JPWO2017212969A1 - 複合シートの製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明の複合シートは第１シート（１）を搬送する手段（Ｔ）と、第１シート（１）に凹凸を形成する賦形手段と、賦形された第１シート（１）の搬送経路（ＣＰ）に第２シート（２）を導入して第１シート（１）に第２シート（２）を重ねる導入手段と、第１シート（１）と第２シート（２）とを間欠的に接合して複合シート（Ｓ）を生成する手段としての超音波接合手段と、重ねられた第１シート（１）および第２シート（２）の接合部分あるいは接合される部分を冷却する冷却手段とを備える。

Description

本発明は複合シートの製造装置および製造方法に関する。

従来より、前記複合シートの一種として、例えば着用物品のトップシートは公知である（特許文献１）。前記トップシートは着用物品の肌面に接触する。そのため、トップシートには肌ざわりの良い表面となるような風合いが要求される。

図４は前記特許文献１に開示された、トップシートの一例を示す。この図において、前記トップシートを構成する複合シートＳは多数の凸部３が賦形された第１シート１と、そのような凸部３を有しない平坦な第２シート２とが互いに積層された溶着部分７で接合されている。

かかる複合シートＴは前記多数の凸部３を有する第１シート１が肌面に接し、そのため、前記風合いに優れる。

ＪＰ２００４−１７４２３４Ａ ＷＯ２０１４／０８４０６６Ａ１

接合の手段としては、いわゆるヒートシールが用いられている。しかし、ヒートシールでは加熱したロール等をシートに押し付け、シートの材料を溶融することで前記接合を実行する。その際、溶着部分７以外のシートの部分も加熱されてしまい、シートの風合いが損なわれる。

一方、接続手段として超音波接合を用い場合、シートに対する熱の影響を低減することができる。しかし、熱の影響を受けやすい素材では同様の問題が生じる。

また、超音波接合では、超音波ホーンとアンビルドラムとの隙間が接合状態に影響する。接合により生じた熱でアンビルドラムが加熱されるだろう。その場合、アンビルドラムが熱により膨張して、アンビルドラムの外径が大きくなり、接合状態が低下する。

したがって、本発明の目的は、複合シートの製造装置および製造方法において、複合シートの風合いを向上させ、また、複合シートの接合状態を向上させることである。

本発明の複合シートの製造装置は、第１シート１を搬送する手段Ｔと、
前記第１シート１に凹凸を形成する賦形手段と、
賦形された前記第１シート１の搬送経路ＣＰに第２シート２を導入して前記第１シート１に前記第２シート２を重ねる導入手段と、
前記第１シート１と前記第２シート２とを間欠的に接合して複合シートＳを生成する手段としての超音波接合手段と、
重ねられた前記第１シート１および前記第２シート２の接合部分、および／または、接合される部分を冷却する冷却手段とを備える。

本製造装置において好ましくは、前記超音波接合手段はアンビルドラムＡＤと協働して前記接合を実行する超音波ホーンＨを備え、
前記冷却手段は、前記アンビルドラムＡＤにおける前記導入手段による前記第２シート２の導入ポイントＰ１から前記ホーンＨまでの第１領域Ａ１を冷却する第１冷却手段、、および／または、前記ホーンＨが対向する前記アンビルドラムＡＤの部分から前記複合シートＳが前記アンビルドラムＡＤから導出される導出ポイントＰ２までの第２領域Ａ２を冷却する第２冷却手段を備える。

かかる製造装置を用いて、複合シートは以下のように製造される。すなわち、本製造方法は第１シート１を搬送する工程と、
前記第１シート１に凹凸を形成する賦形工程と、
賦形された前記第１シート１の搬送経路ＣＰに第２シート２を導入して前記第１シート１に前記第２シート２を重ねる導入工程と、
前記第１シート１と前記第２シート２とを間欠的に接合して複合シートＳを生成する工程としての超音波接合工程と、
重ねられた前記第１シート１および前記第２シート２の接合部分あるいは接合される部分を予め冷却する冷却工程とを備える。

