JP7232807B2 - 複合シートの製造方法及び複合シートの製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、複合シートの製造方法及び複合シートの製造装置に関する。

上記技術分野において、特許文献１には、第２ロールにより賦形された第１シートを第１ロール上で第２シートと重ね合わせ、第１ロールとアンビルロールとの噛み合い部において溶着して複合シートを得て、さらに、得られた複合シートを第１ロール上で搬送しつつ、アンビルロールよりも下流側に設けられた開孔ロールの穿孔部により、第１ロール上において、複合シートの賦形凸部に開孔を形成する技術が開示されている（同文献段落［００２４］～［００４０］、図２等）。

特開２００７－１３０８１７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、複合シートを第１ロールに沿わせたまま溶着工程及び開孔工程を行うため、複合シートの溶着部分に貫通孔を形成することができなかった。

したがって、本発明の課題は、複数のシートを重ね合わせて溶着して得られる複合シートの溶着接合部分に貫通孔が形成された複合シートを得ることに関する。

本発明は、第１シート及び第２シートが接合した複数の接合部を有し、第１シートにおける前記接合部以外の少なくとも一部が、第２シート側と反対側に突出した凸部を形成しており、且つ前記接合部に貫通孔を有する複合シートの製造方法であって、互いに噛み合う凹凸を周面に有する第１ロール及び第２ロールを、両ロールの噛み合い状態下に互いに逆方向に回転させながら、両ロールの噛み合い部に第１シートを導入して該第１シートを凹凸形状に変形させる賦形工程と、凹凸形状に変形させた第１シートを、第１ロールの周面に保持しつつ搬送し、搬送中の第１シートに第２シートを重ね合わせる重ね合わせ工程と、重ね合わされた第１シート及び第２シートを、第１ロールの凸部と融着機との間に挟んで両シートが融着してなる複数の前記接合部が形成されてなる接合シートを得る接合部形成工程と、前記接合シートにおける前記接合部の位置が、周面に凹部を有するアンビルロールにおける該凹部の位置と一致するように、該接合シートを該アンビルロールの周面に受け渡す受け渡し工程と、前記アンビルロールにおける前記凹部に対応する穿孔ピンを周面に有するピンロールと前記アンビルロールとの間に前記接合シートを導入し、前記凹部に前記穿孔ピンを刺入することにより前記接合シートの前記接合部に前記貫通孔を形成して前記複合シートを得る刺入工程と、を含む複合シートの製造方法を提供するものである。

また、本発明は、第１シート及び第２シートが接合した複数の接合部を有し、第１シートにおける前記接合部以外の少なくとも一部が、第２シートと反対側に突出した凸部を形成しており、且つ前記接合部に貫通孔を有する複合シートの製造装置であって、互いに噛み合う凹凸を周面に有し且つ回転軸が互いに平行になるように配置された第１ロール及び第２ロールと、前記第１ロールの周面に対向するように配置された融着機と、前記第１ロールの凸部に対応する凹部を周面に有し且つ前記第１ロールの回転軸と平行な回転軸を有するように配置されたアンビルロールと、前記アンビルロールの凹部に対応する穿孔ピンを周面に有し且つ該アンビルロールの回転軸と平行な回転軸を有するように配置されたピンロールと、を備え、第１ロールから前記アンビルロールに受け渡されるシートの位相にずれが発生することを阻止する位相ずれ阻止部が、該前記アンビルロールの周面に設けられている、複合シートの製造装置を提供するものである。

本発明によれば、複合シートの接合部に貫通孔を形成することができる。

図１は、本発明の複合シートの製造方法及び装置により製造される複合シートの一例を示す要部斜視図である。 図２は、図１に示す複合シートを第１シート側から見た拡大平面図である。 図３は、複合シートの製造装置の概略構成を説明するための図である。 図４は、図３に示す第１ロールの要部を拡大して示す斜視図である。 図５は、図３に示す超音波融着機の腰部を示す図であり、図３中の左側から見た状態を示す図である。 図６は、アンビルロールの周面の凹部の構成を説明するための上面図である。 図７は、アンビルロールの周面の凹部の他の構造を説明するための上面図である。 図８は、複合シートの接合部とアンビルロールの凹部との関係を説明するための図である。 図９は、穿孔ピンの大きさについて説明するための図である。

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。まず、本発明の複合シートの製造方法又は製造装置により製造される複合シートについて、図１を参照しつつ説明する。

図１に示す複合シート１０は、本実施形態の複合シートの製造方法又は製造装置により製造される複合シートの一例である。図１に示すように、第１シート１及び第２シート２が接合した複数の接合部４を有し、第１シート１における接合部４以外の部分の少なくとも一部が、第２シート２側とは反対側に突出した凸部５を形成している。

複合シート１０は、吸収性物品の表面シート等として好ましく用いられる。吸収性物品の表面シートとして用いられるときには、第１シート１が、着用者の肌側に向けられる面を形成し、第２シート２が、着用時に吸収体側に向けられる面を形成する。

