JP6450310B2 - 超音波ホーン、これを備えた溶着機、及び超音波ホーンを用いた使い捨ておむつの製造方法 - Google Patents

超音波ホーン、これを備えた溶着機、及び超音波ホーンを用いた使い捨ておむつの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、超音波溶着に用いられる超音波ホーン、これを備えた溶着機、及びこれを用いた使い捨ておむつの製造方法に関するものである。
従来から、着用時に、着用者の腹部に配置される前腹部と、着用者の臀部に配置される後背部と、前腹部から着用者の両脚部の間を通って後背部まで延びる股下部とを備えた使い捨ておむつが知られている。
この使い捨ておむつでは、前腹部と後背部とが環状に連結されるように、前腹部の両側縁と後背部の両側縁とは互いに溶着されている。
この種の使い捨ておむつを製造する場合、まず、前腹部と後背部とが股下部によって縦方向に連結された構成要素が横方向に連続する連続体を準備する。
そして、連続体を縦方向に二つ折りするとともに、この状態で前腹部と後背部との重なり部分を超音波溶着し、この溶着部分が股下部の両側に存在するように連続体を横方向に切断する。
ここで、前記超音波溶着には、二つ折りにされた連続体に対して超音波振動を加える超音波ホーンが用いられている(例えば、特許文献1参照)。
前記連続体は、不織布シート、防水性シート、及び弾性体を含むものであり、連続体の重なり部分の厚み寸法は大きく、不均一である。
そのため、このような被溶着物に超音波振動による熱エネルギーを有効に発生させるために超音波ホーンから出力される超音波振動の振幅(以下、出力振幅という)を大きくしたいという要請がある。
特許第4592690号公報
本発明の目的は、出力振幅を大きくすることができる超音波ホーン、これを備えた溶着機及び超音波ホーンを用いた使い捨ておむつの製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明は、被溶着物を超音波溶着するために用いられる超音波ホーンであって、超音波振動が入力される入力面を有する入力側端部と、前記超音波振動の半波長に相当する距離だけ前記入力面から離間して配置されているとともに前記被溶着物に超音波振動を出力する出力面を有する出力側端部とを備え、前記出力側端部は、前記被溶着物を予め設定された方向に沿って溶着可能な長手方向の寸法を有するとともに、前記長手方向に延びるスリットにより長手方向と直交する幅方向に分岐し、前記スリットの両側に位置する前記出力側端部の一対の端面は、前記出力面としてそれぞれ機能する、超音波ホーンを提供する。
また、本発明は、前記超音波ホーンと、前記超音波ホーンに入力される機械的な振動を発生させる超音波振動子とを備えている、超音波溶着機を提供する。
また、本発明は、前記超音波ホーンを用いて、着用者の腹部に配置される前腹部と、着用者の臀部に配置される後背部と、前記前腹部から着用者の両脚部の間を通って前記後背部まで延びる股下部とを有する使い捨ておむつを製造するための方法であって、前記前腹部と前記後背部とが前記股下部を介して縦方向に連結された構成要素が横方向に連続する連続体を準備する準備工程と、前記連続体を縦方向に二つ折りにする二つ折り工程と、前記超音波ホーンの一対の出力面が前記連続体における前記前腹部の側縁部に相当する部分と前記後背部の側縁部に相当する部分との重なり部分に当接した状態で、前記超音波ホーンの入力面に超音波振動を入力することにより、前記連続体における2箇所を同時に溶着する溶着工程と、前記溶着工程において形成された2箇所の溶着部の間で前記連続体を切断する切断工程とを含む、使い捨ておむつの製造方法を提供する。
本発明によれば、出力振幅を大きくすることができる。
図1は、本発明に係る使い捨ておむつの製造方法を説明するための工程図である。 図2は、図1に示す溶着工程及び切断工程を行なうための第1実施形態に係る溶着装置の概略構成を示す側面図である。 図3は、図2の溶着機を拡大して示す正面図である。 図4は、図3に示す超音波ホーンの側面図である。 図5は、本発明の第2実施形態に係る溶着装置の概略構成を示す側面図である。 図6は、本発明の第3実施形態に係る溶着装置の正面図である。 図7は、図6のVII−VII線断面図である。 図8は、図6に示す溶着ユニットの拡大図である。
