JP4820333B2 - 吸収体の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、使い捨ておむつや生理用ナプキンなどの吸収性物品の吸収体の製造に好ましく用いられる吸収体の製造装置に関する。

従来、使い捨ておむつや生理用ナプキンなどの吸収性物品に用いられる吸収体は、回転ドラムの周囲に、吸引機構により繊維などの原材料を堆積して製造されることが知られている。
特許文献１には吸収体の積繊方法として多数の通気孔を有する有孔体上に原材料を積繊しこの積繊状態の原材料を吸引力によって所望の厚さに成形するに当って、吸引力を所定区域ごとに調整する事により積繊量を調整できる吸収体の積繊装置が記載されている。
特許文献２には回転ドラム側に設置してあるメッシュプレートとメッシュプレートの下方に位置する複数の矩形形状の開口を枠体と積層配置してなる吸収体物品の製造装置であってメッシュプレートと枠体との密着を防止するための間隔保持部材を設けたことを特徴とする吸収体の製造装置が記載されている。

特開２００４−２２２７７４号公報 特開２００６−１２２１０９号公報

特許文献１に開示されている製造装置の場合、同文献１には、回転ドラム側に設置してある多数の通気孔を有する有孔体上に、原材料を積繊して吸引力によって所望の厚さに成形すると記載されているが、この方法では、多数の通気孔が原材料の繊維などによって目詰まりが発生しやすく、連続的に効率よく安定した吸収体の製造をする事が出来ない。また、パターンを変更する際には回転ドラムに設置してある有孔体の交換に大がかりな作業が必要であり吸収体の仕様変更に柔軟な対応が出来ない。

特許文献２は、メッシュプレートと枠体との間に網状の間隔保持部材を介在させることによって密着を防止し枠体の桟部も吸引可能になるものの、吸引力を調整する事によって積繊量をコントロールし、均一又は部分的に異なる積繊量に調整することは難しい。また、吸収性材料が積繊される回転ドラム側に複雑な構成でメッシュが設置されているため、仕様変更に大がかりな作業が必要であると共に設備コストが大きい

従って、本発明の目的は、固定ドラムに設置した開孔プレートの交換が容易であり、且つ原材料を集積用凹部の底面部に積繊させる吸引力を安定的に維持したり、該吸引力を調整したりして、原材料の堆積量が均一な吸収体や原材料の堆積量が部分的に異なる吸収体等を効率的に製造することのできる吸収体の製造装置を提供することにある。

本発明は、固定ドラムと、該固定ドラムの外周を回転し、原材料を堆積させる集積用凹部を外周面に有する回転ドラムとを備え、前記固定ドラムは、周方向の所定の範囲が、空気を吸い込み可能な吸引ゾーンとなされており、該吸引ゾーンにおける該固定ドラムの外周部に、多数の通気孔を有する開孔プレートが設けられ、減圧機構により生じさせた該固定ドラム内の負圧が、該通気孔を介して前記集積用凹部の底面部に作用するようになされている吸収体の製造装置を提供することにより前記目的を達成したものである。

本発明の吸収体の製造装置によれば、固定ドラム側に開孔プレートを設置するため、回転ドラム側に設置してある通気孔の目詰まり状態によらず安定した吸収体を製造する事ができる。また、設備コストを低く抑え経済的であるばかりではなく、仕様変更などの際にも大がかりな交換作業を必要としない。更に、固定ドラム側に開孔プレートを設置することにより直接、原材料を開孔プレートに積層させないため、吸引力の調整が積層状態と切り離して行え均一な堆積量を達成できる他、部分的に吸引力の調整を行なう事により、原材料の堆積量が部分的に異なる立体的な積繊も可能となる
また、本発明の吸収体の製造装置によれば、設計の異なる複数種類の吸収体を効率よくかつ経済的に製造する事もできる。

