JP5904587B2 - 超音波シール装置、超音波シール方法、及び超音波シールにおけるクリアランス調整方法 - Google Patents

超音波シール装置、超音波シール方法、及び超音波シールにおけるクリアランス調整方法 Download PDF

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Description

本発明は、アンビル・超音波ホーン間のクリアランス調整を容易かつ正確に行うことができ、もってアンビルの摩耗を防止することができる、超音波シール装置、超音波シール方法、及び超音波シールにおけるクリアランス調整方法に関するものである。
パンツタイプの使い捨ておむつは、液透過性表面シートと裏面側シートとの間に吸収体が介在されてなり、両側部に脚回りギャザーを備え、背側から股間部を通り腹側までを覆うように形成された内装体と、この内装体の外面に張り付けられ、胴回り及び股間部を覆うように形成された外装シートとからなり、外装シートにおける後身頃の両側部と前身頃の両側部とがそれぞれ溶着接合されてサイドシール部が形成され、ウエスト開口部及び脚開口部が予め形成されたパンツタイプ構造となっているものが多い。
このようなパンツタイプ使い捨ておむつにおけるサイドシール部や、他のシール部の形成に際して、近年では、ヒートシールに代わり超音波シールが使用されるようになってきた(例えば特許文献1〜3参照)。超音波シールは、樹脂フィルムや不織布などの熱可塑性樹脂の積層物をワークとして、超音波ホーンとアンビルとの間に挟み、超音波ホーンから伝わる超音波振動によってワークを摩擦発熱させ、ワークの溶融によりシールを行うものである。一般的な超音波シール装置においては、アンビルは回転駆動されるように支持されるとともに、外周面に任意のパターンで突起が形成されている。ワークは、回転駆動されるアンビルと超音波ホーンとの間に通され、アンビルの回転に伴いアンビル外周面の突起と超音波ホーンとの間に挟まれる部分が超音波により溶融シールされる。その結果、アンビル先端面の突起のパターンでシールを行うことができる。
このような超音波シール装置においては、アンビル・超音波ホーンのクリアランス(突起の先端と超音波ホーンの先端との間隔)は極めて重要であり、従来、そのクリアランス調整はすきまゲージ(例えばJIS B 7524参照)を用いて行われていた。このクリアランス調整は、シールパターンが、横方向に沿う直線状(長辺が横方向に沿う長方形状等)の溶着部が縦方向に整列されてなる横縞状パターン(例えば特許文献4参照)のときにはほぼ問題無く、正確に行えていた。
しかしながら、従来の超音波シール装置において、シールパターンが、点状の溶着部が千鳥状等の配列で形成されるドットパターン等(特許文献5,6の図6や特許文献5参照)のように、アンビルの回転方向に間欠的なパターンのときには、すきまゲージによるアンビル・超音波ホーンのクリアランス調整が不正確になり易く、その結果アンビルが超音波ホーンとの接触により摩耗するという問題点が知見された。アンビルが摩耗すると、超音波ホーンの出力を上げないとシールが不十分になり、超音波ホーンの出力を上げるとアンビルの摩耗が進行し易くなるため、アンビル・超音波ホーンのクリアランス調整は操業安定性を確保する上で極めて重要である。
特開平5−15551号公報 特開2011−161041号公報 特許4297715号公報 特開2003−38573号公報 特開2010−115424号公報 特開2010−119577号公報
そこで、本発明の主たる課題は、シールパターンがアンビルの回転方向に間欠的なパターンであっても、すきまゲージによるアンビル・超音波ホーンのクリアランス調整を正確に行うことができる、超音波シール装置、超音波シール方法、及び超音波シールにおけるクリアランス調整方法を提供することにある。
上記課題を解決するべく鋭意研究した結果、次のような知見を得た。すなわち、アンビル・超音波ホーンのクリアランス調整は、アンビルのシール突起と超音波ホーンとの間にアンビルの回転方向にすきまゲージを抜き差ししつつ、その抵抗感により判断することになる。しかし、本発明者が実験したところ、アンビルの回転方向長さが3mm以下のシール突起がアンビルの回転方向に0.5mm以上の間隔で間欠的に設けられていると、すきまゲージを用いる際、突起とすきまゲージとの接触面積が過度に小さくなり、すきまゲージの抜き差しにおける抵抗感が現実のアンビル・超音波ホーンのクリアランスと適合せず、結果として、現実よりもクリアランスを狭く調整し易いことが判明した。以下に述べる本発明はこのような知見に基づくものである。
<請求項1記載の発明>
回転駆動されるように軸支されるとともに、外周面に所定のパターンでシール突起が形成されたアンビルと、このアンビルの外周面と対向する超音波ホーンとを備えており、
前記アンビルを回転駆動しつつ、ワークを前記アンビル及び超音波ホーン間に前記アンビルの回転方向に沿って通すことにより、前記ワークのうち、前記アンビルの回転に伴い前記アンビルの外周面のシール突起と前記超音波ホーンとの間に挟まれる部分を、前記超音波ホーンから伝達される超音波振動による摩擦熱で溶融シールする、超音波シール装置において、
前記アンビルは、軸方向において前記ワークと重なる部分に設けられ、前記超音波ホーンとの間でワークを挟持するシール部分と、軸方向において前記ワークと重ならないように前記シール部分に対して軸方向の少なくとも一方側に設けられ、前記ワークと接触しないダミー部分とを有しており、
前記超音波ホーンの先端面は、前記シール部分及びダミー部分にわたり対向するように延在しており、
前記シール部分の先端面には、前記シール突起として前記アンビルの回転方向長さが3mm以下の突起が、前記アンビルの回転方向の間隔が0.5mm以上の間隔となる間欠的なパターンで形成されており、
前記ダミー部分の先端面には、前記アンビルの回転方向の長さが前記シール突起よりも長く、かつ先端面の高さがシール突起の先端面の高さと同じであるクリアランス計測用ダミー突起が形成されている、
ことを特徴とする超音波シール装置。
(作用効果)
本発明では、アンビルにクリアランス計測用ダミー突起を有するダミー部分を設けることにより、実際にシールを行うシール突起のパターンが、アンビルの回転方向に間欠的となるパターンであっても、クリアランス計測用ダミー突起と超音波ホーンとのクリアランスをすきまゲージで計測することにより、シール突起と超音波ホーンとのクリアランス計測を行うよりも、正確なクリアランス計測及び調整が可能となる。
<請求項2記載の発明>
前記クリアランス計測用ダミー突起は、前記アンビルの回転方向の長さが、前記シール部分以上である、請求項1記載の超音波シール装置。
(作用効果)
クリアランス計測用ダミー突起は、アンビルの回転方向の長さがシール突起よりも長ければその効果はあるが、クリアランス調整の正確性を万全とするためには、シール部分と同じかそれより長くするのが望ましい。
<請求項3記載の発明>
前記クリアランス計測用ダミー突起は、前記アンビルの回転方向に沿って連続する直線状をなし、かつ前記アンビルの軸方向に間隔を空けて並設されている、請求項1又は2記載の超音波シール装置。
(作用効果)
クリアランス計測用ダミー突起は一つでも、複数でも良く、またそのアンビルの軸方向の長さ及び回転方向長さは長く(例えばダミー部分のほぼ全体にわたる)ても良いが、ダミー突起のアンビル回転方向の長さが長い分には計測の正確性が期待できるのに対し、アンビル軸方向の長さが長過ぎると、すきまゲージの抜き差しの抵抗感が強くなり、かえって計測の正確性が低下するおそれがある。よって、クリアランス計測用ダミー突起は上述のような横縞状パターンで設けるのが好ましい。
<請求項4記載の発明>
前記シール突起は錐台形状をなしており、かつその稜の高さ方向に対する傾斜角度が30度以上とされている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の超音波シール装置。
(作用効果)
超音波ホーンから発せられる超音波振動はアンビル側にも伝わり、アンビルのシール突起も振動する。この場合、超音波振動エネルギーの一部がアンビルのシール突起の振動で消費され、ワーク(シール対象物)への超音波振動エネルギーの伝達効率が低下するだけでなく、シール突起が摩耗しやすくなる。よって、上述のようにシール突起の形状を付根の太い安定した形状として、シール突起の振動を低減し、もって振動エネルギー伝達効率の低下及びシール突起の摩耗を防止するのは好ましい。
<請求項5記載の発明>
前記シール突起は錐台形状をなしており、かつその高さと底面の最大径との比が0.35〜0.70とされている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の超音波シール装置。
(作用効果)
超音波ホーンから発せられる超音波振動はアンビル側にも伝わり、アンビルのシール突起も振動する。この場合、超音波振動エネルギーの一部がアンビルのシール突起の振動で消費され、ワークへの振動エネルギー伝達効率が低下するだけでなく、シール突起が摩耗しやすくなる。よって、シール突起の形状を高さが相対的に低い安定した形状として、シール突起の振動を低減し、もって振動エネルギー伝達効率の低下及びシール突起の摩耗を防止するのは好ましい。
<請求項6記載の発明>
パンツタイプ使い捨ておむつの製造に際して、前身頃の両側部と後身頃の両側部とを溶着接合してサイドシール部を形成するためのものであり、前記ワークが前記前身頃の両側部と後身頃の両側部とを重ねた部分である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の超音波シール装置。
