(57)【要約】弾性材料の送り速度を制御するためのフィードフォワード制御を提供する方法である。この方法は、切断に先立って弾性材料上の位置合わせマークの間の距離を測定する段階を含む。これらの測定値は目標切断長さと比較される。送りロールの送り速度が目標切断長さ及び位置合わせマークの間の距離に基づいて調整され、弾性材料の切断長さを目標切断長さに維持する。【選択図】図６
2005506258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性材料の送りを目標送り速度に制御するフィードフォワード制御を提供するための方法であって、
弾性材料が第１の張力Ｔ1の状態にあるときの、前記弾性材料上の第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの間の機械方向距離Ｌ1を求め、
前記弾性材料がゼロ張力Ｔ0の状態にあるとしたときの、前記弾性材料上の第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの間の機械方向距離Ｌ0の見積もり値を求め、
前記弾性材料を第２の張力Ｔ2で送り、
前記弾性材料が第２の張力Ｔ2の状態にあるときの前記弾性材料上の第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの間の機械方向距離Ｌ2を測定し、
予め定められた目標送り速度に適合するように、所定の関係に従って、前記弾性材料の送り速度ＬSを調整する、
段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記弾性材料を前記第１の張力Ｔ1の状態で少なくとも１つの繰り出し装置から繰り出す段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記弾性材料が前記第１の張力Ｔ1の状態にあるときに、前記弾性材料に前記第１の位置合わせマーク及び前記第２の位置合わせマークを付ける段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１及び第２の位置合わせマークが、製造工程の間に前記弾性材料に付けられることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１及び第２の位置合わせマークが、変換工程の間に前記弾性材料に付けられることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記変換工程が、真空ロールを用いて弾性材料を送る段階を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
弾性材料の切断長さを、弾性材料断片を形成するための目標切断長さに制御するために使用されることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項８】
前記弾性材料を吸収性衣類用のサイドパネルに形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
請求項８に記載の前記方法によって形成された前記サイドパネルを含むことを特徴とする吸収性衣類。
【請求項１０】
ＫＬ2／Ｌ0、式中Ｋ＞０、としての調整係数Ｋを用いて前記弾性材料の送り速度ＬSを調整する段階を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記弾性材料の前記送り速度ＬSが、次の関係、
ＬS＝ＬCＬ2／Ｌ0
に従って調整される段階を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の張力Ｔ1及び前記機械方向距離Ｌ1の関数として前記機械方向距離Ｌ0の見積もり値を求める段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の張力Ｔ1、前記機械方向距離Ｌ1、及び前記機械方向距離Ｌ2の関数として、前記機械方向距離Ｌ0の見積もり値を求める段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記弾性材料が、前記第１の位置合わせマーク及び第２の位置合わせマークに対して機械方向に位置合わせされた図形を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記図形が、前記第１の位置合わせマークを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
弾性材料の切断長さを目標切断長さに制御するフィードフォワード制御を提供するための方法であって、
弾性材料を加工張力Ｔ2で送り、
前記弾性材料が前記加工張力Ｔ2の状態にあるときに、前記弾性材料上に第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの間の機械方向距離を測定し、
予め定められた目標切断長さＬCに適合するように、前記機械方向距離Ｌ2を用いる所定の関係に従って、前記弾性材料の送り速度を調整し、
