(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱融着可能な繊維シートを加熱し且つ加圧して所定パターンの融着部を形成するヒートシール方法において、
一対のロールを使用し、少なくとも一方のロールは、その外周面に、Ｖ字状又は曲線状に連続して延びるシール突起が突出形成されているとともに、前記外周面の前記シール突起以外の部分が、前記シール突起よりも熱伝導率が低く且つロールどうしの加圧力で弾性収縮可能な断熱材で覆われており、
前記一対のロールの間に、前記繊維シートを供給し、回転する前記一対のロール間に供給される繊維シートを、前記断熱体で圧縮させて内部の空気を排出させた後に前記シール突起によって加熱し且つ加圧してヒートシールし、前記繊維シートに、前記シール突起に対応してＶ字状又は曲線状に連続して延びる融着部を形成することを特徴とする繊維シートのヒートシール方法。
【請求項２】
ロールの加圧力を受けていない前記断熱体の厚さを、前記シール突起の突出高さ以上とする請求項１記載の繊維シートのヒートシール方法。
【請求項３】
ロールどうしが加圧されている状態で、加圧下にある前記断熱体の厚さを前記シール突起の突出高さ以下とする請求項２記載の繊維シートのヒートシール方法。
【請求項４】
熱融着可能な繊維シートを加熱し且つ加圧して所定パターンの融着部を形成する一対のロールが設けられたヒートシール装置において、
前記一対のロールの少なくとも一方のロールは、その外周面に、Ｖ字状又は曲線状に連続して延びるシール突起が突出形成されているとともに、前記外周面の前記シール突起以外の部分が、前記シール突起よりも熱伝導率が低く且つロールどうしの加圧力で弾性収縮可能な断熱材で覆われており、
前記一対のロールの間に供給された前記繊維シートを、前記断熱材で圧縮させてから前記シール突起によって加熱し且つ加圧することが可能であることを特徴とするヒートシール装置。
【請求項５】
ロールの加圧力を受けていない前記断熱体の厚さが、前記シール突起の突出高さ以上である請求項４記載のヒートシール装置。
【請求項６】
ロールどうしが加圧されている状態で、加圧下の前記断熱体の厚さが前記シール突起の突出高さ以下である請求項５記載のヒートシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、嵩高な不織布、繊維ウエッブ、不織布と繊維ウエッブとの複合体、フィルムと繊維ウエッブとの複合体、またはフィルムと不織布と繊維ウエッブとの複合体などの繊維シートに対して所定パターンの融着を形成するヒートシール方法およびヒートシール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不織布や繊維ウエッブなどの繊維シートが部分的に熱融着されて清掃用シートなどとして用いられることがある。例えば特開平１１−２３５３０１号には、不織布に、ＴＯＷから開繊された長繊維の繊維ウエッブが重ねられた繊維シートを部分的にヒートシールし、さらにヒートシールによる融着線で挟まれた領域で前記不織布および繊維ウエッブを切断した清掃用シートが開示されている。この清掃用シートでは、融着線と切断線との間に位置する前記繊維ウエッブがブラシ状になって埃が掃きやすくなり、また融着線と融着線との間を渡る繊維ウエッブにより埃やゴミを捕捉できる効果を発揮できる。
【０００３】
前記の不織布と繊維ウエッブとの積層体のような比較的嵩高の繊維シートを部分的に熱融着する従来のヒートシール方法は、図７に示すようなロールを用いて行われている。
【０００４】
図７に示すヒートシール方法では、一対のロール３１と３２のそれぞれの外周面に所定パターンのシール突起３１ａと３２ａが一体に突出形成されている。前記ロール３１と３２は、繊維シート１０を構成する繊維の融点よりも高い温度に加熱され、両ロール３１と３２は矢印の方向へ回転させられる。
【０００５】
繊維シート１０は、不織布および／またはフィルムなどの基材シート１１に、ＴＯＷから開繊された長繊維の繊維ウエッブ１２が積層されたものであり、基材シート１１と繊維ウエッブ１２を形成する繊維には、ＰＥＴやＰＥやＰＰなどの熱融着性繊維が含まれている。
【０００６】
