JP2006152485A5 - - Google Patents

Description

トウの加工設備及び体液吸収性物品

本発明は、トウを開繊・拡幅して、例えば、紙おむつや、生理用ナプキン、尿取りパッド、失禁パッド等の体液吸収性物品の吸収材として使用することができるトウからなる繊維集合体などとする、トウの加工設備及び体液吸収性物品に関するものである。

本発明者らは、近年、トウを開繊・拡幅して得たトウの加工物たるトウからなる繊維集合体を、例えば、紙おむつや、生理用ナプキン、尿取りパッド、失禁パッド等の体液吸収性物品の吸収材として使用すると、好ましいことを知見した。

そして、従来は、図１に示すような加工設備５０で、トウＴを、開繊・拡幅していた。
すなわち、本設備５０においては、まず、トウＴを、開繊装置５８で伸張及び収縮して、開繊する。本開繊装置５８は、上下方向に並ぶ、第１ニップロール５１、第２ニップロール５２及び第３ニップロール５３からなり、第１ニップロール５１と第２ニップロール５２との周速差によって、トウＴを伸張し、第２ニップロール５２と第３ニップロール５３との周速差によって、トウＴを収縮する。
開繊装置５８において、開繊されたトウＴは、開繊装置５８の下方に設置されたダクト５４内を、このダクト５４の下流に設置された拡幅箱５５からの吸引力によって、流れる。このトウＴの流れ方向は、本ダクト５４が、Ｌ字状になっていることから、下方向から水平方向（図示例では、紙面右側から左側へ向かう方向。）に変わる。流れ方向が水平方向になったトウＴは、水平方向を向く開口５６を通して、拡幅箱５５内に吸引され、この拡幅箱５５内において、エアによって拡幅される。なお、本加工設備、及び、この加工設備で得たトウからなる繊維集合体を用いた吸収材は、本発明者らが知見したものであり、公知の先行文献は、存在しないものと考えられる。

以上の加工設備５０において、ダクト５４によって、トウＴの流れ方向を下方向から水平方向に変更するのは、次の理由からである。すなわち、開繊されたトウＴは、非常にコシが弱く、ふわふわとした状態になっている。したがって、開繊されたトウＴは、開口５６に対して、斜め方向に流れている状態で、拡幅箱５５内に吸引されると、開口５６の周辺部に引っ掛かってしまう。そして、この引っ掛かりによって、切れたり、脈動したりした状態で、拡幅箱５５内に入ることになり、均一に拡幅することができなくなってしまうのである。

しかしながら、この加工設備５０によっても、トウＴが、流れ方向を、下方向から水平方向に変更される際に、ダクト５４に接触することがあり、この接触によって、開繊されたトウＴに、切れ、脈動が生じ、均一に拡幅することができなくなってしまうことがあった。

そして、このことは、加工設備５０で得た加工物を吸収材として使用した体液吸収性物品が、期待した性能を有しないことを意味する。

本発明が解決しようとする主たる課題は、トウを均一に拡幅することができるトウの加工設備及び体液吸収性物品を提供することにある。

この課題を解決した本発明は、次のとおりである。
〔請求項１記載の発明〕
第１ニップロールと第２ニップロールとの周速差によってトウを伸張し、前記第２ニップロールと第３ニップロールとの周速差によって前記トウを収縮する、開繊装置と、
この開繊装置で開繊したトウを、水平方向を向く開口を通して吸引し、エアによって拡幅する拡幅箱と、を有するトウの加工設備であって、
前記トウは、少なくとも前記第１ニップロールから前記開口まで、この開口の水平ライン上を流れ、
前記第２ニップロールの周面に溝が形成されて、前記開繊装置を流れるトウの上面及び下面に作用する前記伸縮力が、実質的に等しくなるようにされている、ことを特徴とするトウの加工設備。

〔請求項２記載の発明〕
水平方向を向く開口を通して吸引したトウを、エアによって拡幅する拡幅箱と、
トウが一対の第１ニップロール間を流れ、この第１ニップロールの周速に応じて、前記拡幅箱内に吸引されるトウの量が決められる、第１ロール装置、
この第１ロール装置からのトウが一対の第２ニップロール間を流れ、この第２ニップロールが、前記第１ニップロールに比して、周速が速くて、トウが伸張される、第２ロール装置、
及び、この第２ロール装置からのトウが一対の第３ニップロール間を流れ、この第３ニップロールが、前記第２ニップロールに比して、周速が遅くて、トウが収縮される、第３ロール装置、によって、トウを開繊する開繊装置と、
を有するトウの加工設備であって、
前記第１ニップロール、第２ニップロール及び第３ニップロールは、それぞれ対になるロールが、上下に並び、かつ、全てのニップロール間が、前記開口の水平ライン上に位置するように、配置され、
前記第２ニップロールの、少なくともいずれか一方の周面に溝が形成されて、前記ニップロール間を流れるトウの上面及び下面に作用する前記伸縮力が、実質的に等しくなるようにされている、ことを特徴とするトウの加工設備。