(作用効果)
本発明の超音波シール装置は、このようにパンツタイプ使い捨ておむつのサイドシール部の形成に用いるのが好適である。
<請求項7記載の発明>
回転駆動されるように軸支されるとともに、外周面に所定のパターンでシール突起が形成されたアンビルと、このアンビルの外周面と対向する超音波ホーンとを用い、
前記アンビルを回転駆動しつつ、ワークを前記アンビル及び超音波ホーン間に前記アンビルの回転方向に沿って通すことにより、前記ワークのうち、前記アンビルの回転に伴い前記アンビルの外周面のシール突起と前記超音波ホーンとの間に挟まれる部分を、前記超音波ホーンから伝達される超音波振動による摩擦熱で溶融シールする、超音波シール方法であって、
前記アンビルは、軸方向において前記ワークと重なる部分に設けられ、前記超音波ホーンとの間でワークを挟持するシール部分と、軸方向において前記ワークと重ならないように前記シール部分に対して軸方向の少なくとも一方側に設けられ、前記ワークと接触しないダミー部分とを有しており、
前記超音波ホーンの先端面は、前記シール部分及びダミー部分にわたり対向するように延在しており、
前記シール部分の先端面には、前記シール突起として前記アンビルの回転方向長さが3mm以下の突起が、前記アンビルの回転方向の間隔が0.5mm以上の間隔となる間欠的なパターンで形成されており、
前記ダミー部分の先端面には、前記アンビルの回転方向の長さが前記シール突起よりも長く、かつ先端面の高さがシール突起の先端面の高さと同じであるクリアランス計測用ダミー突起が形成されている、
ことを特徴とする超音波シール方法。
(作用効果)
請求項1記載の発明と同様の作用効果を奏する。
<請求項8記載の発明>
回転駆動されるように軸支されるとともに、外周面に所定のパターンでシール突起が形成されたアンビルと、このアンビルの外周面と対向する超音波ホーンとを備えており、
前記アンビルを回転駆動しつつ、ワークを前記アンビル及び超音波ホーン間に前記アンビルの回転方向に沿って通すことにより、前記ワークのうち、前記アンビルの回転に伴い前記アンビルの外周面のシール突起と前記超音波ホーンとの間に挟まれる部分を、前記超音波ホーンから伝達される超音波振動による摩擦熱で溶融シールする、超音波シール装置にて、前記アンビルと前記超音波ホーンとのクリアランスを調整する方法であって、
前記アンビルは、軸方向において前記ワークと重なる部分に設けられ、前記超音波ホーンとの間でワークを挟持するシール部分と、軸方向において前記ワークと重ならないように前記シール部分に対して軸方向の少なくとも一方側に設けられ、前記ワークと接触しないダミー部分とを有しており、
前記超音波ホーンの先端面は、前記シール部分及びダミー部分にわたり対向するように延在しており、
前記シール部分の先端面には、前記シール突起として前記アンビルの回転方向長さが3mm以下の突起が、前記アンビルの回転方向の間隔が0.5mm以上の間隔となる間欠的なパターンで形成されており、
前記ダミー部分の先端面には、前記アンビルの回転方向の長さが前記シール突起よりも長く、かつ先端面の高さがシール突起の先端面の高さと同じであるクリアランス計測用ダミー突起が形成されており、
前記クリアランス計測用ダミー突起と前記超音波ホーンとのクリアランスをすきまゲージで計測し、この計測結果に基づいて前記クリアランス計測用ダミー突起と前記超音波ホーンとのクリアランスを調整する、
ことを特徴とする超音波シールにおけるクリアランス調整方法。
(作用効果)
請求項1記載の発明と同様の作用効果を奏する。
以上のとおり、本発明によれば、シールパターンがアンビルの回転方向に間欠的なパターンであっても、すきまゲージによるアンビル・超音波ホーンのクリアランス調整を正確に行うことができるようになる、等の利点がもたらされる。
パンツタイプ使い捨ておむつの内面を示す、おむつを展開した状態における平面図である。 パンツタイプ使い捨ておむつの外面を示す、おむつを展開した状態における平面図である。 図1の3−3断面図である。 図1の4−4断面図である。 図1の5−5断面図である。 パンツタイプ使い捨ておむつの要部のみを示す、おむつを展開した状態における平面図である。 パンツタイプ使い捨ておむつの要部のみを示す、断面図である。 パンツタイプ使い捨ておむつの斜視図である。 サイドシール部の(a)要部拡大正面図 及び(b)断面図である。 サイドシール部の要部拡大正面図である。 パンツタイプ使い捨ておむつの製造フローを示す概略図である。 超音波シール装置の概略図である。 アンビルの平面展開図である。 シール突起の各種パターンを示す平面図である。 シール突起の側面図である。 超音波シール装置における要部拡大概略図である。
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ詳説する。
<製品例>
図1〜図8は、本発明に係る超音波シール装置を好適に利用できるパンツタイプ使い捨ておむつの一例100を示している。このパンツタイプ使い捨ておむつ100は、製品外面(裏面)をなす外装シート12と、外装シート12の内面に貼り付けられた内装体200とから構成されているものである。符号Yは展開状態におけるおむつの全長(前身頃Fのウエスト開口部WOの縁から後身頃Bのウエスト開口部WOの縁までの縦方向長さ)を示しており、符号Xは展開状態におけるおむつの全幅を示している。
内装体200は、尿等の排泄物等を吸収保持する部分であり、外装シート12は着用者に装着するための部分である。なお、断面図における点模様部分は各構成部材を接合する接合部分を示しており、ホットメルト接着剤などのベタ、ビード、カーテン、サミットまたはスパイラル塗布などにより形成されるものである。また、「前後方向」とは腹側(前側)と背側(後側)を結ぶ方向を意味し、「幅方向」とは前後方向と直交する方向(左右方向)を意味し、「上下方向」とはおむつ100の装着状態、すなわちおむつ100の前身頃両側部と後身頃両側部を重ね合わせるようにおむつ100を股間部で2つに折った際に胴回り方向と直交する方向、換言すればウエスト開口部WO側と股間部側とを結ぶ方向を意味する。
(内装体)
内装体200は任意の形状を採ることができるが、図示の形態では長方形である。内装体200は、図3〜図5に示されるように、身体側となる表面シート30と、不透液性バックシート11と、これらの間に介在された吸収要素50とを備えているものであり、吸収機能を担う本体部である。符号40は、表面シート30を透過した液を速やかに吸収要素50へ移行させるために、表面シート30と吸収要素50との間に設けられた中間シート(セカンドシート)を示しており、符号60は、内装体200の両脇に排泄物が漏れるのを防止するために、内装体200の両側に設けられた、身体側に起立する立体ギャザー60を示している。
(表面シート)
表面シート30は、液を透過する性質を有するものであり、例えば、有孔又は無孔の不織布や、多孔性プラスチックシートなどを例示することができる。また、このうち不織布は、その原料繊維が何であるかは、特に限定されない。例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系等の合成繊維、レーヨンやキュプラ等の再生繊維、綿等の天然繊維などや、これらから二種以上が使用された混合繊維、複合繊維などを例示することができる。さらに、不織布は、どのような加工によって製造されたものであってもよい。加工方法としては、公知の方法、例えば、スパンレース法、スパンボンド法、サーマルボンド法、メルトブローン法、ニードルパンチ法、エアスルー法、ポイントボンド法等を例示することができる。例えば、柔軟性、ドレープ性を求めるのであれば、スパンボンド法、スパンレース法が、嵩高性、ソフト性を求めるのであれば、エアスルー法、ポイントボンド法、サーマルボンド法が、好ましい加工方法となる。
また、表面シート30は、1枚のシートからなるものであっても、2枚以上のシートを貼り合せて得た積層シートからなるものであってもよい。同様に、表面シート30は、平面方向に関して、1枚のシートからなるものであっても、2枚以上のシートからなるものであってもよい。
立体ギャザー60を設ける場合、表面シート30の両側部は、不透液性バックシート11と立体ギャザー60との間を通して、吸収要素50の裏側まで回りこませ、液の浸透を防止するために、不透液性バックシート11及び立体ギャザー60に対してホットメルト接着剤等により接着するのが好ましい。
(中間シート)
表面シート30を透過した液を速やかに吸収体へ移行させるために、表面シート30より液の透過速度が速い、中間シート(「セカンドシート」とも呼ばれている)40を設けることができる。この中間シート40は、液を速やかに吸収体へ移行させて吸収体による吸収性能を高めるばかりでなく、吸収した液の吸収体からの「逆戻り」現象を防止し、表面シート30上を常に乾燥した状態とすることができる。中間シート40は省略することもできる。
中間シート40としては、表面シート30と同様の素材や、スパンレース、スパンボンド、SMS、パルプ不織布、パルプとレーヨンとの混合シート、ポイントボンド又はクレープ紙を例示できる。特にエアスルー不織布が嵩高であるため好ましい。エアスルー不織布には芯鞘構造の複合繊維を用いるのが好ましく、この場合芯に用いる樹脂はポリプロピレン(PP)でも良いが剛性の高いポリエステル(PET)が好ましい。目付けは20〜80g/m2が好ましく、25〜60g/m2がより好ましい。不織布の原料繊維の太さは2.2〜10dtexであるのが好ましい。不織布を嵩高にするために、原料繊維の全部又は一部の混合繊維として、芯が中央にない偏芯の繊維や中空の繊維、偏芯且つ中空の繊維を用いるのも好ましい。
