JP7115820B2 - 吸収性物品の製造装置に用いられる張力調整装置および張力調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、吸収性物品の製造装置に用いられる張力調整装置および張力調整方法に関し、特に安定した品質の吸収性物品を製造するための技術に関するものである。

吸収性物品、例えば使い捨ておむつ，尿の吸収パッド，生理ナプキン等には、肌接触面とは反対側の非肌接触面側に配される液不透過性のバックシートと、肌接触面である液透過性のトップシートとを、吸収部材を挟み込んだ状態で接合した構造を有するものがある。ここで、吸収部材は、吸収体と、親水性を有する薄いシートで形成され、吸収体を包み込むコアラップと、から構成されることがある。また、バックシートには、最外側の非肌接触面側にカバーシートが重畳されることもある。このように、吸収性物品は一般に、それぞれの特性または機能を果たす複数のシートを重畳して接着した積層構造を有している。そして、各シートの特性または機能に即した材質のウエブが原反ロールから巻き出され、搬送ローラなどの搬送部材により適切な張力を付与された状態で搬送されて、重畳、接着および裁断などの加工に供される。

特開２０１６－６７６０２号公報

しかしながら、例えば原反ロールを構成するウエブが製造上の誤差などにより幅方向に一様な厚みを有していない場合、原反ロールの径も軸方向に一様でなくなってしまう。すなわち、例えばウエブの厚みが幅方向に変化していると、原反ロールの巻き径も一端側から他端側に向かって軸方向に変化しているものとなる。このように原反ロールの巻き径が一様でないと、軸方向の一端側の相対的に小径の部分と他端側の大径の部分とでは、原反ロールの１回転あたりの巻き出し量が軸方向で非均一なものとなる。このように軸方向で巻き出し量の差が生じている状態でウエブの搬送を行って吸収性物品を製造した場合、その品質に好ましくない影響を及ぼし得る。

例えば、ある特性または機能に対応した同一材質のウエブを、原反ロールから巻き出した後に搬送方向に沿って２つのウエブ部分に切断（分割）し、その後合流させて加工に供することがある（例えば特許文献１）。しかし巻き出し量の差が生じている２つのウエブ部分を合流位置まで搬送すると、搬送時に加わる張力に差が生じた状態となり、その状態で加工を行った場合には、歪みなどが発生することで、製品（吸収性物品）の品質を低下させてしまうことがあり得る。

よって本発明は、軸方向における原反ロールの巻き径が一様でない場合にも、巻き出されたウエブ部分には適切な張力が均等に付与されて搬送できるようにすることを目的とする。

そのために、本発明は、吸収性物品を構成するシートの材料であるウエブを原反ロールから巻き出して加工することで吸収性物品を製造する製造装置に用いられる張力調整装置であって、
原反ロールからのウエブの巻き出し量が幅方向に不均一であるために搬送時に生じる幅方向の張力の差を補正するべく、ウエブの少なくとも一部に作用して張力を一定に調整する張力調整ユニットを備えたことを特徴とする。

また、本発明張力調整方法は、吸収性物品を構成するシートの材料であるウエブを原反ロールから巻き出して加工することで吸収性物品を製造するに際し、原反ロールからのウエブの巻き出し量が幅方向に一様でないことに起因して搬送時に生じる幅方向の張力の差を補正することを特徴とする。

本発明によれば、軸方向における原反ロールの巻き径が一様でないためにウエブの巻き出し量が幅方向に一様でない場合にも、巻き出されたウエブ部分には適切な張力が均等に付与される。これにより、歪みなどがない安定した品質の製品（吸収性物品）を歩留まり高く製造できるようになる。

本発明の一実施形態を適用した製造装置によって製造可能な吸収性物品の一例を示す横断面図である。 本発明の一実施形態に係る張力調整装置の一例を示す模式的斜視図である。 本発明の一実施形態に係る張力調整装置の制御系の構成例を示すブロック図である。 図３の制御系を用いた張力調整手順の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。しかし本発明は、以下の実施形態のみに限らず、本発明の概念に帰属する他の吸収性物品の製造装置に適用される張力調整装置および方法も包含するものである。

