WO2009087820A1 - シートの賦形方法、およびこの方法で製造されたシート - Google Patents

シートの賦形方法、およびこの方法で製造されたシート Download PDF

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WO2009087820A1
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sheet
mold
molding
thermoplastic polymer
blades
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Hideki Azuma
Kenichi Akaki
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    • Y10T442/659—Including an additional nonwoven fabric

Definitions

  • the present invention relates to a method for forming a stretchable region that can be stretched in the thickness direction of a thermoplastic polymer sheet, and a sheet produced by this method.
  • Patent Document 1 is a liquid-permeable surface sheet of a body fluid absorbent article, and has a region that can be expanded and contracted in the vertical direction of the sheet surface at a required portion of the sheet surface, and this region extends from the periphery to the center portion. There is disclosed a sheet formed of a large number of ridges that undulate and extend in a regression line. According to Patent Document 1, since a large number of fine gathers do not occur in the stretchable region, the wearer does not feel uncomfortable. Moreover, when this sheet
  • the stretchable region of Patent Document 1 can be shaped by gearing the sheet.
  • An object of the present invention is to provide a shaping method for forming a stretchable region that can be stretched in the thickness direction of the sheet, and a sheet produced by this method, without causing such a conventional problem.
  • a fixed mold and a movable mold each having a plurality of molding blades are provided with a stretchable region that can be stretched in the sheet thickness direction at a position separated from the outer peripheral edge of the thermoplastic polymer sheet.
  • a plurality of forming blades are shaped so that at least one of a curved line and a bent line of a cross-sectional shape projected onto a sheet is arranged around the center of the similarity, and An introductory process of introducing the sheet between the fixed mold and the movable mold, and a fixed mold and a movable mold extending in the thickness direction of the sheet from the fixed mold and the movable mold so as to engage with each other without contact. And a stretching step of stretching the sheet between the tips of the adjacent molding blades by engaging the molding blades of the mold and the moving mold.
  • the curve and the bending line referred to in the present invention include a closed curve (a curve and / or a bending line having no start point and an end point) and a shape in which a part of the closed curve is missing (a curve and / or a bending line having a start point and an end point). ).
  • the shaping method of this invention it is preferable to maintain the state which mesh
  • thermoplastic polymer sheet shaped by the shaping method of the present invention uses at least one of a film made of thermoplastic polymer and a nonwoven fabric made of fibers of thermoplastic polymer.
  • seat and a film may be distinguished by thickness, in this invention, a sheet
  • a thermoplastic polymer sheet can also be made into the laminated sheet comprised by 2 or more types of films and / or a nonwoven fabric.
  • the shaping method of the present invention is a method of shaping a stretchable region by meshing a plurality of molding blades, so that the gears do not interfere with each other. Further, the sheet can be prevented from being torn by adjusting the meshing depth of the molding blade and stretching the sheet.
  • the stretchable region can be shaped more easily.
  • the sheet By pressing at least one of the outer peripheral region and the central region of the region where the tips of the forming blades are aligned in the thickness direction of the sheet, the sheet can be prevented from being drawn between the forming blades when the forming blades are engaged. .
  • the shape when the shaped stretchable region is extended in the thickness direction of the sheet can be adjusted. Furthermore, if the projected cross-sectional shape of a plurality of molding blades is a shape in which a part of the above-mentioned closed curve is missing, by reducing the meshing depth between the start point and the end point of this shape, the sheet breaks at this part. Can be prevented.
  • the perspective view which opens and shows a shaping apparatus The schematic diagram when a sheet
  • FIG. 1 XX sectional drawing of FIG.
  • Molding blade 3 Molding blade tip 4 Engagement depth 5 Fixed mold 6
  • Moving mold 8 Virtual moving straight line (sheet thickness direction) 10 thermoplastic polymer sheet 11 stretchable region 12 outer periphery
  • a stretchable region 11 is shaped on a thermoplastic polymer sheet 10 (hereinafter referred to as sheet 10) using a shaping device 1 in which a plurality of molding blades 2 are arranged concentrically.
  • the shaping method will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the shaping apparatus 1 in an open state
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1 showing the fixed mold 5 and the movable mold 6 facing each other.
  • the shaping apparatus 1 includes a fixed mold 5 and a moving mold 6.
  • Each of the fixed mold 5 and the movable mold 6 includes a plurality of molding blades 2 arranged concentrically. That is, the molding blades 2 are arranged so that the cross-sectional shape projected onto the sheet 10 is a closed curve.
  • the shaping device 1 includes a pair of outer peripheral frames 21 and a pair of central frames 23.
  • the moving mold 6 faces the fixed mold 5 as shown in FIG. 2 and is moved along the virtual moving straight line 8 by an actuator (not shown) to approach the fixed mold 5. ,break away.
  • the virtual movement straight line 8 coincides with the thickness direction of the sheet 10.
  • the molding blade 2 extends in parallel with the virtual movement straight line 8 and is erected on the pedestals 9 and 9 of the fixed mold 5 and the movable mold 6.
  • the fixed mold 5 and the plurality of molding blades 2 of the movable mold 6 are arranged so as to alternately mesh with each other without contacting each other. (See FIGS. 3 and 4).
  • the tip 3 of the molding blade 2 of the fixed mold 5 and the tip 3 of the molding blade 2 of the movable mold 6 are in the same plane orthogonal to the virtual movement straight line 8.
  • the distance between adjacent molding blades 2 is greater than the thickness of the plate forming the molding blade 2.
  • each of the opposed surfaces 7 where the moving mold 6 and the stationary mold 5 face each other has an outer peripheral pressing surface 20 which is in the outer peripheral region of the region where the tips 3 of the molding blades 2 are arranged and is orthogonal to the virtual moving straight line 8.
  • a pair of rectangular outer frames 21 and a pair of circular center frames 23 having a center pressing surface 22 in the center region surrounded by the tip 3 of the molding blade 2 and perpendicular to the virtual movement straight line 8 are provided. Yes.
  • the tip 3 of the molding blade 2 is in a position where it does not protrude with respect to the outer peripheral pressing surface 20 and the central pressing surface 22.
  • the outer peripheral frame 21 and the central frame 23 are attached to the base 41 together with the base 9.