図示の形態の中間シート40は、吸収体56の幅より短く中央に配置されているが、全幅にわたって設けてもよい。中間シート40の長手方向長さは、吸収体56の長さと同一でもよいし、液を受け入れる領域を中心にした短い長さ範囲内であってもよい。
(不透液性バックシート)
不透液性バックシート11の素材は、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系樹脂等からなるプラスチックフィルムや、不織布の表面にプラスチックフィルムを設けたラミネート不織布、プラスチックフィルムに不織布等を重ねて接合した積層シートなどを例示することができる。不透液性バックシート11には、近年、ムレ防止の観点から好まれて使用されている不透液性かつ透湿性を有する素材を用いることが好ましい。透湿性を有するプラスチックフィルムとしては、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系樹脂中に無機充填剤を混練して、シートを成形した後、一軸又は二軸方向に延伸して得られた微多孔性プラスチックフィルムが広く用いられている。このほかにも、マイクロデニール繊維を用いた不織布、熱や圧力をかけることで繊維の空隙を小さくすることによる防漏性強化、高吸水性樹脂または疎水性樹脂や撥水剤の塗工といった方法により、プラスチックフィルムを用いずに液不透過性としたシートも、不透液性バックシート11として用いることができる。
不透液性バックシート11は、防漏性を高めるために、吸収要素50の両側を回りこませて吸収要素50の表面シート30側面の両側部まで延在させるのが好ましい。この延在部の幅は、左右それぞれ5〜20mm程度が適当である。
また、不透液性バックシート11の内側、特に吸収体56側面に、液分の吸収により色が変化する排泄インジケータを設けることができる。
(立体ギャザー)
立体ギャザー60は、内装体200の両側部に沿って前後方向全体にわたり延在する帯状部材であり、表面シート30上を伝わって横方向に移動する尿や軟便を遮断し、横漏れを防止するために設けられているものである。図示例の立体ギャザー60は、内装体200の側部から起立するように設けられ、付け根側の部分は幅方向中央側に向かって斜めに起立し、中間部より先端側の部分は幅方向外側に向かって斜めに起立するものである。
より詳細には、立体ギャザー60は、内装体200の前後方向長さに等しい長さを有する帯状のギャザーシート62を幅方向に折り返して二つに折り重ねるとともに、折り返し部分及びその近傍のシート間に、細長状弾性伸縮部材63を長手方向に沿って伸長状態で、幅方向に間隔をあけて複数本固定してなるものである。立体ギャザー60のうち先端部と反対側に位置する基端部(幅方向においてシート折り返し部分と反対側の端部)は内装体200の側縁部の裏面に固定された取付部分65とされ、この取付部分65以外の部分は取付部分65から突出する突出部分66(折り返し部分側の部分)とされている。また、突出部分66は、幅方向中央側に向かう付け根側部分と、この付け根側部分の先端から幅方向外側に折り返された先端側部分とからなる。この形態は面接触タイプの立体ギャザーであるが、幅方向外側に折り返されない線接触タイプの立体ギャザー(図示略)も採用することができる。そして、突出部分66のうち前後方向両端部が倒伏状態で表面シート30の側部表面に対してホットメルト接着剤やヒートシール、超音波シールにより固定された前後固定部67とされる一方で、これらの間に位置する前後方向中間部は非固定の自由部分とされ、この自由部分に前後方向に沿う細長状弾性部材63が伸長状態で固定されている。
ギャザーシート62としてはスパンボンド不織布(SS、SSS等)やSMS不織布(SMS、SSMMS等)、メルトブロー不織布等の柔軟で均一性・隠蔽性に優れた不織布に、必要に応じてシリコンなどにより撥水処理を施したものを好適に用いることができ、繊維目付けは10〜30g/m2程度とするのが好ましい。細長状弾性伸縮部材63としては糸ゴム等を用いることができる。スパンデックス糸ゴムを用いる場合は、太さは470〜1240dtexが好ましく、620〜940dtexがより好ましい。固定時の伸長率は、150〜350%が好ましく、200〜300%がより好ましい。なお、用語「伸長率」は自然長を100%としたときの値を意味する。また、図示のように、二つに折り重ねたギャザーシートの間に防水フィルム64を介在させることもできる。
立体ギャザー60の自由部分に設けられる細長状弾性伸縮部材63の本数は2〜6本が好ましく、3〜5本がより好ましい。配置間隔60dは3〜10mmが適当である。このように構成すると、細長状弾性伸縮部材63を配置した範囲で肌に対して面で当たりやすくなる。先端側だけでなく付け根側にも細長状弾性伸縮部材63を配置しても良い。
立体ギャザー60の取付部分65の固定対象は、内装体200における表面シート30、不透液性バックシート11、吸収要素50等適宜の部材とすることができる。
かくして構成された立体ギャザー60では、細長状弾性伸縮部材63の収縮力が前後方向両端部を近づけるように作用するが、突出部分66のうち前後方向両端部が起立しないように固定されるのに対して、それらの間は非固定の自由部分とされているため、自由部分のみが図3に示すように身体側に当接するように起立する。特に、取付部分65が内装体200の裏面側に位置していると、股間部及びその近傍において立体ギャザー60が幅方向外側に開くように起立するため、立体ギャザー60が脚周りに面で当接するようになり、フィット性が向上するようになる。
立体ギャザー60の寸法は適宜定めることができるが、乳幼児用紙おむつの場合は、例えば図7に示すように、立体ギャザー60の起立高さ(展開状態における突出部分66の幅方向長さ)W6は15〜60mm、特に20〜40mmであるのが好ましい。また、立体ギャザー60をトップシート30表面と平行になるように、平坦に折り畳んだ状態において最も内側に位置する折り目間の離間距離W3は60〜190mm、特に70〜140mmであるのが好ましい。
なお、図示形態と異なり、内装体200の左右各側において立体ギャザーを二重に(二列)設けることもできる。
(吸収要素)
吸収要素50は、吸収体56と、この吸収体56の全体を包む包装シート58とを有する。包装シート58は省略することもできる。
(吸収体)
吸収体56は、繊維の集合体により形成することができる。この繊維集合体としては、綿状パルプや合成繊維等の短繊維を積繊したものの他、セルロースアセテート等の合成繊維のトウ(繊維束)を必要に応じて開繊して得られるフィラメント集合体も使用できる。繊維目付けとしては、綿状パルプや短繊維を積繊する場合は、例えば100〜300g/m2程度とすることができ、フィラメント集合体の場合は、例えば30〜120g/m2程度とすることができる。合成繊維の場合の繊度は、例えば、1〜16dtex、好ましくは1〜10dtex、さらに好ましくは1〜5dtexである。フィラメント集合体の場合、フィラメントは、非捲縮繊維であってもよいが、捲縮繊維であるのが好ましい。捲縮繊維の捲縮度は、例えば、1インチ当たり5〜75個、好ましくは10〜50個、さらに好ましくは15〜50個程度とすることができる。また、均一に捲縮した捲縮繊維を用いる場合が多い。吸収体56中には高吸収性ポリマー粒子を分散保持させるのが好ましい。
吸収体56は長方形形状でも良いが、図6にも示すように、前端部、後端部及びこれらの間に位置し、前端部及び後端部と比べて幅が狭い括れ部とを有する砂時計形状を成していると、吸収体56自体と立体ギャザー60の、脚回りへのフィット性が向上するため好ましい。
また、吸収体の寸法は適宜定めることができるが、前後方向及び幅方向において、内装体の周縁部又はその近傍まで延在しているのが好ましい。なお、符号56Xは吸収体56の幅を示している。
(高吸収性ポリマー粒子)
吸収体56には、その一部又は全部に高吸収性ポリマー粒子を含有させることができる。高吸収性ポリマー粒子とは、「粒子」以外に「粉体」も含む。高吸収性ポリマー粒子54としては、この種の吸収性物品に使用されるものをそのまま使用でき、例えば500μmの標準ふるい(JIS Z8801−1:2006)を用いたふるい分け(5分間の振とう)でふるい上に残る粒子の割合が30重量%以下のものが望ましく、また、180μmの標準ふるい(JIS Z8801−1:2006)を用いたふるい分け(5分間の振とう)でふるい上に残る粒子の割合が60重量%以上のものが望ましい。
高吸収性ポリマー粒子の材料としては、特に限定無く用いることができるが、吸水量(JIS K7223−1996「高吸水性樹脂の吸水量試験方法」)が40g/g以上のものが好適である。高吸収性ポリマー粒子としては、でんぷん系、セルロース系や合成ポリマー系などのものがあり、でんぷん−アクリル酸(塩)グラフト共重合体、でんぷん−アクリロニトリル共重合体のケン化物、ナトリウムカルボキシメチルセルロースの架橋物やアクリル酸(塩)重合体などのものを用いることができる。高吸収性ポリマー粒子の形状としては、通常用いられる粉粒体状のものが好適であるが、他の形状のものも用いることができる。
高吸収性ポリマー粒子としては、吸水速度(JIS K7224−1996高吸水性樹脂の吸水速度試験方法)が40秒以下のものが好適に用いられる。吸水速度が40秒を超えると、吸収体56内に供給された液が吸収体56外に戻り出てしまう所謂逆戻りを発生し易くなる。
