JP6307752B2 - 制御された量の粒子状の吸収性材料を一定ピッチで不連続的に塗布する方法及び装置 - Google Patents

Description

本記載は、制御された量の材料、例えば粒子状の吸収性材料を移動基材に一定ピッチで不連続的に塗布するのに適する装置、及び関連する方法に関するものであり、当該基材は、例えばパンツ型着用おむつのような使い捨て衛生生理用品の吸収性構造体として、全てのこれらの生理用品の可能な状態及び用法で、又は子供用及び大人用の両方の「トレーニングおむつ」又は「プルオンパンツ」として良く知られている開き状態及び閉じ状態の両方で便利に使用されるように設計される。

１９８０年代の最後における使い捨て衛生生理用品の分野では、粒子状の吸収性材料を導入して、これらの生理用品の吸収性構造体を形成し、この吸収性構造体はこれまで、単にセルロース繊維により構成されていた。

この種類の使い捨て衛生用品に通常使用される粒子状の吸収性材料は、大量の液体を吸収し、そして保持することができる高吸収性ポリマーにより構成される。

高吸収性ポリマー（ＳＡＰ）が今度は、異なる製造方法に従って、異なるサイズ及び形状の粒子を有することができる。

吸収性構造体の製造は、幾つかの方法で行うことができる。最も一般的な方法のうちの１つの方法は、吸収性ポリマー粒子を、吸水性を有することができる合成繊維及び／又は天然繊維、例えばセルロース繊維により構成される帯状体に堆積させる、そして／又は帯状体上で混合することにより行われる。

使い捨て衛生生理用品の全製造業者の要求は、吸収性材料を、吸収性材料が最も使用される領域に集中させることができる、すなわち不連続的に塗布した吸収性ポリマー粒子を形成して、常に塗布吐出量の長さ、及び幅、及び種々の吐出量の間の塗布ピッチのような塗布層の量及び幾何学パラメータに対する制御を継続的に行って、信頼性の高い物品を実現し、これにより同時に、コストの点で節約することができ、そして物品がより少量の材料で形成されるので、環境に及ぼす影響が小さい物品が製造される。

粒子状の或る量の吸収性ポリマー材料を、使い捨て生理用品の吸収性構造体を製造するのに適するように不連続的に塗布することができるシステムがこの技術分野において知られている。詳細に記載されたこの公知の実施形態によれば、例えば欧州特許出願公開第１６２１１６５Ａ１号公報では、このようなシステムは回転塗布シリンダからなり、この回転塗布シリンダには、当該シリンダの外側表面に、堆積領域に配置される複数のスロット及び／又は凹部が設けられ、かつこの回転塗布シリンダは、正しい量の粒子状の吸収性材料又はＳＡＰ（高吸収性ポリマー）を確実に堆積させる寸法を有する。当該回転塗布シリンダは通常、容器の下部に配置され、この容器から、当該回転塗布シリンダが粒子状の材料を取り出す。続いて、回転することにより、当該シリンダは、ＳＡＰが充填されたスロット及び／又は凹部を第２領域又は塗布領域に移動させ、該当する領域において、当該シリンダからＳＡＰが移される。塗布領域は通常、装填領域と径方向に対向し、塗布シリンダから移された材料を移動している帯状体に堆積させることができる。

本発明者らは、上に説明した装置のような装置は、例えば間接的にしか行うことができない、各物品に塗布される粒子状の吸収性材料の量に対する制御のような、非常に多くの制約及び／又は問題を有していると考えてきた。

実際、吸収性構造体の製造方法において導入される材料の重量は、粒子状の材料の見掛け上の密度を援用してしか求めることができない、別の表現をすると、吸収性物品に堆積させる必要があるＳＡＰ（高吸収性ポリマー）の量は、塗布ローラの外側表面に設けられるスロット群及び／又は凹部群の容積によってのみ決定され、これらのスロット及び／又は凹部は、粒子状の当該吸収性ポリマー材料により充填されるように構成される。

本体の密度又は体積質量は、本体の質量と本体の体積との比として定義されることを念頭に置かれたい。

上に与えられる密度の定義は、固体及び均質物質の量を指す、すなわち内部空隙のない固体及び均質物質の量を指す。この値は、当該値が、固体部分の体積のみを考慮に入れているので、実際密度又は絶対密度としても認識される。

固体材料が閉鎖空洞を有する、開放空洞又は多孔質構造を有する場合、又は砂、粒子のような粒子状物質が容器に含まれる場合、或いは本発明者らの粒子状の吸収性材料の場合におけるように、絶対密度と方式的に類似して計算される本体の見掛け上の密度の概念を導入し、かつ固体が占める合計体積を考慮に入れることにより、固体の内部に存在する空の空間を含む固体の外周寸法を考慮に入れている。

この種類の制御は、詳細には、見掛け上の密度のバラツキに関連する非常に大きな限界を有する。実際、見掛け上の密度は、装填容器に含まれる粒状物質の上部圧力変動、周囲条件（温度、湿度）の変動に応じて変化し、そして特に、粒子自体のサイズであって、当該サイズが勿論、供給業者ごとに変わってしまうようなサイズの変動に応じて変化するだけでなく、同じ供給業者からの製造バッチの変動に応じて変化する。

更に、スロット群及び／又は凹部群は、製造機の速度が速くなるにつれて、これらのスロット及び／又は凹部に内容物を充填し、そしてこれらのスロット及び／又は凹部の内容物を空にする際に困難を生じる。この困難を解決するために、塗布シリンダに、粒子状の吸収性材料の把持手段及び解放手段を設ける。これを実現するために、塗布シリンダのスロット群及び／又は凹部群の底部を通気性にし、装填中は、大気圧より低い圧力源に接続し、続いて、排出又は放出時は、高圧空気源に接続する。

