JP4969062B2 - 吸収体の製造装置 - Google Patents

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Description

本発明は、経血やおりものなどを吸収するための生理用ナプキン、パンティライナー、失禁パッド等の吸収性物品に使用される吸収体に係り、特にパルプ繊維と合成繊維を所定割合で混合した吸収体の製造装置に関する。
従来より、パンティライナー、生理用ナプキン、失禁パッドなどの吸収性物品として、ポリエチレンシートまたはポリエチレンシートラミネート不織布などの不透液性裏面シートと、不織布または透液性プラスチックシートなどの透液性表面シートとの間に綿状パルプ等からなる吸収体を介在したものが知られている。
前記吸収体に関しては、一般的にはフラッフ状パルプ中に吸水性ポリマー粉末を混入したものが多く使用されているが、ソフト感や体液吸収時の保形性等の点を重視し、前記パルプ繊維中にポリエチレン、ポリプロピレン等の合成繊維を混入した吸収体が提案されている(例えば、下記特許文献1、2等参照)。
特開2005−95481号公報 特表平9−505218号公報
しかしながら、合成繊維が混合された吸収層を製造するにあたり、パルプ繊維単独ウエブを解繊装置に送り解繊する一方で、合成繊維単独ウエブを解繊装置に送り解繊し、これらを混合して積繊装置へ送る場合には、パルプ繊維と合成繊維との混合割合が設計通りに一定値とならず、混合割合が大きく変動することが確認されている。
そこで本発明の主たる課題は、パルプ繊維と合成繊維とを所定割合で混合する吸収体を設計通りの混合比率にて精度良くかつ効率的に製造し得る吸収体の製造装置を提供することにある。
前記課題を解決するための請求項1に係る本発明として、パルプ繊維と合成繊維とを所定割合で混合した吸収体を製造するための製造装置であって、
ベール状合成繊維を解繊する第1の解繊機と、解繊された合成繊維を送給するための第1送給路及びその中間に設けられた送給ファンと、前記第1送給路を介して送給された合成繊維が一時的に貯留されるとともに、定量づつ送給する定量フィーダーと、この定量フィーダーから合成繊維を送給するための第2送給路及びその中間に設けられた送給ファン、送給量調整用ダンパーと、供給されたパルプ繊維シートを解繊するとともに、前記第2送給路を介して送給された合成繊維が混合される第2の解繊機と、パルプ繊維及び合成繊維からなる混合繊維を空気流に乗せて搬送するための供給ケーシングと、この供給ケーシングを介して送られた混合繊維を積繊するための積繊機とからなり、
前記第2の解繊機から積繊機に至る供給ケーシングの搬送路において、前記供給ケーシングは、前記積繊機の回転方向に倣って積繊機を覆う環状ケーシングを有し、供給ケーシングの底面側壁面を積繊機近傍部位において、前記積繊機を構成する積繊用回転ドラムの搬送側方向に湾曲させるとともに、該湾曲形状は前記積繊用回転ドラム側に凸となる曲線形状とされ、前記環状ケーシングにおいてパルプ繊維と合成繊維を前記積繊用回転ドラムに対して傾斜方向から積繊させるようにしたことを特徴とする吸収体の製造装置が提供される。
上記請求項1記載の本発明においては、第1の解繊機で解繊した合成繊維を一旦、定量フィーダーに貯留し、定量づつ切り出しながら送給するとともに、第2送給路に設けられた送給量調整用ダンパーの開度調整によって合成繊維を所望の送給量に精度良く送給することが可能となるため、パルプ繊維と合成繊維とを所定割合で混合する吸収体を設計通りの混合比率にて精度良くかつ効率的に製造し得るようになる。
また、前記第2の解繊機から積繊機に至る供給ケーシングの搬送路において、前記供給ケーシングは、前記積繊機の回転方向に倣って積繊機を覆う環状ケーシングを有し、供給ケーシングの底面側壁面を積繊機近傍部位において、前記積繊機を構成する積繊用回転ドラムの搬送側方向に湾曲させるとともに、該湾曲形状は前記積繊用回転ドラム側に凸となる曲線形状とされ、前記環状ケーシングにおいて、パルプ繊維と合成繊維を前記積繊用回転ドラムに対して傾斜方向から積繊させるようにしてあるため、パルプ繊維と合成繊維との質量差によって起こるパルプ繊維と合成繊維との混合率の変動誤差を無くすことが可能となる。
