JP6774308B2 - 吸収体の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸収体の製造方法及び製造装置に関する。

使い捨ておむつ、生理用ナプキン、失禁パッド等の吸収性物品の吸収体の製造装置として、外周面に集積用凹部を有する回転ドラムを備え、該回転ドラムを回転させつつ該外周面にパルプ等の吸収体材料を飛散状態にて供給し、吸引孔が多数形成された多孔性部材からなる該集積用凹部の底面からの吸引により、吸収体材料を該集積用凹部内に堆積させ、この集積用凹部内から所定形状に成形された堆積物を離型して吸収体を得る吸収体の製造装置が知られている。その吸収体は、そのまま、あるいは紙や通気性不織布等の被覆シートで被覆されて、吸収性物品の吸収体として用いられる。

また、このような吸収体の製造装置として、吸収体材料の分布が平面方向において一様ではない吸収体を製造するものも種々提案されている。
例えば、特許文献１には、集積用凹部の底面に、開口面積率の高い第１吸引領域と第１吸引領域よりも開口面積率の低い第２吸引領域を設けて、吸収容量を部分的に高く設計した部位を有する吸収体を製造する装置が提案されている（特許文献１参照）。
また、本出願人は、外周面に集積用凹部が形成された回転ドラムに飛散状態にて供給する繊維材料の量を、周期的に変化させることによって、繊維材料の坪量が相対的に高い部分と繊維材料の坪量が相対的に低い部分とを有する吸収体を得る方法を提案した（特許文献２参照）。

特開２００４−６５９３０号公報 特開２０１６−１１６８６０号公報

特許文献１に記載の吸収体の製造装置は、集積用凹部内の吸収体材料の堆積量の部分的な調整が可能で、吸収体材料の坪量が部分的に異なる吸収体を製造することが可能ではあるものの、坪量が異なる領域の面積割合等の仕様を変更する際には、集積用凹部自体を改造しなければならず、多大な労力が必要であった。

特許文献２に記載の方法によれば、繊維材料の単位時間当たりの供給量を変化させるだけで、容易に繊維材料の坪量が相対的に高い部分と繊維材料の坪量が相対的に低い部分とを有する吸収体を製造することができる等の利点がある。
しかし、本発明者は、繊維材料の単位時間当たりの供給量を、繊維材料の原料となる原料シートの解繊機に対する供給速度を増減して変化させると、変化が急激な場合等に、その速度変化により、解繊機より上流において原料シートがバタつくように上下に変位し、それが、原料シートの解繊機に対する供給量の正確な制御に影響を与える場合があることを知見した。

本発明の課題は、上述した従来技術の課題を解決し得る吸収体の製造方法及び製造装置を提供することにある。

本発明は、原料シートを解繊機で解繊して得られる繊維材料を、外周面に集積用凹部が形成された回転ドラムに空気流に載せて供給し、供給した前記繊維材料を、吸引して該集積用凹部内に堆積させ、該集積用凹部から所定形状に成形された堆積物を離型して吸収体を得る、吸収体の製造方法であって、原反ロールから巻き出された前記原料シートを、第１の送り装置により下流に一定の速度で送る第１工程、及び下流に送られた前記原料シートを、第２の送り装置により供給速度を周期的に変化させながら前記解繊機に供給する第２工程を具備し、前記堆積物として、繊維材料の坪量が相対的に高い部分と繊維材料の坪量が相対的に低い部分とを有する繊維堆積体を得る、吸収体の製造方法を提供するものである。

また、本発明は、原料シートを解繊機で解繊して得られた繊維材料を、外周面に集積用凹部が形成された回転ドラムに空気流に載せて供給し、供給した前記繊維材料を、吸引して該集積用凹部内に堆積させ、その堆積物を離型して、所定形状の繊維堆積体を得る繊維堆積体の製造装置であって、原反ロールを従動回転可能に支持する支持機構を具備する原反ロール保持部、前記原反ロールから巻き出した前記原料シートを、下流に一定の速度で送る第１の送り装置、前記第１の送り装置により下流に送られた前記原料シートを、供給速度を周期的に変化させながら前記解繊機に供給する第２の送り装置、及び前記第２の送り装置の供給速度を、前記繊維堆積体として、繊維材料の坪量が相対的に高い部分と繊維材料の坪量が相対的に低い部分とを有する繊維堆積体が得られるように変化させる制御部を具備する、吸収体の製造装置を提供するものである。

本発明の吸収体の製造方法及び製造装置によれば、解繊機に対する原料シートの供給量を変化させたときに生じる不都合を抑制することができ、繊維材料の坪量が相対的に高い部分と繊維材料の坪量が相対的に低い部分とを有する吸収体を安定的に製造することができる。

図１は、本発明の吸収体の製造方法の実施に好ましく用いられる吸収体の製造装置の一実施形態を示す概略図である。 図２は、図１に示す製造装置における集積用凹部の構成を示す分解斜視図である。 図３（ａ）は、好ましい実施態様における第１の送り装置の送り速度の変化のさせ方を示すグラフであり、図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、好ましい実施態様における第２の送り装置の送り速度の変化のさせ方を示すグラフであり、図３（ｄ）は、ダクト開口部のドラム周方向の長さ等の説明図である。 図４は、本発明で得られる吸収体の一例を示す斜視図である。 図５（ａ）は、本発明で製造する吸収体の一例を示す側面図及び斜視図であり、図５（ｂ）は、本発明で製造する吸収体の他の例を示す側面図及び斜視図であり、図５（ｃ）は、本発明で製造する吸収体の他の例を示す側面図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本発明で製造する吸収体の更に他の例を示す側面図である。 図７は、繊維材料の坪量が最も低い部分と繊維材料の坪量が最も高い部分の坪量の測定方法の説明図である。