弾性材料断片を形成するための目標長さにほぼ等しい前記弾性材料の長さを切断する、
段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記弾性材料を第１の張力Ｔ1の状態で少なくとも１つの繰り出し装置から繰り出す段階と、前記弾性材料が前記第１の張力Ｔ1の状態にあるときに、前記弾性材料に前記第１の位置合わせマーク及び前記第２の位置合わせマークを付ける段階と、前記弾性材料が前記第１の張力Ｔ1の状態にあるときに、前記第１の位置合わせマークと前記第２の位置合わせマークとの間の距離Ｌ1を測定する段階とを更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記弾性材料がゼロ張力Ｔ0の状態にあるとしたときの、前記弾性材料上の第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの間の機械方向距離Ｌ0の見積もり値を、前記第１の張力Ｔ1及び前記機械方向距離Ｌ1の関数として求める段階を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記弾性材料がゼロ張力Ｔ0の状態にあるとしたときの、前記弾性材料上の第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの間の機械方向距離Ｌ0の見積もり値を、前記第１の張力Ｔ1、前記機械方向距離Ｌ1、前記加工張力Ｔ2、及び機械方向距離Ｌ2の関数として求める段階を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記弾性材料が送りロールを用いて送られることを特徴とする請求項１６の方法。
【請求項２１】
前記目標切断長さＬCを制御するため、前記送りロールの速度を調整する段階を更に含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記送りロールの速度が、次の関係
速度送りロール＝ＬＣＬ2／Ｌ0
に従って調整されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
ＫＬ2／Ｌ0、式中Ｋ＞０、としての調整係数Ｋを用いて前記送りロールの速度が調整されることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記機械方向距離Ｌ2が、前記弾性材料が前記送りロールに到達する前に測定されることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記機械方向距離Ｌ2が、前記弾性材料が前記送りロール上にあるときに測定されることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記送り速度が、切断長さのフィードバック値に応答して更に調整されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１及び第２の位置合わせマークが、製造工程の間に前記弾性材料に付けられることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１及び第２の位置合わせマークが、変換工程の間に前記弾性材料に付けられることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２９】
前記弾性材料が、前記第１の位置合わせマーク及び第２の位置合わせマークに対して機械方向に位置合わせされた図形を含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項３０】
前記図形が、前記第１の位置合わせマークを含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記弾性材料断片を吸収性衣類用のサイドパネルに形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項３２】
請求項３に記載の方法によって形成されたサイドパネルを含むことを特徴とする吸収性衣類。
【請求項３３】
弾性材料の切断長さを目標切断長さに制御するフィードフォワード制御を提供するための方法であって、
前記弾性材料を送りロールに移送し、
前記弾性材料がゼロ張力の状態にあるとしたときの、前記弾性材料上の第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの間の距離の見積もり値を求め、
弾性材料に張力がかかった状態にあるときの、前記弾性材料上の第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの間の距離を求め、
張力がかかった状態での前記距離とゼロ張力の状態での前記距離との比の目標値を、張力のかかった状態での前記距離とほぼゼロ張力の状態での前記距離との比の実際値とを比較し、