〔請求項３記載の発明〕
請求項１又は請求項２記載の設備で得たトウの加工物を、吸収材として使用した、ことを特徴とする体液吸収性物品。

本発明によると、トウを均一に拡幅することができるトウの加工設備及び体液吸収性物品となる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
〔用途〕
本発明の加工設備によって、トウを開繊・拡幅して得たトウからなる繊維集合体は、例えば、そのまま、あるいは吸収性ポリマーを混入するなどして、紙おむつや、生理用ナプキン、尿取りパッド、失禁パッド等の体液吸収性物品の吸収材として、利用することができる。なお、以下では、この吸収材として利用する場合を、単に吸収用途と略す。

〔トウ〕
本発明のトウとは、繊維束を意味する。このトウの構成繊維としては、例えば、多糖類又はその誘導体（セルロース、セルロースエステル、キチン、キトサンなど）、合成高分子（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリラクタアミド、ポリビニルアセテートなど）などを、例示することができる。

ただし、吸収用途とする場合は、セルロース及びセルロースエステルを使用するのが好ましい。これらのうちセルロースとしては、綿、リンター、木材パルプ等の植物体由来のセルロースやバクテリアセルロースなどを使用することができる。また、セルロースとしては、レーヨン等の再生セルロースを使用することもでき、この再生セルロースは、紡糸された繊維であってもよい。さらに、このセルロースとしては、実質的に無限長とみなし得る連続繊維、長径が数ミリから数センチ（例えば、１ｍｍ〜５ｃｍ。）の繊維、粒径が数ミクロン（例えば、１〜１００μｍ。）の微粉末状の繊維など、さまざまな長さ、大きさ、形状のものを、使用することができる。また、このセルロースは、叩解パルプなどのように、フィブリル化されていてもよい。

一方、セルロースエステルとしては、例えば、セルロースアセテート、セルロースブチレート、セルロースプロピオネート等の有機酸エステル、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートフタレート、硝酸酢酸セルロース等の混酸エステル、ポリカプロラクトングラフト化セルロースエステル等のセルロースエステル誘導体、などを使用することができる。もちろん、これらのセルロースエステルは、単独で、又は二種類以上混合して使用することができる。ただし、セルロースエステルとしては、有機酸エステル（例えば、炭素数２〜４程度の有機酸とのエステル。）を使用するのが好ましく、セルロースアセテートを使用するのがより好ましい。セルロールアセテートは、空隙率を容易に調節することができ、吸収用途とするに、まさに好適である。

セルロースエステルの粘度平均重合度は、１０〜１０００であるのが好ましく、５０〜９００であるのがより好ましく、２００〜８００であるのが特に好ましい。また、セルロースエステルの平均置換度は、１．００〜３．００であるのが好ましく、１．００〜２．１５であるのがより好ましく、１．１０〜２．００であるのが特に好ましい。このセルロースエステルの平均置換度は、生分解性を高める等の観点から選択することができる。さらに、セルロースアセテートの酢化度は、通常、４３〜６２％程度であるが、生分解性という観点からは、３０〜５０％であるのが好ましい。

トウ構成繊維は、種々の添加剤、例えば、熱安定化剤、着色剤、油剤、歩留り向上剤、白色度改善剤等を含有していてもよい。また、例えば、吸収用途とする場合は、以上のうちの油剤を、撥水性を兼ねたスキンケアに効果のあるものとし、トウ構成繊維に塗布するのが好ましい。

吸収用途とする場合、トウ構成繊維の繊度は、１〜１６デニールであるのが好ましく、１〜１０デニールであるのがより好ましく、２〜８デニールであるのが特に好ましい。

また、 吸収用途とする場合、トウ構成繊維は、非捲縮繊維であってもよいが、捲縮繊維である方が好ましい。捲縮繊維であると、嵩高、軽量で、しかも繊維間の絡み合いによる一体性の高い吸収体を得ることができる。