また、高吸収性ポリマー粒子としては、ゲル強度が1000Pa以上のものが好適に用いられる。これにより、嵩高な吸収体56とした場合であっても、液吸収後のべとつき感を効果的に抑制できる。
高吸収性ポリマー粒子の目付け量は、当該吸収体56の用途で要求される吸収量に応じて適宜定めることができる。したがって一概には言えないが、50〜350g/m2とすることができる。ポリマーの目付け量が50g/m2未満では、吸収量を確保し難くなる。350g/m2を超えると、効果が飽和する。
必要であれば、高吸収性ポリマー粒子は、吸収体56の平面方向で散布密度あるいは散布量を調整できる。たとえば、液の排泄部位を他の部位より散布量を多くすることができる。男女差を考慮する場合、男用は前側の散布密度(量)を高め、女用は中央部の散布密度(量)を高めることができる。また、吸収体56の平面方向において局所的(例えばスポット状)にポリマーが存在しない部分を設けることもできる。
(包装シート)
包装シート58を用いる場合、その素材としては、ティッシュペーパ、特にクレープ紙、不織布、ポリラミ不織布、小孔が開いたシート等を用いることができる。ただし、高吸収性ポリマー粒子が抜け出ないシートであるのが望ましい。クレープ紙に換えて不織布を使用する場合、親水性のSMS不織布(SMS、SSMMS等)が特に好適であり、その材質はポリプロピレン、ポリエチレン/ポリプロピレン複合材などを使用できる。目付けは、5〜40g/m2、特に10〜30g/m2のものが望ましい。
包装シート58の包装形態は適宜定めることができるが、製造容易性や前後端縁からの高吸収性ポリマー粒子の漏れ防止等の観点から、吸収体56の表裏面及び両側面を取り囲むように筒状に巻き付け、且つその前後縁部を吸収体56の前後から食み出させ、この食み出し部分を表裏方向に潰してホットメルト接着剤等の接合手段により接合する形態が好ましい。
(外装シート)
外装シート12は、股間部から腹側に延在する前身頃Fを構成する部分と、股間部から背側に延在する後身頃Bを構成する部分とを有し、これら前身頃Fの両側部と後身頃Bの両側部とが接合されてサイドシール部13が形成され、図8に示すように、装着者の胴を通すためのウエスト開口部WO及び脚を通すための左右一対の脚開口部LOが形成されているものである。なお、股間部とは、展開状態における前身頃Fのウエスト端縁から後身頃Bのウエスト端縁までの前後方向中央を意味し、それよりも前側の部分及び後側の部分が前身頃F及び後身頃Bをそれぞれ意味する。
外装シート12は、ウエスト開口部WOから脚開口部LOの上端に至る前後方向範囲として定まる胴回り部Tと、脚開口部LOを形成する部分の前後方向範囲(前身頃Fのサイドシール部13を有する前後方向領域と後身頃Bのサイドシール部13を有する前後方向領域と間)として定まる中間部Lとを有する。胴回り部Tは、概念的にウエスト開口部の縁部を形成する「ウエスト縁部」Wと、これよりも下側の部分である「ウエスト下部」Uとに分けることができる。これらの縦方向の長さは、製品のサイズによって異なり、適宜定めることができるが、一例を挙げると、ウエスト縁部Wは15〜40mm、ウエスト下部Uは65〜120mmとすることができる。一方、中間部Lの両側縁は被着者の脚周りに沿うように括れており、ここが着用者の脚を入れる部位となる。この結果、外装シート12は、全体としては略砂時計形状をなしている。外装シート12の括れの程度は適宜定めることができ、図1〜図8に示す形態のように、すっきりとした外観とするために最も幅が狭い部分では内装体200の幅より狭くすることが好ましいが、最も幅が狭い部分でも内装体200の幅以上となるように定めてもよい。
外装シート12は、図3〜図5に示されるように、二枚のシート基材12S,12Hをホットメルト接着剤等の接着剤により張り合わせて形成されるものであり、内側に位置する内側シート基材12Hはウエスト開口部WOの縁までしか延在していないが、外側シート基材12Sは内側シート基材12Hのウエスト側の縁を回り込んでその内側に折り返されており、この折り返し部分12rは内装体200のウエスト側端部上までを被覆するように延在されている。
シート基材12S,12Hとしては、シート状のものであれば特に限定無く使用できるが、少なくとも外側シート基材12Sについては不織布が使用される。不織布は、その原料繊維が何であるかは特に限定されない。例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系等の合成繊維、レーヨンやキュプラ等の再生繊維、綿等の天然繊維などや、これらから二種以上が使用された混合繊維、複合繊維などを例示することができる。特に、外側シート基材12Sとしてポリプロピレン(PP)又はそのコポリマー(例えばポリエチレンや、エチレンを共重合成分として配合したコポリマー)の不織布(以下、PP系不織布ともいう)を用いると、外面の手触りが柔軟となるため好ましい。また、内側シート基材12Hとしては、ポリエチレン(PE)を鞘に、ポリプロピレン(PP)を芯成分にした芯鞘繊維(PE/PP)や、ポリエチレン(PE)を鞘に、ポリエチレンテレフタレート(PET)を芯成分にした芯鞘繊維(PE/PET)を好適に用いることができる。
さらに、不織布は、どのような加工によって製造されたものであってもよい。加工方法としては、公知の方法、例えば、スパンレース法、スパンボンド法、サーマルボンド法、メルトブローン法、ニードルパンチ法、エアスルー法、ポイントボンド法等を例示することができる。不織布を用いる場合、その繊維の繊度は1.7〜2.8dtex程度とするのが好ましく、また、坪量は10〜30g/m2程度とするのが好ましい。
また、外装シート12を通して後述する印刷シート25のデザインを製品外面から良好に視認できるように、外装シート12の総目付け(外側シート基材12S及び内側シート基材12Hの合計)は20〜60g/m2程度であるのが好ましく、外装シート12のJIS K 7105に規定される全光線透過率が40%以上、特に50%以上となっているのが好ましい。
そして、外装シート12には、胴回りに対するフィット性を高めるために、両シート基材12S,12H間に糸ゴム等の細長状弾性伸縮部材15〜19が所定の伸長率で設けられている。細長状弾性伸縮部材15〜19としては、合成ゴムを用いても、天然ゴムを用いても良い。外装シート12の両シート基材12S,12Hの貼り合せや、その間に挟まれる細長状弾性伸縮部材15〜19の固定には種々の塗布方法によるホットメルト接着またはヒートシールや超音波シールを用いることができる。外装シート12全面を強固に固定するとシートの風合いを損ねるため好ましくない。これらを組合せ、細長状弾性伸縮部材15〜19の接着は強固にし、それ以外の部分は接着しないか弱く接着するのが好ましい。
より詳細には、後身頃B及び前身頃Fのウエスト縁部Wにおける内側シート基材12Hの内側面と外側シート基材12Sの折り返し部分12rの外側面との間には、幅方向全体にわたり連続するように、複数のウエスト縁部弾性伸縮部材17が上下方向に間隔を空けて、かつ所定の伸長率で幅方向に沿って伸長された状態で固定されている。また、ウエスト縁部弾性伸縮部材17のうち、ウエスト下部Uに隣接する領域に配設される1本または複数本については、内装体200と重なっていてもよいし、内装体200と重なる幅方向中央部を除いてその幅方向両側にそれぞれ設けてもよい。このウエスト縁部弾性伸縮部材17としては、太さ155〜1880dtex、特に310〜1240dtex程度(合成ゴムの場合。天然ゴムの場合には断面積0.05〜1.5mm2、特に0.1〜1.0mm2程度)の糸ゴムを、4〜12mmの間隔で3〜22本程度、それぞれ伸長率150〜400%、特に220〜320%程度で固定するのが好ましい。また、ウエスト縁部弾性伸縮部材17は、その全てが同じ太さと伸長率にする必要はなく、例えばウエスト縁部Wの上部と下部で弾性伸縮部材の太さと伸長率が異なるようにしてもよい。
また、前身頃F及び後身頃Bのウエスト下部Uにおける内側シート基材12Hの外側面と外側シート基材12Sの内側面との間には、内装体200と重なる幅方向中央部を除いて、その上側および幅方向両側の各部位に、幅方向全体にわたり連続するように、細長状弾性伸縮部材からなるウエスト下部弾性伸縮部材15,19が複数本、上下方向に間隔を空けて、かつ所定の伸長率で幅方向に沿って伸長された状態で固定されている。
ウエスト下部弾性伸縮部材15,19としては、太さ155〜1880dtex、特に470〜1240dtex程度(合成ゴムの場合。天然ゴムの場合には断面積0.05〜1.5mm2、特に0.1〜1.0mm2程度)の糸ゴムを、1〜15mm、特に3〜8mmの間隔で5〜30本程度、それぞれ伸長率200〜350%、特に240〜300%程度で固定するのが好ましい。
また、前身頃F及び後身頃Bの中間部Lにおける内側シート基材12Hの外側面と外側シート基材12Sの内側面との間には、内装体200と重なる幅方向中央部を除いて、その幅方向両側の各部位に、幅方向全体にわたり連続するように、細長状弾性伸縮部材からなる中間部弾性伸縮部材16が複数本、上下方向に間隔を空けて、かつ所定の伸長率で幅方向に沿って伸長された状態で固定されている。
中間部弾性伸縮部材16,18としては、太さ155〜1880dtex、特に470〜1240dtex程度(合成ゴムの場合。天然ゴムの場合には断面積0.05〜1.5mm2、特に0.1〜1.0mm2程度)の糸ゴムを、5〜40mm、特に5〜20mmの間隔で2〜10本程度、それぞれ伸長率150〜300%、特に180〜260%で固定するのが好ましい。
