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技術 シートの接合方法

出願人 花王株式会社
発明者 田川和弘町田芳信加藤芳樹
出願日 1997年11月12日 (23年6ヶ月経過) 出願番号 1997-310896
公開日 1999年5月25日 (21年11ヶ月経過) 公開番号 1999-138636
状態 特許登録済
技術分野 積層体(2) 曲げ・直線化成形、管端部の成形、表面成形 プラスチック等のライニング、接合
主要キーワード 空圧ユニット 長尺状シート 立体シート 熱可塑性樹脂間 接合パターン 接合部間 高速条件 両ロール間
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この項目の情報は公開日時点(1999年5月25日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

高速条件下でシート同士を接合する場合に、接合された部分に穴があいたり、シートの有する風合い等が損なわれることが防止され、且つ高い接合強度が得られる、シートの接合方法を提供すること。

解決手段

熱可塑性樹脂からなる同一の又は異なる少なくとも2枚のシートを一対のロール間に挿通させ、該シート同士を接合する方法において、上記接合を、上記熱可塑性樹脂の軟化点以下の温度下且つ24.5kN/cm以上の線圧下にて、間欠的に行うことを特徴とするシートの接合方法。

概要

背景

概要

高速条件下でシート同士を接合する場合に、接合された部分に穴があいたり、シートの有する風合い等が損なわれることが防止され、且つ高い接合強度が得られる、シートの接合方法を提供すること。

熱可塑性樹脂からなる同一の又は異なる少なくとも2枚のシートを一対のロール間に挿通させ、該シート同士を接合する方法において、上記接合を、上記熱可塑性樹脂の軟化点以下の温度下且つ24.5kN/cm以上の線圧下にて、間欠的に行うことを特徴とするシートの接合方法。

目的

効果

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請求項1

熱可塑性樹脂からなる同一の又は異なる少なくとも2枚のシートを一対のロール間に挿通させ、該シート同士を接合する方法において、上記接合を、上記熱可塑性樹脂の軟化点以下の温度下且つ24.5kN/cm以上の線圧下にて、間欠的に行うことを特徴とするシートの接合方法

請求項2

上記シートがポリオレフィン系樹脂からなる請求項1記載のシートの接合方法。

請求項3

上記シートがポリエチレン及び/又はポリプロピレンからなる不織布又はフィルムである請求項2記載のシートの接合方法。

請求項4

上記シートが何れもポリプロピレン繊維若しくはポリプロピレン/ポリエチレン芯鞘複合繊維からなる不織布であるか、又は上記シートの少なくとも1枚がポリプロピレン/ポリエチレン芯鞘複合繊維からなる不織布であり、その他がポリプロピレン繊維からなる不織布である請求項3記載のシートの接合方法。

技術分野

0001

本発明は、少なくとも2枚のシート接合方法に関する。本発明のシートの接合方法は、特に使い捨ておむつや生理用ナプキン等の吸収性物品の製造に有用である。

0002

従来、熱可塑性樹脂からなるシート同士を接合するには、少なくとも2枚のシートを一対の熱エンボスロール間に挿通させて該シート同士をヒートシールする方法が一般的であった。この方法ではシートを加熱しつつ、圧力によってシート同士をヒートシールする必要があるため、シートの搬送速度を高め、製品生産効率を向上させるには、加熱温度を高くすると共に圧力を高くする必要があった。

0003

しかしながら、ヒートシール時の加熱温度を高くしたり、或いは圧力を高くすると、ヒートシール部に穴があいたり、ヒートシール部がごわごわ感を呈し、シートが本来有する風合い等が損なわれることが多く、また、十分な接合強度を得ることも困難であった。

0004

従って、本発明の目的は、高速条件下でシート同士を接合する場合であっても、接合された部分に穴があいたり、シートの有する風合い等が損なわれることが防止され且つ高い接合強度が得られる、シートの接合方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0005

本発明者らは鋭意検討した結果、ヒートシールの技術において、いわゆる高線圧領域と呼ばれ、ヒートシールの条件として適切であるとは考えられていなかった高線圧下且つ特定の温度下において、特定のパターンでシート同士を接合することにより、上記目的が達成されることを知見した。

0006

本発明は上記知見に基づきなされたもので、熱可塑性樹脂からなる同一の又は異なる少なくとも2枚のシートを一対のロール間に挿通させ、該シート同士を接合する方法において、上記接合を、上記熱可塑性樹脂の軟化点以下の温度下且つ24.5kN/cm以上の線圧下にて、間欠的に行うことを特徴とするシートの接合方法を提供することにより上記目的を達成したものである。

発明を実施するための最良の形態

0007

以下、本発明の方法の好ましい一実施形態を図面を参照して説明する。ここで、図1は本発明の方法を実施するために好ましく用いられるロールユニットを示す模式図であり、図2図1の要部拡大図であり、図3は線圧の測定方法を示す模式図である。

