JP5936408B2 - ヒートシール装置 - Google Patents

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Description

本発明は、使い捨て吸収性物品の製造に用いられるヒートシール装置に関する。
従来より、パンツタイプの使い捨ておむつの製造においてヒートシール装置が用いられており、ヒートシール装置では、２つの回転部にそれぞれ設けられる２つのシール加工部（回転部の軸方向に長いシール加工部）間に被加工物であるシートの積層体を挟むことにより、ヒートシール加工が行われる。また、特許文献１では、対向配置された２本のロール間で、シート間の熱シールを行うシート加工装置において、一のロールの外周部を、該ロールの軸方向に並んだ複数個の分割ブロックにて構成し、一の分割ブロックによって形成されるロール外周部と他の分割ブロックによって形成されるロール外周部とを異なる加熱領域として個別に温度制御することにより、熱シール加工を安定して行う手法が開示されている。
特開２０１０−１３１８３３号公報
ところで、ヒートシール装置では、加熱されるシール加工部の熱膨張により、２つのシール加工部の加工面（回転部の軸方向に長い加工面）の全体で均一な圧力にてヒートシール加工を行うことが容易ではなく、この場合、使い捨ておむつのシール部において接合強度が不均一になってしまう。特許文献１のように、複数個の分割ブロックにて異なる温度制御を行ったとしても、加工面の全体でおよそ均一な圧力にてヒートシール加工を行うことは困難である。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、加工面の全体でおよそ均一な圧力にてヒートシール加工を行うことを目的としている。
請求項１に記載の発明は、使い捨て吸収性物品の製造に用いられるヒートシール装置であって、第１中心軸に平行に伸びるとともに加熱される第１シール加工部を有し、前記第１中心軸を中心として回転する第１回転部と、前記第１中心軸に平行な第２中心軸に平行に伸びるとともに加熱される第２シール加工部を有し、前記第２中心軸を中心として回転する第２回転部とを備え、前記第２回転部が前記第１回転部の回転に同期して回転することにより、前記第１シール加工部と前記第２シール加工部との間に製造途上の複数の吸収性物品が順次挟まれて前記複数の吸収性物品に対するヒートシール加工が行われ、前記第１シール加工部が、前記ヒートシール加工において前記第２シール加工部との間にて吸収性物品を挟む加工面と、前記第１回転部の回転方向における前記加工面の前側および後側において前記第１中心軸に沿って設けられる複数の貫通孔と、前記加工面とは反対側にて前記複数の貫通孔が開口するブロック基準面とを有するブロックと、複数のネジ穴が形成されるベース基準面を有し、前記ブロックの前記複数の貫通孔に挿入される複数のボルトが、前記複数のネジ穴に締結されることにより前記ブロックが固定されるベースとを備え、前記ブロックと前記ベースとの間において、前記ブロック基準面に対向する前記ベース側の面が段差を有し、または、前記ベース基準面に対向する前記ブロック側の面が段差を有し、前記ベースに固定される前記ブロックが前記段差により撓む。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のヒートシール装置であって、前記第２シール加工部が、前記ヒートシール加工において前記第１シール加工部との間にて吸収性物品を挟む加工面と、前記第２回転部の回転方向における前記加工面の前側および後側において前記第２中心軸に沿って設けられる複数の貫通孔と、前記加工面とは反対側にて前記複数の貫通孔が開口するブロック基準面とを有するブロックと、複数のネジ穴が形成されるベース基準面を有し、前記ブロックの前記複数の貫通孔に挿入される複数のボルトが、前記複数のネジ穴に締結されることにより前記ブロックが固定されるベースとを備え、前記ブロックと前記ベースとの間において、前記ブロック基準面に対向する前記ベース側の面が段差を有する、または、前記ベース基準面に対向する前記ブロック側の面が段差を有する。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のヒートシール装置であって、前記第１シール加工部の前記ブロックと前記ベースとの間において、一部の領域にて薄板部材が設けられ、前記第１シール加工部における前記段差を有する面が、前記薄板部材の表面を含む。
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載のヒートシール装置であって、前記第１シール加工部が、前記ブロックと前記ベースとの間にて前記ブロックの前記ベース側の面を覆う中間プレートを有し、前記第１シール加工部における前記段差を有する面が、前記中間プレートの一の主面である。
請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載のヒートシール装置であって、前記第１シール加工部における前記段差を有する面が、前記ブロックの前記ベース側の面である。
本発明によれば、加工面の全体でおよそ均一な圧力にてヒートシール加工を行うことができる。
ヒートシール装置の構成を示す図である。 第１シール加工部を示す斜視図である。 第１シール加工部の分解斜視図である。 ブロックの加工面を示す図である。 第２シール加工部を示す斜視図である。 ヒートシール加工に係る動作の流れを示す図である。 薄板部材を省略した状態における両加工面間の圧力分布の測定結果を示す図である。 薄板部材を省略した状態における両加工面間の圧力分布の測定結果を示す図である。 薄板部材を省略した状態における両加工面間の圧力分布の測定結果を示す図である。 薄板部材を設けた状態における両加工面間の圧力分布の測定結果を示す図である。 薄板部材を設けた状態における両加工面間の圧力分布の測定結果を示す図である。 薄板部材を設けた状態における両加工面間の圧力分布の測定結果を示す図である。 第１シール加工部の他の例を示す斜視図である。 第１シール加工部の分解斜視図である。 第１シール加工部のさらに他の例を示す斜視図である。 第１シール加工部の分解斜視図である。 ヒートシール装置の他の例を示す図である。 薄板部材の他の例を示す斜視図である。 ベースの他の例を示す斜視図である。
