JP6295207B2 - 使い捨て着用物品の製造方法及びこれに用いられる溶着装置 - Google Patents

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Description

本発明は、互いに対向する熱可塑性シート同士が超音波溶着された溶着部を有する使い捨て着用物品を製造するための方法及び溶着装置に関するものである。
従来から、前記着用物品として、例えば、前腹部と後背部と股下部とを有するとともに、前腹部と後背部とが一対のサイドシール部（溶着部）によって超音波溶着された使い捨ておむつが知られている。
前記サイドシール部を形成する場合、所定の軸回りに回転可能なアンビルとアンビルの外周面に対向して配置されたホーンとの間に、前腹部及び後背部を構成するための少なくとも一対の熱可塑性シートを連続的に供給する方法が採用される（例えば、特許文献１）。各熱可塑性シートは、互いに対向した状態でアンビルとホーンとの間に供給される。
前記アンビルの外周面には、周方向に間欠的に突起が形成されている。そのため、アンビルとホーンとの間に連続的に供給された熱可塑性シートは、突起がホーンに近接する周期で間欠的に超音波溶着される。これにより、互いに対向する熱可塑性シート同士が溶着された溶着部が形成される。
特許文献１に記載の製造方法では、連続的に供給された熱可塑性シートに対して間欠的に溶着部を形成する（以下、連続供給法という）。一方、間欠的に供給された熱可塑性シートに対して連続的に溶着部を形成する方法（以下、間欠供給法という）を行なう場合がある。
間欠供給法を行なうために、連続供給法と同様に、間欠的に突起が設けられたアンビルとホーンとの間に、突起がホーンに近接する周期に合わせて熱可塑性シートを間欠的に供給することが考えられる。しかし、この場合には、次の問題が生じる。
アンビルとホーンとの間には、図９に示すように、熱可塑性シートを溶着するための溶着力（フォースと称する場合がある）が発生する。この溶着力は、アンビルの突起がホーンに近づくに従い徐々に大きくなってピークを迎え、突起がホーンから離れるに従い小さくなる。つまり、ホーンにアンビルの突起が近づいてから溶着力が必要な溶着力に増加するまでの間にタイムラグが生じる。そのため、溶着力の山形波形のうち熱可塑性シートの溶着に十分に寄与するのは、一定の期間（例えば、図９に示す期間Ｔ１）の範囲に限られる。
したがって、溶着のための十分なエネルギー（図９のハッチング部分）を得るために、溶着力のピーク値（これを得るための電力）を大きく設定するとともに、期間Ｔ１を長くするために熱可塑性シートの供給速度（アンビルの回転速度）を低く設定せざるを得ない。
特開平５−１５５５１号公報
本発明の目的は、間欠供給法を採用するに当たり、アンビルとホーンとを所定の周期で近接及び離間させる場合と比較して、溶着力を小さく設定しながら熱可塑性シートの供給速度を高く設定することができる使い捨て着用物品の製造方法及びこれに用いられる溶着装置を提供することにある。
本願発明者等は、熱可塑性シートが供給されているか否かにかかわらず、一定の間隔を空けて配置されたアンビルとホーンとの間には一定の溶着力が生じている点を見出した。つまり、従来、熱可塑性シートが介在することを前提としてアンビルとホーンとの間に溶着力が発生するものと考えられていたが、熱可塑性シートが介在していない状態においてもアンビルとホーンとの間にはその間隔に応じた溶着力が発生している。
そして、本願発明者等は、この点に着目して、アンビルとホーンとの間の間隔を一定に保ちながらアンビルを回転させる本発明に想到した。
具体的に、本発明は、熱可塑性シートにより構成される２つの部分同士が互いに対向する対向部分を有する溶着対象部品が前記対向部分の一端部から他端部までの範囲で所定のパターンを持って連続して溶着されることにより製造される使い捨て着用物品の製造方法であって、前記対向部分に超音波振動を加えるためのホーンとの間で前記対向部分を前記所定のパターンを持って連続して溶着するための溶着面を有するアンビルを所定の回動軸回りに回転させる回転工程と、前記アンビルが回転している状態で複数の前記溶着対象部品を前記アンビルの溶着面と前記ホーンとの間に間欠的に供給することにより、前記溶着対象部品の夫々において前記対向部分を所定のパターンを持って連続して溶着する溶着工程とを含み、前記アンビルの溶着面は、前記回転工程による前記アンビルの回転位置にかかわらず、前記アンビルの溶着面と前記ホーンとの間隔が前記対向部分を前記所定のパターンを持って連続して溶着可能な間隔に維持されるように前記回動軸回りの全周に亘り設けられており、前記ホーンは、前記対向部分に超音波振動を加えるとともに前記アンビルの溶着面に対する接線方向に延びる加振面を有し、前記着用物品の製造方法は、前記加振面のうち前記アンビルの溶着面と対向する部分が劣化した場合に、前記加振面のうち前記劣化部分以外の部分が前記アンビルに対向するように前記ホーンと前記アンビルとの位置関係を前記接線方向に調整する調整工程をさらに含む、使い捨て着用物品の製造方法を提供する。
