JP5025453B2 - 複合シートの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、３本以上のウエブを、側部同士を重ね合わせた状態に接合して複合シートを製造する複合シートの製造方法に関する。

従来、使い捨ておむつや生理用ナプキン等の吸収性物品やその製造に用いる部材の製造において、複数本の細幅なウエブを、側部同士を重ねた状態に接合して広幅な複合シートとして用いる場合がある。
また、特許文献１には、第１シートの中央部に、第１シートよりも幅の狭い第２シートをラミネートする際に、両シートそれぞれの一端縁の位置を検出し、検出した各一端縁の位置の情報に従って、第１シートに第２シートを積層する際の互いの位置関係を一定に保つ技術が提案されている。

特開平９−５０２０号公報

ウエブ同士を接合するため搬送する場合、搬送装置とウエブの摩擦や搬送のための張力によって、またウエブに加わる張力の変動によって、ウエブの幅の変化やウエブの幅方向の位置ずれが生じることがあり、細幅なウエブの場合には一層生じ易い。
また、ウエブが伸長性や伸縮性を有する場合には、ウエブの幅の変化やウエブに加わる張力の変動が一層生じ易くなる。このようなウエブの幅の変化やウエブの幅方向の位置ずれは、複数本の細幅なウエブを接合して広幅な複合シートを製造する場合、隣接するウエブの側部同士の重なり幅が変動してしまい、得られる複合シートやそれを用いて製造した吸収性物品の寸法を不均一にする。特許文献１の方法においても、第１又は第２シートの幅が変動する場合等には、両者を積層する際の互いの位置関係が変動し易い。

従って、本発明の目的は、３本以上のウエブからなり、隣接するウエブの側部同士の重なり幅が一定の複合シートを安定して連続生産することができる、複合シートの製造方法を提供することにある。

本発明は、それぞれ長手方向に沿って搬送される３本以上のウエブを、隣接するウエブの側部同士を重ね合わせた状態に接合して複合シートを製造する複合シートの製造方法であって、接合後の複合シートにおける第１ウエブの幅方向の両端縁の位置、及び第１ウエブの両側部に接合された一対の第２ウエブそれぞれの接合された側部側の一端縁の位置を検出し、検出した第１ウエブの両端縁の位置に基づいて、接合直前で第１ウエブの搬送位置を、所定の位置に制御すると共に、検出した第１ウエブの両端縁の位置と検出した第２ウエブの一端縁の位置との差から、第１及び第２ウエブの側部同士の重なり幅が一定になるように、第２ウエブそれぞれの搬送位置を制御し、このようにして搬送位置を制御した第１及び第２ウエブを互いに接合する、複合シートの製造方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。

本発明の複合シートの製造方法によれば、接合後にウエブの端縁の位置を検出する為、接合前に第１及び／又は第２ウエブの幅や幅方向の位置に変動が生じたとしても、それらを考慮した位置制御を行うことができ、隣接するウエブの側部同士の重なり幅を一定にできる。そのため、３本以上のウエブからなり、隣接するウエブの側部同士の重なり幅が一定の複合シートを安定して連続生産することができる。
尚、接合前にウエブの端縁の位置を検出し、その検出位置に基づき位置制御を行うと、位置制御後から接合までの間にウエブに幅変動等が生じたときに重なり幅が一定ではなくなってしまう。

以下、本発明をその好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。
図１には、複合シートの製造装置の主要部を構成する搬送ウエブ位置制御装置１及びそれを用いた複合シートの製造方法が示されている。
図１に示すように、本実施態様においては、それぞれ長手方向に沿って搬送される３本のウエブ１０２、１０３、１０４を、隣接するウエブの側部同士を重ね合わせた状態に接合して複合シート１０を製造する。
本実施態様においては、それぞれロール状の原反から繰り出されて連続搬送される３本のウエブ１０２、１０３、１０４を並列状態に接合している。より具体的には、中央に位置する第１ウエブ１０２の両側部上に、２本の第２ウエブ１０３、１０４それぞれの一方の側部が重なるように合流させて接合している。この接合は、図示しない接着剤塗工機により、合流させる直前の第１ウエブ１０２の両側部それぞれにホットメルト型接着剤を塗工しておき、第２ウエブ１０３、１０４の側部を重ねた後に、一対のニップロール６１、６２（接合手段６）で加圧することにより行っている。

