特許 6203666 長尺状の繊維トウの開繊物の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6203666

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】長尺状の繊維トウの開繊物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   D02J 1/18 20060101AFI20170914BHJP

【ＦＩ】

   D02J1/18 Z

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-42895(P2014-42895)

(22)【出願日】2014年3月5日

(65)【公開番号】特開2015-168891(P2015-168891A)

(43)【公開日】2015年9月28日

【審査請求日】2016年9月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002901

【氏名又は名称】株式会社ダイセル

(74)【代理人】

【識別番号】100087642

【弁理士】

【氏名又は名称】古谷 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100098408

【弁理士】

【氏名又は名称】義経 和昌

(72)【発明者】

【氏名】福井 貞之

(72)【発明者】

【氏名】重松 雅人

【審査官】 平井 裕彰

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／０８１０２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００５／０８７０２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０８−２１４８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１７−５０１６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３２７４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１６９７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１１２９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０８８８７３５９（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｄ０２Ｇ １／００〜 ３／４８

Ｄ０２Ｊ １／００〜１３／００

Ａ２４Ｄ １／００〜 ３／１８

Ｂ６５Ｈ３７／００〜３７／０６

４１／００〜４１／００

４５／００〜４７／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０／ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

Ｊａｐｉｏ−ＧＰＧ／ＦＸ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長尺状繊維トウの開繊物を製造するための製造装置であり、
予備開繊ユニット、開繊ユニットおよび膨張・整形ユニットが、繊維トウを上流側の予備開繊ユニットから下流側の膨張・整形ユニットに向かって連続的に送るための連通した空間を形成するようにして接続されているものであり、
開繊ユニットが、
粒状添加剤の添加部と、添加部に接続された開繊部を有しており、
前記粒状添加剤の添加部が、予備開繊ユニットにおいて予備開繊されたトウバンドを通過させるための波形通路を有しており、
前記波形通路が、
波形に開口された入口と、開繊部側の出口を有しており、
前記入口から前記出口に向かって幅が連続的に狭くなっているものである、長尺状繊維トウの開繊物を製造するための製造装置。

【請求項2】

前記波形に開口された入口が、幅が５〜２０ｃｍの範囲であり、隣接する山同士の間隔および隣接する谷同士の間隔が１〜５ｃｍの範囲である、請求項１記載の長尺状繊維トウの開繊物を製造するための製造装置。

【請求項3】

前記波形通路の入口の幅（Ｗ１）と前記波形通路の出口の幅（Ｗ２）の比（Ｗ１／Ｗ２）が２〜１０の範囲である、請求項１または２記載の長尺状繊維トウの開繊物を製造するための製造装置。

【請求項4】

前記粒状添加剤の添加部が上型と下型が組み合わされたものであり、前記上型と前記下型が組み合わされることで前記波形通路が形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の長尺状繊維トウの開繊物を製造するための製造装置。

【請求項5】

前記膨張・整形ユニットが、筒状のアダプターの内壁面に複数の板バネが取り付けられており、さらに前記複数の板バネの内側に筒状の網部材が取り付けられているものである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の長尺状繊維トウの開繊物を製造するための製造装置。