0008

図1に示すロールユニット1は上ロールユニット2及び下ロールユニット3を備えている。上記上ロールユニット2は、上ロール12、該上ロール12の回転軸22、該回転軸22に接続している駆動モータ(図示せず)、及び該上ロール12の内部に設けられたロール加熱手段(図示せず)を備えている。そして、該上ロール12は図1中矢印Aで示す方向に回転可能になされている。また、該上ロールユニット2は、上記ロールユニット1のフレーム(図示せず)に固定されている。一方、下ロールユニット3は、下ロール13、該下ロール13の回転軸23、該回転軸23に接続している駆動モータ(図示せず)、及び該下ロール13の内部に設けられたロール加熱手段(図示せず)を備えている。そして、該下ロール13は図1中矢印Bで示す方向に回転可能になされている。また、該下ロールユニット3は、油圧ユニット4に固定されており、該油圧ユニット4によって該下ロールユニット3が上下方向に移動可能になされている。

0009

図2に示すように、上記上ロール12は金属製の平滑ロール32と、該平滑ロール32の幅方向左右両側部に配設された一対のリング部材42,42とを備えている。該リング部材42,42の周面上には矩形状の複数のエンボス部52,52,・・が規則的に所定間隔をおいて形成されている。一方、上記下ロール13は金属製の平滑ロール33からなっている。

0010

原反から巻き出された接合されるべき2枚の熱可塑性樹脂からなる長尺状シート5,6は、上記ロールユニット1の上流の位置Uにおいて互いに重ね合わされる。2枚のシート5,6は重ね合わされた状態で、所定の線圧及び所定の温度に設定されている上記上下ロール12,13間に所定の搬送速度で挿通される。該上下ロール12,13による押圧、即ち、図2に示すように上記エンボス部52及び上記平滑ロール33による間欠的な押圧の結果、2枚のシート5,6はその幅方向左右両側部において間欠的に互いに接合され、接合部7,7,・・が規則的に形成される。

0011

上記接合は、上記熱可塑性樹脂の軟化点以下の温度下且つ24.5kN/cm以上の線圧下にて行われる。以下、これらの接合条件について更に説明する。

0012

まず、上記接合の際の温度について説明すると、上述の通り、該接合は上記熱可塑性樹脂の軟化点以下の温度で行われる。上記接合を上記熱可塑性樹脂の軟化点を超える温度で行うと、接合部に穴があきやすく、強度低下も起こしやすくなってしまう。上記接合は、上記熱可塑性樹脂の軟化点から10〜70℃低い温度で行うことが好ましく、20〜50℃低い温度で行うことが更に好ましい。該温度は、上記上下ロール12,13において同じでもよく又は異なっていてもよい。尚、該温度は、上記上下ロール12,13の表面温度を意味する。

0013

特に、シートが同じ熱可塑性樹脂から形成されている場合には、樹脂同士の接合性が良好なので、特に熱をかけることなく、室温において接合を行っても十分な接合強度が得られる。一方、シートを構成する熱可塑性樹脂が異なる場合、特に該熱可塑性樹脂間に相溶性が無い場合には、接合強度を高めるために上述の範囲内における所定の温度にて接合を行うことが好ましい。この場合には、シートを構成する熱可塑性樹脂の種類(特に、軟化点)に応じて上下ロールの温度を異なる温度とすることが好ましい。

0014

尚、シートを構成する熱可塑性樹脂の種類が互い異なる場合や、1枚のシートが2種以上の熱可塑性樹脂から構成されている場合には、「熱可塑性樹脂の軟化点」とは軟化点が最も低い熱可塑性樹脂のそれを意味する。

0015

次に、上記接合の際の線圧について説明すると、本発明の方法において用いられている線圧の値である24.5kN/cm以上は、従来のヒートシールの技術においては適切な条件であると考えられていなかった、いわゆる高線圧領域に属するものである。しかしながら、本発明においては、該線圧の条件を上述の温度条件、及び間欠的に接合するという接合パターンと組み合わせることによって、高速条件下でも接合を良好に行うことが可能となった。

0016

そして、本発明において、接合の際の線圧が24.5kN/cmに満たないと、上記シートを構成する繊維等の弾性力に負けて接合のクリアランスが維持できなくなり強度が低下してしまう。上記線圧の上限値に特に制限はないが、余り高圧すぎるとロールの摩耗が大きくなり寿命が短くなってしまう。従って、上記線圧は、24.5〜45.1kN/cmであることが好ましく、29.4〜37.1kN/cmであることが更に好ましい。

0017

上記線圧は、図1に示す油圧ユニット4によって上記下ロール13を上記上ロール12に押圧する力を調整することによって、上記の値以上にすることができる。尚、ロールユニット1においては、油圧ユニットに代えて空圧ユニットを用いてもよい。

