いに接合される。

吸収性本体１２の配置工程では、別途製造され、予めホットメルト接着剤等の接着剤が塗布された吸収性本体１２が、９０度回転され、外包材１１の連続体の内層シート１１Ｂ上に間欠的に供給されて固定される。吸収性本体１２は、液透過性の表面シート、液不透過性又は撥水性の裏面シート、及びこれら両シート間に介在配置された液保持性の吸収性コアを具備し、実質的に縦長の形態を有している。

レッグホール形成工程では、吸収性本体１２が配置された外包材１１の連続体におけるレッグ弾性部材１１Ｄの環状部の内側にレッグホール１３が形成される。レッグホール１３の形成には、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が採用される。レッグホールの形成は、吸収性本体１２の配置前に行うこともできる。

折り工程では、予めウエスト弾性部材１１Ｃ及び吸収性本体１２の長さ方向の両端部に折り重なるように、外包材１１の連続体の両側縁部が折り込まれた後、外包材１１の連続体と吸収性本体１２とが二つ折りにされる。

サイドシール部（溶着部）の形成工程では、吸収性本体１２と共に二つ折りにされた外包材１１の連続体からなるおむつの連続体１０’が、前記したシール装置１００における相対向する加工部２０と受け部３０との間に供給されてヒートシールが施され、これにより図１２に示すように、おむつの連続体１０’に前記シール部２２，２２’に対応したパターン形態の溶着部からなるサイドシール部１４が形成される。このヒートシール加工においては、加工部２０のシール部２２が連続体１０’に接触するのと略同時に、その近傍の突起２５が該連続体１０’を受け用突起３５へ押し込み、続いて、シール部２２’が該連続体１０’に接触するのと略同時に、その近傍の突起２５’が該連続体１０’を凹部３３へ押し込み、各シール部２２，２２’が連続体１０’から離れるまでその状態を維持する。従って、シール部２２，２２’がサイドシール部１４から離間するのに合わせて、連続体１０’がシール部２２，２２’の表面からスムーズに剥がれる。よって、サイドシール部１４の破壊が防止され、突発的な強度低下の発生が効果的に抑制される。

分離工程では、サイドシール部の形成工程において形成したおむつの連続体１０’のサイドシール部１４どうしの間で略中央部で当該連続体１０’が切断されて個々のおむつ１０に分離される。おむつ１０の分離には、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が採用される。

こうして得られたパンツ型使い捨ておむつ１０は、サイドシール部１４のシール強度が実用上充分なレベルにあるため、着用時にサイドシール部１４が剥がれてしまうおそれがなく且つおむつ廃棄時にはサイドシール部１４を容易に引き裂くことができる。また、サイドシール部１４は、実用上充分なシール強度を有しながらも、シール強度を高め得る過酷なシール条件で形成されていないため硬すぎず、柔軟で肌に優しく風合いに優れる。

パンツ型使い捨ておむつ１０の形成材料について説明すると、外包材１１を構成する外層シート１１Ａ及び内層シート１１Ｂとしては、従来この種のおむつに用いられているものと同様のものを用いることができ、例えば、不織布、紙、樹脂製フィルム；これらを複合化した複合シート等を基材シートとし、該基材シートに高い延伸加工を施して伸縮性や立体形状を賦形したシート等が挙げられる。また、前記各種弾性部材としては、天然ゴム、ポリウレタン系樹脂、発泡ウレタン系樹脂、ホットメルト系伸縮部材等の伸縮性素材を糸状（糸ゴム）又は帯状（平ゴム）に形成したものが好ましく用いられる。

また、吸収性本体１２を構成する各部材としては、従来この種のおむつに用いられているものと同様のものを用いることができる。前記表面シートとしては、例えば親水化処理が施された各種不織布や開孔フィルム等の液透過性のシートを用いることができ、前記裏面シートとしては、例えばポリエチレンフィルム等の熱可塑性樹脂製フィルムや、該フィルムと不織布とのラミネート等の液不透過性又は撥水性のシートを用いることができ、前記吸収性コアとしては、例えば吸収性ポリマーの粒子及び繊維材料から構成され且つティッシュペーパー等の透水性シートによって被覆されているものを用いることができる。

本発明のシール装置及びシール方法は、被加工物に応じて、多様な産業上の利用が可能である。本発明は、パンツ型使い捨ておむつ、パンツ型生理用ナプキン、パンツ型失禁パッド等のパンツ型の吸収性物品の製造に特に適しているが、吸収性本体ないし吸収性コアを具備しない、サニタリーショーツその他のパンツ型の着用物品の製造にも好適である。

