KR20110061556A - 흡수체의 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 덕트(31) 내로 침입한 외기가 고흡수성 폴리머(5)의 균일 분산에 미치는 영향을, 경감하는 것이다.
소정 부재(20)의 소정면(20a)에 오목 형상으로 형성되어, 상기 소정면(20a)을 따르는 이동 경로를 따라 일 방향으로 이동하는 성형형(21)과, 상기 이동 경로의 소정 위치에 배치되어, 상기 소정면(20a)을 향하여 개구부(31a)로부터 액체 흡수성 섬유(2)를 포함한 기체(3)를 토출하는 덕트(31)와, 상기 덕트(31) 내에 배치되어, 상기 개구부(31a)에서의 상기 이동 경로를 따르는 방향의 중앙 영역(Ac)을 향하여 투입구(38a)로부터 고흡수성 폴리머(5)를 투입하는 폴리머 투입 부재(38)를 구비하는 흡수체(1)의 제조장치(10)이다. 상기 성형형(21)이 상기 덕트(31)의 위치를 통과할 때에, 상기 성형형(21)의 저부의 흡기구멍으로부터 상기 기체(3)를 흡입함으로써, 상기 기체(3) 중의 상기 액체 흡수성 섬유(2) 및 상기 고흡수성 폴리머(5)를 상기 성형형(21) 내에 적층시켜 흡수체(1)를 성형한다. 상기 성형형(21)의 상기 저부로부터의 상기 기체(3)의 흡입에 의하여, 상기 덕트(31) 내의 기압이, 상기 덕트(31) 밖의 기압보다 낮아져 있고, 상기 소정면(20a)과 상기 덕트(31)의 개구부(31a) 사이의 간극(G)으로부터, 상기 이동 경로를 따라 외기가 상기 덕트(31) 내에 침입한다. 상기 덕트(31) 내에 덕트 내벽부(41)를 가진다. 상기 덕트 내벽부(41)는, 상기 간극(G)을 가지는 상기 덕트(31)의 벽부(33)의 내벽면(33a)에 대하여 간격(S3)을 두고 대향하여 배치되어 있고, 상기 간극(G)으로부터 상기 덕트(31) 내로 침입한 외기가, 상기 덕트(31) 내의 상기 중앙 영역(Ac)으로 흐르는 것을, 상기 덕트 내벽부(41)에 의하여 규제한다.

Description

흡수체의 제조장치 및 제조방법{APPARATUS AND PROCESS FOR PRODUCING ABSORBENT}

본 발명은, 1회용 기저귀 등의 흡수성 물품에 관한 흡수체의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

액체를 흡수하는 흡수성 물품의 일례로서 1회용 기저귀나 생리용 냅킨 등이 사용되고 있다. 이들 흡수성 물품은, 펄프 섬유를 소정 형상으로 성형하여 이루어지는 흡수체(1)을 구비하고 있다.

이 흡수체(1)는, 제조라인의 섬유 적층장치(10a)에 의하여 성형된다. 도 1은 일부 종단면으로 보아 나타내는 섬유 적층장치(10a)의 측면도다. 섬유 적층장치(10a)는, 둘레 방향(Dc)으로 회전하는 회전 드럼(20)을 본체로 한다. 회전 드럼(20)의 외주면(外周面)(20a)에는 오목 형상으로 성형형(成形型)(21)이 설치되고, 성형형(21)의 저부(底部)로부터 흡기 가능하게 구성되어 있다. 또, 회전 드럼(20)의 외주면(20a)에 대향시켜 덕트(31)의 산포구(散布口)(31a)도 설치되어 있고, 당해 산포구(31a)로부터는, 상기 외주면(20a)을 향하여 펄프 섬유(2)가 혼입된 혼입 공기(3)가 토출된다.

따라서, 회전 드럼(20)의 회전에 따라 성형형(21)이 상기 산포구(31a)의 위치를 통과할 때에는, 이 산포구(31a)로부터 토출되는 상기 혼입 공기(3)가 상기 성형형(21)의 저부로부터 흡입되나, 이에 따라 성형형(21) 내에 생기는 흡인력에 의하여, 혼입 공기(3) 중의 펄프 섬유(2)가 성형형(21) 내에 적층되어 흡수체(1)가 성형된다(특허문헌 1을 참조).

일본국 특개2006-132009호 공보

그런데, 덕트(31) 내에는, 흡수체(1) 내에 고흡수성 폴리머(5)(물 등의 액체에 대하여 높은 유지 성능을 가진 고분자 중합체)를 투입하기 위한 폴리머 투입 부재(38)도 배치되어 있다. 그리고, 고흡수성 폴리머(5)를 흡수체(1)의 두께 방향의 중심부에 분포시킬 목적으로, 고흡수성 폴리머(5)는 상기 산포구(31a) 내에서의 둘레 방향(Dc)의 중앙 영역(Ac)을 향하여 토출되나, 그 때에는, 당해 고흡수성 폴리머(5)는, 상기 혼입 공기(3)를 타고, 균일 분포로 분산되면서 흡수체(1) 내에 퇴적되는 것이 바람직하다.

그러나, 덕트(31) 내에 침입하는 외기(外氣)에 의하여, 상기 혼입 공기(3)가 부분적으로 난류(亂流) 상태가 되고, 그 결과, 고흡수성 폴리머(5)의 균일 분포에서의 분산(이하에서는, 균일 분산이라 함)이 저해될 염려가 있다.

상세하게는, 회전 드럼(20)의 성형형(21)의 저부로부터의 상기한 흡기에 의하여, 덕트(31) 내의 기압은 덕트(31) 밖의 기압보다 낮은 상태(이하, 이것을 「부압」이라고도 한다)로 유지되어 있으나, 그 때문에, 회전 드럼(20)의 외주면(20a)과 상기 덕트(31)의 산포구(31a) 사이의 간극(G) 중, 특히 접촉식 시일 부재를 설치하기 어려운 상기 둘레 방향(Dc)의 상류측 간극(G) 부분 및 하류측 간극(G) 부분으로부터 외기가 덕트(31) 내로 침입한다. 그리고, 이 침입 외기가, 상기 덕트(31) 내에 소용돌이 등의 난류를 야기하고, 그 결과, 상기 중앙 영역(Ac)을 향하여 투입되는 고흡수성 폴리머(5)의 균일 분산을 저해할 염려가 있다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 상기 덕트 내에 침입한 외기가 고흡수성 폴리머의 균일 분산에 미치는 영향을, 경감 가능한 흡수체의 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 주된 발명은, 소정 부재의 소정면에 오목 형상으로 형성되어, 상기 소정면을 따르는 이동 경로를 따라 일 방향으로 이동하는 성형형과, 상기 이동 경로의 소정 위치에 배치되어, 상기 소정면을 향하여 개구부로부터 액체 흡수성 섬유를 포함한 기체를 토출하는 덕트와, 상기 덕트 내에 배치되어, 상기 개구부에서의 상기 이동 경로를 따르는 방향의 중앙 영역을 향하여 투입구로부터 고흡수성 폴리머를 투입하는 폴리머 투입 부재를 구비하고, 상기 성형형이 상기 덕트의 위치를 통과할 때에, 상기 성형형의 저부의 흡기구멍으로부터 상기 기체를 흡입함으로써, 상기 기체 중의 상기 액체 흡수성 섬유 및 상기 고흡수성 폴리머를 상기 성형형 내에 적층시켜 흡수체를 성형하고, 상기 성형형의 상기 저부로부터의 상기 기체의 흡입에 의하여, 상기 덕트 내의 기압이, 상기 덕트 밖의 기압보다 낮아져 있는 흡수체의 제조장치에 있어서, 상기 소정면과 상기 덕트의 개구부 사이의 간극으로부터, 상기 이동 경로를 따라 외기가 상기 덕트 내에 침입하고, 상기 덕트 내에 덕트 내벽부를 가지며, 상기 덕트 내벽부는, 상기 간극을 가지는 상기 덕트의 벽부의 내벽면에 대하여 간격을 두고 대향하여 배치되어 있고, 상기 간극으로부터 상기 덕트 내에 침입한 외기가, 상기 덕트 내의 상기 중앙 영역으로 흐르는 것을, 상기 덕트 내벽부에 의하여 규제하는 것을 특징으로 하는 흡수체의 제조장치이다.

