(57)【要約】本発明は、アンビルロール（１）とカッタロール（２）のループ状の刃（２０）との間で、ウェブ（３）に貫通孔（３０）を形成する。本発明は、カッタロール（２）のループ内領域（２１）で型抜部（３１）を吸着し、前記ループ内領域（２１）の空気孔（２２）から空気を吹き出すと共に、型抜部（３１）をダクト（８０）に吸い込ませて排出することを特徴とする。
2002070213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状物の所定の部分に貫通孔を形成する切断除去装置であって、前記装置が：
アンビルロール；
前記アンビルロールに外接するような位置に配置されたカッタロール；前記カッタロールは前記シート状物から前記所定の部分を型抜きするためのループ状に連なった少なくとも１つの刃を有し、前記カッタロールは前記刃の内側のループ内領域に空気を給排気するための空気孔を有すると共に、前記刃で型抜きされた型抜部を保持し、そして、
前記カッタロールの外周面から離間した位置に設けられ、前記保持された型抜部を吸引する吸引部；
を備えている。
【請求項２】
負圧になる負圧室と正圧になる正圧室とを更に備え、
前記空気孔が複数設けられ、前記空気孔は、前記ループ内領域の位相に応じて、少なくとも１つの通路を介して前記負圧室および正圧室の一方に交互に連通することが可能であり、
前記通路における前記負圧室又は正圧室に連通する開口部の面積が、前記１つのループ内領域に設けた複数の空気孔の断面積の和以上である
請求項１に記載の切断除去装置。
【請求項３】
前記ループ内領域の面積が概ね１０ｃｍ２〜７０ｃｍ２に設定された
請求項１に記載の切断除去装置。
【請求項４】
前記吸引部は前記型抜部を吸引するための略円形に開口した吸込口を有し、前記吸込口の直径が前記カッタロールの回転方向に沿った前記刃の長さの概ね１倍〜５倍に設定された
請求項１に記載の切断除去装置。
【請求項５】
前記ループ内領域の表面は、前記カッタロールにおける前記刃の外側の表面よりも前記カッタロールの径方向の外方に突出している
請求項１に記載の切断除去装置。
【請求項６】
請求項１に記載の切断除去装置を用いた切断除去方法であって、
前記２つのロールの間に前記シート状物が供給されながら前記カッタロールが回転し、前記カッタロールが１回転する間に行われる下記の減圧工程、型抜工程、搬送工程、加圧工程および排出工程を含む、
前記減圧工程では、前記ループ内領域の空気孔が負圧室に連通して前記ループ内領域の表面付近の気圧が低下し、
前記型抜工程では、前記刃が前記アンビルロールの表面に接して当該刃により前記シート状物から前記型抜部が型抜きされ、
前記搬送工程では、前記型抜部が前記ループ内領域の表面に吸着されたままの状態で前記カッタロールの周方向に搬送され、
前記加圧工程では、前記ループ内領域の空気孔が正圧室に連通して前記ループ内領域の表面付近の気圧が上昇し、
前記排出工程では、前記ループ内領域の前記型抜部が前記吸引部の内部に吸引されて排出される。
【請求項７】
シート状物から所定の部分を型抜きして除去する切断除去装置であって、前記装置は、
アンビルロール；
前記アンビルロールに外接するような位置に配置されたカッタロール；前記カッタロールは前記所定の部分を型抜きするためのループ状に連なった刃を有し、前記カッタロールには前記刃の内側のループ内領域に空気孔が形成され、
前記ループ内領域が所定の位相の第１範囲を回転しているときに、前記空気孔から空気を吸引して、前記刃で型抜きされた型抜部を当該ループ内領域の表面に吸着させる吸引装置；
前記ループ内領域が他の所定の位相の第２範囲を回転しているときに、前記空気孔から前記ループ内領域と前記型抜部との間に空気を供給する給気装置；そして、
前記ループ内領域が前記第２範囲を回転しているときに、前記型抜部を前記カッタロールの外方から吸引してエアーと共に搬送するダクト；該ダクトは前記カッタロールの外周面から離間した吸込口
を備えている。
【請求項８】
前記ループ内領域が前記第１範囲を回転しているときに前記空気孔に連なる第１の室を、前記吸引装置が有し、
