(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収製品に使用するための材料積層体（１）の製造のための、連続的に進行される材料ウェブ（４）上に互いから所定の距離に複数の材料片（２）を固定するための方法において、
前記材料片（２）のそれぞれが第１ステーション（３）において前記材料ウェブ（４）上の所望の位置に置かれ、前記材料ウェブ（４）に対する前記材料片（２）の接触表面の一部をカバーする少なくとも所定の取り付け領域（５）内において所定のパターンで超音波溶着によって前記位置に取り付けられ、次いで、第２ステーション（６）において前記材料ウェブ（４）に対する接触表面全体を本質的にカバーするパターンで超音波溶着によって前記材料ウェブ（４）上に固定されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記材料片（２）が第２連続ウェブ（７）の形で第１ステーション（３）に供給され、前記第２連続ウェブ（７）は前記第１ステーション（３）において分離された前記材料片（２）に分割され、該材料片が第１連続ウェブの形状の前記材料ウェブ（４）上の所望の位置に置かれることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第２連続ウェブ（７）のスピードが、前記材料片（２）間に所望の距離が得られるような程度に、前記材料ウェブ（４）のスピードより低く設定されることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記第１ステーション（３）及び前記第２ステーション（６）における超音波溶着が、エネルギーを連続的に供給される超音波ホーン（１７，１８）によって実施されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の方法。
【請求項５】
前記材料片（２）の前記取り付け領域（５）における取り付けが前記第１連続ウェブ（４）の供給方向で見ると前記材料片の前部分において実施されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の方法。
【請求項６】
前記取り付け領域（５）が、前記材料片（２）の前縁から機械方向に３〜２４ｍｍ、好ましくは５〜１５ｍｍの範囲を有することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
接続点が前記取り付け領域内において所定のパターンに生成され、前記パターンにおいては前記接続点が前記取り付け領域の２〜２０％を占めることを特徴とする請求項４〜６のいずれか記載の方法。
【請求項８】
吸収製品に使用するための材料積層体（１）の製造のための、連続的に進行される材料ウェブ（４）上に互いから所定の距離で材料片（２）を固定するための装置であって、
前記材料ウェブ（４）の一方の側に配置された、超音波ホーン（１７）及び、材料ウェブ（４）の反対側に配置され、前記材料ウェブ（４）上の所望の位置に前記材料片（２）を載置し、前記材料ウェブ（４）に前記材料片（２）を、前記超音波ホーン（１７）と相互作用しつつ限定された取り付け領域（５）内において取り付けるための輸送及び支持装置（１０）を有する第１ステーション（３）と、
材料ウェブ（４）の一方の側の第２超音波ホーン（１８）及び材料ウェブ（４）の反対側の支持装置（１９）を有する第２ステーション（６）であって、前記材料ウェブ（４）に面するパターン化された表面に設計されるとともに、材料片（２）の接触表面全体を本質的にカバーする所望の溶着パターンで材料ウェブ（４）に材料片（２）を前記第２超音波ホーン（１８）と相互作用して固定するための、第２ステーション（６）と、
を特徴とする装置。
【請求項９】
前記第１ステーション（３）における支持装置（１４）が前記輸送及び支持装置（１０）に装着されていることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記第１ステーション（３）における前記輸送及び支持装置（１０）が外部表面における貫通穴（１１）及び内部負圧を有するドラムを含むことを特徴とする請求項８又は９記載の装置。
【請求項１１】
前記第１ステーション（３）における前記支持装置（１４）が貫通穴を有し、その位置決定がドラム形状の前記輸送及び支持装置（１０）における負圧によって前記材料片（２）を固定するために、所望の取り付けパターンに適応されていることを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１２】
前記第１ステーション（３）が切断工具（１２）及び切断工具と相互作用するための固定又は回転支持装置（１３）を有する切断ユニット（９）を含むことを特徴とする請求項８〜１１のいずれか記載の装置。
【請求項１３】
