JP5822381B2 - 吸収体の製造方法 - Google Patents
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Description
また、吸収体の原料を堆積させる凹部の底面に有孔領域と無孔領域を設け、両領域に堆積させる粉粒体の量を異ならせることによって、粉粒体の坪量が相異なる複数の領域を有する吸収体を製造する技術(特許文献1参照)や、吸収体の原料を堆積させる凹部の底面に複数の区域を設定し、区域毎に吸引力を異ならせて、吸収体における積繊量を調整する技術(特許文献2参照)が知られている。
また、特許文献4には、原料を堆積させる成型凹部の底面に、ドラムの周方向に長く延びる凸部を形成した吸収性芯材成型ドラムが記載されている。
また、特許文献2の技術においても、異なる吸引力を作用させる複数の区域を、一枚のプレート上に設けているため、隣接する区域どうしの境界部では繊維の堆積量がなだらかに変化する。従って、引用文献1及び2の技術においては、密度差の大きい高密度部及び低密度部を有する吸収体を製造することは困難である。
(1)吸収体が、吸引部に対応する部分が高密度部、非吸引部に対応する部分が低密度部となっている吸収体である。
(2)凹部は、吸引部として、底面が四角形状の複数の吸引部を有しており、該吸引部は、回転ドラムの周方向及び幅方向に複数形成されている。
(3)凹部の内部に、回転ドラムの周方向に延びる複数本の第1仕切り壁と該回転ドラムの幅方向に延びる複数の第2仕切り壁とを有する仕切り部材が配置されており、非吸引部の底面が、該仕切り部材からなる。
(4)第1仕切り壁と第2仕切り壁とは連結されている。
(5)凹部として、吸引部及び非吸引部がそれぞれ、回転ドラムの周方向に長い形状に形成され、該非吸引部が複数形成され、該吸引部及び該非吸引部が、回転ドラムの幅方向に交互に形成されたものを用いる。
(6)凹部として、吸引部及び非吸引部がそれぞれ、回転ドラムの幅方向に長い形状に形成され、該非吸引部が複数形成され、該吸引部及び該非吸引部が、回転ドラムの周方向に交互に形成されたものを用いる。
(7)非吸引部の底面は、多孔性プレート上に配置された非通気性部材からなり、非通気性部材は、その厚み方向断面が直線状の側面部を有する。
(8)プレス工程においては、表面平滑なロール間、又は一方若しくは双方のロールにエンボス用の凸部を有する一対のエンボスロール間で前記堆積物を加圧する。
(9)プレス工程においては、高密度部と低密度部とを均一な見掛け厚みになるよう加圧する。
(10)吸収体は、高密度部同士は低密度部を介して互いに離間している。
図1に本発明の吸収体の製造方法の実施に用い得る製造装置の一例を示す。
図1に示す吸収体の製造装置1は、矢印R2方向に回転駆動される回転ドラム2と、回転ドラム2の外周面に吸収体の原料である繊維材料を供給するダクト4と、回転ドラム2の斜め下方に配置され、矢印R5方向に回転駆動されるトランスファーロール5と、トランスファーロール5の下方に配されたバキュームコンベア6と、プレス装置7と、切断装置8とを備えている。
製造装置1においては、更に、バキュームボックス11が、回転ドラム2の周方向におけるダクト4とトランスファーロール5との間に設けられており、メッシュベルト13が、バキュームボックス11と回転ドラム2との間及びトランスファーロール5と回転ドラム2との間を通るように配されており、風除けプレート15が、トランスファーロール5の外周面に近接させて設けられている。
多孔性プレート26は、多数の細孔を有し、空気流に乗せて供給された吸収体の原料としての繊維材料を透過させずに空気のみを透過させる得るものである。多孔性プレート26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。