回転するロール３１と３２の間に前記繊維シート１０が供給されると、回転するロール３１と３２のシール突起３１ａと３２ａとで前記繊維シートが部分的に加圧され且つ加熱されて前記熱融着性繊維が溶融し、融着部１３が形成される。この融着部１３は前記シール突起３１ａと３２ａのパターンに一致した平面形状に形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示すようなロール３１と３２を用いたヒートシール方法では、比較的嵩の低い不織布などを熱融着する場合には高速処理が可能であるが、ＴＯＷから開繊された繊維ウエッブ１２を含む繊維シート１０のように比較的嵩高のものでは、熱融着効率が悪く、高速処理が困難となる欠点がある。
【０００８】
すなわち、ＴＯＷから開繊された繊維は捲縮状態であるため、繊維ウエッブ１２の密度が低く繊維ウエッブ１２内の空隙の占める割合が大きくなっている。このような繊維シート１０がロール３１とロール３２との間に供給され、嵩高の繊維シート１０がシール突起３１ａとシール突起３２ａとで加圧される際、繊維シート１０の空隙内の空気の存在により繊維シート１０内での熱伝導効率が悪くなり、熱融着性繊維が融点以上の温度に加熱されるまでに時間を要する。すなわち、シール突起３１ａとシール突起３２ａとで繊維シート１０が図７に示すように完全に挟圧されるまでの間に、繊維シート１０内の加熱された空気が外部へ逃げることになり、そのため熱融着性繊維を融点以上に加熱するための効率が悪くなる。
【０００９】
したがって、熱融着性繊維を溶融させて熱融着部１３を形成するためには、ロール３１と３２の回転数を低く設定することが必要であり、そのため高速処理ができなくなる。
【００１０】
これを解消するためには、ロール３１と３２の温度を高くし、さらにロール３１とロール３２の加圧力を大きく設定することが考えられる。しかし、このような設定を行うと、シール突起３１ａとシール突起３２ａとで繊維シート１０をヒートシールする際に、融着部１３において特にシール表面側の熱融着性繊維が溶断されたり、または加圧により繊維が切断されたりし、融着部１３に欠陥が生じやすい。
【００１１】
また、図７に示すロール３１と３２を用いたヒートシール方法では、両ロール３１と３２から突出形成されたシール突起３１ａとシール突起３２ａとで繊維シート１０が局部的に挟圧されることになる。そのため、繊維シート１０に厚みの相違する部分がある場合や、例えばシール突起３１ａとシール突起３２ａのパターンがＶ字形状や曲線形状などである場合に、前記シール突起３１ａとシール突起３２ａとにより繊維シートが挟圧されたときに、繊維シート１０に皺や片寄りが発生し、または繊維シート１０またはＴＯＷから開繊された繊維そのものが蛇行して、融着部１３を正確なパターンに形成できないことがある。
【００１２】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、比較的嵩高の繊維シートであっても、融着部を高速に形成できるようにしたヒートシール方法およびヒートシール装置を提供することを目的としている。
【００１３】
また本発明は、繊維シートに厚みの相違する部分があったり、融着部のパターンがＶ字状や曲線状である場合でも、繊維シートの皺や片寄りの発生および繊維シートや繊維そのものの蛇行を防止して、融着線を正確なパターンで形成できるようにしたヒートシール方法およびヒートシール装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、熱融着可能な繊維シートを加熱し且つ加圧して所定パターンの融着部を形成するヒートシール方法において、
一対のロールを使用し、少なくとも一方のロールは、その外周面に、Ｖ字状又は曲線状に連続して延びるシール突起が突出形成されているとともに、前記外周面の前記シール突起以外の部分が、前記シール突起よりも熱伝導率が低く且つロールどうしの加圧力で弾性収縮可能な断熱材で覆われており、