  • the outer peripheral frame 21 and the central frame 23 provided on the movable mold 6 are spring-biased toward the outer peripheral frame 21 and the central frame 23 provided on the fixed mold 5, and the outer peripheral pressing surface 20.
  • the center pressing surfaces 22 can be in close contact with each other.
  • the outer peripheral frame 21 and the central frame 23 provided in the fixed mold 5 are spring-biased toward the movable mold 6, or provided in the fixed mold 5 and the movable mold 6. Both the outer peripheral frame 21 and the central frame 23 can be configured to be spring-biased toward the other party.
  • the shape of the outer periphery frame 21 and the center frame 23 is not limited to the illustrated example, For example, it can change suitably according to the outline shape of the expansion-contraction area
  • the central frame 23 can be omitted. If the outer peripheral pressing surface 20 protrudes from the tip 3 of the molding blade 2, the sheet 10 is dragged between the molding blades 2 when the molding blade 2 is engaged, as will be described later. Since it can prevent becoming, it is preferable.
  • FIG. 2 shows a state in the introduction process in which the sheet 10 is introduced between the fixed mold 5 and the movable mold 6, and FIG. 3 shows that the sheet 10 is pressed between the outer peripheral frames 21 and 21 of the fixed mold 5 and the movable mold 6.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in the stretching process in which the forming blade 2 is engaged and the stretchable region 11 is formed on the sheet 10.
  • FIG. 5 is an enlarged schematic view of a part of FIG. In the following description, it is assumed that the moving mold 6 moves along the virtual moving straight line 8 and approaches and separates from the fixed mold 5.
  • the sheet 10 is introduced between the fixed mold 5 and the movable mold 6.
  • the molding is performed by the fixed mold 5 and the outer peripheral pressing surfaces 20, 20 of the outer peripheral frames 21, 21 of the movable mold 6 as shown in FIG. 3.
  • the sheet 10 is pressed in the outer peripheral region of the region where the tips 3 of the blades 2 are arranged.
  • the sheet 10 is restrained from shifting in a direction orthogonal to the virtual movement straight line 8, and the stretchable region 11 can be formed at a predetermined position of the sheet 10.
  • the molding blades 2 are alternately meshed as shown in FIG.
  • the sheet 10 is sandwiched between the outer peripheral pressing surfaces 20 and 20 and the central pressing surfaces 22 and 22 under pressure, and movement in the direction orthogonal to the virtual movement straight line 8 is suppressed.
  • the molding blades 2 are alternately meshed with each other, the sheet 10 is not pushed into the gap between the molding blades 2 and the sheet 10 is adjacent to the adjacent molding blade 2 as schematically shown in FIG.
  • the high stretched portions 13 and the low stretched portions 14 are alternately generated. Thereby, the expansion-contraction area
  • region 11 is shaped.
  • the time for maintaining the meshed state can be appropriately determined by looking at the shape of the shaped stretchable region 11. If the state where the molding blade 2 is engaged is maintained at a temperature lower than the melting point of the thermoplastic polymer and higher than room temperature for a predetermined time, the stretchable region 11 can be shaped more easily. This temperature is usually in the range of 20-30 ° C. below the melting point of the thermoplastic polymer, and the thermal deformation of the thermoplastic polymer such as the deflection temperature under load (JIS K 7191-2) and Vicat softening temperature (JIS K 7206). With reference to the temperature, the shape of the formed stretchable region 11 can be determined as appropriate.
  • FIG. 6 is an external perspective view of the sheet 10 in which the stretchable region 11 is shaped in this manner
  • FIG. 7 schematically shows its cross-sectional shape.
  • a sheet 10 having a stretchable region 11 in which wavy undulations repeat concentrically is obtained.
  • the region extending in a ring shape along the apex of the wavy undulation is the low stretch portion 14 that is in pressure contact with the tip 3 of the molding blade 2, and the band-like region along the slope of the wavy undulation is molded.
  • This is a high stretch portion 13 stretched between the tips 3 of the blades 2. Since the low stretch portion 14 has a relatively low stretch rate, it is relatively thick as shown in FIG. On the other hand, the high stretch portion 13 is thin due to the sheet 10 being stretched, and is more easily deformed than the low stretch portion 14.
  • the stretchable region 11 high stretched portions 13 and low stretched portions 14 are alternately arranged.
  • each highly stretched portion 13 that is easily deformed is directed in the direction of the applied force, and the low stretched portion 14 follows the movement of the high stretched portion 13.
  • the stretchable region 11 extends conically in the thickness direction of the sheet 10 and forms a space 15 that is concave with respect to the sheet surface.
  • the stretchable region is shaped in the sheet 10 within a range in which the thermoplastic polymer can be stretched, so that the sheet 10 is not torn.
  • the stretchable region 11 capable of forming the space 15 can be formed without attaching a separate member to the sheet 10, if this sheet 10 is used for manufacturing a diaper capable of accommodating stool, the manufacturing process can be shortened. Streamlined.
  • a film is used as the sheet 10 has been described as an example.
  • a nonwoven fabric made of thermoplastic polymer fibers can be used instead.
  • the heat fusion point between the fibers is removed at the high stretch portion 13, so that it becomes easier to deform than the low stretch portion 14.
  • a stretchable sheet 10 such as a thermoplastic elastomer film or a nonwoven fabric made of thermoplastic elastomer fibers can be used.
  • a laminated sheet of a non-stretchable sheet 10 and a stretchable sheet 10 or a laminated sheet of different types of non-stretchable sheets 10 can also be used.
  • the thermoplastic polymer include polyolefin-based, polyester-based, and polyamide-based materials
  • examples of the thermoplastic elastomer include polyurethane-based and polyester-based block copolymer thermoplastic elastomers.
  • FIG. 8 illustrates an example of a projected cross-sectional shape of the molding blade 2 onto a plane orthogonal to the virtual movement straight line 8 which is the shape of the stretchable region 11 of the present invention. More specifically, when a plurality of similar closed curves and / or bend lines are point-symmetric and concentric with respect to the center of similarity (FIG. 8 (a)), a plurality of similar closed curves and / or bend lines are provided. May be symmetrical and concentric with respect to a straight line passing through the center of similarity (FIG. 8B).