また、本発明は、使い捨て着用物品を製造するために、熱可塑性シートにより構成される２つの部分同士が互いに対向する対向部分を有する溶着対象部品について前記対向部分の一端部から他端部までの範囲で所定のパターンを持って連続して超音波溶着する溶着装置であって、前記対向部分に超音波振動を加えるためのホーンと、前記ホーンとの間で前記対向部分を前記所定のパターンを持って連続して溶着するための溶着面を有するとともに、所定の回動軸回りに回転可能なアンビルと、前記アンビルが回転している状態で、前記アンビルの溶着面と前記ホーンとの間に複数の前記溶着対象部品を間欠的に供給する供給機構とを備え、前記アンビルの溶着面は、前記アンビルの回転位置にかかわらず、前記アンビルの溶着面と前記ホーンとの間隔が前記対向部分を前記所定のパターンを持って連続して溶着可能な間隔に維持されるように前記回動軸回りの全周に亘り設けられており、前記ホーンが取り付けられる取付部をさらに備え、前記ホーンは、前記対向部分に超音波振動を加えるとともに前記アンビルの溶着面に対する接線方向に延びる加振面を有し、前記取付部と前記ホーンとの取付位置は、前記接線方向に調整可能である、溶着装置を提供する。
本発明によれば、アンビルとホーンとを所定の周期で近接及び離間させる場合と比較して、溶着力を小さく設定しながら熱可塑性シートの供給速度を高く設定することができる。
本発明の実施形態に係る使い捨ておむつを示す正面図である。 図１の使い捨ておむつのサイドシール部を展開して示す平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図２のＶ−Ｖ線断面図である。 図１の使い捨ておむつの製造方法を示す工程図である。 図６の溶着工程を行なうための溶着装置の全体構成を示す概略図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。 従来の溶着装置における溶着力を説明するためのグラフである。 図７に示す溶着装置における溶着力を説明するためのグラフである。 使い捨ておむつの別の実施形態を示す図３相当図である。
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
図１及び図２を参照して、使い捨て着用物品の一例としての使い捨ておむつ１は、いわゆるパンツ型のおむつである。具体的に、使い捨ておむつ１は、着用時に、着用者の股下部を介して前腹部から後背部まで延びるおむつ本体２と、着用者の腰部側面を覆う４枚のサイドパネル片３、４とを備え、おむつ本体２が二つ折りにされた状態で各サイドパネル片３同士がサイドシール部５において互いに接合されるとともに、各サイドパネル片４同士がサイドシール部６において互いに接合されることにより、パンツ型に形成されている。
以下、図１〜図５を参照して、使い捨ておむつ１の具体的構成について説明する。
おむつ本体２は、着用者の***物（例えば、尿）を吸収可能であり、適所に伸縮性を有する。具体的に、おむつ本体２は、着用者の***物を吸収可能な吸収体７と、着用者の股下部に相当する位置に設けられたレッグ用弾性部材８と、着用者の前腹部及び後背部に相当する位置に設けられた一対のウエスト用弾性部材９と、これら吸収体７、レッグ用弾性部材８及び各ウエスト用弾性部材９を挟み込む内側シート１０及び外側シート１１とを備えている。
内側シート１０は、着用時に着用者の体表側に向くとともに、液体透過性を有する略長方形のシートである。内側シート１０は、例えば、液体透過性を有する不織布シート及び／又はメッシュシートにより構成することができる。
外側シート１１は、着用時に着用者の外側を向くとともに液体不透過性を有するシートである。外側シート１１は、ポリエチレンフィルム又は撥水性及び通気性を有する不織布を用いて構成することができる。また、外側シート１１は、内側シート１０と同等の大きさを有する略長方形のシートである。
吸収体７は、内側シート１０を透過した液体を吸収する。具体的に、吸収体７は、粉砕されたパルプ又はこれに高吸水性ポリマーを混合したものを積層して成型される。また、吸収体７は、各シート１０、１１よりも短い長手寸法と、各シート１０、１１よりも狭い幅寸法とを有する略長方形又は砂時計型の形状を有する。この吸収体７は、各シート１０、１１の長手方向の両端部及び各シート１０、１１の幅方向（左右方向）の両端部にそれぞれ非設置部分を残すように両シート１０、１１間に配置されている。そして、吸収体７は、図３に示すように、内側シート１０と外側シート１１との間に挟まれた状態で当該両シート１０、１１に接合されている。
各レッグ用弾性部材８は、おむつ本体２と着用者の体表との隙間からの***物の漏れを抑制するために、着用時におむつ本体２を着用者の股下部に引き上げて当該おむつ本体２を股下部に密着させる。各レッグ用弾性部材８の少なくとも一部は、吸収体７の幅方向の両外側の位置であって各サイドパネル片３の間及び各サイドパネル片４の間の位置にそれぞれ設けられている。また、各レッグ用弾性部材８は、おむつ本体２の長手方向に伸長状態でおむつ本体２に添設されている。図４に示すように、各レッグ用弾性部材８は、内側シート１０と外側シート１１との間に挟まれた状態で両シート１０、１１に接合されている。各レッグ用弾性部材８は、ポリウレタン、天然ゴム、又は熱可塑性樹脂からなるシート又は糸を用いて構成することができる。
各ウエスト用弾性部材９は、使い捨ておむつ１がずり下がるのを抑制するために、着用時におむつ本体２を着用者の前腹部又は後背部に締め付ける。各ウエスト用弾性部材９は、吸収体７の幅方向に伸長状態でおむつ本体２に添設されている。図５に示すように、各ウエスト用弾性部材９は、内側シート１０と外側シート１１との間に挟まれた状態で当該両シート１０、１１に接合されている。各ウエスト用弾性部材９は、ポリウレタン、天然ゴム、又は熱可塑性樹脂からなるシート又は糸を用いることにより構成することができる。