（吸収性物品の例）
図１は、後述する本発明の実施形態に係る製造装置または方法によって製造可能な吸収性物品の一例を示す横断面図である。

図１に示す吸収性物品は、ボクサーパンツやトランクスパンツなどの下着に取り付けられ、失禁による尿を吸収するのに適した吸収パッド１０の形態を有する。これらの図に例示した吸収パッド１０は、肌接触面とは反対側の外側に配される液不透過性のバックシート１２と、肌接触面である液透過性のトップシート１４とを、吸収部材１５を挟み込んだ状態で接着することで形成されている。吸収部材１５は、主にパルプと高吸水性樹脂（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒ）とからなる吸収体１３と、不織布またはティシュからなり、親水性を有する薄い２枚のシート２１および２２で形成されるコアラップ２３と、で構成されている。コアラップ２３は、２枚のシート２１および２２を、吸収体１３を挟み込んで接着することで、吸収体１３の型崩れを防止する機能を果たすものである。

図示の吸収パッド１０は、着用者が装着した際に、腹側から股下を通って背側にわたる方向すなわち図１の紙面に直交する方向が長手方向となる略長方形状を有する。吸収部材１５の両側の、バックシート１２およびトップシート１４が直接接している部分には、少なくとも股下領域を含む長手方向の所定範囲にわたり、ギャザー伸縮材としての糸ゴム１６が伸張状態で配置されている。したがって、当該部分は、糸ゴム１６の収縮力によって長手方向に引き寄せられ、内側端縁部が立ち上がった立体ギャザーとなる。

（張力調整装置）
図２は本発明の一実施形態に係る張力調整装置の一例を示す模式的斜視図である。

ここで、原反ロールＲはコアラップ２３を形成するためのウエブ１をロール軸ＲＡに巻回したものであり、図では軸ＲＡの一端側から他端側に向かって軸方向に径が漸増しているものを例示している。ウエブ１は巻き出し用のローラ対３によって原反ロールＲから巻き出され、ローラ対３の直近の上流側または下流側の位置に配されたスリッタ５によって、搬送方向に沿って２つのウエブ部分１－１、１－２に切断（２分割）される。ウエブ部分１－１および１－２は、ロール対３の下流側部分から、それぞれ、搬送用のロール対７１および７２によって引っ張られながら搬送される。そして、吸収体１３をウエブ部分１－１に配置した後、ウエブ部分１－２を合流させ、吸収体１３を介在させて重畳・接着し、所要の長さに裁断することで、吸収体１３をシート２１、２２からなるコアラップ２３で包み込んだ吸収部材１５が連続的に作製される。その後、吸収部材１５および糸ゴム１６を挟み込むようにバックシート１２およびトップシート１４のウエブを重畳・接着し、これを裁断することで、図１に示したような吸収パッド１０が完成する。

ここで、ウエブ１が幅方向に均一な厚みを有していれば、すなわち原反ロールＲが軸方向に均一な巻き径を有していれば、幅方向における巻き出し量の非均一性（変化）は生じない。このため、分割されたウエブ部分１－１および１－２には搬送過程において等しい張力が作用し、安定した品質の吸収部材１５ひいては吸収性パッド１０を得ることができる。しかし、原反ロールＲが軸方向に均一な巻き径を有していない場合、幅方向の位置によって巻き出し量が異なってくる。すなわち、図２に例示したように、原反ロールＲに軸ＲＡの一端側から他端側に向かって巻き径が漸増している場合、一端側の相対的に小径の部分と他端側の大径の部分とでは、原反ロールＲの１回転あたりの巻き出し量が異なることになる。ウエブ１は、分割前には一体であるので、そのままでは巻き出し量が幅方向に一様となるようにすることが困難である。すると、搬送時に作用する張力がウエブの幅方向に非均一なものとなり、小径の部分から巻き出されて分割された第１のウエブ部分１－１には搬送時に強い張力が作用し、大径の部分から巻き出されて分割された第２のウエブ部分１－２には弛みが生じ得る。この状態で両者を合流させて重畳・接着した場合、吸収部材１５に反りや歪みや皺が発生し、吸収部材１５ひいては吸収パッド１０の品質を低下させることになる。また、ウエブ部分１－１に過度の張力が作用すると、甚だしい場合には破れが生じて使用不能となり、安定した品質を維持することが一層困難となることも考えられる。

そこで本実施形態では、幅方向におけるウエブ１の張力の差を補正し、ウエブ部分１－１および１－２が一定の張力を以て搬送されるようにするための張力調整ユニット６１および６２をそれぞれの搬送経路に配置している。具体的には、これらは加熱ユニットとして構成されるが、非接触で（すなわち輻射熱で）加熱を行う赤外線ヒータの形態であっても、接触しながら（すなわち熱伝導によって）加熱を行うヒートローラの形態であってもよい。なお、図２では、軸方向に一端側から他端側に巻き径が単調に変化する形状を有する原反ロールを例示している。どの原反ロールでもそのような形状を有し、同じ向きで製造装置に設置されるのであれば、必ずしもウエブ部分の搬送経路毎にそれぞれ張力調整ユニットを配設しなくてもよい。しかし巻き径の変化が単調でない場合や、設置の向きが一定でない場合を考慮して、本実施形態では搬送経路毎に張力調整ユニットを配設している。