張力のかかった状態での前記距離とほぼゼロ張力の状態での前記距離の比についての前記目標値と前記実際値との間の何らかの差に応答して前記送りロールの速度を調整し、
前記目標切断長さにほぼ等しい長さに前記弾性材料を切断して弾性材料断片を形成する、
段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項３４】
前記弾性材料に張力がかかった状態にあるときに前記弾性材料に前記第１の位置合わせマーク及び前記第２の位置合わせマークを付ける段階を更に含むことを特徴とする、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記送りロールの速度が、前記目標距離、前記弾性材料に張力がかかった状態にあるときの前記第１の位置合わせマークと前記第２の位置合わせマークとの間の距離、及び前記弾性材料がゼロ張力の状態にあるとしたときの前記第１の位置合わせマークと前記第２の位置合わせマークとの間の近似的な距離の関数として調整されることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記送りロールの速度が、切断長さフィードバック値に応答して更に制御されることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記弾性材料に前記張力がかかっている状態にあるときの前記第１の位置合わせマークと前記第２の位置合わせマークと間の前記距離が、前記弾性材料が前記送りロール上にあるときに測定されることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
前記弾性材料が、前記第１の位置合わせマーク及び第２の位置合わせマークに対して機械方向に位置合わせされた図形を含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３９】
前記図形が、前記第１の位置合わせマークを含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項４０】
前記第１及び第２の位置合わせマークが、製造工程の間に付けられることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項４１】
前記第１及び第２の位置合わせマークが、変換工程の間に付けられることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項４２】
前記送りロールの速度ＬSを、ＫＬ2／Ｌ0として調整係数Ｋを用いて調整する段階を更に備え、式中Ｋ＞０、Ｌ2は前記弾性材料に張力がかかった状態にあるときの前記第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの間の距離、且つＬ0は弾性材料があたかもゼロ張力の状態にあるとしたときの、前記弾性材料上の第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの間の近似的な距離であることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項４３】
前記送りロールの速度ＬSが、次の関係
ＬS＝ＬCＬ2／Ｌ0、式中ＬＣは前記目標切断長さ、
に従って調整されることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記弾性材料断片を吸収性衣類用のサイドパネルに形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項４５】
請求項４４に記載の方法によって形成される前記サイドパネルを含むことを特徴とする吸収性衣類。
【請求項４６】
弾性材料が変換工程に送られる速度を制御するフィードフォワード制御を提供するための方法であって、
前記弾性材料を第１の送り速度で変換工程に送り、
前記弾性材料が第１の張力の状態であるときの、前記弾性材料上の第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの間の第１の距離を求め、
前記弾性材料が第２の張力の状態であるときの、前記弾性材料上の第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの間の第２の距離を求め、
前記第１の距離と前記第２の距離との間の関係に基づいて前記弾性材料のための目標送り速度を決定し、
前記第１の送り速度を前記目標送り速度に適合させるために、前記目標送り速度と前記第１の送り速度との間の何らかの差に応答して前記第１の送り速度を調整する
段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項４７】