この捲縮繊維の捲縮度は、１インチ（２．５４ｃｍ）あたり、５〜７５個であるのが好ましく、１０〜５０個であるのがより好ましく、１５〜５０個であるのが特に好ましい。なお、この捲縮繊維は、通常、均一に捲縮されている。

トウ構成繊維の断面形状は、特に限定されない。例えば、円形、楕円形、異形（例えば、Ｙ字状、Ｘ字状、Ｉ字状、Ｒ字状等。）、中空状などを、例示することができる。

トウ構成繊維は、例えば、３，０００〜１，０００，０００本程度、好ましくは５，０００〜１，０００，０００本程度の単繊維を束ねることによって、トウ（繊維束）とすることができる。

以上のようにしてなるトウは、繊維間の絡み合いが弱いため、通気性に優れるが、へたり易い。そこで、へたりを防止して、広い空隙を維持する目的で、バインダーによって、繊維の接触部分を、接着又は融着するのが好ましい。

バインダーとしては、例えば、トリアセチン、トリエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールジプロピオネート、ジブチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、クエン酸トリエチルエステル等のエステル系可塑剤のほか、各種の樹脂接着剤、特に熱可塑性の樹脂接着剤を、使用することができる。

熱可塑性樹脂は、溶融・固化によって接着力が発現する樹脂であり、水不溶性又は水難溶性樹脂、及び水溶性樹脂が含まれる。水不溶性又は水難溶性樹脂と水溶性樹脂とは、必要に応じて併用することもできる。

水不溶性又は水難溶性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のオレフィン系の単独又は共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチル−アクリル酸エステル共重合体、（メタ）アクリル系モノマーとスチレン系モノマーとの共重合体等のアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、ポリスチレン、スチレン系モノマーと（メタ）アクリル系モノマーとの共重合体等のスチレン系重合体、変性されていてもよいポリエステル、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、ナイロン６１２等のポリアミド、ロジン誘導体（例えば、ロジンエステル等。）、炭化水素樹脂（例えば、テルペン樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、石油樹脂等。）、水素添加炭化水素樹脂、などを用いることができる。これらの熱可塑性樹脂は、一種又は二種以上を併用して、使用することができる。

水溶性樹脂としては、種々の水溶性高分子、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルエーテル、ビニル単量体と、カルボキシル基、スルホン酸基又はそれらの塩を有する共重合性単量体と、の共重合体などのビニル系水溶性樹脂、アクリル系水溶性樹脂、ポリアルキレンオキサイド、水溶性ポリエステル、水溶性ポリアミド、などを用いることができる。これらの水溶性樹脂は、一種又は二種以上を併用して、使用することができる。

熱可塑性樹脂には、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の安定化剤、充填剤、可塑剤、防腐剤、防黴剤、などの種々の添加剤を添加することができる。

〔加工設備〕
図２に、本実施の形態の加工設備１０を示した。本加工設備１０は、開繊装置１８、ダクト１４及び拡幅箱５５、から主になる。
開繊装置１８は、第１ロール装置、第２ロール装置及び第３ロール装置、から主になる。これら第１ロール装置、第２ロール装置及び第３ロール装置は、少なくともそれぞれ一対の第１ニップロール１１、一対の第２ニップロール１２、一対の第３ニップロール１３を有し、必要に応じて、例えば、各別の又は統一の駆動源などが備えられている。

本開繊装置１８において、第１〜第３のニップロール１１、１２及び１３は、それぞれ対になるロールが、上下に並んでいる。全てのニップロール間において、原料となるトウＴがニップされる。トウＴは、各ニップロール１１、１２及び１３の回転に応じて、紙面右側から左側に向かって、流される（搬送される）。

本開繊装置１８においては、第２ニップロール１２が、第１ニップロール１１に比して、周速が速く、第３ニップロール１３が、第２ニップロール１２に比して、周速が遅くなっている。したがって、本開繊装置１８においては、第１ニップロール１１と第２ニップロール１２との周速差によってトウＴが伸張（緊張）され、第２ニップロール１２と第３ニップロール１３との周速差によってトウＴが収縮（弛緩）される。この伸張及び収縮により、トウＴは、開繊され、非常にコシが弱くなった状態となる。なお、周速とは、周面、つまりロール表面が動く速度をいう。この周速は、例えば、ロールの回転速度や径などによって、決定される。