前記ループ内領域が前記第２範囲を回転しているときに前記空気孔に連なる第２の室を、前記給気装置が有し、
前記２つの室は前記カッタロールに近接する近接部材に形成され、かつ、互いに連通しないように分離して設けられている
請求項７に記載の切断除去装置。
【請求項９】
請求項８に記載の切断除去装置を用いた切断除去方法であって、
前記２つのロールの間に前記シート状物が供給されながら前記カッタロールが回転し、前記カッタロールが１回転する間に行われる下記の減圧工程、型抜工程、搬送工程、加圧工程および排出工程を含む、
前記減圧工程では、前記ループ内領域の空気孔が前記第１の室に連通して前記ループ内領域の表面付近の気圧が低下し、
前記型抜工程では、前記刃が前記アンビルロールの表面に接して当該刃により前記シート状物から前記型抜部が型抜きされ、
前記搬送工程では、前記型抜部が前記ループ内領域の表面に吸着されたままの状態で前記カッタロールの周方向に搬送され、
前記加圧工程では、前記ループ内領域の空気孔が前記第２の室に連通して前記ループ内領域の表面付近の気圧が上昇し、
前記排出工程では、前記ループ内領域の前記型抜部が空気と共に前記ダクト内に吸い込まれて排出される。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、単層のまたは積層されたシート状物に所定形状の貫通孔を形成する切断除去装置および切断除去方法に関する。
背景技術
シート状物に貫通孔を形成する方法の一つとしては、ダイカッタと呼ばれるカッタロールを用いる方法が知られている（たとえば、特開平８−７１９９９号、同１１−１８８６９８号公報）。前記カッタロールは、アンビルロールとの間でシート状物を型抜きする。しかし、前記先行技術では、型抜きされた型抜部分（ダイカットポーション）の廃棄方法については、何ら開示されていない。前記型抜部分が適切に廃棄されないと、カッタロールのダイなどに前記型抜部分が詰まり、そのため、頻繁に清掃を行う必要が生じて、装置の稼動率が低下する場合がある。
一方、特開平８−５２６９６号公報には、原反シートからサニタリー用品を型抜きして生成する装置が開示されている。この先行技術では、型抜きされたサニタリー用品が送りロールに渡されて、サニタリー用品が次工程に搬送される。
しかし、サニタリー用品を吸着して受け取る前記送りロールがカッタロールに外接しながら回転するので、前記先行技術の構造は高速運転に不向きである。また、カッタロールが吸引のみを行うので、吸引孔が目詰まりし易い。したがって、装置の稼動率が低下する。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたもので、その目的は、装置の稼動率が高く、かつ、高速運転が可能な切断除去装置および切断除去方法を提供することである。
発明の開示
前記目的を達成するために、本発明の一つの態様によれば、切断除去装置はアンビルロール、カッタロールおよび吸引部を備えている。
前記カッタロールは前記アンビルロールに外接するような位置に配置されている。前記カッタロールは前記シート状物から前記所定の部分を型抜きするためのループ状に連なった少なくとも１つの刃を有する。前記カッタロールは前記刃の内側のループ内領域に空気を給排気するための空気孔を有すると共に、前記刃で型抜きされた型抜部を保持する。前記吸引部は前記カッタロールの外周面から離間した位置に設けられ、前記保持された型抜部を吸引する。
本発明において、「外接するような位置」とは、アンビルロールとカッタロールとが互いに平行で、かつ、カッタロールの刃がアンビルロールとの間でシート状物を型抜きすることができる程度に、アンビルロールとカッタロールとが近接ないし接触していることを意味する。
本発明の一つの態様によれば、切断除去方法は前記切断除去装置を用いる。この方法では、前記２つのロールの間に前記シート状物が供給されながら前記カッタロールが回転する。この方法は前記カッタロールが１回転する間に行われる下記の減圧工程、型抜工程、搬送工程、加圧工程および排出工程を含む。