以下、本発明をその好ましい実施形態に基づいて説明する。
先ず、本発明の吸収体の製造方法の一実施態様に好ましく用いられる吸収体の製造装置について、図１を参照して説明する。図１に示す吸収体の製造装置１は、本発明の吸収体の製造装置の一実施形態でもある。
図１に示す吸収体の製造装置１は、図１に示すように、外周面に複数の集積用凹部２２が所定の間隔で形成された回転ドラム２と、回転ドラム２の外周面２ｆに向けて、吸収体材料としての繊維材料３１及び吸水性ポリマー３２を飛散状態にて供給するダクト４と、ダクト４内に繊維材料３１を供給する繊維材料供給部５と、集積用凹部２２内に、繊維材料３１及び吸水性ポリマー３２が堆積して生じた堆積物を、吸収体３として該集積用凹部２２から離型させる離型用エアブロー装置１０と、回転ドラム２の下方に配された搬送手段としてのバキュームコンベア７とを備えている。

回転ドラム２は、金属製の剛体からなる円筒状のドラム本体２０と、該ドラム本体２０の外周部に重ねて配され、回転ドラム２の外周面２ｆを形成する外周部材２１とを含んで構成されている。外周部材２１は、モーター等の原動機（図示せず）からの動力を受けて、水平軸回りを矢印Ｒ方向に回転する一方、ドラム本体２０は固定されていて回転しない。
外周部材２１は、その外周部に、図２に示すように、多孔性プレート２７（多孔性部材）と、該多孔性プレート２７の外面２７ａ側に重ねて固定されたパターン形成プレート２８とを有する。集積用凹部２２の底面は、多孔性プレート２７から形成されている。

パターン形成プレート２８は、回転ドラム２の外周面２ｆを形成する外面２８ａと、回転ドラム２の回転軸側に向けられる内面２８ｂとを有し、外面２８ａと内面２８ｂとの間に、集積用凹部２２内の立体形状に対応する形状の空間部２８０を有している。この空間部２８０の輪郭線２２Ｌは、集積用凹部２２の輪郭線に一致する。パターン形成プレート２８としては、例えば、ステンレスあるいはアルミ等の金属又は樹脂製の板に機械加工を施し開口部（集積用凹部２２内の立体形状に対応する形状の空間部２８０）を形成したプレート、あるいは金型を用いて該開口部を一体成形したプレート、あるいはパンチング、エッチングしたプレート、それらのプレートを重ね合わせたもの等を用いることができる。

多孔性プレート２７は、ドラム本体２０側からの吸引によって生じた空気流を回転ドラム２の外方に伝え、該空気流に乗って運ばれてくる吸収体材料を通過させずに保持し、空気のみを通過させる通気性のプレートである。多孔性プレート２７には、該プレート２７を厚み方向に貫通する吸引孔（細孔）が、該プレート２７の全体に均一な分布で複数（多数）形成されており、集積用凹部２２が回転ドラム２内における負圧に維持された空間Ａ上を通過している間、該吸引孔が空気流の通気孔として機能する。吸収体の製造装置１における多孔性プレート２７は、全域に亘って開口率が一定であり、また、多孔性プレート２７の下側に吸引力を部分的に異ならせる吸引力制御プレート等も配置されていない。即ち、吸収体の製造装置１における集積用凹部２２は、底面全体に均一な吸引力を生じるものである。
多孔性プレート２７としては、例えば、金属又は樹脂製のメッシュプレート、あるいは金属又は樹脂製の板にエッチング、パンチングで複数（多数）の細孔を形成したもの等を用いることができる。

ドラム本体２０は、図１に示すように、回転ドラム２の中心軸側から外周面２ｆ側に向かって設けられた仕切板２０ｐにより仕切られた相互に独立した複数の空間Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有している。ドラム本体２０の中心軸部２２２には、吸気ファン（図示せず）が接続されており、該吸気ファンの駆動により、回転ドラム２内の仕切られた空間Ａ〜Ｄの圧力が調整できるようになっており、吸収体の製造装置１においては、外周面２ｆがダクト４で覆われた領域に位置する空間Ａの領域の吸引力が、空間Ｂ〜Ｄの領域の吸引力よりも強い。なお、空間Ｃ及びＤは、集積用凹部２２内の吸収体３の転写位置及びその前後を含む領域であるので、圧力ゼロ又は陽圧が好ましい。

ダクト４は、図１に示すように、繊維材料供給部５から回転ドラム２に亘って延びており、ダクト４の下流側の開口部は、負圧に維持される回転ドラム２内の空間Ａ上に位置する外周面２ｆを覆っている。
繊維材料供給部５は、解繊機５１を備えている。解繊機５１は、パルプシート等の原料シート３１Ａを粉砕してパルプ繊維等の繊維材料３１とするものであり、生じた繊維材料３１が、ダクト４内に向けて開孔した材料供給口５１ｄからダクト４内に供給される。
解繊機５１は、解繊ロール５１ａとケーシング５１ｂとを備えている。解繊ロール５１ａは、その周面に、原料シート３１Ａの先端縁を接触して解繊する多数の解繊刃を有している。解繊ロール５１ａは、ケーシング５１ｂから突出した回転軸の両端部を軸受によって支持されており、且つモーター等の動力源からの動力が、ギアやベルト等の任意の動力伝達手段で回転軸に伝達されて回転駆動される。解繊ロール５１ａは、一定の速度で一方向に回転駆動される。
ケーシング５１ｂは、原料シート３１Ａが導入される導入ロと解繊ロール５１ａの外周面との間を連通する原料シート３１Ａの導入路５１ｃと、前述した材料供給口５１ｄを備えている。また、ケーシング５１ｂ内には、解繊ロール５１ａの外周面に沿う断面円弧状のフードが設けられている。

