JP2007002371A - パルプ粉砕装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パルプ供給機構を通過した後に回転する粉砕シリンダに引き込まれることによるパルプの終端近傍の移動速度の増加を抑制することにより、単位時間あたりの粉砕パルプの生成量および質の均一性を向上する。
【解決手段】吸収体製造装置は、供給路２４に沿ってパルプを供給するパルプ供給機構２、および、パルプ供給機構２からのパルプを粉砕するパルプ粉砕機構３を備える。パルプ粉砕機構３では、外径が中央部３１３から回転軸３１１の両端側へと離れるに従って漸次増大する粉砕シリンダ３１によりパルプが粉砕され、パルプの供給方向の移動速度は中央部３１３における周速とほぼ等しくなる。これにより、パルプの終端近傍の部位の粉砕時におけるパルプの移動速度の増加を抑制することができる。その結果、単位時間あたりの粉砕パルプの生成量および質の均一性を向上することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、吸収体用のパルプを粉砕するパルプ粉砕装置に関する。

従来より、紙おむつ等の衛生品に用いる吸収体の製造において、シート状のパルプを粉砕する粉砕装置が使用されている。例えば、特許文献１では、ドラムに巻回されたシート状のパルプを繰り出しつつ解繊機（粉砕装置）により解繊（粉砕）し、解繊したパルプを不織布に吹き付けることにより、積層形成される吸収体の吸液層を形成する技術が開示されている。このような粉砕装置では通常、パルプに平行であってパルプの供給方向に対して垂直な回転軸を中心として回転する粉砕刃に対して、フィードローラ等の供給機構により一定速度にてパルプを供給して粉砕が行われている。
特開２００１−３０９９４５号公報

ところで、このような粉砕装置では、供給されるパルプの終端部の粉砕時に、フィードローラ通過後のパルプ片が粉砕刃に引っ張られて巻き込まれ、粉砕刃が設けられている粉砕室内に粉砕されないまま進入する恐れがある。また、パルプ片が巻き込まれなかったとしても、粉砕刃の回転力によりパルプの移動速度が増加し、単位時間あたりに生成される粉砕パルプの量が規定量よりも増加するとともに粉砕パルプが粗くなってしまう。さらには、先行のパルプ終端部と後続のパルプとが離れてしまい、その間は粉砕パルプが生成されないため、単位時間あたりの粉砕パルプの生成量および質に変動が生じ、形成される吸収体の質の均一性が低下してしまう。

このため、パルプ終端部が巻き込まれる前に装置を停止してパルプ終端部をフィードローラから取り除くという作業が行われているが、このような除去作業が粉砕作業の効率を低下する原因となっている。なお、２つのパルプ供給機構を設けて交互に稼働させることにより粉砕作業の効率低下を防止することも行われているが、装置が大型化してしまう。

また、粉砕室からの粉砕パルプの排出口に微小な開口が多数形成されたスクリーンを設けるとともに粉砕室内に別の粉砕機構を設けることにより、粗く粉砕されたパルプが所定の大きさ以下になるまで粉砕室内において再粉砕を繰り返したり、あるいは、粗砕および微砕の２台の粉砕装置を並行して使用することにより粉砕パルプの生成が完全には中断されないようにすることも行われている。しかしながら、これらの方法でも単位時間あたりの粉砕パルプの生成量は一定には維持されず、吸収体を形成する前に粉砕パルプの計量が必要であった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、パルプ供給機構を通過したパルプの終端近傍を粉砕する際にパルプの移動速度の増加を抑制することにより、単位時間あたりの粉砕パルプの生成量および質の均一性を向上することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、吸収体用のパルプを粉砕するパルプ粉砕装置であって、シート状のパルプを前記パルプの幅方向に垂直な所定の供給方向に供給するパルプ供給機構と、前記パルプ供給機構の下流において、前記幅方向に平行な回転軸を中心として回転することにより外周面に向かって進入する前記パルプを粉砕する粉砕シリンダと、前記外周面に進入する前記パルプを前記外周面の回転に逆らって支持する略板状の支持部とを備え、前記粉砕シリンダの外径が、中央部から前記回転軸の両端側へと離れるに従って漸次増大する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のパルプ粉砕装置であって、前記回転軸を含む断面における前記粉砕シリンダの前記外周面のエッジが、前記中央部から略直線状に伸びる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のパルプ粉砕装置であって、前記粉砕シリンダの前記中央部から前記回転軸の一端側の部位における前記外周面の前記エッジと他端側の部位における前記外周面の前記エッジとのなす角度が６０°以上１２０°以下である。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のパルプ粉砕装置であって、前記回転軸を含む断面における前記粉砕シリンダの前記外周面のエッジの向きが、前記中央部から離れるほど前記回転軸に平行な方向に近づく。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のパルプ粉砕装置であって、前記粉砕シリンダが、外周に一定のピッチで複数の歯を有するとともに前記回転軸に沿って配列された前記回転軸に垂直な略円板状の複数の粉砕ブレードを備える。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のパルプ粉砕装置であって、前記粉砕シリンダの前記外周面おいて、前記複数の粉砕ブレードの複数の歯が螺旋状に配列される。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のパルプ粉砕装置であって、前記粉砕シリンダの複数の歯が、前記中央部から前記回転軸の前記両端側に向かって順番に前記パルプに当接する。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載のパルプ粉砕装置であって、前記粉砕シリンダの形状が前記中央部を中心として対称である。