前記弾性材料が前記第１の張力の状態にあるときに前記弾性材料に前記第１の位置合わせマーク及び前記第２の位置合わせマークを付ける段階を更に含むことを特徴とする、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記弾性材料がゼロ張力の状態にあるとしたときの、前記第１の位置合わせマークと前記第２の位置合わせマークとの間の距離の見積もり値を求める段階を更に含むことを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
前記弾性材料の送り速度が、前記目標送り速度、弾性材料が前記第２の張力の状態にあるときの前記第１の位置合わせマークと前記第２の位置合わせマークとの間の前記第２の距離、及び弾性材料がゼロ張力の状態にあるとしたときの第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの間の前記距離の関数として調整されることを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記弾性材料が前記第１の張力の状態にあるときの前記第１の位置合わせマークと前記第２の位置合わせマークとの間の距離が、前記弾性材料が前記送りロール上にあるときに測定されることを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項５１】
前記弾性材料が、前記第１の位置合わせマーク及び前記第２の位置合わせマークに対して機械方向に位置合わせする図形を含むことを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項５２】
前記図形が、前記第１の位置合わせマークを含むことを特徴とする請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記第１及び第２の位置合わせマークが、製造工程の間に前記弾性材料に付けられることを特徴とする、請求項４６に記載の方法。
【請求項５４】
前記第１及び第２の位置合わせマークが、変換工程の間に前記弾性材料に付けられることを特徴とする、請求項４６に記載の方法。
【請求項５５】
前記弾性材料の前記第１の送り速度ＬSを、ＫＬ2／Ｌ0、式中Ｋ＞０、Ｌ2は前記弾性材料が第１の張力の状態にあるときの前記第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの間の距離、Ｌ0は弾性材料があたかもゼロ張力の状態にあるとしたときの前記弾性材料上の第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの間の近似的な距離である、としての調整係数Ｋを用いて調整する段階を更に備えことを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項５６】
前記弾性材料の前記送り速度ＬSが、次の関係
ＬS＝ＬCＬ2／Ｌ0、式中ＬCは目標切断長さ
に従って調整されることを特徴とする請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記弾性材料の断片を吸収性衣類用のサイドパネルに形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項５８】
請求項５７に記載の方法によって形成されるサイドパネルを含むことを特徴とする吸収性衣類。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大きい材料の取扱い工程或いは変換工程の一部として送られる弾性材料の量を制御するフィードフォワード制御を提供するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸収性衣類その他の用途において、ストレッチボンデッドラミネートのような弾性材料の連続ウェブを、配置に先立って切断するために、多くの異なる製造方法が用いられる。このような方法は、多くの場合フィードバック制御を含むもので、切断長さの誤差が検出されたときに材料の切断長さを補正するものである。この「切断長さ」は、縦方向に相前後する切断部の間のストレッチボンデッドラミネート（ＳＢＬ）その他の弾性材料の長さである。弾性材料の切断長さのためのフィードバック制御は、測定された切断長さと目標切断長さとの差である切断長さ誤差に通常依存して工程補正量を定めるものである。
【０００３】
ＳＢＬのロールの始まりから終りまでに「伸長性」勾配が存在することが研究により示されている。例えば、ＳＢＬの切断片が所定の張力のかかった状態でロールの始まりで切断され、同じ張力でロールの終りで切断片が切断される場合には、ロールの終りでの切断片の方が長くなる。フィードバック制御システムにおいては、材料特性の変化によってもたらされる切断長さの変化は、パネルが切断された後に切断長さの誤差が検出されるまでは補正できない。その結果、材料特性或いは工程条件における突然の変化は、弾性材料が切断され、切断長さの変化が生じるまでは、システムが気付くことはないので、切断長さの大きい誤差を招く。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以上議論された困難性及び従来技術が直面する問題に対応して、弾性材料の送り速度を制御する新しい方法が見出された。