【請求項6】

膨張・整形ユニットが、筒状のアダプターの内壁面に複数の板バネが取り付けられており、さらに前記複数の板バネの内側に筒状の網部材が取り付けられているものであり、
前記網部材の開口の大きさが、前記粒状添加剤の添加部で添加する粒状添加剤よりも小さなものである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の長尺状繊維トウの開繊物を製造するための製造装置。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１項記載の製造装置を用いた長尺状繊維トウの開繊物の製造方法であって、
捲縮された繊維トウを連続的に通しながら、予備開繊ユニットにおいて予備開繊する工程、
開繊ユニットの粒状添加剤の添加部において、予備開繊した繊維トウと粒状添加剤を接触させる工程、
開繊ユニットの開繊部において、粒状添加剤と接触された繊維トウを空気流で開繊する開繊工程、
開繊された繊維トウを膨張・整形ユニットにおいて膨張・整形する工程を有しており、
前記の予備開繊した繊維トウと粒状添加剤を接触させる工程が、
繊維トウが予備開繊されてなるトウバンドを波形に開口された入口を通して波形通路に導入して、厚さ方向の断面形状が波形になるように一時的に成形した後、粒状添加剤を添加することで前記波形に成形されたトウバンドの谷部分に粒状添加剤を保持させる工程と、
さらに波形通路を通過させることで、粒状添加剤が谷部分に保持された波形のトウバンドを幅方向から押し縮める工程からなるものである、
長尺状繊維トウの開繊物の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、使い捨ておむつ、たばこフィルター等の製造材料として適した長尺状の繊維トウの開繊物の製造装置と、それを利用した長尺状の繊維トウの開繊物の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

セルロースアセテート繊維は、たばこフィルタ用材料のほか、使い捨ておむつ、生理用品などの衛生材料用吸収体として用いられている。
セルロースアセテートフィラメントのトウは、糸に膨らみをもたせ、紡績作業を容易にするため、捲縮が付与されている。捲縮されたフィラメントは、立方体の梱包容器内にベール状に梱包された状態で、脱気・圧縮された状態で輸送される。そして、最終製品の製造時には、ベールからフィラメントを取り出した後に開繊し、その後、所望形状に成形される。

【0003】

特許文献１では、空気開繊ジェット装置を使用して、ベールから取り出したフィラメントを開繊し、開繊されたトウを、例えば個人介護製品のための吸収性構造として使用するために適した形状に形成するためのシステムが提案されている。
特許文献１では、ＳＡＰ（高分子吸水材）などの粒状添加物は、空気開繊後に添加されるため、開繊体の上面（ＳＡＰ添加側）にＳＡＰが多く偏在した吸収体しか得られないという課題がある。

【0004】

特許文献２では、断面楕円形状又は円形状の開繊室を備えた空気開繊装置が開示されている。
空気開繊装置を使用した空気開繊は、開繊効果が高く、特に円筒形の空気開繊装置を用いるとトウの配列がランダムとなった開繊体が得られる。
一方、トウの配列がランダムとなった開繊体は、開繊後にＳＡＰを添加しても開繊体の中にＳＡＰが入りにくい。
したがって、特許文献１と同様にＳＡＰが多く偏在した吸収体しか得られないという課題がある。

【0005】

特許文献３では、予備開繊ユニット、開繊ユニット及び膨張・整形ユニットは、繊維トウを連続的に送るための連通空間を形成した製造装置が開示されている。
特許文献３の製造装置では、ＳＡＰを添加した後に空気開繊をするため、ＳＡＰが均一に添加した吸収体を得られるが、添加したＳＡＰの一部が飛散して開繊物に残留し難い場合があるという点で改良の余地があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許3616323号公報

【特許文献2】特開2008-255529号公報

【特許文献3】特開2011-241487号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、添加されたＳＡＰ（高分子吸水材）などの粒状添加物が開繊物中に均一に分散保持されており、かつ前記粒状添加物が開繊物に残留し易くなる（脱落し難くなる）、長尺状繊維トウの開繊物を製造するための製造装置と、それを使用した長尺状繊維トウの開繊物の製造方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、課題の解決手段として、
長尺状繊維トウの開繊物を製造するための製造装置であり、
予備開繊ユニット、開繊ユニットおよび膨張・整形ユニットが、繊維トウを上流側の予備開繊ユニットから下流側の膨張・整形ユニットに向かって連続的に送るための連通した空間を形成するようにして接続されているものであり、
開繊ユニットが、
粒状添加剤の添加部と、添加部に接続された開繊部を有しており、
前記粒状添加剤の添加部が、予備開繊ユニットにおいて予備開繊されたトウバンドを通過させるための波形通路を有しており、
前記波形通路が、
波形に開口された入口と、開繊部側の出口を有しており、
前記入口から前記出口に向かって幅が連続的に狭くなっているものである、長尺状繊維トウの開繊物を製造するための製造装置を提供する。