前記減圧工程では、前記ループ内領域の複数の空気孔が負圧室に連通して前記ループ内領域の表面付近の気圧が低下する。前記型抜工程では、前記刃が前記アンビルロールの表面に接して当該刃により前記シート状物から前記型抜部が型抜きされる。前記搬送工程では、前記型抜部が前記ループ内領域の表面に吸着されたままの状態で前記カッタロールの周方向に搬送される。前記加圧工程では、前記ループ内領域の複数の空気孔が正圧室に連通して前記ループ内領域の表面付近の気圧が上昇する。前記排出工程では、前記ループ内領域の前記型抜部が前記吸引部の内部に吸引されて排出される。
本発明によれば、型抜部を吸着したループ内領域の空気孔にエアーが供給されるので、前記空気孔が目詰まりし難い。したがって、装置の稼動率が向上する。
また、カッタロール上に保持した型抜部が、前記カッタロールの表面から離間した吸引部により吸い込まれて搬送されるから、装置の高速運転が可能である。
本発明において、吸引部に吸い込まれた型抜部は、一箇所に集められて廃棄されてもよいし、あるいは、資源として再利用されてもよい。
本発明において、シート状物が型抜きされて形成される貫通孔の形状は、円、楕円、多角形の他に、直線および／または曲線が組み合わされたいかなる形状であってもよい。
カッタロールの刃はループ状になっており、ループ状でない刃よりも刃の強度が一般に強い。
カッタロールの刃の厚みは、アンビルロールに接触する刃の面積が常時概ね一定となるように形成されるのが好ましい。これにより、アンビルロールとカッタロールの刃とが接触する圧力を一定に保つことが可能となる。
カッタロールおよびアンビルロールの材質としては、主として、合金工具鋼、高速度工具鋼、ＨＩＰや焼結による粉末高速度工具鋼、超硬合金などを使用することができる。また、カッタロールとアンビルロールの硬度は互いに異なっていてもよい。刃の寿命を長くするために、アンビルロールの硬度よりもカッタロールの硬度の方が大きいのが好ましい。
また、前記刃はダイヤモンドライクカーボンによってコーティングされていてもよい。
また、前記刃が２以上設けられる場合には、カッタロールがバランス良く回転するように、前記刃が等角度ピッチで配置されるのが好ましい。
前記排出工程における前記吸引部の吸込口と前記刃との距離が接近している程、吸引部が型抜部を安定して吸い込むことができる。しかし、両者が接近しすぎていると、型抜部が刃に引っ掛かり、この型抜部が前記吸込口付近に絡み付き、吸引部や刃が損傷し易い。したがって、前記距離は、一般に、５ｍｍ〜４５ｍｍに設定するのが好ましい。
前記空気孔は１つのループ内領域について１以上設けられるが、一般に、小さな開口を有する空気孔が複数ないし多数設けられるのが好ましい。
本発明の好適な実施例においては、負圧になる負圧室と正圧になる正圧室とを、前記切断除去装置が更に備える。この場合、前記複数の空気孔は、前記カッタロールの位相に応じて、少なくとも１つの通路を介して前記負圧室および正圧室の一方に交互に連通するように設定される。前記通路における前記負圧室又は正圧室に連通する開口部の面積は、前記複数の空気孔の断面積の和以上であるのが好ましい。
上記のように面積が設定されることにより、ループ内領域の表面付近に、負圧室の負圧や正圧室の正圧が効率良く作用する。
本発明において、「位相」とは、基準点から測った角度をいう。
本発明は前記型抜部の大きさを限定しない。しかし、本発明の好適な実施例においては、前記型抜部の面積が、つまり、ループ内領域の面積が、概ね１０ｃｍ２〜７０ｃｍ２程度に設定される。前記型抜部の面積が７０ｃｍ２よりも大きくなると、吸引部の開口を大きくする必要があり、そのため、吸引ロスが大きくなる。
本発明の他の好適な実施例においては、前記吸引部が前記型抜部を吸引するための略円形の開口を有し、前記開口の直径が前記カッタロールの回転方向に沿った前記刃の長さの概ね１倍〜５倍に設定される。
吸引部の開口が刃に比べ大きすぎると、吸引部が型抜部を吸引できなかったり、あるいは、吸引ロスが大きくなる。
本発明の更に他の好適な実施例においては、前記カッタロールのループ内領域の表面が、前記刃の外側の表面よりも前記カッタロールの径方向の外方に突出している。前記ループ内領域においては、前記型抜部とカッタロール表面との間のエアーが吸引されるので、前述のように設定された好適な実施例においては、前記ループ内領域の気圧を可及的速やかに低下させることができると共に、カッタロールとアンビルロールとの間に、シート状物を容易に供給することができる。