サイドパネル片３は、それぞれおむつ本体２の長手方向（前後方向）の両端部からそれぞれ左右片側（図１及び図２の右側）に延び、左右方向に伸縮性を有する。各サイドパネル片３の間には、間隙部３ａが形成されており、この間隙部３ａは、各サイドパネル片３の右縁部同士がサイドシール部５によって接合されることにより、レッグホールとして用いられる。図３に示すように、各サイドパネル片３は、吸収体７の右側位置で内側シート１０と外側シート１１との間に挟まれた状態で当該両シート１０、１１にそれぞれ接合されている。
また、各サイドパネル片３は、熱可塑性の材料により構成されたシートである。具体的に、各サイドパネル片３は、ポリスチレンのブロック共重合体、ポリイソプレンのブロック共重合体、ポリブタジエンのブロック共重合体、エチレンの共重合体、天然ゴム、及びウレタンのうちの単一の材料又は少なくとも２つを混合した材料からなる伸縮性フィルム、伸縮性不織布、伸縮性フィルムと不織布との積層体、又は糸ゴムと不織布との積層体を用いて構成することができる。
各サイドパネル片４は、それぞれおむつ本体２の長手方向の両端部からそれぞれ左右方向の片側（図１及び図２の左側）に延び、左右方向に伸縮性を有する。各サイドパネル片４の間には、間隙部４ａが形成されており、この間隙部４ａは、各サイドパネル片４の左縁部同士がサイドシール部６によって接合されることにより、レッグホールとして用いられる。図３に示すように、各サイドパネル片４は、吸収体７の左側位置で内側シート１０と外側シート１１との間に挟まれた状態で当該両シート１０、１１にそれぞれ接合されている。
また、各サイドパネル片４は、熱可塑性の材料により構成されたシートである。具体的に、各サイドパネル片４は、ポリスチレンのブロック共重合体、ポリイソプレンのブロック共重合体、ポリブタジエンのブロック共重合体、エチレンの共重合体、天然ゴム、及びウレタンのうちの単一の材料又は少なくとも２つを混合した材料からなる伸縮性フィルム、伸縮性不織布、伸縮性フィルムと不織布との積層体、又は糸ゴムと不織布との積層体を用いて構成することができる。
以下、使い捨ておむつ１の製造方法について図６を参照して説明する。使い捨ておむつ１の製造方法は、主に以下の工程Ｓ１〜Ｓ１２を含む。
＜工程Ｓ１＞
工程Ｓ１では、外側シート１１を構成するための外側シート帯１１Ａをその長手方向に連続して搬送する。
＜工程Ｓ２＞
工程Ｓ２では、連続搬送される外側シート帯１１Ａ上にウエスト用弾性部材９を接合する。具体的に、ウエスト用弾性部材９は、吸収体７の長手寸法に対応する間隔を空けて外側シート帯１１Ａ上の２箇所に配置される。また、工程Ｓ２で添設される２箇所のウエスト用弾性部材９は、外側シート帯１１Ａの長手方向（流れ方向）に離間して配置される。さらに、各ウエスト用弾性部材９は、それぞれ外側シート帯１１Ａの幅方向に伸張状態で当該外側シート帯１１Ａに添設される。
＜工程Ｓ３＞
工程Ｓ３では、連続搬送される外側シート帯１１Ａ上に吸収体７を接合する。具体的に、吸収体７は、その長手方向を外側シート帯１１Ａの長手方向に沿わせた姿勢で、前記各ウエスト用弾性部材９の間に配置される。
＜工程Ｓ４＞
工程Ｓ４では、連続搬送される外側シート帯１１Ａ上に一対のレッグ用弾性部材８を接合する。レッグ用弾性部材８は、外側シート帯１１Ａ上における吸収体７の長手方向の中央位置であって吸収体７の幅方向の両外側位置にそれぞれ配置される。また、各レッグ用弾性部材８は、それぞれ外側シート帯１１Ａの長手方向に伸張状態で当該外側シート帯１１Ａに添設される。
＜工程Ｓ５＞
工程Ｓ５では、連続搬送される外側シート帯１１Ａ上にサイドパネル片３を構成するためのサイドパネル帯３Ａ、及びサイドパネル片４を構成するためのサイドパネル帯４Ａをそれぞれ接合する。サイドパネル帯３Ａ、４Ａは、それぞれの長手方向を外側シート帯１１Ａの長手方向に沿わせた姿勢で連続供給され、前記レッグ用弾性部材８の外側となる外側シート帯１１Ａの縁部上にそれぞれ接合される。このとき、サイドパネル帯３Ａ、４Ａは、外側シート帯１１Ａからそれぞれ突出した状態で、当該外側シート帯１１Ａに接合される。
＜工程Ｓ６＞
工程Ｓ６では、連続搬送される外側シート帯１１Ａ上に内側シート１０を構成するための内側シート帯１０Ａを接合する。具体的に、内側シート帯１０Ａは、その長手方向を外側シート帯１１Ａの長手方向に沿わせた姿勢で連続供給され、外側シート帯１１Ａと幅方向の位置を合致させた状態で当該外側シート帯１１Ａに接合される。この工程Ｓ６により、各弾性部材８、９及び吸収体７の全体が両シート帯１０Ａ、１１Ａの間に挟まれるとともに、サイドパネル帯３Ａ、４Ａの縁部が両シート帯１０Ａ、１１Ａの間に挟まれる。
＜工程Ｓ７＞
工程Ｓ７では、両サイドパネル帯３Ａ、４Ａをそれぞれ切断することにより間隙部３ａ、４ａを形成する。このとき、サイドパネル帯３Ａ、４Ａは、吸収体７の長手方向の中央位置を含む各サイドパネル帯３Ａ、４Ａの長手方向の所定の範囲にわたり切断される。
＜工程Ｓ８＞
工程Ｓ８では、両シート帯１０Ａ、１１Ａ及び両サイドパネル帯３Ａ、４Ａを切断することにより使い捨ておむつの仕掛かり品（溶着対象部品）１Ｚを形成する。具体的に、両シート帯１０Ａ、１１Ａ及び両サイドパネル帯３Ａ、４Ａは、隣接するウエスト用弾性部材９の間の位置で切断される。この工程Ｓ８により、両サイドパネル帯３Ａ、４Ａがサイドパネル片３、４に分断された仕掛かり品１Ｚが形成される。