このシステムは、高速製造ラインにおいて塗布ローラに充填し、そして塗布ローラを空にする際の問題を解決するが、今度は、例えば塗布ローラの複雑さが増大し、その結果、塗布ローラのコストが上昇する問題、及びスロット群及び／又は凹部群の通気領域の清浄度を常に確保する必要があるために維持作業コストが上昇する問題のような新たな問題を生じる。

既に説明した内容の他に、製品サイズの変更、従って吸収性構造体の仕様の変更に関連する問題を忘れてはならない。実際、各形式の吸収性構造体は、当該吸収性構造体の寸法の他に、粒子状の吸収性材料の量及び分布によっても特徴付けられる。従って、前記形式の吸収性構造体の各形式の吸収性構造体は、当該吸収性構造体固有の特定の塗布ローラを必要とし、この塗布ローラは明らかに、製造対象の物品のサイズが変化すると取り替える必要がある。

欧州特許出願公開第１６２１１６５Ａ１号公報

本発明の目的は、離散量の粒子状の材料、例えば形状及び重量が制御された吸収性ポリマーの塗布を、移動している受容手段の上に、例えば吸収性構造体として使い捨て衛生生理用品に有利に使用されるように設計される連続シートの上に行うことができる器具を作製する指針を提供することにある。

本発明によれば、この目的は、以下の請求項において詳細に記載される特徴を有する塗布用器具により達成される。

本発明は更に、対応する製造方法に関するものである。

これらの請求項は、本明細書において本発明に関連して提供される技術的開示に不可欠な部分を構成する。

次に、本発明について、非限定的な例を通してのみ、添付の図面を参照しながら説明することとする。

吸収性構造体を製造する２種類の製造方法の模式図であり、これらの製造方法では、本発明の主題である図２の装置を使用する。 好適な実施形態による本発明の主題である装置の図１の軸ＩＩ−ＩＩに沿った片側半分及び半断面を斜めから見た模式図である。 種々の処理工程における図２の装置の模式断面図である。 種々の処理工程における図２の装置の模式断面図である。 種々の処理工程における図２の装置の模式断面図である。 吸収性構造体を製造する２種類の製造方法の模式図であり、これらの製造方法では、本発明の主題である図２の装置を使用する。 図１の製造方法で製造される吸収性構造体を斜めから見た模式図である。 図６の製造方法で形成される吸収性構造体を斜めから見た模式図である。 図２の装置の可動部材が行う運動の模式図である。 図９の部材の運動法則を示す図である。

以下の説明では、種々の特定の詳細が、実施形態についての完全な理解を目的として例示される。これらの実施形態は、特定の詳細のうちの１つ以上の詳細を用いることなく実施することができる、又は他の方法、構成要素、材料などを用いて実施することができる。

他の場合においては、公知の構造、材料、又は動作は、これらの実施形態の種々の態様が不明瞭になることがないように詳細には示されない、又は説明されない。

この説明に関連して「実施形態」と表記される場合、この表記は、当該実施形態に関連して記載される特定の構成、構造、又は特徴が少なくとも１つの実施形態に含まれていることを示している。従って、本説明の異なる箇所で現われる可能性がある「実施形態において」のようなフレーズは、必ずしも同じ実施形態を指している訳ではない。

更に、特定の構成、構造、又は特徴は、１つ以上の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせることができる。

本明細書において使用される参照符号は利便性のみを考慮して付されているので、これらの実施形態の保護領域又は範囲を規定するものではない。

図１及び図６を参照すると、参照符号１０及び１０'は、吸収性構造体、又はこれらの吸収性構造体の一部を、器具２０を用いて、図２に示す好適な実施形態に従って製造する２つの製造方法を示しており、この好適な実施形態によって、これらの製造方法において、制御された重量及びサイズの離散量の粒子状の吸収性ポリマー材料３１０を、進行方向Ｘに移動し、かつローラ４０又はコンベヤベルト６００のいずれかとすることができる適切な支持手段で支持される連続帯状体５０、６０に一定ピッチＰで不連続的に塗布することができる。

連続帯状体５０、６０は、一旦、粒子状の吸収性材料３１０が供給されると、単独で用いることができる、又は使い捨て衛生生理用品の形態の吸収性構造体のような他の材料と組み合わせて用いることができるので有利である。連続帯状体又はシート５０又は６０は、吸収性を有することができる、例えば図１の製造方法に示したセルロース繊維のような合成繊維及び／又は天然繊維により形成することができる、又は別の構成として、これらの帯状体又はシートには、例えば図６の製造方法に示す不織布帯状体のような薄板状の非吸収性繊維シートを用いることができる。

図１及び図６にそれぞれ模式的に描かれている製造方法１０又は１０'は、図２〜図５に図示される好適な実施形態に従って製造される、一定に制御された重量の粒子状の吸収性材料の連続的な一定質量流３２０を器具２０に供給するように配置されるディスペンサ３０により構成することができる。

図２に示す実施形態による器具２０によって有利に管理することができる使い捨て衛生用品の吸収性構造体の製造に頻繁に使用される或る種類の粒子状の吸収性材料３１０は、独国のエッセンＲｅｌｌｉｎｇｈａｕｓｅｒ大通り１−１１番、４５１２８（郵便番号）にあるＥｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ＡＧが製造、販売している媒体浸透性をもつ高吸収性ポリマーＺ３４０３とすることができる。

この種類の製造方法に特に適するディスペンサ３０は、米国ニュージャージー州Ｍｏｏｎａｃｈｉｅの２０Ｅｍｐｉｒｅ Ｂｌｖｄ通りの０７０７４（郵便番号）にあるＡｃｒｉｓｏｎ．Ｉｎｃ．，が製造、販売する重量低減塗布システムモデルＡＩ−４０５−１０５Ｒ−１とすることができる。