【０００５】
本発明は、材料の接続部のような材料特性の変化或いは工程変動が弾性材料の切断長さに与える影響を低減させるための、フィードフォワード制御又は予測制御システムを用いる方法に関する。一般的に、この方法は、工程から与えられる情報に基づいて、送られるウェブ材料の長さを制御し、必要に応じてそれを迅速に修正するための方法を提供する。上述のように、この方法は、送り速度を制御するために使用されるが、切断長さ及びウェブ張力のような他の特性を制御するためにも使用することができる。
【０００６】
材料の特性は、ロール又は箱の内部又はそれらの間で制御することはできないであろうが、本発明は、変換工程内でウェブが送られる速度の制御を与える。送り速度は、ゼロ張力の状態での材料の長さに適応する目標送り速度に対応して制御される。材料の特性が変化するのに従って、目標送り速度もまた変化することになる。
【０００７】
より詳細には、この方法は、切断に先立って弾性材料上の位置合わせマークの間の距離を測定する段階を含む。これらの測定は、切断長さを直接に制御するため、或いは測定された切断長さに関連して、弾性材料切断長さを目標切断長さに維持するために必要な送りロール速度補正を定めるための、制御システムへの入力として使用される。
【０００８】
本発明は、位置合わせされた図形を有する弾性材料の切断を、弾性材料の各切断片が図形を含むように位置合わせさせるためにもまた使用できる。
【０００９】
前述のことを念頭に、本発明の特徴及び利点は、弾性材料の切断長さを制御するためのフィードフォワード制御を与えるための方法を提供することである。
【００１０】
本発明の他の特徴及び利点は、工程から与えられる情報に基づいて、ウェブ送り速度を制御し、工程内で送られるウェブ材料の長さを制御し、必要に応じてそれを迅速に修正するための手法を与える方法を提供することである。
【００１１】
定義
「吸収性衣類」は、トレーニングパンツ、おむつ、失禁用製品、医用衣類を含むその他のパーソナルケア又はヘルスケア衣類、などをいう。
【００１２】
「弾性の」及び「弾性」は、変形を生じされる力が除去されたのち、その元の寸法及び形状を回復する材料或いは複合材料の性向をいう。
【００１３】
「機械方向」は布地が製造される方向での布地の長さをいい、これに対し「横方向」は機械方向にほぼ垂直な方向での布地の幅をいう。
【００１４】
「ストレッチボンデッドラミネート」は、１つの層がギャザー寄せ可能な層であり他の層が弾性層である少なくとも２つの層を有する複合材料をいう。これらの層は、弾性層が伸長された状態で結合され、そのため、弾性層が緩められたとき、ギャザー寄せ可能な層がギャザー寄せされる。
【００１５】
「張力」は物体の伸長を生じさせようとする力或いは該伸長に抗するその物体内部の釣り合い力である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、大きい材料の取扱い工程或いは変換工程の一部として送られる材料の量を制御するためのフィードフォワード制御を提供する方法に関する。フィードフォワード制御又は予測制御は、工程段階の間に送られる弾性材料の量に対する材料特性の変化或いは工程の変調の影響を軽減させる。フィードフォワード制御は、弾性材料上にある位置合わせマークの間の距離を測定することにより遂行される。これらの測定値は、送られる材料の量を直接に制御し、或いは送られる量を送られた材料の測定量に関連させて制御して、送られる弾性材料の量を目標レベルに維持するために必要な送りロール速度補正を決定するための、制御システムへの入力として使用される。説明を簡単にするため、この後の記述は、弾性材料の切断長さを制御する方法についてのものとする。
【００１７】
図１は、移動ウェブ２２上に、ストレッチボンデッドラミネート（ＳＢＬ）のような弾性材料２０の切断片を切り出して配置するために用いられる方法の１例の図である。この場合においては、弾性材料２０の切断片は吸収性衣類のサイドパネルを形成するために使用することができる。
【００１８】
まず、弾性材料２０は、イリノイ州ロックフォードのＭａｒｔｉｎ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ，Ｉｎｃ．から入手できる繰り出し装置のような、繰り出し装置２４から繰り出される。或いはまた、２つ或いはそれ以上の繰り出し装置を使用して、例えば１つの繰り出し装置が第１の面を送り出し、他の繰り出し装置が第２の面を送り出すようにすることができる。弾性ウェブ２０は、ウェブ２０の張力を制御するための手段として働くことができる、図１に示されるロール２６のような被駆動ロール上を通り、次いでウェブ張力を測定するローラバー２８上を通るようにすることができる。ウェブ２０は、次いでウェブガイド３０を通過することができる。ウェブガイド３０は、真空送りロール３２上に送るのに備えて、工程の横方向に沿ってウェブ２０を位置決めするのを制御するために使用することができる。本発明の目的にとって、横方向は、工程中を通って移送される材料の平面内で、機械方向に対して垂直な方向である。該機械方向は、図１に矢印３４によって示される。