＜工程Ｓ９＞
工程Ｓ９では、仕掛かり品１Ｚについておむつ本体２を長手方向の中央位置で二つ折りにする。これにより、サイドパネル片３同士及びサイドパネル片４同士が互いに対向する（２枚の熱可塑性シートにより対向部分が形成される）。
＜工程Ｓ１０＞
工程Ｓ１０では、各サイドパネル片３にサイドシール部５を形成するとともに、各サイドパネル片４にサイドシール部６を形成する。つまり、各サイドパネル片３同士及び各サイドパネル片４同士を超音波溶着する。工程Ｓ１０の内容は、後に詳述する。
＜工程Ｓ１１＞
工程Ｓ１１では、各サイドパネル片３のうち各サイドシール部５の外側に位置する切断部３ｂを切断するとともに、各サイドパネル片４のうち各サイドシール部６の外側に位置する切断部４ｂを切断する。これにより、各サイドパネル片３の縁部及び各サイドパネル片４の縁部が揃えられ、見栄えがよくなる。
＜工程Ｓ１２＞
工程Ｓ１２では、各サイドパネル片３及び各サイドパネル片４をおむつ本体２の内側に折り返す。これにより、包装に適した形態とされた使い捨ておむつ１が完成する。
以下、図７及び図８を参照して、工程Ｓ１０のために用いられる溶着装置１４について説明する。
溶着装置１４は、回動軸Ｊ１回りに回転可能なアンビル１６と、アンビル１６との間で各サイドパネル片３同士及び各サイドパネル片４同士を超音波溶着するための一対の超音波溶着機１７（図７では一方のみを示す）と、各超音波溶着機１７が取り付けられる溶着機取付部１８と、アンビル１６と各超音波溶着１７との間を経由する経路Ｒ１に沿っておむつの仕掛かり品１Ｚ（図６参照）を搬送するコンベヤ（供給機構）１５と、溶着部分を撮像する撮像装置２７とを備えている。
アンビル１６は、アンビル本体１６ａと、アンビル本体１６ａから外側に突出する一対の突起部１６ｂとを備えている。各突起部１６ｂは、サイドシール部５、６のピッチに対応する間隔で配置されている。また、各突起部１６ｂは、アンビル本体１６ａの全周に亘り形成されている。各突起部１６ｂの外周面は、後述するホーン２５との間で各サイドパネル３同士及び各サイドパネル４同士を所定のパターンを持って連続的に溶着するための溶着面を構成する。また、各突起部１６ｂの外周面は、各サイドパネル３、４の溶着範囲の全体を均一の強度で溶着するために回動軸Ｊ１を中心とする円柱面により構成されている。
各超音波溶着機１７は、それぞれ同様の構成を有するため、一方の構成のみを説明し、他方の説明を省略する。超音波溶着機１７は、電力の供給に応じて機械的な振動を発生させる図外の発信機と、この発信機からの振動を各サイドパネル片３、４に伝えるためのホーン２５と、ホーン２５を保持するための保持部材２４とを備えている。ホーン２５の加振面２５ａは、前記アンビル１６の各突起部１６ｂの外周面に対向して配置されているとともに、各突起部１６ｂの外周面の接線方向Ｄ１（図７参照）に延びる。
また、超音波溶着機１７は、その取付位置が接線方向Ｄ１に調整可能となるように、溶着機取付部１８に取り付けられている。具体的に、溶着機取付部１８は、保持部材２４が固定されたブラケット１８ａと、このブラケット１８ａが取り付けられるフレーム１８ｂとを備えている。ブラケット１８ａには、前記接線方向Ｄ１に沿って延びる３つの長孔１８ｃが形成されている。各長孔１８ｃにそれぞれ挿通するボルト２６をフレーム１８ｂの図外の雌ねじ部に螺合することにより、ブラケット１８ａをフレーム１８ｂに取り付けることができる。一方、ボルト２６を緩めて、長孔１８ｃ内でボルト２６を移動させることにより、超音波溶着機１７（ブラケット１８ａ）の取付位置を接線方向Ｄ１に調整することができる。
コンベヤ１５は、前記各ホーン２５の両側位置でおむつの仕掛かり品１Ｚを表裏両側から挟み込んだ状態で、各サイドパネル片３、４における溶着される部分（対向部分）をアンビル１６の外周面とホーン２５との間に供給可能である。つまり、コンベヤ１５は、仕掛かり品１Ｚにおける溶着される部分以外の部分を挟持した状態で、仕掛かり品１Ｚを搬送する。
具体的に、コンベヤ１５は、各ホーン２５の内側でアンビル１６側から仕掛かり品１Ｚを支持する内側支持ベルト１９と、各ホーン２５の外側でアンビル１６側から仕掛かり品１Ｚを支持する一対の外側支持ベルト２０と、内側支持ベルト１９との間でおむつ本体２を挟持する本体挟持ベルト２１と、内側支持ベルト１９との間でサイドパネル片３、４をそれぞれ挟持する一対のパネル挟持ベルト２２と、各外側支持ベルト２０との間でサイドパネル片３、４の切断部３ｂ、４ｂ（図６参照）に相当する部分をそれぞれ挟持する一対の切断部挟持ベルト２３とを備えている。このコンベヤ１５は、図外の駆動ローラ及び複数の転動ローラに掛け渡され、前記駆動ローラの駆動に応じて経路Ｒ１を含む所定の経路に沿って循環する。
撮像装置２７は、図７に示すように、アンビル１６及び超音波溶着機１７の下流側に配置され、コンベヤ１５によって仕掛かり品１Ｚが挟み込まれた状態で、サイドパネル片３、４の溶着部分（サイドシール部５、６）を撮像する。
以下、前記溶着装置１４の動作について説明する。
溶着装置１４は、アンビル１６を回動軸Ｊ１回りに回転させる（回転工程）。ここで、図外の駆動装置（例えば、モータ）の動力を用いてアンビル１６を回転させてもよいが、前記コンベヤ１５の動作に連動（従動）させることによりアンビル１６を回転させることもできる。
