JP2007260297A5 - - Google Patents

Description

吸収体の積繊装置

本発明は、紙おむつ、生理用ナプキン、ワイプ等の吸収性物品に用いる吸収体を製造するための積繊装置に関する。

紙おむつ、生理用ナプキンなどの吸収性物品において中央部に厚みを設けた吸収体が用いられることがある（例えば、特許文献１〜２）。この厚み部分は中高部ともばれ装着時のフィット感向上や漏れ防止性向上に寄与する。
この中高部を有する吸収体の製造は、例えば、図７および８に示すようにドラム周面１０４Ａの吸収体形成凹部１０４ａ内にさらにより深い中高部形成用凹部１０４ｂを設けた積繊ドラムを備える積繊装置により製造されている（積繊装置の従来例としては例えば下記特許文献３、４などがある）。
特開２００４−０７３３２２ 特開２００１−０９５８４６ 特開平０８−３３７９５４ 特開平０５−１１５５０５

しかし、積繊ドラムによるパルプ積繊では、パルプ堆積厚の増加に伴って積繊面に生ずる吸引力が徐々に低下するため、周辺部分よりも深さのある中高部形成用凹部１０４ｂでは図８に示されるように表層部近傍にパルプ密度が低い低密度部分１４０Ｆが広く形成されることが避けられず、また場合によっては積繊が不完全となり表面が窪んだ状態１４１Ｆとなることもある。
このように、この種の積繊ドラムは、得られる積繊体に低密度部分１４０Ｆが形成されることが避けられないため、所望の厚さの中高部を備える吸収体を得るために、積繊工程よりも後段工程における当該低密度部分１４０Ｆや窪み部１４１Ｆの潰れによる圧縮を考慮して、予め中高部形成用凹部１０４ｂの深さ１０４Ｌが実際の製品における中高部の高さよりも深く形成されている。
そして、この中高部形成用凹部１０４ｂの深さ１０４Ｌをどの程度にするかについては、上述の低密度部分１４０Ｆの形成具合を考慮する必要があるが、低密度部分１４０Ｆの形成具合は積繊工程における多数の複雑な要素に関連するため規則性を見出すことが困難であり、従って、現状では主にカットアンドトライによる現物あわせや、熟練者による経験則に基づいてなされている。
このため、中高部形成用凹部を備える積繊ドラムは汎用性に劣るとともに、製品の多様性に応じて粉砕パルプの細かさや、ポリマー粒子の種類、大きさなどを設計変更するたびに煩雑な深さ変更作業が強いられ、効率的ではなく製品コストの増加の一因にもなっている。
そこで、本発明の主たる課題は、積繊ドラム周面の特定部分へのパルプ目付け量を調整可能として、低密度部なく中高部を成形でき、もって精度よく同形状の中高部を備える吸収体を量産可能とするとともに、設計変更に柔軟に対応できる吸収体の積繊装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明およびその作用効果は次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
内面側に吸引する吸引手段を具備した積繊ドラムと、この積繊ドラムの周面に形成された吸収体形成用凹部と、吸収体形成用凹部内に形成された中高部形成用凹部とを有し、前記吸引手段の吸引作用により前記各凹部に粉砕パルプを積繊して、吸収体を成形する吸収体の積繊装置であって、
積繊ドラム幅方向に離間する一対の相対面する集積板を有し、
集積板の下流側後縁間の間隔が、上流側前縁間の間隔よりも幅狭とされ、
かつ、その下流側後縁が中高部形成用凹部のドラム幅方向側縁部の回転軌跡に臨むように位置され、
前記集積板間に集められた粉砕パルプが積繊ドラム周面の中高部形成用凹部形成領域に向かうように構成されている、ことを特徴とする吸収体の積繊装置。

