(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
外周面に集積用凹部が形成された回転ドラムに、繊維材料を飛散状態にて供給し、該繊維材料を前記集積用凹部内に吸引により堆積させて所定形状の吸収体を得る吸収体の製造方法であって、
繊維材料の単位時間当たりの供給量を、集積用凹部の回転移動周期に合わせて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、吸収体の製造方法。
前記回転ドラムに飛散状態で供給する繊維材料を、繊維材料の原料シートを解繊機に供給して生じさせるとともに、該原料シートの解繊機に対する単位時間当たりの供給量を変化させることによって、前記回転ドラムに飛散状態で供給する繊維材料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1又は2に記載の吸収体の製造方法。
前記繊維材料を搬送する空気流中に、吸水性ポリマーを一定の供給量で連続して供給して、前記吸収体として、繊維材料の坪量が相対的に高い部分に、繊維材料の坪量が相対的に低い部分より多くの吸水性ポリマーを有する吸収体を得る、請求項1〜4の何れか1項に記載の吸収体の製造方法。
【発明を実施するための形態】
【0010】
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説明する。
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6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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。本製造装置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、本製造装置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。
【0014】
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、本製造装置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。
【0015】
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、解繊機として粉砕機51を備えており、木材パルプシート等の繊維材料の原料シート31Aが、原料供給ローラ52により粉砕機51に導入され、粉砕機51により解繊されて生じた繊維材料31がダクト4内に供給されるように構成されている。
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
離型用エアブロー装置6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6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。
【0019】
また、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の量を制御する供給量制御部8を備えている。供給量制御部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、供給量制御部8のコンピュータは、駆動モーター53に対して制御信号を出力して駆動モーター53の回転を制御することにより、原料シート31Aの粉砕機51への供給量を制御し、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。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)を用いることもできる。
【0020】
また、本製造装置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、本製造装置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。
【0021】
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。
【0022】
そして、繊維材料供給部5の供給ローラ52を作動させて、繊維材料31の原料シート31Aを粉砕機51に導入すると、粉砕機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。
【0023】
本実施態様においては、回転ドラム2に対して飛散状態で供給する繊維材料の単位時間当たりの供給量を周期的に変化させる。詳細には、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。より具体的には、供給量制御部8に含まれるコンピュータにより、原料供給用の供給ローラ52の回転速度を周期的に変化させ、繊維材料の原料シート31Aを解繊機としての粉砕機51に供給する速度を周期的に変化させることによって、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。供給量制御部8のコンピュータには、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。プログラマブルコンピュータを用いて、供給ローラ52の回転速度を周期的に変化させても良い。
【0024】
本実施態様においては、供給量制御部8によりダクト4へと供給される繊維材料31の質量を、