なお、図示のように、ウエスト下部弾性伸縮部材及び中間部弾性伸縮部材15,19,16,18が、内装体200と重なる幅方向中央部を除いてその幅方向両側にそれぞれ設けられていると、内装体200が幅方向に必要以上に収縮することがなく、モコモコと見た目が悪かったり吸収性が低下したりすることがない。この形態には、幅方向両側にのみ弾性伸縮部材が存在する形態の他、内装体200を横切ってその幅方向一方側から他方側まで弾性伸縮部材が存在しているが、内装体200と重なる幅方向中央部では弾性伸縮部材が細かく切断され、収縮力が作用せず(実質的には、弾性伸縮部材を設けないことに等しい)に、その幅方向両側のみが収縮力作用部分として構成されている形態も含まれる。もちろんウエスト下部弾性伸縮部材及び中間部弾性伸縮部材15,19,16,18の配設形態は上記例に限るものではなく、ウエスト下部Uの幅方向全体にわたり伸縮力が作用するように、ウエスト下部弾性伸縮部材及び中間部弾性伸縮部材15,19,16,18の一部または全部を、内装体200を横切ってその幅方向一方側から他方側まで設けることもできる。
また、各部の細長状弾性伸縮部材15〜19が後述する印刷シート25を横切る場合において、細長状弾性伸縮部材15〜19として酸化チタンを含有するゴムを用いる場合には、酸化チタンの含有量が低い(例えば2%以下の)ものあるいは酸化チタンを含有しないものを用いるのが好ましい。
(後処理テープ)
外装シート12の後身頃Bの外面における幅方向中央部には、後処理テープ70(固定手段)が設けることができる。後処理テープ70は、おむつ100を表面シート30が内側に且つ前身頃Fが内側となるように丸め若しくは折り畳んだ状態で固定するためのものである。一般的な後処理テープ70は、図5に示すように、基端部71が外装シート12の外面に接着剤等により固定されるとともに、この基端部71よりも先端側の部分は三つ折り(断面Z字状)や二つ折りで折り畳まれて、折り重なり部分間が仮止め接着剤72により剥離可能に固定(仮固定)されている。また、先端部に白色等の不透明色に着色された摘み部73を有するとともに、この摘み部73を除く部分が透明または半透明であり、この後処理テープ70における透明または半透明の部分を通して、後処理テープ70の外面側から後述するデザインが視認可能になっている。具体的な構造は適宜構成することができるが、図示形態では、全体を透明又は半透明の複数の基材を長手方向に連結して形成するとともに、摘み部73に着色テープ74を張り合わせた構造を採用している。
廃棄時には、おむつ100を表面シート30が内側になるとともに前身頃Fが内側となるように丸め若しくは折り畳んだ後、後処理テープ70の折り重なり部分を剥離して展ばし、丸めた若しくは折り畳んだおむつ100の後身頃Bからウエスト開口部WOを越えて反対側の外面まで巻き付けるようにして接着剤により固定する。後処理テープ70は、不使用時にはコンパクトに折り畳まれ、使用時には長尺状に展開できる三つ折り形状のものが特に好適である。
後処理テープ70等の固定手段は、前身頃Fに設けてもよく、後身頃Bと前身頃Fの両方に設けてもよい。
(印刷シート)
不透液性バックシート11と外装シート12との間(外装シート12の層間を含む)には、印刷によりデザインの施された印刷シート25が設けられている。外装シート12を省略し、印刷シート25が外面に露出する形態とすることもできる。また、図示例の印刷シート25は、それが配置される身頃よりも小さい面積を有しており、前身頃F及び後身頃Bに個別に設けられているが、前身頃Fから股間部を通り後身頃Bまで一体的に連続するように設けることもできる。
印刷シート25の寸法・形状は特に限定されないが、機能を十分なものとするためには十分に面積を大きくするのが好ましく、例えば、印刷シート25の幅は吸収体56の幅の50〜120%程度であるのが好ましく、印刷シート25の長さは少なくとも腹側及び背側の片側で物品全長Yの15〜30%程度であるのが好ましい。また、印刷シート25の形状はトリムロスが発生しない点では図示例のような矩形であるのが好ましいが、円形や楕円形、三角形、六角形等の幾何学形状、若しくはデザインの周囲に沿う形状にカットしても良い。
印刷シート25のシート基材としては、プラスチックフィルムや不織布、紙などを用いることができるが、嵩高く通気性の高い素材が好ましい。プラスチックフィルムを用いる場合は、ムレ防止のため透湿性を有することが望ましい。不織布や紙は透湿性を有するため好ましく、デザイン印刷を施す場合、不織布にあっては平滑性が高く印刷しやすいもの、紙にあっては強度が高くインクの滲み難いものを用いるのが好ましい。特に好ましいものとしては、目付け15〜35g/m2程度、厚み0.1〜0.3mm程度のクレープ紙(薄葉紙)や、目付け10〜25g/m2程度、厚み0.1〜0.3mm程度の不織布(特にスパンボンド部の繊度が1.0〜3.0dtex程度のスパンボンド不織布やSMS不織布)を挙げることができる。クレープ紙を用いる場合は、クレープ率は5〜20%程度、特に5〜15%程度のものを用いるのが好ましい。クレープ率が20%以上であると、インクの定着量は大きくなるが滲みが生じてデザイン印刷には適さない。クレープ率が5%以下であるとインクが浸透しにくいため定着量が少ない。
(外装シート分割構造)
上述の例では、前身頃Fから後身頃Bまでを一体的な外装シート12により連続的に覆っているが、外装シートが、装着者の胴回りのうち腹側を覆う腹側外装シートと背側を覆う背側外装シートとに分割されており、腹側外装シートの幅方向中央部内面に内装体の前端部がホットメルト接着剤等により連結されるとともに、背側外装シートの幅方向中央部内面に内装体の後端部がホットメルト接着剤等により連結されており、腹側外装シートと背側外装シートとが股間側で連続しておらず、離間されている形態も採用することができる。この離間距離は150〜250mm程度とすることができる。この場合、内装体における不透液性バックシートの裏面には、内装体の裏面全体を覆うように、あるいは腹側外装シートと背側外装シートとの間に露出する部分全体を覆うように、股間部外装シートを固定することもできる。股間部外装シートとしては、前述した外装シートに用いられるものと同様の資材を用いることができる。股間部外装シートも外装シートに相当する。
(サイドシール部)
図9及び図10に示すように、サイドシール部13の溶着パターンは、縦方向に間隔を空けて配列された点状の溶着部13s,13bの列が横方向に複数本配列されたドットパターンを基本として、横方向全体にわたる無溶着部13nを各溶着部13s,13bの縦方向両側に形成したものである。また、サイドシール部13は、縦方向の少なくとも一部の領域が疎溶着領域LDとされるとともに、縦方向の少なくとも一部の領域が密溶着領域HDとされており、これら溶着領域LD,HDの疎密は、密溶着領域HDの各溶着部13bの面積が、疎溶着領域LDの各溶着部13sの面積よりも大きいことにより形成されている。密溶着領域HDの少なくとも一部の溶着部13bの面積は、疎溶着領域LDの各溶着部13sの面積よりも小さくても良い。
各溶着部13s,13bは点状である限り、三角形状等の多角形状や半円形状、星形状、楕円形状等特に限定されないが、図示形態のような円形状であるのが好ましい。
ドットパターンにおける寸法及び位置は適宜定めることができるが、乳幼児用途では次の範囲内とするのが好ましい。
・疎溶着領域の各溶着部13sの横方向長さg:0.6〜3.0mm(特に0.8〜1.5mm)
・疎溶着領域の各溶着部13sの縦方向長さh:0.6〜2.0mm(特に0.8〜1.5mm)
・密溶着領域の各溶着部13bの横方向長さi:0.9〜4.0mm(特に0.9〜2.0mm)
・密溶着領域の各溶着部13bの縦方向長さj:0.9〜2.5mm(特に0.9〜2.0mm)
・密溶着領域の溶着部13b及び疎溶着領域の溶着部13sの面積比:1.5〜3.5倍(特に1.9〜2.6倍)
・疎溶着領域の溶着部13sの列数:1〜3列、特に2列
・密溶着領域の溶着部13bの列数:疎溶着領域LDの列数より多く、特に3〜6列
・疎溶着領域の溶着部13sの列における隣接溶着部13sの縦方向間隔k:0.5〜5.0mm(特に0.8〜1.5mm)
・密溶着領域の溶着部13bの列における隣接溶着部13bの縦方向間隔m:2.0〜5.0mm(特に2.5〜3.5mm)
・疎溶着領域LDにおける無溶着部13nの縦方向長さn:0.05〜2.0mm(特に0.1〜1.0mm)
・密溶着領域HDにおける無溶着部13nの縦方向長さp:0.05〜3.0mm(特に0.3〜1.5mm)
・疎溶着領域の溶着部13sの列の横方向間隔q:+1.0mm〜+4.0mm
・密溶着領域の溶着部13bの列の横方向間隔r:−1.5mm〜+1.5mm(なお、「−(マイナス)」は隣接列の溶着部13s,13bの横方向位置が重なる場合を意味する。)
溶着部13s,13bの列は、隣接する溶着部13s,13bの列に対して溶着部13s,13bの縦方向位置が並んでいても良いが、ずれているのが好ましく、中でも図示形態のように千鳥状のパターンで溶着部13s,13bを配列するのが好ましい。
疎溶着領域LDは、引き剥がし容易性を向上させる領域である。このような領域の例としては、ポリプロピレン又はそのコポリマーの不織布のみが積層されたポリプロピレン領域13Pを挙げることができる。前述したとおり、ポリプロピレン又はそのコポリマーの不織布は伸び易く柔軟な肌触りが得られるため好ましい素材であるが、サイドシール部13にこのようなポリプロピレン領域13Pがあると当該領域のシール強度が他の部位の数倍になるとともに、素材が伸び易いため力が加わりにくくなってしまう。よって、疎溶着領域LDは、このようなポリプロピレン領域13Pに採用し、引き剥がし容易性を向上させるのが望ましい。
