JP6601304B2 - 供給管および吸収マットの形成装置ならびに吸収マットの形成方法 - Google Patents

Description

本件は、吸収マットを形成する装置および方法と、これらの装置および方法で用いられる高吸水性樹脂の供給管に関する。

従来、紙おむつや生理用ナプキンといった吸収性物品が知られている。吸収性物品には、着用者から排泄される尿や経血などの液体を吸収する吸収マットが設けられている。この吸収マットの一つとして、パルプやレーヨンなどの繊維材料に粉粒状の高吸水性樹脂が混合されたものが開発されている。繊維材料によって拡散された液体が高吸水性樹脂に保持されることで、吸収マットの吸液性を高めることができる。

吸収マットでは、高吸水性樹脂の混合状態を調整することにより、吸液特性を向上させることができる。そこで、吸収マットにおいて高吸水性樹脂を所定の状態に混合する技術が提案されている。
たとえば、ラップシートで被包される吸収マットに混合される高吸水性樹脂を分級する技術が検討されている。この技術では、ラップシートの細孔径よりも大きい粒径と小さい粒径とに高吸水性樹脂が分級されたうえで、大きい粒径の高吸水性樹脂のみが散布されたラップシートに対して、パルプに混合された小さい粒径の高吸水性樹脂が積層される。このようにして得られた吸収マットによれば、ラップシートの目詰まりが抑えられ、液透過性が高められるとされる（特許文献１参照）。

特開2008-284182号公報

しかしながら、吸収マットにおいて高吸水性樹脂のみが散布された層では、パルプが含まれないことから、液体の拡散性が低下するおそれがある。そのうえ、高吸水性樹脂が吸収した液体を保持することで膨張（膨潤）することにより、液体の透過が妨げられる現象（以下「ゲルブロック」という）が発生しうる。そのため、却って吸収マットの吸液性の低下を招くおそれがある。

本件の供給管および吸収マットの形成装置ならびに吸収マットの形成方法は、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、吸収マットの吸液性を高めることを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用および効果であって、従来の技術では得られない作用および効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。

（１）ここで開示する供給管は、繊維材料に混合された高吸水性樹脂を有する吸収マットを形成する形成装置において、前記繊維材料が分散されたダクトの内部に前記高吸水性樹脂を供給する。
本供給管は、前記高吸水性樹脂を少なくとも二つに分級する分級部と、前記分級部で分級された一方の前記高吸水性樹脂を第一供給口から供給する第一通路と、前記分級部で分級された他方の前記高吸水性樹脂を第二供給口から供給する第二通路とを備える。

（２）前記第一通路または前記第二通路は分岐した複数の副通路を有することが好ましい。
（３）さらに、前記複数の副通路のうち少なくとも一つを除く前記副通路に前記分級部が設けられ、前記分級部のそれぞれは、異なる粒径に前記高吸水性樹脂を分級することが好ましい。

（４）前記第一供給口の開口面積と前記第二供給口の開口面積とが等しいことが好ましい。
（５）または、前記第一供給口の開口面積と前記第二供給口の開口面積とが相違することが好ましい。

（６）ここで開示する吸収マットの形成装置は、上記の供給管と、前記ダクトで外周の一部が覆われ、前記繊維材料および前記高吸水性樹脂を前記外周の一部に積層して前記吸収マットを形成するドラムとを備える。
（７）前記第一供給口および前記第二供給口は、前記ドラムの周方向に沿って配置されることが好ましい。
（８）また、前記第一供給口および前記第二供給口は、前記ドラムの軸方向に沿って配置されることが好ましい。

（９）前記外周の一部に対する前記第一供給口の最短距離と前記外周の一部に対する前記第二供給口の最短距離とが相違することが好ましい。
（１０）または、前記外周の一部に対する前記第一供給口の最短距離と前記外周の一部に対する前記第二供給口の最短距離とが等しいことが好ましい。
（１１）前記分級部は、前記ダクトの内部に配置されることが好ましい。

（１２）ここで開示するマットの形成方法は、繊維材料が分散されたダクトの内部に高吸水性樹脂を供給する供給工程を有する。
前記供給工程は、前記高吸水性樹脂を少なくとも二つに分級する分級工程と、前記分級工程で分級された一方の前記高吸水性樹脂を供給する第一供給工程と、前記分級工程で分級された他方の前記高吸水性樹脂を供給する第二供給工程とを有する。
なお、本形成方法は、前記供給工程で供給された前記高吸水性樹脂と前記繊維材料とを積層する積層工程も有する。

本件で示す供給管によれば、粒径に応じて高吸水性樹脂の流通する通路が類別されることで、繊維材料が分散されたダクトの内部に供給口のそれぞれから供給される高吸水性樹脂の粒径を相違させることができる。よって、高吸水性樹脂のみの層を形成することなく、繊維材料と高吸水性樹脂との混合状態を調整することができる。そのため、高吸水性樹脂の積層状態を調整することができ、吸収マットの吸液性を高めることができる。
同様に、本件で示す吸収マットの形成装置および形成方法によれば、吸液性が高められた吸収マットを形成することができる。

第一実施形態を説明する図であり、パルプ繊維が分散されたダクトの内部に供給管から供給される高吸水性樹脂が混合され、外周に吸収マットを積層して形成するドラムを模式的に示す断面図である。 第一実施形態を説明する図であり、供給管の一部を破断させて示す斜視図である。 第一実施形態を説明する図であり、吸収マットの形成方法を示すフローチャートである。 第一実施形態の変形例を説明する図であり、供給管の一部を破断させて示す斜視図である。 第二実施形態を説明する図であり、吸収マットの製造装置の要部を模式的に示す断面図である。 その他の実施形態を説明する図であり、供給管の斜視図である。

