(57)【要約】  本発明は、受け部(５；５’)に隣接して配設された超音波ホーン(３)からなる超音波デバイス(２)を用いて、少なくとも一つの材料層を具備してなる材料(７，８)を処理するための装置(１)に関するものであって、これに関連して、間隙が超音波ホーン(３)と受け部(５；５’)との間に形成され、これに関連して、超音波デバイス(２)は、間隙(６)を経て材料(７，８)を供給するよう配置される。本発明に基づいて、この装置(１)は、材料(７，８)が間隙(６)を経て供給される前に、材料(７，８)を機械的に圧縮するための予備圧縮ユニット(９；９’)を含んでいる。また本発明は、上記種類の処理を行うための方法に関するものでもある。
2009525802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受け部(５；５’)に隣接して配設された超音波ホーン(３)からなる超音波デバイス(２)を用いて、少なくとも一つの材料層を具備してなる材料(７，８)を処理するための装置(１)であって、これに関連して、間隙が前記超音波ホーン(３)と前記受け部(５；５’)との間に形成され、これに関連して、前記超音波デバイス(２)は、前記間隙(６)を経て前記材料(７，８)を供給するよう配置され、前記装置(１)は、前記材料(７，８)が前記間隙(６)を経て供給される前に、前記材料(７，８)を機械的に圧縮するための予備圧縮ユニット(９；９’)を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記超音波ホーン(３)は固定状態で配設されており、これに関連して、前記材料(７，８)は前記間隙(６)を経て供給されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記超音波デバイス(２)は、オムツ、失禁パッド、生理用ナプキン、およびパンティライナーなどの吸収製品のための不織布層タイプ、熱可塑性フィルム、繊維材料およびフォーム材料などの材料(７，８)を処理するよう構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記予備圧縮ユニット(９；９’)は、間隙(１２)を形成する第１のローラー(１０；５’)と第２のローラー(１１；１１’)とを含んでおり、前記材料(７，８)は、処理中に、前記間隙(１２)を経て供給されるようになっていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記材料(７，８)は、二つ以上の材料層を含んでいることを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載のいずれか一項に装置。
【請求項６】
前記超音波ホーン(３)および／または前記受け部(５；５’)は、前記間隙(６)のサイズの調整のために、変位可能なように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５に記載のいずれか一項に装置。
【請求項７】
前記受け部(５；５’)は、回転受けローラーからなることを特徴とする請求項１ないし請求項６に記載のいずれか一項に装置。
【請求項８】
ラミネートを製造するため、前記超音波デバイス(２)は、少なくとも二つの材料層(７，８)を超音波溶着の形態で処理するよう構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７に記載のいずれか一項に装置。
【請求項９】
受け部(５)に隣接して配設された超音波ホーン(３)からなる超音波デバイス(２)を用いて、少なくとも一つの材料層を具備してなる材料(７，８)を処理するための方法であって、これに関連して、前記方法は、前記超音波ホーン(３)と前記受け部(５)との間に形成される前記間隙(６)を経て前記材料(７，８)を供給することを含み、前記方法はさらに、前記材料(７，８)が前記間隙(６)を経て供給される前に、前記材料(７，８)を機械的に予備圧縮することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記間隙(６)を経て前記材料(７，８)を供給することに関連して、前記超音波ホーン(３)は前記材料(７，８)に対して固定状態で保持されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
オムツ、失禁パッド、生理用ナプキン、およびパンティライナーなどの吸収製品のための不織層タイプ、熱可塑性フィルム、繊維材料およびフォーム材料などの材料(７，８)を処理する工程を含んでいることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