この種類のディスペンサ３０は、粒子状の吸収性ポリマー材料３１０の連続的な一定質量流３２０を、装填容器の上部圧力変動、又は当該質量流を調整することができる要素群のうちのいずれか１つの要素に関連する見掛け上の密度の変動のような当該質量流に影響を与えてしまう任意の可変要素とは独立して供給することができる。実際、ディスペンサ３０には通常、重量制御システムが設けられ、この重量制御システムで常に、下流プロセスに単位時間に供給される粒子状の吸収性材料３１０の量に応じた重量変動をチェックする。制御システムは、連続的な一定質量流３２０を適正に変化させて、下流プロセスに供給される粒子状の吸収性材料３１０の質量を所定の許容限界値に収まるように常に維持することができる。

ディスペンサ３０のサイズ決定及び選択は、製造ラインで単位時間に製造する必要がある吸収性構造体の数に、吸収性構造体群の各吸収性構造体に塗布される各吐出量２５０ごとの粒子状の吸収性材料３１０の量を乗算することにより行われる。

例えば図１及び図６に示す吸収性構造体の製造に適する方法及び装置によって、１分当たり７００個の吸収性構造体を吐出量２５０で製造する、例えば１０グラムの粒子状の吸収性材料３１０から製造することができるので有利であると考えると、ディスペンサ３０は、粒子状の吸収性材料３１０が４２０ｋｇ／時間の割合で流れる連続的な一定質量流３２０を供給することができることになる。

ユニット又は器具２０は、ディスペンサ３０の下流に配置することができ、この器具２０が、粒子状の吸収性材料３１０の連続的な一定質量流３２０を、複数の所定離散量（又は、吐出量）２５０の粒子状の吸収性材料３１０からなる間欠流に変換し、そして相対移動している基材５０、６０に吐出量２５０で、かつ一定ピッチＰで塗布する。

好適な実施形態では、図３〜図５に示すように、粒子状の吸収性ポリマー材料３１０の連続的な一定質量流３２０は装置又は器具２０に、供給マニホールド２１０の口部２１５を介して供給され、当該材料が次に、重量及びサイズが制御された吐出量２５０で、射出ノズル５００から、供給マニホールド２１０と射出ノズル５００との間に位置する主本体２００を通過した後に射出される。粒子状の吸収性材料３１０は、器具２０を通過する際、図２に明確に図示される供給マニホールド２１０、射出ノズル５００、及び主本体２００のそれぞれの対称軸に一致する方向Ｙ'−Ｙ'に沿って流れる。好適な実施形態では、装置又は器具２０の主本体２００は、粒子状の吸収性材料３１０の通過方向Ｙ'−Ｙ'と直交する方向に全て直角の四角形の内側断面を有する。

主本体２００は更に、上側部分２７０及び下側部分２７１を有する。

粒子状の吸収性材料３１０は、装置２０の主本体２００の内部に、図３に明確に強調されているように、供給マニホールド２１０を通過することにより流れ込む。

図２に示す好適な実施形態では、可動部材２４０が主本体２００内に収容され、この可動部材２４０は、第１端部２６０及び第２端部２９０を有することができ、粒子状の吸収性材料３１０の流れの通過方向Ｙ'−Ｙ'に沿って第１尖頭端部２６０に向かって対称に収束する２つの側面２４１、２４２を有することができる。

図２の好適な実施形態における可動部材２４０の第１尖頭端部２６０は、粒子状の吸収性材料３１０の流れの通過方向Ｙ'−Ｙ'の上流を指向している。

また、図２の好適な実施形態では、可動部材２４０の２つの側面２４１、２４２は、より幅広の第２端部２９０と一体となって、第１辺縁２９１及び第２辺縁２９２をそれぞれ形成し、更に、可動部材２４０は、第２端部２９０において、シャフト軸Ｘ'−Ｘ'の回りに自由に回転するシャフト２９５に接続されて、可動部材２４０が軸Ｘ'−Ｘ'の回りに、図３に表示される第１作用位置と図５に図示される第２作用位置との間で２θの角度で揺動することができるようになっている。

シャフト２９５が今度は、主本体２００に、一対の適切な支持体２３５を介して接続され、これらの支持体２３５は、任意の種類の軸受により形成することができ、図２の好適な実施形態では、これらの軸受は高剛性ボール軸受である。

シャフト２９５は更に、機械接続手段２６５によって、適切なアクチュエータ手段２４５に接続される。

図２の好適な実施形態では、機械接続手段２６５は、独国のＲｏｄｄｅｒ Ｄａｍｍ通り１７０番、４８４３２（郵便番号）にあるＫＴＲ ＫＵＰＰＬＵＮＳＧＳＴＥＣＨＮＩＫ Ｇｍｂｈが製造、販売しているタイプＲＯＴＥＸ ＧＳ２８ ９８ＳＨの等速ジョイントの構成部材群で作製することができる。

また、図２の好適な実施形態では、この種類の用途に適する適切なアクチュエータ手段２４５は、独国のＬｏｈｒのＰ．Ｏ．Ｂｏｘ通り１３５７番、９７８０３（郵便番号）にあるＢｏｓｃｈ Ｒｅｘｒｏｔｈ ＡＧ，Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｄｒｉｖｅｓ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｓが製造、販売しているタイプＭＳＫ ０７１ Ｅ−０３００のサーボモータ、及び制御システムＨＭＳ ５４Ａ ＢＡＳＩＶ Ｖ３（これらの図には図示されず）とすることができる。

