(57)【要約】【課題】回転する一対のギアロール４１，４１の間隙にシート３を通して延伸する際に、当該シート３に与え得る損傷を有効に軽減する。【解決手段】外周部４１ａに設けられた複数の歯４３を互いに噛み合わせながら回転する一対のギアロール４１，４１の間隙にシート３を通すことにより、該シート３を前記歯４３によって前記ギアロール４１の回転方向に延伸して伸縮性シート３ａを製造する方法である。前記歯４３の先端部の前記回転方向における上流側の角部４３ｕよりも下流側の角部４３ｄの方が大きく面取りされている。【選択図】図７
2010163716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部に設けられた複数の歯を互いに噛み合わせながら回転する一対のギアロールの間隙にシートを通すことにより、該シートを前記歯によって前記ギアロールの回転方向に延伸して伸縮性シートを製造する方法であって、
前記歯の先端部の前記回転方向における上流側の角部よりも下流側の角部の方が大きく面取りされていることを特徴とする伸縮性シートの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の伸縮性シートの製造方法であって、
前記下流側の角部は、前記上流側の角部よりも大きい半径の円弧形状に面取りされていることを特徴とする伸縮性シートの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の伸縮性シートの製造方法であって、
前記ギアロールは、軸芯周りに回転する軸部を有し、
前記軸部の外周面には、前記軸芯に沿う溝部が前記回転方向に等ピッチで形成され、
前記溝部毎にプレート状の歯部材が放射状に差し込まれて前記複数の歯が形成されていることを特徴とする伸縮性シートの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の伸縮性シートの製造方法であって、
前記ギアロールの直径が３００〜６００（ｍｍ）の範囲であることを特徴とする伸縮性シートの製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の伸縮性シートの製造方法であって、
前記上流側の角部と前記下流側の角部との間には、これら角部に連続して平面部が形成され、
前記平面部の前記回転方向に沿う方向の長さは、０．２〜０．３（ｍｍ）の範囲であることを特徴とする伸縮性シートの製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の伸縮性シートの製造方法であって、
前記シートは、複数種類の繊維を含む不織布であり、
前記不織布は、前記複数種類の繊維として、少なくとも伸縮性繊維と、前記伸縮性繊維の弾性限界の伸びよりも小さな伸びで塑性変形を起こす伸長性繊維とを含んでいることを特徴とする伸縮性シートの製造方法。
【請求項７】
外周部に設けられた複数の歯を互いに噛み合わせながら回転する一対のギアロールを有し、前記一対のギアロールの間隙にシートを通すことにより、該シートを前記歯によって前記ギアロールの回転方向に延伸して伸縮性シートを製造する装置であって、
前記歯の先端部の前記回転方向における上流側の角部よりも下流側の角部の方が大きく面取りされていることを特徴とする伸縮性シートの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伸縮性シートの製造方法、及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛生材料の一例としての使い捨ておむつにおいて、着用者の胴周りを締める締め付け部材（例えば前身頃や後身頃のウエスト周りの部分）として、伸縮性シートが使用されることがある。この伸縮性シートは、例えば、材料としての不織布等のシートに延伸加工を施すことにより製造される（例えば、特許文献１を参照）。そして、この延伸加工の一例として「ギア延伸」という方法がある（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００２−５１３７２３号公報
【特許文献２】特開２００８−１５６７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この「ギア延伸」は、外周部に歯が形成された上下一対のギアロールを用いてシートを延伸する方法である。詳しくは、回転する上下一対のギアロールのロール間隙に前記シートを通し、その際に、互い噛み合う上下のギアロールの歯によって三点曲げ状にシートを変形して前記ギアロールの回転方向に前記シートを延伸する。そして、この延伸後には前記シートに伸縮性が発現されて、つまり伸縮性シートとなる。  
