JPWO2004085300A1 - 折り装置及び着用物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の目的は、ウェブを2つに折り重ねる場合において、前記ウェブの2つの縁部(両側縁)が所定の位置関係となることを可能にする、折り装置および着用物品の製造方法を提供することにある。
一方、本発明の別の折り装置は、流れ方向に連続した連続ウェブの両側縁同士が互いに所定の位置関係となるように前記ウェブを2つに折り重ねる折り装置であって、前記ウェブの両側縁の間において、前記ウェブの流れ方向に沿って延びるように設けられ、前記ウェブに当接して前記ウェブをV字状ないしU字状に折る当接部材と、前記当接部材の下流に設けられ、前記当接部材で折られたウェブを挟んで2つに折り重ねる挟み部材と、前記当接部材の上流端と前記挟み部材との間の位置に設けられ、前記V字状ないしU字状に折られた状態のウェブの内側面及び/又は外側面に接触する接触部と、前記ウェブにおける折りの基準となる被検出部を検出し、検出した被検出部の位置に関する位置情報を出力する検出部と、前記接触部及び/または当接部材の前記ウェブに対する接触状態を変化させる駆動部と、前記位置情報に基づいて、前記ウェブの両側縁同士の位置関係を所定の位置関係に近づけるように前記駆動部の駆動を制御する制御部とを備えている。
本発明においては、ウェブの被検出部が検出されてウェブの軌道の乱れが小さくなるように、ウェブの流れ方向が修正される。すなわち、ウェブに対する修正部の接触状態を変化させることにより、あるいは、接触部又は当接部材の接触状態を変化させることにより、ウェブの両側縁部に加わるテンションが調整される。これにより、ウェブの経路が調整され、前記ウェブの両側縁同士の位置関係が所定の位置関係に近づく。したがって、ウェブを所定の状態に折り重ねることができる。
特に、ウェブガイダが折り部におけるウェブに外力を作用させて、つまり、折られ始めた後のウェブに外力を作用させてウェブの移動方向を直接修正するので、より早いレスポンスを得ることができる。このため、ウェブが高速に流れても、ウェブの両側縁同士の位置関係が所定の位置関係になるようにウェブを2つに折ることが可能となる。
「接触状態を変化させる」方法としては、前記ウェブに接触する接触部の前記ウェブの流れ方向に対する傾き角を変化させたり、あるいは、ウェブに接触するローラの回転速度や、ローラの回転抵抗を変化させてもよい。
前記傾き角、回転速度または回転抵抗を変化させることにより、ウェブが接触部から受ける外力が変化して、これにより、ウェブの両側縁部のテンションが変化する。
本発明において、検出部は、一般に、ウェブの両側縁を「被検出部」として、位置情報を生成する。ウェブに模様や図が描かれている場合には、それらを被検出部とし、この被検出部を検出して画像処理することで、検出部がウェブの位置情報を生成するようにしてもよい。
被検出部を検出する検出部としては、超音波センサ、光学センサ(赤外線センサ等)又はエアセンサなどが用いられることができる。また、CCDカメラや一次元リニアセンサ(ラインセンサ)により得られた画像を処理することにより、ウェブの偏りが検知されてもよい。
センサの種類は、ウェブの種類により適切に選択される。例えば、エアが容易にウェブを貫通する場合、超音波センサ又は光学センサが好適に用いられる。また、ウェブが透明や半透明である場合、超音波センサやエアセンサが好適に用いられる。
本発明において、被検出部としての両側縁の検出は、ウェブを2つに完全に折り重ねる前に行なわれるのが好ましい。一般に、この検出は、全く折られていない状態から2つに折り重ね始める部分や、完全に2つに折り重ねる直前に行なわれるのが好ましい。より具体的には、折り部において2つ折りを行う当接部材の上流及び/又は下流において検出されるのが好ましい。しかし、本発明の検出が行われる検出位置はそのような位置に限定されるものではない。なお、ウェブを折り重ねた後であっても、精度の高い検出器を用いることにより、重ね合わせたウェブのエッジの偏差(ズレ)を検出することが可能である。
なお、本発明において、「折り部」は、ウェブの折り工程において、ウェブが全く折られていない状態からウェブの両側縁同士の位置関係が所定の位置関係になるように折り重ねる工程を担う部分を意味する。本発明において、この「折り部」には、少なくとも側縁を検出するためのセンサが配置されていることが好ましい。
