切断装置及び切断方法
【課題】カッターロールに設けられた切断刃部の形状が複雑な場合であっても，シートの不切れを防止し，切断刃部の劣化を抑制することのできる切断装置及び切断方法を提供する。
【解決手段】切断刃部２１が設けられたカッターロール２０と微細振動する超音波振動装置１０との間にシートＳを導入して圧接通過させ，超音波振動装置２０とシートＳとのこすり合わせによる摩擦熱を利用してシートＳを溶断することにより，シートの不切れを防止し，かつ切断刃部の劣化をも抑制する。
【解決手段】切断刃部２１が設けられたカッターロール２０と微細振動する超音波振動装置１０との間にシートＳを導入して圧接通過させ，超音波振動装置２０とシートＳとのこすり合わせによる摩擦熱を利用してシートＳを溶断することにより，シートの不切れを防止し，かつ切断刃部の劣化をも抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，切断装置及び切断方法に関するものである。具体的に説明すると，本発明は，シート状のワークを切断して所望の形に成型する用途に利用可能な切断装置及び切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から，不織布，紙，又はフィルムのようなシート状のワークを所定形状に切断加工する技術として，カッターロールとアンビルロールとを有する切断装置，及びそれを用いた切断方法が知られている（特許文献１，特許文献２）。従来の切断装置及び切断方法は，回転可能なカッターロールとアンビルロールの間にワークを導入し，カッターロールの外周面に設けられた切断刃部とアンビルロールの外周面との間を圧接状態で通過させて，ワークを切断するものである。従来の切断技術は，回転可能なカッターロールとアンビルロールの間に帯状のシートを導入することにより，流れ作業的に連続してシートを切断可能であるため，シート成型の高速化を図ることができるとされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０７０４７号公報
【特許文献２】特開２０１１−０４５９４２号公報
【特許文献３】特開２００８−１７８５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，カッターロールに形成された切断刃部の形状が複雑である場合，カッターロールとアンビルロールによってシートを押圧切断すると，切断刃における線圧が不均一となってシートに不切れが生じたり，複雑な形状に彫刻されたカッターロールの切断刃部の寿命が著しく低下するという恐れがあった。
【０００５】
また，例えば，従来から，カッターロールとアンビルロールを備える切断装置を用いて，テープ型使い捨ておむつに用いられる止着テープの切断成型が行われている。なお，止着テープとは，テープ型の使い捨ておむつの後身頃に取付けられており，着用者に装着されるに際し，使い捨ておむつの前身頃に止着され，使い捨ておむつを着用者の身体に保持するための部材である（特許文献３等参照）。止着テープは，一般的に，使い捨ておむつに取付けられる本体部と，この本体部から延出した先端部から構成され，本体部の幅は先端部の幅より幅広に形成されている（例えば，図６参照）。このような形状の止着テープを切断成型する場合には，カッターロールの切断刃部は，カッターロールの周方向（回転方向）に連続したＳ字型に形成される。そして，シート状のワークをカッターロールとアンビルロールの間を通過させることにより，反転された先端部が交互に連接し，先端部の幅に対応して本体部が先端部より幅広となるような止着テープを製造するための切込線を設けることができる（例えば，図６参照）。
【０００６】
上記した例のように，カッターロールに設けられた切断刃部の形状が，連続したＳ字型であったり，さらに複雑な形状である場合，カッターロールとアンビルロールを用いた従来の押圧切断方法では，切断刃部の線圧が不均一であることや，切断刃部が劣化することが原因となり，シートを正確に切断成型し続けることが困難であった。
【０００７】
また，カッターロールに設けられた切断刃部の形状が複雑化すると，刃の加工精度や，切断装置の操業時におけるクリアランス精度について，極めて高い精度が求められるようになる。従って，複雑な形状の切断刃部を有するカッターロールを採用すると，刃の加工費用や研磨費用が高額になると共に，操業時の調整作業に極めて時間がかかるという問題があった。
【０００８】
このため，現在では，カッターロールに設けられた切断刃部の形状が複雑な場合であっても，シートの不切れを防止し，切断刃部の劣化を抑制することのできる切断装置及び切断方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで，本発明の発明者らは，上記の従来発明の問題点を解決する手段について鋭意検討した結果，切断刃部が設けられたカッターロールと微細振動する超音波振動装置の間にシートを導入して圧接通過させ，超音波振動装置のこすり合わせによる摩擦熱を利用してシートを溶断することにより，シートの不切れを防止し，かつ切断刃部の劣化をも抑制することができるという知見を得た。そして，本発明者は，上記知見に基づけば，従来技術の課題を解決できることに想到し，本発明を完成させた。
具体的に本発明は，以下の構成を有する。
【００１０】
本発明の第１の側面は，シートを切断するための切断装置に関する。
本発明に係る切断装置は，少なくとも，超音波振動装置１０とカッターロール２０を備える。
超音波振動装置１０は，シートの一面側に配置され，微細振動することによりシートの一面に対して摩擦熱を発生させる。
カッターロール２０は，超音波振動装置１０に対面して，シートの他面側に回転自在に配置され，超音波振動装置１０と対面する表面に，超音波振動装置１０との間でシートを圧接する切断刃部２１を有する。
そして，切断装置は，シートを超音波振動装置１０と切断刃部２１の間を圧接状態で通過させることにより，摩擦熱によってシートを溶断することが可能である。
【００１１】
このように，本発明に係る切断装置は，切断刃部２１と超音波振動装置１０の間に介在するシートの接触面に摩擦熱を発生させて，シートを溶断する。すなわち，本発明に係る切断装置は，従来のようにカッターロールとアンビルロール間の押圧力でシートを切断するものではなく，摩擦熱を利用してシートを溶断するものである。このため，本発明によれば，切断刃部２１が複雑な形状であっても不切れを発生させることなく正確にシートを切断し続けることができる。また，本発明に係る切断装置は，従来のようにカッターロールの切断刃部をアンビルロール外表面に押し付けて切断するものではないため，カッターロール２０の切断刃部２１が磨耗しにくく，切断刃部２１の長寿命化を図ることができる。
【００１２】
本発明の第１の側面において，シートは複数のシートを重ね合わせたものであり，複数のシートには熱可塑性樹脂シートが含まれることが好ましい。
【００１３】
このように，本発明に係る切断装置で，熱可塑性樹脂シートが含まれる複数のシート重ね合せて切断することにより，超音波振動装置１０のこすり合わせによる摩擦熱で熱可塑性樹脂シートが溶融する。その後，溶融した熱可塑性樹脂シートが他のシートを接着して冷え固まるため，複数のシート同士を一体的に結合させることができる。要するに，本発明によれば，複数のシートの溶着と切断を同時に行うことができる。これにより，例えば，貼り合わされたシート同士が剥がれて分離してしまう事態を好適に解消できる。
【００１４】
本発明の第１の側面の好ましい実施形態は，帯状のシートを切断することにより，テープ型の使い捨ておむつ１００に用いられる止着テープ１１０を切断成型するための切断装置に関する。
止着テープ１１０は，テープ型の使い捨ておむつの後身頃に取付けられており，着用者に装着されるに際し，使い捨ておむつの前身頃に止着され，使い捨ておむつを着用者の身体に保持するための部材である。
止着テープ１１０は，使い捨ておむつに取付けられる本体部１１１と，本体部１１１から延出し本体部１１１より幅狭となった先端部１１２により構成されている。
本発明に係る切断装置では，帯状のシートを長手方向に略Ｓ字型に連続切断することにより，反転された先端部１１２が交互に連接し，先端部１１２の幅に対応して本体部１１１が先端部１１２より幅広となる止着テープ１１０を成型するための切込みを設けることができる（図５（ｂ），図６（ｂ），及び図６（ｄ）参照のこと）。
具体的に説明すると，本発明の好ましい実施形態は，超音波振動装置１０とカッターロール２０を備えている。
超音波振動装置１０は，シートの一面側に配置され，微細振動することによりシートの一面に対して，摩擦熱を発生させる。
カッターロール２０は，超音波振動装置１０に対面して，シートの他面側に回転自在に配置され，超音波振動装置１０と対面する表面に，超音波振動装置１０との間でシートを圧接する切断刃部２１を有する。
この切断刃部２１は，カッターロール２０の周方向に連続して形成されており，止着テープ１１０を切断成型する部位に応じて，先端側縁切断刃２１１と，本体幅部切断刃２１２と，先端頂縁切断刃２１３を有している。
すなわち，先端側縁切断刃２１１は，止着テープ１１０の先端部１１２の左右の側縁を切断成型する対となる刃である。
また，本体幅部切断刃２１２は，対となる先端側縁切断刃２１１の端部同士を繋ぎ，止着テープ１１０の本体部１１１の幅部１１１Ｗを切断成型する刃である。
さらに，先端頂縁切断刃２１３は，対となる先端側縁切断刃２１１の中間部を繋ぎ，止着テープ１１０の先端部１１２の頂縁を切断成型する刃である。
そして，本発明に係る切断装置は，シートを，超音波振動装置１０と切断刃部２１の間に圧接状態で通過させることにより，摩擦熱によってシートを溶断することが可能である。
【００１５】
本発明の第１の側面の好ましい実施形態は，使い捨ておむつに用いられる止着テープを切断成型するためのものであり，上記のように，カッターロール２０の切断刃部２１の刃型が複雑に構成されている。
つまり，切断刃部２１は，カッターロール２０の回転軸方向に延びる対となる先端側縁切断刃２１１を有する。先端側縁切断刃２１１の一方は，隣り合う先端側縁切断刃２１１と別の対をなし，他方の先端側縁切断刃２１１もまた，隣り合う先端側縁切断刃２１１とさらに別の対をなす。
また，切断刃部２１は，カッターロール２０の回転軸方向と直交する方向（周方向）に延び，対をなす先端側縁切断刃２１１の端部同士を繋ぐ本体幅部切断刃２１２を有する。このため，一の先端側縁切断刃２１１には，一方端においてある本体幅部切断刃２１２が連接しており，他方端において別の本体幅部切断刃２１２が連接している。
さらに，切断刃部２１は，カッターロール２０の周方向に延び，本体幅部切断刃２１２とは空隙を空けて，対をなす先端側縁切断刃２１１の中間部を繋ぐ先端頂縁切断刃２１３を有する。このように，先端頂縁切断刃２１３と本体幅部切断刃２１２は，略平行に形成されているものの，その間には所定距離の空隙が設けられている。
切断刃部２１は，上記のように，先端側縁切断刃２１１と，本体幅部切断刃２１２と，先端頂縁切断刃２１３を構成要素とし，これらの構成要素がカッターロール２０の周方向に略Ｓ字型に連続する構成を有している。
【００１６】