凸部５及び接合部４は、複合シート１０の面と平行な一方向であるＸ方向に、交互に且つ一列をなすように配置されており、そのような列が、複合シート１０の面と平行で且つＸ方向に直交する方向であるＹ方向に、多列に形成されている。互いに隣接する列における凸部５及び接合部４は、それぞれ、Ｘ方向にずれて配置されており、より具体的には、半ピッチずれて配置されている。

複合シート１０において、Ｙ方向は、製造時における流れ方向（ＭＤ方向、搬送方向）と一致し、Ｘ方向は、製造時における流れ方向に直交する方向（ＣＤ方向、幅方向）と一致している。

第１シート１及び第２シート２は、シート材料から構成されている。シート材料としては、例えば、不織布、織布及び編み地などの繊維シートや、フィルムなどを用いることができ、肌触り等の観点から繊維シートを用いることが好ましく、特に、不織布を用いることが好ましい。第１シート１と第２シート２とを構成するシート材料の種類は同じであっても、異なっていてもよい。

第１シート１及び第２シート２を構成するシート材料として不織布を用いる場合の不織布としては、例えば、エアスルー不織布、スパンボンド不織布、スパンレース不織布、メルトプローン不織布、レジンボンド不織布、ニードルパンチ不織布等が挙げられる。これらの不織布を２種以上組み合わせた積層体や、これらの不織布とフィルム等とを組み合わせた積層体を用いることもできる。

不織布を構成する繊維としては、各種の熱可塑性樹脂からなる繊維を用いることができる。不織布以外のシート材料としても、構成繊維や構成樹脂が、各種の熱可塑性樹脂からなるものが好ましく用いられる。

複合シート１０は、図１に示されるように、第１シート１側の面に、Ｘ方向及びＹ方向の両方向において凸部５に挟まれた多数の凹部３を有しており、個々の凹部３の底部に、貫通孔１４を有する接合部４が形成されている。複合シート１０は、全体として見ると、第１シート１側の面に、凹部３と凸部５とからなる起伏の大きな凹凸を有し、第２シート２側の面は、平坦であるか、第１シート１側の面に対して相対的に起伏が小さい略平坦面となっている。

複合シート１０における個々の接合部４は、図２に示すように、Ｙ方向に長い、略長方形状の平面視形状を有しており、それぞれの内側に、平面視形状が略長方形状の貫通孔１４が形成されている。すなわち、個々の接合部４は、貫通孔１４を囲む環状に形成されている。貫通孔１４は、一つの接合部４に一つのみ形成されていることが好ましく、接合部４の位置との関係において予め決められた特定の位置に形成されていることが好ましい。また、貫通孔１４は、平面視形状が接合部４の外周縁の平面視形状と相似形であっても相似形でなくてもよいが、相似形であることが好ましい。

接合部４においては、第１シート１及び第２シート２の少なくとも一方を構成する熱融着性樹脂が溶融固化していることによって第１シート１と第２シート２とが結合している。第１シート１及び第２シート２が、不織布等の繊維シートから構成されている場合、接合部４においては、第１シート１及び第２シート２の構成繊維は、溶融するか溶融した樹脂に埋没して、目視においては繊維状の形態を観察できないこと、すなわち、外観上フィルム化した状態となっていることが好ましい。

次に、本実施形態の複合シートの製造方法について説明する。本実施形態においては、図３に示す複合シートの製造装置２０を用いて複合シート１０を製造する。

複合シートの製造装置２０は、第１ロール３１、第２ロール３２、アンビルロール３３、ピンロール３６及び超音波処理部４０を備える。

第１ロール３１及び第２ロール３２は、周面に凹凸を有しており、両ロール（３１，３２）の凹凸は互いに噛み合うようになっている。第１ロール３１及び第２ロール３２を回転させながら、両ロール（３１，３２）の噛み合部に第１シート１を導入することにより、第１シート１が、第１ロールの周面の凹凸の形状に沿った形状に変形して賦形される。

図４は、第１ロール３１の要部を拡大して示す斜視図である。図４には、第１ロール３１の周面の一部が示されている。第１ロール３１は、所定の歯幅を有する平歯車３１ａ，３１ｂ，・・・を複数枚組み合わせてロール形状にしたものである。各歯車の歯が、第１ロール３１の周面における凹凸形状の凸部３５を形成しており、凸部３５の先端面３５ｃが、超音波融着機４１の超音波ホーン４２の先端面４２ｔとの間で、接合対象である第１シート１及び第２シート２を加圧する加圧面となっている。

各歯車の歯幅（歯車の軸方向の長さ）は、複合シート１０の凸部５におけるＸ方向の寸法を決定し、各歯車の歯の厚み（歯車の回転方向の長さ）は、複合シート１０の凸部５におけるＹ方向の寸法を決定する。隣り合う歯車は、歯のピッチが半ピッチずれるように組み合わされている。その結果、第１ロール３１は、周面が凹凸形状となっている。各凸部３５の先端面３５ｃは、第１ロール３１の回転方向が長辺で、軸方向が短辺の矩形状となっている。先端面３５ｃは、回転方向の方が長い形状であると、第１ロール３１の凸部３５一つにおける超音波ホーン４２の先端面４２ｔとの接触時間を長くして温度を上げやすくすることができるので好ましい。

