JP2011184834A

JP2011184834A - 積層体処理装置

Info

Publication number: JP2011184834A
Application number: JP2010053817A
Authority: JP
Inventors: Futoshi Nakamura; 太志中村; Shinichi Ishikawa; 慎一石川; Atsushi Okuda; 淳奥田
Original assignee: Unicharm Corp
Current assignee: Unicharm Corp
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2011-09-22
Anticipated expiration: 2030-03-10
Also published as: JP5520091B2; EP2545214A1; TW201207182A; CN102791915A; EP2545214A4; US20120325620A1; WO2011111397A1

Abstract

【課題】芯材を含む積層体を水蒸気で処理する際に、芯材がこぼれるのを防止することができる積層体処理装置を提供する。
【解決手段】第１および第２メッシュベルト６０，７０は、複数の第１および第２開口部６３，７３と、これら第１および第２開口部６３，７３の間にそれぞれ位置する第１および第２非開口部６４，７４とを有する。第１開口部６３と第２開口部７３とは、完全一致して重なることのないように、互いにずれるように配置されている。すなわち、第１開口部６３には、第２非開口部７４が重なり、第２非開口部７４で第１開口部６３の一部が閉鎖されるようにしている。
【選択図】図５

Description

この発明は、積層体処理装置に関し、さらに詳しくは吸液性の芯材を含む積層体を、噴射させた水蒸気で処理する積層体処理装置に関する。

従来、高圧高温の蒸気噴出用ノズルを使って、処理対象物を処理する装置は公知である。例えば、特許文献１には、対象物として繊維ウェブを用い、繊維ウェブをその下面に位置する多孔のエンドレスベルトと、上面に位置する多孔のエンドレスベルトとで挟持し搬送する装置が開示されている。上面のエンドレスベルト側から繊維ウェブへと加圧蒸気噴出ノズルで蒸気を噴出している。この特許文献１では、上記の噴出によって、繊維ウェブの繊維を交絡させることとしている。

特開２００４−２３８７８５号公報（ＪＰ２００４−２３８７８５Ａ）

特許文献１において、繊維ウェブの上下面に位置する各エンドレスベルトの孔が、互いに完全に一致して重なっている場合には、上面の孔を通過した蒸気は、繊維ウェブを通過し、その多くは下面の孔を通過する。特に、下面のエンドレスベルトの下方に配置したサクションボックスで吸引した場合には、下面のエンドレスベルトを通過する蒸気の通過速度は大きくなる。このような装置では、積層体として繊維ウェブからなる上下シートと、これらの間に介在する吸液性の芯材とを有する場合には、粒子の小さい芯材は、通過する蒸気によって下面シートを貫通してこぼれてしまう可能性がある。

この発明では、芯材を含む積層体を水蒸気で処理する際に、芯材がこぼれるのを防止することができる積層体処理装置を提供することを課題とする。

この発明は、機械方向および前記機械方向に直交する交差方向と、吸液性の芯材を含む積層体を挟持する第１メッシュベルトおよび第２メッシュベルトと、前記第１メッシュベルトの前記積層体に対向する面とは反対側に位置し前記第１メッシュベルトに向かって水蒸気を噴射する噴射手段とを含む積層体処理装置の改良に関わる。

この発明は、前記積層体処理装置において、前記第１メッシュベルトは、複数の第１開口部およびこれら第１開口部の間に位置する第１非開口部を有し、前記第２メッシュベルトは、複数の第２開口部およびこれら第２開口部の間に位置する第２非開口部を有し、前記水蒸気の噴射位置で、少なくとも一部の前記第１開口部は、前記第２非開口部に重なることを特徴とする。

この発明の実施態様のひとつとして、前記第１メッシュベルトおよび前記第２メッシュベルトは、開口率が同じである。

他の実施態様のひとつとして、前記第１メッシュベルトの開口率は、前記第２メッシュベルトのそれよりも小さくされる。

他の実施態様のひとつとして、前記噴射手段は、前記機械方向に離間して複数形成される。

他の実施態様のひとつとして、前記第１メッシュベルトおよび第２メッシュベルトの少なくともいずれか一方は、複数の前記噴射手段に対応して、前記機械方向に離間された複数の回転ベルトによって形成される。