図3(a)に示すパターンで、周期的に変化させ、それにより、回転ドラム2の外周面に到達する繊維材料31の質量を、
図3(b)に示すパターンで周期的に変化させている。
原料シート31Aを粉砕機51により解繊することによって繊維材料31を得るが、原料シート31Aとしてパルプシートを用いた場合、そのパルプシートをパルプ繊維が個々に独立した状態となるまで解繊することは難しく、繊維材料31の形態は、パルプ繊維が粗な状態で絡み合った綿状の形態となっている。そのため、繊維材料31は、粒子状である吸水性ポリマー32に比較して、見掛けの密度が小さく、空気流の影響を受けやすい。結果として、
図3(a)と
図3(b)の波形、及び、振幅は一致せず、ダクト4に供給する繊維材料の変化量に対して、ドラム外周面に到達する繊維材料の変化量は小さくなる。即ち、
図3(a)と
図3(b)の差異は、繊維材料31がダクト4内を通過する際に、空気流による拡散効果によって繊維材料分布が一様化するためである。拡散効果を正確に予測することは困難であり、完全に一様化した場合は、製造する吸収体に、目的とする繊維材料の分布を得ることができない。
図3(b)の状態を保持し、繊維材料が偏在した吸収体を製造するためには、ダクト4に供給する繊維材料の変化量を十分に大きくし、且つ、ダクト4での拡散効果を低減することが好ましい。
図3(a)に示すパターンは、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されるパターンであり、供給量を変えて繊維材料31を連続して供給している。これに代えて、ダクト4に繊維材料31を供給しないステップと、ダクト4に繊維材料31を供給するステップとが交互に繰り返されるパターンで、繊維材料31をダクト4に供給しても良い。
【0025】
なお、製造装置1における供給ローラ52は、例えばギア等を介して連結されて連動するようになされており、一つの駆動モーター53により同一の周速度で互いに逆方向に回転する。駆動モーター53としては、サーボモーターを用いることが好ましい。駆動モーター53と供給量制御部8との間には、供給量制御部8から出力される回転制御信号の種類やモーターの種類等に応じて、入出力インターフェースやサーボアンプ等の公知の装置が配置される。
粉砕機51への原料シート31Aの供給量を、
図3(a)に示すようなパターンで変化させるにあたり、供給ローラ52の応答性を担保するために、駆動モーター53、及び、連結に使用しているギアのギア比は応答性に優れた性能、設定であることが好ましい。
【0026】
図3(a)のグラフにおける縦軸は、ダクト4に供給する繊維材料31の単位時間当たりの供給量(質量a)であり、
図3(b)のグラフにおける縦軸は、ドラム2の外周面に到達する繊維材料31の量(質量b)である。また、
図3(a)及び
図3(b)中に示す長さTは、回転ドラム2の回転に伴い、ダクト4に覆われた部分を通過する集積用凹部22の間隔であり、また、集積用凹部22の回転移動周期の一周期分の長さを示すものである。詳しくは、
図3(c)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。
【0027】
本実施態様においては、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、集積用凹部22の回転移動周期に合わせて周期的に変化させる。
本実施態様においては、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、集積用凹部22から離型して得た吸収体3には、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が形成される。
また、本実施態様においては、吸収体3の生産速度が変化する際においても、適切に周期とダクト4内に供給される繊維材料31の供給量を調整することにより、同様の吸収体3を得ることができる。
【0028】
図4は、本実施態様の方法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高い高坪量部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低い低坪量部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。
【0029】
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。
【0030】
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。そのため、特に、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が腹側(前側)、低坪量部34が背側(後側)とな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。
【0031】
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(c)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。
【0032】
また、ダクト4内への繊維材料31の供給量を変化させて、繊維材料が偏在した吸収体を製造するためには、回転ドラム2の外周面に、繊維材料の濃度が高い部分と濃度が低い部分とが波状的に到達するようにすることが好ましい。また、回転ドラム2の外周面に、繊維材料の坪量が相対的に高い部分(高坪量部)と繊維材料の坪量が相対的に低い部分(低坪量部)とが波状的に形成されることが好ましい。
【0033】