本発明において、冷却手段は第１および第２シートの接合部分（第１領域）または接合される部分（第２領域）を冷却する。そのため、第１および第２シートを冷却できるだけでなく、超音波接合手段の一部であるアンビルドラムがホーンとの摩擦で昇温しても、これを冷却することができる。
したがって、前記接合部分以外の複合シートの部位が熱により変質するのを抑制でき、複合シートの風合いが損なわれるのを抑制できる。

また、アンビルドラムの熱による膨張を抑制でき、そのため、アンビルドラムの外径が大きくなるのを抑制できる。したがって、アンビルドラムと超音波ホーンとの間のギャップ（距離）が適切な値に保たれ、接合状態の向上が期待できる。

図１は本発明の一実施例を示す製造装置の概略構成図である。 図２は賦形手段を示す拡大断面図である。 図３は負圧部を示す断面図である。 図４は複合シートの一例を示す拡大断面図である

発明を実施する形態

より具体的な本製造装置の構造は、アンビルドラムＡＤの表面に沿って上流から下流に搬送される第１シート１に凹凸を形成する賦形ローラＭＲと、
前記賦形ローラＭＲよりも下流において前記第１シート１の搬送経路ＣＰに第２シート２を導入して前記第１シート１に前記第２シート２を重ねる導入ローラＩＲと、
前記導入ローラＩＲよりも下流において前記アンビルドラムＡＤと協働して前記第１シート１と前記第２シート２とを間欠的に接合することで複合シートＳを生成する超音波ホーンＨとを備えた複合シートの製造装置において、
前記アンビルドラムＡＤにおける前記導入ローラＩＲによる前記第２シート２の導入ポイントＰ１から前記ホーンＨまでの第１領域Ａ１、および／または、前記アンビルドラムＡＤにおける前記ホーンＨから前記複合シートＳが導出される導出ポイントＰ２までの第２領域Ａ２を冷却する冷却手段を備える。

より具体的な本製造方法は、アンビルドラムＡＤの表面に沿って上流から下流に搬送される第１シート１に賦形ローラＭＲで凹凸を形成する賦形工程と、
前記賦形ローラＭＲよりも下流において前記第１シート１の搬送経路ＣＰに導入ローラＩＲが第２シート２を導入して前記第１シート１に前記第２シート２を重ねる導入工程と、
前記導入ローラＩＲよりも下流において前記アンビルドラムＡＤと超音波ホーンＨとが協働して前記第１シート１と前記第２シート２とを間欠的に接合することで複合シートＳを生成する工程とを備えた複合シートＳの製造方法において、
前記アンビルドラムＡＤにおける前記導入ローラＩＲによる前記第２シート２の導入ポイントＰ１から前記ホーンＨまでの第１領域Ａ１、および／または、前記アンビルドラムＡＤにおける前記ホーンＨから前記複合シートＳが導出される導出ポイントＰ２までの第２領域Ａ２を冷却手段が冷却する冷却工程を備える。

これらの場合において、好ましくは、前記冷却手段は、前記第１領域Ａ１における前記第１および第２シート１，２に向かって気体Ｇを吹き出す第１吹出装置Ｃ１と、前記第２領域Ａ２における前記第１および第２シート１，２に向って気体Ｇを吹出す第２吹出装置Ｃ２とを備える。

この場合、気体の各吹付装置はホーンの近傍の第１または第２領域において第１および第２シートに気体を吹き付け、これにより、第１および第２シートが冷却されると共に、アンビルドラムが第１および／または第２領域において冷却される。

好ましくは、前記第１および第２シート１，２は通気性を有し、
前記第１および第２シート１，２を搬送する前記アンビルドラムＡＤの内部には前記第１および第２シート１，２を負圧で吸着する負圧部Ｂが形成され、
前記第１および／または第２吹出装置Ｃ１，Ｃ２は前記負圧部Ｂに向かって前記気体Ｇを吹き出す気体吐出口Ｊを規定する。

