(57)【要約】  使い捨て下着を製造するシステムおよび方法であって、該下着の側縁部は超音波ホーンによって接合されている。個々の下着に空白が形成される場合、空白の対向縁部の側縁部が継ぎ目を形成する。縁部が互いに封着されると、継ぎ目が形成される。後に、個々の下着は継ぎ目に沿って分離されてもよい。【選択図】図１８
2021535013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブを接合する接合システムであって、
第１のアンビルおよび対応する第１の超音波ホーンと、
第２のアンビルおよび対応する第２の超音波ホーンとを含み、前記第１のアンビルおよび前記第２のアンビルの各々が、所定の外形を有するシール面を含み、
前記第１のアンビルおよび前記第２のアンビルが、機械方向において一直線上で横方向に離間しており、
前記第１のアンビルおよび前記第２のアンビルの各々には、それぞれのサーボモータが設けられている、接合システム。
【請求項２】
前記第１のアンビルおよび前記第２のアンビルの各々の前記シール面が、所定のシール面のパターンを有するアンビル挿入部を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記シール面のパターンが螺旋パターンである、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のアンビルおよび前記第２のアンビルの各々の前記シール面が、螺旋パターンで配置される、請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１７年９月１５日に出願された同時係属中の米国特許出願第１５／７０６，１５０号の一部継続出願であり、２０１６年９月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／３９５，１５２号の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、使い捨て衛生用品に関し、より具体的には、乳児用おむつ、大人用おむつ、使い捨て下着、失禁用品、生理用ナプキンなどの使い捨て衛生用品を処理する方法および装置に関する。より具体的には、本発明は、使い捨ておむつのウェブまたはウェブ部分を制御および位置決めし、それらを接合することに関する。様々な材料および構成により所望の結果をもたらす様々な種類の自動製造装置が開発されている。
【０００３】
本明細書に開示される発明は、製造ライン上を移動する要素を制御する方法、具体的には、複数のウェブを互いに接合する接合システムに関する。提供される説明はおむつ製造に関するものであるが、方法は他の用途に容易に適合可能である。この説明はおむつの接合部分に関するものであるが、この方法は、他の製品、他の使い捨て製品、他の種類のおむつ、およびおむつの他の部分に容易に適合可能である。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は使い捨て下着を製造するシステムおよび方法であって、下着の側縁部が超音波ホーンによって接合されている。個々の下着に空白が形成される場合、空白の対向縁部の側縁部が継ぎ目を形成する。縁部が互いに封着されると、継ぎ目が形成される。後に、個々の下着は継ぎ目に沿って分離されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本発明によるシステムの概略図である。
【０００６】
【図２】接合部間の距離を変更するための構成部品の動作を示す、図１と同様の図である。
【０００７】
【図３】本システムと共に使用するためのアンビル挿入部の拡大図である。
【０００８】
【図３Ａ】図３に示すアンビル挿入部の拡大透視図である。
【０００９】
【図４】図３に示すアンビル挿入部の平面図である。
【００１０】
【図４Ａ】接合パターンを示す図４の拡大図である。
【００１１】
【図４Ｂ】図４Ａの４Ｂ−４Ｂ線に沿った、アンビル挿入部の断面図である。
【００１２】
【図４Ｃ】図４Ａの拡大図である。
【００１３】
【図５】接合部が離間したウェブを示す上面図である。
【００１４】
【図６】非接合速度で移動するウェブを示す、図１と同様の概略図である。
【００１５】
【図６Ａ】折り畳まれたウェブの前面および後面を示す、図６と同様の図である。
【００１６】
【図６Ｂ】アンビルに隣接する後面とホーンに隣接する前面とを示す、図６Ａの６Ｂ−６Ｂ線に沿った断面図である。
【００１７】
【図７】ウェブを接合速度まで減速させるためのアキュムレータローラの動作を示す、図６と同様の概略図である。
【００１８】
【図８】接合後にウェブの速度を増加させるためのアキュムレータローラの動作を示す、図６および図７と同様の概略図である。