請求項2に係る本発明として、前記第2の解繊機から積繊機に至る供給ケーシングの搬送路において、ケーシング幅を積繊幅に対して100〜300%まで縮小してある請求項1記載の吸収体の製造装置が提供される。
上記請求項2記載の発明によれば、パルプ繊維と合成繊維との質量差によって起こるパルプ繊維と合成繊維との混合率の変動誤差を更に無くすことが可能となる。
以上詳説のとおり本発明によれば、パルプ繊維と合成繊維とを所定割合で混合する吸収体を設計通りの混合比率にて精度良くかつ効率的に製造することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
〔参考的生理用ナプキン1の構造例〕
図1は生理用ナプキン1の展開図であり、図2は図1のII−II線矢視図、図3は図1のIII−III線矢視図である。
前記生理用ナプキン1は、ポリエチレンシートなどからなる不透液性バックシート2と、経血やおりものなどを速やかに透過させる透液性トップシート3と、これら両シート2,3間に介装された綿状パルプまたは合成パルプなどからなる吸収体4、6と、この吸収体4の形状保持および拡散性向上のために前記吸収体4を囲繞するクレープ紙5と、前記吸収体4の略側縁部を起立基端とし、かつ少なくとも体液排出部を含むように前後方向に所定の区間内において表面側に突出して設けられた左右一対の立体ギャザーBS、BSとから主に構成され、かつ前記吸収体4の周囲においては、その上下端縁部では前記不透液性バックシート2と透液性トップシート3との外縁部がホットメルトなどの接着剤やヒートシール等の接着手段によって接合され、またその両側縁部では吸収体4よりも側方に延出している前記不透液性バックシート2と、前記立体ギャザーBSを形成しているサイド不織布7とがホットメルトなどの接着剤やヒートシール等の接着手段によって接合され、これら不透液性バックシート2とサイド不織布7とによる積層シート部分によって側方に突出するウイング状フラップW、Wが形成されているとともに、これよりも臀部側に位置する部分に第2ウイング状フラップW、Wが形成されている。
以下、さらに前記生理用ナプキン1の構造について詳述すると、
前記不透液性バックシート2は、ポリエチレン等の少なくとも遮水性を有するシート材が用いられるが、近年はムレ防止の観点から透湿性を有するものが用いられる傾向にある。この遮水・透湿性シート材としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系樹脂中に無機充填剤を溶融混練してシートを成形した後、一軸または二軸方向に延伸することにより得られる微多孔性シートが好適に用いられる。前記不透液性バックシート2の非使用面側(外面)には1または複数条の粘着剤層(図示せず)が形成され、身体への装着時に生理用ナプキン1を下着に固定するようになっている。前記不透液性バックシート2としては、プラスチックフィルムと不織布とを積層させたポリラミ不織布を用いてもよい。
次いで、前記透液性トップシート3は、有孔または無孔の不織布や多孔性プラスチックシートなどが好適に用いられる。不織布を構成する素材繊維としては、ポリエチレンまたはポリプロピレン等のオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系等の合成繊維の他、レーヨンやキュプラ等の再生繊維、綿等の天然繊維とすることができ、スパンレース法、スパンボンド法、サーマルボンド法、メルトブローン法、ニードルパンチ法等の適宜の加工法によって得られた不織布を用いることができる。これらの加工法の内、スパンレース法は柔軟性、ドレープ性に富む点で優れ、サーマルボンド法は嵩高でソフトである点で優れている。前記透液性トップシート3に多数の透孔を形成した場合には、経血やおりもの等(以下、まとめて体液という。)が速やかに吸収されるようになり、ドライタッチ性に優れたものとなる。