但し、これら歯の噛み合いによって延伸するため、その歯先形状によっては、延伸時にシートに大きな損傷（ダメージ）を与えてしまう。例えば、シートが不織布の場合には繊維が折れたり切断する虞がある。
【０００５】
ここで、本出願人が鋭意調査したところによれば、後述する図４に示すように、ギアロール４１の歯先形状（歯４３の先端部の形状）が、ギアロール４１の回転方向に関して上流側の角部４３ｕと下流側の角部４３ｄとを有している場合、延伸中にはこれら両方の角部４３ｕ，４３ｄがシート３に食い込むことになるが、その際にシート３に与えるダメージは互いに同程度ではなく、後行して当たる前記上流側の角部４３ｕよりも、先行して当たる前記下流側の角部４３ｄの方が、シート３に大きな損傷を与えることが判明した。
【０００６】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みてなされたものであって、回転する一対のギアロールの間隙にシートを通して延伸する際に当該シートに与え得る損傷を軽減可能な伸縮性シートの製造方法、及び製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための主たる発明は、
外周部に設けられた複数の歯を互いに噛み合わせながら回転する一対のギアロールの間隙にシートを通すことにより、該シートを前記歯によって前記ギアロールの回転方向に延伸して伸縮性シートを製造する方法であって、
前記歯の先端部の前記回転方向における上流側の角部よりも下流側の角部の方が大きく面取りされていることを特徴とする伸縮性シートの製造方法である。
【０００８】
また、
外周部に設けられた複数の歯を互いに噛み合わせながら回転する一対のギアロールを有し、前記一対のギアロールの間隙にシートを通すことにより、該シートを前記歯によって前記ギアロールの回転方向に延伸して伸縮性シートを製造する装置であって、
前記歯の先端部の前記回転方向における上流側の角部よりも下流側の角部の方が大きく面取りされていることを特徴とする伸縮性シートの製造装置である。
【０００９】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回転する一対のギアロールの間隙にシートを通して延伸する際に当該シートに与え得る損傷が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ギア延伸の説明図であり、一部を拡大して示している。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、延伸加工によって不織布３に伸縮性が発現されるメカニズムの説明図であり、不織布３の荷重−伸び曲線を示している。
【図３】図３Ａは、延伸加工前（つまり未延伸）の繊維の状態を示す模式図である。図３Ｂは延伸加工中（つまり負荷中）の繊維の状態を示す模式図である。図３Ｃは延伸加工後（つまり除荷後）の繊維の状態を示す模式図である。図３Ｄは延伸加工後の不織布３を再度伸ばした際の繊維の状態を示す模式図である。
【図４】ギアロール４１の歯４３の一般例の拡大図である。
【図５】図５Ａ乃至図５Ｃは、ギア延伸中に歯４３が不織布３に接触する様子の説明図である。
【図６】図６Ａは、ギア延伸後の不織布３の電子顕微鏡写真であり、図６Ｂは、図６Ａの写真中の歯跡の見方を示す模式図である。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、本実施形態に係る歯４３の上流側の角部４３ｕ及び下流側の角部４３ｄの面取り加工の一例の説明図である。
【図８】図８Ａ乃至８Ｃは、ロール径φを３００（ｍｍ）以上にすることで奏する作用効果の説明図である。
【図９】図９Ａは、ロール径φと進入角度θとの関係のグラフであり、図９Ｂは、このグラフを得るための作図的手法の説明図である。
【図１０】図１０Ａ及び図１０Ｂは、各々、他の面取り形状の説明図である。
【図１１】図１１Ａ及び図１１Ｂは、面取りの加工精度を向上可能なギアロール４１の構成例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１３】
外周部に設けられた複数の歯を互いに噛み合わせながら回転する一対のギアロールの間隙にシートを通すことにより、該シートを前記歯によって前記ギアロールの回転方向に延伸して伸縮性シートを製造する方法であって、
前記歯の先端部の前記回転方向における上流側の角部よりも下流側の角部の方が大きく面取りされていることを特徴とする伸縮性シートの製造方法である。  
