JP2015112393A - 吸収体の製造装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ゲルブロッキングが生じ難く、吸収体の吸収性能を十分に活かすことができる吸収体を安定的に製造することができる吸収体の製造装置を提供すること。
【解決手段】本発明の吸収体3の製造装置1は、繊維材料31及び吸収性粒子32を含む吸収体3の原料を集積する集積用凹部22を外周面21に有する回転ドラム2と、回転ドラム2の外周面21に向けて吸収体3の原料を飛散状態にて供給するダクト4とを有する。ダクト4は、ダクト内に吸収性粒子32を散布する散布領域における流路の断面積が、該ダクト4の最上流に位置する流路の断面積及び最下流に位置する流路の断面積よりも小さく形成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、吸収体の製造装置に関する。
使い捨ておむつ、生理用ナプキン、失禁パッド等の吸収性物品に用いられる吸収体は、空気流に乗せてパルプ繊維及び吸収性ポリマーを含む吸収体の原料を、回転ドラムの外周面に形成された凹部に吸引して堆積させ、次いで、該凹部内に堆積した積繊体を透水性のシート材で被覆して製造されている。空気流は、散布管から供給されるポリマーとパルプを混合させ、横送り空気流に綿状にしたパルプが吸収性ポリマーを持ち乗せる。しかし、吸収性ポリマーの重量がパルプ繊維の重量に比べて非常に重く、散布管中心当りに流れるパルプ量が少なく混合性が悪いため、吸収性ポリマーの分散が不均一なものとなってしまう。
特許文献1には、回転ドラムの外周面の凹部にパルプ繊維を散布するパルプ繊維散布経路を横切るように、吸収性ポリマーを投入するポリマー投入部材を複数本配置した吸収体の製造装置が記載されている。特許文献1に記載の製造装置で製造された吸収体は、吸収性ポリマーが、吸収体の原料中に部分的に分散して配置されているので、ゲルブロッキングが起こり難く、吸収体の吸収性能が向上する。
特開2009−219710号公報
しかし、特許文献1に記載の製造装置で製造された吸収体は、吸収性ポリマーが、吸収体の原料中に部分的に分散して配置されているとは言え、巨視的に見れば、吸収性ポリマーが集まった部分が、吸収体の原料中に分散している形態となっているだけである。その為、各吸収性ポリマーが集まった部分においては、やはりゲルブロッキングが生じており、吸収体の吸収性能を十分に活かすことができなかった。
したがって本発明は、前述した従来技術が有する欠点を解消し得る吸収体の製造装置を提供することにある。
本発明は、繊維材料及び吸収性粒子を含む吸収体の原料を集積する集積用凹部を外周面に有する回転ドラムと、該回転ドラムの外周面に向けて前記吸収体の原料を飛散状態にて供給するダクトとを有する吸収体の製造装置であって、前記ダクトは、該ダクト内に前記吸収性粒子を散布する散布領域における流路の断面積が、該ダクトの最上流に位置する流路の断面積及び最下流に位置する流路の断面積よりも小さく形成されている吸収体の製造装置を提供するものである。
本発明によれば、繊維材料が吸収性粒子の散布領域に絞られ、繊維材料と吸収性粒子が効率的に混合され(絡み合い)、それによって比重が重く空気流に沿いにくい吸収性粒子が、比重が軽く且つ形状的にも空気流に沿いやすい繊維材料にアシストされる形で均一に分散可能となる。その結果、ゲルブロッキングが生じ難く、吸収体の吸収性能を十分に活かすことができる吸収体を安定的に製造することができる。
図1は、本発明の吸収体の製造装置の第1実施形態を示す概略斜視図である。 図2(a)は図1に示す製造装置を側面から視た概略側面図であり、図2(b)は図1に示す製造装置を天面から視た概略図であり、図2(c)はダクト内の散布領域における流路の断面積と位置との関係を示すグラフである。 図3は、図1に示す製造装置で製造された吸収体の断面図である。 図4(a)は本発明の第1実施形態の製造装置を側面から視た概略側面図であり、図4(b)は第1実施形態の製造装置を天面から視た概略図である。 図5は、図4に示す製造装置で製造された吸収体の断面図である。 図6(a)は本発明の第2実施形態の製造装置を側面から視た概略側面図であり、図6(b)は第2実施形態の製造装置を天面から視た概略図である。 図7(a)は本発明の第3実施形態の製造装置を側面から視た概略側面図であり、図7(b)は第3実施形態の製造装置を天面から視た概略図である。 図8は、本発明の第4実施形態の製造装置を側面から視た概略側面図である。 図9は、本発明の第5実施形態の製造装置を側面から視た概略側面図である。
以下に、本発明について、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。
図1には、本発明の吸収体の製造装置の好ましい第1実施形態の積繊装置1Aの概略が示されている。第1実施形態の積繊装置1Aは、繊維材料31及び吸収性粒子32を含む吸収体の原料を集積する集積用凹部22を外周面21に有する回転ドラム2と、該回転ドラム2の外周面21に向けて吸収体の原料を飛散状態にて供給するダクト4とを有する。詳述すると、積繊装置1Aは、矢印R方向に回転駆動される回転ドラム2と、回転ドラム2の外周面21に吸収体の原料を供給するダクト4と、ダクト4の下流側に隣接して回転ドラム2の外周面21に沿って配されて集積用凹部22に集積された吸収体の原料の積繊物33を押さえる押さえベルト5と、回転ドラム2の下方に配されたバキュームコンベア6と、ダクト4に吸収体の原料である繊維材料31を供給する繊維材料供給部7とを備えている。更に、ダクト4には、吸収性粒子32をダクト4内に供給するポリマー散布管8が配されている。
回転ドラム2は、図1に示すように、円筒状をなし、モータ等の原動機(不図示)からの動力を受けて、その外周面21を形成する部材が水平軸回りを矢印R方向に回転する。外周面21を形成する部材よりも内側に位置するドラム本体23は固定されていて回転しない。回転ドラム2は、図2に示すように、その外周面21に、吸収体の原料が積繊される集積用凹部22を有している。集積用凹部22は、回転ドラム2の周方向(2X方向)に所定の間隔で複数配置されている。図1中、2X方向が回転ドラム2の周方向、2Y方向が回転ドラム2の幅方向(回転ドラム2の回転軸と平行な方向)である。