本実施態様においては、図１及び図２に示すように、第１ウエブ１０２及び２本の第２ウエブ１０３、１０４を合流させて接合した後に、検出手段２を用いて、第１ウエブ１０２の幅方向の両端縁の位置１０ａ、１０ｄ、及び第２ウエブ１０３、１０４それぞれにおける、第１ウエブ１０２に接合される側部側の一端縁の位置１０ｂ、１０ｃを検出する。以下、これらの検出対象位置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄを、順に第１境界部１０ａ、第２境界部１０ｂ、第３境界部１０ｃ及び第４境界部１０ｄともいう。

搬送ウエブ位置制御装置１は、第１〜第４境界部１０ａ〜１０ｄを検出する検出手段２と、検出手段２の上流に配され各ウエブ１０２、１０３、１０４の軌道を制御する軌道制御手段３Ａ〜３Ｃと、検出手段２から得られる位置情報に基づき第１ウエブ１０２及び第２ウエブ１０３、１０４の搬送軌道を制御する制御手段４と、表示・設定手段５とを備えている。制御手段４は、検出手段２から得られる第１境界部１０ａ及び第４境界部１０ｄの位置情報に基づき、軌道制御手段３Ａを作動させて第１ウエブ１０２の搬送軌道を制御すると共に、検出手段２から得られる第１境界部１０ａ〜１０ｄの位置情報に基づき、軌道制御手段３Ｂ,３Ｃを作動させて第２ウエブ１０３，１０４の搬送軌道を制御する。表示・設定手段５は、制御の状態を表示したり、第１〜第４境界部１０ａ〜１０ｄの基準位置や側部同士の重なり幅１０１の基準幅等の設定を行う。前記基準位置や重なり幅の基準幅は、複合シートの仕様（寸法）に基づいて決定する。表示・設定手段５で設定された前記基準位置や重なり幅の基準幅のデータは、シーケンサ４１へ送信される。

軌道制御手段３Ａ〜３Ｃは、それぞれ、軌道制御ロール３１と、軌道制御ロール３１の向きを変える制御モータ３２とを有している。軌道制御ロール３１は、２本のフリーロール３１１と、２本のフリーロール３１１を相互に離間した状態に支持するフレーム３１２とからなり、各ウエブ１０２、１０３、１０４は、それぞれに当接した軌道制御ロール３１が回転した分同じ方向に向きを変え、それにより、各ウエブの搬送位置（搬送方向に直交する方向の位置）を、ウエブ１０２、１０３、１０４が互いに合流される前に変更可能である。

検出手段２は、ウエブ１０２、１０３、１０４が接合されて形成される複合シート１０の片面側に配置された撮像機２１と、該複合シート１０の他面側に配置された照明器２２と、画像処理装置２３とを備えている。
画像処理装置２３における、第１〜第４境界部１０ａ〜１０ｄの検出は、例えば、以下のようにして行われる。
撮像器２１にＣＣＤカメラを用いた場合、画像処理装置２３に接続された表示・設定手段５には、所定の画角で撮像された撮像領域１２（複合シートの幅方向位置ｘ、搬送方向位置ｙ）が、ＣＣＤカメラの画素数分のデータ（０〜２５５階調）で表される。撮像領域１２においてｙ方向の任意の１画素における撮像領域１２のｘ方向の画素データを求めると、図２（ｂ）のようなグラフができる。図２（ｂ）では、ウエブ同士の重なり部１００，１００は、画像として暗いので画素データの数値は小さく表される。
左右の検査領域１２０、１２１のｙ方向の任意の１画素に対する両検査領域１２０、１２１のｘ方向の画素データを求めると、図３（ａ）、（ｂ）のようなグラフができる。また、両検査領域１２０、１２１のｙ方向の全ての画素に対するｘ方向の画素データを求めその全てを積分算平均化した上で微分し、微分結果の最大最小値を±１００%となるようにデータ変換すると、図３（ｃ）、（ｄ）のようなグラフができる。そして、境界部を特定する為に設定された閾値に基づいて各境界部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの位置データを求める。具体的には、図３（ｃ）においては、マイナス側の閾値により第１境界部１０ａ、プラス側の閾値により第２境界部１０ｂの位置データを、図３（ｄ）においては、マイナス側の閾値により第３境界部１０ｃ、プラス側の閾値により第４境界部１０ｄの位置データを求めている。
検査領域１２０、１２１の設定においては、２つの境界部を検出する為に１つの検査領域を設定したが、１つの境界部を検出するために１つの検査領域を設定してもよい。