具体的に図示形態の場合、外装シート12における外側シート基材12Sとして、PP系不織布を用いた場合、ウエスト縁部WがPP系不織布のみを4枚重ねたポリプロピレン領域13Pとなる。サイドシール部13の引き剥がし容易性において、引き剥がし開始時の剥離しやすさは極めて重要であり、このようにウエスト縁部Wにポリプロピレン領域13Pを有し、シール強度が高くなっていると、ユーザーは非常に引き剥がし難く感じるようになる。よって、疎溶着領域LDは、このようなウエスト縁部Wのポリプロピレン領域13Pに設けるのが望ましい。
ポリプロピレン領域13Pはウエスト縁部W以外に設けられていても良いが、図示形態のようにウエスト縁部Wのみとするのが望ましい。またその場合、ウエスト縁部Wの脚開口部LO側全体をポリプロピレン領域13Pでない非ポリプロピレン領域13Nとし、ポリプロピレン領域13Pから非ポリプロピレン領域13N内までは疎溶着領域LDとし、これよりも脚開口部LO側では、溶着部13bがより面積の大きい密溶着領域HDとするのが望ましい。
具体的に図示形態において外側シート基材12SをPP系不織布とした場合、サイドシール部13は、ウエスト縁部W以外にポリプロピレン領域13Pを有しておらず、かつウエスト縁部Wの脚開口部LO側に、最も不織布積層枚数が多い第一領域U1、この第一領域U1よりも不織布積層枚数が少ない第二領域U2、さらに第二領域U2よりも不織布積層枚数が少ない第三領域U3をこの順に有することになる。より詳細に説明すると、第一領域U1は、前身頃F及び後身頃Bがそれぞれ外側シート基材12S及びその折り返し部分12r、内側シート基材12Hの3枚積層、計6枚積層となり、第二領域は、前身頃Fが外側シート基材12S及び内側シート基材12Hの2枚積層、後身頃Bが外側シート基材12S及びその折り返し部分12r、内側シート基材12Hの3枚積層、計5枚積層となり、第三領域は、前身頃F及び後身頃Bがそれぞれ外側シート基材12S及び内側シート基材12Hの2枚積層、計4枚積層の領域となる。
このようにウエスト縁部Wの脚開口部LO側全体が非ポリプロピレン領域13Nのサイドシール部13の場合、シール強度のばらつきを低減するために非ポリプロピレン領域13Nは密溶着領域HDとするのが望ましいが、疎溶着領域LDと密溶着領域HDとの境界をポリプロピレン領域13Pと非ポリプロピレン領域13Nとの境界に合わせようとすると、製造上の誤差により密溶着領域HDがポリプロピレン領域13Pに入り、局所的にシール強度が高くなるおそれがある。よって、上述のように、両領域の境界は非ポリプロピレン領域13N内、特にポリプロピレン領域13P側の端部(特に図示形態のように第一領域U1内)とするのが望ましい。
サイドシール部13における溶着接合はヒートシールにより行うことも可能であるが、超音波シールを用いると、ヒートシールと比べて溶着部周囲への熱影響が殆どなく、サイドシール部13の素材が伸び易く柔軟に仕上がるため好ましい。ただし、超音波シールの場合、サイドシール部13の素材の伸びやすさが災いして同じシールパターンで比べるとより引き剥がしにくい感じを与える。よって、上述の疎溶着領域LDは超音波シールを採用する場合に好適である。このサイドシール部の形成に際して、本発明の超音波シール装置を用いることが可能である。
一般にパンツタイプ使い捨ておむつのサイドシール部13を引き剥がすには、ウエスト開口部WOから前身頃F側及び後身頃B側にそれぞれ手を入れて、サイドシール部13の前身頃F側及び後身頃B側を掴み、図8に矢印で示すように前身頃Fと後身頃Bとを離すように引っ張ることにより、サイドシール部13を構成する各溶着部13s,13bがウエスト側から順に剥がされる。この際、シール強度は一度に剥がす溶着部13s,13bの総面積に依存するため、密溶着領域HDではシール強度は高くなり、疎溶着領域LDではシール強度は弱くなる。よって、サイドシール部13の部位に応じて適所に密溶着領域HDと疎溶着領域LDとを設けることにより、装着中の十分な強度と引き剥がし容易性とを両立させることができる。
特に、サイドシール部13は、横方向全体にわたる無溶着部13nを各溶着部13s,13bの縦方向両側に有するドットパターンで形成しているため、シール装置における溶着部形成用の凸部間の隙間に不織布の繊維屑が付着し難くなるとともに、付着した繊維屑を取り除くのも容易となる。すなわち、パンツタイプ使い捨ておむつでは、おむつを横方向に移送しつつサイドシール部13を形成するため、繊維屑が発生してもシール装置における無溶着部13n形成用の凹溝(溶着部形成用の凸部の間)を通って排出され、溶着部形成用の凸部間に留まりにくい。具体的に、繊維屑が溜まる時間は従来の一般的な横縞状パターンと同等となる。また、長時間経過して、溶着部形成用の凸部間に繊維屑が溜まったとしても、当該凸部間の溝はラインの流れ方向に連続するため、ラインの流れ方向にブラシをかけるだけで簡単に繊維屑を除去することができる。
<パンツタイプ使い捨ておむつの製造設備例>
パンツタイプ使い捨ておむつの製造方法としては、おむつの幅方向がライン流れ方向となる横流れ形態が広く採用されており、図11に示されるように、設備上流側で、胴回り部分をなす外装シートと、吸収体を有する内装体とがそれぞれ別のラインで製造され、これら外装シート及び内装体の一体化工程以降が一つのラインで構成されている。
より詳細に説明すると、図11中、上段部分の平面図が外装シートの製造を含む主ラインを示しており、中段部分の平面図が内装体の製造ラインを示しており、下段部分の正面図が製造フロー全体を示している。主ラインは、外装シート形成工程501、弾性伸縮部材の切断工程502、脚開口部の切り離し工程503、内装体取付工程504、側部接合工程505、及び切り離し工程506を有している。先ず、外装シート形成工程501では、連続帯状の外側シート基材12S及び内側シート基材12Hを各ロールから繰り出して、両シート基材12S,12H間に糸ゴム等の弾性伸縮部材15,17〜19を搬送方向(胴回り方向)に沿って伸張した状態で挟みつつ、両シート基材12S,12Hをホットメルト接着剤等により順次貼り合わせることにより外装シート12を連続的に形成する。
次に、弾性伸縮部材の切断工程502では、形成した連続外装シート12に対して、後に内装体200と重なる部分CTに位置する弾性伸縮部材15,19をヒートエンボス等の切断装置601により切断し、当該部分CTにおいて弾性伸縮部材15,19の伸縮力が作用しない状態とする。また、次の脚開口部の切り離し工程502では、連続方向(搬送方向(MD方向))に隣接するおむつの脚開口部となる部分を、ダイカッター602等の切断装置により一体的な孔HLとして打抜き、おむつとなる部分である主要部分から切り離す。
一方、内装体の製造ラインでは、連続帯状の液不透過性シート11を繰り出し、その上に吸収体56及び液透過性トップシート30をこの順に積層した後、そのCD方向(ライン横断方向)両側に対して、基材のCD方向中央側端部に弾性部材がMD方向に伸張した状態で固定された帯状のバリヤーシートをそれぞれ供給し、各バリヤーシートにおけるCD方向中央側部分及びCD方向外側部分のうち、CD方向中央側部分は個々の内装体となる部分のMD方向両端部間に位置する中間部分を非固定とするとともに、これらMD方向両端部に位置する両端部をホットメルト接着剤等により固定し、CD方向外側部分はMD方向に連続的にホットメルト接着剤等により固定し、しかる後、切断装置603によりMD方向に所定の間隔を空けて切断し、個々の内装体200を形成するとともに、この内装体200の向きを前後方向がCD方向となるように回転させた後、主ラインの内装体取付工程205に供給され、順次搬送されてくる連続帯状の外装シート12上の所定部位にMD方向に所定の間隔を空けてホットメルト接着剤等により貼り付ける。
次に、側部接合工程206では、CD方向の一方側を他方側に折り畳み、腹側部分と背側部分とを重ね、MD方向に所定の間隔を空けてヒートシール、超音波シール等の接合装置604により接合加工を施し、個々のおむつDPの幅方向両側部となる部分13において腹側部分と背側部分とを接合し、サイドシール部13を形成する。このサイドシール部13の形成に際して、本発明の超音波シール装置を用いることが可能である。この場合、 超音波シール装置におけるワークは、前身頃の両側部と後身頃の両側部とを重ねた部分となる。
しかる後、最後の切り離し工程207では切断装置605において、MD方向に所定の間隔を空けて、個々のおむつとなる部分の境界(隣接するおむつとなる部分のうち一方のサイドシール部13と他方のおむつのサイドシール部13との間に位置する)に沿って切断し、個々のおむつを得る。製造されるパンツタイプ使い捨ておむつの詳細は前述のとおりである。
<超音波シール装置例>
図12は、本発明に係る超音波シール装置100の一例を示している。この超音波シール装置100は、水平軸芯111を中心として回転駆動されるように軸支されたアンビル110と、このアンビル110の外周面と対向する超音波ホーン120とを備えており、アンビル110の外周面に所定のシールパターンでシール突起115が形成されており、アンビル110と超音波ホーン120との間に通されるワーク101のうち、アンビル110の外周面のシール突起115と超音波ホーン120との間に挟まれる部分を、超音波ホーン120から伝達される超音波振動による摩擦熱で溶融シールするものである。