ここで、アンビル１６の突起部１６ｂの外周面は、アンビル１６の回転位置にかかわらず、突起部１６ｂの外周面とホーン２５との間隔が各サイドパネル３同士及び各サイドパネル４同士を所定のパターンを持って連続して溶着可能な間隔に維持されるように回動軸Ｊ１の全周に亘り設けられている。そのため、前記回転工程により、アンビル１６（突起部１６ｂ）の外周面とホーン２５（加振面２５ａ）との間には、図１０に示すように、仕掛かり品１Ｚの供給の有無にかかわらず一定の溶着力Ｎ２が発生する。
そして、溶着装置１４は、アンビル１６が回転している状態で、コンベヤ１５を駆動することにより複数個の仕掛かり品１Ｚをアンビル１６とホーン２５との間に間欠的に供給する。これにより、前記溶着力Ｎ２によって仕掛かり品１Ｚのそれぞれにおいてサイドパネル片３、４が連続的に溶着されて、サイドシール部５、６（図１参照）が形成される（溶着工程）。
この溶着工程では、コンベヤ１５によって、仕掛かり品１Ｚが挟持されているため、仕掛かり品１Ｚがアンビル１６及び超音波溶着機１７に対して位置ずれするのを抑制することができる。
次いで、溶着装置１４は、コンベヤ１５により仕掛かり品１Ｚが挟持された状態で撮像装置２７によってサイドパネル片３、４のサイドシール部５、６を撮像する（撮像工程）。この撮像工程は、仕掛かり品１Ｚがコンベヤ１５により挟持された状態で行われるため、撮像範囲にサイドパネル片３、４が入り込んでしまう等の不具合を抑制することができる。そして、撮像工程で得られた撮像データは、例えば、サイドシール部５、６が適切に形成されているか否かを判定するために用いられる。
そして、上述のように、サイドパネル片３、４の溶着を行い、ホーン２５の加振面２５ａにおけるアンビル１６と対向する部分が劣化した場合、調整工程を行なう。調整工程では、まず、ナット２８を緩め、加振面２５ａのうち前記劣化部分以外の部分をアンビル１６に対向するようにボルト２６の位置を溶着機取付部１８の長孔１８ｃ内で移動させる。この状態で、再びナット２８を締め付けることにより、溶着機取付部１８に対して超音波溶着機１７を固定する。これにより、超音波溶着機１７の取付位置を接線方向Ｄ１に移動させることができる。
以上説明したように、アンビル１６の突起部１６ｂの外周面（溶着面）は、アンビル１６の回転位置にかかわらず、アンビル１６の溶着面とホーン２５との間隔が各サイドパネル３、４を所定のパターンを持って連続して溶着可能な間隔に維持されるように回動軸Ｊ１回りの全周に亘り設けられている。これにより、図１０に示すように、仕掛かり品１Ｚの供給の有無にかかわらず一定の溶着力Ｎ２を生じさせることができる。
そのため、図９に示す従来の場合と異なり、溶着力が立ち上がるまでのタイムラグの発生を防止することができ、これにより、仕掛かり品１Ｚがアンビル１６とホーン２５との間を通過する期間Ｔ２中、常に溶着力Ｎ２を溶着のために利用することができる。そのため、仕掛かり品１Ｚの供給速度を低下させることなく、溶着のための十分なエネルギー（図１０のハッチング部分）を得ることができる。また、このように溶着力を利用する期間Ｔ２を長く設定することができることにより、従来の溶着のためのエネルギー（図９のハッチング部分）と同等のエネルギーを得るための溶着力Ｎ２（例えば、５００Ｎ〜６００Ｎ）を、従来の溶着力のピーク値Ｎ１（２０００Ｎ）よりも小さく抑えることができる。
したがって、従来と比較して溶着力を小さく設定しながら仕掛かり品１Ｚの供給速度を高く設定することができる。
また、前記実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
上述のように、仕掛かり品１Ｚが供給されていない状態でもアンビル１６の外周面とホーン２５とを微小の間隔に保持する場合、従来のように間隔を変化させる場合と比較して、ホーン２５の劣化が早まる。そこで、前記実施形態では、ホーン２５の加振面２５ａの一部が劣化した場合に、ホーン２５とアンビル１６との位置関係を調整することにより、加振面２５ａのうち劣化部分以外の部分を用いて超音波溶着を継続することができる。したがって、ホーン２５を交換する場合と比較して、溶着作業が中断する時間を短縮することができる。
また、複数のベルト１９〜２３によって、仕掛かり品１Ｚの溶着される部分の両側位置を保持することにより、仕掛かり品１Ｚの供給方向と直交する方向に溶着対象部品が伸縮又は移動するのを規制することができる。そのため、溶着位置を前記供給方向と直交する方向に正確に位置決めすることができる。特に、前記実施形態では、仕掛かり品１Ｚに対して供給方向と直交する方向に伸長状態でウエスト用弾性部材９が添設されているため、その弾性力によりサイドパネル片３、４が収縮するのを有効に抑制することができる。
さらに、各ベルト１９〜２３によって仕掛かり品１Ｚを挟持した状態で溶着部分を撮像装置２７により撮像することにより、サイドシール部５、６の両側部分が撮像範囲に入り込むのを確実に防止することができる。これにより、溶着部分の撮像結果を用いた判定等を正確に行なうことができる。
なお、前記実施形態では、図３に示すように、内側シート１０と外側シート１１との間にそれぞれサイドパネル片３、４が挟持された使い捨ておむつ１について説明したが、図１１に示すように、内側シート１０上に各サイドパネル片３、４を接合した構成とすることもできる。この場合、図６に示す工程Ｓ５及び工程Ｓ６の順番を逆にすればよい。