第１ロールにおける各歯車の歯溝部は、第１ロール３１の周面における凹凸の凹部を形成している。各歯車の歯溝部の底部には、吸引孔３４が形成されている。吸引孔３４は、ブロワや真空ポンプなどの吸引源（不図示）に通じ、第１ロール３１と第２ロール３２との噛み合い部から、第１シート１と第２シート２との合流部までの間で吸引が行われるように制御されている。したがって、第１ロール３１と第２ロール３２との噛み合いによって凹凸形状に変形された第１シート１は、吸引孔３４による吸引力によって、第１ロール３１の凹凸に沿った形状に変形した状態に維持された状態で、第１シート１と第２シート２との合流部及び超音波融着機４１による超音波振動のピンロール３６（印加部）に搬送される。

この場合、図４に示すように、隣り合う歯車間に所定の空隙Ｇを設けておくと、第１シート１に無理な伸長力を加えたり、第１ロール３１及び第２ロール３２の噛み合い部で、第１シート１を切断したりすることを抑制することができ、第１シート１を第１ロール３１の周面に沿った形状に変形させ得るので好ましい。

第２ロール３２は、周面に、第１ロール３１の周面の凹凸と互いに噛み合う凹凸形状を有している。第２ロール３２は、吸引孔３４を有しない以外は、第１ロール３１と同様の構成を有している。そして、互いに噛み合う凹凸を有する第１ロール３１及び第２ロール３２を回転させながら、両ロール（３１，３２）の噛み合い部に、第１シート１を導入することにより、第１シート１を凹凸形状に変形させて、賦形させることができる。噛み合い部においては、第１シート１の複数箇所が、第２ロール３２の凸部によって、第１ロール３１の周面の凹部に押し込まれ、その押し込まれた部分が、製造される複合シート１０の凸部５となる。第２ロール３２の周面には、第１ロール３１の凹部に挿入される複数の凸部が形成されているが、第２ロール３２に、第１ロール３１の凹部のすべてに対応する凸部が形成されていることは必須ではない。なお、第２ロールは、幅方向の少なくとも一部に凹凸のない領域があってもよい。

超音波処理部４０は、図３に示すように、超音波ホーン４２を有した超音波融着機４１を備えており、凹凸形状に変形させた状態の第１シート１上に第２シート２を重ね合わせた後、重ね合わされた両シート（１，２）を、第１ロール３１の凸部と超音波ホーン４２との間に挟んで部分的に超音波振動を印加し、接合部４を形成する。

超音波融着機４１は、図３及び図５に示すように、超音波発振器（不図示）、コンバータ４３、ブースタ４４及び超音波ホーン４２を有している。超音波発振器は、コンバータ４３と電気的に接続されており、超音波発振器により発生された周波数１５ｋＨｚ～５０ｋＨｚ程度の波長の高電圧の電気信号が、コンバータ４３に入力される。

コンバータ４３は、ピエゾ圧電素子等の圧電素子を内蔵し、超音波発振器から入力された電気信号を、圧電素子により機械的振動に変換する。ブースタ４４は、コンバータ４３から発せられた機械的振動の振幅を調整、好ましくは、増幅して超音波ホーン４２に伝達する。超音波ホーン４２は、アルミ合金やチタン合金などの金属の塊でできており、使用する周波数で正しく共振するように設計されている。ブースタ４４から超音波ホーン４２に伝達された超音波振動は、超音波ホーン４２の内部においても増幅又は減衰されて、接合対象である第１シート１及び第２シート２に印加される。このような超音波融着機４１としては、市販の超音波ホーン、コンバータ、ブースタ、超音波発振器を組み合わせて用いることができる。

超音波融着機４１は、可動台（不図示）に固定されている。第１ロール３１の周面に近づく方向に向かって可動台の位置を進退させることにより、超音波ホーン４２の先端面４２ｔと、第１ロール３１の凸部３５の先端面３５ｃとの間のクリアランス及び積層された第１シート１及び第２シート２に対する加圧力を調整することができる。

そして、第１ロール３１の凸部３５の先端面３５ｃと超音波融着機４１の超音波ホーン４２の先端面４２ｔとの間に挟んで加圧しながら、接合対象である第１シート１及び第２シート２に超音波振動を印加することにより、第１シート１における、凸部３５の先端面３５ｃ上に位置する部分のそれぞれが、第２シート２に融着し、接合部４が形成される。

