JP4171335B2

JP4171335B2 - 繊維積層体の製造方法および装置

Info

Publication number: JP4171335B2
Application number: JP2003083300A
Authority: JP
Inventors: 和也丸畠
Original assignee: Livedo Corp
Current assignee: Livedo Corp
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2023-03-25
Also published as: JP2004292959A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使い捨て吸収性物品として最適な繊維積層体の製造方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回転する小孔あきドラム内に、解繊された繊維を空気搬送して分散させるとともにドラムの小孔から突出させて、このドラムの下方を走行するバキュームコンベアの吸引力により、突出された繊維を集めてバキュームコンベア上に積層させるようにした繊維積層体の製造方法および装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、解繊された繊維を回転しているドラム内に回転軸方向に真っ直ぐ空気搬送するとともに、ドラム内の繊維をニードルシリンダで攪拌することによって、繊維を均等に分散させるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２５１９２０４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１では、ドラム内で繊維の分散が迅速かつ均等に行なわれにくいから、繊維塊ができたり、ドラムの小孔からの繊維の突出量にバラツキが生じて、繊維積層体の密度が不均等になったり、形態が安定しなくなる。
【０００６】
また、特許文献１には、長繊維の突出を増大させるために、ドラムに長方形孔を形成し、さらに内部に設けたニードルシリンダを繊維流れの速度よりも著しく速い速度で回転させる技術が開示されているが、繊維を分散させたり、ドラムの内部に付着した繊維を掻き落としたりするために、ニードルシリンダのような物理的な方法を用いると、繊維が必要以上にクリンプする、繊維が曲がってしまって嵩張る、絡みやすくなって繊維塊になるなど、繊維にダメージが生じるおそれがある。つまり、特許文献１では、繊維の突出量は増大するものの、繊維塊を生じさせないように繊維を均一に分散させることを充分に達成できるものではない。
【０００７】
本発明は、上記問題を解消するためになされたもので、密度が均等で形態が安定な繊維積層体をインラインで連続製造するために、ドラム内で繊維の分散が迅速かつ均等に行なわれるように工夫した繊維積層体の製造方法および装置を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１は、回転する小孔あきドラム内に、解繊された繊維を空気搬送して分散させるとともにドラムの小孔から突出させて、このドラムの下方を走行するバキュームコンベアの吸引力により、突出された繊維を集めてバキュームコンベア上に積層させるようにした繊維積層体の製造方法において、
上記繊維をドラム内に空気搬送するときに、空気とともに繊維を誘導して、ドラムと同じ方向若しくは逆方向に回転させながらドラム奥方向に移動するように旋回させることを特徴とする繊維積層体の製造方法を提供するものである。
【０００９】
請求項２のように、上記ドラムの両側から上記繊維をドラム内に空気搬送する構成が好ましい。
【００１０】
本発明の請求項３は、回転する小孔あきドラム内に、解繊された繊維を空気搬送して分散させるとともにドラムの小孔から突出させて、このドラムの下方を走行するバキュームコンベアの吸引力により、突出された繊維を集めてバキュームコンベア上に積層させるようにした繊維積層体の製造装置において、
上記繊維をドラム内に空気搬送するときに、空気とともに繊維を誘導して、ドラムと同じ方向若しくは逆方向に回転させながらドラム奥方向に移動するように旋回させる旋回部材が設けられていることを特徴とする繊維積層体の製造装置を提供するものである。
【００１１】
請求項４のように、上記旋回部材は、上記ドラムの両側に設けられている構成が好ましい。
【００１２】
