CN1179844C - 制造颗粒沉积体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制造颗粒沉积体的方法，其包括在吸气条件下将由空气夹带的颗粒提供至按预定方向运行的连续载体片材上以将所述颗粒沉积于所述载体片材上，其中，在颗粒沉积前将保持片材置于所述载体片材之上，从而获得一种颗粒保持在所述保持片材中的颗粒沉积体，所述载体片材的透气率为4.0s/(300ml·32pcs)或更少，该透气率是依据JIS-P8117按下述方法测量：将载体片材裁成正方形，然后将32片所得的切碎载体片材堆放起来，接着采用空气透过率测量装置测量300ml空气通过这一摞切碎的载体片材的时间。

Description

制造颗粒沉积体的方法

技术领域

本发明涉及一种制造颗粒沉积体的方法，更具体而言，本发明涉及一种制造颗粒沉积体的方法，其中该方法可有效制造用作吸收性物品如一次性尿布、卫生巾等中吸收性内芯的颗粒沉积体。

背景技术

在USP4,551,191中公开了一种在多孔性网上分散颗粒的方法及装置。在USP 4,551,191所公开的方法及装置中，虽然可以将颗粒均匀分散至多孔性网上，但它不可能按所需图案沉积颗粒。另外，该方法难以高速传递多孔性网，而且不可能高速连续地生产用于制造吸收性内芯的颗粒沉积体。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种制造颗粒沉积体的方法，该方法可高速连续生产用于制造一次性尿布、卫生巾等吸收性内芯的颗粒沉积体，同时该方法可按所需图案沉积颗粒。

本发明已通过以下的制造颗粒沉积体的方法实现了上述目的，该方法包括在吸气条件下将由空气夹带的颗粒提供至按预定方向运行的连续载体片材上并将颗粒沉积于载体片材上，从而获得一种包含颗粒和载体片材的颗粒沉积体，载体片材的透气率为4.0s/(300ml·32pcs)或更少。应注意的是此处采用“将颗粒沉积于载体片材上”的表述不仅指颗粒沉积于载体片材之上或其中，而且也表示颗粒沉积在层叠于载体片材之上的另一种片材之上或其中。

附图说明

以下将以附图为参考更详细地描述本发明，其中：

图1是颗粒沉积体制造装置的示意图，该装置适于执行本发明制造颗粒沉积体的方法；

图2(a)、图2(b)、图2(c)和图2(d)为示意图，用于解释本发明一实施方案中控制多种颗粒到达位置的方法的实施例；和

图3是显示颗粒沉积体中颗粒沉积部位的层状结构的局部剖视图。

具体实施方式

以下将描述本发明一个优选实施方案。首先将描述颗粒沉积体的制造装置，该装置适用于该实施方案颗粒沉积体的制造方法。

图1所示的颗粒沉积体制造装置是一种制造吸收性内芯连续体的装置，其中吸收性内芯连续体经切割构成预定长度并最终构成如纸尿布、卫生巾等的吸收性内芯。它包括一个沉积装置1，其中包含转鼓11，其外周表面按预定间隔形成有多个颗粒抽吸部分，转鼓11适于从颗粒抽吸部分吸入夹带颗粒的空气并将颗粒沉积于其上，以及一个用于通过气流夹带方式向沉积装置1提供颗粒的颗粒提供机构2。

这种制造装置还包含一个载体片材提供机构4，用于提供可透气的载体片材，使得载体片材缠绕于转鼓11的外周表面，一个保持片材提供机构5，用于在颗粒21沉积之前将保持片材51置于载体片材41之上，一个覆盖片材提供机构7，用于将覆盖片材71置于载体片材41之上，更严格地讲，是在颗粒21沉积在载体片材41之后将覆盖片材71置于位于载体片材41之上的保持片材51上，一个沉积体拉出和传送机构8，用于从转鼓11顶部拉出其中颗粒21保持在片材中、片材间的载体片材41、保持片材51和覆盖片材71(颗粒沉积体11)并进行传送，以及一个轧花装置9，用于对已拉出并传送过来的颗粒沉积体进行轧花。