図面を参照して、実施形態としての供給管および吸収マットの形成装置ならびに吸収マットの形成方法について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

本実施形態の装置および方法で形成される吸収マットは、吸液性のマット部材である。この吸収マットは、吸収性物品に設けられる。吸収性物品とは、着用者に装着され、尿や経血といった液体を吸収マットで吸収する補助具である。この吸収性物品としては、テープ型やパンツ型の紙おむつ（いわゆる「使い捨て紙おむつ」），尿パッド，生理用ナプキン，パンティーライナーなどが挙げられる。

本実施形態では、高吸水性樹脂の供給管とドラムとを用いた吸収マットの形成について説明する。また、吸収マットの形成装置については、ドラムの軸心を基準に軸方向および周方向を定める。この形成装置における供給管については、特に断らない限り、高吸水性樹脂の流通方向を基準に上流および下流を定める。さらに、形成される吸収マットについては、着用者の肌に向かう側（着用された状態で内側）を肌面側とし、肌面側と反対側（着用された状態で外側）を非肌面側とする。そのほか、重力の作用方向を下方とし、下方の反対方向を上方とする。
以下、二つの実施形態を例示する。

［Ｉ．第一実施形態］
［１．構成］
まず、図１を参照して、吸収マットの形成装置について、構成を述べる。
この装置で形成される吸収マット４には、パルプ繊維（繊維材料）４ａおよび高吸水性樹脂（いわゆるＳＡＰ〈Superabsorbent polymer〉，高吸水性高分子あるいは高吸水性ポリマーとも称される）４ｂが含有される。たとえば、パルプ繊維４ａによって拡散された液体を高吸水性樹脂４ｂが吸収し保持する。なお、パルプ繊維４ａに替えてまたは加えて、繊維状のレーヨンやコットンといった繊維材料を用いてもよい。

ここでは、粒径分布の中央（以下「所定粒径」という）に一つのピークをもつ粉粒状の高吸水性樹脂４ｂが用いられる。言い換えれば、所定粒径の割合が多い高吸水性樹脂４ｂが用いられている。ただし、粒径分布に複数のピークをもつ高吸水性樹脂４ｂを用いてもよい。
高吸水性樹脂４ｂは、粒径が大きくなるほど、単位体積あたりの表面積（すなわち「比表面積」）が小さくなることから、液体の吸収速度が抑えられ、液体の保持量が高められる傾向にある。仮に、吸収マット４に高吸水性樹脂４ｂのみの層が形成されれば、この層ではゲルブロックが発生しやすくなる傾向にある。

この形成装置には、パルプ繊維４ａの供給路を形成する一つのダクト５と、ダクト５内部への高吸水性樹脂４ｂの供給路を形成する供給管７と、ダクト５および供給管７から供給されるパルプ繊維４ａおよび高吸水性樹脂４ｂを外周２に積層して回転しながら吸収マット４を形成するドラム１とが設けられる。

〈ダクト〉
ダクト５には、ドラム１の外周２の一部２ａ（図１では右上の外周縁部）を覆うように配置された下流端部５ａに開口が設けられる。このダクト５は、下流端部５ａに向けて広げられたスカート状に設けられる。また、ダクト５の内部では、粉砕あるいは解繊されたパルプ繊維４ａが分散した状態でドラム１に向けて空気流で吹き付けられる。

〈供給管〉
供給管７には、ダクト５の内部に配置された下流端部（ここでは下方）に開口が設けられる。この供給管７は、複数に分岐しており、分岐数に応じた数の開口を有するパイプ部材（「多岐管」や「マニホールド」などとも称される）である。これらの開口が高吸水性樹脂４ｂの供給口として設けられている。ここでは、供給管７が上下に延びて配置されている。

なお、供給管７の上流端部（図示省略）は大気圧開放されている。これに対して、ダクト５の内部は、パルプ繊維４ａが流通していることから大気圧よりも低い気圧となっている。そのため、大気圧とダクト５の内部の圧力（負圧）との差圧によって、高吸水性樹脂４ｂがダクト５の内部に引き込まれるようにして供給される。そのほか、重力によっても高吸水性樹脂４ｂがダクト５の内部に供給される。

ここでは、ダクト５内部の分岐箇所Ｐで二つに分岐して二つの供給口１１，２１が設けられた供給管７を例示する。
この供給管７は、分岐箇所Ｐよりも上流側（ここでは上方）に設けられた一本の上流通路８と、分岐箇所Ｐよりも下流側（ここでは下方）で二つに分岐した分岐通路９とに大別される。

この分岐通路９には、第一分岐通路（第一通路）１０と第二分岐通路（第二通路）２０とが設けられる。第一分岐通路１０の下流端部には第一供給口１１が設けられ、同様に、第二分岐通路２０の下流端部には第二供給口２１が設けられている。これらの供給口１１，２１は、ドラム１の外周２を向いて配置される。

供給口１１，２１から供給される高吸水性樹脂４ｂの量は、供給口１１，２１の開口面積Ｓ₁，Ｓ₂に応じたものとなる。なぜならば、「大気圧とダクト５の内部の圧力との差圧」と「開口面積Ｓ₁，Ｓ₂」とを乗じた吸引力で、空気とともに高吸水性樹脂４ｂが吸い出されるからである。そのため、供給口１１，２１の開口面積Ｓ₁，Ｓ₂の大小を調整することで、高吸水性樹脂４ｂの供給量を調整することができる。