本発明に係る切断装置は，上記のようにカッターロール２０の切断刃部２１が複雑な形状を有する場合であっても，超音波振動装置１０とシートのこすり合わせによる摩擦力を利用して，シートの不切れを発生させずに切断することが可能である。特に，本発明の好ましい実施形態では，先端側縁切断刃２１１から先端頂縁切断刃２１３が分岐することとなるが，この分岐点では，２つの刃が重なり合うようになっており，従来の切断装置ではシートの不切れを発生させる可能性が極めて高いものであった。この点，本発明によれば，刃の分岐点においても，超音波振動装置１０とシートのこすり合わせによる摩擦力を利用して，不切れを発生させることなく確実にシートを切断することができる。
【００１７】
また，本発明の好ましい実施形態では，カッターロール２０の切断刃部２１において，本体幅部切断刃２１２と先端頂縁切断刃２１３の間に空隙が設けられた構成となっている。このため，本発明の好ましい実施形態により切断成型された止着テープ１１０は，先端部１１２の長さを比較的長く確保できる。しかも，先端部１１２を比較的長く形成した場合であっても，上下に反転された止着テープの先端部１１２が交互に重なりあう位置に，面ファスナーの凸部材等のシート（フックシート）を位置させることにより，高価な資材を使用する面積を増加させることなく，適切な面積に抑えることもできる。
【００１８】
本発明の第２の側面は，シートの切断方法に関する。
本発明に係る切断方法においては，シートの一面側に配置され微細振動することによりシートの一面に対して摩擦熱を発生させる超音波振動装置１０と，超音波振動装置１０に対面してシートの他面側に回転自在に配置され超音波振動装置１０と対面する表面に超音波振動装置１０との間でシートを圧接する切断刃部２１を有するカッターロール２０を利用する。
まず，切断対象のシートを，振動状態の超音波振動装置１０とカッターロール２０の間に導入する。
そして，切断対象のシートを，超音波振動装置１０と切断刃部２１の間を圧接状態で通過させる。
これにより本発明に係る切断方法は，超音波振動装置１０とシートのこすり合わせによる摩擦力を利用してシートを溶断する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば，切断刃部が設けられたカッターロールと微細振動する超音波振動装置の間にシートを導入し圧接通過させて，超音波振動装置とシートのこすり合わせによる摩擦熱を利用して，シートを溶断することができるため，シートの不切れを防止し，かつ切断刃部の劣化をも抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は，本発明に係る切断装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は，超音波振動装置とカッターロールの構成例を抽出して示した斜視図である。
【図３】図３（ａ）は，テープ型使い捨ておむつの構成例を示している。図３（ｂ）は，テープ型使い捨ておむつに用いられる止着テープの構成例を示している。
【図４】図４は，カッターロールの切断刃部の刃型の例を示している。
【図５】図５は，図４に示された刃型の切断刃部により切断成型された止着テープの例を示している。
【図６】図６は，従来の切断刃部の刃型の例，及び従来の切断刃部により切断成型された止着テープの例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下，図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本願明細書においては，主として，本発明を，使い捨ておむつに用いられる止着テープを切断成型する切断装置又は切断方法に適用した場合の例について説明する。ただし，本発明は，以下に説明する形態に限定されるものではなく，以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜修正したものも含む。
なお，本願明細書において，「Ａ〜Ｂ」との表記は，「Ａ以上Ｂ以下」であることを意味する。
【００２２】
図１は，本発明に係る切断装置の概要を示した断面図である。
図１に示されるように，切断装置１は，上流側に，複数の巻出しロール３０が配置されている。この巻出しロール３０は，切断の対象となるシートが巻きつけられており，巻きつけられたシートを下流側に送り出す。本実施形態において，切断対象のワークは，３枚のシートが重ね合わされた積層シートである。このため，巻出しロール３０は，シートの数に合わせて３台設けられている。また，巻出しロール３０の下流側には，上下一対のピンチロール４０が配置されている。このピンチロール４０は，複数の巻出しロール３０から送り出されたシートを挟み込んで重ね合わせ，さらに下流側へ搬送するように動作する。また，ピンチロール４０の下流側には，超音波振動発生装置１０とカッターロール２０が対面して配置されている。ピンチロール４０によって重ね合わされた積層シートは，超音波振動発生装置１０とカッターロール２０の間を圧接状態で通過し，切断される。超音波振動発生装置１０とカッターロール２０の間から排出されたシートは，上下一対の搬送ロール５０により下流側に搬送され，平坦面を有するコンベヤ６０上に載置される。コンベヤ６０は，シートをさらに下流に搬送する。コンベヤ６０の下流側には，裁断装置７０が配置されている。この裁断装置７０は，搬送されてきたワークを個別に裁断し，例えば止着テープのような製品とする。
【００２３】
ここで，上記巻出しロール３０，ピンチロール４０，搬送ロール５０，コンベヤ６０，及び裁断装置７０には，本願出願時における公知の構造を採用することができる。このため，以下では，主として，本発明に係る実施形態の要部である超音波振動装置１０及びカッターロール２０の構成について詳細に説明する。
【００２４】
図２は，切断装置１の構成のうち，超音波振動装置１０とカッターロール２０の構造を抽出して図示したものであり，シートＳが超音波振動装置１０とカッターロール２０の間を通過する状態が斜視的に示されている。
図２に示されるように，超音波振動装置１０とカッターロール２０の間にシートＳが送り込まれる。カッターロール２０は，周側面の表面に突起した切断刃部２１を有し，超音波振動装置１０とカッターロール２０の切断刃部２１の間においてシートＳを圧接しながら，回転する。シートＳは，超音波振動装置１０とカッターロール２０の下流側に位置する上下一対の搬送ロール５０の駆動により，順次下流方向へ引き出されながら搬送される。このようにして，超音波振動装置１０とカッターロール２０が，シートＳを各面から挟み込むことにより，超音波振動装置１０から発生される超音波振動エネルギーが，シートＳとカッターロール２０との接点に伝達される。超音波振動エネルギーが伝達されると，カッターロール２０とシートＳが接する点に，超音波振動による摩擦熱が大きく発生し，シートＳが高温となる。高温となった摩擦熱により，シートＳの表面及び内部が溶融し始め，最終的には，超音波振動装置１０とカッターロール２０に挟み込まれたシートＳが溶断され，切込線Ｃが形成される。
【００２５】
超音波振動装置１０は，微細な振動幅で振動することにより，超音波振動装置１０とカッターロール２０に挟み込まれたシートに対して摩擦熱を発生させることができる。超音波振動装置１０は，導入されるシートの面に対して垂直に微振動し，シートを連続的に叩打することにより摩擦熱を発生させるものであってもよい。また，超音波振動装置１０は，導入されるシートの面に対して平行に微振動し，シートの面を摺動することにより摩擦熱を発生させるものであってもよい。超音波振動装置１０は，例えば，１５ｋＨｚ〜４０ｋＨｚ，又は２０ｋＨｚ〜３０ｋＨｚの超音波を発生させる。このため，超音波振動装置１０は，シート面に対して垂直方向又は平行方向に，例えば，１０μｍ〜１００μｍの微細幅で振動する。
【００２６】
超音波振動装置１０は，図２に示されるように，摩擦対象のシートに接するホーン１１と，ホーン１１に接続されたブースタ１２と，ブースタ１２に接続されたコンバータ１３を備える。コンバータ１３は，高周波電気信号を機械振動に変換し，ブースタ１２に伝導する。ブースタ１２は，コンバータ１３が発生せた振動を増減し，ホーン１１を振動させる。ホーン１１は，コンバータ１３及びブースタ１２の超音波振動に共鳴して振動し，振動エネルギーを摩擦対象のシートに対して加える。また，ホーン１１は，摩擦エネルギーを集約して摩擦対象に付与するために，摩擦対象に接触する接触点又は接触線を頂点した円形，楕円形，又は球形であることが好ましい。また，ホーン１１は，超音波振動に共鳴するように，直方体や立法体などの単純な形状で形成されていることしてもよく，また摩擦対象を圧着する圧着面は平坦な面で形成されていることとしてもよい。また，ホーン１１は，シートの幅方向全体に対して摩擦エネルギーを付与できるよう，シートの幅に合せた寸法で形成されることが好ましい。
【００２７】
カッターロール２０は，シートを下流側に向かって搬送可能な方向に回転するドラム状の装置であって，超音波振動装置１０と協働してシートを挟み込み，超音波振動装置１０とのこすり合わせによる摩擦熱を利用してシートを溶断する。カッターロール２０の周側面の表面には，突出した切断刃部２１が形成されている。すなわち，正確に説明すると，超音波振動装置１０のホーン１１とカッターロール２０の切断刃部２１の間をシートが圧接状態で通過する。カッターロール２０は，超音波振動装置１０が発生させた摩擦熱によってもその形状が変形しない硬質な素材により形成されていることが好ましい。カッターロール２０の材質としては，熱膨張が小さく，硬くて粘りのある材質が好ましい。例えば，カッターロール２０は，ステンレス，銅，又はダイス鋼といった金属製とすることができる。また，カッターロール２０に形成された切断刃部２１は，カッターロール２０の周側面の表面に金属製の板材を巻きつけて凸形状が形成されることとしてもよい。また，切断刃部２１は，カッターロール２０の表面に彫刻を施して凸形状が形成されることとしてもよい。
【００２８】
図２に示される例において，カッターロール２０には，カッターロール２０の周方向に連続して形成されたＳ字型の切断刃部２１が形成されている。このため，超音波振動装置１０とカッターロール２０の間を通過したシートＳには，Ｓ字型の切込線Ｃが形成される。また，図２に示す例においては，シートの幅方向全体に渡る切込線が形成されていないため，カッターロール２０を通過した段階においては，個別の製品とはなっていない。このため，カッターロール２０の下流側に設けられた裁断装置７０により，切込線Ｃがシートの幅方向全体に渡るように補足的に裁断され，個別の製品となる。図２に示されるように，切断刃部２１は，カッターロール２０の周方向に連続して設けられるこことしてもよいし，カッターロール２０の回転軸方向に延びるように形成されることとしてもよい。切断刃部２１の形状は，切断成型される製品の形状に応じて設計すればよい。なお，カッターロール２０の周方向と回転軸方向は互いに直交する方向である。
【００２９】
カッターロール２０の周側面の表面から切断刃部２１の頂部までの高さは，例えば，０．０５ｍｍ〜１５ｍｍ，又は０．１ｍｍ〜１０ｍｍで形成することが好ましい。また，切断刃部２１の高さは，切断対象のシートの厚みに対して適宜変更可能であり，例えば，シートの厚みより０．０１ｍｍ以上高いものであることが好ましい。例えば，切断刃部２１は，０．０１ｍｍ〜２０ｍｍ，１ｍｍ〜１０ｍｍ，又は２ｍｍ〜５ｍｍ程度，シートの厚みより高くなっている。また，切断刃部２１の先端は，尖端形状となっており，超音波振動装置１０のホーン１１との間にシートを挟み込み，切断（溶断）できるようになっている。切断刃部２１の先端は，Ｒが０ｍｍの鋭端となっていてもよい。また，本発明では，超音波振動装置１０とのこすり合わせによる摩擦熱によりシートを溶断するものであるため，切断刃部２１の先端は必ずしも鋭端となっていなくても，シートを切断することができる。例えば，切断刃部２１の先端にＲ加工を施し，０．１〜０．５ｍｍ，０．２〜０．４ｍｍ，又は０．３ｍｍ程度のＲ形状とすることとしてもよい。切断刃部２１が０．５ｍｍ以下のＲ形状であれば，超音波振動装置１０の摩擦熱を利用して，シートを溶断することが可能である。特に，切断刃部２１の耐久性度を向上させるために，切断刃部２１の先端を鋭端とせず，Ｒ形状とすることが好ましい。
