JP6921065B2 - 使い捨て製品のアセンブリシステムおよび方法 - Google Patents

Description

本出願は、同時係属中の米国仮特許出願第６２／２４０，６２２号（２０１５年１０月１３日出願）の利益を主張する。

本明細書で開示される発明は、材料の装填、スプライシング、再装填を含む、製造の特定の態様を自動的にスケジューリングしながら、非常に高速でおむつのような使い捨て製品を形成するための装置および方法に関する。提供される説明は、おむつの製造に関するものであるが、装置および方法は、他の用途に容易に適応可能である。

特に、本発明は、材料巻き出しシステムに関する。材料切れになるロールを材料の待機ロールに自動的にスプライスするタレット巻き出しシステムが開示されており、このタレット巻き出しシステムは、材料切れになるロールによって運ばれる材料の端部を回収するための回収システムを備え、材料切れになるロールコアを材料切れになる材料から自動的に分離する。それぞれが単一の材料である２つの廃棄流が生成され、これにより、材料切れになるロールコアおよび材料切れになる材料のリサイクルおよび下流処理がより簡単かつより効率的になる。

一般に、おむつは、吸収性インサートまたはパッチと、おむつが着用されたときに着用者の身体に近接してインサートを支持するシャーシとを備える。さらに、おむつは、テープタブパッチ、再使用可能なファスナなどの他の様々なパッチを含んでもよい。代表的なインサートを形成するのに使用される原材料は、典型的にはセルロースパルプ、ティシュペーパー、ポリ、不織ウェブ、捕捉体、および弾性体であるが、場合によっては特定用途向け材料が利用される。通常、インサート原材料の大部分はロール形態で提供され、巻き出され、連続的に供給される様式で適用される。

おむつの作製においては、複数のロール供給ウェブプロセスが典型的に利用される。吸収性インサートを作製するために、セルロースパルプは、提供された原材料ロールから巻き出され、パルプミルによってデボンドされる。別個のパルプコアは、真空成形アセンブリを使用して作製され、連続ティシュウェブ上に配置される。所望に応じて、高吸収性粉末をパルプコアに添加することができる。ティシュウェブは、パルプコアの周りにラップされる。ラップされたコアは、コアを少なくとも部分的に圧縮するカレンダユニットを通過することによって減量され、それによって密度および構造的完全性が向上する。減量後、ティシュでラップされたコアは、分離ユニットまたはナイフユニットを通過し、そこで個々のラップされたコアが切断される。切断されたコアは、適切なピッチまたは間隔で境界圧縮ユニットに搬送される。

インサートコアが形成されている間に、他のインサート部品が境界圧縮ユニットに供給されるように準備されている。例えば、ポリシートは切断されたコアを受けるように準備される。セルロースパルプと同様に、ポリシート材料は、通常、ロール形態で提供される。ポリシートは、スプライサおよびアキュムレータを介して供給され、所定のパターンで接着剤が塗布された後、境界圧縮ユニットに提供される。インサートの底部を形成することができるポリシートに加えて、二重のトップシートがコア形成部に平行に形成されてもよい。代表的なプライは、両方ともスプライサおよびアキュムレータを介して材料の親ロールから供給される捕捉層ウェブ材料および不織ウェブ材料である。プライは接着剤が塗布され、一緒に接着され、サイズに切断され、境界圧縮ユニットに供給される。したがって、境界圧縮ユニットでは、アセンブリのために、ポリボトムシート、コア、および二重のトップシートの３つの構成要素が設けられる。

代表的な境界圧縮ユニットは、プロファイルされたダイローラと滑らかなプラテンローラとを含む。３つのインサート部品のすべてが境界圧縮ユニットに供給されると、ローラのニップはインサートの境界を適切に圧縮する。したがって、境界圧縮ユニットの出力部には、相互接続された一連のおむつインサートが設けられている。おむつインサートは、次に、本発明の譲受人が所有し、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第６１／４２６，８９１号に開示されているように、インサートナイフアセンブリによって分離され、適切に向けられる。この時点で、完成したインサートは、おむつシャーシ上に配置する準備が整う。

代表的なおむつシャーシは、不織ウェブ材料および支持構造を含む。おむつ支持構造は、一般に弾性であり、脚弾性体、腰部弾性体、および腹部弾性体を含むことができる。支持構造は、通常、材料ロールからスプライスおよびアキュムレータを介して供給される不織ウェブ材料の層の間に挟まれている。また、シャーシには、吸収性インサートの他に、いくつかのパッチが設けられてもよい。代表的なパッチには、粘着テープタブおよび再密閉可能なクロージャが含まれる。

このプロセスは、内側ライナウェブを形成する不織ウェブと、完成したおむつ内に外向きに面する層を形成する外側ウェブとである、２つの主要なキャリアウェブを利用する。代表的なシャーシプロセスでは、３本の線に沿って回転ナイフによってスリッタステーションで不織ウェブをスリットし、それにより４つのウェブを形成する。線のうちの１本はウェブの略中心線上にあり、その他の２本の線は中心線に平行に、かつ中心線から短い間隔を置いて配置される。このようなスリッティングの効果は２つあり、第１に、不織ウェブを２つの内側おむつライナに分離する。１つのライナは、おむつの前部の内側になり、第２のライナは、その衣服の後部の内側になる。第２に、２つの別個の比較的狭いストリップが形成され、これらのストリップは、その後、脚周り開口部の弾性体の部分を覆い包むために使用され得る。ストリップは、角度をなして配置されたスプレッダロールによって物理的に分離され、形成されたライナの内側縁部の下流側の目標位置と横方向に整列され得る。これはまた、プロセス開始時にターンバーで行われる。

不織ウェブがスリットされた後、脚周り開口部の弾性体を受けるために接着剤が所定のパターンでライナに塗布される。脚周り開口部の弾性体は、ライナに付着され、その後、不織ウェブから予め分離された狭いストリップで覆われる。接着剤が外側ウェブに塗布され、次いで、外側ウェブが弾性体を有する組み立てられた内側ウェブと組み合わされて、それによっておむつシャーシが形成される。次に、内側ウェブと外側ウェブとの間に弾性部材を挟んだ後、シャーシに接着剤を塗布する。これでシャーシはインサートを受け取る準備が整う。

おむつでは、おむつ内にしっかりと滲出物を収容するために、カフ内の脚部領域の周りに弾性体を含むことが好ましい。典型的には、弾性糸が不織布層によって保持され、不織布層はそれ自体の上に折り畳まれ、不織材料の重なり部分内に弾性体を含む。不織布は、典型的にはポケット内の弾性体を捕捉するプラウシステムの使用によって折り畳まれ、その後、ポケットは弾性体が確実にカフ内に残るようにシールされる。

ほとんどの製品は、何らかの縦折りを必要とする。カフを作るために縦折りを弾性ストランドと組み合わせることができる。堅い端を覆うために縦折りを使用して、製品の感触を柔らかくすることができる。最終製品をより小さな形に変換するために縦折りを使用して、パッケージ化を改善することもできる。

最終的なおむつ製品を組み立てるには、インサートをシャーシと組み合わせる必要がある。シャーシ上へのインサートの配置は、配置ドラムまたはパッチアプリケータで行われる。インサートは、所望のピッチまたは間隔で配置ドラム上のシャーシに提供される。次に、一般的に平坦なシャーシ／インサートの組合せを折り畳んで、内側ウェブが互いに向き合うようにし、その組合せをトリミングする。シーラは、個々のおむつが折り畳まれてシールされたウェブから切断される前に、適切な位置でウェブを接着する。

ロール供給ウェブプロセスは、通常、スプライサおよびアキュムレータを使用して、ウェブ処理操作中に連続ウェブを提供するのを支援する。第１のウェブは供給ホイール（材料切れになるロール）から製造プロセスに供給される。材料切れになるロールからの材料が使い尽くされると、スタンバイロールから材料切れになるロール上の第１のウェブに第２のウェブの前縁をスプライスして、ウェブ消費デバイスまたはウェブ利用デバイスに対するウェブ供給を中断させないようにする必要がある。

スプライシングシステムでは、アキュムレータが第１のウェブの実質的な長さを集めるウェブ集積ダンサシステムを採用することができる。アキュムレータを使用することにより、プロセスに供給される材料は継続することができるが、さらに、新しい供給ロールの前縁にスプライスされることができるように、材料の後端を短い時間間隔で停止または減速させることができる。材料切れになるロールの先頭部分はウェブ利用デバイスに連続的に供給されたままである。アキュムレータは、材料切れになるロールが停止している間にウェブ利用プロセスに供給を継続し、スタンバイロールの新しいウェブを材料切れになるロールの終わりにスプライスすることができる。