なお、ここでいう「供給量」とは、単位時間あたりにダクト５の内部に供給される高吸水性樹脂４ｂの流量（すなわち「体積流量」）を意味する。
ここでは、第一供給口１１の開口面積Ｓ₁と第二供給口２１の開口面積Ｓ₂とが等しく設けられている。

また、供給口１１，２１がドラム１に対して外周で回転方向上流側に配置されるほど、供給口１１，２１から供給される高吸水性樹脂４ｂは、吸収マット４において厚み方向に満遍なく分布する傾向にある。なぜならば、ドラム１の回転方向上流側に向かうほど吸収マット４の積層が進んでおらず、回転方向上流側に配置された供給口１１，２１から供給された高吸水性樹脂４ｂが初期段階から吸収マット４として積層されるからである。

具体的には、供給口１１，２１をドラム１に対して外周で回転方向上流側に配置するほど、吸収マット４の厚み方向においては、ドラム１の内周側（吸収マット４の深い側）から高吸水性樹脂４ｂが積層され、高吸水性樹脂４ｂがパルプ繊維４ａに満遍なく混合される傾向にある。反対に、供給口１１，２１をドラム１に対して外周で回転方向下流側に配置するほど、吸収マット４の表面側（外周側）における高吸水性樹脂４ｂの密度が高まる傾向にある。このように、吸収マット４の厚み方向における高吸水性樹脂４ｂの密度分布（密度配向）は、ドラム１に対して外周で供給口１１，２１が配置される周方向位置に応じたものとなりうる。
ここでの供給口１１，２１は、周方向に沿って配置されている。具体的には、第二供給口２１よりも第一供給口１１のほうが、ドラム１に対して外周で回転方向下流側に配置されている。

さらに、供給口１１，２１から供給される高吸水性樹脂４ｂは、ドラム１の外周２に対する供給口１１，２１の最短距離Ｌ₁，Ｌ₂が長いほど、パルプ繊維４ａへの混合が促進され、吸収マット４の厚み方向に満遍なく分布する傾向にある。反対に、ドラム１の外周２に対する供給口１１，２１の最短距離Ｌ₁，Ｌ₂が短いほど、パルプ繊維４ａへの高吸水性樹脂４ｂの混合が促進されず、吸収マット４において所定の層の密度が高まる傾向にある。ここでいう「所定の層」とは、ドラム１に対して外周に配置された供給口１１，２１の周方向位置に対応する吸収マット４の深さにおける層である。

ここでの供給口１１，２１は、ドラム１の外周２に対する最短距離Ｌが相違するように配置されている。具体的には、第一供給口１１よりも第二供給口２１のほうがドラム２に近接（ドラム１の外周２に対する第一供給口１１の最短距離Ｌ₁＞ドラム１の外周２に対する第二供給口２１の最短距離Ｌ₂）して配置されている。

図１および図２に示すように、供給管７には、高吸水性樹脂４ｂを二つに分級する分級部３０が設けられている。
分級部３０は、篩状のメッシュ部材である。この分級部３０のメッシュ（篩目開き）は、高吸水性樹脂４ｂの所定粒径に応じて設定される。具体的に言えば、所定粒径よりも大きい高吸水性樹脂４ｂ（以下「大粒高吸水性樹脂４１ｂ」という）は通過することができず、所定粒径以下の高吸水性樹脂４ｂ（以下「小粒高吸水性樹脂４２ｂ」という）は通過することができるメッシュが分級部３０に採用される。そのため、高吸水性樹脂４ｂは、大粒高吸水性樹脂４１ｂと小粒高吸水性樹脂４２ｂとの二つに篩い分けられる。

この分級部３０は、分岐通路９に設けられ、ダクト５の内部に配置される。ここでは、第二分岐通路２０の上流端部において、高吸水性樹脂４ｂの流通方向に交差して分級部３０が配置されている。具体的には、上流通路８における高吸水性樹脂４ｂの流通方向に対して、分級部３０が傾斜して交差するように配置される。
分級部３０によって分級された大粒高吸水性樹脂４１ｂは、第一分岐通路１０を流通して第一供給口１１から排出される。また、分級部３０によって分級された小粒高吸水性樹脂４２ｂは、第二分岐通路２０を流通して第二供給口２１から排出される。

ただし、小粒高吸水性樹脂４２ｂの中には、分級部３０を通過しないものもあり、全ての小粒高吸水性樹脂４２ｂが分級部３０を通過するとは限らない。そのため、分級部３０を通過しなかった小粒高吸水性樹脂４２ｂは、第一供給口１１から排出される。
たとえば、供給管７に供給される高吸水性樹脂４ｂは、ダクト５の内部に過不足なく供給されるようにするために、供給口１１，２１からダクト５内部への高吸水性樹脂４１ｂ，４２ｂの各供給量に応じて、大粒高吸水性樹脂４１ｂおよび小粒高吸水性樹脂４２ｂの供給割合を設定することができる。
供給口１１，２１のそれぞれからダクト５の内部に排出され供給された高吸水性樹脂４１ｂ，４２ｂは、ダクト５の内部で分散した状態のパルプ繊維４ａに混合され、ドラム１に供給される。

〈ドラム〉
ドラム１は、供給されたパルプ繊維４ａおよび高吸水性樹脂４ｂを内周側へ吸引して積重することで、吸収マット４を外周２に形成する円筒状の回転体である。このドラム１の外周２には、吸収マット４の概形に応じた形状の金型３が設けられており、金型３の内部に積重されたパルプ繊維４ａおよび高吸水性樹脂４ｂが吸収マット４として形成される。