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
図1を参照して、使い捨ておむつ20は、着用時に、着用者の腹部に配置される前腹部20aと、着用者の臀部に配置される後背部20bと、前腹部20aから着用者の両脚部の間を通って後背部20bまで延びる股下部20cとを備えている。
前腹部20aの両側縁部及び後背部20bの両側縁部は、前腹部20aと後背部20bとが環状に連結されるように2箇所の溶着部Sによって互いに溶着されている。
以下、使い捨ておむつ20の製造方法について説明する。
<搬送工程P1>
搬送工程P1では、特定方向に延びるシートWをその長手方向に沿って搬送する。以下、シートWの流れ方向を横方向とし、図1において横方向と直交する方向を縦方向として説明する。
シートWは、着用時に着用者の体表側に向く内側シートと、着用時に着用者の外側を向く外側シートと、これら内側シートと外側シートとの間に挟まれた弾性部材とを有している。
内側シートは、液体透過性を有する不織布シート及び/又はメッシュシートにより構成されている。外側シートは、内側シートと同材質、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、又は撥水性及び通気性を有する不織布により構成されている。
弾性部材は、ポリウレタン、天然ゴム、熱可塑性樹脂からなるシート又は糸を用いて構成される。
<レッグホール形成工程P2>
レッグホール形成工程P2では、シートWの縦方向の中央位置にレッグホールLを形成する。
シートWにおける2つのレッグホールLの間の領域は、股下部20cに相当する部分である。また、シートWにおける股下部20cに相当する部分の縦方向の両側位置は、それぞれ前腹部20a及び後背部20bに相当する部分である。
つまり、搬送工程P1及びレッグホール形成工程P2は、前腹部20aと後背部20bとが股下部20cを介して縦方向に連結された構成要素が横方向に連続する連続体(被溶着物)を準備する準備工程に相当する。
<吸収体接合工程P3>
吸収体接合工程P3では、シートWにおける2つのレッグホールLの間の位置に吸収体Aを接合する。
吸収体Aは、液体透過性を有する透過性シートと、撥水性及び通気性を有する撥水シートと、透過性シートと撥水シートとの間に挟まれた吸収性コアとを備えている。
透過性シートは、液体透過性を有する不織布シート及び/又はメッシュシートにより構成されている。撥水シートは、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、又は撥水性及び通気性を有する不織布により構成されている。
吸収性コアは、粉砕されたパルプ又はこれに高吸水性ポリマーを混合したものを積層して成型される。
なお、シートW上に吸収体Aを接合する方法について説明しているが、シートWの内側シートと外側シートとの間に吸収性コアを挟んで接合することもできる。この場合、内側シートは、液体透過性を有する不織布シート及び/又はメッシュシートにより構成されている。外側シートは、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、又は撥水性及び通気性を有する不織布により構成されている。
<二つ折り工程P4>
二つ折り工程P4では、吸収体Aが載置されたシートW(連続体)を縦方向に二つ折りにする。これにより、シートWにおける前腹部20aに相当する部分と後背部20bに相当する部分とが重ね合わされる。
<溶着工程P5>
溶着工程P5では、二つ折りにされたシートWにおける前腹部20aの側縁部に相当する部分と後背部20bの側縁部に相当する部分とを超音波溶着する。
具体的に、溶着工程P5では、後述する切断工程P6で切断する範囲として予め設定された切断範囲D2(例えば、10mm)よりも広い間隔を空けて、シートWの2箇所を同時に超音波溶着する。
なお、2つの溶着部Sは、前腹部20aの側縁部に相当する部分及び後背部20bの側縁部に相当する部分の縦方向の全範囲D1にそれぞれ形成されている。
<切断工程P6>