0018

上記線圧の測定方法を図3を参照して説明する。線圧は、上下ロール間に加わった圧力を、上下ロールが接触している長さ(線長)で除すことにより得られる。例えば、図3に示すように、複数のエンボス部〔各エンボス部のロール幅方向の長さをA(cm)とする〕を有する上ロールと平滑ロールからなる下ロールとを用い、両ロール間にF(N)の圧力を加えた場合の線圧は下記式(1)により求められる。
線圧(N/cm)=F(N)/ΣA(cm) (1)
尚、図3は、線圧の測定方法を説明するための図であり、図3に示す上下ロールの構成は図1及び図2に示す上下ロールの構成とは異なっている。

0019

本発明の方法においては、2枚のシートの接合を間欠的に行う。即ち、図2に示すように2枚のシートの接合部7,7,・・は間欠的に形成される。該接合部を連続的に形成しようとすると、接合の際にシートを構成する熱可塑性樹脂の「逃げ」がなくなるので、該接合部が切れたり、或いは該接合部に穴があくおそれがある。

0020

上記接合部間の間隔は、該接合部の接合強度、及び該接合部の個々の面積(この面積は上記エンボス部の個々の面積にほぼ等しい)に依存し、例えば該接合部の個々の面積(上記エンボス部の個々の面積)が3.0〜10.0mm2 の場合、該接合部間の間隔は0.5〜2.0mmであることが好ましく、0.8〜1.8mmであることが更に好ましい。

0021

本発明の方法によって接合された少なくとも2枚のシートの接合部においては、該接合部に穴があいたり、シートの有する風合い等が損なわれることが防止され、且つ高い接合強度が得られる。本明細書においては、シートの材料破壊強度の60%以上の接合強度が得られた場合に「接合強度が高い」という(シートが異なる場合には、材料破壊強度が最も小さいシートの材料破壊強度に対して60%以上の接合強度が得られた場合に「接合強度が高い」という)。尚、該接合強度の測定方法については後述する。

0022

次に、本発明の方法によって接合されるシートについて説明する。該シートは何れも熱可塑性樹脂からなるものであり、同一でもよく又は異なっていてもよい。尚、本明細書において「熱可塑性樹脂からなる」とは、該シートが熱可塑性樹脂100%から形成されている場合と、熱可塑性樹脂を主成分とし、且つシートの接合性を損なわない程度の量の他成分(例えばコットンレーヨン等)を含む場合との双方を意味する(この場合、該他成分の量の上限は、シートの重量に基づき好ましくは50重量%程度であり、更に好ましくは30重量%程度である)。上記熱可塑性樹脂は、上記シートにおいて何れも同じものが用いられていてもよく、或いは異なるものが用いられていてもよい。更に、1枚のシートが2種以上の熱可塑性樹脂から構成されていてもよい。

0023

上記熱可塑性樹脂の種類に特に制限はなく、例えばポリオレフィン系樹脂ポリエステル系樹脂ポリアミド系樹脂ビニル系樹脂、(メタアクリル系樹脂等を用いることができるが、これらの樹脂の中でも弾性率が低いポリオレフィン系樹脂を用いることが接合性の点から好ましい。

0024

上記ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン及び/又はポリプロピレンが好ましく用いられる。尚、本明細書において「ポリエチレン」、「ポリプロピレン」とは、それぞれエチレンプロピレンホモポリマー、及び共重合モノマーの主成分がエチレン、プロピレンであるコポリマーの双方を意味する。

0025

上記シートとしては、不織布又はフィルム等の形態のものが好ましく用いられる。この場合、上記シートの何れもが不織布又はフィルムであってもよく、或いは上記シートのうちの少なくとも1枚が不織布であり、残りがフィルムであってもよい。特に、上記シートがポリエチレン及び/又はポリプロピレンからなる不織布又はフィルムであることがシートの接合性の点から好ましい。

0026

上記シートの坪量はフィルム及び不織布ともに接合における樹脂量の点から、15〜25g/m2 であることが好ましく、20〜22g/m2 であることが更に好ましい。

0027

上記不織布を構成する繊維としては、長繊維連続フィラメント短繊維ステープルファイバー等をシートの用途等に応じて適宜選択して用いることができる。これらの繊維の繊度も、シートの用途等に応じて適宜選択されるが、シートの接合性の点から1.5〜3.5デニールであることが好ましく、2.0〜3.0デニールであることが更に好ましい。