【００１９】
【図９】図６に示すように移動するウェブの上面図である。
【００２０】
【図１０】図７に示すように移動するウェブの上面図である。
【００２１】
【図１１】様々なウェブ速度のグラフ表現である。
【００２２】
【図１２】３つのアンビルおよび超音波ホーンを示す、図１と同様の図である。
【００２３】
【図１３】接合部間の距離を変更するための構成部品の動作を示す、図１２と同様の図である。
【００２４】
【図１４】対になったアンビルおよび超音波ホーンを示す上面図である。
【００２５】
【図１５】接合部間の距離を変更するための構成部品の動作を示す、図１４と同様の図である。
【００２６】
【図１６】アキュムレータ系を示す、図１、図６および図７と同様の図である。
【００２７】
【図１７】アキュムレータ系の別の代替的配置を示す、図１、図６、図７および図１６と同様の図である。
【００２８】
【図１８】アキュムレータ系の別の代替的配置を示す、図１、図６、図７、図１６および図１７と同様の図である。
【００２９】
【図１９】アキュムレータ系の別の代替的配置を示す、図１、図６、図７、図１６、図１７および図１８と同様の図である。
【００３０】
【図２０】サーボモータ駆動アンビルを示す、図１、図６、図７、図１６、図１７、図１８および図１９と同様の図である。
【００３１】
【図２１】対になったサーボ駆動アンビルを示し、図２０に示す配置の上面図である。
【００３２】
【図２２】使用中に採用される様々な回転速度を示す、サーボ駆動アンビルの端面図である。
【００３３】
【図２３】図３と同様の、別のシール面およびエンボス面の構成を示す、本システムと共に使用するためのアンビル挿入部の拡大図である。
【００３４】
【図２４】図２３に示すアンビル挿入部の平面図である。
【００３５】
【図２４Ａ】接合パターンを示す図２４の拡大図である。
【００３６】
【図２５】アンビルの表面がシール面およびエンボス面の構成を含む、本発明による別のアンビルの平面図である。
【００３７】
【図２６】アンビル挿入部が湾曲している、本発明による別のアンビルの平面図である。
【００３８】
【図２６Ａ】接合パターンを示す図２６の拡大図である。
【００３９】
【図２７】移動するウェブおよび図２６に示すアンビルの使用を示す上面図である。
【００４０】
【図２８】接合パターンが正弦曲線状に配置された別のシール面およびエンボス面の構成を示す、図２５と同様の別のアンビルの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本明細書での開示は詳細に記述され、当業者が本発明を実施可能な程度に正確に記述されているが、本明細書に開示する物理的実施形態は、別の特有の構造において具現化され得る発明の好例を挙げているに過ぎない。好適な実施形態を説明したが、本発明から逸脱することなくその詳細が変更されてもよい。
【００４２】
図１および図２を参照して、接合の位置精度および接合の品質が従来技術よりも向上した接合システム１０が開示されている。図示のように、システム１０は、複数のウェブ１２、または前面１２Ａおよび後面１２Ｂを有する折り畳まれたウェブ１２を接合する超音波ボンダを含む。システム１０は、第１のアンビル１４Ａと、第２のアンビル１４Ｂと、第１の超音波ホーン１６Ａと、第２の超音波ホーン１６Ｂとを含む。アンビル１４Ａ，１４Ｂの各々には、所定の外形を有するアンビル挿入部１８が設けられている。第１のアンビル１４Ａおよび第２のアンビル１４Ｂは、機械方向において一直線上で横方向に離間している。
【００４３】
システム１０はウェブ１２を搬送する搬送手段を含み、これにより、ウェブ１２が第１のアンビル１４Ａと第１の超音波ホーン１６Ａとの間の第１の間隙を通過し、次いで第２のアンビル１４Ｂと第２の超音波ホーン１６Ｂとの間の第２の間隙を通過する。第１の超音波ホーン１６Ａおよび第２の超音波ホーン１６Ｂは、振動エネルギーをウェブ１２に同時に加え、それぞれのアンビル１４Ａ，１４Ｂと協働して、個々の完成品（図示せず）の端部２０となるウェブ１２のそれぞれの部分を接合する。上述したように、第１のアンビル１４Ａおよび第１の超音波ホーン１６Ａは、第２のアンビル１４Ｂおよび第２の超音波ホーン１６Ｂから一直線上に設けられ、接合部２２間の距離に対応する所定の距離ｄ１だけ離間している。所定の距離ｄ１は、距離ｄ１が個々の物品の長さに対応するので、様々なサイズの完成品に適応するように変更されてもよい。したがって、個々の物品の長さは、第１の超音波ホーン１６Ａまたは第２の超音波ホーン１６Ｂの位置を、別の超音波ホーン１６Ａまたは１６Ｂに対して調整することによって変更されてもよい。