吸収体の製造装置１は、原料シート３１Ａの搬送経路に沿ってみたときに、図１に示すように、上流側から順に、原反ロール保持部６Ａ、第１の送り装置６Ｂ、及び第２の送り装置６Ｃを備えている。原反ロール保持部６Ａは、原料シート３１Ａのロール状の巻回物である原反ロール３１Ｒを、従動回転可能に支持する支持機構６１を備えており、第１の送り装置６Ｂにより、原料シート３１Ａを引っ張ることにより原反ロール３１Ｒが回転して、原料シート３１Ａが巻き出される。第１の送り装置６Ｂは、公知のニップロール６２を備えており、一対のニップロール６２で原料シート３１Ａを挟んだ状態で、駆動モーター６３によりニップロール６２を回転させることで、原反ロール３１Ｒから原料シート３１Ａから巻き出されるとともに、ニップロール６２の回転速度に応じた一定の速度で、第２の送り装置６Ｃが配された下流に向かって送り出される。
第２の送り装置６Ｃも、公知のニップロール６４を備えており、一対のニップロール６４で原料シート３１Ａを挟んだ状態で、駆動モーター６５によりニップロール６４を回転させることで、第１の送り装置６Ｂから送られてき原料シート３１Ａを、制御部８により制御された送り速度で、その下流に位置する解繊機５１に向けて送り出す。原料シート３１Ａは、ニップロール６４の回転速度に応じた送り速度で、解繊機５１の解繊ロール５１ａの周面に供給され、解繊ロール５１ａの周面に接触して繊維状材料となる。したがって、この第２の送り装置６Ｃによる送り速度が、ダクト４に対する繊維状材料の供給速度、及び回転ドラム２の外周面に対する繊維状材料の供給速度となる。

ダクト４における回転ドラム２と繊維材料供給部５との間には、吸収体材料の他の一種である吸水性ポリマー３２をダクト４に供給する散布管５５が設けられている。回転ドラム２の吸気ファン（図示せず）の作動により、ダクト４内の空間には、回転ドラム２の外周面２ｆに向けて吸収体材料（繊維材料３１及び吸水性ポリマー３２）を流す空気流が生じるようになっている。

押さえベルト２４は、無端状の通気性又は非通気性のベルトであり、ロール２５、ロール２６及び図示しない他のロールに架け渡されて、回転ドラム２の回転と共に連れ回るようになっている。押さえベルト２４が、通気性のベルトである場合には、集積用凹部２２内の吸収体材料（繊維材料３１及び吸水性ポリマー３２）を通過させないものであることが好ましい。押さえベルト２４により、空間Ｂの圧力を大気圧に設定しても、集積用凹部２２内の堆積物をバキュームコンベア７上に転写するまで、集積用凹部２２内に保持できる。

バキュームコンベア７（搬送手段）は、回転ドラム２の下方に配されており、回転ドラム２の弱い陽圧又は圧力ゼロ（大気圧）に設定されている空間Ｃに位置する外周面２ｆに近接して配されている。バキュームコンベア７は、無端状の通気性ベルト７３と、通気性ベルト７３を挟んで回転ドラム２の外周面２ｆと対向する位置に配されたバキュームボックス７４とを備えている。バキュームコンベア７上には、薄葉紙（ティッシュペーパ）や不織布等からなる通気性の被覆シート３５が導入されるようになっている。この通気性の被覆シート３５は、液透過性の被覆シートでもある。

離型用エアブロー装置１０は、集積用凹部２２内に、吸収体材料（繊維材料３１及び吸水性ポリマー３２）が堆積して得られる堆積物を、該集積用凹部２２から離型させる離型手段として機能する。離型用エアブロー装置１０は、空間Ｃ内において、外周部材２１よりも内側に配されており、吸収体材料が堆積する集積用凹部２２の底面を形成する多孔性プレート（多孔性部材）の内面側から外面２７ａ側に向けてエアを吹き付けることができ、そのエアによって堆積物の集積用凹部２２からの離型が促進される。

吸収体の製造装置１は、図１に示すように、繊維材料供給部５からダクト４内に供給される繊維材料３１の量を制御する制御部８を備えている。制御部８は、詳細は図示しないが、表示部を備えたコンピュータ、該コンピュータと他の装置等とを電気的に接続するインターフェース、及びコンピュータに組み込まれた所定のプログラム等から構成されている。また、制御部８のコンピュータは、第２の送り装置６Ｃの駆動モーター６５に対して制御信号を出力して駆動モーター６５の回転を制御することにより、解繊機５１に対する原料シート３１Ａの供給量を制御し、ダクト４内への繊維材料３１の供給量を制御することができる。
また制御部８のコンピュータは、第１の送り装置６Ｂの駆動モーター６３に対して制御信号を出力して、駆動モーター６３の回転速度を一定に維持し、原料シート３１Ａの送り速度を一定の速度に安定に維持することができる。制御部８は、コンピュータに代えて、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）や他の類似の装置を用いることもできる。

また、吸収体の製造装置１は、集積用凹部２２から離型された吸収体３の上下面を被覆シート３５，３６で被覆し、吸収体連続体３０Ａを得る機構を備えている。吸収体３における、バキュームコンベア７上に供給された被覆シート３５側とは反対側の面を被覆する被覆シート３６は、被覆シート３５の片面における幅方向中央部に吸収体３を載置した後、他面側に折り返された該被覆シート３５の両側部であっても良いし、バキュームコンベア７上に供給された被覆シート３５とは別の被覆シート３６であっても良い。被覆シート３６としては、被覆シート３５と同様に薄葉紙（ティッシュペーパ）や不織布等を用いることができ、通気性を有することが好ましい。この通気性の被覆シート３６は、液透過性の被覆シートでもある。
また、吸収体の製造装置１は、その吸収体連続体３０Ａを、個々の吸収性物品に使用される長さ（以下、吸収性物品一枚分の長さともいう）の吸収体３０に切断する切断装置９を備えている。切断装置９としては、吸収性物品や吸収体の製造に用いられる各種公知の切断手段を用いることができ、例えば、図１に示すように、切断刃９２を有するカッターロール９１とその刃を受けるアンビルロール９３とを有しており、両ロールの回転により一定の周期で、吸収体連続体３０Ａを順次切断するものを用いることができる。

上述した吸収体の製造装置１を用いて吸収体３を連続的に製造する方法、即ち、本発明の吸収体の製造方法の一実施態様について説明する。
上述した製造装置１を用いて吸収体３を製造するためには、回転ドラム２を回転させると共に、上記吸気ファンを作動させて空間Ａを負圧とする。また離型用エアブロー装置６、バキュームコンベア７、バキュームコンベア７に隣接して配置したベルトコンベア７Ａ、及び切断装置９を作動させる。
吸気ファンの作動により、空間Ａ上に位置する集積用凹部２２の底面に、底面の全域に亘って均一な吸引力が生じると共に、ダクト４内に、回転ドラム２の外周面に向けて流れる空気流が生じる。