請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載のパルプ粉砕装置であって、前記パルプ供給機構を通過した先行するパルプの終端近傍の部位の粉砕時に、前記先行するパルプの終端が前記パルプ供給機構により供給される後続のパルプに押されて前記先行するパルプの前記終端近傍の部位が前記粉砕シリンダに供給される。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のパルプ粉砕装置であって、前記支持部と対向しつつ前記パルプに当接するガイド部をさらに備える。

請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれかに記載のパルプ粉砕装置であって、前記粉砕シリンダの前記中央部近傍に配置されて前記パルプの先端部を前記支持部に付勢する付勢部をさらに備える。

請求項１２に記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれかに記載のパルプ粉砕装置であって、前記パルプ供給機構によるパルプの供給速度を変更するとともに、前記供給速度に基づいて前記粉砕シリンダの回転速度を制御する制御部をさらに備える。

本発明では、パルプの終端近傍の部位の粉砕時におけるパルプの移動速度の増加を抑制することにより、単位時間あたりの粉砕パルプの生成量および質の均一性を向上することができる。

請求項６の発明では、粉砕シリンダの回転によりパルプに加えられる力の最大値を小さくすることができる。請求項７の発明では、パルプをより安定して粉砕することができる。請求項８の発明では、パルプの供給方向に垂直な方向へのパルプのずれを防止することができる。

請求項９の発明では、一定速度のパルプの供給を実現することにより、単位時間あたりの粉砕パルプの生成量を均一にすることができる。請求項１０および１１の発明では、パルプの終端近傍の粉砕時においても、パルプを確実に粉砕することができる。請求項１２の発明では、パルプの供給速度が変化した場合であっても、粉砕パルプの質の均一性を維持することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る吸収体製造装置１の構成を示す図である。吸収体製造装置１は、紙おむつや生理用ナプキン等に用いられる吸収体９０を製造する装置であり、吸収体９０は、一定の大きさに裁断された薄板状のパルプ９を粉砕して得られる粉砕パルプを用いて製造される。

吸収体製造装置１は、パルプ９を所定の供給路に沿ってパルプ９の幅方向（すなわち、図１中のＹ方向）に垂直な供給方向（すなわち、（−Ｘ）方向）に供給するパルプ供給機構２、パルプ供給機構２の下流側においてパルプ供給機構２により供給されるパルプ９を粉砕するパルプ粉砕機構３、パルプ粉砕機構３により生成された粉砕パルプを成形して吸収体９０を形成する吸収体形成機構４、および、これらの機構を制御する制御部５を備える。吸収体製造装置１では、パルプ供給機構２およびパルプ粉砕機構３、並びに、後述するパルプ付勢機構２６が、吸収体用のパルプ９を粉砕するパルプ粉砕装置の役割を果たす。

パルプ供給機構２は、積み重ねられた複数のパルプ９が載置されるパルプ載置部２１、パルプ載置部２１からパルプ９を１枚ずつ取り出すパルプ取出機構２２、パルプ取出機構２２からパルプ９を受け取って（−Ｘ）方向へと搬送するコンベア２３、および、コンベア２３の（−Ｘ）側に配置されてパルプ９をパルプ粉砕機構３へと案内する供給路２４を備える。

図２および図３は、パルプ供給機構２の供給路２４およびパルプ粉砕機構３近傍を拡大して示す正面図および平面図である。なお、図示の都合上、図３ではパルプ粉砕機構３の内部を示している（後述の図５および図６においても同様）。

図２に示すように、供給路２４は、パルプ９の（＋Ｚ）側および（−Ｚ）側の主面に当接する略板状の上部プレート２４１および下部プレート２４２を備える。また、パルプ供給機構２は、パルプ粉砕機構３の（＋Ｘ）側に配置される第１上部ローラ２４３、および、パルプ９を挟んで第１上部ローラ２４３に対向して配置される第１下部ローラ２４４、並びに、第１上部ローラ２４３の（＋Ｘ）側に配置される第２上部ローラ２４５、および、パルプ９を挟んで第２上部ローラ２４５に対向して配置される第２下部ローラ２４６をさらに備える。

第１上部ローラ２４３および第２上部ローラ２４５は、上部プレート２４１に設けられた開口２４１０（図３参照）を介してパルプ９の（＋Ｚ）側の主面に当接し、第１下部ローラ２４４および第２下部ローラ２４６は、下部プレート２４２に設けられた開口を介してパルプ９の（−Ｚ）側の主面に当接している。第１上部ローラ２４３および第２上部ローラ２４５は押圧機構により下部ローラに向かって押圧される。