さらに、システム１０は、選択されたアンビル１４Ａ，１４Ｂおよび超音波ホーン１６Ａ，１６Ｂを別のアンビル１４Ａ，１４Ｂおよび超音波ホーン１６Ａ，１６Ｂに対して直線往復運動させて、矢印Ａの方向に移動させ（図２参照）、それによって選択されたアンビル１４Ａ，１４Ｂおよびホーン１６Ａ，１６Ｂと、隣接するアンビル１４Ａ，１４Ｂおよびホーン１６Ａ，１６Ｂとの間の距離ｄ１，ｄ２を変更する装置を含む。好ましくは、選択されたアンビル１４Ａ，１４Ｂおよび超音波ホーン１６Ａ，１６Ｂは、下部構造（図示せず）に摺動可能に取り付けられ、その動作は、当業者が理解するように、手動またはコンピュータによって制御される。第１の超音波ホーン１６Ａまたは第２の超音波ホーン１６Ｂの位置を変更することによって、接合位置の距離ｄ１，ｄ２の間隔は変更されてもよいので、本システムは様々なサイズの個々の物品を容易に製造することができる。図２の図は第２の超音波ホーン１６Ｂの動作を示しているが、特定の用途の必要に応じて、第１の超音波ホーン１６Ａの位置もまた変更されてもよく、あるいは当該位置に代えて変更されてもよいことを理解されたい。
【００４４】
図６〜図１１を参照して、本システム１０は、ウェブ１２の移動速度を増減させる速度変更装置をさらに備えることが分かる。速度変更装置は、好ましくは、第１のアキュムレータローラ３０Ａを有する第１のウェブフェスツーンアキュムレータ２４Ａと、第２のアキュムレータローラ３０Ｂを有する第２のウェブフェスツーンアキュムレータ２４Ｂとを含む。第１のウェブフェスツーンアキュムレータ２４Ａは、上流側から流れてくるウェブ１２を受け入れ、このウェブを超音波ホーン１６Ａ，１６Ｂに向けて解放する一方で、第２のウェブフェスツーンアキュムレータ２４Ｂは、ウェブ１２を超音波ホーン１６Ａ，１６Ｂから受け入れ、このウェブ１２を下流側に向けて移動させる。速度変更装置は、第１のアキュムレータローラ３０Ａおよび第２のアキュムレータローラ３０Ｂを同時に直線的に移動させ、それによって受け入れたウェブ１２の速度Ｖ１を変更する手段をさらに含む。図７に示すように、第１のアキュムレータローラ３０Ａおよび第２のアキュムレータローラ３０Ｂが矢印Ｂの方向に移動する場合、接合工程中のウェブ１２の滞留時間が適切な接合に十分であるように、上流側からのウェブ１２の速度Ｖ１は、より低速の第２の速度Ｖ２に移行する。アンビルロール１４Ａ，１４Ｂは、好ましくは、より低速の速度Ｖ２の間に、装置１０が同時に２つの接合部２２を形成するように同期される。ウェブ１２が接合されると、アキュムレータローラ３０Ａ，３０Ｂは矢印Ｃの方向に移動し（図８参照）、ウェブ１２は速度Ｖ３で移動し、最終的には第２のウェブフェスツーンアキュムレータ２４Ｂによって第１の速度Ｖ１で下流方向に搬送される。
【００４５】
超音波ホーン１６Ａ，１６Ｂと協働して使用されるアンビル１４Ａ，１４Ｂの表面は、図３〜図４Ｃに示すように、好ましくはアンビル挿入部１８を含んでもよい。アンビル挿入部１８は、シール面、エンボス面またはそれらの組み合わせを含んでもよい。これらの図に示すアンビル挿入部１８は、間に凹部２８を有する一対の離間したシール面２６を含み、シール面２６上には、連続する傾斜した矩形パターンまたは歯部３２が設けられている。矩形パターン３２の傾斜配向により、機械横断方向の後縁および前縁の両方が被覆される。この配置は、摩耗したホーン１６Ａ，１６Ｂを再研磨する必要性が大幅に低減されるように、アンビル１４Ａ，１４Ｂと連動するホーン１６Ａ，１６Ｂ上の均一な摩耗を可能にする。さらに、アンビル１４Ａ，１４Ｂおよび挿入部１８は個別に製造されてもよく、必要な材料が少ないため、アンビル１４Ａ，１４Ｂの組立てに関連するコストが低減される。さらに、交換が必要な場合、ユーザは、アンビル１４Ａ，１４Ｂ全体ではなく予備の挿入部１８のみを必要とするので、アンビル１４Ａ，１４Ｂのメンテナンスは、より容易で低コストである。一般的なアンビル（図示せず）によって形成される一般的な接合パターンは傾斜しておらず、多くの場合、単に連続する平行な矩形（図示せず）である。使用中に、これらの典型的な接合パターンは、ホーン１６Ａ，１６Ｂの表面に摩耗溝を発生させる可能性があり、ホーン１６Ａ，１６Ｂのメンテナンスのためのダウンタイムの原因となる。図４、図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃに開示されたパターン３２は、ホーン１６Ａ，１６Ｂのメンテナンスのためのダウンタイムを低減する。特に図４Ａおよび図４Ｂを参照して、矩形もしくは歯部３２の傾斜配置は、対応する超音波ホーン１６Ａ，１６Ｂを均一に摩耗させる接合パターンを形成することが分かる。図示のように、隣接する歯部３２の縁部３４は容易な製造のために互いに平行である。さらに、歯部３２は、機械方向に対して所定の角度Ｆ（図４Ａ参照）で角度が付けられており、該角度Ｆは、任意の先行歯部３２の間に存在する任意の間隙Ｇ（図４Ｃ参照）を満たすために後続歯部３２を提供する。