このようにして、デバイスはアキュムレータから一定のウェブ供給を払い出し、アキュムレータ内の停止したウェブ材料をスタンバイロールにスプライスすることができる。ウェブアキュムレータの例には、本出願の譲受人が所有する米国特許出願第１１／１１０，６１６号に開示されているものが含まれ、参照により本明細書に組み込まれる。

多くの製造作業と同様に、スプライスされた原材料を有する製品を消費者に販売することができないため、廃棄物の最小化はウェブ処理適用の目標である。実際に、ウェブ処理機械が稼働する速度のため、最小限の廃棄物でさえスケールの非効率性を引き起こす可能性がある。現在のシステムでは、廃棄材料はリサイクルされている。しかし、不良品からリサイクル可能な材料を回収する行為が集約的である。すなわち、リサイクル可能な材料は、プロセスの終わりまたは終わり近くにリジェクト製品が識別された後にのみ回収される。その結果、リサイクル可能な材料が混ざり合い、回収には廃棄部品を分離する余分な工程が必要となる。したがって、ウェブ処理の技術は、製品を組み立てる前に欠陥品である可能性のある製品を特定し、それによってリサイクル可能な材料の回収中の労力を排除するシステムおよび方法から利益を得ることになる。

さらに、潜在的に欠陥のある製品を排除することによって品質および製造レベルを向上させるために、ウェブ処理の技術は、より高い製品収率とより少ない機械休止時間を保証するシステムおよび方法から利益を得ることになる。

いくつかのおむつ形成技術は、同時係属中の米国特許出願第１２／９２５，０３３号に開示されており、これは参照により本明細書に組み込まれる。そこに記載されているように、１つまたは複数の刃先を有する回転ナイフまたはダイが対応するシリンダに対して協働して回転するプロセスにより、好ましくは台形の耳を形成する。耳の材料は、２つのレーンにスリットされ、１つはおむつの左側に、もう１つはおむつの右側にスリットされる。留めテープは、左右の耳のウェブの両方に付着される。次いで、耳の材料を、同期した真空アンビル上に入れ子パターンでダイカットする。

ただし、得られた別個の耳片は、耳の台形パターンのために、正しい向きと誤った（反転した）向きとで交互になる。反転した耳は、耳および関連するテープがおむつに左耳および右耳を呈するように、正しい向きに１８０°回転させる必要がある。

耳のパターンの反転を達成するために、別個の耳片は、耳が入れ子にされないように十分に大きなピッチに拡張され、回転される１つ置きの耳のクリアランスを可能にする耳ターナアセンブリによって、入れ子にされた耳のピッチでピックアップされる。回転された耳は、その後、入れ子にされず、正しい向きになる。

２つの耳ターナアセンブリを設けて、製品の右側に付着される１つ置きの耳と、製品の左側に付着される１つ置きの耳を回転させることができる。このようにして、単一の製品の場合、２つの耳のうちの１つが１８０°回転される。

シャーシウェブへの耳の付着は、シャーシウェブに断続的に接着剤を塗布するバンプ方式（後で説明する）によって行うこともできるし、真空移送することによって行うこともできる。

本発明はまた、締結機構を含む２つの側部パネルアセンブリを２つの耳に取り付けることを可能にし、側部パネルアセンブリは予め折り畳まれた状態で取り付けられる。さらに２つの耳をシャーシウェブに連結して、使用者の腰部の周りに着用するフロントパネルを作製することができる。

本発明はまた、材料のチップを耳から取り外しておむつに成形脚部開口部を設けることを可能にする。一実施形態では、耳がシャーシウェブに取り付けられる前にチップを耳から取り外すことができる。さらなる実施形態では、耳がシャーシウェブに取り付けられた後にチップを耳から取り外すことができる。さらなる実施形態では、耳がシャーシウェブに取り付けられた後にチップを耳および取り外されたシャーシウェブの一部から取り外すことができる。

本明細書に開示された発明はまた、参照により本明細書に組み込まれる、関連する米国特許出願第６１／４００，３１８号に開示されているような、廃棄物削減のための装置および方法に関する。一般に、おむつは、吸収性インサートまたはパッチと、おむつが着用されたときに着用者の身体に近接してインサートを支持するシャーシとを備える。さらに、おむつは、テープタブパッチ、再使用可能なファスナなどの他の様々なパッチを含んでもよい。代表的なインサートを形成するのに使用される原材料は、典型的にはセルロースパルプ、ティシュペーパー、ポリ、不織ウェブ、捕捉体、および弾性体であるが、場合によっては特定用途向け材料が利用される。通常、インサート原材料の大部分はロール形態で提供され、巻き出されてアセンブリライン方式で適用される。多くの製造作業と同様に、スプライスされた原材料を有する製品を消費者に販売することができないため、廃棄物の最小化はウェブ処理適用の目標である。実際に、ウェブ処理機械が稼働する速度のため、最小限の廃棄物でさえスケールの非効率性を引き起こす可能性がある。

現在のシステムでは、廃棄材料はリサイクルされている。しかし、不良品からリサイクル可能な材料を回収する行為が集約的である。すなわち、リサイクル可能な材料は、プロセスの終わりまたは終わり近くにリジェクト製品が識別された後にのみ回収される。その結果、リサイクル可能な材料が混ざり合い、回収には廃棄部品を分離する余分な工程が必要となる。したがって、入ってくるロールのすべてを使い切って、入ってくるロールの一部が無駄にならないようにすることが有効である。この目的は、本発明により達成される。

乳児用おむつ、成人用おむつ、使い捨て下着、失禁用具、生理用ナプキンなどの衛生用品を製造する場合、個々のウェブの別個の部分を別の部分に付着する一般的な方法はスリップアンドカットアプリケータの使用によるものである。スリップアンドカットアプリケータは、典型的には、円筒形回転真空アンビル、回転ナイフロール、および移送デバイスからなる。典型的な用途では、入ってくるウェブは、回転アンビルの真空面に沿って比較的低い速度で供給され、相対的により高い表面速度で移動し、回転アンビルは入ってくるウェブがその上で「スリップ」することを可能にする。回転するナイフロールに取り付けられたナイフエッジが、入ってくるウェブのセグメントをアンビル面に対して切断する。このナイフエッジは、好ましくは、アンビルの表面の速度に類似した表面速度で移動する。一旦切断されると、ウェブセグメントは、アンビルの面の穴を通って吸引される真空によって保持され、アンビルの速度の下流で、ウェブセグメントが移動ウェブに移送される移送点まで運ばれる。

継続的な改善および競争圧力は、使い捨ておむつコンバータの動作速度を徐々に増加させた。速度が増加するにつれて、アプリケータの機械的完全性および操作能力をそれに応じて改善されなければならなかった。

自動化の増加、システムの休止時間の短縮、製造速度の向上など、製造機器に必要なフットプリントの削減も望まれる。典型的な使い捨て製品製造技術では、原材料は、地面の主な機械方向に対して、一般に側面から（そして、地面レベルに垂直であることが多い）地面レベルで製造システムに供給される。

原材料供給システムを手動で行うこともできる。フォークリフトのオペレータは、通常、不織材料、弾性体、パルプ、ＳＡＰ、テープ、ポリなどの原材料の供給を絶えず監視し、これらの材料を含む保管場所からフォークリフトを運転し、それらの材料をシステムに置く必要があり、典型的にはスプライシングシステムを用いて連続的な操作を提供する。従来技術のシステムでは、オペレータは、通常、コアによって運ばれる残りのウェブ材料からコアを分離するために、ほとんど空のコア上に残っているウェブ材料の層をスライスするためにユーティリティナイフを使用する。米国特許出願第６２／２０６，３９４号明細書に記載されているシステムと共に、自動材料供給システムを使用することにより、ウェブ材料の最後の層をコアから手動で分離する必要はもはやない。

米国特許出願第６１／４２６，８９１号明細書 米国特許出願第１１／１１０，６１６号明細書 米国特許出願第１２／９２５，０３３号明細書 米国特許出願第６１／４００，３１８号明細書 米国特許出願第６２／２０６，３９４号明細書 米国特許第６，７０１，９９２号明細書 米国特許第３，６５５，１４３号明細書 米国特許第３，３０６，５４６号明細書 米国特許第３，４６０，７７５号明細書

高速、小型フットプリント環境におけるウェブ処理操作において、廃棄物を最小限にし、品質および製造を改善するための方法および装置を提供する。

自動ロール装填システム（ＡＲＬＳ）が開示されている。具体的には、本発明の機械は、現在の製品サイズの実行が終了するときを予測し、したがって、実行される次の製品サイズまたはコードのための材料ロールの装填を開始する。