より具体的には、図3(a)に示すように、吸引部23及び非吸引部24は、それぞれ、回転ドラムの周方向(2X)に長い形状に形成されており、該吸引部23及び該非吸引部24は、それぞれ複数設けられている。非吸引部24は、回転ドラム2の周方向(2X)に直線状に延びており、その幅W2(図4参照)は回転ドラム2の周方向(2X)において一定である。また非吸引部24は、凹部22の深さ方向において幅W2が均一である。また、吸引部23及び非吸引部24は、回転ドラムの幅方向(2Y)に交互に形成されている。また、非吸引部24の底面24aは、図3(b)に示すように、多孔性プレート26上に配置された非通気性の部材28からなり、該底面24aからの吸引は行われない。
吸引部23の深さd1及び非吸引部24の深さd2は、回転ドラム2の外周面21から各部23,24における底面23a,24aまでの距離を、回転ドラム2の回転軸(中心線)に直交する直線に沿って測定する。非通気性部材28の厚みtも同様にして測定する。
凹部22に堆積した繊維材料の上面32aが平滑であることは、吸引部と非吸引部の繊維材料が設計どおりの量となるので、目標とする吸収性能を得ることができるといった利点がある。
回転ドラム2の個々の凹部22は、負圧に維持された空間B上を通過している間、前述した吸引部23の底面23aからの吸引が行われる。底面23aの細孔からの吸引によって、ダクト4内に、繊維材料導入部や吸水性ポリマー導入部から導入された吸収体の原料を回転ドラム2の外周面に搬送する空気流が生じ、該空気流に乗せて搬送された原料が凹部22内に堆積する。堆積された原料は堆積物32となる。
メッシュベルト13は、網目を有する帯状の通気性ベルトが無端状に連結されたものであり、複数のフリーロール14及びトランスファーロール5に案内されて所定の経路を連続的に移動する。メッシュベルト13は、トランスファーロール5の回転によって駆動される。メッシュベルト13は、図1に示すように、ダクト4の下流側端部41の近傍において、回転ドラム2の外周面上に導入された後、バキュームボックス11と回転ドラム2との間及びトランスファーロール5と回転ドラム2との間を順次通過するように配されている。メッシュベルト13は、バキュームボックス11の開口部の前を通過している間は、回転ドラム2の外周面に接触しており、トランスファーロール5と回転ドラム2との最接近部付近で、回転ドラム2の外周面から離れてトランスファーロール5上へと移行する。
切断装置8としては、生理用ナプキンや吸収性物品の製造において、吸収体連続体の切断に従来使用されているもの等を特に制限なく使用することができる。図1に示した切断装置8は、周面に切断刃81を備えたカッターロール82と、切断刃を受ける周面平滑なアンビルロール83とを備えている。
吸収体の製造装置1を用いて吸収体3を製造するためには、回転ドラム2内の空間B、トランスファーロール5内の空間E、及びバキュームボックス11内を、それぞれに接続された排気装置を作動させて負圧にする。空間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の外周面に搬送する空気流が生じる。また、回転ドラム2及びトランスファーロール5を回転させ、バキュームコンベア6を作動させる。
本実施態様においては、図4に示すように、底面23aからの吸引が行われる吸引部23のみならず、底面24aからの吸引が行われない非吸引部24にも繊維材料31を堆積させる。繊維材料はダクト4の上流側においては吸引部23にのみ堆積し、堆積した繊維材料の高さが非通気性部材28の厚みtまで達すると、繊維材料同士の絡み合いと繊維材料を搬送するダクト内の空気の流れに従い、繊維材料は非通気性部材28の上にも堆積し始める。この堆積は非通気性部材28の吸引部に接する両側部から徐々に放射状に進行し、繊維材料によって非通気性部材28の上面が覆われてゆく。ダクト4の下流側においては凹部が完全に繊維材料によって覆われた状態になる。
なお、吸引部23及び/又は非吸引部24に、外周面21の位置を超える過剰量の繊維材料を堆積させた後、スカッフィングロール等で、その過剰量の繊維材料を除去しても良い。
また、凹部22からの堆積物32の離型性、また離型後の堆積物32(特に吸引部23に対応する部分33)のプレス工程までの形状維持の観点から、吸引部23の深さd1は、1〜30mm、特に3〜20mmであることが好ましく、より好ましくは5〜10mmである。