第１のローラー(１０；５’)と第２のローラー(１１；１１’)との間に形成される間隙(１２)を経て材料を供給する工程を含み、これによって、前記予備圧縮を与えるようになっていることを特徴とする請求項９ないし請求項１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記間隙(６)のサイズを調整できるように、前記超音波ホーン(３)および／または前記受け部(５；５’)は、移動可能なように配置されていることを特徴とする請求項９ないし請求項１２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受け部に隣接して配置された超音波ホーンからなる超音波デバイスを用いて、少なくとも一つの材料層からなる材料を処理するための装置に関するものであって、これに関連して、間隙が超音波ホーンと受け部との間に形成され、これに関連して、超音波デバイスは、間隙を経て材料を供給するよう配置される。
【０００２】
さらに本発明は、受け部に隣接して配置された超音波ホーンからなる超音波デバイスを用いて、少なくとも一つの材料層からなる材料を処理するための方法に関するものであって、これに関連して、この方法は、その上超音波ホーンと受け部との間に形成される間隙を経て材料を供給することを含んでいる。
【背景技術】
【０００３】
超音波技術は、連続ウェブ材料を処理するために用意された特定の処理に使用される。この技術はすでに公知となっており、そして例えば不織布材料タイプまたは他の相対的に薄手の材料層からなる二つ以上の材料層を一つに結合することに適している。一つに結合するような場合には、さらにこれは超音波溶着として知られており、ラミネートは当該材料層から形成される。このようなラミネートは通常、オムツ、失禁パッド、生理用ナプキンおよびパンティライナーなどのような吸収製品の製造に見受けられる。
【０００４】
さまざまな材料を一つに結合することに加えて、超音波技術は他のタイプの処理、例えば材料の開口、切断、型押または成型にも使用できる。超音波技術による処理に適切な材料の例として不織布材料、つまり、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルまたはナイロンなどの合成繊維を備えた繊維状材料が挙げられる。さまざまな種類の繊維の混合体もまた使用できる。超音波技術はさらに、例えばポリエチレンまたはポリプロピレンの熱可塑性フィルムの処理に使用できる。
【０００５】
吸収製品のために二つの材料が一つに結合される形態によって処理されるとき、超音波デバイスは多くの場合、材料が連続ウェブ材料または個別の品目の形態において提供されるように使用されており、それは超音波デバイスの超音波ホーンと受け部表面とを供給される。受け部表面は、回転受けローラーまたは受け部として機能する平面によって形成されることが適切である。このとき超音波ホーンは、多くの場合、固定されている。材料は、これが相対的に小さな(超音波ホーンと受けローラーとの間の)間隙を経て供給可能なように配置されている。二つの材料ウェブの所望の相互結合を実現するために、超音波装置は、一定の振幅において、一定のパワーを用いて、公知技術に基づいて駆動される。さらに超音波ホーンと受けローラーとの間の間隙は適切な寸法に形成される必要がある。
【０００６】
材料の超音波処理に対する上記処置の副作用として、材料が超音波ホーンを通過して供給されるとき、材料と固定された超音波ホーンとの間で摩擦が生じることがある。特に、この状況は、(超音波デバイスにおける間隙を経て供給される)一つ以上の材料層からなる材料が、一般に間隙の幅より厚みがあるという事実の結果として引き起こされ得る。さらに、材料が間隙を経て供給されるときに、材料への一定の機械的圧縮、すなわち超音波ホーンと接触する面上の材料の主な機械的圧縮が生じ得る。固定された超音波ホーンに関して、材料がその長手方向において連続的に前進させられる場合に、この圧縮の結果としてエネルギー損失が生じる。
【０００７】
したがって材料と超音波ホーンの表面との間の接触によって摩擦が生じるとともに、材料の機械的圧縮の結果としてエネルギー損失が生じる。大体において、これは、相対的に狭い「処理ウィンドウ」(この範囲内で最適な様式で処理を実施できる)を伴って、超音波処理の方法を制御困難にする。これは例えば、一方で正確な溶着を得るために十分に高いレベルにおいて、他方で材料の損傷を防ぐために十分に低いレベルにおいて、溶着力を維持することを保証するために、超音波溶着の形態の超音波処理が正確な方式によって制御されなければならないことを意味する。それゆえ、制御が困難であるという上記作用のために、超音波処理は制御される必要のある処理パラメータに関して、相対的に狭い間隔が得られる。
【０００８】