すべての材料が巻き出されると、そのサイズの材料ロールが装填され、スプライスが設定され、スプライスは手動または自動でトリガされて新しい材料ロールにスプライスされ、実行中の機械プロセスを使用して、そのプロセスを通じてすべての新しい材料を取り込むことができる。これにより、手動で各巻き出し部を装填し、機械全体にわたって各材料プロセスを手動で再スレッド化するのに比べて、かなりの時間を節約できる。その結果、切り替え時間が大幅に短縮され、異なる材料（サイズ、重量、色など）が異なる製品コードまたはサイズに必要とされる場合に、複数の材料ロールの投入を必要とするあらゆる機械プロセスに本技術を使用することができる。

本明細書に記載された技術を使用する場合、異なる幅の材料にスプライスし、それらを実行中の機械プロセスを通じて取り込んでも、許容可能な製品を即座に製造することはできない。現在の方法では、実行されている現在の製品コードが設定されているものとは異なる材料幅を意図的に取り込むため、特定の詳細により結果として許容できない製品になり、例えば、接着剤アプリケータパターンが新しい材料幅を超えることがあり、したがって、接着剤アプリケータは、この技術を介して材料を取り込んでいる間、オフにされる。同様の理由から、検出器を備えたウェブは一時的に無効化または無視され、ウェブガイドは無反応モードになり、現在の設定と互換性のない材料幅には反応しないようにする。これらの機械機能は、次の優れた製品の稼働に先立って復元されるが、すでにウェブプロセスを通じてスレッド化された古い材料を使用してウェブプロセスを通じて新しい材料を取り込むことによって、良品から良品への切り替えが大幅に促進される。

ＡＲＬＳスケジューラは、機械の速度、原材料の消費量、各タレット巻き出し部に残っている材料、現在の製品コード実行のケース数、次の製品コードの実行スケジュール、機械で利用可能な材料、各材料積載カートに残っている材料、所望により、倉庫内の材料、および動いているロボットカートの一般的な位置を監視する。

まず、ＡＲＬＳスケジューラは、次に装填するタレット巻き出し部を決定する。また、実行される次の製品コードに固有の材料ロールが、関連するタレット巻き出し部に装填されるタイミングを決定する。これは、現在の製品コード実行停止の一環として特別なスプライスイベントを実施する準備の一部である。材料切れになる材料により機械プロセス（自動スレッド化）を通じて新しい材料が取り込まれると、次の製品コード実行のために機械を設定するために、他の非材料関連の切り替えアクティビティに備えて機械を完全にシャットダウンすることができる。

ＡＲＬＳスケジューラは、機械のオペレータや技術者が外部時間切り替え準備をすることだけでなく進行中の内部時間切り替え操作中にも役立つように、各特定の切り替えに必要な切り替え部品、アセンブリ、および設定を追跡することも可能である。

基本的なロール装填の決定は、各カートに残っている材料、装填準備が整ったタレット巻き出し部の状態、および残り時間またはタレット巻き出し部のロールの終わりに残っている製品のピッチなどの情報クエリによって通知される。この決定を、機械のサイズ、複雑さ、または構成に応じて、タレット巻き出し制御ルーチン、ＡＲＬＳ ＰＬＣ、または機械制御ＰＬＣに置くことができる。

垂直往復コンベヤまたはロボットが、待機中の新しい材料ロールを主処理レベルから材料巻き出しレベルまで運ぶために使用される。ロボットアセンブリは、材料切れになるロールを得て、廃棄物シュート内のロールを廃棄する。材料巻き出しレベルに達すると、待機中の新しい材料ロールは、その特定の材料専用の材料アドレスでステージングされる。ロボットアセンブリは、その材料アドレスの１つから材料ロールを取得し、その材料ロールを搬送して適切な自動供給材料巻き出しシステムに配置する。

材料切れになるロールを材料の待機ロールに自動的にスプライスするタレット巻き出しシステムが開示されており、このタレット巻き出しシステムは、材料切れになるロールによって運ばれる材料の端部を回収するための回収システムを備え、材料切れになるロールコアを材料切れになる材料から自動的に分離する。それぞれが単一の材料である２つの廃棄流が生成され、これにより、材料切れになるロールコアおよび材料切れになる材料のリサイクルおよび下流処理がより簡単かつより効率的になる。

開示された材料供給技術および製品レイアウトを、パンツ型おむつ、ブリーフ型おむつ、乳児用おむつ、成人用おむつ、またはウェブ加工機械を使用するその他のタイプの使い捨て製品を製造するために使用することができる。

使い捨て製品を製造するためのシステムが開示されており、システムは、第１の構成の使い捨て製品および第２の構成の使い捨て製品を製造するための製造機械と、第１の構成の使い捨て製品を製造するように構成された第１の材料ロールセットと、第２の構成の使い捨て製品を製造するように構成された第２の材料ロールセットと、製造機械に通信可能に連結されたコントローラと、を備え、コントローラは、複数の入力信号を受信し、入力信号に基づいて、第１の構成または第２の構成の使い捨て製品が製造機械によって製造されるかどうかを制御する出力信号を生成し、コントローラは、第１および第２の構成の使い捨て製品を選択的に製造するために、入力信号および出力信号の少なくとも１つに基づいて第１の材料ロールセットおよび第２の材料ロールセットの少なくとも１つを製造機械に選択的に連結する。

入力信号は、スケジューリング入力、販売およびマーケティング入力、購入入力、受け取り入力、入庫入力、製造入力、保守入力、出荷入力、会計入力のうちの少なくとも１つを含むことができ、これらの入力に基づいて出力決定に達する。好ましい実施形態では、スケジューリング入力は、販売およびマーケティング入力ならびに購買入力の少なくとも１つに反応する。

このシステムは、例えば第１のロール幅を有する新しい材料ロールを供給することによって異なる使い捨て製品を製造することができ、第２の材料ロールセットは、第２のロール幅を有する複数の新しい材料ロールを含み、第２のロール幅は第１のロール幅よりも大きい。このようにして、使い捨て製品自体を、第１の製品幅を有するものとして特徴付けることができ、第２の構成の使い捨て製品は第２の製品幅を有する使い捨て製品を含み、第２の製品幅は第１の製品幅よりも大きい。

代表的なウェブ処理システムの概略図である。 代表的なウェブ処理システムの概略図である。 本発明のウェブ処理システムのフロアプランレイアウトの上面図である。 本発明のウェブ処理システムのフロアプランレイアウトの上面図である。 本発明のウェブ処理システムの地面レベルおよびメザニンレベルの側面図である。 本発明の拡張パネル構造部の側面図である。 本発明の後耳の最終構造の側面図である。 本発明のソフトバックシート積層部の側面図である。 パンツ型製品を作製するために使用される本発明のウェブ処理システムのメザニンレベルおよびフロアレベルの斜視図である。 ブリーフ型製品を作製するために使用される本発明のウェブ処理システムの別のメザニンレベルおよびフロアレベルの斜視図である。 本発明の装填された材料ロール供給カートの斜視図である。 格納位置に示された、本発明で使用される材料ロールを運ぶガントリクレーンシステムの斜視図である。 伸長位置に示された、本発明で使用される材料ロールを運ぶガントリクレーンシステムの斜視図である。 材料切れになる材料ロールおよび待機中の新しい材料ロールを運ぶためのタレット巻き出し部およびスプライシングシステムの側面図である。 スプライシングおよび材料回収シーケンスの図である。 スプライシングおよび材料回収シーケンスの図である。 スプライシングおよび材料回収シーケンスの図である。 スプライシングおよび材料回収シーケンスの図である。 スプライシングおよび材料回収シーケンスの図である。 スプライシングおよび材料回収シーケンスの図である。 スプライシングおよび材料回収シーケンスの図である。 スプライシングおよび材料回収シーケンスの図である。 スプライシングおよび材料回収シーケンスの図である。 スプライシングおよび材料回収シーケンスの図である。 スプライシングおよび材料回収シーケンスの図である。 材料切れになるロールを待機中の材料ロール上のスプライステープに突き当てて、その材料切れになるロールを切断するためのバンプおよび切断機構の別の実施形態の側面図である。 使い捨て製品を製造する設備および付随する通信システムの概略図である。 複数の製造機械を備えた使い捨て製品を製造する設備および付随する通信システムの概略図である。 材料供給の決定ツリーである。

本明細書の開示は、当業者が本発明を実施できるように詳細かつ正確であるが、本明細書に開示された物理的実施形態は、他の特定の構造で実現され得る本発明を例示するにすぎない。好ましい実施形態を説明してきたが、詳細は、特許請求の範囲によって規定される本発明から逸脱することなく変更することができる。

現在の廃棄物最小化技術および装置は、おむつなどの製品に関して本明細書に記載されているが、前述のように、別個の構成要素が順次適用される多種多様なプロセスに適用できることに留意されたい。

図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、２つのレベルの使い捨て製品製造プロセスが開示されている。使い捨て製品の部分は、フロアレベルに形成され、他の部分は、上部レベルすなわちメザニンレベルに形成される。