図４Ｃの図は、この特定の特徴をより詳細に示している。歯部３２の列の間の間隙の幅、歯部３２間の間隙の幅などの幾何学的形状に応じて、所定の角度Ｆは超音波ホーン１６Ａ，１６Ｂの完全被覆をもたらして、均一な摩耗という目標が達成される。歯部３２に角度を付けることにより、超音波ホーン１６Ａ，１６Ｂの摩耗がより均等になる一方で、歯部３２の構造的信頼性が角度Ｆによって向上する可能性がある。歯部３２の構造的完全性は、歯部３２間に様々な半径を使用して向上する可能性がある（例えば図４Ｂ参照）。各歯部が一方の側で小さな半径Ｒ２を有し、他方の側で大きな半径Ｒ１を有するように歯部３２間の半径を変更することによって、個々の歯部３２はより構造的に堅固となり、歯部３２が破壊される機会が大幅に低減する。これらの図のアンビル挿入部１８は、隣接する物品の端部２０を同時に接合するために使用されてもよい一方で、後の切断作業のために封着された端部間の境界を確保する。
【００４６】
図１２〜図１５を参照して、本発明による接合システム１０は、第１のアンビル１４Ａと、第２のアンビル１４Ｂと、第３のアンビル１４Ｃと、第１の超音波ホーン１６Ａと、第２の超音波ホーン１６Ｂと、および第３の超音波ホーン１６Ｃとを含んでもよいことが分かる。上述のように、アンビル１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの各々には、所定の外形を有するアンビル挿入部１８が設けられてもよい。アンビル１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、機械方向において一直線上で横方向に離間している。先の実施形態と同様に、超音波ホーン１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃは、振動エネルギーをウェブ１２に同時に加え、それぞれのアンビル１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃと協働して、個々の完成品（図示せず）の端部２０となるウェブ１２のそれぞれの部分を接合する。前述したように、第１のアンビル１４Ａおよび第１の超音波ホーン１６Ａは、第２のアンビル１４Ｂおよび第２の超音波ホーン１６Ｂから一直線上に設けられ、第３のアンビル１４Ｃおよび第３の超音波ホーン１６Ｃは、第２のアンビル１４Ｂおよび第２の超音波ホーン１６Ｂから一直線上に設けられる。対応するホーン１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを含むアンビル１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、接合部２２間の距離に対応する所定の距離ｄ３だけ離間している。所定の距離ｄ３は、距離ｄ３が個々の物品の長さに対応するので、様々なサイズの完成品に適応するように変更されてもよい。したがって、個々の物品の長さは、第１の超音波ホーン１６Ａ、第２の超音波ホーン１６Ｂまたは第３の超音波ホーン１６Ｃの位置を、任意の別の超音波ホーン６Ａ、超音波ホーン１６Ｂまたは超音波ホーン１６Ｃに対して調整することによって変更されてもよい。さらに、システム１０は、選択されたアンビル１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃおよび超音波ホーン１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを別のアンビル１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃおよび超音波ホーン１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに対して直線往復運動させて、矢印Ｄの方向に移動させ（図１３参照）、それによって選択されたアンビル１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃおよびホーン１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃと、隣接するアンビル１１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃおよびホーン１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃとの間の距離ｄ３，ｄ４を変更する装置を含む。