【0009】

本発明は、他の課題の解決手段として、
請求項１〜６のいずれか１項記載の製造装置を用いた長尺状繊維トウの開繊物の製造方法であって、
捲縮された繊維トウを連続的に通しながら、予備開繊ユニットにおいて予備開繊する工程、
開繊ユニットの粒状添加剤の添加部において、予備開繊した繊維トウと粒状添加剤を接触させる工程、
開繊ユニットの開繊部において、粒状添加剤と接触されたトウバンドを空気流で開繊する開繊工程、
開繊された繊維トウを膨張・整形ユニットにおいて膨張・整形する工程を有しており、
前記の予備開繊した繊維トウと粒状添加剤を接触させる工程が、
繊維トウが予備開繊されてなるトウバンドを波形に開口された入口を通して波形通路に導入して、厚さ方向の断面形状が波形になるように一時的に成形した後、粒状添加剤を添加することで前記波形に成形されたトウバンドの谷部分に粒状添加剤を保持させる工程と、
さらに波形通路を通過させることで、粒状添加剤が谷部分に保持された波形のトウバンドを幅方向から押し縮める工程からなるものである、
長尺状繊維トウの開繊物の製造方法を提供する。

【発明の効果】

【0010】

本発明の製造装置とそれを使用した製造方法によれば、目的に応じて添加された各種粒状添加剤の脱落が非常に低い開繊物を得ることができる。
このため、製造時における無駄が小さくなり、粒状添加剤の含有量も一定に維持できることから、製品の品質も高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の製造方法の実施に適した製造装置の側面から見た軸方向の断面図。

【図2】図１に示す製造装置の添加部本体の水平方向の断面図。

【図3】図１に示す製造装置の添加部本体の繊維トウの入口部分の正面図。

【図4】図１の製造装置を使用した製造方法の説明図。

【図5】図１の製造装置とは膨張・整形ユニットが異なる製造装置の平面から見た水平方向の断面図。

【図6】図５の製造装置における膨張・成形ユニット部分の斜視図。

【図7】従来技術の製造装置の図３に対応する繊維トウの入口部分の正面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の製造装置は、予備開繊ユニット１、予備解繊ユニット１に接続された開繊ユニット２、開繊ユニット２に接続された膨張・整形ユニット３を有している。
予備開繊ユニット１、開繊ユニット２および膨張・整形ユニット３は、繊維トウ１０を上流側の予備開繊ユニット１から下流側の膨張・整形ユニット３に向かって連続的に送るための連通した空間を形成するようにして接続されている。
以下、本発明の製造装置とそれを使用した製造方法を説明する。

【0013】

（１）予備開繊ユニット１における予備開繊工程
予備開繊ユニット１において、１対のロール１１と１対のロール１２間に繊維トウベールから取り出した、捲縮された繊維トウ１０を連続的に通しながら、予備開繊する。
１対のロールで繊維トウ１０を挟み込まない場合には、繊維トウ１０は開繊ユニット２において十分な張力を得ることができない。
ロール１１とロール１２のロール比は、例えば、１〜３、好ましくは１．１〜２．５、さらに好ましくは１．２〜２程度であってもよい。
予備開繊ユニット１と予備開繊工程は、特開２００８−２５５５２９号公報の段落番号４５〜４６に記載されたものと同じである。
なお、予備開繊工程は繊維トウ１０を挟み込み、繊維トウ１０の動きを制御できる方法であれば何れでもよく、例えばエアー圧により狭いスリット部の強く押し付けられるような構造を有するものでも良い。