또, 소정 부재의 소정면에 오목 형상으로 형성되어, 상기 소정면을 따르는 이동 경로를 따라 일 방향으로 이동하는 성형형과, 상기 이동 경로의 소정 위치에 배치되어, 상기 소정면을 향하여 개구부로부터 액체 흡수성 섬유를 포함한 기체를 토출하는 덕트와, 상기 덕트 내에 배치되어, 상기 개구부에서의 상기 이동 경로를 따르는 방향의 중앙 영역을 향하여 투입구로부터 고흡수성 폴리머를 투입하는 폴리머 투입 부재를 사용하여, 상기 성형형이 상기 덕트의 위치를 통과할 때에, 상기 성형형의 저부의 흡기구멍으로부터 상기 기체를 흡입함으로써, 상기 기체 중의 상기액체 흡수성 섬유 및 상기 고흡수성 폴리머를 상기 성형형 내에 적층시켜 흡수체를 성형하는 것을 가지는 흡수체의 제조방법에 있어서,

상기 성형형의 상기 저부로부터의 상기 기체의 흡입에 의하여, 상기 덕트 내의 기압이, 상기 덕트 밖의 기압보다 낮아져 있고, 상기 소정면과 상기 덕트의 개구부 사이의 간극으로부터, 상기 이동 경로를 따라 외기가 상기 덕트 내에 침입하며, 상기 덕트 내에 상기 덕트 내벽부를, 상기 간극을 가지는 상기 덕트의 벽부의 내벽면에 대하여 간격을 두고 대향하여 배치하고, 상기 간극으로부터 상기 덕트 내에 침입한 외기가, 상기 덕트 내의 상기 중앙 영역으로 흐르는 것을, 상기 덕트 내벽부에 의하여 규제하는 것을 특징으로 하는 흡수체의 제조방법이다.

본 발명의 다른 특징에 대해서는, 본 명세서 및 첨부된 도면의 기재에 의하여 분명하게 한다.

본 발명에 의하면, 상기 덕트 내에 침입한 외기가 고흡수성 폴리머의 균일 분산에 미치는 영향을 경감 가능하게 된다.

도 1은 일부 종단면으로 보아 나타내는 섬유 적층장치(10a)의 측면도,
도 2는 본 실시형태에 관한 흡수체(1)의 제조장치(10)의 측면도,
도 3은 덕트 내벽부(41)를 확대하여 나타내는 종단면도,
도 4는 펄프 섬유(2)의 적층 분포의 균일화에 관한 1번째 및 2번째 연구의 설명도,
도 5는 펄프 섬유(2)의 적층 분포의 균일화에 관한 3번째 연구의 설명도,
도 6A 및 도 6B는, 펄프 섬유(2)의 적층 분포의 균일화에 관한 4번째 연구의 설명도,
도 7은 펄프 섬유(2)의 적층 분포의 균일화에 관한 4번째의 연구의 설명도이다.

본 명세서 및 첨부된 도면의 기재에 의하여, 적어도, 이하의 사항이 명확해진다.

소정 부재의 소정면에 오목 형상으로 형성되어, 상기 소정면을 따르는 이동 경로를 따라 일 방향으로 이동하는 성형형과, 상기 이동 경로의 소정 위치에 배치되어, 상기 소정면을 향하여 개구부로부터 액체 흡수성 섬유를 포함한 기체를 토출하는 덕트와, 상기 덕트 내에 배치되어, 상기 개구부에서의 상기 이동 경로를 따르는 방향의 중앙 영역을 향하여 투입구로부터 고흡수성 폴리머를 투입하는 폴리머 투입 부재를 구비하고, 상기 성형형이 상기 덕트의 위치를 통과할 때에, 상기 성형형의 저부의 흡기구멍으로부터 상기 기체를 흡입함으로써, 상기 기체 중의 상기 액체 흡수성 섬유 및 상기 고흡수성 폴리머를 상기 성형형 내에 적층시켜 흡수체를 성형하고, 상기 성형형의 상기 저부로부터의 상기 기체의 흡입에 의하여, 상기 덕트 내의 기압이, 상기 덕트 밖의 기압보다 낮아져 있는 흡수체의 제조장치에 있어서, 상기 소정면과 상기 덕트의 개구부 사이의 간극으로부터, 상기 이동 경로를 따라 외기가 상기 덕트 내에 침입하고, 상기 덕트 내에 덕트 내벽부를 가지며, 상기 덕트 내벽부는, 상기 간극을 가지는 상기 덕트의 벽부의 내벽면에 대하여 간격을 두고 대향하여 배치되어 있고, 상기 간극으로부터 상기 덕트 내에 침입한 외기가, 상기 덕트 내의 상기 중앙 영역으로 흐르는 것을, 상기 덕트 내벽부에 의하여 규제하는 것을 특징으로 하는 흡수체의 제조장치.

이와 같은 흡수체의 제조장치에 의하면, 상기 덕트 내벽부를 가지고 있고, 당해 덕트 내벽부는, 상기 간극으로부터 상기 덕트 내에 침입한 외기가 상기 덕트 내의 상기 중앙 영역으로 흐르는 것을 방해한다. 따라서, 고흡수성 폴리머의 투입이 이루어지는 상기 중앙 영역에서, 침입 외기에 의한 난류 등의 영향을 유효하게 억제할 수 있어, 그 결과, 고흡수성 폴리머의 균일 분산을 도모할 수 있다.

이와 같은 흡수체의 제조장치에 있어서, 상기 덕트 내를 상기 소정면을 향하여 흐르는 상기 기체의 유로가, 상기 덕트 내벽부에 의하여, 상기 내벽면과 상기 덕트 내벽부 사이의 상기 간격을 흐르는 단측(端側) 유로와, 상기 중앙 영역을 흐르는 중앙측 유로로 구분되고, 상기 간격은, 상기 단측 유로에서의 상류측 단부의 쪽이 하류측 단부보다 좁아져 있는 것이 바람직하다.

이와 같은 흡수체의 제조장치에 의하면, 기체가 상기 상류측의 단부를 통과할 때에는, 상기 간격이 좁기 때문에, 상기 기체의 유속은 상승하여 흐름이 안정화된다. 그리고, 이 상승한 유속은, 상기 하류측의 단부에서 상기 간격이 넓어져 있어도, 그 근방의 상기 소정면의 성형형으로부터 기체가 흡입되어 있는 경우도 있어, 대략 유지되고, 즉, 흐름이 안정된 상태가 유지된다. 그 결과, 상기 하류측의 단부에 인접하는 상기 소정면 근방의 공간에서의 난류의 발생이 억제 가능하게 되어, 액체 흡수성 섬유의 적층 분포의 균일화를 도모할 수 있다.

이와 같은 흡수체의 제조장치에 있어서, 상기 덕트 내를 상기 소정면을 향하여 흐르는 상기 기체의 유로가, 상기 덕트 내벽부에 의하여, 상기 내벽면과 상기 덕트 내벽부 사이의 상기 간격을 흐르는 단측 유로와, 상기 중앙 영역을 흐르는 중앙측 유로로 구분되고, 상기 단측 유로에서의 하류측 부분은, 하류측을 향함에 따라 상기 간격이 넓어져 있음과 함께, 상기 단측 유로에서의 상류측 부분은, 상기 간격이 일정한 부분을 상기 유로를 따라 소정 길이만큼 가지는 것이 바람직하다.

이와 같은 흡수체의 제조장치에 의하면, 상기 단측 유로의 상류측 부분에, 상기 간격이 일정한 부분을 상기 유로를 따라 소정 길이만큼 가지기 때문에, 당해 간격이 일정한 부분을 흐르는 사이에 상기 기체의 흐름이 정류되어 안정되고, 대략 층류상태가 된다. 그리고, 당해 대략 층류상태의 기체가, 상기 소정면의 성형형에 도달하기 때문에, 액체 흡수성 섬유의 적층 분포의 균일화가 도모된다.

이와 같은 흡수체의 제조장치에 있어서, 상기 덕트의 벽부 중에서, 상기 이동 경로를 따르는 방향의 상류측에 위치하는 벽부 및 하류측에 위치하는 벽부에 대하여, 각각, 상기 덕트 내벽부가 설치되어 있고, 상기 덕트 내를 상기 소정면을 향하여 흐르는 상기 기체의 유로가, 상기 덕트 내벽부에 의해, 상기 이동 경로를 따르는 방향에 대하여 3개로 구분되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같은 흡수체의 제조장치에 의하면, 상기 간극 중에서, 상기 이동 경로를 따르는 방향의 상류측 간극 부분으로부터 덕트 내에 침입한 외기, 및 하류측 간극 부분으로부터 덕트 내에 침입한 외기의 양자에 대하여, 이들 외기가 상기 덕트 내의 상기 중앙 영역으로 흐르는 것을 방해할 수 있는다. 따라서, 고흡수성 폴리머의 투입이 이루어지는 상기 중앙 영역에서, 침입 외기에 의한 난류의 발생을 유효하게 억제할 수 있고, 그 결과, 고흡수성 폴리머의 균일 분산을 도모할 수 있다.