（作用効果）
本発明の積繊装置では、積繊ドラム幅方向に離間する一対の相対する集積板を有し、これら集積板の下流側後縁間の間隔が、上流側前縁間の間隔よりも幅狭とされ、この前記集積板間に集められた粉砕パルプが積繊ドラム周面の中高部形成用凹部形成領域に向かうように構成されている。従って、上流側から流れてくる粉砕パルプは集積板によって中高部形成用凹部およびその上層の部位に集められて積繊され、それとともに中高部形成用凹部のドラム幅方向側縁部よりも外側領域となる吸収体形成用凹部の部分へのパルプ量が相対的に減少され、さらに当該部分が集積板のかげになってパルプ流れが規制され、もって積繊ドラム周面の特に中高部形成用凹部形成領域に単位時間あたり他の領域より多くのパルプが積繊されるようになる。もって、低密度部分が形成されることをなくすことができるとともに、中高部形成用凹部の深さを製品時における中高部の高さとほぼ同一にすることができる。
また、下流側後縁が中高部形成用凹部のドラム幅方向側縁部の回転軌跡に臨むように位置されているので、中高部形成用凹部形成領域に確実にパルプを誘導でき、効率よく中高部形成用凹部形成領域に粉砕パルプを集積できるようになる。

＜請求項２記載の発明＞
内面側に吸引する吸引手段を具備した積繊ドラムと、この積繊ドラムの周面に形成された吸収体形成用凹部と、吸収体形成用凹部内に形成された中高部形成用凹部とを有し、前記吸引手段の吸引作用により前記各凹部に粉砕パルプを積繊して、吸収体を成形する吸収体の積繊装置であって、
積繊ドラム幅方向に離間する一対の相対面する集積板を有し、
集積板の下流側後縁が中高部形成用凹部のドラム幅方向側縁部の回転軌跡に臨むように位置され、かつ、
この集積板が、相対する面が相手方集積板側に膨出する曲面とされ、相対しない面が平面とされた翼型形状である、ことを特徴とする吸収体の積繊装置。

（作用効果）
本発明の積繊装置では、積繊ドラム幅方向に離間する一対の相対する集積板を有し、この集積板の下流側後縁が中高部形成用凹部のドラム幅方向側縁部の回転軌跡に臨んでいる。そして、この集積板は、相対する面が相手方集積板側に膨出する曲面であり、相対しない面は平面である翼型形状である。従って、上流側から下流に向かう気流は、集積板近傍で曲面側と平面側とで速度差が生じ、曲面側の速度が速くすることができる。これにともなって、平面側と比して集積板間の圧力が低圧となり上流側に位置するパルプの集積作用が発生し、より多くのパルプが中高部形成用凹部へと集められて積繊される。これにより、ドラム周面に中高部形成用凹部形成領域に単位時間あたり他の部位より多くのパルプを積繊させることができる。もって、低密度部分が形成されることをなくすことができるとともに、中高部形成用凹部の深さを製品時における中高部の高さとほぼ同一にすることができる。また、本発明では、上記形状としたことにより上流側前縁と下流側後縁とが同間隔であっても集積効果が得られる。そして、本発明では、集積板の相対しない面が平面であることから、同幅にしたときには中高部形成用凹部のドラム幅方向側縁部よりも外側部位となる吸収体形成用凹部の部分への上流側からの気流を集積板の存在によって妨げずにすむので、各凹部への集積効率に優れる。

＜請求項３記載の発明＞
内面側に吸引する吸引手段を具備した積繊ドラムと、この積繊ドラムの周面に形成された吸収体形成用凹部と、吸収体形成用凹部内に形成された中高部形成用凹部とを有し、前記吸引手段の吸引作用により前記各凹部に粉砕パルプを積繊して、吸収体を成形する吸収体の積繊装置であって、
積繊ドラム幅方向に離間する一対の相対面する集積板を有し、
この集積板の下流側後縁が中高部形成用凹部のドラム幅方向側縁部の回転軌跡に臨むように位置され、かつ、
この集積板は、両面が上流側前縁から下流側後縁にかけて外方に向かって膨出する曲面を有するとともに、上流側前縁と下流側後縁とを結ぶ仮想面に対する各面側最膨出部からの垂線距離が、相手方集積板側に対面する面側のほうが、相対しない面側に比して長くなるように形成された翼型形状である、ことを特徴とする吸収体の積繊装置。