図１は、本発明のシール装置の第１実施形態を被加工物の供給方向から見たときの概略構成図である。 図２は、図１のＸ−Ｘ線断面を模式的に示す断面図である。 図３は、図１に示すシール装置を用いて被加工物に溶着部を形成する工程を示す図である。 図４は、図１に示すシール装置の他の実施形態の要部を示す図３（ｃ）相当図である。 図５は、図１に示すシール装置の更に他の実施形態の要部を示す図３（ｃ）相当図である。 図６は、本発明のシール装置の第２実施形態を模式的に示す要部の斜視図である。 図７は、図６に示すシール装置における相対向する加工部及び受け部の先端面近傍の回転軸方向と直交する方向の断面を模式的に示す断面図である。 図８は、図６に示すシール装置における加工部の回転軸方向と直交する方向の側面を模式的に示す側面図である。 図９は、図６に示すシール装置を用いてシート状の被加工物に溶着部を形成している状態を示す模式図である。 図１０は、本発明のシール装置の第３実施形態における加工部を模式的に示す斜視図である。 図１１は、図６に示すシール装置を用いたパンツ型の使い捨ておむつの製造工程を模式的に示す斜視図である。 図１２は、図１１に示す製造工程で製造されたパンツ型の使い捨ておむつの中間品連続体を模式的に示す平面図である。 図１３は、従来のシール装置を用いてシート状の被加工物に溶着部を形成している状態を示す模式図である。

符号の説明

１ シール装置
２ 加工ロール
３ 受けロール
１０ パンツ型使い捨ておむつ（パンツ型の着用物品）
１０’ おむつの連続体
１１ 外包材
１２ 吸収性本体
１４ サイドシール部
２０ 加工部
２１ 加工ロールの周面部
２２ 加工部のシール部
２２ａ 加工部のシール部の回転方向前端側エッジ
２３ 加工部における回転方向に隣接するシール部の間（凹部）
２４，２５，２５’ 押し込み用突起
３０ 受け部
３１ 受け部の周面部
３２ 受け部のシール部
３３ 受け部における回転方向に隣接するシール部の間（凹部）
３５ 受け用突起
９０ 被加工物
９１ 溶着部
ＭＤ 被加工物の走行方向
ＣＤ 被加工物の走行方向と直交する方向

Claims (5)

1. 周面部にシール用の加工部が突出形成された加工ロールと、該加工部を受ける受けロールとを備え、該加工部の先端にシール部が所定パターンで形成されており、回転している両ロール間を通過するシート状の被加工物に、該シール部のパターンに対応した溶着部を形成するシール装置であって、
   前記加工ロールの周面部又は前記加工部に、該加工ロールと前記受けロールとの間を通過する前記被加工物を該受けロール側に押し込む押し込み用突起が突出形成されており、
   前記押し込み用突起は、前記シール部における該加工ロールの回転方向前端側エッジの近傍で且つ該エッジよりも回転方向前端側に位置しており、
   前記受けロールの周面部に、前記加工ロールの加工部を受ける受け部が突出形成されており、該受け部の先端に、前記加工部のシール部に対応するシール部が形成されており、該加工部のシール部と該受け部のシール部とで前記被加工物を挟持して前記溶着部を形成可能になされており、
   前記加工部及び前記受け部それぞれにおける前記シール部が、前記加工ロールの回転方向に所定間隔を置いて複数配されており、且つ前記加工部のシール部と前記受け部のシール部とで前記被加工物を挟持して前記溶着部を形成するときに、該加工部における回転方向に隣接するシール部の間と、該受け部における回転方向に隣接するシール部の間とが、該被加工物を挟んで相対向するようになされており、
   前記加工部における回転方向に隣接するシール部の間に、前記押し込み用突起が突出形成されているシール装置。
2. 前記押し込み用突起は、その突出高さが変更可能になされており、且つ該突起の先端が、該突起の近傍に位置する前記加工部のシール部よりも前記受けロール側に突出可能になされている請求項１記載のシール装置。
3. 前記押し込み用突起は、略円柱状のピンであり、前記加工部における前記シール部の回転方向前端側エッジに沿って、前記加工ロールの回転軸方向に所定間隔を置いて複数形成されている請求項１又は２記載のシール装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のシール装置を用いたシール方法であって、
   回転する前記加工ロールと前記受けロールとの間にシート状の被加工物を供給し、該被加工物に前記シール部のパターンに対応した溶着部を形成する工程を備え、
   前記シール部が前記被加工物に接触するのと略同時に、前記押し込み用突起により該被加工物を前記受けロール側に押し込むシール方法。
5. 前記被加工物がパンツ型の着用物品の中間品連続体であり、前記溶着部を形成することによって該着用物品のサイドシール部を形成する請求項４記載のシール方法。

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