前述の構成のように、選択されたアンビル１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃおよび超音波ホーン１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃは、下部構造（図示せず）に摺動可能に取り付けられ、当業者が理解するように、動作は手動またはコンピュータによって制御される。第１の超音波ホーン１６Ａ、第２の超音波ホーン１６Ｂまたは第３の超音波ホーン１６Ｃの位置を変更することによって、接合位置の距離ｄ３，ｄ４の間隔は変更されてもよいので、本システムは様々なサイズの個々の物品を容易に製造することができる。図１２および図１３の図は第１の超音波ホーン１６Ａおよび第３の超音波ホーン１６Ｃの動作を示しているが、特定の用途の必要に応じて、第２の超音波ホーン１６Ｂの位置もまた変更されてもよく、あるいは当該位置に代えて変更されてもよいことを理解されたい。さらに、接合システム１０は、非限定的な例として、１つの固定超音波ホーンおよび２つの可動超音波ホーン、２つの固定超音波ホーンおよび１つの可動超音波ホーン、３つの固定超音波ホーンおよび３つの可動超音波ホーンなど、これらに限定されない固定式および可動式の超音波ホーン１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの任意の組合せを含んでもよい。
【００４７】
図１４および図１５は、アンビルおよび超音波ホーンの別の配置を示している。これらの図では、先の図に示した単体のアンビル１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃに対して、アンビル対１１４Ａ，１１４Ｂが使用されている。さらに、超音波ホーン対１１６Ａ，１１６Ｂはアンビル対１１４Ａ，１１４Ｂに対応し、かつこれらと協働する。
【００４８】
図１６および図１７は、前述のウェブフェスツーンアキュムレータ２４Ａ，２４Ｂおよびアキュムレータローラ３０Ａ，３０Ｂの配置に対する代替的配置を示しており、垂直アキュムレータ系１４０を示している。図示のように、アキュムレータ系１４０は任意の数のロールアセンブリ１３０を含んでもよい。特定の数および配置のアセンブリ１３０が図示されているが、本発明から逸脱することなく、任意の数および配置のロールアセンブリ１３０が想定されてもよいことを理解されたい。さらに、具体的に示されていないが、図１６および図１７に示すアキュムレータ系１４０は、先の図で説明および図示したアンビル１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃおよび超音波ホーン１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃのいずれかと共に使用されてもよいことを理解されたい。
【００４９】
図１８および図１９は、水平方向のアキュムレータ系１４０Ａを示す、図１６および図１７と同様の代替的配置を示している。図示のように、アキュムレータ系１４０Ａは任意の数のロールアセンブリ１３０を含んでもよい。図１６および図１７に示す配置のように、図示されている特定の数および配置のアセンブリ１３０は限定的であると見なされるべきではなく、本発明から逸脱することなく、任意の数および配置のロールアセンブリ１３０が想定されてもよいことを理解されたい。さらに、具体的に示されていないが、図１８および図１９に示すアキュムレータ系１４０Ａは、先の図で説明および図示したアンビル１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃおよび超音波ホーン１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃのいずれかと共に使用されてもよいことを理解されたい。
【００５０】
図２０および図２１を参照して、別の接合システム１０  Ａが示されている。図示のように、図１および図２を参照して説明したシステムと同様に、システム１０は、複数のウェブ１２または折り畳まれたウェブ１２を接合する超音波ボンダを含む。前述のシステムと同様に、これらの図に示すシステム１０Ａは、第１のアンビル１４Ａと、第２のアンビル１４Ｂと、第１の超音波ホーン１６Ａと、第２の超音波ホーン１６Ｂとを含む。アンビル１４Ａ，１４Ｂの各々には、所定の外形を有するアンビル挿入部１８Ａが設けられている。第１のアンビル１４Ａおよび第２のアンビル１４Ｂは、機械方向において一直線上で横方向に離間している。図示のアンビル１４Ａ，１４Ｂにはそれぞれ、アンビル１４Ａ，１４Ｂがサーボモータによって駆動されてもよいようにサーボモータ３６がさらに設けられる。図２２に示すように、サーボモータ３６は、アンビル１４Ａ，１４Ｂの回転速度を変更するように機能する。速度は、ウェブ１２に対するアンビル挿入部１８Ａの滞留時間に影響を及ぼすように変更されてもよい。例えば図２２に示すように、アンビル１４Ａ，１４Ｂの回転速度は、上流側からのアンビル１４Ａ，１４Ｂの回転速度Ｖ１が、より低速の第２の速度Ｖ２に減速されてもよいように、接合工程中のウェブ１２の滞留時間が適切な接合に十分であるように変更される。アンビル１４Ａ，１４Ｂは、好ましくは、より低速の速度Ｖ２の間に、装置１０Ａが同時に２つの接合部２２を形成するように同期される。ウェブ１２が接合されると、アンビル１４Ａ，１４Ｂは速度Ｖ３まで加速して、第１の速度Ｖ１まで下流方向に回転して戻る。