好適な実施形態では、図３〜図５において既に説明し、明確に強調したように、アクチュエータ手段２４５は、可動部材２４０を、第１作用位置と第２作用位置との間で移動させることにより、当該可動部材２４０を、１０°〜３０°の範囲とすることができ、かつ図９に模式的に示す好適な値２０°（θ＝１０°）の角度２θで揺動させることができる。

この分野の専門家であれば、好適な実施形態における主本体２００の上側部分２７０の内側表面２７５が適切な形状に形成されて、当該可動部材の第１端部２６０が、２つの作用位置の間を、内側表面２７５との接着状態を常に保持しながら移動することができるようになっていることが理解できるであろう。

可動部材２４０が、好適な実施形態では図３に図示されている第１作用位置に位置している場合、当該可動部材は、装置２０の主本体２００の第１内部側面２２０及び内部側面壁２２１及び２２２と一体となって、２つの内部側面壁２２１及び２２２（図２）によって横方向に区切られ、かつ第１内部側面２２０、及び可動部材２４０の第１側面２４１によって側方を区切られる第１貯留室２３０を形成することにより、可動部材２４０の第１側面２４１が、主本体２００の２つの内部側面壁２２１と２２２との間を延び、当該可動部材の第１尖頭端部２６０と、第２端部２９０の当該可動部材の第１辺縁２９１と一体となって、主本体２００の上側部分２７０の内側表面２７４を、主本体２００の第１内部側面２２０の下側部分に接続する。

可動部材２４０が、第１作用位置に位置している場合、第１貯留室２３０を形成する他に、当該可動部材は、図３に明確に図示されているように、当該可動部材の第２側面２４２を有する第１排出ダクト２３３を、２つの内部側面壁２２１、２２２と一体となって、かつ主本体２００の第２内部側面２２３と一体となって形成する。

装置２０は、この状態に、必要量の粒子状の吸収性ポリマー材料３１０を収集して、１回吐出量２５０を、第１貯留室２３０の内部に形成するために要する時間にわたって保持される。

粒子状の吸収性ポリマー材料３１０を第１貯留室２３０に装填する動作が完了すると、可動部材２４０をアクチュエータ手段２４５により、適切な速度分布で、可動部材２４０が第２貯留室２５１及び第２排出ダクト２５３を形成する構成の図５に表される第２作用位置に向かって移動させる。この第２作用位置では、可動部材２４０は、装置２０の主本体２００の第２内部側面２２３及び内部側面壁２２１及び２２２と一体となって、２つの内部側面壁２２１及び２２２によって横方向に区切られ、かつ第２内部側面２２３、及び可動部材２４０の第２側面２４２によって側方を区切られる第２貯留室２５１を形成することにより、可動部材２４０の第２側面２４２が、主本体２００の２つの内部側面壁２２１と２２２との間を延び、当該可動部材の第１尖頭端部２６０と、第２端部２９０の当該可動部材の第２辺縁２９２と一体となって、主本体２００の上側部分２７０の内側表面２７４を、主本体２００の第２内部側面２２３の下側部分に接続する。

同時に、第１作用位置から第２作用位置に移動する可動部材２４０は、当該可動部材の第１側面２４１を有する第２排出ダクト２５３を、主本体２００の２つの内部側面壁２２１及び２２２、及び第１内側表面２２０と一体となって形成し、この第２排出ダクト２５３から、第１貯留室２３０に既に収集されている吐出量２５０の粒子状の吸収性材料３１０が流れ出る。

図２に示す好適な実施形態では、可動部材２４０が第１作用位置と第２作用位置との間を移動して、主本体２００の内側表面２２０、２２１、２２２、２２３と一体となって形成する第１貯留室２３０及び第２貯留室２５１は、これらの貯留室が粒子状の吸収性材料３１０の密閉性を確保することを特徴としている。密閉性は、可動部材２４０の表面２４１、２４２、２４３、２４４と主本体２００の内側表面２２０、２２１、２２２、２２３との間の適切な接合公差により効果的に実現することができる。好適な実施形態では、０．０５から０．２ｍｍまでの距離を、可動部材２４０の第１側面２４１と第２側面２４２との間の２つの接続表面２４３、２４４と、該当する内部側面壁２２１及び２２２との間に実現することが可能である。同様に、同じ距離を、可動部材２４０の第１尖頭端部２６０と主本体２００の上側部分２７０の内側表面２７４との間で実現することができる。また、図２の好適な実施形態では、しかしながら、可動部材２４０の第２端部２９０の第１辺縁２９１及び第２辺縁２９２は、主本体２００の第１内側表面２２０及び第２内側表面２２３とそれぞれ接触するようにすることができる。

好適な実施形態では、可動部材２４０は、図３及び図５に明確に強調されている２つの作用位置の間を、図１０のグラフの上側部分に表示される速度分布で移動し、このグラフから、一例として、吸収性構造体を、１分当たり７００個の物品を製造する製造ラインで製造するために必要なサイクル時間Ｔ＝０．００８５７秒である場合に、可動部材２４０が２つの作用位置の間を移動するために要する時間ｔが、サイクル時間の１５％〜４０％を占めてしまい、この場合、好適な値２５％は、この特定の事例では、ｔ＝０．００２１４秒となることが分かる。

当業者であれば、速度分布を、ディスペンサ３０によって生じる連続的な一定質量流３２０の粒子状の吸収性材料３１０の質量と、関連する貯留室２３０、２５１に連続的な一定質量流３２０が生じている時間の両方を一定に制御する動作と組み合わせると、図２に示す好適な実施形態における器具２０は、非常に多くの吐出量２５０を発生させることができ、全ての吐出量が、粒子状の吸収性材料３１０の重量について同じ量を有することが理解できるであろう。