図１は、本発明の一の実施の形態に係るヒートシール装置１の構成を示す図である。ヒートシール装置１は、図示省略のモータにより所定の中心軸Ｊ１を中心として回転する回転部であるドラム２を備え、中心軸Ｊ１を中心とするドラム２の外周面２１０上には、製造途上の複数の使い捨ておむつが連続する連続シート９が保持される。また、ドラム２の周囲には、連続シート９に対してヒートシール加工を施す複数の（図１では、３つの）加工ユニット３ａ，３ｂ，３ｃ、および、ヒートシール加工後の連続シート９を外周面２１０上にて切断するカッターユニット４が設けられる。ヒートシール装置１におけるドラム２の直径は、例えば、５００〜１０００ｍｍ（ミリメートル）である。
ドラム２は、連続シート９を保持する複数の（図１では４つの）保持部２２を外周面２１０上に有し、複数の保持部２２は中心軸Ｊ１を中心とする周方向に等間隔にて配置される。各保持部２２は、連続シート９を把持する２つの爪部２２１を有し、２つの爪部２２１は周方向に間隔を空けて配置される。ドラム２において、各保持部２２の２つの爪部２２１の間には中心軸Ｊ１方向に長い溝部２１１が形成されており、溝部２１１内には中心軸Ｊ１に平行に伸びるブロック状の第１シール加工部２３が設けられる。中心軸Ｊ１とは反対側を向く第１シール加工部２３の表面と、中心軸Ｊ１との間の距離は、ドラム２の半径とほぼ同じであり、第１シール加工部２３の外側の表面は、ドラム２の外周面２１０の一部と捉えることができる。
図２は、１つの第１シール加工部２３を示す斜視図であり、図３は、第１シール加工部２３の分解斜視図である。第１シール加工部２３は中心軸Ｊ１方向（図２および図３中にて符号α１を付す矢印にて示す方向）に長いベース２４を有する。ベース２４において図２中の下側の部位２４１（以下、「下部２４１」という。）が図１のドラム２の中心軸Ｊ１側に配置され、図２中の上側の部位２４２（以下、「上部２４２」という。）がドラム２の外周面２１０側に配置される。以下の第１シール加工部２３の説明では、ドラム２に設けられた状態の第１シール加工部２３における中心軸Ｊ１側を下側と呼び、外周面２１０側を上側と呼ぶが、ドラム２の回転により、第１シール加工部２３も中心軸Ｊ１を中心として回転するため、図２中の下部２４１および上部２４２がそれぞれ鉛直方向の下側および上側に配置される訳ではない（後述する第２シール加工部３３の説明において同様）。
ベース２４の下部２４１には、図２中にて符号β１を付す矢印にて示す方向（ドラム２に設けられた状態にて周方向におよそ沿う方向であり、以下、「幅方向」という。）の両側にそれぞれ突出する２つの突出部２４３が設けられ、両突出部２４３はベース２４の長手方向（すなわち、中心軸Ｊ１方向）の全体に亘って伸びる。両突出部２４３がドラム２の溝部２１１の底面に取り付けられることにより、第１シール加工部２３がドラム２に固定される。
図３に示すように、第１シール加工部２３は、ベース２４の長手方向に沿って伸びるブロック２５、および、ブロック２５とベース２４の上部２４２との間に設けられる２つの薄板部材２６（例えば、厚さ１０〜５００μｍ（マイクロメートル）の板状部材）をさらに有する。ブロック２５の下部には、幅方向の両側にそれぞれ突出する２つの突出部２５１が設けられ、両突出部２５１はブロック２５の長手方向の全体に亘って伸びる。各突出部２５１には、長手方向に沿って複数の貫通孔２５９が形成される。ベース２４の上面２４０および薄板部材２６にはネジ穴２４９および貫通孔２６９が形成されており、複数のボルト２７１をブロック２５および薄板部材２６の複数の貫通孔２５９，２６９に挿入してベース２４の複数のネジ穴２４９に強固に締結（螺合）することにより、ブロック２５が薄板部材２６を挟んでベース２４に固定される。
第１シール加工部２３では、幅方向および長手方向に平行なベース２４の上面２４０において一部の領域のみに薄板部材２６が設けられる。したがって、ブロック２５に対向するベース２４側の面、すなわち、上面２４０上の薄板部材２６の表面、および、上面２４０のうち薄板部材２６に覆われない領域を含む面が、上面２４０に垂直な段差２６１（図２参照）を有する。図２および図３の第１シール加工部２３では、各薄板部材２６は、ベース２４の長手方向および幅方向に平行な辺を有する矩形であり、幅方向において薄板部材２６の幅はベース２４およびブロック２５の幅に等しい。したがって、段差２６１は幅方向に平行に、かつ、上面２４０の幅全体に亘って設けられる。ベース２４、ブロック２５および薄板部材２６は所定の金属にて作製される。
図４は、図２の上側から下方を向いて見た場合のブロック２５の一部を示す図である。図４に示すように、ブロック２５において２つの突出部２５１の間で上側を向く面２５０（以下、「加工面２５０」という。）には凹凸パターンが形成される。具体的には、それぞれがブロック２５の長手方向に伸びる２つのパターン列２５３が凹凸パターンとして設けられる。２つのパターン列２５３は、幅方向（ドラム２に設けられた状態では周方向）に隙間を空けて配列される。以下、２つのパターン列２５３の間における加工面２５０の領域を中央部２５４と呼ぶ。