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高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/m
2以上3000g/m
2以下である。
個々の吸収体に含まれる繊維材料の含有量(質量)は、吸収性物品の用途によって決まり、個々の吸収体に含まれる繊維材料の含有量と、繊維材料の坪量が最も低い部分の坪量と、好ましい坪量比から、繊維材料の坪量が最も高い部分の坪量が決まる。
【0034】
繊維材料の坪量が最も高い部分と、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5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高い部分の坪量とし、算出した坪量が最も低い分割部分の坪量を、繊維材料の坪量が最も低い部分の坪量とする。なお、
図5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前記一端3aとする。
【0035】
本実施態様の方法においては、本実施態様の方法においては、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を一定の供給量で連続して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を一定の供給量で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相対的に多い量が含まれる。これは、繊維材料の濃度が高い場合、繊維材料31が吸水性ポリマー32の輸送媒体として機能するためである。そのため、吸収体3として、繊維材料の坪量が相対的に高い部分に、繊維材料の坪量が相対的に低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。
このように、本実施態様の方法によれば、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、且つ、繊維材料と吸水性ポリマーの偏在化の位相は一致している。
また、吸水性ポリマーの坪量変化は、
図3(b)のような繊維材料量の変化に依存するため、繊維材料と吸水性ポリマーの坪量が、連続的且つなだらかに変化する吸収体が得られる。
【0036】
本発明の好ましい実施態様において、吸水性ポリマーを供給し、吸収体を得た場合、繊維材料と吸水性ポリマーは共に偏在化し、且つ、偏在化の位相は一致している(
図9参照)。また、連続的でなだらかに変化する坪量分布が得られる。
そのため、吸収性物品に組み込まれて使用された場合、吸収量が多い場合であっても装着感に違和感がない。また、吸水性ポリマーを供給しない場合であっても、同様に装着感に違和感のない吸収性物品が得られる。
【0037】
本発明の吸収体の製造方法の好ましい実施態様によれば、繊維材料及び吸水性ポリマーを含む吸収体であって、前記繊維材料の坪量及び前記吸水性ポリマーの坪量が、それぞれ、前記吸収体の長手方向において変化しており、前記吸収体の長手方向において、前記繊維材料の坪量が最も高い部分と前記吸水性ポリマーの坪量が最も高い部分とが一致しており、坪量が最も高い部分と坪量が最も低い部分との坪量比である偏在倍率が、前記繊維材料と前記吸水性ポリマーとで異なる吸収体が得られる。この吸収体においては、繊維材料の偏在倍率が、吸水性ポリマーの偏在倍率より高いことが好ましい。
繊維材料の偏在倍率は、繊維材料の坪量が最も低い部分の該繊維材料の坪量に対する、繊維材料の坪量が最も高い部分の該繊維材料の坪量の比であり、吸水性ポリマーの偏在倍率は、吸水性ポリマーの坪量が最も低い部分の該吸水性ポリマーの坪量に対する、吸水性ポリマーの坪量が最も高い部分の該吸水性ポリマーの坪量の比である。吸水性ポリマーの偏在倍率に対する繊維材料の偏在倍率の比は、1.05以上が好ましく、1.1以上が更に好ましく、また10以下が好ましく、5以下が更に好ましい。
【0038】
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、吸収体の起立した両側部の更に外側に、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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
以上、本発明の吸収体の製造方法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、供給量制御部8によりダクト4へと供給する繊維材料31の量の変化のさせ方を、
図3(a)に示すパターンとは異なるパターンとして、
図4に示す吸収体とは高坪量部の部位が異なる吸収体を製造することもできる。また、原料シート31Aの粉砕機51への供給量を変化させるのに代えて、他の方法により、ダクト4への繊維材料31の供給量を周期的に変化させることもできる。例えば、粉砕機51の直後にシャッターを設け、開閉操作することによりダクト4への繊維材料31の供給量を周期的に変化させることができる。
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、特許文献1に記載の方法と組み合わせることも出来る。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。
【0042】
上述した実施形態に関し、本発明は更に以下の付記(吸収体の製造方法、吸収体等)を開示する。
<1>
外周面に集積用凹部が形成された回転ドラムに、繊維材料を飛散状態にて供給し、該繊維材料を前記集積用凹部内に吸引により堆積させて所定形状の吸収体を得る吸収体の製造方法であって、