本発明をその好ましい実施形態に基づき図面を参考にしながら説明する。本発明の一実施形態を図１及び図２に示す。

本実施形態の吸収体の製造装置１は、紙おむつや生理用ナプキン等の吸収性物品の吸収体の製造に用いられるものであり、図１に示される様に、固定ドラム２と、該固定ドラム２の外周を回転する回転ドラム３と、回転ドラム３の外周面に、吸収体の原材料としてパルプ繊維６及び吸水性ポリマー７を飛散させて供給する積繊フード８と、該固定ドラム２内を減圧する減圧機構（図示せず）と、該回転ドラム３の集積用凹部１３内に堆積した原材料の堆積物９を順次離型する排出機構１８，１６とを備えている。

回転ドラム３は、図２に示すように、円筒状をなしており、その外周面に、集積用凹部１３が形成されている。集積用凹部１３は、積繊フード８から供給された原材料６，７を底面部１３１から吸引して堆積させる部位である。本実施形態の装置においては、多数の通気孔を有するメッシュプレート１０をドラム形状（円筒状）に形成し、該メッシュプレート１０の幅方向両端部をリング１２で覆う事により集積用凹部１３が形成されている。集積用凹部１３は、回転ドラム３の周方向に連続して形成されている。
回転ドラム３は、その中心軸線を回転軸として、図１中矢印Ａ方向に回転する様になされている。
固定ドラム２も円筒状をなし、その円筒の両端の開口部は、固定壁３１，３２、及びフェルトなどのシール材（図示せず）によって気密に封鎖されている。固定ドラム２は、回転しない。

積繊フード８は、次のようにして原材料６，７を回転ドラム３の外周面に供給する。
図１に示すように、パルプシート６１が、送り装置１４により一定速度で本製造装置１内に送り込まれ、解繊装置１５によりパルプ繊維６に粉砕される。パルプ繊維６は、吸水性ポリマー７とともに、積繊フード８の内部に生じた空気流により、積繊フード８内を搬送されて回転ドラム３の外周面に供給される。解繊装置１５、送り装置１４、積繊フード８、吸水性ポリマー７の導入装置としては、それぞれ公知のものを用いる事ができる。

前記減圧機構は、固定壁３１に接続された排気管３３と該排気管３３に接続された排気ファン（図示せず）とからなる。この減圧機構により固定ドラム２内の積繊チャンバー５Ａ，５Ｂ，５Ｃが負圧に維持される。具体的には、固定ドラム２の内部は、隔壁１１によって仕切られており、固定ドラム２の内部に、積繊チャンバー５Ａ，５Ｂ，５Ｃが形成されている。積繊チャンバー５Ａ〜５Ｃは、内部の空間が排気管３３と連通されており、減圧機構により内部が負圧に維持される。

固定ドラム２は、その周方向における、積繊チャンバー５Ａ〜５Ｃを有する範囲が、空気を吸い込み可能な吸引ゾーンＳとなっている。
即ち、積繊チャンバー５Ａ〜５Ｃ内を負圧に維持した状態で、回転ドラム３を回転させると、積繊チャンバー５Ａ〜５Ｃ上を通過している間、回転ドラム３の集積用凹部１３の底面部１３１に各積繊チャンバー５Ａ〜５Ｃ内の負圧が作用し、該底面部１３１に形成された多数の吸引孔を通じた空気の吸引が行われる。この吸引孔を通じた吸引により、積繊フード８内を搬送されてきた原材料６，７が、集積用凹部１３へと導かれて集積用凹部１３の底面部１３１上に堆積する。

本実施形態における集積用凹部１３の底面部１３１は、多数の細孔を有するメッシュプレート１０から構成されている。斯かるメッシュプレートは、金属材料を用いてパンチング、エッヂング加工等での孔加工や線材を網目状に加工して形成することができるが、多様孔パターン加工や軽量化などからナイロンやプラスチック等の合成樹脂材料を用いてもよい。