切断工程P6では、溶着工程P5で形成された2つの溶着部Sの間で縦方向に延びる切断線に沿ってシートWを切断する。これにより、シートW(連続体)が使い捨ておむつ20ごとに切り分けられる。
以下、図2を参照して、溶着工程P5及び切断工程P6を行なう、第1実施形態に係る溶着装置1について説明する。
溶着装置1は、二つ折り工程P4が行なわれた後のシートWを導入する導入ローラ2と、導入ローラ2から導入されたシートWを搬送するドラム3と、ドラム3との間でシートWを溶着する溶着機4と、ドラム3との間でシートWを切断するロータリカッタ5と、ドラム3からシートWを導出する導出ローラ6とを備えている。
ドラム3は、回転中心C1回りで図2の反時計回りに回転可能である。また、ドラム3は、その外周面にシートWを吸着可能なドラム本体3aと、ドラム本体3aの外周面から窪む凹部内に設けられているとともにドラム本体3aに吸着されたシートWを内側から支持する5つのアンビル3bとを備えている。
各アンビル3bは、回転中心C1回りで等間隔に配置されている。
溶着機4は、シートWを挟むようにドラム3の外側に設けられ、ドラム3の回転に伴い溶着機4と順次対向するアンビル3bとの間でシートWの超音波溶着を行なう。
以下、図3を参照して、溶着機4の構成について説明する。
溶着機4は、高周波の電気的エネルギーを発振する超音波発振機12と、超音波発振機12から出力された電気的エネルギーを機械的な振動に変換して出力する超音波振動子7と、超音波振動子7に接続されているとともに超音波振動子7から超音波振動が入力された振動を増幅する増幅器8と、増幅器8に接続されているとともに増幅器8から超音波振動が入力される超音波ホーン9とを備えている。
増幅器8は、超音波振動子7から入力される超音波振動の半波長に相当する距離だけ離間した入力面と出力面とを有し、入力面が前記超音波振動子7に接続されている一方、出力面が超音波ホーン9に接続されている。
図3及び図4を参照して、超音波ホーン9は、前記増幅器8から超音波振動が入力される入力面9cを有する入力側端部9aと、入力面9cに入力される超音波振動の半波長(1/2λ)に相当する距離だけ入力面9cから離間して配置されているとともにシートWに超音波振動を出力する一対の出力面9eを有する出力側端部9bとを備えている。
なお、超音波ホーン9に入力される超音波振動は、出力面9eと直交する方向の縦波であるが、図3のグラフでは説明の便宜上横波として記されている。
出力側端部9bは、シートWにおける前腹部20aの側縁部に相当する部分及び後背部20bの側縁部に相当する部分の縦方向の全範囲D1(図1参照)を溶着可能な長手方向(図4の左右方向)の寸法D3を有する。
また、出力側端部9bは、長手方向に延びるスリット9dにより長手方向と直交する幅方向(図3の左右方向)に分岐している。つまり、一対の出力面9eは、スリット9dにより分断された出力側端部9bの端面によって構成されている。なお、一対の出力面9eの幅寸法は、例えば、12mmである。
ここで、スリット9dの幅寸法は、シートWを横方向に切断するための切断範囲D2(図1参照)よりも広い寸法D4(各出力面9eの間隔:例えば、12mm)に設定されている。
なお、上記の例では、切断範囲D2の幅寸法が10mmであり、かつ、スリット9dの幅寸法D4が12mmの場合について説明した。ここで、スリット9dの幅寸法が小さいほど使い捨ておむつ20のピッチを短くできるため、例えば、切断範囲D2の幅寸法を6mmとし、スリット9dの幅寸法D4を8mmとすることもできる。
また、スリット9dの幅寸法D4は、切断範囲D2の幅寸法よりも小さくすることも可能である。ただし、この場合、切断面に溶着部が存在して使い捨ておむつ20の端面が硬くなり、見栄えも悪くなるため、上述のようにスリット9dの幅寸法D4を切断範囲D2の幅寸法よりも大きくすることが好ましい。
また、スリット9dは、入力面9cから入力される超音波振動の節部に相当する位置から出力側端部9bの端面(出力面9e)までの範囲に形成されている。
また、超音波ホーン9は、入力面9cから入力される超音波振動の節部に相当する位置から出力面9eに向けて幅方向に先窄まりの形状を有する。
なお、図4において上下方向に延びるとともに左右方向に離間して配置された一対の貫通穴9fは、出力面9eから出力される超音波振動が出力面9eの長手方向(図4の左右方向)で均一となるように超音波振動の伝達を調整するためのものである。各貫通穴9fは、それぞれスリット9dと連通している。
