JP5912431B2 - シート融着体の製造方法 - Google Patents
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Description
また、他の接合方法として、レーザー光線を用いて溶着する方法も知られている(特許文献1参照)。
また、シートどうしの接合ではないが、特許文献2には、レーザー光に対して透過性を有する樹脂からなる第1部材と、レーザー光に対する吸収性が良い第2部材とを積層してなる積層体を、複数の貫通孔を有する押さえ部材により第1部材側から加圧しつつ、該押さえ部材側からレーザー光を照射して第1及び第2部材間を溶着する方法が記載されている。この方法においては、押さえ部材で第1部材と第2部材とを圧接させつつ、押さえ部材で押さえた箇所を溶着させることができる。
本発明のシート融着体の製造方法の第1実施態様においては、帯状のシート積層体1を、連続搬送しつつ、シート積層体1に、無端状の押さえ部材3を押し付け、その状態下にレーザー光を照射し、帯状のシート融着体5を連続的に形成する。詳細には、図1に示すように、帯状のシート積層体1を、搬送ロール2と無端状の押さえ部材3との間に挟んで積層方向に加圧し、その状態下のシート積層体に対してレーザー光4を照射することにより、該シート積層体1内のシートどうしが所定のパターンで融着されたシート融着体5を連続的に製造する。
ベルト式加圧装置31は、無端状の加圧ベルト32及び該加圧ベルト32が架け渡された状態で回転する3本のロール33a,33b,33cを備えている。ベルト式加圧装置31の加圧ベルト32が、本実施態様における押さえ部材3である。
加圧ベルト32は、ロール33a,33b,33cの何れか1以上を回転駆動して、搬送ロール2と同速度で移動する。また、搬送ロール2及び加圧ベルト32は、空冷、水冷等により温度を所定の温度範囲に維持することが好ましい。
また、加圧ベルト32によりシート積層体1を搬送ロール2の周面に圧接させる角度範囲は、搬送ロール2の周方向の全周に亘って圧接させる場合を360度とした場合に、10度以上であることが好ましく、より好ましくは30度以上である。
搬送ロール2は、その周面がレーザー光4の透過性を有するものであっても良いし、その周面がレーザー光4の透過性を有しないものであっても良い。
シート11以外のシートは、該レーザー光4に対して吸収して発熱するものであっても、該レーザー光4を透過して殆ど発熱しないものであっても良い。
図2には、レーザー光4を吸収して発熱するシートを4枚重ねたシート積層体1が図示されている。シート積層体1を構成する複数枚のシートは、そのうちの1枚又は複数枚のシートが、搬送ロール2の周面上で他のシート上に積層されたものであっても良い。
また、レーザー光4で融着する前のシート積層体1は、層間が全く接合されていないものであっても、融着以外の方法で部分的に接合されているものであっても良い。融着以外の方法で部分的に接合されている態様には、例えば、レーザー光で後に融着部を形成する部分とは異なる部分がホットメルト接着剤等の接着剤により接合されている態様が挙げられる。
これにより、シート積層体1を構成する複数枚のシート11,12,13及び14が融着して、図2(c)及び図3に示すように、押さえ部材3の貫通孔の形成パターンに対応するパターンで融着部51,51・・が形成されたシート融着体5が得られる。レーザー光4は、シート積層体1を構成する総てのシート11〜14を一体化させるように照射することが好ましい。図1中、41は、レーザー光4を照射する照射ヘッド41であり、押さえ部材3である加圧ベルト32から所定の距離離間した特定の位置に固定されている。照射ヘッド41の位置は、レーザー光4を反射するミラーを介することによりベルト式加圧装置31の外部に設け、ミラーを加圧ベルト32から所定の距離離間した特定の位置に固定してもよい。