材料と超音波ホーンとの摩擦および材料の機械的圧縮を伴う上記シーケンスは、処理が行われる速度に比例して、より顕著になる。相対的に高い処理速度において、摩擦および機械的圧縮の作用は、過度に高いパワーを与えられた場合に相対的に高くなり、かつ実際の材料において孔の形成を引き起こす可能性がある。この問題に対する一般的な手段の一つとして、超音波ホーンと受けローラーとの間の間隙を増大させることがあり、それによって超音波デバイスから供給されたエネルギーは軽減される。しかしながら、この結果の一つとして、処理される材料の摩擦および機械的圧縮の形態におけるこの方法によって、上記作用の軽減がさらに達成される。これは材料に対して与えられたエネルギーが劇的に低下することがあり、それは過度に低い積層強さおよび不完全な超音波溶着を伴う状況をもたらす可能性があることを意味し得る。この問題は、相対的に高い処理速度、および相対的に薄手の材料または材料の組み合わせにおいて、特に顕著である。
【０００９】
上記現象を説明する一つの方法は、従来技術をある開始ポイントとして用いることであり、これに基づいて、超音波デバイスによる溶着力が、実質的に処理速度に比例して増大しなければならないが、これはその場合、それは溶着力と処理速度との間の直線関係に相当することが予想できる。にもかかわらず、ある場合において、この線形シーケンスからのずれの存在を確証できるが、溶着力を、処理速度が増大されるとき、予想されるように増大させることはできない。処理速度をある限度以上に増大させるときに、代わりに、不十分な相対的な期間における溶着力が所望されてもよいことは事実である。実際の溶着力と理論的に予測された溶着力との間のこのずれは、摩擦と機械的圧縮の上記現象、すなわち、超音波デバイスの前方でラミネートの圧縮の結果として生じる制御できない作用、および材料の機械的圧縮の結果としてのエネルギー損失によって説明できる。予想された直線関係からのずれは、処理速度がある限度を超えたときに発生することがあり、それはこの場合、構成材料、その寸法、および他のパラメータに依存する。
【００１０】
上記背景に対して、予想可能であり、かつ制御可能な処理コントロールの有利な見込みを提供する超音波処理のためのデバイスおよび方法に対して存在する必要が確証できる。より適した超音波処理は、本質的に処理速度に関係なく実施可能な上記方法によってもたらされる。
【００１１】
特許文献１には、超音波デバイスおよび別体の圧縮デバイスの使用が開示されている。このような方法によって、材料ラミネートは一方で超音波処理を用いて処理可能となり、そして他方で圧縮可能となる。しかしながら実施された材料の圧縮は、関係する材料ラミネートの積層を補強するための超音波処理の後で行われる。
【特許文献１】欧州特許第84903号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の主たる目的の一つは、それゆえ超音波デバイスを用いて、材料または材料の組み合わせを処理するための装置および方法を実現することであり、これに関連して、上記課題を解決できる。
【００１３】
上記目的は、冒頭で言及した種類の装置を用いて達成され、それは、材料が上記間隙を経て供給される前に、材料を機械的に圧縮するための予備圧縮ユニットを含んでいる。
【００１４】
上記目的はまた、冒頭で言及した種類の方法を用いて達成され、それはさらに、材料が上記間隙を経て供給される前に、材料が機械的に予備圧縮されることを含んでいる。
【００１５】
ある重要な利点が本発明によって得られる。第一に、超音波ホーンにおける材料の摩擦および機械的圧縮の形態の上記の不必要な作用が最小化でき、これが超音波デバイスを用いた処理のための増大された処理ウィンドウと、より安定した処理とを提供することに留意されたい。これは特に、高速時に顕著となる。
【００１６】
従来よりも良好な方法によって超音波処理を最適化する能力は、本発明による超音波デバイスおよびそれに関連する装置において、磨耗を低下させることを実現できるようにする。さらなる本発明の利点は、それが超音波デバイスを通過して供給される材料における、せん断力の低下を引き起こすことである。
【００１７】
以下、本発明に関して、図示された好ましい実施形態および図面を参照して説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明に関連して使用される超音波処理のための装置１の側面図である。特に、従来技術によれば、この装置１は、接触デバイス４(すなわち末端部)を用いてなされる超音波ホーン３を備えた超音波デバイス２を含んでいる。
【００１９】