各パターン列２５３では、加工面２５０から突出する複数の線状パターン要素２５２が配列される。詳細には、各パターン列２５３において中央部２５４側には、２つの線状パターン要素２５２を略Ｖ字状に配置したものが、長手方向に繰り返し配列され、幅方向の外側（すなわち、中央部２５４とは反対側）には、それぞれが幅方向に伸びる複数の線状パターン要素２５２が、長手方向に配列される。ブロック２５には長手方向に伸びる貫通孔（図示省略）が形成されており、棒状のヒータが貫通孔に挿入される。ヒートシール装置１では、ヒータにより、加工面２５０のパターン列２５３が１５０〜２００℃に加熱される。なお、ヒータは、スリップリングを介して外部の電源に電気的に接続される（後述の第２シール加工部３３において同様）。
図１の複数の加工ユニット３ａ〜３ｃは、互いに同様の構造となっており、各加工ユニット３ａ〜３ｃは、ドラム２の中心軸Ｊ１に平行な中心軸Ｊ２ａ，Ｊ２ｂ，Ｊ２ｃを中心として回転する回転部３１、回転部３１を回転可能に支持する支持部３２０、支持部３２０を移動することにより回転部３１とドラム２の外周面２１０との間の距離（すなわち、中心軸Ｊ１と中心軸Ｊ２ａ〜Ｊ２ｃとの間の距離）を変更する油圧シリンダ等のシリンダ機構３２１、および、シリンダ機構３２１を支持するユニットベース部３２２を備える。ヒートシール装置１では、加工ユニット３ａ〜３ｃのユニットベース部３２２（および、後述のカッターユニット４のユニットベース部４４）は図示省略の本体ベース部に固定され、ドラム２も本体ベース部により回転可能に支持される。回転部３１には、中心軸Ｊ２ａ〜Ｊ２ｃに平行に伸びるブロック状の第２シール加工部３３が設けられる。
図５は、１つの第２シール加工部３３を示す斜視図である。第２シール加工部３３は、ブロック２５の加工面２５０を除き、第１シール加工部２３と同じ構造であり、中心軸Ｊ２ａ〜Ｊ２ｃ方向（図５中にて符号α２を付す矢印にて示す方向）に長いベース３４およびブロック３５、並びに、ベース３４とブロック３５の間に配置される複数の（図５では、２つの）薄板部材３６を有する。ベース３４において図５中の下側の部位３４１（以下、「下部３４１」という。）が、図１の回転部３１の中心軸Ｊ２ａ〜Ｊ２ｃ側に配置され、図５中の上側の部位３４２が回転部３１の外側に配置される。以下の第２シール加工部３３の説明では、回転部３１に設けられた状態の第２シール加工部３３における中心軸Ｊ２ａ〜Ｊ２ｃ側を下側と呼び、回転部３１の外側を上側と呼ぶ。
ベース３４の下部３４１には、図５中にて符号β２を付す矢印にて示す方向（以下、「幅方向」という。）の両側に突出するとともに、第２シール加工部３３の長手方向（すなわち、α２方向）に伸びる突出部３４３が形成されており、突出部３４３が図１の回転部３１に取り付けられて、第２シール加工部３３が回転部３１に固定される。また、複数のボルト３７１をブロック３５の複数の貫通孔３５９および薄板部材３６の複数の貫通孔に挿入してベース３４の複数のネジ穴に締結することにより、ブロック３５が薄板部材３６を挟んでベース３４に固定される。ブロック３５とベース３４との間において、ベース３４の上面の一部の領域のみに薄板部材３６が設けられ、ブロック３５に対向するベース３４側の面が、当該上面に垂直な段差３６１を有する。段差３６１は幅方向に平行に、かつ、ベース３４の上面の幅全体に亘って設けられる。
ブロック３５において２つの突出部３５１の間で上側を向く加工面３５０は、第２シール加工部３３が回転部３１に設けられた状態において、中心軸Ｊ２ａ〜Ｊ２ｃを中心とする所定の円筒面Ｃ２ａ，Ｃ２ｂ，Ｃ２ｃ（図１中にて二点鎖線にて示す。）のおよそ一部となり、回転部３１の回転により、加工面３５０は、ほぼ円筒面Ｃ２ａ，Ｃ２ｂ，Ｃ２ｃ上を移動する。円筒面Ｃ２ａ〜Ｃ２ｃは、ドラム２の外周面２１０と接している。ブロック３５には長手方向に伸びる貫通孔（図示省略）が形成されており、棒状のヒータが、貫通孔に挿入されることにより、ブロック３５の加工面３５０が加熱される。第２シール加工部３３の長手方向の長さは、図２の第１シール加工部２３の長手方向の長さとほぼ等しい。なお、ブロック３５の設定温度は、複数の加工ユニット３ａ〜３ｃにおいて同一であってもよく、また、相違してもよい。本実施の形態では、連続シート９の各部位に対して最初にヒートシール加工を行う加工ユニット３ａのブロック３５の設定温度が最も高く、最後にヒートシール加工を行う加工ユニット３ｃのブロック３５の設定温度が最も低い。ブロック３５の設定温度範囲は例えば、１５〜２００℃であり、一部の加工ユニットにおいてヒータが省略されてもよい。
図１のカッターユニット４は、ドラム２の中心軸Ｊ１に平行な中心軸Ｊ３を中心として回転する回転部４１、回転部４１を回転可能に支持する支持部４５、支持部４５を移動することにより回転部４１とドラム２の外周面２１０との間の距離（すなわち、中心軸Ｊ１と中心軸Ｊ３との間の距離）を変更するシリンダ機構４３、および、シリンダ機構４３を支持するユニットベース部４４を備える。回転部４１には、中心軸Ｊ３に平行に伸びる板状のカッター部４２が設けられ、回転部４１の回転により、カッター部４２の先端（刃先）が、中心軸Ｊ３を中心とする所定の円筒面Ｃ３（図１中にて二点鎖線にて示す。）上を移動する。円筒面Ｃ３の直径は、円筒面Ｃ２ａ〜Ｃ２ｃの直径と同じである。
図１のヒートシール装置１では、各加工ユニット３ａ〜３ｃにおける円筒面Ｃ２ａ〜Ｃ２ｃの円周の長さが、ドラム２の外周面２１０の円周の長さの１／４となっており、既述のように、ドラム２には、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に９０度間隔にて４個の第１シール加工部２３が設けられている。また、ドラム２は所定の回転数（単位時間当たりの回転数）にて中心軸Ｊ１を中心として反時計回りに連続的に回転し、加工ユニット３ａ〜３ｃの回転部３１はドラム２の回転数の４倍にて中心軸Ｊ２ａ〜Ｊ２ｃを中心として時計回りに連続的に回転する。さらに、ドラム２の各第１シール加工部２３が、加工ユニット３ａ〜３ｃに対向する位置（すなわち、中心軸Ｊ１と中心軸Ｊ２ａ〜Ｊ２ｃとを結ぶ面と、外周面２１０とが交わる位置であり、以下、「シール加工位置」という。）へと到達する際に、第２シール加工部３３も当該位置へと到達するように、回転部３１がドラム２の回転に同期して回転する。したがって、シール加工位置の極近傍では、第１シール加工部２３の外側の端部と、第２シール加工部３３の外側の端部とが、およそ同じ移動方向に同じ移動速度にて移動する。ヒートシール装置１では、各加工ユニット３ａ〜３ｃのシール加工位置における第１シール加工部２３と第２シール加工部３３との間のクリアランスの幅が、シリンダ機構３２１により調整可能である。