【００１９】
真空送りロール３２は、弾性材料２０がアンビルロール３６に送られる速度を制御するもので、ウェブ張力及び材料特性の変化に従って切断長さを決定する。弾性材料２０は、アンビルロール３６と、１つ或いはそれ以上のブレードのような切断機構を含むニップロール４０との間に位置したとき、区分長さの切断片に切り離される。アンビルロール３６には真空吸引孔が適当に形成されており、該吸引孔は、弾性材料２０がサイドパネル取付機４４その他の取付装置に引き渡されるまで弾性材料の切断片を保持する。好適なサイドパネル取付機４４の例が、米国特許第５，２２４，４０５号に詳細に記載されており、この特許は引用によりここに組み入れられる。
【００２０】
システム内にフィードフォワード制御を備えさせるために、弾性材料上には、図３に示されるように、規則正しく間隔をもって位置合わせマーク４６が配置され、位置合わせマーク４６の間の距離が、真空送りロール３２に弾性材料２０を送り込む直前に測定される。これらの測定は、制御システム４８（図６）への予測用入力を提供し、次にシステム４８は、弾性材料の送り速度を調整する送りロール３２の速度を調整して、材料特性の予期されない変化の影響を低減させる。或いはまた、送りロール３２の速度を調整する代わりに、制御システム４８は、弾性ウェブ２０の張力を調整して、材料切断の量を変化させることができる。
【００２１】
弾性材料の特性及びそれらの特性が工程切断長さにどのように関係するかを考察する式が研究により示されている。この式は、図２に示される例示的な弾性材料２０の張力対変形曲線５０に関するものである。式は、
ＬC＝（Ｅ）（ＬS）／（Ｅ＋Ｔ−Ａ）      （１）
であって、式中ＬCは切断長さ、すなわち、切断され例えばセンチメートル／製品の単位で測定された弾性材料の機械方向の量であり、
Ｅは初期弾性率、すなわち、張力対弾性材料変形曲線（図２）上の１０−３０％の変形を通る線の傾斜であって、例えばグラム／センチメートルの単位で測定することができ、
ＬSは弾性材料の送り速度、すなわち、真空送りロールの速度であって、例えばセンチメートル／製品の単位で測定することができ、
Ｔは弾性材料に印加される張力の量であって、例えばグラム／センチメートルの単位で測定することができ、
Ａは初期切片、すなわち、初期弾性率（Ｅ）直線のｙ−切片であって、例えばグラム／センチメートルの単位で測定することができる。
【００２２】
弾性率及び切片を推定する１つの方法は、次式、
変形＝ΔＬ／Ｌ      （２）
を適用することであって、式中Ｌはゼロ張力の状態での弾性材料の長さでありΔＬは材料が張力Ｔのもとに置かれたときにもたらされる長さの変化である。式（２）に従えば、変形は長さに反比例する。結果として、オンラインで長さ測定値を取得し、図２のグラフの１部分を推定するためにそれを張力に関連させることが可能である。
【００２３】
オンラインでの長さ測定値は、弾性材料２０上の位置合わせマーク４６の間の距離を測定することによって取得できる。位置合わせマーク４６は、直線、点、孔、蛍光増白剤、或いは近赤外線又は一般的に可視光範囲の外側で検出できる材料のような、適切なマークの何れかの型とすることができる。位置合わせマーク４６は、弾性材料を作製する工程である製造工程の間に弾性材料に付けることができる。或いはまた、位置合わせマークは、変換工程の間に、好ましくは低ウェブ張力になる位置で、弾性材料に付けることができる。ミネソタ州ミネアポリスのＢａｎｎｅｒ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏｒｐ．から入手できるフォトアイのようなセンサ５２を、変換工程の間で位置合わせマークを検出するために使用することができ、ここで、変換工程は、ロール又はフェストゥーンからのような、その製造されたときの状態を残した材料から、製品内への材料の組み込みまでに行われる工程である。例えば、変換工程は、真空送りロール３２からサイドパネル取付機４４までにおいて行うることができる。
【００２４】
弾性材料２０が弛緩状態にあるときは、弾性ウェブ内の張力Ｔ0は無視できる。製造工程の間での弾性材料内の張力Ｔ1は、位置合わせマーク４６を付ける間の弾性ウェブ内の張力の量である。変換工程の間の弾性ウェブの張力Ｔ2は、真空送りロール３２上を送られているときの弾性ウェブ２０内の張力の量である。
【００２５】
弾性ウェブ２０がゼロ張力Ｔ0の状態にあるときの位置合わせマーク４６の間の距離Ｌ0は、図３に示される。弾性ウェブ２０が製造張力Ｔ1の状態にあるときの位置合わせマーク４６の間の距離Ｌ1は、図４に示される。弾性ウェブ２０が加工張力Ｔ2の状態にあるときの位置合わせマークの間の距離Ｌ2は、図５に示される。位置合わせマーク４６の間の距離Ｌ2は、真空送りロール上３２への弾性材料２０の送りの直前或いは弾性材料２０が真空送りロール３２上にあるときの何れかで測定することができる。
【００２６】