前記吸収体4は、上層吸収体4Aと下層吸収体4Bとが積層された構造とされる。前記下層吸収体4Bは、吸収体配置領域の外縁を画成する平面形状を有し、前記上層吸収体4Aは、幅方向中央部にナプキン長手方向に細長く区画される領域に、使用面側に高い吸収体の中高部6を形成するために配置される。この中高部6の厚みは、厚くし過ぎると吸収体4の剛性が上がり身体への密着性が低下するため3〜20mm、好ましくは5〜15mmとするのが好ましい。前記上層吸収体4Aの周縁に沿ってその近傍外側部位置には周方向に閉合するエンボス8が付与されているとともに、エンボス9,10、11がそれぞれ形成されている。前記エンボス8は上層吸収体4Aの位置ズレを防止するとともに、中高部6をきっちりと画成するために付与されたエンボスである。
前記上層吸収体4Aは、少なくともパルプ繊維と合成繊維とを含むとともに、前記パルプ繊維:合成繊維との比率を重量換算で80〜20:20〜80、好ましくは40〜60:60〜40で混合したものとする。上層吸収体4Aの合成繊維の混合比率をパルプ繊維及び合成パルプの全量に対して20重量%以上とすることで上層吸収体4Aから下層吸収体4Bへの液透過率を85%以上とすることが可能となり、かつ上層吸収体4Aの合成繊維の混合比率をパルプ繊維及び合成パルプの全量に対して80重量%以下とすることにより透液性トップシート面において、3.5ccの人工経血を8.5分ごとに7回吸収させた時の7回目の吸収速度を25秒以下とすることができる。また、上層吸収体4Aの合成繊維の混合比率をパルプ繊維及び合成パルプの全量に対して40〜60重量%とした場合には、上層吸収体4Aから下層吸収体4Bへの液透過率を88%以上、前記吸収速度24秒以下とすることができる。
前記上層吸収体4Aは、機能的に体液を迅速させるけれども吸収した体液を内部に保留せずに下層吸収体4B側に浸透させる第1機能と、透液性トップシート3の上面に排出された体液を速やかに吸収する第2機能との両者をバランス良く満足させる必要があるところ、第1機能の浸透性を向上させるために合成繊維を混合させ過ぎると、合成繊維は吸水性を有しないか、親水性処理を施したものであっても吸水性は低いため体液の吸収速度が低下してしまうことになる。経血量が特に多い人の場合、1時間ナプキンを装着後に漏れを防止するには、上層吸収体4Aの液体透過率は85%以上、吸収速度は25秒以下とすることが望ましいため、合成繊維とパルプ繊維との混合率を上記数値とすることにより、前記第1機能と第2機能とをバランス良く両立させることができるようになる。また、上層吸収体4Aに合成繊維を混合することにより体液吸収状態時でも萎むことなく嵩を保持しクッション性を維持できるようになる。
前記合成繊維は、例えばポリエチレン又はポリプロピレン等のポリオレフィン系、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系、ナイロンなどのポリアミド系、及びこれらの共重合体などを使用することができるし、これら2種を混合したものであってもよい。また、融点の高い繊維を芯とし融点の低い繊維を鞘とした芯鞘型繊維やサイドバイサイド型繊維、分割型繊維などの複合繊維も用いることができる。前記合成繊維は、体液に対する親和性を有するように、疎水性繊維の場合には親水化剤によって表面処理したものを用いるのが望ましい。
前記上層吸収体4Aは高吸水性樹脂を含有することができる。前記高吸収性樹脂としては、たとえばポリアクリル酸塩架橋物、自己架橋したポリアクリル酸塩、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体架橋物のケン化物、イソブチレン・無水マレイン酸共重合体架橋物、ポリスルホン酸塩架橋物や、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミドなどの水膨潤性ポリマーを部分架橋したもの等が挙げられる。これらの内、吸水量、吸水速度に優れるアクリル酸またはアクリル酸塩系のものが好適である。前記吸水性能を有する高吸水性樹脂は製造プロセスにおいて、架橋密度および架橋密度勾配を調整することにより吸水力と吸水速度の調整が可能である。配合量は上層吸収体4Aが下層吸収体4B側への浸透を促進する必要上、配合量を多くすると所謂ゲルブロッキング現象が起きるため、パルプ繊維及び合成繊維の合計重量に対して重量換算で1〜10%の割合で配合するのが望ましい。なお、高吸水性樹脂含有率が50%を超える場合にはパルプ繊維間の絡み合いが無くなり、シート強度が低下し破れや割れ等が発生し易くなるため望ましくない。