そして、繊維材料供給部５の第１の送り装置６Ｂ及び第２の送り装置６Ｃを作動させて、繊維材料３１の原料シート３１Ａを原反ロール３１Ｒから巻き出し、巻き出した原料シート３１Ａを、第１の送り装置６Ｂ及び第２の送り装置６Ｃにより搬送して解繊機５１に導入すると、解繊機５１により解繊されて生じた繊維材料３１がダクト４内に供給される。ダクト４内に供給された繊維材料３１は、飛散状態となって、ダクト４内を流れる空気流に載って、回転ドラム２の外周面に向けて供給される。

本実施態様においては、原反ロール３１Ｒから巻き出された原料シート３１Ａを、第２の送り装置２Ｃが配された下流に向けて送り出す第１の送り装置６Ｂの送り速度を一定に維持する一方、第１の送り装置６Ｂから送り出された原料シート３１Ａを解繊機５１に送る第２の送り装置Ｃ２の送り速度を周期的に変化させる。
より具体的には、制御部８に含まれるコンピュータにより、第１の送り装置６Ｂのニップロール６２の周速を一定に維持しながら、第２の送り装置６Ｃのニップロール６４の周速を周期的に変化させる。
第２の送り装置６Ｃのニップロール６４の周速を周期的に変化させることによって、繊維材料の原料シート３１Ａを解繊機５１に供給する速度が周期的に変化し、ダクト４内に供給される繊維材料３１の単位時間当たりの供給量も周期的に変化する。
制御部８のコンピュータには、第２の送り装置６Ｃのニップロール６４の回転速度に、そのような変化を生じさせるためのプログラムをインストールしておく。プログラマブルロジックコンピュータを用いて、ニップロール６４の回転速度を周期的に変化させても良い。

一例を示すと、第１の送り装置６Ｂによる原料シートの送り速度（ニップロール６２の周速）を、図３（ａ）に示すグラフ中、「Ｂ」で示すパターンで一定に維持する一方、第２の送り装置６Ｃによる原料シートの送り速度（ニップロール６４の周速）を、図３（ｂ）中、「Ｃ１」で示すパターンで周期的に変化させる。第２の送り装置６Ｃによる原料シートの送り速度（ニップロール６４の周速）を、「Ｃ１」で示すパターンで周期的に変化させると、制御部８によりダクト４へと供給される繊維材料３１の質量ａも、同様のパターンで周期的に変化する。
第１の送り装置６Ｂによる原料シートの送り速度（ニップロール６４の周速）を、図３（ａ）に示すグラフ中、「Ｂ」で示すパターンで一定に維持する一方、第２の送り装置６Ｃによる原料シートの送り速度（ニップロール６４の周速）を、図３（ｃ）中、「Ｃ２」に示すパターンで周期的に変化させることもできる。

図３（ｂ）中、「Ｃ１」で示すパターンは、ダクト４に繊維材料３１を供給するステップと、ダクト４に繊維材料３１を供給しないステップとが交互に繰り返されるパターンであり、最大速度を維持する供給する時間と停止時間とがほぼ同じ長さである。図３（ｃ）中、「Ｃ２」で示すパターンは、「Ｃ１」で示すパターンと同様に、ダクト４に繊維材料３１を供給するステップと、ダクト４に繊維材料３１を供給しないステップとが交互に繰り返されるパターンであるが、「Ｃ１」で示すパターンに対して最大速度を１．５倍、最大速度の維持時間を２／３倍としてある。
なお、図３（ｂ）中の「Ｃ１」又は図３（ｃ）中の「Ｃ２」で示すパターンのように、ダクト４に繊維材料３１を供給しないステップを有するパターンに代えて、ダクト４に相対的に少ない量の繊維材料３１を供給するステップとダクト４に相対的に多い量の繊維材料３１を供給するステップとが交互に繰り返して、繊維材料３１を連続して供給するパターンとしても良い。

図３（ａ）に示すグラフの縦軸は、第１の送り装置６Ｂによる原料シート３１Ａの送り速度であり、第１の送り装置６Ｂのニップロール６２の周速に一致し、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示す各グラフの縦軸は、第２の送り装置６Ｃによる原料シート３１Ａの送り速度であり、第２の送り装置６Ｃのニップロール６４の周速に一致する。
図３（ａ）〜図３（ｃ）に示す各グラフの横軸は、集積用凹部２２が、ダクト４に覆われた部分を通過する周期（以下「集積用凹部の通過周期」ともいう）との関係において時間を示すものであり、集積用凹部の通過周期の一周期Ｔは、例えば図３（ｄ）に示すように、一つの集積用凹部２２ａの特定位置Ｐ１、例えば回転方向Ｒの前端が、ダクト４の回転ドラム２の周方向に沿う方向の特定位置Ｐ２を通過した後、その次の集積用凹部２２ｂの共通する特定位置Ｐ１が、同特定位置Ｐ２を通過するまでの時間に相当する。
製造装置１の運転中には、製造装置１の制御部８によって、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、第２の送り装置により原料シート３１Ａの送り速度を変化させる周期と、集積用凹部２２の通過周期とを一致させることが好ましい。その場合、原料シート３１Ａの送り速度を変化させる周期と、集積用凹部２２の通過周期の位相は、適宜に決定し得る。

図４及び図５（ａ）は、本実施形態の製造方法及び製造装置１により製造される吸収体３の一例を示す斜視図である。
図４及び図５（ａ）に示す吸収体３においては、集積用凹部２２の回転方向前端ｆに対応する一端３ａ側に、相対的に繊維材料の坪量が多い高坪量部３３が形成され、集積用凹部２２の回転方向後端ｒに対応する他端３ｂ側に、相対的に繊維材料の坪量が少ない低坪量部３４が形成されている。吸収体３は、回転ドラム２の周方向に対応する長手方向３Ｘ及び該長手方向に直交する幅方向３Ｙを有している。吸収体３は、搬送手段としてのバキュームコンベア７やベルトコンベア７Ａにより搬送される際には、図１に示すように、長手方向３Ｘが搬送方向Ｘに沿い、高坪量部３３を有する一端３ａ側が、搬送方向の下流側に向けられている。
このようにして得られた吸収体３は、図１に示すように、被覆シート３５，３６で被覆されて吸収体連続体３０Ａとされた後、切断装置９により所定長さに切断されて、被覆シートで被覆された吸収体３０として、使い捨ておむつ等の吸収性物品に組み込まれる。