また、吸引部23の深さd1に対する非吸引部24の深さd2の比(d2/d1)は、0.05〜0.95であることが好ましく、より好ましくは0.5〜0.9である。
また、非吸引部24の幅W2と深さd2の比(幅W2/深さd2)は、0.1〜10であることが好ましく、より好ましくは0.2〜5である。
トランスファーロール5上に移行した堆積物32は、トランスファーロール5側からの吸引を受けながら搬送され、バキュームコンベア6上へと受け渡される。
そして、その下流にてコアラップシート37の両側部が折り返され、堆積物32の上下両面がコアラップシート37に被覆される。
そして、コアラップシート37に被覆された状態の堆積物32が、プレス装置7の一対のロール71,72間に導入されて厚み方向に圧縮される。
コアラップシート37を折り返す前の堆積物32を加圧圧縮することにより、コアラップシート37の折り返しが安定し、堆積物32の形状にみだれが生じにくくなる。
プレス装置7による加圧圧縮は、ロール71,72の一方又は双方を加熱しても良いし加熱しなくとも良い。吸収体材料に熱可塑性のものを含む場合には、加熱することが好ましい。また、プレス工程は、吸収体材料に熱可塑性のものを含む場合には、超音波装置を用いてもよい。
ここでいう高密度部35の厚みT5と低密度部36の厚みT6は、吸収体3を、できるだけその厚みを潰さないように切断し、その切断面を顕微鏡等で拡大して無荷重下における高密度部35及び低密度部36それぞれの厚みを測定する。
また、多孔性プレートを立体形状にするのではなく、パターン形成プレートの開口部を高密度部、非開口部を低密度部としたことにより、非開口部の成形は色々な幅や形に対応することができ、複雑な吸収体を加工することが可能である。また、非通気性部材28が、その厚み方向〔図3(b)のd1の方向〕に沿う断面が直線状の側面部28a,28aを有すること、特に図3(b)に示すように断面矩形の形状を有することが、高密度部と低密度部とに明確な粗密差を付ける観点から好ましい。
本発明で製造する吸収体は、例えば、低密度部36の坪量が、50g/m2〜300g/m2、特に100g/m2〜200g/m2であることが好ましく、高密度部36の坪量が、200g/m2〜800g/m2、特に300g/m2〜500g/m2であることが好ましく、高密度部35の密度と低密度部36の密度との比(前者/後者)が1.1〜5.0、特に1.5〜3.0であることが好ましい。なお、高密度部35と低密度部36の好ましい幅(3Y方向の幅)や該幅の比は、前述した吸引部23及び非吸引部24の好ましい幅や比と同様である。
〔測定片の厚みの測定〕
高密度部及び低密度部を含む測定片の全体としての厚みを測定する。厚み測定はJIS−P8118:1998に準じる。但し、測定には、2つの平行な加圧面(固定加圧面と可動加圧面)を持つマイクロメーターであるピーコック式精密測定器(型式R1−C)を用い、測定子可動加圧面の直径は5mm、圧力は2.0N以下で測定した。測定用試験片の大きさは、下記プレートの大きさ以上とする。試験片上に20mm×20mmのプレート(重量5.4g)を置き、測定子可動加圧面を3mm/s以下の速度で操作し、該プレートに当て、安定直後の値を読み取る。加圧面間(試験片に加わる圧力)の圧力は2kPa以下になる。
〔高密度部及び低密度部それぞれの密度の測定〕
高密度部35及び低密度部36の密度は、JIS−P8118:1998に準じて測定する。具体的には、D(密度:g/cm3)=W(坪量:g/m2)/T(厚さ:mm)で算出する。坪量はJIS−P8124に記載されており、裁断機またはカッターによって試験片をカットし、はかりによって重量を測定する。測定した重量を面積で除して坪量を算出する。厚さは先述の厚み測定方法で、高密度部と低密度部とを含む測定片の全体としての厚みを測定する。本願の坪量測定においては、高密度部、低密度部をそれぞれ加工寸法に合わせて一定の面積にカットし重量を測定して坪量を算出する。