또, 상기 이동 경로를 따르는 방향에 대하여 상기 기체의 유로가 3개로 구분되어 있고, 그 중의 중앙 유로에서, 고흡수성 폴리머가 투입되기 때문에, 3층 구조의 흡수체, 즉, 흡수체의 두께 방향의 중앙에 고흡수성 폴리머의 혼합 비율이 높은 중간층을 가지고, 그 상하에 액체 흡수성 섬유의 혼합 비율이 높은 층을 가진 흡수체를 확실하게 성형 가능하게 된다.

이와 같은 흡수체의 제조장치에 있어서, 상기 덕트의 벽부는, 당해 벽부의 소정 영역이 주위의 영역보다 상기 이동 경로를 따르는 방향으로 팽출되는 형상으로 형성되고, 팽출되는 상기 소정 영역은, 소정의 팽출 개시 위치를 기점으로 하여 상기 소정면 측에 위치하며, 상기 팽출 개시 위치보다 상기 소정면 측의 위치에 상기 덕트 내벽부가 설치되고, 상기 덕트 내벽부에 의하여, 상기 팽출되는 상기 소정 영역의 공간을 메움과 함께, 상기 덕트 내를 상기 소정면을 향하여 흐르는 상기 기체의 유로를, 상기 내벽면과 상기 덕트 내벽부 사이의 상기 간격을 흐르는 단측 유로와, 상기 중앙 영역을 흐르는 중앙측 유로로 구분하는 것이 바람직하다.

이와 같은 흡수체의 제조장치에 의하면, 상기 팽출되는 영역에서의 급격한 유로 단면의 면적 확대에 의하여 생길 수 있는 난류를, 상기 덕트 내벽부에 의하여 유효하게 억제 가능하게 된다. 그 결과, 액체 흡수성 섬유의 적층 분포의 균일화가 도모된다.

이와 같은 흡수체의 제조장치에 있어서, 상기 성형형은, 상기 이동 경로를 따르는 방향으로 간헐적으로 복수 형성되고, 상기 소정면에서의 상기 성형형끼리의 사이의 성형형의 미형성 부분은, 비통기성이며, 상기 덕트 내벽부의 상기 소정면 측의 단부와 상기 덕트의 상기 내벽면에서의 상기 소정면 측의 단부 사이의 간격의 크기는, 상기 이동 경로를 따르는 방향의 상기 미형성 부분의 길이보다 긴 것이 바람직하다.

이와 같은 흡수체의 제조장치에 의하면, 상기 성형형의 상기 이동 경로를 따른 이동에 따라, 상기 간격의 공간의 기압이 맥동하는 것을 완화할 수 있어, 그 결과, 상기 공간의 난류의 발생을 방지하여, 액체 흡수성 섬유의 적층 분포의 균일화를 도모할 수 있다.

상세하게는 다음과 같다. 먼저, 상기한 구성에서는, 상기 성형형으로부터는 흡기되나, 상기 성형형끼리의 사이의 상기 미형성 부분으로부터는 흡기되지 않는다. 따라서, 상기 간격의 공간의 기압은, 상기 성형형이 통과할 때에는 낮아지고, 상기 미형성 부분이 통과할 때에는 높아진다. 그리고, 이 주기적인 기압 변동은, 특히, 상기 미형성 부분이 상기 간격의 공간을 덮어, 당해 공간으로부터 전혀 흡기 되지 않는 상태가 있는 경우에 커진다.

이 점에 대하여, 상기 구성에 의하면, 상기 간격의 길이를, 상기 미형성 부분의 길이보다 길게 하고, 이에 의하여, 항상 상기 공간에, 적어도 상기 성형형의 일부가 걸리도록 하고 있다. 즉, 상기 미형성 부분이 상기 공간에 위치하고 있을 때도, 상기 공간에는, 상기 성형형의 적어도 일부가 위치하고 있어, 이에 의하여, 항상 흡기되는 상태로 유지하고 있다. 따라서, 상기 공간의 기압의 맥동을 완화할 수 있고, 그 결과, 액체 흡수성 섬유의 적층 분포의 균일화를 도모할 수 있다.

이와 같은 흡수체의 제조장치에 있어서, 상기 덕트의 관로 형상은, 상기 소정면을 향함에 따라 상기 이동 경로를 따르는 방향으로 넓어진 형상이고, 상기 덕트 내를 상기 소정면을 향하여 흐르는 상기 기체의 유로가, 상기 덕트 내벽부에 의하여, 상기 내벽면과 상기 덕트 내벽부 사이의 상기 간격을 흐르는 단측 유로와, 상기 중앙 영역을 흐르는 중앙측 유로로 구분되고, 상기 덕트 내벽부는, 상기 중앙 영역에 대향하는 제 1면과, 상기 간극에 대향하는 제 2면과, 상기 덕트의 내벽면에 대향하는 제 3면을 가지는 단면 형상이 대략 삼각 형상의 부재인 것이 바람직하다.

이와 같은 흡수체의 제조장치에 의하면, 덕트 내벽부는 상기 제 1면과 상기 제 2면과 상기 제 3면을 가지고 있다. 따라서, 상기 덕트의 관로 형상이 상기한 바와 같은 넓어진 형상이어도, 이들 3개의 면을, 각각에, 대향 대상인 상기 중앙 영역, 상기 간극, 및 상기 내벽면에 확실하게 대향시킬 수 있다.

그 결과, 상기 간극으로부터 침입한 외기의 상기 중앙 영역으로의 유입을 상기 제 2면에 의하여 효과적으로 규제할 수 있다. 또, 상기 제 1면 및 상기 제 2면에 의하여, 각각, 상기 중앙측 유로 및 단측 유로를 확실하게 형성할 수 있어, 상기 기체의 정체점을 없애어, 상기 덕트 내의 액체 흡수성 섬유 및 고흡수성 폴리머의 체류를 유효하게 방지할 수 있다.

이와 같은 흡수체의 제조장치에 있어서, 상기 소정 부재는, 둘레 방향의 일방향으로 연속 회전하는 회전 드럼이고, 상기 성형형은, 상기 소정면으로서의 상기 회전 드럼의 외주면에 오목 형상으로 형성되어 있음과 함께, 상기 회전 드럼의 상기 둘레 방향의 회전에 의하여, 상기 둘레 방향을 따르는 경로를 상기 이동 경로로 하여 상기 성형형은 이동하고, 상기 둘레 방향의 소정 위치에는, 상기 덕트의 상기 개구부가 상기 회전 드럼의 상기 외주면에 대향하여 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같은 흡수체의 제조장치에 의하면, 본원 발명이 가지는 작용 효과를 효과적으로 누릴 수 있다.

또, 소정 부재의 소정면에 오목 형상으로 형성되어, 상기 소정면을 따르는 이동 경로를 따라 일 방향으로 이동하는 성형형과, 상기 이동 경로의 소정 위치에 배치되어, 상기 소정면을 향하여 개구부로부터 액체 흡수성 섬유를 포함한 기체를 토출하는 덕트와, 상기 덕트 내에 배치되어, 상기 개구부에서의 상기 이동 경로를 따르는 방향의 중앙 영역을 향하여 투입구로부터 고흡수성 폴리머를 투입하는 폴리머 투입 부재를 사용하여, 상기 성형형이 상기 덕트의 위치를 통과할 때에, 상기 성형형 저부의 흡기구멍으로부터 상기 기체를 흡입함으로써, 상기 기체 중의 상기 액체 흡수성 섬유 및 상기 고흡수성 폴리머를 상기 성형형 내에 적층시켜 흡수체를 성형하는 것을 가지는 흡수체의 제조방법에 있어서, 상기 성형형의 상기 저부로부터의 상기 기체의 흡입에 의하여, 상기 덕트 내의 기압이, 상기 덕트 밖의 기압보다 낮아져 있고, 상기 소정면과 상기 덕트의 개구부 사이의 간극으로부터, 상기 이동 경로를 따라 외기가 상기 덕트 내에 침입하며, 상기 덕트 내에 상기 덕트 내벽부를, 상기 간극을 가지는 상기 덕트의 벽부의 내벽면에 대하여 간격을 두고 대향하여 배치하고, 상기 간극으로부터 상기 덕트 내에 침입한 외기가, 상기 덕트 내의 상기 중앙 영역으로 흐르는 것을, 상기 덕트 내벽부에 의하여 규제하는 것을 특징으로 하는 흡수체의 제조방법.

이와 같은 흡수체의 제조방법에 의하면, 상기 덕트 내벽부를 가지고 있고, 당해 덕트 내벽부는, 상기 간극으로부터 상기 덕트 내에 침입한 외기가 상기 덕트 내의 상기 중앙 영역으로 흐르는 것을 방해한다. 따라서, 고흡수성 폴리머의 투입이 이루어지는 상기 중앙 영역에서, 침입 외기에 의한 난류 등의 영향을 유효하게 억제할 수 있어, 그 결과, 고흡수성 폴리머의 균일 분산을 도모할 수 있다.

