JP4522349B2

JP4522349B2 - 吸収体の製造装置

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Publication number: JP4522349B2
Application number: JP2005283240A
Authority: JP
Inventors: 博啓石川; 圭一郎山下; 和宏加藤
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2025-09-29
Also published as: JP2007089826A

Description

本発明は、吸収性能等の特性が異なる吸収繊維層を積層した複層構造の吸収体を積繊用回転ドラムの一回転工程で製造可能とした吸収体の製造装置に関する。

従来より、紙おむつ、ナプキン等に使用される吸収体を連続的に製造する装置としてドラム式積繊装置が知られている。前記ドラム式積繊装置の一般的構造は、図１０に示されるように、供給されるパルプ材料を細かく粉砕するための解繊装置４４と、この解繊装置４４を囲繞するとともに、粉砕された粉砕パルプを空気流に乗せて搬送するための供給路を形成する供給路ケーシング４６と、この供給路ケーシング４６の下流側開口部に配設される積繊装置４７と、この積繊装置４７に対向して設けられた転写ドラム４８とからなる。前記積繊装置４７は、外周面に周方向に適宜の間隔で吸収体成形用凹部５５ａ、５５ａ…を備えるとともに、この吸収体成形用凹部５５ａの底面に多数の吸引孔を有する積繊用回転ドラム５５と、この積繊用回転ドラム５５の内部側に配設される吸引チャンバ５６とからなり、図示しない吸引手段によって前記吸引チャンバ５６内が負圧に維持されることにより前記吸収体成形用凹部５５ａ内に空気搬送された粉砕パルプを積繊させるようになっている。なお、前記供給路ケーシング４６には、高吸収性ポリマーの粉粒物を前記粉砕パルプと共に供給するためのポリマー投入口４５が設けられている。また、前記転写ドラム４８に転写された吸収体Ｓは、バキュームコンベア上を搬送されるクレープ紙５０の上面にバキューム装置４９による吸引により転移され、コンベア上を搬送された後、上面側に不織布からなるセカンドシート５１が積層されるようになっている。

また、近年は種々の改良が加えられた吸収体製造装置が幾つか提案されている。例えば、下記特許文献１では、外周面に複数の集積用凹部を有する回転ドラムと、該回転ドラムの外周面に原料繊維を飛散させて供給する原料供給手段と、該回転ドラムに同期して回転し、その外周面に凸部を有する小ドラムとを備えた繊維製品の製造装置が開示されている。

さらに下記特許文献２では、各集積用凹部の清掃を完全に行うとともに、積繊した吸収体をスムーズに搬送手段に受け渡しするために、外周面に複数の集積用凹部を有する回転ドラムと、該回転ドラムに原料を飛散させて供給する原料供給手段とを備え、供給された上記原料を上記回転ドラムの各集積用凹部内に吸引して堆積させ、該原料の堆積物を各集積用凹部から離型させることにより成形体を連続的に製造する製造装置であって、上記各集積用の底面を上下に変位させる底面昇降機構を具備してなる成形体の製造装置が開示されている。
特公平６−１４２号公報特開２０００−１０７２２１号公報

しかしながら、例えば、紙おむつやナプキン等の吸収体を上層吸収体と下層吸収体とからなる積層構造とし、前記上層吸収体は体液を迅速に吸収させるけれども、吸収した体液を内部に保留させずに下層吸収体側に浸透させるためにパルプ繊維と合成繊維との複合繊維層、或いは合成繊維単独層とし、一方下層吸収体は上層吸収体層から浸透した体液を内部に保留し外部に滲み出さないように保持するためにパルプ単独層とする設計の場合、従来の吸収体製造装置を用いた場合には、上層吸収体と下層吸収体とを別々の工程で製造した後、これら各吸収体をラインで積層させる必要があった。そのため、機械が大型化する、吸収体製造装置の設備負担が大きいなどの問題があった。