このような伸縮性シートの製造方法によれば、ギアロールの歯の先端部の形状に関し、前記回転方向における上流側の角部よりも下流側の角部の方を大きく面取りしている。よって、延伸時に前記下流側の角部がシートに与える損傷を有効に抑制できて、その結果、延伸時にシートに与え得る損傷を全体として軽減可能となる。
【００１４】
かかる伸縮性シートの製造方法であって、
前記下流側の角部は、前記上流側の角部よりも大きい半径の円弧形状に面取りされているのが望ましい。  
このような伸縮性シートの製造方法によれば、前記下流側の角部及び前記上流側の角部は円弧形状に面取りされているので、延伸時にシートに与える負荷は円弧面により略均等に分散される。よって、シートに局所的に過大な負荷が作用することを防止でき、その結果、延伸時にシートに与え得る損傷をより一層軽減可能となる。
【００１５】
かかる伸縮性シートの製造方法であって、
前記ギアロールは、軸芯周りに回転する軸部を有し、
前記軸部の外周面には、前記軸芯に沿う溝部が前記回転方向に等ピッチで形成され、
前記溝部毎にプレート状の歯部材が放射状に差し込まれて前記複数の歯が形成されているのが望ましい。  
このような伸縮性シートの製造方法によれば、プレート状の歯部材を、前記軸部から取り外した状態で切削加工できるので、加工作業を行い易くなる。その結果、歯の先端部の形状を高い加工精度で作り込むことができて、つまり、歯の前記角部を目標の面取り形状に確実に仕上げることができる。
【００１６】
かかる伸縮性シートの製造方法であって、
前記ギアロールの直径が３００〜６００（ｍｍ）の範囲であるのが望ましい。  
このような伸縮性シートの製造方法によれば、ギアロールの直径を３００（ｍｍ）以上にしているので、下流側の角部がシートに接触し始める際の角部の鋭角且つ大きな食い込みを緩和できて、シートに与えるダメージが有効に軽減される。  
また、直径を６００（ｍｍ）以下としているので、ギアロールを安価に製造できて、製造コストの削減を図れる。
【００１７】
かかる伸縮性シートの製造方法であって、
前記上流側の角部と前記下流側の角部との間には、これら角部に連続して平面部が形成され、
前記平面部の前記回転方向に沿う方向の長さは、０．２〜０．３（ｍｍ）の範囲であるのが望ましい。  
このような伸縮性シートの製造方法によれば、歯は、前記角部同士の間に平面部を有しているので、その摩擦力によりシートとの相対滑りを有効に抑制可能となる。その結果、歯はシートをしっかりと保持してシートを確実に延伸することができる。
【００１８】
また、前記平面部の前記長さを０．２〜０．３ｍｍの範囲にしているので、延伸時にシートに与えるダメージを有効に軽減することができる。すなわち、０．２ｍｍよりも短いと、歯の先端部が刃物状に尖った形状となって、刃物効果によりシートが切断され易くなる一方、０．３ｍｍよりも広いと、延伸中のシートにおいて歯の前記角部近傍に局所的に過大な歪みが生じ易くなるが、上述のように構成すれば、これら問題を有効に防ぐことができる。
【００１９】
かかる伸縮性シートの製造方法であって、
前記シートは、複数種類の繊維を含む不織布であり、
前記不織布は、前記複数種類の繊維として、少なくとも伸縮性繊維と、前記伸縮性繊維の弾性限界の伸びよりも小さな伸びで塑性変形を起こす伸長性繊維とを含んでいるのが望ましい。  
このような伸縮性シートの製造方法によれば、前記下流側の角部の面取りによって、延伸時における前記シートの繊維の折損や切断は軽減され、本発明の作用効果を有効に享受することができる。
【００２０】
また、
外周部に設けられた複数の歯を互いに噛み合わせながら回転する一対のギアロールを有し、前記一対のギアロールの間隙にシートを通すことにより、該シートを前記歯によって前記ギアロールの回転方向に延伸して伸縮性シートを製造する装置であって、
前記歯の先端部の前記回転方向における上流側の角部よりも下流側の角部の方が大きく面取りされていることを特徴とする伸縮性シートの製造装置。  
このような伸縮性シートの製造装置によれば、ギアロールの歯の先端部の形状に関し、前記回転方向における上流側の角部よりも下流側の角部の方を大きく面取りしている。よって、延伸時に前記下流側の角部がシートに与える損傷を有効に抑制できて、その結果、延伸時にシートに与え得る損傷を全体として軽減可能となる。
【００２１】
＝＝＝本実施形態の伸縮性シート３ａの製造方法、及び製造装置＝＝＝
＜＜ギア延伸について＞＞