【0014】

繊維トウ１０は、特開２００８−２５５５２９号公報の〔００４２〕〜〔００４４〕に記載されたものを用いることができる。
具体的には、セルロースエステル系繊維（セルロースモノアセテート、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネートなどのセルロースアセテート系繊維など）、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、アクリル系繊維、オレフィン系繊維、ポリビニルアルコール系繊維などを例示できる。繊維は単繊維であってもよく複合繊維であってもよく混紡繊維であってもよい。特に、セルロースアセテート系繊維が好ましい。

【0015】

（２）開繊ユニット２（添加部２０）において、予備開繊した繊維トウと粒状添加剤を接触させる工程
予備開繊された繊維トウ（トウバンド）１０を開繊ユニット２の添加部２０に連続的に送りながら、粒状添加剤と接触させた後、開繊部３０において開繊する。

【0016】

添加部２０は、繊維トウ１０を送るための貫通孔が軸方向に形成された添加部本体２１を有している。
添加部本体２１は、図２に示すような波形通路２５を有している。
波形通路２５は、図３に示すような波形に開口された入口（波形入口）２４と、開繊部３０（シリンダ状の第１本体部３７）側の出口２６を有している。
波形入口２４は、波形（Ｗ字形）であることから、複数の谷部２４ａと複数の山部２４ｂを有している。
波形通路２５を有している添加部本体２１は、例えば金属製の上型２２と金属製の下型２３を組み合わせて形成することができる。
なお、特開２０１１−２４１４８７号公報の図１の製造装置の添加部２０では、入口は図７に示すような長方形（入口１２４）またはそれに近似した楕円形であると認められる。

【0017】

波形入口２４の幅は、目的とする製品により調整することができるものであるが、紙おむつなどの吸収体を製造するときは、幅５〜２０ｃｍの範囲にすることができる。
幅が前記範囲であるとき、下型２２の隣接する谷部２２ａ同士の間隔および隣接する山部２２ｂ同士の間隔は１〜５ｃｍの範囲にすることができる。上型２３の谷部２３ａおよび山部２３ｂの間隔も同じである。
波形入口２４の谷部２２ａの深さ（上型２３の谷部２３ａから下型２２の谷部２２ａまでの長さ）は、１０〜５０ｍｍにすることができる。

【0018】

波形通路２５の幅は、図２に示すように波形入口２４から出口２６に向かって連続的に狭くなっている。
波形入口２４の幅（Ｗ１）と出口２６の幅（Ｗ２）の比（Ｗ１／Ｗ２）は２〜１０が好ましく、５〜７がより好ましい。

【0019】

波形通路２５は、波形入口２４から出口２６までの全部に形成されていてもよいが、出口２６は波形である必要はなく、さらに図２に示すように出口２６の近傍には波形通路が形成されていない部分２６ａがあってもよい。
波形入口２４から出口２６までの長さは１０〜３０ｃｍにすることができる。

【0020】

波形入口２４の谷部２４ａと山部２４ｂのそれぞれの先端部分は、トウバンド１０の損傷を抑制するため、丸みを付けたり、平坦面にしたりすることができる。
このような丸みや平坦面は、波形通路２５の一部（例えば、入口２４の近傍のみ）または全体（入口２４から出口２６までの範囲）に形成することができる。

【0021】

添加部本体２１には、厚さ方向に形成された粒状添加剤の添加孔２２が形成され、添加孔２２にはホッパ２３が接続されている。添加孔２２は、繊維トウ１０を送るための添加部本体２１に形成された貫通孔と連通されている。

【0022】

添加部本体２１は、図１に示すように長さ方向に２つに分離されており、分離された部分が空気を逃がすための脱気孔２４となっているものでもよいし、脱気孔２４があれば２つに分離されていなくてもよい。なお、２つに分離されている場合であっても、波形通路２５は分離されていない。
脱気孔２４は、周知のベントホール（例えば、周知の樹脂成型用の押出機等に設置されているもの）と同じものでもよい。