0028

上記繊維の具体例としては、ポリエチレン繊維ポリプロピレン繊維、ポリプロピレン/ポリエチレンの芯鞘複合繊維サイドバイサイド型複合繊維等が好ましく挙げられる。

0029

特に、上記シートが何れもポリプロピレン繊維若しくはポリプロピレン/ポリエチレン芯鞘複合繊維からなる不織布であるか、又は上記シートの少なくとも1枚がポリプロピレン/ポリエチレン芯鞘複合繊維からなる不織布であり、その他がポリプロピレン繊維からなる不織布であることが好ましい。

0030

本発明のシートの接合方法は、特に、使い捨ておむつや生理用ナプキン等の吸収性物品の製造工程における液透過性表面シート液不透過性裏面シートとの接合や、液透過性の表面シートと液不透過性の立体シートとからなるトップシートの形成に有用である。

0031

以上、本発明のシートの接合方法をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明の範囲は上記実施形態に制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、図1及び図2に示す上ロールは、ロール周面の全面にエンボス部が設けられていてもよい。また、図1及び図2に示す上下ロールにおいては、上ロールとして平滑ロールを用い、下ロールとしてエンボス部を有するロールを用いてもよい。また、図2に示すエンボス部の形状は、矩形状に限られず、円形菱形、或いはこれらの任意の組み合わせでもよい。

0032

以下、実施例により本発明のシートの接合方法の有効性を例示する。しかしながら、本発明の範囲は斯かる実施例に制限されるものではない。

0033

〔実施例1〜4並びに比較例1及び2〕図1及び図2に示すロールユニットを用い、ポリプロピレン(PP)からなる2枚のスパンボンド不織布(坪量;22g/m2 、繊度;2.6デニール)を、不織布の搬送速度180m/minで、表1に示す条件下にて接合した。接合部の個々の面積は4.8mm2 であり、接合部間の間隔は1.8mmであった。接合部の接合強度を以下に述べる方法で測定し、上記スパンボンド不織布の材料破壊強度に対する比(%)を求めた。その結果を表1に示す。尚、上記スパンボンド不織布の材料破壊強度は9.1N/30mmであった。

0034

<接合強度の測定方法>図4に示すように接合部を30mm幅切り出し、速度300m/minでT型剥離試験を行い、接合部の接合強度を測定した。

0035

0036

〔実施例5〜8並びに比較例3及び4〕ポリプロピレン(PP)/ポリエチレン(PE)芯鞘複合繊維からなるサクションヒートボンド不織布(坪量;25g/m2 、繊度;3.0デニール)と、ポリプロピレン(PP)からなるスパンボンド不織布(坪量;22g/m2 、繊度;2.6デニール)とを用い、表2に示す条件下を用いる以外は実施例1と同様にして2枚の不織布を接合し、接合強度の材料破壊強度(サクションヒートボンド不織布)に対する比(%)を求めた。その結果を表2に示す。尚、上記サクションヒートボンド不織布の材料破壊強度は3.4N/30mmであった。尚、接合に際しては、上記サクションヒートボンド不織布を上ロール側に位置するように配置し(上ロール温度;60℃)、且つ上記スパンボンド不織布を下ロール側に位置するように配置した(下ロール温度;40℃)。

0037

0038

〔実施例9〜12〕実施例1、2、5及び6における条件をそれぞれ用い、4枚の不織布を多層接合した。実施例9及び10においては、実施例1で用いたスパンボンド不織布を4枚多層接合し、実施例11及び12においては、実施例5で用いたサクションヒートボンド不織布1枚とスパンボンド不織布を3枚との合計4枚を多層接合した。そして、接合部の接合強度の材料破壊強度(実施例9及び10:スパンボンド不織布、実施例11及び12:サクションヒートボンド不織布)に対する比(%)を求めた。その結果を表3及び表4に示す。尚、各不織布の材料破壊強度は上記実施例と同じ値である。

0039

0040

0041

表1〜表4に示す結果から明らかなように、高速条件下、高線圧下且つ特定の温度下において、特定のパターンでシート同士を接合した場合(実施例1〜12)には、比較例1〜4の場合に比して高い接合強度が得られることが分かる。尚、実施例1〜12では、接合部の状態は良好であり、穴あきや切れは観察されなかった。また、接合部にごわごわ感は無く、不織布が本来有する風合い等は損なわれていなかった。

発明の効果

0042

本発明のシートの接合方法によれば、高速条件下でシート同士を接合する場合に、接合された部分に穴があいたり、シートの有する風合い等が損なわれることが防止され、且つ高い接合強度が得られる。

図面の簡単な説明

0043

図1本発明の方法を実施するために好ましく用いられるロールユニットを示す模式図である。
図2図1の要部拡大図である。
図3線圧の測定方法を示す模式図である。
図4接合強度の測定方法を示す模式図である。

--

0044

1ロールユニット
2 上ロールユニット
3 下ロールユニット
4油圧ユニット
5,6シート
7接合部
12 上ロール
13 下ロール
32,33平滑ロール
42リング部材
52エンボス部

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