フロアレベルでは、紙パルプや高吸水性ポリマー（ＳＡＰ）などの原材料をパルプミルに組み込むことから、ウェブ処理操作が開始される。混合物は、液体を保持するためにコアが形成されるコア形成ドラムに送られる。コアをティシュ上に置き、図示のように処理することができる。最終的に、追加のティシュ層を付着してコアを挟むことができる。図示の実施形態では、２つの独立したコアを形成し、圧縮ユニットで一緒に接合することができる。

参照により本明細書に組み込まれる同時係属中の米国特許出願第１２／９２５０３３号に開示されているような方法および装置で形成することができる使い捨て製品の後耳および前耳部分が同時に上部レベルに形成され、これは、概略図に「ＮＯＳＥユニット」と記載されている。

そこに開示されているように、別個の、好ましくは台形の耳片が正しい向きと誤った（反転した）向きとで交互に最初に切断される。反転した耳は、耳および関連するテープがおむつに左耳および右耳を呈するように、正しい向きに１８０°回転させる必要がある。

耳のパターンの反転を達成するために、別個の耳片は、耳が入れ子にされないように十分に大きなピッチに拡張され、回転される１つ置きの耳のクリアランスを可能にする耳ターナアセンブリによって、入れ子にされた耳のピッチでピックアップされる。回転された耳は、その後、入れ子にされず、正しい向きになる。

２つの耳ターナアセンブリを設けて、製品の右側に付着される１つ置きの耳と、製品の左側に付着される１つ置きの耳を回転させることができる。このようにして、単一の製品の場合、２つの耳のうちの１つが１８０°回転される。

シャーシウェブへの耳の付着は、シャーシウェブに断続的に接着剤を塗布したバンプ方式によって行うこともできるし、真空移送することもできる。

さらに上部レベルには、おむつのカフ部分を上部レベルから供給することができ、トップシートを保管したり巻き出したりすることができ、捕捉層を保管したり巻き出したりすることができ、不織布バックシート／ポリラミネートを保管したり、形成したり、巻き出したりすることができる。ロールが使い尽くされると、上部レベルに保管されたすべての材料を自動的かつ機械的に取り出して再補充することができる。最終的には、一般にフロアレベルの機械の上にある上部レベルの材料は、おむつ製造プロセスで使用するためにフロアレベルまで供給される。

フロアレベルで一緒に、後耳、前耳、カフ（カフ弾性体を含む）、トップシート、捕捉層、およびバックシート／ポリラミネートが同時に配置され、共に連結され、予め形成されたコアと連結されることが好ましい。ウェブは、余分な材料の折り畳み、抽出およびトリミングを受け、おむつを腰部の周りに締め付けるための材料の付着を受けることができる。最終的に、製品は折り畳まれてパッケージ化される。

ここで図２および図４を参照すると、本発明の好ましいフロアプランが上面図（図２）および側面図（図４）の両方に示されている。示されているように、パルプロール２００はパルプ原料をパルプミル２０４に供給し、そこでパルプはデボンドされる。高吸収性ポリマーはステーション１２から加えられる。ＳＡＰ／パルプ混合物、またはパルプ／ＳＡＰブレンド、またはパルプおよびＳＡＰは、コア形成ドラム１４上に供給される。パルプ／ＳＡＰ混合物は、コア形成装置に導入される。コアは、パルプ／ＳＡＰ混合物を、ダクトを通って真空形成ドラム内に搬送することによって作られる。コア形成ドラム１４からのコアは、コンベヤ１８およびコア加速器２０によって下方に搬送される。二次コアが所望される場合には、二次コア形成ドラム１６も同様に使用され、二次コアは、減量ユニット２２を通過してコア加速器２０に送られ、一次コアの上に置かれる。圧縮コンベヤ２３は、コアが、それを通過させ、ポリラミネートバックシートの導入部に入れるのを制御し続ける。バックシートラミネートは、一般にポリプロピレンまたはポリエチレンフィルムから作られた防湿層と共に、好ましくは連続不織布層（柔らかい布の様な感触）からなる。この層は、バックシートの長さにわたって接着剤付けされ、超音波で結合され、またはスリップ／カットプロセスを用いて接着剤付きパッチとして付着され得る。

図７を参照すると、ソフトバックシート積層部の形成が側面図で示されている。不織布バックシートロールは、バックアップロールと共に上部レベルで運ばれ、在庫が切れると（図３参照）スプライスされ、ステーション１１０で一緒に積層される。

図４および図７を参照すると、プロセスインタフェースモジュール１１０が、巻き出しレベルとメインプロセスレベルとの間で運ばれ、メインレベルは、例えば供給されたＩビームからプロセスインタフェースモジュール１１０をぶら下げることによって、巻き出しレベルとメインプロセスシステムレベルとの間に位置するスプライス準備機器１１０を含むことがわかる。プロセスインタフェースモジュールは、スリッティング、ラミネート加工、スプライス準備などの多くの機能を実現することができる。垂直に搬送された後、ポリラミネートバックシートは、ステーション２５（図３，図７参照）で底部から供給される。ライクラおよびカフ部分および吸収分配層を含む不織布トップシートアセンブリは、境界圧縮ユニットの前にシステムに入る。引き続き図３を参照すると、実際の原材料およびそれらの材料の位置は、フロアプランにおいて異なる可能性があるが、材料が示された垂直レベルに留まることが好ましいことに留意されたい。

再び図４を参照すると、このポリラミネートとコアの組合せは、境界圧縮ユニット２９に渡される。ユニット２９において、他のおむつ要素が、図１Ｂの上部レベルの構成要素から予め形成された様式で導入される。また、ライクラ巻き出しユニット２７は、この時点で、予め形成された上部レベルのおむつ構成要素に加えて、ライクラを導入する。

図２を参照すると、上部レベルの構成要素は、前耳に供給するための前耳不織布供給ユニット２４と、巻き出しユニット２６から提供される捕捉層と、供給および巻き出しステーション２８から供給されるトップシートと、カフ供給ユニット３０から供給されて、ライクラのより低いレベルのスリッティング／スプレッディングおよび導入ならびにカフを形成するためのライクラの折り返しのためにカフ材料を供給するカフ構成要素と、を備える。これらの材料は、図示された経路で供給され、境界圧縮ユニット２９に図１Ａおよび図１Ｂに示すシーケンスで導入される。

さらに図２を参照すると、上部レベルでは、後耳および拡張パネルがステーション６０に形成される。後耳部は、参照により本明細書に開示された米国特許出願第１２／９２５０３３号明細書に記載された方法および装置を使用して、図６に示すように形成される。拡張パネル部は、図５に示すように形成される。特に、米国特許出願第１２／９２５０３３号明細書の図１９Ａ〜図２６に示された描写および説明は、図５および図６に示される後耳／拡張パネルの形成をもたらす。最終的に、後耳／拡張パネル構造は、図４に示されるように、入れ子式のゼロ廃棄の耳回転ユニット２７に向かって下方に図示のように搬送され、これもまた米国特許出願第１２／９２５０３３号明細書に詳細に記載され、例えばその出願の図８Ａに示されている。

さらに図４を参照すると、好ましくは不織材料を使用してユニット２４に前耳が形成され、境界圧縮ユニット２９に向かって遠回りに下方に搬送された後に好ましくはスリップカット技術によってシャーシウェブ上に配置される。

カフユニット３０は、カフ材料を上部レベルから下部レベルに搬送し、そこではカフ材料をまずスリッタ４２、スプレッダ４４に通すことにより左右のカフが形成される。ライクラ巻き出しユニット２７は、カフ材料上にライクラのストランドを供給し、次いで、ボンディング／折り返しユニット４６が、不織材料の折り返し部分内のライクラストランドをシールしてカフを形成する。

追加のボンディングユニット４８は、上部レベルから下向きに供給される、入ってくるトップシート材料２８と予め形成されたカフを連結する。カフ／トップシートの組合せは、ステーション５０での捕捉配置のために、入ってくる捕捉層２６に向けて供給され、次いで、その組合せはＮＯＳＥユニット３２に向けて供給され、そこで予め形成された材料はカフ／トップシート／捕捉の組合せと接合される。ＮＯＳＥユニットの後、境界圧縮ユニットの前にシステムに入った吸収分配層、ライクラおよびカフ部分を含む不織布トップシートアセンブリを含むすべての材料が境界圧縮ユニットで接合される。

図４の右から左に移動すると、成形されたおむつは、折り畳みプラウ５２にかけられて、前耳および後耳／拡張パネルを折り返し、ダイカットユニット５６を通過して予め連続したウェブから個々の製品を切断し、次いでタッカーブレード５４を通過して、ステーション００でパッケージ化およびバギング作業のために所望される股領域または他の場所で製品を折り畳む。