沉积装置1中的转鼓11为圆筒形并按图1箭头A所示方向转动。在其外周表面沿其环形方向以一定形状和一定间隔构造多个颗粒抽吸部分(未显示)。颗粒抽吸部分是包含多个能够吸气的孔洞的部分。各个颗粒抽吸部分在其整个表面之上形成有多个孔洞。更具体而言，转鼓11的外周表面由网状部件构成，该网状部件包括可透气部分和不透气部分。可透气部分由孔洞构成，而不透气部分则不含孔洞。可透气部分按预定形状排列，从而构成颗粒抽吸部分。颗粒抽吸部分可采取任何需要的形状，如椭圆、矩形、钻石形、圆形、长方形等。对颗粒抽吸部分的形状没有特别的限制。

转鼓11通过吸气道(未显示)与吸气扇(未显示)连接。开动吸气扇使转鼓11内部的指定部位保持负压。在颗粒抽吸部分通过内部压力为负值的位置时，颗粒抽吸部分中的孔洞作为吸气孔。同时从颗粒抽吸部分进气在通道22中产生的气流可以将颗粒21传递至转鼓11上，其中通道22的一端盖在转鼓11的外周表面之上。

颗粒提供机构2包括通道22、将颗粒引入通道22中的进料装置23、以及在通道22中产生气流的吸气扇。进料装置23被设计成使颗粒以分散状态进入在通道22中所产生的气流中(可为一种颗粒或多种颗粒)。进料装置23包括进料位置调整机构以改变颗粒进口23a的位置。颗粒进口23a通过已知的机制可以沿气流向后和向前以及沿与气流垂直的方向移动。

如图1所示，转鼓11有四个室(a)、(b)、(c)和(d)。(a)、(b)、(c)和(d)这些室适于对颗粒抽吸部分产生不同的吸力。转鼓11还具有一个中心室(e)。吸气道(未显示)与中心室(e)连接。在中心室(e)和(a)-(b)四个室之间或(b)和(c)两个室与转鼓环之间的隔板上安装风门，使得可分别调整各室的吸气量/静压力。室(b)和(c)保持为负压。

在设计用于吸气的(b)室中吸气量/静压力设为最高。从确保颗粒在保持片材中的排列及固定角度考虑，静压力优选为-5kPa或更大，特别优选为-8kPa或更大，在通道22中最大空气流速优选为5m/s或更大，特别优选为15m/s或更大。为增加空气流速，可减小通道的横截面积或增加吸气扇的额定功率。为了将片材和颗粒吸起并保持于转鼓表面之上，在(b)和(c)室中需施加需要量的空气量/静压力。(a)和(d)室不与吸气扇连接。(d)室与一吹气装置连接而且其内部保持正压，因而可轻易将网从转鼓上剥除，使其顺利传送至下一工段。(a)室优选具有清理转鼓11表面上的网状或筛状颗粒抽吸部分的功能。

载体片材提供机构4、保持片材提供机构5和覆盖片材提供机构7各包含一个传动辊、一个导引辊等。4、5和7这些机构分别从网辊40、50、70中连续送出各片材，并从转鼓11圆周方向上的预定位置按顺序将其传送至转鼓11的外周表面之上。

沉积体拉出及传送机构8包括一种众所周知的连续传送机构，其中包含一对辊81、81和一个置于两者之间的连续传送带82，以及一个传送机构(未显示)，例如置于转鼓11的下部并适于将颗粒沉积体拉至连续带82上的真空装置。

轧花装置9是一种对已拉出的颗粒沉积体进行热法轧花的装置。在轧花装置9中，颗粒沉积体10被插入到一对轧花辊91、92中，使得构成颗粒沉积体10的组合物通过热融合而成为一体。

现描述采用上述颗粒沉积体制造装置的制造颗粒沉积体的装置。首先起动沉积装置1、载体片材提供机构4、保持片材提供机构5、覆盖片材提供机构7、沉积体拉出及传送装置8和轧花装置9，同时颗粒提供机构2的吸气扇也被打开并在通道22中产生气流。然后将作为颗粒21的高吸收性聚合物等从颗粒提供机构2的进粒装置23中引进通道22中。

