(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記通気性部材の帯電パターンを制御する露光ユニットが、前記帯電ユニットの配設位置と前記堆積が行われる位置との間の、前記通気性部材に対向する位置に配設されていることを特徴とする請求項4に記載の吸収体の製造装置。
前記通気性部材は絶縁体で形成されて導電性部材に支持され、前記帯電ユニットは前記導電性部材に高電圧を印加する接点を有し、前記除電ユニットは前記通気性部材を接地する接点を有することを特徴とする請求項3に記載の吸収体の製造装置。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施形態のみに限らず、本発明の概念に帰属する他の吸収性物品に用いられる吸収体の製造装置および製造方法も包含するものである。
【0015】
[吸収性物品の例]
図1は、後述する本発明の実施形態によって製造された吸収体を適用した展開型使い捨ておむつ(以下、単に「おむつ」と記述する場合がある)を一部破断して示す平面図であり、着用者の肌に接する面を示している。また、
図2は
図1のII−II線断面図である。
【0016】
まず、
図1に示すように、おむつ10は、前身頃領域10Fと、後身頃領域10Rと、これら前身頃領域10Fおよび後身頃領域10Rをつなぐ股下領域10Cとを有する。なお、
図1に示すおむつ10は、吸収体13が延在する、前身頃領域10Fから後身頃領域10Rの方向が長手方向になるものである。そして、長手方向に対して直交する方向を幅方向とする。しかし、おむつ10の長手方向と幅方向の比率は図示の例に限定されず、着用者の体型に応じてこの比率は適宜変更されるものである。
【0017】
おむつ10の着用時において、前身頃領域10Fは着用者の腹側に位置し、後身頃領域10Rは着用者の背側に位置する。おむつ10の外側に位置するカバーシート11の後身頃領域10Rの左右両端縁部には、着用時に前身頃領域10Fとつなぎ、脚周り開口部10Lを形成し得る左右一対のファスニングテープ10Aが接合されている。このファスニングテープ10Aは、前身頃領域10Fのカバーシート11上に接合されたフロントパッチシート10Bに対して繰り返し剥離可能に接合される。また、カバーシート11の後身頃領域10Rの上端部には、カバーシート11の幅方向に沿って延在し、着用者に対してウエスト周りに適度な着用感を与えるための弾性シート10Dが接合されている。
【0018】
図1および
図2に示すように、おむつ10は、肌接触面と反対側の最外側に配されるカバーシート11と、液不透過性のバックシート12と、吸収体13と、コアラップ15と、肌接触面である液透過性のトップシート14とを順に重ねて接合した部分を有する。コアラップ15は、不織布またはティシュからなる、親水性を有する薄いシートであり、吸収体13を包み込むことで型崩れを防止する機能を果たすものである。なお、下着等に取り付けて体液を吸収する尿漏れパッドのような吸収性物品であれば、バックシート12、コアラップ15で包まれた吸収体13およびトップシート14の積層構造のみの構成とすることができる。また、本発明の効果を損ねない限り、コアラップ15による吸収体13の包み込み方はいかなる態様であってもよく、更には、コアラップ15を使用しない態様であってもよい。
【0019】
カバーシート11の股下領域10Cの左右両側には、それぞれ脚周り開口部となる半円弧状をなす一対の切欠き部11Aが形成されている。液不透過性のバックシート12は、このカバーシート11に接合され、先の吸収体13は、このバックシート12と液透過性のトップシート14との間に配され、この吸収体13を介してトップシート14がバックシート12に接合される。バックシート12の幅方向の左右両側縁部の中央付近には、脚周りギャザーを形成するための糸ゴム16がそれぞれ伸長状態で接合されている。
【0020】