本実施形態の製造方法及び製造装置１によれば、第２の送り装置６Ｃによる原料シート３１Ａの送り速度を変化させること、好ましくは、原料シート３１Ａの送り速度を集積用凹部の通過周期に合わせて周期的に変化させ、解繊機５１から、ダクト４内に供給される繊維材料３１の単位時間当たりの供給量を周期的に変化させることによって、集積用凹部２２に堆積させる堆積物に、繊維材料３１の堆積量が少ない部位と繊維材料３１の堆積量が多い部位とを形成することができ、それにより、集積用凹部２２から離型して得られる個々の吸収体中に、繊維材料の坪量が相対的に多い部分と繊維材料の坪量が相対的に少ない部分とを形成することができる。
本実施形態の製造方法及び製造装置１によれば、このように、第２の送り装置６Ｃによる原料シート３１Ａの送り速度を変化させることにより、集積用凹部やその吸引機構に特別な改変を加えなくても、繊維材料の坪量が相対的に高い部分と繊維材料の坪量が相対的に低い部分とを有する吸収体を容易に製造することができる。

しかも、原反ロール３１Ｒと第２の送り装置６Ｃとの間に、第１の送り装置６Ｂを配して、第１の送り装置６Ｂにより一定の速度で、原料シート３１Ａを、第２の送り装置６Ｃに送るようにしたため、第１の送り装置６Ｂを用いない場合に生じることにある解繊機５１より上流側の原料シート３１Ａのバタつくような変位を軽減でき、原料シート３１Ａの解繊機５１に対する供給量の制御の精度を向上させることができる。
供給量の制御の精度が向上する理由は、原料シート３１Ａのバタつくような変位を低減でき、それによって、第２の送り装置６Ｃへの原料シート供給量が安定することや、第２の送り装置６Ｃに加えて第１の送り装置６Ｂを用いることで、第２の送り装置６Ｃの駆動手段としてサーボモーター等の電動モーターを用いたときに、吸収体の製造中における、該電動モーターの実効負荷率を低減させることができ、電動モーターをレスポンスの良い適正な範囲で使用することが容易となり、より安定した変速制御が行える等にある。なお、第２の送り装置６Ｃの駆動手段は、電動モーター、特にサーボモーターが好ましい。第１の送り装置６Ｂの駆動手段も、電動モーター、特にサーボモーターが好ましい。

また、原料シート３１Ａのバタつきの変位を確実に低減し、供給量を更に安定させる観点から、第１の送り装置６Ｂによる原料シート３１Ａの送り速度は、第２の送り装置６Ｃによる原料シート３１Ａの送り速度の平均速度よりも速くすることが好ましい。
第２の送り装置６Ｃによる原料シート３１Ａの供給速度の平均速度とは、第２の送り装置６Ｃの送り速度の、集積用凹部の通過周期の１周期分の積分値を、通過周期の１周期分の時間で除して得られる速度である。
例えば、図３（ｂ）においては、集積用凹部の通過周期の１周期分の積分値はＶＴであり、通過周期の１周期分の時間はＴで除して得られる、平均速度はＶである。
同様の観点から、第１の送り装置６Ｂによる原料シート３１Ａの送り速度は、第２の送り装置６Ｃによる原料シート３１Ａの供給速度の平均速度の１００％超１１０％以下とすることが好ましく、より好ましくは１００．１％超１１０％以下、更に好ましくは１００．５％以上１０５％以下である。

集積用凹部の通過周期の一周期Ｔの具体的な時間的長さは、特に制限されないが、吸収体の高速生産の観点から一例を挙げれば、例えば、０．３秒以下が好ましく、より好ましくは０．１秒以下である。また、第１の送り装置による原料シートの送り速度は、特に制限されないが、吸収体の高速生産の観点から一例を挙げれば、例えば、１００ｍ／分以上が好ましく、より好ましくは２００ｍ／分以上である。
このような場合に、原料シートの変動が起こりやすく、原料シート３１Ａの供給量のバラツキ等の不都合が生じやすいが、本発明の方法及び装置によれば、そのような不都合を防止又は軽減することができる。

同様の観点から、第２の送り装置６Ｃによる原料シート３１Ａの送り速度を相対的に遅くするステップにおいては、第１の送り装置６Ｂと第２の送り装置６Ｃとの間における原料シートが、下向きに凸の円弧状に撓んだ状態となることが好ましく、その場合には、第１の送り装置６Ｂと第２の送り装置６Ｃ間のシート走行部の下部には受け板を設置するのが好ましい。

なお、製造された吸収体３における繊維材料の偏在状態を、表面変位計測計等により監視し、その偏在状態が所望の状態ではない場合は、集積用凹部の通過周期と第２の送り装置における原料シートの送り速度を変化させる周期との位相を調整して、繊維材料が所望の状態に偏在した吸収体が得られるように修正することが好ましい。

吸収体３又は芯部が吸収体３から構成された吸収体３０は、吸収性物品の吸収体として好ましく用いられる。吸収性物品は、主として尿、経血等の身体から排泄される体液を吸収保持するために用いられるものである。吸収性物品には、例えば使い捨ておむつ、生理用ナプキン、失禁パッド、パンティライナー等が包含されるが、これらに限定されるものではなく、人体から排出される液の吸収に用いられる物品を広く包含する。