前記切断ユニット（９）の前記固定又は回転支持装置が前記輸送及び支持装置（１０）に統合されていることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記第１ステーション（３）における前記固定又は回転支持装置（１３）及び前記超音波ホーン（１７）が、生成された前記取り付け領域（５）より大きい前記材料ウェブの供給方向における範囲を有することを特徴とする請求項８〜１３のいずれか記載の装置。
【請求項１５】
前記第１ステーション（３）における前記支持装置（１４）及び前記超音波ホーン（１７）が前記材料ウェブの横方向における範囲を有し、それがこの方向における前記材料片の範囲より大きいことを特徴とする請求項８〜１４のいずれか記載の装置。
【請求項１６】
前記第２ステーション（６）における前記超音波ホーン（１８）のための前記支持装置（１９）が連続的にパターン化された外部表面を有する円柱形ドラムからなることを特徴とする請求項８〜１５のいずれか記載の装置。
【請求項１７】
前記第２ステーション（６）における前記支持装置（１９）及び前記超音波ホーン（１８）が機械の横方向における範囲を有し、それが同じ方向における前記材料片（２）の範囲より大きいことを特徴とする請求項８〜１６のいずれか記載の装置。
【請求項１８】
前記第１ステーション（３）及び前記第２ステーション（６）における前記支持装置（１４，１９）のパターン深さが０．３〜２．０ｍｍ、好ましくは０．５〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項８〜１７のいずれか記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は１以上の連続的に進行される材料ウェブ上に多孔質の弾性力のある材料から作られた複数の繊維性材料片を互いに所定の距離をおいて固定するため、及び一緒に接合し、材料片上に任意のパターンを確立するための、好ましくは吸収製品に使用するための材料積層体の製造のための方法及び装置に関する。吸収製品はおむつ、ベビーパンツ、失禁パッド、衛生ナプキン、パンティライナなどからなることができる。また、本発明は、１以上の短い材料片が１以上の連続ウェブ上に固定される、他の技術領域に使用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
接着によって材料片をウェブ上に固定することが従来から知られている。接着工程は、例えば望ましくないコストを伴う追加の材料の取扱いの如きかなりの欠点を有することが見出されている。接着剤を使用する工程における他の欠点は、接着剤残留物が装置の不適切な場所に付着し、それにより問題を生じること、及び接着剤の使用が余計なコストを伴い、液体輸送材料積層体における接着剤層が液体流れのための前提条件を損なうことである。
【０００３】
超音波によって１以上の連続ウェブを一緒に接合することも知られている。これは例えば国際公開第９７／２３３４０号パンフレットに開示されており、この文献は、連続ウェブを所定のパターンで接合するための、回転支持装置（stay）と組合せた超音波ホーンの使用を記載し、そこでのパターンの目的は２以上の連続ウェブの間欠的接合を可能にすることである。この既知の装置は連続ウェブに短い材料片を固定するためには好ましくない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は上に示した技術に関連した問題を解決し、連続ウェブ上に材料片を固定するために超音波溶着を使用できるようにすることである。とりわけ、本発明は環境の変化（例えば材料の変化又は装置の様々な部品の交換）に対する適応のための迅速でコストを節約した簡単な調整、及びパターン交換時の調整を可能にする。さらに、本発明は結果としてサービス及びメンテナンスのための運転中止が短い。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、これは一方では各材料片が第１ステーションにおいて超音波によって連続ウェブに取り付けられ、その後この材料片が第２ステーションにおいて超音波によってその接触表面全体によって固定される方法によって、及び他方では材料片を連続ウェブに取り付けるための第１ステーション及び材料片がその表面全体にわたって連続ウェブに固定される第２ステーションからなる装置によって達成される。
【０００６】
本発明は結果として、材料を接着剤の使用なしで製造することができ、従ってコスト及びサービスの必要性が低下されるという利点を生じる。
【０００７】
また、本発明は、超音波ホーンへの連続的なエネルギー供給によって材料片が連続ウェブに固定されると同時に、例えばスウェーデン国特許出願第９８０１０３８−２号明細書に記載されたようなパターンが得られるという利点を提供する。
【０００８】
図面の記述
図１は本発明の第１実施形態による処理装置の側面図を示す。
図２は図１による処理装置における第１溶着ステーションの側面図を示す。
図３は図１による処理装置における第２溶着ステーションの透視図を示す。