そのため、高密度部35と交差する方向への液の拡散を抑制して該方向の両端からの液漏れを防止しつつ、高密度部35が延びる方向においては、吸収体の吸収容量の有効活用を図ることができる。
図7(b)は、密度が全域において同じ従来の吸収体に図7(a)と同量の液を供給した場合の液の拡散状態を示すものである。そのような吸収体においては、液が全方位に同程度に拡散する。そのため、液が寸法の小さい幅方向の両端に容易に達して、該両端から液が漏れ出し易い。
図8(a)は、他の実施態様における凹部22Aを示す斜視図である。凹部22は、パターン形成プレート27Aによって形成される断面長円形状の空間の内部に、回転ドラムの外周面21に達しない高さの仕切り部材9を配置してなる。仕切り部材9は、回転ドラム2の周方向(2X)に延びる複数本の第1仕切り壁91と、回転ドラム2の幅方向(2Y)に延び、第1仕切り壁どうし間又は第1仕切り壁とパターン形成プレート27の内周面との間を連結する複数の第2仕切り壁92とからなる。仕切り部材9は、合成樹脂や金属からなり、非通気性部材である。
この仕切り部材9により、凹部22A内に、底面が多孔性プレート(図示せず)からなり該底面からの吸引が行われる多数の吸引部23と、底面が仕切り部材9の上端からなり、底面からの吸引が行われない非吸引部24とが形成されている。
吸引部の底面の形状が四角形状とは、回転ドラム2の外周面の法線方向から視た平面視形状が四角形状であることを意味する。図8に示す吸引部23は、それぞれ平面視形状が長方形状である。また、凹部22Aの内周面に隣接する吸引部23の底面は、その内周面の形状に沿った縁部を有している。
また、図8(a)に示す仕切り部材9においては、第1仕切り壁91と第2仕切り壁92とは連結されている。そのため、第2仕切り壁92に引っ掛かることによる繊維材料等の堆積が一層し易くなる。
なお、凹部22Aの中央域の吸引部23は、非通気性の部材である仕切り部材9の厚みtまでは、第1仕切り壁91と第2仕切り壁92により、その周囲が囲まれている。また、凹部22Aの平面視において、吸引部23と非吸引部24とは、非吸引部24を海とし吸引部23を島とする海島状の配置を有している。
吸収体の原料としての繊維材料としては、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。例えば、解繊パルプ等のパルプ繊維、レーヨン繊維、コットン繊維等のセルロース系繊維の短繊維や、ポリエチレン等の合成繊維の短繊維等が用いられる。これらの繊維は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、吸収体3の原料として、ダクト4内に、繊維材料と共に、吸水性ポリマーを導入しても良い。また、繊維状の原料として、繊維状の吸水性ポリマーを単独で又は繊維材料と共に用いることもできる。更に、繊維材料等と共に、消臭剤や抗菌剤等を必要に応じて供給することもできる。吸収体は、高密度部における繊維材料の坪量が、低密度部における繊維材料の坪量よりも大きいことが好ましい。
例えば、図1に示す実施態様においては、凹部内の堆積物32を、トランスファーロール5上に供給したメッシュベルト13上に転移させたが、それに代えて、堆積物32を、メッシュベルト13を供給していないトランスファーロール5の外周面上に移行させることもできる。メッシュベルト13に加えて、バキュームボックス11、風除けプレート15等も省略可能である。
また、凹部内の堆積物32を、トランスファーロール5を介することなく、バキュームコンベア6に供給したコアラップシート37上に直接移行させることもできる。堆積物32は、トランスファーロール5で搬送した後、吸引機構を有しないベルトコンベア上に移しても良いし、他の搬送手段上に移しても良い。
また、非吸引部24を構成する非通気性の部材28は、その厚み方向の断面における形状が直線状である側面部を有していても良く、隣り合う非通気性部材28の該側面部どうし間の距離や、非通気性部材28の該側面部と凹部の内周面との間の距離を、底面から離れるに従って増大するように拡大させることで、吸引部23にテーパ形状を形成しても良い。その場合、堆積された吸収体の原料(堆積物)の凹部からの離型性が向上する。