=== 본 실시형태 ===

도 2는, 본 실시형태에 관한 흡수체(1)의 제조장치(10)의 측면도이다. 또한, 이 도 2에서는, 상기 제조장치(10)의 덕트(31) 부분만 종단면으로 보아 나타내고 있다.

본 실시형태에 관한 흡수체(1)의 제조장치(10)는, 액체 흡수성 섬유로서의 펄프 섬유(2)를 적층하여 흡수체(1)를 성형하는, 이른바 섬유 적층장치이고, 그 주된 구성으로서, (1) 수평한 축(C20)을 회전 중심으로 하여 둘레 방향(Dc)의 일 방향으로(예를 들면 반시계 방향으로) 연속 회전하는 회전 드럼(20)(소정 부재에 상당)과, (2) 회전 드럼(20)의 둘레 방향(Dc)의 소정 위치에 배치된 산포구(31a)(개구부에 상당)로부터 회전 드럼(20)의 외주면(20a)을 향하여 펄프 섬유(2)를 포함한 혼입 공기(3)(기체에 상당)를 토출하는 덕트(31)와, (3) 상기 덕트(31) 내에 배치되어, 투입구(38a)로부터 상기 외주면(20a)을 향하여 고흡수성 폴리머(5)를 토출하는 폴리머 투입관(38)(폴리머 투입 부재에 상당)을 구비하고 있다.

또한, 이하에서는, 회전 드럼(20)의 둘레 방향(Dc)을 단지 「둘레 방향」또는 「전후 방향」이라 하고, 회전 드럼(20)의 상기 수평한 축(C20)을 따른 방향(도 2의 지면을 관통하는 방향)을 「폭 방향」또는 좌우 방향이라고도 한다. 또, 덕트(31) 내의 혼입 공기(3)가 흐르는 방향에 관해서는, 관로 방향, 또는 관로 상류측이나 관로 하류측 등이라고도 한다.

회전 드럼(20)은, 상기 수평한 축(C20)을 원심으로 하는 원통체를 본체로 한다. 그리고, 그 외주면(20a)(소정면에 상당)에는, 형성해야 할 흡수체(1)의 형상에 대응한 오목 형상의 성형형(21)이, 둘레 방향(Dc)에 소정 피치로 간헐적으로 설치되어 있음과 함께, 각 성형형(21)의 저부에는 다수의 흡기구멍(도시 생략)이 형성되어 있다. 한편, 회전 드럼(20)의 내부 공간은, 격벽(23)에 의하여 구역 분할되어 있음과 함께, 도 2에 나타내는 제 1 구역(Z1)에는, 도시 생략한 감압 장치가 연결되어 있어, 상기 제 1 구역(Z1)은 외기보다 낮은 기압의 부압상태로 유지되어 있다. 따라서, 제 1 구역(Z1)에 대응하는 외주면(20a)의 위치를 상기 성형형(21)이 이동할 때에는, 상기 성형형(21)의 흡기구멍으로부터 흡기된다. 단, 제 2 구역(Z2)에는, 감압 장치는 연결되어 있지 않고, 아울러, 제 2 구역(Z2)에 대응하는 외주면(20a)의 위치에 상기 성형형(21)이 들어가면, 상기 성형형(21)의 흡기는 정지된다. 이와 관련하여, 제 1 구역(Z1)에는, 덕트(31)의 산포구(31a)가 배치되고, 제 2 구역(Z2)에는 성형형(21)으로부터 흡수체(1)를 이형(離型)하는 이형 위치(Pf)가 설정되어 있다.

덕트(31)는, 회전 드럼(20)의 비스듬한 위쪽에 배치된 대략 직사각형 단면의 관 형상 부재이고, 폭 방향의 좌우에 1쌍 배치된 측벽부(32, 32)와, 둘레 방향(Dc)의 전후에 배치된 전벽부(前壁部)(33) 및 후벽부(後壁部)(34)로 주로 구성된다. 여기서, 측벽부(32)의 형상은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 관로 상류측으로부터 관로 하류측을 향함에 따라 상기 둘레 방향(Dc)으로 넓어지는 형상이고, 이에 의하여, 덕트(31)의 하류측 개구부인 산포구(31a)와 대략 평행한 단면에서의 관로의 단면 형상은, 관로 상류측으로부터 관로 하류측을 향함에 따라 커져 있다. 즉, 덕트(31)의 관로 형상은, 회전 드럼(20)의 외주면(20a)을 향함에 따라 둘레 방향(Dc)으로 넓어져 있다.

그리고, 이 덕트(31)의 산포구(31a)는, 회전 드럼(20)의 외주면(20a)의 대략 비스듬한 상부를 소정 범위에 걸쳐 덮고 있고, 또, 덕트(31)의 상단 개구(31b)로부터는, 분쇄기(도시 생략) 등으로 분쇄된 펄프 섬유(2)가 공기류(3)를 타고 공급되며, 이에 의하여, 덕트(31) 내에는, 펄프 섬유(2)가 혼입된 혼입 공기(3)가, 관로 상류측인 위쪽으로부터 관로 하류측인 아래쪽의 산포구(31a)로 흐르고 있다.

따라서, 회전 드럼(20)의 구동 회전에 의하여 성형형(21)이 상기 산포구(31a)의 위치를 통과할 때에는, 상기 산포구(31a)로부터 토출되는 상기 혼입 공기(3)가 상기 성형형(21)의 흡기구멍에 흡입되나, 이 때, 흡기구멍에서의 펄프 섬유(2)의 통과는 규제되고, 이에 의하여, 성형형(21)의 저부에는, 상기 혼입 공기 중의 펄프 섬유(2)가 적층되어 흡수체(1)가 성형된다. 그리고, 성형형(21)이, 상기 산포구(31a)의 위치를 다 통과하여, 회전 드럼(20)의 외주면(20a)이 아래쪽을 향하는 이형 위치(Pf)에 도달하면, 상기 위치(Pf)에서 성형형(21)으로부터 흡수체(1)가 이형되고, 부직포나 티슈 페이퍼 등의 연속된 시트 형상 부재(4) 상에 탑재되어, 다음 공정으로 반송된다.

또한, 이 도 2의 예의 경우에는, 상기 시트 형상 부재(4)를 회전 드럼(20)에 공급하는 위치(Ps)가, 회전 드럼(20)의 둘레 방향(Dc)에서의 덕트(31)보다 상류측의 위치에 설정되어 있다. 따라서, 이 공급 위치(Ps)에서 회전 드럼(20)의 외주면(20a)에 감겨진 시트 형상 부재(4)는, 그대로 상기 외주면(20a)과 거의 미끄러지는 일 없이 회전 드럼(20)의 회전 동작에 따라 둘레 방향(Dc)으로 이동하나, 여기서 성형형(21)이 상기 덕트(31)의 위치를 통과할 때에는, 성형형(21)에 맞닿는 시트 형상 부재(4)의 부위에는 흡수체(1)가 적층된다. 그리고, 그런 다음에, 덕트(31)의 설치 위치보다 하류측의 이형 위치(Pf)로 성형형(21)이 이동하면, 상기 위치(Pf)에 배치된 롤러(25)에 의하여 상기 시트 형상 부재(4)가 상기 회전 드럼(20)의 외주면(20a)으로부터 떼어 놓여지고, 이에 의하여, 성형형(21)으로부터 흡수체(1)가 이형되어 시트 형상 부재(4) 상에 탑재되도록 되어 있다.

폴리머 투입관(38)은, 호스 형상의 관 형상 부재이고, 그 투입구(38a)를 덕트(31)의 관로의 단면 중심에 위치시켜 배치하고 있다. 또, 상기 투입구(38a)는, 상기 산포구(31a)에서의 상기 둘레 방향(Dc)의 중앙 영역(Ac)을 향하고 있다. 따라서, 폴리머 투입관(38)으로부터 투입된 고흡수성 폴리머(5)는, 성형형(21) 내에 적층 성형되는 흡수체(1)의 두께 방향의 중심부에 높은 밀도로 분포하게 된다(이것에 대해서는 후술한다). 또한, 이 폴리머 투입관(38)으로부터 고흡수성 폴리머(5)를 토출하는 매체는, 폴리머 투입관(38) 내를 흐르는 공기류이나, 그 공기류의 토출방향을, 투입구(38a) 주위의 혼입 공기(3)가 흐르는 방향과 평행하게 하고, 또한, 그 토출 속도를, 투입구(38a) 주위의 혼입 공기(3)의 유속보다 빠르게 하고 있다. 따라서, 상기 중앙 영역(Ac)을 향하여 날아가는 과정에서, 고흡수성 폴리머(5)는, 유속이 느린 혼입 공기(3)에 의하여 주위에 방사선 형상으로 인장되어, 균일하게 분산되게 된다.