図２および図３に示すように、パルプ供給機構２では、モータ２４７，２５０により、タイミングベルト２４８１，２４８２を介して第１上部ローラ２４３および第２上部ローラ２４５が図２中における時計回りに回転する。また、第１下部ローラ２４４および第２下部ローラ２４６は、ギア２４９１，２４９２を介して第１上部ローラ２４３および第２上部ローラ２４５に連結されており、第１上部ローラ２４３および第２上部ローラ２４５の回転に伴い図２中において反時計回りに回転し、パルプ９が上部プレート２４１および下部プレート２４２に案内されつつパルプ粉砕機構３に円滑に供給される。吸収体製造装置１では、制御部５（図１参照）により制御されるモータ２４７の回転速度（すなわち、パルプ９の供給速度）に基づいてパルプ粉砕機構３の動作が制御される（制御の詳細については後述する。）。なお、第１下部ローラ２４４および第２下部ローラ２４６は、パルプ９の移動に伴って受動的に回転するものであってもよい。

パルプ粉砕機構３は、パルプ９の幅方向に平行な回転軸３１１を中心として回転することにより外周面３１２に向かって進入するパルプ９を粉砕する粉砕シリンダ３１を備える。粉砕シリンダ３１は、２つの略円錐台を径が小さい方の底面同士にて当接させた形状（いわゆる、鼓型）であり、中央部３１３を中心として対称な形状とされる。図３に示すように、粉砕シリンダ３１は、中央部３１３がパルプ９の供給方向に平行となる供給路２４の中心線９１に重なるように配置されており、粉砕シリンダ３１の外径は、粉砕シリンダ３１の中央部３１３から回転軸３１１の両端側（すなわち、（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側）へと離れるに従って漸次増大する。

粉砕シリンダ３１では、回転軸３１１を含む断面において、外周面３１２のエッジが中央部３１３から略直線状に伸びており、中央部３１３から（＋Ｙ）側の部位における外周面３１２のエッジと、（−Ｙ）側の部位における外周面３１２のエッジとのなす角度が６０°以上１２０°以下（本実施の形態では、９０°）とされる。換言すれば、粉砕シリンダ３１では、回転軸３１１を含み供給路２４に平行な断面において、外周面３１２のエッジがパルプ９の供給方向に対して斜めになっており、中央部３１３から（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側の部位における外周面３１２のエッジと供給路２４の中心線９１とのなす角度がそれぞれ、３０°以上６０°以下（本実施の形態では、４５°）とされる。パルプ粉砕機構３では、シリンダ回転機構３１４により粉砕シリンダ３１が図２における時計回りに回転することにより、パルプ９の幅方向に関してパルプ９の全体が粉砕される。

図２および図３に示すように、粉砕シリンダ３１は、回転軸３１１に沿って配列された複数の（本実施の形態では、２９枚）の粉砕ブレード３３を備え、各粉砕ブレード３３は、回転軸３１１を中心として回転軸３１１に垂直な略円板状となっている。粉砕シリンダ３１では、中央部３１３に配置される１枚の粉砕ブレード３３の直径が最も小さく、中央部３１３から回転軸３１１の両端側へと離れるに従って粉砕ブレード３３の直径が漸次増大する。各粉砕ブレード３３は、図２に示すように、外周に一定のピッチで複数（本実施の形態では１２個）の歯３３１を備える。

図４は、粉砕シリンダ３１の中央部３１３よりも（−Ｙ）側の部位の外周面３１２近傍を拡大して示す図である。図４では、中央部３１３に配置される１枚の粉砕ブレード３３、および、中央部３１３よりも（−Ｙ）側に配置される１４枚の粉砕ブレード３３を示す。以下、中央部３１３の１枚の粉砕ブレード３３および中央部３１３よりも（−Ｙ）側の１４枚の粉砕ブレード３３をまとめて「（−Ｙ）側の粉砕ブレード３３」という。また、「（＋Ｙ）側の粉砕ブレード３３」という場合も同様に、中央部３１３の粉砕ブレード３３を含む１５枚の粉砕ブレード３３を指す。

図４に示すように、（−Ｙ）側の１５枚の粉砕ブレード３３は、中央部３１３（図３参照）に近づくに従って歯３３１が２°ずつ粉砕シリンダ３１の回転方向（すなわち、図４中における時計回り）にずれるように配列されており、図３に示すように、粉砕シリンダ３１の（−Ｙ）側の部位の外周面３１２において、粉砕ブレード３３の複数の歯３３１の先端部が回転軸３１１を中心とする螺旋状（すなわち、略円錐台状の外周面３１２の母線に対して傾斜する方向）に配列される。粉砕シリンダ３１の（＋Ｙ）側の部位でも同様に、外周面３１２において（＋Ｙ）側の粉砕ブレード３３の複数の歯３３１の先端部が回転軸３１１を中心とする螺旋状に配列されており、さらに、粉砕シリンダ３１の（＋Ｙ）側の複数の歯３３１と（−Ｙ）側の複数の歯３３１とは、中央部３１３（すなわち、供給路２４の中心線９１）を中心として対称に配置される。