  • FIGS. 9 is a perspective view of the fixed mold 5 used in this embodiment
  • FIG. 10 is a sectional view taken along the line XX of FIG. 9, and
  • FIG. 11 is a molding blade 2 when the movable mold 6 and the fixed mold 5 are engaged with each other.
  • It is a schematic diagram showing the meshing state.
  • 12 is a perspective view of the sheet 10 in which the stretchable region 11 is shaped
  • FIG. 13 is a diagram schematically showing a cross section of the stretchable region 11. As shown in FIG.
  • a shape in which a part of a closed curve is missing is a shape in which one side of a rectangle is missing (hereinafter referred to as a semi-rectangle), and a plurality of half-rectangular shapes share similar centers.
  • a description will be given assuming that the sheet 10 is a film using the shaping apparatus 1 having the molding blades 2 arranged so as to form a line.
  • FIG. 9 shows a fixed mold 5 constituting a part of the shaping apparatus 1.
  • the fixed mold 5 is the same as that of the first embodiment except that the plurality of molding blades 2 are similar semi-rectangular shapes, and includes an outer peripheral frame 21 and a pair of central frames 23.
  • the movable mold 6 of this embodiment is the same as the fixed mold 5 except that the outer peripheral frame 21 and the central frame 23 are configured to be able to be spring-biased toward the fixed mold 5. Omitted.
  • matters overlapping with the first embodiment will be described in a simplified manner.
  • the tip 3 of the molding blade 2 is in a position that does not protrude with respect to the outer peripheral pressing surface 20 of the outer peripheral frame 21 and the central pressing surface 22 of the central frame 23.
  • the molding blades 2 of the fixed mold 5 are arranged so as to extend in parallel with the virtual moving straight line 8 and alternately mesh with each other without contacting the molding blade 2 of the movable mold 6.
  • FIG. 11 schematically shows a state in which the molding blade 2 having a projected cross-sectional shape of a semi-rectangular shape according to this embodiment is meshed with a flat surface.
  • the molding blade 2a on the fixed mold 5 side is indicated by a solid line
  • the molding blade 2b on the movable mold 6 side is indicated by a broken line.
  • the tips 3 a and 3 b are parallel to each other at the central portion 24.
  • the meshing depth 4 of the molding blades 2a and 2b changes continuously and gradually becomes shallower from the central portion 24 toward both end portions 25.
  • the sheet 10 is introduced between the movable mold 6 and the fixed mold 5 of the shaping apparatus 1 having such a molding blade 2, and the molding blades 2 are alternately meshed with each other between the tips 3 of the adjacent molding blades 2.
  • the stretchable region 11 can be formed in the same manner as in the first embodiment (see FIGS. 2 to 5).
  • the stretchable region 11 formed in the present embodiment has an external shape in which similar semi-rectangles are alternately arranged around the center of similarity.
  • FIG. 13 schematically shows a cross section of the stretchable region 11 cut along the line XIII-XIII in FIG.
  • a central region 26 stretched at the central portion 24 of the molding blade 2 has a cross-sectional shape in which wavy undulations are repeated, and a plurality of high stretched portions 13 having a uniform width extend in parallel.
  • the meshing depth 4 of the molding blade 2 gradually becomes shallower, so that the highly elongated portion 13 formed by the meshing of the molding blade 2 is separated from the central region 26. As you do, the width becomes narrower.
  • FIG. 14 is a perspective view of the manufacturing apparatus 50 including the shaping apparatus 1
  • FIG. 15 is a schematic diagram for explaining the operation of the shaping apparatus 1 when the manufacturing apparatus 50 is viewed from the side
  • FIG. 14 is a perspective view of the manufacturing apparatus 50 including the shaping apparatus 1
  • FIG. 15 is a schematic diagram for explaining the operation of the shaping apparatus 1 when the manufacturing apparatus 50 is viewed from the side
  • the manufacturing apparatus 50 includes a horizontal base 51 and a pair of support columns 52 that stand vertically from the base 51, and the rotating drum 31 is supported on the pair of support columns 52 by a main shaft 53 that extends in the horizontal direction.
  • the rotary drum 31 has a peripheral surface 30 parallel to the rotation axis M indicated by a virtual line. On the peripheral surface 30, the sheet 10 indicated by the phantom line is guided to and brought into contact with the pair of introduction nip rolls 54, and is guided to and separated from the pair of lead-out nip rolls 55.
  • one (front side in the figure) support column 52 is illustrated as being removed from the base 51.
  • a plurality of orbiting heads 32 that can face the circumferential surface 30 of the rotating drum 31 are arranged at equal intervals on the outer side in the radial direction of the rotating drum 31.
  • the circling head 32 rotates about the rotation axis M in the sheet 10 supply direction indicated by the arrow D together with the rotating drum 31.
  • the circling head 32 has an arm portion 56, and the arm portion 56 is rotatably attached to the rotary drum 31 via a support shaft 57 (not shown in FIG. 14) extending in a direction orthogonal to the rotation axis M. (See FIG. 15).
  • the circling head 32 is turned around the support shaft 57 from a position facing the circumferential surface 30 by a circling head driving means (not shown) attached to the support shaft 57, and is separated from the circumferential surface 30. It is configured to be movable to the fully open position on the outside. The fully open position of the circling head 32 is set to a position where it does not interfere with the sheet 10 when rotated with the rotating drum 31.
  • known driving means such as a servo motor can be used as the orbiting head driving means.
  • a plurality of fixed molds 5 that are a part of the shaping device 1 are arranged on the peripheral surface 30 of the rotating drum 31, and the tip 3 of the molding blade 2, the outer peripheral pressing surface 20, and the like are exposed. Further, the movable mold 6 is attached to each of the revolving heads 32 at a position where the movable mold 6 can face the fixed mold 5 arranged on the peripheral surface 30.
  • the moving mold 6 and the fixed mold 5 are the same as those described in the first embodiment. As shown in FIG. 15, the virtual moving straight line 8 coincides with the radial direction of the rotary drum 31, and the fixed mold 5 and The molding blades 2 of the movable mold 6 are attached so as to engage with each other alternately.