本実施形態における液透過性のトップシート14の幅方向の左右両側縁部には、立体ギャザーを形成する液不透過性の一対のサイドシート18が備えられている。一対のサイドシート18は、外側端縁部がカバーシート11の一対の切欠き部11Aと同様の形状に形成され、着用時に吸収体13の左右両側縁部に沿って起立し、着用者が排泄した尿の横漏れを防止するための部材である。一対のサイドシート18のそれぞれには、その内側端縁部を吸収体13側に折り返して把持させる形で立体ギャザー伸縮材としての糸ゴム19が伸張状態で配置され、糸ゴム19が収縮した際に、着用者の肌当接方向に向かって立ち上がる。立体ギャザーは従来の使い捨ておむつに用いられている公知の構成を採用することができる。例えば、撥水性シートの層間に伸張状態の立体ギャザー伸縮材を挟み込んで固定することにより、形成することができる。サイドシート18は、糸ゴム19の伸縮によって長手方向に引き寄せられ、内側端縁部が立ち上がった立体ギャザーとなる。
【0021】
次に本実施形態における吸収体部分の構造を説明する。
【0022】
トップシート14の下に位置する本実施形態の吸収体13は、主にパルプと高吸水性樹脂(Super Absorbent Polymer、以下「SAP」とも言う)とからなる。吸収体13は、前身頃、股下および後身頃にわたるように、細長い形状をしている。股下領域10Cには、両脚の太股部分を取り囲む左右一対の脚周り開口部に合わせて、円弧状をなす一対の切欠き部13Aが形成されている。なお、この切欠き部13Aは、吸収体13に必ずしも形成しなくてもよい。つまり、本実施形態の吸収体13は、切欠き部13Aが設けられていることで、中央部の幅が前後端に比べて狭い砂時計型のものであるが、吸収体の形状はこれに限られず、各種吸収性物品の形状に応じて様々な形状とすることができる。そして、これに応じて、後述する成形型プレート125の形状も適宜定め得るものである。
【0023】
図1および
図2に示すように、吸収体13には、吸収体13の長手方向に向かって、凹部である溝22が形成されており、その溝22の底面にも厚み方向に吸収性材料が存在している。また、互いに所定の間隔をおいて3本の溝22が平行に延在している。以下では、かかる吸収体13を製造する構成を説明する。しかし溝の数はこれに限られず、適宜定め得るものである。
【0024】
[吸収性物品および吸収体の製造の概要]
図3〜
図5を用い、吸収性物品および吸収体の製造装置および製造方法の概要を説明する。
図3は、吸収性物品の製造装置の基本構成を模式的に示すとともに、同じく製造方法における製造工程を説明するための模式的側面図である。
図4は特に製造装置100の回転ドラム110の部位を示す模式的に示す斜視図、
図5は回転ドラム110の分解斜視図である。なお、これらの図はあくまでも説明のための模式図であって、実際の形状や寸法、あるいは各部の配置に正確に対応するものではない。
【0025】
吸収性物品であるおむつ10の製造方法は、吸収体製造装置100および帯電制御ユニット160を用いて、通気性部材121と接する面とは反対側の面に複数の溝22を有する吸収体13を作製する構成および工程を含む(後に詳述する)。作製された吸収体13は、
図3に示すように、方向Xに回転する製造装置100の回転ドラム110から、反対方向X’に回転する反転ドラム200に渡されて反転される。そして、溝22が設けられていない面が、ロール210から巻き出されるコアラップ15用の長尺のウエブ215上に接する状態で配置され、Y方向に搬送される。続いて、例えば、コアラップ用ウエブ215の左右両側部分を吸収体13の上に折り返してこれを包み込んだ後、吸収体13を包んだ長尺のコアラップ用ウエブ215を、搬送方向に直交する方向に沿って切断する処理を施す(当該処理を行うための構成は不図示)。さらに、このように折り返されて吸収体13の上面を被覆しているコアラップ15を被覆するようにして、トップシート14用の長尺のウエブ214を配置する。ここで、トップシート用ウエブ214には、予め接着剤塗布部247によって適宜の部位に接着剤を塗布しておくことで、接合用ロール対248を通過する過程で、これらのコアラップ15およびトップシート用ウエブ214が互いに接着される。
【0026】
次に、吸収体13の背面側に位置するコアラップ15の面を被覆するとともに、その面の周囲においてトップシート用ウエブ214と接するようにして、長尺のバックシート12用のウエブ212を配置する。バックシート用ウエブ212にも適宜の部位に予め接着剤を塗布しておくことで、接合用ロール対249を通過する過程で、バックシート用ウエブ212と、コアラップ15およびトップシート用ウエブ214とが互いに接着されるようにすることができる。
【0027】