【0023】

次に、開繊ユニット２の添加部２０を用いた粒状添加剤の添加方法について説明する。
予備開繊ユニット１において予備開繊されたトウバンド１０は、最初に添加部２０の波形入口２４に入り、そこから波形通路２５を通って、出口２６に至ることになる。
このような過程においてホッパ２３及び添加孔２２から粒状添加剤６０を添加すると、そのまま谷部分に入り込むか、または山部分に当たったあとで谷部分に入り込む。このため、図４（ａ）に示すように、厚さ方向の断面形状が波形のトウバンド１０の谷部分に粒状添加剤６０が存在する状態になる。
その後、図４（ａ）の状態の波形のトウバンド１０が波形通路２５を出口２６方向に移動するにしたがって、波形通路２５の幅が狭くなるため、隣接する谷同士および隣接する山同士が互いに近接するように幅方向に押し縮められる（あるいは折り畳まれる）ことになる。
その結果、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、幅方向に押し縮められた波形のトウバンド１０が粒状添加剤６０を包み込むように変形することになるため、開繊前の段階においても、トウバンド１０から粒状添加剤６０が脱落し難くなる。

【0024】

粒状添加剤は、最終的に得られる繊維トウ１０の開繊物の用途（具備すべき性能）に応じて選択されるものであり、特に制限されるものではない。粒状添加剤としては、吸水目的のための吸収性樹脂乃至水溶性樹脂（ＳＡＰなど）、脱臭目的のための樹脂、活性炭等を用いることができる。粒状添加剤の粒径範囲は、用途に応じて決められるものである。

【0025】

粒状添加剤の添加量は、繊維トウ１０の質量（１００質量部）に対して、１００〜８００質量部が好ましく、より好ましくは２００〜６００質量部であり、さらに好ましくは２５０〜４５０質量部である。
本発明の製造装置を用いた製造方法によれば、粒状添加剤を繊維トウ１０の開繊物に対して保持させることが容易であるため、繊維トウ質量よりも多量の粒状添加剤を添加・保持させることができる。

【0026】

（３）開繊ユニット２（開繊部３０）において、粒状添加剤と接触された繊維トウを空気流で開繊する開繊工程
次に、開繊工程において、粒状添加剤と接触された繊維トウ１０を空気流で開繊する。

【0027】

まず、開繊ユニット２の開繊部３０の構造について説明する。
開繊部３０は、両端が開口し、一端側（添加部２０側）の開口部が添加部本体２１と接続され、他端側の開口部３１ｂが膨張・整形ユニット３と接続されたシリンダ状の第１本体部３７とシリンダ状の第２本体部３８からなる本体部３１により外殻が形成されている。
第１本体部３７の外径が第２本体部３８の外径は同一にすることもできる。

【0028】

第１本体部３７の添加部２０側の内部には、ノズル部３２が配置されている。ノズル部３２は、軸部３３と矢尻部３４を有しており、それらを貫通して矢尻部３４の先端にて開口したノズル（スリット状のノズル）３５を有している。

【0029】

第１本体部３７には、内部と連通された気体供給孔３６が形成されている。気体供給孔３６は、ノズル部３２の軸部３３と正対している。

【0030】

ノズル部３２の軸部３３と矢尻部３４は、第１本体部３７の内周面３１ａとの間に均等間隔となる間隙をおいて配置されている。
前記間隙が小さいほど、相対的に空気供給孔３６からの空気吸い込み圧力が大きくなり（吸い込む空気量が小さくなり）、繊維トウ１０の推進力が高められ、前記間隙が大きいほど、相対的に空気供給孔３６からの空気吸い込み圧力が小さく（吸い込む空気量が大きく）なり、粒状添加剤が空気供給孔３６側に逆噴射して飛び散る要因にもなる。
このため、前記間隙の幅は小さい方が好ましいが、余り小さいと生産性が低下することから、前記間隙の幅は０．３〜１．０ｍｍの範囲であることが好ましい。