  • the orbiting head 32 is provided with a mold driving means 34 for reciprocating the moving mold 6 along the virtual moving straight line 8 to alternately mesh the molding blades 2.
  • the mold driving means 34 may be a known actuator such as a servo motor or a hydraulic cylinder.
  • the movable mold 6 may be provided on the peripheral surface 30, the fixed mold 5 may be provided on the revolving head 32, and the fixed mold 5 may be reciprocated by the mold driving means 34.
  • the introduction nip roll 54 and the lead-out nip roll 55 are respectively provided on the upstream side and the downstream side in the supply direction of the sheet 10.
  • the introduction nip roll 54 and the lead-out nip roll 55 extend in a direction parallel to the rotation axis M, and are provided below the rotation axis M in the vertical direction.
  • the sheet 10 is guided by the pair of introduction nip rolls 54 and comes into contact with the fixed mold 5 provided on the peripheral surface 30 of the rotary drum 31 and moves with the fixed mold 5 in the middle of moving counterclockwise in the figure.
  • the stretchable region 11 is shaped by being stretched between the tips 3 of the adjacent molding blades 2, and then guided to the pair of nip rolls 55 for extraction. In other words, the surface 30 is detached from the fixed mold 5.
  • a position coordinate system in which an arbitrary set of fixed mold 5 and moving mold 6 is located at the uppermost point of the rotary drum 31 is 0 ° and is rotated 360 ° counterclockwise. This will be explained based on.
  • the position of the rotating drum, the detection of the meshing amount of the molding blade 2, and the like, and the operation control of the orbiting head driving means 33 and the mold driving means 34 are performed by a control device (not shown).
  • the mold driving means 34 sets the meshing amount from the target value to zero so that the movable mold 6 can be opened, and then turns.
  • the moving mold 6 (circulating head 32) is turned to the fully open position by the head driving means 33.
  • the orbiting head 32 is set to the fully open position before rotating to a position (see FIG. 16) where the lead-out nip roll 55 exists.
  • the mold driving means 34 is activated, and the meshing amount (meshing depth 4) of the molding blade 2 of the movable mold 6 is set to a target value at a position of 360 °, that is, 0 °.
  • the amount of engagement of the molding blade 2 is maximized at a position of 0 °.
  • the sheet 10 having the stretchable region 11 can be continuously manufactured using the manufacturing apparatus 50.
  • the positions of the pair of fixed mold 5 and moving mold 6 in the position coordinate system are examples, and the present invention is not limited to this.

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Abstract

