(57)【要約】【課題】超音波ウェルダのホーンを複数個設けてシート状物の搬送速度を大きくすると共に、シール装置のコストアップを抑制する。【解決手段】シート状物をドラム２０上に受け取った後に、当該シート状物に超音波振動を印加することでシール加工し、該シール加工したシート状物を手放すシール装置１に関する。ドラム２０に該ドラム２０と共に回転するアンビル２１を設け、ドラム２０の径方向の外方に超音波振動を印加するホーン１１を複数個配置する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状物をドラム上に受け取った後に、当該シート状物に超音波振動を印加することでシール加工し、該シール加工したシート状物を手放すシール装置において、
前記ドラムに該ドラムと共に回転するアンビルが設けられ、
前記ドラムの径方向の外方に超音波振動を印加するホーンが複数個配置されたシール装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ホーンの上流側の近傍には回転可能な第１ローラが設けられ、この第１ローラは前記アンビルの上流の部分との間において前記シート状物のコア部を押し潰すことを特徴とするシール装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記アンビルは前記ドラムの内方に向って移動可能に前記ドラムに取り付けられており、
前記ホーンの下流側の近傍には回転可能な第２ローラが設けられ、
前記シート状物のコア部が前記アンビルの上に載っている場合には、前記一対のローラが前記コア部を介して前記アンビルを前記ドラムの内方に押して移動させるようにしたシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重ね合わせたシート状物をシールするシール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
着用物品の一部を融着してシールする装置としては、下記の特許文献１，２が知られている。下記特許文献１では、ホーンおよびアンビルが各々、回転部に複数設けられている。下記特許文献２では、複数のアンビルを備えたアンビルロールの外方にホーンが１つ設けられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３５５２７０号公報（段落００５１、図２）
【０００４】
【特許文献２】
特開２００１−１５１２０８号公報（フロントページ）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特許文献１，２には、回転部の外周囲に複数の回転しないホーンを設けることは開示されていない。
複数のホーンを回転させると、超音波ウェルダも同時に回転させる必要があり、シール装置のコストアップを招く。
一方、複数のホーンを設けることにより、シールに必要な時間を稼ぐことができ、シート状物の搬送速度を大きくすることができる。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、超音波ウェルダのホーンを複数個設けてシート状物の搬送速度を大きくすると共に、シール装置のコストアップを抑制することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のあるシール装置は、シート状物をドラム上に受け取った後に、当該シート状物を超音波振動を印加することでシール加工し、該シール加工したシート状物を手放すシール装置において、前記ドラムに該ドラムと共に回転するアンビルが設けられ、前記ドラムの径方向の外方に超音波振動を印加するホーンが複数個配置されている。
【０００８】
シート状物がドラムと共に回転すると、アンビル上のシート状物は、複数のホーンに、順次、近接し加熱される。こうして、複数のホーンにより同一箇所についてのシール加工を行うので、シールに必要な時間を稼ぐことができるから、シート状物の搬送速度を大きくすることができる。
【０００９】
ドラムには、シート状物を保持するパッドを設け、このパッドにアンビルを設けてもよい。パッドおよびアンビルの数は一つでも複数個でもよい。
【００１０】
本発明において、パッドによるシートの保持手段としては、エアによる吸着の他に、針で保持したり、アームで押さえて保持するものであってもよい。