前記パルプ繊維は、木材から得られる化学パルプ、溶融パルプ等のセルロース繊維や、レーヨン、アセテート等の人工セルロース繊維からなるものが挙げられ、広葉樹パルプよりは繊維長の長い針葉樹パルプの方が機能および価格の面で好適に使用される。
一方、前記下層吸収体4Bは合成繊維を含有することを要件とせず、パルプ繊維単独、或いはパルプ繊維と高吸水性樹脂との混合体とすることができる。下層吸収体4Bは透過性が重視されず、上層吸収体4Aから浸透した体液を内部に保留し外部に滲み出さないように保持することが望ましいため合成繊維を含有しないようにする方がむしろ望ましい。また、高吸収性樹脂の含有率は、体液を吸収し保水するために、下層吸収体4Bを構成する繊維の全体重量に対して1〜20重量%の割合で配合するのが望ましい。
一方、前記透液性トップシート3の幅寸法は、図示例では、図2および図3の横断面図に示されるように、吸収体4の幅よりも若干長めとされ、吸収体4を覆うだけに止まり、前記立体ギャザーBSは前記透液性トップシート3とは別のサイド不織布7、具体的には経血やおりもの等が浸透するのを防止する、あるいは肌触り感を高めるなどの目的に応じて、適宜の撥水処理または親水処理を施した不織布素材を用いて構成されている。かかるサイド不織布7としては、天然繊維、合成繊維または再生繊維などを素材として、適宜の加工法によって形成されたものを使用することができるが、好ましくはゴワ付き感を無くすとともに、ムレを防止するために、坪量を抑えて通気性を持たせた不織布を用いるのがよい。具体的には、坪量を18〜23g/mとして作製された不織布を用いるのが望ましく、かつ体液の透過を確実に防止するためにシリコン系、パラフィン系、アルキルクロミッククロリド系撥水剤などをコーティングした撥水処理不織布が好適に使用される。
前記サイド不織布7は、図2および図3に示されるように、幅方向中間部より外側部分を吸収体4の内側位置から吸収体側縁を若干越えて不透液性バックシート2の外縁までの範囲に亘ってホットメルトなどの接着剤によって接着し、これら前記サイド不織布7と不透液性バックシート2との積層シート部分により、ほぼ体液排出部に相当する吸収体側部位置に左右一対のウイングフラップW、Wを形成するとともに、これより臀部側位置に第2ウイング状フラップW、Wを形成している。これらウイング状フラップW、Wおよび第2ウイング状フラップW、Wの外面側にはそれぞれ粘着剤層12…,13…を備え、ショーツに対する装着時に、前記ウイング状フラップW、Wが折返し線RL位置にて反対側に折り返し、ショーツのクロッチ部分に巻き付けて止着するようになっている。
一方、前記サイド不織布7の内方側部分はほぼ二重に折り返されるとともに、この二重シート内部に、その高さ方向中間部に両端または長手方向の適宜の位置が固定された糸状弾性伸縮部材19が配設されるとともに、前記糸状弾性伸縮部材19の上側部位に複数本の、図示例では2本の糸状弾性伸縮部材20,20が両端または長手方向の適宜の位置が固定された状態で配設されている。この二重シート部分は前後端部では図3に示されるように、断面Z状に折り畳んで積層された状態で吸収体4側に接着されることによって、前記糸状弾性伸縮部材19配設部位を屈曲点として、断面く字状に内側に開口を向けたポケットP、Pを形成しながら表面側に起立する立体ギャザーBS、BSが形成されている。
〔上層吸収体4Aの製造方法〕
前記上層吸収体4Aは、前述したようにパルプ繊維と合成繊維とを所定割合で混合した吸収体とされるものであり、前記上層吸収体4Aを製造するために本発明装置が使用される。