그런데, 상기한 성형형(21)의 저부로부터의 흡기에 의하여, 덕트(31) 내의 기압은 덕트(31) 밖의 기압보다 낮은 부압상태[예를 들면, 덕트(31) 내의 기압이 덕트(31) 밖의 기압보다 10∼6 KPa만큼 낮은 부압상태]로 유지되어 있다. 이 때문에, 덕트(31)의 산포구(31a)와 회전 드럼(20)의 외주면(20a) 사이의 간극(G)으로부터는, 외기가 덕트(31) 내에 침입하나, 이 침입 외기는, 덕트(31) 내에서 소용돌이 등의 난류를 야기하여, 상기한 고흡수성 폴리머(5)의 균일 분산을 저해할 염려가 있다. 예를 들면 덕트(31) 내에 와류(渦流)가 형성되면, 이 와류에 고흡수성 폴리머(5)나 펄프 섬유(2)가 타고 빙글 빙글 회전하며, 그 결과, 눈사람 형상으로 크게 부풀려 굳어진 상태로 흡수체(1) 내에 적층될 염려가 있다.

이 점에 대하여, 덕트(31)를 구성하는 폭방향 좌우의 측벽부(32, 32)에 대해서는, 각각, 상기 간극(G)을 막기 위하여 브러시 형상의 접촉식 시일 부재(도 2에서는 도시 생략하나, 도 3에서는 부호 32a로 도시하고 있다)가 고정되어 있고, 그 브러시부가, 회전 드럼(20)의 외주면(20a)에 슬라이딩 가능하게 접촉함으로써 외기의 침입을 억제하고 있다.

이에 대하여, 덕트(31)의 전벽부(33) 및 후벽부(34)에 대하여 접촉식 시일 부재를 사용하면, 다음과 같은 문제를 일으키기 때문에, 적용할 수 없다. 즉, 상기한 시트 형상 부재(4)는, 흡수체(1)를 접착 고정할 목적으로, 도 2에 나타내는 바와 같이, 미리 핫멜트 접착재(HMA)가 도포된 상태에서 회전 드럼(20)에 공급되는 경우가 있으나, 그 경우에는, 시트 형상 부재(4)가 덕트(31)의 위치를 통과할 때에, 그 핫멜트 접착재에 의하여 시트 형상 부재(4)가 전벽부(33) 및 후벽부(34)의 접촉식 시일 부재에 부착되어, 시트 형상 부재(4)의 안정 반송이 손상된다. 그 때문에, 덕트(31)의 전벽부(33) 및 후벽부(34)의 각 간극(G)에 대해서는, 개구상태로 하지 않을 수 없고, 그 결과, 둘레 방향(Dc)을 따라 외기가 덕트(31) 내에 침입하는 것을 허용한다.

단, 상기한 바와 같이, 덕트(31) 내에서의 고흡수성 폴리머(5)의 투입은, 주로, 상기 산포구(31a) 내의 둘레 방향(Dc)의 중앙 영역(Ac)에서 행하여진다. 따라서, 침입 외기가 덕트(31) 내에 침입하였다 하여도, 그 침입 외기가, 상기 중앙 영역(Ac)에 접근하지 않고, 상기 간극(G) 근방의 부분, 즉 덕트(31) 내에서의 둘레 방향(Dc)의 단부에 머물고 있는 것이면, 침입 외기가 고흡수성 폴리머(5)의 균일 분산에 미치는 영향은 경도(輕度)해진다고 생각된다.

그래서, 여기서는, 전벽부(33) 및 후벽부(34)에 대해서는, 상기 간극(G)으로부터의 외기의 침입을 허용하는 대신, 침입한 외기가 상기 중앙 영역(Ac)으로 흘러 가지 않도록, 덕트(31) 내에 덕트 내벽부(41, 51)를 설치하고 있다. 즉, 이들 덕트 내벽부(41, 51)에 의하여, 덕트(31) 내 공간을, 전벽부(33)에 관한 간극(G)의 근방 영역(Aa)과, 후벽부(34)에 관한 간극(G)의 근방 영역(Ab)과, 이들 근방 영역(Aa, Ab)끼리 사이의 영역인 상기 중앙 영역(Ac)의 3개로 구분되어 있고(도 3을 참조), 이에 의하여, 상기 간극(G)으로부터의 침입 외기가, 상기 중앙 영역(Ac)으로 흐르는 것을 규제하고 있다.

또한, 전벽부(33)(이동 경로를 따르는 방향의 하류측에 위치하는 벽부에 상당) 및 후벽부(34)(이동 경로를 따르는 방향의 상류측에 위치하는 벽부에 상당)의 어느 쪽의 덕트 내벽부(41, 51)도, 사이즈가 상위(相違)하나, 그 기본구조나 기능은 서로 대략 동일하다. 따라서, 이하에서는, 주로, 전벽부(33)용 덕트 내벽부(41), 즉, 회전 드럼(20)의 둘레 방향(Dc)에서 덕트(31)의 하류측 내벽면(33a)에 대향하여 배치되는 덕트 내벽부(41)를 예로 설명한다.

도 3은, 덕트 내벽부(41)를 확대하여 나타내는 종단면도이다. 또한, 도면을 보기 쉽게 할 목적으로, 도 2의 상태를 약 60°반시계 방향으로 회전하여 나타내고 있다. 또, 도 3에서는, 덕트(31)의 측벽부(32)의 접촉식 시일 부재(32a)에 대해서는 도시하고 있으나, 시트 형상 부재(4)에 대해서는 도시하고 있지 않다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 덕트 내벽부(41)는, 전벽부(33)와 대략 동일 폭의 부재이다. 그 종단면 형상은, 3개의 정점부분(a, b, c)을 직선 또는 곡선으로 연결하여 이루어지는 대략 삼각 형상이고, 당해 대략 삼각 형상이 폭 방향에 걸쳐 유지되어 있다. 이 대략 삼각 형상의 3변 중 긴 변(ab)에 관한 면(41ab)(제 1면에 상당)은 상기 중앙 영역(Ac)을 향하고, 짧은 변(bc)에 관한 면(41bc)(제 2면에 상당)은 상기 간극(G)을 향하며, 남는 변(ca)[상기 긴 변(ab)과 상기 짧은 변(bc) 사이의 길이의 변]에 관한 면(41ca)(제 3면에 상당)은, 상기 덕트(31)의 전벽부(33)의 내벽면(33a)에 대향하고 있다.

그리고, 상기 긴 변(ab)과 상기 짧은 변(bc) 사이의 정점부분(b)이, 회전 드럼(20)의 외주면(20a)에 근접 배치되어 있고, 예를 들면 이 예에서는, 이 정점부분(b)과 상기 외주면(20a) 사이의 간극(Gb)의 크기가, 상기 간극(G) 이하의 크기, 즉, 상기 간극(G)의 0.2배∼1.0배의 크기로 설정되어 있다. 따라서, 상기 간극(G)으로부터 침입한 외기는, 덕트 내벽부(41)에 의하여, 당해 덕트 내벽부(41)와 상기 내벽면(33a) 사이의 공간에 머물게 되고, 그 결과, 침입 외기의 상기 중앙 영역(Ac)으로의 유입은 규제된다.

또한, 상기한 간극(Gb)의 크기는, 상기 간극(G)보다 커도 되고, 그 경우, 상기 간극(G)의 1.5배 이하의 범위 내이면, 상기보다 효과는 작아지나, 침입 외기의 상기 중앙 영역(Ac)으로의 유입을 억제 가능하다. 또, 덕트 내벽부(41)의 각 정점 부분(a, b, c)은, 도 3의 정점 부분 a나 정점 부분 c와 같이 모따기에 의하여 각을 없애도 되고, 정점부분(b)과 같이 각을 남겨도 된다.

그런데, 덕트 내벽부(41)가 가지는 상기한 3개의 면(41ab, 41bc, 41ca) 중에서, 상기 덕트(31)의 내벽면(33a)과 대향하는 상기 면(41ca)은, 상기 내벽면(33a)과 간격(S3)을 두고 배치되어 있고, 당해 덕트 내벽부(41)에 의하여, 상기 덕트(31) 내의 혼입 공기(3)의 유로는, 상기 내벽면(33a)과 상기 덕트 내벽부(41) 사이의 상기 간격(S3)을 흐르는 단측 유로(R3)와, 상기 중앙 영역(Ac)을 흐르는 중앙측 유로(R2)로 구분되어 있다. 또, 동일 기능의 덕트 내벽부(51)가, 덕트(31)의 후벽부(34)에 대해서도 간격(S1)을 두고 설치되어 있다. 따라서, 덕트(31) 내를 산포구(31a)를 향하여 흐르는 혼입 공기(3)의 유로는, 둘레 방향(Dc)의 상류측으로부터 하류측에 걸쳐, 차례차례, 후벽부(34)측의 단측 유로(R1), 중앙측 유로(R2), 전벽부(33)측의 단측 유로(R3)의 3개로 구분되어 있다.