超音波デバイス２が回転受けローラー５に対してすぐそばに配置され、さらに、受けローラー５の周辺部が受け部表面を形成することは、図１から明らかである。受けローラー５が、当該超音波処理に役立つことを意図されたパターンを備えていることもまた好ましい。超音波ホーン３の接触デバイス４はさらに、材料へ向かって面しており、かつ受けローラー５の周辺部まで短い距離を有して配置されている。小さな間隙６は、このように、つまり接触デバイス４と受けローラー５の周辺表面との間の相対的に短い距離によって形成される。二つ以上の材料層７，８、特に上側材料層７および下側材料層８からなるラミネートは、この間隙６を経て供給される。この材料層７，８は連続ウェブ材料からなり、これはラミネートを形成するために、一つに結合されるように、(図示されていない) ローラーから、折りたたまれた材料などから、間隙６を経て前方へ供給される。
【００２０】
超音波デバイス２は、超音波技術を用いて、例えば溶着、切断、穿孔、型押、または他のタイプの超音波処理の形態の処理のために配置される。以下で説明する実施形態において、超音波溶着タイプの処理（すなわち二つ以上の材料層を一つに結合すること）が使用される。しかしながら本発明は、超音波溶着の使用のみに限定されず、代わりの方法として、例えばいくつかの上記タイプの処理も使用できる。本発明はまた、他の処理(例えば種々の構成材料７，８への着色剤のプリント)と組み合わせられてもよい。
【００２１】
本発明は、特に、不織布材料、つまりポリオレフィンなどの繊維を備えた繊維材料、すなわちポリエチレンおよびポリプロピレンなどのポリマー材料、またはポリエステル、ナイロンなどからなる他の材料からなる材料ウェブ７，８に、これらの用途における使用に適している。異なるタイプの繊維の混合体もまた、材料ウェブ７，８に使用できる。このような材料は、とりわけ、例えばオムツ、失禁パッド、生理用ナプキンおよびパンティライナーの形態の吸収製品の製造において使用される。
【００２２】
本発明は、単に不織布材料の処理の使用に限定されず、一例として熱可塑性フィルム、他の例としてポリエチレンまたはポリプロピレンなどの他の材料の処理にも適用できる。その上材料ウェブは、天然繊維(例えば木材または綿繊維)、フォーム材料もしくは超音波技術を使用して溶着可能な他の材料からなる材料の形態であってもよい。
【００２３】
本発明は、ある形態の超音波処理(例えば型押)を受けることになる、単一層のみの材料からなる材料にも適している。同様に、本発明は、二つ以上の層からなる材料の処理、例えば、図１に基づく実施形態に関連して記述される超音波溶着を用いて、このような層を一つに連結するために利用できる。
【００２４】
本発明は本質的に連続ウェブ材料の形態の材料のみに限定されず、代わりに、個別の品目からなる材料が超音波デバイスおける間隙を経て供給される、すなわち、個々の材料の切断片が超音波デバイスおける間隙を経て供給される場合においてもまた使用できる。
【００２５】
本発明の重要な基礎となる原則は、装置１が予備圧縮ユニット９を含んでいることであり、それは材料が超音波デバイス２へ向かって前方へ供給される前に、構成材料７，８を圧縮するように構成されている。特に、予備圧縮ユニット９は、第１の回転ローラー１０と第２の回転ローラー１１とを含んでいる。ローラー１０，１１は、材料のウェブ７，８が、ローラーの周辺表面１０，１１との間に形成される小さな間隙１２を経て供給されるように配置される。本発明の目的は、以下に、より詳細に説明する方法によって、材料ウェブ８，９が超音波デバイス２を通過して供給される前に、機械的手段を用いて材料ウェブ８，９を「予備圧縮」することである。より適度な処理は、このような予備圧縮によって得られるものであり、これを用いて、冒頭に記述した作用(材料７，８の摩擦および機械的圧縮の発生)の影響は、超音波ホーン３の接触デバイス４における間隙６を経て材料が移動するときに、最小化できる。これは、「処理ウィンドウ」、すなわち超音波処理を制御する処理パラメータに関する間隔が、従来技術と比較して幅広に形成できることを意味する。これは、安定しており、予測可能であり、かつ制御可能である超音波処理のための処理を実現し、それは特に、相対的に高い処理速度において顕著となる。
【００２６】
本発明は特に相対的に薄手の材料に適しており、その上、この材料は３０ｇ/ｍ2を超える重量を有する。しかしながら、本発明がその最大の作用を有する材料厚さがまた、とりわけ処理速度に依存することは確証可能である。本発明はさらに、相対的に薄手の材料に使用できるか、または、厚みのある材料の組み合わせた薄手の材料にも使用できる。本発明の使用に適した材料の例として、約４０〜８０ｇ/ｍ2の重量を備えた弾性材料、相対的に密な不織布材料(＞３０ｇ/ｍ2)およびティッシュ材料がある。
【００２７】