そして、このようにして検出された各境界部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの位置データが、制御手段４に入力されて、第１〜第３ウエブの搬送軌道の制御が行われる。
制御手段４は、画像処理装置２３で検出された境界部の位置データを制御手段４に応じたアナログ信号に変換する信号変換機能を有するシーケンサ（以下、単にシーケンサという）４１と、シーケンサ４１から出力されるアナログ信号に基づいて制御モータ３２を制御するコントローラ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃを備えている。制御手段４は、各境界部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの位置データに基づき、以下の制御を行う。
シーケンサ４１は、検出手段２で検出された第１〜第４境界部１０ａ〜１０ｄの位置データをコントローラ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃに応じたアナログ電圧にデータ変換し、コントロ−ラ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃに送信する。
シーケンサ４１は、表示・設定手段５で予め設定した第１及び第４境界部１０ａ、１０ｄの基準位置と、画像処理装置２３で検出された第１及び第４境界部１０ａ、１０ｄとのずれ量を求め、各々のずれ量に基づいた２つのアナログ電圧をコントローラ４２Ａに送っている。
コントローラ４２Ａは、シーケンサ４１から送られた２つのアナログ電圧を加算して２で割る事で平均化したずれ量に相当するアナログ電圧を求め、平均化したずれ量に相当するアナログ電圧に基づいて、軌道制御手段３Ａを作動させ、第１ウエブ１０２の搬送軌道を前記の平均化したずれ量がなくなる方向に修正する。他方、ずれが生じていない場合やずれがなくなった場合には、第１ウエブ１０２の搬送軌道の移動を停止する。

また、シーケンサ４１は、表示・設定手段５で予め設定した第１及び第２ウエブ１０２、１０３の側部同士の重なり幅１０１の基準幅と、画像処理装置２３で検出された第１境界部１０ａの位置データから、第２境界部１０ｂの位置データを減算することで得た幅とのずれ量を求め、ずれ量に基づいたアナログ電圧をコントローラ４２Ｂに送っている。
コントローラ４２Ｂは、シーケンサ４１から送られたアナログ電圧に従って、軌道制御手段３Ｂを作動させ、第２ウエブ１０３の搬送軌道を前記のずれ量がなくなる方向に修正する。他方、ずれが生じていない場合やずれがなくなった場合には、第２ウエブ１０３の搬送軌道の移動を停止する。

また、シーケンサ４１は、表示・設定手段５で予め設定した第１及び第３ウエブ１０２、１０４の側部同士の重なり幅１０１の基準幅と、画像処理装置２３で検出された第４境界部１０ｄの位置データから、第３境界部１０ｃの位置データを減算することで得た幅とのずれ量を求め、ずれ量に基づいたアナログ電圧をコントローラ４２Ｃに送っている。
コントローラ４２Ｃは、シーケンサ４１から送られたアナログ電圧に従って、軌道制御手段３Ｃを作動させ、第３ウエブ１０４の搬送軌道を前記のずれ量がなくなる方向に修正する。他方、ずれが生じていない場合やずれがなくなった場合には、第２ウエブ１０４の搬送軌道の移動を停する。

本実施形態の複合シート１０の製造方法においては、図１に示すように、第２ウエブ１０３，１０４に接合する直前において第１ウエブ１０２の搬送軌道の制御を行い、第１ウエブ１０２と接合する直前において第２ウエブ１０３，１０４それぞれの搬送軌道の制御を行っている。本実施形態においては、図１に示すように、接合手段６による接合工程と軌道制御手段３Ａ〜３Ｃによる軌道の修正工程との間に、各ウエブ１０２，１０３，１０４の軌道を乱すような工程を有しない。接合直前の軌道修正は、第１ウエブと第２ウエブとの合流地点からの離間距離（ウエブに沿って測定）が４０ｃｍ、特に３０ｃｍ以内の地点において行うことが好ましい。
尚、第１〜第４境界部１０ａ〜１０ｄの検出及びそれに続く搬送軌道の修正は、常時、連続して行っても良いし、吸収性物品を製造する場合には、吸収性物品１個相当の長さ毎に行っても良い。

本実施態様の複合シート１０の製造方法によれば、接合後の複合シート１０における第１ウエブ１０２の幅方向の両端縁の位置１０ａ、１０ｄを検知し、それに基づいて、接合直前で第１ウエブ１０２の搬送軌道を予め設定した所定の位置に修正するようにしたため、第１ウエブ１０２に加わる張力の変動等により第１ウエブ１０２の幅が変動しても、その影響を受けることなく、第１ウエブ１０２の位置を確実に適正な位置に修正することができる。
また、本実施態様の複合シート１０の製造方法によれば、接合後の複合シート１０における第１〜第４境界部１０ａ〜１０ｄの位置を検出し、第１境界部１０ａと第２境界部１０ｂの間隔及び第３境界部１０ｃと第４境界部１０ｄとの間隔に基づいて、ウエブの側部同士の重なり幅１０１、１０１を制御するため、第１ウエブ１０２及び第２ウエブ１０３、１０４の何れか１以上に幅の変動が生じても、ウエブ同士の重なり幅を常に一定に維持することができる。
従って、幅方向の寸法が一定の複合シート１０を安定して製造することができる。