図４は、可動部材２４０が２つの作用位置の間を高速で移動して、粒子状の吸収性材料３１０による汚染が、粒子がない状態になっているはずのシート５０、６０の領域において生じてしまう危険を最小限に抑える過程を明確に示し、実際、図５に明確に示すように、移動速度によって、排出ダクトが該当する貯留室において閉じる前に不意に排出ダクトにこぼれ落ちる材料の量を最小限に抑えることができる。

図４は更に、好適な実施形態において、粒子状の吸収性材料３１０の排出動作が、主本体２００の上側部分２７０に位置する吸気口２８０を設けることにより、有利に進行する様子を明確に示している。

実際、好適な実施形態では、スロット群又は孔群とすることができるこれらの吸気口２８０によって、粒子状の吸収性材料３１０が射出ノズル５００に向かって流れるときに、空気流２８５で、それぞれの排出ダクト２３３、２５３内に形成される空隙を埋めることができ、この射出ノズル５００が今度は、粒子状の材料を移動シート５０、６０に供給するように機能する。

当業者であれば、図３及び図５に模式的に図示されるように、吸気口２８０が更に、粒子状の吸収性材料３１０の装填工程に有利に作用して、それぞれの貯留室２３０、２５１に含まれる空気を容易に排出することができることを理解できるであろう。

装置２０が動作を実行している間、ディスペンサ３０は、粒子状の吸収性ポリマー材料３１０の連続的な一定質量流３２０を、供給マニホールド２１０の口部２１５に供給することにより、２つの貯留室２３０、２５１を交互に充填し、貯留室２３０、２５１は次に、これらの貯留室がそれぞれの排出ダクト２３３、２５３に移行するときに空になる。

直ぐ上に説明した動作を周期的に繰り返すことにより、粒子状の吸収性ポリマー材料３１０の連続的な一定質量流３２０を、複数の離散的な所定量又は吐出量２５０の粒子状の吸収性材料３１０からなる間欠流に移行させることができ、これらの粒子状の吸収性材料は、基材又はシート５０、６０に堆積させることができ、当該基材又はシート５０、６０は、図２の好適な実施形態による器具２０を用いる図１及び図６の製造方法において、例えば作業方向Ｘに沿って、直線速度４．６６７ｍ／ｓで移動することができ、この直線速度は実際には、各吸収性構造体が４００ｍｍの長さを有する構成の吸収性構造体群を１分当たり７００個の割合で製造するために必要な速度である。

当業者であれば、本発明の装置は、反対方向にも、すなわち右から左へも同様に良好に動作することができるので、本説明に添付されるこれらの図に使用されるＸ方向の左から右への移動は、説明のためにのみ用いられていることを見落とさないであろう。

器具２０の好適な実施形態では、図１〜図６に明確に表されているように、射出ノズル５００は、主本体２００の下側部分２７１に、射出ノズル５００と主本体２００の２つの部材との間に配置されるマニホールド４００を介して接続することができる。

マニホールド４００は、図２の好適な実施形態では、マニホールド４００自体の外周を取り囲み、かつマニホールド４００との射出ノズル５００の接続縁５２０に位置する開口部群４２０に給気するように機能する加圧空気貯留容器４１０を備え、高速空気流４５０を射出ノズル５００内で生成することができる。空気流４５０の流速は１００〜３００ｍ／ｓで変化させることができる。

好適な実施形態では、この特徴は、マニホールド４００の４つの側面に形成され、かつ１〜２．５ｍｍの直径を有し、５〜１５ｍｍの距離を置いて配置される孔群によって実現され、更に好適な構成では、孔群は、１０ｍｍの距離を置いて１．５ｍｍの直径を有することができる。

空気流４５０は、２つの基本機能を果たす。第１の機能は、大気圧よりも小さい圧力値を高速空気によって生じるベンチュリー効果により射出ノズル５００の入口に生成することであり、この高速空気は、図４に明確に示すように、吸気口又は開口部群２８０を通って流れる空気流２８５と一体となって、それぞれの貯留室２３０及び２５１内に貯留される吐出量２５０の粒子状の吸収性材料３１０を、より大きなエネルギーで取り出すことができ、第２の機能は、各個々の吐出量２５０の粒子を積層させることである。実際、可動部材２４０が２つの作用位置の間を移動し、関連する排出ダクト２３３、２５３を開放すると、対応する貯留室２３０、２５１に既に収容されていた１回吐出量２５０の粒子状の吸収性材料３１０が、これもまた空気流４５０のベンチュリー効果により発生する圧力勾配によって塊として取り出される。吐出量２５０のこれらの粒子状の吸収性材料３１０が、空気流４５０に捕捉されると直ぐに、これらの粒子状の吸収性材料３１０は、初期吐出工程における吐出量２５０の粒子全体が流動する流速よりも速い流速に加速され、その結果、吐出量２５０の粒子自体を広げる、又は積層することができる。この効果により、又はそうではなく、空気流４５０の流速を調整することにより、１回吐出量２５０に相当する吐出長さ７２、８２を制御し、必要に応じて変化させることができる。

好適な実施形態では、空気流４５０の流速は、加圧空気貯留容器４１０の内部の空気圧の値を適切に調整することにより変えることができる。適正な空気圧値は、０．３×１０ ^５ Ｐａ〜４×１０ ^５ Ｐａであり、特に好ましくは、０．７×１０ ^５ Ｐａ〜１．５×１０ ^５ Ｐａの範囲の値である。

圧力値を調整する簡易かつ効果的なシステムでは、加圧空気貯留容器４１０を、加圧空気を生成する装置に接続して、容器と装置との間に、ｖｉａ Ｔｒｉｅｓｔｅ １６，Ｖｉｍｅｒｃａｔｅ（ＭＢ）２０８７１（郵便番号）にあるＮｏｒｇｒｅｎ ＳｐＡが製造、販売しているタイプＲ７３Ｇ−３ＧＫ−ＮＭＲの圧力調整装置を配置する。

