JP6728945B2 - 吸収体製造装置および製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、吸収体の製造装置および製造方法に関するものである。

使い捨ておむつ、生理用ナプキン等の吸収性物品には、液体や体液（以下、単に液体という）を吸収する吸収体が使用されている。吸収体を製造する方法としては、例えば、繊維素材と吸水性ポリマーをダクト内に散布させ、ダクトと対向する位置に、回動する回転ドラムの外周面の成形型を位置づけ、成形型に繊維素材等を堆積させて、吸収体を形成するものがある。また、吸収した液体を各方向へすばやく拡散させるための溝やスリットをもつ吸収体を製造するものもある。例えば、特許文献１では、回転ドラムの成形型に凸部を形成しておき、繊維素材や吸水性ポリマーを堆積させることで溝やスリットを持つ吸収体を形成する方法が開示されている。

特開２０１０−２７３８４２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された方法では、凸部が加工された成形型を用いて吸収体を製造するものであるので、それぞれの凸部の加工特性によって溝やスリットにムラが生じ、結果として吸収体の品質にばらつきが生じることがある。溝やスリットのムラは、成形型自体の加工特性によるものであるため、吸収体の形成後に修正することは困難である。

よって、本発明の目的は、吸収体に、加工特性によるムラのない溝やスリットを形成することのできる吸収体製造装置および製造方法を提供することにある。

本発明は、繊維素材と吸水性ポリマーとをダクト内を流れる第１空気流を用いて搬送し、周方向に回動する回転ドラムの外周面に堆積させることによって、吸収体を製造する吸収体製造装置であって、前記繊維素材の投入部および前記吸水性ポリマーの投入部よりも前記第１空気流の下流側において、前記回転ドラムの外周面に第２空気流を提供する供給管を備えたことを特徴とする吸収体製造装置を提案する。

本発明は、繊維素材と吸水性ポリマーとをダクト内を流れる第１空気流を用いて搬送し、回転ドラムの外周面に堆積させ、吸収体の製造を行う吸収体製造方法であり、前記回転ドラムの外周面に第２空気流を提供することで、前記吸収体に凹部を形成することを特徴とする吸収体製造方法を提案する。

本発明によれば、供給装置から空気流や吸収体材料を的確に提供することで、加工特性によるムラなどがない凹部を形成でき、吸収体の品質や吸収性効率の向上に資することができるようになる。

本発明の第１実施形態に係る吸収体製造装置の模式的な側断面図である。 本発明の第１実施形態に係る吸収体製造装置の模式的な斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る供給装置の斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る供給装置の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る吸収体製造装置の平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る吸収体製造装置の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る吸収体製造装置の模式的な斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る吸収体製造装置の正面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る吸収体製造装置の断面図である。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１および図２は、それぞれ、本発明の第１実施形態の吸収体製造装置の模式的な側断面図および斜視図である。吸収体製造装置１は、繊維素材３と吸水性ポリマー５とを混合させた吸収体材料９を堆積して吸収体７を製造するものであり、吸収体材料９を含む第１空気流２を、回転ドラム１０の外周面１２に搬送し、吸収体材料９を堆積させるためのダクト４を備える。

ダクト４は、上壁、下壁および左右に側壁を有する略矩形の断面をなす筒形状であり、ダクト４における、回転ドラム側とは反対の端部付近に繊維素材３を投入する繊維素材投入装置２０が配設され、繊維素材投入装置２０と回転ドラム１０との間に吸水性ポリマー供給管３１が配設されている。

繊維素材投入装置２０は、繊維素材３の原反から引き出された繊維素材３をシート状にしたものを解繊して繊維素材３を得る解繊機６と、解繊機６から送り出された繊維素材３を気流に乗せて搬送するための投入口２１を有している。繊維素材３として、例えば、広葉樹および針葉樹から得られる木材パルプや、ケナフ、亜麻などから得られる非木材パルプなどが挙げられる。