着用物品においては、一般に、両側縁の位置を互いに合致させるように、ウェブが2つに折り重ねられるが、必ずしも両側縁の位置を合致させる必要はない。すなわち、本発明においては、「両側縁同士の関係が所定の関係(相対的な位置関係)に近づくように」ウェブの経路を修正して、ウェブを2つに折ればよい。例えば、ウェブの両側縁のうち一方の側縁が他方の側縁に対して所定量だけはみ出すように、ウェブを2つに折り重ねてもよい。
なお、ウェブの「両側縁」はウェブの流れ方向に平行な一対の側縁を意味する。
本発明のある例においては、ウェブの搬送中にウェブの両側縁部に加わるテンションが調整されることにより、ウェブの経路が修正されることができる。また、当接部材が位置情報により上下左右に移動するように制御されてもよい。しかし、本発明は、前記当接部材に対するウェブの相対位置を修正するメカニズムや装置の構造を限定するものではない。
一方、本発明のある着用物品の製造方法は、ウェブの表面に吸収体を配置する工程と、前記ウェブの両側縁が互いに近接乃至重なり合うように、折り部によってウェブを2つに折る折り工程と、前記ウェブにおける2つ折りの基準となる被検出部を検出し、前記検出された被検出部の位置に関する位置情報を生成する工程と、前記位置情報に基づいて、前記折り部におけるウェブに接触部が接触し、前記折られたウェブの両側縁同士の位置関係が所定の位置関係となるように前記ウェブの経路を修正する工程と、前記折られたウェブの一部を互いに接合して接合部を形成する工程と、前記接合されたウェブを前記接合部において切断する工程とを包含する。
なお、「着用物品」は、使い捨てオムツやパンツの他に、生理用ナプキン等を含む。
図1は本発明の一実施例にかかる使い捨て着用物品の製造装置を示す概略斜視図である。図2は貼付部を示す概略側面図である。図3は折り部を示す概略側面図である。図4(a),図4(b),図4(c)および図4(d)は、それぞれ、接触部を示す横断面図である。図5(a)および図5(b)は、それぞれ、接触部の他の例を示す横断面図および斜視図である。
図1に示す製造装置は、配置部10、貼付部20、孔形成部30、折り部40、ひねり部50及び接合切断部60を備えている。
本装置は、以下に説明するように、ウェブWを連続的に搬送しながら、各部10,20…60において種々の加工工程を行う。配置部10では、吸収体CがウェブWに所定の間隔で配置される。例えば、吸収体Cがドラム11などによりウェブW上に直接配置されてもよいし、別のウェブ上に吸収体Cを配置した後、当該別のウェブをウェブWに重ね合わせてもよい。
図1の貼付部20では、吸収体Cが配置されたウェブWにウエスト弾性部材Fが導入される。図2の他のウェブ12に吸収体Cが配置される場合には、破線で示される他のウェブ12とウェブWとの間にウエスト弾性部材F2が導入されてもよい。
また、図2に示すように、吸収体CがウェブWに配置される前に、レッグギャザのためのレッグ弾性部材LがウェブWに配置される場合には、レッグ弾性部材Lとウエスト弾性部材F2が同時にウェブW上に貼り付けられてもよい。例えば、ウエスト弾性部材F2およびレッグ弾性部材Lは、ニップロール70,71に挟まれて、ウェブWと他のウェブ12との間に固定される。レッグ弾性部材Lは、ウェブWの幅方向に移動する挿入部80によって、ウェブW,12の間に導入される。他のウェブ12等が配置されたウェブWに、吸収体Cがドラム72によって配置される。
その後、吸収体Cが配置されたウェブWは、図1の孔形成部30に送られる。
図1の孔形成部30においては、レッグホールカッタ(アンビルロールは図示されず)により、ウエスト弾性部材Fが導入されたウェブWに、所定の間隔でレッグホールとなる孔Hが開けられる。切り取られた部材は、バキュームなどにより、製造ラインの系外に排出される。なお、レッグホールとなる孔Hは、ウエスト弾性部材Fが導入される前に開けられてもよいし、吸収体Cが配置される前に開けられてもよい。
ウェブWに孔Hが開けられ、ウエスト弾性部材Fが配置された後、ウェブWは折り部40に送られる。折り部40において、ウェブWは図4(a)〜図4(d)のように概ねV字状ないしU字状に折られた後、ウェブWの第1の側縁W1と第2の側縁W2とが互いに合致する(両側縁W1,W2の位置が一致する)ように2つに折り畳まれる。このとき、ウェブの両側縁の一方の側縁が他方の側縁に対して所定量だけはみ出すように、ウェブを2つに折り重ねてもよい。
図1の折り部40は、2つ折りセーラ(当接部材)1を有している。2つ折りセーラ1の底部は、ウェブWの幅方向の概ね中心に接触し、ウェブWの第1の側縁W1と第2の側縁W2とが合致する(両側縁W1,W2の位置が一致する)ようにウェブが2つに折られる。2つ折りセーラ1は、舟形のように立体的であってもよいし、フレームにより所定の形状が形成されていてもよい。なお、折り部40についての詳細は後述する。