由于上述设计，载体片材41、保持片材和覆盖片材71被顺序传递至转鼓11之上。而且，由空气夹带的颗粒21从保持片材51的提供位置和覆盖片材71的提供位置之间被传送至载体片材41之上。被传递的颗粒沉积于在载体片材41上的保持片材51中，而且通过覆盖片材71的覆盖所沉积的颗粒21被稳定性保持于保持片材51中。经过这种操作可连续制造出其间保持有颗粒21并包括载体片材41、保持片材51和覆盖片材21的带状层状体(颗粒沉积体10)。通过轧花装置9对颗粒沉积体10进行轧花处理并使其成为一体。

载体片材41必须具有良好的透气性使得吸气所致的颗粒传送以及在吸气表面上的颗粒沉积不被中断。从防止颗粒意外通过、使用热熔型粘合剂时的渗出以及降低载体片材强度影响稳定操作所造成的不方便角度考虑，载体片材的透气率为4.0s/(300ml·32pcs)或更小，优选为3.0s/(300ml·32pcs)或更少。而且从同样角度考虑，载体片材的平均孔径优选为与所用颗粒平均直径相同或更小。作为一个具体实施例，载体片材的平均孔径优选为200μm或更小，更优选为100μm或更小。而且从上述相同角度考虑，载体片材干态时的强度优选为CD方向60cN/25mm或更大，MD方向150cN/25mm或更大，更优选为MD方向500cN/25mm或更大，特别优选为MD方向800cN/25mm或更大。

可依据JIS-P8117按下述方法测量透气性。将载体片材裁成70×70mm大小，然后将32片材所得的切碎载体片材41堆放起来。接着采用空气透过率测量装置[GURLEY DENSOMETER(商品名)，由Kumagaya RikiKogyo K.K.制造]测量300ml空气通过这一摞切碎的载体片材的时间。

可按以下方法分别测量载体片材41在干态时MD和CD方向上的强度。为测量MD方向的强度，切割出一片材试样，其中按与其制造时的吹制方向相同的方向(MD)上截取150mm长度，按垂直于吹制方向的方向(CD)截取25mm的宽度，将此试样在卡盘-卡盘距离为50mm、MD方向牵拉速度为300mm/min的条件下进行拉力试验，采用Tensilon拉力测量仪(由Orientic K.K.制造)测量此时的断裂强度。类似地，为测量CD方向的强度，在MD方向截取25mm，CD方向截取150mm制备试样，将此试样在卡盘-卡盘距离为50mm、CD方向牵拉速度为300mm/min的条件下采用Tensilon拉力测量仪进行拉力试验。然后按照相同的方式测量断裂强度。

纸或无纺布是优选的载体片材41。特别地，基础重量为5至50g/m²的纸为优选。在载体片材41具有保持片材51的功能而保持片材51可以省略的情况中，无纺布是优选的，对于特别适于作为保持片材5的无纺布将在以下进行描述。而且无纺布和穿孔的膜也可作为载体片材41。

保持片材51是一种当载体片材41不具有保持颗粒21的功能或载体片材41的保持功能不足时所使用的片材。对于保持片材51的基本要求是透气性良好并且不干扰吸气对颗粒的传输以及颗粒在吸气表面上的沉积。特别地，保持片材51优选具有按预定状态保持已在厚度方向上分散的颗粒的功能。

对于保持片材51，可以采用能够将颗粒保持于其中的无纺布、纸、布等。其中优选使用无纺布。对于使用无纺布的情况，颗粒21进入保持片材51的孔隙中并且可以获得最适于制造薄吸收性内芯的薄的颗粒沉积体。

保持片材51可将颗粒保持于纤维中，当颗粒吸收液体时不干扰其膨胀，并且当颗粒膨胀时其组成纤维的纤维间结构允许纤维-纤维间距离改变(增大)。对于具有这种结构的片材，可以列举的无纺布具有作为组成纤维间的交叉点的粘合交叉点以及相互间不粘合或仅有弱的粘合使得在颗粒膨胀过程中粘合被取消的非粘合交叉点，。具体而言，优选保持片材51的例子可包括由热熔性纤维和非热熔性纤维组成的无纺布，由第一种热熔性纤维和不同的第二种热熔性纤维组成的无纺布，其中第一种热熔性纤维和第二种热熔性纤维间的热粘合力要比第一种热熔性纤维间的热粘合或第二种热熔性纤维间的热粘合力小，或者第一种热熔性纤维不与第二热熔性纤维发生热粘合。