パルプ粉砕機構３では、シリンダ回転機構３１４により粉砕シリンダ３１が回転することにより、粉砕シリンダ３１の外周面３１２において螺旋状に配列された複数の歯３３１によりパルプ９が順次粉砕される。このため、パルプ９の粉砕時に粉砕シリンダ３１において多数の歯３３１が同時にパルプ９に当接することが防止され、粉砕シリンダ３１の回転によりパルプ９に加えられる力の最大値を小さくすることができる。また、粉砕シリンダ３１の複数の歯３３１が、中央部３１３から回転軸３１１の両端側（すなわち、中央部３１３から離れる方向）に向かって順番にパルプ９に当接して粉砕を行うため、パルプ９を中心線９１側へと押して湾曲させようとする力を防止することができ、パルプ９をより安定して粉砕することができる。さらに、粉砕シリンダ３１の複数の歯３３１が中央部３１３を中心として対称に当接してパルプ９を粉砕するため、パルプ９に与えられる力を中央部３１３を中心として対称とすることができ、パルプ９の幅方向（すなわち、パルプ９の供給方向に垂直な方向）へのパルプ９のずれを防止することができる。

吸収体製造装置１では、図２および図３に示すように、供給路２４の中心線９１の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側において、上部プレート２４１および下部プレート２４２の先端のエッジが、回転軸３１１を含み供給路２４に平行な断面における粉砕シリンダ３１の外周面３１２のエッジに平行に近接する。これにより、下部プレート２４２の先端部２４２１は、粉砕シリンダ３１が回転してパルプ９の（＋Ｚ）側から当接する際に、粉砕シリンダ３１に進入するパルプ９を粉砕シリンダ３１の外周面３１２の回転に逆らって（−Ｚ）側から支持する支持部の役割を果たし、その結果、パルプ９がより確実に粉砕される。以下、下部プレート２４２の先端部２４２１を、「パルプ支持部２４２１」という。また、上部プレート２４１の先端部２４１１は、パルプ支持部２４２１と対向しつつパルプ９に（＋Ｚ）側から当接するガイド部の役割を果たす。以下、上部プレート２４１の先端部２４１１を、「パルプガイド部２４１１」という。

図３に示すように、吸収体製造装置１は、供給路２４の（−Ｘ）側の端部近傍（すなわち、粉砕シリンダ３１の中央部３１３近傍）に配置されてパルプ９の先端部をパルプ支持部２４２１に付勢する付勢部であるパルプ付勢機構２６をさらに備える。図５および図６は、パルプ付勢機構２６近傍を拡大して示す正面図および平面図である。図５では、図示の都合上、粉砕シリンダ３１の中央部３１３の粉砕ブレード３３を除く他の粉砕ブレード３３の図示を省略している。

図５および図６に示すように、パルプ付勢機構２６は、粉砕シリンダ３１の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側の部位の間であって中央部３１３の近傍（本実施の形態では、供給路２４の中心線９１上）に配置される。パルプ付勢機構２６は、両端部が円錐状とされた略円柱状の付勢部材２６１を備え、付勢部材２６１は、回転軸２６２を中心として回転可能にフレーム２６３に取り付けられる。パルプ粉砕装置（すなわち、パルプ供給機構２、パルプ粉砕機構３およびパルプ付勢機構２６）では、上部プレート２４１のパルプガイド部２４１１に、（−Ｘ）側の先端から（＋Ｘ）方向に伸びる切り欠き２４１２が形成されており、付勢部材２６１の（−Ｘ）側の先端部は、パルプガイド部２４１１の切り欠き２４１２に挿入されて下部プレート２４２のパルプ支持部２４２１に対向する。

パルプ付勢機構２６では、付勢部材２６１およびフレーム２６３の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側のそれぞれにおいて、回転軸２６２の外周にねじりバネ２６４が取り付けられており、各ねじりバネ２６４の一方の端部はねじりバネ２６４のコイル部からおよそ（＋Ｚ）方向に突出しており、また、他方の端部はおよそ（−Ｘ）方向に突出している。ねじりバネ２６４の（＋Ｚ）方向に突出する一端は、フレーム２６３から（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側に突出する軸２６５の（−Ｘ）側に当接しており、（−Ｘ）側に突出する他端は、付勢部材２６１から（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側に突出する軸２６６の（＋Ｚ）側に当接している。

ねじりバネ２６４は、軸２６６に当接する端部が軸２６５に当接する端部に対して図５中の時計回りに近づく方向に圧縮されているため、ねじりバネ２６４の反発力により軸２６６が（−Ｚ）方向に押し下げられる。その結果、付勢部材２６１を回転軸２６２を中心に図５中の反時計回りに回動させる力が働き、付勢部材２６１の（−Ｘ）側の先端部とパルプ支持部２４２１との間において、パルプ９の先端部（すなわち、（−Ｘ）側の端部）が付勢部材２６１によりパルプ支持部２４２１に付勢される。