【0031】

第１本体部３７は、ノズル部３２が配置された部分の内径は大きくなっており、それに続く第１開繊ゾーン（Ｚ₁）の内径は相対的に小さくなっており、内径は均一である。ノズル３５は、第１開繊ゾーン（Ｚ₁）に面している。第１本体部３７により形成される第１開繊ゾーン（Ｚ₁）は、幅方向の断面が円形である。

【0032】

第２本体部３８に形成された第２開繊ゾーン（Ｚ₂）は、第１開繊ゾーン（Ｚ₁）と第２開繊ゾーン（Ｚ₂）の境界部３８ａから膨張・整形ユニット３側の開口部３８ｂまでの範囲である。
第２本体部３８は、外径は第１本体部３７よりも小さくなっているが、内径（第２開繊ゾーン（Ｚ₂）の内径は第１本体部３７と同じである。
第２開繊ゾーン（Ｚ₂）の幅方向の断面は円形である。

【0033】

ノズル３５のノズル径は、目的とする長尺状の繊維トウ１０の開繊物における粒状添加剤の保持形態及び保持量（含有量）に応じて調整する。即ち、ノズル３５のノズル径を調整することにより、繊維トウ１０の開繊物における吸収剤の保持形態及び保持量（含有量）を制御することができる。

【0034】

ノズル３５のノズル径は、５〜３０ｍｍの範囲が好ましく、５〜２５ｍｍの範囲がより好ましい。

【0035】

第１開繊ゾーン（Ｚ₁）及び第２開繊ゾーン（Ｚ₂）の内径寸法は、ノズル３５のノズル径の３〜１０倍程度にすることができる。また生産性の観点からは、繊維トウ１０の総デニールが３５０００であるとき、第１開繊ゾーン（Ｚ₁）及び第２開繊ゾーン（Ｚ₂）の内径寸法は２０ｍｍが好ましく、総デニールの数値に比例して増加・減少させることができる。

【0036】

次に、開繊部３０における開繊方法について説明する。
添加部２０において粒状添加剤と接触した繊維トウ（厚さ方向の断面形状が波形のトウバンド）１０は、ノズル部３２内を通って、ノズル３５から本体部３１内の第１開繊ゾーンＺ₁に出る。
この段階では、幅方向に折り畳まれた状態のトウバンド１０に粒状添加剤が包み込まれた状態で存在しており、気体供給口３６から本体部３１内に供給された気体流（空気流）と接触する。
気体供給口３６は、ノズル部３２の軸部３３と正対しているため、空気供給時には、空気が直接にトウバンド１０に当たることはない。

【0037】

気体供給口３６から供給する空気圧は、余り高すぎると次の膨張・整形工程における滞留時間が短くなって膨張が不十分になるおそれがあることから、０．３ＭＰａ以下の範囲が好ましく、０．０１〜０．３ＭＰａの範囲がより好ましい。

【0038】

気体供給口３６から供給された空気は、膨張ユニット３（開口部３１ｂ）方向に向かう流れを形成し、その状態にて、ノズル３５から第１開繊ゾーンＺ₁に出たトウバンド１０と接触する。この後、トウバンド１０は空気圧により、厚み方向に拡大されて開繊される。

【0039】

なお、上記工程においては、空気流により、ノズル部３２の後部とノズル部３２の先端部（第１開繊ゾーンＺ₁）では圧力差が生じてしまい、ノズル部３２の先端部の方が高圧となる。このままの状態であると、添加した粒状添加剤がノズル部３２の後端から飛び散ってしまい、添加量を増加させることが難しくなる。
しかし、上記したような脱気孔２４を設けておき、そこから空気を逃がして常圧にすることで、粒状添加剤の飛散が防止されるようになり、粒状添加剤の添加量を増加させることができる。

【0040】

（４）膨張・整形ユニット３における開繊された繊維トウを膨張・整形する工程
開繊工程（開繊ユニット２）において開繊され、粒状添加剤が保持された繊維トウ１０を膨張・整形ユニット３に送り、膨張させながら整形する。