（作用効果）
本発明の積繊装置では、積繊ドラム幅方向に離間する一対の相対する集積板を有し、この集積板の下流側後縁が中高部形成用凹部のドラム幅方向側縁部の回転軌跡に臨んでいる。そして、この集積板は、両面が上流側前縁から下流側後縁にかけて外方に向かって膨出する曲面を有するとともに、上流側前縁と下流側後縁とを結ぶ仮想面に対する各面側最膨出部からの垂線距離が、相手方集積板側に対面する面側のほうが、相対しない面側に比して長くなるように形成された翼型形状である。従って、上流側から下流に向かう気流は、集積板近傍で各面側で速度差が生じ、相対面する曲面側の速度が速くなる。これにともなって、対面しない側と比して集積板間の圧力が低圧となり上流側に位置するパルプの集積作用が発生し、より多くのパルプが中高部形成用凹部へと集められて積繊される。これにより、ドラム周面に中高部形成用凹部形成領域に単位時間あたり他の部位より多くのパルプを積繊させることができる。もって、低密度部分が形成されることをなくすことができるとともに、中高部形成用凹部の深さを製品時における中高部の高さとほぼ同一にすることができる。また、本発明では、上記形状としたことにより上流側前縁と下流側後縁とが同間隔であっても集積効果が得られる。

＜請求項４記載の発明＞
相対面する集積板の下流側後縁間の間隔が調整可能とされている請求項１〜３の何れか１項に記載の吸収体の積繊装置。

（作用効果）
本発明では、相対面する集積板の下流側後縁間の幅によって、積繊ドラム周面の中高部形成用凹部へのパルプ集積効率が変化する。従って、下流側後縁間の間隔を調整可能とすれば、粉砕パルプの細かさや、ポリマー粒子の種類、大きさなどの要素を変更しても、適宜間隔調整をするだけで低密度部分なく中高部を形成でき、もって中高部形成用凹部の深さ変更など煩雑な操作が必要なくなり、吸収体の設計変更に柔軟に対応できるようになる。

以上のとおり、本発明によれば、積繊ドラム周面の特定部分へのパルプ目付け量が調整可能であり、精度よく同形状の中高部備える吸収体の量産を可能であり、しかも設計変更に柔軟に対応できる吸収体の積繊装置を提供することにある。

次いで、本発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に詳述する。
図１は本発明に係る積繊ドラムを含む吸収体の積繊装置の概略図であり、図３は積繊ドラム近傍の側面視の模式図である。図４は、そのIII−III断面を模式的に表した図である。図６は、集積板の形状を説明するための断面図である。

＜吸収体の積繊装置の概要＞
本形態の積繊装置Ｘ１は、図１に示されるとおり、主に供給されるパルプ材料Ｐ１を細かく粉砕するための解繊装置２と、ケーシング３により囲まれてなるチャンバ室３Ｃと、このチャンバ室３Ｃの下流側端に配設される積繊ドラム４と、積繊ドラム４の外周面に吸引作用を与える吸引設備（図示されない）と、積繊された吸収体Ｑを後段のバキューム装置付きコンベア１５に転写する送気設備（図示されない）と、積繊ドラム４の上流側に設置されて積繊ドラム４の一部分への粉砕パルプの積繊効率を向上させる集積板５と、チャンバ室３Ｃ内に吸収性ポリマーＰ２を供給するため供給口６と、で構成されている。

積繊ドラム４は図示されない駆動源によって周方向Ａに回転させられ、その外周面４Ａには、特に図２に示されるとおり、微細な網目状あるいは多数の微細孔が形成された通気性の吸収体成形用凹部４ａおよびこの吸収体形成用凹部４ａ内にさらに一段深く形成された中高部形成用凹部４ｂが設けられている。なお、本発明において平面視で中高部形成用凹部４ｂが形成されている領域（中高部形成用凹部とその上層の吸収体形成用凹部を含む範囲）を中高部形成用凹部形成領域という。

図示されない吸引設備は、積繊ドラム４のチャンバ室３Ｃ内に面する積繊領域および積繊領域から後段のバキューム装置付きコンベア１５近傍までの間の領域を、負圧領域（−）にして積繊ドラム周面４Ａに吸引作用を付与する。この吸引設備による吸引作用によって、積繊ドラム４が回転して吸収体形成用凹部４ａが積繊領域を通過する間に、解繊装置２により粉砕されてチャンバ室３Ｃ内に拡散された粉砕パルプと供給口６からチャンバ室３Ｃ内に供給された吸収性ポリマーＰ２とがチャンバ室３Ｃの上流側から引き寄せられて、吸収体形成用凹部４ａに積繊させるとともに、積繊された吸収体Ｑをドラム週面に吸着保持しながら後段のバキューム装置付きコンベア１５の近傍まで搬送する。