そこで本発明の主たる課題は、吸収性能等の特性が異なる吸収繊維層を積層した複層構造の吸収体を積繊用回転ドラムの一回転工程で製造可能とした吸収体の製造装置を提供することにある。

前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、外周面に周方向に適宜の間隔で複数の繊維集積用凹部が形成された積繊用回転ドラムを備えるとともに、繊維原反を粉砕する解繊装置及び該解繊装置で粉砕された繊維を空気流に乗せて前記積繊用回転ドラムまで搬送するための繊維供給路からなる繊維供給手段を少なくとも２組以上備え、かつ前記積繊用回転ドラムは回転中に、繊維集積用凹部のドラム周方向長さを変更する可変機構を備えていることを特徴とする吸収体の製造装置が提供される。

上記請求項１記載の発明においては、繊維原反を粉砕する解繊装置及び該解繊装置で粉砕された繊維を空気流に乗せて前記積繊用回転ドラムまで搬送するための繊維供給路からなる繊維供給手段を少なくとも２組以上備えることにより、各繊維供給手段から供給される繊維の種別を異ならせることにより、積繊用回転ドラムが周回する工程中に、各繊維供給手段による繊維堆積によって、吸収性能等の特性が異なる吸収繊維層を積層した複層構造の吸収体を積繊用回転ドラムの一回転工程で製造可能となる。
また、前記積繊用回転ドラムにおいて、各繊維集積用凹部のドラム周方向長さを回転中に変更可能とする。例えば２組の繊維供給手段により２層構造の吸収体を製造する場合、先ず最初の繊維供給手段による一次積繊工程において、繊維集積用凹部のドラム周方向長さを短く設定した状態で積繊を行い、引き続き次の繊維供給手段による二次積繊工程では、繊維集積用凹部のドラム周方向長さを伸ばした設定で積層を行うことにより、吸収体の前後端部では一次積繊吸収体部分を二次積繊吸収体で覆うように積層することができる。このような積層態様は、前記一次積繊吸収体（表層側）を化学繊維とし、二次積繊吸収体をパルプ繊維とした複層吸収体とした場合、前記化学繊維は体液の透過性が高く外部への逸出が問題となるが、パルプ繊維で覆うことにより前後方向への滲み出しを効果的に防止できるようになる。

請求項２に係る本発明として、前記各繊維集積用凹部は、重なり部をもって配置された周方向に隣接する２つの成形板材により構成されるとともに、これら各成形板材は成形板材裏面とドラム回転軸部とを連結する支軸によって支持され、これら各支軸の中間部に一端が連結され、他端部同士が相互に連結された従節を備えるとともに、該従節連結部に設けられた摺動コロを前記積繊用回転ドラムの内部に、ドラム回転中心からの半径距離を変化させながら周方向に連続するように形成されたカム溝に係合させ、前記積繊用回転ドラムの回転に伴い前記摺動コロがカム溝を摺動し前記支軸間の交差角を変化させることにより前記繊維集積用凹部はドラム周方向長さが積繊用回転ドラムの回転中に変更可能とされる請求項１記載の吸収体の製造装置が提供される。

上記請求項２記載の発明は、繊維集積用凹部のドラム周方向長さを変更する可変機構の一例を示したものであり、カム機構を利用することにより、積繊用回転ドラムの回転中に円滑に繊維集積用凹部のドラム周方向長さを連続的に変更することが可能となる。

請求項３に係る本発明として、前記繊維供給手段は２組とされ、前記繊維集積用凹部のドラム周方向長さ設定は前記集積用回転ドラムの回転方向に対して上流側となる繊維供給手段部位における繊維集積用凹部のドラム周方向長さより、前記集積用回転ドラムの回転方向に対して下流側となる繊維供給手段部位における繊維集積用凹部のドラム周方向長さを大きく設定してある請求項１〜２いずれかに記載の吸収体の製造装置が提供される。