この様にして、回転ドラム３が回転して積繊フード８内を通過している間に、集積用凹部内に原材料６，７が堆積して堆積物９が形成されるが、該堆積物９は、積繊フード８を出た後も、負圧によって該回転ドラム表面に保持されて搬送され、その後、回転ドラム３の内部からのエアーの吹きつけ（図示せず）により、メッシュプレート１０から分離されると共に、排出機構であるトランスファーロール１８からの吸引によりトランスファーロール１８の表面上に移動する。そして、堆積物９は、トランスファーロール１８の表面上に保持された状態で更に搬送された後、コンベア１６側からの吸引により該コンベア１６上に排出される。本実施形態における排出機構は、コンベア１６上で負圧状態が開放されるトランスファーロール１８と堆積物９を吸引保持搬送させるコンベア１６からなる。

コンベア１６上に排出された原材料６，７の堆積物９は、そのまま、あるいはティッシュペーパーや不織布等の液透過性シートで包まれた後、切断されて、吸収性物品の吸収体として用いられる。尚、堆積物９は、原材料６，７が混合した混合物であることが好ましい

本実施形態の製造装置１は、図１及び図２に示すように、吸引ゾーンＳにおける固定ドラム２の外周部に、多数の通気孔を有する開孔プレート４が設けられており、上述した積繊チャンバー５Ａ〜５Ｃ内の負圧が、これらの通気孔を介して集積用凹部１３の底面部１３１に作用するようになされている。
開孔プレート４は、図１及び図２に示すように、回転ドラム３の前記底面部１３１の裏面側に対向させて配されており、通気孔として機能する多数の開孔を有している。開孔プレート４は、固定ドラム２の外周部又はその近傍に配された部材に固定されて設けられており、回転ドラム３の回転に応じて回転しない。より具体的には、固定ドラム２の内部に位置する複数の隔壁１１に、図１及び図２に示す如く固定されている。図１及び図２に示す開孔プレート４は、固定ドラム２の周方向を長辺とする縦長長方形状をなしており、また、固定ドラム２の外周面に沿うように円弧状に変形されている。そして、その状態の開孔プレート４の長手方向の両端部が、吸引ゾーンＳの両端に位置する一対の隔壁１１それぞれに、ボルト及びナット等の締結具１７によって固定されている。

開孔プレート４は、前記締結具１７によって、固定ドラム２に対して脱着可能に固定されている。
また、開孔プレート４は、集積用凹部１３の底面部１３１との離間距離が、０．１〜２０ｍｍ、特に０．２〜５ｍｍとなる位置に固定されていることが好ましい。

開孔プレート４は、固定ドラム２の外周面に沿って配置可能であれば特に制限はない。
開孔プレート４としては、金属板にパンチングやエッヂング加工等により孔加工を施したもの、金属からなる線材を網目状に加工したもの、ナイロンやプラスチック等の合成樹脂材料からなる板に孔加工したものや、合成樹脂材料からなる線材を網目状に加工したもの等を用いることができる。これらを２枚以上組み合わせたものを用いることもできる。

開孔プレート４の通気孔（開孔）の孔径は、該回転ドラム３の表面のメッシュプレート１０の孔径よりも大きいことが望ましく、該開孔プレート４の通気孔（開孔）の孔径の範囲は０．２ｍｍ〜１５ｍｍが好ましく、０．５ｍｍ〜１０ｍｍがより好ましい。

開孔プレート４は吸引ゾーンＳの全域に亘って通気孔の孔径、通気孔のピッチ及び開孔率等の開孔寸法が同じであっても良いが、回転ドラム３の進行方向Ａに応じて該開孔寸法を変化させても良い。そうする事によって回転ドラム上のメッシュプレート１０に堆積量に応じた吸引力の調整が可能となる。