回転ドラム2は、図2に示すように、内部に相互に独立した複数の空間を有しており、積繊装置1Aにおいては5つの空間A〜Eを有している。空間A〜Eどうしの間は、回転ドラム2の回転軸側から外周面21側に向かって設けられたプレートにより仕切られている。回転ドラム2には吸気ファン(不図示)が接続されており、該吸気ファンの駆動により、回転ドラム2内の仕切られた空間A〜Eの圧力が調整できるようになっており、積繊装置1Aにおいては、空間A及びBが負圧に維持されるようになっている。回転ドラム2は、繊維材料31からなるフィルター層形成領域に対応する上流側領域(空間Aに対応する領域)の吸引力と、繊維材料31及び吸収性粒子32からなる混合層形成領域に対応する下流側領域(空間Bに対応する領域)の吸引力とを調整する調整手段を備えている。従って、上流側領域(空間Aに対応する領域)の吸引力を、下流側領域(空間Bに対応する領域)の吸引力よりも強くしたり弱くしたりすることができる。
尚、回転ドラム2の空間C、Dは、通常、空間Bよりも弱い負圧又は圧力ゼロ(大気圧)に設定され、空間Eは大気圧(圧力ゼロ)又は陽圧に設定される。集積用凹部22内の積繊物をバキュームコンベア6上に転写するまでは、該積繊物の搬送性の観点から、空間C,Dを弱い負圧にして、該積繊物を集積用凹部22内に吸引保持させておくことが好ましいが、搬送性に特に問題がなければ、転写性を考慮すると、空間C〜Eは圧力ゼロが好ましい。
各集積用凹部22の底面22aは、図1に示すように、多孔性部材から構成されている。集積用凹部22が負圧に維持された空間A及びB上を通過している間、集積用凹部22の底面22aの多孔性部材の細孔が吸引孔として機能する。多孔性部材としては、この種の積繊装置に従来用いられるものを特に制限なく使用することができ、例えば、金属又は樹脂製のメッシュプレートや、金属又は樹脂製の板にエッチングやパンチングで多数の細孔を形成したもの等を用いることができる。
吸収体3の原料は、従来、生理用ナプキンやパンティライナー、使い捨ておむつ等の吸収性物品の吸収体に用いられている各種のものを特に制限なく用いることができる。吸収体の原料である繊維材料31としては、パルプ繊維、レーヨン繊維、コットン繊維とのセルロース系繊維の短繊維や、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成繊維の親水化処理した短繊維等が好ましい。これらの繊維は、1種を単独で用いても良いし2種以上を組み合わせて用いることもできる。繊維材料31は、パルプ繊維を含むものが好ましく、繊維材料31中のパルプ繊維の割合は1〜100質量%であることが好ましく、より好ましくは100質量%である。吸収体の原料である吸収性粒子32としては、例えば、デンプン系、セルロース系、合成ポリマー、高吸収性ポリマー系のものが挙げられる。高吸収性ポリマーとしては、例えば、デンプン−アクリル酸(塩)グラフト共重合体、デンプン−アクリロニトリル共重合体のケン化物、ナトリウムカルボキシメチルセルロースの架橋物、アクリル酸(塩)重合体からなるもの等を用いることができる。吸収体の原料として、繊維材料31及び吸収性粒子32と共に、消臭剤や抗菌剤等を必要に応じて用いることもできる。
ダクト4は、後述する繊維材料供給部7から回転ドラム2に亘って延びており、ダクト4の下流側の開口が、負圧に維持される回転ドラム2の空間A及びBに位置する外周面21を覆っている。ダクト4は、図1に示すように、天面を形成する天板41、底面を形成する底板42、及び両側面を形成する両側壁43,44を有している。回転ドラム2の吸気ファン(不図示)の作動により、ダクト4の天板41、底板42及び両側壁43,44で囲まれた空間内には、回転ドラム2の外周面21に向けて吸収体の原料を流す空気流が生じるようになっている。
積繊装置1Aにおいて、ダクト4の天板41は、図2(a),図2(b)に示すように、上流側に位置する上流側天板部411と下流側に位置する下流側天板部412とからなる。ダクト4の底板42も同様に、上流側に位置する上流側底板部421と下流側に位置する下流側底板部422とからなる。上流側天板部411及び上流側底板部421は、上流側から下流側に向かって幅が漸次狭くなっている。下流側天板部412及び下流側底板部422は、上流側から下流側に向かって幅が一定となっている。下流側天板部412及び下流側底板部422の幅は、上流側天板部411及び上流側底板部421の最も下流側に位置する部位の幅と同じ幅である。
ダクト4の天板41と底板42との間隔は、図2(a),図2(b)に示すように、上流側天板部411と上流側底板部421との間の間隔が一定に配されており、下流側天板部412と下流側底板部422との間隔が、上流側天板部411及び上流側底板部421から回転ドラム2の外周面21に向かって漸次広くなっている。ダクト4の両側壁43,44は、以上のように構成された上流側天板部411及び下流側天板部412からなる天板41の両側縁と、上流側底板部421及び下流側底板部422からなる底板42の両側縁とに沿って配置されている。
ダクト4の天板41には、図1,図2(a)に示すように、吸収性粒子32をダクト4内に供給するポリマー散布管8が配されている。詳述すると、ポリマー散布管8は、天板41を構成する上流側天板部411の下流側の端部に配されている。そしてポリマー散布管8は、その下端が、後述する仕切り板45の上流側の端部に位置するように配されている。