上記請求項３記載の発明によれば、２種類の特性の異なる繊維を、吸収体の前後端部では一次積繊吸収体部分を二次積繊吸収体で覆うように積層させた吸収体を製造することができる。

請求項４に係る本発明として、前記繊維供給手段は２組とされ、前記繊維集積用凹部のドラム周方向長さ設定は前記集積用回転ドラムの回転方向に対して上流側となる繊維供給手段部位における繊維集積用凹部のドラム周方向長さより、前記集積用回転ドラムの回転方向に対して下流側となる繊維供給手段部位における繊維集積用凹部のドラム周方向長さを大きく設定するとともに、前記上流側の繊維供給手段部位における繊維集積用凹部の深さに対して、前記下流側の繊維供給手段部位において繊維集積用凹部のドラム周方向長さが大きくなった際、拡大された凹部領域部分の深さを浅く設定してある請求項１〜２いずれかに記載の吸収体の製造装置が提供される。

上記請求項４記載の発明によれば、２種類の特性の異なる繊維を、吸収体の前後端部では一次積繊吸収体部分を二次積繊吸収体で覆うように積層させるとともに、一次積繊吸収体部分を中高とした吸収体を製造することができる。

以上詳説のとおり本発明によれば、吸収性能等の特性が異なる吸収繊維層を積層した複層構造の吸収体を積繊用回転ドラムの一回転工程で製造可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
〔吸収体製造装置〕
図１は本発明に係る吸収体製造装置１の概略側面図（一部断面）であり、図２は積繊用回転ドラム２の縦断面図及び正面図、図３は図２のIII−III線矢視図である。

吸収体製造装置１は、図１に示されるように、外周面に周方向に適宜の間隔で複数、図示例では４つの繊維集積用凹部１０，１０…が形成された積繊用回転ドラム２と、少なくとも２組以上、図示例では２組で配設された、繊維原反を粉砕する解繊装置４及び該解繊装置４で粉砕された繊維を空気流に乗せて前記積繊用回転ドラム２まで搬送するための繊維供給路５からなる繊維供給手段３Ａ，３Ｂからなるものである。なお、積繊用回転ドラム２の回転方向に対して、上流側となる繊維供給手段３Ａが一次積繊用であり、下流側となる繊維供給手段３Ｂが二次積繊用である。

以下、具体的に詳述すると、
前記繊維供給手段３の解繊装置４は、表面に多数の粉砕刃が設けられた破砕ロールが回転自在に設けられ、案内ローラ７，８を経て導入された繊維原反シート６を細かく粉砕する。粉砕された繊維は、積繊用回転ドラム２からの吸引作用によって前記繊維供給路５を構成するケーシング内を空気流に乗って下流側の積繊用回転ドラム２まで搬送される。なお、前記繊維供給路５にポリマー投入口を設け、所定量の割合でポリマー粒子等を繊維中に混合するようにしてもよい。

一方、前記積繊用回転ドラム２は、図２に示されるように、外周面に周方向に適宜の間隔で繊維集積用凹部１０，１０…が形成された積繊ドラムであり、前記繊維集積用凹部１０は、底面に多数の吸引孔を有する多孔板やメッシュ金網とされ、この積繊用回転ドラム２の内部側に吸引チャンバ（図示せず）が設けられ、吸引手段によって前記吸引チャンバ内が負圧に維持されることにより前記繊維集積用凹部１０内に空気搬送された繊維を堆積させるようになっている。

本装置１では特に、前記積繊用回転ドラム２において、ドラム回転中に前記繊維集積用凹部１０のドラム周方向長さＬを変更する可変機構が設けられている。

具体的に各繊維集積用凹部１０は、図６に示されるように、突合わせ部分を重ね合わせて配置される、周方向に隣接する２つの成形板材１１Ａ、１１Ｂにより構成される。前記成形板材１１Ａ、１１Ｂにはそれぞれ、繊維集積用凹部１０の片側半分づつが形成され、これら成形板材１１Ａ、１１Ｂが長手方向にスライド移動されることにより、前記繊維集積用凹部１０の長手寸法が変更可能となっている。