　熱可塑性高分子シートに破れを生じさせること無く、厚み方向に伸縮可能な伸縮領域を形成する賦形方法と、この方法で製造されるシートを提供する。複数の成形ブレード（２）を備える固定金型（５）および移動金型（６）で熱可塑性高分子シート（１０）の厚み方向に伸縮可能な伸縮領域を賦形する賦形方法であって、複数の成形ブレードは、シートへの投影断面形状が相似形の曲線および屈曲線の少なくともいずれか一方が相似の中心を囲んで並ぶ形状であり、互いに接触せずに交互に噛み合うように固定金型および移動金型のそれぞれからシートの厚み方向に伸び出しており、固定金型と移動金型との間にシートを導入する工程と、固定金型と移動金型との成型ブレードを噛み合わせ隣接する成型ブレードの先端の間でシートを延伸させる工程とを含む賦形方法と、この方法で製造されるシート。

Description

シートの賦形方法、およびこの方法で製造されたシート
　この発明は、熱可塑性高分子シートに、その厚み方向に伸縮可能な伸縮領域を賦形する方法と、この方法で製造されたシートに関する。
　特許文献１に、体液吸収性物品の透液性表面シートであり、シート面の所要の部位にシート面の上下方向へ伸縮可能な領域を有し、この領域はその周縁から中央部へ向かって波状に起伏して回帰線状に延びる多数の褶襞部で形成されているシートが開示されている。特許文献１によれば、伸縮可能な領域では、細かい多数のギャザーが生じることがないので、着用者に違和感を与えることがない。また、このシートを使い捨てのおむつに用いた場合、大便を受容可能な凹部が形成される。
特開２０００－３４２６２５号公報（請求項１、段落００１７～００１９）
　特許文献１の伸縮可能な領域は、シートにギア加工を施して賦形することが可能である。しかし、ギヤ加工で深絞り加工を行うと、ギヤどうしが干渉していわゆるカジリが生じたり、シートの破れが発生したりするという問題がある。
　本発明は、このような従来の問題が生じることのない、シートの厚み方向に伸縮可能な伸縮領域を形成する賦形方法と、この方法で製造されるシートを提供することを目的とする。
　本発明の賦形方法は、各々が複数の成形ブレードを備える固定金型および移動金型により、熱可塑性高分子シートの外周縁から離間した位置に、シートの厚み方向に伸縮可能な伸縮領域を賦形する賦形方法であって、複数の成形ブレードは、シートへの投影断面形状が相似形の曲線および屈曲線の少なくともいずれか一方が相似の中心を囲んで並ぶ形状であり、かつ、互いに接触せずに交互に噛み合うように固定金型および移動金型のそれぞれからシートの厚み方向に伸び出しており、固定金型と移動金型との間にシートを導入する導入工程と、固定金型と移動金型との成型ブレードを噛み合わせ隣接する成型ブレードの先端の間でシートを延伸させる延伸工程とを含むことを特徴とする。
　ここで、本発明でいう曲線および屈曲線には、閉曲線(始点と終点の無い曲線および／または屈曲線)と、閉曲線の一部が欠損した形状（始点と終点の有る曲線および／または屈曲線）の両者を含む。
　本発明の賦形方法では、延伸工程で、成型ブレードを噛み合わせた状態を所定時間維持することが好ましい。あるいは、成型ブレードを噛み合わせた状態を、熱可塑性高分子シートの融点より低く、室温（ＪＩＳ　Ｋ　６９００、１５～３５℃のことをいう）より高い温度で、所定時間維持することが好ましい。
　また、導入工程の後、成型ブレードの先端が並ぶ領域の外周領域と、成型ブレードの先端で囲まれた中央領域との少なくともいずれか一方の領域で、シートをその厚み方向に押圧することが好ましい。さらに、複数の成型ブレードの噛み合い深さが連続的に変化する部分を設けて賦形することもできる。
　本発明の賦形方法で賦形される熱可塑性高分子シートには、熱可塑性高分子から成るフィルムと、熱可塑性高分子の繊維から成る不織布との、少なくともいずれか１種を用いる。なお、シートとフィルムを厚さで区別する場合もあるが、本発明ではシートとフィルムは厚さで区別されるものではなく、シートにはフィルムと不織布が含まれるものとする。フィルムと不織布には、伸縮性を有するものを用いることもできる。また、熱可塑性高分子シートを、２種以上のフィルムおよび／または不織布で構成される積層シートにすることもできる。
　本発明の賦形方法では、複数の成型ブレードを噛み合わせて伸縮領域を賦形する方法なので、ギヤどうしが干渉することがない。また、成型ブレードの噛み合い深さを調整してシートを延伸することにより、シートが破れることを防止できる。
　成型ブレードを噛み合わせた状態を加熱下で、あるいは加熱せずに所定時間維持すれば、より容易に伸縮領域を賦形することができる。成型ブレードの先端が並ぶ領域の外周領域と、中央領域との少なくともいずれか一方をシートの厚み方向に押圧すれば、成形ブレードを噛み合わせたときシートが成形ブレードの間に引き込まれることを防止できる。
　また、複数の成型ブレードの噛み合い深さを連続的に変化する部分が設けられていれば、賦形された伸縮領域をシートの厚み方向に伸びださせたときの形状を調整することができる。さらに、複数の成型ブレードの投影断面形状が前述の閉曲線の一部が欠損した形状の場合、この形状の始点と終点の部分の噛み合い深さを浅くすることで、この部分でのシートの破れを防止できる。
賦形装置を開放して表す斜視図。 固定金型と移動金型の間にシートを導入したときの模式図。 外周フレームの間にシートが挟持されたときの模式図。 成型ブレードによりシートに伸縮領域が形成されるときの模式図。 図４の一部を拡大した模式図。 伸縮領域が賦形されたシートの外観斜視図。 伸縮領域が賦形されたシートの断面形状を表す摸式図。 成型ブレードの投影断面形状を例示する図。 第２の実施形態の固定金型の斜視図。 図９のＸ－Ｘ線断面図。 第２の実施形態の成型ブレードの噛み合い状態を表す模式図。 第２の実施形態のシートの外観斜視図。 第２の実施形態のシートの伸縮領域の断面形状を表す摸式図。 賦形装置を備える製造装置の斜視図。 製造装置の動作を説明するための摸式図。 製造装置の動作の制御の説明図。 製造装置の動作の制御の説明図。 製造装置の動作の制御の説明図。
符号の説明
　２　　成型ブレード
　３　　成型ブレードの先端
　４　　噛み合い深さ
　５　　固定金型
　６　　移動金型
　８　　仮想移動直線（シートの厚み方向）
　１０　熱可塑性高分子シート
　１１　伸縮領域
　１２　外周縁
　本発明の第１の実施形態として、複数の成型ブレード２が同心円に配列された賦形装置１を用いて、熱可塑性高分子シート１０（以下シート１０と記す）に伸縮領域１１を賦形する賦形方法について図１～図５を参照して説明する。図１は賦形装置１を開放して表す斜視図、図２は固定金型５と移動金型６を対向させて表す図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。