他方、図示されない送気設備は、積繊ドラムのバキューム装置付きコンベア近傍領域に空気を送気して送気領域（＋）を形成し、これにより吸引設備による吸引力が解除されるとともに、積繊ドラム４の吸収体成形用凹部内１０ａ内に積繊されて成形された中高部を有する吸収体Ｑが、クレープ紙２１が敷設されているバキューム装置付きコンベア１５に転写される。

本発明の積繊装置Ｘ１では、図１〜４に示されるとおり、特徴的に積繊ドラム幅ＬＤ方向に離間する一対の相対面する集積板５、５が積繊ドラム４の上流側所定位置に設けられている。これら集積板５、５は、上流側前縁近傍で支持軸７、７により支持されてチャンバ室内３Ｃの所定位置に固定されている。

前記集積板５、５は、支持軸７、７を回動させることによって相対面する集積板５、５の下流側後縁側５Ｂ、５Ｂ間の間隔Ｌ２が調整できるように構成されており、集積板５、５間に集められた粉砕パルプが中高部形成用凹部４ｂへと集まる位置で固定されている。

下流側後縁側５Ｂ、５Ｂ間の間隔Ｌ２の調整間隔は、上流側前縁間間隔Ｌ１の０．５〜１倍の範囲で調整できるようにすればよい。０．５倍未満にしても過度に集積されるだけである。なお、１倍のときは集積効果はないが、集積効果を必要としない時にパルプ流れを最も妨げない位置で固定できるようにしておくことに意義がある。

図示例の形態では、下流側後縁５Ｂ、５Ｂが中高部形成用凹部４ｂのドラム幅方向側縁部４ｅの回転軌跡４Ｅに臨む位置とされている。積繊ドラム外周面４Ａに吸引作用が生じていることを考慮すると、かかる下流側後縁を位置せしめると集積板間に集められた粉砕パルプが中高部形成用凹部形成領域へと確実に向かうことになり、粉砕パルプが特に好適に中高部形成用凹部形成領域に集められる。なお、中高部形成用凹部４ｂのドラム幅方向側縁部４ｅとは、中高部形成用凹部４ｂの最もドラム幅外側方向に位置する縁を意味する。

ここで、集積板５、５の下流側後縁５Ｂ、５Ｂの積繊ドラム周面４Ａに最も近い部位と、吸収体形成用凹部の上面にあたる積繊ドラム周面との間の距離（最短離間距離）Ｌ３は、吸引設備により積繊ドラム４内の負圧を４ｋｐａ〜１２ｋｐａにして積繊操作を行うのであれば、概ね５０〜２００ｍｍにするのが望ましい。５０ｍｍ未満であると中高部と他部との間の境界層ができて当該境界層での吸収体の割れのおそれが生じ、２００ｍｍを超えていると一旦集積板の下流側後縁間に集積された粉砕パルプが積繊ドラムの周面に到着する前に再度拡散してしまい部分的な集積効果が得られなくなる。

他方、集積効果を得るにあたっては、下流側後縁間間隔Ｌ２の範囲を、上流側前縁間間隔Ｌ１の０．５〜０．９５倍、好適には０．６〜０．８０倍の範囲にするが望ましい。０．９５倍以上であると集積効果がほとんどなく、反対に０．５倍未満とすると過度に集積されるだけである。

また、上流側前縁間間隔Ｌ１は、積繊ドラム外周面の幅ＬＤの５０〜８０％程度とするのが望ましい。５０％未満であると集積効果が小さく、８０％を超えると中高部形成用凹部領域以外の部位へ運ばれるパルプ量が少なくなりすぎるおそれが生ずる。

他方、捕集板５、５は、特に図３に示すとおり、下流側後縁基端部５Ｓ、積繊ドラムの回転軸芯Ｃ、下流側後縁終端部５Ｅを結んで形成される∠θが、ケーシング端３Ｓ、３Ｅと積繊ドラムの回転軸芯Ｃとを結んで形成される∠θ´の、１／４〜３／４となるようにするのが望ましい。１／４未満では凹部への局所的な積繊量が不十分となり、３／４を超えると集積部分と非集積部分との境界層が明確になりすぎて得られる吸収体に割れのおそれが生ずる。