前記繊維集積用凹部１０の可変機構は、図２及び図３に示されるように、前記各成形板材１１Ａ、１１Ｂが、その裏面側とドラム回転軸部１３とを連結する支軸１２，１２によって支持され、これら各支軸１２，１２の中間部に一端が連結され、他端部同士が相互に連結された従節１４，１４を備えるとともに、該従節連結部に設けられた摺動コロ１５を前記積繊用回転ドラム２の内部に、ドラム回転中心からの半径距離を変化させながら周方向に連続して形成されたカム溝１６に係合させ、前記積繊用回転ドラム２の回転に伴い前記摺動コロ１５がカム溝１６を摺動し前記支軸間１２，１２の交差角θを変化させることにより前記繊維集積用凹部１０はドラム周方向長さＬが変更可能とされる。

なお、図示される積繊用回転ドラム２は、周方向に４つの繊維集積用凹部１０、１０…を備えており、各繊維集積用凹部１０が上記構造により構成され、成形板材１１Ａは隣接する繊維集積用凹部１０を構成する成形板材１１Ｂと重なりを持ち、成形板材１１Ｂは隣接する繊維集積用凹部１０を構成する成形板材１１Ａと重なりを持つように配設される。

前記繊維集積用凹部１０のドラム周方向長さＬの設定は、前記集積用回転ドラム２の回転方向に対して上流側となる一次積繊用繊維供給手段３Ａ部位における繊維集積用凹部１０のドラム周方向長さＬ_１より、前記集積用回転ドラム２の回転方向に対して下流側となる二次繊維供給手段３Ｂ部位における繊維集積用凹部１０のドラム周方向長さＬ_２が大きくなるように設定されている。

すなわち、図４(A)に示されるように、一次積繊用繊維供給手段３Ａの積繊部位に繊維集積用凹部１０が位置するときは、摺動コロ１５の半径距離がＲ_１とされ、同図４(B)に示されるように、繊維集積用凹部１０のドラム周方向長さがＬ_１であるとすると、積繊用回転ドラム２が回転し前記繊維集積用凹部１０が二次積繊用繊維供給手段３Ｂの積繊部位に達した際には、図５(A)に示されるように、摺動コロ１５の半径距離がＲ_２（＜Ｒ_１）となり、支軸１２，１２の交差角θが大きくなるため、同図５(B)に示されるように、繊維集積用凹部１０のドラム周方向長さはＬ_２（＞Ｌ_１）となる。

〔吸収体の形態例〕
〈吸収体の第１形態例〉
前述した吸収体製造装置１を用いて製造される吸収体は、２種類の吸収特性の異なる繊維を積層させた複層構造の吸収体９である。該吸収体９は、図７に示されるように、一次積繊吸収体層９Ａと二次積繊吸収体層９Ｂとからなり、前後端部で一次積繊吸収体部分９Ａを二次積繊吸収体９Ｂで覆うように積層される。
かかる吸収体９は、前記吸収体製造装置１において、一次積繊用繊維供給手段３Ａ部位において一次積繊吸収体部分９Ａを積繊した後、続けて二次積繊用繊維供給手段３Ｂ部位において二次積繊吸収体９Ｂ部分を積繊することにより作製される。なお、一次積繊吸収体層９Ａをパルプ繊維と合成繊維との複合繊維層とする場合には、パルプ原反シートと共に、合成繊維原反シートを重ねて解繊装置４に導入するか、予め合成繊維とパルプ繊維とを所定割合で混入した混合原反シートを作製しておき、この混合原反シートを解繊機４に導入するようにすればよい。また、それぞれの吸収体層９Ａ、９Ｂに対しては、高吸収性ポリマーを所定割合で混入するようにしてもよい。