【００１１】
本発明においては、シール装置は所定の軌跡に沿って回転する複数のパッドを有し、前記複数のパッドがそれぞれ速度を変えながら回転可能であってもよい。
【００１２】
本発明においては、シート状物は互いに重ね合わされた複数枚のシートを含む中間品であり、前記シール装置は、前記中間品を物品ごとに区画するために前記シート同士を互いに接着してもよい。
本発明により生成される最終製品としては、使い捨てパンツ、オムツや生理用品などの使い捨て着用物品であってもよい。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態においては、前記ホーンの上流側の近傍には回転可能な第１ローラが設けられ、この第１ローラは前記アンビルの上流の部分との間において前記シート状物のコア部を押し潰してもよい。
【００１４】
超音波振動によるエネルギーがシート状物に付加される際には、ホーンとアンビルとの間にシート状物が挟持されて複数枚のシートが熱融着される。そのため、ホーンとアンビルとの間は、数μｍ〜数１０μｍ程度の隙間となるようにするのが好ましい。一方、シート状物のコア部は吸収体を含んでいるから、コア部は厚い上、その厚さにはバラツキが生じ易いので、コア部がホーンに衝突するのを積極的に防止するのが好ましい。ここで、前記好適な実施形態では、前記第１ローラがコア部を押し潰すことにより、コア部の厚さを抑制することができるから、コア部がホーンに衝突するのを防止し得る。
【００１５】
本発明においては、前記アンビルは前記ドラムの内方に向って移動可能に前記ドラムに設けられ、前記ホーンの下流側の近傍には回転可能な第２ローラが設けられ、前記シート状物のコア部が前記アンビルの上に載っている場合には、前記一対のローラが前記アンビルを前記ドラムの内方に押して移動してもよい。
【００１６】
前述のように、ホーンとアンビルとはドラムの回転中に近接するが、一対のローラがアンビルを中心方向に押して移動させることにより、コア部がアンビル上に載っていても、コア部がホーンに衝突するのを防止し得る。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は第１実施形態を示す。
図１に示すように、本シール装置１は、連続したシート状物Ｗを搬送しながら、図５のシート状物Ｗのシール対象部位Ｗｓに超音波振動を与えて当該シール対象部位Ｗｓを熱融着させるものである。シート状物Ｗは、たとえば互いに重ね合わされた複数枚のシートを含む中間品であってもよい。なお、図５に示すように、中間品Ｗは前記シール対象部位Ｗｓである接着領域において、シート同士が互いに接着（シール）された後、切断線ＣＬ  において切断されて個々の製品（パンツやオムツ）となる。
【００１８】
図１に示すように、着用物品の製造設備では、シール装置１にシート状物Ｗを導入する導入ロール２と、シール装置１によりシールされたシート状物Ｗをシール装置１から導出する導出ロール３と、該導出ロール３からシート状物Ｗを受け取るコンベヤ４とを備えていてもよい。
【００１９】
シール装置１は、複数の超音波ウエルダ１０とドラム２０とを備えている。各超音波ウエルダ１０は、ドラム２０の径方向の外方に等角度ピッチαで設けられていてもよい。前記超音波ウエルダ１０は、各々、超音波発生手段（図示せず）およびホーン１１を備えている。
【００２０】
前記ドラム２０には、複数のアンビル２１が等角度ピッチβで取り付けられていてもよい。前記ホーン１１のピッチαとアンビル２１のピッチβとは同一であってもよく、あるいは、互いに異なっていてもよい。
【００２１】
前記ホーン１１とアンビル２１を同一のピッチ（α＝β）で設けると、複数の超音波ウエルダ１０の作動を同一のタイミングに設定すればよいから、制御が簡単になる。
【００２２】
一方、前記ホーン１１とアンビル２１を互いに異なる適度なピッチとすると、前記各アンビル２１のうち１つのアンビル２１が前記超音波ウェルダ１０のホーン１１のうちの１つに近接対向している際には、他のアンビル２１が超音波ウェルダのホーン１１に近接対向していないことにより、前記各超音波ウェルダが同時にシールを行わないようにすることで、共振の発生を防止し得る。
【００２３】