好ましい実施形態において、複合シートの製造装置２０は、第１ロール３１内に配置されたヒータ（不図示）を有する予熱手段（不図示）を備えている。より具体的には、第１ロール３１内に配置されたヒータ等の加熱手段、超音波振動を印加する前のシートの温度を計測可能な測温手段（不図示）及び測温手段の測定値に基づき、ヒータの温度を制御する温度制御部（不図示）を備えている。測温手段による測定値に基づき、ヒータによる第１ロール３１の周面の加熱温度を制御することにより、超音波振動を印加される直前の第１シート１の温度を、所定の温度に高精度に制御することができる。

好ましい実施形態において、ヒータは、第１ロール３１の回転軸の周囲における外周部の近傍に、周方向に間隔を設けて複数配置されている。ヒータによる第１ロール３１の周面の加熱温度は、温度制御部によって制御されており、複合シートの製造装置２０の運転中、超音波振動のピンロール３６に導入される第１シート１の温度を、所定の範囲の温度に維持することができる。

予熱手段は、加熱対象物に外部から熱エネルギーを加えて加熱する加熱手段を備えることが好ましい。加熱手段としては、例えば、電熱線を用いたカートリッジヒータ等が挙げられるが、これに限られず、各種公知の加熱手段を特に制限なく用いることができる。超音波融着機４１は、接合対象物に超音波振動を印加し、それにより接合対象を発熱及び溶融させて接合させるものであり、ここでいう加熱手段には含まれない。

アンビルロール３３は、第１ロール３１の凸部３５に対応する凹部３３ａを周面に有している。アンビルロール３３は、第１ロール３１の回転軸と平行な回転軸を有するように配置されている。また、アンビルロール３３は、第１ロール３１と同様に、吸引孔を有しており、第１ロールから受け渡された接合シート１０ａを吸引して、周面で保持する。また、アンビルロール３３は、吸引孔の代わりに、周面での接合シート１０ａの滑りを防止する摩擦の高い部分を周面に有することにより、接合シート１０ａを周面で保持してもよい。このように、アンビルロール３３においては、吸引と摩擦とを組み合わせることにより、接合シート１０ａを保持している。つまり、摩擦により、後述する穿孔ピン３６ａが接合シート１０ａに刺入される際に、凹部３３ａ周囲の接合シート１０ａが引き込まれることを防ぐことができる。また、吸引により、接合シート１０ａの凹凸側にバリが発生するのを防止でき、さらに、穿孔ピン３６ａが接合シート１０ａから引き抜かれる際に、接合シート１０ａが穿孔ピン３６ａに引っ張られてアンビルロール３３から離れることを防止できる。なお、第１ロール３１とアンビルロール３３とは、同一の駆動装置による駆動力により回転させてもよいし、別々の駆動装置による駆動力により回転させてもよい。

ここで、図６～図８を参照して、アンビルロール３３の周面の構造について説明する。図６（ａ）に示したように、アンビルロール３３の周面には、凹部３３ａが設けられた凹部領域３３ｂと凹部３３ａが設けられていない高摩擦領域３３ｃとが設けられている。同図に示した例では、アンビルロール３３の中央に凹部３３ａが複数設けられた凹部領域３３ｂが配置され、凹部領域３３ｂの両側、アンビルロール３３の周面の左右両側に高摩擦領域３３ｃが配置されている。接合シート１０ａは、接合シート１０ａの接合部４が凹部領域３３ｂの凹部３３ａに重なるように受け渡される。このように、アンビルロール３３においては、接合シート１０ａ（複合シート１０）の長手方向及び幅方向に少なくとも一部凹部３３ａのない領域がある。

次に、高摩擦領域３３ｃについて説明する。通常、アンビルロール３３の表面は摩擦の少ない、平滑面となっているため、凹部３３ａのない部分においては、第１ロール３１からアンビルロール３３へ受け渡された接合シート１０ａは、周面上を滑りやすくなっている。そのため、接合シート１０ａの接合部４の位置が、凹部３３ａの位置と重ならず、接合部４と凹部３３ａとの位相がずれ易くなる。そのため、アンビルロール３３の周面の凹部領域３３ｂ以外の領域には、接合シート１０ａの位相ずれを阻止するために、位相ずれ阻止部として高摩擦領域３３ｃが設けられている。位相ずれ阻止部としての高摩擦領域３３ｃは、例えば、周面が高摩擦となるような表面処理がなされていたり、周面に抱かれた接合シート１０ａを吸引する機構が設けられていたりする領域である。また、高摩擦領域３３ｃには、周面がザラザラとするような表面処理、例えば、複数の突起を設けたり、高摩擦のシートなどが巻き付けられたりするが、アンビルロール３３の凹部領域３３ｂ及び高摩擦領域３３ｃにおけるアンビルロール３３の直径は、いずれの領域（３３ｂ，３３ｃ）においても同じとなるように調整されている。