对于载体片材41之上具有保持片材51的实施方案，特别有用的情况是保持片材51为蓬松的、易于拉伸的、强度低或多孔性的。对于载体片材41具有足够保持颗粒21功能的情况，保持片材51可以省略。

优选的方式是保持片材51置于载体片材41之上，通过粘合剂将载体片材41和保持片材51粘合在一起使得片材41、51成为一体。在这种实施方案中，如图1所示，在保持片材51层叠于载体片材41上之前，通过粘合剂提供装置42将热熔型粘合剂施于载体片材41之上，通过这种热熔型粘合剂使片材41、51成为一体。通过粘合剂、优选为热熔型粘合剂，可以将载体片材41和保持片材51粘合在一起，使得其中一片材易膨胀或强度低的弱点可被另一片材补偿。对于多孔性片材，可防止诸如聚合物意外通过以及转鼓颗粒抽吸部分污染等缺点。

作为热熔性粘合剂的涂敷放装置，可采用非接触型喷雾器、非接触型喷小珠的枪、非接触型槽形涂抹器、凹片材型涂抹器、丝网涂抹器等。一般来说，由于接触型涂抹器易在接触点上抓取废物或异物从而对涂抹条件造成不利影响，采用非接触型涂抹器是优选的。而且优选按网状形式涂敷粘合剂，因为可以采用相对少量的粘合剂获得粘合强度并且不降低液体吸收性能。作为涂抹装置，优选采用设计用于喷小珠或纤维的非接触型喷雾器，如螺旋喷雾器、帘状喷雾器等。

从进料装置23进入的颗粒21由空气夹带并沉积于层叠在载体片材41之上的保持片材51中。颗粒21进入保持片材51孔隙中并接所需的分散状态在厚度方向上沉积。颗粒21经沉积使得颗粒21沉积部分的轮廓基本上与颗粒抽吸部分的平面图相同。

对于制造作为颗粒沉积体的吸收性内芯连续体的颗粒，可以采用多种已知的高吸收性聚合物和除臭剂、香料等。例如，对于高吸收性聚合物，可采用聚(丙烯酸钠)、丙烯酸和乙烯醇的共聚物，交联的聚(丙烯酸钠)、淀粉和丙烯酸的接枝共聚物、异丁烯和马来酸酐的共聚物及其皂化产物、聚天冬氨酸等，对此无特别的限制。

从颗粒提供机构2中提供的颗粒21可为一种或多种。对于多种颗粒21被提供的情况，控制多种颗粒到达转鼓11外周表面的位置，从而可以使颗粒按所需分散状态沉积。此处采用术语“多种”指两种或多种颗粒，其在组成，粒径、密度、形状(球形、团形)等方面存在不同。

例如，如图2所示，对于颗粒21，分别将不同颗粒a、b从进料装置23、23中导出。此时使用多种具有不同物理性质的颗粒或者对于不同颗粒改变将颗粒引入气流中的进料条件。经过这种操作，可以控制多种颗粒在转鼓外周表面上的到达位置，而且多种颗粒在厚度方向上的沉积状态可得到所需的分散状态。

也就是说，如图2(a)所示，通过使两种颗粒a、b到达转鼓11外周表面的位置P1、P2一致，如图2(b)所示颗粒a、b可在保持片材51厚度方向上以均匀混合的状态沉积。如图2(c)所示，通过改变两种颗粒a、b在转鼓11外周表面的到达位置P1、P2，如图2(d)所示在保持片材51厚度方向上颗粒a、b沉积在不同的层中。当采用无纺布作为保持片材51时图2(b)和2(d)中的符号c指示构成无纺布的纤维。