ロータリカッタ5は、前記回転中心C1と平行な軸回りに回転可能なローラと、ローラの外周面に設けられた切断刃とを有している。そして、ローラ及び前記ドラム本体3aの回転に応じて、切断刃とアンビル3bとが対向したときに、両者の間でシートWが切断される。
図1及び図3を参照して、前記溶着装置1を用いて溶着工程P5を行なう場合、超音波ホーン9の一対の出力面9eがシートWにおける前腹部20aの側縁部に相当する部分と後背部20bの側縁部に相当する部分との重なり部分に当接した状態で、超音波ホーン9の入力面9cに超音波振動を入力する。
これにより、超音波ホーン9とアンビル3b(図2参照)との間でシートWにおける2箇所を同時に溶着することができる。
そして、このように形成された2箇所の溶着部S間でシートWは、ロータリカッタ5とアンビル3bとの間で切断される(切断工程P6)。
以上説明したように、出力側端部9bに対して長手方向に延びるスリット9dを形成するとともに、このスリット9dの両側に位置する一対の出力面9eの間隔を切断範囲D2よりも大きくしている。
そのため、スリット9dにより出力側端部9bの質量を低減して出力振幅を大きくすることができるとともに、このスリット9dにより画定されるシートWの非溶着範囲を切断範囲D2として利用することができる。
したがって、本発明によれば、シートWの折り返し部分における2箇所(隣り合う2つの使い捨ておむつ20の溶着箇所)を同時にかつ確実に溶着することが可能となる。
また、前記実施形態によれば、次の効果を奏する。
前記実施形態によれば、出力側端部9bが前腹部20aの側縁部及び後背部20bの側縁部を縦方向の全範囲D1で溶着可能な長さ寸法D3を有するため、前記全範囲D1においてシートWを溶着する機能を担保しながら、上述のように出力振幅を大きくすることができる。
前記実施形態によれば、超音波ホーン9における超音波振動の節部よりも出力面9e側の部分のみを軽量化して、出力振幅を確実に大きくすることができる。
特に、スリット9dが超音波振動の節部に相当する位置から出力側端部9bの端面までの範囲に形成されているため、スリット9dによる超音波ホーンの軽量化を最大限行なうことができる。
以下、図5を参照して、第2実施形態に係る溶着装置10について説明する。第1実施形態に係る溶着装置1と同様の構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
溶着装置10は、前記ドラム3とともに回転中心C1回りに回転可能で、かつ、溶着機4を回転中心C1に沿った方向にスライド可能に保持する保持部11を有している。
保持部11は、導入ローラ2、ロータリカッタ5及び導出ローラ6との接触を避けるために、これらから回転中心C1に沿った方向に回避した位置に設けられている。
また、回転中心C1回りの角度範囲θにおいて溶着機4がアンビル3bに対向する溶着位置にスライドするとともに、これ以外の角度範囲において溶着機4が導入ローラ2、ロータリカッタ5及び導出ローラ6から回避する回避位置にスライドするように、溶着機4は、保持部11に保持されている。
具体的に、溶着機4は、ドラム3の回転に応じて前記溶着位置と回避位置との間でスライドするように、図外のカム機構を介してドラム3に連結されている。
したがって、溶着装置10によれば、角度範囲θをドラム3が回転する期間を溶着する期間として利用することができるので、より確実にシートWを溶着することができる。
なお、溶着装置10よりも下流側でシートWを切断する場合(ドラム3にロータリカッタ5を設けない場合)、溶着位置と回避位置との間の溶着機4のスライドと同期してアンビル3bをスライドさせることもできる。
また、ドラム3の内側に溶着機4を設けるとともにドラム3の外側にアンビル3bを設け、これら溶着機4及びアンビル3bの少なくとも一方をスライドさせることもできる。
図6〜図8を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。