他の実施態様のひとつとして、前記第２メッシュベルトの前記積層体に対向する面の反対側には、前記噴射手段から噴射された前記水蒸気を吸引するサクション手段が形成される。

本発明の特にそのひとつ以上の実施態様によれば、積層体を挟持する第１および第２メッシュベルトは、少なくとも水蒸気の噴射位置において、第１メッシュベルトの第１開口部と第２メッシュベルトの第２非開口部とが重なることとしたので、第１および第２メッシュベルトの開口部が完全に一致して重なる場合に比べて、第２メッシュベルトにおける水蒸気の通過速度を低下させることができる。したがって、これらメッシュベルトの間に介在された積層体の芯材がこれを覆うシートを通過してこぼれるのを防止することができる。

積層体の一部破断平面図。図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。第１の実施形態の積層体処理装置の説明図。第１および第２メッシュベルトの説明図。第１および第２メッシュベルトの一部拡大図。図５のＶＩ−ＶＩ線断面図。第１および第２メッシュベルトの他の例を示す一部拡大図。図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図。第２の実施形態の積層体処理装置の説明図。第３の実施形態の積層体処理装置の説明図。

図１は、本発明の処理装置によって処理される積層体１０の一例であって、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。積層体１０は、第１シート１１および第２シート１２と、これらシート１１，１２の間に配置された吸液性のコア１３とを含む。第１および第２シート１１，１２としては、通気性かつ透液性の繊維不織布等を用いることができる。この繊維不織布としては、単位面積当たりの質量が約１０ｇ／ｍ^２のものを用いることができる。また、第１および第２シート１１，１２のいずれか一方は、プラスチックフィルム等を用いることもできる。プラスチックフィルムを用いる場合には、通気多孔性のものが好ましい。コア１３は、吸液性の芯材によって形成され、芯材としては、親水性繊維であるフラッフパルプと超吸収性ポリマー粒子等との混合物等を用いることができる。親水性繊維として、フラッフパルプのほかに、コットン繊維、レーヨン繊維、アセテート繊維等を用いることもできる。

上記のような積層体１０は、おむつ等の使い捨て着用物品に使用することができる。すなわち、おむつの内側に積層体１０を配置することによって、着用者が排泄した尿等の体液を吸収・保持することができ、おむつから尿等が漏れるのを防止することができる。

＜第１の実施形態＞
図３〜６は、積層体処理装置１の一例を示したものである。図３は、積層体処理装置１の概要図、図４は、第１および第２メッシュベルトの説明のための斜視図、図５は、第１および第２メッシュベルトの位置関係を示す一部拡大図、図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。

図３に示したように、第１連続シート２１は、複数の搬送ロール３０によって、機械方向ＭＤに搬送される。第１連続シート２１は、所要の位置で切断されて積層体１０の第１シート１１を形成する。第１連続シート２１は、機械方向ＭＤに回転するサクションドラム４０の周面に載置され、芯材供給手段５０へと搬送される。サクションドラム４０の周面には、積層体１０のコア１３の平面形状（図１参照）にほぼ一致する凹部４１が周方向に所要のピッチで形成されている。

芯材供給手段５０は、サクションドラム４０を覆うように形成されたフード５１を有し、親水性繊維であるフラッフパルプ１３ａを供給するためのパルプ供給部５２と、超吸水性ポリマー粒子１３ｂを供給するためのポリマー粒子供給部５３とを含む。パルプ供給部５２およびポリマー粒子供給部５３から、サクションドラム４０の凹部４１に向かって各芯材が投入される。

サクションドラム４０の凹部４１には、真空圧によるサクションが作用するが、その周面には第１連続シート２１が位置するから、第１連続シート２１が凹部４１に沿って変形するとともに、その変形した部分に芯材が投入され、凹部４１に対応した形状でコア１３が形成される。

コア１３が成形された第１連続シート２１は、サクションドラム４０の周面から離れて下流の搬送ロール３０へと移動し、機械方向ＭＤへ走行する。このような第１連続シート２１上には、コア１３が機械方向ＭＤにおいて間欠的に並んでいる。第１連続シート２１の上には、コア１３を挟んで、第２連続シート２２が連続的に供給される。第１連続シート２１と第２連続シート２２とによって、コア１３を挟持し、連続積層体２０を形成する。