また、本開繊装置１８においては、全てのニップロール間が、開口５６の水平ライン上（同じ高さ）に位置するように配置されている。つまり、トウＴは、第１ニップロール１１から開口５６まで、この開口５６の水平ライン上を流れる。したがって、開繊されたトウＴが、開口５６の周辺部に引っ掛かり、切れたり、脈動したりするおそれがなく、拡幅箱５５内において、均一に拡幅される。

もっとも、単にトウＴが、第１ニップロール１１から開口５６までを、この開口５６の水平ライン上を流れるようにするのみであると、トウＴの上面に作用する伸張力及び収縮力（単に、伸縮力ともいう。）と、トウＴの下面に作用する伸縮力とが、重力の影響によって、等しくならないおそれがある。伸縮力が等しくならなければ、均一に開繊されず、当然、これに続く拡幅も、均一にされないおそれがある。そこで、本開繊装置１８においては、図３に示すように、第２ニップロール１２の周面に溝１５が形成されて、伸縮力が実質的に等しくなるようにされている。

溝１５の深さ、幅、面積、方向、形状などは、特に限定されない。伸縮力の均一化という観点から、適宜設計することができる。また、この溝１５は、一対のロールの両方に形成されている必要はない。いずれか一方のロールのみに形成されていてもよい。図示例では、溝１５が、上方のロール１２Ａには形成されておらず、下方のロール１２Ｂのみに形成されている。これは、図示例では、溝１５が、トウＴの流れ方向に形成されており、また、全面積の約半分が溝１５になっているため、下方のロール１２Ｂのみに溝１５を形成して、下方のロール１２Ｂと接触する側のトウＴに作用する伸縮力を弱くし、重力による影響を相殺している。ただし、例えば、溝１５が、トウＴの流れ方向以外、例えば、斜め方向に形成されている場合などは、溝１５が形成されているロールと接触する側のトウＴに作用する伸縮力の方が強くなることもある。したがって、上方のロール１２Ａのみに溝１５を形成した方がよい場合もある。もちろん、上方のロール１２Ａの溝と下方のロール１２Ｂの溝との組み合わせによって、伸縮力の均一化を図ることもできる。

本形態において、開繊をどの程度まで行うか、つまり伸張及び収縮をどの程度の力で行うか、は特に限定されない。開繊の度合いは、繊維密度のファクターとなるので、用途に応じて、適宜設定するとよい。

以上のようにして開繊されたトウＴは、開繊装置１８の側方に、図示例では、紙面左側に設置されたダクト１４内を、このダクト１４の側方に、図示例では、紙面左側に設置された拡幅箱５５からの吸引力によって、流れる（空気搬送）。本ダクト１４は、開口５６の水平ラインに沿う直線状となっており、開繊されたトウＴと接触するおそれがない。

ダクト１４内を流れたトウＴは、水平方向を向く開口５６を通して、拡幅箱５５内に吸引される。この吸引されるトウＴの量は、先の第１ニップロール１１の周速に応じて、決まる。つまり、第１ニップロール１１の周速が速くなれば多量となり、遅くなれば少量となる。

拡幅箱５５内に吸引されたトウＴは、圧縮エア等のエアによって拡幅され、所望の幅・密度のトウからなる繊維集合体となる。拡幅箱５５において、どのようにトウＴを拡幅するかは、特に限定されない。例えば、幅１００〜２０００ｍｍに、好ましくは１５０〜１５００ｍｍに、拡幅することができる。

以上、本実施の形態の加工設備１０は、ニップロールが３組（１１，１２，１３）で、トウＴの伸張及び収縮を、それぞれ１回行う形態となっている。ただし、これに限定する趣旨ではない。ニップロールの数を増やし、トウＴの伸張及び収縮を、２回、３回、４回又はそれ以上の複数回行う形態とすることもできる。

〔体液吸収性物品〕
本実施の形態の体液吸収性物品は、以上の加工設備で得たトウからなる繊維集合体を、吸収材として使用したものである。吸収材としての使用であれば、例えば、後述するような優れた効果を期待することができるため、様々な場所での（部材としての）使用を考えることができる。具体的には、例えば、従来の吸収性物品、すなわち、表面シートと裏面シートとの間に、綿状パルプや合成パルプなどの吸収材がクレープ紙で包まれてできた体液吸収体が備えられている体液吸収性物品の、綿状パルプや合成パルプなどの吸収材に替えての、使用を例示することができる。