【００３０】
超音波振動装置１０とカッターロール２０を対向して設置するに際し，超音波振動装置１０のホーン１１とカッターロール２０の切断刃部２１の間には，シートを圧接可能な範囲で間隙を設けることとしてもよい。間隙の長さは，例えば，０ｍｍ〜１０ｍｍ，又は，０ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましく，０ｍｍ〜１ｍｍであることが特に好ましい。また，ホーン１１と切断刃部２１の間に微細な間隙を設けることにより，ホーン１１と切断刃部２１が直接接することがなくなるため，切断刃部２１が磨耗することを防止でき，切断刃部２１の長寿命化を図ることができる。
【００３１】
また，超音波振動装置１０のホーン１１とカッターロール２０の切断刃部２１の間の微細な間隙を維持するためのスペーサー（図示省略）を設けることとしてもよい。このスペーサーは，例えば，ホーン１１とカッターロール２０本体の間，又は超音波振動装置１０
本体とカッターロール２０本体の間に設けられる。スペーサーを設けることにより，超音波振動装置１０が振動した状態であっても，常に，超音波振動装置１０と切断刃部２１の微細間隙幅を一定に維持することが可能である。
【００３２】
一方，超音波振動装置１０とカッターロール２０は，ホーン１１と切断刃部２１が接するように配置することもできる。ホーン１１と切断刃部２１が接していれば，ホーン１１と切断刃部２１に導入されたシートを高速に切断することができる。
【００３３】
［本発明の実施形態］
以下，本発明の代表的な実施形態について説明する。本発明の代表的な実施形態は，テープ型の使い捨ておむつの止着テープを切断成型するに際し用いられる切断装置である。本実施形態は，上説した切断装置と基本的に同じ構成を有している。ただし，本実施形態は，カッターロール２０に設けられた切断刃部２１の形状に特徴があり，その点において上説した切断装置と異なる。
【００３４】
まず，本発明に係る切断装置を用いて切断成型される止着テープについて説明する。
図３（ａ）は，止着テープ１１０が取付けられたテープ型使い捨ておむつ１００を，使い捨ておむつの前身頃側から見た正面図である。テープ型の使い捨ておむつの後身頃には，左右の側縁から突出するように止着テープ１１０が取り付けられている。一方，前身頃２の外表面側には止着テープ１１０を止め付けるためのフロントパッチ１２０が設けられている。このため，テープ型の使い捨ておむつ１００は，後身頃を着用者の背部にあてがい，前身頃を着用者の腹部にあてがった状態で，後身頃に取り付けられている止着テープ１１０を，前身頃に設けられたフロントパッチ１２０に止め付けることにより，着用者に装着することが可能である。ただし，使い捨ておむつ１００，止着テープ１１０，及びフロントパッチ１２０の形態については，図３（ａ）において図示した形態に限定されるものではなく，本願出願時における公知の形態を採用することができる。例えば，図３（ａ）においては，止着テープ１１０が，左右二対取付けられているが，止着テープ１１０は，左右一対ずつ設けられたものであってもよいし，三対以上設けられていてもよい。
【００３５】
止着テープ１１０は，図３に示されるように，使い捨ておむつに取付けられる幅広の本体部１１１と，フロントパッチ１２０に止め付けられる幅狭の先端部１１２により構成されている。図３に示された例において，先端部１１２は，長方形状の本体部１１１の中央部分から延出している。また，先端部１１２が本体部１１１よりも幅狭であることにより，本体部１１１から先端部１１２が延出する部分がくびれて，幅部１１１ｗが形成される。本体部１１１は，幅部１１１ｗの分だけ先端部１１２よりも幅広となる。
【００３６】
図３（ｂ）は，止着テープ１１０を構成するシート層ごとに分離して描画した斜視図である。図３（ｂ）に示されるように，止着テープ１１０は，本体部１１１と先端部１１２が一体となった基材シート１１５と，基材シート１１５の他方面から先端部１１２に貼り合わされるフックシート１１６と，基材シート１１５の一方面の全体に貼り合わされるループシート１１７が積層して形成されている。基材シート１１５は，止着テープ１１０を形作り，止着テープ１１０の基盤となる。フックシート１１６は，面ファスナーの凸部材（雄部材）であり，使い捨ておむつの前身頃に設けられたフロントパッチ１２０の凹部材（雌部材）と機械的に係合する。また，ループシート１１７も，面ファスナーの凹部材（雌部材）となっており，フックシート１１６と機械的に係合可能になっている。すなわち，ある止着テープ１１０のフックシート１１６は，他の止着テープ１１０のループシート１１７と係合する。このため，止着テープ１１０と互いに重ね合わせて，使い捨ておむつの前身頃に止め付けることができるようになっている。
なお，止着テープ１１０は，基本的に，基材シート１１５とフックシート１１６を積層させて形成したものであればよく，ループシート１１７は任意の構成である。
【００３７】
基材シート１１５は，例えば，不織布からなり，具体的には，スパンボンド，ＳＭＳ（スパンボンド／メルトブロー／スパンボンド），ＳＭＭＳ（スパンボンド／メルトブロー／メルトブロー／スパンボンド），カードエンボス，レジンボンド等の各種公知の不織布を採用することができる。不織布の構成材料としては，ポリオレフィン（ポリエチレン，ポリプロピレン等），ポリエステル，脂肪族ポリアミド，その他の熱可塑性樹脂からなる合成繊維を挙げることができる。この場合，合成繊維は単繊維であってもよいし，芯鞘構造等を有する複合繊維であってもよい。
【００３８】
フックシート１１６は，例えば合成樹脂からなるフィルムと，このフィルムの一方の面に形成された多数の突起を備えるシート状の部材である。多数の突起としては，例えば，鉤状，きのこ状，又は錨状等の突起を挙げることができる。その他，フックシートとしては，面状ファスナーに用いられる公知の凸部材を採用することができる。フックシート１１６を構成するフィルムと突起の素材としては，例えば，ポリオレフィン（ポリエチレン，ポリプロピレン等），ポリエステル，脂肪族ポリアミド，その他の熱可塑性樹脂からなる合成繊維を用いることができる。特に，ポリエチレンやポリプロピレンを好適に用いることができる。なお，フィルムと突起の素材は，同じであっても，異なっていてもよい。フックシート１１６を基材シート１１５に接着させる方法としては，例えば，ホットメルト接着剤を用いることが好ましい。
【００３９】
ループシート１１７は，フィルムとループ材を有する。フィルムの一方面は基材シート１１５に貼り合わされ，フィルムの他方面にはループ材が配置される。フィルムは合成樹脂により形成することができ，ループ材としてはループ状の繊維を用いればよい。具体的に説明すると，フィルムとしては，例えば，ポリオレフィン（ポリエチレン，ポリプロピレン等），ポリエステル，脂肪族ポリアミド，又はその他の熱可塑性樹脂製フィルムを用いることができる。ループシート１１７を基材シート１１５に接着させる方法は，例えば，ホットメルト接着剤を用いることが好ましい。
【００４０】
上述した止着テープ１１０は，帯状の基材シート１１５，フックシート１１６，及びループシート１１７の帯状の各種シートを重ね合わせて，所望の形状に切断成型することにより製造される。各種シートの積層シートは，例えば図１や図２に示された超音波振動装置１０とカッターロール２０を具備する切断装置１により切断成型される。以下，使い捨ておむつ１００に用いられる止着テープ１１０を切断成型するに際して，好適に用いられるカッターロール２０の切断刃部２１の形状について説明する。
【００４１】
図４は，カッターロール２０の切断刃部２１の形状を抽出して描画した概略図であり，カッターロール２０の周側面の展開図に相当する。つまり，図４における上下方向が，カッターロール２０の周方向に相当し，図４における左右方向が，カッターロール２０の回転軸方向に相当する。図４には，図の上下方向に連続して形成された略Ｓ字型の切断刃部２１が形成されているため，これをカッターロール２０に当てはめると，カッターロール２０の周方向に連続して略Ｓ字型の切断刃部２１が形成される。図５では，図４に示された切断刃部２１の形状と対比して，帯状のシートに形成される切込線の形状を示している。図５（ａ）には，切断刃部２１の形状が示されており，図５（ｂ）に帯状シートの切込線が実線で表されている。図５（ｂ）のうち，実線と破線で囲まれたものが個々の止着テープ１１０となる。
【００４２】
図４及び図５に図示されるように，切断刃部２１は，カッターロール２０の周方向に略Ｓ字型に連続して形成されている。図５に示されるように，この切断刃部２１により帯状のシートを切断することにより，幅広の本体部１１１から幅狭の先端部１１２が延出した止着テープ１１０が交互に上下反転して連接されたシートが形成される。なお，図５（ｂ）に示された点線部分は，切断刃部２１によっては切断できない部分であるため，カッターロール２０によって切断された後，カッターロール２０の下流側に配置された裁断装置７０により裁断される。これにより，個別の止着テープ１１０が仕上がる。
【００４３】
切断刃部２１の刃形状について，切断成型する止着テープ１１０の部位に対応して説明する。
切断刃部２１は，止着テープ１１０の先端部１１２の左右の側縁を切断成型する対となる先端側縁切断刃２１１を有する。また，切断刃部２１は，止着テープ１１０の本体部１１１のうち，先端部１１２により幅広となっている幅部１１１Ｗを切断成型する本体幅部切断刃２１２を有する。また，切断刃部２１は，止着テープの先端部１１２の頂縁を切断成型する先端頂縁切断刃２１３を有する。
そして，本発明の好ましい形態において，切断刃部２１は，上記した対となる先端側縁切断刃２１１，本体幅部切断刃２１２，及び先端頂縁切断刃２１３が連続的に形成されて成る。
【００４４】
先端側縁切断刃２１１は，カッターロール２０の回転軸方向（図中左右方向）に延びて形成されており，止着テープ１１０の先端部１１２の左右側縁を切断成型できるよう２本で一対となっている。先端側縁切断刃２１１は，止着テープ１１０の先端部１１２の側縁の形状に合わせて形成される。例えば，止着テープ１１０の先端部１１２が頂部に向かって先細となるように形成されていれば，対となる先端側縁切断刃２１１も，先端部１１２の形状に合せてハの字型に配置される。一の先端側縁切断刃２１１は，隣接する両隣の先端側縁切断刃２１１とそれぞれ対をなしている。すなわち，一の先端側縁切断刃２１１は，ある止着テープ１１０の先端部１１２の一側縁を切断成型するとともに，ある止着テープ１１０と反転した位置に形成される他の止着テープ１１０の先端部１１２の一側縁も切断成型する。
【００４５】
本体幅部切断刃２１２は，カッターロール２０の周方向（図中上下方向）に延びて形成されており，対となる先端側縁切断刃２１１の一端部を繋ぐように配置される。一の先端側縁切断刃２１１を見てみると，その両端部に，本体幅部切断刃２１２が位置しており，先端側縁切断刃２１１と本体幅部切断刃２１２により，切断刃部２１がＳ字型となっている。図５（ａ）及び（ｂ）からも明らかなように，一の本体幅部切断刃２１２は，隣接する２つの止着テープ１１０の本体部１１１の幅部１１１Ｗを切断成型することとなる。