図１では、右上の外周２の一部２ａにパルプ繊維４ａおよび高吸水性樹脂４ｂが供給され、反時計回りに回転するドラム１を例示する。ここでは、ドラム１の下部において、搬送ライン上に吸収マット４が受け渡されて載置される。

［２．フローチャート］
つづいて、図３を参照して、吸収マットの形成方法を説明する。この形成方法は、上述した形成装置によって吸収マット４を形成する方法である。
この形成方法では、供給工程（ステップＡ１），積層工程（ステップＡ２０）の順に各工程を実施する。さらに、供給工程では、分級工程（ステップＡ５）の後に、第一供給工程（ステップＡ１０）および第二供給工程（ステップＡ２０）の二つの供給工程を並列的に実施する。

以下、順を追って各工程を説明する。
ステップＡ１の供給工程では、はじめに供給管７によって高吸水性樹脂４ｂをダクト５の内部に供給する。
この供給工程では、ステップＡ５の分級工程において、供給管７の分級部３０によって、大粒高吸水性樹脂４１ｂと小粒高吸水性樹脂４２ｂとに高吸水性樹脂４ｂを篩い分けて二つに分級する。その後、ステップＡ１０の第一供給工程とステップＡ２０の第二供給工程とを同時に実施する。

第一供給工程では、第一分岐通路１０の第一供給口１１から大粒高吸水性樹脂４１ｂをダクト５の内部に供給する。また、第二供給工程では、第二分岐通路２０の第二供給口２１から小粒高吸水性樹脂４２ｂをダクト５の内部に供給する。
それから、ステップＡ３０の積層工程では、ダクト５の内部に供給された高吸水性樹脂４１ｂ，４２ｂの混合されたパルプ４ａがドラム１の金型３に積層される。そして、吸収マット４が形成される。

［３．作用および効果］
本実施形態の供給管および吸収マットの形成装置ならびに吸収マットの形成方法は、上述のように構成されるため、以下のような作用および効果を得ることができる。
〈供給管〉
まず、供給管７についての作用および効果を述べる。

（１）分級部３０で分級された二種の高吸水性樹脂４１ｂ，４２ｂは、粒径に応じて高吸水性樹脂４１ｂ，４２ｂの流通する分岐通路１０，２０が類別され、それぞれに対応する分岐通路１０，２０を流通して供給口１１，２１からパルプ繊維４ａが分散されたダクト５の内部に供給される。
そのため、ダクト５の内部において、パルプ繊維４ａに対する高吸水性樹脂４ｂの混合領域や混合密度を、高吸水性樹脂４ｂの粒径に応じて調整することができる。パルプ繊維４ａおよび高吸水性樹脂４ｂが積層される吸収マット４においても、パルプ繊維４ａに対する高吸水性樹脂４ｂの混合領域や混合密度を、高吸水性樹脂４ｂの粒径に応じて調整することができる。

よって、高吸水性樹脂４ｂの積層状態を調整することができ、さまざまな吸液特性の吸収マット４を形成することができる。延いては、吸液特性を高めた吸収マット４を得ることができる。
また、粒径によらず全ての高吸水性樹脂４ｂは、分散されたパルプ繊維４ａに混合されることから、吸収マット４に高吸水性樹脂４ｂのみの層が形成されることがない。そのため、ゲルブロックの発生を抑えることができる。この観点からも、吸収マット４の吸液性を高めることができる。

（２）ここでは、第一供給口１１の開口面積Ｓ₁と第二供給口２１の開口面積Ｓ₂とが等しく設けられているため、供給口１１，２１のそれぞれから同量あるいは略同量の高吸水性樹脂４１ｂ，４２ｂがダクト５の内部に供給することができる。よって、大粒高吸水性樹脂４１ｂの特性と小粒高吸水性樹脂４２ｂの特定との双方を確実に併せもつ吸収マット４を形成することができる。たとえば、液体の拡散性を高めてゲルブロックの発生を抑えつつ、排泄された液体の吸収性と吸収された液体の保持性とを向上させた吸収マット４を積層することができる。

そのほか、高吸水性樹脂４ｂの流通方向に対して分級部３０が傾斜して交差するように配置されるため、高吸水性樹脂４ｂを流通させる気流の分力によって分級部３０に付着した高吸水性樹脂４ｂが吹き飛ばすことができる。よって、分級部３０の目詰まりを抑えることができる。
なお、供給管７に供給される高吸水性樹脂４ｂとして、所定粒径およびこの周辺粒径の割合が小さいものを用いれば、分級部３０の目詰まりを抑えることができる。
さらに、分級部３０は、第二分岐通路２０の上流端部に配置されることによっても、目詰まりが抑えられる。

〈吸収マットの形成装置〉
つぎに、吸収マットの形成装置についての作用および効果を述べる。この形成装置は、上記した（１）および（２）の作用および効果に加えて、下記の（３）〜（６）の作用および効果を得ることができる。

（３）第二供給口２１よりも第一供給口１１のほうが、ドラム１に対して外周で回転方向下流側に配置される。そのため、第一供給口１１からの大粒高吸水性樹脂４１ｂは、第二供給口２１からの小粒高吸水性樹脂４２ｂよりも吸収マット４の表面側において高い密度で積層される。この高密度の大粒高吸水性樹脂４１ｂによって、排泄された液体を確実に吸収して保持することができる。