ドラム２０はシート状物Ｗを保持しながらアンビル２１と共に回転し、シート状物Ｗを導入ロール２から導出ロール３の間を搬送する。前記アンビル２１は、回転中に、上流のホーン１１から下流のホーン１１に順次近接する。各アンビル２１が各ホーン１１に近接したときに、ホーン１１から超音波振動によるエネルギーがシート状物Ｗのシール対象部位Ｗｓに付与されて加熱される。したがって、各シール対象部位Ｗｓには、それぞれ、複数のホーン１１からエネルギーが付与されるので、シート状物Ｗの搬送速度が大きくてもシール加工を行うことができる。
【００２４】
なお、超音波によるエネルギーを付与する時期（タイミング）の制御は、つまり、超音波発生手段の作動制御は、ドラム２０の位相をロータリーエンコーダなどの回転検出器で検出し、その検出出力に基づいて行ってもよい。
【００２５】
超音波ホーン１１としは、たとえば、特表平１０−５１３１２８号に記載の超音波ホーンを用いてもよい。シート状物Ｗのシール対象部位Ｗｓは、前記ホーン１１によって加熱される。図４（ａ）に示すように、ホーン１１の表面１１ａには、たとえば、凸状のシールパターン１２が形成されていてもよい。
なお、図４（ｂ）に示すように、ホーン１１の表面１１ａにカッタ１３を設け、前記接着と同時に切断を行うようにしてもよい。なお、カッタ１３を設けた場合、切断する瞬間にホーン１１がドラム２０の径方向の中心に向って移動してもよい。
また、ホーン１１の表面１１ａにシールパターン１２を形成する代わりに、アンビル２１の表面にシールパターンを形成してもよい。
【００２６】
ドラム２０は所定の軌跡に沿って回転する複数のパッドに前記アンビル２１を備えていてもよい。前記各パッドは、所定の軸心のまわりに回転し、それぞれ周速度を変化させながら、パッド間の間隔を変化させるリピッチ機能を備えていてもよい。かかるリピッチ機能を実現させる装置としては、特開昭６３−３１７５７６号公報や特開２０００−３４５８８９号公報に開示されている。
各パッドはシート状物Ｗの受取時に吸引孔によりシート状物Ｗを吸引し、シート状物Ｗの受渡時には、吸引孔からの吸引を停止すると共に、該吸引孔からエアを吹き出すようにしてもよい。
【００２７】
図２は超音波ウエルダ１０およびパッド２２の一例を示す。
前記パッド２２には、シート状物Ｗを負圧で吸着する吸引孔が設けられていてもよい。前記パッド２２にはアンビル２１が一体に設けられていてもよい。前記アンビル２１は、ドラム２０の径方向の外方に向って突出しており、図２（ｃ）に示すように、ホーン１１に対向した際に、ホーン１１に近接する。前記パッド２２におけるアンビル２１の上流側部分２３および下流側部分２４は、シート状物Ｗのコア部Ｃを配置可能となるように、前記アンビル２１の表面よりもドラム２０の内方に退避している。
超音波ウエルダ１０のホーン１１の上流側近傍には第１ローラ３１が設けられており、ホーン１１の下流側近傍には第２ローラ３２が設けられていてもよい。両ローラ３１，３２は、回転自在なフリーローラであってもよい。
【００２８】
前記両ローラ３１，３２は、コア部Ｃがホーン１１に衝突しないように、コア部Ｃの表面に接触してコア部Ｃをパッド２２に押し付ける。かかる衝突防止の機能を十分に発揮させるために、両ローラ３１，３２の表面からドラム２０の回転中心Ｏ（図１）までの距離は、ホーン１１の表面からドラム２０の回転中心Ｏまでの距離と等しいか、あるいは、短く設定されていてもよい。
図２に示すように、アンビル２１の上にコア部Ｃが載っていない正常な状態においては、第２ローラ３２を設けていなくても、第１ローラ３１が前記機能を発揮する。
【００２９】
図２に示すように、シート状物Ｗが所定の状態でドラム２０上に載っている場合は、アンビル２１上にシール対象部位Ｗｓが吸着され、一方、アンビル２１の両側の部分２３，２４にコア部Ｃが吸着される。パッド２２がホーン１１の内側に接近すると、前記第１ローラ３１が上流側部分２３上のコア部Ｃを押し潰し、コア部Ｃの高さを低くする。これにより、図２（ａ），（ｂ）のように、上流側のコア部Ｃおよびシール対象部位Ｗｓがホーン１１に衝突することなくホーン１１の内方に近接した状態で、シート状物Ｗが搬送される。
【００３０】
図２（ｃ）のようにシール対象部位Ｗｓがホーン１１に近接すると、ホーン１１から超音波エネルギーがシール対象部位Ｗｓに印加され、シール対象部位Ｗｓが加熱されて、シール対象部位Ｗｓのシート同士が互いに熱融着される。更に、パッド２２が回転すると、前記第１ローラ３１が下流側部分２４上のコア部Ｃを押し潰し、コア部Ｃの高さを低くする。これにより、下流側のコア部Ｃがホーン１１に衝突することなく、シート状物Ｗが搬送される。