前記一対のロールの間に、前記繊維シートを供給し、回転する前記一対のロール間に供給される繊維シートを、前記断熱体で圧縮させて内部の空気を排出させた後に前記シール突起によって加熱し且つ加圧してヒートシールし、前記繊維シートに、前記シール突起に対応してＶ字状又は曲線状に連続して延びる融着部を形成することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明では、ロールが回転し、ロール間に嵩高の繊維シートが供給されたときに、前記断熱体で繊維シートが挟圧されて繊維シート内の空気が外へ押出され、空気がある程度押出された状態で前記シール突起どうしにより挟圧される。よってシール突起とシール突起とで繊維シートが挟まれた時点で、繊維シート内の空隙率が低下しているため、シール突起の熱により繊維シート内の熱融着性繊維が迅速に加熱される。よって、ロール回転数を高くし、繊維シートの供給速度を速くても、確実なヒートシールが可能である。
【００１６】
また、繊維層で形成される嵩が断熱体によってある程度潰された後にシール突起で挟圧されるため、繊維シート内に厚みの相違があったり、または融着部のパターンがＶ字状や曲線状であっても、繊維シートに皺や片寄りが生じたり、繊維シートや繊維そのものが蛇行することがなく、位置ずれのない正確なパターンの融着部を形成できる。
【００１７】
また本発明は前記ヒートシール方法に使用されるものであり、熱融着可能な繊維シートを加熱し且つ加圧して所定パターンの融着部を形成する一対のロールが設けられたヒートシール装置において、
前記一対のロールの少なくとも一方のロールは、その外周面に、Ｖ字状又は曲線状に連続して延びるシール突起が突出形成されているとともに、前記外周面の前記シール突起以外の部分が、前記シール突起よりも熱伝導率が低く且つロールどうしの加圧力で弾性収縮可能な断熱材で覆われており、
前記一対のロールの間に供給された前記繊維シートを、前記断熱材で圧縮させてから前記シール突起によって加熱し且つ加圧することが可能であることを特徴とするものである。
【００１８】
前記ヒートシール方法およびヒートシール装置では、ロールの加圧力を受けていない前記断熱体の厚さが、前記シール突起の突出高さ以上であることが好ましく、さらには、ロールどうしが加圧されている状態で、加圧下の前記断熱体の厚さが前記シール突起の突出高さ以下であることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のヒートシール方法を実施するヒートシール装置の斜視図、図２は、図１のヒートシール装置で繊維シートに融着部を形成する工程を示す断面図、図３はヒートシール方法およびヒートシール装置の他の実施の形態を示す断面図である。
【００２０】
図１には一対のロール１と３が示されている。両ロール１と３は鋼材または合金などの熱伝導率の高い金属材料で形成されている。一方がパターンロール１であり、外周面にはシール突起２が一体に突出形成されている。前記シール突起２のパターン形状はＶ字形状であり、Ｖ字の頂部２ａがパターンロール１の回転方向の前方（α方向）へ向けられた状態で、シール突起２が円周方向へ一定の間隔で複数パターン形成されている。
【００２１】
図２に示すように、前記パターンロール１の外周面では、前記シール突起２が形成されていない部分が断熱体４で覆われている。前記断熱体４は、パターンロール１よりも熱伝導率が十分に低く耐熱性があり且つ弾性を有する材料、例えばシリコーンなどの耐熱性樹脂で形成された発泡体またはシリコーンゴムなどの耐熱性ゴムなどで形成されている。
【００２２】
他方のロールはアンビルロール３であり、外周面３ａは平滑な円筒面である。またはアンビルロール３に代えて図３に示すパターンロール５が用いられる。図３に示すパターンロール５は、外周面にシール突起６が一体に突出形成されている。このシール突起６は、パターンロール１の外周面に形成されたシール突起２と対称のパターン形状となっている。このパターンロール５の外周面のシール突起６が形成されていない部分にも断熱体４が設けられている。
【００２３】
前記パターンロール１とアンビルロール３との間、または前記パターンロール１とパターンロール５との間に、嵩高の繊維シート１０が供給されてヒートシールが行われる。この嵩高の繊維シート１０は、不織布１１に繊維ウエッブ１２が積層されたものである。
【００２４】