請求項５のように、上記旋回部材は、上記繊維をドラム内に空気搬送するダクト内に設けられた螺旋状の邪魔板部材である構成とすることができる。
【００１３】
請求項６のように上記旋回部材は、上記繊維をドラム内に空気搬送する螺旋状のダクトである構成とすることができる。
【００１４】
請求項７のように、上記旋回部材は、上記繊維をドラム内に回転軸方向に真っ直ぐ空気搬送するダクトと、空気をドラムの回転方向と同じ方向若しくは逆方向でドラム奥方向に向かって噴出する噴出穴を有するドラム端部材とを組み合わせてなる構成とすることができる。
【００１５】
請求項８のように、上記ドラムの小孔は、内面側が皿状に座繰りされている構成が好ましい。
【００１６】
請求項９のように、上記繊維積層体は、使い捨て吸収性物品であるのが好適である。
【００１７】
【発明の作用および効果】
本発明の請求項１の製造方法によれば、繊維をドラム内に空気搬送するときに、空気とともに繊維を誘導して、ドラムと同じ方向若しくは逆方向に回転させながらドラム奥方向に移動するように旋回させることにより、この旋回流によって、ドラム内で繊維の分散が迅速かつ均等に行なわれるようになる。
【００１８】
これによって、ドラム内で繊維塊ができないとともに、ドラムの小孔からの繊維の突出量にバラツキが生じなくなって、密度が均等で形態が安定な繊維積層体をインラインで連続製造することができるようになる。
【００１９】
また、ドラムの両側から繊維をドラム内に空気搬送すると（請求項２）、ドラム内で多量の繊維の分散が迅速かつ均等に行なわれて、ドラムの小孔からの繊維の突出量が増加するので、繊維積層体の製造時間が大幅に短縮するようになる。
【００２０】
本発明の請求項３の製造装置によれば、繊維をドラム内に空気搬送するときに、旋回部材によって、空気とともに繊維を誘導して、ドラムと同じ方向若しくは逆方向に回転させながらドラム奥方向に移動するように旋回させることにより、この旋回流によって、ドラム内で繊維の分散が迅速かつ均等に行なわれるようになるから、請求項１と同様の効果を得ることができる。
【００２１】
また、旋回部材をドラムの両側に設けると（請求項４）、請求項２と同様の効果を得ることができる。
【００２２】
さらに、旋回部材を、螺旋状の邪魔板部材（請求項５）、螺旋状のダクト（請求項６）、回転しているドラム内に回転軸方向に真っ直ぐ空気搬送するダクトと空気の噴出穴を有するドラム端部材との組み合わせ（請求項７）とすれば、いずれも構造がシンプルで耐久性が良く、空気とともに繊維を確実に旋回させることができる。
【００２３】
また、ドラムの小孔の内面側を皿状に座繰りすると（請求項８）、空気搬送される繊維は、皿部の傾斜で誘導されて小孔からスムーズに突出されるとともに小孔から突出されなかった繊維は、皿部の傾斜で誘導されてドラム内にスムーズに戻されて、小孔に引っ掛かりにくくなって、目詰まりしにくくなる。
【００２４】
そして、この繊維積層体を使い捨て吸収性物品とすれば（請求項９）、密度が均等で形態が安定な超薄型の使い捨て吸収性物品（例えば、生理用ナプキン、子供用おむつ、大人用おむつの吸収体）を簡単かつ安価にインラインで連続製造することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、繊維積層体である使い捨て吸収性物品１（図７参照）の製造装置の要部断面正面図、図２は図１の側面図である。
【００２７】
上記製造装置には、外周囲に多数個の小孔１０ａがあけられた小孔あきのドラム１０〔解繊ロータ…図５（ａ）参照〕が設けられている。このドラム１０は、例えば、外径が４５０ｍｍ程度、長さ３９０ｍｍ程度、小孔１０ａの内径が２．５〜３ｍｍ程度のものであって、狭い横幅（例えば３９０ｍｍ）の使い捨て吸収性物品（繊維積層体）１をインラインで連続製造するのに適したサイズに設定しているが、これらの寸法に限られるものではない。
【００２８】
上記小孔１０ａは、図５（ｂ）に詳細に示すように、内面側が皿状に座繰りされている。このように小孔１０ａの内面側を皿状に座繰りすれば、後述する空気搬送される繊維（長さが２〜５ｍｍ程度）２は、皿部１０ｂの傾斜で誘導されて小孔１０ａからスムーズに突出されるとともに（矢印ａ参照）、小孔１０ａから突出されなかった繊維２は、皿部１０ｂの傾斜で誘導されてドラム１０内にスムーズに戻されて（矢印ｂ参照）、小孔１０ａに引っ掛かりにくくなって、目詰まりしにくくなる。なお、従来では、小孔１０ａの目詰まりを防止するために、ドラム１０内に設けたニードルシリンダで目詰まりした繊維２を掻き落とす作業が頻繁に必要であったが、本実施形態のように、小孔１０ａに皿部１０ｂを形成するだけで、目詰まりを長期間に亘って防止することができる。