一つまたは両方の予備圧縮ローラー１０，１１は、例えば構成材料１０，１１の型押に使用可能な、いくつかの適切な形態のパターンを備えていてもよい。予備圧縮ユニット９によって提供される型押が、適切な様式によって、後続の超音波処理を補うために実施されてもよい。以下、これに関して詳細に説明する。
【００２８】
図１における(右方向の)矢印によって示されるものによれば、製造処理において、超音波デバイス２は、材料７，８が前方へ供給されている間に、超音波ホーン３の接触デバイス４が予備圧縮された材料７，８の上に押し下げられるように作動させられる。これに関連して、超音波デバイス２は、所定の周波数および動力によって作動させられ、これによって、二つの材料層７，８が一つに結合される。したがって材料層７，８は、あらかじめ予備圧縮ユニット９の間隙１２を通過しており、これによって、接触デバイス４を通過する正確なポイントにおいて摩擦と機械的圧縮とを最小化することに関連する適切な超音波処理が実現される。
【００２９】
従来技術によれば、本発明に基づく装置１は、間隙６のサイズの調整のために用意されるものである。この場合の目的は、意図された超音波溶着を達成するために、材料７，８に供給される所定の一定のエネルギーおよび本質的な一定のエネルギーを保証することである。この目的のため、超音波ホーン３の接触デバイス４の位置を受けローラー５に対して変更できるように、超音波デバイス２は移動可能なように配置される。さらに図１を参照すると、装置１が駆動ユニット１３を備えていることが明らかであり、これは電動モーターまたは液圧式駆動ユニットから構成できる。この駆動ユニット１３は、超音波ホーン３の位置を受けローラー５に対して調整するために使用される。これは、駆動ユニット１３に対する超音波デバイス２の全体を変位させることによって適切に達成され、図１におおまかに示されているものによれば、これは固定部１４などにしっかりと取り付けられている。駆動ユニット１０はまた、伝動ユニット１５を介して超音波デバイス２に取り付けられている。駆動ユニット１０はさらに、制御ユニット(図示されていない)に電気的に接続されているが、これは適切な形で、コンピュータをベースにしており、かつ、ある入力信号、例えば超音波ホーン３が材料層７，８および受けローラー５に対して使用されるときに材料層７，８に対して作用する力の指標に基づいて、駆動ユニット１３を制御するように構成されている。この種類の指標は、機械的力を電気的出力信号に変換する原理に基づく上記種類のセンサである荷重計(図示されていない)によって実現可能となる。荷重計の代わりとして、本発明はまた、例えばひずみゲージまたは圧電素子などのセンサを用いても実現できる。この荷重計は上記制御ユニットに対して電気的に接続可能であり、この場合これは、測定された力に関する信号に応じて、受けローラー５に対して直交する方向において、超音波デバイス２を適切な状態に調整するように構成される。間隙６のサイズは、このように調節できる。
【００３０】
予備圧縮ユニット９に含まれるローラー１０，１１はまた、間隙１２を備えており、そのサイズは調節可能である。これは公知であるため、本明細書内では図示せず、同様にこれ以上説明しない。
【００３１】
図２は、本発明の原理を拡大して示す側面図である。さらに図２は、どのように二つの構成材料７，８が、まず二つのローラー１０，１１によって圧縮され、そして次に超音波デバイス２の接触デバイス４と受けローラー５との間に形成される間隙６を経て供給されるかを示している。材料７，８は、図２に矢印で示された方向に供給される。材料７，８がローラー１０，１１の間の間隙１２を経て供給される前に、材料７，８は最初に一定の組み合わせられた厚さを有していることが分かる。この組み合わせられた厚さは、ローラー１０，１１で与えられる予備圧縮によって、ある程度低減される。上記従来技術と比較して、これは、材料７，８が超音波デバイスの接触デバイス４における間隙６を通過して供給される一方で、摩擦および機械的圧縮の低減は間隙６によって達成されることを意味する。材料７，８が間隙６を通過するとき、この厚さは、さらにある程度低減され、そして超音波処理の影響を受ける。したがって全体的に、上述したことに基づいて、本発明を用いて、超音波処理のためのより最適化された処理に関する利点が得られる。
【００３２】
好ましくは、本発明は、材料７，８が予備圧縮ユニット９のローラー１０，１１を通過した後に、事実上、永久的に変形される程度まで、予備圧縮ユニット９が予備圧縮をもたらすように構成されるよう意図されている。予備圧縮は、材料１０，１１の中の繊維が機械的方式によって一つに結合される程度まで行われることが好ましい。圧縮の程度は、ローラー１０，１１による圧縮された後、材料７，８の一定であり、より小さな弾力を得られるように選択されることが適切である。
【００３３】