また、前記実施形態では、サイドパネル片３、４の溶着範囲の全体を均一な強度で溶着する溶着パターンについて説明したが、溶着範囲における溶着強度を部分的に変化させる溶着パターンを採用することもできる。具体的に、溶着部分と非用着部分とが交互に並ぶパターンや、溶着部分又は非用着部分がドット状に配置されるパターンを採用することもできる。この場合、アンビル１６の突起部１６ｂの外側面（溶着面）の全周に前記溶着パターンに応じた凹凸形状を要するため、図１０の溶着力Ｎ２は、脈動を伴うものになるものの、仕掛かり品１Ｚの供給の有無にかかわらず一定の溶着力が得られることに相違はない。
さらに、前記実施形態では、図６に示すように、工程Ｓ５においてサイドパネル帯３Ａ、４Ａを外側シート帯１１Ａに接合し、工程Ｓ７においてサイドパネル帯３Ａ、４Ａを切断する方法を例示したが、サイドパネル片３、４を形成する方法はこれに限定されない。例えば、予めサイドパネル片３、４を準備しておき、工程Ｓ５において、これらを間隙部３ａ、４ａに対応するピッチで外側シート帯１１Ａに接合することもできる。この場合、ステップＳ７を省略することができる。
また、各レッグ用弾性部材８及び各ウエスト用弾性部材９は、内側シート１０の内側及び／又は外側シート１１の外側に接合されていてもよい。
さらに、前記実施形態では、使い捨て着用物品として、使い捨ておむつ１を例示したが、一対の熱可塑性シート間に吸収体を保持する生理用ナプキン、及び不織布製のガウン（手術着）等について前記溶着方法及び溶着装置１４を用いることもできる。
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
本願発明者等は、熱可塑性シートが供給されているか否かにかかわらず、一定の間隔を空けて配置されたアンビルとホーンとの間には一定の溶着力が生じている点を見出した。つまり、従来、熱可塑性シートが介在することを前提としてアンビルとホーンとの間に溶着力が発生するものと考えられていたが、熱可塑性シートが介在していない状態においてもアンビルとホーンとの間にはその間隔に応じた溶着力が発生している。
そして、本願発明者等は、この点に着目して、アンビルとホーンとの間の間隔を一定に保ちながらアンビルを回転させる本発明に想到した。
具体的に、本発明は、熱可塑性シートにより構成される２つの部分同士が互いに対向する対向部分を有する溶着対象部品が前記対向部分の一端部から他端部までの範囲で所定のパターンを持って連続して溶着されることにより製造される使い捨て着用物品の製造方法であって、前記対向部分に超音波振動を加えるためのホーンとの間で前記対向部分を前記所定のパターンを持って連続して溶着するための溶着面を有するアンビルを所定の回動軸回りに回転させる回転工程と、前記アンビルが回転している状態で複数の前記溶着対象部品を前記アンビルの溶着面と前記ホーンとの間に間欠的に供給することにより、前記溶着対象部品の夫々において前記対向部分を所定のパターンを持って連続して溶着する溶着工程とを含み、前記アンビルの溶着面は、前記回転工程による前記アンビルの回転位置にかかわらず、前記アンビルの溶着面と前記ホーンとの間隔が前記対向部分を前記所定のパターンを持って連続して溶着可能な間隔に維持されるように前記回動軸回りの全周に亘り設けられており、前記ホーンは、前記対向部分に超音波振動を加えるとともに前記アンビルの溶着面に対する接線方向に延びる加振面を有し、前記着用物品の製造方法は、前記加振面のうち前記アンビルの溶着面と対向する部分が劣化した場合に、前記加振面のうち前記劣化部分以外の部分が前記アンビルに対向するように前記ホーンと前記アンビルとの位置関係を前記接線方向に調整する調整工程をさらに含む、使い捨て着用物品の製造方法を提供する。
また、本発明は、使い捨て着用物品を製造するために、熱可塑性シートにより構成される２つの部分同士が互いに対向する対向部分を有する溶着対象部品について前記対向部分の一端部から他端部までの範囲で所定のパターンを持って連続して超音波溶着する溶着装置であって、前記対向部分に超音波振動を加えるためのホーンと、前記ホーンとの間で前記対向部分を前記所定のパターンを持って連続して溶着するための溶着面を有するとともに、所定の回動軸回りに回転可能なアンビルと、前記アンビルが回転している状態で、前記アンビルの溶着面と前記ホーンとの間に複数の前記溶着対象部品を間欠的に供給する供給機構とを備え、前記アンビルの溶着面は、前記アンビルの回転位置にかかわらず、前記アンビルの溶着面と前記ホーンとの間隔が前記対向部分を前記所定のパターンを持って連続して溶着可能な間隔に維持されるように前記回動軸回りの全周に亘り設けられており、前記ホーンが取り付けられる取付部をさらに備え、前記ホーンは、前記対向部分に超音波振動を加えるとともに前記アンビルの溶着面に対する接線方向に延びる加振面を有し、前記取付部と前記ホーンとの取付位置は、前記接線方向に調整可能である、溶着装置を提供する。
本発明によれば、前記アンビルの溶着面は、前記アンビルの回転位置にかかわらず、前記アンビルの溶着面と前記ホーンとの間隔が前記対向部分を前記所定のパターンを持って連続して溶着可能な間隔に維持されるように前記回動軸回りの全周に亘り設けられていることにより、図１０に示すように、溶着対象物の供給の有無にかかわらず一定の溶着力Ｎ２を生じさせることができる。