仮に、前記負圧部を設けていないと、前記吹出装置からの気体がシートに吹き付けられた後に、シートで反射され気体の大半は両シートを通過せず、また、アンビルドラムＡＤの表面に到達せずに雰囲気中に乱流となって流れるであろう。その場合、気体による両シートやアンビルドラムＡＤの冷却効果が十分に得られないかもしれない。

これに対し、本実施形態では、吹付装置の気体吐出口から吐出された気体はアンビルドラムの内部の負圧部に吸引される。そのため、第１および第２シートに吹き付けられた気体は、負圧部に吸引されて両シートの微細な孔を通過し、両シートを冷却すると共にアンビルドラムの昇温した表層部分を冷却する。したがって、両シートおよびアンビルドラムの冷却効果が高まる。

特に、吹出装置からの気体がアンビルドラムの内部の負圧部に吸引されるので、気体が第１および第２シートを通過して前記アンビルドラムに接触する気体の割合が著しく増大する。
すなわち、通気性を有するシートを通って気体がアンビルドラムの表層部に接触した後に、アンビルドラムの負圧部に吸引される。したがって、アンビルドラムに接触する気体の割合が著しく増大する。

その結果、複合シートの風合いが向上し、また、複合シートの接合状態が向上する。

１つの前記各実施態様または下記の実施例に関連して説明および／または図示した特徴は、１つまたはそれ以上の他の実施態様または他の実施例において同一または類似な形で、および／または他の実施態様または実施例の特徴と組み合わせて、または、その代わりに利用することができる。

本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかし、実施例および図面は単なる図示および説明のためのものであり、本発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。本発明の範囲は請求の範囲によってのみ定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。

本発明の実施例の説明に先立って本発明により生成される複合シートＳの一例について図４を用いて説明する。
図４において複合シートＳは例えば使い捨て着用物品のトップシートであってもよい。なお、凸部３の形状は断面台形状であってもよいし、半球殻状等であってもよい。

前記トップシートは吸液するため液透過性で、かつ、ムレ防止のための通気性を有する。したがって、前記トップシートを構成する第１および第２シート１、２は共に通気性を有する。通気性を有する第１および第２シートは例えば熱可塑性の不織布であってもよいし、溶着部分７に形成された貫通孔を介して通気性を発揮するものであってもよい。

つぎに、本製造装置の一例を図１〜図３に基づいて説明する。
図１に示すように、本製造装置はアンビルドラムＡＤと、賦形ローラＭＲと、超音波接合手段と第１および第２導入ローラ１０，ＩＲを備える。

前記アンビルドラムＡＤは第１シート１を導入する第１導入ローラ１０と共に搬送手段Ｔを構成する。搬送手段ＴはアンビルドラムＡＤの表面に沿って上流から下流に向かって第１シート１を搬送する。

前記アンビルドラムＡＤと前記賦形ローラＭＲは第１シート１に凹凸を形成する賦形手段を構成する。本実施例の場合、図２のアンビルドラムＡＤの外周面には多数の凹部Ｄ１が設けられ、一方、前記賦形ローラＭＲの外周面には多数の凸部Ｍ１が設けられている。前記凹部Ｄ１と凸部Ｍ１との間に第１シート１（図１）を挟みながら、前記各凹部Ｄ１が凸部Ｍ１に次々に嵌まり込んで、図４の第１シート１のように賦形されて凹凸が形成される。

図１の前記第２導入ローラＩＲは（第２）導入手段を構成し、前記賦形ローラＭＲよりも下流において前記第１シート１の搬送経路ＣＰに第２シート２を導入して前記第１シート１に前記第２シート２を重ねる。前記導入ローラＩＲとアンビルドラムＡＤとは第２シート２を搬送する別の搬送手段を構成する。

前記超音波接合手段は、アンビルドラムＡＤと、前記アンビルドラムＡＤと協働して前記両シートＳ１，Ｓ２に振動エネルギーを印加する超音波ホーンＨと、前記超音波ホーンＨに各々超音波振動を発生させるソニック装置２０とを備える。