基材シートとなる不織布１１はスパンボンド、サーマルボンド、スパンレース不織布などであり、熱融着性の繊維、例えばＰＥＴやＰＥやＰＰまたはこれらの複合繊維を含んでいる。また不織布１１の代わりにＰＥＴ，ＰＥ，ＰＰなどの熱融着性のフィルムを用いてもよく、または不織布１１とフィルムとのが重ねられたものを基材シートとして使用してもよい。
【００２５】
前記繊維ウエッブ１２は、ＴＯＷから開繊された長繊維や、スプリットヤーンと称されるフィルムを引裂いて形成された繊維の層であり、前記繊維は主に繊維シート１０の送り出し方向（ＭＤ）に向うように揃って延びている。前記繊維ウエッブ１２も熱融着性の繊維、例えばＰＥＴ、ＰＥ，ＰＰまたはこれらの複合繊維を含んでいる。
【００２６】
前記繊維シート１０は目付け（坪量）に対して密度が低く嵩高である。特にＴＯＷから開繊された長繊維には捲縮がかかっている。またスプリットヤーンは一般的には捲縮がかかっていないが捲縮がかかったスプリットヤーンを用いることもできる。これらの素材で形成された繊維ウエッブ１２は嵩高で空隙量が多くなっている。
【００２７】
この繊維シート１０が、α方向およびβ方向へ回転するロール間に送り込まれると、繊維シート１０は、パターンロール１の断熱体４とアンビルロール３の外周面３ａとで挟まれ（図２）、またはパターンロール１の断熱体４とパターンロール５の断熱体４とで挟まれて（図３）上下から押しつぶされる。よって、シール突起２またはシール突起２と６とで挟まれるまでの間に、繊維シート１０内の空気が排出され、シール突起２やシール突起６が繊維シート１０を挟圧する時点で繊維シート１０内の空隙率が低下し、シート内部の熱伝導効率がよくなっている。
【００２８】
よって、不織布１１および繊維ウエッブ１２内の熱融着性繊維を短時間で融点以上の温度に加熱することができ、繊維シート１０に融着部１３を短時間で確実に形成できる。したがってロール１と３またはロール１と５の回転速度を速くしてヒートシール処理速度を高速化することが可能である。
【００２９】
また、ロールの温度を必要以上に高くしたり、ロール間の加圧力を必要以上に高くする必要がないため、繊維シート１０に融着部１３を安定して形成でき、特にシール表面での熱融着性繊維の溶断や加圧切断による融着部１３の欠陥ができにくい。
【００３０】
また、図１に示すように融着部１３のパターン形状がＶ字状であったりあるいは曲線形状である場合、さらには繊維シート１０に厚みの相違する部分を有している場合に、図７に示すようにシール突起のみで繊維シートを挟持して送り出す方法であると、繊維シートに皺や片寄りが発生し、繊維シート１０や繊維ウエッブ１２に蛇行が発生しやすい。しかし、図２および図３に示すようにパターンロールの外周に断熱体４が設けられていると、繊維シート１０が断熱体４で挟まれ圧縮されて拘束された後にシール突起へ送り込まれるため、繊維シート１０の送り出しが安定する。よって繊維シート１０に皺や片寄りが発生しにくく、また送りの際の繊維ウエッブ１２の蛇行も発生しにくい。
【００３１】
よって、図１に示すような融着部１３のパターンを確実に位置ずれすることなく形成することが可能である。
【００３２】
図４は、パターンロール１および５を拡大して示している。前記断熱体４の厚さＴは、ロール間での加圧を受けていない状態で、シール突起２または６の高さＨ以上であることが好ましい。また前記厚さＴの上限であるが、断熱体４がロール間の加圧力を受けているときに、前記シール突起の高さＨ以下に収縮できる寸法であることが好ましい。また断熱体４の弾性率は、Ｔ＞Ｈであるときに、ロール間の加圧力を受けたときに、前記のように厚さＴがシール突起の高さＨよりも低くなるように収縮できることが好ましい。ただし、前記断熱体４の厚さＴがシール突起の高さＨよりも小さくても、断熱体４で繊維シート１０を押圧して内部空気を排出できる程度の厚さＴであるならば特に問題はない。
【００３３】
さらに、シール突起２または６の円周方向の幅寸法Ｗと、繊維シート１０の厚さＴ０との関係としては、回転するロール間に繊維シート１０が供給されたときに、繊維シート１０が断熱体４による加圧力を受けて予め繊維層が挟圧され内部の空気が排出された後に、シール突起２，６による挟圧を受けるように設定されればよい。