第3実施形態の溶着装置30は、回転ドラム35の内側(中心から近い側)に超音波ホーン9が設けられているとともに回転ドラム35の外側(中心から遠い側)にアンビル38が設けられ、超音波ホーン9に対してアンビル38がスライド可能である。
また、溶着装置30は、二つ折り工程P4で二つ折れにされた後に導入ローラ50を介して導入されたシートWを超音波溶着し、溶着されたシートWを導出ローラ51を介して切断工程P6に送るためのものである。
具体的に、溶着装置30は、図6及び図7に示すように、駆動軸支持部材31と、駆動軸支持部材31に固定されたカムドラム32と、カムドラム32のカム溝32a内に設けられたカムフォロア33と、回転軸L1を中心として駆動軸支持部材31に対して回転可能に支持された駆動軸34と、駆動軸34に固定された回転ドラム35と、回転ドラム35に固定された10個の溶着ユニット36と、カムドラム32及びカムフォロア33からの動力を溶着ユニット36に伝達するための10個の動力伝達機構37とを備えている。
なお、図6において回転軸L1と平行する方向をX方向とし、図6において上下方向をZ方向とし、X−Z平面と直交する方向をY方向として説明する。
カムドラム32は、そのX方向の一端が駆動軸支持部材31の貫通穴31aに嵌合した状態で、駆動軸支持部材31に固定されている。この状態で、カムドラム32の軸線は、回転軸L1と合致している。
また、カムドラム32の外周面には、カム溝32aが形成されている。カム溝32aは、詳しくは後述するが、回転軸L1を中心として回転するカムフォロア33がX方向に移動するのを許容する形状を有する。
駆動軸34は、カムドラム32に対して相対的に回転可能な状態でカムドラム32をX方向に貫通する。つまり、駆動軸34は、カムドラム32を介して間接的に駆動軸支持部材31に支持されている。
回転ドラム35は、カムドラム32から突出する駆動軸34の先端部に固定されたものであり、当該駆動軸34の回転に伴い回転軸L1回りに回転する。また、回転ドラム35は、カムドラム32の外周面を被覆する筒状のドラムである。
10個の溶着ユニット36は、回転軸L1回りで等間隔(36°間隔)に配置された状態で回転ドラム35に固定されている。なお、10個の溶着ユニット36の構成は同一であるため、1個の溶着ユニット36の構成のみについて説明する。
溶着ユニット36は、シートWを挟むことにより当該シートWを溶着する超音波ホーン9及びアンビル38と、超音波ホーン9に接続された超音波振動子7と、回転ドラム35に固定されているとともに超音波ホーン9を保持するホーン保持機構39と、回転ドラム35に固定されているとともにアンビル38を保持するアンビル保持機構40とを備えている。
アンビル38は、当該アンビル38が後述のように超音波ホーン9に対してスライドすることにより、超音波ホーン9上に支持されたシートWに対して転がり接触可能となるように回転可能に支持されたローラ状の部材である。
また、アンビル38の外周面には、図8に示すように、超音波ホーン9の2つの出力面9eと対向する位置に2本の溶着パターン38aが形成されている。溶着パターン38aは、アンビル38の外周面から半径方向の外側に突出する複数の突起により構成されている。このように複数の突起によりシートWの重なり部分を間欠的に溶着することができる。
また、突起は、アンビル38の回転軸と平行な方向に対して傾斜するとともに互いに平行に延びる。これにより、出力面9e(シートW)に対するアンビル38の接触圧(接触面積)がアンビル38の回転位置にかかわらず略均一となる。
図7及び図8を参照して、ホーン保持機構39は、超音波ホーン9の出力面9eが回転ドラム35の半径方向の外側に向いた状態で当該超音波ホーン9を保持する。
アンビル保持機構40は、ホーン保持機構39(超音波ホーン9)に対してX方向に移動可能となるようにアンビル38を保持する。具体的に、アンビル保持機構40は、図7に示すように、回転ドラム35に固定されているとともにX軸方向に延びるレール40aと、レール40aに対してX軸方向に沿ってスライド可能に取り付けられているとともにアンビル38を保持する保持部40bとを備えている。
動力伝達機構37は、カムフォロア33の移動に応じてアンビル保持機構40の保持部40bがX軸方向に移動するようにカムフォロア33と保持部40bとを連結する。