2つに折られたウェブWは、前記セーラ1で折られた後に複数本の案内バー(挟み部材の一例)51により挟まれることで完全に2つに折り重ねられると共に、前記複数本の案内バー51を有する90°ひねり部50により概ね90°ひねられる。ひねり部50としては、例えば、特開2003−38566号に記載されているものが使用されてもよい。
ひねり部50によりひねられたウェブWは、接合切断部60のドラム61上でシール(接合)される。ウェブWは、例えば、特開2000−255518号に示されるようなヒートシール方法により、シールされてもよいし、ソニックシール方法によりシールされてもよい。シールにより形成された接合部Wcは、隣接するオムツP,P同士を互いに区画化する。シールにより形成されたウェブの接合部Wcは図示しないカッタによりカットされ、オムツPがウェブWから分離される。
なお、必要に応じて、オムツPの姿勢(向き)が約90°回転されてもよいし、隣接するオムツP,Pの間の間隔が変更されてもよい。例えば、オムツPをドラムの上を運動するパッドに載せて、そのパッドの姿勢(向き)を約90°回転させたり、パッドの速度を変えることができ、オムツPの姿勢(向き)や、オムツP,Pの間の間隔を変更することができる。そのような装置の一例は国際公開WO01/044086号等に示されている。
つぎに、折り部40の一例の詳細が図3に基づいて説明される。
折り部40は、ウェブWを2つに折るための2つ折りセーラ(修正部の一例、当接部材の一例)1と、ウェブWの位置のズレ(変位)を検知する第1センサ(検出部の一例)41と、第1センサ41からの信号を受け取る制御部3と、ウェブガイダ90とを有している。
第1センサ41は、ウェブWにおける2つ折りの基準となるウェブWの側縁(被検出部)W1,W2を検出して、ウェブWがどちらの側縁W1,W2にどれくらい片寄っているかを示す位置情報を生成する。例えば、第1センサ41は折り部40に設けられており、ウェブWが完全に折り重ねられる前に側縁W1,W2の位置情報を生成する。
前記第1センサ41はウェブガイダ90よりも下流に配置されることが好ましい。このような配置は、ウェブガイダ90が行った修正の確認を可能とする。
第1センサ41は、ウェブWが完全に折り重ねられる前にウェブWの側縁W1,W2の位置情報を検出し得る箇所に配置されることが好ましい。ウェブWが完全に折り重ねられる前に、ウェブWの側縁W1,W2の片寄を検知することは、高価なセンサの使用を必要としないという利点を与える。なお、ウェブWが完全に折り重ねられた後に、画像を処理することにより、ウェブWの片寄を検知することは可能である。
一対の第1センサ41が、設けられていてもよい。
一対の第1センサ41が設けられている場合、以下のように、制御部3がウェブWの経路を修正してもよい。まず、一方の第1センサ41からの位置情報の値から他方の第1センサ41からの位置情報の値を減算して減算値を得る。ついで、その減算値を2乗した値を算出する。この算出された値を、目標値(たとえば「0」)に近づけるように、ウェブWの経路を修正する。このような制御は、第1センサ41が1つだけ設けられる場合の制御に比べて検知精度が良い。
一対の第1センサ41が設けられている場合、一方の第1センサ41が故障したとしても、他方の第1センサ41により、ウェブWの位置情報を得ることが可能である。例えば、制御部3が一方の第1センサ41の異常を検知すると、制御部3は正常な別の第1センサ41からの位置情報に基づき、位置情報を生成する。なお、センサの異常については、特開2003−38566号に開示されている。
ここで、第1センサ41や後述する第2センサ103としては、ウェブWの側縁W1,W2の変位を追従する機構が設けられ、追従量から前記側縁W1,W2の変位を算出するチェイス型の検出器が用いられてもよい。
ウェブガイダ90は、ウェブWの外側面及び/または内側面に接触する接触部(修正部の一例)91と、接触部91を駆動する駆動部92を備えている。図4(a)に示す実施例において、2つの接触部91は、ウェブWの外側面W3に接触するように、ウェブWの両側にそれぞれ配置されていている。接触部91がウェブWの表面W3及び/又はW4に接触すると、ウェブWのテンションが変化し、ウェブWの軌道が変化する。この接触部91は、2つ折りセーラ(当接部材)1の上流端19と案内バー(挟み部材)51との間の位置に設けられるのが好ましい。ここで、ウェブWの外側面W3は、ウェブWに吸収体Cが配置されていないウェブWの表面である。一方、ウェブWの内側面W4は、ウェブWに吸収体Cが配置されているウェブWの表面である。