このように、吸収マット４の厚み方向において粒径ごとに高吸水性樹脂４ｂの密度を傾斜配向させることで、種々の吸液特性を得ることができる。
なお、第一供給口１１の開口面積を小さくしたり、ドラム１に対する最短距離Ｌ₁を長くすることで、吸収マット４の表面側への大粒高吸水性樹脂４１ｂの供給量を減少させることで、大粒高吸水性樹脂４１ｂによるゲルブロックの発生を確実に抑えることができる。

（４）また、ドラム１の外周２に対して、回転方向下流側の第一供給口１１の最短距離Ｌ₁よりも回転方向上流側の第二供給口２１の最短距離Ｌ₂のほうが短く設定されている。そのため、吸収マット４の所定の層において小粒高吸水性樹脂４２ｂの密度を高めることができる。よって、多様な吸液特性の吸収マット４を形成することができる。

（５）ところで、従来の遠心分級機や慣性分級機といったサイクロン型の分級機は複雑あるいは大型である。このことから、従来の分級機は、供給管７の内部（特にダクト５の内部）への設置が困難である。
更に言えば、タンデム配置された形成装置のそれぞれに対して、従来の分級機で予め分級された高吸水性樹脂のそれぞれを供給すれば、吸収マットにおいて粒径ごとに高吸水性樹脂の混合領域や混合密度を調整することはできるものの、装置が複雑化あるいは大型化するという不具合がある。

これに対して、篩状の分級部３０は、簡素で小型な構成である。そのため、供給管７の内部に分級部３０を設けることができる。また、供給管７において分級部３０が設けられる分岐通路９をダクト５の内部に配置することができる。よって、形成装置をシングル配置すればよく、供給管７が設けられた形成装置の大型化や複雑化を抑えることができる。
なお、供給管７の第一供給口１１に供給される高吸水性樹脂４ｂは、おもに大粒高吸水性樹脂４１ｂであるものの一部に小粒高吸水性樹脂４２ｂが混在しているが、吸収マット４において高吸水性樹脂４ｂの混合領域や混合密度を少なくとも調整することができる。

（６）また、従来の吸収性物品には、吸収マットの肌面側に対して、液体の拡散性を高めるための液拡散シート（「セカンドシート」や「ＡＤＬ〈Acquisition Distribution Layer〉」などとも称される）が積層される場合がある。
これに対して、本実施形態の吸収マット４によれば、上述したように粒径に応じた高吸水性樹脂４ｂの混合領域や混合密度を調整することで、吸収マット４の肌面側における液体の拡散性を向上させることができる。そのため、吸収性物品から液拡散シートを省略することもできる。

そのほか、粒径に応じた高吸水性樹脂４ｂの混合領域や混合密度を調整することにより、液体の吸収性やその保持性を高めることで、高吸水性樹脂４ｂの使用量を低減させることができ、材料コストを抑えることができる。

〈吸収マットの形成方法〉
なお、吸収マットの形成方法についても、上記した（１）〜（６）と同様の作用および効果を得ることができる。

［Ｉ′．第一実施形態の変形例］
つぎに、図４を参照して、第一実施形態の変形例を説明する。なお、ここで説明する点を除いては第一実施形態と同様の構成になっている。これらの構成については、同様の符号を付し、各部の説明を省略する。
この変形例の供給管７′は、上述した第一実施形態の供給管７に対して、上流通路８′よりも下流の分岐通路９′の構成が異なる。具体的には、第一分岐通路１０′の上流端部１２′に分級部３０′が設けられ、この上流端部１２′に突出部１３′が設けられる点が異なる。

第一分岐通路１０′には、上流端部１２′の一部が突出した突出部１３′が設けられる。この突出部１３′は、上流端部１２′のうち下方の一部でリップ状に突出している。なお、上流端部１２′の上方は、突出部１３′の先端よりも基端側（ここでは左方）に配置される。
分級部３０′は、高吸水性樹脂４ｂの流通方向に交差して配置される。具体的には、第一分岐通路１０′の上流端部１２′において、突出部１３′の基端部と先端部とを結ぶ方向かつ上下方向に沿って分級部３０′が配置される。

このように供給管７′が構成されることで、第一分岐通路１０′の第一供給口１１′から小粒高吸水性樹脂４２ｂを供給することができる。また、第二分岐通路２０′の第二供給口２１′から大粒高吸水性樹脂４１ｂおよび分級部３０′を通過しなかった小粒高吸水性樹脂４２ｂを供給することができる。

この場合には、上述した第一実施形態の供給管７による作用および効果について、「大粒高吸水性樹脂４１ｂ」を「小粒高吸水性樹脂４２ｂ」と読み替え、「小粒高吸水性樹脂４２ｂ」を「大粒高吸水性樹脂４１ｂ」と読み替えた作用および効果を得ることができる。
よって、吸収マット４の吸液特性を幅広く調整することができる。

たとえば、上述した第一実施形態の供給管７とは反対に、吸収マット４の表面側における大粒高吸水性樹脂４１ｂのパルプ繊維４ａへの混合密度が抑えられる。そのため、液体の拡散性を確保することができ、吸収マット４を全体的に使って吸液させることができる。
ここで、吸収マット４の表面側が肌面側であれば、この表面側における大粒高吸水性樹脂４１ｂの過密化が抑えられ、吸液速度を高めて液漏れを確実に抑えることができる。

［ＩＩ．第二実施形態］
つぎに、図５を参照して、第二実施形態を説明する。なお、ここで説明する点を除いては第一実施形態と同様の構成になっている。これらの構成については、各部の説明を省略する。
［１．構成］
第二実施形態の供給管７０は、第一実施形態の供給管７が二つに分岐して一つの分級部３０が設けられるのに対して、三つに分岐して二つの分級部３１，３２が設けられる点が異なる。