ここで図５を参照すると、拡張パネル構造が示されている。サイドパネルアセンブリの形成は、スプライサ３２０およびアキュムレータ３２２が連続ウェブを提供するために使用されるプライマリおよびバックアップロール様式で供給される不織ウェブ材料３１８で始まり、この材料は別個の不織ウェブ部分（図２参照）にスリットされ広げられ、不織ウェブ部分の各々はまた、好ましくは、機械横断方向に好ましいサイズに切断されている。

別個の不織ウェブ部分の各々に、１つまたは複数の締結機構が適用される。締結機構は、テープタブ、覆われたテープタブ、フックおよびループ材料のストリップ、連続フックおよびループ材料、フックおよびループ材料のパッチなどであり得る。締結機構は、使用者の腰部の周りで外されたり再締結されたりして、腰部の周りに使い捨て衣服を締め付ける。

締結機構は、入ってくるウェブ６２によって供給され、ユニット６４によってスリットされ、広げられ、スリップカットユニット３２４を介して不織布３１８に適用される。

次に、締結機構３２２を支える不織ウェブ３１８が折り返され、折り畳まれたウェブ３１８および折り返された締結機構が形成される。これにより、不織ウェブ３１８と締結機構との組合せが別個の不織ウェブ部分よりも狭くなる。ウェブ部分３１８ａおよび３１８ｂの折り畳まれた締結機構は、使用者の腰部の周りに配置されると（後のプロセスで示す）、左右のヒップとウエストの締結機構となるので、対向する締結機構３２２’を有することに留意されたい。

ここで図６を参照すると、図２の指定図の断面図である後耳の最終構造が示されている。このプロセスは、例えば、同時係属中の米国特許出願第１２／９２５，０３３号明細書の図２０〜図２２に開示されており、参照により本明細書に組み込まれる。

後耳の最終構造は、部分的に完成した拡張パネルアセンブリが示されているところに示され、追加の折り畳みユニット３４２を最初に通過する。予め形成された拡張パネルを取り付けるための後耳ウェブ２８が設けられている。これもスリットされ、別個のストレッチラミネートウェブ部分に広がることができる。

次に、それぞれの締結機構を含む不織ウェブ部分をスリップ／カットし、ストレッチラミネートウェブ部分に互い違いの関係で結合し、これにより４つの異なるレーンにサイドパネルアセンブリが形成される。不織ウェブ部分は、超音波ボンディングなどの任意の方法でストレッチラミネートウェブ部分に結合することができる。

ストレッチラミネート部分を所望に応じて折り畳むことも可能であり、または不織ウェブ部分と組み合わせたストレッチラミネート部分をすべてプラウ５２によって一緒に再び折り畳むことができる。次いで、後耳／拡張パネル構造アセンブリは、フロアレベルのＮＯＳＥユニット３２に搬送され、最終的にその他の構成要素および境界圧縮ユニット２９と配置される。

ここで図８を参照すると、本発明のパンツ型製品を作製するために使用されるウェブ処理システムのメザニン（または材料巻き出し）レベル４８０およびフロア（またはメイン処理）レベル４８２の斜視図が示されている。材料巻き出しレベル４８０は、ガントリクレーン５００によってアクセス可能な領域における機械操作中に人間が占拠しないように意図された、人間のいない領域である。

フロアレベルには、一連の１階の材料アクセスドア４６４が設けられている。これらのアクセスドア４６４は、好ましくは、単一の材料専用である。例えば、好ましい実施形態では、ドアアドレス４１６は、内側不織材料を地面レベルからメザニンレベルに搬送するためのものである。アドレス４１４は外側不織布用であり、アドレス４１２は不織布バックシート材料用、アドレス４１０は不織布トップシート材料用、アドレス４０８はポリバックシート材料用、アドレス４０６は捕捉層材料用、およびアドレス４０４はティシュ材料用である。垂直往復コンベヤ（ＶＲＣ）が各アクセスドア４６４の背後で動作して、カートリッジ内のアドレスに供給された待機中の新しい材料ロール（図１０）のラック全体をメザニンレベルまで持ち上げる。あるいは、ＶＲＣの代わりに降下ロボットを使用することもできる。

好ましくは、アクセスドア４６４が開いているときは、メザニンレベルの対応するアクセスドアが閉じられ、逆も同様である。

材料巻き出しレベル４８０には、上記アドレスに供給された材料に対応して、無人の自動供給材料巻き出しシステムが設けられている。好ましいレイアウトでは、タレット巻き出し部４２４は地面レベルおよびメザニンレベルのアドレス４０４に対応するティシュ巻き出し用である（図１３に詳細に示されているタレット巻き出し部）。捕捉層巻き出しステーション４２６（ステーション４０６に対応）が設けられ、ポリバックシート巻き出し部４２８（ステーション４０８に対応）、不織布トップシート層４３０（ステーション４１０に対応）、不織布バックシート層４２２（ステーション４１２に対応）、外側シャーシ不織布巻き出し部４３４（ステーション４１４に対応）、および内側シャーシ不織布巻き出し部４３６（ステーション４１６に対応）のためのタレット巻き出し部も設けられている。

材料が巻き出し部４２４，４２６，４２８，４３０，４３２，４３４，４３６から巻き出されると、材料は、メザニンレベルのフロアの材料供給スロット４６２を通って地面レベル４８２まで下方に供給される。そこでは、図１Ａおよび図１Ｂ、図２および図４〜図７に示すように、材料がシステムに供給され、システムによって使用される。

接続された材料ロールがメザニンレベルからメザニンレベルのフロアの開口部４６２を介してフロアレベルに材料を供給すると、材料ロールは最終的に材料切れになる。

機械運転中に、ガントリクレーンシステム５００によってアクセス可能なメザニンレベルの部分は、人間が占拠しないで動作するように設計されている。これは、安全性のための追加基準を提供するだけでなく、機械の自動化のための追加基準を提供する。ガントリクレーンシステム５００は、水平面を横切る移動を可能にするオーバーヘッドシステム上でロボット式に作動する。本発明は、水平移動のためのガントリクレーン５００と、垂直移動および回転が可能なロボットアーム５０２とを使用し、ピックアップ用の待機中の新しい材料ロールのコアの位置を検出するカメラ操作位置システム（図１１および１２参照）を備え、交換用の待機中の新しい材料ロールのコアを、タレット巻き出し部のアーム上に正確に据え付けて、システム内で使用する。

ビジョンシステムによって支援される位置決め精度のために、このピックアンドプレース用途にはガントリロボット５００が好ましい。位置プログラミングは、Ｘ、Ｙ、Ｚ座標系を参照して行われる。

人間は機器サービスのために階段４６０によってメザニンレベル４８０にアクセスすることができるが、操作中に人間が占拠することは意図されていない。人間はまた、アクセスドア４５２の後ろのメザニンレベル４８０にアクセスすることができ、メザニンレベル４８０のこの部分は、メザニンレベル４８０のその他の部分の人間のいない領域から物理的に分離される。アクセスドア４５２は、物理的に分割されたパワーステーションおよび制御ステーション４５０にアクセスするために使用される。このステーションは、制御パネル、超音波ボンダ制御、およびドライブ制御用である。

また、図８には、主フロアでの処理の開始時にポンプミル４００を供給するパルプロール４０２、最終ナイフユニット４６６、耳折り畳み式水平パッド型ターナ４６８、および最後におむつを下流の製品パッケージ化に排出するクロスフォルダ４７０が示されている。

このユニークな機械レイアウトにより機械長の大幅な短縮を達成した。例示的な従来技術のパンツ加工用のおむつ製造機は約４４メートルであり、この新しい機械レイアウトは、３４メートル未満で達成され得、パルプ巻き出しの開始部からクロスフォルダ４７０の端部まで機械全体の長さが２３％短くなる。機械の長さを２０〜３５％減少させることができる。

ここで図９を参照すると、ブリーフ型製品を作製するために使用される本発明のウェブ処理システムの別のメザニンレベルおよびフロアレベルの斜視図が示されている。

この実施形態では、材料のカートは、最初に１階にステージングされる。例示的な実施形態では、装填カートは、ステーション５１０（上部ティシュ）、５１２（下部ティシュ）、５１４（ポリバックシート）、５１６（不織布バックシート）、５１８（後耳）、５２０（捕捉層）、５２１（前耳）、５２２（不織布トップシート）、５２４（拡張パネル）、および５２６（カフ）に位置する。これらの材料は、ＶＲＣドア４６４に搬送され、ＶＲＣドア４６４の背後に配置され、ＶＲＣ５５０によってメザニンレベル４８０に搬送される。同様の要求／置換システムが、図８に記載されたパンツ型製品のレイアウトのようにブリーフ型製品のフロアレイアウトに採用される。すなわち、材料切れになる材料がメザニンレベルのフロアのスロットを通して供給され、スプライシングシーケンスが開始され、材料交換シーケンスが開始され、それによってクレーン／ロボットの組合せ５００／５０２によって材料ロールが取得され、搬送されてタレット巻き出しシステムに置かれる。