複合シート１０における第１〜第４境界部１０ａ〜１０ｄの検出は、接合直後に行うことが好ましい。接合の直後に隣接するウエブの側部同士の重なり幅を検出すると、接合の直前で第１及び第２ウエブの搬送位置を制御できる為、制御の応答性が高い。
接合直後の検出は、第１ウエブと第２ウエブとの合流地点からの搬送距離が２０ｃｍ、特に１０ｃｍ以内の地点において行うことが好ましい。

また、本実施形態においては、第１〜第４境界部１０ａ〜１０ｄを、画像処理により検出したため、１本の線上の光の反射量の差から検出する一次元センサを用いる場合に比べて情報量が多く、検出におけるウエブの坪量ムラによる影響を受けにくい。その為、安定して第１〜第４境界部１０ａ〜１０ｄの位置を検出することができる。また、光の反射率の差が少ないウエブ同士を接合する場合でも、第１〜第４境界部１０ａ〜１０ｄの位置の検出が容易である。
尚、従来においては一般に、ウエブの搬送位置を制御する場合、ウエブの一端縁または両端縁に設けたセンサ（ウエブによる遮光量で位置を検出するセンサ）でウエブの搬送位置を検出して搬送軌道を修正していた。しかし、ウエブに坪量ムラがある場合には、位置検出で誤判断を生じ誤動作により軌道を変更してしまうことがあり、搬送位置の変動の原因となることがある。特許文献１の方法においても、この課題を有している。

本発明の複合シートの製造方法は、ウエブの搬送方向に伸長性や伸縮性を有している材料を用いる場合に有用である。伸長性や伸縮性を有する材料は、搬送の張力により、ウエブの幅が変動し、特に、伸縮性を有する材料については搬送の張力変動が生じ易いが、本発明の複合シートの製造方法を用いれば、一定の重なり幅の複合シートを安定して製造することができる。

本実施態様の複合シート１０の製造方法においては、第１及び第２ウエブ１０２〜１０４として、伸縮性を有する不織布を用いている。
本実施態様においては、何れかのウエブが伸縮性を有する場合であっても、幅寸法が一定の複合シートを得ることができる。また、複合シート１０は、適宜の長さに切断して、使い捨ておむつや生理用ナプキン等の、身体から排出される液の吸収に用いる吸収性物品の構成材料として好ましく用いることができる。吸収性物品の構成材料としては、例えば、肌当接面を形成する表面材、吸収体の一部、パンツ型吸収性物品の外装材等として用いることができる。

ここで、伸縮性を有するウエブとは、例えば、以下のようにして測定したウエブの伸長率が７０％以上のものをいう。ウエブにおける伸長率は、引っ張り試験機を用いて以下のようにして測定する。ウエブを５０ｍｍ×２５ｍｍに切り、伸長方向を長辺としたものを試験片とする。試験片の長辺を１．０Ｎの荷重／２５ｍｍ幅で引っ張り、伸長後の試験片の長さをＡとする。そしてそのときの伸長率は次の通りに定義される。
伸長率＝｛（Ａ−５０）／５０｝×１００
つまり、伸長率を求める式は、
（１．０Ｎで伸長後の試験片の長さ−伸長前の試験片の長さ）／（伸長前の試験片の長さ）×１００である。例えば、伸長後の試験片の長さが１００ｍｍの場合には伸長率は１００％であり、伸長後の試験片長さが１５０ｍｍの場合には伸長率は２００％である。

尚、本発明において、ウエブは不織布に限られない。ウエブとしては、不織布の他、紙、布、フィルム、不織布とフィルムとのラミネートシート等が挙げられる。

以上、本発明の一実施態様について説明したが、本発明は、上記実施態様に制限されず、適宜変更可能である。
例えば、第２ウエブの更に外側に一対又は１本の第３ウエブを接合させても良い。
また、画像処理装置を用いた検出手段に代えて、１本の線上の光の反射量の差から検出する一次元センサを用いた検出手段を用いることもできる。