また吸収体３又は芯部が吸収体３から構成された吸収体３０は、吸収体３が、相対的に高坪量の高坪量部３３と相対的に低坪量の低坪量部３４とを含み、吸収体材料の堆積量が部分的に異なっている。使い捨ておむつに用いられる吸収体としては、高坪量部３３が着用者の前側、低坪量部３４が着用者の後ろ側に位置するように、吸収性物品に組み込まれて使用されることが、吸収体の性能を最大限発揮させる点で好ましい。
また、吸収体３内に繊維材料の坪量が異なる高坪量部及び低坪量部を有することは、例えば、必要な部分に高い吸収容量を確保し易い一方、必要性に劣る部分の吸収容量を減らして、全体としての原料の使用量を軽減する観点からも好ましい。なお、吸収体３は、被覆シート３５，３６で被覆することなく、吸収性物品の吸収体として用いることもできる。

製造する吸収体３は、図５（ｂ）又は図５（ｃａ）に示す形態のものであっても良い。また、図６（ａ）又は図６（ｂ）に示す形態のものであっても良い。
図５（ｂ）に示す吸収体は、回転ドラム２の周方向に対応する長手方向３Ｘの中央部に、繊維材料の坪量が最も多い高坪量部３３を有し、長手方向３Ｘにおける高坪量部３３に、繊維材料の坪量が最も少ない低坪量部３４を有している。図５（ｃ）に示す吸収体は、図４及び図５（ａ）に示す吸収体と同様に、回転ドラム２の周方向に対応する長手方向３Ｘの一方の側に、繊維材料の坪量が最も多い高坪量部３３を有し、他方の側に、繊維材料の高坪量部３３より少ない低坪量部３４を有しているが、高坪量部３３と低坪量部３４の位置が逆になっている。

図６（ａ）に示す吸収体は、回転ドラム２の周方向に対応する長手方向３Ｘの中央部に、繊維材料の坪量が最も多い高坪量部３３を有し、長手方向３Ｘの一端側に、繊維材料の坪量が最も少ない低坪量部３４を有し、長手方向３Ｘの他端側に、繊維材料の坪量が、高坪量部３３より少なく低坪量部３４より多い中間坪量部３８を有している。
図６（ｂ）に示す吸収体は、回転ドラム２の周方向に対応する長手方向３Ｘに、相互に離間した状態に複数の高坪量部３３が形成されている。図６（ｂ）に示す吸収体は、２つの高坪量部３３以外の３箇所が何れも繊維材料の坪量が最も少ない低坪量部３４となっているが、３箇所のうちの１又は２箇所を、繊維材料の坪量が高坪量部３３より少なく低坪量部３４より多い中間坪量部３８とすることもできる。

繊維材料３１の供給量の変化を、吸収体３中の繊維材料の坪量差につなげる観点から、ダクト開口部のドラム周方向の長さは、集積用凹部２２のドラム周方向の長さに対する比が、好ましくは２．０以下、更に好ましくは１．５以下である。また、繊維材料の堆積速度とダクト４内における同材料の空気輸送速度との大小関係の観点から、前記比は、好ましくは０超であり、更に好ましくは０．１以上である。
ダクト開口部のドラム周方向の長さは、図３（ｄ）に示すように、ダクト４の回転ドラム側の開口部４ｅの、回転ドラムの周方向に沿う方向の両端４ｆ，４ｒ間の長さであり、回転ドラムの外周面に沿って測定する。集積用凹部２２のドラム周方向の長さは、集積用凹部２２の、回転ドラムの周方向に沿う方向の両端ｆ，ｒ間の長さであり、回転ドラムの外周面に沿って測定する。

また本発明で製造する吸収体は、繊維材料の坪量が最も低い部分の坪量に対する、繊維材料の坪量が最も多い部分の坪量の比が、好ましくは１．５以上、更に好ましくは２以上であり、好ましくは３０以下である。また、繊維材料の坪量が最も低い部分の坪量は、吸収体強度の観点から、好ましくは１００ｇ／ｍ²以上３０００ｇ／ｍ²以下である。
繊維材料の坪量が最も多い部分と、繊維材料の坪量が最も低い部分の坪量は、下記のようにして求める。即ち、図７に示すように、吸収体３の長手方向３Ｘの一端３ａから３０ｍｍ間隔で、幅方向３Ｙに沿う直線Ｃを引き、その直線Ｃを境界として吸収体３を複数の部分３Ａ〜３Ｆに分割し、その分割部分のそれぞれについて面積及び含まれる繊維材料の質量を求める。そして、求めた質量及び面積から坪量を算出し、算出した坪量が最も高い分割部分の坪量を、繊維材料の坪量が最も多い部分の坪量とし、算出した坪量が最も少ない分割部分の坪量を、繊維材料の坪量が最も少ない部分の坪量とする。なお、図７に点線で示すように、吸収体３が、最後に引いた直線Ｃｅから３０ｍｍ未満の長さで延出する部分３Ｇを有する場合、その直線Ｃｅでは分割せずに、該部分３Ｇをその前の部分３Ｆの一部として、該部分３Ｆの坪量を算出する。吸収体３の長手方向３Ｘの一端３ａは、吸収性物品の吸収体である場合、着用者の前後方向の腹側（前側）に近い方の一端とする。着用者の前後との関係が不明の場合は、集積用凹部２２の回転方向前端ｆに対応する一端とし、それも不明である場合は、長手方向の任意の一端を一端とする。

本実施形態の方法においては、ダクト４に、繊維材料３１を供給するのに加えて、吸水性ポリマー３２を供給することも好ましい。吸水性ポリマー３２は、例えば、前述した散布管５５から投入し、繊維材料３１を搬送する空気流中に供給する。
吸水性ポリマー３２は、単位時間当たりの供給量（質量）を一定にして連続的に供給することもできる。吸水性ポリマー３２を連続的に供給しても、吸水性ポリマー３２は、繊維材料３１を搬送する空気流のなかの繊維材料の濃度が高い部分に濃度の低い部分に比して多く吸水性ポリマー３２が絡まる為、相対的に多い量が含まれる。そのため、吸収体３として、繊維材料の坪量が相対的に多い部分に、繊維材料の坪量が相対的に少ない部分より多くの吸水性ポリマーを有する吸収体が得られる。本実施形態の製造方法又は製造装置によれば、吸水性ポリマー３２の供給装置に供給量を変化させる手段を設けなくても、吸水性ポリマーが偏在した吸収体が得られる。