【0041】

まず、膨張・整形ユニット３の構造について説明する。
膨張・整形ユニット３は、開繊ユニット２から出た、開繊された繊維トウ１０を膨張させると共に、外形を整形するためのものである。膨張・整形ユニット３は、本体部３１に対してアダプター５０を介して接続されている。

【0042】

図１、図５で示す膨張・整形ユニット３は、幅方向の断面が長方形または楕円形であるアダプター５０の内壁面に取り付けられた複数枚の板バネ（または棒バネ）４０を有している。
図１に示すように、側面から見たときには複数枚の板バネ４０は、先細り形状になるようにしてアダプター５０に取り付けられている。
このようにして複数枚の板バネ４０を取り付けることによって、第２開繊ゾーンＺ２から押し出された開繊トウが膨張したとき、周囲から複数枚の板バネ４０が押圧することによる整形作用が働くことから、円滑に整形が行われる。

【0043】

アダプター５０は、長軸長さ（長辺長さ）／短軸長さ（短辺長さ）は２〜１０の関係を満たしている。長軸長さ（長辺長さ）／短軸長さ（短辺長さ）は３〜８が好ましく、４〜７がより好ましい。
膨張・整形ユニット３の幅方向の断面は上記した関係を満たす形状のものであればよく、楕円形、菱形及びその正対する角部が円弧からなる形状のもの、長方形、長方形の角部が円弧からなる形状のもの、及び長方形の正対する辺が円弧からなるものから選ばれる形状のものが好ましい。

【0044】

膨張・整形ユニット３の内径は、本体部３１（第１本体部３７）の外径の１倍以上であることが好ましく、１〜１．４倍であることがより好ましい。
膨張・整形ユニット３の長さ（板バネ４０の長さ）は、例えば１５０〜３５０ｍｍの範囲にすることができる。
膨張・整形ユニット３を所定形状にすることにより、最終的に得られる開繊物の断面形状及び幅を調整することができる。

【0045】

本発明の製造装置においては、図６に示すように膨張・整形ユニット３の複数の板バネ４０の内側に筒状の網部材４５が取り付けられていることが好ましい。
筒状の網部材４５の断面形状は、アダプター５０の断面形状と同じものである。
筒状の網部材４５の長さ（Ｌ２）は、アダプター５０から突き出された部分の板バネ４０の長さ（Ｌ１）の３０％以下の長さであり、好ましくは１０〜３０％の範囲の長さである。
なお、アダプター５０内に存在する板バネ４０の内側も網部材４５で覆われていることが好ましい。

【0046】

網部材４５の開口の大きさは、空気は抜けるが、粒状添加剤の添加部で添加する粒状添加剤６０よりも小さなものである。
網部材４５の開口の大きさは、開口形状を円形としたときの直径（Ｄ１）が粒状添加剤６０の最小径（Ｄmin）の７０％以下の大きさであることが好ましく、６０％以下の大きさであることがより好ましく、５５％以下（例えば４５〜５５％）の大きさがさらに好ましい。
Ｄ１は、開口形状が円形以外の場合には、同一面積の円形としたときの直径である。
Ｄminは、例えば粒状添加剤が円柱の場合には直径である。
網部材４５は、金属製の網、合成樹脂製の網を使用することができる。

【0047】

次に、膨張・整形ユニット３における膨張・整形方法について説明する。
開繊工程において粒状添加剤が保持され、開繊された繊維トウ１０は、本体部の開口部３１ｂからより大きな径の膨張・整形ユニット３に出る。
この過程において、開繊された繊維トウ１０は膨張するが、板バネ４０の弾性による作用により、過度の膨張が抑制されると共に、膨張・整形ユニット３の断面形状に対応する幅広形状に整形される。