本実施形態が適用されて好適なウエブ１は加熱によって塑性変形する材質のものであるが、逆に言えば、好適な加熱ユニットはウエブ部分が塑性変形するのに十分な加熱を行うことができるものである。ウエブ部分に生じる変形は、伸長および収縮のいずれでもよい。ウエブ１が伸長する材質でのものであれば第１のウエブ部分１－１側の第１の張力調整ユニット６１が駆動され、収縮する材質のもの（ポリプロピレンなど）であれば第２のウエブ部分１－２側の第２の張力調整ユニット６２が駆動されるようにすればよい。

加える熱量は、第１のウエブ部分１－１および第２のウエブ部分１－２の単位時間当たりの搬送長が等しく且つ一定となり、したがって搬送過程で両者に均等な張力が作用するようにする熱量である。原反ロールＲは常に図２に示すように設置されるとは限らない。また、小径側と大径側との巻き径の差も一定であるとは限らない。したがって、それぞれの搬送路に張力調整ユニットを設けることは好ましく、また原反ロールＲの状態に応じて適切な熱量を付与するようにすることも好ましい。さらに、初期巻き出し時には原反ロールＲの巻き径が大きく、巻き出し量の差も大きいので、初期には加熱量が大きく設定されるようにしてもよい。

そこで本実施形態では、図２に示すように、さらに、ロール径検出ユニット５４を配設し、原反ロールＲの軸方向の巻き径の変化を計測し、張力差の検出ないしは調整に供するようにしている。ロール径検出ユニット５４は、例えば原反ロールＲを軸方向にスキャンする接触式または非接触式のプローブを用いたものとすることができる。または、ロール巻き径の軸方向の変化が図２に示したように単純なものであれば、手操作で巻き径を計測するものでもよい。あるいは、それらのように巻き径の計測に基づくものだけでなく、スリッタ５の下流側に、分割されたウエブ部分の各搬送路にダンサーロール機構を配設し、これを利用して張力差を検出するようにしてもよい。すなわち、各ダンサーロール機構に付随する張力検出部によってウエブ部分１－１、１－２に作用する張力を検出し，それらの張力差が一定となるように張力調整ユニットを駆動するようにしてもよい。

図３は本実施形態に係る張力調整装置の制御系の構成例を示す。図示の制御系は、制御部５０を中心に構成されている。制御部５０は、図４につき後述する処理手順を実行するＣＰＵ、その処理手順に対応した制御プログラムや固定のデータを格納したＲＯＭおよび制御の過程で使用される作業領域や一時的なデータを展開する領域を有するＲＡＭ等で構成される。なお、制御部５０は吸収パッド１０の製造装置全体を統括して制御するコンピュータであってもよい。

制御部５０に対してはロール径検出ユニット５４、第１の張力調整ユニット６１および第２の張力調整ユニット６２が接続される。制御部５０に対してはさらにウエブ情報設定部５２が接続され、製造に使用されるウエブの材質などに関する情報が入力される。ウエブ情報設定部５２としては、表示器、キーボードおよびポインティングデバイスを有するヒューマンインターフェースとすることができるが、制御部５０が製造装置全体を統括して制御するコンピュータであれば、これに付属したものとすることができる。

図４は図３の制御系を用いた張力調整手順の一例を示すフローチャートである。本手順は吸収パッド１０の製造の開始前に実行されるものであり、まずステップＳ１では、ウエブ情報設定部５２からウエブ１に関する情報（例えば加熱によって伸長する材質のものか、あるいは収縮する材質のものかなど）を取り込む。次にステップＳ３にて、原反ロールＲに対してロール径検出ユニット５４をスキャンさせ、軸方向のロール巻き径の変化を検出させて、その検出値を取り込む。ステップＳ５では取り込んだ検出値に基づき、原反ロールＲが軸方向に一様な巻き径を有しているか否かを判定する。ここで肯定判定であれば本手順を終了する一方、否定判定であれば、ステップＳ７にて、張力調整が必要なウエブ部分に対応した張力調整ユニットを駆動し、必要な加熱量が得られるように制御して本手順を終了する。本手順が終了すると、ウエブ１の巻き出しを行い、吸収パッド１０の製造が開始されることになる。