図１はギア延伸の説明図である。ギア延伸は、軸芯Ｃ４１周りに回転する互いに略同形の上下一対のギアロール４１，４１を用いて行う。詳しくは、各ギアロール４１，４１の外周部４１ａ，４１ａには、その回転方向に沿って等ピッチＰで略波型に歯４３（所謂「平歯車」と同様の歯形の歯）が設けられている。そして、これらギアロール４１，４１が一定の周速Ｓで駆動回転している間に、そのロール間隙にシート３を通し、その際に互いに噛み合う上ギアロール４１の歯４３と下ギアロール４１の歯４３とによってシート３を三点曲げ状に変形して（図１の右側の拡大図を参照）前記回転方向に延伸する。そして、当該延伸後にはシート３に伸縮性が発現されて伸縮性シート３ａとなる。
【００２２】
このギア延伸の材料となるシート３は、例えば不織布であり、より具体的には、溶融紡糸等によって伸長性繊維と伸縮性繊維とを所定の配合比で混合生成してなる混繊タイプの不織布３である。ここで、伸縮性繊維とは、弾性的に伸長可能な繊維のことを言い、伸長性繊維とは、概ね非弾性的に伸長可能な繊維のことを言う。なお、換言すると、伸長性繊維とは、伸縮性繊維の弾性限界の伸びよりも小さな伸びで塑性変形を起こす繊維であると言うこともできる。
【００２３】
ここで、伸長性繊維としては熱可塑性ポリオレフィン繊維を例示でき、また、伸縮性繊維としては熱可塑性エラストマ繊維を例示できる。熱可塑性ポリオレフィン繊維は、例えばポリプロピレン繊維やポリエステル繊維などの単独繊維や、ポリプロピレンやポリエステルからなる芯鞘構造の複合繊維などであり、また、熱可塑性エラストマ繊維は、例えばポリウレタン繊維などである。
【００２４】
不織布３の製法としては、例えば、スパンボンド法やケミカルボンド法等が挙げられる。また、不織布３の坪量及び繊維径は、それぞれ、例えば２０〜５０（ｇ／ｍ２）の範囲及び１０〜３０（μｍ）の範囲から適宜選択され、更に、伸長性繊維と伸縮性繊維との配合比は、２０〜８０％の範囲から適宜選択される。
【００２５】
ギアロール４１の歯４３の形成ピッチＰは、２〜６（ｍｍ）の範囲から選択され、より好ましくは４〜５（ｍｍ）の範囲から選択される。ギアロール４１の周速Ｓは、例えば５０〜３００（ｍ／ｍｉｎ）の範囲から選択される。なお、ここで言う周速Ｓとは、歯先の頂部４３ｔの速度のことである。また、上ギアロール４１と下ギアロール４１との最大噛み合い深さＦは、延伸時に不織布３に付与すべき延伸歪みεallと上記形成ピッチＰとに基づいて定まり（後述の式２を参照）、つまり、上記の形成ピッチＰの範囲において、例えば０．６〜２．０の範囲から選択された延伸歪みεallが達成されるように選択される。なお、延伸歪みεallの定義等については後述する。
【００２６】
図２Ａ及び図２Ｂは、ギア延伸によって不織布３に伸縮性が発現されるメカニズムの説明図である。両図とも、不織布３の荷重−伸び曲線を示している。  
未延伸の不織布３に対して延伸加工を施すべく、伸縮性繊維の弾性限界内で前記不織布３に張力（以下、荷重とも言う）を付与すると、その延伸加工中においては、図２Ａのような荷重−伸び曲線を描く。すなわち、張力の負荷時よりも除荷時の方が、同じ伸びにおける荷重が低くなるようなヒステリシスを有した荷重−伸び曲線を描く。
【００２７】
そして、この延伸後に再度張力を付与した場合には、図２Ｂに示すような荷重−伸び曲線を描く。詳しくは、図２Ｂの原点Ｐ０から変曲点Ｐ１までは、非常に低い弾性率で伸縮するが、変曲点Ｐ１を超えると荷重が概ね二次曲線状に急激に上昇するようになる。そして、通常は、この低い弾性率の範囲Ｒの発現をもって、延伸加工により不織布３に伸縮性が発現されたものと見なしており、また、無負荷状態の原点Ｐ０から前記変曲点Ｐ１までの伸びの量Ｊを、「発現された伸縮量Ｊ」と定義している。
【００２８】
ちなみに、このように延伸加工後において、前記原点Ｐ０から前記変曲点Ｐ１までは非常に低い弾性率で伸縮するようになる理由については、次のように説明できる。  
図３Ａは、延伸加工前（つまり未延伸）の繊維の状態を示す模式図であり、図３Ｂは延伸加工中（つまり負荷中）の繊維の状態を示す模式図であり、図３Ｃは延伸加工後（つまり除荷後）の繊維の状態を示す模式図である。なお、一般に不織布３を構成する最小単位構造は、図３Ａに示すように伸縮性繊維と伸長性繊維とが並列接続されたものとしてモデル化できる。
【００２９】
図３Ａに示す未延伸の不織布３を延伸すると、図３Ｂに示すように、伸縮性繊維の方は弾性変形をするが、前記伸縮性繊維よりも弾性限界の伸びの小さい伸長性繊維の方は、比較的早い段階から塑性変形を開始して細長く塑性変形する。よって、この状態から張力を除荷すると、図３Ｃに示すように、伸縮性繊維の方は弾性伸びが無くなるだけで、つまり、その全長は張力の付与前と概ね同じ長さに戻るのであるが、伸長性繊維の方は、塑性伸び分だけ全長が伸びて弛んだ状態になっている。