例えば、前記一次積繊吸収体層９Ａをパルプ繊維と合成繊維との複合繊維層、或いは合成繊維単独層とし、二次積繊吸収体層９Ｂをパルプ繊維単独層とし、紙おむつ又は生理用ナプキンに組み込む際、前記一次積繊吸収体層９Ａが表面側となるように配向すると、排出された体液を前記一次積繊吸収体層９Ａが迅速に吸収するとともに、吸収した体液を内部に保留させずに、二次積繊吸収体層９Ｂ側に移行させるようになる。そして、二次積繊吸収体層９Ｂにおいて、体液が内部に保留され、外部に滲み出さないように保持されるようになる。

その結果、一次積繊吸収体層９Ａではドライ感が維持されるとともに、体液の逆戻りを効果的に防止できるようになる。また、吸収体９の前後端部では、一次積繊吸収体部分９Ａが二次積繊吸収体９Ｂにより覆われているため、一次積繊吸収体層９Ａから体液が外部に滲み出すのを効果的に防止できるようになる。

〈吸収体の第２形態例〉
次に、図８に示されるように、２種類の特性の異なる繊維を、吸収体の前後端部では一次積繊吸収体９Ａ部分を二次積繊吸収体９Ｂで覆うように積層させるとともに、一次積繊吸収体９Ａ部分を中高とした吸収体９’を製造する場合の構造例について述べる。
前記中高吸収体９’は、前記一次積繊用繊維供給手段３Ａ部位における繊維集積用凹部１０の深さに対して、前記二次繊維供給手段３Ｂ部位において繊維集積用凹部１０のドラム周方向長さＬが大きくなった際、拡大された凹部領域部分の深さを浅く設定することにより作製される。
具体的には、図９に示されるように、前記繊維集積用凹部１０を、積繊集積用凹部１０の下半部分が形成された底板成形板１７と、積繊集積用凹部１０の上半部分が形成された周方向に隣接する２つの側枠成形板１８Ａ、１８Ｂとから構成する。前記底板成形板１７は、一次積繊吸収体９Ａの外形状に整合する凹部１７ａが形成され、前記凹部１７ａを含む中間部分に多数の吸引孔が形成されている。前記側枠成形板１８Ａ、１８Ｂは、吸収体の片側半形状に合わせたＵ字切欠き部分１８ａ、１８ｂを有する部材であり、先端同士を重ね合わせるようにして配置される。

前記吸収体９’は、吸収体製造装置１の一次積繊用繊維供給手段３Ａ部位において、前記側枠成形板１８Ａ、１８Ｂによる開口形状を底板成形板１７の積繊用凹部１７ａに合わせた状態で一次積繊吸収体部分９Ａを積繊した後、続けて二次積繊用繊維供給手段３Ｂ部位においては、前記側枠成形板１８Ａ、１８Ｂをスライドさせて長手方向に拡張した状態で二次積繊吸収体９Ｂ部分を積繊することにより作製される。

〔他の形態例〕
(1)ところで、上記形態例では、２種類の特性の異なる繊維を、吸収体の前後端部では一次積繊吸収体９Ａ部分を二次積繊吸収体９Ｂで覆うように積層させた吸収体９を製造するようにしたが、前記積繊用回転ドラム２に繊維集積用凹部１０のドラム周方向長さを変更する可変機構を無くし、単純に繊維層を積層した吸収体を製造するようにしてもよい。
(2)上記背景技術の欄で説明したように、従来のおむつやナプキンの場合は、体液の吸収速度を速めるとともに、ドライ感を出すために、セカンドシートを表面シートと吸収体との間に介在させていたが、図７、図８に示される吸収体９，９’の場合は、吸収体の一次積繊吸収体９Ａがセカンドシートの役割を兼ねるため、セカンドシートを省略することが可能である。