特徴的には、アンビル110は、図13に示すように、軸方向においてワーク101と重なる部分に設けられ、超音波ホーン120との間でワーク101を挟持するシール部分112と、このシール部分112に対してアンビル110の軸方向の少なくとも一方側に設けられ、ワーク101と接触しないダミー部分113とを有しており、超音波ホーン120の先端面は、シール部分112及びダミー部分113にわたり対向するように延在している。さらに、シール部分112の先端面には、シール突起115としてアンビル110の回転方向長さ115rが3mm以下の突起が、アンビル110の回転方向の間隔115xが0.5mm以上の間隔となる間欠的なパターンで形成されており、ダミー部分113の先端面には、アンビル110の回転方向の長さ116rがシール突起115よりも長く、かつ先端面の高さがシール突起の先端面の高さと同じクリアランス計測用ダミー突起116が形成されている。
このように、アンビル110にクリアランス計測用ダミー突起116を有するダミー部分113を設けることにより、実際にシールを行うシール突起115のパターンが、アンビル110の回転方向に間欠的となるパターンであっても、クリアランス計測用ダミー突起116と超音波ホーン120とのクリアランスをすきまゲージで計測することにより、シール突起115と超音波ホーン120とのクリアランス計測を行うよりも、正確なクリアランス計測及び調整が可能となる。
シール突起115のシール形状、つまり先端面の形状は、例えば図14に各種の形態を示すように、アンビル110の回転方向に間欠的である限り特に限定されない。図14(a)(b)に示す形態は、縦方向に間隔を空けて配列された点状のシール突起115の列が横方向に複数列設けられ、全体として千鳥状に配列された形態である。図14(a)に示される形態では、図10に示される疎溶着領域LDの溶着部13sと同じパターンの溶着部が得られ、図14(b)に示される形態では、図10に示される密溶着領域HDの溶着部13bと同じパターンの溶着部が得られる。また、図14(c)に示す形態は、縦方向に間隔を空けて配列された横長長方形状のシール突起115の列が横方向に複数列配列され、全体として千鳥状に配列された形態である。さらにまた、図14(d)に示す形態は、縦方向に間隔を空けて配列された斜め長方形状のシール突起115の列が横方向に複数列配列され、全体として千鳥状に配列された形態であり、図14(e)に示す形態は、図14(d)に示す形態に対して、隣接列間でシール突起115の斜め向きが縦方向に関して線対称となるように配列された形態である。
シール突起115の先端面の形状は、ワーク101の溶融形状と略同じ形状となるため、その形状、寸法の例については前述のパンツタイプ使い捨ておむつの溶着部13s,13b12s,13bの寸法範囲を採用することができる。ただし、本発明の対象のシール突起115は、少なくともアンビル110の回転方向長さ115rが3mm以下、より好適には0.8〜2mmの突起とされる。また、シール突起115のアンビル110の回転方向の間隔115xは0.5mm以上、より好適には1mm以上、さらに好適には2mm〜3mmである。
クリアランス計測用ダミー突起116は、アンビル110の回転方向の長さ116rがシール突起115のそれ115rよりも長ければその効果はあるが、クリアランス調整の正確性を万全とするためには、図12に示すようにシール部分112と同じ(図12(a))かそれより長くする(図12(b))のが望ましい。後者の場合、ダミー部分113のアンビル110回転方向の長さをシール部分112よりも長くする必要がある。
また、クリアランス計測用ダミー突起116は一つでも、複数でも良く、またそのアンビル110の軸方向の長さ及び回転方向長さは長く(例えばダミー部分113のほぼ全体にわたる)ても良いが、ダミー突起のアンビル110回転方向の長さが長い分には計測の正確性が期待できるのに対し、アンビル110軸方向の長さが長過ぎると、すきまゲージの抜き差しの抵抗感が強くなり、かえって計測の正確性が低下するおそれがある。よって、クリアランス計測用ダミー突起116は図示形態のような横縞状パターン、つまり、アンビル110の回転方向に沿って連続する直線状をなし、かつアンビル110の軸方向に間隔を空けて並設されているのが好ましい。
クリアランス計測用ダミー突起の寸法は適宜定めることができるが、図示例のような横縞状パターンの場合には、横方向(アンビルの回転方向)長さ116rは4mm以上、特に5mm以上であるのが好ましく、縦方向長さ116wは0.6〜1.5mm程度であるのが好ましく、隣接する突起の縦方向間隔116xは0.8〜1.8mm程度であるのが好ましい。
なお、これらアンビル110のシール突起115及びクリアランス計測用ダミー突起116の各先端面は、ワーク101に対する加圧力(超音波ホーン120との間の挟持力)を一定するために、平面とせずに、アンビル110の軸芯111を中心とし、アンビル110の軸芯111から各突起115,116の先端面までの半径を有する円周面とされる。
図12及び図16に示す形態では、回転方向に隣接する2列のシール部分112及びダミー部分113がアンビル110の回転角度が180度異なる位置にそれぞれ形成され(合計4列のシール部分112が形成され)るとともに、アンビル110を挟んで両側(対向位置)にそれぞれ超音波ホーン120が配置されており、ワーク101は一方の超音波ホーン120とアンビル110との間に通された後、リターンロール130で戻されて、他方の超音波ホーン120とアンビル110との間に通される過程で、各シール部分112及びダミー部分113が超音波ホーン120と対向するタイミングで、ワーク101の四箇所でほぼ同時に超音波シールを行うことができるようになっている。このような形態では、図16(a)に示すように、超音波ホーン120の中心線121の延長線上にアンビル110の軸心111が位置する配置としても良いが、対向的に伝達される超音波振動を逃がすために、図16(b)に示すように、超音波ホーン120の中心線の延長線上からアンビル110の軸芯111をオフセットさせても良い。もちろん、シール部分112をアンビル110の回転方向の一箇所のみとし、一箇所での超音波シールを行う形態を採用することもできるし、さらにアンビル110の回転方向に適宜の間隔を空けてシール部分112を2若しくは3、又は5以上設け、これに応じた適宜数の超音波ホーン120を設けても良い。さらにまた、隣接する複数のシール部分112にわたり連続する若しくはアンビル110の全周にわたるダミー部分113を設けても良い(図示略)。
クリアランス調整に際しては、アンビル110のクリアランス計測用ダミー突起116と超音波ホーン120との間にアンビル110の回転方向にすきまゲージ150を抜き差ししつつ、その抵抗感によりすきまを判断し、アンビル110に対する超音波ホーン120の位置を調整する。このクリアランス計測及び調整は、アンビル110の軸方向両側で行うことが望ましい。この際、図16(a)に示すように、超音波ホーン120の中心線の延長線上にアンビル110の軸心が位置する形態では、シール部分112と超音波ホーン120とが対向した状態で、アンビル110のクリアランス計測用ダミー突起116と超音波ホーン120との間にすきまゲージ150を抜き差ししてすきまを判断する。一方、図16(b)に示すように、超音波ホーン120の中心線の延長線上からアンビル110の軸芯111がオフセットした形態では、図16(c)に示すように、シール部分112のアンビル110回転方向一方側のエッジと超音波ホーン120のアンビル110回転方向他方側のエッジとを対向させた状態(つまりクリアランス最少の位置)で、アンビル110のクリアランス計測用ダミー突起116と超音波ホーン120との間にすきまゲージ150を抜き差ししてすきまを判断する。
他方、超音波ホーン120から発せられる超音波振動はアンビル110側にも伝わり、アンビル110のシール突起115も振動する。この場合、超音波振動エネルギーの一部がアンビル110のシール突起115の振動で消費され、ワーク101(シール対象物)への超音波振動エネルギーの伝達効率が低下するだけでなく、シール突起115が摩耗しやすくなる。よって、上述のようにシール突起115の形状を付根の太い安定した形状、具体的には図15(b)に示すように、稜の高さ方向に対する傾斜角度θが30度以上の錐台形状(図示例は円錐台であるが角錐台でも良い)として、シール突起115の振動を低減し、もって振動エネルギー伝達効率の低下及びシール突起115の摩耗を防止するのは好ましい。ちなみに、図15(a)は稜の高さ方向に対する傾斜角度θが15度の場合を示している。
また、同様の理由で、シール突起115の形状を高さが相対的に低い安定した形状、具体的には図15(b)に示すように、高さ115hと底面の最大径115dとの比が0.45〜0.6、より好ましくは高さが1.0〜2.0mmで底面の最大径が2.0〜2.2mmの錐台形状(図示例は円錐台であるが角錐台でも良い)として、シール突起115の振動を低減し、もって振動エネルギー伝達効率の低下及びシール突起115の摩耗を防止するのも好ましい。ちなみに、図15(a)は高さ115hと底面の最大径115dとの比が0.75〜0.85の場合を示している。
<超音波シール方法例>