さらに、バックシート用ウエブ212の外側の面を被覆するようにして、長尺のカバーシート用ウエブ211を配置する。ここで、カバーシート用ウエブ211にも適宜の部位に予め接着剤を塗布しておくことで、接合用ロール対250を通過する過程で、カバーシート用ウエブ211およびバックシート用ウエブ212が互いに接着されるようにすることができる。このようにして得られた吸収性物品の連続体に対し、さらに所要の部分(サイドシート18等)の取り付けおよび所要の裁断を行う工程を付加することによって、
図1および
図2に示したような吸収性物品であるおむつ10を得ることができる。
【0028】
製造装置100は、
図4に示すように、外周面111に複数(図示の例では4つ)の成形型120が配設され、軸Cの周りに回転する筒型の回転ドラム110と、その外周面111の一部を覆うように対向して配置される吸収性材料供給装置150と、を備える。
【0029】
図5に示すように、回転ドラム110の本体は、回転ドラム110の軸方向の両端に配置された一対のリング部材113と、それらの軸方向の間隔を保った状態でリング部材113同士を連結する複数の連結プレート115と、を有している。そして、一対のリング部材113と連結プレート115とによって、通気性部材121および成形型プレート125が支持される。一対のリング部材113は、互いに同径の正円形状の環状体である。そして、回転ドラム110の両端面にはリング部材113と相似形状の円筒壁130が固定され、これにより回転ドラム110の内側には実質的に閉塞された空間が画成される。
【0030】
図4および
図5に示すように、円筒壁130には、軸Cと同心に穴131aを有するボス131が突設されており、その穴131aにベアリング133を介してシャフト135が嵌入されている。したがって、回転ドラム110は固定のシャフト135の周りに回転可能である。回転ドラム110の駆動は、例えばボス131の外周を、伝動機構を介して、または直接、モータや駆動ローラに接続することで行うことができる。
【0031】
シャフト135は、
図3の二点鎖線で示す位置において隔壁を支持しており、これによって回転ドラム110の内部は、空間Nと空間Pとに分割される。空間Nは、通気性部材121を介した吸収性材料の吸引を行うために負圧状態とされる空間である。一方、空間Pは吸収性材料が堆積して作製された吸収体13を、成形型プレート125から離型させて反転ドラム200に渡す動作を円滑化するために、加圧状態とされる空間である。なお、空間Nの負圧状態および空間Pの加圧状態を得るためには、それぞれを真空ポンプおよびエアコンプレッサに接続すればよい。その接続経路は、例えば、シャフト135を中空のものとするとともに、その内部にそれぞれの接続経路を分割する隔壁を形成し、外部に各空間との連通孔を形成すればよい。なお、上述した反転ドラム200に対しても、回転ドラム110からの、およびコアラップ用ウエブ215への吸収体13の受け渡しが円滑に行われるよう、同様の負圧空間および加圧空間が形成されるようにしてもよい。
【0032】
成形型120は、回転ドラム110の周長を、設けるべき成形型の個数(本実施形態では4つ)で等分した長さの円弧状プレート(成形型プレート)125を本体とする。そして、吸収体13の外周形状(本実施形態の場合、切欠き部13Aを含んだ形状)に一致する形状の成形型開口部128が形成されている。この成形型開口部128は、
図4に示すように、通気性部材121を露出させることで、通気性部材121が吸収性材料を堆積すべき成形型の底面をなすものとなる。通気性部材121は、複数の通気孔を有する例えばパンチング板状の部材である。通気性部材121は、成形型開口部128の周縁部分に対して封止状態で固定される。連結プレート115は、例えば、回転ドラム110の軸に平行に延在する帯状の部材であり、成形型プレート120の成形型開口部128と重ならないように配置されている。これにより、通気性部材121は通気性を阻害されることなく保持される。
【0033】
吸収性材料供給装置150は、例えば、終端が回転ドラム110の外周面の一部を覆うように対向して配置されて気流を搬送するダクト151を備えた構造とすることができる。また、気流搬送方向の上流側には、ダクト151内に吸収性材料の原料であるパルプおよびSAPをそれぞれ供給する供給部(不図示)を備える。したがって、吸収性材料は気流中に分散し、回転ドラム110との対向部位に移送される。
【0034】