また、アンビルロール３３の周面に設けられる凹部３３ａの配置パターンは、例えば、図６（ｂ）に示したように、アンビルロール３３の軸方向（ＣＤ方向、接合シート１０ａの幅方向）に凹部３３ａが複数列並べられ、アンビルロール３３の回転方向（ＭＤ方向、搬送方向）に凹部３３ａが交互に現れるパターンであってもよい。また、図６（ｃ）に示したように、アンビルロール３３の回転方向（ＭＤ方向、搬送方向）に凹部３３ａが複数列並べられ、アンビルロール３３の軸方向（ＣＤ方向、幅方向）に凹部３３ａが交互に現れるパターンであってもよい。凹部３３ａの配置パターンは、ここに例示したパターンには限定されず、接合シート１０ａに設けられる接合部４と凸部５との配置に応じて自由に設定できる。また、凹部３３ａのそれぞれの大きさは、一定でなくてもよく、異なっていてもよい。

また、図７（ａ）に示したように、凹部領域３３ｂに設けられる凹部３３ａの直径（大きさ）は、全て同じ大きさ（均一な大きさ）であってもよい。また、図７（ｂ）に示したように、大小２種類の直径（大きさ）の凹部３３ａが交互に現れるものであってもよい。つまり、ＭＤ方向には、同じ大きさの凹部３３ａが並び、ＣＤ方向には、大きさの異なる凹部３３ａが交互に現れるように並んでいてもよい。さらに、図７（ｃ）に示したように、ＣＤ方向に凹部３３ａが間欠、図７（ａ）の配置と比較して、ＣＤ方向に一列飛ばしで凹部３３ａが設けられてもよい。同様に、図７（ｄ）に示したように、ＭＤ方向に凹部３３ａが間欠、図７（ａ）の配置と比較して、ＭＤ方向に一列飛ばしで凹部３３ａが設けられてもよい。なお、凹部３３ａの直径や配列は、図７（ａ）～（ｄ）に示したものには限定されない。例えば、図７（ｂ）においては、大小２種類の直径の凹部３３ａを例示したが、大中小３種類の直径の凹部３３ａや、４種類以上の直径の凹部３３ａが出現するものであってもよい。さらに、図７（ｃ）及び（ｄ）においては、ＣＤ方向及びＭＤ方向に一列飛ばしで凹部３３ａが出現する例を示したが、２列飛ばしや３列以上飛ばしたものであってもよい。

図８（ａ）～（ｄ）には、接合シート１０ａ（複合シート１０）の接合部４とアンビルロール３３の凹部３３ａとの関係が示されている。図８（ａ）に示したように、接合シート１０ａが、第１ロール３１から受け渡されると、アンビルロール３３の周面において、接合シート１０ａの全ての接合部４とアンビルロール３３の凹部３３ａとの位置が重なるようになっている。

次に、図８（ｂ）に示したように、接合シート１０ａの接合部４の数よりも凹部３３ａの数が多くてもよい。すなわち、図８（ａ）と同様に、全ての接合部４は、アンビルロール３３の凹部３３ａに重なるようになっているが、いくつかの凹部３３ａの上には、接合部４が重なっていない。これとは反対に、図８（ｃ）に示したように、接合部４の数よりも凹部３３ａの数が少なくてもよい。すなわち、ＣＤ方向に対して、凹部３３ａの列の数が、接合部４の列の数よりも少なくなっており、いくつかの接合部４は、凹部３３ａとは重なっていない。さらに、図８（ｄ）に示したように、後述するピンロール３６の穿孔ピン３６ａが刺入されない凹部３３ａが設けられていてもよい。つまり、アンビルロール３３の周面に設けられる凹部３３ａの数が、穿孔ピン３６ａの数よりも多くてもよい。

ピンロール３６は、アンビルロール３３の凹部３３ａに対応する穿孔ピン３６ａを周面に有している。穿孔ピン３６ａは、アンビルロール３３の凹部３３ａに刺入して、凹部３３ａの上に重なった接合部４に貫通孔１４を形成する。また、ピンロール３６は、アンビルロール３３の回転軸と平行な回転軸を有するように配置されている。なお、第１ロール３１、第２ロール３２、アンビルロール３３及びピンロール３６の直径は、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。なお、ピンロール３６を加熱しながら、穿孔ピン３６ａを接合シート１０ａに刺入して、貫通孔１４を形成してもよい。