上述した形状の天板41、底板42及び両側壁43,44を有するダクト4は、図2(c)に示すように、該ダクト4内に吸収性粒子32を散布する散布領域における流路の断面積が、該ダクト4の最上流に位置する流路の断面積及び該ダクト4の最下流に位置する流路の断面積よりも小さく形成されている。ここで、「散布領域」とは、吸収性粒子32を散布するポリマー散布管8が配された位置から上流側又は下流側に、ある程度の範囲を有する領域を意味する。詳述すると、ダクト4は、積繊装置1Aにおいては、図2(a)〜図2(c)に示すように、ポリマー散布管8により吸収性粒子32を散布する散布領域における天板41、底板42及び両側壁43,44で囲まれた流路の断面積が、最も繊維材料供給部7寄りのダクト4の上流端部に位置する天板41、底板42及び両側壁43,44で囲まれた流路の断面積、及び最も回転ドラム2寄りのダクト4の下流端部に位置する天板41、底板42及び両側壁43,44で囲まれた流路の断面積よりも小さく形成されている。更に詳述すると、積繊装置1Aのダクト4においては、天板41の上流側天板部411及び底板42の上流側底板部421が上流側から下流側に向かって幅が漸次狭くなっているので、上流側天板部411及び上流側底板部421では、天板41、底板42及び両側壁43,44で囲まれた流路の断面積が上流側から下流側に向かって漸次小さくなっている。また、積繊装置1Aのダクト4においては、天板41の下流側天板部412と底板42の下流側底板部422との間隔が上流側から下流側に向かって漸次広くなっているので、下流側天板部412及び下流側底板部422では、天板41、底板42及び両側壁43,44で囲まれた流路の断面積が上流側から下流側に向かって漸次大きくなっている。従って、上流側天板部411の下流側の端部に配されたポリマー散布管8により吸収性粒子32を散布する散布領域における流路の断面積が、相対的に小さく形成されている。該散布領域の中でも、ポリマー散布管8の下端、或いは後述する仕切り板45の上流側の端部における前記流路の断面積が、最も小さく形成されていることが好ましい。
ダクト4は、図2(a)に示すように、積繊装置1Aにおいては、その内部に供給された吸収性粒子32の流れ方向を規制する仕切り板45が配されている。具体的には、仕切り板45は、ダクト4の両側壁43,44に亘って、上流側天板部411と下流側天板部412との境界部分から回転ドラム2に向かって延在している。更に詳述すると、仕切り板45は、回転ドラム2の空間Aと空間Bとを別けるプレートの先端に向かって延在している。ダクト4の内部に仕切り板45が配されていることにより、吸収性粒子32の流れ方向が規制され、繊維材料31のみを流す流れと、繊維材料31及び吸収性粒子32を流す流れとに分岐されるようになる。
押さえベルト5は、図1及び図2(a)に示すように、回転ドラム2のダクト4の位置よりも下流側に隣接して回転ドラム2の外周面21に沿って配されており、回転ドラム2の空間Bよりも弱い負圧又は圧力ゼロ(大気圧)に設定されている空間C,Dに位置する外周面21に沿って配されている。押さえベルト5は、無端状の通気性又は非通気性のベルトであり、ロール51及びロール52に架け渡されて、回転ドラム2の回転と共に連れ回るようになっている。尚、押さえベルト5が通気性のベルトである場合には、実質的に集積用凹部22内の原料を通過させないものであることが好ましい。押さえベルト5により、空間C〜Eの圧力を大気圧に設定しても、集積用凹部22内の積繊物をバキュームコンベア6上に転写するまで、集積用凹部22内に保持できる。
バキュームコンベア6は、図1及び図2(a)に示すように、回転ドラム2の下方に配されており、回転ドラム2の弱い陽圧又は圧力ゼロ(大気圧)に設定されている空間Eに位置する外周面21に配されている。バキュームコンベア6は、駆動ロール61及び従動ロール62,62に架け渡された無端状の通気性ベルト63と、通気性ベルト63を挟んで回転ドラム2の空間Eに位置する外周面21と対向する位置に配されたバキュームボックス64とを備えている。バキュームコンベア6上には、ティッシュペーパー又は透液性の不織布等からなるコアラップシート34が導入されるようになっている。
繊維材料供給部7は、図1に示すように、ダクト4に吸収体の原料である繊維材料31を供給する部分である。繊維材料供給部7は、解繊機71を備えている。繊維材料31のシート状の原反30を解繊機71に導入することにより原反30を解繊し、解繊された繊維材料31をダクト4内の流路に供給する。
次に、前述した積繊装置1Aを用いて吸収体を連続的に製造する方法について説明する。
先ず、回転ドラム2内の空間A,B及びバキュームボックス64内を、それぞれに接続された吸気ファン(不図示)を作動させて負圧にする。空間A,B内を負圧にすることで、ダクト4内に、吸収体の原料を、回転ドラム2の外周面21に搬送する空気流(バキュームエアー)が生じる。また、回転ドラム2を回転させ、押さえベルト5を作動させる。
次いで、繊維材料供給部7の解繊機71を作動させて、繊維材料31のシート状の原反を解繊し、解繊された繊維材料31をダクト4内の流路に供給する。また、ダクト4の天板41に配されたポリマー散布管8により、ダクト4内に吸収性粒子32を供給する。
ここで、上述したように、図2(c)に示す如く、ダクト4は、該ダクト4内に吸収性粒子32を散布する散布領域における流路の断面積が、該ダクト4の最上流に位置する流路の断面積及び該ダクト4の最下流に位置する流路の断面積よりも小さく形成されている。その為、ダクト4内に供給された解繊された繊維材料31の流れが、ポリマー散布管8により吸収性粒子32を散布する散布領域において絞られる。そして、散布領域において、絞られた繊維材料31はポリマーと効率的に混合され、その後ダクト4の最下流に向かって広がる流れに乗って、絞られた繊維材料31の流れがダクト4の天板41と底板42との間の厚み方向全域に広げられる。その際、散布領域において散布された吸収性粒子32は繊維材料と効率的に混合されているため、繊維材料31の流れに沿って散らばり、繊維材料31のみならず繊維材料31よりも重量の重い吸収性粒子32がダクト4内全体に広がり易い。即ち、繊維材料31が吸収性粒子32の散布領域に絞られ、繊維材料31と吸収性粒子32が効率的に混合され(絡み合い)、それによって比重が重く空気流に沿い難い吸収性粒子32が、比重が軽く且つ形状的にも空気流に沿い易い繊維材料31にアシストされる形で均一に分散可能となっている。