図示された実施形態では、下部ティシュターナ巻き出し部５３２が設けられ、上部ティシュ（５３０）、ポリバックシート（５３４）、不織布バックシート（５３６）、後耳（５３８）、捕捉層（５４０）、前耳（５４１）、内側トップシート不織布拡張パネル（５４４）、カフ（５４６）のためのタレット巻き出しステーションも設けられている。これらの材料はすべて、下方に供給されて、ブリーフ型おむつに使用される。

このユニークな機械レイアウトにより機械長の大幅な短縮を達成した。例示的な従来技術のブリーフ加工用のおむつ製造機は約４１メートルであり、この新しい機械レイアウトは、２９メートル未満で達成され得、パルプ巻き出しの開始部からクロスフォルダ４７０の端部まで機械全体の長さが３０％短くなる。機械の長さを２０〜３５％減少させることができる。パワーステーションおよび制御ステーション５９２が設けられている。さらに、例えば、オフラインのストレッチ材料巻き出し部５９０のような特定の構成要素を、地面レベルで供給することができる。

ここで図１０を参照すると、本発明の装填された材料ロール供給カート６００またはカートリッジの斜視図が示されている。材料ステージングカートリッジ６００は、待機中の新しい材料ロール６０２を地面レベルからメザニンレベル４８０に運ぶために設けられ、メザニンレベル４８０は、メザニンレベルから地面レベルに戻って材料を分配するための一連のタレット巻き出しシステムを支持する。材料ステージングカートリッジ６００は、材料移送および装填解除中に待機中の新しい材料ロール６０４が転倒するのを防止する一連の個々のロール安定化機構６０４を含む。カート６００は、地面レベルに充填され、メザニンレベルアドレス４０４，４０６，４０８，４１０，４１２，４１４，４１６への搬送のために適切な地面レベルアドレス４０４，４０６，４０８，４１０，４１２，４１４，４１６に巻かれる。その後、ロールは上記のように呼び出される。

ここで図１１を参照すると、本発明で使用される材料ロール６０２を運ぶガントリクレーン５００システムを備えたロール移送デバイス７００の斜視図が格納位置に示されている。カメラ６１２は、ロボットがカート６００の外に待機中の新しい材料ロールをピックアップしている間に待機中の新しい材料ロールのコアの位置を検出するため、またロールバンパ６１０を用いて材料ロール６０２を押すタレット巻き出しシステム（図１３）上のシャフト６１６の位置を検出するために使用される。カメラ６１２に加えて、またはカメラ６１２の代わりに、距離および位置を測定するために、レーザ、レーダ、または超音波を使用することもできる。

別の実施形態（図示せず）では、自動カートが提供される。最初の保管場所から材料ロールを取り出し、次いで新しい材料ロールをシステムに提供するために呼び出される材料アドレスに戻すために、電動のプログラムされたカートが提供される。１つまたは複数の待機中の新しい材料ロールが空になると、電動のプログラムされたカートが戻り、最初の保管場所から材料ロールを取り出す。

図１２は、本発明で使用される材料ロール６０２を運ぶガントリクレーン５００の斜視図であり、ロボットアーム５０２は伸長位置に示されている。

ここで図１３を参照すると、材料切れになる材料ロール６０２’および待機中の新しい材料ロール６０２を運ぶためのタレット巻き出し部およびスプライシングシステムの側面図が示されている。好ましい実施形態では、材料切れになる材料ロール６０２’がタレットアーム６２２の頂部で材料切れになる材料ロール位置に配置され、待機中の新しい材料ロール６０２がタレットアーム６２２の底部の待機ロール位置に配置される。当然、材料切れになる材料ロール位置と待機中のロール位置について代替の構成が可能である。

タレット巻き出し部は、米国特許第６，７０１，９９２号明細書、米国特許第３，６５５，１４３号明細書、米国特許第３，３０６，５４６号明細書、米国特許第３，４６０，７７５号明細書に例示的な目的のために記載され、これは参照により本明細書に組み込まれる。

巻き出し部４２４，４２６，４２８，４３０，４３２，４３４，４３６の頂部位置にある材料切れになる材料ロール６０２’の１つが材料切れの材料６４２に設定されていることをシステムが検出すると、材料切れになる材料ロール６０２’および待機中の新しい材料ロール６０２との間でスプライスシーケンスが開始される。好ましい実施形態では、稼働中または材料切れになるロール６０２’は、図１３のタレット巻き出し部の頂部位置にあり、ガントリクレーンシステムによって配置された待機中の新しい材料ロール６０２は、シャフト６１６上のタレット巻き出し部の底部位置に配置される。材料切れになるロール６０２’のウェブ６４２は、ガイドローラ６４０によってホットワイヤスプライサアーム６２４の構造体に案内される。

図１４〜図２２を参照してスプライスおよび材料回収シーケンスを示す。まず、図１４および図１５を参照すると、ビジョンシステム６５０が、速度Ｖ１で移動する材料切れになるロール６０２’が材料切れ間近であることを検出すると（材料切れになるロール６０２’のサイズを図１４から図１５に比較する）、速度Ｖ２で移動する待機中の新しい材料ロール６０２が速度Ｖ１まで駆動される。

図１４Ａを参照すると、回転シャフト６１６によって支持される材料切れになるロール６０２’はコア６０２ａを有し、その周りにラップされた材料６４２がある。

ここで図１６を参照すると、ホットワイヤスプライサアーム６２４は、待機中の新しい材料ロール６０２に隣接して移動し、稼働中のウェブ６４２を待機中の新しい材料ロール６０２に近接させる。ビジョンシステム６５０ａ（またはフォトアイ）は、スプライステープ６４４の位置を識別し、次いで待機中の新しい材料ロール６０２は、制御されたモータによって駆動され、スプライスの瞬間に、アーム６２４によってスプライステープ６４４に向かって材料切れになるロール材料６４２が突き当たると、材料切れになるロール材料６４２が待機ロール６０２の材料６４４に結合される。ホットワイヤ構造６２４のバンプアームは、材料切れになるウェブ６０２’を待機中の新しい材料ロールに突き当て、正確な接触時に、スプライステープ６４４を導入して、待機中の新しい材料ロール６０２と材料切れになるロール６０２’のウェブ６４４を一緒にスプライスする。突き当たると同時に、ホットワイヤアーム６２４は、ホットワイヤで稼働中のウェブを切断する。このようにして、図１８Ａに示されているように、材料切れになるウェブ材料６４２は、新しいロール材料６４４の前縁に瞬間的にテーピングされる。

ここで図１７を参照すると、ウェブ６４２が切断された瞬間に、ウェブ６４２の自由端６４３が形成される。ウェブ６４２が切断される直前またはウェブ６４２が切断されるときに、負圧源（図示せず）に連結された真空構造６４６によって真空が開始され、生成され、真空構造６４６はウェブ６４２に近接して配置される。この時点で、ウェブ６４４が繰り出されてプロセスに供給され、ウェブ６４２およびコア６０２ａを含む材料切れになるロール６０２’はもはや使用されない。材料回収システムまたは真空構造６４６は、ウェブ６４２の自由端６４３を回収し、ウェブ６４２の残りの部分は、シャフト６１６の回転によって繰り出される。ウェブ６４２は、図１９に示すように、ウェブ６４２の全体がコア６０２ａから分離されるまでシャフト６１６によって繰り出される。この時点で、ポイントシャフト６１６は、材料の次のウェブの回転を開始するために呼び出されるまで、もはや回転する必要がない。

このように、材料回収システム６４６は、材料切れになるロールコア６０２ａを材料切れになる材料６４２から自動的に分離する。一方の材料切れになるロールコア６０２ａと他方の材料切れになる材料６４２との２つの単一材料廃棄流が生成され、これにより、廃棄流を手動で処理する必要がないので、材料切れになるロールコア６０２ａおよび材料切れになる材料６４２のリサイクルおよび下流処理がより簡単かつより効率的になる。

次に図２０を参照すると、回転式タレットアーム６２２が時計回りに回転して、待機中の新しい材料ロール６０２を材料切れになるロール位置に（材料ロール６０２はここでは材料切れになるロール６０２’になるので）、好ましくは回転式タレットアーム６２２の頂部垂直位置に置く。時計回りの回転のタレットアーム６２２はまた、新しい待機ロール６２４を自動的に受け取るために、シャフト６１６（まだコア６０２ａを運んでいる）を待機ロール位置に置く。このときも、スプライサアーム６２４が揺動する。回転式タレットアーム６２２の回転中、新しい材料ロール６０２が待機位置から材料切れになるロール位置まで回転する間にＶ２を変化させて、下流処理操作に対するウェブ６４４の一定の張力および供給速度を維持することが望ましい。