フレーム２６３には、Ｚ方向に伸びる２つのピン２６７が設けられており、ピン２６７の（−Ｚ）側の先端は、軸２６６の（＋Ｚ）側にて軸２６６との間に僅かな隙間をあけて（例えば、ねじりバネ２６４を形成する金属線の直径とほぼ等しい距離だけ離れて）配置される。パルプ粉砕装置では、パルプ９の粉砕時にパルプ９に加えられる衝撃により付勢部材２６１の（−Ｘ）側の先端部が図５中の時計回りに跳ね上げられたとしても、ピン２６７により軸２６６の（＋Ｚ）側への移動が規制される。

ところで、パルプ粉砕装置では、パルプ９の粉砕が進んでパルプ９の終端（すなわち、（＋Ｘ）側の端部）が図２および図３に示す第１上部ローラ２４３および第１下部ローラ２４４を通過してパルプ供給機構２の拘束から解放されると、パルプ９は、粉砕シリンダ３１の回転によりパルプ９に加えられる力（すなわち、パルプ９を（−Ｘ）方向へと引っ張る力）により供給方向へと自然に移動する。

パルプ粉砕機構３では、上述のように、粉砕シリンダ３１の外径が中央部３１３から回転軸３１１の両端側へと離れるに従って漸次増大するため、粉砕シリンダ３１の外周面３１２における周速は中央部３１３で最も低くなり、パルプ９の供給方向の移動速度は、中央部３１３における周速とほぼ等しくなる。換言すれば、粉砕シリンダ３１の中央部３１３は、パルプ９の移動速度を律する律速部となる。

このように、パルプ粉砕装置では、パルプの供給方向に垂直な回転軸を中心とする略円筒状の（すなわち、外径が一定である）通常の粉砕シリンダに比べて、パルプ９の終端近傍の部位の粉砕時におけるパルプ９の移動速度の増加を抑制することができる。これにより、単位時間あたりにパルプ粉砕機構３に供給されるパルプ９の量の変動を、パルプ９の終端近傍においても抑えることができ、単位時間あたりの粉砕パルプの生成量および質の均一性を向上することができる。

また、パルプ粉砕機構３では、粉砕シリンダ３１の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側の部位の外周面３１２において螺旋状に配列された複数の歯３３１によりパルプ９を順次粉砕するため、パルプ９を供給方向へと引っ張る力を減少し（すなわち、大きな力が不連続に加えられることを防止し）、パルプ９の終端近傍の部位の粉砕時におけるパルプ９の供給速度の増加をより効率的に抑制することができる。

このように、パルプ粉砕装置では、パルプ９の移動速度の増加の抑制が、１つの粉砕シリンダ３１の形状の工夫により実現されているため、パルプ粉砕機構３を小型化することができる。また、パルプ粉砕機構３では、粉砕シリンダ３１の外周面３１２のエッジが略直線状とされるため、エッジの形状が複雑な場合に比べて、粉砕シリンダ３１を容易に形成することができる。さらには、直径が異なる略円板状の複数の粉砕ブレード３３を回転軸３１１に沿って配列させることにより、外径が変化する粉砕シリンダ３１をより容易に形成することができる。

パルプ粉砕装置では、第１上部ローラ２４３および第１下部ローラ２４４を通過した後のパルプ９の移動速度は、パルプ９の種類や厚さ、粉砕シリンダ３１の外周面３１２の中央部３１３における周速、および、粉砕シリンダ３１の中央部３１３の両側における外周面３１２のエッジがなす角度等により様々に変化する。パルプ粉砕機構３では、これらの条件を適切に設定することにより、パルプ供給機構２を通過後のパルプ９の移動速度を、パルプ供給機構２によるパルプ９の供給速度よりも低速としている。

このため、パルプ供給機構２（正確には、第１上部ローラ２４３および第１下部ローラ２４４）を通過した先行するパルプ９の終端近傍の部位の粉砕時に、パルプ供給機構２により供給される後続のパルプ９に先行するパルプ９の終端が押されてパルプ粉砕機構３に供給される。すなわち、パルプ供給機構２を通過した先行するパルプ９の終端近傍は、パルプ供給機構２の通過前と同じ速度でパルプ粉砕機構３に供給されて粉砕される。その結果、パルプ粉砕機構３に対して複数のパルプ９を順次供給することにより常に一定速度のパルプ９の供給が実現され、単位時間あたりの粉砕パルプの生成量を常に均一にすることができる。

パルプ粉砕装置では、パルプ９に（＋Ｚ）側および（−Ｚ）側から当接するパルプガイド部２４１１およびパルプ支持部２４２１が粉砕シリンダ３１の外周面３１２に近接して設けられているため、パルプ９の終端近傍の部位の粉砕時においても、第１上部ローラ２４３および第１下部ローラ２４４から離れたパルプ９が湾曲等して粉砕されることなくパルプ粉砕機構３に引き込まれることを防止することができ、パルプ９を最後まで確実に粉砕することができる。その結果、粉砕パルプの生成作業の効率が向上される。