　図１に示すように、賦形装置１は、固定金型５と移動金型６とで構成される。また、固定金型５と移動金型６はそれぞれ、同心円状に配列された複数の成型ブレード２を備える。すなわち、成型ブレード２はシート１０への投影断面形状が閉曲線となるよう配列されている。また、賦形装置１は一対の外周フレーム２１と一対の中央フレーム２３とを備える。賦形装置１が使用されるときは、図２に示すように移動金型６は固定金型５に対向し、図示しないアクチュエータによって仮想移動直線８に沿って移動されて固定金型５に接近、離脱する。賦形時には、仮想移動直線８はシート１０の厚み方向に一致する。
　図２に示すように、成型ブレード２は仮想移動直線８に並行に伸び、固定金型５および移動金型６のそれぞれの台座９，９に立設される。移動金型６を仮想移動直線８に沿って固定金型５に接近させたとき、固定金型５と移動金型６の複数の成型ブレード２は、互いに接触することなく交互に噛み合うように配列されている(図３，４参照)。また、固定金型５の成型ブレード２の先端３および移動金型６の成型ブレード２の先端３は、それぞれ仮想移動直線８に直交する同一平面内にある。
　隣接する成型ブレード２間の距離は、成型ブレード２を形成する板の厚みより大きい。これにより、移動金型６、固定金型５の各成型ブレード２を交互に噛み合わせたとき、互いに接触させることなく嵌入する。
　さらに、移動金型６および固定金型５が互いに向き合う対向面７のそれぞれに、成型ブレード２の先端３が並ぶ領域の外周領域にあって、仮想移動直線８に直交する外周押圧面２０を有する一対の矩形の外周フレーム２１と、成型ブレード２の先端３で囲まれた中央領域にあって、仮想移動直線８に直交する中央押圧面２２を有する一対の円形の中央フレーム２３とが設けられている。移動金型６と固定金型５の成型ブレード２が噛み合わされていないとき、成型ブレード２の先端３は外周押圧面２０および中央押圧面２２に対し突出しない位置にある。なお、外周フレーム２１と中央フレーム２３は、台座９とともに基盤４１に取り付けられている。
　図２の例では、移動金型６に設けられた外周フレーム２１と中央フレーム２３が、固定金型５に設けられた外周フレーム２１と中央フレーム２３に向けてバネ付勢され、外周押圧面２０どうし、および中央押圧面２２どうしが密着可能である。これに代えて、固定金型５に設けられた外周フレーム２１と中央フレーム２３を、移動金型６に向けてバネ付勢する構成、あるいは、固定金型５と移動金型６に設けられた外周フレーム２１と中央フレーム２３の両方を相手方に向けてバネ付勢する構成にすることができる。
　また、外周フレーム２１と中央フレーム２３の形状は図示した例に限定されず、例えば外周フレーム２１を環状にする等、伸縮領域１１の外郭形状に応じて適宜変更することができる。あるいは、中央フレーム２３を用いないこともできる。
　成型ブレード２の先端３に対し、外周押圧面２０が突出する構成にすれば、後述するように、成型ブレード２を噛み合わせたときシート１０が成型ブレード２の間に引きずり込まれ、成型不良となることを防止できるので好ましい。
　次に図２～図５を参照して、シート１０がフィルムである場合について、伸縮領域１１を形成する工程を説明する。図２は固定金型５と移動金型６の間にシート１０を導入した導入工程における状態、図３は固定金型５と移動金型６の外周フレーム２１，２１の間にシート１０が押圧された状態、図４は成型ブレード２が噛み合ってシート１０に伸縮領域１１が形成される延伸工程における状態を表す模式図である。また、図５は図４の一部を拡大した模式図である。なお、以下の説明では、移動金型６が仮想移動直線８に沿って移動し、固定金型５に対し接近、離間するものとする。
　導入工程では、図２に示すように、固定金型５と移動金型６との間にシート１０を導入する。
　次に、移動金型６を固定金型５に向け移動させると、図３に示すように、固定金型５と移動金型６の外周フレーム２１，２１の外周押圧面２０，２０により、成型ブレード２の先端３が並ぶ領域の外周領域において、シート１０が押圧される。この結果、シート１０が仮想移動直線８に直交する方向にズレ動くことが抑制され、シート１０の所定の位置に伸縮領域１１を形成することができる。
　引き続き移動金型６を移動させると、図４に示すように、成型ブレード２が交互に噛み合う。このとき、シート１０は外周押圧面２０，２０間と中央押圧面２２，２２間に圧力下に挟持され、仮想移動直線８に直交する方向への移動が抑制される。この結果、成型ブレード２が交互に噛み合うとき、シート１０が成型ブレード２間の隙間に押し込まれることは無く、図５に拡大して摸式的に示すように、シート１０は隣接する成型ブレード２の先端３の間で延伸され、高延伸部１３と低延伸部１４とが交互に生じる。これにより、伸縮領域１１が賦形される。
　このとき、成型ブレード２を噛み合わせた状態を所定時間維持することが好ましい。噛み合わせた状態を維持する時間は、賦形された伸縮領域１１の形状を見て適宜決めることができる。また、成型ブレード２を噛み合わせた状態を、熱可塑性高分子の融点より低く、室温より高い温度で、所定時間維持すれば、より容易に伸縮領域１１を賦形することができる。この温度は通常、熱可塑性高分子の融点より２０～３０℃低い範囲であり、荷重たわみ温度（ＪＩＳ　Ｋ　７１９１－２）やビカット軟化温度（ＪＩＳ　Ｋ　７２０６）等の、熱可塑性高分子の熱変形温度を参考に、賦形された伸縮領域１１の形状を見て適宜決めることができる。
　このようにして伸縮領域１１が賦形されたシート１０の外観斜視図を図６に、その断面形状を図７に摸式的に示す。図６、図７に示すように、この実施形態では、波状の起伏が同心円状に繰り返す伸縮領域１１を有するシート１０が得られる。伸縮領域１１において、波状の起伏の頂点に沿って環状に伸びる領域は、成型ブレード２の先端３に圧接していた低延伸部１４であり、波状の起伏の斜面に沿う帯状の領域は、成型ブレード２の先端３の間で延伸された高延伸部１３である。低延伸部１４は延伸率が相対的に低いため、図７に示すように、相対的に肉厚である。一方、高延伸部１３は、シート１０が引き伸ばされたことにより薄肉になっており、低延伸部１４と比較して変形し易い。
　伸縮領域１１では高延伸部１３と低延伸部１４とが交互に並んでいる。この伸縮領域１１に、シート１０の厚み方向に力を加えると、変形しやすい各高延伸部１３が加えられた力の方向に向き、低延伸部１４はこの高延伸部１３の動きに追随する。この結果、図７に仮想線で示すように、伸縮領域１１はシート１０の厚み方向に円錐状に伸び出し、シート面に対し凹となる空間１５を形成する。このような伸縮領域１１を有するシート１０を使い捨ておむつに適用した場合、この空間１５に大便を収容させることができる。
　以上説明したように、本実施形態に係る賦形方法では、熱可塑性高分子が延伸可能な範囲内でシート１０に伸縮領域を賦形するので、シート１０に破れを発生させることは無い。
　また、シート１０に、別体の部材を取り付けることなく空間１５を形成可能な伸縮領域１１を賦形できることから、大便を収容可能なおむつの製造にこのシート１０を用いれば、製造工程短縮等の合理化が図れる。