点（Ｓ1、Ｔ1）及び（Ｓ2、Ｔ2）を用いて、張力対弾性材料変形の関係は直線によって近似させることができる。結果として、初期弾性率及び初期切片は、２点（Ｓ1、Ｔ1）及び（Ｓ2、Ｔ2）を用いて推定することができ、これは図２に示される。次の各式において、張力は単位幅当りの力として測定される。
Ｓ1＝（Ｌ1−Ｌ0）／Ｌ0      （３）
Ｓ2＝（Ｌ2−Ｌ0）／Ｌ0      （４）
Ｅは線の傾斜であるので、それは次式：
Ｅ＝（Ｔ2−Ｔ1）／（Ｓ2−Ｓ1）      （５）
となる。
式５に式３及び式４を代入すれば、次式：
Ｅ＝（Ｔ2−Ｔ1）Ｌ0／（Ｌ2−Ｌ1）      （６）
の結果となる。
よく知られている直線の式は：
ｙ＝ｍｘ＋ｂ      （７）
であり、式中ｍは直線の傾斜（Δｙ／Δｘ）、ｂは定数、且つｘ及びｙはそれぞれの軸に沿った距離である。式７に点（Ｓ2、Ｔ2）、傾斜（Ｅ）及び初期切片（Ａ）を代入すれば、次の関係：
Ｔ2＝（Ｅ）（Ｓ2）＋Ａ      （８）
が誘導される。
式８に式４及び式６を代入すれば、次式：
Ａ＝Ｔ2−［（Ｔ2−Ｔ1）（Ｌ2−Ｌ0）］／（Ｌ2−Ｌ1）      （９）
の結果となる。
式１に式６及び式９を代入すれば、次式：
ＬC＝Ｌ0ＬS／Ｌ2      （１０）
の結果となる。
式１０から、弾性材料の送り速度ＬSは：
ＬS＝ＬCＬ2／Ｌ0      （１１）
である。
【００２７】
弾性材料がゼロ張力Ｔ0の状態にあるときの位置合わせマーク４６の間の距離Ｌ0は、製造工程張力Ｔ1と、弾性材料２０が製造工程張力Ｔ1の状態にあるときの位置合わせマーク４６の間の距離Ｌ1との関数として実験的に求めることができる。材料は、工程の間のどんな点においてもゼロ張力の状態になることはできないので、距離Ｌ0は材料があたかもゼロ張力の状態にあるとして推定されることになる。小さい製造工程張力では、Ｌ0はＬ1にほぼ等しいとすることができる。Ｌ0を推定するのではなく、代わりに式１１はＬ0が既知量によって表現されるように再表示することができる。
【００２８】
式１１の再表示は、張力と弾性材料変形との間の、前述の近似直線関係（図２）に基づく。Ｌの値は、グラフ上でＳの値と直接に相関するので、直線の傾斜ｍは、
ｍ＝（Ｌ2−Ｌ1）／（Ｔ2−Ｔ1）      （１２）
として表すことができる。
直線の標準式（ｙ＝ｍｘ＋ｂ）に点（Ｔ2、Ｌ2）を代入すれば、直線の式は、
Ｌ2＝［（Ｌ2−Ｌ1）／（Ｔ2−Ｔ1）］Ｔ2＋ｂ      （１３）
となる。
式１３から、ｙ切片ｂは：
ｂ＝Ｌ2−Ｔ2［（Ｌ2−Ｌ1）／（Ｔ2−Ｔ1）］      （１４）
として計算することができる。
式１２と式１２とを結合して標準の直線の式とすると、次の直線の式：
ｙ＝［（Ｌ2−Ｌ1）／（Ｔ2−Ｔ1）］ｘ＋｛Ｌ2−Ｔ2［（Ｌ2−Ｌ1）／（Ｔ2−Ｔ1）］｝      （１５）
の結果となる。
張力Ｔ（ｘ値）がゼロのとき、［（Ｌ2−Ｌ1）／（Ｔ2−Ｔ1）］ｘの項は式１５から消えて、ｙをＬ0として定められることができ、次式、
ｙ＝Ｌ0＝Ｌ2−Ｔ2［（Ｌ2−Ｌ1）／（Ｔ2−Ｔ1）］      （１６）
となる。
式１６を式１１に代入すると、次式：
ＬS＝ＬC／｛１−（Ｔ2／Ｌ2）[（Ｌ2−Ｌ1）／(Ｔ2−Ｔ1）]｝      （１７）
の結果となる。
【００２９】
式１１及び式１７に使用される切断長さＬＣは、目標切断長さ又は目標距離である。式１１及び式１７は、切断長さのフィードバックを行う場合も或いは行わない場合も、制御システムにおいて弾性材料２０の送り速度ＬＳ（或いは真空送りロール（ＶＦＲ）３２の速度）を増減するための基準として用いられる。弾性材料２０の送り速度ＬS（或いはＶＦＲ３２の速度）は、各々目標切断長さにほぼ等しい長さを有する弾性材料２０の切断切断片が得られるようにするために調整される。調整係数Ｋは、式１８に示される調整関数に使用することができる。
ＫＬ2／Ｌ1或いはＫＬ2／Ｌ0、式中Ｋ＞０      （１８）
【００３０】
或いはまた、測定された長さを目標長さと比較する代わりに、本発明の方法は測定された送り速度を目標送り速度と比較することができる。コンパレータとして用いられるＬ2／Ｌ1、又はＬ2／Ｌ0の比率が変らない間は、切断長さはほぼ一定であろう。
【００３１】
図６は、例えば図１に示される方法に関連して使用されることのできる実行可能な制御システム４８の例を示す。図６に示されるように、目標切断長さ又は切断長さ設定値、及び切断長さフィードバックがシステム４８に入力される。切断長さフィードバック、すなわち工程において既に切断された弾性材料２０の切断片の実際の測定値は、自動位置合わせ及び検査システムによって取得することができる。切断長さ誤差の検出は、比例積分（ＰＩ）コントローラ５４のような第１の制御アルゴリズムに信号を促すことができる。第１のコントローラ５４は、目標比率を計算することができる。弾性材料２０が加工張力Ｔ2の状態にある間での位置合わせマーク４６の間の測定された距離Ｌ2と、位置合わせマークの間の製造距離Ｌ1との実際の比率もまた計算することができる。次いで、目標比率と実際の比率を比較することができる。先に説明されたように、低張力ではＬ1はＬ0に接近し、Ｌ0の見積もり値を求めるために使用することができる。加えて、Ｌ1とＬ0との間の正確な関係は、実験的に決定することができる。位置合わせマークの間の距離は、応答時間に影響する可能性がある。距離を短くすると、応答時間を短くすることができる。