成形型開口部128の内側すなわち通気性部材121上に吸収性材料を堆積させるには、例えば、回転ドラム110を方向Xに連続的に回転させながら、吸収性材料供給装置150から通気性部材121上に吸収性材料を供給する。一方、回転ドラム110内の空間Nを負圧状態とすることによって、通気性部材121を貫通する通気孔を介して吸収性材料を吸引しつつ、通気性部材121上に吸収性材料を堆積させることができる。
【0035】
[通気性部材および帯電制御の実施形態]
本実施形態においては、非金属製の通気性部材121を採用している。その材料としては、例えばセラミックあるいはプラスチックを用いることができるが、例えば3Dプリンタを用いて様々な形状を容易に作製できることから、プラスチックを使用することが好ましい。すなわち、単に同一形状・寸法の通気孔が一様に分布しているものだけでなく、溝22を所望どおりに形成する上で、また離型性を向上する上で、好ましい形状・寸法を有する複数種類の通気孔を適切に分布させた通気性部材を簡単に得ることができるからである。また、回転ドラム110の周面に沿った実質的に平坦なものだけでなく、高さ方向に凹凸のある3次元形状に形成することも可能である。
【0036】
いずれにしても、一般に金属より軽量である非金属製材料で通気性部材121を形成することは、それ自体の軽量化だけでなく、それを取り付けた回転ドラム110の軽量化も実現できるものとなる。したがって、モータなどの回転駆動源や、伝動機構の小型化を達成することができるので、吸収体製造装置のイニシャルコストおよびランニングコストの低減化にも資することができるようになる。
【0037】
なお、非金属で形成される場合、通気性部材121は正または負に帯電し得る。本実施形態はさらに、通気性部材121のその性質を積極的に利用することで、吸収性材料の堆積や、あるいは反転ドラム200に渡す際の吸収体13の離型が円滑となるようにする構成を提供する。
【0038】
図3および
図4には、そのための構成の一例が示されており、これは回転ドラム110の周面に対向して、帯電ユニット161、露光ユニット163および除電ユニット165を有する帯電制御ユニット160を配置したものである。かかる帯電制御ユニット160は、電子写真方式の印刷装置に用いられる技術を応用したものである。
【0039】
まず帯電ユニット161は通気性部材121が吸収性材料供給装置150と対向する堆積領域に至る前の位置において、コロナ放電により通気性部材121を帯電させる。これにより、空間Nの負圧状態と相俟って、通気性部材121への吸収性材料の堆積が促進される。
【0040】
また、帯電ユニット161による帯電領域と吸収性材料供給装置150による堆積領域との間には、露光ユニット163が付加されている。露光ユニット163は、レーザービームあるいはLED光源からの光を、帯電した通気性部材121に照射するのに用いられる。すなわち、露光された部分は電荷を失うので、形成を所望する凹部に対応したパターンにて照射を行えば、主として非露光部分に堆積が生じ、凹部が形成される。
【0041】
よって、この実施形態によれば、形成する凹部に対応した特別の通気性部材を用意したり、通気性部材上に別部材を配置したりする必要なく、1種類の通気性部材を用いつつも、所望の凹部を簡単且つ確実に、しかも自由度高く形成できる。例えば、長手方向に延在する溝22に限らず、格子状に存在する溝や、円形状の凹部、楕円形状の凹部、多角形状の凹部あるいはそれらの任意の組み合わせなどを自在に形成することができる。また、吸収体を貫通する凹部だけでなく、底面側にも吸収性材料が堆積している凹部を作製することができる。露光された部分に存在する孔でも、吸引力を作用させることによってある程度の堆積は進むからである。もしくは、露光範囲および露光量を調節することによって、堆積量を積極的に制御することも可能である。よって、露光ユニット163を用いることで、体液の吸収性能、漏れの抑制性能および着用者へのフィット性の要求に応じた好ましい凹部を有する吸収体を、簡単且つ確実に製造できるようになるという効果が得られる。
【0042】
さらに、離型位置には、光を照射することで通気性部材121から電荷を除去する除電ユニット165が配置されている。これにより、空間Pの加圧状態と相俟って、離型が促進され、回転ドラム110と反転ドラム200との間の吸収体13の受け渡しが円滑化される。
【0043】