　ここまでは、シート１０として、フィルムを用いる場合を例に説明したが、これに代えて、熱可塑性高分子の繊維から成る不織布を用いることができる。スパンボンド法、またはメルトブローン法の不織布を用いる場合には、高延伸部１３で繊維間の熱融着点が外れることにより、低延伸部１４と比較して変形し易くなる。
　また、熱可塑性エラストマ製のフィルム、または熱可塑性エラストマ製の繊維から成る不織布等の、伸縮性を有するシート１０を用いることができる。さらに、伸縮性の無いシート１０と伸縮性を有するシート１０との積層シート、あるいは、種類の異なる伸縮性の無いシート１０の積層シート等の積層シートを用いることもできる。熱可塑性高分子にはポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系等が例示され、熱可塑性エラストマにはポリウレタン系、ポリエステル系のブロック共重合体の熱可塑性エラストマが例示される。
　ここで、本発明の伸縮領域１１における高延伸部１３と低延伸部１４の形状は、同心円に限定されない。図８に本発明の伸縮領域１１の形状となる、仮想移動直線８に直交する平面への成型ブレード２の投影断面形状を例示した。より詳しくは、複数で相似形の閉じた曲線および／または屈曲線が相似の中心に関し点対称で同心となる場合（図８（ａ））、複数で相似形の閉じた曲線および／または屈曲線が相似の中心を通る直線に関し対称で同心となる場合（図８（ｂ））がある。あるいは、複数で相似形の閉じた曲線および／または屈曲線が、互いに交差しない範囲で、相似の中心がずれた状態で相似の中心を囲む形状（図８（ｃ））であってもよい。さらに、同様にして、複数で相似形の閉曲線の一部が欠損した形状が相似の中心を囲む場合（図８（ｄ）～（ｆ））がある。
　第２の実施形態として、相似形の閉曲線の一部が欠損した複数の形状が、相似の中心を囲む形状の高延伸部１３と低延伸部１４とが交互に並ぶ伸縮領域１１を形成する例を、図９～１８を参照して説明する。図９はこの実施形態で用いる固定金型５の斜視図、図１０は図９のＸ－Ｘ線断面図、図１１は移動金型６と固定金型５を噛み合わせたときの成型ブレード２の噛み合い状態を表す模式図である。また、図１２は伸縮領域１１が賦形されたシート１０の斜視図、図１３は伸縮領域１１の断面を摸式的に表す図である。
　以下の説明では、閉曲線の一部が欠損した形状が、長方形の一辺が欠損した形状（以下半矩形と呼ぶ）であり、相似形で複数の半矩形の形状が、相似の中心を共有して並ぶ形状となるように配列された成型ブレード２を有する賦形装置１を用い、シート１０はフィルムであるものとして説明する。
　図９に、賦形装置１の一部を構成する固定金型５を示した。固定金型５は、複数の成型ブレード２が相似形の半矩形である点を除き第１実施形態と同様であり、外周フレーム２１と、一対の中央フレーム２３とを備える。なお、この実施形態の移動金型６は、外周フレーム２１と央フレーム２３が固定金型５に向けバネ付勢可能に構成されている点を除き固定金型５と同様であるので、図示は省略する。以下、第１実施形態と重複する事項は簡略化して説明する。
　図１０に示すように、成型ブレード２の先端３は、外周フレーム２１の外周押圧面２０および中央フレーム２３の中央押圧面２２に対し突出しない位置にある。なお、固定金型５の成型ブレード２は仮想移動直線８に並行に伸び、移動金型６の成型ブレード２に接触することなく交互に噛み合うように配列されている。
　本実施形態の投影断面形状が半矩形となる成型ブレード２を噛み合わせたときの状態を、平面に展開して摸式的に図１１に示す。図１１では、固定金型５側の成型ブレード２ａを実線で、移動金型６側の成型ブレード２ｂを破線で示している。図１１に示すように、成型ブレード２ａ，２ｂを噛み合わせたとき、その先端３ａ，３ｂは、中央部２４では互いに平行である。
　一方、中央部２４の両側の部分では、中央部２４から両端部２５に向かうに従い、成型ブレード２ａ，２ｂの噛み合い深さ４が連続的に変化して、次第に浅くなる。これにより、成型ブレード２ａ，２ｂでシート１０に伸縮領域１１を形成するとき、成型ブレード２ａ，２ｂの両端部２５の角でシート１０が破れることを防止できる。なお、シート１０の破れを防止するため、成型ブレード２ａ，２ｂの両端部２５は角が丸い形状であることが好ましい。
　このような成型ブレード２を有する賦形装置１の移動金型６と固定金型５の間にシート１０を導入し、成型ブレード２を交互に噛み合わせて隣接する成型ブレード２の先端３の間でシート１０を延伸することにより、第１実施形態(図２～図５参照)と同様にして伸縮領域１１を形成することができる。図１２に示すように、本実施形態で形成される伸縮領域１１は、互いに相似形の半矩形が、相似の中心を囲んで交互に並ぶ外観形状となる。
　図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線で切断した伸縮領域１１の断面を図１３に摸式的に示す。伸縮領域１１のうち、成型ブレード２の中央部２４で延伸された中央領域２６では波状の起伏が繰り返す断面形状を呈し、均一な幅の高延伸部１３が複数並行に伸びている。これに対し、中央領域２６の両側にある両端領域２７では、成型ブレード２の噛み合い深さ４が次第に浅くなるため、成型ブレード２の噛み合いにより形成される高延伸部１３は、中央領域２６から離間するに従い幅が狭くなる。このため、伸縮領域１１がシート１０の厚み方向に伸び出したとき、シート面に対し三角柱状となって凹む空間１５を形成する。
　このように、成型ブレード２の投影断面形状や噛み合い深さ４を変更することにより、種々の形状の空間１５となる伸縮領域１１を形成することができる。
　次に、図１４～図１８を参照して、第１の実施形態に係る賦形装置１を用いて、連続的に供給されるシート１０に伸縮領域１１を形成する製造装置５０と、これを用いた製造方法について説明する。図１４は、賦形装置１を備える製造装置５０の斜視図、図１５は製造装置５０を側面から見た賦形装置１の動作を説明するための摸式図、図１６～図１８は製造装置５０における賦形装置１の動作の制御を説明するための図である。
　製造装置５０は、水平なベース５１と、ベース５１から垂直に起立する一対の支柱５２とを有し、一対の支柱５２には回転ドラム３１が水平方向に伸びる主軸５３により支持されている。回転ドラム３１は仮想線で示す回転軸Mに平行な周面３０を有する。周面３０には、仮想線で示すシート１０が、一対の導入用ニップロール５４に導かれて当接し、一対の導出用ニップロール５５に導かれて離脱する。なお、図１４では、一方（図上手前側）の支柱５２をベース５１から外した状態で図示している。