また、カッターユニット４とドラム２との関係も、加工ユニット３ａ〜３ｃとドラム２との関係と同様となっている。具体的には、カッターユニット４における円筒面Ｃ３の円周の長さは、ドラム２の外周面２１０の円周の長さの１／４であり、回転部４１はドラム２の回転数の４倍にて中心軸Ｊ３を中心として時計回りに回転する。また、ドラム２の各第１シール加工部２３が、カッターユニット４に対向する位置（すなわち、中心軸Ｊ１と中心軸Ｊ３とを結ぶ面と、外周面２１０とが交わる位置であり、以下、「カット位置」という。）へと到達する際に、カッター部４２も当該位置へと到達するように、回転部４１がドラム２の回転に同期して回転する。
図６は、ヒートシール装置１におけるヒートシール加工に係る動作の流れを示す図である。図６では、ヒートシール加工が行われる連続シート９の１つの部位に着目した動作の流れを示している。実際には、ドラム２の回転に伴って、ステップＳ１１〜Ｓ１６の処理が対応する部位に対して並行して行われる。
ここで、ヒートシール装置１にて処理される連続シート９は、長尺の外層シートや内層シート等の積層体（不織布シートを含む積層体）であり、おむつの脚部開口に相当する開口部が連続シート９の長尺方向に一定の間隔にて形成されている。隣接する２つの開口部間の部位には吸収コアが配置されており、当該部位が１つのおむつとなる予定のものである。実際には、長尺方向に沿う２つのエッジを重ねるようにして連続シート９は２つ折りにされている。
ヒートシール装置１へと搬送される連続シート９は、図１中にて符号Ａ１を付す矢印にて示す位置近傍にて、保持部２２（図１中にて二点鎖線にて示す保持部２２参照）によりドラム２の外周面２１０上に保持される（ステップＳ１１）。このとき、長尺方向に関して開口部中央とおよそ同位置となる連続シート９の部位（以下、「対象部位」という。）が、保持部２２の２つの爪部２２１間に配置される。詳細には、連続シート９の対象部位は、中心軸Ｊ１に平行に伸びる第１シール加工部２３の加工面２５０（図２参照）上に位置する。
対象部位は、図１中の最も上側の加工ユニット３ａの近傍へと移動し、加工ユニット３ａにより、対象部位に対してヒートシール加工が行われる（ステップＳ１２）。具体的には、第１シール加工部２３の加工面２５０上の２つのパターン列２５３（図４参照）が、連続シート９を介して第２シール加工部３３の加工面３５０と当接する。これにより、２つ折りの連続シート９の重なり合った部位同士が、パターン列２５３の各線状パターン要素２５２との当接部分にて熱融着し、２つのパターン列２５３に対応するシールパターンが対象部位に形成される。このように、連続シート９の対象部位が第１シール加工部２３の加工面２５０と、第２シール加工部３３の加工面３５０との間に挟まれることにより、ヒートシール加工が行われる。
図１の加工ユニット３ａにより対象部位に対してヒートシール加工が行われると、対象部位は、加工ユニット３ａに隣接する加工ユニット３ｂの近傍へと移動し、加工ユニット３ｂにより、対象部位に対してヒートシール加工が行われる（ステップＳ１３）。このとき、加工ユニット３ａにより形成された対象部位上のシールパターンの位置は、第１シール加工部２３の加工面２５０に対して固定されているため、加工ユニット３ａによりヒートシール加工が行われた対象部位上の位置と同じ位置に、加工ユニット３ｂによりヒートシール加工がさらに行われる（後述の加工ユニット３ｃによるヒートシール加工において同様）。
加工ユニット３ｂにより対象部位に対してヒートシール加工が行われると、対象部位は、加工ユニット３ｂに隣接する加工ユニット３ｃの近傍へと移動し、加工ユニット３ｃにより、対象部位に対してヒートシール加工が行われる（ステップＳ１４）。このように、ヒートシール装置１では、対象部位に対して複数回のヒートシール加工が行われることにより、ヒートシールの強度（接合強度）が高くなる。その後、対象部位は、カッターユニット４の近傍へと移動し、カッター部４２により外周面２１０上のカット位置にて連続シート９が切断される（ステップＳ１５）。
このとき、カッター部４２の先端は、第１シール加工部２３において２つのパターン列２５３の間の中央部２５４（図４参照）にて受けられる。これにより、連続シート９は、一方のパターン列２５３によりヒートシール加工が行われた部位と、他方のパターン列２５３によりヒートシール加工が行われた部位との間、すなわち、一方のパターン列２５３により形成されたシールパターンと、他方のパターン列２５３により形成されたシールパターンとの間にて切断される。その後、保持部２２による対象部位の保持が解除される（ステップＳ１６）。連続シート９から分離された部位は吸引吸着により外周面２１０上にて保持されつつ、図１中にて二点鎖線にて示すローラ９１近傍まで移動してローラ９１の外周面上に受け渡され、当該部位が（必要に応じて後続の処理が行われた後に）１つの使い捨ておむつとなる。
既述のように、ヒートシール装置１では、ドラム２の回転に伴って、ステップＳ１１の処理にて、連続シート９の複数の部位が保持部２２により順次保持され、加工ユニット３ａ〜３ｃ、並びに、カッターユニット４によるステップＳ１２〜Ｓ１５の処理が対応する部位に対して並行して行われる。これにより、連続シート９に対するヒートシール加工および切断処理を高速に行うことが可能となる。ステップＳ１２〜Ｓ１４のそれぞれの処理は、ドラム２の第１シール加工部２３と加工ユニット３ａ〜３ｃの第２シール加工部３３との間に製造途上の複数の使い捨ておむつを順次挟んで、複数の使い捨ておむつに対するヒートシール加工（いわゆる、サイドシール部の形成）を行うものとなっている。