【００２９】
このような皿部１０ｂを有する小孔１０ａは、上記特許文献１のようなドラムにも適用することができる。なお、小孔１０ａは、上記特許文献１のようなストレート形状であっても差し支えはない。
【００３０】
上記ドラム１０の左右両側には、左右一対の円筒状ダクト１１（Ｌ，Ｒ）が配置されて、この各ダクト１１（Ｌ，Ｒ）の内側フランジ部１１ａに、両側からドラム１０内に嵌入する支持リング部材１２がボルト１３でそれぞれ固定されている。
【００３１】
上記各支持リング部材１２の外周と上記ドラム１０の両端部に固定したプーリ１４の内周との間にベアリング１５が介装されて、ドラム１０は、図６に示した電動モータ１６によって、連動ベルト１７を介して一方向回り（図２および図６において左回りＬ）に連続高速回転（例えば最高１２００ｒｐｍ程度）されるようになる。
【００３２】
上記左右のダクト１１（Ｌ，Ｒ）には、ドラム１０の中心Ｃよりも回転方向の反対側にオフセットした位置で、導入ダクト１８（Ｌ，Ｒ）が接線方向から連結されて、この各導入ダクト１８（Ｌ，Ｒ）から各ダクト１１（Ｌ，Ｒ）を介して、同時に両側からドラム１０内に繊維２が空気搬送されるようになる。
【００３３】
上記左右のダクト１１（Ｌ，Ｒ）の位置は、空気とともに繊維２を誘導して、ドラム１０と同じ方向Ｌに回転させながらドラム１０の奥方向に移動するように旋回させる時に採用されるものであるが、空気とともに繊維２を誘導して、ドラム１０と逆方向Ｒに回転させながらドラム１０の奥方向に移動するように旋回させる時には、ドラム１０の中心Ｃよりも回転方向と同じ側にオフセットした位置で、導入ダクト１８（Ｌ，Ｒ）を接線方向から連結すれば良い。要するに、ドラム１０の中心Ｃからいずれかの側にオフセットした位置で、導入ダクト１８（Ｌ，Ｒ）を接線方向から連結すれば良い。
【００３４】
上記各ダクト１１（Ｌ，Ｒ）内には旋回部材２０が設けられている。この旋回部材２０は、図３（ａ）に第１例を詳細に示すように、螺旋状（スクリューフィダー状）の邪魔板部材２０Ａで構成されて、矢印ｍで示すように、空気とともに繊維２を誘導して、ドラム１０と同じ方向Ｌに回転させながらドラム１０の奥方向に移動するように旋回させるものである。
【００３５】
上記邪魔板部材２０Ａは、図３（ｂ）から明らかなように、邪魔板支持軸２１で中心を支持されていて、軸方向視で約３／４の円周角（約２７０度）の円板状であり、側面視で螺旋状に湾曲されていて、この邪魔板部材２０Ａの側面に沿って、空気とともに繊維２が旋回されながらドラム１０内に誘導されるようになる。
【００３６】
上記邪魔板部材２０Ａは、回転中心に近くなるほど回転半径が小さいので、繊維２が分散しにくくなる。そこで、邪魔板支持軸２１を設けることにより、繊維２を回転中心から遠ざけて分散し易くなるようにしている。この邪魔板支持軸２１を中空軸として、この中空軸からドラム１０内に吸水性樹脂（ＳＡＰ）を導入することも可能である。
【００３７】
上記旋回部材２０は、図３（ｃ）に第２例を詳細に示すように、螺旋状に捻ったダクト２０Ｂで構成することができる。
【００３８】
この構成であれば、螺旋状のダクト２０Ｂによって、矢印ｍで示すように、空気とともに繊維２を誘導して、ドラム１０と同じ方向Ｌに回転させながらドラム１０の奥方向に移動するように旋回させるものである。
【００３９】
上記旋回部材２０は、図４に第３例を詳細に示すように、繊維２をドラム１０内に回転軸方向に真っ直ぐ空気搬送する（矢印ｃ参照）ダクト２０Ｃと、空気をドラム１０の回転方向Ｌと同じ方向でドラム奥方向に向かって噴出する（矢印ｄ参照）ように傾斜状態であけた噴出穴２０ａを有するドラム端部材２０Ｄとを組み合わせて構成することができる。なお、噴出穴２０ａをストレートとして、傾斜状態のノズルから噴出穴２０ａに空気を供給するようにしても良い。
【００４０】
この構成であれば、ダクト２０Ｃから繊維２をドラム１０内に回転軸方向に真っ直ぐ空気搬送するとともに、噴出穴２０ａから傾斜状態で噴出される空気とともに繊維２を誘導して、ドラム１０と同じ方向Ｌに回転させながらドラム１０の奥方向に移動するように旋回させるものである。
【００４１】
上記各旋回部材２０では、空気とともに繊維２をドラム１０と同じ方向Ｌに回転させながらドラム１０の奥方向に移動するように旋回させるようにしているが、空気とともに繊維２をドラム１０と逆方向Ｒ〔図３（ａ）参照〕に回転させながらドラム１０の奥方向に移動するように旋回させるようにしても良い。