具体的に、動力伝達機構37は、一対のタイミングプーリ37aと、タイミングプーリ37a間に掛け渡されたタイミングベルト37bとを備えている。タイミングベルト37bの両タイミングプーリ37a間に延びる2つ部分の一方にはカムフォロア33が固定され、他方にはアンビル保持機構40の保持部40bが固定されている。
これにより、カムフォロア33がX方向の一方の側に移動するとアンビル保持機構40がX方向においてカムフォロア33と逆向きに移動する。
ここで、アンビル38の移動範囲は、カム溝32aにより次のように設定されている。
アンビル38は、超音波ホーン9からX方向のカムドラム32側に外れた初期位置(図7の上に示される位置)と、超音波ホーン9からX方向のカムドラム32の反対側に外れた中間位置(図7の下に示される位置)との間の移動範囲において移動可能である。
また、回転軸L1を中心とした回転位置と、アンビル38の移動位置との関係は、カム溝32aにより次のように設定されている。
図6に示すように、導入ローラ50及び導出ローラ51は、回転軸L1を中心とする回転位置R1と回転位置R7との間に配置されている。回転位置R7から回転位置R1までの範囲において、アンビル38は、初期位置(図7の上に示す位置)に配置されている。
回転位置R1から回転位置R2までの範囲において、アンビル38は、初期位置から中間位置に向けて加速する(以下、この向きを前向きと称す)。回転位置R2から回転位置R3までの範囲において、アンビル38は、前向きに等速で移動する。この移動の間、シートWは、超音波ホーン9とアンビル38との間で溶着される。
回転位置R3から回転位置R4までの範囲において、アンビル38は、回転位置R4において中間位置(図7の下に示される位置)で停止するように、減速する(アンビル38に後ろ向きの加速度を与える)。
回転位置R4から回転位置R5までの範囲おいて、アンビル38は、中間位置から初期位置に向けて後ろ向きに加速する。
回転位置R5から回転位置R6までの範囲において、アンビル38は、後ろ向きに等速で移動する。この移動の間、シートWは、超音波ホーン9とアンビル38との間で再度溶着される。
回転位置R6から回転位置R7までの範囲において、アンビル38は、回転位置R7において初期位置で停止するように、減速する(アンビル38に前向きの加速度を与える)。
なお、前記各実施形態では、図3に示すように、スリット9dが超音波振動の節部に相当する位置から出力側端部9bの端面(出力面9e)に向けて延びている。しかし、スリット9dは、節部よりも出力面9e側の位置から出力側端部9bの端面に向けて延びていれば、超音波ホーン9における節部よりも入力面9c側の質量に対する出力面9e側の質量の比を小さくすることができ、出力振幅を大きくすることができる。
また、前記各実施形態では、超音波振動子7と超音波ホーン9との間に増幅器8が設けられているが、上述のようにスリット9dによって出力振幅を大きくすることができるため、増幅器8を省略することもできる。
つまり、超音波振動子7を超音波ホーン9の入力面9cに対して直接接続することもできる。
これにより、超音波溶着機のコンパクト化を図ることができる。
さらに、前記各実施形態では、出力側端部9bが前腹部20aの側縁部及び後背部20bの側縁部の縦方向の全範囲D1を溶着可能な長さ寸法D3を有しているが、全範囲D1のうちの一部のみを溶着可能な長さ寸法を有していてもよい。
また、前記各実施形態では、使い捨ておむつ20の連続体を溶着するための超音波ホーン9について説明したが、溶着の対象となる被溶着物は、使い捨ておむつの連続体に限定されない。
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
すなわち、本発明は、被溶着物を超音波溶着するために用いられる超音波ホーンであって、超音波振動が入力される入力面を有する入力側端部と、前記超音波振動の半波長に相当する距離だけ前記入力面から離間して配置されているとともに前記被溶着物に超音波振動を出力する出力面を有する出力側端部とを備え、前記出力側端部は、前記被溶着物を予め設定された方向に沿って溶着可能な長手方向の寸法を有するとともに、前記長手方向に延びるスリットにより長手方向と直交する幅方向に分岐し、前記スリットの両側に位置する前記出力側端部の一対の端面は、前記出力面としてそれぞれ機能する、超音波ホーンを提供する。