ここで、ヒートシール装置１の各シール加工部２３，３３において、ブロック２５，３５とベース２４，３４との間に設けられる薄板部材２６，３６について述べる。ヒートシール装置１では、図６の処理の事前準備として、ヒートシール加工時に第１シール加工部２３の加工面２５０と、第２シール加工部３３の加工面３５０との間に作用する圧力の分布がおよそ均一となるように、薄板部材２６，３６の大きさ、位置および厚さが決定される。当該事前準備では、まず、各シール加工部２３，３３において薄板部材２６，３６を省略した状態にて、ヒートシール加工時に両加工面２５０，３５０間に作用する圧力の分布が圧力測定フィルムを用いて測定される。
図７．Ａないし図７．Ｃは、各シール加工部２３，３３において薄板部材２６，３６を省略した状態における両加工面２５０，３５０間の圧力分布の測定結果を示す図である。図７．Ａないし図７．Ｃは、シール加工位置における両加工面２５０，３５０間のクリアランスがそれぞれ９０μｍ、０μｍ、（−４０）μｍとなるように、中心軸Ｊ１と中心軸Ｊ２ａ〜Ｊ２ｃとの間の距離を設定した場合における測定結果を示す。なお、両加工面２５０，３５０間の設定上のクリアランスが（−４０）μｍの場合は、実際のヒートシール加工時における両加工面２５０，３５０間のクリアランスは、ほぼ０であるが、加工面２５０，３５０同士がフィルムを介して強く衝突する。圧力測定フィルムは、一定の圧力範囲内において圧力が高い領域ほど黒色が濃くなる。図７．Ａないし図７．Ｃでは、１つのパターン列２５３（例えば、長さ２５０〜３００ｍｍ）の全体に相当する領域を符号Ｒを付す二点鎖線の矩形にて示している（後述の図８．Ａないし図８．Ｃにおいて同様）。
両加工面２５０，３５０間の設定上のクリアランスが９０μｍの場合には、図７．Ａの左右方向における領域Ｒの中央部のみにて圧力測定フィルムにパターンが形成されており、長手方向におけるシール加工部２３，３３の中央部において両加工面２５０，３５０間の圧力が高くなり、端部において圧力が低いことが判る。この場合、使い捨ておむつのサイドシール部において、端部の接合強度が弱くなってしまう。
ここで、ヒートシール装置１では、常温においてシール加工位置の両加工面２５０，３５０が互いに平行となるように設定されているが、既述のようにブロック２５，３５は加熱されるため、熱膨張する。上記の例では、長手方向の中央部においてブロック２５，３５の膨張が大きくなり、長手方向および幅方向に平行な所定の基準面からの加工面２５０，３５０の高さが、長手方向の中央において他の部位よりも高くなってしまう。両加工面２５０，３５０間の設定上のクリアランスを小さくすることにより（すなわち、シール加工部２３，３３間にて作用する力（いわゆる、当たり）を強くすることにより）、図７．Ｂおよび図７．Ｃに示すように圧力が高い領域は増大するが、膨張が小さい長手方向の端部では圧力が低いままである。
そこで、本実施の形態におけるヒートシール装置１では、図２および図５に示すように、例えば厚さ４０〜６０μｍかつ長さ１０〜４０ｍｍの薄板部材２６，３６が、ブロック２５，３５とベース２４，３４との間において長手方向の両端部に設けられる。これにより、ブロック２５，３５に対向するベース２４，３４側の面において、２つの薄板部材２６の間に凹部２６２，３６２が形成される。既述のように、ブロック２５，３５および薄板部材２６，３６は、シール加工部２３，３３の回転方向（幅方向に相当する。）における加工面２５０，３５０の前側および後側において、長手方向に沿って配置される複数のボルト２７１，３７１によりベース２４，３４に対して強固に固定される。したがって、ブロック２５，３５が、凹部２６２，３６２に対向する中央部において撓み、常温では、長手方向における加工面２５０，３５０の中央部がベース２４，３４側に僅かに窪む。図２および図５では、凹部２６２，３６２の存在を判りやすくするため、ブロック２５，３５を撓ませることなく図示している（後述の図９および図１１において同様）。一方、ブロック２５，３５が熱膨張した状態では、基準面からの加工面２５０，３５０の高さが、長手方向においておよそ均一となる。なお、ブロックの熱膨張による加工面の高さのばらつきは、シール加工部の設計に依存するため、必ずしも上記のように長手方向の中央部に凹部が設けられる（薄板部材が長手方向の端部に設けられる）訳ではない。
図８．Ａないし図８．Ｃは、各シール加工部２３，３３において薄板部材２６，３６を設けた状態における両加工面２５０，３５０間の圧力分布の測定結果を示す図である。図８．Ａないし図８．Ｃは図７．Ａないし図７．Ｃに対応し、シール加工位置における両加工面２５０，３５０間のクリアランスがそれぞれ９０μｍ、０μｍ、（−４０）μｍとなるように、中心軸Ｊ１と中心軸Ｊ２ａ〜Ｊ２ｃとの間の距離を設定した場合における測定結果を示す。
図８．Ａに示すように、薄板部材２６，３６を設けたヒートシール装置１では、両加工面２５０，３５０間の圧力が高い領域が長手方向の中央と両端との間に存在し、両加工面２５０，３５０間の設定上のクリアランスを小さくすることにより、図８．Ｂおよび図８．Ｃに示すように、パターン列２５３のおよそ全体において両加工面２５０，３５０間に高い圧力が作用する。したがって、薄板部材２６，３６を設けたヒートシール装置１では、ブロック２５，３５が熱膨張した状態において、シール加工位置における両加工面２５０，３５０が互いにおよそ平行になっていると捉えられる。なお、シール加工部２３，３３において薄板部材２６，３６の厚さが段階的に変更されてもよい（上記の例では、長手方向の中央に向かって厚さが段階的に薄くなる。）。また、薄板部材は幅方向の一部の範囲のみに設けられてもよい。