図９（ａ）～（ｄ）には、接合部４と貫通孔１４などとの関係が示されている。図９（ａ）は、アンビルロール３３上の接合シート１０ａを示しており、図９（ｂ）～（ｄ）は、図９（ａ）の点線で囲まれた部分の部分拡大図となっている。図９（ｂ）には、アンビルロール３３の凹部３３ａと接合部４とが示されており、凹部３３ａの直径の方が、接合部４の直径よりも大きい。図９（ｃ）には、アンビルロール３３の凹部３３ａ、接合部４及びピンロール３６の穿孔ピン３６ａが示されており、凹部３３ａの直径の方が、穿孔ピン３６ａの直径よりも大きい。つまり、穿孔ピン３６ａにより形成される貫通孔１４の大きさは、接合部４に収まる大きさとなっている。図９（ｄ）には、接合部４と穿孔ピン３６ａとが示されており、同図左側に示したように、穿孔ピン３６ａの大きさが、接合部４の大きさよりも大きくてもよい。つまり、穿孔ピン３６ａの大きさは、接合部４の大きさ（面積）と比較して、大きくても、小さくてもよい。すなわち、穿孔ピン３６ａにより形成される貫通孔１４の大きさは、接合部４に収まる大きさであっても、接合部４からはみ出る大きさであってもよい。また、ピンロール３６に設けられる複数の穿孔ピン３６ａの直径（太さ）は、同じでなくてもよく、直径の大きい穿孔ピン３６ａ及び径の小さい穿孔ピン３６ａが混在していてもよい。また、穿孔ピン３６ａの配置は、接合シート１０ａ（複合シート１０）の長手方向及び幅方向に少なくとも一部穿孔ピン３６ａのない領域がある配置であってもよい。

本実施形態の製造方法においては、図３に示すように、第１ロール３１及び第２ロール３２を回転させながら、原反ロール（不図示）から繰り出した第１シート１を、両ロール（３１，３２）の噛み合い部に導入して凹凸形状に変形させる（賦形工程）。次に、凹凸形状に変形させた第１シート１を、第１ロール３１の周面に保持しつつ搬送し、搬送中の第１シート１に第２シート２を重ね合わせる（重ね合わせ工程）。そして、重ね合わされた第１シート１及び第２シート２を、第１ロール３１の凸部３５と超音波融着機４１の超音波ホーン４２との間に挟んで超音波振動を印加し、両シート（１，２）が融着してなる複数の接合部４が形成された接合シート１０ａを得る（接合部形成工程）。その後、接合シート１０ａにおける接合部４の位置が、周面に凹部３３ａを有するアンビルロール３３における凹部３３ａの位置と一致するように、接合シート１０ａをアンビルロール３３の周面に受け渡す（受け渡し工程）。そして、アンビルロール３３に受け渡された接合シート１０ａは、アンビルロール３３における凹部３３ａに対応する穿孔ピン３６ａを周面に有するピンロール３６とアンビルロール３３との間に導入され、凹部３３ａに穿孔ピン３６ａを刺入することにより、接合シート１０ａの接合部４に貫通孔１４を形成して複合シート１０を得る（刺入工程）。

本実施形態の製造方法においては、超音波振動の印加に先立ち、第１シート１及び第２シート２の少なくとも一方を、これらのシート（１，２）の融点未満、当該融点より５０℃低い温度以上に加熱しておくことが好ましい。すなわち、超音波振動の印加に先立ち、以下の（１）及び（２）のいずれか一方又は双方を行うことが好ましい。（１）第１シート１を、第１シート１の融点未満、当該融点より５０℃低い温度以上に加熱しておく。（２）第２シート２を、第２シート２の融点未満、当該融点より５０℃低い温度以上に加熱しておく。好ましくは、第１シート１を、第１シート１の融点未満、当該融点より５０℃低い温度以上に加熱しておくとともに、第２シート２を、第２シート２の融点未満、当該融点より５０℃低い温度以上に加熱しておく。

第１シート１を、第１シート１の融点未満、当該融点より５０℃低い温度以上とする方法としては、例えば、第１ロール３１上の第１シート１の温度を、第１ロール３１及び第２ロール３２の噛み合い部と、超音波融着機４１による超音波振動のピンロール３６との間において測定し、測定された値が、上述の特定の範囲内の温度となるように、第１ロール３１の周面の温度を制御する。第１シート１を、特定の範囲の温度に予熱する方法としては、第１シート１が、特定の範囲の温度になるように、第１ロール３１の周面の温度を第１ロール３１内に配したヒータにより制御する方法に代えて、多様な方法を用いることができる。例えば、第１ロール３１の周面の近傍にヒータや熱風の吹き出し口、遠赤外線の照射装置を設け、これらにより、第１シート１と沿わせる前又は後の第１ロール３１の周面の温度を制御する方法が挙げられる。また、第１ロール３１と第２ロール３２との噛み合い部において、第１シート１に接触する第２ロール３２を加熱し、第２ロール３２の周面の温度制御により、第１シート１の温度を制御する方法が挙げられる。さらに、第１ロール３１に沿わせる前の第１シート対して、加熱されたローラに接触させたり、高温に維持した空間を通過させたり、熱風を吹き付けたりする方法が挙げられる。

他方、第２シート２を、第２シート２の融点未満、当該融点より５０℃低い温度以上とする方法としては、第１シート１と重ね合わせる前の第２シート２の温度を、第２シート２の搬送路中に配置した測温手段で計測し、計測された値が、上述した特定の範囲内の温度となるように、第２シート２の搬送路中に配した第２シート２の加熱手段（不図示）の温度を制御することが好ましい。第２シート２の加熱手段は、加熱されたローラ等を接触させる等の接触方式であっても、高温に維持した空間を通過させる方式であっても、熱風を吹き付けたり貫通させたりする方式であっても、赤外線を照射する方式（非接触式）であってもよい。