止着テープ１１０の本体部１１１が先端部１１２より幅広となる長さは，本体幅部切断刃２１２の長さによって決定される。すなわち，本体幅部切断刃２１２を長く形成すればするほど，止着テープ１１０の本体部１１１がより幅広となる。
【００４６】
先端頂縁切断刃２１３は，カッターロール２０の周方向（図中上下方向）に延びて形成されており，対となる先端側縁切断刃２１１の中間部を繋ぐように配置される。特に，先端頂縁切断刃２１３は，先端側縁切断刃２１１の中心よりも，本体幅部切断刃２１２寄りの位置に形成される。すなわち，図４においては，各先端側縁切断刃２１１の中心が一点鎖線により結ばれている。そして，先端頂縁切断刃２１３は，各先端側縁切断刃２１１の中心を結ぶ線（一点鎖線）よりも，本体幅部切断刃２１２寄りの位置に配置されている。
【００４７】
また，図４及び図５に示されるように，対となる先端側縁切断刃２１１，本体幅部切断刃２１２，及び先端頂縁切断刃２１３によって周囲を囲われた空隙２１４が設けられている。従って，帯状のシートが切断刃部２１によって切断されると，空隙２１４の形状に応じて，切断対象のシートの一部がくり貫かれる。
【００４８】
以下，切断刃部２１の寸法の概要について説明する。以下の寸法は，基本的に，成人用使い捨ておむつに用いられる止着テープを切断成型する切断刃部２１の寸法を例に説明したものである。幼児用使い捨ておむつに用いられる止着テープを切断成型する際には，以下に示された寸法を，適宜変更することができる。
【００４９】
図４に示されるように，本体幅部切断刃２１２の頂部と先端頂縁切断刃２１３の頂部の間の距離（線分Ａ）は，例えば，０．１ｍｍ〜５０ｍｍ，又は５ｍｍ〜４０ｍｍであることが好ましく，１０ｍｍ〜３０ｍｍであることが特に好ましく，２０ｍｍであってもよい。また，ある本体幅部切断刃２１２の頂部から，反転した位置にある他の本体幅部切断刃２１２の頂部までの距離（線分Ｂ）は，５０ｍｍ〜１３０ｍｍ，又は７０ｍｍ〜１１０ｍｍであることが好ましく，８０ｍｍ〜１００ｍｍであることが特に好ましい。ここで，線分Ａは，線分Ｂの長さに対して，例えば，５％〜４０％，又は１０％〜３０％であることが好ましく，１５％〜２５％であることが特に好ましい。
【００５０】
また，カッターロール２０の回転軸方向における先端頂縁切断刃２１３と先端頂縁切断刃２１３の間の距離（線分Ｃ）は，２０ｍｍ〜６０ｍｍ，２５ｍｍ〜５５ｍｍ，３０ｍｍ〜５０ｍｍであることが特に好ましい。特に，図５（ｂ）に示されるように，回転軸方向における先端頂縁切断刃２１３同士の間の領域には，止着テープ１１０を形成するためフックシート１１６が位置することが好ましい。回転軸方向における先端頂縁切断刃２１３同士の間の領域にフックシート１１６を位置させて，超音波振動装置１０とカッターロール２０の間に導入することにより，高価なフックシート１１６を使用する面積を節約しつつ，止着テープ１１０の先端部１１２を長く確保して成型することができる。止着テープ１１０の先端部１１２を長く確保することにより，フロントパッチへの止め付け易さや，使い捨ておむつの装着感を向上させることができる。
【００５１】
また，図４に示されるように，本体幅部切断刃２１２の長さ（線分Ｄ）は，１０ｍｍ〜５０ｍｍ，又は２０ｍｍ〜４０ｍｍであることが好ましく，２５ｍｍ〜３５ｍｍであることが特に好ましい。また，切断成型される止着テープ１１０の本体部１１１の幅に対応した本体幅部切断刃２１２の中心から本体幅部切断刃２１２の中心までの周方向における距離（線分Ｅ）は，４０ｍｍ〜１２０ｍｍ，又は５０ｍｍ〜１１０ｍｍであることが好ましく，６０ｍｍ〜１００ｍｍであってもよく，７０ｍｍ〜９０ｍｍであることが特に好ましい。
【００５２】
次に，切断刃部２１において，本体幅部切断刃２１２の他に，先端頂縁切断刃２１３を別途設け，それらの間に空隙２１４を形成することの意義について説明する。
従来の切断刃部２１´の刃型の例が，図６に示されている。図６（ａ）に示された切断刃部２１´によって，図６（ｂ）に示された止着テープ１１０´が切断成型される。また，図６（ｃ）に示された切断刃部２１´によって，図６（ｄ）に示された止着テープ１１０´が切断成型される。
図６（ａ）や（ｃ）に示されるように，従来から，カッターロールの周方向に連続して形成されたＳ字型の切断刃部２１´が知られている。従来の切断刃部２１´は，図６（ａ）や（ｃ）に示されるように，本発明の好ましい形態における先端頂縁切断刃２１３に相当する刃を有していない。
このため，図６（ａ）に示された切断刃部２１´によってシートを切断成型すると，図６（ｂ）に示されるように，適切な位置にフックシート１１６´を位置させたまま，止着テープ１１０´の先端部１１２´を長く確保することができなかった。
一方，止着テープ１１０´の先端部１１２´を長く確保するために，図６（ｃ）に示されるように，切断刃部２１´のＳ字型を深く形成することもできる。しかし，切断刃部２１´のＳ字型を深く形成し，適切な位置にフックシート１１６´を位置させようとすると，図６（ｄ）に示されるように，フックシート１１６´の幅も拡大させる必要があり，高価な資材を余分に使用せざるを得なかった。
【００５３】
そこで，本発明の好ましい形態においては，切断刃部２１において，本体幅部切断刃２１２の他に，先端頂縁切断刃２１３を別途設け，それらの間に空隙２１４を形成する。そして，超音波振動装置１０とカッターロール２０の間にシートを導入するに際し，回転軸方向における先端頂縁切断刃２１３と先端頂縁切断刃２１３の間の領域にフックシート１１６を位置させることとしている。この構造を有する切断刃部２１は，図４や図５（ａ）に示されている。そして，図５（ａ）に示された切断刃部２１によって切断成型されたシートが図５（ｂ）に示されている。図５（ｂ）に示されるように，本発明の好ましい形態によれば，空隙２１４の分だけ，止着テープ１１０の先端部１１２を長く確保できる。さらに，回転軸方向における先端頂縁切断刃２１３と先端頂縁切断刃２１３の間の領域に，フックシート１１６を位置させることにより，適切な幅のフックシート１１６を，適切な位置に配置することができる。
【００５４】
さらに，本発明の好ましい形態のように，切断刃部の刃に分岐点（図４中点線の円によって示した箇所）が形成されると，その分岐点において，シートの不切れが発生する恐れがある。特に，カッターロールとアンビルロールによって押圧切断する従来の切断装置では，切断刃部として本発明の好ましい形態のような複雑な刃型を採用した場合，シートの不切れが顕著なものとなっていた。そこで，本発明では，切断刃部が，刃の分岐点があるような複雑な刃型を有する場合であっても，シートの不切れが発生することなく確実にシートを切断できるように摩擦熱を利用する。すなわち，本発明では，超音波振動装置１０によって摩擦熱を発生させ，超音波振動装置１０とカッターロール２０との間で，シートを溶断することとしている。
【００５５】
以上の通り，カッターロール２０の切断刃部２１において，本体幅部切断刃２１２の他に，先端頂縁切断刃２１３を別途設け，それらの間に空隙２１４を形成することは，使い捨ておむつの止着テープ１１０を切断成型する用途に適している。さらに，カッターロール２０の切断刃部２１に先端頂縁切断刃２１３を設けると，刃型が複雑になりシートの不切れが懸念されるが，この問題は，シートの切断機構として超音波振動装置１０カッターロール２０を採用することにより解決できる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は，シート材を切断成型するための切断装置及び切断方法に関する。このため，本発明は，シート材の加工成型が必要な製造業において好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 切断装置
１０ 超音波振動装置
１１ ホーン
１２ ブースタ
１３ コンバータ
２０ カッターロール
２１ 切断刃部
２１１ 先端側縁切断刃
２１２ 本体幅部切断刃
２１３ 先端頂縁切断刃
２１４ 空隙
３０ 巻出しロール
４０ ピンチロール
５０ 搬送ロール
６０ コンベヤ
７０ 裁断装置
１００ 使い捨ておむつ
１１０ 止着テープ
１１１ 本体部
１１１Ｗ 幅部
１１２ 先端部
１１５ 基材シート
１１６ フックシート
１１７ ループシート
１２０ フロントパッチ
Ｓ シート
Ｃ 切込線
【技術分野】
【０００１】
本発明は，切断装置及び切断方法に関するものである。具体的に説明すると，本発明は，シート状のワークを切断して所望の形に成型する用途に利用可能な切断装置及び切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から，不織布，紙，又はフィルムのようなシート状のワークを所定形状に切断加工する技術として，カッターロールとアンビルロールとを有する切断装置，及びそれを用いた切断方法が知られている（特許文献１，特許文献２）。従来の切断装置及び切断方法は，回転可能なカッターロールとアンビルロールの間にワークを導入し，カッターロールの外周面に設けられた切断刃部とアンビルロールの外周面との間を圧接状態で通過させて，ワークを切断するものである。従来の切断技術は，回転可能なカッターロールとアンビルロールの間に帯状のシートを導入することにより，流れ作業的に連続してシートを切断可能であるため，シート成型の高速化を図ることができるとされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０７０４７号公報
【特許文献２】特開２０１１−０４５９４２号公報
【特許文献３】特開２００８−１７８５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，カッターロールに形成された切断刃部の形状が複雑である場合，カッターロールとアンビルロールによってシートを押圧切断すると，切断刃における線圧が不均一となってシートに不切れが生じたり，複雑な形状に彫刻されたカッターロールの切断刃部の寿命が著しく低下するという恐れがあった。
【０００５】
また，例えば，従来から，カッターロールとアンビルロールを備える切断装置を用いて，テープ型使い捨ておむつに用いられる止着テープの切断成型が行われている。なお，止着テープとは，テープ型の使い捨ておむつの後身頃に取付けられており，着用者に装着されるに際し，使い捨ておむつの前身頃に止着され，使い捨ておむつを着用者の身体に保持するための部材である（特許文献３等参照）。止着テープは，一般的に，使い捨ておむつに取付けられる本体部と，この本体部から延出した先端部から構成され，本体部の幅は先端部の幅より幅広に形成されている（例えば，図６参照）。このような形状の止着テープを切断成型する場合には，カッターロールの切断刃部は，カッターロールの周方向（回転方向）に連続したＳ字型に形成される。そして，シート状のワークをカッターロールとアンビルロールの間を通過させることにより，反転された先端部が交互に連接し，先端部の幅に対応して本体部が先端部より幅広となるような止着テープを製造するための切込線を設けることができる（例えば，図６参照）。
【０００６】