図４は切断及び輸送中の支持装置のための組合わされたドラムを有する第１溶着ステーションの第２実施形態を示す図である。
【０００９】
本発明は以下に記載される装置及び方法の詳細に、又は図に示されたものに限定されるものとして考えるべきではない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は材料積層体１を製造するための本発明の１実施形態による処理装置を示し、その装置では材料片２が第１ステーション３において第１連続材料ウェブ４上の所望の位置に置かれ、この位置において、材料ウェブ４に対する材料片２の接触表面の一部を少なくともカバーする所定の領域５内において所定のパターンで超音波溶着することによって取り付けられ、続いて材料ウェブに対して接触表面全体を本質的にカバーするパターンで第２ステーション６において超音波溶着することによって材料ウェブ４上に固定され、それによって材料積層体１は吸収製品に使用するために形成される。
【００１１】
連続した、連続的に進行される第１連続ウェブ４は、例えば吸収製品の外部層を構成することができ、通常は不織タイプの薄い材料からなる。第１材料ウェブ４は少なくとも５％の熱可塑性繊維、通常は４０％以上の熱可塑性繊維を含有する不織材料から形成することができる。超音波エネルギーを受けるときに軟化及び／又は溶融されることができる部分に一般に使用される全ての熱可塑性繊維はここで記載される本発明に使用することができる。機械中に供給される第１材料ウェブ４は既成材料からなることができ、多数の様々な方法によって、例えば繊維ウェブをカーディング又は紡糸し、次いで結合剤で結合することによって製造することができる。また、メルトブロー技術として知られているものも短繊維を繊維マットの形に形成するために使用することができる。また、材料中の熱溶融性成分は超音波による結合のために使用することができる。また、材料ウェブ４は複合不織材料からなることもできる。本発明による使用のための第１材料ウェブ４における材料の実体は通常１０〜８０ｇ／ｍ２ 、好ましくは１０〜５０ｇ／ｍ２ である。
【００１２】
材料片２は互いから所定の距離で第１ステーション３において材料ウェブ４に取り付けられ、これら材料片２は第２連続材料ウェブ７から製造される。このウェブの材料は、第１材料ウェブ４と同じ材料から又は異なる材料からなることができる。同様に第２連続材料ウェブ７は互いに重ねられた多数のウェブ及び／又は２以上（好ましくは三つの）同じ又は異なる材料組成を有する平行なウェブからなることができる。吸収製品に使用するために特に好適な材料片２のための材料は、１０ｇ／ｍ２ より大きな、好ましくは１０〜２５０ｇ／ｍ２ 、特に２０〜１００ｇ／ｍ２ の実体を有する、主に弾性繊維からなる、熱可塑性材料又は少なくとも熱可塑性材料の表面構造を備える詰綿材料である。
【００１３】
第２連続材料ウェブ７は通常の方法で調整することができる供給スピードで供給ローラ８によって連続的に供給され、それによって材料ウェブ７は第１連続材料ウェブ４に対してかなり減少された供給スピードを付与される。第２材料ウェブ７の供給スピードの好適な選択及び切断ユニット９の同期によって、第１材料ウェブ４上に配置されるときの材料片２間の距離を規定することができる。
【００１４】
第２連続材料ウェブ７の形態の材料は、供給ローラ８によって所定の長さまで進行されたときに、材料片２の長さの一部にわたって輸送ドラム１０上に配置される。輸送ドラム中に負圧を作ることによって、輸送ドラム１０の外部表面における穴１１を通して吸引作用が生じ、この吸引作用が供給ローラ８の後の第２連続材料ウェブ７の連続輸送を確実にする。材料片の所定の長さが進行されたとき、材料ウェブは、固定支持装置又は回転支持装置１３と相互作用する切断ローラ１２の形の切断工具を有する切断ユニット９によって切断され、その後、製造された材料片２の輸送スピードは、輸送ドラムの周速（それは第１連続ウェブ４のスピードに相当する）を構成するスピードまで増大する。
【００１５】
固定装置によって、容易に交換可能なあご１４が輸送ドラム１０上に装着される。これらあごは、輸送ドラムの外部表面以外の材料より優れた摩耗及び強度特性を有する様々なタイプの材料から作られることが好ましい。あご１４は金属、好ましくは焼入鋼から作られることが有利である。ドラム１０上のあご１４の数は１以上とすることができ、特に材料片２の長さとドラム１０の直径との間の相互関係に依存する。支持装置のあご１４上のパターンの隆起した部分は、材料片２が材料ウェブ４に取り付けられるときに結合点を確立する。材料の可撓性及び柔軟性は、結合点が取り付け領域の２−２０％を占める場合に高度に維持される。
【００１６】