なお、通気性部材121の極性は、吸収性材料との関連において適宜定め得る。また、吸収性材料を構成するパルプとSAPとで極性が異なる場合は、通気性部材121の底面に近い順に、いずれかを優先的に堆積させて行くことができるものとなる。
【0044】
また、通気性部材121は有機感光性材料あるいは無機感光性材料を含む適宜の感光体として構成することができる。軽量化を実現でき、且つ以上のような動作を行うために好ましい通気性部材121の構成例としては、例えばプラスチック製の基体にアモルファスシリコンの層を蒸着したものとすることができる。
【0045】
変形例として、通気性部材121を感光体としない構成を採用することも可能である。
【0046】
図6はその構成を模式化して示し、高圧電源171に接続されて高電圧を通気性部材121に印加するための接点173を含んだ帯電ユニットと、通気性部材121を接地するための接点を含んだ除電ユニットと、を備える帯電制御ユニット170が用いられている。
【0047】
通気性部材121は、絶縁体と、これを支持する導電性部材とからなり、吸収性材料供給装置150による堆積領域に至る前に導電性部材が接点173に接触することで、絶縁体が帯電する。そして、堆積領域を通過した後、例えば反転ドラム200への吸収体13の受け渡しの直前で導電性部材が接点175に接触することで、絶縁体が除電される。
【0048】
ここで、絶縁体を複数の領域に分割し、通気性部材121上で電荷の蓄積量(帯電量)が異なるようにすれば、溝22や凹部を形成することや、積層構造が平面方向で異なるようにレイアウトされた吸収体を形成することが可能となる。このためには、例えば、分割された複数の絶縁体に適宜誘電率の異なるものを採用したり、あるいは、複数の絶縁体のそれぞれを各別の導電性部材で支持し、異なる電圧が印加されるようにしたりすればよい。
【0049】
この実施形態では、接点173および175は通気性部材121に接触できる回転ドラム110内の位置に配設される一方、高圧電源171への接続および接地のために配線を要する。配線は固定された中空のシャフト135(
図4)を介して行うことができる。しかし円筒壁130をシャフト135と一体化する一方、円筒壁130と回転ドラム110との間にベアリングを介挿して、回転ドラム110のみが回転する構成とすれば、不動の円筒壁130を貫通させた配線が可能となる。なお、この構成は、空間NおよびPの圧力状態を設定する配管を簡単に行う上でも有利である。
【0050】
図6に示した実施形態では、導電性部材を用いるために軽量化の効果が減少することや、接点173および175との断続によってもスパークが発生しないようにする構成の付加が必要となることなどが考えられる。しかし通気性部材121、特に絶縁体の材料選択の自由度は増すという利点がある。
【0051】
[その他]
なお、本発明は、上述した実施形態および随所に述べた変形例に限られず、適宜の修正、変更等が可能である。
【0052】
例えば、上述の実施形態では、回転ドラムの周方向に、4つの通気性部材を等ピッチで1列に配列する構成としたが、通気性部材の個数、配列ピッチおよび回転軸に平行な方向の配列数はこれに限られず、適宜定め得るものである。また、上述の実施形態では、個々に分離した吸収体を製造するものとしたが、回転ドラムの周方向に沿って連続した形状の成形型プレートと通気性部材とを設けて長尺の吸収体シートを形成し、その後所定長さに切断して個々の吸収体を形成するものであってもよい。
【0053】
さらに、通気性部材を担持する吸引ユニットとしては、上述した回転ドラムの形態のものに限られず、例えば、2以上のロール間に張架された無端ベルトを含むものであってもよい。この場合、通気性部材はロール間の平坦な部分と、曲率を有したロール上の部分とで搬送されることになるので、搬送位置に応じた形状に変形できるような可撓性または柔軟性を有する材料で通気性部材を形成すればよい。本発明のように通気性部材を金属で形成しないことには、吸引ユニットの設計の自由度を増すという効果もある。
【0054】
加えて、上述の実施形態は、本発明に基づいて製造される吸収体13を展開型おむつ10に適用した場合について例示したが、パンツ型おむつ用の吸収体の作製にも適用可能であるのはいうまでもない。また、吸収体の適用対象はそれらのようなおむつのみに限定されるものではなく、吸収パッドや尿漏れパッド等、他の一般的な各種吸収性物品全般に適用されるものである。