一方、本発明の他の態様によれば、切断除去装置は、アンビルロール、カッタロール、吸引装置、給気装置およびダクトを備えている。
前記カッタロールは前記アンビルロールに外接するような位置に配置されている。前記カッタロールは前記所定の部分を型抜きするためのループ状に連なった刃を有する。前記カッタロールには前記刃の内側のループ内領域に空気孔が形成されている。前記吸引装置は、前記ループ内領域が所定の位相の第１範囲を回転しているときに、前記空気孔から空気を吸引して、前記刃で型抜きされた型抜部を当該ループ内領域の表面に吸着させる。前記給気装置は、前記ループ内領域が他の所定の位相の第２範囲を回転しているときに、前記空気孔から前記ループ内領域と前記型抜部との間に空気を供給する。前記ダクトは、前記ループ内領域が第２範囲を回転しているときに、前記型抜部を前記カッタロールの外方から吸引してエアーと共に搬送する。
本発明の好適な実施例においては、前記第１の位相の範囲において前記空気孔に連なる第１の室を前記吸引装置が有する。前記給気装置は前記第２の位相の範囲において前記空気孔に連なる第２の室を有する。前記２つの室は前記カッタロールに近接する近接部材に形成され（によって定義され）、かつ、互いに連通しないように分離して設けられている。
本発明の他の態様によれば、切断除去方法は、前記他の態様の切断除去装置を用いる。この方法では、前記２つのロールの間に前記シート状物が供給されながら前記カッタロールが回転する。この方法は前記カッタロールが１回転する間に行われる下記の減圧工程、型抜工程、搬送工程、加圧工程および排出工程を含む。
前記減圧工程では、前記ループ内領域の複数の空気孔が前記第１の室に連通して前記ループ内領域の表面付近の気圧を低下させる。前記型抜工程では、前記刃が前記アンビルロールの表面に接して当該刃により前記シート状物から前記型抜部を型抜きする。前記搬送工程では、前記型抜部が前記ループ内領域の表面に吸着されたままの状態で前記カッタロールの周方向に搬送される。前記加圧工程では、前記ループ内領域の複数の空気孔が前記第２の室に連通して前記ループ内領域の表面付近の気圧が上昇する。前記排出工程では、前記ループ内領域の前記型抜部が空気と共に前記ダクト内に吸い込まれて排出される。
なお、本発明において、「シート状物」とは、厚みに対して面積の大きな布帛状のものをいい、フィルムや布帛の他に繊維の積層体などを含み、ウェブのようにロールに巻かれて連続していてもよく、また、生理用ナプキンや使い捨てオムツ又はパンツの半製品を含む概念である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施例が図面にしたがって説明される。
第１実施例：
図１ないし図３は第１実施例を示す。
図１において、アンビルロール１とカッタロール２との間には、連続したシート状物、つまり、ウェブ３が供給される。前記ウェブ３が前記カッタロール２とアンビルロール１との間を通過することで、該ウェブ３は所定の部分（型抜部）３１が型抜きされ、貫通孔３０が所定のピッチで形成される。
前記カッタロール２は前記アンビルロール１に外接するような位置に配置されている。前記カッタロール２はたとえば複数の刃２０を有する。前記刃２０は、前記型抜部３１を型抜きするためのもので、ループ状に連なっている。本実施例では、カッタロール２に形成した径大なフランジ部２３がアンビルロール１に外接している。なお、フランジ部２３はカッタロール２の回転を安定させて、前記刃２０を保護する。
カッタロール２の両端には第１および第２の固定部材（近接部材）６１，６２が配置されており、両固定部材６１，６２は図示しないフレームに固定されている。
前記カッタロール２には、前記刃２０の内側のループ内領域２１に多数の空気孔２２が形成されている。図３に明示するように、各空気孔２２は、カッタロール２の径方向に穿設されており、ループ内領域２１において外方に向って開口しており、後述するように、ループ内領域２１に型抜部３１を吸着して保持させる。