＜第２の実施の形態＞
次いで、第２の形態を示す。第２の形態は側面視においては第１の形態と同様で図３に示されるとおりである。積繊ドラム周面４Ａと下流側後縁５Ｂとの距離関係、∠θと∠θ´との関係も上述の第１の形態と同様である。また、上流側前縁間間隔Ｌ１とドラム外周面幅ＬＤと関係も第１の形態と同様である。

第２の形態は図５および図６に示すとおり、第１の形態とは集積板の断面形状が異なっている。第２の形態の集積板の形状は、相対する面が相手方集積板側に膨出する曲面とされ、相対しない面が平面とされ、これら曲面と平面とが上流側前縁と下流側後縁とを共有する、翼型形状をなしている。

本形態では、上流側前縁間間隔Ｌ１と下流側後縁間隔Ｌ２との比を１：１とするとともに、下流側後縁５Ｂ、５Ｂが中高部形成用凹部４ｂの積繊ドラム幅方向側縁部４ｅの回転軌跡４Ｅに臨む位置に固定するのが特に好適である。なお、本形態の集積板も支持軸７、７により下流側後縁間隔Ｌ２を調整できるようにしてもよい。

本形態の集積板５、５では、上流側から下流に向かう気流方向と、上流側前縁５Ａと下流側後縁５Ｂとを結ぶ線が平行となるときに曲面側と平面側とで速度差がよく生ずる。従って、積繊ドラム周面４Ａが吸引面であることを考慮すれば、上述のように上流側前縁間間隔Ｌ１と下流側後縁間隔Ｌ２との比を１：１として、下流側後縁５Ｂを中高部形成用凹部４ｂのドラム幅方向側縁部４ｅの回転軌跡４Ｅに臨む位置せしめたときに、平面側と気流方向がほぼ平行となりもって曲面側間である集積板間の圧力が低圧となって上流側に位置するパルプの集積作用がよく発生するとともに、集められた粉砕パルプが中高部形成用凹部形成領域に確実に搬送されて積繊されるようになる。そして、平面側では曲面側に比して集積板形状によるパルプ集積効果が発生しないので、中高部形成用凹部形成領域よりドラム幅方向側縁部よりも外側部位となる吸収体形成用凹部４ａの部分へのパルプ量が相対的に減少され、単位時間あたりに積繊されるパルプ量が少なくなる。なお、本形態では、当該部位が集積板のかげになることはないので、吸収体形成用凹部４ａ全体としてみたときにパルプ積繊効率に優れる。

ここで、第２形態の集積板５，５の形状と効果について詳述する。図６に集積板の断面視を示すが、この断面視において前縁側基端５ａから下後縁側終端５ｂまでを結ぶ直線距離をＬ４、最膨出点５ｃから前縁側基端５ａから下後縁側終端５ｂまでを結ぶ直線までの垂線距離をＬ５、前縁側基端５ａから最膨出点５ｃを通って下後縁側終端５ｂに至る距離をＬ６として、Ｌ４：Ｌ５：Ｌ６が５：１．０５８：５．８５の集積板形状では、平面側に比して曲面側での流速を１．１７倍にまでにすることができ、単位時間あたりのパルプ流量を約２０％増加させることができ、さらにＬ４：Ｌ５：Ｌ６が５：１．５：６．３０の集積板形状では平面側に比して曲面側での流速を１．２６倍にまですることができ、単位時間あたりのパルプ量を約２５％増加させることができることを本発明者らは知見している。なお、最膨出部５Ｃは、上流側にオフセットされて位置されているのが、流速を早めるにあたって望ましい形態である。

ここで、上記形態は、相対しない面が平面である形態であるが、両面が上流側前縁から下流側後縁にかけて外方に向かって膨出する曲面を有し、上流側前縁と下流側後縁とを結ぶ仮想面に対する各面側最膨出部からの垂線距離が、相手方集積板側に対面する面側のほうが、相対しない面側に比して長くなるように形成された翼型形状であってもよい。