また、各ウエブ１０２〜１０４を、ロール状の原反から繰り出すのに代えて、軌道修正手段より上流に、各ウエブの製造工程を連続して設けても良い。また、軌道修正装置は、フリーロールを１本のみ、または３本以上有するものでも良い。また、軌道修正装置として、ウエブの軌道を修正可能な各種公知の装置を用いることもできる。例えば、フリーロールを幅方向に揺動させてウエブの蛇行を修正する装置等を用いることもできる。
また、ウエブの側部同士の重なり幅１０１は、第１ウエブ１０２の一方の側部と他方の側部で同じでも異ならせても良い。

また、ウエブの側部同士の接合は、第２のウエブ側に接着剤を塗工して行っても良く、更に接着剤を用いるのに代えて、重なり部にヒートシール、超音波シール又は高周波シール加工を施したり、接着剤とこれらを併用したりすることもできる。第１ウエブの両端縁の位置及び第２ウエブの一端縁の位置の検出は、ヒートシール、超音波シール又は高周波シール加工によりウエブの側部同士を接合する前に行っても良い。また、複合シート１０の全幅に対する、ウエブの側部同士の重なり幅１０１の割合は特に制限されず、適宜設定できる。一例を示せば、重なり幅１０１は、複合シート１０の全幅の１．５〜５０％とすることができる。
また、本発明により製造される複合シートは、吸収性物品の構成材料に限られず、様々な用途に使用することができる。

図１は、本発明の一実施態様に用いた複合シートの製造装置の主要部を示す斜視図である。 図２は、第１ウエブの両端縁の位置及び第２ウエブの各一端縁の位置を示す図である。 画像処理装置により得られたデータから、第１ウエブの両端縁の位置及び／又は第２ウエブの各一端縁の位置を検出する方法の一例を示す図である。

符号の説明

１ 搬送ウエブの位置制御装置
２ 検出手段
２１ 撮像機
２２ 照明器
２３ 画像処理装置
３Ａ〜３Ｃ 軌道制御手段
３１ 軌道制御ロール
３１１ フリーロール
３１２ フレーム
３２ 制御モータ
４ 制御手段
４１ シーケンサ
４２Ａ〜４２Ｃ コントローラ
５ 表示・設定手段
６ 接合手段
６１,６２ ニップロール
１０ 複合シート
１００ 重なり部
１０１ 重なり幅
１０２ 第１ウエブ
１０３，１０４ 第２ウエブ
１０ａ 第１境界部（第１ウエブの幅方向の一方の側端縁）
１０ｂ 第２境界部（第２ウエブ１０３の、接合される側部側の一端縁）
１０ｃ 第３境界部（第２ウエブ１０４の、接合される側部側の一端縁）
１０ｄ 第４境界部（第１ウエブの幅方向の他方の側端縁）
１２ 撮像領域
１２０ 左側検査領域
１２１ 右側検査領域

Claims (3)

1. それぞれ長手方向に沿って搬送される３本以上のウエブを、隣接するウエブの側部同士を重ね合わせた状態に接合して複合シートを製造する複合シートの製造方法であって、
   接合後の複合シートにおける第１ウエブの幅方向の両端縁の位置、及び第１ウエブの両側部に接合された一対の第２ウエブそれぞれの接合された側部側の一端縁の位置を検出し、
   検出した第１ウエブの両端縁の位置に基づいて、接合直前で第１ウエブの搬送位置を所定の位置に制御すると共に、検出した第１ウエブの両端縁の位置と検出した第２ウエブの一端縁の位置との差から、第１及び第２ウエブの側部同士の重なり幅が一定になるように、第２ウエブそれぞれの搬送位置を制御し、
   このようにして搬送位置を制御した第１及び第２ウエブを互いに接合して、前記複合シートを製造し、
   第１ウエブの搬送位置の制御においては、検出した第１ウエブの両端縁の位置と、該両端縁のそれぞれについて予め設定した基準位置とのずれ量が、第１ウエブの両側で平均化されるように第１ウエブの搬送位置を制御し、
   第２ウエブの搬送位置の制御においては、検出した第１ウエブの両端縁の位置と、検出した第２ウエブの前記一端縁の位置との差から算出される第１ウエブと第２ウエブそれぞれとの側部同士の重なり幅が、予め設定した重なり幅の基準幅からずれないように第２ウエブそれぞれの搬送位置を制御し、
   第１ウエブの前記両端縁及び第２ウエブそれぞれの前記一端縁の位置の検出は、第１及び第２ウエブの接合直後に行う、複合シートの製造方法。
2. 第１及び第２ウエブの少なくとも何れか一本以上が伸縮性を有する、請求項１記載の複合シートの製造方法。
3. 第１ウエブの前記両端縁及び第２ウエブそれぞれの前記一端縁の位置の検出は、撮像機を用いて同時に行う請求項１又は請求項２に記載の複合シートの製造方法。

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