すなわち、まずはじめにパルプ繊維６及び吸収性ポリマー７は排出機構によって回転ドラム３から排出され回転ドラム３上のメッシュプレート１０にはなにも載置されない状態で積繊フード８内に回入する。この部分で載置されているものがないのでパルプ積繊のための吸引エネルギーは該メッシュプレート１０の通気抵抗しかかからず、最大限に発現できる。しかし、該回転ドラム３が回転されるに従い吸引力により該メッシュ上にパルプ繊維６及び吸収性ポリマー７が堆積するため通気抵抗が大きくなり積繊チャンバー５内の負圧による吸引力は低下し吸収材料６、７が安定して把持されにくくなる。この傾向は回転ドラムの回転速度を上げる、すなわち遠心力や回転による空気抵抗が大きくなるに従い強まり、安定的な高速生産を妨げる原因となっている。

本実施形態の吸収体の製造装置１は、パルプ繊維６などが堆積する回転ドラム３とは別に独立して固定ドラム２の外周面に吸引力調整機構となる前記開孔プレート４を備えているので、回転ドラム３上の堆積量に応じた吸引力を作り出すことが可能となる。すなわちメッシュプレート１０上になにも載置されない状態では、通気抵抗が少なく大きな吸引力が生じるので、該開孔プレート４の開孔率を下げ適度な吸引力に調整できる。反対に該メッシュプレート上に吸収材料６，７が十分に積もっている状態では吸引力が低下するため該開孔プレート４の開孔率を大きくし吸引力を高めることができる。

この様に本実施形態の吸収体の製造装置１は、回転ドラム上の堆積量に応じて開孔プレート４の開孔率を変化させることにより、回転ドラム３の集積用凹部１３の底面部１３１に対して堆積領域全域で均一な吸引力を発現させることができ、安定生産性、高速生産性に優れている。

また、開孔プレート４は、図３に示す吸収体の製造装置１におけるように、該固定ドラム２の周方向に沿って分割されているものであってもよい。この場合、分割された開孔プレート４は、各積繊チャンバー５Ａ〜５Ｃに対応している。分割されたそれぞれの開孔プレート４１，４２，４３の開孔率を、図４に示すように、孔径及びピッチを変える事により変化させ、前記のように吸引ゾーンＳにおいて回転ドラム３の集積用凹部１３の底面部１３１に対して均一な吸引力を発現することができる。この様に開孔プレートが分割されていると吸収体仕様の変更などの際に一部の開孔率を変える必要がある場合など経済的でかつ作業性もよい。また、固定ドラム２の内部に固定される開孔プレート４は、２個〜５個程度の範囲内で適宜に選択することができる。

図３に示す実施形態においては、吸引ゾーンが、固定ドラム３の周方向に並んだ複数の個別吸引ゾーンＳ１，Ｓ２，Ｓ３に分割されており、各個別吸引ゾーンＳ１，Ｓ２，Ｓ３に、それぞれ別体の開孔プレート４１，４２，４３が設けられている。図３に示す実施形態について特に説明しない点は、図１及び図２に示す実施形態と同様であり、上述した説明が適宜適用される。同様の構成部材には同一の符号を付してある。

また、本発明においては、開孔プレート４として、固定ドラム２の周方向（回転ドラム３の回転方向Ａに同じ）又は該周方向に直交する方向に、通気孔の孔径及び／又はピッチが相互に異なる複数の領域を有するものを用いて、特定部分の厚みが他の部分とは異なる吸収体（堆積体９）を製造することもできる。
例えば、固定ドラム２の周方向（回転ドラム３の回転方向Ａに同じ）又は該周方向に直交する方向に、通気孔の孔径及びピッチが異なる複数の領域を形成することで、開孔率を調整でき、部分的に積繊量が異なる吸収体（堆積体９）を成形する事ができる。

本発明においては、吸収体の原材料として、繊維材料又は吸水性ポリマーの何れか一方のみを供給し、堆積させても良い。尚、吸水性ポリマーとしては、各種公知のものを特に制限なく用いることができ、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。また、繊維材料としては、各種公知のものを特に制限なく用いることができ、例えば、パルプ繊維、レーヨン繊維やコットン、酢酸セルロース等の親水性繊維等を用いることができ、これらには、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系繊維、ポリエステル、ポリアミド等の縮合系繊維、塩化ビニル、酢酸ビニル等のビニルモノマー重合体の繊維等を混在させても良い。