前記ウェブWの軌道の変化を図3の第1センサ41がウェブWの位置情報として検知する。前記位置情報が目標値になるように、制御部3が制御情報を生成する。駆動部92は前記制御情報を受け取る。前記制御情報に基づいて駆動部92が駆動して、伸縮部93が伸縮することで、駆動部92が接触部91の姿勢を変化させる。これにより、たとえば、ウェブWの2つの側縁W1,W2の位置を互いに合致させることが可能となる。
前記位置情報及び制御情報に基づき、ウェブガイダ90系(システム)を自己回帰モデル(autoregressive model)やARMAモデル(autoregressive moving average model)にモデリングし、ウェブガイダ90系が安定するように、補償器が構成されてもよい。また、ニューラルネットワークやファジー制御(fuzzy control)により、ウェブガイダ90系が制御されてもよい。なお、位置情報を直接フィードバックするのではなく、状態フィードバックにより、駆動部92が制御されてもよい。特に、最適化制御法により、ウェブガイダ90系が制御されてもよい。また、状態フィードバックを行うために、状態観測器により、状態が推定されてもよい。状態観測器としては、カルマンフィルタ等のフィルタが用いられてもよい。
接触部91は、折り部40においてウェブWの表面W3及び/又はW4に接触することにより、ウェブWのテンションを変化させることができる。接触部91の形状としては、円錐体又は直方体等の多面体や球体などが考えられる。効果的にウェブWの軌道を修正させるためには、接触部91として、回転可能なローラが用いられることが好ましい。このように回転可能なローラを用いることが、ウェブWに生じるテンションの変動の偏差を小さくすることを可能にする。
ウェブガイダ90の具体的な構造の一例について説明する。
接触部91は、少なくとも1つのローラ91からなる。前記ローラ91は中心軸91cのまわりに回転可能である。前記ローラ91の中心軸91cの一端は、回転中心O1を中心にフレーム94に対し回転自在に取り付けられている。前記ローラ91の中心軸91cの他端は、伸縮部93の一端O2に回転自在に取り付けられている。伸縮部93を伸縮させることにより、ローラ91の姿勢、つまり、側面から見たローラ91の傾斜角(姿勢)が変化する。
ローラ91はウェブWの表面に接触し、かつ、回転可能である。ローラ91をウェブWの表面に接触させた状態で、ローラ91の前記傾斜角(姿勢)及び位置の少なくとも一方を変更すると、その変更の結果、ローラ91とウェブWとの間に生じる動的な摩擦力が変化し、そのためウェブWに作用する外力が変動する。これにより、ウェブWの軌道が変更されることが可能である。
ローラ91の材料としては、鉄もしくはアルミ等の金属やカーボングラファイトが使用されることができる。前記摩擦力を大きくする観点から、少なくともローラ91の表面は、金属若しくはカーボングラファイトよりもウェブWとの摩擦力が大きい部材、例えば、ゴム又はコルク等で形成されることが好ましい。また、表面粗度を粗くした金属又はカーボングラファイトはウェブWとの摩擦が大きいので、かかる金属又はカーボングラファイトがローラ91の表面の部材として使用されることが可能である。表面粗度を粗くするために、塗装やエッチング等の処理がローラ91の表面に施されてもよい。
ウェブWは、基本的には、ローラ91の軸線に垂直な方向Yに連続的に搬送される(移動する)。つまり、ローラ91とウェブWの接触線(点)におけるローラ91の回転の接線方向にウェブWは搬送される(移動する)。例えば、ローラ91の上部91aが下部91bよりも下流に位置する場合、ウェブWの流れ方向Yがローラ91の軸線に垂直になるように、ローラ91の近傍のウェブWの側縁W1又はW2が下部91bに向って変位する。また、ローラ91の上部91aが下部91bよりも上流に位置する場合、ウェブWの流れ方向Yがローラ91の軸線に垂直となるように、ローラ91の近傍のウェブWの側縁W1またはW2が上部91aに向って変位する。
また、ローラ91の回転速度を変化させることにより、両側縁W1,W2の位置を合致させることが可能である。例えば、ローラ91がモータにより回転駆動されている場合、モータの回転速度を変化させることにより、ローラ91とウェブWとの接触状態が変化して、ウェブWに与えるテンションが変動させられてもよい。