連続積層体２０は、機械方向ＭＤに搬送ロール３０によって搬送され、通気性の第１および第２メッシュベルト６０，７０によって挟持される。第１メッシュベルト６０は、連続積層体２０の上下方向ＴＤの図面上方であって、噴射手段８０側に位置している。第２メッシュベルト７０は、連続積層体２０の上下方向ＴＤの図面下方であって、サクション手段９０側に位置している。第１および第２メッシュベルト６０，７０は、第１および第２ベルト搬送手段６１，７１によってエンドレスに回転する回転ベルトである。第１ベルト搬送手段６１は、機械方向ＭＤに並行に位置する第１ロール６１ａおよび第２ロール６１ｂと、第１および第２ロール６１ａ，６１ｂの上下方向ＴＤの上方に位置する第３および第４ロール６１ｃ，６１ｄとを有し、これらロールの外側を第１メッシュベルト６０が時計方向へ回転する。第２ベルト搬送手段７１は、機械方向ＭＤに並行に位置する第５ロール７１ａおよび第６ロール７１ｂと、第５および第６ロール７１ａ，７１ｂの上下方向ＴＤの下方に位置する第７ロール７１ｃおよび第８ロール７１ｄとを有し、これらロールの外側を第２メッシュベルト７０が反時計方向へ回転する。

図３，４に例示したように、第１および第２メッシュベルト６０，７０は、第１および第２ロール６１ａ，６１ｂ間、第５および第６ロール７１ａ，７１ｂ間で、互いに並行に走行する並行走行部６２，７２を有する。並行走行部６２，７２では、連続積層体２０を厚さ方向に圧縮しながら、機械方向ＭＤに搬送する。なお、連続積層体２０は、前記第１および第２メッシュベルト６０，７０で、厚さ方向に圧縮されるものに限らず、圧縮されることなく挟持されて機械方向ＭＤに搬送される場合を含む。

第１メッシュベルト６０の並行走行部６２の上下方向ＴＤの上方には、水蒸気を噴射する噴射手段８０が配置されている。噴射手段８０には、水の沸点以上の温度によって水蒸気を発生させるボイラー８１から、水蒸気を加圧して高圧水蒸気とする圧力制御装置８２を介して水蒸気が供給される。噴射手段８０は、圧力制御装置８２から供給された水蒸気を第１メッシュベルト６０に向かって噴射する噴射部８０ａを有し、噴射部８０ａは、機械方向ＭＤに交差する交差方向ＣＤに複数並んで位置している（図示せず）。噴射部８０ａは、例えば０．１〜２．０ｍｍの口径を有するノズルが、０．５〜１０．０ｍｍ、好ましくは０．５〜５．０ｍｍ、より好ましくは０．５〜３．０ｍｍのピッチで交差方向ＣＤに並んでいる。

第２メッシュベルト７０の並行走行部７２の上下方向ＴＤの下方には、噴射部８０ａから噴射された水蒸気を吸引するサクションボックス等のサクション手段９０が取り付けられている。したがって、噴射部８０ａから噴射された水蒸気は、第１メッシュベルト６０、連続積層体２０、および第２メッシュベルト７０を通過してサクション手段９０によって吸引される。噴射部８０ａからの水蒸気の噴射量は、第１および第２メッシュベルト６０，７０の走行速度に応じて調整することができ、第１および第２メッシュベルト６０，７０が約５〜５００ｍ／ｍｉｎで走行しているときには、連続積層体２０の表面積に対して約１．２３ｋｇ／ｍ^２〜０．０３ｋｇ／ｍ^２の範囲で噴射することが好ましい。

第１および第２メッシュベルト６０，７０としては、ステンレス合金や青銅等で形成された金属製線材のメッシュベルト、ポリエステル繊維やアラミド繊維等で形成されたプラスチック製のメッシュベルト、開孔金属プレートで形成された金属製のベルト等を使用することができる。図５，６に示したように、第１および第２メッシュベルト６０，７０は、複数の第１および第２開口部６３，７３と、これら第１および第２開口部６３，７３の間にそれぞれ位置する第１および第２非開口部６４，７４とを有する。第１および第２メッシュベルト６０，７０は、約２〜６００メッシュのものを用いることができ、線径は約０．０３〜５．０ｍｍ、開口率は約１０〜８５％とされている。第１および第２開口部６３，７３は、略矩形に形成されている。