また、パルプ粉砕装置では、粉砕シリンダ３１のパルプ供給機構２から最も離れている中央部３１３（すなわち、１枚のパルプ９の終端近傍の部位が最後に供給される部位）の極近傍において、パルプ９がパルプ付勢機構２６によりパルプ支持部２４２１に付勢される。このため、パルプ９の終端近傍の部位が、パルプ粉砕機構３に供給される直前までパルプ付勢機構２６とパルプ支持部２４２１との間で保持されることとなり、パルプ９の終端近傍の部位が粉砕されないままパルプ粉砕機構３に引き込まれることがより確実に防止される。その結果、パルプ９の終端近傍の部位の粉砕時においても、パルプ９を最後までより確実に粉砕することができる。

なお、パルプ付勢機構２６では、付勢部材２６１は必ずしも略円柱状とされる必要はなく、例えば、多角柱状の部材が付勢部材として利用されてもよい。この場合、パルプ９の終端近傍の部位を粉砕シリンダ３１の極近傍にて最後まで確実に付勢するという観点からは、付勢部材の（−Ｘ）側の先端部が多角錐状に尖った形状とされることが好ましい。

ところで、吸収体製造装置１では、例えば、パルプ載置部２１へのパルプ９の補充が何らかの原因で遅れた場合等、パルプ粉砕機構３に対するパルプ９の供給が長時間途切れることを防止するために、制御部５の制御によりパルプ供給機構２のモータ２４７，２５０の回転速度を低下させてパルプ供給機構２によるパルプ９の供給速度を遅くすることも可能とされている。この場合、モータ２４７の回転速度（すなわち、パルプ９の供給速度）に基づいて、パルプ粉砕機構３が制御部５により制御され、粉砕シリンダ３１の回転速度が低下する。その結果、パルプ９の供給速度が変化した場合であっても、吸収体製造装置１の動作を停止することなく、パルプ粉砕機構３により生成される粉砕パルプが過剰に細かくなることが防止されるため、粉砕パルプの質の均一性を維持することができる。また、パルプ９の供給が遅れた場合、制御部５の制御によりモータ２５０をモータ２４７よりも早く回転させて新たに供給されたパルプ９の供給速度を速くすることにより、供給されたパルプ９が先行するパルプ９に容易に追いつくことができるため、粉砕パルプの生成作業の効率も向上される。

次に、図１に示す吸収体製造装置１のパルプ粉砕機構３よりも下流の構成について説明する。パルプ粉砕機構３により生成された粉砕パルプは、図示省略の送風機構によりダクト４１を介して吸収体形成機構４をへと送られ、ポリマー供給部４２１から供給される吸水性ポリマー（例えば、ＳＡＰ(Super Absorbent Polymer)）と混合されて円筒状の吸着ドラム４２に吹き付けられる。吸着ドラム４２は、図１中において時計回りに回転するとともに、内部に接続された図示省略の吸引機構により、微細な吸引孔が設けられた吸着ドラム４２の外周面上に粉砕パルプおよび吸水性ポリマーを所定の高さまで吸着する。なお、吸収体９０に要求される吸収力によっては吸水性ポリマーの混合は省略される場合もある。

吸着ドラム４２の外周面上に吸着された粉砕パルプおよび吸水性ポリマーは、吸着ドラム４２の回転に伴って吸着ドラム４２の（−Ｚ）側へと移動し、ロール４３から繰り出されるとともにコンベア４０１により（−Ｘ）方向に搬送されるティッシュペーパー９２に転写される。ティッシュペーパー９２の上面には、接着剤供給部４３１により接着剤（例えば、ホットメルト）が予め塗布されており、粉砕パルプおよび吸水性ポリマーはティッシュペーパー９２上に接着されてパルプ層９００を形成する。

パルプ層９００がコンベア４０１により（−Ｘ）方向に搬送される間に、別のロール４４から繰り出されたティッシュペーパー９３の片側の面に接着剤供給部４４１により接着剤が塗布され、ティッシュペーパー９３は、接着剤の塗布面をパルプ層９００と対向させつつパルプ層９００およびティッシュペーパー９２上に接着される。（−Ｚ）側および（＋Ｚ）側からティッシュペーパー９２，９３に包まれたパルプ層９００は、切断部４７１において所定の長さの個片（吸収体９０のコア部分となるため、以下、「吸収コア」という。）９０１に切断され、複数の吸収コア９０１は、コンベア４０２により所定の間隔を空けて（−Ｘ）方向に搬送される。

そして、ロール４５，４６から繰り出され、片側の面に接着剤供給部４５１，４６１からの接着剤が塗布されたトップシート９４およびバックシート９５が、吸収コア９０１を挟むティッシュペーパー９３，９２の上から接着され、さらに、切断部４７２により隣接する吸収コア９０１の間隙においてトップシート９４およびバックシート９５が切断されて吸収体９０が形成される。製造された吸収体９０はコンベア４０３により吸収体製造装置１から搬出される。