前記ホーンＨには周波数の高い機械的振動が負荷されて、前記超音波ホーンＨとアンビルドラムＡＤとの間を通過する２枚のシート１，２同士を摩擦熱で互いに溶着して接合する。すなわち、前記ホーンＨは前記導入ローラＩＲよりも下流において前記アンビルドラムＡＤと協働して前記第１シート１と前記第２シート２とを間欠的に接合することで複合シートＳを生成する。

前記超音波ホーンＨとしては、たとえば、特表平１０−５１３１２８号に記載の超音波ホーンが用いられてもよい。アンビルドラムＡＤの表面にシールパターンが形成されていてもよい。

前記第１シート１は導入ポイントＰＯから前記アンビルドラムＡＤに沿った搬送経路ＣＰに導入される。前記第２シート２は導入ポイントＰ１から前記アンビルドラムＡＤに沿った搬送経路ＣＰに導入される。生成された複合シートＳは導出ポイントＰ２から導出される。なお、前記搬送経路ＣＰは、例えば、アンビルドラムＡＤの外周面で構成される。

前記ホーンＨは超音波接合装置の先端部分で前記両シート１，２を介してアンビルドラムＡＤに近接している。前記第１シート１の搬送経路ＣＰにおける前記ホーンＨの直上流と直下流に気体Ｇが吹き付けられるように、それぞれ、第１および第２吹出装置Ｃ１，Ｃ２がアンビルドラムＡＤの近傍に配置されている。後述するように、第１および第２吹出装置Ｃ１，Ｃ２は、各々、アンビルドラムＡＤの第１領域Ａ１および第２領域Ａ２を冷却する。

前記第１領域Ａ１は前記アンビルドラムＡＤにおける前記導入ローラＩＲによる前記第２シート２の導入ポイントＰ１から前記ホーンＨの上流端までの領域である。前記第２領域Ａ２は前記アンビルドラムＡＤにおける記ホーンＨの下流端から前記複合シートＳが導出される導出ポイントＰ２までの領域である。

第１および第２吹出装置Ｃ１，Ｃ２は、それぞれ、前記第１および／または第２領域Ａ１，Ａ２において前記第１および第２シート１，２に気体Ｇを吹き付ける。前記吹出装置Ｃ１，Ｃ２からの気体はエアーやチッ素であってもよく、また、別の冷媒で冷却された気体であってもよい。
前記第１および第２吹出装置Ｃ１，Ｃ２は後述する負圧部Ｂに向かって前記気体Ｇを吹き付ける気体吐出口Ｊを有する。また、前記吹出装置Ｃ１，Ｃ２の吐出口Ｊは図３のようにアンビルドラムＡＤの回転輪Ｄ２の軸方向に長く形成されていてもよい。

図１の破線で示す前記負圧部Ｂは前記アンビルドラムＡＤの内部に形成され、前記第１および第２シート１，２を負圧で吸着する。以下、前記負圧部Ｂの詳細について説明する。

図３に示すように、前記アンビルドラムＡＤは回転輪Ｄ２および固定輪Ｄ３を備える。回転輪Ｄ２は回転中心Ｄ４のまわりを回転し、固定輪Ｄ３は図示しないフレームに固定されている。

前記固定輪Ｄ３には気体を負圧吸引する導入パイプＣｐが連結された空洞部Ｃ３が形成されている。図１の破線で示すように前記空洞部Ｃ３は前記固定輪Ｄ３の一部に設けられている。すなわち、前記空洞部Ｃ３は前記導入ポイントＰＯ〜導出ポイントＰ２に至る区間に対応して円弧状に設けられている。

図３の前記回転輪Ｄ２には前記固定輪Ｄ３に連通するマニホールドＤｍが形成されている。図２のように、前記マニホールドＤｍは多数の横孔Ｄ５と多数の吸引孔Ｂ１とを備える。前記各吸引孔Ｂ１はアンビルドラムＡＤの径方向に延び前記横孔Ｄ５に連通し、図１の負圧部Ｂの区間において前記空洞部Ｃ３（図３）に連通する。すなわち、図３の前記各吸引孔Ｂ１は前記空洞部Ｃ３に連通している間において前記負圧部Ｂを構成する。図１の負圧部ＢはアンビルドラムＡＤに対し第１シート１が位置ズレするのを防止すると共に凸部３（図４）を保形する。