그리고, 이와 같은 구성에 의하면, 3층 구조의 흡수체(1), 즉, 흡수체(1)의 두께 방향의 중앙에 고흡수성 폴리머(5)의 혼합 비율이 높은 중간층을 가지고, 그 상층 및 하층에 펄프 섬유(2)의 혼합 비율이 높은 층을 가지고 이루어지는 흡수체(1)를 확실하게 제조 가능하게 된다.

상세하게 설명하면, 먼저, 펄프 섬유(2)에 대해서는, 혼입 공기(3)에 혼입되어 있기 때문에, 당해 혼입 공기(3)를 타고, 이들 유로(R1, R2, R3)의 분기점에서 적당하게 분류되고, 그곳보다 하류측에서는, 각각, 후벽부(34)측의 단측 유로(R1), 중앙측 유로(R2), 또는, 전벽부(33)측의 단측 유로(R3)를 흘러, 회전 드럼(20)의 외주면(20a)에 도달한다. 즉, 펄프 섬유(2)는, 단측 유로(R1), 중앙측 유로(R2) 및 단측 유로(R3)의 모든 유로로부터 외주면(20a)에 도달할 수 있어, 그 결과, 덕트(31) 내의 둘레 방향(Dc)의 모든 영역에서 성형형(21) 내에 적층된다.

이에 대하여 고흡수성 폴리머(5)는, 상기한 바와 같이 상기 중앙 영역(Ac)을 향하여 투입되기 때문에, 대략 고흡수성 폴리머(5)의 전량이 중앙측 유로(R2)을 통하여 외주면(20a)에 도달하고, 상기 단측 유로(R1, R3)를 거의 통하지 않는다.

따라서, 성형형(21)으로의 흡수체(1)의 적층 과정에서는, 둘레 방향(Dc)의 상류측으로부터 하류측으로 성형형(21)이 산포구(31a) 내를 이동하나, 그 이동 과정에서는, 먼저, 후벽부(34)측의 단측 유로(R1)를 통하여 성형형(21)에 도달한 펄프 섬유(2)가 성형형(21)에 적층되고, 다음으로, 중앙측 유로(R2)를 통하여 성형형(21)에 도달한 고흡수성 폴리머(5) 및 펄프 섬유(2)가, 성형형(21) 내의 펄프 섬유층 위에 적층됨으로써, 고흡수성 폴리머(5)의 혼합 비율이 높은 중간층이 형성되고, 제일 마지막으로, 전벽부(33)측의 단측 유로(R3)를 통하여 성형형(21)에 도달한 펄프 섬유(2)가, 상기 중간층 위에 적층되며, 이상을 가지고, 두께 방향으로 3층 구조의 흡수체(1)가 성형된다.

그런데, 상기에서는, 주로, 고흡수성 폴리머(5)를 균일 분산하기 위한 연구에 대하여 설명하였으나, 본 실시형태의 흡수체(1)의 제조장치(10)에서는, 펄프 섬유(2)를 균일 분포로 적층하기 위한 연구도 이루어져 있고, 이하, 그 4개의 연구에 대하여 설명한다. 또한, 여기서도, 덕트(31)의 전벽부(33)용 덕트 내벽부(41)를 예로 설명하나, 후벽부(34)용 덕트 내벽부(51)에 대해서도 동일하다.

도 4는, 덕트(31)의 전벽부(33)용 덕트 내벽부(41)를 확대하여 나타내는 종단면도이다.

첫번째 연구는, 덕트(31)의 내벽면(33a)과 덕트 내벽부(41)의 상기 면(41ca) 사이의 간격(S3)에 관한 것으로, 상세하게는, 단측 유로(R3)에서의 하류측 단부의 간격(S3b)보다 상류측 단부의 간격(S3a)의 쪽을 좁게 한다는 것이다.

그래서, 이와 같이 하면, 먼저, 혼입 공기(3)가 상기 상류측의 단부를 통과할 때에는, 상기 간격(S3)(S3a)이 좁기 때문에, 혼입 공기(3)의 유속은 상승하여 흐름이 안정화된다. 그리고, 이 상승된 유속은, 상기 하류측 단부에서 상기 간격(S3)(S3b)이 넓어져 있어도, 그 근방의 회전 드럼(20)의 외주면(20a)의 성형형(21)으로부터 혼입 공기(3)이 흡입되어 있는 경우도 있어, 대략 유지되고, 즉, 혼입 공기(3)의 흐름이 안정된 상태가 유지된다. 그 결과, 상기 하류측의 단부, 즉, 회전 드럼(20)의 외주면(20a) 근방의 공간에서의 난류의 발생이 억제되어, 펄프 섬유(2)의 적층 분포의 균일화를 도모할 수 있다.

여기서, 바람직하게는, 상기 간격(S3b)과 상기 간격(S3a)의 비(=S3b/S3a)를 2∼6의 범위로 하면 되고, 그렇게 하면, 상기 비를 2 이상으로 하는 것에 의거하여, 더욱 유효하게 난류의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 이 도 4의 예에서는, 상기 간격(S3a)은, 덕트 내벽부(41)의 상기 정점부분(a)과 상기 내벽면(33a) 사이의 거리이고, 상기 간격(S3b)은, 덕트 내벽부(41)의 상기 정점부분(b)과 상기 내벽면(33a)에서의 산포구(31a) 부분 사이의 거리이다.

두번째의 연구도, 상기 간격(S3)에 관한 것이다. 즉, 상기 단측 유로(R3)에서의 하류측 부분(R3b)은, 하류측을 향함에 따라 상기 간격(S3)이 서서히 넓어져 있으나, 상기 단측 유로(R3)에서의 상류측 부분(R3a)은, 상기 간격(S3)이 일정한 부분을, 유로를 따르는 방향으로 소정 길이(L3a)에 걸쳐 가지고 있다는 것이다. 도 4의 예에서는, 상기 상류측 부분(R3a)에 위치하는 내벽면(33a) 부분이 평면이기 때문에, 이것에 대응시켜 덕트 내벽부(41)의 상기 면(41ca)은 평면으로 형성되고, 또한, 상기 내벽면(33a) 부분에 대하여 평행하게 배치되어 있으며, 이것에 의하여, 상기 간격(S3)이 일정한 부분이 형성되어 있다.

그리고, 이와 같이 하면, 당해 간격(S3)이 일정한 부분을 흐르는 사이에 상기 혼입 공기(3)의 흐름이 정류되어 안정되고, 즉 대략 층류 상태가 되고, 당해 대략 층류상태로 상기 회전 드럼(20)의 성형형(21)에 도달하기 때문에, 펄프 섬유(2)는 균일하게 적층된다.

또한, 바람직하게는, 상기 소정 길이(L3a)와 간격(S3)의 비(=L3a/S3)를 5∼10의 범위로 하면 되고, 그렇게 하면, 상기 비를 5 이상으로 하는 것에 의거하여, 유효하게 층류로 할 수 있다.

세번째 연구는, 덕트 내벽부(41, 51)의 설치 위치에 관한 것이다. 일반적으로, 관로의 단면형상이 급확대되는 부분에서는, 난류가 생기기 쉽다. 이 점에 대하여, 본 실시형태에 관한 덕트(31)의 관로형상은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 산포구(31a)를 향하는 관로방향에서, 소정의 제 1 위치(P1)까지는, 관로 단면의 면적이 일정한 확대 비율(M0)로 확대되어 있으나, 제 1 위치(P1)로부터 하류측에서는 확대 비율이 상기 M0로부터 M1로 커지고, 또한 하류측인 제 2 위치(P2)에서는 확대 비율이 상기 M1로부터 M2로 커지는 형상을 하고 있다.

여기서, 제 1 위치(P1)에서의 확대 비율의 증가는, 상기 위치(P1)를 기점으로 하여 전벽부(33)가 둘레 방향(Dc)의 하류측으로 팽출함으로써 생기고 있고, 또, 제 2 위치(P2)에서의 확대 비율의 증가는, 상기 위치(P2)를 기점으로 하여 후벽부(34)가 둘레 방향(Dc)의 상류측으로 팽출함으로써 생기고 있다.