【００４２】
図６は、使い捨て吸収性物品１の製造設備の全体側面図である。
【００４３】
フロア２５に基礎支柱２６が立設され、この基礎支柱２６の上部に上記ドラム１０が電動モータ１６で左回りＬに回転するように支持されている。
【００４４】
上記ドラム１０の下方には、バキュームコンベア２７が右側から左側に走行するように配置されている。
【００４５】
上記ドラム１０の外周は風洞（カバー）２８で覆われて、この風洞２８の下部開口２８ａが上記バキュームコンベア２７の上方に臨まされているとともに、風洞２８の上部には吸気口２８ｂが設けられている。
【００４６】
上記ドラム１０の右側には、下層キャリアシート２９のロールと上層キャリアシート３０のロールとが配置されて、下層キャリアシート２９は、ドラム１０の下方をガイドされて、バキュームコンベア２７の上に引き出されるとともに、上層キャリアシート３０は、ドラム１０の上方をガイドされてバキュームコンベア２７の左側で下層キャリアシート２９と重ね合わされるように引き出されている。
【００４７】
上記製造設備によれば、ドラム１０が電動モータ１６で左回りＬに回転されながら、導入ダクト１８（Ｌ，Ｒ）からダクト１１（Ｌ，Ｒ）を介して、同時に両側からドラム１０内に繊維２が空気搬送されるようになる。
【００４８】
このとき、ダクト１１（Ｌ，Ｒ）内には、螺旋状（スクリューフィダー状）の邪魔板部材２０Ａで構成された旋回部材２０が設けられているから、空気とともに繊維２が誘導されて、ドラム１０と同じ方向Ｌ（若しくは逆方向Ｒ）に回転されながらドラム１０の奥方向に移動するように旋回されるようになる。この旋回流によって、ドラム１０内で繊維２の分散が迅速かつ均等に行なわれるとともに繊維２がドラム１０の小孔１０ａから突出されるようになる。
【００４９】
そして、このドラム１０の下方を走行するバキュームコンベア２７の吸引力により、突出された繊維が集められて、バキュームコンベア２７の下層キャリアシート２９に積層されるようになる。なお、下層のキャリアシート２９の上には、繊維２の積層前にホットメルト接着剤３１（図７参照）が塗布されて、繊維２が接着されるようになる。
【００５０】
その後、この積層された繊維２の上に上層キャリアシート３０を重ね合わせて接着して〔図７（ｃ）参照〕、使い捨て吸収性物品１を連続製造しながらロール状に巻き取るようになる。
【００５１】
このように、旋回部材２０（２０Ａ〜２０Ｄ）による旋回流によって、ドラム１０内で繊維２の分散が迅速かつ均等に行なわれるようになるから、ドラム１０内で繊維塊ができないとともに、ドラム１０の小孔１０ａからの繊維２の突出量にバラツキが生じなくなって、密度が均等で形態が安定な狭い横幅（例えば５０〜５００ｍｍ）の使い捨て吸収性物品１を連続製造することができるようになる。
【００５２】
また、ドラム１０の両側から繊維２をドラム１０内に空気搬送することにより、ドラム１０内で多量の繊維の分散が迅速かつ均等に行なわれて、ドラム１０の小孔１０ａからの繊維２の突出量が増加するので、使い捨て吸収性物品１の製造時間が大幅に短縮するようになる。
【００５３】
さらに、旋回部材２０（２０Ａ〜２０Ｄ）は、いずれも構造がシンプルで耐久性が良く、空気とともに繊維２を確実に旋回させることができる。
【００５４】
さらにまた、基本的には旋回部材２０（２０Ａ〜２０Ｄ）を設けるだけであるから、既存の設備を僅かに改造するだけで適用することができる。
【００５５】
図６は、使い捨て吸収性物品１を連続製造しながらロール状に巻き取るようにしたものであるが、図７（ａ）に略画的に示すように、下層キャリアシート２９の上に繊維２を連続で積層しながら送り出すようにすれば〔図７（ｄ）参照〕、密度が均等で形態が安定な超薄型の使い捨て吸収性物品１を簡単かつ安価にインラインで連続製造することができる。
【００５６】
また、図７（ｂ）に略画的に示すように、パターンドラム３２を設ければ、下層キャリアシート２９の上に繊維２を間欠で積層しながら送り出すようにすることができる。
【００５７】
上記各実施形態は、使い捨て吸収性物品１の内、主として吸収体を製造することを前提として説明してきたが、表面材（肌面側シート）や拡散層（セカンドシート）を製造することもできる。
【００５８】
そして、表面材や拡散層の場合でも、図６のように、ロール状に巻き取ってから製造ラインに導入しても良いし、図７のように、使い捨て吸収性物品の製造ラインにインラインで組み込むこともできる。