つぎに、複合シートＳの製造方法について説明する。
図１の第１シート１が第１導入ローラ１０に案内されて導入ポイントＰＯでアンビルドラムＡＤに導入され、アンビルドラムＡＤの表面に沿って上流から下流に搬送される。第１シート１は図２の賦形ローラＭＲにより凹凸が形成される。

図１の前記賦形ローラＭＲよりも下流の導入ポイントＰ１において、前記第１シート１の搬送経路ＣＰに導入ローラＩＲが第２シート２を導入して、前記凹凸が形成された前記第１シート１に前記第２シート２を重ねる。

図１の前記導入ローラＩＲよりも下流において、前記アンビルドラムＡＤと超音波ホーンＨとが協働して、図４の前記第１シート１と前記第２シート２とを、凸部３が形成される部分以外の部分（溶着部分７）において間欠的に接合する。これにより複合シートＳが生成される。

図１の前記第１シート１および第２シート２の導入から複合シートＳの生成は連続的に行われるが、運転中は常時、図３の前記空洞部Ｃ３の負圧が維持される。一方、運転中は常時、図１の第１吹出装置Ｃ１および第２吹出装置Ｃ２から気体Ｇが噴出される。これによって、第１領域Ａ１および第２領域Ａ２が冷却手段により冷却される。

すなわち、前記アンビルドラムＡＤにおける前記導入ローラＩＲによる前記第２シート２の導入ポイントＰ１から前記ホーンＨまでの第１領域Ａ１には、第１吹出装置Ｃ１から噴出された気体Ｇが吹き付けられる。一方、前記アンビルドラムＡＤにおける前記ホーンＨから前記複合シートＳが導出される導出ポイントＰ２までの第２領域Ａ２には、第２吹出装置Ｃ２から噴出された気体Ｇが吹き付けられる。

前記第１領域Ａ１において、前記気体Ｇは通気性を有する第１および第２シート１、２を通過して負圧部Ｂに吸引される。そのため、ホーンＨの直上流において両シート１，２およびアンビルドラムＡＤを冷却することができる。

一方、前記第２領域Ａ２において、前記気体Ｇは通気性を有する複合シートＳを通過して負圧部Ｂに吸引される。そのため、ホーンＨの直下流において昇温した両シート１，２およびアンビルドラムＡＤの部分を冷却することができる。

以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施例を説明したが、当業者であれば本明細書を見て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。
たとえば、着用物品はパンツやオムツではなく、生理用品であってもよい。また、複合シートＳはトップシートでなくてもよい。
また、第１吹出装置Ｃ１または第２吹出装置Ｃ２のいずれか一方のみを設けてもよい。更に、負圧部Ｂは必ずしも必要ではない。
また、アンビルドラムには温調のためのヒータが設けられていてもよい。
したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。

本発明は使い捨て着用物品のトップシートなどに採用することができる。

１：第１シート ２：第２シート
２０：ソニック装置 Ａ１：第１領域 Ａ２：第２領域
ＡＤ：アンビルドラム Ｂ：負圧部
Ｃ１：第１吹出装置 Ｃ２：第２吹出装置 ＣＰ：搬送経路
Ｇ：気体 Ｈ：超音波ホーン ＩＲ：導入ローラ ＭＲ：賦形ローラ
Ｐ１：導入ポイント Ｐ２：導出ポイント Ｓ：複合シート

Claims (7)