上記した例のように，カッターロールに設けられた切断刃部の形状が，連続したＳ字型であったり，さらに複雑な形状である場合，カッターロールとアンビルロールを用いた従来の押圧切断方法では，切断刃部の線圧が不均一であることや，切断刃部が劣化することが原因となり，シートを正確に切断成型し続けることが困難であった。
【０００７】
また，カッターロールに設けられた切断刃部の形状が複雑化すると，刃の加工精度や，切断装置の操業時におけるクリアランス精度について，極めて高い精度が求められるようになる。従って，複雑な形状の切断刃部を有するカッターロールを採用すると，刃の加工費用や研磨費用が高額になると共に，操業時の調整作業に極めて時間がかかるという問題があった。
【０００８】
このため，現在では，カッターロールに設けられた切断刃部の形状が複雑な場合であっても，シートの不切れを防止し，切断刃部の劣化を抑制することのできる切断装置及び切断方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで，本発明の発明者らは，上記の従来発明の問題点を解決する手段について鋭意検討した結果，切断刃部が設けられたカッターロールと微細振動する超音波振動装置の間にシートを導入して圧接通過させ，超音波振動装置のこすり合わせによる摩擦熱を利用してシートを溶断することにより，シートの不切れを防止し，かつ切断刃部の劣化をも抑制することができるという知見を得た。そして，本発明者は，上記知見に基づけば，従来技術の課題を解決できることに想到し，本発明を完成させた。
具体的に本発明は，以下の構成を有する。
【００１０】
本発明の第１の側面は，シートを切断するための切断装置に関する。
本発明に係る切断装置は，少なくとも，超音波振動装置１０とカッターロール２０を備える。
超音波振動装置１０は，シートの一面側に配置され，微細振動することによりシートの一面に対して摩擦熱を発生させる。
カッターロール２０は，超音波振動装置１０に対面して，シートの他面側に回転自在に配置され，超音波振動装置１０と対面する表面に，超音波振動装置１０との間でシートを圧接する切断刃部２１を有する。
そして，切断装置は，シートを超音波振動装置１０と切断刃部２１の間を圧接状態で通過させることにより，摩擦熱によってシートを溶断することが可能である。
【００１１】
このように，本発明に係る切断装置は，切断刃部２１と超音波振動装置１０の間に介在するシートの接触面に摩擦熱を発生させて，シートを溶断する。すなわち，本発明に係る切断装置は，従来のようにカッターロールとアンビルロール間の押圧力でシートを切断するものではなく，摩擦熱を利用してシートを溶断するものである。このため，本発明によれば，切断刃部２１が複雑な形状であっても不切れを発生させることなく正確にシートを切断し続けることができる。また，本発明に係る切断装置は，従来のようにカッターロールの切断刃部をアンビルロール外表面に押し付けて切断するものではないため，カッターロール２０の切断刃部２１が磨耗しにくく，切断刃部２１の長寿命化を図ることができる。
【００１２】
本発明の第１の側面において，シートは複数のシートを重ね合わせたものであり，複数のシートには熱可塑性樹脂シートが含まれることが好ましい。
【００１３】
このように，本発明に係る切断装置で，熱可塑性樹脂シートが含まれる複数のシート重ね合せて切断することにより，超音波振動装置１０のこすり合わせによる摩擦熱で熱可塑性樹脂シートが溶融する。その後，溶融した熱可塑性樹脂シートが他のシートを接着して冷え固まるため，複数のシート同士を一体的に結合させることができる。要するに，本発明によれば，複数のシートの溶着と切断を同時に行うことができる。これにより，例えば，貼り合わされたシート同士が剥がれて分離してしまう事態を好適に解消できる。
【００１４】
本発明の第１の側面の好ましい実施形態は，帯状のシートを切断することにより，テープ型の使い捨ておむつ１００に用いられる止着テープ１１０を切断成型するための切断装置に関する。
止着テープ１１０は，テープ型の使い捨ておむつの後身頃に取付けられており，着用者に装着されるに際し，使い捨ておむつの前身頃に止着され，使い捨ておむつを着用者の身体に保持するための部材である。
止着テープ１１０は，使い捨ておむつに取付けられる本体部１１１と，本体部１１１から延出し本体部１１１より幅狭となった先端部１１２により構成されている。
本発明に係る切断装置では，帯状のシートを長手方向に略Ｓ字型に連続切断することにより，反転された先端部１１２が交互に連接し，先端部１１２の幅に対応して本体部１１１が先端部１１２より幅広となる止着テープ１１０を成型するための切込みを設けることができる（図５（ｂ），図６（ｂ），及び図６（ｄ）参照のこと）。
具体的に説明すると，本発明の好ましい実施形態は，超音波振動装置１０とカッターロール２０を備えている。
超音波振動装置１０は，シートの一面側に配置され，微細振動することによりシートの一面に対して，摩擦熱を発生させる。
カッターロール２０は，超音波振動装置１０に対面して，シートの他面側に回転自在に配置され，超音波振動装置１０と対面する表面に，超音波振動装置１０との間でシートを圧接する切断刃部２１を有する。
この切断刃部２１は，カッターロール２０の周方向に連続して形成されており，止着テープ１１０を切断成型する部位に応じて，先端側縁切断刃２１１と，本体幅部切断刃２１２と，先端頂縁切断刃２１３を有している。
すなわち，先端側縁切断刃２１１は，止着テープ１１０の先端部１１２の左右の側縁を切断成型する対となる刃である。
また，本体幅部切断刃２１２は，対となる先端側縁切断刃２１１の端部同士を繋ぎ，止着テープ１１０の本体部１１１の幅部１１１Ｗを切断成型する刃である。
さらに，先端頂縁切断刃２１３は，対となる先端側縁切断刃２１１の中間部を繋ぎ，止着テープ１１０の先端部１１２の頂縁を切断成型する刃である。
そして，本発明に係る切断装置は，シートを，超音波振動装置１０と切断刃部２１の間に圧接状態で通過させることにより，摩擦熱によってシートを溶断することが可能である。
【００１５】
本発明の第１の側面の好ましい実施形態は，使い捨ておむつに用いられる止着テープを切断成型するためのものであり，上記のように，カッターロール２０の切断刃部２１の刃型が複雑に構成されている。
つまり，切断刃部２１は，カッターロール２０の回転軸方向に延びる対となる先端側縁切断刃２１１を有する。先端側縁切断刃２１１の一方は，隣り合う先端側縁切断刃２１１と別の対をなし，他方の先端側縁切断刃２１１もまた，隣り合う先端側縁切断刃２１１とさらに別の対をなす。
また，切断刃部２１は，カッターロール２０の回転軸方向と直交する方向（周方向）に延び，対をなす先端側縁切断刃２１１の端部同士を繋ぐ本体幅部切断刃２１２を有する。このため，一の先端側縁切断刃２１１には，一方端においてある本体幅部切断刃２１２が連接しており，他方端において別の本体幅部切断刃２１２が連接している。
さらに，切断刃部２１は，カッターロール２０の周方向に延び，本体幅部切断刃２１２とは空隙を空けて，対をなす先端側縁切断刃２１１の中間部を繋ぐ先端頂縁切断刃２１３を有する。このように，先端頂縁切断刃２１３と本体幅部切断刃２１２は，略平行に形成されているものの，その間には所定距離の空隙が設けられている。
切断刃部２１は，上記のように，先端側縁切断刃２１１と，本体幅部切断刃２１２と，先端頂縁切断刃２１３を構成要素とし，これらの構成要素がカッターロール２０の周方向に略Ｓ字型に連続する構成を有している。
【００１６】
本発明に係る切断装置は，上記のようにカッターロール２０の切断刃部２１が複雑な形状を有する場合であっても，超音波振動装置１０とシートのこすり合わせによる摩擦力を利用して，シートの不切れを発生させずに切断することが可能である。特に，本発明の好ましい実施形態では，先端側縁切断刃２１１から先端頂縁切断刃２１３が分岐することとなるが，この分岐点では，２つの刃が重なり合うようになっており，従来の切断装置ではシートの不切れを発生させる可能性が極めて高いものであった。この点，本発明によれば，刃の分岐点においても，超音波振動装置１０とシートのこすり合わせによる摩擦力を利用して，不切れを発生させることなく確実にシートを切断することができる。
【００１７】
また，本発明の好ましい実施形態では，カッターロール２０の切断刃部２１において，本体幅部切断刃２１２と先端頂縁切断刃２１３の間に空隙が設けられた構成となっている。このため，本発明の好ましい実施形態により切断成型された止着テープ１１０は，先端部１１２の長さを比較的長く確保できる。しかも，先端部１１２を比較的長く形成した場合であっても，上下に反転された止着テープの先端部１１２が交互に重なりあう位置に，面ファスナーの凸部材等のシート（フックシート）を位置させることにより，高価な資材を使用する面積を増加させることなく，適切な面積に抑えることもできる。
【００１８】
本発明の第２の側面は，シートの切断方法に関する。
本発明に係る切断方法においては，シートの一面側に配置され微細振動することによりシートの一面に対して摩擦熱を発生させる超音波振動装置１０と，超音波振動装置１０に対面してシートの他面側に回転自在に配置され超音波振動装置１０と対面する表面に超音波振動装置１０との間でシートを圧接する切断刃部２１を有するカッターロール２０を利用する。
まず，切断対象のシートを，振動状態の超音波振動装置１０とカッターロール２０の間に導入する。
そして，切断対象のシートを，超音波振動装置１０と切断刃部２１の間を圧接状態で通過させる。
これにより本発明に係る切断方法は，超音波振動装置１０とシートのこすり合わせによる摩擦力を利用してシートを溶断する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば，切断刃部が設けられたカッターロールと微細振動する超音波振動装置の間にシートを導入し圧接通過させて，超音波振動装置とシートのこすり合わせによる摩擦熱を利用して，シートを溶断することができるため，シートの不切れを防止し，かつ切断刃部の劣化をも抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は，本発明に係る切断装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は，超音波振動装置とカッターロールの構成例を抽出して示した斜視図である。
【図３】図３（ａ）は，テープ型使い捨ておむつの構成例を示している。図３（ｂ）は，テープ型使い捨ておむつに用いられる止着テープの構成例を示している。
【図４】図４は，カッターロールの切断刃部の刃型の例を示している。
【図５】図５は，図４に示された刃型の切断刃部により切断成型された止着テープの例を示している。
【図６】図６は，従来の切断刃部の刃型の例，及び従来の切断刃部により切断成型された止着テープの例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下，図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本願明細書においては，主として，本発明を，使い捨ておむつに用いられる止着テープを切断成型する切断装置又は切断方法に適用した場合の例について説明する。ただし，本発明は，以下に説明する形態に限定されるものではなく，以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜修正したものも含む。
なお，本願明細書において，「Ａ〜Ｂ」との表記は，「Ａ以上Ｂ以下」であることを意味する。
【００２２】