特に、積繊装置1Aにおいては、ダクト4の上流側天板部411及び上流側底板部421では、天板41、底板42及び両側壁43,44で囲まれた流路の断面積が上流側から下流側に向かって漸次小さくなっているので、ダクト4内に供給された解繊された繊維材料31の流れが、ポリマー散布管8により吸収性粒子32を散布する散布領域において絞られ易くなっている。また、積繊装置1Aにおいては、ダクト4の下流側天板部412及び下流側底板部422では、天板41、底板42及び両側壁43,44で囲まれた流路の断面積が上流側から下流側に向かって漸次大きくなっているので、絞られた繊維材料31の流れがダクト4の厚み方向全域に広がり易くなっており、散布された吸収性粒子32が繊維材料31の流れに沿って更に散らばり易く、繊維材料31及び吸収性粒子32がダクト4内全体に更に広がり易くなっている。また、吸収性粒子32の散布領域に繊維材料31を集中させる別の方法としては、流路を絞らずに、ダクト4の形状をストレート形状とし、ダクト4の最上流に位置する流路の断面積と散布領域の流路の断面積を同じにする方法があるが、その場合、繊維材料シート幅(原反幅)を狭くし、更にシートを解繊機へ送るスピードを速くする必要があり、繊維材料31の解繊不足が起こることが懸念される。加えて、シート幅(原反幅)を狭くすると、原反の消費スピードは速くなり、交換頻度が増えるため、生産ロスが増大するという問題もある。したがって、シート幅(原反幅)は広い方が好ましく、それゆえダクト4の最上流に位置する流路の断面積も広い方が好ましい。
散布領域において散布された吸収性粒子32が繊維材料31の流れに沿って散らばり、繊維材料31及び吸収性粒子32がダクト4内全体に広がりながら、回転ドラム2の外周面21の集積用凹部22に供給されると、集積用凹部22の厚み方向に、吸収性粒子32が、繊維材料31及び吸収性粒子32の積繊物33中に均一に分散し易くなる。
また、積繊装置1Aにおいては、図2(a)に示すように、ダクト4内に仕切り板45が配されている。その為、回転ドラム2の上流側の空間Aに対応する領域においては、繊維材料31からなるフィルター層が形成され易くなっている。また、空間Aよりも下流側の回転ドラム2の空間Bに対応する領域においては、繊維材料31及び吸収性粒子32からなる混合層が形成され易くなっている。このように、仕切り板45よりも上方向のダクト4内において、散布された吸収性粒子32が繊維材料31の流れに沿って散らばり易く、繊維材料31及び吸収性粒子32が広がり易くなっている。ここで、フィルター層とは集積用凹部22底部のメッシュ細孔に吸収性粒子32が目詰まりすることを防止するためのものである。また、回転ドラム2は、吸引力を調整する調整手段を備えているので、例えば、空間Bに対応する領域の吸引力と空間Aに対応する領域の吸引力とのバランスを調整することにより、更に、仕切り板45よりも上方向のダクト4内において、繊維材料31及び吸収性粒子32が広がり易くすることができる。より詳述すると、例えば、空間Aの吸引力が空間Bの吸引力に対して強すぎると、繊維材料31からなるフィルター層が過剰に形成され、その分、散布領域において散布された吸収性粒子32と混合する繊維材料31が少なくなるため、繊維材料31と混合しきれなかった吸収性粒子32が分散しきれず、積繊物33中に凝集して存在してしまう。そのような場合、調整手段を用いて空間Bに対応する領域の吸引力と空間Aに対応する領域の吸引力とのバランスを調整することにより、過剰なフィルター層の形成を抑え、吸収性粒子32と混合させるのに十分な量の繊維材料31を散布領域に分配でき、その結果、散布された吸収性粒子32が繊維材料31と確実に混合され、仕切り板45よりも上方向のダクト4内において、繊維材料31及び吸収性粒子32を広がり易くすることができる。
以上のようにして、集積用凹部22内に吸収体の原料を積繊させて積繊物33を得た後、図1に示すように、更に回転ドラム2を回転させ、押さえベルト5で集積用凹部22内に積繊物33を押さえつけながら、バキュームコンベア6上まで搬送する。そして、集積用凹部22内の積繊物33は、バキュームボックス64の対向位置にくると、バキュームボックス64からの吸引によって、集積用凹部22から離型し、バキュームコンベア6上に導入された、ティッシュペーパー又は透液性の不織布等からなるコアラップシート34上へと受け渡される。
その後、コアラップシート34の搬送方向に沿う両側部が折り返され、積繊物33の上下両面がコアラップシート34に被覆される。そして、コアラップシート34に被覆された状態の積繊物33は、コアラップシート34と共に、切断装置(不図示)の切断手段によって切断される。こうして、コアラップシート34に積繊物33が被覆された吸収体3が連続して得られる。
積繊装置1Aを用いて得られる吸収体3の積繊物33は、図3に示すように、吸収性粒子32が、積繊物33の幅方向のみならず、厚み方向にも、均一に分散している。従って、積繊装置1Aを用いて得られる吸収体3は、使用中にゲルブロッキングが発生し難く、使い捨ておむつ、生理用ナプキン、失禁パッド等の吸収性物品に用いられる吸収体として好適な高品質なものとなっている。このように、第1実施形態の積繊装置1Aを用いた製造方法によれば、吸収性粒子32が、積繊物33の幅方向のみならず、厚み方向にも、均一に分散した吸収体3を安定的に製造することができる。
次に、本発明の第2〜第5実施形態の積繊装置1B〜1Eについて説明する。第2〜第5実施形態の積繊装置1B〜1Eについては、第1実施形態の積繊装置1Aと異なる点について主として説明し、同様の点については同一の符号を付して説明を省略する。特に言及しない点については、第1実施形態の積繊装置1Aに関する説明が適宜適用される。また、第2〜第5実施形態の積繊装置1B〜1Eの効果については、第1実施形態の積繊装置1Aの効果と異なる点について説明し、特に説明しない点は、積繊装置1Aの効果と同様であり、積繊装置1Aの効果の説明が適宜適用される。