本発明に係る吸収体製造装置１の概略側面図（一部断面）である。積繊用回転ドラム２を示す、(A)は縦断面図、(B)は正面図である。図２のIII−III線矢視図である。一次積繊状態を示す、(A)は側面図、(B)は繊維集積用凹部１０部分の平面図である。二次積繊状態を示す、(A)は側面図、(B)は繊維集積用凹部１０部分の平面図である。繊維集積用凹部１０を構成する成形板材１１Ａ、１１Ｂの斜視図である。吸収体製造装置１によって製造される吸収体９を示す、(A)は平面図、(B)は縦断面図である。吸収体製造装置１によって製造される吸収体９’の他例を示す、(A)は平面図、(B)は縦断面図である。吸収体９’を製造するための繊維集積用凹部１０の構造斜視図である。従来の吸収体製造装置を示す概略側面図である。

符号の説明

１…吸収体製造装置、２…積繊用回転ドラム、３Ａ…一次積繊用繊維供給手段、３Ｂ…二次積繊用繊維供給手段、４…解繊装置、５…繊維供給路、１０…繊維集積用凹部、１１Ａ・１１Ｂ…成形板材、１２…支軸、１３…ドラム回転軸部、１４…従節、１５…摺動コロ、１６…カム溝、１７…底板成形板、１８Ａ・１８Ｂ…側枠成形板

Claims

外周面に周方向に適宜の間隔で複数の繊維集積用凹部が形成された積繊用回転ドラムを備えるとともに、繊維原反を粉砕する解繊装置及び該解繊装置で粉砕された繊維を空気流に乗せて前記積繊用回転ドラムまで搬送するための繊維供給路からなる繊維供給手段を少なくとも２組以上備え、かつ前記積繊用回転ドラムは回転中に、繊維集積用凹部のドラム周方向長さを変更する可変機構を備えていることを特徴とする吸収体の製造装置。
前記各繊維集積用凹部は、重なり部をもって配置された周方向に隣接する２つの成形板材により構成されるとともに、これら各成形板材は成形板材裏面とドラム回転軸部とを連結する支軸によって支持され、これら各支軸の中間部に一端が連結され、他端部同士が相互に連結された従節を備えるとともに、該従節連結部に設けられた摺動コロを前記積繊用回転ドラムの内部に、ドラム回転中心からの半径距離を変化させながら周方向に連続するように形成されたカム溝に係合させ、前記積繊用回転ドラムの回転に伴い前記摺動コロがカム溝を摺動し前記支軸間の交差角を変化させることにより前記繊維集積用凹部はドラム周方向長さが積繊用回転ドラムの回転中に変更可能とされる請求項１記載の吸収体の製造装置。
前記繊維供給手段は２組とされ、前記繊維集積用凹部のドラム周方向長さ設定は前記集積用回転ドラムの回転方向に対して上流側となる繊維供給手段部位における繊維集積用凹部のドラム周方向長さより、前記集積用回転ドラムの回転方向に対して下流側となる繊維供給手段部位における繊維集積用凹部のドラム周方向長さを大きく設定してある請求項１〜２いずれかに記載の吸収体の製造装置。
前記繊維供給手段は２組とされ、前記繊維集積用凹部のドラム周方向長さ設定は前記集積用回転ドラムの回転方向に対して上流側となる繊維供給手段部位における繊維集積用凹部のドラム周方向長さより、前記集積用回転ドラムの回転方向に対して下流側となる繊維供給手段部位における繊維集積用凹部のドラム周方向長さを大きく設定するとともに、前記上流側の繊維供給手段部位における繊維集積用凹部の深さに対して、前記下流側の繊維供給手段部位において繊維集積用凹部のドラム周方向長さが大きくなった際、拡大された凹部領域部分の深さを浅く設定してある請求項１〜２いずれかに記載の吸収体の製造装置。