具体的には、上流通路８０よりも下流の分岐通路９０が、第一分岐箇所Ｐ₁で第一分岐通路（第一通路）１００および第二分岐通路（第二通路）２００に分岐したうえで、第二分岐通路２００が第二分岐箇所Ｐ₂で複数の副通路に分岐している。
この分岐通路２００には、第二分岐箇所Ｐ₂よりも上流側の主通路２０１と、第二分岐箇所Ｐ₂よりも下流で二つに分岐した第一副通路（第一通路）２１０および第二副通路（第二通路）２２０とが設けられている。

第一分岐通路１００の下流端部には第一供給口１０１が設けられる。また、第二分岐通路２００には、第一副通路２１０の下流端部に第一副供給口（第一供給口，第二供給口）２１１と、第二副通路２２０の下流端部に第二副供給口（第二供給口）２２１とが設けられる。
ここでは、供給口１０１，２１１，２２１の開口面積Ｓ₁₁，Ｓ₂₁，Ｓ₂₂が互いに相違している。具体的には、第一供給口１０１の開口面積Ｓ₁₁，第一副供給口２１１の開口面積Ｓ₂₁，第二副供給口２２１の開口面積Ｓ₂₂の順に小さくなる（Ｓ₁₁＞Ｓ₂₁＞Ｓ₂₂）ように設けられている。

また、供給口１０１，２１１，２２１は、周方向に沿って配置されている。具体的には、ドラム１に対して外周で回転方向上流側から下流側へ向けて、第二副供給口２２１，第一副供給口２１１，第一供給口１０１の順に配置されている。
さらに、供給口１０１，２１１，２２１は、ドラム１の外周２に対する最短距離Ｌ₁₁，Ｌ₂₁，Ｌ₂₂が等しく（Ｌ₁₁＝Ｌ₂₁＝Ｌ₂₂）なるように配置されている。

二つの分級部３１，３２は、分岐通路９０に設けられる。具体的には、主通路２０１の上流端部に第一分級部３１が配置され、第二副通路２２０の上流端部に第二分級部３２が配置される。なお、第一分岐通路１００および第一副通路２１０には分級部が設けられていない。
この第二分級部３２のメッシュには、第一分級部３１のメッシュよりも小さいものが用いられる。

具体的に言えば、第一所定粒径よりも大きい高吸水性樹脂４０ｂ（以下「大粒高吸水性樹脂４１０ｂ」という）は通過することができず、第一所定粒径以下の高吸水性樹脂４ｂは通過することができるメッシュが第一分級部３１に採用される。また、第一所定粒径よりも小さく第二所定粒径よりも大きい高吸水性樹脂４０ｂ（以下「中粒高吸水性樹脂４２０ｂ」という）は通過することができず、第二所定粒径以下の高吸水性樹脂（以下「小粒高吸水性樹脂４３０ｂ」という）は通過することができるメッシュが第二分級部３２に採用される。

この場合、供給管７０に供給される高吸水性樹脂４ｂには、粒径分布に三つのピークをもつものを用いることができる。たとえば、三つのピークを粒径が大きい順に第一ピーク，第二ピーク，第三ピークとしたときに、第一ピークの中央値が第一所定粒径よりも大きく、第二ピークの中央値が第一所定粒径よりも小さいとともに第二所定粒径よりも大きく、第三ピークの中央値が第二所定粒径よりも小さいことが好ましい。
さらに、供給管７に供給される高吸水性樹脂４０ｂは、ダクト５の内部に過不足なく供給されるようにするために、供給口１０１，２１１，２２１からの高吸水性樹脂４１０ｂ，４２０ｂ，４３０ｂの各供給量に応じて、大粒高吸水性樹脂４１０ｂ，中粒高吸水性樹脂４２０ｂおよび小粒高吸水性樹脂４３０ｂの供給割合を設定することができる。

高吸水性樹脂４ｂは、第一分級部３１によって、大粒高吸水性樹脂４１０ｂと中粒高吸水性樹脂４２０ｂおよび小粒高吸水性樹脂４３０ｂとの二つに篩い分けられる。大粒高吸水性樹脂４１０ｂは、第一分岐通路１００を流通して第一供給口１１０から排出される。なお、第一分級部３１を通過しなかった中粒高吸水性樹脂４２０ｂおよび小粒高吸水性樹脂４３０ｂも第一供給口１１０から排出される。

中粒高吸水性樹脂４２０ｂおよび小粒高吸水性樹脂４３０ｂは、第二分岐通路２００の第二分級部３２によって、中粒高吸水性樹脂４２０ｂと小粒高吸水性樹脂４３０ｂとの二つに篩い分けられる。
中粒高吸水性樹脂４２０ｂは、第二分岐通路２００の第一副通路２１０を流通して第一副供給口２１１から排出される。なお、第二分級機３２を通過しなかった小粒高吸水性樹脂４３０ｂも第一副供給口２１１から排出される。
小粒高吸水性樹脂４３０ｂは、第二分岐通路２００の第二副通路２２０を流通して第二副供給口２２１から排出される。

［２．作用および効果］
本実施形態は、上述のように構成されるため、第一実施形態と同様の作用および効果に加えて、以下のような作用および効果を得ることができる。
〈供給管〉
まず、供給管７０についての作用および効果を述べる。

（１）第一分級部３１で分級された中粒高吸水性樹脂４２０ｂおよび小粒高吸水性樹脂４３０ｂは、第二分岐通路２００で分岐した二つの副通路２１０，２２０を流通して副供給口２１１，２２１からダクト５の内部へ供給される。そのため、第一分級部３１で分級された高吸水性樹脂４２０ｂ，４３０ｂのパルプ繊維４ｂへの混合領域や混合密度をより細やかに調整することができる。よって、多様な吸液特性の吸収マット４を得ることができる。