따라서, 제 1 위치(P1)(팽출 개시 위치에 상당)를 기점으로 하여 둘레 방향(Dc)으로 팽출되는 영역에는, 상기한 위치(P1)보다 관로 하류측의 위치에, 덕트 내벽부(41)을 배치하고 있고, 이에 의하여, 상기 팽출되는 영역(소정영역에 상당)의 공간을 메우고 있다. 또, 제 2 위치(P2)(팽출 개시 위치에 상당)를 기점으로 하여 둘레 방향(Dc)으로 팽출되는 영역에도, 상기 위치(P2)보다 관로 하류측의 위치에, 덕트 내벽부(51)를 배치하고 있고, 이에 의하여, 상기 팽출되는 영역의 공간을 메우고 있다. 따라서, 전벽부(33)측의 단측 유로(R3), 중앙측 유로(R2), 및 후벽부(34)측의 단측 유로(R1)의 유로 단면의 면적의 급격한 증대를 억제하여, 각 유로에서의 난류의 발생을 억제하고 있다.

네번째 연구는, 도 6A에 나타내는 바와 같이, 회전 드럼(20)의 외주면(20a)의 성형형(21, 21)끼리 사이의 성형형(21)의 미형성 부분(22)의 둘레 방향(Dc)의 길이(L22)와, 덕트 내벽부(41)의 상기 외주면(20a)측의 단부인 상기 정점부분(b)과 상기 덕트(31)의 상기 내벽면(33a)에서의 상기 외주면(20a)측의 단부 사이의 간격(S3b)의 크기의 대소관계에 관한 것으로, 전자의 미형성 부분(22)의 길이(L22)를 후자의 간격(S3b)보다 작게 한다는 것이다.

그리고, 이와 같이 하면, 상기 성형형(21)의 상기 둘레 방향(Dc)의 이동에 따라 생길 수 있는, 상기 간격(S3b)의 공간(SP3)의 기압의 맥동을 완화할 수 있어, 그 결과, 상기 공간(SP3)의 난류의 발생을 방지하고, 펄프 섬유(2)의 적층 분포의 균일화를 도모할 수 있다.

상세하게는 다음과 같다. 먼저, 상기한 회전 드럼(20)에 의하면, 상기 성형형(21)으로부터는 흡기되나, 상기 성형형(21, 21)끼리 사이의 상기 미형성 부분(22)은 비통기성이기 때문에, 당해 미형성 부분(22)으로부터는 흡기되지 않는다. 따라서, 상기 단측 유로(R3)의 하류측 공간(SP3)의 기압은, 도 6B에 나타내는 바와 같이 상기 성형형(21)이 통과할 때에는 낮아지고, 도 6A에 나타내는 바와 같이 상기 미형성 부분(22)이 통과할 때에는 높아진다. 그리고, 이 주기적인 기압 변동은, 특히, 도 7에 나타내는 바와 같이, 상기 미형성 부분(22)이 상기 단측 유로(R3)의 하류측 공간(SP3)을 덮어, 당해 공간(SP3)으로부터 전혀 흡기하지 않는 상태가 생기는 경우에 커진다.

이 점에 대하여, 도 6A에 나타내는 바와 같이, 상기 단측 유로(R3)의 하류측 단부에서의 상기 간격(S3b)의 크기를, 상기 미형성 부분(22)의 길이(L22)보다 길게 하면, 상기 단측 유로(R3)의 하류측 공간(SP3)에, 적어도 상기 성형형(21)의 일부가 항상 걸리게 된다. 즉, 도 6A에 나타내는 바와 같이, 상기 미형성 부분(22)이 상기 단측 유로(R3)의 하류측 공간(SP3) 내에 위치하고 있을 때도, 상기 공간(SP3)에는, 상기 성형형(21)의 적어도 일부가 위치하고 있어, 이에 의하여, 상기 공간(SP3)은 항상 흡기되는 상태로 유지된다. 따라서, 상기 공간(SP3)의 기압의 맥동을 완화할 수 있어, 그 결과, 펄프 섬유(2)의 적층 분포의 균일화를 도모할 수 있다.

=== 그 밖의 실시형태 ===

이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명은, 이와 같은 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 이하에 나타내는 바와 같은 변형이 가능하다.

상기한 실시형태에서는, 덕트 내벽부(41, 51)의 일례로서, 종단면 형상이 대략 삼각형상인 벽부를 나타내었으나, 그 형상은 조금도 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 종단면 형상이 사각형인 평판이어도 된다. 또, 대략 삼각형상인 경우에는, 그 긴 변(ab), 짧은 변(bc), 및 변(ca) 중 어느 것이나 직선 또는 곡선이어도 되고, 어느 하나 또는 두개가 직선 또는 곡선이어도 된다.

상기한 실시형태에서는, 덕트(31)의 전벽부(33) 및 후벽부(34)의 양자에 대하여 각각 덕트 내벽부(41, 51)를 설치하였으나, 어느 한쪽에만 설치하여도 된다. 단, 그 경우에는, 양쪽에 설치한 경우와 비교하여, 침입 외기의 영향이 상기 중앙 영역(Ac)에 나타나기 쉬워지기 때문에, 양쪽에 설치한 쪽이 좋다.

상기한 실시형태에서는 덕트(31)의 산포구(31a)와 회전 드럼(20)의 외주면(20a) 사이의 간극(G)의 크기에 대하여 언급하고 있지 않았으나(도 3을 참조), 이 간극(G)은, 예를 들면 3∼10 mm 범위의 임의값으로 설정된다.

상기한 실시형태에서는 도 5에 나타내는 바와 같이, 덕트(31)는, 제 1 위치(P1) 및 제 2 위치(P2)를 기점으로 하여 소정의 확대율에 의거하여 둘레 방향(Dc)으로 직선 형상으로 팽출되어 있었으나, 이 팽출되는 영역의 형상은 조금도 직선 형상에 한정되는 것은 아니고, 곡선 형상이어도 되고, 복수의 직선으로 이루어지는 꺾은 선 형상이어도 된다.

상기한 실시형태에서는, 덕트(31)로부터 토출되는 기체의 일례로서 공기(3)를 예시하였으나, 액체 흡수성 섬유를 혼재시킬 수 있어 상기 섬유와 화학반응 등을 하지 않는 기체이면 조금도 이것에 한정되는 것은 아니고, 질소 등이어도 된다.

상기한 실시형태에서는, 성형형(21)을 회전 드럼(20)의 외주면(20a)에 형성하고, 성형형(21)의 이동 경로를 회전 드럼(20)의 둘레 방향(Dc)으로 한 구성을 예시하였으나, 성형형(21)이 소정의 이동 경로를 따라 일 방향으로 이동하는 구성이면, 조금도 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 소정 부재로서의 벨트 컨베이어의 벨트면(소정면에 상당)에 성형형(21)을 오목 형상으로 형성함과 함께, 벨트에 소정의 주회(周回) 궤도를 이동시키고, 그 주회 궤도 상의 소정 위치에 상기 덕트(31)를 배치하여도 된다.

상기한 실시형태에서는, 액체 흡수성 섬유로서 펄프 섬유(2)(섬유 형상으로 분쇄된 펄프)를 예시하였으나, 코튼 등의 셀룰로스, 레이온이나 피브릴 레이온 등의 재생 셀룰로스, 아세테이트나 트리아세테이트 등의 반합성 셀룰로스, 섬유 형상 폴리머, 열가소성 섬유이어도 되고, 이들이 조합되어 있어도 된다.