また、吸水性ポリマー３２は、単位時間当たりの供給量（質量）を周期的に変化させて供給することもできる。その場合、繊維材料の供給と同様に、吸水性ポリマーを供給するステップと、吸水性ポリマーを供給しないステップとを繰り返すパターンで供給しても良いし、吸水性ポリマーを相対的に多く供給するステップと、吸水性ポリマーを相対的に少量供給するステップとを繰り返すパターンで供給しても良い。いずれも場合も、集積用凹部の通過周期に合わせて、吸水性ポリマーの供給量を周期的に変化させることが好ましい。集積用凹部の通過周期に合わせる態様としては、繊維材料の堆積量が多い部位に吸水性ポリマーも多く堆積させ、繊維材料の堆積量が少ない部位に吸水性ポリマーも少なく堆積させるか又は堆積させないことが好ましいが、これに限られるものではない。吸水性ポリマーの供給量を周期的に変化させる場合、吸水性ポリマーを供給する装置は、空気流に対する前記吸水性ポリマーの単位時間当たりの供給量を周期的に変化させる制御部を具備することが好ましい。吸水性ポリマーを供給する装置の制御部は、製造装置１の制御部８が兼ねていてもよいし、製造装置１の制御部８とは別に設けたものであってもよい。

本発明の製造方法及び製造装置においては、原料シート３１Ａの原反ロール３１Ｒと第２の送り装置６Ｃとの間に、原料シート３１Ａを一定の速度で下流に送る第１の送り装置６Ｂを複数配置することも好ましい。第１の送り装置６Ｂを複数配置することで、原料シート３１Ａをより安定的に搬送することができ、シートのバタつきの一層の抑制を期待できる。
原料シート３１Ａを一定の速度で下流に送る第１の送り装置６Ｂを複数配置する場合、それらの第１の送り装置６Ｂどうしは、原料シート３１Ａの送り速度が同じであっても異なっていても良いが、原料シートのバタつきの変位を確実に防止し、供給量を更に安定させる観点から、第２の送り装置６Ｃにより近い方の第１の送り装置の送り速度が、第２の送り装置６Ｃから遠い方の第１の送り装置の送り速度よりも速いか、もしくは同等であることが好ましい。

本発明の製造方法及び製造装置において、原反ロール３１Ｒから第１の送り装置６Ｂまでの距離Ｄ１は、原反ロール３１Ｒから第２の送り装置６Ｃまでの距離Ｄ２の半分以上であることが好ましい。第２の送り装置６Ｃと第１の送り装置６Ｂとの間の距離が、原反ロール３１Ｒから第１の送り装置６Ｂまでの距離より長いよりも短い方が、原料シート３１Ａのばたつきを軽減又は防止する効果に優れている。同様の観点から、前記距離Ｄ１は、前記距離Ｄ２に対する割合が、百分率で、５０％以上９０％以下であることがより好ましく、更に好ましくは６０％以上８０％以下である。
ここで、原反ロール３１Ｒから第１の送り装置６Ｂまでの距離Ｄ１とは、原反ロール３１Ｒの原料シート３１Ａが巻き出される位置Ｐ６から、巻き出された原料シート３１Ａが第１の送り装置６Ｂの原料シート搬送用のロール、即ち前述したニップロール６２に最初に接触する位置までの距離であり、該距離は、原料シートにたわみが生じないものとして、原料シート３１Ａの搬送経路に沿って測定する。また、原反ロール３１Ｒから第２の送り装置６Ｃまでの距離Ｄ２とは、原反ロール３１Ｒの原料シート３１Ａが巻き出される位置Ｐ６から、原料シート３１Ａが第２の送り装置６Ｃの原料シート搬送用のロール、即ち前述したニップロール６４に最初に接触する位置までの距離であり、原料シートにたわみが生じないものとして、原料シートの搬送経路に沿って測定する。

原料シート３１Ａの原反ロール３１Ｒと第２の送り装置６Ｃとの間に、原料シート３１Ａを一定の速度で下流に送る第１の送り装置６Ｂを複数配置する場合、原反ロール３１Ｒから第１の送り装置６Ｂまでの間に設置することが好ましい。また、この場合においても、原反ロール３１Ｒから、第２の送り装置６Ｃの上流側に隣接して位置する第１の送り装置６Ｂまでの距離を距離Ｄ１とした場合、原反ロール３１Ｒから第２の送り装置６Ｃまでの距離Ｄ２の半分以上であることが好ましい。
なお、第１の送り装置６Ｂと第２の送り装置６Ｃとの間の距離は、５００ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０００ｍｍ以上であり、また５０００ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３０００ｍｍ以下である。

吸収性物品は、典型的には、表面シート、裏面シート及び両シート間に介在配置された液保持性の吸収体を具備している。吸収体は、上下面が一枚又は複数枚の被覆シートに被覆されていても良い。裏面シートは水蒸気透過性を有していても有しなくても良い。吸収性物品は更に、該吸収性物品の具体的な用途に応じた各種部材を具備していてもよい。そのような部材は当業者に公知である。例えば吸収性物品を使い捨ておむつ、生理用ナプキンに適用する場合には、着用者の前後方向と一致する長手方向の両側部に一対又は二対以上の立体ガードを配置することができる。

本発明で用いる繊維材料及び吸水性ポリマーとしては、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、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、繊維材料は、全体又は一部がパルプ繊維であることが好ましく、繊維材料中のパルプ繊維の割合は５０〜１００質量％であることが好ましく、より好ましくは８０〜１００質量％であり、更に好ましくは１００質量％である。尚、ダクト内には、繊維材料以外に、消臭剤や抗菌剤等を必要に応じ供給してよい。また、吸水性ポリマーは、供給しても供給しなくても良い。

吸水性ポリマーとしては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、（アクリル酸−ビニルアルコール）共重合体、ポリアクリル酸ナトリウム架橋体、（でんぷん−アクリル酸）グラフト共重合体、（イソブチレン−無水マレイン酸）共重合体及びそのケン化物、ポリアスパラギン酸等が挙げられる。繊維及び吸水性ポリマーは、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。