上述した第1実施形態の積繊装置1Aは、図4(a),図4(b)に示すように、繊維材料供給部7の解繊機71の特性により、ダクト4内の天板41と底板42との間の厚み方向における底板42側(下方)に、解繊された繊維材料31の量が多くなってしまう場合がある。このように下方に繊維材料31の量が多くなってしまうと、積繊装置1Aにおいては、図4(a)に示すように、回転ドラム2の上流側の空間Aに対応する領域に、繊維材料31からなるフィルター層が過剰に形成されてしまう場合がある。このような状況下で得られる吸収体3の積繊物33は、図5に示すように、繊維材料31のみからなる繊維材料31のフィルター層が厚み方向下方に過剰に形成され、散布領域において散布された吸収性粒子32と混合する繊維材料31が少なくなるため、繊維材料31と混合しきれなかった吸収性粒子32が分散しきれず、積繊物33中に凝集して存在するようになってしまう。仮に、空間Bの吸引力を空間Aの吸引力よりも強く調整しても、仕切り板45上方の散布領域において比重が重い吸収性粒子32を比重が軽い繊維材料31の流れに混合させられないため、吸収性粒子32が十分に分散できなくなる場合がある。散布領域に流れる繊維材料31の量を多くして、散布管先端付近に繊維材料31を集中させ吸収性粒子32とより混合し易くするためには、以下に説明する第2実施形態の積繊装置1B〜第5実施形態の積繊装置1Eが有効である。
第2実施形態の積繊装置1Bは、図6(a),図6(b)に示すように、ダクト4内に吸収性粒子32を散布する散布領域よりも上流側に、繊維材料31の流れ方向を矯正し、該繊維材料31を該散布領域に集中させる手段を有している。具体的に、第2実施形態の積繊装置1Bにおいては、ダクト4内部に繊維材料31の流れ方向を矯正する矯正ガイド46を有している。矯正ガイド46は、ダクト4の天板41の上流側天板部411及び底板42の上流側底板部421内に位置して、ダクト4の両側壁43,44に亘って、底板42の上流側底板部421の上面から下流側に向かって延在している。そして矯正ガイド46は、その上面の延長線上に、ポリマー散布管8の下端、或いは仕切り板45の上流側の端部が位置するように配されている。積繊装置1Bはガイド46を設けているため、条件に応じてガイド位置を変更して任意のコントロールができるという利点もある。
積繊装置1Bを用いて吸収体を連続的に製造すると、第1実施形態の積繊装置1Aと同様に、ダクト4は、吸収性粒子32を散布する散布領域における流路の断面積が、該ダクト4の最上流に位置する流路の断面積及び該ダクト4の最下流に位置する流路の断面積よりも小さく形成されている。その為、ダクト4内に供給された解繊された繊維材料31の流れが、ポリマー散布管8により吸収性粒子32を散布する散布領域において絞られる。特に、積繊装置1Bにおいては、ダクト4内部に繊維材料31の流れ方向を矯正する矯正ガイド46を有しているので、吸収性粒子32を散布する散布領域に向かって解繊された繊維材料31の流れが集中している。その為、絞られた繊維材料31の流れが散布領域において散布された吸収性粒子32と衝突して混合され易くなり、ダクト4の最下流に向かって解放される際に、吸収性粒子32が繊維材料31の流れに沿って更に散らばり、繊維材料31のみならず繊維材料31よりも重量の重い吸収性粒子32がダクト4内全体に更に広がり易い。
積繊装置1Bを用いて得られる吸収体3の積繊物33は、第1実施形態の積繊装置1Aを用いて得られる吸収体3の積繊物33と同様に、図3に示す如く、吸収性粒子32が、積繊物33の幅方向のみならず、厚み方向にも、均一に分散している。従って、吸収体3には使用中にゲルブロッキングが発生し難く、使い捨ておむつ、生理用ナプキン、失禁パッド等の吸収性物品に用いられる吸収体として好適な高品質なものとなっている。このように、積繊装置1Bを用いた製造方法によれば、吸収性粒子32が、積繊物33の幅方向のみならず、厚み方向にも、均一に分散した吸収体3を安定的に製造することができる。
次に、第3実施形態の積繊装置1Cは、図7(a),図7(b)に示すように、ダクト4内に吸収性粒子32を散布する散布領域よりも上流側に、繊維材料31の流れ方向を矯正し、該繊維材料31を該散布領域に集中させる手段を有している。具体的に、第3実施形態の積繊装置1Cにおいては、ダクト4の底板42の上流側底板部421が傾斜して配されている。更に詳述すると、上流側底板部421は、その上面の延長線上に、ポリマー散布管8の下端、或いは仕切り板45の上流側の端部が位置するように配されており、上流側底板部421が繊維材料31を散布領域に集中させる手段となっている。
積繊装置1Cのように、ダクト4の上流側底板部421が傾斜して配されていると、天板41と底板42との間隔は、図7(a)に示すように、上流側天板部411と上流側底板部421との間の間隔が、散布領域に向かって、漸次狭くなり、下流側天板部412と下流側底板部422との間隔が、上流側天板部411及び上流側底板部421から回転ドラム2の外周面21に向かって漸次広くなる。上流側底板部421の下流側の端部が仕切り板45の端部より上流側に位置して、図7(b)に示すように、上流側天板部411及び上流側底板部421は、上流側から下流側に向かって幅が漸次狭くなる。その為、上流側天板部411の下流側の端部に配されたポリマー散布管8により吸収性粒子32を散布する散布領域における流路の断面積が、更に絞られている。上流側天板部411と上流側底板部421の間隔が狭くなることによって繊維材料31と吸収性粒子32が突撃してより混合し易くなる。尚、上述した第2実施形体の積繊装置1Bにおいては、下部にデッドスペースが生じるため、渦流が発生したり、パルプ粉が徐々に堆積してくる可能性があるが、第3実施形態の積繊装置1Cは、そのようなデッドスペースがないように改良されている。