図１は，本発明に係る切断装置の概要を示した断面図である。
図１に示されるように，切断装置１は，上流側に，複数の巻出しロール３０が配置されている。この巻出しロール３０は，切断の対象となるシートが巻きつけられており，巻きつけられたシートを下流側に送り出す。本実施形態において，切断対象のワークは，３枚のシートが重ね合わされた積層シートである。このため，巻出しロール３０は，シートの数に合わせて３台設けられている。また，巻出しロール３０の下流側には，上下一対のピンチロール４０が配置されている。このピンチロール４０は，複数の巻出しロール３０から送り出されたシートを挟み込んで重ね合わせ，さらに下流側へ搬送するように動作する。また，ピンチロール４０の下流側には，超音波振動発生装置１０とカッターロール２０が対面して配置されている。ピンチロール４０によって重ね合わされた積層シートは，超音波振動発生装置１０とカッターロール２０の間を圧接状態で通過し，切断される。超音波振動発生装置１０とカッターロール２０の間から排出されたシートは，上下一対の搬送ロール５０により下流側に搬送され，平坦面を有するコンベヤ６０上に載置される。コンベヤ６０は，シートをさらに下流に搬送する。コンベヤ６０の下流側には，裁断装置７０が配置されている。この裁断装置７０は，搬送されてきたワークを個別に裁断し，例えば止着テープのような製品とする。
【００２３】
ここで，上記巻出しロール３０，ピンチロール４０，搬送ロール５０，コンベヤ６０，及び裁断装置７０には，本願出願時における公知の構造を採用することができる。このため，以下では，主として，本発明に係る実施形態の要部である超音波振動装置１０及びカッターロール２０の構成について詳細に説明する。
【００２４】
図２は，切断装置１の構成のうち，超音波振動装置１０とカッターロール２０の構造を抽出して図示したものであり，シートＳが超音波振動装置１０とカッターロール２０の間を通過する状態が斜視的に示されている。
図２に示されるように，超音波振動装置１０とカッターロール２０の間にシートＳが送り込まれる。カッターロール２０は，周側面の表面に突起した切断刃部２１を有し，超音波振動装置１０とカッターロール２０の切断刃部２１の間においてシートＳを圧接しながら，回転する。シートＳは，超音波振動装置１０とカッターロール２０の下流側に位置する上下一対の搬送ロール５０の駆動により，順次下流方向へ引き出されながら搬送される。このようにして，超音波振動装置１０とカッターロール２０が，シートＳを各面から挟み込むことにより，超音波振動装置１０から発生される超音波振動エネルギーが，シートＳとカッターロール２０との接点に伝達される。超音波振動エネルギーが伝達されると，カッターロール２０とシートＳが接する点に，超音波振動による摩擦熱が大きく発生し，シートＳが高温となる。高温となった摩擦熱により，シートＳの表面及び内部が溶融し始め，最終的には，超音波振動装置１０とカッターロール２０に挟み込まれたシートＳが溶断され，切込線Ｃが形成される。
【００２５】
超音波振動装置１０は，微細な振動幅で振動することにより，超音波振動装置１０とカッターロール２０に挟み込まれたシートに対して摩擦熱を発生させることができる。超音波振動装置１０は，導入されるシートの面に対して垂直に微振動し，シートを連続的に叩打することにより摩擦熱を発生させるものであってもよい。また，超音波振動装置１０は，導入されるシートの面に対して平行に微振動し，シートの面を摺動することにより摩擦熱を発生させるものであってもよい。超音波振動装置１０は，例えば，１５ｋＨｚ〜４０ｋＨｚ，又は２０ｋＨｚ〜３０ｋＨｚの超音波を発生させる。このため，超音波振動装置１０は，シート面に対して垂直方向又は平行方向に，例えば，１０μｍ〜１００μｍの微細幅で振動する。
【００２６】
超音波振動装置１０は，図２に示されるように，摩擦対象のシートに接するホーン１１と，ホーン１１に接続されたブースタ１２と，ブースタ１２に接続されたコンバータ１３を備える。コンバータ１３は，高周波電気信号を機械振動に変換し，ブースタ１２に伝導する。ブースタ１２は，コンバータ１３が発生せた振動を増減し，ホーン１１を振動させる。ホーン１１は，コンバータ１３及びブースタ１２の超音波振動に共鳴して振動し，振動エネルギーを摩擦対象のシートに対して加える。また，ホーン１１は，摩擦エネルギーを集約して摩擦対象に付与するために，摩擦対象に接触する接触点又は接触線を頂点した円形，楕円形，又は球形であることが好ましい。また，ホーン１１は，超音波振動に共鳴するように，直方体や立法体などの単純な形状で形成されていることしてもよく，また摩擦対象を圧着する圧着面は平坦な面で形成されていることとしてもよい。また，ホーン１１は，シートの幅方向全体に対して摩擦エネルギーを付与できるよう，シートの幅に合せた寸法で形成されることが好ましい。
【００２７】
カッターロール２０は，シートを下流側に向かって搬送可能な方向に回転するドラム状の装置であって，超音波振動装置１０と協働してシートを挟み込み，超音波振動装置１０とのこすり合わせによる摩擦熱を利用してシートを溶断する。カッターロール２０の周側面の表面には，突出した切断刃部２１が形成されている。すなわち，正確に説明すると，超音波振動装置１０のホーン１１とカッターロール２０の切断刃部２１の間をシートが圧接状態で通過する。カッターロール２０は，超音波振動装置１０が発生させた摩擦熱によってもその形状が変形しない硬質な素材により形成されていることが好ましい。カッターロール２０の材質としては，熱膨張が小さく，硬くて粘りのある材質が好ましい。例えば，カッターロール２０は，ステンレス，銅，又はダイス鋼といった金属製とすることができる。また，カッターロール２０に形成された切断刃部２１は，カッターロール２０の周側面の表面に金属製の板材を巻きつけて凸形状が形成されることとしてもよい。また，切断刃部２１は，カッターロール２０の表面に彫刻を施して凸形状が形成されることとしてもよい。
【００２８】
図２に示される例において，カッターロール２０には，カッターロール２０の周方向に連続して形成されたＳ字型の切断刃部２１が形成されている。このため，超音波振動装置１０とカッターロール２０の間を通過したシートＳには，Ｓ字型の切込線Ｃが形成される。また，図２に示す例においては，シートの幅方向全体に渡る切込線が形成されていないため，カッターロール２０を通過した段階においては，個別の製品とはなっていない。このため，カッターロール２０の下流側に設けられた裁断装置７０により，切込線Ｃがシートの幅方向全体に渡るように補足的に裁断され，個別の製品となる。図２に示されるように，切断刃部２１は，カッターロール２０の周方向に連続して設けられるこことしてもよいし，カッターロール２０の回転軸方向に延びるように形成されることとしてもよい。切断刃部２１の形状は，切断成型される製品の形状に応じて設計すればよい。なお，カッターロール２０の周方向と回転軸方向は互いに直交する方向である。
【００２９】
カッターロール２０の周側面の表面から切断刃部２１の頂部までの高さは，例えば，０．０５ｍｍ〜１５ｍｍ，又は０．１ｍｍ〜１０ｍｍで形成することが好ましい。また，切断刃部２１の高さは，切断対象のシートの厚みに対して適宜変更可能であり，例えば，シートの厚みより０．０１ｍｍ以上高いものであることが好ましい。例えば，切断刃部２１は，０．０１ｍｍ〜２０ｍｍ，１ｍｍ〜１０ｍｍ，又は２ｍｍ〜５ｍｍ程度，シートの厚みより高くなっている。また，切断刃部２１の先端は，尖端形状となっており，超音波振動装置１０のホーン１１との間にシートを挟み込み，切断（溶断）できるようになっている。切断刃部２１の先端は，Ｒが０ｍｍの鋭端となっていてもよい。また，本発明では，超音波振動装置１０とのこすり合わせによる摩擦熱によりシートを溶断するものであるため，切断刃部２１の先端は必ずしも鋭端となっていなくても，シートを切断することができる。例えば，切断刃部２１の先端にＲ加工を施し，０．１〜０．５ｍｍ，０．２〜０．４ｍｍ，又は０．３ｍｍ程度のＲ形状とすることとしてもよい。切断刃部２１が０．５ｍｍ以下のＲ形状であれば，超音波振動装置１０の摩擦熱を利用して，シートを溶断することが可能である。特に，切断刃部２１の耐久性度を向上させるために，切断刃部２１の先端を鋭端とせず，Ｒ形状とすることが好ましい。
【００３０】
超音波振動装置１０とカッターロール２０を対向して設置するに際し，超音波振動装置１０のホーン１１とカッターロール２０の切断刃部２１の間には，シートを圧接可能な範囲で間隙を設けることとしてもよい。間隙の長さは，例えば，０ｍｍ〜１０ｍｍ，又は，０ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましく，０ｍｍ〜１ｍｍであることが特に好ましい。また，ホーン１１と切断刃部２１の間に微細な間隙を設けることにより，ホーン１１と切断刃部２１が直接接することがなくなるため，切断刃部２１が磨耗することを防止でき，切断刃部２１の長寿命化を図ることができる。
【００３１】
また，超音波振動装置１０のホーン１１とカッターロール２０の切断刃部２１の間の微細な間隙を維持するためのスペーサー（図示省略）を設けることとしてもよい。このスペーサーは，例えば，ホーン１１とカッターロール２０本体の間，又は超音波振動装置１０
本体とカッターロール２０本体の間に設けられる。スペーサーを設けることにより，超音波振動装置１０が振動した状態であっても，常に，超音波振動装置１０と切断刃部２１の微細間隙幅を一定に維持することが可能である。
【００３２】
一方，超音波振動装置１０とカッターロール２０は，ホーン１１と切断刃部２１が接するように配置することもできる。ホーン１１と切断刃部２１が接していれば，ホーン１１と切断刃部２１に導入されたシートを高速に切断することができる。
【００３３】
［本発明の実施形態］
以下，本発明の代表的な実施形態について説明する。本発明の代表的な実施形態は，テープ型の使い捨ておむつの止着テープを切断成型するに際し用いられる切断装置である。本実施形態は，上説した切断装置と基本的に同じ構成を有している。ただし，本実施形態は，カッターロール２０に設けられた切断刃部２１の形状に特徴があり，その点において上説した切断装置と異なる。
【００３４】
まず，本発明に係る切断装置を用いて切断成型される止着テープについて説明する。
図３（ａ）は，止着テープ１１０が取付けられたテープ型使い捨ておむつ１００を，使い捨ておむつの前身頃側から見た正面図である。テープ型の使い捨ておむつの後身頃には，左右の側縁から突出するように止着テープ１１０が取り付けられている。一方，前身頃２の外表面側には止着テープ１１０を止め付けるためのフロントパッチ１２０が設けられている。このため，テープ型の使い捨ておむつ１００は，後身頃を着用者の背部にあてがい，前身頃を着用者の腹部にあてがった状態で，後身頃に取り付けられている止着テープ１１０を，前身頃に設けられたフロントパッチ１２０に止め付けることにより，着用者に装着することが可能である。ただし，使い捨ておむつ１００，止着テープ１１０，及びフロントパッチ１２０の形態については，図３（ａ）において図示した形態に限定されるものではなく，本願出願時における公知の形態を採用することができる。例えば，図３（ａ）においては，止着テープ１１０が，左右二対取付けられているが，止着テープ１１０は，左右一対ずつ設けられたものであってもよいし，三対以上設けられていてもよい。
【００３５】