吸収体製造装置１では、上述のように、パルプ粉砕装置（すなわち、パルプ供給機構２、パルプ粉砕機構３およびパルプ付勢機構２６）により単位時間あたりの粉砕パルプの生成量および質の向上が実現されるため、吸収体９０の品質の均一性を向上することができる。なお、パルプ９の供給速度および粉砕シリンダ３１の回転速度を低下させる制御が行われた場合には、下流の各構成の動作速度も比例して低下するように制御が行われる。

次に、本発明の第２の実施の形態に係るパルプ粉砕装置について説明する。図７は、第２の実施の形態に係るパルプ粉砕装置のパルプ粉砕機構３の一部を拡大して示す平面図である。図７に示すように、第２の実施の形態に係るパルプ粉砕装置では、図３に示す粉砕シリンダ３１とは形状が異なる粉砕シリンダ３１ａがパルプ粉砕機構３に設けられる。その他の構成は図１ないし図６と同様である。

図７に示すように、粉砕シリンダ３１ａは、中央部３１３を中心として対称な形状とされ、中央部３１３が供給路２４の中心線９１（図３参照）に重なるように配置されている。粉砕シリンダ３１ａの外径は、中央部３１３から回転軸３１１の両端側へと離れるに従って漸次増大し、回転軸３１１を含む断面における粉砕シリンダ３１ａの外周面３１２のエッジの向きは、中央部３１３から離れるほど回転軸３１１に平行な方向（すなわち、パルプ９の供給方向に垂直な方向）に近づく。

粉砕シリンダ３１ａは、第１の実施の形態と同様に、回転軸３１１に沿って配列された複数の（本実施の形態では、２９枚）の粉砕ブレード３３を備える。各粉砕ブレード３３は、回転軸３１１を中心として回転軸３１１に垂直な略円板状であって外周に一定のピッチで複数（本実施の形態では１２個）の歯３３１を備える。また、粉砕ブレード３３の複数の歯３３１の先端部は、粉砕シリンダ３１ａの（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側の部位の外周面３１２において、回転軸３１１を中心とする螺旋状に配列され、粉砕シリンダ３１ａの回転によるパルプ９の粉砕時に、中央部３１３から回転軸３１１の両端側に向かって順番にパルプ９に当接する。

第２の実施の形態に係るパルプ粉砕装置では、第１の実施の形態と同様に、粉砕シリンダ３１ａの外径が中央部３１３から回転軸３１１の両端側へと離れるに従って漸次増大するため、パルプ９の供給方向の移動速度が粉砕シリンダ３１の外周面３１２の中央部３１３における周速とほぼ等しくなる。このように、粉砕シリンダ３１の中央部３１３を、パルプ９の移動速度を律する律速部とすることにより、パルプ９の終端近傍の部位の粉砕時におけるパルプ９の移動速度の増加を抑制することができる。これにより、単位時間あたりにパルプ粉砕機構３に供給されるパルプ９の量の変動を、パルプ９の終端近傍においても抑えることができ、単位時間あたりの粉砕パルプの生成量および質の均一性を向上することができる。

第２の実施の形態に係るパルプ粉砕装置では、特に、回転軸３１１を含む断面における粉砕シリンダ３１ａの外周面３１２のエッジの向きが、中央部３１３から離れるほど回転軸３１１に平行な方向に近づくため、外側（すなわち、中央部３１３から離れた側）の相当数の粉砕ブレード３３の直径が、粉砕シリンダ３１ａの最大外径にほぼ等しくなる。その結果、粉砕シリンダ３１ａの回転時に、粉砕シリンダ３１ａの外周面３１２の大部分において周速を高くすることができ、粉砕パルプの質を向上することができる。

また、第１の実施の形態と同様に、パルプ９の粉砕時に粉砕シリンダ３１ａにおいて多数の歯３３１が同時にパルプ９に当接することが防止されるため、粉砕シリンダ３１ａの回転によりパルプ９に加えられる力の最大値を小さくすることができる。第２の実施の形態に係るパルプ粉砕装置でも、粉砕シリンダ３１ａの複数の歯３３１が、中央部３１３から回転軸３１１の両端側に向かって順番にパルプ９に当接して粉砕を行うため、パルプ９を中心線９１側へと押して湾曲させようとする力を防止することができ、パルプ９をより安定して粉砕することができる。さらに、粉砕シリンダ３１ａの複数の歯３３１が中央部３１３を中心として対称に当接してパルプ９を粉砕するため、パルプ９の幅方向（すなわち、パルプ９の供給方向に垂直な方向）へのパルプ９のずれを防止することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、第１の実施の形態に係るパルプ粉砕機構３では、回転軸３１１を含む断面において、粉砕シリンダ３１の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側の部位の外周面３１２のエッジがなす角度は、粉砕されるパルプの種類やパルプの供給速度、要求される粉砕パルプの質の均一性の程度等に合わせて、０°より大きく、かつ、１８０°未満の範囲内で適切な大きさとされる。ただし、粉砕シリンダ３１の外径の大型化を抑制しつつパルプ９の終端部近傍の粉砕時における供給速度の増加を抑制するという観点からは、６０°ないし１２０°（より好ましくは、９０°）とされることが好ましい。

