JP3220519U - 連続的に移動しているウェブ材料上に超音波溶接部を形成するためのデバイス及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】連続的に移動しているウェブ材料上に超音波溶接部を形成する装置を提供する。
【解決手段】速度Ｖ_１で主直線方向Ｘに沿って、複合ウェブ１００を進行させるように構成された第１及び第２供給手段を有する供給ユニットと、平坦な溶接面を含む、ソノトロードに結合された少なくとも１つの超音波源９００と、主方向Ｘと平行な直線部分を含む、閉路に沿って移動可能な少なくとも１つのアンヴィル要素を含む、アンヴィルユニット８５０、とを有する、第１の供給手段と、第２の供給手段との間に配置された、超音波溶接ユニット８０とを備える、衛生物品の製造で使用するのに適した材料から成る少なくとも２枚の重ね合わされたシートを有する。
【選択図】図５ａ

Description

本説明は、主方向に沿って連続的に移動しているウェブ材料を溶接するための超音波溶接装置に関する。

本説明は、衛生製品の分野に特定の配慮を伴って、開発されている。しかしながら、本説明は、例えば、自動梱包産業のような多くの他の分野に適用可能である。

材料の局所的な融合を得るべく、超音波振動エネルギーを適用することが可能な全ての状況で実際に使用するために、超音波溶接は、当技術の様々な分野で、かねてから用いられている。

重ね合わせられた材料の２又はより多くのストリップの溶接を実行するための超音波デバイスは、鍛造の種類の処理を適用する。つまり、溶接は、超音波システムの振動デバイス（又はソノトロード）と、対応するコントラスト（又はアンヴィル）要素の突起部との間に介在する材料の複数の層を反復的に打つことにより実装される。

アンヴィル要素に対して振動要素により与えられる反復された打撃に起因して、それらの間に介在する材料は、熱くなり、コントラスト要素を局所的に、正確には突起部において溶融する。

何年にもわたり、動的な製造プロセスにおいて、典型的にはかなりの高速で進行するウェブ材料上に、超音波溶接の処理を実行する可能性へのますますの関心が現れている。

これらの場合で許容可能な溶接を得るために、最小量の超音波エネルギーを提供することが必要であるが、しかしながら、これは、溶接されることが必要な材料の種類、それらが構成される複数のシートの数、並びに、アンヴィル要素の突起部の形状及び数に応じて、大いに異なり得ることは明らかである。

実際、後者の点に関して、ウェブ材料の進行方向と平行に延びる超音波溶接の連続的なラインの形成のための技術が統合され、優れた結果をもたらすことが知られている。

しかしながら、間欠的溶接として知られる、互いに離間され、材料の進行方向に対し横断方向に広がる溶接を形成することとなった場合には、これは成り立たない。

後者の場合において、超音波溶接技術は、間欠的溶接が溶接プロセスの幾つかの特性パラメータに対して超音波システムの感度を強調するという事実に起因する、一連の困難に遭遇する。これらのパラメータの１つは、アンヴィル要素の外面に対するソノトロードの相対位置（又は間隙）に関するものであり、ウェブ材料がその間で溶接の進行にさらされる。

別の極めて重要な要素として、その材料が溶接デバイスの複数のコンポーネント間での処理時間（ｐｅｒｍａｎｅｎｃｅ ｔｉｍｅ）があり、その時間中に、振動要素又はソノトロードが良質の溶接を作り出すのに必要とされる超音波エネルギーを提供する。しかしながら、材料の供給速度を上げることによって、上述の処理時間が減少することは明らかである。

溶接処理の間、ソノトロードとアンヴィル要素との間の間隙を一定に維持し、又は溶接の段階の間のウェブ材料の進行速度を即時に変化させることにより超音波デバイス内のウェブ材料の処理時間を増加する、複数の解決手段が記載されている、例えば、ＥＰ−Ａ−０ ７０２ ６２２、ＵＳ−Ｂ−７ ３８３ ８６５、ＥＰ−Ａ−０ ９２０ ９７７のような数多くの文書により明示されるように、上述の臨界性を除去又は少なくとも減少を試行すべく、多くのエネルギーが費やされてきた。

これらの文書内で見受けられる技術的解決手段は、溶接の量的な視点からの所与の肯定的な結果を有するが、溶接の質的な視点からは、アンヴィル要素に対するソノトロードの相対位置（又は間隙）に関するもの及び処理時間を向上させるためのウェブ材料の速度の瞬間的変更デバイスに関するものの両方である、複数の機械的デバイスの複雑性及び提案された解決手段の制御に特に結び付いた、多くの改良の余地及び多数の欠点を有する。

とりわけ、これらの後者のデバイスもまた、完成品の長さの制御不可能な変動性をもたらす、溶接されるべきウェブ材料における望ましくない張力のバリエーションを導く欠点を提示する。

本考案の目的は、現在公知のシステムに存在する以前に強調された制約を克服する、振動エネルギー（超音波）の適用を用いた複合ウェブの横断方向の溶接のための装置及び対応した方法を提供することである。

ゆえに、本考案の装置は、例えば、高い製造速度で動作する製造ラインで使用される場合を含む、パンツのような着用可能な閉じられた種類の衛生物品を製造するのに使用されることが可能な、少なくとも２枚の重ね合わせられたシートを有する複合ウェブ材料上の横断方向の間欠的溶接ラインの形成のために特に適している。

本考案に従うと、この目的は、その特性が以下の実用新案登録請求の範囲に具体的に参照される実装の、装置及び対応した方法のおかげで、達成される。

添付の実用新案登録請求の範囲は、本考案に関連してここで提供される開示の不可欠な部分を形成する。

ここで、本考案は、添付の複数の図面を参照して、単に非限定的な例示の手段によって記載されるであろう。

使用するための準備がされた、閉じられた構成における、本考案の実施形態に係る装置によって製造可能な、予め閉じられたパンツ型の吸収性製品の斜視図である。

主コンポーネントを強調する、開いた拡張的構成における図１の吸収性製品の概略的な分解斜視図である。

開いた拡張的構成における、図１の吸収性製品の略平面図である。

本考案の実施形態に係る装置により製造可能な予め閉じられたパンツ型の吸収性製品の２つの種類の中仕上げの未完成品が形成された、複合ウェブを表す。 本考案の実施形態に係る装置により製造可能な予め閉じられたパンツ型の吸収性製品の２つの種類の中仕上げの未完成品が形成された、複合ウェブを表す。