所望された範囲の予備圧縮を得るために、予備圧縮ユニット９は、超音波デバイス２の接触デバイス４のすぐそばに配置されることが望ましい。これは、予備圧縮ユニット９によって提供可能なパターンと、超音波デバイス２による後続の溶着パターンとが一致するよう、少なからず考慮されることが望ましい。例えば、予備圧縮ユニット９と超音波デバイス２に対して、正確に同一のパターンで当該材料を処理することが望まれるかもしれない。このパターンを一致させることは、予備圧縮ユニット９が超音波デバイス２の接触デバイス４に非常に接近して配置される場合に、容易となる。適切な設計の一つによれば、予備圧縮ユニット９は超音波デバイス２の前方０〜３メートルに配置できるが、本発明において、二つのユニット間の距離は限定されない。この距離は、主として、当該材料に適応されるパターンに応じて変更可能である。
【００３４】
図３は、上方から二つの材料層７，８を下方へ向かって見た概要図であり、ここで、第１のローラー１０および超音波ホーン３の接触デバイス４が、破線でおおまかに示されている。図３において、材料７，８の供給される方向は矢印で示されている。上側材料層７が下側材料層８の幅ｂ２よりも狭い幅ｂ１で処理されることは、図３から理解できる。材料層７，８はまた、上側材料層７の各側方縁部７ａ，７ｂに沿って一つに結合され、さらに、側方縁部７ａ，７ｂの間の特定の領域内で型押しされるように意図されている。これは、接触デバイス４を経て供給されたばかりの材料層７，８(つまり、これは接触デバイス４の右側に位置しており、かつ一つに積層されている)の一部分に沿って、材料層７，８の上になされた溶着パターン１６を用いて図３に示されている。この溶着パターン１６は、図３において小さな円として示されている。溶着パターン９は、受けローラー５に適切に対応した設計による上述したように選択される。型押しされたパターンは、さらなる型押パターン１７の形態として(Ｃ字状の記号で)図３に示されており、そしてそれは実施形態によれば、第１のローラー１０によって与えられる。したがって、この型押パターン１７は、溶着パターン１６を補足する。
【００３５】
本発明は、圧縮パターン１７が超音波デバイス２によって設けられる後続の溶着パターン１６に部分的に重なるように、圧縮ユニット９が材料７，８を圧縮するように適切に配置される。(図３に示すことのできない)他の例として、圧縮ユニット９によって設けられる圧縮パターン１７と、超音波デバイス２によって設けられるパターン１６とは、同一であるとともに一方が他方に対して重なるもの、もしくは予備圧縮パターン１７は、かなり大きなポイントなどからなり、それは超音波パターン１６によって重ね合わされるものが挙げられる。
【００３６】
圧縮ユニット９はその上、いわゆる熱接合ユニットとして構成可能である、つまり、これにおいて、ローラーは、構成材料の接合を引き起こすために、高温に熱せられる。
【００３７】
本発明は、図３に示されたような連続パターンに限定されず、断続的パターンを利用する場合においても適用できることに留意されたい。
【００３８】
ここで、本発明は異なる形態の材料層に適用できることにも留意されたい。したがって本発明は、図２に示された二つの材料層７，８を備えた形態のみに限定されないことに留意すべきであり、このものでは、第２の材料層８は第１の材料層７より幅広であり、そしてこのものでは、第１の材料層７が材料層８の側方縁部の内側に終端をなすように、材料層７は第２の材料層８の上に配置される。本発明はまた、特殊な溶着パターンまたは型押パターンに限定されない。上側材料層７の幅ｂ１がある程度長手方向において変更できるという事実の結果として、さらに超音波ホーンの接触デバイス４は、上側材料層７の幅ｂ１よりある程度、幅広でなければならない。図２に示されたパターン１６，１７は、どのようにして、このようなパターンを形成できるかを示す一例であって、例えば完成品において所望される処理の種類および所望される特性に応じて、他の多くの異なる変更は本発明の範囲内で可能である。
【００３９】
この実施形態によれば、二つの材料層７，８が図３に示されたように(つまり一方が他方の上に直接)配置される場合、溶着処理が実施でき、これに関連して、材料層７の一つは、材料層８より下方に存在する。代わりに、材料層７，８の一方が部分的に他方に重なっていてもよく、つまり、一つの材料層が第２の材料層が供給される方向を横断する方向に変位させられてもよい。さらなる代替例によれば、この場合、いずれの材料層も同一の幅を有していてもよく、もしくは重なっている状態で、これは互いの上に直接配置できる。
【００４０】