吐出量２５０の粒子状の吸収性材料３１０を移動シート５０、６０に供給する機能を実行するのみならず、長さ７２、８２を規定し、制御する好適な実施形態における射出ノズル５００は更に、シート５０、６０に塗布される粒子状の吸収性材料３１０の各１回吐出量２５０の幅７５、８５を制御する機能を実行して、吐出量２５０の幅７５、８５が、射出ノズル５００の端部の幅５５０により正確に決定されるようにする。

これらの添付の図には図示されていない更に好適な構成では、吐出量２５０の幅７５、８５に対する更に良好な制御を確実に行うために、装置２０の主要構成部材群は、又はこのような表現ではなく、供給マニホールド２１０、可動部材２４０、主本体２００、マニホールド４００、及び射出ノズル５００は、これらの部材が全て、粒子状の吸収性材料３１０が通過するダクト内側幅を有し、このダクト内側幅が、１回吐出量２５０に必要な幅７５、８５に等しくなるように形成される。実際、この更に別の構成では、粒子状の吸収性材料３１０の内側通路の幅にバラツキが生じることがなく、当該幅が従って、横方向の変化の影響を受けることがなく、これにより従って、粒子状の吸収性材料３１０の更に安定した規則的な流れ、及び最終的な吐出量２５０の幅７５、８５に対する更に良好な制御が確保される。

当業者であれば、器具２０は、図２に示す好適な実施形態では、ステンレス鋼ＡＩＳＩ ３０４、具体的には、粒子状の吸収性材料３１０に直かに触れる構成部材群により形成することができる。実際、極めて高い吸湿性を示す粒子状の吸収性材料３１０は、起こり得る腐食過程を、耐腐食性金属以外の金属に触れる場合に開始してしまい、可能な表面処理を施しても、これらの表面処理が粒子状の吸収性材料３１０自体の摩耗作用によって短時間で消滅するので保護を行うことができない。

当業者であれば更に、粒子状の吸収性材料３１０が流れ出るときの流出元の射出ノズル５００の噴出端５１０は、それぞれの連続帯状体５０、６０から距離１１０を置いて配置することができ、この距離１１０は、０．１ミリメートルの最小値から４０ミリメートルの最大値にまで変えることができることを理解できるであろう。この可変性は、当該材料の粒子のサイズ、各吐出量２５０に必要な粒子状の吸収性材料３１０の量のような幾つかの要素のみならず、粒子状の吸収性材料３１０の塗布先の連続帯状体５０、６０の種類及び性質のようなプロセスパラメータによって異なることは明らかである。

図１に示す製造方法１０では、図２の好適な実施形態による制御された量の粒子状の吸収性ポリマー材料３１０を不連続的に塗布する装置２０は、吸水性セルロース繊維層により形成される連続帯状体５０と組み合わせて使用することができ、吐出量２５０の塗布方法は、吸水性セルロース繊維層により形成される連続帯状体５０が図１に示すように、既に形成されている場合、又は連続帯状体５０自体を形成している際のいずれの場合でも実行することができる。

吸収性構造体７０のこの種類の製造方法では、射出ノズル５００の噴出端５１０とシート５０との間の距離１１０は、最小１５ミリメートル〜最大４０ミリメートルの範囲とすることができ、好適な値は３０ミリメートルであり、この値は、特に粒子状の吸収性ポリマー材料３１０を連続帯状体５０の製造工程において塗布する場合、粒子状の吸収性ポリマー材料３１０を連続帯状体５０の構成繊維と更に完全に混合する際に有利に作用する。

図６に示す例示的な製造方法１０'では、図２の好適な実施形態による制御された量の粒子状の吸収性ポリマー材料３１０を不連続的に塗布する装置２０を用いて吸収性構造体８０を製造することができ、この吸収性構造体８０は、中空形成部群又は微小凹形成部群８２０に、通常、不織布材料帯状体により形成されるシート６０に付着する粒子状の吸収性材料３１０を充填することにより製造される。各吸収性構造体８０のこれらの中空形成部群又は微小凹形成部群８２０は、アレイ状の平行な行８５０に並んだセル群又は中空部群、或いは凹部群８２０として設けることができる。

セル群又は中空部群８２０の各々は、図８に示す円形とするか、又は六角形、或いは任意の他の形状とすることができる口形状８２５を有する。

吸収性構造体８０を製造するのに適するシートは、米国サウスカロライナ州のＳｉｍｐｓｏｎｖｉｌｌｅ８４０ ＳＥ Ｍａｉｎ Ｓｔｒｅｅｔの２９６８１にあるＦｉｔｅｓａが製造、販売している１０ｇ／ｍ^２親水性ＳＭＳ，ｃｏｄｅ ＩＣ３ＥＷ−１００ ０１０ ＤＢ Ｗである。

上に簡単に説明した吸収性構造体８０を製造する場合、支持シート６０は、ドラムとするか、又は図６に示すように、ベルト６００とすることができる支持装置の上を搬送され、このベルト６００には、当該ベルトの外側表面６５０にある複数のグループ６１０の窪み６２０が設けられ、これらの窪み６２０は、空洞群又は凹部群８２０の所望の形状を再現する断面を有する。これらのアレイ群８１０は、吸収性構造体８０の長さ８３に等しい一定ピッチＰで離間配置される。支持シート６０は、成形ベルト６００に付着させ、例えばローラの外側表面に、ベルト又はドラム６００の外側表面６５０のこれらの窪み６２０の形状及び位置に対応する複数の突起を備える利用可能な加圧ローラ（図６に示す方法では使用されない）が、ベルト又はドラム６００の内側表面６４０に真空供給機構６７０を介して加わる、大気圧より低い圧力源６６０の作用と一体となって作用することにより変形を受ける。通気面６２５がこれらの窪み６２０の底部にあることにより、これらの通気面６２５が真空供給機構６７０の傍に並んで位置すると、大気圧より低い圧力源６６０によって生成される真空によって、シート６０が成形ベルト６００の窪み６２０の内部に吸引されて、空洞群又は凹部群８２０が結果的に形成された状態の変形が起こる。