本考案の実施形態による吸収性物品の複数の製造段階の概略斜視図である。

本考案の実施形態に係る溶接ユニットの概略斜視図である。

本考案の実施形態に係る溶接ユニットのアンヴィルユニットの概略側面図である。

図５ａの溶接ユニットの矢印Ａに従う概略図である。

アンヴィルユニットが除去されている、図５ａの溶接ユニットの概略斜視図である。

図５ｂのアンヴィルユニットのアンヴィル要素の概略斜視図である。

図８のアンヴィル要素の詳細の概略斜視図である。

本考案の別の実施形態によるアンヴィルユニットの概略斜視図である。

図１０のアンヴィルユニットの概略側面図である。

図１１のアンヴィルユニットのアンヴィル要素の概略斜視図である。

以下の説明において、様々な具体的な詳細が、複数の実施形態の完全な理解を目的として説明される。複数の実施形態は、具体的な詳細の１又は複数のものを用いることなしで、又は、他の複数の方法、コンポーネント、材料等を用いて実装されることが可能である。他の場合において、それらの実施形態の様々な態様を不明瞭にすることを回避すべく、公知の構造、材料、又は動作は、詳細に図示又は記載されない。

この説明の文脈中、「実施形態」の参照は、実施形態に関連して記載された特定の構成、構造、又は特性が少なくとも一つの実施形態に含まれていることを示す。ゆえに、「実施形態において」のような複数の用語は、本記載の異なる箇所に存在する可能性があり、必ずしも同一の実施形態を指さない。さらに、特定の形態、構造、又は特性は、１又は複数の実施形態において任意の適切な態様で、ゆえに、考案の原理及び／又は範囲を限定することなく、組み合わされることが可能である。

図１において、本考案によって提供される複数の開示に係る方法及び装置によって生成されることが可能な衛生物品１０が、表される。

図１において、吸収性物品１０は、パンツのものと類似の形態を有する、閉じられた状態で示される。

図２ａ及び図２ｂにおいて、図１のものと同一の使い捨て吸収性衛生物品１０が表される。図２ａにおいて、衛生物品１０は、それを構成する以下の２つの主要素を強調するための分解斜視図に示される。即ち、支持構造又は筐体８、及び吸収性の挿入体２である。

図２ｂは、開いた拡張的構成における吸収性物品１０の略平面図である。

図２ｂにおいて、筐体８中に以下のものを特定することが可能である。即ち、第１又は前部ウエスト領域５と、第２又は後部ウエスト領域１５と、２つのウエスト領域５と１５との間に配置されたクロッチ領域３と、長手軸Ｙ_１０と、２つのウエスト領域、つまり、前部５及び後部１５の側縁部６１及び７１から、並びに端縁部９ａ及び９ｂからそれぞれ鉛直及び等距離の横断軸Ｘ_１０と、である。

第１のウエスト領域５において、それらの間に介在する第１の中央ウエスト領域６'により分離される、一対の第１のサイドパネル又はフロントパネル６を特定することが可能である。同様に、第２のウエスト領域１５において、複数のウエストパネル７を分離する、第２の中央ウエスト領域７'を特定することが可能である。

図１に示されるように、そのパンツ構成を仮定すべく、２つのウエスト領域５及び１５を共に重ね合い、吸収性物品１０のサイドパネルの端縁部６１及び７１を接合し、ウエスト１４の開口部及び脚部１１についての２つの開口部を画定して、特徴的なパンツ形状を与える、横断方向の溶接１３を実行することを可能にすべく、吸収性物品１０は、その横断軸Ｘ_１０に対して、典型的には折り畳まれる。

一般的に言うと、吸収性物品１０において、第１及び第２のウエスト領域５及び１５は、例えば、縫い糸内の伸縮性要素１６によって、典型的には、伸縮性にされると言える。これらは、その中に吸収性の挿入体２が典型的には存在するクロッチ領域３によって、互いに相互接続される。

第１及び第２のウエスト領域５及び１５は、体液を吸収した後で重くなる場合でさえも、快適な態様で使用者の身体に吸着する吸収性の挿入体２を維持するべく設計されるので、伸縮自在にされる。

この種類の吸収性物品は、吸収性の挿入体２に関して、及び、前部５及び後部１５のウエスト領域に関しての両方で、異なる構成を有することが出来る。

図３ａ及び図３ｂにおいて、例として、中仕上げの未完成品で形成される連続的なウェブ１００及び１００'が互いに異なる構造を有し、しかしながら、超音波デバイスによって処理されることが可能である衛生物品１０及び１０'を製造するための、２つの実施形態が表される。

図３ａにおいて、吸収性物品１０の前部ウエスト領域５、後部ウエスト領域１５、及びクロッチ領域３は、その上で一連の切断６２が典型的には形成される、単一のウェブ１によって適切な形に製造され、それらの各々は、２つの連続する衛生物品１０の脚部１１の開口部の輪郭を画定することに寄与する。吸収性の挿入体２は、典型的には、２つの連続的な切断６２の間に配置される。

図３ｂの一つながりの未完成品から得られる吸収性物品１０'において、第１及び第２のウエスト領域５、１５は、２つのウェブ１ａ'及び１ｂ'により形成され、これらは別個であり、典型的には互いに平行である。

２つのウェブ１ａ'及び１ｂ'は、吸収性の挿入体２により共に接合され、挿入体は、このように、それ自体でクロッチ領域３及び脚部１１についての複数の開口部を形成することに寄与する。

吸収性物品１０及び１０'の両方に対して、吸収性の挿入体２は、典型的には以下を含む構造を有する。即ち、使用者の身体に面するように設計され、排出された体液が浸透可能な上層又はトップシート１８と、体液が浸透不可能な下層又はバックシート１９と、滲出物を吸収及び保持すべく提供された、トップシート１８とバックシート１９との間に介在する吸収剤のコア２０とである。

吸収性製品１０に、及び特に吸収性の挿入体２において、他の複数の要素が存在し得、それらは、着用性及び吸収性の特性を向上させるために寄与する。それらの特性は、全て当業者に周知であり、幅広い文献が入手可能である。