積繊装置1Cを用いて吸収体を連続的に製造すると、第1実施形態の積繊装置1Aに比べ、ダクト4は、吸収性粒子32を散布する散布領域における流路の断面積が、該ダクト4の最上流に位置する流路の断面積及び該ダクト4の最下流に位置する流路の断面積よりも更に絞られている。その為、ダクト4内に供給された解繊された繊維材料31の流れが、ポリマー散布管8により吸収性粒子32を散布する散布領域において絞られる。特に、積繊装置1Cにおいては、ダクト4内部に繊維材料31の流れ方向を上流側底板部421により矯正し、吸収性粒子32を散布する散布領域に向かって解繊された繊維材料31の流れが集中している。その為、絞られた繊維材料31の流れが散布領域において散布された吸収性粒子32と衝突し易く、ダクト4の最下流に向かって解放される際に、吸収性粒子32が繊維材料31の流れに沿って更に散らばり、繊維材料31のみならず繊維材料31よりも重量の重い吸収性粒子32がダクト4内全体に更に広がり易い。
積繊装置1Cを用いて得られる吸収体3の積繊物33は、第1実施形態の積繊装置1Aを用いて得られる吸収体3の積繊物33と同様に、図3に示す如く、吸収性粒子32が、積繊物33の幅方向のみならず、厚み方向にも、均一に分散している。従って、吸収体3には使用中にゲルブロッキングが発生し難く、使い捨ておむつ、生理用ナプキン、失禁パッド等の吸収性物品に用いられる吸収体として好適な高品質なものとなっている。このように、積繊装置1Cを用いた製造方法によれば、吸収性粒子32が、積繊物33の幅方向のみならず、厚み方向にも、均一に分散した吸収体3を安定的に製造することができる。
次に、第4実施形態の積繊装置1Dは、図8に示すように、ダクト4内に吸収性粒子32を散布する散布領域よりも上流側に、繊維材料31の流れ方向を矯正し、該繊維材料31を該散布領域に集中させる手段を有している。具体的に、第4実施形態の積繊装置1Dにおいては、ダクト4内部に繊維材料31の流れ方向を矯正する矯正ガイド47を有している。矯正ガイド47は、ダクト4の天板41の上流側天板部411及び底板42の上流側底板部421内に位置して、ダクト4の両側壁43,44に亘って、底板42の上流側底板部421の上面から下流側に向かって延在している。そして矯正ガイド47は、図8に示すように、その下流側の端部において、幅方向中央部分に絞られた形状を有している。即ち、矯正ガイド47は、その下流側の端部において、幅方向両側部が迫上がり、幅方向中央部分に絞られた形状となっている。矯正ガイド47は、下流側の端部における幅方向中央部分の上面の延長線上に、ポリマー散布管8の下端、或いは仕切り板45の上流側の端部が位置するように配されている。
積繊装置1Dを用いて吸収体を連続的に製造すると、第1実施形態の積繊装置1Aと同様に、ダクト4は、吸収性粒子32を散布する散布領域における流路の断面積が、該ダクト4の最上流に位置する流路の断面積及び該ダクト4の最下流に位置する流路の断面積よりも小さく形成されている。その為、ダクト4内に供給された解繊された繊維材料31の流れが、ポリマー散布管8により吸収性粒子32を散布する散布領域において絞られる。特に、積繊装置1Dにおいては、ダクト4内部に繊維材料31の流れ方向を矯正する矯正ガイド47を有しているので、吸収性粒子32を散布する散布領域の幅方向中央部に向かって解繊された繊維材料31の流れが集中している。その為、絞られた繊維材料31の流れが散布領域において散布された吸収性粒子32と衝突し易く、ダクト4の最下流に向かって解放される際に、吸収性粒子32が繊維材料31の流れに沿って更に散らばり、繊維材料31のみならず繊維材料31よりも重量の重い吸収性粒子32がダクト4内全体に更に広がり易く、繊維材料31と吸収性粒子32とが更に効率的に混合される。
積繊装置1Cを用いて得られる吸収体3の積繊物33は、第1実施形態の積繊装置1Aを用いて得られる吸収体3の積繊物33と同様に、図3に示す如く、吸収性粒子32が、積繊物33の幅方向のみならず、厚み方向にも、均一に分散している。従って、吸収体3には使用中にゲルブロッキングが発生し難く、使い捨ておむつ、生理用ナプキン、失禁パッド等の吸収性物品に用いられる吸収体として好適な高品質なものとなっている。このように、積繊装置1Cを用いた製造方法によれば、吸収性粒子32が、積繊物33の幅方向のみならず、厚み方向にも、均一に分散した吸収体3を安定的に製造することができる。
次に、第5実施形態の積繊装置1Eは、図9に示すように、ダクト4内に吸収性粒子32を散布する散布領域よりも上流側に、繊維材料31の流れ方向を矯正し、該繊維材料31を該散布領域に集中させる手段を有している。具体的に、第5実施形態の積繊装置1Eにおいては、ダクト4が、前記散布領域よりも上流側に、繊維材料の流れ方向を矯正するエアー吐出手段であるエアーブロー装置48を有し、該エアー吐出手段(エアーブロー装置)48により繊維材料31を散布領域に集中させるようになっている。エアーブロー装置48は、エアーの吹き出し口がダクト4の底板42の上流側底板部421に配されており、吹き出し口から吹き付けられるエアーが、ポリマー散布管8の下端、或いは仕切り板45の上流側の端部に向かうように配されている。尚、エアーブロー装置48は、図9に示すように、導管481によってエアー源(不図示)に接続されている。
積繊装置1Eを用いて吸収体を連続的に製造すると、第1実施形態の積繊装置1Aと同様に、ダクト4は、吸収性粒子32を散布する散布領域における流路の断面積が、該ダクト4の最上流に位置する流路の断面積及び該ダクト4の最下流に位置する流路の断面積よりも小さく形成されている。その為、ダクト4内に供給された解繊された繊維材料31の流れが、ポリマー散布管8により吸収性粒子32を散布する散布領域において絞られる。特に、積繊装置1Eにおいては、ダクト4内部に繊維材料31の流れ方向を矯正するエアー吐出手段(エアーブロー装置)48を有しているので、吸収性粒子32を散布する散布領域に向かって解繊された繊維材料31の流れが集中している。その為、絞られた繊維材料31の流れが散布領域において散布された吸収性粒子32と衝突し易く、ダクト4の最下流に向かって解放される際に、吸収性粒子32が繊維材料31の流れに沿って更に散らばり、繊維材料31のみならず繊維材料31よりも重量の重い吸収性粒子32がダクト4内全体に更に広がり易い。