1 : 흡수체 2 : 펄프 섬유(액체 흡수성 섬유)
3 : 혼입 공기(기체) 4 : 시트 형상 부재
5 : 고흡수성 폴리머
10 : 섬유 적층장치(흡수체의 제조장치) 10a : 섬유 적층장치
20 : 회전 드럼(소정 부재) 20a : 외주면(소정면)
21 : 성형형 22: 성형형의 미형성 부분
23 : 격벽 25 : 롤러
31 : 덕트 31a : 산포구(개구부)
31b : 상단 개구 32 : 측벽부
32a : 접촉식 시일 부재
33 : 전벽부(덕트의 벽부, 이동 경로에서의 하류측에 위치하는 벽부)
33a : 내벽면
34 : 후벽부(덕트의 벽부, 이동 경로에서의 상류측에 위치하는 벽부)
38 : 폴리머 투입관(폴리머 투입 부재)
38a : 투입구 41 : 덕트 내벽부
41ab : 면(제 1면) 41bc : 면(제 2면)
41ca : 면(제 3면) 51 : 덕트 내벽부
G : 간극 a : 정점부분
b : 정점부분 c : 정점부분
Aa : 근방 영역 Ab : 근방 영역
Ac : 중앙 영역 Gb : 간극
P1 : 제 1 위치(팽출 개시 위치) P2 : 제 2 위치(팽출 개시 위치)
Pf : 이형 위치 Ps : 공급 위치
R1 : 단측 유로 R2 : 중앙측 유로
R3 : 단측 유로
R3a : 단측 유로에서의 상류측 부분
R3b : 단측 유로에서의 하류측 부분
S1 : 간격 S3 : 간격
S3a : 간격 S3b : 간격
Z1 : 제 1 구역 Z2 : 제 2 구역
C20 : 수평한 축 SP3 : 공간

Claims (9)

1. 소정 부재의 소정면에 오목 형상으로 형성되어, 상기 소정면을 따르는 이동 경로를 따라 일 방향으로 이동하는 성형형과,
   상기 이동 경로의 소정 위치에 배치되어, 상기 소정면을 향하여 개구부로부터 액체 흡수성 섬유를 포함한 기체를 토출하는 덕트와,
   상기 덕트 내에 배치되어, 상기 개구부에서의 상기 이동 경로를 따르는 방향의 중앙 영역을 향하여 투입구로부터 고흡수성 폴리머를 투입하는 폴리머 투입 부재를 구비하고,
   상기 성형형이 상기 덕트의 위치를 통과할 때에, 상기 성형형의 저부의 흡기구멍으로부터 상기 기체를 흡입함으로써, 상기 기체 중의 상기 액체 흡수성 섬유 및 상기 고흡수성 폴리머를 상기 성형형 내에 적층시켜 흡수체를 성형하고,
   상기 성형형의 상기 저부로부터의 상기 기체의 흡입에 의하여, 상기 덕트 내의 기압이, 상기 덕트 밖의 기압보다 낮아져 있는 흡수체의 제조장치에 있어서,
   상기 소정면과 상기 덕트의 개구부 사이의 간극으로부터, 상기 이동 경로를 따라 외기가 상기 덕트 내에 침입하고,
   상기 덕트 내에 덕트 내벽부를 가지며,
   상기 덕트 내벽부는, 상기 간극을 가지는 상기 덕트의 벽부의 내벽면에 대하여 간격을 두고 대향하여 배치되어 있고,
   상기 간극으로부터 상기 덕트 내에 침입한 외기가, 상기 덕트 내의 상기 중앙 영역으로 흐르는 것을, 상기 덕트 내벽부에 의하여 규제하는 것을 특징으로 하는 흡수체의 제조장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 덕트 내를 상기 소정면을 향하여 흐르는 상기 기체의 유로가, 상기 덕트 내벽부에 의하여, 상기 내벽면과 상기 덕트 내벽부 사이의 상기 간격을 흐르는 단측 유로와, 상기 중앙 영역을 흐르는 중앙측 유로로 구분되고,
   상기 간격은, 상기 단측 유로에서의 상류측 단부의 쪽이 하류측 단부보다 좁아져 있는 것을 특징으로 하는 흡수체의 제조장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 덕트 내를 상기 소정면을 향하여 흐르는 상기 기체의 유로가, 상기 덕트 내벽부에 의하여, 상기 내벽면과 상기 덕트 내벽부 사이의 상기 간격을 흐르는 단측 유로와, 상기 중앙 영역을 흐르는 중앙측 유로로 구분되고,
   상기 단측 유로에서의 하류측 부분은, 하류측을 향함에 따라 상기 간격이 넓어져 있음과 함께, 상기 단측 유로에서의 상류측 부분은, 상기 간격이 일정한 부분을 상기 유로를 따라 소정 길이만큼 가지는 것을 특징으로 하는 흡수체의 제조장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 덕트의 벽부 중에서, 상기 이동 경로를 따르는 방향의 상류측에 위치하는 벽부 및 하류측에 위치하는 벽부에 대하여, 각각, 상기 덕트 내벽부가 설치되어 있고,
   상기 덕트 내를 상기 소정면을 향하여 흐르는 상기 기체의 유로가, 상기 덕트 내벽부에 의해, 상기 이동 경로를 따르는 방향에 대하여 3개로 구분되어 있는 것을 특징으로 하는 흡수체의 제조장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 덕트의 벽부는, 당해 벽부의 소정 영역이, 주위의 영역보다 상기 이동 경로를 따르는 방향으로 팽출되는 형상으로 형성되고,
   팽출되는 상기 소정 영역은, 소정의 팽출 개시 위치를 기점으로 하여 상기 소정면 측에 위치하고,
   상기 팽출 개시 위치보다 상기 소정면 측의 위치에 상기 덕트 내벽부가 설치되고,
   상기 덕트 내벽부에 의하여, 상기 팽출되는 상기 소정 영역의 공간을 메움과 함께, 상기 덕트 내를 상기 소정면을 향하여 흐르는 상기 기체의 유로를, 상기 내벽면과 상기 덕트 내벽부 사이의 상기 간격을 흐르는 단측 유로와, 상기 중앙 영역을 흐르는 중앙측 유로로 구분하는 것을 특징으로 하는 흡수체의 제조장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 성형형은, 상기 이동 경로를 따르는 방향으로 간헐적으로 복수 형성되고,
   상기 소정면에서의 상기 성형형끼리 사이의 성형형의 미형성 부분은, 비통기성이고,
   상기 덕트 내벽부의 상기 소정면 측의 단부와 상기 덕트의 상기 내벽면에서의 상기 소정면 측의 단부 사이의 간격의 크기는, 상기 이동 경로를 따르는 방향의 상기 미형성 부분의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 흡수체의 제조장치.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 덕트의 관로 형상은, 상기 소정면을 향함에 따라 상기 이동 경로를 따르는 방향으로 넓어진 형상이고,
   상기 덕트 내를 상기 소정면을 향하여 흐르는 상기 기체의 유로가, 상기 덕트 내벽부에 의하여, 상기 내벽면과 상기 덕트 내벽부 사이의 상기 간격을 흐르는 단측 유로와, 상기 중앙 영역을 흐르는 중앙측 유로로 구분되고,
   상기 덕트 내벽부는, 상기 중앙 영역에 대향하는 제 1면과, 상기 간극에 대향하는 제 2면과, 상기 덕트의 내벽면에 대향하는 제 3면을 가지는 단면 형상이 대략 삼각형상의 부재인 것을 특징으로 하는 흡수체의 제조장치.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 소정 부재는, 둘레 방향의 일 방향으로 연속 회전하는 회전 드럼이고,
   상기 성형형은, 상기 소정면으로서의 상기 회전 드럼의 외주면에 오목 형상으로 형성되어 있음과 함께, 상기 회전 드럼의 상기 둘레 방향의 회전에 의하여, 상기 둘레 방향을 따른 경로를 상기 이동 경로로 하여 상기 성형형은 이동하고,
   상기 둘레 방향의 소정 위치에는, 상기 덕트의 상기 개구부가 상기 회전 드럼의 상기 외주면에 대향하여 설치되어 있는 것을 특징으로 흡수체의 제조장치.
9. 소정 부재의 소정면에 오목 형상으로 형성되어, 상기 소정면을 따르는 이동 경로를 따라 일 방향으로 이동하는 성형형과,
   상기 이동 경로의 소정 위치에 배치되어, 상기 소정면을 향하여 개구부로부터 액체 흡수성 섬유를 포함한 기체를 토출하는 덕트와,
   상기 덕트 내에 배치되어, 상기 개구부에서의 상기 이동 경로를 따르는 방향의 중앙 영역을 향하여 투입구로부터 고흡수성 폴리머를 투입하는 폴리머 투입 부재를 사용하여,
   상기 성형형이 상기 덕트의 위치를 통과할 때에, 상기 성형형의 저부의 흡기구멍으로부터 상기 기체를 흡입함으로써, 상기 기체 중의 상기 액체 흡수성 섬유 및 상기 고흡수성 폴리머를 상기 성형형 내에 적층시켜 흡수체를 성형하는 것을 가지는 흡수체의 제조방법에 있어서,
   상기 성형형의 상기 저부로부터의 상기 기체의 흡입에 의하여, 상기 덕트 내의 기압이, 상기 덕트 밖의 기압보다 낮아져 있고,
   상기 소정면과 상기 덕트의 개구부 사이의 간극으로부터, 상기 이동 경로를 따라 외기가 상기 덕트 내에 침입하고,
   상기 덕트 내에 상기 덕트 내벽부를, 상기 간극을 가지는 상기 덕트의 벽부의 내벽면에 대하여 간격을 두고 대향하여 배치하고,
   상기 간극으로부터 상기 덕트 내에 침입한 외기가, 상기 덕트 내의 상기 중앙 영역으로 흐르는 것을, 상기 덕트 내벽부에 의하여 규제하는 것을 특징으로 하는 흡수체의 제조방법.
   

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