例示された実施形態において、吸収性の挿入体２は、典型的には、長辺が吸収性物品１０の長手軸Ｙ_１０に平行である、長方形の形状を有することが可能である。

接着ストリップ２２を用いて、及び／又は、例えば、機械的熱溶接又は超音波溶接のような本質的に公知の任意のシステムを使用して形成された溶接を用いて、吸収性の挿入体２及びウェブ１は、互いに一体的に製造されることが可能である。

既に述べられたように、２種類の衛生物品１０及び１０'は、構造的な差異を有するにも関わらず、図４に示された実施形態に係る製造方法４０により両方とも製造可能である。

それゆえ、以下では、具体的な参照から離れて、図４に示される実施形態の方法４０に関して、図１、図２ａ及び図２ｂ、及び図３ａに示される衛生物品１０を参照して、これに対して、議論から本質性を除くことなく、説明が実行されるであろう。

図４に示される製造方法において、ウェブ材料１００の移動平面に平行な平面β（ベータ）を画定し、ウェブ材料１００のフローの方向に対し、それぞれ平行及び直交する、主（又は長手）方向Ｘ及び横断方向Ｙを特定することが可能である。

加えて、長手方向Ｘ及び横断方向Ｙの両方に対して直交する鉛直方向Ｚを特定することが可能である。

図４の実施形態において、吸収性衛生物品１０の製造方法４０は、シートの間に挿入され適切に伸ばされた伸縮性要素１６を有する固定ステーション１６０において、第１のシート４ａを第２のシート４ｂへ重ねて結合することによりウェブ１が製造される第１の段階を含む。

第１のシート４ａ及び第２のシート４ｂは、伸縮性要素１６との組み合わせで、第１の伸縮性ウエストバンド１ａ及び第２の伸縮性ウエストバンド１ｂを形成し、ウエストバンドの各々は、吸収性衛生物品１０の第１のウエスト領域５及び第２のウエスト領域１５をそれぞれ形成するよう寄与する。

第１のシート４ａ及び第２のシート４ｂは、例えば、同一の出願人による出願ＥＰ１０１３５８５Ａ１において記載されたもののような、図４には示されていないが当技術分野において公知の種類の、それぞれのウェブ材料巻き戻しデバイスにより、固定ステーション１６０に供給されることが可能である。

同様に、伸縮性要素１６は、例えば、ＵＳ６,６７６,０５４に記載されたリールでの伸縮性材料のための巻き戻し器のような、公知の種類の巻き戻しデバイスＳ'により固定ステーション１６０に供給されることが可能である。

図４に示されるような実施形態において、第１及び第２のシート４ａ及び４ｂを伸縮性要素１６と共にラミネート加工する段階の間、吸収性物品１０により高い着用性を与えるよう、脚部開口１１を伸縮自在にするために提供される、追加の伸縮性要素１７を挿入することが可能である。

実施形態において、第１及び第２のシート４ａ及び４ｂは、化学製品によって表面処理された不織布の繊維で好ましくは作成されることが出来る。これは、液体の任意の漏れを含有し、衛生物品１０が典型的に接触する、使用者の衣類の任意の起こり得る汚染を回避すべく、それらの防水特性を引き立たせる。

伸縮性要素１６及び１７は、次に、例えば、Ｆｕｌｆｌｅｘによって製造される合成ゴムストリップのような、市場で入手可能な種々の材料から選択されることが可能であり、又は、Ｉｎｖｉｓｔａ社からのＬｙｃｒａ（商標）の縫い糸製品を使用することが可能である。

しかしながら、吸収性衛生物品１０を製造するために便利に使用出来る、広い範囲の天然又は合成材料が、市場で入手可能であることは明らかである。

図４に示される実施形態において、ウェブ１を製造した後で、当技術分野において公知のアプリケーションデバイス２０を用いて、吸収性の挿入体２がそれに接合され、製造ラインフローの主方向Ｘと平行に方向付けされた各吸収性物品１０の横断軸Ｘ_１０を有するために整列された連続的な一つながりの中仕上げの未完成品で構成された複合ウェブ１００を形成する。

図４に示される実施形態において、クロッチ領域３で、一連の切断部６２は、成形された切断ユニット６０を用いて、適切な形状で作られる。

切断部６２の各々は、ウェブ１から材料６５の一部を除去し、２つの連続する衛生物品１０の複数の脚部１１の複数の開口部の輪郭を画定することに寄与する。脚部１１の複数の開口部は、図３ａ及び図４に示される好適な実施形態において、脚部に対する伸縮性の縫い糸１７によって周囲を囲まれることが可能である。

図４に示される実施形態に係る、吸収性衛生物品１０の製造プロセス４０において、一度、一つながりの吸収性衛生物品１０の中仕上げの未完成品から成る複合ウェブ１００が製造されると、第１及び第２のウエストバンド１ａ及び１ｂは、それぞれ長手方向の縁部９ａ及び９ｂを適合させることにより互いに重ね合わされることが可能である。

２つのウエストバンドの重ね合わせ処理は、長手方向の折り曲げステーション３０のバー３６の周囲に複合ウェブ材料１００を長手方向に撓ませることにより実装されることが可能である。

長手方向の折り曲げステーション３０において、撓みの間に周囲にウェブ材料１００が巻き付けられるバー３６は、第１の主方向Ｘに典型的には平行であり、複合ウェブ１００を形成する衛生物品１０の各々の横断軸Ｘ_１０に一致する。

図４において、矢印Ｃは、２つのウエストバンド１ａ及び１ｂの重ね合わせを得ることをもたらす、撓みの運動を概略的に示す。

この種類の撓みを生成するために適した機器の例が、同一の出願人による出願ＴＯ２０１１Ａ００１０８５において記載されている。

横断軸Ｘ_１０を中心とした撓み処理を実行し、ウェブ１００の第１のウエストバンド１ａ及び第２のウエストバンド１ｂを重ね合わせた後で、バンド１ａ及び１ｂは、図１の吸収性物品において示されるように、溶接部１３を用いて、規則的な間隔で共に接合されることが可能である。

溶接ライン１３の各々は、ウエスト１４の開口端と、脚部１１に対する開口端とを共に接合するために、ウェブ材料１００の進行方向を横断する方向で測定される長さＬに対して典型的には広がる。これは、幅Ｔと共に、主方向Ｘにおいて測定され、典型的には約１ｃｍ程度である。