【００５１】
先の実施形態と同様に、これらの図に示すシステム１０Ａはウェブ１２を搬送する搬送手段を含み、これにより、ウェブ１２が第１のアンビル１４Ａと第１の超音波ホーン１６Ａとの間の第１の間隙を通過し、次いで第２のアンビル１４Ｂと第２の超音波ホーン１６Ｂとの間の第２の間隙を通過する。第１の超音波ホーン１６Ａおよび第２の超音波ホーン１６Ｂは、振動エネルギーをウェブ１２に同時に加え、それぞれのアンビル１４Ａ，１４Ｂと協働して、個々の完成品（図示せず）の端部２０（図５参照）となるウェブ１２のそれぞれの部分を接合する。上述したように、第１のアンビル１４Ａおよび第１の超音波ホーン１６Ａは、第２のアンビル１４Ｂおよび第２の超音波ホーン１６Ｂから一直線上に設けられ、接合部２２間の距離に対応する所定の距離ｄ１だけ離間している。所定の距離ｄ１は、距離ｄ１が個々の物品の長さに対応するので、様々なサイズの完成品に適応するように変更されてもよい。したがって、個々の物品の長さは、第１の超音波ホーン１６Ａまたは第２の超音波ホーン１６Ｂの位置を、別の超音波ホーン１６Ａまたは１６Ｂに対して調整することによって変更されてもよい。
【００５２】
前述の実施形態のように、超音波ホーン１６Ａ，１６Ｂと協働して使用されるアンビル１４Ａ，１４Ｂの表面は、図２３〜図２４Ａに示すように、アンビル挿入部１８Ａを含んでもよい。アンビル挿入部１８Ａは、シール面、エンボス面またはそれらの組み合わせを含んでもよい。これらの図に示すアンビル挿入部１８Ａは、複数の隆起したシール領域２６Ａを有するシール面を含み、シール領域２６Ａは、機械方向から角度１４２に傾斜したパターンで配置される（図２４、図２４Ａ参照）。あるいは、図２５に示すように、図２４、図２４Ａに示すパターンはアンビル１４０全体に適用されてもよい。
【００５３】
図２６〜図２７を参照して、アンビル１４Ａ，１４Ｂの表面は別のアンビル挿入部１８Ｂを含んでもよいことが分かる。図示のように、図２３〜図２４Ａの図と同様に、これらの図のシール面は、アンビル１４Ａ，１４Ｂに対して角度１４４（図２６Ａ参照）を有するパターンで配置された複数の隆起したシール領域２６Ｂを含む。アンビル挿入部１８Ｂは、螺旋構造でさらに湾曲している。図２７に示すように、図２６Ａに示すシール領域２６Ｂのパターンの角度１４４は、ホーン１６Ａ，１６Ｂおよびサーボ駆動アンビルロール１４Ａ，１４Ｂが逆角度１４６だけ横方向に傾斜した場合に、角度が付けられたシール面２６Ｂのパターンが機械方向と平行になるように、ユニット全体（ホーン１６Ａ，１６Ｂおよびサーボ駆動アンビルロール１４Ａ，１４Ｂ）に（逆向きに）適用されてもよい。あるいは、図２８に示すように、図２５〜図２７に示すシール領域２６Ｂのパターンは、アンビル１４０Ａ全体の表面に螺旋パターンで適用されてもよい。図２６〜図２７の配置のように、アンビル１４０Ａのシール面２６Ｂのパターンはまた、ホーン１６Ａ，１６Ｂおよびサーボ駆動アンビルロール１４０Ａが逆角度１４６（図２７参照）だけ横方向に傾斜した場合に、機械方向と平行になる。ホーン１６Ａ，１６Ｂおよびサーボ駆動アンビルロール１４０Ａを図２７に示す角度１４６に傾斜させることによって、アンビル１４０Ａ上のパターンは、ウェブ１２と平行になるように適用される。
【００５４】
図２６〜図２８の図に示す配置は、接合部形成中のウェブ１２に対するアンビル１４Ａ，１４０Ａの滞留時間を増加させ、接合作用の影響力および勢いを最適化する。シール面２６Ｂのパターンの角度１４４に対するホーン１６Ａ，１６Ｂおよびアンビル１４Ａ，１４０Ａの角度１４６は、ウェブ１２の前縁の接合を強化する。この配置は、アンビル１４０Ａがホーン１６Ａ，１６Ｂと相互作用する一般的な時間を増加させる。さらに、この配置は、力の急増および弱い前縁接合などの、常に断続的な接合強度に関する特定の既知の問題を最小限に抑える。走行しているウェブ１２に対するアンビルおよびホーンの角度１４６は、シール面２６Ｂのパターンの螺旋パターンに沿って、機械方向に垂直な接合部を形成する。機械方向に対するアンビル１４Ａ，１４Ｂ，１４０Ａおよびホーン１６Ａ，１６Ｂの傾斜配向に沿ったアンビル挿入部２６Ｂおよびアンビル１４０Ａ上の螺旋パターンの配置は、接合部の任意の点でホーン１６Ａ，１６Ｂの下の面積を小さくし、それによって接合力をより高くする可能性がもたらされる。機械方向に対して傾斜したアンビル１４Ａ，１４Ｂ，１４０Ａおよびホーン１６Ａ，１６Ｂは、好ましくは５〜１５°の範囲内であってもよい。