1. 第１シート１を搬送する手段Ｔと、
   前記第１シート１に凹凸を形成する賦形手段と、
   賦形された前記第１シート１の搬送経路ＣＰに第２シート２を導入して前記第１シート１に前記第２シート２を重ねる導入手段と、
   前記第１シート１と前記第２シート２とを間欠的に接合して複合シートＳを生成する手段としての超音波接合手段と、
   重ねられた前記第１シート１および前記第２シート２の接合部分、および／または、接合される部分を冷却する冷却手段とを備える、複合シートの製造装置。
2. 請求項１において、前記超音波接合手段はアンビルドラムＡＤと協働して前記接合を実行する超音波ホーンＨを備え、
   前記冷却手段は、前記アンビルドラムＡＤにおける前記導入手段による前記第２シート２の導入ポイントＰ１から前記ホーンＨまでの第１領域Ａ１を冷却する第１冷却手段、および／または、前記ホーンＨが対向する前記アンビルドラムＡＤの部分から前記複合シートＳが前記アンビルドラムＡＤから導出される導出ポイントＰ２までの第２領域Ａ２を冷却する第２冷却手段を備える、製造装置。
3. アンビルドラムＡＤの表面に沿って上流から下流に搬送される第１シート１に凹凸を形成する賦形ローラＭＲと、
   前記賦形ローラＭＲよりも下流において前記第１シート１の搬送経路ＣＰに第２シート２を導入して前記第１シート１に前記第２シート２を重ねる導入ローラＩＲと、
   前記導入ローラＩＲよりも下流において前記アンビルドラムＡＤと協働して前記第１シート１と前記第２シート２とを間欠的に接合することで複合シートＳを生成する超音波ホーンＨとを備えた複合シートの製造装置において、
   前記アンビルドラムＡＤにおける前記導入ローラＩＲによる前記第２シート２の導入ポイントＰ１から前記ホーンＨまでの第１領域Ａ１、および／または、前記アンビルドラムＡＤにおける前記ホーンＨから前記複合シートＳが導出される導出ポイントＰ２までの第２領域Ａ２を冷却する冷却手段を備える、ことを特徴とする複合シート２の製造装置。
4. 請求項２もしくは３において、前記冷却手段は、
   前記第１領域Ａ１における前記第１および第２シート１，２に向かって気体Ｇを吹き出す第１吹出装置Ｃ１と、前記第２領域Ａ２における前記第１および第２シート１，２に向って気体Ｇを吹出す第２吹出装置Ｃ２とを備える、製造装置。
5. 請求項４において、前記第１および第２シート１，２は通気性を有し、
   前記第１および第２シート１，２を搬送する前記アンビルドラムＡＤの内部には前記第１および第２シート１，２を負圧で吸着する負圧部Ｂが形成され、
   前記第１および／または第２吹出装置Ｃ１，Ｃ２は前記負圧部Ｂに向かって前記気体Ｇを吹き出す気体吐出口Ｊを規定する、製造装置。
6. 第１シート１を搬送する工程と、
   前記第１シート１に凹凸を形成する賦形工程と、
   賦形された前記第１シート１の搬送経路ＣＰに第２シート２を導入して前記第１シート１に前記第２シート２を重ねる導入工程と、
   前記第１シート１と前記第２シート２とを間欠的に接合して複合シートＳを生成する工程としての超音波接合工程と、
   重ねられた前記第１シート１および前記第２シート２の接合部分および／または接合される部分を予め冷却する冷却工程とを備える、複合シートの製造方法。
7. アンビルドラムＡＤの表面に沿って上流から下流に搬送される第１シート１に賦形ローラＭＲで凹凸を形成する賦形工程と、
   前記賦形ローラＭＲよりも下流において前記第１シート１の搬送経路ＣＰに導入ローラＩＲが第２シート２を導入して前記第１シート１に前記第２シート２を重ねる導入工程と、
   前記導入ローラＩＲよりも下流において前記アンビルドラムＡＤと超音波ホーンＨとが協働して前記第１シート１と前記第２シート２とを間欠的に接合することで複合シートＳを生成する工程とを備えた複合シートＳの製造方法において、
   前記アンビルドラムＡＤにおける前記導入ローラＩＲによる前記第２シート２の導入ポイントＰ１から前記ホーンＨまでの第１領域Ａ１、および／または、前記アンビルドラムＡＤにおける前記ホーンＨから前記複合シートＳが導出される導出ポイントＰ２までの第２領域Ａ２を冷却手段が冷却する冷却工程を備える、ことを特徴とする複合シートの製造方法。