〔トウからなる繊維集合体の特徴〕
本明細書中のトウからなる繊維集合体とは、原材料となるトウから製造された、つまり原材料となるトウを、開繊・拡幅して得られた繊維の集合体をいう。このトウからなる繊維集合体は、パルプ等に比較して、空隙率が高いため、吸収用途とした場合、吸収スピードの向上を期待することができる。

また、トウからなる繊維集合体は、長繊維であるため、繊維の流れ方向に関して、２つに分離（分割）してしまうおそれがない。したがって、例えば、吸収用途とする場合に、繊維の流れ方向を長手方向（前後方向）とすると、長手方向中央部、つまり脚周り部の吸収体が、着用者の動きによっても、前後端部によった状態となるおそれがないため、横漏防止効果を期待することができる。

さらに、トウからなる繊維集合体は、繊維の流れ方向には液体が拡散し易いが、繊維の流れ方向と直交する方向には液体が拡散し難いという特性がある。したがって、例えば、吸収用途とする場合に、繊維の流れ方向を長手方向（前後方向）とすると、体液が長手方向に迅速に拡散することになり、吸収体全面が有効に活用されることなる。

この他、トウからなる繊維集合体は、繊維密度が低いと液体保持性に優れ、他方、繊維密度が高いと液体拡散性に優れるという特性を有する。したがって、例えば、吸収用途とする場合に、吸収体の両側端部を幅方向中央部よりも低密度とすると、吸収体の幅方向中央部においては、体液が迅速に拡散し、迅速な拡散性を要しない両側端部においては、体液保持性が向上することになり、各部位に応じて、最も好適な特性が付与されることになる。ただし、両側端部の繊維密度が低すぎると、吸収体の幅方向へのよりが生じるおそれがある。また、両側端部の繊維密度が高すぎると、着用者に違和感を与えるおそれがある。したがって、これらの点に対する配慮が必要である。

本発明は、トウを開繊・拡幅して、例えば、紙おむつや、生理用ナプキン、尿取りパッド、失禁パッド等の吸収体として使用することができるトウからなる繊維集合体などとする、トウの加工設備として、適用可能である。

従来の加工設備のフロー図である。 本実施の形態の加工設備のフロー図である。 図２のＩ−Ｉ線断面模式図である。

符号の説明

１０，５０…加工装置、１１，１２，１３，５１，５２，５３…ニップロール、１４，５４…ダクト、１８，５８…開繊装置、５５…拡幅箱、５６…開口、Ｔ…トウ。

Claims (3)

1. 第１ニップロールと第２ニップロールとの周速差によってトウを伸張し、前記第２ニップロールと第３ニップロールとの周速差によって前記トウを収縮する、開繊装置と、
   この開繊装置で開繊したトウを、水平方向を向く開口を通して吸引し、エアによって拡幅する拡幅箱と、を有するトウの加工設備であって、
   前記トウは、少なくとも前記第１ニップロールから前記開口まで、この開口の水平ライン上を流れ、
   前記第２ニップロールの周面に溝が形成されて、前記開繊装置を流れるトウの上面及び下面に作用する前記伸縮力が、実質的に等しくなるようにされている、ことを特徴とするトウの加工設備。
2. 水平方向を向く開口を通して吸引したトウを、エアによって拡幅する拡幅箱と、
   トウが一対の第１ニップロール間を流れ、この第１ニップロールの周速に応じて、前記拡幅箱内に吸引されるトウの量が決められる、第１ロール装置、
   この第１ロール装置からのトウが一対の第２ニップロール間を流れ、この第２ニップロールが、前記第１ニップロールに比して、周速が速くて、トウが伸張される、第２ロール装置、
   及び、この第２ロール装置からのトウが一対の第３ニップロール間を流れ、この第３ニップロールが、前記第２ニップロールに比して、周速が遅くて、トウが収縮される、第３ロール装置、によって、トウを開繊する開繊装置と、
   を有するトウの加工設備であって、
   前記第１ニップロール、第２ニップロール及び第３ニップロールは、それぞれ対になるロールが、上下に並び、かつ、全てのニップロール間が、前記開口の水平ライン上に位置するように、配置され、
   前記第２ニップロールの、少なくともいずれか一方の周面に溝が形成されて、前記ニップロール間を流れるトウの上面及び下面に作用する前記伸縮力が、実質的に等しくなるようにされている、ことを特徴とするトウの加工設備。
3. 請求項１又は請求項２記載の設備で得たトウの加工物を、吸収材として使用した、ことを特徴とする体液吸収性物品。