当業者であれば、変形動作は、上に説明した２つの器具のうちの一方の器具によってのみ行うこともでき、実際、図６の図に強調されているように、シート６０の変形は、真空作用によってのみ行うことができることを見落とさないであろう。

直ぐ上に説明した形成プロセスは、プラスチック材料フィルムを真空中で変形させる方法とほぼ同様であり、例えば欧州特許出願公開第１９７４７０５Ａ１号、及び同第２２８６７７６Ａ１号に記載されているベルトシステム上で、又はドラムシステム上のいずれでも実施することができるので有利である。

図６に示す例示的な製造方法１０'では、装置２０は、吐出量２５０の粒子状の吸収性ポリマー材料３１０を、連続帯状体６０に既に形成されている関連するアレイ８１０の空洞８２０内に堆積させる。この特定のプロセスでは、射出ノズル５００の噴出端５１０とシート５０との間の距離１１０は、最小０．１ｍｍ〜最大５ｍｍの範囲に、好ましくは、０．５ｍｍ〜１ｍｍの範囲に収めることにより、粒子状の吸収性材料３１０が、ベルト６００で支持されるシート６０から跳ね返るのを必ず回避することができるので、粒子状の材料を付着させてはならない領域の汚染を回避することができる。

方法１０'では、吐出量２５０の粒子状の吸収性材料３１０を堆積させる工程は、空洞群８２０のアレイ８１０を形成する工程と同時に行われ、従って、器具２０は、吐出量２５０の粒子状の吸収性材料３１０の堆積を、第１空洞群又は中空部群８２０自体が、射出ノズル５００の口部又は噴出端５１０の下方に来ると直ぐに開始し、吐出動作は、関連するアレイ８１０の空洞群８２０の全てが、口部又は噴出端５１０の下方を通過してしまうことにより、粒子状の吸収性材料３１０で充填されてしまうと停止する。

器具２０の更に別の特に好適な実施形態では、射出ノズル５００を細かく分割して、互いから該当する幅５５０に沿って分離され、かつ互いに並んで配置される複数のダクトとに細分割することができ、これらのダクトは、粒子状の吸収性材料３１０の塗布を行うと、粒子状の材料が塗布／進行方向Ｘに直交し、かつシート５０、６０に直交するＹ方向に不連続になるように設計される。

当業者には、更に別の実施形態を、図６に示す製造方法１０'に適用することができる、すなわち装置２０が、１回吐出量２５０の粒子状の吸収性材料３１０を、今度は、互いに平行に複数行８５０に並んだ凹部群又は空洞群８２０により形成される対応するアレイ群８１０に充填する場合に適用することができるので有利であることは明らかであり、この場合、互いに隣接配置される一連のダクトを備える射出ノズル５００は、各噴出ダクトが、該当する並び８５０に同軸に配置されるように用いることができる。

吸収性構造体８０は、粒子状の吸収性材料３１０を中空部群８２０内に、更に別の不織布材料シートで密封することにより、粒子状の吸収性材料３１０を閉鎖し、固定する、例えば機械システム７５０又は糊付けシステム６９０、７００のような適切な手段を設けることにより完成させることができる。

勿論、本発明の原理を損うことなく、製造及び実施形態についての詳細は、記載され、かつ例示される製造及び実施形態について、以下の請求項に規定される本発明の範囲から逸脱しない限り、広範に変えることができる。

１０、１０' 製造方法
２０ 器具
３０ ディスペンサ
４０ ローラ
５０、６０ 連続帯状体
７２、８２ 長さ
７５、８５ 幅
８０ 吸収性構造体
８３ 吸収性構造体８０の長さ
１１０ 距離
２００ 主本体
２１０ 供給マニホールド
２１５ 口部
２２０ 第１内部側面
２２１、２２２ 内部側面壁
２２３ 第２内部側面
２３０ 第１貯留室
２３３ 第１排出ダクト
２３５ 支持体
２４０ 可動部材
２４１ 第１側面
２４２ 第２側面
２４３、２４４ 接続表面
２４５ アクチュエータ手段
２５０ 吐出量
２５１ 第２貯留室
２５３ 第２排出ダクト
２６０ 第１尖頭端部
２６５ 機械接続手段
２７０ 上側部分
２７１ 下側部分
２７４ 上側部分２７０の内側表面
２７５ 内側表面
２８０ 吸気口
２８５ 空気流
２９０ 第２端部
２９１ 第１辺縁
２９２ 第２辺縁
２９５ シャフト
３１０ 粒子状の吸収性材料
３２０ 一定質量流
４００ マニホールド
４１０ 加圧空気貯留容器
４２０ 開口部群
４５０ 高速空気流
５００ 射出ノズル
５１０ 噴出端
５２０ 接続縁
５５０ 射出ノズル５００の端部の幅
６００ ベルト
６１０ グループ
６２０ 窪み
６４０ ベルト又はドラム６００の内側表面
６５０ ベルトの外側表面
６６０ 圧力源
６７０ 真空供給機構
６９０、７００ 糊付けシステム
７５０ 機械システム
８１０ アレイ
８２０ 微小凹形成部群
８２５ 口形状
８５０ 行

Claims (14)