吸水性ポリマー供給管３１は、吸水性ポリマー５を供給する管状部材であり、ダクト４内に位置している。吸水性ポリマー５、例えば、高吸水性ポリマー（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒ；ＳＡＰ）などがある。高吸水性ポリマーには、例えば、デンプン系やセルロース系や、合成樹脂系などを用いることができる。これらを混合させた吸収体材料９を第１空気流２により搬送することで回転ドラム１０の外周面１２に堆積させる。

回転ドラム１０は、第１空気流２に対して直交する回転軸を有する円筒体であり、回転ドラム１０の外周面１２には、吸収体材料９を堆積させるための吸気口（図示せず）を有している。回転ドラム１０の内側から吸引力を作用させることで、ダクト４内から排出される第１空気流２に含まれる吸収体材料９を効率よく堆積させる。

また、ダクト４は、外周面１２に対し好ましい状態で気流が搬送され、吸収体材料９の所望の堆積が生じるように構成される。すなわち、ダクト４内の上壁、下壁方向には気流の乱れを生じさせることで繊維素材３と吸水性ポリマー５とがよりよい割合で混合されようにする。一方、ダクト４の左右壁方向に気流が乱れると吸収体材料９を堆積する上で左右のバランスが低下するため、左壁、右壁方向には気流が乱れないようにする。

さらに本実施形態では、回転ドラム１０の外周面１２と対向するように、第２空気流１０３を供給する一対の供給装置１００を配置する。一対の供給装置１００は、それぞれ供給管１０１と供給部１０２とを有している。供給管１０１の先端と供給部１０２の第１空気流上流側の頂点付近とが連結されており、供給管１０１はダクト４の左右の側壁から回転ドラム軸と平行に延在している。なお、供給装置１００の強度は第１空気流２に煽られて、撓らない程度の強度があればよい。

供給管１０１の第１空気流上流側は、第１空気流２により搬送されてきた吸収体材料９が堆積しないように丸みを帯びた形状になっている。また、供給管１０１の第１空気流下流側の形状も、丸みを帯びていてもよい。要は、供給管１０１は吸収体材料９が堆積しない形状、かつ左壁、右壁方向には気流を乱さない形状を有していればよい。

供給管１０１に吸収体材料９を堆積させないようにする理由は、堆積物が剥離すると、これが外周面１２に向かって搬送され、吸収体に付着することで、吸収体の品質低下につながるからである。

また、供給管１０１は、上記の形状に加え、上壁、下壁方向に気流を乱す形状を有しているのが好ましい。これにより、吸収体材料９がより均一に混ざり合うため、吸収体７において体液の吸収速度と保持力のバランスが良くなる。

以上を考慮すると、供給管の横断面は、第１空気流の流れ方向の上流側が膨らんだ涙滴形状を有していることが好ましい。

なお、図示の実施形態では、供給管１０１が左右の側壁から突出して延在しているものとしたが、これに限られない。例えば、供給管１０１を上壁から突出させてもよく、その供給管が第１空気流の流れ方向の形状が左壁、右壁方向に気流を乱さない形状を有していればよい。

図３および図４は、それぞれ、本発明の第１実施形態による供給装置の斜視図および断面図である。供給管１０１は、その一部が大気開放されており、これにより、第２空気流１０３がダクト４内に導入すなわち供給される。また、このような導入を行うことで、第１空気流２と第２空気流１０３は同速となるため、供給部１０２内およびその周辺の気流を乱すことはない。従って、回転ドラム１０の外周面１２に第２空気流１０３を供給することで、吸収体材料９が混入することなく吸収体７に溝またはスリットを形成することができる。

供給部１０２内には第２空気流１０３を通過させるための通路が画成され、これは供給管１０１の接続口から供給口１０４に向かうに従って漸増する幅を有している。上述した供給部１０２内の通路を用いることで、ダクト４の第１空気流２の流れを乱すことなく供給部１０２内に十分な空気を供給し、吸収体７に供給口１０４の全体から均等な第２空気流１０３を供給することができる。