（２）第二分岐通路２００の上流側に第一分級部３１が設けられ、この第二分岐通路２００においては、第一副通路２１０に分級部が設けられず、第二副通路２２０に第二分級部３２が設けられている。これらの分級部３１，３２は、下流のものほど粒径の小さい高吸水性樹脂４ｂに分級する。そのため、高吸水性樹脂４ｂは、供給管７０を流通するにしたがって、粒径の小さい高吸水性樹脂４１０ｂ，４２０ｂ，４３０ｂに順次分級される。したがって、粒径ごとに細かく類別された高吸水性樹脂４ｂのそれぞれを各供給口１０１，２１１，２２１から供給することができる。よって、種々の吸液特性の吸収マット４を得ることができる。

（３）ここでは、第一供給口１０１の開口面積Ｓ₁₁，第一副供給口２１１の開口面積Ｓ₂₁，第二副供給口２２１の開口面積Ｓ₂₂の順に小さくなるように設けられている。そのため、高吸水性樹脂４ｂの供給量は、粒径が大きくなるほど多くなる（大粒高吸水性樹脂４１０ｂの供給量＞中粒高吸水性樹脂４２０ｂの供給量＞小粒高吸水性樹脂４３０ｂの供給量）。したがって、高吸水性樹脂４ｂのうち、液体の吸収量あるいは保持量に優れた粒径の大きい高吸水性樹脂４ｂの供給割合を高めることができる。よって、吸液特性を高めた吸収マット４を得ることができる。

〈吸収マットの形成装置〉
つぎに、吸収マットの形成装置についての作用および効果を述べる。この形成装置は、上記した（１）〜（３）の作用および効果に加えて、下記の（４）および（５）の作用および効果を得ることができる。

（４）ドラム１に対して外周で回転方向上流側から下流側へ向けて、第二副供給口２２１，第一副供給口２１１，第一供給口１０１の順に配置されている。そのため、吸収マット４の表面側における高吸水性樹脂４ｂの密度は、粒径が大きいほど高くなる傾向にある（小粒高吸水性樹脂４３０ｂの密度＜中粒高吸水性樹脂４２０ｂの密度＜大粒高吸水性樹脂４１０ｂの密度）。そのため、吸収マット４の表面側における液体の保持量を高めることに寄与する。このようにして、多様な吸液特性の吸収マット４を形成することができる。

（５）供給口１０１，２１１，２２１は、ドラム１の外周２に対する最短距離Ｌ₁₁，Ｌ₂₁，Ｌ₂₂が等しく（Ｌ₁₁＝Ｌ₂₁＝Ｌ₂₂）なるように配置されている。そのため、三つの異なる所定の層において、各高吸水性樹脂４１０ｂ，４２０ｂ，４３０ｂの密度を均すことができる。よって、さまざまな吸液特性の吸収マット４を形成することができる。

［ＩＩＩ．その他］
最後に、その他の実施形態について述べる。
供給管には、第一分岐通路に複数の副通路が設けられてもよいし、これらの副通路のうち少なくとも一つを除く副通路のそれぞれに分級部が設けられてもよい。この場合の第一分岐通路に設けられた分級部には、異なる粒径（たとえば下流のものほど大きい）に高吸水性樹脂を分級するものを用いることができる。

たとえば、図６に示すような供給管７０″を用いてもよい。
この供給管７０″の分岐通路９０″は、第一分岐通路１００″と第二分岐通路２００″との二つに第一分岐箇所Ｐ₁″で分岐している。第一分岐通路１００″は、三つの副通路１１０″，１２０″，１３０″に分岐しており、第二分岐通路２００″は、二つの副通路２１０″，２２０″に分岐している。

第一分岐通路１００″では、第二分岐箇所Ｐ₂″で第一副通路１１０″と第二副通路１２０″および第三副通路１３０″とに分岐し、この第二分岐箇所Ｐ₂″よりも下流の第三分岐箇所Ｐ₃″で第二副通路１２０″と第三副通路１３０″とに分岐している。また、第二分岐通路２００″では、第四分岐通路Ｐ₄″で第一副通路２１０″と第二副通路２２０″とに分岐している。

ここでは、第一分岐通路１００″における副通路１１０″，１２０″，１３０″の供給口１１１″，１２１″，１３１″が軸方向に沿って配置され、同様に、第二分岐通路２００″における副通路２１０″，２２０″の供給口２１１″，２２１″が軸方向に沿って配置される。なお、第一分岐通路１００″の供給口１１１″，１２１″，１３１″と第二分岐通路２００″の供給口２１１″，２２１″とは周方向に沿って配置される。
第一分岐通路１００″では、第一副通路１１０″の上流端部に第一分級部３１″が設けられ、第二副通路１２０″の上流端部に第二分級部３２″が設けられ、第三副通路１３０″には分級部が設けられていない。

また、第二分岐通路２００″の上流端部には、第三分級部３３″が設けられ、第一副通路２１０″の上流端部に第四分級部３４″が設けられ、第二副通路２２０″には分級部が設けられていない。
ここでは、第一分級部３１″のメッシュを「Ｍ₁」とし、第二分級部３２″のメッシュを「Ｍ₂」とし、第三分級部３３″のメッシュを「Ｍ₃」とし、第二分級部３４″のメッシュを「Ｍ₄」としたときに、不等式「Ｍ₄＜Ｍ₃＜Ｍ₁＜Ｍ₂」を満たすように各分級部３１″，３２″，３３″，３４″のメッシュが設定されている。