止着テープ１１０は，図３に示されるように，使い捨ておむつに取付けられる幅広の本体部１１１と，フロントパッチ１２０に止め付けられる幅狭の先端部１１２により構成されている。図３に示された例において，先端部１１２は，長方形状の本体部１１１の中央部分から延出している。また，先端部１１２が本体部１１１よりも幅狭であることにより，本体部１１１から先端部１１２が延出する部分がくびれて，幅部１１１ｗが形成される。本体部１１１は，幅部１１１ｗの分だけ先端部１１２よりも幅広となる。
【００３６】
図３（ｂ）は，止着テープ１１０を構成するシート層ごとに分離して描画した斜視図である。図３（ｂ）に示されるように，止着テープ１１０は，本体部１１１と先端部１１２が一体となった基材シート１１５と，基材シート１１５の他方面から先端部１１２に貼り合わされるフックシート１１６と，基材シート１１５の一方面の全体に貼り合わされるループシート１１７が積層して形成されている。基材シート１１５は，止着テープ１１０を形作り，止着テープ１１０の基盤となる。フックシート１１６は，面ファスナーの凸部材（雄部材）であり，使い捨ておむつの前身頃に設けられたフロントパッチ１２０の凹部材（雌部材）と機械的に係合する。また，ループシート１１７も，面ファスナーの凹部材（雌部材）となっており，フックシート１１６と機械的に係合可能になっている。すなわち，ある止着テープ１１０のフックシート１１６は，他の止着テープ１１０のループシート１１７と係合する。このため，止着テープ１１０と互いに重ね合わせて，使い捨ておむつの前身頃に止め付けることができるようになっている。
なお，止着テープ１１０は，基本的に，基材シート１１５とフックシート１１６を積層させて形成したものであればよく，ループシート１１７は任意の構成である。
【００３７】
基材シート１１５は，例えば，不織布からなり，具体的には，スパンボンド，ＳＭＳ（スパンボンド／メルトブロー／スパンボンド），ＳＭＭＳ（スパンボンド／メルトブロー／メルトブロー／スパンボンド），カードエンボス，レジンボンド等の各種公知の不織布を採用することができる。不織布の構成材料としては，ポリオレフィン（ポリエチレン，ポリプロピレン等），ポリエステル，脂肪族ポリアミド，その他の熱可塑性樹脂からなる合成繊維を挙げることができる。この場合，合成繊維は単繊維であってもよいし，芯鞘構造等を有する複合繊維であってもよい。
【００３８】
フックシート１１６は，例えば合成樹脂からなるフィルムと，このフィルムの一方の面に形成された多数の突起を備えるシート状の部材である。多数の突起としては，例えば，鉤状，きのこ状，又は錨状等の突起を挙げることができる。その他，フックシートとしては，面状ファスナーに用いられる公知の凸部材を採用することができる。フックシート１１６を構成するフィルムと突起の素材としては，例えば，ポリオレフィン（ポリエチレン，ポリプロピレン等），ポリエステル，脂肪族ポリアミド，その他の熱可塑性樹脂からなる合成繊維を用いることができる。特に，ポリエチレンやポリプロピレンを好適に用いることができる。なお，フィルムと突起の素材は，同じであっても，異なっていてもよい。フックシート１１６を基材シート１１５に接着させる方法としては，例えば，ホットメルト接着剤を用いることが好ましい。
【００３９】
ループシート１１７は，フィルムとループ材を有する。フィルムの一方面は基材シート１１５に貼り合わされ，フィルムの他方面にはループ材が配置される。フィルムは合成樹脂により形成することができ，ループ材としてはループ状の繊維を用いればよい。具体的に説明すると，フィルムとしては，例えば，ポリオレフィン（ポリエチレン，ポリプロピレン等），ポリエステル，脂肪族ポリアミド，又はその他の熱可塑性樹脂製フィルムを用いることができる。ループシート１１７を基材シート１１５に接着させる方法は，例えば，ホットメルト接着剤を用いることが好ましい。
【００４０】
上述した止着テープ１１０は，帯状の基材シート１１５，フックシート１１６，及びループシート１１７の帯状の各種シートを重ね合わせて，所望の形状に切断成型することにより製造される。各種シートの積層シートは，例えば図１や図２に示された超音波振動装置１０とカッターロール２０を具備する切断装置１により切断成型される。以下，使い捨ておむつ１００に用いられる止着テープ１１０を切断成型するに際して，好適に用いられるカッターロール２０の切断刃部２１の形状について説明する。
【００４１】
図４は，カッターロール２０の切断刃部２１の形状を抽出して描画した概略図であり，カッターロール２０の周側面の展開図に相当する。つまり，図４における上下方向が，カッターロール２０の周方向に相当し，図４における左右方向が，カッターロール２０の回転軸方向に相当する。図４には，図の上下方向に連続して形成された略Ｓ字型の切断刃部２１が形成されているため，これをカッターロール２０に当てはめると，カッターロール２０の周方向に連続して略Ｓ字型の切断刃部２１が形成される。図５では，図４に示された切断刃部２１の形状と対比して，帯状のシートに形成される切込線の形状を示している。図５（ａ）には，切断刃部２１の形状が示されており，図５（ｂ）に帯状シートの切込線が実線で表されている。図５（ｂ）のうち，実線と破線で囲まれたものが個々の止着テープ１１０となる。
【００４２】
図４及び図５に図示されるように，切断刃部２１は，カッターロール２０の周方向に略Ｓ字型に連続して形成されている。図５に示されるように，この切断刃部２１により帯状のシートを切断することにより，幅広の本体部１１１から幅狭の先端部１１２が延出した止着テープ１１０が交互に上下反転して連接されたシートが形成される。なお，図５（ｂ）に示された点線部分は，切断刃部２１によっては切断できない部分であるため，カッターロール２０によって切断された後，カッターロール２０の下流側に配置された裁断装置７０により裁断される。これにより，個別の止着テープ１１０が仕上がる。
【００４３】
切断刃部２１の刃形状について，切断成型する止着テープ１１０の部位に対応して説明する。
切断刃部２１は，止着テープ１１０の先端部１１２の左右の側縁を切断成型する対となる先端側縁切断刃２１１を有する。また，切断刃部２１は，止着テープ１１０の本体部１１１のうち，先端部１１２により幅広となっている幅部１１１Ｗを切断成型する本体幅部切断刃２１２を有する。また，切断刃部２１は，止着テープの先端部１１２の頂縁を切断成型する先端頂縁切断刃２１３を有する。
そして，本発明の好ましい形態において，切断刃部２１は，上記した対となる先端側縁切断刃２１１，本体幅部切断刃２１２，及び先端頂縁切断刃２１３が連続的に形成されて成る。
【００４４】
先端側縁切断刃２１１は，カッターロール２０の回転軸方向（図中左右方向）に延びて形成されており，止着テープ１１０の先端部１１２の左右側縁を切断成型できるよう２本で一対となっている。先端側縁切断刃２１１は，止着テープ１１０の先端部１１２の側縁の形状に合わせて形成される。例えば，止着テープ１１０の先端部１１２が頂部に向かって先細となるように形成されていれば，対となる先端側縁切断刃２１１も，先端部１１２の形状に合せてハの字型に配置される。一の先端側縁切断刃２１１は，隣接する両隣の先端側縁切断刃２１１とそれぞれ対をなしている。すなわち，一の先端側縁切断刃２１１は，ある止着テープ１１０の先端部１１２の一側縁を切断成型するとともに，ある止着テープ１１０と反転した位置に形成される他の止着テープ１１０の先端部１１２の一側縁も切断成型する。
【００４５】
本体幅部切断刃２１２は，カッターロール２０の周方向（図中上下方向）に延びて形成されており，対となる先端側縁切断刃２１１の一端部を繋ぐように配置される。一の先端側縁切断刃２１１を見てみると，その両端部に，本体幅部切断刃２１２が位置しており，先端側縁切断刃２１１と本体幅部切断刃２１２により，切断刃部２１がＳ字型となっている。図５（ａ）及び（ｂ）からも明らかなように，一の本体幅部切断刃２１２は，隣接する２つの止着テープ１１０の本体部１１１の幅部１１１Ｗを切断成型することとなる。
止着テープ１１０の本体部１１１が先端部１１２より幅広となる長さは，本体幅部切断刃２１２の長さによって決定される。すなわち，本体幅部切断刃２１２を長く形成すればするほど，止着テープ１１０の本体部１１１がより幅広となる。
【００４６】
先端頂縁切断刃２１３は，カッターロール２０の周方向（図中上下方向）に延びて形成されており，対となる先端側縁切断刃２１１の中間部を繋ぐように配置される。特に，先端頂縁切断刃２１３は，先端側縁切断刃２１１の中心よりも，本体幅部切断刃２１２寄りの位置に形成される。すなわち，図４においては，各先端側縁切断刃２１１の中心が一点鎖線により結ばれている。そして，先端頂縁切断刃２１３は，各先端側縁切断刃２１１の中心を結ぶ線（一点鎖線）よりも，本体幅部切断刃２１２寄りの位置に配置されている。
【００４７】
また，図４及び図５に示されるように，対となる先端側縁切断刃２１１，本体幅部切断刃２１２，及び先端頂縁切断刃２１３によって周囲を囲われた空隙２１４が設けられている。従って，帯状のシートが切断刃部２１によって切断されると，空隙２１４の形状に応じて，切断対象のシートの一部がくり貫かれる。
【００４８】
以下，切断刃部２１の寸法の概要について説明する。以下の寸法は，基本的に，成人用使い捨ておむつに用いられる止着テープを切断成型する切断刃部２１の寸法を例に説明したものである。幼児用使い捨ておむつに用いられる止着テープを切断成型する際には，以下に示された寸法を，適宜変更することができる。
【００４９】
図４に示されるように，本体幅部切断刃２１２の頂部と先端頂縁切断刃２１３の頂部の間の距離（線分Ａ）は，例えば，０．１ｍｍ〜５０ｍｍ，又は５ｍｍ〜４０ｍｍであることが好ましく，１０ｍｍ〜３０ｍｍであることが特に好ましく，２０ｍｍであってもよい。また，ある本体幅部切断刃２１２の頂部から，反転した位置にある他の本体幅部切断刃２１２の頂部までの距離（線分Ｂ）は，５０ｍｍ〜１３０ｍｍ，又は７０ｍｍ〜１１０ｍｍであることが好ましく，８０ｍｍ〜１００ｍｍであることが特に好ましい。ここで，線分Ａは，線分Ｂの長さに対して，例えば，５％〜４０％，又は１０％〜３０％であることが好ましく，１５％〜２５％であることが特に好ましい。
【００５０】
また，カッターロール２０の回転軸方向における先端頂縁切断刃２１３と先端頂縁切断刃２１３の間の距離（線分Ｃ）は，２０ｍｍ〜６０ｍｍ，２５ｍｍ〜５５ｍｍ，３０ｍｍ〜５０ｍｍであることが特に好ましい。特に，図５（ｂ）に示されるように，回転軸方向における先端頂縁切断刃２１３同士の間の領域には，止着テープ１１０を形成するためフックシート１１６が位置することが好ましい。回転軸方向における先端頂縁切断刃２１３同士の間の領域にフックシート１１６を位置させて，超音波振動装置１０とカッターロール２０の間に導入することにより，高価なフックシート１１６を使用する面積を節約しつつ，止着テープ１１０の先端部１１２を長く確保して成型することができる。止着テープ１１０の先端部１１２を長く確保することにより，フロントパッチへの止め付け易さや，使い捨ておむつの装着感を向上させることができる。
【００５１】
また，図４に示されるように，本体幅部切断刃２１２の長さ（線分Ｄ）は，１０ｍｍ〜５０ｍｍ，又は２０ｍｍ〜４０ｍｍであることが好ましく，２５ｍｍ〜３５ｍｍであることが特に好ましい。また，切断成型される止着テープ１１０の本体部１１１の幅に対応した本体幅部切断刃２１２の中心から本体幅部切断刃２１２の中心までの周方向における距離（線分Ｅ）は，４０ｍｍ〜１２０ｍｍ，又は５０ｍｍ〜１１０ｍｍであることが好ましく，６０ｍｍ〜１００ｍｍであってもよく，７０ｍｍ〜９０ｍｍであることが特に好ましい。