ここで図２１を参照すると、タレットアーム６２２を回転させると、新たに材料切れになるロール６０２が材料切れになるロール位置に到達し、最終的にスプライサアーム６２４が次のバンプシーケンスのためにその準備位置に振り戻される。

ここで図２２を参照すると、キッカーリング６２０は、次いで、破棄するためにコア６０２ａをシャフト６１６から外し、キッカーリング６２０は、回転式タレットアーム６２２に近接するその位置に戻り、シャフト６１６は、次の待機ロール６０２を、例えば図１２で構成されたユニットから受け取ることができる。

次に、システムは、タレット巻き出し部の底部位置にあるシャフト６１６上に置くために交換用の待機中の新しい材料ロールを要求する。

メザニンレベルアドレス４０４，４０６，４０８，４１０，４１２，４１４，４１６では、待機中の新しい材料ロール（図１０）のカートリッジが地面レベルから受容され、要求を待つ。ガントリクレーン５００は、専用のＶＲＣステーションに置かれたカート（図１０）から材料ロールをピックアップし、その特定の材料専用のタレット巻き出しシステムに全材料ロールを搬送するように呼び出される。システムは、その前のものがスプライスされて材料切れになるロールに変わった後にどの待機中の新しい材料ロールが交換を必要とするかを検出し、次いで、クレーン／ロボットの組合せ５００／５０２を適切なメザニンレベルアドレス４０４，４０６，４０８，４１０，４１２，４１４，４１６に移動させ、交換用の待機中の新しい材料ロールを得る。

ガントリロボットは、材料切れになるロールの残部（ここでは空のコア６０２ａ）をメザニンレベルの廃棄シュート（図示せず）またはコンテナ６６０（図２２）に廃棄し、次に、適切な材料がカートに置かれている専用のＶＲＣから交換用の待機中の新しい材料ロールを得るようにプログラムされている。待機中の新しい材料ロールのすべてのロールが供給カート（図１０）から使用されたことをシステムが検出すると、空のカートを含むＶＲＣは、待機中のすべての新しい材料ロールを交換するためにフロアレベルに自動的に搬送される。

ここで図２３を参照すると、材料切れになるロール６０２’を待機中の材料ロール６０２上のスプライステープ６４４に突き当てて、その材料切れになるロール６０２’を切断するためのバンプおよび切断機構の別の実施形態の側面図が示されている。この実施形態では、摺動バンプ／切断機構６６８が呼び出されると係合して、ローラ６７２を介して材料切れになるウェブ材料６４２をスプライステープ６４４に突き当てる。好ましい実施形態では、線形摺動バンプ／切断機構６６８はエアシリンダによって発射され、前述したピボットアーム６２４の設定を簡単にすることができ、または摺動バンプ／切断機構６６８をサーボモータ駆動することができる。例えば、ビジョンシステム６５０は材料６０２’が使い果たされていることを検知すると、呼び出し時に、スプライシング／切断シーケンスが開始される。バンプ／切断機構６６８は、ウェブ６４２に線形的に接近してウェブ６４２をスプライステープ６４４に突き当て、その後瞬間的に、ホットワイヤ６７０が材料切れになるウェブ材料６４２を切断し、新たに材料切れになるロール材料を図１８ａに示すようなプロセスで使用することができる。

ここで図２４を参照すると、使い捨て製品を製造する設備および付随する通信システムの概略図が示されている。理解されるように、この概略図を、本発明による発明の製造設備を計画するために使用することができる。

設備の概念上の中心には、フロントオフィスと機械機器プラットフォームとの間で通信（情報の送受信）が行われるフロントオフィスと、入ってくる倉庫および保管セクションと、出ていくパッケージ化セクションと、ケースパッケージ化セクションとがある。機械機器プラットフォームは、使い捨て製品が製造される場所（例えば、おむつを作る機械）である。入ってくる倉庫／保管セクションは、原材料が設備に配送され、機械機器プラットフォームまたはケースパッケージ化プラットフォームへの導入が求められるまで保管される場所である。成形品がパッケージやケースに入っている場合には、設備から出ていくパッケージ部分は、設備の外に配送するために保管される。フロントオフィスは情報を受け取り、様々なセグメントから情報を送って、材料要件、在庫、スケジュールを通知する。

ここで図２５を参照すると、複数の製造機械を備えた使い捨て製品を製造する設備およびそれに付随する通信システムの概略図が示されている。自動ロール装填システム（ＡＲＬＳ）が開示されている。例えば、複数のＡＲＬＳスケジューラ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）は、互いに、またそれぞれ専用の製造機械（それぞれ製造機械１，２，３）と通信する。具体的には、本発明のＡＲＬＳスケジューラは、現在の製品サイズの実行が終了するときを予測し、したがって、実行される次の製品サイズまたはコードのための材料ロールの装填を開始する。これらの決定は、ＡＲＬＳスケジューラＳ１に関してだけでなく、スケジューラＳ２およびＳ３に関して同等に適用可能であり、販売およびマーケティング入出力Ａ１、購買入出力Ａ２、ならびにスケジューリング入出力Ａ３によって通知される。販売およびマーケティング入出力Ａ１は、特定の使い捨て製品、例えばＳＫＵ（在庫目的のために追跡することを可能にする特定の製品の在庫保管単位）の所望の出力量に関する情報を含む。特定の使い捨て製品のそれぞれについての特定の材料要求スケジュールが必要であり、購買入出力Ａ２はスケジューラＳ１と反応して、図２４の入ってくる倉庫保管に必要な材料が確実に確保されるようにする。スケジューリング入出力Ａ３は、ＡＲＬＳスケジューラＳ１が製造機械Ｍ１に特定の製品を製造するよう指示するときを制御するために、販売およびマーケティング入出力Ａ１および購買入出力Ａ２ならびにＡＲＬＳスケジューラＳ１と反応する。

ＡＲＬＳスケジューラＳ１は、製造機械Ｍ１に特定の製品を製造するように指示し、機械Ｍ１に異なる特定の製品を製造するように指示するために受信／購買／スケジューリングの入出力Ａ１／Ａ２／Ａ３によって通知されるとき、製造機械Ｍ１によって使用される原材料は、例えば、異なる幅のシャーシウェブのようなサイズに依存する材料の変更のために、切り替えを必要とすることがある。機械Ｍ１のすべての材料巻き出し部（図９の上の階の巻き出し部のいずれか）が、サイズの材料ロールを装填し、スプライスを設定すると、スプライスは手動または自動でトリガされて新しい材料ロールにスプライスされ、実行中の機械プロセスを使用して、そのプロセスを通じてすべての新しい材料を取り込むことができる。これにより、手動で各巻き出し部を装填し、機械全体にわたって各材料プロセスを手動で再スレッド化するのに比べて、かなりの時間を節約できる。その結果、切り替え時間が大幅に短縮され、異なる材料（サイズ、重量、色など）が異なる製品コードまたはサイズに必要とされる場合に、複数の材料ロールの投入を必要とするあらゆる機械プロセスに本技術を使用することができる。

本明細書に記載された技術を使用する場合、異なる幅の材料にスプライスし、それらを実行中の機械プロセスを通じて取り込んでも、許容可能な製品を即座に製造することはできない。現在の方法では、実行されている現在の製品コードが設定されているものとは異なる材料幅を意図的に取り込むため、特定の詳細により結果として許容できない製品になり、例えば、接着剤アプリケータパターンが新しい材料幅を超えることがあり、したがって、接着剤アプリケータは、この技術を介して材料を取り込んでいる間、オフにされる。同様の理由から、検出器を備えたウェブは一時的に無効化または無視され、ウェブガイドは無反応モードになり、現在の設定と互換性のない材料幅には反応しないようにする。これらの機械機能は、次の優れた製品の稼働に先立って復元されるが、すでにウェブプロセスを通じてスレッド化された古い材料を使用してウェブプロセスを通じて新しい材料を取り込むことによって、良品から良品への切り替えが大幅に促進される。

ＡＲＬＳスケジューラは、機械の速度、原材料の消費量、各タレット巻き出し部に残っている材料、現在の製品コード実行のケース数、次の製品コードの実行スケジュール、機械で利用可能な材料、各材料積載カートに残っている材料、所望により、倉庫内の材料、および動いているロボットカートの一般的な位置を監視する。

ここで図２６を参照すると、材料供給の決定ツリーが示されている。まず、ＡＲＬＳスケジューラは、次に装填するタレット巻き出し部を決定する。また、実行される次の製品コードに固有の材料ロールが、関連するタレット巻き出し部に装填されるタイミングを決定する。これは、現在の製品コード実行停止の一環として特別なスプライスイベントを実施する準備の一部である。材料切れになる材料により機械プロセス（自動スレッド化）を通じて新しい材料が取り込まれると、次の製品コード実行のために機械を設定するために、他の非材料関連の切り替えアクティビティに備えて機械を完全にシャットダウンすることができる。