詳細には、照射ヘッド41’を内部に取り込み加圧ベルト32近傍まで存するフード43を、加圧ベルト32に囲まれた空間内に設け、該フード43に吸引ポンプ等の減圧装置(図示なし)を接続することで、該フード43の内部を負圧状態とする。
フード43は、加圧ベルト32側(フードの下端)が閉じられていないため、レーザー光4の照射には影響ない。押さえ部材3の加圧面とは反対側に配したフード43内が負圧状態となることにより、加圧ベルト32付近で吸気が発生し、加圧ベルト32やシート積層体1を冷却したり、レーザー光4の照射により発生したガスを排気することができる。また、シート積層体1を、押さえ部材3である加圧ベルト32に対し、更に密着させることができ、効率的な圧縮や、安定した搬送とともに、融着部の形成を一層良好とすることができる。
なお、図4及び図6に示すレーザー式接合装置における照射ヘッド41’は、レーザー光4の照射点を、シート積層体1の移動方向及びその直交方向に移動させながら、レーザー光4を照射することが可能であり、それにより、シート積層体1に、その流れ方向及びその直交方向に分散した多数の融着部51を効率よく形成可能である。図4及び図6中、符号44は、フード43と減圧装置とを接続する配管であり、符号43aは、フード43の下端近傍に設けられた排気口である。
第2実施態様においては、図5に示すように、貫通孔を有する円筒ロール6に、帯状のシート積層体1を当接させ、該シート積層体1のもう一方の面より無端状の加圧ベルト34で積層方向に加圧し、その状態下の該シート積層体1に対して円筒ロール6の内側よりレーザー光4を照射することにより、該シート積層体1のシートどうしが所定のパターンで融着されたシート融着体5を連続的に製造する。円筒ロール6が、第2実施態様における押さえ部材(円筒状の押さえ部材)3である。
ベルト式加圧装置31Aは、無端状の加圧ベルト34及び該加圧ベルト34が架け渡された状態で回転する3本のロール33a,33b,33cを備えている。
加圧ベルト34は、ロール33a,33b,33cの何れか1以上を回転駆動して、円筒ロール6と同速度で移動する。また、円筒ロール6及び加圧ベルト34は、空冷、水冷等により温度を所定の温度範囲に維持することが好ましい。
また、加圧ベルト34によりシート積層体1を円筒ロール6の周面に圧接させる角度範囲は、円筒ロール6の周方向の全周に亘って圧接させる場合を360度とした場合に、10度以上であることが好ましく、より好ましくは30度以上である。
詳細には、照射ヘッド41’を内部に取り込み円筒ロール6の内周面近傍まで存するフード43を、円筒ロール6内に設け、該フード43に吸引ポンプ等の減圧装置(図示なし)を接続することで、該フード43の内部を負圧状態とする。
フード43は、円筒ロール6の内周面に近接する側(フードの下端)が閉じられていないため、レーザー光4の照射には影響ない。押さえ部材3の加圧面とは反対側に配したフード43内が負圧状態となることにより、円筒ロール6の内周面付近で吸気が発生し、円筒ロール6やシート積層体1を冷却したり、レーザー光4の照射により発生したガスを排気することができる。また、シート積層体1を、押さえ部材3である円筒ロール6に対し、更に密着させることができ、効率的な圧縮や、安定した搬送とともに、融着部の形成を一層良好とすることができる。
また、押さえ部材3の貫通孔の形成パターンに対応するパターンで融着部51,51・・が形成されるため、貫通孔3aの形成パターンや貫通孔3aが平面方向に分布する押さえ部材3に対してどのような範囲にレーザー光4を照射するか等を適宜にコントロールすることで、融着部51が様々なパターンに配置したシート融着体5を得ることができる。
融着部51を、外観に明瞭に表われるように、且つ貫通孔3aの形成パターンに対応するパターンで形成することにより、シート融着体5やそれを用いた製品の美観を向上させたり、あるいは、シート融着体5やそれを用いた製品に特定の機能が存在することを消費者等にアピールできたりするメリットがある。但し、メリットは、それらに限られるものではない。