選択されたパターン１６，１７は、効率的な製造(つまりプロセス工学要件および要望)を実現する目的で、完成品の所望の性能、および完成品の所望の視覚的アピールなどの多くの要因に基づいて、従来技術によって実施できる。図３に示されたものによれば、例えば、さまざまな構成材料層７，８に関して、設けられるパターンよりも狭いことは、適している。したがって、図３に示されたパターン１６，１７は、ただ単に、どのようにして、このようなパターンを形成できるかの一つの例である。
【００４１】
図４は、本発明の他の実施形態に基づく装置１’のおおまかな側面図である。図４に基づく実施形態に含まれ、さらに図１に基づく実施形態に見受けられる構成要素は、同様の参照符号で特定されている。図４によれば、機械的予備圧縮および超音波溶着は、第１のローラー５’と、さらなるローラー１１’とを用いて実現され、第１のローラー５’は一方で超音波デバイス２のための受けローラーを構成し、かつ他方で、予備圧縮ユニット９’を含んでいる。つまり、合計で二つのローラーが使用され、すなわち、受け部と予備圧縮との組み合わせローラー５’、および、さらなるローラー１１’もまた予備圧縮処理に利用される。他の点においては、図４に基づく実施形態は、図１に基づく実施形態と同様の様式で構成されており、そして予備圧縮ユニット９’によって一定の予備圧縮が提供され、これは同様に、上述したような、より適した超音波処理に関する利点を導く。
【００４２】
本発明は上記実施形態によって限定されるものではなく、請求項に記載の範囲内で異なる形態も実施可能である。例えば、本発明は溶着処理のみに限定されず、超音波技術を用いる他の種類の処理も使用できる。本発明は、さらに異なる種類の材料、例えば不織布材料、または他の合成繊維あるいは紡織繊維材料が使用できる。本発明は、数多くの構成材料層を備えた、さまざまなラミネートも使用できる。
【００４３】
本発明はさらに、超音波デバイス２の代わりに、受けローラー５；５’が変位可能となるように配置されるように実施できる。さらなる他の変形によれば、間隙６のサイズを調整自在にするために、受けローラー５；５’と超音波デバイス２とを、いずれも変位可能なように構成できる。
【００４４】
上記受けローラー５；５’の代わりとして、他の種類の受け部表面もまた使用できる。例えば、受け部表面は、受け部として機能する平面によって形成できる。
【００４５】
本発明のさらなる変形例によれば、超音波ホーンは回転する種類のものでもよい。このような応用の一例は、受けローラーと同一の速度で超音波ホーンは回転するとき、つまり、上で説明したしっかりと固定された超音波ホーンと同様に摩擦を生じないときに、用いられる。圧縮力の増大は予備圧縮ユニットを用いて得られ、それは回転超音波ホーンを補足するように利用されているが、これによって、それは回転超音波ホーンからの超音波エネルギーをより適切な様式で利用可能となる。本発明の範囲内のさらなる実施例によれば、非回転超音波デバイスはそれと共に、または処理されることになる材料ウェブと共に(つまりその長手方向)に変位させられるように使用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に基づく超音波デバイスの概略側面図である。
【図２】図１に基づく装置のある一部を拡大して示す側面図である。
【図３】本発明に基づく装置を用いて形成されたパターンを示す平面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に基づく超音波デバイスの概略側面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１，１’  装置
２  超音波デバイス
３  超音波ホーン
４  接触デバイス
５，５’  受け部
６  間隙
７，８  材料層
７ａ  側方縁部
９，９’  予備圧縮ユニット
１０，１１，１１’  ローラー
１２  間隙
１３  駆動ユニット
１４  固定部
１５  伝導ユニット
１６，１７  溶着パターン
【図１】
2009525802.tif 000003
【図２】
2009525802.tif 000004
【図３】
2009525802.tif 000005
【図４】
2009525802.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月31日(2008.