積繊装置1Eを用いて得られる吸収体3の積繊物33は、第1実施形態の積繊装置1Aを用いて得られる吸収体3の積繊物33と同様に、図3に示す如く、吸収性粒子32が、積繊物33の幅方向のみならず、厚み方向にも、均一に分散している。従って、吸収体3には使用中にゲルブロッキングが発生し難く、使い捨ておむつ、生理用ナプキン、失禁パッド等の吸収性物品に用いられる吸収体として好適な高品質なものとなっている。このように、積繊装置1Cを用いた製造方法によれば、吸収性粒子32が、積繊物33の幅方向のみならず、厚み方向にも、均一に分散した吸収体3を安定的に製造することができる。
本発明の吸収体の製造装置は、上述の第1〜第5実施形態の積繊装置1A〜1Eに何ら制限されるものではなく、適宜変更可能である。また、上述の第1〜第5実施形態の積繊装置1A〜1Eにおける各構成要件は、本発明の趣旨を損なわない範囲で、適宜組み合わせて実施できる。
例えば、第1〜第5実施形態の積繊装置1A〜1Eにおいては、ダクト4における天板41の上流側天板部411及び底板42の上流側底板部421が上流側から下流側に向かって幅が漸次狭くなっているが、段階的に狭くなっていてもよい。また、第1〜第5実施形態の積繊装置1A〜1Eにおいては、ダクト4における天板41の下流側天板部412と底板42の下流側底板部422との間隔が上流側から下流側に向かって漸次広くなっているが、段階的に広くなっていてもよい。
また、製造される積繊物33の形状は、集積用凹部22の形状等を変更することにより柔軟に変更してもよい。
本発明で製造する吸収体は、吸収性物品の吸収体として好ましく用いられる。吸収性物品は、主として尿、経血等の身体から排泄される体液を吸収保持するために用いられるものである。吸収性物品には、例えば使い捨ておむつ、生理用ナプキン、失禁パッド、パンティライナー等が包含されるが、これらに限定されるものではなく、人体から排出される液の吸収に用いられる物品を広く包含する。
上述した実施形態に関し、さらに以下の吸収体の製造装置を開示する。
<1>
繊維材料及び吸収性粒子を含む吸収体の原料を集積する集積用凹部を外周面に有する回転ドラムと、該回転ドラムの外周面に向けて前記吸収体の原料を飛散状態にて供給するダクトとを有する吸収体の製造装置であって、
前記ダクトは、該ダクト内に前記吸収性粒子を散布する散布領域における流路の断面積が、該ダクトの最上流に位置する流路の断面積及び最下流に位置する流路の断面積よりも小さく形成されている吸収体の製造装置。
<2>
前記ダクトは、前記散布領域よりも上流側に、前記繊維材料の流れ方向を矯正し、該繊維材料を該散布領域に集中させる手段を有する前記<1>に記載の吸収体の製造装置。
<3>
前記ダクトは、前記散布領域よりも上流側に、前記繊維材料の流れ方向を矯正する矯正ガイドを有し、該矯正ガイドにより該繊維材料を該散布領域に集中させる前記<1>又は<2>に記載の吸収体の製造装置。
<4>
前記矯正ガイドは、その下流側の端部において、幅方向中央部分に絞られた形状を有している前記<1>〜<3>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<5>
前記ダクトは、前記散布領域よりも上流側に、前記繊維材料の流れ方向を矯正するエアー吐出手段を有し、該エアー吐出手段により該繊維材料を該散布領域に集中させる前記<1>〜<4>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<6>
前記ダクトの内部には、供給された前記吸収性粒子の流れ方向を規制する仕切り板が配されており、
前記回転ドラムは、前記繊維材料からなるフィルター層形成領域に対応する上流側領域の吸引力と、前記繊維材料及び前記吸収性粒子からなる混合層形成領域に対応する下流側領域の吸引力とを調整する調整手段を備える前記<1>〜<5>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<7>
前記吸収体の製造装置は、積繊装置である前記<1>〜<6>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<8>
前記集積用凹部は、前記回転ドラムの周方向(2X方向)に所定の間隔で複数配置されている前記<1>〜<7>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<9>
前記回転ドラムは、内部に相互に独立した複数の空間を有しており、
前記回転ドラムには吸気ファンが接続されており、該吸気ファンの駆動により、該回転ドラム内の仕切られた前記空間の圧力が調整できるようになっており、
前記複数空間の圧力はそれぞれ、弱い負圧、圧力ゼロ(大気圧)、及び陽圧に設定される前記<1>〜<8>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<10>
前記繊維材料としては、パルプ繊維、レーヨン繊維、コットン繊維とのセルロース系繊維の短繊維や、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成繊維の親水化処理した短繊維等を、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いる前記<1>〜<9>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<11>
前記吸収性粒子としては、デンプン系、セルロース系、合成ポリマー、高吸収性ポリマー系のものを用いる前記<1>〜<10>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<12>
前記吸収性粒子は前記繊維材料よりも重量が重い前記<1>〜<11>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<13>
前記吸収体の製造装置は、前記ダクトに前記繊維材料を供給する繊維材料供給部を備えており、