あご１４は好適な隆起パターン及び多数の貫通穴を与えられ、それによってドラムの負圧はあご１４に対してしっかりと材料片２の第１端１５を吸引する。あご１４の貫通穴は、輸送ドラム１０の周囲の一部を構成するあごの側上の選択されたパターンに関して好適な位置に設けられ、前記周囲の穴は超音波エネルギーによる溶着のための時間で規定されたパターン及び製造の横方向における材料の厚さ及びその範囲の両方から独立している。吸収製品のための材料を製造するためのあご１４のパターン深さは、０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの厚さを有する薄い材料に対して０．３ｍｍ〜１．５ｍｍ、好ましくは０．５〜１．０ｍｍの範囲で変化することが好適である。
【００１７】
輸送ドラム１０上のあご１４は、ドラムの中心からあごのパターン表面までの半径Ｒ′が前記中心からドラムの外部表面までの半径Ｒ″より大きくなるように配置される。差（Ｒ′−Ｒ″）の推奨される大きさは（Ｒ′−Ｒ″）≧１．５×材料積層体１の厚さとして表すことができる。
【００１８】
切断の時の輸送ドラム１０の位置と切断ローラ１２の位置との間の同期は、切断ステーション９における切断の際に、材料片２が図２に示されているように、あご１４を機械方向において全体にわたって完全にはカバーしないように選択され、切断ローラ１２の正確な制御のための要求が減少されるという大きな利点を与える。あご１４のパターン表面１６は、機械の横方向において、材料片２と連続ウェブ４との間の最終的に一緒に接合される領域５の幅を越える範囲を有し、それは機械方向の想像上の縦方向中央線のまわりの材料の正確な案内のための要求をある程度減少する。
【００１９】
輸送ドラム１０の周速は、二つの材料２、４が合うときの材料ウェブ４の線速度に本質的に一致する。ウェブ４への材料片２の取り付けは、エネルギーを連続的に供給される超音波ホーン１７のための支持装置を構成するあご１４を有する輸送ドラム１０に対して材料ウェブ４の反対側に配置された超音波ホーン１７によって発生される超音波エネルギーによって実施される。
【００２０】
本発明による材料ウェブ４へ材料片２の第１端１５を取り付けるための前提条件は、下記パラメータによって規定することができる：
第１材料ウェブ４の厚さ＝Ａ
第２材料ウェブ７の厚さ＝Ｂ
超音波ホーン１７と支持機／あご１４との間の距離＝Ｃ
第２材料ウェブ７の幅＝Ｄ
あご１４の最小幅、又は超音波ホーン１７の幅＝Ｅ
あご１４の幅は装置の横方向におけるあごの範囲とする。
機械方向におけるあご１４の範囲＝Ｆ
機械方向における取り付け領域５の範囲＝Ｇ
【００２１】
上に掲載されたパラメータを使用して、以下の関係を適用する：
Ａ＋Ｂ＞Ｃ Ｆ＞Ｇ Ｄ＜Ｅ
【００２２】
材料片２が連続材料ウェブ４にその長さの一部にわたって１以上の場所において取り付けられると、材料片２は材料ウェブ４とともに第２ステーション６に輸送される。この第２ステーションは、第２超音波ホーン１８及びウェブの反対側に配置されたロール又はドラム１９の形の支持装置を含む。超音波ホーン１８はエネルギーを連続的に供給され、操作中は支持装置ロール１９から所定の距離に固定される。この位置は第１ステーション３における超音波ホーンに関して上述したのと同じ方法で規定される。
【００２３】
支持装置１９上のパターンは外部表面上の表面構造を構成し、パターンの外観及び深さは最終的な材料積層体の外観に関する要求に基づいて規定される。吸収製品のための材料について、第１連続材料ウェブ４が０．５ｍｍ未満の厚さ（その厚さは好ましくは０．２−０．５ｍｍであることが好ましい）の不織布から形成することができる場合には、材料片２は２．０ｍｍ未満、好ましくは０．５−２．０ｍｍの厚さの詰綿から形成することができる。記載されたタイプの材料が一緒に接合される場合、０．３−２．０ｍｍ、好ましくは０．５−１．０ｍｍのパターン深さを使用する。支持装置１９上のパターンの隆起部分は、材料片２が材料ウェブ４に固定されるときに結合点を確立する。材料の可撓性及び柔軟性は、結合点が取り付け領域の２−２０％を占めるときに高度に維持される。支持装置１９上の横方向のパターンの範囲は材料積層体の幅を越えるか又は好ましくは材料片２より大きい幅を有し、結果として機械の横方向における材料ウェブ４の正確な案内が要求されない。超音波ホーン１８は支持装置１９のパターン部分より幅広くする必要はない。
【００２４】
図４は第２実施形態を示し、切断ユニット９における切断ローラ１２は、輸送ドラムに対して直接作用することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による処理装置の側面図である。
【図２】図１による処理装置における第１溶着ステーションの側面図である。
【図３】図１による処理装置における第２溶着ステーションの透視図である。
【図４】切断及び輸送中の支持装置のための組合わされたドラムを有する第１溶着ステーションの第２実施形態である。
【図１】
0004391695.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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