また、供給部１０２は、回転ドラム１０の回転方向１１に沿って延在する供給口１０４を有しており、回転ドラム軸に交差する方向に沿った断面が略三角形状を有している。供給部１０２の第１空気流２の上流側の頂点は、第１空気流２を乱さないために丸みを帯びた形状を有しており、吸収体材料９が頂点に堆積しないようになっている。

回転ドラム１０の外周面１２から１５ｍｍ〜３０ｍｍ離れた位置に供給部１０２を配置する。これは、供給装置１００の第２空気流１０３の供給を停止した場合、凹部８を形成しない吸収体７の製造が可能であることを意味する。つまり、供給部１０２と回転ドラム１０の外周面１２との距離が近すぎると回転ドラム１０の外周面１２の吸気の妨げになるので、第２空気流１０３を停止した場合において、不所望の凹部が形成されないようにするためである。

図５は、本発明の第１実施形態に係る吸収体製造装置の平面図であり、回転ドラムに対向する方向から見た状態を示している。第１空気流２に搬送されてきた吸収体材料９は、供給装置１００によって一部は遮断されるが、それ以外は回転ドラム１０の外周面１２に堆積される。供給装置１００によって遮断された部分は、遮断される時間が長ければ長いほど凹部８が深く形成される。

次に、図６を用いて、回転ドラム１０の外周面１２に吸収体材料９の堆積について、詳細に説明をする。

図６（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る吸収体製造装置の断面図である。図６（ａ）は、図５のＶＩＡ−ＶＩＡ´の断面図であり、この位置では、回転ドラム１０の外周面１２の吸気により、第１空気流２より搬送されてきた吸収体材料９が外周面１２に堆積している。次に、図６（ｂ）は、図５のＶＩＢ−ＶＩＢ´の断面図である。この位置では、第１空気流２によって搬送されてきた吸収体材料９は、供給部１０２から第２空気流１０３が供給されている外周面１２には堆積せず、供給されていない外周面１２には堆積する。さらに、図６（ｃ）は、図５のＶＩＣ−ＶＩＣ´の断面図である。この位置では、第１空気流２より搬送されてきた吸収体材料９が回転ドラム１０の外周面１２に堆積する。図６（ｂ）に示す位置で堆積されなかった部分にも堆積は生じるが、堆積されてきた部分よりは低く堆積する。以上によって、凹部８を有した吸収体７を製造することができる。

ここで、供給部１０２の回転方向１１に沿った供給口１０４の延在長さを本発明の第１実施形態よりも大とすると、第１空気流２から吸収体材料９をより長く遮断するので凹部８は深いものが形成でき、供給部１０２の長さを本発明の第１実施形態よりも小とすると、凹部８の浅いものが形成できる。また、供給部１０２の幅を本発明の第１実施形態よりも大とすると、太い凹部が形成でき、供給部１０２の幅を本発明の第１実施形態よりも小とすると、細い凹部が形成できる。

（第２実施形態）
続いて、図７および図８を参照し、第２実施形態を説明する。図７および図８は、それぞれ、本発明の第２実施形態に係る吸収体製造装置の斜視図および平面図である。第１実施形態に加え、ダクト４内に供給装置１００をもう一対、回転ドラム１０の外周面１２に対向し、かつダクト４の上壁に近い位置に配設する。以下では、下壁に近い一対の供給装置１００を第１供給装置１０５として参照し、上壁に近い一対の供給装置１００を第２供給装置１０６として参照する。

かかる構成において、第１供給装置１０５には、第２空気流１０３のみを供給させ、第２供給装置１０６には、第１空気流２に搬送される吸収体材料９とは別の吸収体材料９´を、第２空気流１０３に混ぜて供給する。