【００５５】
シール面２６Ｂのパターンの傾斜配向により、機械横断方向の接合部被覆率が改善され、さらにアンビル１４Ａ，１４Ｂ，１４０と連動するホーン１６Ａ，１６Ｂ上の均一な摩耗を可能にし、摩耗したホーン１６Ａ，１６Ｂを再研磨する必要性が大幅に低減される。上述したように、一般的なアンビル（図示せず）によって形成される一般的な接合パターンは傾斜しておらず、多くの場合、単に連続する平行な矩形（図示せず）である。使用中に、これらの典型的な接合パターンは、ホーン１６Ａ，１６Ｂの表面に摩耗溝を発生させる可能性があり、ホーン１６Ａ，１６Ｂのメンテナンスのためのダウンタイムの原因となる。図２４、図２５、図２６および図２８に開示されたパターン３２は、ホーン１６Ａ，１６Ｂのメンテナンスのためのダウンタイムを低減する。図２４および図２６の図におけるアンビル挿入部１８は、隣接する物品の端部２０を同時に接合するために使用されてもよい一方で、後の切断作業のために封着された端部間の境界を確保する。
【００５６】
上述したアンビル１４Ａ，１４Ｂ，１４０Ａ，１４０Ｂは、例えば図２７に示すように、単独または対で利用してもよいことを理解されたい。さらに、超音波ホーン１６Ａ，１６Ｂは、対になったアンビル１４Ａ，１４Ｂ，１４０Ａ，１４０Ｂに対応して対となり、これらと協働してもよい。
【００５７】
上記は、本発明の原理の例示としてのみ考慮される。さらに、当業者には、多数の修正および変更が容易に想到できるので、本発明を、図示および記載された正確な構成および動作に限定することは望ましくない。好ましい実施形態を説明してきたが、特許請求の範囲によって定義される本発明から逸脱することなく、詳細を変更してもよい。
【図１】
2021535013.tif 000003
【図２】
2021535013.tif 000004
【図３】
2021535013.tif 000005
【図３Ａ】
2021535013.tif 000006
【図４−４Ａ】
2021535013.tif 000007
【図４Ｂ】
2021535013.tif 000008
【図４Ｃ】
2021535013.tif 000009
【図５】
2021535013.tif 000010
【図６】
2021535013.tif 000011
【図６Ａ】
2021535013.tif 000012
【図６Ｂ】
2021535013.tif 000013
【図７】
2021535013.tif 000014
【図８】
2021535013.tif 000015
【図９】
2021535013.tif 000016
【図１０】
2021535013.tif 000017
【図１１】
2021535013.tif 000018
【図１２】
2021535013.tif 000019
【図１３】
2021535013.tif 000020
【図１４】
2021535013.tif 000021
【図１５】
2021535013.tif 000022
【図１６】
2021535013.tif 000023
【図１７】
2021535013.tif 000024
【図１８】
2021535013.tif 000025
【図１９】
2021535013.tif 000026
【図２０】
2021535013.tif 000027
【図２１】
2021535013.tif 000028
【図２２】
2021535013.tif 000029
【図２３】
2021535013.tif 000030
【図２４−２４Ａ】
2021535013.tif 000031
【図２５】
2021535013.tif 000032
【図２６−２６Ａ】
2021535013.tif 000033
【図２７】
2021535013.tif 000034
【図２８】
2021535013.tif 000035
【手続補正書】
【提出日】令和3年10月6日(2021.10.6)
【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】
ウェブを接合する接合システムであって、
第１のアンビルおよび対応する第１の超音波ホーンと、
第２のアンビルおよび対応する第２の超音波ホーンとを含み、前記第１のアンビルおよび前記第２のアンビルの各々が、所定の外形を有するシール面を含み、
前記第１のアンビルおよび前記第２のアンビルが、機械方向において一直線上で横方向に離間しており、
前記第１のアンビルおよび前記第２のアンビルの各々には、それぞれのサーボモータが設けられ、前記それぞれのサーボモータは、制御された速度で前記各アンビルを回転させるように構成され、