また、レーザー光4の照射を、図2(b)に示すように、押さえ部材3で加圧して厚み方向に圧縮させた状態のシート積層体1に対して行い、レーザー光の照射後に、押さえ部材3による加圧を解除することも好ましい。シート積層体1が圧縮回復性を有する場合、圧縮状態でレーザー光4の照射を行った後、圧縮状態から解放することで、図2(b)や図3に示すように、シートどうしの融着部51が凹部となったシート融着体5を得ることができる。他の部分に比して硬くなり易い融着部51が凹部となっていることにより、そのシート融着体5を、サニタリー用品等の肌に当てて使用する製品の肌に当たる面等に使用する場合等における肌触り等が向上する。シート融着体5において、面5aは、シート積層体1におけるレーザー光が照射された側の面1aであり、面5bは、その反対側の面である。
また、得られたシート融着体5は、融着部51における厚みT3が、融着部51以外の部分の厚みT4に対して、10〜50%であることが好ましく、より好ましくは20〜30%である。
ここで、T1,T3及びT4の厚みは、無加重の状態で断面を光学顕微鏡で撮影しスケールを用いて測定した。また、Т2の厚みは、押さえ部材の厚みを予め測定し、シート積層体を載せている支持体(台等)の表面の高さを基準として、シート積層体を加圧している押さえ部材上をレーザー変位計で変位測定し、その測定した相対値から押さえ部材の厚みを引いて求めた。
例えば、吸収性物品を構成するシート融着体としては、使い捨ておむつや生理用ナプキンの肌当接面を形成する表面シートと非肌当接面を形成する裏面シートとが、吸収体の周縁部より延出した部分で接合されているものや、ウイング部付きの生理用ナプキンにおける、表面シートとウイング部形成用シート、ウイング部形成用シートと裏面シート、表面シートとウイング部形成用シートと裏面シート、が融着したもの等が挙げられる。
なお、図7に示す使い捨ておむつ7は、吸収体を含む吸収性本体73と、該吸収性本体73の非肌当接面側に位置して該吸収性本体73を固定しているパンツ型の外装体71とを有しており、外装体71を構成するシート部材を2つ折りして該シート部材が2重に重なった部分に対して、押さえ部材で押さえつつレーザー光を照射することにより、多数の融着部(図示せず)が形成されたサイドシール部72,72を形成してある。
このような発熱具における、表面材と裏面材との接合や、耳掛けシートの接合に、シート融着体を製造する工程を用いることが好ましい。
例えば、シート積層体は、4枚のシートが重ねられたものの他、2枚、3枚又は5枚以上のシートが重ねられたものであっても良い。また、融着されるシートは、シート積層体に含まれる総てのシートであることが好ましいが、3枚以上のシートのうちの2枚等であっても良い。
また、円筒状の押さえ部材である円筒ロールは、貫通孔6aが、ロールの周方向の全周に亘って形成されているものであっても良い。
上述した一の実施形態における説明省略部分及び一の実施形態のみが有する要件は、それぞれ他の実施形態に適宜適用することができ、また、各実施形態における要件は、適宜、実施形態間で相互に置換可能である。
芯部がポリエチレンテレフタレート、鞘部がポリエチレンからなる芯鞘型複合繊維を構成繊維とする坪量16g/m2のスパンボンド不織布と坪量20g/m2のエアスルー不織布とを混在させてシート積層体を得た。具体的には、エアスルー不織布、スパンボンド不織布、エアスルー不織布、エアスルー不織布、スパンボンド不織布、エアスルー不織布の順に6枚重ねてシート積層体とした。
これを、金属製の線径が0.29mm、開き目が0.5mm、開孔形状が正方形で開孔率が63.3%の縦横が100×100mmの平織メッシュからなる押さえ部材3と、金属製の厚さ10mmの平板との間で加圧し、厚みを加圧前の厚みの20%に圧縮した状態において、押さえ部材3側からレーザー光を照射し、シート融着体を得た。レーザー光としては、CO2レーザーを、レーザーのスポット径0.17mm、出力18Wで走査速度250mm/sで照射した。押さえ部材にレーザー光を走査して、MD方向に直列した貫通孔の1列分の幅で照射した。貫通孔1個の照射時間はおおよそ2msecである。得られたシート融着体の顕微鏡写真を図9に示す。