ＡＲＬＳスケジューラは、機械のオペレータや技術者が外部時間切り替え準備をすることだけでなく進行中の内部時間切り替え操作中にも役立つように、各特定の切り替えに必要な切り替え部品、アセンブリ、および設定を追跡することも可能である。

基本的なロール装填の決定は、各カートに残っている材料、装填準備が整ったタレット巻き出し部の状態、および残り時間またはタレット巻き出し部のロールの終わりに残っている製品のピッチなどの情報クエリによって通知される。この決定を、機械のサイズ、複雑さ、または構成に応じて、タレット巻き出し制御ルーチン、ＡＲＬＳ ＰＬＣ、または機械制御ＰＬＣに置くことができる。

図１〜図２３に関して説明したように、垂直往復コンベヤまたはロボットを使用して、待機中の新しい材料ロールを主処理レベルから材料巻き出しレベルまで運ぶ。ロボットアセンブリは、材料切れになるロールを得て、廃棄物シュート内のロールを廃棄する。材料巻き出しレベルに達すると、待機中の新しい材料ロールは、その特定の材料専用の材料アドレスでステージングされる。ロボットアセンブリは、その材料アドレスの１つから材料ロールを取得し、その材料ロールを搬送して適切な自動供給材料巻き出しシステムに配置する。

前述は、本発明の原理の例示にすぎないと考えられる。さらに、多くの修正および変更は当業者が容易に想到し得るため、本発明を図示および説明した正確な構造および動作に限定することは望ましくない。好ましい実施形態を説明してきたが、詳細は、特許請求の範囲によって規定される本発明から逸脱することなく変更することができる。

Claims (16)

1. 使い捨て製品を製造するためのシステムであって、前記システムは、
   第１の構成の使い捨て製品および第２の構成の使い捨て製品の各々を製造するための製造フロアを有する製造機械であって、前記第１の構成の使い捨て製品は、第１の材料ロールセットから製造され、前記第２の構成の使い捨て製品は、第２の材料ロールセットから製造される、製造機械と、
   前記第１の材料ロールセットおよび前記第２の材料ロールセットの材料ロールが、前記製造機械に材料を提供するために、選択的に装填されるタレット巻き出し部と、
   前記第１の材料ロールセットおよび前記第２の材料ロールセットの材料ロールを遠隔位置から前記タレット巻き出し部に搬送するように構成されるロール移送デバイスと、
   前記製造機械に通信可能に連結されたコントローラと
   を備え、
   前記コントローラは、複数の入力信号を受信し、前記入力信号に基づいて、前記製造機械が、前記第１の構成の使い捨て製品を製造するために第１の動作モードで動作するか、又は前記第２の構成の使い捨て製品を製造するために第２の動作モードで動作するかを制御する出力信号を生成し、
   前記コントローラは、前記第１および前記第２の構成の使い捨て製品を選択的に製造するために、前記入力信号および前記出力信号の少なくとも１つに基づいて前記第１の材料ロールセットおよび前記第２の材料ロールセットの少なくとも１つの材料ロールを前記タレット巻き出し部に選択的に取り出して連結するように、前記製造機械の前記ロール移送デバイスを制御する、
   システム。
2. 前記入力信号が、スケジューリング入力、販売およびマーケティング入力、購入入力、受け取り入力、入庫入力、製造入力、保守入力、出荷入力、会計入力のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記スケジューリング入力が、販売およびマーケティング入力ならびに購買入力の少なくとも１つに反応する、請求項２に記載のシステム。
4. 前記第１の材料ロールセットが第１のロール幅を有する複数の新しい材料ロールを含み、前記第２の材料ロールセットが第２のロール幅を有する複数の新しい材料ロールを含み、前記第２のロール幅は前記第１のロール幅より広い、請求項１に記載のシステム。
5. 前記第１の構成の使い捨て製品が第１の製品幅を有する使い捨て製品を含み、前記第２の構成の使い捨て製品が第２の製品幅を有する使い捨て製品を含み、前記第２の製品幅は前記第１の製品幅より広い、請求項１に記載のシステム。
6. 前記製造機械が、前記第１の動作モードから前記第２の動作モードに切り替えられるとき、前記コントローラは、
   機械速度の入力、原材料の消費量の入力、及び前記タレット巻き出し部に残っている材料の入力を受信し、
   現在の前記第１の構成の使い捨て製品の実行が前記入力に基づいていつ終了するかを予測し、
   前記第１の構成の使い捨て製品の予測された終了に基づいて、前記第２の材料ロールセットの材料ロールを前記タレット巻き出し部に連結するように、前記ロール移送デバイスを制御する、
   請求項１に記載のシステム。
7. 前記システムが、
   前記第１の構成の使い捨て製品および前記第２の構成の使い捨て製品を製造するための第２の製造機械
   をさらに備え、
   前記第２の製造機械は前記コントローラに通信可能に連結されている、
   請求項１に記載のシステム。
8. 前記コントローラは、前記製造機械によって現在使用されている少なくとも１つの既存の材料ロールに、前記第１の材料ロールセットおよび前記第２の材料ロールセットの少なくとも１つを自動的にスプライスするように、前記タレット巻き出し部を制御する、請求項１に記載のシステム。
9. 前記少なくとも１つの既存の材料ロールは、前記第１の材料ロールセットおよび前記第２の材料ロールセットの前記少なくとも１つの材料幅と異なる材料幅を有し、前記異なる材料幅が互いにスプライスされる、請求項８に記載のシステム。
10. 前記コントローラは、前記第１の材料ロールセットおよび前記第２の材料ロールセットの少なくとも１つを、前記異なる材料幅を有する前記少なくとも１つの既存の材料ロールにスプライスした後、前記製造機械を実行させ続けて、前記少なくとも１つの既存の材料ロールの全ての材料が前記製造機械を通じて取り込まれる、請求項９に記載のシステム。
11. 前記コントローラは、前記少なくとも１つの既存の材料ロールの前記材料の前記取り込みの間に前記製造機械の１つ以上の構成要素を停止状態にし、前記第１の構成の使い捨て製品または前記第２の構成の使い捨て製品の製造実行を開始する前に前記１つ以上の構成要素を再び動作状態にする、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記１つ以上の構成要素は、接着剤アプリケータ、ウェブ欠陥検出器、およびウェブガイドのうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記製造機械の前記ロール移送デバイスを制御する際に、前記コントローラは、現在の使い捨て製品の製造の実行がいつ終了するかを予測する、請求項１に記載のシステム。
14. 製造機械を含むシステムを介して使い捨て製品を製造するためのコントローラ・ベースの方法であって、
    入力信号を受信するステップと、
    前記入力信号に基づいて、第１の構成の使い捨て製品または第２の構成の使い捨て製品のいずれかを製造するために、前記製造機械の動作モードを決定するステップと、
    前記製造機械の前記決定された動作モードに基づいて、前記第１の構成の使い捨て製品を製造するように構成された第１の材料ロールセットの使用または前記第２の構成の使い捨て製品を製造するように構成された第２の材料ロールセットの使用を選択するステップと、
    前記第１の材料ロールセットおよび前記第２の材料ロールセットの前記選択された１つが前記製造機械のタレット巻き出し部に装填される時間を特定するステップと、
    前記製造機械による前記第１の構成の使い捨て製品または前記第２の構成の使い捨て製品の製造を可能にするように、前記製造機械のロール移送デバイスにより、前記特定された時間に、前記第１の材料ロールセットおよび前記第２の材料ロールセットの前記選択された１つを前記タレット巻き出し部に装填するステップと、
    前記製造機械によって現在使用されている既存の材料ロールに、前記第１の材料ロールセットまたは前記第２の材料ロールセットの材料ロールを自動的にスプライスするように、前記製造機械の前記タレット巻き出し部を制御するステップと、
    前記第１の材料ロールセットまたは前記第２の材料ロールセットの前記材料ロールを、前記既存の材料ロールにスプライスした後、前記既存の材料ロールにおける材料全体が前記製造機械に取り込まれるまで、前記製造機械を実行させ続けるステップと、
    前記既存の材料ロールにおける前記材料の取り込みの間に、前記製造機械の１つ以上の構成要素を停止状態にするステップと
    を含む方法。
15. 前記１つ以上の構成要素は、接着剤アプリケータ、ウェブ欠陥検出器、およびウェブガイドのうちの少なくとも１つを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記第１の材料ロールセットまたは前記第２の材料ロールセットの前記材料ロールの材料幅が前記既存の材料ロールの材料幅と異なる場合に、前記製造機械の前記１つ以上の構成要素が停止状態になる、請求項１４に記載の方法。

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