【００３０】
そして、このような延伸加工後の不織布３に対して再度張力を付与すると、伸長性繊維の弛み分が伸びきってその全長が張るまでは、伸縮性繊維の弾性変形のみで上記張力に抗するので、図２Ｂに示すように、不織布３は非常に低い弾性率で伸びていくが、図３Ｄに示すように、上述の伸長性繊維の弛みが無くなってその全長が張った時点からは、当該伸長性繊維の弾塑性変形も前記張力に抗するようになるので、ここからは、不織布３を伸ばすのに要する張力の大きさが急激に上昇する。つまり、この伸長性繊維の弛みが無くなるポイントが図２Ｂの変曲点Ｐ１であり、もって、このようなことから、延伸加工後の荷重−伸び曲線は、図２Ｂに示すように、変曲点Ｐ１までは不織布３は非常に低い弾性率で伸縮し、そして、変曲点Ｐ１を超えると荷重が急激に増加するような荷重−伸び曲線になるのである。ちなみに、前記原点Ｐ０から前記変曲点Ｐ１までの範囲Ｒ、すなわち、「発現された伸縮量Ｊ」の範囲Ｒの内側であれば、張力が除荷されると、概ね図２Ｂの負荷時の荷重−伸び曲線を辿って原点Ｐ０まで戻るのは言うまでもない。
【００３１】
ここで、上記延伸時の延伸量Ｅと同義のパラメータとして、「延伸歪みεall」というパラメータを導入する。この延伸歪みεallは、通常の歪みの概念と同様に、延伸時の延伸方向の全長Ｌｂと延伸前の延伸方向の全長Ｌａとを用いて下式１で定義される。  
εall＝（Ｌｂ−Ｌａ）／Ｌａ    …  式１
なお、ギア延伸の場合には、この延伸歪みεallは、歯４３，４３同士の噛み合いの幾何学的関係に基づいて、つまり、歯４３と歯４３との最大噛み合い深さＦ及び歯４３の形成ピッチＰの関数として表現される。詳しくは、噛み合い開始点において元々全長が前記Ｐであった不織布３が、図１Ｂの右拡大図の最大噛み合い点における延伸時には、最大噛み合い深さＦで互いに噛み合う歯４３，４３によって三点曲げ状に変形されて延伸されることから、延伸歪みεallは概ね下式２のように表される。  
εall＝２×（√（Ｆ２＋（Ｐ／２）２）−（Ｐ／２））／Ｐ    …  式２
【００３２】
＜＜ギア延伸中の不織布３が受ける損傷（ダメージ）について＞＞
図４はギアロール４１の歯４３の一般例の拡大図である。各歯４３は、ギアロール４１の軸芯Ｃ４１方向（図４の紙面を貫通する方向）に沿って平行に延びて設けられている。そして、歯先（歯４３の先端部に相当）の形状は、平坦な頂部４３ｔを有したテーパー型である。詳しくは、例えば３０°の歯先角度αの歯の先端が平面ＰＬでカットされ、これにより、歯先には、ギアロール４１の回転方向の上流側の角部４３ｕと下流側の角部４３ｄとが線対称に形成されているとともに、これら一対の角部４３ｄ，４３ｕの間には、頂部４３ｔとして平面部４３ｐが形成されている。
【００３３】
図５Ａ乃至図５Ｃは、ギア延伸中に歯４３が不織布３に接触する様子の説明図であり、上ギアロール４１の歯４３のみを示している。ギア延伸においては、先ず、図５Ａに示すように歯４３の先端部における下流側の角部４３ｄが不織布３に片当たりし、次に、図５Ｂに示すように両方の角部４３ｄ，４３ｕが不織布３に両当たりし、最後に、図５Ｃに示すように上流側の角部４３ｕが不織布３に片当たりするという過程を辿る。そして、不織布３は、特に、これら角部４３ｄ，４３ｕの食い込みにより、折れたり切れたりといった損傷を受ける。
【００３４】
図６Ａは、ギア延伸後の不織布３の電子顕微鏡写真であり、歯４３に当たった部分たる歯跡を拡大して示している。なお、図６Ｂは、図６Ａの写真中の歯跡の見方を示す模式図である。この歯跡写真を見てわかるように、不織布３において、歯４３の上流側の角部４３ｕが当たった部位と、下流側の角部４３ｄが当たった部位とでは、損傷の程度が異なる。詳しくは、上流側の角部４３ｕが当たった部位には緩やかな食い込み跡が残っているが、これに対して、下流側の角部４３ｄが当たった部位には、食い込み跡が鋭利な直線状に残っており、明らかに、下流側の角部４３ｄが当たった部位の方が大きく損傷している。換言すると、一対の角部４３ｄ，４３ｕにおいて、先行して当たる角部４３ｄの方が後行して当たる角部４３ｕよりも不織布３に大きなダメージを与えるということもでき、更に換言すると、図５Ａに示す延伸の前期での角部４３ｄの片当たりによる食い込みの方が、図５Ｃに示す延伸の後期での角部４３ｕの片当たりの食い込みよりも不織布３の損傷が大きくなるということもできる。
【００３５】