図９（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る吸収体製造装置の断面図である。図９（ａ）は、図８のＩＸＡ−ＩＸＡ´の断面図であり、この位置では、回転ドラム１０の外周面１２を第１供給装置１０５により遮断することで、遮断された部分には第１空気流２により、搬送されてきた吸収体材料９は堆積せず、他の部分には堆積する。次に、図９（ｂ）は、図８のＩＸＢ−ＩＸＢ´の断面図である。この位置では、遮断されているので遮断されていない部分には堆積する。

さらに、図９（ｃ）は、図８のＩＸＣ−ＩＸＣ´の断面図である。この位置では、第２供給装置１０６から吸収体材料９´を含んだ第２空気流１０３を供給するため、凹部８に吸収体材料９´が堆積し、他の部分にも第１空気流２に搬送されてきた吸収体材料９を堆積する。

このとき、第１空気流２から搬送される吸収体材料９のほうが、別の吸収体材料９´よりも吸水性が高いものにすることで、凹部８を液体が流れやすくすることができ、より遠くに拡散し、すばやく吸水することができる。

（その他）
なお、本発明は、上述した実施形態に限られること無く、適宜の変形、修正および代替などが可能である。例えば、上記実施形態の凹部８を形成するだけでなく、下壁に近い位置から上壁の位置に向かって、供給部１０２の幅を徐々に広がる構造にすることで、Ｖ字の溝が形成されるようにしてもよい。また、供給装置１００の配設する位置によって、深い凹部８から浅い凹部８まで形成してもよく、さらに供給装置１００を増やすことで凹部８をいくつも形成してもよい。

１ 吸収体製造装置
２ 第１空気流
３ ３´ 繊維素材
７ ７´ 吸収体
８ 凹部
１０ 回転ドラム
１２ 外周面
１００ 供給装置
１０１ １０１´ 供給管
１０２ １０２´ 供給部
１０３ 第２空気流
１０４ 供給口
１０５ 第１供給装置
１０６ 第２供給装置

Claims (8)

1. 繊維素材と吸水性ポリマーとを第１空気流で混合し、ダクト内を流れる第１空気流を用いて搬送し、周方向に回転する回転ドラムの外周面に前記繊維素材と前記吸水性ポリマーとの混合物を堆積させることによって、吸収体を製造する吸収体製造装置であって、
   前記繊維素材の投入部および前記吸水性ポリマーの投入部よりも前記第１空気流の下流側において、前記回転ドラムの外周面に吸収体に溝を設けるための第２空気流を提供する供給管を備えたことを特徴とする吸収体製造装置。
2. 前記供給管は、前記第１空気流の流れ方向の形状が丸みを帯びていることを特徴とする請求項１に記載の吸収体製造装置。
3. 前記供給管は、供給部の前記第１空気流上流側の位置に連結されており、
   前記供給部は、前記第２空気流の流れ方向に向かって内部の断面積が漸増する前記第２空気流の通路を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸収体製造装置。
4. 前記第２空気流は、前記第１空気流の流速と同速であることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の吸収体製造装置。
5. 前記第２空気流は、前記供給管の一部を大気開放することによって提供されることを特徴とする請求項４に記載の吸収体製造装置。
6. 前記供給管は、供給部の前記第１空気流上流側の位置に連結されており、
   前記供給部は、前記回転ドラムの回転方向に沿って延在する開口を有する、とともに、前記回転ドラムの軸に交差する方向に沿った断面が略三角形状を有し、前記第１空気流の上流側に位置する頂点が丸みを帯びていることを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の吸収体製造装置。
7. 前記第２空気流は、前記吸収体を形成する素材を搬送することを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の吸収体製造装置。
8. 繊維素材と吸水性ポリマーとを第１空気流で混合し、ダクト内を流れる第１空気流を用いて搬送し、回転ドラム外周面に前記繊維素材と前記吸水性ポリマーとの混合物を堆積させることによって、吸収体の製造を行う吸収体製造方法であって、
   前記回転ドラム外周面に吸収体に溝を設けるための第２空気流を提供することにより、前記吸収体に溝を形成することを特徴とする吸収体製造方法。

Images