そのため、図９に示す従来の場合と異なり、溶着力が立ち上がるまでのタイムラグの発生を防止することができ、これにより、溶着対象物がアンビルとホーンとの間を通過する期間Ｔ２中、常に溶着力Ｎ２を溶着のために利用することができる。そのため、溶着対象物の供給速度を低下させることなく、溶着のための十分なエネルギー（図１０のハッチング部分）を得ることができる。また、このように溶着力を利用する期間Ｔ２を長く設定することができることにより、従来の溶着のためのエネルギー（図９のハッチング部分）と同等のエネルギーを得るための溶着力Ｎ２を、従来の溶着力のピーク値Ｎ１よりも小さく抑えることができる。
したがって、本発明によれば、従来と比較して溶着力を小さく設定しながら熱可塑性シートの供給速度を高く設定することができる。
なお、本発明におけるアンビルの溶着面とホーンとの『間隔』は、アンビルの溶着面とホーン（の加振面）とが最も近接した部分における間隔を意味する。
また、『所定のパターン』とは、対向部分の全体を均一の溶着強度で溶着する溶着パターンだけではなく、対向部分における溶着強度を部分的に変化させる溶着パターンを含む趣旨である。具体的に、所定のパターンには、溶着部分と非溶着部分とが交互に並ぶパターンや、溶着部分又は非用着部分がドット状に配置されるパターン等が含まれる。この場合、アンビルの溶着面の全周に溶着パターンに応じた凹凸形状を要するため、図１０の溶着力Ｎ２は、脈動を伴うものになるものの、溶着対象部品の供給の有無にかかわらず一定の溶着力が得られることに相違はない。そして、このようなパターンを設定することにより、溶着部分の溶着強度を調整することができる。
さらに、『熱可塑性シートにより構成される２つの部分』とは、２つの部分が１枚の熱可塑性シートにより構成される場合だけでなく、２つの部分が複数枚の熱可塑性シートにより構成される場合も含む趣旨である。また、『対向部分を所定のパターンを持って連続して溶着する』とは、対向部分のみを溶着することに限定する趣旨ではなく、対向部分と他の熱可塑性部材とを同時に溶着することも含む趣旨である。
ここで、上述のように、溶着対象物が供給されていない状態でもアンビルの溶着面とホーンとを微小の間隔に保持する場合、従来のように間隔を変化させる場合と比較して、ホーンの劣化が早まる。
そこで、前記製造方法において、前記ホーンは、前記対向部分に超音波振動を加えるとともに前記アンビルの溶着面に対する接線方向に延びる加振面を有し、前記着用物品の製造方法は、前記加振面のうち前記アンビルの溶着面と対向する部分が劣化した場合に、前記加振面のうち前記劣化部分以外の部分が前記アンビルに対向するように前記ホーンと前記アンビルとの位置関係を前記接線方向に調整する調整工程をさらに含む。
また、前記溶着装置において、前記ホーンが取り付けられる取付部をさらに備え、前記ホーンは、前記対向部分に超音波振動を加えるとともに前記アンビルの溶着面に対する接線方向に延びる加振面を有し、前記取付部と前記ホーンとの取付位置は、前記接線方向に調整可能である。
これらの態様によれば、ホーンの加振面の一部が劣化した場合に、ホーンとアンビルとの位置関係を調整することにより、加振面のうち劣化部分以外の部分を用いて超音波溶着を継続することができる。したがって、ホーンを交換する場合と比較して、溶着作業が中断する時間を短縮することができるとともにコスト面でも有利である。
前記製造方法において、前記溶着工程では、溶着される部分の両側位置で前記溶着対象部品を表裏両側から複数のベルトで挟み込んだ状態で、前記対向部分を前記アンビルの溶着面とホーンとの間に供給することが好ましい。
また、前記溶着装置において、前記供給機構は、溶着される部分の両側位置で前記溶着対象部品を表裏両側から挟み込んだ状態で、前記対向部分を前記アンビルの溶着面と前記ホーンとの間に供給可能な複数のベルトを有することが好ましい。
これらの態様によれば、複数のベルトによって、溶着対象部品の溶着される部分の両側位置を保持することにより、溶着対象部品の供給方向と直交する方向に溶着対象部品が伸縮又は移動するのを規制することができる。そのため、溶着位置を前記供給方向と直交する方向に正確に位置決めすることができる。特に、溶着対象部品に対して供給方向と直交する方向に伸長状態で弾性部材が添設されている場合に、前記各態様が有効である。
また、前記製造方法において、前記複数のベルトによる前記溶着対象部品の挟み込みを維持した状態で、前記溶着部分を撮像する撮像工程をさらに含む場合、及び、前記溶着装置において、前記複数のベルトによって溶着対象部品を挟み込んだ状態で、前記熱可塑性シートの溶着部分を撮像する撮像部材をさらに備えている場合には、溶着対象部品における溶着部分の両側部分が撮像範囲に入り込むのを確実に防止することができる。これにより、溶着部分の撮像結果を用いた判定（例えば、溶着状態の良否判定）等を正確に行なうことが可能となる。
なお、使い捨て着用物品を限定する趣旨ではないが、着用時に、着用者の股下部を介して着用者の前腹部から後背部まで延びるおむつ本体と、着用者の腰部側面を覆うように前記おむつ本体の前後両端部からそれぞれ左右両側に延びる４枚のサイドパネル片とを有するものを、着用対象部品として用いることができる。
この場合、前記溶着工程では、前記おむつ本体を２つ折りにした状態で、前記おむつ本体の右側で互いに対向する２枚のサイドパネル片同士、及び前記おむつ本体の左側で互いに対向する２枚のサイドパネル片同士をそれぞれ溶着することにより、使い捨ておむつを製造することができる。