以上に説明したように、ヒートシール装置１の各シール加工部２３，３３では、ブロック２５，３５とベース２４，３４との間において、ブロック２５，３５に対向するベース２４，３４側の面が段差２６１，３６１を有することにより、ブロック２５，３５が熱膨張した状態において、シール加工位置における両加工面２５０，３５０を互いにおよそ平行にすることが可能となる。これにより、加工面２５０，３５０の全体でおよそ均一な圧力にてヒートシール加工を行うことができ、使い捨ておむつのサイドシール部において接合強度を長手方向（に対応する方向）に均一にすることができる。また、第１シール加工部２３と第２シール加工部３３との間に作用する力を過度に大きくする必要がないため、ヒートシール装置１における各部品が短時間で消耗する（例えば、線状パターン要素２５２が短時間で摩耗する）ことを抑制して、部品（特に、加工面２５０）の長寿命化を図ることができる。
上記ヒートシール装置１では、第１シール加工部２３および第２シール加工部３３の双方において、ブロック２５，３５とベース２４，３４との間に薄板部材２６，３６が設けられるが、一方のシール加工部にのみ薄板部材が設けられ、他方のシール加工部において薄板部材が省略されてもよい。この場合でも、熱膨張した当該一方のシール加工部において、長手方向および幅方向に平行な基準面からの加工面の高さが、長手方向において均一となる、または、当該一方のシール加工部の加工面が、当該他方のシール加工部における加工面に従った形状となる（すなわち、両加工面を合わせた際に、およそ全体で接する形状となる）ことにより、加工面の全体でおよそ均一な圧力にてヒートシール加工を行うことが可能となる（後述の図９ないし図１２の例において同様）。ただし、均一な圧力によるヒートシール加工を容易に実現するという観点では、第１シール加工部２３および第２シール加工部３３の双方に薄板部材を設け、各ブロックの撓みを小さくすることが好ましい。
図２の第１シール加工部２３では、薄板部材２６を設けることにより、ブロック２５を撓ませるための段差２６１を容易に設けることが可能となるが、ブロック２５を撓ませるための段差は他の手法にて設けられてもよい（第２シール加工部３３において同様）。図９は、他の例に係る第１シール加工部２３ａを示す斜視図であり、図１０は、第１シール加工部２３ａの分解斜視図である。第１シール加工部２３ａでは、図２の薄板部材２６に代えてブロック２５のベース２４側の面を下側から覆う中間プレート２６ａが設けられる。他の構成は図２の第１シール加工部２３と同様であり、同符号を付す。
図１０に示すように中間プレート２６ａは、ブロック２５とベース２４との間に挟まれており、ブロック２５の複数の貫通孔２５９（およびベース２４のネジ穴２４９）と重なる位置に、複数の貫通孔２６９ａを有する。また、中間プレート２６ａのブロック２５に対向する主面２６０ａには、幅方向（β１方向）に平行に、かつ、中間プレート２６ａの幅全体に亘って伸びる２つの段差２６１ａが設けられる。詳細には、長手方向（α１方向）の中央部において主面２６０ａ上に凹部２６２ａが形成されるように、中央部から両端部に向かってベース２４からの主面２６０ａの高さが増大する段差２６１ａが形成される。ブロック２５および中間プレート２６ａは、第１シール加工部２３ａの回転方向における加工面２５０の前側および後側において、長手方向に沿って配置される複数のボルト２７１によりベース２４に対して強固に固定される。これにより、ブロック２５が凹部２６２ａにおいて撓み、常温では、長手方向における加工面２５０の中央部がベース２４側に僅かに窪む。一方、ブロック２５が熱膨張した状態では、長手方向および幅方向に平行な基準面からの加工面２５０の高さが、長手方向においておよそ均一となる。
以上のように、第１シール加工部２３ａでは、ブロック２５に対向するベース２４側の面が中間プレート２６ａの一の主面２６０ａであり、中間プレート２６ａが当該主面２６０ａに段差２６１ａを有する。これにより、熱膨張したブロック２５において基準面からの加工面２５０の高さを長手方向においておよそ均一にする（または、加工面２５０を他方のシール加工部における加工面に従った形状とする）ことができ、加工面２５０の全体でおよそ均一な圧力にてヒートシール加工を行うことができる。
図１１は、さらに他の例に係る第１シール加工部２３ｂを示す斜視図であり、図１２は、第１シール加工部２３ｂの分解斜視図である。第１シール加工部２３ｂでは、図２の薄板部材２６が省略されるとともに、ブロック２５ｂのベース２４側の主面２５７に幅方向に平行に、かつ、ブロック２５ｂの幅全体に亘って伸びる２つの段差２５８が設けられる。他の構成は図２の第１シール加工部２３と同様であり、同符号を付す。
図１２に示すようにブロック２５ｂでは、長手方向の中央部から両端部に向かって加工面２５０からの主面２５７の距離（すなわち、ブロック２５ｂの厚さ）が増大するように２つの段差２５８が形成され、中央部において主面２５７上に凹部２５６が形成される。ブロック２５ｂは、第１シール加工部２３ｂの回転方向における加工面２５０の前側および後側において、長手方向に沿って配置される複数のボルト２７１によりベース２４に対して強固に固定される。これにより、ブロック２５ｂが凹部２５６において撓み、常温では、長手方向における加工面２５０の中央部がベース２４側に僅かに窪む。一方、ブロック２５ｂが熱膨張した状態では、基準面からの加工面２５０の高さが、長手方向においておよそ均一となる。
以上のように、第１シール加工部２３ｂでは、ブロック２５ｂとベース２４との間において、ベース２４に対向するブロック２５ｂ側の面が段差２５８を有することにより、熱膨張したブロック２５ｂにおいて、基準面からの加工面２５０の高さを長手方向においておよそ均一にする（または、加工面２５０を他方のシール加工部における加工面に従った形状とする）ことができ、加工面２５０の全体でおよそ均一な圧力にてヒートシール加工を行うことができる。また、第１シール加工部２３ｂでは部品数を削減することができる。