また、非吸引部24の深さd2(つまり非通気性の部材28の厚みt)は、1つの凹部22の回転ドラムの周方向に沿う長手方向において、中央部と前方及び/又は後方とで異なっていても良い。例えば、非吸引部24は、その長手方向の中央部における深さd2が、前方及び/又は後方における深さd2より深いものとすることもできる。
2 回転ドラム
21 外周面
22,22A,22B 凹部
23 吸引部
24 非吸引部
28 非通気性部材
3,3A,3B 吸収体
31 繊維材料(吸収体の原料)
32,32A,32B 堆積物
37 コアラップシート
35 高密度部
36 低密度部
4 ダクト
5 トランスファーロール
6 バキュームコンベア
7 プレス装置
8 切断装置
11 バキュームボックス
13 メッシュベルト
15 風除けプレート
Claims (11)
- 空気流に乗せて供給した吸収体の原料を、回転ドラムの外周面に設けた凹部に吸引して堆積させる堆積工程、及び該凹部内から離型した堆積物を加圧し圧縮するプレス工程を具備し、折り返されたコアラップシートで上下面が被覆された吸収体を製造する吸収体の製造方法であって、
前記凹部は、底面からの吸引を行う多孔性プレートからなる吸引部と底面が非通気性であり該底面からの吸引を行わない非吸引部とを有し、該非吸引部の回転ドラム外周面からの深さが該吸引部の回転ドラム外周面からの深さよりも浅くなされており、
前記堆積工程においては、前記凹部内に、前記原料を堆積させ堆積物を得、
前記プレス工程においては、前記凹部から離型されてコアラップシート上に移行された堆積物を加圧して、密度が相異なる高密度部及び低密度部を有する吸収体を得るとともに、該プレス工程においては、前記コアラップシートを折り返す前の堆積物に対して加圧を行う、吸収体の製造方法。 - 前記吸収体が、前記吸引部に対応する部分が高密度部、前記非吸引部に対応する部分が低密度部となっている吸収体である、請求項1記載の吸収体の製造方法。
- 前記凹部は、前記吸引部として、底面が四角形状の複数の吸引部を有しており、該吸引部は、前記回転ドラムの周方向及び幅方向に複数形成されている、請求項1又は2記載の吸収体の製造方法。
- 前記凹部の内部に、前記回転ドラムの周方向に延びる複数本の第1仕切り壁と該回転ドラムの幅方向に延びる複数の第2仕切り壁とを有する仕切り部材が配置されており、前記非吸引部の底面が、該仕切り部材からなる、請求項3記載の吸収体の製造方法。
- 前記第1仕切り壁と前記第2仕切り壁とは連結されている、請求項4記載の吸収体の製造方法。
- 前記凹部として、前記吸引部及び前記非吸引部がそれぞれ、回転ドラムの周方向に長い形状に形成され、該非吸引部が複数形成され、該吸引部及び該非吸引部が、回転ドラムの幅方向に交互に形成されたものを用いる、請求項1又は2記載の吸収体の製造方法。
- 前記凹部として、前記吸引部及び前記非吸引部がそれぞれ、回転ドラムの幅方向に長い形状に形成され、該非吸引部が複数形成され、該吸引部及び該非吸引部が、回転ドラムの周方向に交互に形成されたものを用いる、請求項1又は2記載の吸収体の製造方法。
- 前記非吸引部の底面は、多孔性プレート上に配置された非通気性部材からなり、非通気性部材は、その厚み方向断面が直線状の側面部を有する、請求項1〜7の何れか1項に記載の吸収体の製造方法。
- 前記プレス工程においては、表面平滑なロール間、又は一方若しくは双方のロールにエンボス用の凸部を有する一対のエンボスロール間で前記堆積物を加圧する、請求項1〜8の何れか1項に記載の吸収体の製造方法。
- 前記プレス工程においては、高密度部と低密度部とを均一な見掛け厚みになるよう加圧する、請求項1〜9の何れか1項に記載の吸収体の製造方法。
- 前記吸収体は、高密度部同士は低密度部を介して互いに離間している、請求項1〜10の何れか1項に記載の吸収体の製造方法。
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