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受け部(５；５’)に隣接して配設された超音波ホーン(３)からなる超音波デバイス(２)を用いて、少なくとも一つの材料層を具備してなる材料(７，８)を処理するための装置(１)であって、これに関連して、間隙が前記超音波ホーン(３)と前記受け部(５；５’)との間に形成され、これに関連して、前記超音波デバイス(２)は、前記間隙(６)を経て前記材料(７，８)を供給するよう配置され、前記装置(１)は、前記材料(７，８)が前記間隙(６)を経て供給される前に、前記材料(７，８)を機械的に圧縮するための予備圧縮ユニット(９；９’)を含み、前記予備圧縮ユニット(９；９’)は、二つの予備圧縮ローラー(１０，１１)を具備してなり、前記予備圧縮ローラー(１０，１１)の少なくとも一つは、前記層(７，８)を型押しするためのパターンを備えていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記超音波ホーン(３)は固定状態で配設されており、これに関連して、前記材料(７，８)は前記間隙(６)を経て供給されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記超音波デバイス(２)は、オムツ、失禁パッド、生理用ナプキン、およびパンティライナーなどの吸収製品のための不織布層タイプ、熱可塑性フィルム、繊維材料およびフォーム材料などの材料(７，８)を処理するよう構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記予備圧縮ユニット(９；９’)は、間隙(１２)を形成する第１のローラー(１０；５’)と第２のローラー(１１；１１’)とを含んでおり、前記材料(７，８)は、処理中に、前記間隙(１２)を経て供給されるようになっていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記材料(７，８)は、二つ以上の材料層を含んでいることを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載のいずれか一項に装置。
【請求項６】
前記超音波ホーン(３)および／または前記受け部(５；５’)は、前記間隙(６)のサイズの調整のために、変位可能なように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５に記載のいずれか一項に装置。
【請求項７】
前記受け部(５；５’)は、回転受けローラーからなることを特徴とする請求項１ないし請求項６に記載のいずれか一項に装置。
【請求項８】
ラミネートを製造するため、前記超音波デバイス(２)は、少なくとも二つの材料層(７，８)を超音波溶着の形態で処理するよう構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７に記載のいずれか一項に装置。
【請求項９】
受け部(５)に隣接して配設された超音波ホーン(３)からなる超音波デバイス(２)を用いて、少なくとも一つの材料層を具備してなる材料(７，８)を処理するための方法であって、これに関連して、前記方法は、前記超音波ホーン(３)と前記受け部(５)との間に形成される前記間隙(６)を経て前記材料(７，８)を供給することを含み、前記方法はさらに、前記材料(７，８)が前記間隙(６)を経て供給される前に、前記材料(７，８)を機械的に予備圧縮することを含み、前記方法は、二つの予備圧縮ローラー(１０，１１)を備えた前記予備圧縮ユニット(９；９’)を用いて前記層(８，９)を型押しすることを具備し、前記予備圧縮ローラー(１０，１１)の少なくとも一つは、前記層を型押しするためのパターンを備えることを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記間隙(６)を経て前記材料(７，８)を供給することに関連して、前記超音波ホーン(３)は前記材料(７，８)に対して固定状態で保持されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
オムツ、失禁パッド、生理用ナプキン、およびパンティライナーなどの吸収製品のための不織層タイプ、熱可塑性フィルム、繊維材料およびフォーム材料などの材料(７，８)を処理する工程を含んでいることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
第１のローラー(１０；５’)と第２のローラー(１１；１１’)との間に形成される間隙(１２)を経て材料を供給する工程を含み、これによって、前記予備圧縮を与えるようになっていることを特徴とする請求項９ないし請求項１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記間隙(６)のサイズを調整できるように、前記超音波ホーン(３)および／または前記受け部(５；５’)は、移動可能なように配置されていることを特徴とする請求項９ないし請求項１２のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2009525802.tif 000007
2009525802.tif 000008
2009525802.tif 000009
2009525802.tif 000010