図１３は、他の実施の形態に係るヒートシール装置１ａを示す図であり、図１３では、ヒートシール装置１ａのドラム２ａのみを示している。図１３のドラム２ａでは、外周面２１０に設けられた溝部２１１の底面にブロック２８が固定され、ドラム２ａの一部がベースとしての役割を果たす。他の構成は図１のヒートシール装置１と同様であり、同符号を付している。
第１シール加工部２９におけるブロック２８は、中心軸Ｊ１方向（図１３にて紙面に垂直な方向）に長い形状であり、ブロック２８の下部には、幅方向の両側にそれぞれ突出する２つの突出部２８１が設けられる。両突出部２８１はブロック２８の長手方向の全体に亘って伸びる。各突出部２８１には、長手方向に沿って複数の貫通孔２８９が形成される。また、溝部２１１の底面には、中心軸Ｊ１方向に伸びる補助溝２１２が形成されており、当該底面において幅方向における補助溝２１２の両側の領域２１３（以下、「ベース基準面２１３」と総称する。）には、中心軸Ｊ１方向に沿って複数のネジ穴２１９が形成される。ブロック２８とベース基準面２１３との間には薄板部材２６が設けられ、薄板部材２６には貫通孔２６９が形成される。薄板部材２６は、ベース基準面２１３の一部の領域のみに設けられ、当該領域では、ボルト２７１がブロック２８の貫通孔２８９および薄板部材２６の貫通孔２６９の双方に挿入されてベース基準面２１３のネジ穴２１９に締結され、他の領域では、ボルト２７１がブロック２８の貫通孔２８９のみに挿入されてベース基準面２１３のネジ穴２１９に締結される。これにより、ブロック２８が薄板部材２６を挟んでベース基準面２１３に固定される。なお、ベース基準面２１３は研磨されて平坦化された面である。以下、ブロック２８の底面（中心軸Ｊ１側の面）において、薄板部材２６を挟んでベース基準面２１３と対向する領域２８３を「ブロック基準面２８３」と呼ぶ。
ブロック２８において２つの突出部２８１の間にて上側を向く面が加工面２８０であり、図２のブロック２５と同様に、加工面２８０と、加工ユニット３ａ〜３ｃの第２シール加工部３３との間にて連続シート９を挟むことによりヒートシール加工が行われる。ヒートシール装置１ａでは、薄板部材２６が、ブロック２８とベース基準面２１３との間において長手方向（中心軸Ｊ１方向）の両端部に設けられる。これにより、ブロック２８のブロック基準面２８３に対向するベース側の面において、２つの薄板部材２６の間に凹部が形成される。既述のように、ブロック２８および薄板部材２６は、第１シール加工部２９の回転方向（幅方向に相当する。）における加工面２８０の前側および後側において、長手方向に沿って配置される複数のボルト２７１によりベース基準面２１３に対して強固に固定される。したがって、ブロック２８が、当該凹部に対向する中央部において撓み、常温では、長手方向における加工面２８０の中央部がベース基準面２１３側に僅かに窪む。一方、ブロック２８が熱膨張した状態では、ベース基準面２１３からの加工面２８０の高さが、長手方向においておよそ均一となる。なお、ブロックの熱膨張による加工面の高さのばらつきは、シール加工部の設計に依存するため、必ずしも上記のように長手方向の中央部に凹部が設けられる（薄板部材が長手方向の端部に設けられる）訳ではない。
以上に説明したように、ヒートシール装置１ａの第１シール加工部２９では、ブロック２８とベースとの間において、ブロック基準面２８３に対向するベース側の面が段差を有する（ベース基準面２１３に対向するブロック２８側の面が段差を有すると捉えることもできる。）ことにより、ブロック２８が熱膨張した状態において、シール加工位置における加工面２８０を均一な高さにすることが可能となる。これにより、加工面２８０の全体でおよそ均一な圧力にてヒートシール加工を行うことができ、使い捨ておむつのサイドシール部において接合強度を長手方向（に対応する方向）に均一にすることができる。なお、ヒートシール装置１ａの第２シール加工部において、第１シール加工部２９と同様に、回転部３１の一部がベースとしての役割を果たしてもよい。
ヒートシール装置１ａでは、図９の中間プレート２６ａが設けられてもよく、さらに、図１１のブロック２５ｂのように、ブロック２８のベース側の主面に段差が形成されてもよい。以上のように、ヒートシール装置１ａでは、ブロック２８において加工面２８０とは反対側にて複数の貫通孔２８９が開口するブロック基準面２８３と、ベースにおいて複数のネジ穴２１９が形成されるベース基準面２１３との間において、ブロック基準面２８３に対向するベース側の面が段差を有する、または、ベース基準面２１３に対向するブロック２８側の面が段差を有することにより、加工面２８０の全体でおよそ均一な圧力にてヒートシール加工を行うことが容易に実現される。なお、図１のヒートシール装置１では、ベース２４，３４の上面の全体がベース基準面であり、ブロック２５，３５の下面の全体がブロック基準面であると捉えることができ、ヒートシール装置１ａと同様に、ブロック２５，３５とベース２４，３４との間において、ブロック基準面に対向するベース２４，３４側の面が段差を有する、または、ベース基準面に対向するブロック２５，３５側の面が段差を有する。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、図１４に示すように、ベース２４の上面２４０において、幅方向（β１方向）の片側のみに薄板部材２６が設けられてもよく、図１５に示すように、ベース２４の上面２４０に段差２４８が設けられてもよい（図１３のヒートシール装置１ａにおいて同様）。
上記実施の形態では、ドラム２の第１シール加工部２３にヒートシール加工用の凹凸パターンが設けられることにより、複数の加工ユニット３ａ〜３ｃによるヒートシール加工を同一シールパターン上に施すことが容易に可能となるが、１つの加工ユニットのみが設けられる場合等、ヒートシール装置の設計によっては、第２シール加工部、または、第１シール加工部および第２シール加工部の双方に凹凸パターンが設けられてもよい。すなわち、ヒートシール装置では、第１シール加工部および第２シール加工部の少なくとも一方に、ヒートシール加工用の凹凸パターンが設けられることにより、連続シート９に対して所定のシールパターンによるヒートシールが可能となる。