繊維材料の単位時間当たりの供給量を、集積用凹部の回転移動周期に合わせて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、吸収体の製造方法。
【0043】
<2>
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、<1>に記載の吸収体の製造方法。
<3>
前記回転ドラムに飛散状態で供給する繊維材料を、繊維材料の原料シートを解繊機に供給して生じさせるとともに、該原料シートの解繊機に対する単位時間当たりの供給量を変化させることによって、前記回転ドラムに飛散状態で供給する繊維材料の単位時間当たりの供給量を周期的に変化させる、<1>又は<2>に記載の吸収体の製造方法。
<4>
原料供給用の供給ローラの回転速度を周期的に変化させ、繊維材料の原料シートを解繊機に供給する速度を周期的に変化させることによって、ダクト内に供給する繊維材料の単位時間当たりの供給量を周期的に変化させる、<1>から<3>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
<5>
供給量制御部によりダクトへと供給される繊維材料の質量を、ダクトに相対的に少ない量の繊維材料を供給するステップとダクトに相対的に多い量の繊維材料を供給するステップとが交互に繰り返されるパターンで、周期的に変化させ、供給量を変えて繊維材料を連続して供給し、回転ドラムの外周面に到達する繊維材料の質量を、周期的に変化させる、<1>から<4>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
【0044】
<6>
ダクトに繊維材料を供給しないステップとダクトに繊維材料を供給するステップとが交互に繰り返されるパターンで、周期的に変化させ、回転ドラムの外周面に到達する繊維材料の質量を、周期的に変化させる、<1>から<5>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
<7>
供給ローラの駆動モーターとして、サーボモーターを用いる、<1>から<6>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
<8>
集積用凹部に堆積させる堆積物に、繊維材料の堆積量が少ない部位と繊維材料の堆積量が多い部位とを形成することにより、集積用凹部から離型して得た吸収体に、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形成する、<1>から<7>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
<9>
集積用凹部の回転方向前端に対応する一端側に、相対的に繊維材料の坪量が高い高坪量部が形成され、集積用凹部の回転方向後端に対応する他端側に、相対的に繊維材料の坪量が低い低坪量部を形成する、<1>から<8>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
<10>
吸収体を、搬送手段としてバキュームコンベアやベルトコンベアにより搬送する際に、長手方向が搬送方向に沿い、高坪量部を有する一端が、搬送方向の下流側に向ける、<1>から<9>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
【0045】
<11>
吸収体は、吸収性物品の吸収体として用いられ、吸収性物品は、人体から排出される液の吸収に用いられる物品である、<1>から<10>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
<12>
吸収性物品が、使い捨ておむつ、生理用ナプキン、失禁パッド、パンティライナーの何れか1である、<1>から<11>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
<13>
吸収体が、相対的に高坪量の高坪量部と相対的に低坪量の低坪量部とを含み、吸収体材料の堆積量が部分的に異なっている、<1>から<12>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
<14>
使い捨ておむつに用いられる吸収体として、高坪量部が腹側(前側)、低坪量部が背側(後側)となるように吸収性物品に組み込まれて使用する、<1>から<13>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
<15>
ダクト開口部のドラム周方向の長さは、集積用凹部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以下であり、また、好ましくは0超、更に好ましくは0.1以上である、<1>から<14>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
【0046】
<16>
前記回転ドラムの外周面に、繊維材料の坪量が相対的に高い部分(高坪量部)と繊維材料の坪量が相対的に低い部分(低坪量部)とが波状的に形成される、<1>から<15>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
<17>
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高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、また好ましくは30以下である、<1>から<16>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
<18>
吸収体は、繊維材料の坪量が最も高い部分の坪量は、好ましくは100g/m