一般に、超音波ホーンにおいては、入力される超音波振動の節部を基準として入力面側の部分の質量に対する出力面側の部分の質量の比が小さいほど、出力振幅が大きくなることが知られている。
ここで、出力面を有する出力側端部を長手方向に小さくすることが考えられるが、出力側端部には被溶着物に予め設定された方向に沿った広い範囲で溶着可能な長手寸法が要求されるため、出力側端部を長手方向に小さくするのには限界がある。
そこで、本発明では、出力側端部に対して長手方向に延びるスリットを形成するとともに、このスリットの両側に位置する一対の端面(出力面)の間隔を切断範囲よりも大きくしている。
そのため、本発明によれば、スリットにより出力側端部の質量を低減して出力振幅を大きくすることができる。
前記超音波ホーンは、着用者の腹部に配置される前腹部と、着用者の臀部に配置される後背部と、前記前腹部から着用者の両脚部の間を通って前記後背部まで延びる股下部とを有する使い捨ておむつを製造するために、前記前腹部と前記後背部とが前記股下部を介して縦方向に連結された構成要素が横方向に連続する連続体を縦方向に二つ折りにした状態で、前記連続体における前記前腹部の側縁部に相当する部分と前記後背部の側縁部に相当する部分との重なり部分を超音波溶着するために用いられるものであり、前記出力側端部は、前記前腹部の側縁部及び前記後背部の側縁部を縦方向に沿って溶着可能な長手方向の寸法を有し、前記スリットの両側に位置する前記出力側端部の一対の端面は、縦方向に延びる切断線に沿って前記連続体を切断するための範囲として予め設定された切断範囲よりも大きい間隔で配置されていることが好ましい。
この態様によれば、上述のようにスリットにより出力側端部の質量を低減して出力振幅を大きくしながら、このスリットにより画定される連続体の非溶着範囲を切断範囲として利用することができる。
したがって、連続体の重なり部分における2箇所(隣り合う2つの使い捨ておむつの溶着箇所)を同時にかつ確実に溶着することが可能となり、これら溶着部分の間で連続体を切り分けることにより使い捨ておむつを製造することができる。
前記超音波ホーンにおいて、前記出力側端部は、前記前腹部の側縁部及び前記後背部の側縁部を縦方向の全範囲で溶着可能な長手方向の寸法を有することが好ましい。
この態様によれば、前腹部の側縁部及び後背部の側縁部の縦方向の全範囲を溶着する機能を担保しながら、上述のように出力振幅を大きくすることができる。
前記超音波ホーンにおいて、前記スリットは、超音波振動の節部に相当する位置又はこれよりも前記出力面側の位置から前記出力側端部の端面までの範囲に形成されていることが好ましい。
この態様によれば、超音波ホーンにおける超音波振動の節部よりも出力面側の部分のみを軽量化して、出力振幅を確実に大きくすることができる。
特に、スリットが超音波振動の節部に相当する位置から出力側端部の端面までの範囲に形成されている場合には、スリットによる超音波ホーンの軽量化を最大限行なうことができる。
なお、前記『節部』とは、超音波振動の波形において振幅が最小(0)となる位置である。
また、本発明は、前記超音波ホーンと、前記超音波ホーンに入力される機械的な振動を発生させる超音波振動子とを備えている、超音波溶着機を提供する。
前記超音波溶着機において、前記超音波振動子は、前記超音波ホーンの入力面に対して直接接続されていることが好ましい。
つまり、前記超音波ホーンでは、スリットにより出力振幅を大きくすることができるため、超音波振動子からの超音波振動を増幅するための増幅器を省略することができる。これにより、超音波溶着機のコンパクト化を図ることができる。
ただし、超音波ホーンと超音波振動子との間に増幅器を設けることを本発明から除外する趣旨ではない。
また、本発明は、前記超音波ホーンを用いて、着用者の腹部に配置される前腹部と、着用者の臀部に配置される後背部と、前記前腹部から着用者の両脚部の間を通って前記後背部まで延びる股下部とを有する使い捨ておむつを製造するための方法であって、前記前腹部と前記後背部とが前記股下部を介して縦方向に連結された構成要素が横方向に連続する連続体を準備する準備工程と、前記連続体を縦方向に二つ折りにする二つ折り工程と、前記超音波ホーンの一対の出力面が前記連続体における前記前腹部の側縁部に相当する部分と前記後背部の側縁部に相当する部分との重なり部分に当接した状態で、前記超音波ホーンの入力面に超音波振動を入力することにより、前記連続体における2箇所を同時に溶着する溶着工程と、前記溶着工程において形成された2箇所の溶着部の間で前記連続体を切断する切断工程とを含む、使い捨ておむつの製造方法を提供する。