在上述“具有不同物理性质的多种颗粒”的描述中，术语“物理性质”指粒径、颗粒密度等。类似地，在上述“进料条件……因各不同种类颗粒而改变”的描述中，术语“进料条件”指控制称为“进料位置”、“初始进料速度”、“进料角度”等的颗粒到达位置。从易于控制的角度考虑，对于各进料装置至少改变进料位置、初始进料速度和进料角度的一种，即每种颗粒的进料条件优选为各不相同。为造成不同的初始进料速度，可采用在颗粒进口安装吹气装置的方法，颗粒进口不同但其它部分均相同的装置也包含在“不同装置”这一概念中。而且作为控制多种颗粒到达位置的方法，在各供料装置中的具有不同物理性质的颗粒可按不同进料条件进料。

当颗粒21沉积于载体片材41上后，沉积有颗粒的顶表面被覆盖片材71覆盖。对保持片材51两面包夹使颗粒21保持在载体片材41和覆盖片材71之间，从而可以防止加工中颗粒的意外撒落。通过粘合剂提供装置72将热熔型粘合剂涂于覆盖片材71之上，使得覆盖片材71一体化地粘接于其上沉积有颗粒的保持片材51之上。对于粘合剂提供装置72，可使用类似于为载体片材41和保持片材51间提供粘合剂的粘合剂提供装置42的装置。采用覆盖片材71不仅是为了防止加工中的颗粒飞散，而且也防止了在下一步热轧花工序中颗粒意外撒落。覆盖片材71也适于防止在颗粒沉积体复合进吸收性物品中和配戴者使用中颗粒的泄漏和撒落。

由覆盖片材71覆盖是防止颗粒飞散的优选实施例。其它防止颗粒飞散的优选实施例包括载体片材自身C型折叠、对叠等。防止颗粒飞散的手段优选在颗粒沉积步骤后立即进行。但是防止颗粒飞散的手段不在颗粒沉积步骤后立即进行也是可以接受的，因为在颗粒被传送的同时，传递带可以挤压所沉的积颗粒或由真空等吸气保持所沉积的颗粒。

包含载体片材41、保持片材51和覆盖片材71的带状颗粒沉积体10被传送至转鼓11的下部，同时保持颗粒的分散状态，然后通过沉积体拉出和传送机构8从转鼓1处拉出。

从转鼓11处拉出的颗粒沉积体10经轧花装置9进行轧花处理并成为一体。轧花处理优选为热法轧花。优选使用热法轧花使得在颗粒沉积体10中构成多个具有小面积的小室，从而使颗粒沉积体10复合进吸收性物件中并由配戴者穿着时，颗粒21不会不理想地移动至一边并保持在那里。例如，优选采用具有网格状花纹的轧花构件对颗粒沉积体10进行网格状轧花处理。为防止高吸收性聚合物颗粒等偏置，如下的方法也是有效的：在轧花处理中将热熔型粘合剂置于待被碾轧的部位之上，覆盖片材71和载体片材41在碾轧部位粘合，从而经热熔型粘合剂粘合获得分成小室的效果而得到多个关闭的部分。为确保热法轧花有效，构成颗粒沉积体10的片材优选包含热熔性纤维。

在该实施方案中得到的各颗粒沉积体10是吸收性内芯的带状连续体，它由在包含长带状的载体片材41、保持片材51和覆盖片材71的长带状形状的长度方向上按一定间隔排列多个具有预定形状的颗粒沉积部分(颗粒21沉积的部分)所构成的。在颗粒沉积部分处的保持片材13中，颗粒21(高吸收性聚合物)在厚度方向上按所需分散状态被保持。图3显示了颗粒沉积体10在其颗粒沉积部分10a处的层状结构。经轧花装置9的轧花处理后，从颗粒沉积部分之间将颗粒沉积体10切割成吸收性物品如卫生布所具有的各自的长度，并作为各吸收性物品的吸收性内芯。特别地，按图3所示的形式可以避免颗粒从末端部意外撒落。

如上所述，依据该实施方案中制造颗粒沉积体的方法，适于制造一次性尿布、卫生布等中吸收性内芯的颗粒沉积体(吸收性内芯连续体)可以高速连续生产。

而且，依据该实施方案中制造颗粒沉积体的方法，颗粒由构成载体片材41和/或保持片材51的纤维缠绕。通过这一作法，颗粒沉积体可以高速且稳定地制造，其中颗粒不会过分地偏置，在制造过程中颗粒不会意外撒落。由于具有预定形状的颗粒抽吸部分形成于转鼓11的外周表面之上，颗粒经沉积使颗粒沉积部分的轮廓与颗粒抽吸部分的形状基本相同，对于颗粒沉积部分具有相应于颗粒抽吸部分外形的颗粒沉积体可以容易地形成并且生产效率提高。