　また、回転ドラム３１の周面３０に正対可能な複数の周回ヘッド３２が、回転ドラム３１の径方向外側に等間隔に配置されている。周回ヘッド３２は回転軸Ｍを中心にして、回転ドラム３１とともに矢印Ｄで示すシート１０の供給方向へ回転する。周回ヘッド３２はアーム部５６を有し、アーム部５６は回転軸Ｍに直行する方向に伸びる支軸５７（図１４に図示せず）を介して回転ドラム３１に回動可能に取り付けられている(図１５参照)。周回ヘッド３２は、支軸５７に取り付けられた周回ヘッド駆動手段 （図示せず）により、周面３０に正対する位置から支軸５７を中心に旋回して周面３０から離間し、回転ドラム３１の外方の全開位置へ移動可能に構成されている。周回ヘッド３２の全開位置は、回転ドラム３１とともに回転したときシート１０と干渉しない位置に設定される。なお、周回ヘッド駆動手段には、サーボモータ等の公知の駆動手段を用いることができる。
　回転ドラム３１の周面３０には、賦形装置１の一部である固定金型５が複数配列され、成型ブレード２の先端３や外周押圧面２０等が露出する。また、各周回ヘッド３２には、移動金型６が、周面３０に配列された固定金型５に正対可能な位置に取り付けられている。移動金型６と固定金型５は第１実施形態で説明した物と同一であり、図１５に示すように、仮想移動直線８が回転ドラム３１の径方向に一致し、固定金型５および移動金型６の成型ブレード２が交互に噛み合うように取り付けられている。
　また、周回ヘッド３２には、移動金型６を仮想移動直線８に沿って往復動させて成型ブレード２を交互に噛み合わせる金型駆動手段３４が設けられている。なお、金型駆動手段３４には、サーボモータ、油圧シリンダ等の公知のアクチュエータを用いることができる。また、移動金型６を周面３０に、固定金型５を周回ヘッド３２に設け、金型駆動手段３４により固定金型５を往復動させてもよい。
　導入用ニップロール５４と導出用ニップロール５５はそれぞれ、シート１０の供給方向上流側と下流側に設けられる。また、導入用ニップロール５４と導出用ニップロール５５は回転軸Ｍと平行な方向に伸び、回転軸Ｍより垂直方向下方に設けられている。シート１０は、一対の導入用ニップロール５４に導かれて回転ドラム３１の周面３０に設けられた固定金型５に当接して、図上反時計回りに移動する途中で固定金型５と移動金型６の成型ブレード２が噛み合わされたとき、隣接する成型ブレード２の先端３の間で延伸されることで伸縮領域１１が賦形された後、一対の導出用ニップロール５５に導かれて周面３０、別言すれば固定金型５から離脱する。
　次に、回転ドラム３１に取り付けられた賦形装置１の移動金型６の動作制御について説明する。ここでは、図１６に示すように、任意の一組の固定金型５と移動金型６が回転ドラム３１の最上点にある位置を０°とし、反時計回りに３６０°回る位置座標系に基づいて説明する。なお、回転ドラムの位置、や成型ブレード２の噛合量の検出等と、周回ヘッド駆動手段３３および金型駆動手段３４の動作制御は図示しない制御装置により行なわれる。
　図１７、図１８に示すように、０°の位置では一組の金型５，６を完全に閉じ、成型ブレード２の噛合量を目標値、すなわちシート１０を延伸するために必要な量とする。一組の金型５，６が０°から９０°の位置まで回る途中で、先ず金型駆動手段３４により噛合量を目標値からゼロとして移動金型６を開放可能な状態にし、次に周回ヘッド駆動手段３３により移動金型６（周回ヘッド３２）を全開位置まで旋回させる。なお、周回ヘッド３２がシート１０と干渉しないよう、周回ヘッド３２が導出用ニップロール５５のある位置（図１６参照）まで回転する前に全開位置とする。
　一組の金型５，６が１８０°の位置を超えてさらに回転し、導入用ニップロール５４のある位置（図１６参照）を通過し、シート１０が周面３０に当接したら、移動金型６を閉じ始め、２７０°を超えてから全閉とし、シート１０を一組の金型５，６の間に挟持させる。次いで、金型駆動手段３４を起動し、３６０°、すなわち０°の位置で移動金型６の成型ブレード２の噛合量（噛み合い深さ４）を目標値とする。固定金型５と移動金型６の成型ブレード２のカジリを防止するためには、このように、成型ブレード２の噛合量を０°の位置で最大にすることが好ましい。
　以上のサイクルを繰り返すことにより、製造装置５０を用いて伸縮領域１１を有するシート１０を連続的に製造することができる。なお、以上の説明中、位置座標系における一組の固定金型５と移動金型６の位置は例示であり、これに限定されるものではない。

Claims (8)

  1. 　各々が複数の成形ブレードを備える固定金型および移動金型により、熱可塑性高分子シートの外周縁から離間した位置に、前記シートの厚み方向に伸縮可能な伸縮領域を賦形する賦形方法であって、
    　前記複数の成形ブレードは、前記シートへの投影断面形状が相似形の曲線および屈曲線の少なくともいずれか一方が相似の中心を囲んで並ぶ形状であり、かつ、互いに接触せずに交互に噛み合うように前記固定金型および前記移動金型のそれぞれから前記シートの厚み方向に伸び出しており、
    　前記固定金型と前記移動金型との間に前記シートを導入する導入工程と、
    前記固定金型と前記移動金型との前記成型ブレードを噛み合わせ隣接する成型ブレードの先端の間でシートを延伸させる延伸工程とを含むことを特徴とする賦形方法。
  2. 　前記延伸工程で、前記成型ブレードを噛み合わせた状態を所定時間維持する請求項１に記載の賦形方法。
  3. 　前記延伸工程で、前記成型ブレードを噛み合わせた状態を、前記熱可塑性高分子シートの融点より低く室温より高い温度で、所定時間維持する請求項２に記載の賦形方法。
  4. 　前記導入工程の後、前記成型ブレードの先端が並ぶ領域の外周領域と、前記成型ブレードの先端で囲まれた中央領域との少なくともいずれか一方の領域において、前記シートをその厚み方向に押圧する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の賦形方法。
  5. 　前記複数の成型ブレードを噛み合わせたとき、その噛み合い深さが連続的に変化する部分が設けられている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の賦形方法。
  6. 　請求項１から請求項５に記載のいずれかの賦形方法で前記伸縮領域が賦形された前記熱可塑性高分子シートであって、熱可塑性高分子から成るフィルムと、熱可塑性高分子の繊維から成る不織布との、少なくともいずれか１種を含む前記熱可塑性高分子シート。
  7. 　前記フィルムおよび前記不織布の少なくともいずれか一方が伸縮性を有する請求項６に記載の熱可塑性高分子シート。
  8. 　前記熱可塑性高分子シートが、前記フィルムおよび前記不織布から少なくとも２種以上を選択して構成された積層シートである請求項６または請求項７に記載の熱可塑性高分子シート。
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