第１および第２メッシュベルト６０，７０は、互いに対向する並行走行部６２，７２であって、少なくとも噴射部８０ａに位置する部分において、第１開口部６３と第２開口部７３とが完全一致することのないように、互いにずれるように配置されている。すなわち、第１開口部６３には、第２非開口部７４が重なり、第２非開口部７４で第１開口部６３の一部が閉鎖されるようにしている。このようにすることで、噴射された水蒸気は、第１メッシュベルト６０の第１開口部６３を通過して連続積層体２０を厚さ方向に圧縮しながら第２メッシュベルト７０へと抜ける。第１開口部６３は第２非開口部７４と重なっているので、第１開口部６３と第２開口部７３とが完全に一致している場合に比べて、第２メッシュベルト７０を通過する水蒸気の速度が低下する。したがって、第２メッシュベルト７０を通過する水蒸気によって、連続積層体２０の芯材が第２連続シート２２を通過してこぼれてしまうのを防止することができる。

芯材の中でも、特に、超吸収性ポリマー粒子はその粒径が小さいが、水蒸気の速度を第２連続シート２２側で低下させることによって、こぼれを防止することができる。フラッフパルプ１３ａの繊維長は、その平均が約０．５〜２０．０ｍｍであって、超吸収性ポリマー粒子の平均粒径は数ｎｍ〜約３ｍｍである。これら芯材としては、この分野で使用される通常のものを用いることができる。また、超吸収性ポリマー粒子の平均粒径よりも、第２メッシュベルト７０の開き目を小さくすることによって、第２メッシュベルト７０から超吸収性ポリマー粒子がこぼれるのを防止することができる。したがって、万が一、第２連続シート２２と第２メッシュベルト７０との間に超吸収ポリマー粒子が存在したとしても、これが第２メッシュベルト７０を通過してサクション手段９０へと落下するのを防止することができる。

上記のように、連続積層体２０に水蒸気を噴射することによって、コア１３がその厚さ方向に圧縮されて連続積層体２０全体を薄くすることができる。噴射部８０ａから噴射される水蒸気は、水分を含まない乾き蒸気、飽和蒸気、または、水分を含む湿り蒸気である場合がある。水蒸気が湿り蒸気または飽和蒸気である場合には、親水性繊維を容易に湿潤状態にして変形させることができる。乾き蒸気は、親水性繊維に含まれる水分を気化させることができ、気化させた水分で親水性繊維の変形を容易にすることが可能である。また、親水性繊維が熱可塑性合成繊維であれば、乾き蒸気が持つ熱によってその熱可塑性合成繊維の変形を容易にすることができる。高圧の水蒸気によって圧縮された連続積層体において、親水性繊維である例えばフラッフパルプは加熱・加湿状態または加熱状態下で速やかに変形して、第１および第２メッシュベルト６０，７０による圧縮力に対しての反撥力を失い、圧縮されたときの形状を保持しやすい。

上記のような連続積層体２０において、第１および第２連続シート２１，２２のいずれか一方に、プラスチックフィルムを用いた場合には、噴射された水蒸気が、これらを通過する必要があるので、プラスチックフィルムは、少なくとも水蒸気が通過可能な、複数の孔を有することが好ましい。

上記で圧縮された連続積層体２０は、第１および第２メッシュベルト６０，７０から搬送ロール３０に移行し、カッター３１で交差方向ＣＤに延びる切断線に沿って切断される。切断線は、隣接するコア１３の間に位置する。このように切断することによって、図１に例示したような積層体１０を得ることができる。

図７，８には、第１および第２メッシュベルト６０，７０の他の例を示している。図示したように、第１メッシュベルト６０と、第２メッシュベルト７０とは、その開口率が異なり、第１開口部６３が第２開口部７３よりも小さくされている。このように第１および第２メッシュベルト６０，７０の開口率を異なるようにすることで、いずれかの第１開口部６３には、第２非開口部７４が重なり易くなるから、第１開口部６３と第２非開口部７４とを重ねるために第１メッシュベルト６０と第２メッシュベルト７０との積層位置を厳密にそろえる必要がない。