この理由としては、例えば以下が考えられる。ポリプロピレン等の高分子系の繊維は、高い歪み速度で延伸されると急激に荷重が上昇して小さな歪みで破断してしまう性質を持つが、この歪みの加え方につき、図５Ａのように延伸の前期において下流側の角部４３ｄがいきなり片当たりをする方が、図５Ｂ及び図５Ｃに示すように角部４３ｄ，４３ｕの両当たり状態を経て上流側の角部４３ｕの片当たりへと移行するよりも、急激に歪みを加えることになるためと考えられる。
【００３６】
また、もう一つの理由としては、延伸の前期と延伸の後期とでは、不織布３の荷重−伸び特性が相違していることが考えられる。すなわち、延伸の前期では図２Ａの負荷曲線上に在り、つまり、図２Ａのように下流側の角部４３ｄが片当たりする時点では、図２Ａの負荷曲線に沿って荷重レベルが急上昇し、この高い荷重レベルで下流側の角部４３ｄが不織布３にきつく当たるが、これに対して、延伸の後期では図２Ａの除荷曲線上に在り、つまり図５Ｃのように上流側の角部４３ｄが片当たりする時点では図２Ａの除荷曲線を辿って荷重レベルが急降下して、上流側の角部４３ｕが不織布３の繊維にきつくは当たらないためと考えられる。
【００３７】
そして、このような知見に基づけば、不織布３の損傷軽減を目的として前記歯先の一対の角部４３ｕ，４３ｄの面取りを行う場合には、上流側の角部４３ｕよりも下流側の角部４３ｄの方を大きく面取りした方が、全体として不織布３の損傷を有効に抑制可能と考えられる。そのため、以下で説明する本実施形態に係る上下一対のギアロール４１，４１では、歯４３を、そのように面取りしている（例えば、図７Ａを参照）。
【００３８】
ちなみに、この面取りについては、例えば両方の角部４３ｕ，４３ｄの面取りを互いに同程度に大きくすることも考えられるが、そうすると、歯先に不織布３が保持され難くなって相対滑りし易くなり、結果、延伸加工を阻害してしまう。よって、この延伸加工性を加味すると、どちらか一方の角部４３ｄを優先させて面取りし、他方の角部４３ｕについては、不織布３の保持性を確保すべく面取りを抑えめにする必要があり、その結果、上述のように下流側の角部４３ｄの面取りを大きくしている。
【００３９】
＜＜歯４３の面取り加工について＞＞
図７Ａは、歯４３の上流側の角部４３ｕ及び下流側の角部４３ｄの面取り加工の一例の説明図である。同図中、面取りされる部分を斜線で示している。この例では、上下流側の何れの角部４３ｕ，４３ｄも、互いに相似形状の円弧状に面取りされ、そして、下流側の角部４３ｄの方が上流側の角部４３ｕよりも大きく面取りされている。
【００４０】
ここで、「面取りされている」というのは、角部４３ｕ，４３ｄの角が削り取られていることを意味する。また、「大きく面取りされている」というのは、面取り前の角部４３ｕ，４３ｄから削り取られる面積（図７Ａ中の斜線部の面積）が、縦断面（ギアロール４１の軸芯Ｃ４１に沿う方向を法線方向とする断面）において大きいという意味である。
【００４１】
例えば、図７Ａの例では、面取り前の形状が互いに同形の一対の角部４３ｕ，４３ｄのうちで、下流側の角部４３ｄ用の面取りの円弧半径Ｒｄの方が、上流側の角部４３ｕ用の面取りの円弧半径Ｒｕよりも大きく設定されており、これにより下流側の角部４３ｄの方が削り取られる面積が大きくなっている。
【００４２】
また、面取り後の一対の円弧の面は、それぞれに、歯４３の平坦な頂部４３ｔに接するとともに、当該頂部４３ｔとによって角部４３ｕ，４３ｄを挟む各壁面４３ｅ，４３ｆにも接するようになっているので、面取りした部位と面取りしていない部位との境界に段差の無い滑らかな状態が作り込まれており、これにより、不織布３へのダメージが更に軽減される。
【００４３】
更に、図７Ａの例では、面取り後においても、上流側の角部４３ｕと下流側の角部４３ｄとの間には、これらに連続して所定長さＷｐの平面部４３ｐが残存している。そして、このようになっていれば、図７Ｂのように歯４３の頂部４３ｔに平面部が無い場合と比べて、図７Ａの方の歯４３は、平面部４３ｐに生じる摩擦力により延伸中の不織布３を相対滑り無く確実に保持することができて、これにより、不織布３に対して延伸用の張力を確実に付与可能となる。
【００４４】
ここで、望ましくは、下流側の角部４３ｄ用の円弧半径Ｒｄを０．１５〜０．５（ｍｍ）の範囲にするとともに、上流側の角部４３ｕ用の円弧半径Ｒｕを０．１〜０．３（ｍｍ）の範囲にすると良い。このようにすれば、上述の好ましい円弧半径Ｒｄ，Ｒｕの範囲、及び大小関係Ｒｄ＞Ｒｕの制約下において、歯先の幅Ｗ（面取り前の角部４３ｕ，４３ｄ同士の間隔の大きさ）をその一般的寸法たる０．５〜２（ｍｍ）に設定する際に、歯４３の頂部４３ｔに上記の所定長さＷｐの平面部４３ｐを確保し易くなる。
【００４５】