【００５２】
次に，切断刃部２１において，本体幅部切断刃２１２の他に，先端頂縁切断刃２１３を別途設け，それらの間に空隙２１４を形成することの意義について説明する。
従来の切断刃部２１´の刃型の例が，図６に示されている。図６（ａ）に示された切断刃部２１´によって，図６（ｂ）に示された止着テープ１１０´が切断成型される。また，図６（ｃ）に示された切断刃部２１´によって，図６（ｄ）に示された止着テープ１１０´が切断成型される。
図６（ａ）や（ｃ）に示されるように，従来から，カッターロールの周方向に連続して形成されたＳ字型の切断刃部２１´が知られている。従来の切断刃部２１´は，図６（ａ）や（ｃ）に示されるように，本発明の好ましい形態における先端頂縁切断刃２１３に相当する刃を有していない。
このため，図６（ａ）に示された切断刃部２１´によってシートを切断成型すると，図６（ｂ）に示されるように，適切な位置にフックシート１１６´を位置させたまま，止着テープ１１０´の先端部１１２´を長く確保することができなかった。
一方，止着テープ１１０´の先端部１１２´を長く確保するために，図６（ｃ）に示されるように，切断刃部２１´のＳ字型を深く形成することもできる。しかし，切断刃部２１´のＳ字型を深く形成し，適切な位置にフックシート１１６´を位置させようとすると，図６（ｄ）に示されるように，フックシート１１６´の幅も拡大させる必要があり，高価な資材を余分に使用せざるを得なかった。
【００５３】
そこで，本発明の好ましい形態においては，切断刃部２１において，本体幅部切断刃２１２の他に，先端頂縁切断刃２１３を別途設け，それらの間に空隙２１４を形成する。そして，超音波振動装置１０とカッターロール２０の間にシートを導入するに際し，回転軸方向における先端頂縁切断刃２１３と先端頂縁切断刃２１３の間の領域にフックシート１１６を位置させることとしている。この構造を有する切断刃部２１は，図４や図５（ａ）に示されている。そして，図５（ａ）に示された切断刃部２１によって切断成型されたシートが図５（ｂ）に示されている。図５（ｂ）に示されるように，本発明の好ましい形態によれば，空隙２１４の分だけ，止着テープ１１０の先端部１１２を長く確保できる。さらに，回転軸方向における先端頂縁切断刃２１３と先端頂縁切断刃２１３の間の領域に，フックシート１１６を位置させることにより，適切な幅のフックシート１１６を，適切な位置に配置することができる。
【００５４】
さらに，本発明の好ましい形態のように，切断刃部の刃に分岐点（図４中点線の円によって示した箇所）が形成されると，その分岐点において，シートの不切れが発生する恐れがある。特に，カッターロールとアンビルロールによって押圧切断する従来の切断装置では，切断刃部として本発明の好ましい形態のような複雑な刃型を採用した場合，シートの不切れが顕著なものとなっていた。そこで，本発明では，切断刃部が，刃の分岐点があるような複雑な刃型を有する場合であっても，シートの不切れが発生することなく確実にシートを切断できるように摩擦熱を利用する。すなわち，本発明では，超音波振動装置１０によって摩擦熱を発生させ，超音波振動装置１０とカッターロール２０との間で，シートを溶断することとしている。
【００５５】
以上の通り，カッターロール２０の切断刃部２１において，本体幅部切断刃２１２の他に，先端頂縁切断刃２１３を別途設け，それらの間に空隙２１４を形成することは，使い捨ておむつの止着テープ１１０を切断成型する用途に適している。さらに，カッターロール２０の切断刃部２１に先端頂縁切断刃２１３を設けると，刃型が複雑になりシートの不切れが懸念されるが，この問題は，シートの切断機構として超音波振動装置１０カッターロール２０を採用することにより解決できる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は，シート材を切断成型するための切断装置及び切断方法に関する。このため，本発明は，シート材の加工成型が必要な製造業において好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 切断装置
１０ 超音波振動装置
１１ ホーン
１２ ブースタ
１３ コンバータ
２０ カッターロール
２１ 切断刃部
２１１ 先端側縁切断刃
２１２ 本体幅部切断刃
２１３ 先端頂縁切断刃
２１４ 空隙
３０ 巻出しロール
４０ ピンチロール
５０ 搬送ロール
６０ コンベヤ
７０ 裁断装置
１００ 使い捨ておむつ
１１０ 止着テープ
１１１ 本体部
１１１Ｗ 幅部
１１２ 先端部
１１５ 基材シート
１１６ フックシート
１１７ ループシート
１２０ フロントパッチ
Ｓ シート
Ｃ 切込線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを切断するための切断装置であって，
超音波振動装置（１０）とカッターロール（２０）を備え，
前記超音波振動装置（１０）は，前記シートの一面側に配置され，微細振動することにより，前記シートの一面に対して摩擦熱を発生させ，
前記カッターロール（２０）は，前記超音波振動装置（１０）に対面して前記シートの他面側に回転自在に配置され，前記超音波振動装置（１０）と対面する表面に，前記超音波振動装置（１０）との間で前記シートを圧接する切断刃部（２１）を有し，
前記シートを，前記超音波振動装置（１０）と前記切断刃部（２１）の間を圧接状態で通過させることにより，前記摩擦熱によって前記シートを溶断する
切断装置。
【請求項２】
前記シートは，複数のシートを重ね合わせたものであり，
前記複数のシートには，熱可塑性樹脂シートが含まれる
請求項１に記載の切断装置。
【請求項３】
前記切断装置は，帯状のシートを切断し，テープ型の使い捨ておむつ（１００）の止着テープ（１１０）を切断成型するものであり，
前記止着テープ（１１０）は，前記使い捨ておむつに取付けられる本体部（１１１）と，前記本体部から延出し前記本体部（１１１）より幅狭となった先端部（１１２）により構成されており，
前記切断装置が前記帯状のシートを長手方向にＳ字型に連続切断することにより，反転された前記先端部（１１２）が交互に連接し，前記先端部（１１２）の幅に対応して前記本体部（１１１）が前記先端部（１１２）より幅広となる止着テープ（１１０）が切断成型されるものであって，
前記カッターロール（２０）の切断刃部（２１）は，
前記カッターロール（２０）の周方向に連続して形成されており，
前記止着テープ（１１０）の先端部（１１２）の左右の側縁を切断成型する対となる先端側縁切断刃（２１１）と，
前記対となる先端側縁切断刃（２１１）の端部を繋ぎ，前記止着テープ（１１０）の本体部（１１１）の幅部（１１１Ｗ）を切断成型する本体幅部切断刃（２１２）と，
前記対となる先端側縁切断刃（２１１）の中間部を繋ぎ，前記止着テープ（１１０）の先端部（１１２）の頂縁を切断成型する先端頂縁切断刃（２１３）を有する
請求項１又は請求項２に記載の切断装置。
【請求項４】
シートの切断方法であって，
前記シートの一面側に配置され，前記シートの一面に沿って微細振動することにより，摩擦熱を発生させる超音波振動装置（１０）と，
前記超音波振動装置（１０）に対面して前記シートの他面側に回転自在に配置され，前記超音波振動装置（１０）と対面する表面に，前記超音波振動装置（１０）との間で前記シートを圧接する切断刃部（２１）を有するカッターロール（２０）との間に，
前記シートを導入し，
前記シートを，振動状態の前記超音波振動装置（１０）と前記切断刃部（２１）の間を圧接状態で通過させることにより，前記摩擦熱によって前記シートを溶断する
切断方法。
【請求項１】
シートを切断するための切断装置であって，
超音波振動装置（１０）とカッターロール（２０）を備え，
前記超音波振動装置（１０）は，前記シートの一面側に配置され，微細振動することにより，前記シートの一面に対して摩擦熱を発生させ，
前記カッターロール（２０）は，前記超音波振動装置（１０）に対面して前記シートの他面側に回転自在に配置され，前記超音波振動装置（１０）と対面する表面に，前記超音波振動装置（１０）との間で前記シートを圧接する切断刃部（２１）を有し，
前記シートを，前記超音波振動装置（１０）と前記切断刃部（２１）の間を圧接状態で通過させることにより，前記摩擦熱によって前記シートを溶断する
切断装置。
【請求項２】
前記シートは，複数のシートを重ね合わせたものであり，
前記複数のシートには，熱可塑性樹脂シートが含まれる
請求項１に記載の切断装置。
【請求項３】
前記切断装置は，帯状のシートを切断し，テープ型の使い捨ておむつ（１００）の止着テープ（１１０）を切断成型するものであり，
前記止着テープ（１１０）は，前記使い捨ておむつに取付けられる本体部（１１１）と，前記本体部から延出し前記本体部（１１１）より幅狭となった先端部（１１２）により構成されており，
前記切断装置が前記帯状のシートを長手方向にＳ字型に連続切断することにより，反転された前記先端部（１１２）が交互に連接し，前記先端部（１１２）の幅に対応して前記本体部（１１１）が前記先端部（１１２）より幅広となる止着テープ（１１０）が切断成型されるものであって，
前記カッターロール（２０）の切断刃部（２１）は，
前記カッターロール（２０）の周方向に連続して形成されており，
前記止着テープ（１１０）の先端部（１１２）の左右の側縁を切断成型する対となる先端側縁切断刃（２１１）と，
前記対となる先端側縁切断刃（２１１）の端部を繋ぎ，前記止着テープ（１１０）の本体部（１１１）の幅部（１１１Ｗ）を切断成型する本体幅部切断刃（２１２）と，
前記対となる先端側縁切断刃（２１１）の中間部を繋ぎ，前記止着テープ（１１０）の先端部（１１２）の頂縁を切断成型する先端頂縁切断刃（２１３）を有する
請求項１又は請求項２に記載の切断装置。
【請求項４】
シートの切断方法であって，
前記シートの一面側に配置され，前記シートの一面に沿って微細振動することにより，摩擦熱を発生させる超音波振動装置（１０）と，
前記超音波振動装置（１０）に対面して前記シートの他面側に回転自在に配置され，前記超音波振動装置（１０）と対面する表面に，前記超音波振動装置（１０）との間で前記シートを圧接する切断刃部（２１）を有するカッターロール（２０）との間に，
前記シートを導入し，
前記シートを，振動状態の前記超音波振動装置（１０）と前記切断刃部（２１）の間を圧接状態で通過させることにより，前記摩擦熱によって前記シートを溶断する
切断方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−４９１１８（Ｐ２０１３−４９１１８Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８８９５４（Ｐ２０１１−１８８９５４）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（３１２０１３３１０）王子ネピア株式会社 (21)
【出願人】（０００１２２２９８）王子ホールディングス株式会社 (2,055)
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（３１２０１３３１０）王子ネピア株式会社 (21)
【出願人】（０００１２２２９８）王子ホールディングス株式会社 (2,055)
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