【0048】

膨張・整形工程では、一時的にトウバンド１０の開繊物が滞留した後、さらに押し出されることになるが、前記滞留により、粒状添加剤が飛散することなく、トウバンド１０の開繊物に保持される。
従来技術では、この膨張・成形工程において粒状添加剤が飛散する場合があった。これは、開繊されたトウバンドの膨張体（トウバンド膨張体）の表面に粒状添加剤が付着されているとき、開繊部３０から流れて来る空気流によって前記粒状添加剤が飛ばされることに起因している。
しかし、本発明の製造装置では、大部分の粒状添加剤はトウバンド膨張体の内部に包み込まれた状態であることから、前記空気流を受けても粒状添加剤が飛ばされることはない。
またごく少量の粒状添加剤がトウバンド膨張体の表面に付着しているような場合であっても、トウバンド膨張体が図５に示す筒状の網部材４５を内側から押圧してシールするため、空気流により粒状添加剤が飛ばされたときでも飛散して脱落することが防止される。

【0049】

膨張・整形工程後、トウ開繊物は膨張・整形ユニット３から連続的に押し出され、粒状添加剤が保持された長尺状のトウバンド膨張体が得られる。
本発明の製造装置を使用した製造方法により得られた長尺状のトウ開繊物（トウバンド膨張体）は、たばこフィルタ用材料、使い捨ておむつ、生理用品などの衛生材料用吸収体の製造原料として用いることができる。

【実施例】

【0050】

実施例１
図１に示す製造装置を用いて、セルロースジアセテート繊維トウ（2.2フィラメントデニール，Ｙ型断面，トータルデニール25000）の開繊物を製造した。
添加部本体の開口部（波形入口）は、谷部の深さ３５ｍｍ、隣接する谷部同士の間隔は３０ｍｍであった。
膨張・整形ユニット３は、合８枚の板バネ（厚さ１．２ｍｍ、幅６ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）を用いた。
粒状添加剤としてSAP（（株）サンダイヤ製）を７．５ｇ／トウ２ｇの割合で用いた。
空気供給孔３６からの空気圧力は０．１５MPとした。運転速度（繊維トウ１０の送り速度）は１５０m/minの範囲で調整した。

【0051】

（ＳＡＰの粒径分布）
149μm以下：０質量％
149超〜420μm：５２質量％
420超〜590μm：４１質量％
590超〜840μm：７質量％
840超〜1680μm：０質量％

【0052】

実施例２
図１に示す製造装置であって、膨張・整形ユニット３にて図５で示す筒状の網部材４５を備えたものを使用したほかは実施例１と同様にして、セルロース繊維トウの開繊物を製造した。
筒状の網部材は、長さ（Ｌ２）が５０ｍｍのナイロン製のものを使用した。開口径は７７μmであった。

【0053】

比較例１
特許文献３の図１に示す装置を使用したほかは、実施例１と同様に実施した。

【0054】

比較例２
特許文献３の図１に示す装置であって、膨張・整形ユニット３にて図５で示す筒状の網部材４５を備えたものを使用したほかは実施例１と同様に実施した。

【0055】

（粒状添加剤の脱落率）
膨張・成形後の開繊物（膨張体）から一定量をとり、それに保持されている高分子吸収剤粒子を取り出して質量を計測した。
このようにして取り出した高分子吸収剤粒子の質量と、当初の高分子吸収剤粒子の添加量（高分子吸収剤粒子を７．５ｇ／トウ２ｇ）を使用して、次式から脱落率求めた。結果を表１に示す。
脱落率（％）
＝膨張・成形後の開繊物（膨張体）中の高分子吸収剤粒子質量(g)／膨張・成形後の開繊物（膨張体）の質量(g)×7.5/2×100

【0056】

【表1】

【符号の説明】

【0057】

１ 予備開繊ユニット
２ 開繊ユニット
３ 膨張・整形ユニット
１０ 繊維トウ
２０ 粒状添加剤の添加部
２１ 添加部本体
２７ 添加孔
３０ 開繊部
３１ 本体部
３２ ノズル部
３５ ノズル
３６ 空気供給孔
４０ 板バネ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】