先ず、上層吸収体4Aは、例えば図4に示される製造装置30により製造される。かかる吸収体製造装置30は、ベール状合成繊維15,15…を解繊する第1の解繊機31と、解繊された合成繊維を送給するための第1送給路32及びその中間に設けられた送給ファン33と、前記第1送給路32を介して送給された合成繊維が一時的に貯留されるとともに、定量づつ送給する定量フィーダー34と、この定量フィーダー34から合成繊維を送給するための第2送給路35及びその中間に設けられた送給ファン36、送給量調整用ダンパー37と、供給されたパルプ繊維シート14を解繊するとともに、前記第2送給路35を介して送給された合成繊維が混合される第2の解繊機38と、パルプ繊維及び合成繊維からなる混合繊維を空気流に乗せて搬送するための供給ケーシング39と、この供給ケーシング39を介して送られた混合繊維を積繊する積繊機40と、この積繊機40に対向して設けられた転写ドラム41とからなる。
前記積繊装置40は、外周面に適宜の間隔で吸収体成形用凹部42a、42a…を備えるとともに、この吸収体成形用凹部42aの底面に多数の吸引孔(図示せず)を有する積繊用回転ドラム42と、この積繊用回転ドラム42の内部側に配設される吸引チャンバ43とからなり、図示しない吸引手段によって前記吸引チャンバ43内が負圧に維持されることにより前記吸収体形成用凹部42a内に空気搬送された吸収体構成繊維を積繊させるようになっている。なお、前記供給ケーシング39には、高吸収性ポリマーの粉粒物を前記粉砕パルプと共に供給するためのポリマー投入口44が設けられている。
前記転写ドラム41に転写された吸収体4Aは、バキュームコンベア上を搬送されるクレープ紙5の上面にバキューム装置45による吸引により転移され、コンベア上を搬送される。
かかる吸収体製造装置30により上層吸収体4Aを製造するには、ベール状(圧縮梱包)に成形された合成繊維を第1の解繊機31によって解繊し、解繊された合成繊維を定量フィーダ34に送り一時的に貯留する。定量フィーダー34に貯留された合成繊維は、フィーダードラム34aによって一定量づつ切り出され、第2送給路35を介して第2解繊機38に送られる。合成繊維の送り量は、更に送給量調整用ダンパー37の開度を調整することにより行われる。
前記第2の解繊機38では、予めコイル状に巻き取られたパルプ繊維コイル(図示せず)から繰り出されたパルプ繊維シート14が所定速度で供給され、粉砕ドラム38aによって解繊されるとともに、前記第2送給路35を介して送られた合成繊維と混合される。
パルプ繊維と合成繊維とからなる混合繊維は、供給ケーシング39を通り積繊機40に送られ、積繊用回転ドラム42で積繊されマット状に成形される。
上記吸収体製造装置30では、解繊した合成繊維を一旦、定量フィーダー34に貯留し、定量づつ切り出して送給するとともに、第2送給路35に設けられた送給量調整用ダンパー37の開度調整を行うことによって合成繊維を所望の送給量に精度良く調整することが可能であり、パルプ繊維と合成繊維とを設計通りの混合比率にて精度良くかつ効率的に製造することが可能となる。
ところで、前記第2の解繊機38から積繊機40に至る供給ケーシング39の搬送路及び積繊機40の積繊用回転ドラム42近傍において、パルプ繊維と合成繊維とはその質量差によって、相対的に質量の大きいパルプ繊維は気流に乗って効率よく積繊用回転ドラム42に到達し積繊されるが、相対的に質量の小さい合成繊維は一部分が気流から逸れて積繊用回転ドラム42を覆う環状ケーシング39a側に向かうとともに、場合によっては経時的に前記環状ケーシング39aの壁面に付着堆積することがあった。そのため、パルプ繊維と合成繊維との混合率の変動する原因となっていた。
上記問題を解決するための第1の方法として、図5に示されるように、前記第2の解繊機38から積繊機40に至る供給ケーシング39の搬送路において、ケーシング幅(平面幅)を積繊幅(吸収体成形用凹部42a幅)に対して100〜300%まで縮小するようにする。一般的に、ケーシング幅(ケーシング平面幅)を積繊幅(吸収体成形用凹部42a幅)に対して概ね400%程度としているが、ケーシング幅を積繊幅(吸収体成形用凹部42aの幅)に対して100〜300%、好ましくは100〜200%まで縮小することにより気流速度を上げ、パルプ繊維と合成繊維との分離が起こる前に積繊用回転ドラム42まで誘導し積繊させることができる。