本考案の範囲の限定の意図でなく、参考のために、溶接ライン１３のサイズＬは、吸収性物品の種類によって（子供向けの場合、又は大人向けの場合で）９０ｍｍの最小値から２４０ｍｍの最大値で異なることが出来る。

溶接ライン１３の幅Ｔ又はむしろ進行方向Ｘにおける寸法は、５ｍｍの最小値から１３ｍｍの最大値で変化することが可能である。

複合ウェブ材料１００上の溶接部１３は、溶接装置７０を使用して生成される。

図４において説明される実施形態において、溶接装置７０は、典型的には、供給ユニット１８０の第１の供給手段１８１と第２の供給手段１８２との間に挿入された超音波溶接ユニット８０を備え、これは、複合ウェブ材料１００が速度Ｖ_１で主直線方向に沿って進行することを引き起こす。

第１及び第２の供給手段１８１及び１８２は、例えば、モータの付いたベルト又は複数のローラを有する供給システムのような、当技術分野において公知であるウェブ材料を供給するためのデバイスのいずれか１つであることが可能である。添付の複数の図面に説明される実施形態において、供給デバイス１８１及び１８２は、２つのペアのモータの付いたローラである。

両方のデバイスは、適切な駆動手段１８３及び１８４を装備する。これらは、２つの供給デバイスのローラに、ウェブ１００のものと等しい線形な進行速度を与えることが可能である。

２つの供給デバイス１８１及び１８２もまた、それらの間でウェブ１００の連続的な部分をクランプ可能な、本来的に公知な機械的手段を設けられる。その連続的な部分は、典型的には、２つの重ね合わせられたウエストバンド１ａ及び１ｂと一致する。

さらにウェブ１００をグリップする能力を向上すべく、一方又は両方のローラは、「下方吸引」若しくは「真空」タイプであってよく、又はむしろウェブ１００の連続的なバンドに適用される全体のグリップの能力を向上させるべく、穴のあいた外部円筒表面を備え、本来的に公知の手段で空気圧より低い圧力の圧力源に接続されてもよい。

図４に示される実施形態において、第１の供給デバイス１８１は、一つながりの吸収性物品１０の未完成品で構成されるウェブ１００を超音波溶接ユニット８０に供給する目的を有する。その一方で、第２の供給デバイス１８２は、ウェブ材料１００を連続する切断ステーション９０へ供給する機能を有する。供給ユニット１８０は、典型的には、ウェブ材料１００が一定の速度Ｖ_１で超音波溶接ユニット８０を通過することを生じさせる。しかしながら、供給ユニット１８０は、超音波溶接ユニット８０中の材料が可変速度Ｖ_１で流れることを生じさせることが可能な、当技術分野において公知の種類のメカニズムの不可欠な部分であり得ることが可能である。

超音波溶接ユニット８０は、典型的には、少なくとも１つの超音波発生器９００、アンヴィルユニット８５０、及びスライディングテーブル１９０を備える。

図４、図５ａ及び図５ｂ、図６及び図７に示される実施形態において、超音波溶接ユニット８０は、２つの超音波発生器９００を備える。

超音波発生器９００及びアンヴィルユニット８５０は、スライディングテーブル１９０より上に、又はそれより下に無関係な状態で位置決めされることが可能である。

例示された実施形態において、超音波発生器９００は、スライディングテーブル１９０に対して下に位置決めされ、結果的に、アンヴィルユニット８５０は、上記のテーブルの上に位置決めされる。

図６に示されるように、各超音波発生器９００において、電気的パルスジェネレータ９１２、複数の電気的インパルスを、機械的運動へと転換することにより機械的振動エネルギーへと変換することが可能な圧電性トランスデューサ９１１を特定することが可能である。この機械的な運動は、次に、ブースタ９１３により増幅され、ソノトロード９１４へ送られる。それから、ソノトロードは、ソノトロード上をスライドするウェブ材料１００へと、その平坦な溶接面９１５を通じて増幅された機械的運動を送る。このように、アンヴィルデバイス８５０と協働するソノトロード９１４は、溶接ライン１３を形成することが可能である。

超音波発生器９００において、各ソノトロード９１４の外面９１５は、典型的には、ウェブ材料１００の移動平面β（ベータ）に対し平行である。

次に、各ソノトロード９１４の平坦な溶接面９１５は、幅８２及び長さ８３のその寸法によって特徴付けられる。

主方向Ｘを横断する平坦な溶接面９１５の幅８２は、超音波処理にさらされるウェブ材料１００の一部を支持するために十分に広くなければならない。又は、より正確に言い換えれば、平坦な溶接面９１５は、典型的には、横断方向Ｙに横断方向の溶接部１３の長さＬに等しいか又はそれより長い拡がり８２を有していなければならない。

主方向Ｘに平行な平坦な溶接面９１５の長さ８３は、上述の超音波処理を実装するために、速度Ｖ_１でスライドするウェブ１００と、超音波溶接ユニット８０のコンポーネントとの間の十分に長い接触（又は交差又は溶接）時間ｔを保証するようになっていなければならない。

典型的には、連続的及び同一平面上にあるそれぞれの平坦な溶接面９１５によって、２又はそれより多い超音波発生器９００を共に連結することにより、幅８２及び長さ８３の適切な寸法を有する平坦な溶接面を含む超音波溶接ユニット８０を得ることが可能である。

図４に示される実施形態において、適切な寸法の超音波溶接ユニット８０が、２つの超音波発生器９００を、一方を他方の後方に組み合わせることにより得られる。

実際、各ソノトロード９１４は、横断方向の溶接部１３の長さＬに等しいか又はそれより長い幅８２を含むが、以下で明らかとなるであろうが、溶接部１３を生成するために必要な接触時間ｔを保証することを可能とするために、不適切である長さ８３を含む、平坦な溶接面９１５を有する。

代替的に、適切な出力の超音波発生器９００及び適切な寸法の平坦な溶接面９１５を有するソノトロード９１４を配置して、超音波溶接ユニット８０は、単一の超音波発生器９００を備えることが出来る。