2以上であり、また好ましくは3000g/m
2以下である、<1>から<17>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
<19>
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、<1>から<18>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
<20>
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、吸水性ポリマーを有する吸収体を得る、<1>〜<19>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
<21>
前記繊維材料を搬送する空気流中に、吸水性ポリマーを単位時間当たりの供給量を一定として供給し、前記吸収体として、繊維材料の坪量が相対的に高い部分に、繊維材料の坪量が相対的に低い部分より多くの吸水性ポリマーを有する吸収体を得る、<1>〜<20>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
【0047】
<22>
吸水性ポリマーとしては、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から選ばれる1種又は2種以上を組み合わせて用いる、<1>〜<21>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
<23>
粉砕機の直後にシャッターを設け、開閉操作することによりダクトへの繊維材料の供給量を周期的に変化させる、<1>〜<21>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
<24>
前記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、これら両吸引領域に前記繊維材料を堆積させる、<1>〜<23>の何れか1に記載の吸収体の製造方法。
<25>
繊維材料及び吸水性ポリマーを含む吸収体であって、
前記繊維材料の坪量及び前記吸水性ポリマーの坪量が、それぞれ、吸収体の長手方向において変化しており、
前記吸収体の長手方向において、前記繊維材料の坪量が最も高い部分と前記吸水性ポリマーの坪量が最も高い部分とが一致しており、
坪量が最も高い部分と坪量が最も低い部分との坪量比である偏在倍率が、前記繊維材料と前記吸水性ポリマーとで異なる、吸収体。
<26>
前記繊維材料の前記偏在倍率が、前記吸水性ポリマーの前記偏在倍率より高い、<25>に記載の吸収体。
<27>
前記吸収体の長手方向において、前記繊維材料の坪量がなだらかに変化している、<25>又は<26>に記載の吸収体。
【実施例】
【0048】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。
【0049】
〔実施例1〕
図1に示す装置を用いて吸収体を製造した。原料シート31Aとしては、木材パルプシートを用い、その供給量を
図3(a)に示すように変化させて、繊維材料の坪量が高い部分と低い部分とを有する
図4に示すような吸収体3を製造した。吸収体3の製造中には、集積用凹部の底面には全域に亘って均一な吸引力を生じさせた。また、吸水性ポリマー32の供給は行わなかった。
〔実施例2〜5、比較例1〜3〕
ダクト4の回転ドラム2付近の形態を、表1中の「ダクト形状」に示すものに変更するとともに、集積用凹部のドラム長手方向の長さを、表1中に示す通りに変更する以外は、実施例1と同様にして吸収体を製造した。集積用凹部のドラム長手方向の長さは、製造した吸収体の長手方向の長さに一致する。比較例1〜3は、木材パルプシートを一定の速度で粉砕機に導入し、ダクトに対する供給量を変化させなかった。
表1中の「ダクト形状」の欄に示すダクトである形状1〜4は、下記の通りである。
形状1:
図1に示す形状,ダクト開口部の長さ940mm
形状2:
図6(a)に示す形状,ダクト開口部の長さ520mm
形状3:
図6(b)に示す形状,ダクト開口部の長さ346mm
形状4:
図6(c)に示す形状,ダクト開口部の長さ173mm
なお、実施例1〜4、比較例1〜3の製造速度は10m/minにて行った。実施例5のみ、製造速度10、50、100、150m/minにて行い、表1の評価結果は速度4条件の平均値を示した。製造速度は、回転ドラムの周速度やコンベア7,7Aの搬送速度である。
【0050】
【表1】
【0051】
(評価)
実施例1〜5及び比較例1〜3において得られた各吸収体について、繊維材料の坪量が最も高い部分と繊維材料の坪量が最も低い部分との坪量比(以下、偏在倍率ともいう)を前述した方法により測定して表1に示した。
【0052】
本発明の実施態様である実施例1〜5で得られた吸収体は、偏在倍率が1.5以上であり、繊維材料の坪量が最も高い部分と繊維材料の坪量が最も低い部分とが形成されている。他方、比較例1〜3で得られた吸収体は、偏在倍率が1.2以下であった。
【0053】
また、実施例2〜5については、製造時の搬送方向に対応する吸収体の長手方向に沿って30mm間隔で繊維材料の坪量を測定した結果を
図7に示した。
図7は、
図3(b)に対応するよう、吸収体1枚単位ではなく、順次形成される吸収体を、一の吸収体の長手方向の後端の分割部分と次の吸収体の前端の分割部分とが隣り合って連続しているものと見做して、複数の吸収体についての結果を連続した測定結果として示した。測定は、吸収体1枚あたりの長さを333mmとした場合の3〜4枚分相当を測定した。搬送方向後方側の最後の分割部分(