ウェブWのテンションを変化させることができれば、ウェブガイダ90の構成は、図4(a)に示す構成に限られない。例えば、図4(b)に示すように、接触部91は、ウェブWの一方の外側面W3に接触するように、側縁W1又はW2の一方にのみ配置されていてもよい。また、接触部91は、図4(c)又は図4(d)に示すように、ウェブWの内側面W4に接触するように、両側縁W1,W2の両方あるいは側縁W1又はW2の一方に配置されていてもよい。
また、図5(a)及び図5(b)に示すように、片側に少なくとも2本のロール91を設け、ウェブWの内側面W4と外側面W3を各ローラ91で挟み込む、2本のローラ91にウェブWを巻きつける、或は、2本のローラ91をウェブWに押し付けることにより、ウェブWのテンションを変化させてもよい。
また、図3において、一対の第1センサ41が設けられてもよい。一対の第1センサ41が設けられている場合、以下のように制御部3がウェブWの経路を修正してもよい。まず、一方の第1センサ41からの位置情報の値から他方の第1センサ41からの位置情報の値を減算して減算値を得る。ついで、その減算値を2乗した値を算出する。この算出された値を、目標値(たとえば「0」)に近づけるように、ウェブWの経路を修正する。
なお、ウェブガイダ90が駆動すると共に、2つ折りセーラ1が、制御部3により上下左右に移動可能であってもよい。また、制御部3は、2つ折りセーラ1及びウェブガイダ90の双方を制御してもよい。
また、ウェブWの中心が2つ折りセーラ(当接部材)の中心(折り部40の中心)に導かれるように、ウェブWを2つ折りセーラ1の中心に導く別のウェブガイダ100が折り部40の上流に配置されていてもよい。ウェブガイダ100は、ウェブWと接触する別の接触部101と、該接触部101を駆動する別の駆動部102を備えている。第2センサ103は前記別のウェブガイダ100の上流又は下流に配置され、ウェブWの位置ズレ(変位)を検知し、その情報を制御部3に出力する。制御部3は、その情報に基づき、駆動部102を制御する。
Claims (5)
- ウェブの両側縁同士の位置関係が所定の位置関係になるように前記ウェブを2つに折る折り部と、
前記折り部において前記ウェブに接触し、前記ウェブの移動方向を修正する修正部と、
前記ウェブの折りの基準となる前記ウェブの被検出部を検出し、検出された被検出部の位置に関する位置情報を出力する検出部と、
前記位置情報に基づき、前記ウェブの両側縁同士の位置関係をが所定の位置関係に近づけるように前記修正部を制御する制御部と、を備えた折り装置。 - 請求項1において、前記修正部が、前記ウェブのテンションを変更することにより、前記ウェブの移動方向を修正する折り装置。
- 流れ方向に連続した連続ウェブの両側縁同士の位置関係が互いに所定の位置関係となるように前記ウェブを2つに折り重ねる折り装置であって、
前記ウェブの両側縁の間において、前記ウェブの流れ方向に沿って延びるように設けられ、前記ウェブに当接して前記ウェブをV字状ないしU字状に折る当接部材と、
前記当接部材の下流に設けられ、前記当接部材で折られたウェブを挟んで2つに折り重ねる挟み部材と、
前記当接部材の上流端と前記挟み部材との間の位置に設けられ、前記V字状ないしU字状に折られた状態のウェブの内側面及び/又は外側面に接触する接触部と、
前記ウェブの折りの基準となる前記ウェブの被検出部を検出し、検出された被検出部の位置に関する位置情報を出力する検出部と、
前記接触部及び/または当接部材の前記ウェブに対する接触状態を変化させる駆動部と、
前記位置情報に基づいて、前記ウェブの両側縁同士の位置関係を互いに所定の位置関係に近づけるように前記駆動部の駆動を制御する制御部と、を備えた折り装置。 - ウェブの表面に吸収体を配置する工程と、
前記ウェブの両側縁が互いに近接乃至重なり合うように、折り部においてウェブを2つに折る折り工程と、
前記ウェブにおける2つ折りの基準となる被検出部を検出し、前記検出された被検出部の位置に関する位置情報を生成する工程と、
前記位置情報に基づいて、前記折り部におけるウェブに接触部を接触させることで、前記折られたウェブの両側縁同士の位置関係が所定の位置関係になるように、前記ウェブの経路を修正する工程と、
前記折られたウェブの一部を互いに接合して接合部を形成する工程と、
前記接合されたウェブを前記接合部において切断する工程と、を包含する着用物品の製造方法。 - 請求項4において、
前記ウェブの表面に弾性部材を配置する工程と、
前記ウェブにレッグホールとなる孔を形成する工程とを、包含する着用物品の製造方法。
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