例示された実施形態において、超音波溶接ユニット８０の超音波発生器９００は、典型的には、スライド５００上に取り付けられる。

具体的には、適切な剛性のサポートブラケット３５０上に、各超音波発生器９００のトランスデューサ９１１、ブースタ９１３、及びソノトロード９１４を配置することが可能である。サポートプラケットは、次に、それが、鉛直方向で、Ｚ方向に平行な方向に、又は、むしろ平坦な溶接面９１５に直角にのみ移動することを可能とするスライド５００を通じて製造ラインのフレーム３００に結合される。

本明細書に記載される用途に適した超音波発生器９００は、ドイツの７６３０７ Ｋａｒｌｓｂａｄ市のＤｅｓｃｏｓｔｒａｓｓｅ ３−９のＨｅｒｒｍａｎｎ Ｕｌｔｒａｓｃｈａｌｌｔｅｃｈｎｉｋ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧ．社によって提供されることが可能であり、Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｍｏｄｅｌ ＤＹＮＡＭＩＣ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ４０００ ＣＳ、チタンコンバータモデルＣＣＳ ２０−Ｓ−ＩＰ５０−Ｌ−Ｉ、チタンブースタ２０ｋＨｚ比１：１．４、及びチタンソノトロード２０ｋＨｚ λ＝１／２、ＭＳ ８５／４５／１６ Ｓｑｕａｒｅを備える。

スライド５００は、典型的には、市場で入手可能な、又は製造することが可能な、任意のスライドである。

我々の用途のために適したスライド５００の例は、ダブテールスライドであることが可能である。これは、技術的文献において利用可能な開示を使用して、容易に設計及び生成され、又は、イタリアの２００１７Ｒｈｏ（ミラノ）市のＤｅ Ｇａｓｐｅｒｉ，８５を介したＨＩＷＩＮ Ｓｒｌ社によって製造され、市場で販売される、ＨＧシリーズの線形ガイドのような、線形移動についてのコンポーネントを使用して製造される。

超音波溶接ユニット８０において、超音波発生器９００の鉛直移動は、制御された推力Ｆを確実にすることを可能とする任意のデバイス３６０によって実装されることが可能である。

これらの特性を有するデバイスは、当技術分野において周知であって、電気的アクチュエータ又は空気圧式アクチュエータを用いて製造されることが可能である。 図５ａ及び図６において示される実施形態において、適切な形状及び寸法のサポートブラケット３５０に接続されたその上端及びブラケット３７０に固定された下端を有し、次に、製造ラインのフレーム３００に固定される空気圧式アクチュエータ３６０によって、振動ユニット９００の移動は実行される。

図５ａ及び図６に示されるように、空気圧式アクチュエータ３６０の下端とブラケット３７０との間に、力の検出センサ６００が挿入されることが可能であり、その機能は以下で説明されるであろう。

例示された構成において、空気圧式アクチュエータ３６０は、典型的には、サポートブラケット３５０を、結果的には、それに結合される超音波発生器９００を上方に押す。

例示された実施形態において、空気圧式アクチュエータ３６０のストロークは、停止要素３８０によって制限され得る。これはまた、フレーム３００に結合され、典型的には精確な（μｍの）ストロークエンドの記録デバイス３９０を設けられる。記録デバイスは、溶接の段階の間、平坦な溶接面９１５により占有されなければならない位置を識別する。

超音波溶接ユニット８０において、溶接ライン１３を製造することを可能とするための超音波発生器９００のソノトロード９１４の平坦な溶接面９１５は、アンヴィルユニット８５０と協働しなければならない。アンヴィルユニット８５０は、図５ａに示される実施形態において、典型的には、公知の種類のモータを付けられたベルト搬送システム８６０を有し、この上に、複数のアンヴィル要素８５５が典型的には互いに等距離に取り付けられる。

アンヴィルユニット８５０のベルト搬送システム８６０は、適した幅、及び、好ましくは２つのプーリの間をスライドする歯付ベルト８６３を有する、２つのプーリ８６１及び８６２によって製造されることが可能である。

ベルト搬送システム８６０は、２つのプーリのうちの１つを機械的結合部８６４に接続することにより、典型的にはプーリ８６１を電気モータ８６７に接続することにより、モータを付けられることが可能である。電気モータ８６７は、示される構成において、電気的に制御されたサーボモータで形成されてよい。

図５ａに示されるように、アンヴィルユニット８５０の各アンヴィル要素８５５は、典型的には、２つの連続的な吸収性衛生物品１０の２つの溶接ライン１３を形成することに寄与する。ゆえに、２つの連続的なアンヴィル要素８５５の間の距離は、典型的には、機械の製造のピッチＰに等しい。

図８により詳細にわたって示されるように、アンヴィル要素８５５の各々は、主方向Ｘに対しそれぞれ横断方向及び平行な、長さ８５３及び幅８５２を典型的には有する。さらに、互いに等しい第１の溶接バー８５４ａ及び第２の溶接バー８５４ｂを有し、それらの各々は、２つの連続的な吸収性物品１０の２つの溶接ライン１３の１つを製造することを担う。

図８に示されるように、２つの溶接バー８５４ａ及び８５４ｂは、第１の主方向Ｘに対し垂直なＹ_１−Ｙ_１ラインに対し典型的には平行であってよい。それらの各々は、横断方向の溶接部１３の長さＬより長いか又はそれと等しい長さ８５３、及び溶接部１３の幅Ｔに対応する幅８５７を有する。

この実施形態において、２つの溶接バー８５４ａ及び８５４ｂは、例えば、適切なねじ８６８によってモータの付いたコンベアベルト８６０のベルト８６３に直接的に結び付けられた独立の要素であることが可能である。

アンヴィル要素８５５、並びに、特に、２つの溶接バー８５４ａ及び８５４ｂは、溶接部１３の転写を担い、又はむしろ、超音波処理の効果に起因して吸収性物品が溶接される領域により仮定される形態を担う。溝（又はパターン）８５１は、溶接部１３の転写を画定することに寄与し、溶接バー８５４ａ及び８５４ｂの外面８５９上に作られる。

製造されるべき溶接ライン１３は直線であり、図９に詳細に見ることが可能な歯付モチーフを提示するので、図８及び図９に示される実施形態において、パターン８５１は、両方とも直線である。典型的な実施形態において、各歯は、以下の寸法を有する。即ち、幅８５８は０．４ｍｍに等しく、長さ８５７（パターン８５１の幅及び溶接部１３の幅Ｔに対応する）は７ｍｍに等しく、２つの連続的な歯の間に１．５ｍｍのピッチＰ_ｐを有する、歯の高さ８４９又は深さは１ｍｍである。