また、シート融着体の表面を手で触ったところ、何れの面についても融着部51の硬さは感じられなかった。
2 搬送ロール
3 押さえ部材
32 加圧ベルト(押さえ部材)
3a,6a 貫通孔
3b 貫通孔以外の部分
4 レーザー光
41,41’ 照射ヘッド
42 負圧空間
43 フード
5 シート融着体
51 融着部
6 円筒ロール(円筒状の押さえ部材)
7 パンツ型の使い捨ておむつ(吸収性物品)
8 身体加温用の発熱具
10,10A レーザー式接合装置
Claims (9)
- 複数枚のシートが重ねられた構成の帯状のシート積層体を連続搬送しつつ、該シート積層体にレーザー光を照射することにより、シート積層体内のシートどうしが融着したシート融着体を得るシート融着体の製造方法であって、
前記シート積層体の一方の面に、複数の貫通孔が所定のパターンで形成された押さえ部材を当接し、その状態のシート積層体に対して、該押さえ部材側から、前記一方の面を構成するシートに吸収され該シートを発熱させる波長のレーザー光を照射することにより、シートどうしの融着部が、前記貫通孔の形成パターンに対応するパターンで形成されたシート融着体を得、
前記押さえ部材は、前記貫通孔を前記レーザー光が透過する一方、該貫通孔以外の部分は該レーザー光を透過させず、
前記レーザー光の、前記シート積層体の搬送方向に沿う幅が、前記貫通孔の前記搬送方向に沿う幅より大きい、シート融着体の製造方法。 - 複数枚のシートの少なくとも一枚に圧縮回復性を有するシートを用い、前記押さえ部材で加圧して圧縮した状態のシート積層体に対して前記レーザー光を照射した後、前記押さえ部材による加圧を解除することにより、前記シートどうしの融着部が凹部となったシート融着体を得る請求項1記載のシート融着体の製造方法。
- 前記圧縮回復性を有するシートは、繊維間に空隙を有する繊維集合体シートである不織布又は不織布化されていない繊維ウエブである、請求項2記載のシート融着体の製造方法。
- 帯状の前記シート積層体を連続搬送しつつ、該シート積層体に、ロール間に架け渡された無端状の押さえ部材を押し付け、その状態下のシート積層体にレーザー光を照射し、帯状のシート融着体を連続的に形成する、請求項1〜3の何れか1項記載のシート融着体の製造方法。
- 帯状の前記シート積層体を連続搬送しつつ、該シート積層体を円筒状の押さえ部材に当接させ、その状態のシート積層体に、該押さえ部材の内側よりレーザー光を照射し、帯状のシート融着体を連続的に形成する、請求項1〜3の何れか1項記載のシート融着体の製造方法。
- 前記押さえ部材における、前記シート積層体を加圧する面とは反対側に負圧空間を設け、該負圧空間を通してレーザー光を、該押さえ部材側から該シート積層体に照射する、請求項1〜5の何れか1項記載のシート融着体の製造方法。
- 前記シート融着体には、前記レーザー光の照射により、前記シートどうしの前記融着部及び該融着部を内周面に有する貫通孔が形成されており、
前記シート融着体は、平坦な両面を有し、前記融着部は、前記シート融着体の厚み方向において、該シート融着体の前記両面のうちの一方の面から離間した位置に形成されており、且つ前記貫通孔の開口周縁部が、該シート融着体の前記両面のうちの他方の面から突出していない、請求項1〜6の何れか1項に記載のシート融着体の製造方法。 - 請求項1〜7の何れか1項記載のシート融着体の製造方法によりシート融着体を製造する工程を含む、吸収性物品の製造方法。
- 前記吸収性物品が、パンツ型おむつであり、パンツの外装体を構成するシート部材を幅方向に折り畳み、サイドシール部を形成してシート融着体とする、請求項8記載の吸収性物品の製造方法。
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