1. シート上に、粒子状の吸収性材料の流れを間欠的に塗布するための装置であって、
   方向Ｘに沿って、連続シートを移動させるための手段と、
   粒子状の前記吸収性材料の連続的で制御された流れを供給するための手段と、
   粒子状の吸収性材料の前記連続的で制御された流れを間欠流に変換して、前記方向Ｘに沿って移動することができる前記連続シートに、複数の離散的な吐出量の前記吸収性材料を供給する器具と、
   第１排出ダクトおよび第２排出ダクトを通って、前記移動する連続シートに交互に排出される前記吸収性材料の前記複数の離散的な吐出量を塗布するための手段と
   を備え、
   前記器具は、
   供給マニホールドと、
   射出ノズルと、
   前記供給マニホールドと前記射出ノズルとの間に配置される主本体と
   を備え、
   前記器具は、前記粒子状の吸収性材料を、前記供給マニホールド、前記射出ノズル、及び前記主本体のそれぞれの対称軸に一致する方向（Ｙ'−Ｙ'）に沿って流動させるように構成され、
   前記主本体内には可動部材が収容され、前記可動部材は、第１作用位置と第２作用位置との間で第１と第２の反対方向に交互に移動することができることにより、前記可動部材が前記第１作用位置に位置するときに、前記可動部材が、連続して供給される前記粒子状の吸収性材料の第１の吐出量を保持するための第１貯留室、及び前記粒子状の吸収性材料の前記第１排出ダクトを形成するようになり、前記可動部材が前記第２作用位置にあるときに、前記可動部材が、前記吸収性材料の第２の吐出量を保持するための第２貯留室、及び前記第２排出ダクトを形成するようになる、装置。
2. 前記粒子状の吸収性材料を通過させるように設計される前記主本体は、前記粒子状の吸収性材料の前記通過方向（Ｙ'−Ｙ'）と直交する方向に、全ての角度が直角の四角形の形状の内部断面を呈する、請求項１に記載の装置。
3. 前記可動部材は、第１端部及び第２端部と、前記粒子状の吸収性材料の前記流れの通過方向（Ｙ'−Ｙ'）に沿って対称である２つの側面と、を有する楔形状を有し、前記２つの側面は、第１尖頭端に向かって収束し、前記第２端部と一体となって第１辺縁及び第２辺縁をそれぞれ形成し、前記可動部材は、前記第２端部の位置で、シャフトの軸（Ｘ'−Ｘ'）の回りを自由に回転する前記シャフトに接続され、前記シャフトは、前記可動部材が、前記第１作用位置と前記第２作用位置との間で前記軸（Ｘ'−Ｘ'）の回りの揺動運動（２θ）を行うことができるように構成される、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記可動部材はアクチュエータ手段に接続され、前記アクチュエータ手段は、前記揺動運動（２θ）を前記可動部材に与えて前記軸（Ｘ'−Ｘ'）の回りに揺動させるように構成され、前記アクチュエータ手段は、サーボモータにより形成される、請求項３に記載の装置。
5. 前記主本体の上側部分には、吸気口群が設けられ、前記吸気口群は、スロット又は孔である、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記射出ノズルは、前記主本体の下側部分に、前記射出ノズルと前記主本体との間に配置されるマニホールドを介して接続され、前記マニホールドには、外周を覆い、かつ前記マニホールドの内部と流体連通する加圧空気貯留容器を設ける、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記加圧空気貯留容器内の空気圧は、０．３×１０ ^５ Ｐａ〜４×１０ ^５ Ｐａである、請求項６に記載の装置。
8. 前記加圧空気貯留容器は前記マニホールドと、前記射出ノズルとの前記マニホールドの接続縁に配置される開口部群を通って連通し、前記射出ノズル内で高速の空気流を生成することができる、請求項６に記載の装置。
9. 前記供給マニホールド、前記可動部材、前記主本体、前記マニホールド、及び前記射出ノズルは全て、同じ内部横方向幅を有する、請求項６に記載の装置。
10. 前記射出ノズルは、互いから分離され、かつ互いに並んで配置される複数のダクトに細分割され、前記複数のダクトは、前記連続シートへの前記粒子状の吸収性材料の塗布を、前記方向Ｘ及び前記方向Ｘと直交する方向Ｙの両方向に不連続に行うように構成される、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
11. 使い捨て衛生生理用品に用いられる吸収性構造体（７０、８０）を製造する機械であって、前記機械は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置を備える、機械。
12. シート上に、粒状材料の流れを間欠的に塗布する方法であって、
    連続シートを移動させる工程と、
    連続的で重量制御された粒状材料の流れを供給する工程と、
    吸気口、射出ノズル、前記吸気口と前記射出ノズルとの間の中空チャンバ、および前記中空チャンバ内に収容され、第１作用位置と第２作用位置との間で可動である可動部材を有する主本体を供給する工程であって、前記可動部材が、前記第１作用位置及び前記第２作用位置で、第１貯留室及び第１排出ダクトと、第２貯留室及び第２排出ダクトと、をそれぞれ前記中空チャンバ内で形成する、供給する工程と、
    前記主本体の前記吸気口に前記連続的で重量制御された粒状材料の流れを供給し、前記第１作用位置と前記第２作用位置との間で、前記可動部材を交互に移動させ、前記第１貯留室及び前記第２貯留室に交互に充填する工程と、
    前記第１貯留室及び前記第２貯留室に収容される前記粒状材料を、前記第１排出ダクト及び前記第２排出ダクトを通って交互に排出する工程と、
    前記第１排出ダクト及び前記第２排出ダクトを通って、前記移動する連続シートに前記粒状材料を塗布する工程と、
    を含む、方法。
13. 前記第１貯留室及び前記第２貯留室に収容される前記粒状材料は、空圧取出手段で取り出される、請求項１２に記載の方法。
14. 前記空圧取出手段はベンチュリー効果を利用する、請求項１３に記載の方法。

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