【００５９】
吸収体の場合には、繊維２としては、解繊パルプ繊維が主繊維となり、それに合成繊維（熱融着性繊維、吸水性繊維等）を混合したものが用いられ、１〜７ｍｍの繊維長（より好ましくは２〜５ｍｍ）が主となる。
【００６０】
表面材の場合には、繊維２としては、主に親水性繊維（レーヨン等）、界面活性剤で親水化処理した疎水性繊維（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリアミド等）が用いられ、熱処理、あるいはバインダーによって接合して成形する。その際には、例えば図６の各キャリアシート２９，３０の合流部に熱処理用のオーブンやエンボスロールを設けることができる。
【００６１】
表面材の場合には、主に繊度０．５〜３．５デシテックスの繊維２が用いられ、拡散層の場合には、好ましくは、表面材よりも大きい繊度（４．０〜８０デシテックス）、より好ましくは繊度５．０〜５０デシテックスの繊維２が好ましい。
【００６２】
表面材、拡散層では、１０〜３０ｍｍの繊維長（より好ましくは１５〜２５ｍｍ）が主となる。この場合には、上記ドラム１０の小孔１０ａの大きさや形状を適当なものに選択すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】使い捨て吸収性物品の製造装置の要部断面正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】（ａ）は第１例の旋回部材の斜視図、（ｂ）は邪魔板部材の側面図、（ｃ）は第２例の旋回部材の斜視図である。
【図４】（ａ）は第３例の旋回部材の斜視図、（ｂ）は要部正面図、（ｃ）は断面図である。
【図５】（ａ）はドラムの正面図、（ｂ）は小孔の拡大断面図である。
【図６】使い捨て吸収性物品の製造設備の全体側面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は、それぞれ使い捨て吸収性物品の製造設備の略画的側面図、（ｃ）（ｄ）は、それぞれ使い捨て吸収性物品の断面図である。
【符号の説明】
１使い捨て吸収性物品（繊維積層体）
２繊維
１０ドラム
１０ａ小孔
１０ｂ皿部
１１（Ｌ，Ｒ）ダクト
１６電動モータ
１８（Ｌ，Ｒ）導入ダクト
２０（Ａ〜Ｄ）旋回部材
２７バキュームコンベア

Claims

回転する小孔あきドラム内に、解繊された繊維を空気搬送して分散させるとともにドラムの小孔から突出させて、このドラムの下方を走行するバキュームコンベアの吸引力により、突出された繊維を集めてバキュームコンベア上に積層させるようにした繊維積層体の製造方法において、
上記繊維をドラム内に空気搬送するときに、空気とともに繊維を誘導して、ドラムと同じ方向若しくは逆方向に回転させながらドラム奥方向に移動するように旋回させることを特徴とする繊維積層体の製造方法。
上記ドラムの両側から上記繊維をドラム内に空気搬送する請求項１記載の繊維積層体の製造方法。
回転する小孔あきドラム内に、解繊された繊維を空気搬送して分散させるとともにドラムの小孔から突出させて、このドラムの下方を走行するバキュームコンベアの吸引力により、突出された繊維を集めてバキュームコンベア上に積層させるようにした繊維積層体の製造装置において、
上記繊維をドラム内に空気搬送するときに、空気とともに繊維を誘導して、ドラムと同じ方向若しくは逆方向に回転させながらドラム奥方向に移動するように旋回させる旋回部材が設けられていることを特徴とする繊維積層体の製造装置。
上記旋回部材は、上記ドラムの両側に設けられている請求項３記載の繊維積層体の製造装置。
上記旋回部材は、上記繊維をドラム内に空気搬送するダクト内に設けられた螺旋状の邪魔板部材である請求項３または４記載の繊維積層体の製造装置。
上記旋回部材は、上記繊維をドラム内に空気搬送する螺旋状のダクトである請求項３または４記載の繊維積層体の製造装置。
上記旋回部材は、上記繊維をドラム内に回転軸方向に真っ直ぐ空気搬送するダクトと、空気をドラムの回転方向と同じ方向若しくは逆方向でドラム奥方向に向かって噴出する噴出穴を有するドラム端部材とを組み合わせてなる請求項３または４記載の繊維積層体の製造装置。
上記ドラムの小孔は、内面側が皿状に座繰りされている請求項３〜７のいずれか１項に記載の繊維積層体の製造装置。
上記繊維積層体は、使い捨て吸収性物品である請求項１または２に記載の繊維積層体の製造方法。
上記繊維積層体は、使い捨て吸収性物品である請求項３〜８のいずれか１項に記載の繊維積層体の製造装置。