すなわち、第一分岐通路１００″では、下流のものほど粒径の大きい高吸水性樹脂４ｂに分級する分級部３１″，３２″が用いられ、反対に、第二分岐通路２００″では、下流のものほど粒径の小さい高吸水性樹脂４ｂに分級する分級部３３″，３４″が用いられている。
このような供給管７０″によれば、高吸水性樹脂の粒径をより多段階（ここでは五段階）に分級することができ、高吸水性樹脂の混合範囲や混合領域を細密に調整することができる。よって、多種多様な吸液特性の吸液マットを形成することができる。

また、第一分岐通路１００″の供給口１１１″，１２１″，１３１″や第二分岐通路２００″の供給口２１１″，２２１″が軸方向に沿って配置される。そのため、吸収マット４の軸方向における高吸水性樹脂４ｂの密度を粒径ごとに調整することができる。
この軸方向が、吸収マット４の幅方向（長手方向と厚み方向に直交する方向）に対応していれば、吸収マット４の幅方向において高吸水性樹脂４ｂの粒径ごとに混合密度や混合領域を調整することができる。たとえば、幅方向中央において粒径の大きい高吸水性樹脂の密度を高めることで、吸収マット４の吸液特性を向上させることができる。

そのほか、第一実施形態および第二実施形態で上述した供給管７，７′，７０が取り付けられる姿勢は、上下に延びて配置されるものに限らず、任意の方向に設定することができる。たとえば、供給管７，７′，７０を水平に延びるように配置してもよい。この場合には、供給口１１，１１′，２１，２１′，１０１，２１１，２２１が軸方向に沿って配置されうる。
なお、分級部としては、篩状に形成される構造のほか、サイクロン型の分級機を用いてもよい。

１ ドラム
２ 外周
２ａ 一部
３ 金型
４ 吸収マット
４ａ パルプ繊維（繊維材料）
４ｂ 高吸水性樹脂
４１ｂ 大粒高吸水性樹脂
４２ｂ 小粒高吸水性樹脂
５ ダクト
５ａ 下流端部
７ 供給管
８ 上流通路
９ 分岐通路
１０ 第一分岐通路（第一通路）
１１ 第一供給口
２０ 第二分岐通路（第二通路）
２１ 第二供給口
３０ 分級部
Ｌ₁ ドラム１に対する第一供給口１１の最短距離
Ｌ₂ ドラム１に対する第二供給口２１の最短距離
Ｐ 分岐箇所（一箇所）
Ｓ₁ 第一供給口１１の開口面積
Ｓ₂ 第二供給口２１の開口面積

Claims (12)

1. 繊維材料に混合された高吸水性樹脂を有する吸収マットを形成する形成装置において、
   前記繊維材料が分散されたダクトの内部に前記高吸水性樹脂を供給する供給管であって、
   前記高吸水性樹脂を少なくとも二つに分級する分級部と、
   前記分級部で分級された一方の前記高吸水性樹脂を第一供給口から前記ダクトの内部に供給する第一通路と、
   前記分級部で分級された他方の前記高吸水性樹脂を第二供給口から前記ダクトの内部に供給する第二通路と
   を備えたことを特徴とする供給管。
2. 前記第一通路または前記第二通路は分岐した複数の副通路を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載された供給管。
3. 前記複数の副通路のうち少なくとも一つを除く前記副通路に前記分級部が設けられ、前記分級部のそれぞれは、異なる粒径に前記高吸水性樹脂を分級する
   ことを特徴とする請求項２に記載された供給管。
4. 前記第一供給口の開口面積と前記第二供給口の開口面積とが等しい
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載された供給管。
5. 前記第一供給口の開口面積と前記第二供給口の開口面積とが相違する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載された供給管。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載された供給管と、
   前記ダクトで外周の一部が覆われ、前記繊維材料および前記高吸水性樹脂を前記外周の一部に積層して前記吸収マットを形成するドラムと
   を備えたことを特徴とする吸収マットの形成装置。
7. 前記第一供給口および前記第二供給口は、前記ドラムの周方向に沿って配置された
   ことを特徴とする請求項６に記載された吸収マットの形成装置。
8. 前記第一供給口および前記第二供給口は、前記ドラムの軸方向に沿って配置された
   ことを特徴とする請求項６または７に記載された吸収マットの形成装置。
9. 前記外周の一部に対する前記第一供給口の最短距離と前記外周の一部に対する前記第二供給口の最短距離とが相違する
   ことを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載された吸収マットの形成装置。
10. 前記外周の一部に対する前記第一供給口の最短距離と前記外周の一部に対する前記第二供給口の最短距離とが等しい
    ことを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載された吸収マットの形成装置。
11. 前記分級部は、前記ダクトの内部に配置された
    ことを特徴とする請求項６〜１０の何れか１項に記載された吸収マットの形成装置。
12. 繊維材料が分散されたダクトの内部に高吸水性樹脂を供給する供給工程を有し、
    前記供給工程は、
    前記高吸水性樹脂を少なくとも二つに分級する分級工程と、
    前記分級工程で分級された一方の前記高吸水性樹脂を第一供給口から前記ダクトの内部に供給する第一供給工程と、
    前記分級工程で分級された他方の前記高吸水性樹脂を第二供給口から前記ダクトの内部に供給する第二供給工程とを有し、
    前記第一供給工程と前記第二供給工程とが別個の場所にて行われる
    ことを特徴とする吸収マットの形成方法。

Images