本発明に係る超音波シール方法は、前述の超音波シール装置例の項で述べた超音波シール装置100を用いて超音波シールを行うことにより実施することができる。すなわち、図12に示すように、水平軸芯111を中心として回転駆動されるように軸支されたアンビル110と、このアンビル110の外周面と対向する超音波ホーン120とを備えており、アンビル110の外周面に所定のシールパターンでシール突起115が形成された超音波シール装置100を用い、アンビル110と超音波ホーン120との間に通されるワーク101のうち、アンビル110の外周面のシール突起115と超音波ホーン120との間に挟まれる部分を、超音波ホーン120から伝達される超音波振動による摩擦熱で溶融シールする。
<超音波シールにおけるクリアランス調整方法の例>
本発明に係る超音波シールにおけるクリアランス調整方法は、例えば前述の超音波シール装置例の項で述べたように実施することができる。すなわち、前述の超音波シール装置100においてクリアランスを調整する際には、アンビル110のクリアランス計測用ダミー突起116と超音波ホーン120との間にアンビル110の回転方向にすきまゲージ150を抜き差ししつつ、その抵抗感によりすきまを判断し、アンビル110に対する超音波ホーン120の位置を調整する。このクリアランス計測及び調整は、アンビル110の軸方向両側で行うことが望ましい。この際、図16(a)に示すように、超音波ホーン120の中心線の延長線上にアンビル110の軸心が位置する形態では、シール部分112と超音波ホーン120とが対向した状態で、アンビル110のクリアランス計測用ダミー突起116と超音波ホーン120との間にすきまゲージ150を抜き差ししてすきまを判断する。一方、図16(b)に示すように、超音波ホーン120の中心線の延長線上からアンビル110の軸芯111がオフセットした形態では、図16(c)に示すように、シール部分112のアンビル110回転方向一方側のエッジと超音波ホーン120のアンビル110回転方向他方側のエッジとを対向させた状態(つまりクリアランス最少の位置)で、アンビル110のクリアランス計測用ダミー突起116と超音波ホーン120との間にすきまゲージ150を抜き差ししてすきまを判断する。
本発明は、超音波溶着装置に係るワークを選ぶものではない。したがって、上述のようなパンツタイプ使い捨ておむつのサイドシール部の超音波シールに限られず、他の部位や、他の種類の吸収性物品の超音波シールにも適用することができ、また吸収性物品以外のものにも適用できるものである。
B…後身頃、F…前身頃、HD…密溶着領域、LD…疎溶着領域、LO…脚開口部、W…ウエスト縁部、WO…ウエスト開口部、11…不透液性バックシート、12…外装シート、12H…内側シート基材、12S…外側シート基材、12r…折り返し部分、13…サイドシール部、13N内…非ポリプロピレン領域、13P…ポリプロピレン領域、13b…密溶着領域の溶着部、13n…無溶着部、13s,13b…溶着部、13s…疎溶着領域の溶着部、25…印刷シート、30…トップシート、40…中間シート、50…吸収要素、56…吸収体、58…包装シート、60…立体ギャザー、62…ギャザーシート、100…超音波シール装置、101…ワーク、110…アンビル、111…軸芯、112…シール部分、113…ダミー部分、115…シール突起、116…クリアランス計測用ダミー突起、120…超音波ホーン、130…リターンロール、150…すきまゲージ、200…内装体。

Claims (8)

  1. 回転駆動されるように軸支されるとともに、外周面に所定のパターンでシール突起が形成されたアンビルと、このアンビルの外周面と対向する超音波ホーンとを備えており、
    前記アンビルを回転駆動しつつ、ワークを前記アンビル及び超音波ホーン間に前記アンビルの回転方向に沿って通すことにより、前記ワークのうち、前記アンビルの回転に伴い前記アンビルの外周面のシール突起と前記超音波ホーンとの間に挟まれる部分を、前記超音波ホーンから伝達される超音波振動による摩擦熱で溶融シールする、超音波シール装置において、
    前記アンビルは、軸方向において前記ワークと重なる部分に設けられ、前記超音波ホーンとの間でワークを挟持するシール部分と、軸方向において前記ワークと重ならないように前記シール部分に対して軸方向の少なくとも一方側に設けられ、前記ワークと接触しないダミー部分とを有しており、
    前記超音波ホーンの先端面は、前記シール部分及びダミー部分にわたり対向するように延在しており、
    前記シール部分の先端面には、前記シール突起として前記アンビルの回転方向長さが3mm以下の突起が、前記アンビルの回転方向の間隔が0.5mm以上の間隔となる間欠的なパターンで形成されており、
    前記ダミー部分の先端面には、前記アンビルの回転方向の長さが前記シール突起よりも長く、かつ先端面の高さがシール突起の先端面の高さと同じであるクリアランス計測用ダミー突起が形成されている、
    ことを特徴とする超音波シール装置。
  2. 前記クリアランス計測用ダミー突起は、前記アンビルの回転方向の長さが、前記シール部分以上である、請求項1記載の超音波シール装置。
  3. 前記クリアランス計測用ダミー突起は、前記アンビルの回転方向に沿って連続する直線状をなし、かつ前記アンビルの軸方向に間隔を空けて並設されている、請求項1又は2記載の超音波シール装置。
  4. 前記シール突起は錐台形状をなしており、かつその稜の高さ方向に対する傾斜角度が30度以上とされている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の超音波シール装置。
  5. 前記シール突起は錐台形状をなしており、かつその高さと底面の最大径との比が0.35〜0.70とされている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の超音波シール装置。
  6. パンツタイプ使い捨ておむつの製造に際して、前身頃の両側部と後身頃の両側部とを溶着接合してサイドシール部を形成するためのものであり、前記ワークが前記前身頃の両側部と後身頃の両側部とを重ねた部分である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の超音波シール装置。
  7. 回転駆動されるように軸支されるとともに、外周面に所定のパターンでシール突起が形成されたアンビルと、このアンビルの外周面と対向する超音波ホーンとを用い、
    前記アンビルを回転駆動しつつ、ワークを前記アンビル及び超音波ホーン間に前記アンビルの回転方向に沿って通すことにより、前記ワークのうち、前記アンビルの回転に伴い前記アンビルの外周面のシール突起と前記超音波ホーンとの間に挟まれる部分を、前記超音波ホーンから伝達される超音波振動による摩擦熱で溶融シールする、超音波シール方法であって、
    前記アンビルは、軸方向において前記ワークと重なる部分に設けられ、前記超音波ホーンとの間でワークを挟持するシール部分と、軸方向において前記ワークと重ならないように前記シール部分に対して軸方向の少なくとも一方側に設けられ、前記ワークと接触しないダミー部分とを有しており、
    前記超音波ホーンの先端面は、前記シール部分及びダミー部分にわたり対向するように延在しており、
    前記シール部分の先端面には、前記シール突起として前記アンビルの回転方向長さが3mm以下の突起が、前記アンビルの回転方向の間隔が0.5mm以上の間隔となる間欠的なパターンで形成されており、
    前記ダミー部分の先端面には、前記アンビルの回転方向の長さが前記シール突起よりも長く、かつ先端面の高さがシール突起の先端面の高さと同じであるクリアランス計測用ダミー突起が形成されている、
    ことを特徴とする超音波シール方法。
  8. 回転駆動されるように軸支されるとともに、外周面に所定のパターンでシール突起が形成されたアンビルと、このアンビルの外周面と対向する超音波ホーンとを備えており、
    前記アンビルを回転駆動しつつ、ワークを前記アンビル及び超音波ホーン間に前記アンビルの回転方向に沿って通すことにより、前記ワークのうち、前記アンビルの回転に伴い前記アンビルの外周面のシール突起と前記超音波ホーンとの間に挟まれる部分を、前記超音波ホーンから伝達される超音波振動による摩擦熱で溶融シールする、超音波シール装置にて、前記アンビルと前記超音波ホーンとのクリアランスを調整する方法であって、
    前記アンビルは、軸方向において前記ワークと重なる部分に設けられ、前記超音波ホーンとの間でワークを挟持するシール部分と、軸方向において前記ワークと重ならないように前記シール部分に対して軸方向の少なくとも一方側に設けられ、前記ワークと接触しないダミー部分とを有しており、
    前記超音波ホーンの先端面は、前記シール部分及びダミー部分にわたり対向するように延在しており、
    前記シール部分の先端面には、前記シール突起として前記アンビルの回転方向長さが3mm以下の突起が、前記アンビルの回転方向の間隔が0.5mm以上の間隔となる間欠的なパターンで形成されており、
    前記ダミー部分の先端面には、前記アンビルの回転方向の長さが前記シール突起よりも長く、かつ先端面の高さがシール突起の先端面の高さと同じであるクリアランス計測用ダミー突起が形成されており、
    前記クリアランス計測用ダミー突起と前記超音波ホーンとのクリアランスをすきまゲージで計測し、この計測結果に基づいて前記クリアランス計測用ダミー突起と前記超音波ホーンとのクリアランスを調整する、
    ことを特徴とする超音波シールにおけるクリアランス調整方法。
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