第１シート１及び第２シート２の融点は、以下の方法により測定される。例えば、Ｐｅｒｋｉｎ－Ｅｌｍｅｒ社製の示差走査熱量測定装置（ＤＳＣ）ＰＹＲＩＳ Ｄｉａｍｏｎｄ ＤＳＣを用いて測定する。測定データのピーク値から融点を割り出す。第１シート１又は第２シート２が、不織布等の繊維シートであり、その構成繊維が、芯鞘型、サイド・バイ・サイド型等の複数成分からなる複合繊維である場合、これらのシートの融点は、ＤＳＣにより測定した複数の融点の内、最低温度の融点を複合繊維シートの融点とする。

本実施形態の複合シートの製造方法においては、このように、重ね合わされた第１シート１及び第２シート２を、第１ロール３１の凸部３５と超音波融着機４１の超音波ホーン４２との間に挟んで超音波振動を印加して、接合部４が形成される。本実施形態においては、第１シート１及び第２シート２の少なくとも一方を、両シート（１，２）が溶融しない、上述の特定の範囲の温度に予熱しておき、その上で、一方又は双方が予熱された状態の両シート（１，２）に対して、超音波振動を印加することが好ましい。このとき、超音波振動を印加する際の条件、例えば、印加する超音波振動の波長、強度、両シート（１，２）を加圧する圧力等を調節して、超音波振動により、両シート（１，２）が溶融して接合部４が形成される。また、穿孔ピン３６ａにより、接合部４に貫通孔１４を形成するので、接合部４の溶融部分に囲まれた状態で貫通孔１４を形成することができる。

本実施形態の複合シートの製造方法によれば、第１シート１及び第２シート２の少なくとも一方、好ましくは両方を、ヒータ等の加熱手段により両シート（１，２）が溶融しない程度の高温に予め加熱しておき、その上で、第１ロール３１の凸部３５と超音波融着機４１の超音波ホーン４２との間で加圧しつつ超音波振動を印加して接合部４を形成することにより、両シート（１，２）を予熱しない場合に比べて、接合部４を確実に形成することができるとともに、両シート（１，２）の融点を超える温度に予熱した場合に生じやすい不都合、例えば、溶融樹脂の搬送手段への付着やシートの搬送ロールへの巻き付き等の不都合も生じにくいため、装置のメンテナンス負担も小さい。

また、第１ロール３１上で第１シート１及び第２シート２の接合及び賦形を行った後に、接合シート１０ａをアンビルロール３３に受け渡してから、アンビルロール３３上で貫通孔１４を形成するので、接合部４の位置と貫通孔１４の位置との間に位置ずれも生じない。

本実施形態の複合シートの製造方法により得られる複合シート１０は、凹凸を有する上に凹部の底部に貫通孔１４を有する接合部４を有するため、肌触りや平面方向における液の拡散防止性に優れており、また、通気性や液の引き込み性にも優れている。複合シート１０は、かかる特性を生かして、吸収性物品の表面シートとして好ましく用いられるが、複合シート１０の用途はこれらに限られない。

上述した一又は二以上の効果がより確実に奏されるようにする観点から、本実施形態の製造方法及び製造装置は、以下の構成を有することが好ましい。（１）第１シート１は、第１シート１の融点より５０℃低い温度以上、当該融点未満に予熱することが好ましく、第１シート１の融点より２０℃低い温度以上、当該融点より５℃低い温度以下に予熱することが更に好ましい。（２）第２シート２は、第２シート２の融点より５０℃低い温度以上、当該融点未満に予熱することが好ましく、第２シート２の融点より２０℃低い温度以上、当該融点より５℃低い温度以下の温度に予熱することが更に好ましい。

第１シート１及び第２シート２それぞれの予熱温度は、接合部４の形成のし易さの観点から、好ましくは、１００℃以上、より好ましくは、１３０℃以上であり、また、搬送手段への付着防止や搬送ロールへの巻き付き防止の観点から、好ましくは、１５０℃以下、より好ましくは、１４５℃以下である。

また、接合部４の形成のし易さの観点から、第１ロール３１の凸部３５の先端面３５ｃと超音波ホーン４２の先端面４２ｔとの間に挟んで、第１シート１及び第２シート２に加える加圧力は、好ましくは、１０Ｎ／ｍｍ以上、より好ましくは、１５Ｎ／ｍｍ以上であり、また好ましくは、１５０Ｎ／ｍｍ以下、より好ましくは、１２０Ｎ／ｍｍ以下であり、また好ましくは、１０Ｎ／ｍｍ以上１５０Ｎ／ｍｍ以下、より好ましくは、１５Ｎ／ｍｍ以上１２０Ｎ／ｍｍ以下である。

ここで、加圧力は、いわゆる線圧であり、超音波ホーン４２の加圧力（Ｎ）を超音波ホーン４２と触れる凸部３５の歯幅（Ｘ方向）の合計（第１ロール３１の凹部は含まない）の長さで除した値（単位長さ当たりの圧力）で示す。