（その他）
本発明は、以上の実施形態および随所に述べた変形例に限られるものではない。

例えば、上述の実施形態では張力調整ユニットとして加熱ユニットの形態を有するものを用いた。しかしウエブが好ましく塑性変形する材質を有するのであれば、光などのエネルギを付与するユニット、または、水分その他の処理液を付与する雰囲気を提供するチャンバや、冷気を提供する送風ユニットなどを用いることも可能である。

また、上述の実施形態ではコアラップを作成するためのウエブを例にとって説明した。しかし同じ機能を果たすために互いに（または他のシートに）重畳・接着されるウエブが用いられるのであれば、本発明は有効に適用できる。例えば、そのようなウエブとしてはバックシートの非肌接触面側に配されるカバーシートや、吸収パッドの幅方向の両端に設けられ立体ギャザーを形成するサイドシートなどが挙げられる。

さらに、上例ではウエブを２分割する場合について説明した。しかしその分割数は例示であり、必要に応じて３以上に分割されるものでもよい。また、用いられる原反ロールの形状や向きによっては、少なくとも１つのウエブ部分の搬送路（すなわち２以上の搬送路のすべてまたは一部）に張力調整ユニットが設けられるものでもよい。また、張力調整ユニットはウエブ部分の幅方向に関して一様な張力調整を行うのではなく、張力調整ユニットを複数の区画に分割して区画ごとに制御を行い、ウエブ部分により細かい張力調整が行われるようにしてもよい。

さらに加えて、本発明はウエブの分割を行わない構成への適用を排除するものではない。分割を行わずに１枚のウエブを用いる場合であっても、巻き出しおよび搬送に作用する張力が幅方向に一様でなければ製品の歪みなどの原因となるので、本発明の適用は有効である。原反ロールと巻き出しローラ対との間の距離に余裕があれば、幅方向に延在し且つ複数の区画に分割されて区画毎の制御が可能な張力調整ユニットを配置し、ウエブの幅方向の厚みの変化に応じた張力調整が行われるようにしてもよい。

Ｒ 原反ロール
１ ウエブ
１－１、１－２ ウエブ部分
３ 巻き出し用のローラ対
５ スリッタ
１０ 吸収性物品（吸収パッド）
１２ バックシート
１３ 吸収体
１４ トップシート
１５ 吸収部材
１６ 糸ゴム
２１、２２ コアラップ用のシート
２３ コアラップ
５４ ロール径検出ユニット
６１、６２ 張力調整ユニット
７１、７２ 搬送用のローラ対

Claims (7)

1. 吸収性物品を構成するシートの材料であるウエブを原反ロールから巻き出して加工することで前記吸収性物品を製造する製造装置に用いられる張力調整装置であって、
   前記原反ロールからのウエブの巻き出し量が幅方向に不均一であるために搬送時に生じる前記幅方向の張力の差を補正するべく、前記ウエブの少なくとも一部に作用して前記ウエブを塑性変形させることで前記張力を一定に調整する張力調整ユニットを備え、
   前記ウエブは、前記原反ロールからの巻き出し後に、搬送方向に沿って複数に切断されて搬送され、当該複数に切断されたウエブ部分を搬送する搬送経路であって前記切断の工程よりも下流側の搬送経路の少なくとも１つに、前記張力調整ユニットが配設されていることを特徴とする張力調整装置。
2. 前記複数に切断されたウエブ部分は、それぞれ搬送された後に重畳および接着されることを特徴とする請求項１に記載の張力調整装置。
3. 前記複数に切断されたウエブ部分は、吸収体を包み込むコアラップを形成するために、前記吸収体を介在させた状態で重畳および接着されることを特徴とする請求項２に記載の張力調整装置。
4. 前記ウエブの巻き出し量が不均一であることは、前記原反ロールに巻かれているウエブの厚みが幅方向に一様でないことに起因して前記原反ロールの巻き径が軸方向に一様でないことにより生じることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の張力調整装置。
5. 前記ウエブは、前記張力調整ユニットが及ぼす作用により搬送方向に塑性変形する材質であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の張力調整装置。
6. 前記張力調整ユニットは加熱ユニットの形態を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の張力調整装置。
7. 吸収性物品を構成するシートの材料であるウエブを原反ロールから巻き出して加工することで前記吸収性物品を製造するに際し、前記原反ロールからのウエブの巻き出し量が幅方向に一様でないことに起因して搬送時に生じる前記幅方向の張力の差を補正するべく、前記原反ロールからの巻き出し後に、前記ウエブを搬送方向に沿って複数に切断して搬送し、当該複数に切断されたウエブ部分に作用して前記ウエブを塑性変形させることで前記張力を一定に調整することを特徴とする張力調整方法。

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