また、前記おむつ本体が２つ折りにされた状態で、前記おむつ本体の右側で互いに対向する２枚のサイドパネル片同士、及び前記おむつ本体の左側で互いに対向する２枚のサイドパネル片同士をそれぞれ溶着する前記アンビル及び前記ホーンを採用することにより、使い捨ておむつのサイドパネル片同士を溶着することができる。
また、本発明における使い捨て着用物品の別の例としては、例えば、一対の熱可塑性シート間に吸収体を保持する生理用ナプキン、及び不織布製のガウン（手術着）等が挙げられる。

Claims (8)

  1. 熱可塑性シートにより構成される２つの部分同士が互いに対向する対向部分を有する溶着対象部品が前記対向部分の一端部から他端部までの範囲で所定のパターンを持って連続して溶着されることにより製造される使い捨て着用物品の製造方法であって、
    前記対向部分に超音波振動を加えるためのホーンとの間で前記対向部分を前記所定のパターンを持って連続して溶着するための溶着面を有するアンビルを所定の回動軸回りに回転させる回転工程と、
    前記アンビルが回転している状態で複数の前記溶着対象部品を前記アンビルの溶着面と前記ホーンとの間に間欠的に供給することにより、前記溶着対象部品の夫々において前記対向部分を所定のパターンを持って連続して溶着する溶着工程とを含み、
    前記アンビルの溶着面は、前記回転工程による前記アンビルの回転位置にかかわらず、前記アンビルの溶着面と前記ホーンとの間隔が前記対向部分を前記所定のパターンを持って連続して溶着可能な間隔に維持されるように前記回動軸回りの全周に亘り設けられており、
    前記ホーンは、前記対向部分に超音波振動を加えるとともに前記アンビルの溶着面に対する接線方向に延びる加振面を有し、
    前記着用物品の製造方法は、前記加振面のうち前記アンビルの溶着面と対向する部分が劣化した場合に、前記加振面のうち前記劣化部分以外の部分が前記アンビルに対向するように前記ホーンと前記アンビルとの位置関係を前記接線方向に調整する調整工程をさらに含む、使い捨て着用物品の製造方法。
  2. 前記溶着工程では、溶着される部分の両側位置で前記溶着対象部品を表裏両側から複数のベルトで挟み込んだ状態で、前記対向部分を前記アンビルの溶着面とホーンとの間に供給する、請求項１に記載の使い捨て着用物品の製造方法。
  3. 前記複数のベルトによる前記溶着対象部品の挟み込みを維持した状態で、前記溶着部分を撮像する撮像工程をさらに含む、請求項２に記載の使い捨て着用物品の製造方法。
  4. 前記溶着対象部品は、着用時に、着用者の股下部を介して着用者の前腹部から後背部まで延びるおむつ本体と、着用者の腰部側面を覆うように前記おむつ本体の前後両端部からそれぞれ左右両側に延びる４枚のサイドパネル片とを有し、
    前記溶着工程では、前記おむつ本体を２つ折りにした状態で、前記おむつ本体の右側で互いに対向する２枚のサイドパネル片同士、及び前記おむつ本体の左側で互いに対向する２枚のサイドパネル片同士をそれぞれ溶着する、請求項１〜３の何れか１項に記載の使い捨て着用物品の製造方法。
  5. 使い捨て着用物品を製造するために、熱可塑性シートにより構成される２つの部分同士が互いに対向する対向部分を有する溶着対象部品について前記対向部分の一端部から他端部までの範囲で所定のパターンを持って連続して超音波溶着する溶着装置であって、
    前記対向部分に超音波振動を加えるためのホーンと、
    前記ホーンとの間で前記対向部分を前記所定のパターンを持って連続して溶着するための溶着面を有するとともに、所定の回動軸回りに回転可能なアンビルと、
    前記アンビルが回転している状態で、前記アンビルの溶着面と前記ホーンとの間に複数の前記溶着対象部品を間欠的に供給する供給機構とを備え、
    前記アンビルの溶着面は、前記アンビルの回転位置にかかわらず、前記アンビルの溶着面と前記ホーンとの間隔が前記対向部分を前記所定のパターンを持って連続して溶着可能な間隔に維持されるように前記回動軸回りの全周に亘り設けられており、
    前記ホーンが取り付けられる取付部をさらに備え、
    前記ホーンは、前記対向部分に超音波振動を加えるとともに前記アンビルの溶着面に対する接線方向に延びる加振面を有し、
    前記取付部と前記ホーンとの取付位置は、前記接線方向に調整可能である、溶着装置。
  6. 前記供給機構は、溶着される部分の両側位置で前記溶着対象部品を表裏両側から挟み込んだ状態で、前記対向部分を前記アンビルの溶着面と前記ホーンとの間に供給可能な複数のベルトを有する、請求項５に記載の溶着装置。
  7. 前記複数のベルトによって溶着対象部品を挟み込んだ状態で、前記熱可塑性シートの溶着部分を撮像する撮像部材をさらに備えている、請求項６に記載の溶着装置。
  8. 前記溶着対象部品は、着用時に、着用者の股下部を介して着用者の前腹部から後背部まで延びるおむつ本体と、着用者の腰部側面を覆うように前記おむつ本体の前後両端部からそれぞれ左右両側に延びる４枚のサイドパネル片とを有し、
    前記アンビル及び前記ホーンは、前記おむつ本体が２つ折りにされた状態で、前記おむつ本体の右側で互いに対向する２枚のサイドパネル片同士、及び前記おむつ本体の左側で互いに対向する２枚のサイドパネル片同士をそれぞれ溶着する、請求項５〜７の何れか１項に記載の溶着装置。
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