本発明に係る製造方法によれば、スリットを有する超音波ホーンを用いることにより出力振幅を大きくした状態で連続体を溶着することができるとともに、スリットにより画定される連続体の非溶着範囲(2箇所の溶着部の間の範囲)で連続体を切断することができる。
したがって、本発明に係る製造方法によれば、連続体の重なり部分における2箇所を同時にかつ確実に溶着することができるとともに、各溶着箇所の間で連続体を切断して使い捨ておむつを製造することができる。

Claims (6)

  1. 被溶着物を超音波溶着するために用いられる超音波ホーンであって、
    超音波振動が入力される入力面を有する入力側端部と、
    前記超音波振動の半波長に相当する距離だけ前記入力面から離間して配置されている
    とともに前記被溶着物に超音波振動を出力する出力面を有する出力側端部とを備え、
    前記出力側端部は、前記被溶着物を予め設定された方向に沿って溶着可能な長手方向の寸法を有するとともに、前記長手方向に延びるスリットにより長手方向と直交する幅方向に分岐し、
    前記スリットの両側に位置する前記出力側端部の一対の端面は、前記出力面としてそれぞれ機能し、
    前記スリットは、超音波振動の節部に相当する位から前記出力側端部の端面までの範囲に形成されている、超音波ホーン。
  2. 前記超音波ホーンは、着用者の腹部に配置される前腹部と、着用者の臀部に配置される後背部と、前記前腹部から着用者の両脚部の間を通って前記後背部まで延びる股下部とを有する使い捨ておむつを製造するために、前記前腹部と前記後背部とが前記股下部を介して縦方向に連結された構成要素が横方向に連続する連続体を縦方向に二つ折りにした状態で、前記連続体における前記前腹部の側縁部に相当する部分と前記後背部の側縁部に相当する部分との重なり部分を超音波溶着するために用いられるものであり、
    前記出力側端部は、前記前腹部の側縁部及び前記後背部の側縁部を縦方向に沿って溶着可能な長手方向の寸法を有し、
    前記スリットの両側に位置する前記出力側端部の一対の端面は、縦方向に延びる切断線に沿って前記連続体を切断するための範囲として予め設定された切断範囲よりも大きい間隔で配置されている、請求項1に記載の超音波ホーン。
  3. 前記出力側端部は、前記前腹部の側縁部及び前記後背部の側縁部を縦方向の全範囲で溶着可能な長手方向の寸法を有する、請求項2に記載の超音波ホーン。
  4. 請求項1〜3の何れか1項に記載の超音波ホーンと、
    前記超音波ホーンに入力される機械的な振動を発生させる超音波振動子とを備えている、超音波溶着機。
  5. 前記超音波振動子は、前記超音波ホーンの入力面に対して直接接続されている、請求項4に記載の超音波溶着機。
  6. 請求項2又は3に記載の超音波ホーンを用いて、着用者の腹部に配置される前腹部と、着用者の臀部に配置される後背部と、前記前腹部から着用者の両脚部の間を通って前記後背部まで延びる股下部とを有する使い捨ておむつを製造するための方法であって、
    前記前腹部と前記後背部とが前記股下部を介して縦方向に連結された構成要素が横方向に連続する連続体を準備する準備工程と、
    前記連続体を縦方向に二つ折りにする二つ折り工程と、
    前記超音波ホーンの一対の出力面が前記連続体における前記前腹部の側縁部に相当する部分と前記後背部の側縁部に相当する部分との重なり部分に当接した状態で、前記超音波ホーンの入力面に超音波振動を入力することにより、前記連続体における2箇所を同時に溶着する溶着工程と、
    前記溶着工程において形成された2箇所の溶着部の間で前記連続体を切断する切断工程とを含む、使い捨ておむつの製造方法。
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