上記実施の形態では、両加工面２５０，３５０間に作用する圧力の分布を圧力測定フィルムを用いて測定することにより、段差２６１，２６１ａ，２５８の好ましい位置および高さが決定されるが、段差の位置および高さは他の手法にて決定されてもよい。例えば、ヒートシール装置１，１ａにてヒートシール加工が行われた使い捨ておむつにおいて、シールパターンが形成された部位を長手方向の複数の位置にて長手方向に垂直な方向に切断することにより、測定用の複数の部材が作製される。そして、引張試験機を用いて各部材の接合強度を測定することにより、長手方向における接合強度の分布を取得して段差の好ましい位置および高さが決定される。
加工面２５０における線状パターン要素２５２の配列は、使い捨ておむつの設計に応じて適宜変更されてよい。また、凹凸パターンに曲線状のパターン要素が含まれてもよい。さらに、凹凸パターンが省略され、平坦な加工面同士が連続シート９を挟んで当接してもよい。
ヒートシール装置１，１ａは、使い捨ておむつにおけるサイドシール部以外のヒートシール加工や、パンツタイプの使い捨ておむつ以外の他の使い捨て吸収性物品の製造に用いられてもよい。また、ヒートシール装置１，１ａでは、製造途上の複数の使い捨ておむつが連続シート９としてドラム２と、加工ユニット３ａ〜３ｃの回転部３１との間に送り込まれるが、分離された吸収性物品が、ヒートシール装置１，１ａにおける処理の対象物とされてもよい。
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
１，１ａ ヒートシール装置
２，２ａ ドラム
９ 連続シート
２３，２３ａ，２３ｂ，２９ 第１シール加工部
２４，３４ ベース
２５，２５ｂ，２８，３５ ブロック
２６ 薄板部材
２６ａ 中間プレート
３１ 回転部
３３ 第２シール加工部
２１３ ベース基準面
２１９，２４９ ネジ穴
２４０ （ベース）の上面
２５０，２８０，３５０ 加工面
２５３ パターン列
２５７ （ブロックの）主面
２５９，２８９，３５９ 貫通孔
２６０ａ （中間プレートの）主面
２４８，２６１，２６１ａ，２５８，３６１ 段差
２７１，３７１ ボルト
２８３ ブロック基準面
Ｊ１，Ｊ２ａ〜Ｊ２ｃ 中心軸

Claims (5)

  1. 使い捨て吸収性物品の製造に用いられるヒートシール装置であって、
    第１中心軸に平行に伸びるとともに加熱される第１シール加工部を有し、前記第１中心軸を中心として回転する第１回転部と、
    前記第１中心軸に平行な第２中心軸に平行に伸びるとともに加熱される第２シール加工部を有し、前記第２中心軸を中心として回転する第２回転部と、
    を備え、
    前記第２回転部が前記第１回転部の回転に同期して回転することにより、前記第１シール加工部と前記第２シール加工部との間に製造途上の複数の吸収性物品が順次挟まれて前記複数の吸収性物品に対するヒートシール加工が行われ、
    前記第１シール加工部が、
    前記ヒートシール加工において前記第２シール加工部との間にて吸収性物品を挟む加工面と、前記第１回転部の回転方向における前記加工面の前側および後側において前記第１中心軸に沿って設けられる複数の貫通孔と、前記加工面とは反対側にて前記複数の貫通孔が開口するブロック基準面とを有するブロックと、
    複数のネジ穴が形成されるベース基準面を有し、前記ブロックの前記複数の貫通孔に挿入される複数のボルトが、前記複数のネジ穴に締結されることにより前記ブロックが固定されるベースと、
    を備え、
    前記ブロックと前記ベースとの間において、前記ブロック基準面に対向する前記ベース側の面が段差を有し、または、前記ベース基準面に対向する前記ブロック側の面が段差を有し、
    前記ベースに固定される前記ブロックが前記段差により撓むことを特徴とするヒートシール装置。
  2. 請求項１に記載のヒートシール装置であって、
    前記第２シール加工部が、
    前記ヒートシール加工において前記第１シール加工部との間にて吸収性物品を挟む加工面と、前記第２回転部の回転方向における前記加工面の前側および後側において前記第２中心軸に沿って設けられる複数の貫通孔と、前記加工面とは反対側にて前記複数の貫通孔が開口するブロック基準面とを有するブロックと、
    複数のネジ穴が形成されるベース基準面を有し、前記ブロックの前記複数の貫通孔に挿入される複数のボルトが、前記複数のネジ穴に締結されることにより前記ブロックが固定されるベースと、
    を備え、
    前記ブロックと前記ベースとの間において、前記ブロック基準面に対向する前記ベース側の面が段差を有する、または、前記ベース基準面に対向する前記ブロック側の面が段差を有することを特徴とするヒートシール装置。
  3. 請求項１または２に記載のヒートシール装置であって、
    前記第１シール加工部の前記ブロックと前記ベースとの間において、一部の領域にて薄板部材が設けられ、前記第１シール加工部における前記段差を有する面が、前記薄板部材の表面を含むことを特徴とするヒートシール装置。
  4. 請求項１または２に記載のヒートシール装置であって、
    前記第１シール加工部が、
    前記ブロックと前記ベースとの間にて前記ブロックの前記ベース側の面を覆う中間プレートを有し、
    前記第１シール加工部における前記段差を有する面が、前記中間プレートの一の主面であることを特徴とするヒートシール装置。
  5. 請求項１または２に記載のヒートシール装置であって、
    前記第１シール加工部における前記段差を有する面が、前記ブロックの前記ベース側の面であることを特徴とするヒートシール装置。
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