前記ダクトは、前記繊維材料供給部から前記回転ドラムに亘って延びており、該ダクトの下流側の開口が、負圧に維持される前記回転ドラムの前記空間に位置する外周面を覆っている前記<1>〜<12>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<14>
前記ダクトは、天面を形成する天板、底面を形成する底板、及び両側面を形成する両側壁を有している前記<1>〜<13>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<15>
前記ダクトの天板は、上流側に位置する上流側天板部と下流側に位置する下流側天板部とからなり、
前記ダクトの底板は、上流側に位置する上流側底板部と下流側に位置する下流側底板部とからなり、
前記上流側天板部及び前記上流側底板部は、上流側から下流側に向かって幅が漸次狭くなっており、前記下流側天板部及び前記下流側底板部は、上流側から下流側に向かって幅が一定となっており、
前記下流側天板部及び前記下流側底板部の幅は、前記上流側天板部及び前記上流側底板部の最も下流側に位置する部位の幅と同じ幅である前記<1>〜<14>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<16>
前記ダクトの天板と前記ダクトの底板との間隔は、上流側天板部と上流側底板部との間の間隔が一定に配されており、下流側天板部と下流側底板部との間隔が、該上流側天板部及び該上流側底板部から前記回転ドラムの外周面に向かって漸次広くなっている前記<1>〜<15>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<17>
前記ダクトの天板には、前記吸収性粒子を該ダクト内に供給するポリマー散布管が配されている前記<1>〜<16>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<18>
前記ポリマー散布管は、前記ダクトの天板を構成する上流側天板部の下流側の端部に配されている前記<1>〜<17>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<19>
前記ダクトは、その内部に供給された前記吸収性粒子の流れ方向を規制する仕切り板を備え、
前記ポリマー散布管は、その下端が、前記仕切り板の上流側の端部に位置するように配されている前記<1>〜<18>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<20>
前記散布領域の中でも、ポリマー散布管の下端、或いは仕切り板の上流側の端部における前記流路の断面積が、最も小さく形成されている前記<1>〜<19>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<21>
前記矯正ガイドは、前記ダクトの天板の上流側天板部及び前記ダクトの底板の上流側底板部内に位置して、該ダクトの両側壁に亘って、前記ダクトの底板の上流側底板部の上面から下流側に向かって延在している前記<1>〜<20>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<22>
前記吸収体は、使い捨ておむつ、生理用ナプキン、失禁パッド等の吸収性物品に用いられる吸収体である前記<1>〜<21>の何れか1に記載の吸収体の製造装置。
<23>
前記<1>〜<22>の何れか1に記載の吸収体の製造装置を用いた吸収体の製造方法。
1A〜1E 積繊装置
2 回転ドラム
21 外周面
22 集積用凹部
23 ドラム本体
3 吸収体
30 繊維材料のシート状の原反
31 繊維材料
32 吸収性粒子
33 積繊物
34 コアラップシート
4 ダクト
41 天板
411 上流側天板部
412 下流側天板部
42 底板
421 上流側底板部
422 下流側底板部
43,44 側壁
45 仕切り板
46,47 矯正ガイド
48 エアー吐出手段(エアーブロー装置)
5 押さえベルト
51,52 ロール
6 バキュームコンベア
61 駆動ロール
62 従動ロール
63 通気性ベルト
64 バキュームボックス
7 繊維材料供給部
71 解繊機

Claims (7)

  1. 繊維材料及び吸収性粒子を含む吸収体の原料を集積する集積用凹部を外周面に有する回転ドラムと、該回転ドラムの外周面に向けて前記吸収体の原料を飛散状態にて供給するダクトとを有する吸収体の製造装置であって、
    前記ダクトは、該ダクト内に前記吸収性粒子を散布する散布領域における流路の断面積が、該ダクトの最上流に位置する流路の断面積及び最下流に位置する流路の断面積よりも小さく形成されている吸収体の製造装置。
  2. 前記ダクトは、前記散布領域よりも上流側に、前記繊維材料の流れ方向を矯正し、該繊維材料を該散布領域に集中させる手段を有する請求項1に記載の吸収体の製造装置。
  3. 前記ダクトは、前記散布領域よりも上流側に、前記繊維材料の流れ方向を矯正する矯正ガイドを有し、該矯正ガイドにより該繊維材料を該散布領域に集中させる請求項1又は2に記載の吸収体の製造装置。
  4. 前記矯正ガイドは、その下流側の端部において、幅方向中央部分に絞られた形状を有している請求項3に記載の吸収体の製造装置。
  5. 前記ダクトは、前記散布領域よりも上流側に、前記繊維材料の流れ方向を矯正するエアー吐出手段を有し、該エアー吐出手段により該繊維材料を該散布領域に集中させる請求項1〜4の何れか1項に記載の吸収体の製造装置。
  6. 前記ダクトの内部には、供給された前記吸収性粒子の流れ方向を規制する仕切り板が配されており、
    前記回転ドラムは、前記繊維材料からなるフィルター層形成領域に対応する上流側領域の吸引力と、前記繊維材料及び前記吸収性粒子からなる混合層形成領域に対応する下流側領域の吸引力とを調整する調整手段を備える請求項1〜5の何れか1項に記載の吸収体の製造装置。
  7. 請求項1〜6の何れか1項に記載の吸収体の製造装置を用いた吸収体の製造方法。
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