第2方法としては、図6に示されるように、供給ケーシング39の底面側壁面を積繊機40近傍部位において、積繊用回転ドラム42を覆う環状ケーシング39a側方向、すなわち前記積繊用回転ドラム42の搬送側方向に湾曲させるとともに、該湾曲形状は前記積繊用回転ドラム42側に凸となる曲線形状とされ、前記環状ケーシング39aにおいて、パルプ繊維と合成繊維を積繊用回転ドラム42に対して傾斜方向から積繊させるようにする。この場合には、積繊用回転ドラム42近傍において、気流に乗ったパルプ繊維を合成繊維と共に、搬送方向を変化させることにより、パルプ繊維と合成繊維との分離が防止され、積繊用回転ドラム42まで誘導され積繊されるようになる。
更には、図4に示されるように、前記第2の解繊機38には大気導入用ダンパー38bが設けられているが、この大気導入用ダンパー38bを全閉とし、ケーシング39内の陰圧を増加させるとともに、送給量調整用ダンパー37の開度をその分増加し、定量フィーダー34以降において合成繊維の流速を高めることにより合成繊維の分離を防止することができる。
参考的生理用ナプキン1の展開図である。 その横断面図(図1のII−II線矢視図)である。 その横断面図(図1のIII−III線矢視図)である。 吸収体製造装置30を示す縦断面図である。 ケーシング30の形状変更例を示す要部平面図である。 ケーシング30の形状変更例を示す側面図である。
1…生理用ナプキン、2…不透液性バックシート、3…透液性トップシート、4…吸収体、4A…上層吸収体、4B…下層吸収体、5…クレープ紙、6…中高部、7…サイド不織布、8〜11…エンボス、BS…立体ギャザー、W…ウイング状フラップ、W…臀部側ウイング状フラップ、14…パルプ繊維シート、15…ベール状合成繊維、30…吸収体製造装置、31…第1の解繊機、32…第1送給路、33…送給ファン、34…定量フィーダー、35…第2送給路、36…送給ファン、37…送給量調整用ダンパー、38…第2の解繊機、38b…大気導入用ダンパー、39…供給ケーシング、40…積繊機、41…転写ドラム、42…積繊用回転ドラム、42a…吸収性成形用凹部、43…吸引チャンバ、44…ポリマー投入口

Claims (2)

  1. パルプ繊維と合成繊維とを所定割合で混合した吸収体を製造するための製造装置であって、
    ベール状合成繊維を解繊する第1の解繊機と、解繊された合成繊維を送給するための第1送給路及びその中間に設けられた送給ファンと、前記第1送給路を介して送給された合成繊維が一時的に貯留されるとともに、定量づつ送給する定量フィーダーと、この定量フィーダーから合成繊維を送給するための第2送給路及びその中間に設けられた送給ファン、送給量調整用ダンパーと、供給されたパルプ繊維シートを解繊するとともに、前記第2送給路を介して送給された合成繊維が混合される第2の解繊機と、パルプ繊維及び合成繊維からなる混合繊維を空気流に乗せて搬送するための供給ケーシングと、この供給ケーシングを介して送られた混合繊維を積繊するための積繊機とからなり、
    前記第2の解繊機から積繊機に至る供給ケーシングの搬送路において、前記供給ケーシングは、前記積繊機の回転方向に倣って積繊機を覆う環状ケーシングを有し、供給ケーシングの底面側壁面を積繊機近傍部位において、前記積繊機を構成する積繊用回転ドラムの搬送側方向に湾曲させるとともに、該湾曲形状は前記積繊用回転ドラム側に凸となる曲線形状とされ、前記環状ケーシングにおいてパルプ繊維と合成繊維を前記積繊用回転ドラムに対して傾斜方向から積繊させるようにしたことを特徴とする吸収体の製造装置。
  2. 前記第2の解繊機から積繊機に至る供給ケーシングの搬送路において、ケーシング幅を積繊幅に対して100〜300%まで縮小してある請求項1記載の吸収体の製造装置。
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