第１メッシュベルトとしては９メッシュ、開口率は約５６％、線径は約０．８５ｍｍのものを用いることができる。第２メッシュベルトとしては６メッシュ、開口率は約６５％、線径は約０．８５ｍｍのものを用いることができる。

サクション手段９０が位置する第２メッシュベルト７０の第２開口部７３を大きくすることによって、吸引力の低下を防止することができる。吸引側の開口部を大きくすることによって、吸引面積を確保することができるからである。この実施形態では、第１開口部６３と第２開口部７３との形状を同一の略矩形としているが、これらが円形等の他の形状を有していてもよいし、互いに異なる形状を有していてもよい。互いに異なる形状を有している場合には、第１開口部６３に第２非開口部７４が重なり易くなる。

＜第２の実施形態＞
図９は、他の例の積層体処理装置を示したものである。この実施形態では、積層体処理装置は、噴射手段８０およびサクション手段９０を複数有する。他の構成は、第１の実施形態と同様であるので、同様の構成要素については、第１の実施形態と同じ符号を用い、その詳細な説明は省略する。

第１メッシュベルト６０の並行走行部６２には、二つの噴射手段８０を機械方向ＭＤに離間させて取り付けている。並行走行部６２を形成する第１ロール６１ａおよび第２ロール６１ｂは、２つの噴射手段８０の機械方向ＭＤ外側に位置し、第１メッシュベルト６０は、これら噴射手段８０の外側を囲うように回転する。

第１メッシュベルト６０の上下方向ＴＤの下方には、２つの噴射手段８０それぞれに対応するサクション手段９０が機械方向ＭＤに離間して配置されている。第２メッシュベルトは、二つのサクション手段のそれぞれに対応して二つ取り付けられ、それぞれ第２ベルト搬送手段７１によって回転されている。

上記のような構成によれば、連続積層体２０には、２つの噴射手段８０によって、機械方向ＭＤの２箇所で水蒸気が噴射される。連続積層体２０は、２回に亘って圧縮されるから、一箇所の噴射手段で圧縮する場合に比べて、水蒸気の噴出圧を小さくすることができる。したがって、噴射手段８０は、比較的安価で、小型の低圧力に対応するものを用いることができる。また、噴出圧を小さくすることができるので、連続積層体２０の芯材が第２連続シート２２を通過しにくくなる。

第２メッシュベルト７０は、分離した二つの回転ベルトとしているので、それら両メッシュベルト７０の第２開口部７３の位置関係が、第１メッシュベルト６０の第１開口部６３との位置関係において、等しくなることはほとんどありえない。すなわち、複数の個別の第２メッシュベルトの第２開口部７３が、いずれも第１開口部６３に完全に一致することはほとんどありえず、少なくともいずれか一方においては、第１開口部６３に第２非開口部７４が位置するようにすることができる。したがって、これら第１および第２メッシュベルト６０，７０の位置関係を厳密に調整する必要がない。

第１および第２メッシュベルト６０，７０に挟持された連続積層体２０において、第１非開口部６４および第２非開口部７４が重なった部分では、水蒸気の流れが一部阻害され、作用する圧力にむらが生じる可能性がある。しかし、機械方向ＭＤに離間する二つの第２メッシュベルト７０においては、連続積層体２０に対して、第２開口部７３および第２非開口部７４の位置が一致することはほとんどないから、上流の第２メッシュベルト７０において第２非開口部７４に重なった連続積層体２０部分であっても、下流の第２メッシュベルト７０においては第２開口部７３に重なり、これら二つの第２メッシュベルト７０を用いることによって、連続積層体２０の全体に、ほぼ均等に水蒸気を作用させることができる。

＜第３の実施形態＞
図１０は、他の例の積層体処理装置を示したものである。この実施形態では、積層体処理装置は、噴射手段８０およびサクション手段９０を複数有する。他の構成は、第１の実施形態と同様であるので、同様の構成要素については、第１の実施形態と同じ符号を用い、その詳細な説明は省略する。