【００３２】
目標比率と実際比率との比較は、比率誤差をもたらす。このシステムは、比率誤差に「１」を加えて結果をＶＦＲ速度基準と比較し、更に修正ＶＦＲ速度基準をもたらす。修正ＶＦＲ速度基準は、ＶＦＲ速度フィードバックと比較される。ＶＦＲ誤差の検出は、第２のＰＩコントローラ５６のような制御アルゴリズムに信号を促す。第２のＰＩコントローラは、ＶＦＲトルク基準を計算し、これは次いでＶＦＲ３２の速度を調整する。
【００３３】
制御システム４８は、切断長さフィードバックなしでもまた機能することができ、代わりに目標切断長さ及び位置合わせマークの間の測定比率Ｌ2／Ｌ1に基づいてＶＦＲ３２の速度を調整することができる。
【００３４】
本発明の方法は、図５に示されるような機械方向位置合わせ図形５８を含む弾性材料２０を切断するためにもまた使用することができる。より詳細には、切断エッジに対して図形５８が中心となるようにＶＦＲの速度が初期に増加或いは減少されたのち、弾性材料２０の送り速度が、図形５８が切断の間での概略中心であり続けるように制御することができる。このようにして、図形５８は、位置合わせマーク４６に対して機械方向に位置合わせされ、そのため、図形５８は、連続した位置合わせマーク４６の間にあるか、或いは位置合わせマーク４６に位置合わせすることができる。このように用いられて、本発明の方法は、中心に図形５８を有する切断弾性材料２０の個々の切断片を提供することができる。
【００３５】
前述の実施形態の詳細は、説明の目的で提供されたものであり、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきでないことを理解すべきである。本発明の僅かな例示的な実施形態が詳細に記述されているのみであるが、当業者は、本発明の新規な教示及び利点から実質的に逸脱することなく、多くの修正が該例示的な実施形態において可能であることを容易に理解するであろう。従って、全てのそのような修正は、添付の特許請求の範囲及び全てのその均等技術内に定められる、本発明の範囲に含まれることが意図されている。更に、多くの実施形態が、ある種の実施形態、とりわけ好ましい実施形態の利点の全ては達成しないと思われることが認められるが、特定の利点がないことが、そのような実施形態が本発明の範囲外であることを必ず意味するとは解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】移動するウェブ上に、弾性材料の切断片を切断して配置するための工程ダイアグラムである。
【図２】ストレッチボンデッドラミネート材料についての張力対変形のグラフである。
【図３】ゼロ張力Ｔ０での弾性材料の切断片の平面図である。
【図４】製造張力Ｔ１での弾性材料の切断片の平面図である。
【図５】加工張力Ｔ２での弾性材料の切断片の平面図である。
【図６】フィードフォワード切断制御システムの概要図である。
【符号の説明】
【００３７】
４８  制御システム
５４  第１のＰＩコントローラ
５６  第２のＰＩコントローラ
【図２】
2005506258.tif 000003
【図６】
2005506258.tif 000004
【国際公開パンフレット】
2005506258.tif 000005
2005506258.tif 000006
2005506258.tif 000007
2005506258.tif 000008
2005506258.tif 000009
2005506258.tif 000010
2005506258.tif 000011
2005506258.tif 000012
2005506258.tif 000013
2005506258.tif 000014
2005506258.tif 000015
2005506258.tif 000016
2005506258.tif 000017
2005506258.tif 000018
2005506258.tif 000019
2005506258.tif 000020
2005506258.tif 000021
2005506258.tif 000022
2005506258.tif 000023
2005506258.tif 000024
2005506258.tif 000025
2005506258.tif 000026
2005506258.tif 000027
2005506258.tif 000028
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005506258.tif 000029
2005506258.tif 000030
【国際調査報告】
2005506258.tif 000031
2005506258.tif 000032
2005506258.tif 000033