而且，通过在转鼓11圆周方向整个表面上连续构成颗粒抽吸部分，也可以制造出包括在整个长度方向上连续形成的颗粒沉积部分的颗粒沉积体。按此方式，依据本发明通过将颗粒抽吸部分制成所需形状而制造沉积体的方法，颗粒可断续或连续分散。在各情况中，对于颗粒沉积部分的颗粒沉积体可以按所需形状构成。颗粒沉积部分(颗粒所沉积的部分)的轮廓是非常清晰的。

而且，依据该实施方案的制造方法，通过采用多种具有不同物理性质的颗粒或在引入气流时对各不同颗粒设置不同进料条件，多种颗粒到达转鼓外周表面上的位置被恰当地控制。经过这一作法，可容易地制造颗粒沉积体，其中多种颗粒按所需分散状态被沉积于保持片材之中。从制造颗粒沉积体的角度看，其中所制颗粒沉积体在颗粒膨胀过程中颗粒几乎不发生凝胶堵塞并且其吸收性可得以促进，颗粒21优选在保持片材51厚度方向上均匀分散。

对于通过此制造方法获得的颗粒沉积体作为吸收性物品之吸收性内芯的情况，在不牺牲高吸收性聚合物优良吸收性能条件下，吸收性内芯可制成薄的。因此，甚至在吸收性内芯被制成质轻且尺寸小的情况中，它也可表示出优良的吸收性能。由于高吸收性聚合物被紧紧固定于保持片材之中，它完全可抵抗吸收性内芯的扭曲和破裂，并且可抑制由扭曲等造成的泄漏。

作为本发明的另一实施方案，以下也是一种可接受的情况，将透气率为2.0s/(300ml·32pcs)或更少的带状载体片材连续输送至作为沉积装置的网式输送器中，接着将颗粒按其分散状态输送于载体片材之上，然后通过在网式输送器上形成的颗粒抽吸部分抽吸颗粒，使其沉积于载体片材之上，从而制造出包括载体片材和颗粒的颗粒沉积体。在颗粒沉积于载体片材41上后，采用上述多种防止颗粒飞散的作法也是被接受的。在这种实施方案中，由于颗粒依靠其自重落下并沉积，与采用鼓形沉积装置的情况相比可采用较低的空气流速沉积颗粒。而且，也可采用装配有颗粒抽吸部分的其它沉积装置。

至此本发明被描述完成，显而易见，本发明可按多种方式变化。这些变化不被认作是对本发明精神和范围的背离，所有那些对于本领域技术人员显而易见的改变均被认作是包括于以下权利要求范围之内的。

Claims (4)

1、一种制造颗粒沉积体的方法，其包括在吸气条件下将由空气夹带的颗粒提供至按预定方向运行的连续载体片材上以将所述颗粒沉积于所述载体片材上，其中，在颗粒沉积前将保持片材置于所述载体片材之上，从而获得一种颗粒保持在所述保持片材中的颗粒沉积体，所述载体片材的透气率为4.0s/(300ml·32pcs)或更少，该透气率是依据JIS-P8117按下述方法测量：将载体片材裁成正方形，然后将32片所得的切碎载体片材堆放起来，接着采用空气透过率测量装置测量300ml空气通过这一摞切碎的载体片材的时间。

2、如权利要求1所述的制造颗粒沉积体的方法，其中，所述空气是由按预定形状形成的颗粒抽吸部分抽吸的，使得颗粒沉积时颗粒沉积部分的外形与所述颗粒抽吸部分的形状基本相同。

3、如权利要求1所述的制造颗粒沉积体的方法，其中，当颗粒沉积于所述载体片材之上后，采用防止颗粒飞散和颗粒撒落的飞散防止手段。

4、如权利要求3所述的制造颗粒沉积体的方法，其中，当使用所述飞散防止手段后，对所述颗粒沉积体进行轧花处理并将构成所述颗粒沉积体的材料一体化。

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