パターン８５１についての直線傾向の選択は、勿論、必須事項ではない。この傾向は、実際、製造されるべき溶接ライン１３の傾向により影響を受け、必ずしも直線ではあり得ない。さらに、溶接パターン８５１は、互いに平行で、主方向Ｘに垂直であってよいが、また、そうでなくてもよい。Ｖの頂点の開きの角度が典型的には５°と１０°との間を有し、好ましくは６°と８°との間を有する全体でＶ形状の傾向を、形成する。

振動平面９１５と協働する溶接バー８５４ａ及び８５４ｂの外面は、任意の溝の設計を有してよい。実際、典型的に採用される歯付モチーフに加えて、例えば、三角形、正方形、円、ハート、星、テディベア等、又はこれらの組み合わせのような、異なる幾何学的形状を有する又は装飾的な形状を伴って複数のモチーフが生成されることが可能である。

超音波溶接ユニット８０において、アンヴィルユニット８５０は、アンヴィル要素８５５が主方向Ｘ及び平坦な振動面９１５に平行な直線部分を設けられた閉路８１５に沿って移動するように構築され、ここでアンヴィル要素８５５は、典型的には、ウェブ材料１００の速度と同一の速度Ｖ_１を有する。

加えて、アンヴィルユニット８５０は、主方向Ｘ及び平坦な振動面９１５に平行な閉路部分８１５におけるアンヴィル要素８５５が、上述の平坦な振動面９１５に平行に、それらの外面８５９を保持し、その一方で、主方向Ｘに直交する方向での固定位置を維持するような態様で、構築される。

図５ａに示される実施形態において、ウェブ材料１００がその上を流れるスライディングテーブル１９０は、スロット１９５を設けられる。テーブル１９０の上面１９１と同一平面上にある各ソノトロード９１４の平坦な振動面９１５を有するべく、この中に超音波溶接ユニット８０の超音波発生器９００が挿入される。それゆえ、これは結果として、ウェブ材料１００の移動平面β（ベータ）ともまた平行になる。

スライディングテーブル１９０は、典型的には、取り入れ移行領域１９６及び排出移行領域１９７を提示し、これはアンヴィル要素８５５が、例えば、相当の厚みを有する、ウェブ材料１００上に存在する吸収性の構造２が有する干渉のリスクなしに、それら自身を平坦な振動面９１５に平行に配置することを可能とする。

取り入れ及び排出移行領域１９６及び１９７は、平坦な振動面９１５の取り入れ縁部及び排出縁部において１°−５°の角度を有する、スライディングテーブル１９０の丸め処理によって製造されることが可能である。

例示された実施形態において、上述のように、各超音波源９００の平坦な振動面９１５は、典型的には空気圧式アクチュエータ３６０の推力Ｆにより定まる位置に保持される。これは、停止要素３８０のストロークエンド記録デバイス３９０に対して停止するべく、振動ユニット８００の支持スライド５００を支持する。

典型的には、停止要素３８０の精確なストロークエンドの記録デバイス３９０は、平坦な振動面９１５をもたらすような態様で、ウェブ材料１００なしで較正され、それゆえ、振動面は、それに平行な、溶接バー８５４ａ及び８５４ｂの外面８５９に接する。

例えば、ウェブ材料１００の偶発的な破損の場合において、様々な作業段階の間、平坦な振動面９１５が、アンヴィル要素８５５との直接的な接触をすることを回避するので、特定の記録が好ましい。

ゆえに、この記録は、ソノトロード９１４の平坦な振動面９１５の早期摩耗を阻止することが可能である。しかし、同時に、ウェブ材料１００が、各アンヴィル要素８５５の溶接バー８５４ａ及び８５４ｂの外面８５９と、平坦な振動面９１５との間で、予め定められた推力Ｆによって押圧されることを可能とする。

溶接の段階の間、第１の供給手段１８１の排出部にあるウェブ材料１００は、取り入れ領域１９６を通じてスライディングテーブル１９０上をスライドし、超音波溶接ユニット８０へと供給される。この中では、典型的には、横断方向の溶接部１３の長さＬよりも長い横断幅８５３を有する、アンヴィルユニット８５０のアンヴィル要素８５５が、それを予め定められた推力Ｆによって平坦な溶接面９１５に対して押圧し、また、典型的には溶接部１３の長さＬより長いか又はそれと等しい幅８２を設けられる。

溶接の段階の間、超音波溶接ユニット８０の平坦な溶接面９１５は、主方向Ｘ及び横断方向Ｙに対して固定され、その一方で、アンヴィル要素８５５及びウェブ材料１００の両方は、平面βに平行な平坦な溶接面９１５上を速度Ｖ_１で主直線方向Ｘに沿ってスライドする。

ウェブ材料１００が平坦な溶接面９１５を横断する際に係合されるのに要する全ての時間ｔに対して、後者は、アンヴィル要素８５５と協働して、ウェブ材料１００自体への溶接１３を製造するために必要な超音波エネルギーを移送する。溶接の段階の間、アンヴィル要素８５５が、主方向Ｘに対し垂直な方向（Ｙ，Ｚ）において非常に高い剛性を有するという事実の性質においてもまたそうである。

図５ａに示される実施形態において、アンヴィル要素８５５の上述の剛性を確実にするために必要な手段は、複数の適切な側面ガイドフランジを設けられたプーリ８６１及び８６２との組み合わせで、ベルト８６３の内面上でスライドするように作成された、コンベア８６０に適切に固定されたプレート８６９であり得る。

Ｙ及びＺ方向において極めて堅いアンヴィル要素８５５'を提示する、更なる実施形態に係るアンヴィルユニット１８５０は、図１０及び図１１に表される。

図１０に示される追加の実施形態において、アンヴィルユニット１８５０は、典型的には、ベース要素８５６を設けられた複数のアンヴィル要素８５５'を有する。図１２に示されるように、ベース要素から２つの溶接バー８５４ａ及び８５４ｂが突出する。この追加の実施形態において、以前に記載されたＶ形状の構成の溶接バー８５４ａ及び８５４ｂを有することもまた、可能である。