本発明は、紙おむつ、生理用ナプキン等の吸収性物品に用いられる吸収体のほか中高部を備える形状の積繊物を製造するにあたり利用することが可能である。

本実施の形態にかかる積繊装置の概略図である。 その積繊ドラムの一部を示す平面図である。 本実施の形態にかかる積繊ドラム近傍の側面視模式図である。 そのIII−III断面図である。 第２の形態にかかる積繊装置の説明図である。 第２の形態にかかるパルプ集積板の説明図である。 従来装置にかかる積繊ドラムの一部を示す平面図である。 そのVII−VII断面図である。

Ｘ１…積繊装置、２…解繊装置、３…ケーシング、３Ｃ…チャンバ室、９…積繊装置、４…積繊ドラム、４Ａ，１０４Ａ…積繊ドラム外周面、４ａ，１０４ａ…吸収体成形用凹部、４ｂ、１０４ｂ…中高部形成用凹部、４ｅ…中高部形成用凹部の幅方向縁、４Ｅ…中高部形成用凹部の幅方向縁の回転軌跡、１４０Ｆ…低密度部分、１４１Ｆ…窪み部、４０Ｌ，１４０Ｌ…中高部形成用凹部深さ、５…集積板、５Ａ…上流側前縁、５Ｂ…下流側後縁、５Ｓ…下流側後縁基端部、５Ｅ…下流側後縁終端部、６…ポリマー供給口、７…支持軸、回転軸、１５…バキューム装置付きコンベア、２１…クレープ紙、Ｐ１…パルプ原反、Ｐ２…ポリマー。

Claims (4)

1. 内面側に吸引する吸引手段を具備した積繊ドラムと、この積繊ドラムの周面に形成された吸収体形成用凹部と、吸収体形成用凹部内に形成された中高部形成用凹部とを有し、前記吸引手段の吸引作用により前記各凹部に粉砕パルプを積繊して、吸収体を成形する吸収体の積繊装置であって、
   積繊ドラム幅方向に離間する一対の相対面する集積板を有し、
   集積板の下流側後縁間の間隔が、上流側前縁間の間隔よりも幅狭とされ、
   かつ、その下流側後縁が中高部形成用凹部のドラム幅方向側縁部の回転軌跡に臨むように位置され、
   前記集積板間に集められた粉砕パルプが積繊ドラム周面の中高部形成用凹部形成領域に向かうように構成されている、ことを特徴とする吸収体の積繊装置。
2. 内面側に吸引する吸引手段を具備した積繊ドラムと、この積繊ドラムの周面に形成された吸収体形成用凹部と、吸収体形成用凹部内に形成された中高部形成用凹部とを有し、前記吸引手段の吸引作用により前記各凹部に粉砕パルプを積繊して、吸収体を成形する吸収体の積繊装置であって、
   積繊ドラム幅方向に離間する一対の相対面する集積板を有し、
   集積板の下流側後縁が中高部形成用凹部のドラム幅方向側縁部の回転軌跡に臨むように位置され、かつ、
   この集積板が、相対する面が相手方集積板側に膨出する曲面とされ、相対しない面が平面とされた翼型形状である、ことを特徴とする吸収体の積繊装置。
3. 内面側に吸引する吸引手段を具備した積繊ドラムと、この積繊ドラムの周面に形成された吸収体形成用凹部と、吸収体形成用凹部内に形成された中高部形成用凹部とを有し、前記吸引手段の吸引作用により前記各凹部に粉砕パルプを積繊して、吸収体を成形する吸収体の積繊装置であって、
   積繊ドラム幅方向に離間する一対の相対面する集積板を有し、
   この集積板の下流側後縁が中高部形成用凹部のドラム幅方向側縁部の回転軌跡に臨むように位置され、かつ、
   この集積板は、両面が上流側前縁から下流側後縁にかけて外方に向かって膨出する曲面を有するとともに、上流側前縁と下流側後縁とを結ぶ仮想面に対する各面側最膨出部からの垂線距離が、相手方集積板側に対面する面側のほうが、相対しない面側に比して長くなるように形成された翼型形状である、ことを特徴とする吸収体の積繊装置。
4. 相対面する集積板の下流側後縁間の間隔が調整可能とされている請求項１〜３の何れか１項に記載の吸収体の積繊装置。