噴射手段８０は、機械方向ＭＤに離間して二つ配置されている。それぞれの噴射手段８０に対応するように、第１メッシュベルト６０も二つ配置され、それぞれ第１ベルト搬送手段６１によって、噴射手段８０の周囲を回転するようにされている。噴射手段８０は、各並行走行部７２に対向するように取り付けられている。

噴射手段８０には、それぞれサクション手段９０が対向して配置されている。これら二つのサクション手段９０の周囲をひとつの第１メッシュベルト６０が回転可能に取り付けられている。第１メッシュベルト６０は、第１ベルト搬送手段６１によって、回転されるとともに、並行走行部６２に対向して位置される。

上記のような構成によれば、機械方向ＭＤの２箇所で水蒸気が噴射されるから、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる（段落００３７参照）。また、第１メッシュベルト６０は、分離した二つの回転ベルトとしているので、第２開口部７３との位置関係の調整が容易であり、第１非開口部６４による水蒸気のむら防止等、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる（段落００３８および００３９参照）。

第２および第３の実施形態では、噴射手段８０およびサクション手段９０を二つ備えることとしているが、これが三つ以上であってもよい。また、第１メッシュベルト６０および第２メッシュベルト７０のいずれかが、機械方向ＭＤに分離して複数取り付けられていればよい。また、第１メッシュベルト６０および第２メッシュベルト７０のいずれもが、機械方向ＭＤに分離して複数取り付けられているものも含む。

第１〜第３の実施形態において、第１および第２メッシュベルト６０，７０を回転ベルトとしているが、これに限られることなく、機械方向ＭＤに延びる直線状のベルトであってもよい。ただし、回転ベルトとすることによって、装置全体の小型化を図ることができる。また、第１連続シート２１と第２連続シート２２との間にコア１３が配置されるようにしているが、少なくとも、コア１３が載置される第２連続シート２２があれば、第１連続シート２１は必須の構成ではない。

以上の実施形態において、ひとつの実施形態に他の実施形態の要素、構成を付加または組み合わせることができる。本発明の明細書および特許請求の範囲において、用語「第１」「第２」・・・「第８」は、同称の要素、位置等を単に区別するために用いられている。

１積層体処理装置
１０積層体
１３ａフラッフパルプ（芯材）
１３ｂ超吸収性ポリマー（芯材）
６０第１メッシュベルト
６３第１開口部
６４第１非開口部
７０第２メッシュベルト
７３第２開口部
７４第２非開口部
８０噴射手段
９０サクション手段
ＭＤ機械方向
ＣＤ交差方向

Claims

機械方向および前記機械方向に直交する交差方向と、吸液性の芯材を含む積層体を挟持する第１メッシュベルトおよび第２メッシュベルトと、前記第１メッシュベルトの前記積層体に対向する面とは反対側に位置し前記第１メッシュベルトに向かって水蒸気を噴射する噴射手段とを含む積層体処理装置において、
前記第１メッシュベルトは、複数の第１開口部およびこれら第１開口部の間に位置する第１非開口部を有し、前記第２メッシュベルトは、複数の第２開口部およびこれら第２開口部の間に位置する第２非開口部を有し、前記水蒸気の噴射位置で、少なくとも一部の前記第１開口部は、前記第２非開口部に重なることを特徴とする前記積層体処理装置。
前記第１メッシュベルトおよび前記第２メッシュベルトは、開口率が同じである請求項１記載の積層体処理装置。
前記第１メッシュベルトの開口率は、前記第２メッシュベルトのそれよりも小さくされる請求項１記載の積層体処理装置。
前記噴射手段は、前記機械方向に離間して複数形成される請求項１〜３のいずれかに記載の積層体処理装置。
前記第１メッシュベルトおよび第２メッシュベルトの少なくともいずれか一方は、複数の前記噴射手段に対応して、前記機械方向に離間された複数の回転ベルトによって形成される請求項４記載の積層体処理装置。
前記第２メッシュベルトの前記積層体に対向する面の反対側には、前記噴射手段から噴射された前記水蒸気を吸引するサクション手段が形成される請求項１〜５のいずれかに記載の積層体処理装置。