図１に示すように、本切断除去装置は、以下に説明する吸引装置４および給気装置５を備えている。
前記カッタロール２には、前記空気孔２２に連なる複数本の連通路２４が軸方向に互いに平行に穿設されている。図３に示すように、前記連通路２４の一端は第１の固定板６１によって閉塞されている。一方、前記連通路２４の他端は、第２の固定板６２に形成された負圧室（第１の室）４１または正圧室（第２の室）５１に連通する。
前記負圧室４１および正圧室５１は、互いに連通しないように分離されていると共に、図１の配管材４２，５２などを介して空圧源７に連通している。空圧源７は図示しないポンプ、タンク、エジェクタなどを備えており、前記負圧室４１内のエアーを前記配管材４２を介して吸引すると共に、前記配管材５２を介して前記正圧室５１内に加圧空気を供給する。
図２の前記ループ内領域２１が所定の位相の第１範囲θ１を回転しているときに、空気孔２２が連通路２４を介して負圧室４１に連通し、図１の吸引装置４は前記空気孔２２から空気を吸引して前記刃２０で型抜きされた型抜部３１を当該ループ内領域２１の表面に吸着させる。
図３の前記ループ内領域２１が他の所定の位相の第２範囲θ２（図２）を回転しているときに、空気孔２２が連通路２４を介して正圧室５１に連通し、給気装置５は、前記空気孔２２を介して、前記ループ内領域２１と前記型抜部３１との間に空気を圧送する。
図２に示すように、前記カッタロール２にはダクト８０に連なるテーパ状のフード部８１が近接して配置されている。前記ダクト８０は、ダクト８０内の空気を吸引する空圧源８２に連通している。なお、空圧源８２は空圧源７と兼用してもよい。前記ダクト８０およびフード部８１は吸引部８を構成している。前記ループ内領域２１が前記第２範囲θ２を回転している際に、前記吸引部８は前記型抜部３１を前記カッタロール２の外方からダクト８０内に吸い込んでエアーと共に搬送する。
つぎに、切断除去方法について説明する。
前記２つのロール１，２の間に前記シート状物３を供給しながら前記カッタロール２が回転することで、前記カッタロール２が１回転する間に、下記の減圧工程、型抜工程、搬送工程、加圧工程および排出工程が行われる。
カッタロール２が回転して、前記ループ内領域２１が前記第１範囲θ１に到達すると、前記減圧工程に入る。前記減圧工程では、前記ループ内領域２１の複数の空気孔２２が連通路２４を介して負圧室４１に連通し、前記空圧源７により当該空気孔２２からエアーが吸引される。そのため、前記ループ内領域２１の表面付近の気圧が次第に低下する。
つづいて、ループ内領域２１がアンビルロール１の表面に近接すると、前記型抜工程に入る。前記型抜工程では、前記刃２０がアンビルロール１の表面に接して、当該刃２０とアンビルロール１との間で前記シート状物３から前記型抜部３１（図１）が切断されて型抜きされる。この型抜部３１は前記ループ内領域２１に吸着される。
前記搬送工程において、前記型抜部３１は前記ループ内領域２１の表面に吸着されたままの状態で、アンビルロール１の回転に伴ってカッタロール２の周方向に搬送される。
さらに、カッタロール２が回転し続け、前記ループ内領域２１が前記第２範囲θ２に到達すると、次の加圧工程に入る。前記加圧工程においては、前記ループ内領域２１の複数の空気孔２２が連通路２４を介して正圧室５１に連通し、前記空圧源７が当該空気孔２２に圧縮空気を圧送し、前記ループ内領域２１の表面付近の気圧が上昇する。
前記排出工程においては、前記気圧の上昇に伴って前記ループ内領域２１の前記型抜部３１がカッタロール２の表面から離れ易くなり、当該型抜部３１がフード部８１の吸込口８３から空気と共にダクト８０内に吸い込まれで排出される。
前記カッタロール２が連続的に回転するのに伴い、前記各工程が各ループ内領域２１ごとに次々と実行され、ウェブ３に貫通孔３０が所定のピッチで型抜きされて形成される。なお、アンビルロール１は回転可能になっている。