また、望ましくは、図７Ａの平面部４３ｐの前記長さＷｐ、つまり、ギアロール４１の回転方向に沿う方向の長さＷｐを０．２〜０．３（ｍｍ）の範囲に収めると良い。そして、０．２（ｍｍ）以上にすれば、刃物効果による不織布３の破断を防ぐことができ、また、０．３（ｍｍ）以下にすれば、延伸中の不織布３において角部４３ｕ，４３ｄ近傍に局所的に生じ得る過大な歪みも抑制することができる。
【００４６】
また、望ましくは、ギアロール４１の直径φ（歯４３の頂部４３ｔにおける直径のことであり、以下、ロール径φとも言う）を３００〜６００（ｍｍ）の範囲に収めると良い。そして、ロール径φを６００（ｍｍ）以下にすれば、ギアロール４１を安価に製造できて、製造コストの削減を図れる。一方、ロール径φを３００（ｍｍ）以上にすれば、下流側の角部４３ｄが不織布３に接触し始める際の角部４３ｄの鋭角且つ大きな食い込みを緩和できて、延伸の前期に不織布３に与えるダメージを有効に軽減できる。
【００４７】
図８Ａ乃至８Ｃは、後者の作用効果の説明図である。図８Ａに示すように、下流側の角部４３ｄの不織布３への食い込み度合いは、下流側の角部４３ｄが不織布３に接触し始める時点の不織布３に対して前記頂部４３ｔがなす角度θ（以下、進入角度θと言う）の大きさに応じて変化する。すなわち、図８Ｂに示すように進入角度θが小さいと、図８Ｃに示すように、角部４３ｄ以外の部位たる平坦な頂部４３ｔがすぐに不織布３に接触し始めるので、不織布３への押し込みが平坦な頂部４３ｔで即座に分散されて、前記角部４３ｄは不織布３に食い込み難くなるが、これに対して、図８Ａに示すように進入角度θが大きいと、前記頂部４３ｔが不織布３に接触し難くなって、角部４３ｄが不織布３に大きく食い込んでしまうのである。
【００４８】
この進入角度θはロール径φの関数であり、つまり、ロール径φに応じて変化する。図９Ａに、ロール径φと進入角度θとの関係のグラフを示す。なお、進入角度θは、噛み合い深さＦ及び歯先の幅Ｗの関数でもあるが、ここでは各々Ｆ＝５ｍｍ、Ｗ＝０．２ｍｍの固定値としている。ちなみに、これらの変数Ｆ，Ｗが変化しても、全体としてグラフが略上下動するのみであって、当該グラフの形状は概ね変わらないことを本出願人は確認している。
【００４９】
このグラフを参照してわかるように、ロール径φが大きくなる程に、進入角度θが小さくなる傾向を示す。つまり、ロール径φが大きい程、図８Ｂに示すように下流側の角部４３ｄの不織布３への食い込みが小さくなり、不織布３の損傷が軽減されることがわかる。また、進入角度θの減少勾配は一様ではなく、ロール径φが３００（ｍｍ）の辺りで飽和し始めており、つまり、３００（ｍｍ）以上の範囲では減少勾配が緩やかになっている。よって、進入角度θを効率良く低下させるには、ロール径φを３００〜６００（ｍｍ）の範囲に設定するのが良いと考えられる。
【００５０】
なお、このロール径φと進入角度θの関係のグラフは、作図的手法によって取得される。詳しくは、先ず、図９Ｂに示すように、所定のロール径φのギアロール４１を軸芯Ｃ４１周りに回転させることを想定しながら、その歯４３の下流側の角部４３ｄが、不織布３を模した水平線ＨＬに接触した瞬間の状態図を描く。そうしたら、この状態図において、水平線ＨＬと歯４３の平坦な頂部４３ｔとの間の挟角θを分度器等で測り、当該挟角θの値を、上述のロール径φに対応する進入角度θとして記録する。そして、この作図作業を、ギアロール４１のロール径φを変数として複数水準振って繰り返し行えば、上述の図９Ａのグラフを得ることができる。なお、当該図９Ａは、ロール径φを、１５０、３００、４５０、９００、１８００、３６００（ｍｍ）の６水準で振って得られた結果である。
【００５１】
ところで、面取り形状は、上述の円弧形状でなくても良い。例えば、図１０Ａの所謂４５°面取りのように角部４３ｄ，４３ｕを直線で切除しても良いし、又は、図１０Ｂに示すように、前記円弧に沿った多角形形状に面取りしても良い。また、上流側の角部４３ｕについては面取りせずに図４に示すように角を残しても良い。
【００５２】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、面取りの加工精度を向上可能なギアロール４１の構成例の説明図である。図１１Ａは軸芯Ｃ４１方向の一方から見たギアロール４１の側面図であり、図１１Ｂは、図１１Ａ中のＢ−Ｂ断面図である。
【００５３】