アンヴィル要素８５５'の各々は、それぞれ搬送要素（又はキャリッジ）１８０５の上に固定される。

各搬送要素（又はキャリッジ）１８０５は、２つのガイド又はレール、即ち、典型的には、ラインオペレータに面する１つの前部ガイド又はレール１８１５、及び、製造機械のフレームに面する１つの後方ガイド又はレール１８２０の上をスライドする。

ガイド若しくはレール１８１５及び１８２０上を、各搬送要素又はキャリッジ１８０５がスライドすることは、適切なスライド手段の使用によって、より容易になる。当該スライド手段は、図１０及び図１１に示される実施形態において、車輪１８１０であることが可能である。車輪１８１０は、ガイド又はレール１８１５及び１８２０に結合され、独立したキャリッジ１８０５がガイド又はレール１８１５及び１８２０自身により決定される閉路８１５の外に移動することを防ぐ。ゆえに、溶接の段階の間、むしろ、主方向Ｘに平行なガイド１８１５及び１８２０の下方直線部において、各アンヴィル要素８５５'は、予め定められた推力Ｆによってウェブ材料１００の介在により平坦な溶接面９１５に対して典型的には押圧される。スライド手段又は車輪１８１０は、任意の起こり得る望ましくない運動を妨げることを可能とするが、その一方で、方向Ｙ及びＺにおいて固定されたアンヴィル要素８５５'の位置を維持する。

図１０に示される実施形態において、独立したキャリッジ１８０５は、公知の種類の歯付ベルト搬送システム１８２５を用いて、互いに接続される。

搬送システムは、典型的には、歯付ベルト１８４０、並びに一対のプーリ１８３０及び１８３５を備え、第１のプーリ１８３０は、典型的には駆動されているか、又はむしろ等速結合部１８６４'を用いて、電気モータ１８６７'に接続され、この場合でも同様に、モータは典型的には電気的に制御されたサーボモータであることが可能である。その一方で第２のプーリ１８３５は、管理又はリターンプーリである。

歯付ベルト搬送システム１８２５の選択及び寸法を決めるための基準は、例えば、システムが送らなければならない出力及び作業速度のような、技術的専門家によって公知の複数の要素に、典型的には関する。

一実施形態において、ＨＴＤタイプの歯付き外形を有する歯付ベルト搬送システムが選択されることが可能である。

本考案による溶接装置７０によって作成された溶接１３の質を管理するために、異なるパラメータで介入することが可能である。実際、出力及び振動の振動数のような、振動ユニット９００の固有パラメータにだけではなく、空気圧式アクチュエータ３６０の推力Ｆ、及び特に溶接時間ｔにもまた、介入することが可能である。

典型的には、図６に示されるように、推力（又は溶接の力）Ｆは、空気圧式アクチュエータ３６０の底部とブラケット３７０との間の力の検出センサ６００の挿入を用いて、直接的に監視されることが可能である。

ゆえに、一度最適な溶接の力Ｆが、判断されると、力の検出センサ６００によるその処理の間、それは監視されることが出来る。力の検出センサ６００は、典型的には、オペレータインタフェースデバイス又はＨＭＩ（ヒューマン・マシーン・インタフェース）と通信する。

例えば、空気圧式アクチュエータ３６０は、典型的には、圧力調整デバイス６０５を介して、圧縮された空気分配ネットワークに接続され得る。これは、アクチュエータ３６０内の空気の圧力の値を一定に保つことが可能である。

好適な実施形態において示されるデバイスに適用するために適した力の検出センサ６００は、イタリアのＰｏｒｄｅｎｏｎｅ，８−２０１３２ミランを介してＨＢＭイタリアＳｒｌにより製造され、市場で販売されたＵ１０Ｍ １．２５ｋＮ−５ｋＮの種類のロードセルであることが出来る。

溶接部１３の機械的な特性を改善するために、溶接メカニズム８０内のウェブ材料１００の処理時間ｔに作用することもまた可能である。

溶接時間ｔの選択は、以下の多数の要素を十分に考慮して、典型的には、溶接装置７０の設計の段階でなされる。即ち、溶接を用いて互いに接合されなければならない材料の複数の層の数、材料の種類、それらの化学組成、及び、ウェブ材料１００が超音波溶接ユニット８０内へと流れる速度である、機械の製造速度である。

一度、上記の複数のパラメータが知られると、また、テストを用いても、適切な溶接時間ｔを判断することが可能となる。

出願人により実行されるテストから、５ｍ／ｓの製造速度Ｖ_１を有し、例えば、スパンボンド式の１６ｇ／ｍ^２のポリプロピレンに基づく２層の不織布材料のような複合ウェブ材料１００の構築のために一般に使用される材料を用いたライン上では、０．０２秒から０．２秒、より好ましくは、０．０８秒と０．１２秒との間の溶接時間ｔによって、優れた質の溶接が得られることが分かる。これらの溶接時間は、平坦な溶接面９１５を有する超音波溶接ユニットが、０．１ｍと１．０ｍとの間の、より好ましくは、０．４ｍと０．６ｍとの間の全長８３又は８３'を設けられなければならないことを示唆する。

上の記載から、溶接時間ｔ（又は超音波溶接ユニット８０内のウェブ材料１００の処理時間）の増加をすべく、平坦な溶接面９１５及びアンヴィルユニット８５０の両方を延ばすことが典型的には必要となるという結果になる。

上述されたように、適切な幅８２及び、特に長さ８３または８３'の寸法を有する平坦な溶接面９１５を設けられた超音波溶接ユニット８０を得ることは、図４に示されるように、連続的及び同一平面上にある、それぞれの平坦な溶接面９１５を有する２又はそれより多い超音波発生器９００を使用して、可能である。ここで、長さ８３'の平坦な溶接面９１５は、それぞれ２つの超音波発生器９００の複数のソノトロード９１４の１つを他方の後ろに組み合わせることにより製造される。

アンヴィルユニット８５０を延ばすために、機械及び溶接の特定の製造ピッチＰに等しくなるよう、結果的に伝送システム８６０、１８２５を引き延ばす、追加のアンヴィル要素８５５を挿入することが必要である。

述べられていることから、超音波溶接ユニット８０の引き延ばしは、平坦な溶接面９１５に関して、及び、アンヴィルユニット８５０に関しての両方で、離散的な量においてのみ実行されることは明らかである。