図5に示す吸収体3の、部分3Fと部分3Gとを纏めた部分に相当する部分)の長さは33mmとした。
図7中に矢印で示す範囲が、一つの吸収体に対応する範囲である。
【0054】
また、坪量変化のなだらかさを評価するために30mm間隔での坪量変化率を求め、
図8にその頻度分布を示した。坪量変化率は隣り合う分割部分の坪量差と吸収体1枚単位の平均坪量を用いて求めた。
図5を例に取ると、3Aと3Bの差、3Bと3Cの差、というように順次差を求め、それぞれを平均坪量で割った値を坪量変化率とした。坪量差が負の値になる場合は、その絶対値を坪量変化率とした。測定上の誤差を除くと、坪量変化率は35%/30mm以下であった。
吸収体の長手方向に沿って、30mm間隔で繊維材料の坪量変化率を調べたときに、最大の坪量変化率が35%/30mm以下である場合、吸収体は、その長手方向(一方向)において、「繊維材料の坪量がなだらかに変化している」とする。なお、
図8に示すグラフの横軸の数値は、当該数値が記載された範囲が、当該数値より5パーセントポイント低い数値より大きく、当該数値以下である範囲であることを意味する。例えば、実施例5のグラフの横軸上に示された数値が35の範囲は、坪量変化率が30%超35%以下の範囲であり、坪量変化率が当該範囲内の部分が測定した区間内に1箇所存在することを意味する。
【0055】
〔実施例6,7〕
吸収体の製造中に、散布管55から連続して吸水性ポリマー32を供給する以外は、実施例3又は4と同様にして吸収体を製造した。
(評価1)
実施例6,7において得られた各吸収体について、繊維材料の坪量が最も高い部分のポリマーの坪量と繊維材料の坪量が最も低い部分のポリマーの坪量とのポリマー同士の坪量比(以下、ポリマー第2偏在倍率ともいう)を測定して、その結果を表2に示した。
【0056】
【表2】
【0057】
表2に示す結果から、本発明の方法によれば、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ことが判る。
【0058】
(評価2)
また実施例6,7において得られた各吸収体について、製造時の搬送方向に対応する吸収体の長手方向に沿って30mm間隔で繊維材料及び吸水性ポリマーの坪量を測定した。その結果を
図9に示した。繊維材料及び吸水性ポリマーの坪量変化率を、上述した繊維材料の坪量変化率の測定方法と同様の手法により測定し、
図10に、繊維材料及び吸水性ポリマーのそれぞれについて坪量変化率及びその頻度を示した。
30mm間隔に分割した部分毎の繊維材料及び吸水性ポリマーの坪量は、以下のようにして測定した。
まず、繊維材料と吸水性ポリマーとを区別せずに、繊維材料及び吸水性ポリマーの合計坪量を求めた。その後、軟エックス線撮影装置(ソフテックス社EMT−J)により、吸水性ポリマーの濃淡画像を得た。濃淡画像の濃淡度合いと、別途測定した吸水性ポリマー坪量との検量線から吸水性ポリマーの坪量を求めた。繊維材料と吸水性ポリマーの合計坪量から、吸水性ポリマーの坪量を引くことによって、繊維材料の坪量を求めた。
【0059】
図9に示す結果から、実施例6及び実施例7においては、繊維材料と吸水性ポリマーの偏在化の位相が一致していることが判る。即ち、繊維材料と吸水性ポリマーとで、横軸を吸収体の長さ方向の位置、縦軸を坪量とするグラフの曲線の頂部と谷部の位置がほぼ一致している。また、両者の位相差は、吸収体長さ(表2の集積用凹部のドラム周方向の長さb)に対して、1/4周期以下である。また、坪量変化率はそれぞれ50%/30mm以下であった。
【0060】
具体的に説明すると、
図9に示すように、実施例6及び実施例7においては、いずれも、333mmの長さの一つの吸収体に対応する範囲内において、繊維材料の坪量及び吸水性ポリマーの坪量が、それぞれ、吸収体の長手方向において変化している。
そして、実施例6については、一つの吸収体に対応する範囲内において、繊維材料の坪量が最も高い部分は、基準位置0mmからの距離が450〜480mmの部分であり、吸水性ポリマーの坪量が最も高い部分は、基準位置0からの距離が390〜420mmの部分であり、位置の差(絶対値)は480から420を減算した60で、吸収体の長さ333mmの1/4以下である。また、実施例7については、一つの吸収体に対応する範囲内において、繊維材料の坪量が最も高い部分は、基準位置0mmからの距離が480〜510mmの部分であり、吸水性ポリマーの坪量が最も高い部分は、基準位置0mmからの距離が420〜450mmの部分であり、位置の差(絶対値)は510から450を減算した60で、吸収体の長さ333mmの1/4以下である。
このように、繊維材料の坪量が最も高い部分と吸水性ポリマーの坪量が最も高い部分の位置の差(絶対値)が、吸収体の長手方向の長さの1/4以下の場合、吸収体の長手方向において、繊維材料の坪量が最も高い部分と吸水性ポリマーの坪量が最も高い部分とが一致しているものとする。本発明で製造する吸収体及び本発明の吸収体は、吸収体を長手方向の一端から30mm間隔で順次分割したときに、繊維材料の坪量が最も高い部分と吸水性ポリマーの坪量が最も高い部分とが、同一の部分であるか、隣り合う部分であるか、間に一つ若しくは二つの部分を挟む2つの部分であることが好ましく、同一の部分であるか、隣り合う部分であるか、間に一つの部分を挟む2つの部分であることが更に好ましい。
【0061】
また、本発明で製造する吸収体及び本発明の吸収体は、繊維材料と吸水性ポリマーのそれぞれについて、坪量が最も高い部分の坪量(最高坪量)と坪量が最も低い部分の坪量(最低坪量)との坪量比(最高坪量/最低坪量)である偏在倍率を算出したときに、繊維材料と吸水性ポリマーとで偏在倍率が異なることが吸水性能の点から好ましく、更に、繊維材料の偏在倍率が吸水性ポリマーの偏在倍率より高いことが吸収体強度の点から好ましい。