ギアロール４１は、軸芯Ｃ４１周りに回転する円筒形状の軸部１４１を有する。そして、この軸部１４１の外周面には、前記軸芯Ｃ４１に沿う溝部１４２が前記回転方向に等ピッチで形成されているとともに、各溝部１４２にはプレート状の歯部材１４３が放射状に差し込み固定され、これにより、これら歯部材１４３，１４３，…１４３がギアロール４１の複数の歯４３を構成している。なお、軸部１４１の軸芯Ｃ４１方向の端面にはエンドプレート１４４が当接されてボルト止めされており、これにより、前記軸芯Ｃ４１方向への歯部材１４３の抜け止めがなされる。また、歯部材１４３の軸芯Ｃ４１方向の両端部には、それぞれ凸部１４３ａが形成されており、各凸部１４３ａがエンドプレート１４４の凹部１４４ａに嵌って係合し、これにより、歯部材１４３のギアロール４１の半径方向への相対移動が拘束される。
【００５４】
そして、以上の構成によれば、歯部材１４３は、軸部１４１に着脱可能に設けられていることになる。よって、軸部１４１から取り外した際には、歯部材１４３はプレート状になり、これにより、歯４３の先端部の切削加工作業を行い易くなる。その結果、歯４３の先端部の形状を高い加工精度で作り込むことができて、つまり、歯４３の前記角部４３ｄ，４３ｕを目標の面取り形状に高精度で仕上げることができる。
【００５５】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形が可能である。
【００５６】
上述の実施形態では、上下一対のギアロール４１，４１の両方に対して、歯４３の角部４３ｄ，４３ｕの面取りを行うものとして説明したが、必ずしも両方のギアロール４１，４１に対して行う必要はない。例えば、上下一対のギアロール４１，４１のうちで、より大きな損傷を不織布３に与え得る一方のギアロール４１のみに対して、上述の角部４３ｄ，４３ｕの面取りを行っても良い。但し、不織布３の損傷軽減の観点からは、上下一対のギアロール４１，４１の両者に対して上述の面取りを行うのが最良であるのは言うまでもない。
【００５７】
また、場合によっては、角部４３ｄ，４３ｕの面取り形状を、上ギアロール４１と下ギアロール４１との間で異ならせても良く、例えば、上ギアロール４１の歯４３については円弧状に面取り、他方、下ギアロール４１の歯４３に対して４５°面取りを施すようにしても良い。但し、上ギアロール４１と下ギアロール４１とで、互いの歯４３の面取り形状を異ならせるよりは、面取り形状を揃えた方が良いと考えられる。これは、上ギアロール４１と下ギアロール４１とが非対称だと、当該非対称性に基づいて、延伸加工後に伸縮性シート３ａの表面と裏面との間で材質上の異方性を生じる虞があるためである。
【００５８】
上述の実施形態では、シート３の一例として不織布３を例示したが、何等これに限るものではない。すなわち、延伸加工により伸縮性が発現されるシートであれば、織布でも良いし、フィルムでも良い。なお、延伸加工により伸縮性が発現されるシートというのは、図２Ａのような特性を示すシート、つまり、「負荷中と除荷中とでヒステリシスを形成する荷重−伸び曲線のシート」ということもできる。
【００５９】
上述の実施形態では、シート３の一例として、伸長性繊維及び伸縮性繊維の２種類の繊維を含む不織布３を例示したが、繊維の種類は何等２種類に限るものではなく、３種類以上であっても良い。また、上述の実施形態では、伸長性繊維と伸縮性繊維とが混合してなる混繊タイプの不織布３を例示したが、当該不織布３は混繊タイプに限るものではない。例えば、不織布３の厚み方向に、伸長性繊維のみの層と伸縮性繊維のみの層とが層状に分かれて積層されていても良い。なお、これらの層の数は２層に限るものではなく、例えば、伸縮性繊維のみの層が上下の伸長性繊維のみの層で挟まれた３層構造の不織布３であっても良い。
【００６０】
上述の実施形態では、ギア延伸の製造方法に係る装置として主にギアロール４１について説明したが、適宜な付帯装置を設けても良い。例えば、ギアロール４１の上下流の位置にそれぞれテンションロールを配置して不織布３に張力を付与しても良いし、ギアロール４１やテンションロールを加熱するためのヒーター等を配置しても良い。
【符号の説明】
【００６１】
３  不織布（シート）、３ａ  伸縮性シート
４１  ギアロール、４１ａ  外周部、
４３  歯、４３ｄ  下流側の角部、４３ｅ  壁面、
４３ｐ  平面部、４３ｔ  頂部、
４３ｕ  上流側の角部、
１４１  軸部、１４２  溝部、
１４３  歯部材、１４３ａ  凸部、
１４４  エンドプレート、１４４ａ  凹部、
Ｃ４１  軸芯、ＨＬ  水平線、
Ｐ０  原点、Ｐ１  変曲点、
Ｒｄ  円弧半径、Ｒｕ  円弧半径、
Ｓ  周速
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図４】
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【図６】
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