また、上記実施の形態に係る粉砕シリンダは、回転軸３１１方向の一部において、中央部３１３から回転軸３１１の両端側へと離れるに従って外径が漸次増大する形状とされてもよく、例えば、回転軸３１１方向の他の一部において、外周面３１２のエッジが回転軸３１１に平行とされてもよい。

パルプ粉砕機構３により粉砕されるパルプはシート状であればよく、例えば、ドラムに巻回されたロール状のパルプが繰り出されてパルプ粉砕機構３に供給されてもよい。

第１の実施の形態に係る吸収体製造装置の構成を示す図である。 供給路およびパルプ粉砕機構近傍を拡大して示す正面図である。 供給路およびパルプ粉砕機構近傍を拡大して示す平面図である。 粉砕シリンダの外周面近傍を拡大して示す図である。 パルプ付勢機構近傍を拡大して示す正面図である。 パルプ付勢機構近傍を拡大して示す平面図である。 第２の実施の形態に係るパルプ粉砕機構の一部を示す平面図である。

符号の説明

２ パルプ供給機構
３ パルプ粉砕機構
５ 制御部
９ パルプ
２６ パルプ付勢機構
３１，３１ａ 粉砕シリンダ
３３ 粉砕ブレード
９０ 吸収体
３１１ 回転軸
３１２ 外周面
３１３ 中央部
３３１ 歯
２４１１ パルプガイド部
２４２１ パルプ支持部

Claims (12)

1. 吸収体用のパルプを粉砕するパルプ粉砕装置であって、
   シート状のパルプを前記パルプの幅方向に垂直な所定の供給方向に供給するパルプ供給機構と、
   前記パルプ供給機構の下流において、前記幅方向に平行な回転軸を中心として回転することにより外周面に向かって進入する前記パルプを粉砕する粉砕シリンダと、
   前記外周面に進入する前記パルプを前記外周面の回転に逆らって支持する略板状の支持部と、
   を備え、
   前記粉砕シリンダの外径が、中央部から前記回転軸の両端側へと離れるに従って漸次増大することを特徴とするパルプ粉砕装置。
2. 請求項１に記載のパルプ粉砕装置であって、
   前記回転軸を含む断面における前記粉砕シリンダの前記外周面のエッジが、前記中央部から略直線状に伸びることを特徴とするパルプ粉砕装置。
3. 請求項２に記載のパルプ粉砕装置であって、
   前記粉砕シリンダの前記中央部から前記回転軸の一端側の部位における前記外周面の前記エッジと他端側の部位における前記外周面の前記エッジとのなす角度が６０°以上１２０°以下であることを特徴とするパルプ粉砕装置。
4. 請求項１に記載のパルプ粉砕装置であって、
   前記回転軸を含む断面における前記粉砕シリンダの前記外周面のエッジの向きが、前記中央部から離れるほど前記回転軸に平行な方向に近づくことを特徴とするパルプ粉砕装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のパルプ粉砕装置であって、
   前記粉砕シリンダが、外周に一定のピッチで複数の歯を有するとともに前記回転軸に沿って配列された前記回転軸に垂直な略円板状の複数の粉砕ブレードを備えることを特徴とするパルプ粉砕装置。
6. 請求項５に記載のパルプ粉砕装置であって、
   前記粉砕シリンダの前記外周面おいて、前記複数の粉砕ブレードの複数の歯が螺旋状に配列されることを特徴とするパルプ粉砕装置。
7. 請求項６に記載のパルプ粉砕装置であって、
   前記粉砕シリンダの複数の歯が、前記中央部から前記回転軸の前記両端側に向かって順番に前記パルプに当接することを特徴とするパルプ粉砕装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載のパルプ粉砕装置であって、
   前記粉砕シリンダの形状が前記中央部を中心として対称であることを特徴とするパルプ粉砕装置。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載のパルプ粉砕装置であって、
   前記パルプ供給機構を通過した先行するパルプの終端近傍の部位の粉砕時に、前記先行するパルプの終端が前記パルプ供給機構により供給される後続のパルプに押されて前記先行するパルプの前記終端近傍の部位が前記粉砕シリンダに供給されることを特徴とするパルプ粉砕装置。
10. 請求項９に記載のパルプ粉砕装置であって、
    前記支持部と対向しつつ前記パルプに当接するガイド部をさらに備えることを特徴とするパルプ粉砕装置。
11. 請求項１ないし１０のいずれかに記載のパルプ粉砕装置であって、
    前記粉砕シリンダの前記中央部近傍に配置されて前記パルプの先端部を前記支持部に付勢する付勢部をさらに備えることを特徴とするパルプ粉砕装置。
12. 請求項１ないし１１のいずれかに記載のパルプ粉砕装置であって、
    前記パルプ供給機構によるパルプの供給速度を変更するとともに、前記供給速度に基づいて前記粉砕シリンダの回転速度を制御する制御部をさらに備えることを特徴とするパルプ粉砕装置。

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