前記第１のアンビルの回転が、前記それぞれのサーボモータの動作を介して、前記第２のアンビルの回転に対して制御される、接合システム。
【請求項２】
前記第１のアンビルおよび前記第２のアンビルの各々の前記シール面が、所定のシール面のパターンを有するアンビル挿入部を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記シール面のパターンが螺旋パターンである、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のアンビルおよび前記第２のアンビルの各々の前記シール面が、螺旋パターンで配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１のアンビルの回転は、前記それぞれのサーボモータの動作を介して、前記第２のアンビルの回転と同期される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のアンビルおよび前記対応する第１の超音波ホーンにより、および、前記第２のアンビルおよび前記対応する第２の超音波ホーンにより、前記ウェブを接合している間、前記第１のアンビルおよび前記第２のアンビルの回転速度が、第１の速度から第２の速度へと減速される、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１のアンビルおよび前記対応する第１の超音波ホーンの間の相互作用により、および、前記第２のアンビルおよび前記対応する第２の超音波ホーンの間の相互作用により、２つの接合部が同時に前記ウェブに形成される、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１のアンビルおよび前記第２のアンビルの回転速度は、前記ウェブを接合すると、前記第２の速度から前記第３の速度へと加速される、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
接合システムの動作を介してウェブを接合する方法であって、
第１のアンビルおよび対応する第１の超音波ホーンを提供するステップと、
第２のアンビルおよび対応する第２の超音波ホーンを提供するステップであって、前記第１のアンビルおよび前記第２のアンビルが、機械方向において一直線上で横方向に離間している、ステップと、
前記第１のアンビルおよび前記第１の超音波ホーン、ならびに、前記第２のアンビルおよび前記第２の超音波ホーンに対応する位置で前記ウェブを接合するステップと、を含み、
前記ウェブを接合するステップは、前記第１のアンビルおよび前記第２のアンビルの各々に動作可能に結合された第１のサーボモータおよび第２のサーボモータの動作を介して、前記第１のアンビルおよび前記第２のアンビルの各々の回転速度を制御することをさらに含み、
前記第１および第２のアンビルの回転速度を制御する際、前記第１および第２のサーボモータが、前記第１のアンビルの回転速度を前記第２のアンビルの回転速度に対して制御するように動作する、方法。
【請求項１０】
前記第１および第２のサーボモータが、前記第１のアンビルの回転速度を前記第２のアンビルの回転速度に同期させる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のアンビルおよび前記対応する第１の超音波ホーンにより、および、前記第２のアンビルおよび前記対応する第２の超音波ホーンにより、前記ウェブを接合している間、前記第１のアンビルおよび前記第２のアンビルの回転速度が、第１の速度から第２の速度へと減速される、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のアンビルおよび前記対応する第１の超音波ホーンの間の相互作用により、および、前記第２のアンビルおよび前記対応する第２の超音波ホーンの間の相互作用により、２つの接合部が同時に前記ウェブに形成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のアンビルおよび前記第２のアンビルの回転速度は、前記ウェブを接合すると、前記各第１および第２のサーボモータによって前記第２の速度から前記第３の速度へと加速される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ウェブから製造される物品の長さを制御するために、前記ウェブに形成された接合部の位置を調整するように前記第１のアンビルと前記第２のアンビルとの間の一直線上の間隔を変更することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【国際調査報告】
2021535013.tif 000036