ここで、本切断除去方法によれば、図３の型抜部３１がダクト８０内に吸い込まれる際に、空気孔２２から圧縮エアーが吹き出す。したがって、空気孔２２が目詰まりしにくく、また、ループ内領域２１に型抜部３１が詰まるおそれもない。また、カッタロール２から離間した位置で開口するフード部８１が型抜部３１を吸い込むので、装置の高速運転が可能になる。
本装置において、連通路２４における負圧室４１または正圧室５１に向って開口する開口部２５の面積や連通路２４の横断面積は、当該連通路２４に連通する複数の空気孔２２の断面積の和以上に設定するのが好ましい。また、１つのループ内領域２１に対する連通路２４の数は、１本または複数本のいずれでもよいが、１つのループ内領域２１が同時に負圧室４１および正圧室５１の双方に連通しないように、図２の第１および第２範囲θ１，θ２が設定される。
また、型抜部３１の面積は、つまり、図３のループ内領域２１の面積は、１０ｃｍ２〜７０ｃｍ２に設定されるのが好ましい。
本装置において、ループ内領域２１の表面は、刃２０の外側のカッタロール２の表面よりも、カッタロール２の径方向の外方に向って若干ΔＨだけ突出しているのが好ましい。これにより、ループ内領域２１における型抜部３１とカッタロール２の表面との間のエアーの容量が小さくなって、減圧に必要な時間が短縮され得る。
図２に示すように、フード部８１の吸込口８３の直径Ｄは、カッタロール２の回転方向の刃２０の長さ以上とし、かつ、当該刃２０の長さの５倍以下に設定されるのが好ましい。
なお、ゴミやほこりが入らないように、カッタロール２などを覆うカバーおよび扉１００が設けられてもよい。
第２実施例：
図４および図５は第２実施例を示す。
図４に示すように、本装置において、不連続なシート状物３に貫通孔３０が形成されてもよい。この場合、図５に示すように、アンビルロール１にはシート状物３を保持するための保持部１０が設けられる。保持部１０は、アンビルロール１の表面にシート状物３を押さえ付けるアームなどで構成されてもよいが、前記保持部１０は、一般に、空気孔１２を多数有し、前記カッタロール２と同様に、エアーによる吸着機能を備えたものが好適に採用される。
なお、この場合、保持部１０と刃２０との位置や、アンビルロール１とカッタロール２との位相は、所定の関係とする必要がある。また、ウェブ３の供給および移送の手段としては、転写ドラム１３，１４が用いられてもよい。
その他の構成は第１実施例と同様であり、同一部分もしくは相当部分に同一符号を付して、その詳しい説明が省略される。
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態が説明されたが、当業者は、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、２個以上の複数の刃は等角度ピッチ配置される必要はない。カッタロール２には前記刃２０が１本だけ設けられてもよい。フランジ部２３は設けられる必要がない。また、空圧源７と空圧源８２とが兼用されてもよい。
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。
産業上の利用可能性
本発明は、シート状物に貫通孔を連続的に形成する高速機に採用することができる。
【図面の簡単な説明】
本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施例および図面は単なる図示および説明のためのものであり、本発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。
図１は本発明の第１実施例を示す切断除去装置の概略を示す分解斜視図、図２は同側面レイアウト図、図３はカッタロールの一部省略した縦断面図、図４は第２実施例を示す切断除去装置のレイアウト図、図５はアンビルロールの平面図である。
【図１】
2002070213.tif 000003
【図２】
2002070213.tif 000004
【図３】
2002070213.tif 000005
【図４】
2002070213.tif 000006
【図５】
2002070213.tif 000007
【国際調査報告】
2002070213.tif 000008
2002070213.tif 000009