また、接合部４の形成のし易さの観点から、印加する超音波振動の周波数は、好ましくは、１５ｋＨｚ以上、より好ましくは、２０ｋＨｚ以上であり、また好ましくは、５０ｋＨｚ以下、より好ましくは、４０ｋＨｚ以下であり、また好ましくは、１５ｋＨｚ以上５０ｋＨｚ以下、より好ましくは、２０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下である。

〔周波数の測定方法〕
レーザ変位計等でホーン先端の変位を計測する。サンプリングレート２００ｋＨｚ以上、精度１μｍ以上にすることで周波数を測定する。

また、接合部４の形成のし易さの観点から、印加する超音波振動の振幅は、好ましくは、２０μｍ以上、より好ましくは、２５μｍ以上であり、また好ましくは、５０μｍ以下、より好ましくは、４０μｍ以下であり、また好ましくは、２０μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以上４０μｍ以下である。

〔振幅の測定方法〕
レーザ変位計等でホーン先端の変位を計測する。サンプリングレート２００ｋＨｚ以上、精度１μｍ以上にすることで振幅を測定する。

１ 第１シート
２ 第２シート
３ 凹部
４ 接合部
５ 凸部
１０ 複合シート
１０ａ 接合シート
１４ 貫通孔
２０ 複合シートの製造装置
３１ 第１ロール
３２ 第２ロール
３３ アンビルロール
３３ａ 凹部
３３ｂ 凹部領域
３３ｃ 高摩擦領域
３４ 吸引孔
３５ 凸部
３６ ピンロール
３６ａ 穿孔ピン
４０ 超音波処理部
４１ 超音波融着機
４２ 超音波ホーン

Claims (5)

1. 第１シート及び第２シートが接合した複数の接合部を有し、第１シートにおける前記接合部以外の少なくとも一部が、第２シート側と反対側に突出した凸部を形成しており、且つ前記接合部に貫通孔を有する複合シートの製造方法であって、
   互いに噛み合う凹凸を周面に有する第１ロール及び第２ロールを、両ロールの噛み合い状態下に互いに逆方向に回転させながら、両ロールの噛み合い部に第１シートを導入して該第１シートを凹凸形状に変形させる賦形工程と、
   凹凸形状に変形させた第１シートを、第１ロールの周面に保持しつつ搬送し、搬送中の第１シートに第２シートを重ね合わせる重ね合わせ工程と、
   重ね合わされた第１シート及び第２シートを、第１ロールの凸部と融着機との間に挟んで両シートが融着してなる複数の前記接合部が形成されてなる接合シートを得る接合部形成工程と、
   前記接合シートにおける前記接合部の位置が、周面に凹部を有するアンビルロールにおける該凹部の位置と一致するように、該接合シートを該アンビルロールの周面に受け渡す受け渡し工程と、
   前記アンビルロールにおける前記凹部に対応する穿孔ピンを周面に有するピンロールと前記アンビルロールとの間に前記接合シートを導入し、前記凹部に前記穿孔ピンを刺入することにより前記接合シートの前記接合部に前記貫通孔を形成して前記複合シートを得る刺入工程と、
   を含む複合シートの製造方法。
2. 前記刺入工程において、前記接合シートにおける第１シート側から前記穿孔ピンを刺入する請求項１に記載の複合シートの製造方法。
3. 第１シート及び第２シートが接合した複数の接合部を有し、第１シートにおける前記接合部以外の少なくとも一部が、第２シートと反対側に突出した凸部を形成しており、且つ前記接合部に貫通孔を有する複合シートの製造装置であって、
   互いに噛み合う凹凸を周面に有し且つ回転軸が互いに平行になるように配置された第１ロール及び第２ロールと、
   前記第１ロールの周面に対向するように配置された融着機と、
   前記第１ロールの凸部に対応する凹部を周面に有し且つ前記第１ロールの回転軸と平行な回転軸を有するように配置されたアンビルロールと、
   前記アンビルロールの凹部に対応する穿孔ピンを周面に有し且つ該アンビルロールの回転軸と平行な回転軸を有するように配置されたピンロールと、
   を備え、
   第１ロールから前記アンビルロールに受け渡されるシートの位相にずれが発生することを阻止する位相ずれ阻止部が、該前記アンビルロールの周面に設けられている、複合シートの製造装置。
4. 前記位相ずれ阻止部は、前記アンビルロールの周面に前記シートを吸引保持する構造を有するか又は該アンビルロール周面に該シートを摩擦力によって保持する構造を有する請求項３に記載の製造装置。
5. 前記アンビルロールにおける前記凹部に吸引孔を有し、該吸引孔を通じて該アンビルロールの外部から内部へ向けて空気を吸引することで該アンビルロールの周面に該シートを吸引保持するように構成されている請求項３又は４に記載の製造装置。
   

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