【００３１】
図２に示すように、前記パッド２２は、伸縮部２６を介してドラム２０に取り付けられていることで、アンビル２１がドラム２０の概ね径方向の内方に向って移動可能となっていてもよい。
【００３２】
また、図３に示すように、前記パッド２２の上流端部または下流端部は、ドラム２０に対しヒンジ２５を介して回転可能に取り付けられていてもよい。一方、前記パッド２２における前記ヒンジ２５と反対側の端部は、伸縮部２６を介してドラム２０に取り付けられていてもよい。このように、パッド２２がドラム２０に取り付けられていることにより、アンビル２１はドラム２０の概ね径方向の内方に向って移動可能となっている。
【００３３】
前記伸縮部２６としては、機械的なバネ（コイルスプリングや板バネ）でもよく、あるいは、エアダンパであってもよい。なお、パッド２２がドラム２０の外方に必要以上に突出しないようにするための規制手段を設けてもよい。
【００３４】
図３に示すようにシート状物Ｗが所定の状態でドラム２０上に載っていない場合、つまり、アンビル２１上にコア部Ｃが吸着されて搬送される場合がある。この場合、コア部Ｃが径方向に大きく突出する。この状態でパッド２２がホーン１１に接近すると、図３（ａ），（ｂ）に示すように、第１ローラ３１が上流側部分２３上のコア部Ｃを押し潰し、続いて第１ローラ３１がアンビル２１上のコア部Ｃをドラム２０の中心に向って押す。これにより、伸縮部２６が縮んでパッド２２はヒンジ２５を中心に若干回動し、パッド２２の上流側部分２３およびアンビル２１がドラム２０の概ね中心Ｏに向ってホーン１１から衝突しないように移動する。
【００３５】
前記アンビル２１がホーン１１の内方を通過し、更に、ドラム２０が回転すると、図３（ｃ）に示すように、シート状物Ｗの表面が第１ローラ３１に接触しない状態となり、代わりに、第２ローラ３２がアンビル２１上のコア部Ｃに接触し、前記アンビル２１がドラム２０の内方に移動した退避状態が維持される。
このように、コア部Ｃがアンビル２１に載っていても、２つのローラ３１，３２を設けることにより、コア部Ｃがホーン１１に衝突するのを防止できる。
【００３６】
なお、前記アンビル２１上のコア部Ｃが第２ローラ３２に接触しない位置までドラム２０が回転すると、伸縮部２６の復帰力によりパッド２２が図３（ａ）のように、ヒンジ２５を中心に外方に向って回転し元の位置に復帰する。
【００３７】
かかる衝突防止の第２機能を十分に発揮させるためには、図３（ｂ）の一対のローラ３１，３２間の距離Ｄをホーン１１の周方向の長さＬに等しいか、あるいは、長さＬよりも小さく設定してもよい。
【００３８】
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。
たとえば、いわゆる横流れまたは縦流れの着用物品にシール加工を施してもよい。また、製品ごとの大きさに切断されたシート状物の一部をシールしてもよい。
したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のホーンによりシール加工を行うので、シールに必要な時間を稼ぐことができるから、シート状物の搬送速度を大きくすることができる。
また、複数のホーンがドラムの外周に設けられており、回転させる必要がないので、シール装置のコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造設備の一実施形態を示す側面図である。
【図２】超音波ウェルダおよびパッドの一例を示す一部断面した部分側面図である。
【図３】同他の例を示す部分側面図である。
【図４】ホーンの形状の一例を示す斜視図である。
【図５】着用物品の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１：シール装置
１０：超音波ウエルダ
１１：ホーン
２０：ドラム
２２：パッド
２３：上流側部分
３１：第１ローラ
３２：第２ローラ
【図１】
2004330622.tif 000003
【図２】
2004330622.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004330622.tif 000006
【図５】
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