実際、平坦な溶接面の最小の延伸は、超音波源９００の単一の平坦な溶接面９１５の長さ８３に等しい。一方、図５ａ及び図１０の実施形態において、アンヴィルユニット８５０の最小の延伸は、０．５Ｐに等しい。

出願人により実行される溶接テストの間、平坦な溶接面９１５とアンヴィル要素８５５との間で押圧されるウェブ材料１００は、超音波源９００が機能している場合のみ、スライドして超音波溶接ユニット８０を通過することが可能であることを検証することが出来た。実際、後者が切られ、ゆえに、それらの平坦な溶接面９１５が単純なスライド面として作用する場合、ウェブ材料１００は、それに対して押圧されるという事実に起因して、その上部をスライドすることにおいて非常な困難を示す。幾つかの場合においては、第２の供給手段１８２からだけではなく、同様にアンヴィルユニット８５０、１８５０からも牽引作用を受けるにも関わらず、破損をもたらす。

既に述べたように、ウェブ材料１００は、超音波処理がされた後で、第２の供給手段１８２によって超音波溶接ユニット８０から引き出される。これは、図４に示されるように、その後に続く切断ステーション９０への供給を可能とする。

切断ステーション９０は、切断ローラ９２（又はナイフ）及びコントラストローラ９３（カウンタナイフ又はアンヴィルローラ）がその上に取り付けられる、支持構造（不図示）を、典型的には備える。ナイフローラ９２及びアンヴィルローラ９３は、例示された構成において、電気的に制御されるサーボモータによって形成されることが可能である、モータ手段９５によってモータを付けられることが可能である。サーボモータは、適切な等速結合によって、ナイフローラ９２に、次に機械的に接続されることが可能である。

典型的には、ナイフローラ９２は、運動搬送システムを用いてアンヴィルローラ９３にモータを付けることを可能とする。このシステムは、それぞれ、ナイフローラ９２に、及びアンヴィルローラ９３に、スプライン結合されることが可能な複数のギアを有する種類であることが可能である。

ローラナイフ９２は、典型的には、アンヴィルローラ９３と協働するよう構成された、少なくとも１つの切断ブレード９４をその面上に支持する。このように、ウェブ材料１００、又はむしろ、切断前の複数の完成品が連なっている物品１０の一つながりの未完成品は、各々が、典型的には２つの連続する衛生物品１０の２つの溶接ライン１３の間に作り出される複数の切断部１２によって、切断ユニット９０により、複数の使い捨て衛生物品１０へとセグメント化される。

勿論、本考案の原理を損なうことなく、構造及び複数の実施形態の詳細は、単に非限定的な例示の手段によって本明細書に説明されたものに対して、添付の実用新案登録請求の範囲によって規定されている本考案の範囲から逸脱することなく、広範囲にわたってさえも異なるものとなってよい。

Claims (12)

1. 少なくとも２枚の重ね合わされたシート材料を有する複合ウェブの横断方向の超音波溶接のための装置であって、
   ある速度で主方向に沿って、前記複合ウェブを進行させる第１及び第２供給手段を有する供給ユニットと、
   前記第１及び第２供給手段の間に配置された超音波溶接ユニットとを備え、
   前記超音波溶接ユニットは、前記複合ウェブの運動の平面と平行、かつ、前記主方向において固定された平坦な溶接面を含むソノトロードに結合された少なくとも１つの超音波発生器と、
   前記主方向と平行な直線部分を含む閉路に沿って移動可能な少なくとも１つのアンヴィル要素を有するアンヴィルユニットであって、前記少なくとも１つのアンヴィル要素は、前記閉路の前記直線部分に沿って前記速度で移動する前記アンヴィルユニットとを有し、
   使用の間、前記少なくとも１つのアンヴィル要素は、前記複合ウェブを介在させて、予め定められた力で前記平坦な溶接面に対し押圧され、前記少なくとも１つのアンヴィル要素及び前記平坦な溶接面は、前記主方向に対する横断方向において、前記横断方向の超音波溶接の長さと等しいか又はそれより長い拡がりを有し、前記平坦な溶接面は、前記主方向と平行に、０．１ｍと１．０ｍとの間、より好ましくは、０．４ｍと０．６ｍとの間の全長を有する装置。
2. 前記超音波溶接ユニットは、互いに連続的及び同一平面上にあるそれぞれの平坦な溶接面を含む、複数の前記超音波発生器を有する、請求項１に記載の装置。
3. 前記アンヴィルユニットの前記少なくとも１つのアンヴィル要素は、前記少なくとも１つのアンヴィル要素の前記閉路を画定するコンベアベルト上に固定される、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記アンヴィルユニットの前記少なくとも１つのアンヴィル要素は、前記少なくとも１つのアンヴィル要素の前記閉路を画定する少なくとも１つのガイド上でスライド可能な搬送要素に固定される、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記少なくとも１つのアンヴィル要素は、２つの溶接バーを有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記アンヴィルユニットの前記少なくとも１つのアンヴィル要素は、前記２つの溶接バーが出現する、ベース要素を設けられる、請求項５に記載の装置。
7. 前記アンヴィルユニットの前記少なくとも１つのアンヴィル要素の前記２つの溶接バーは、互いに平行で、前記主方向に垂直である、請求項５又は６に記載の装置。
8. 前記少なくとも１つのアンヴィル要素の前記２つの溶接バーは、Ｖ形状の構成を有し、Ｖの頂点での開き角は、５°と１０°との間の、より好ましくは６°と８°との間である、請求項６に記載の装置。
9. 少なくとも前記閉路の前記主方向と平行な前記直線部分における、前記アンヴィルユニットは、前記主方向に対して直交する前記横断方向及び、それらに直交する方向において、前記少なくとも１つのアンヴィル要素の固定位置を維持する手段を有する、請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記少なくとも１つの超音波発生器の前記平坦な溶接面の前記主方向に沿った前記全長は、前記少なくとも１つのアンヴィル要素の前記主方向に沿った幅より長いか又はそれと等しい、請求項１から９のいずれか１項に記載の装置。
11. 前記平坦な溶接面及び前記アンヴィルユニットは、動作の間、０．０２秒と０．２秒との間、より好ましくは、０．０８秒と０．１２秒との間の溶接時間を規定する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 前記アンヴィルユニットは、互いに等距離である複数の前記アンヴィル要素を有する、請求項１から１１のいずれか１項に記載の装置。

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