以上、本発明の吸収体の製造方法及び製造装置の一実施態様について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されず、それぞれ適宜変更可能である。
例えば、図１に示す吸収体の製造装置の回転ドラムにおいては、吸収性物品１個分の吸収体を形成する集積用凹部が、回転ドラムの周方向に間隔を開けて複数形成されていたが、本発明の吸収体の製造方法又は製造装置に使用する回転ドラムは、周方向に連続する集積用凹部を有し、吸収性物品複数個分の吸収体が連なった連続吸収体を形成するものであっても良い。
また、図１に示す吸収体の製造装置１における集積用凹部は、底面全体に均一な吸引力を生じるものであったが、底面に、相対的に高い吸引力を生じる領域と相対的に低い吸引力を生じる領域とを有する集積用凹部であっても良い。例えば、本発明の方法及び装置と、特許文献１に記載の方法と組み合わせることも出来る。即ち、集積用凹部２２の底面に、開口面積率の高い第１吸引領域と第１吸引領域よりも開口面積率の低い第２吸引領域を設け、これら両吸引領域に前記繊維材料を堆積させることもできる。
また、ダクトに、繊維材料を供給する一方、吸水性ポリマーを供給せずに、吸水性ポリマーを含まない吸収体を製造しても良い。

１ 吸収体の製造装置
２ 回転ドラム
２ｆ 外周面
２２ 集積用凹部
３ 吸収体
３１ 繊維材料
３１Ａ 原料シート
３１Ｒ 原料シートの原反ロール
３２ 吸水性ポリマー
３３ 高坪量部
３４ 低坪量部
３０ 被覆シートを有する吸収体
４ ダクト
５ 繊維材料供給部
５１ 解繊機
６Ａ 原反ロール保持部
６Ｂ 第１の送り装置
６Ｃ 第２の送り装置
７ バキュームコンベア
７Ａ ベルトコンベア
８ 制御部
９ 切断装置
９１ カッターロール
９２ 切断刃
９３ アンビルロール
１０ 離型用エアブロー装置
５５ 吸水性ポリマーの散布管

Claims (14)

1. 原料シートを解繊機で解繊して得られる繊維材料を、外周面に集積用凹部が形成された回転ドラムに空気流に載せて供給し、供給した前記繊維材料を、吸引して該集積用凹部内に堆積させ、該集積用凹部から所定形状に成形された堆積物を離型して吸収体を得る、吸収体の製造方法であって、
   原反ロールから巻き出された前記原料シートを、第１の送り装置により下流に一定の速度で送る第１工程、及び下流に送られた前記原料シートを、第２の送り装置により供給速度を周期的に変化させながら前記解繊機に供給する第２工程を具備し、
   前記堆積物として、繊維材料の坪量が相対的に高い部分と繊維材料の坪量が相対的に低い部分とを有する繊維堆積体を得る、吸収体の製造方法。
2. 前記第１の送り装置による前記原料シートの送り速度を、前記第２の送り装置による前記原料シートの送り速度の平均速度よりも速くする、請求項１に記載の吸収体の製造方法。
3. 前記第１の送り装置による前記原料シートの送り速度を、前記第２の送り装置による前記原料シートの供給速度の平均速度の１００％超１１０％以下とする、請求項２に記載の吸収体の製造方法。
4. 前記原料シートの前記原反ロールと前記第２の送り装置との間に、前記原料シートを一定の速度で下流に送る前記第１の送り装置を複数配置する、請求項１〜３の何れか１項に記載の吸収体の製造方法。
5. 前記繊維材料を搬送する空気流中に吸水性ポリマーを供給し、吸水性ポリマーを含む繊維堆積体を得る、請求項１〜４の何れか１項に記載の吸収体の製造方法。
6. 前記空気流に対する前記吸水性ポリマーの単位時間当たりの供給量を周期的に変化させる、請求項５に記載の吸収体の製造方法。
7. 前記集積用凹部は、底面全体に均一な吸引力を生じるものである、請求項１〜６の何れか１項に記載の吸収体の製造方法。
8. 前記集積用凹部は、底面に、相対的に高い吸引力を生じる領域と相対的に低い吸引力を生じる領域とを有する、請求項１〜７の何れか１項に記載の吸収体の製造方法。
9. 原料シートを解繊機で解繊して得られた繊維材料を、外周面に集積用凹部が形成された回転ドラムに空気流に載せて供給し、供給した前記繊維材料を、吸引して該集積用凹部内に堆積させ、その堆積物を離型して、所定形状の繊維堆積体を得る繊維堆積体の製造装置であって、
   原反ロールを従動回転可能に支持する支持機構を具備する原反ロール保持部、前記原反ロールから巻き出した前記原料シートを、下流に一定の速度で送る第１の送り装置、前記第１の送り装置により下流に送られた前記原料シートを、供給速度を周期的に変化させながら前記解繊機に供給する第２の送り装置、及び前記第２の送り装置の供給速度を、前記繊維堆積体として、繊維材料の坪量が相対的に高い部分と繊維材料の坪量が相対的に低い部分とを有する繊維堆積体が得られるように変化させる制御部を具備する、吸収体の製造装置。
10. 前記原反ロールから前記第１の送り装置までの距離が、前記原反ロールから前記第２の送り装置までの距離の半分以上である、請求項９に記載の繊維堆積体の製造装置。
11. 前記原反ロール保持部と前記第２の送り装置との間に、前記原料シートを一定の速度で下流に送る第１の送り装置を複数具備する、請求項９又は１０に記載の吸収体の製造装置。
12. 前記繊維材料を搬送する空気流中に吸水性ポリマーを供給する装置を具備し、吸水性ポリマーを含む繊維堆積体を得る、請求項９〜１１の何れか１項に記載の吸収体の製造装置。
13. 前記吸水性ポリマーを供給する装置は、前記空気流に対する前記吸水性ポリマーの単位時間当たりの供給量を周期的に変化させる制御部を具備する、請求項１２に記載の吸収体の製造装置。
14. 前記集積用凹部は、底面に、相対的に高い吸引力を生じる領域と相対的に低い吸引力を生じる領域とを有する、請求項９〜１３の何れか１項に記載の吸収体の製造装置。

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