【００３４】
図５は、図１ないし図３に示すヒートシール装置を用いたヒートシール方法によって融着部１３が形成された繊維シート１０の一例として清掃用シート１０Ａを示す平面図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線の断面図である。
【００３５】
この清掃用シート１０Ａは、前記のように不織布１１（またはフィルムあるいはフィルムと不織布とか重ねられたもの）の上にＴＯＷから開繊された長繊維などの繊維ウエッブ１２が積層されたものである。清掃用シート１０Ａの幅方向（ＣＤ）の両側部には、押えシート１５，１５が設けられている。この押えシート１５，１５は前記不織布１１と同様のシートであり、前記不織布１１と前記押えシート１５，１５とで繊維ウエッブ１２の両側部が挟まれ、且つ不織布１１と押えシート１５，１５とがホットメルト接着剤で接着され、または熱融着接合されている。
【００３６】
この清掃用シート１０Ａには、前記図１ないし図３に示すヒートシール方法によりＶ字形状に並ぶ融着部１３が形成されており、この融着部１３で不織布１１と繊維ウエッブ１２とが結合されている。さらに融着部１３と融着部１３との間には、Ｖ字状に配列する間欠的な切断線１４が形成されている。この切断線１４では、前記不織布１１と繊維ウエッブ１２とが一緒に切断されている。さらに必要に応じて繊維ウエッブ１２を構成する繊維が毛羽立つように処理される。その結果、図５においてハッチングで示す領域１６では、繊維ウエッブ１２を形成する繊維が前記融着部１３で留められ、且つ切断線１４の部分で繊維が開放される。よって、融着部１３から切断線１４にかけて延びる複数の繊維がブラシ状になる。このブラシ状の繊維層は、融着部１３と切断線１４とで挟まれる全ての領域で形成される。
【００３７】
この清掃用シート１０Ａでは、前記ブラシ状の繊維層により埃等を拭き取ることができ、また切断線１４が形成されていない部分では、ＭＤにおいて隣り合う融着部１３と融着部１３との間に繊維層がブリッジ状に延びており、この部分で埃や比較的大きなゴミを繊維間で捕捉できるようになる。
【００３８】
なお、本発明での繊維シートは、前記のように不織布と繊維ウエッブとの複合体に限られるものではなく、繊維ウエッブのみ、またはエアースルー不織布などの嵩高で密度が低く空隙率の高い不織布のヒートシールにも実施可能である。また融着部１３は図１に示すような連続線状に形成されるものに限られず、ドット状のシールエンボスを形成する場合にも実施可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明では、空隙率の高い嵩高の繊維シートであっても、ロールを用いて高速にヒートシールすることが可能である。また繊維シートに厚さの相違する部分があり、または融着部のパターンがＶ字形状や曲線形状であっても、繊維シートをロール間で確実に送り出しながらヒートシールでき、融着部を確実に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のヒートシール方法を実施するヒートシール装置の部分斜視図、
【図２】図１のヒートシール方法を示す断面図、
【図３】他の実施の形態によるヒートシール方法を示す断面図、
【図４】パターンロールの拡大断面図、
【図５】本発明のヒートシール方法で融着が形成された清掃用シートの平面図、
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線の断面図、
【図７】従来のヒートシール方法を示す断面図、
【符号の説明】
１  パターンロール
２  シール突起
３  アンビルロール
４  断熱体
５  パターンロール
６  シール突起
１０  繊維シート
１０Ａ  清掃用シート
１１  不織布
１２  繊維ウエッブ
１３  融着部
１４  切断線
【図１】
0003927748.tif 000002
【図２】
0003927748.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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