本実施形態の吸収体の製造装置によれば、積繊されるプレートではなく吸引機構を持つ固定ドラム側に開孔プレートを設置するため、簡単に開孔プレートが交換でき吸引力変更が容易にでき、仕様変更などにおける設備投資が最小限に抑えられる。
また、固定ドラム側に開孔プレートを設置する事によって直接材料が堆積しないため目詰まり等による吸引変動が少なく安定的な吸引が可能となる。また、部分的に異なる積繊量を調整することで立体的な積繊も可能となる。
本発明の吸収体の製造装置によれば、設計の異なる複数種類の吸収体を効率かつ経済的に製造することができる。

以上、本発明の好ましい幾つかの実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に制限されず、適宜変更可能である。
例えば、集積用凹部４は、回転ドラム３の外周面に、周方向に連続して形成されているものに代えて、回転ドラム３の周方向に不連続に形成されていても良い。この場合、回転ドラム３の外周面に設ける集積用凹部４の数は、例えば、１個から３０個程度とすることができる。
本発明の装置により製造される吸収体は、身体から排出される液の吸収に用いられる吸収性物品の吸収体として好ましく用いられるが、それらに限られるものではない。
身体から排出される液の吸収に用いられる吸収性物品としては、使い捨ておむつ、生理用ナプキン、パンティライナー（下り物シート）、失禁パッド、母乳パッド等が挙げられる。これらの吸収性物品は、一般には、液透過性の表面シート、液不透過性又は撥水性の裏面シート、及びこれらの両シート間に介在された吸収体を具備している。

図１は、本発明の吸収体の製造装置の一実施形態を示す模式図である。 図２は、図１のＢ−Ｂ矢視図である。 図３は、本発明の吸収体の製造装置の他の実施形態を示す模式図（図１相当図）である。 図４は、個別吸引ゾーン毎に別体の開孔プレートを設ける場合の開孔プレートの組み合わせの例を示す平面図である。 図５は、開孔プレートの他の例を示す平面図及びそのそれぞれに対応する堆積物（吸収体）の断面図を示す図である。

符号の説明

１ 吸収体の製造装置
２ 固定ドラム
３ 回転ドラム
４ 開孔プレート
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 積繊チャンバー
６ パルプ繊維（原材料）
７ 吸水性ポリマー（原材料）
８ 積繊フード
９ 堆積物（吸収体）
１０ メッシュプレート
１１ 吸引ゾーンの隔壁
１３ 集積用凹部
１４ 送り装置
１５ 解繊装置
３１ 固定壁
３３ 排気管
６１ パルプシート

Claims (3)

1. 固定ドラムと、該固定ドラムの外周を回転し、原材料を堆積させる集積用凹部を外周面に有する回転ドラムとを備え、
   前記固定ドラムは、周方向の所定の範囲が、空気を吸い込み可能な吸引ゾーンとなされており、該吸引ゾーンにおける該固定ドラムの外周部に、多数の通気孔を有する開孔プレートが設けられ、減圧機構により生じさせた該固定ドラム内の負圧が、該通気孔を介して前記集積用凹部の底面部に作用するようになされている吸収体の製造装置。
2. 前記開孔プレートは、前記固定ドラムの周方向又は該周方向に直交する方向に、前記通気孔の孔径及び／又は該通気孔のピッチが相互に異なる複数の領域を有している請求項１記載の吸収体の製造装置。
3. 前記吸引ゾーンは、前記固定ドラムの周方向に並んだ複数の個別吸引ゾーンに分割されており、各個別吸引ゾーンに、それぞれ別体の開孔プレートが設けられている請求項１又は２記載の吸収体の製造装置。

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