JP2007021181A - 吸収体の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 薄型で柔軟な吸収体を連続的に製造することができる吸収体の製造方法を提供すること。
【解決手段】 本発明の吸収体の製造方法は、倦縮性を有する繊維のトウ11A、11Bからなる層の間に吸収性ポリマー12を含んでいる吸収体を製造する方法である。トウ11の原反を長手方向に引き伸ばした状態で開繊する工程と、開繊したトウ11を長手方向に沿って裁断する工程と、裁断された一方のトウ11Aの上に張力を緩めた状態で吸収性ポリマー12を供給する工程と、一方のトウ11Aの上に裁断された他方のトウ11Bを合流させてこれらを重ね合わせて複層体13とする工程とを具備している。
【選択図】 図1

Description

本発明は、使い捨ておむつ、生理用ナプキン、失禁パッド等の吸収性物品に用いられる吸収体の製造方法に関する。
本出願人は、捲縮性アセテート繊維等のトウを吸収体に用いる技術に関し、下記特許文献1に記載の技術を提案している。ところで、斯かるトウを複層化することで、吸収体の吸収性能が高め得ることが期待されるが、例えば、下記特許文献2に記載の技術のように、単にトウを折り曲げて複層化すると、トウ繊維に高い張力を加えた状態で折曲を行わなければならないため、トウを構成する繊維の倦縮性が損なわれてしまい、期待する吸収性能が得られなくなるおそれがある。
特開2004−159786号公報 特開平4−158776号公報
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、薄型で柔軟な吸収体を連続的に製造することができる吸収体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、倦縮性を有する繊維のトウからなる層の間に吸収性ポリマーを含んでいる吸収体の製造方法であって、前記トウを長手方向に引き伸ばした状態で開繊する工程と、開繊された該トウを長手方向に沿って裁断する工程と、裁断された一方のトウの上に張力を緩めた状態で前記吸収性ポリマーを供給する工程と、前記一方のトウの上に裁断された他方のトウを合流させてこれらを重ね合わせて複層体を形成する工程とを具備している吸収体の製造方法を提供することにより、前記目的を達成したものである。
本発明によれば、薄型で柔軟な吸収体を連続的に製造することができる吸収体の製造方法が提供される。
以下、本発明をその好ましい実施形態に基づいて、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の吸収体の製造方法の第1実施形態における製造工程を模式的に示したものであり、図1において符号1は製造装置を示している。
先ず、本実施形態の製造方法において用いられる製造装置1について説明する。図1に示すように、製造装置1は、トウ11を搬送途中で順次開繊する開繊手段2と、開繊され
たトウ11を長手方向に裁断する裁断手段3と、裁断手段3で二本に裁断されたトウ11A、11Bの張力を緩和する張力緩和手段4と、一方のトウ11Aの上に吸収性ポリマー12を供給するポリマー供給手段5と、一方のトウ11Aの下方に吸収性のラップシート14を供給するラップシートの巻出手段6と、トウ11A、11Bの層の間に吸収性ポリマー12を含む複層体13を包み込むようにラップシート14を折り曲げる折曲手段7とを備えている。
開繊手段2は、搬送中のトウ11を順次開繊する開繊機(バンディングジェット)21〜23を備えている。また、開繊手段2は、開繊機21と22との間にトウを一旦上方に送った後に降下させるためのガイド24を備えているとともに、開繊機22、23の間に繰り出しロール25及びブルミングロール26を備え、さらに、開繊機23の下流にデリバリーロール27を備えている。開繊機21〜23は、エアーを吹き付けて搬送中のトウを開繊させてその幅を拡げる装置である。繰り出しロール25は、開繊機21で開繊されたトウ11の原反をニップして所定の速度で繰り出す一対のロールを備えている。ブルミングロール26は、軸回りに一定間隔の多数の円形溝を有する金属ロール260と表面がフラットなアンビルロール261とを備えており、張力がかけられた状態のトウ11を延伸して開繊をし易くする。デリバリーロール27は、開繊を終えたトウ11の原反を所定の張力を維持して下流に供給する一対のロールを備えている。
裁断手段3は、円盤状のロールスリッター31とアンビルロール32とを備えており、デリバリーロール27から供給される開繊されたトウ11を長手方向に沿って幅方向に略二等分されたトウ11A及び11Bに裁断する。
張力緩和手段4は、バキュームボックス410を具備するバキュームコンベア41と、裁断されたトウ11A及び11Bをそれぞれバキュームコンベア41に案内するガイドロール42、43とを備えている。
ポリマー供給手段5は、所定量の吸収性ポリマー12をトウ11Aの表面に略均一に散布する装置である。
ラップシート14の巻出手段6は、ラップシート14の原反130が巻回されたロール61と、ロール61を駆動させる駆動装置(図示せず)とを備えており、当該ラップシート14を一方のトウ11Aの下方に供給する。
折曲手段7は、ラップシート14の幅を両側から狭めて、トウの層の間に吸収性ポリマーを含む複層体13を包み込むようにラップシート14を折り曲げるガイド71と、ラップシート14で包まれた複層体13(吸収体10の連続体)をニップして巻取手段8に繰り出すフィードロール72とを備えている。
次に、製造装置1を使用した吸収体の製造方法について説明する。
本実施形態の吸収体の製造方法では、図2に示すように、倦縮性を有する繊維のトウ11A及び11Bの二層の間に吸収性ポリマー12を含む複層体13がその外側をラップシート14で包み込まれた吸収体10を製造するものである。
本実施形態の吸収体の製造方法は、先ず、図1に示すように、トウ11の原反を長手方向に引き伸ばした状態で、開繊手段2の開繊機21〜23によってトウ11の幅を拡げるように開繊する。
また、トウ11を構成する繊維には、捲縮しているものを用いる。該繊維はその捲縮率(JIS L 0208)が10〜90%が好ましく、10〜60%がより好ましく、10〜50%がさらに好ましい。捲縮した繊維からトウの層を形成することで、該層中に吸収性ポリマーを安定的に且つ多量に埋没担持することが容易となる。捲縮を有さないか、又は捲縮の程度が小さい繊維のみからトウの層を構成し、これを吸収体として用いると、吸収性ポリマーを多量に用いた場合にその極端な移動や脱落が起こりやすい。逆に捲縮率が高すぎる繊維を用いると、繊維間に吸収性ポリマーを入り込ませるのが容易でなく、やはり吸収性ポリマーを多量に用いた場合にその極端な移動や脱落が起こりやすい。繊維を捲縮させる手段に特に制限はない。また、捲縮は二次元的でもよく或いは三次元的でもよい。捲縮率は、繊維を引き伸ばしたときの長さと、元の繊維の長さとの差の、伸ばしたときの長さに対する百分率で定義される。
トウ11を構成する繊維の捲縮率は前述の通りであり、捲縮数は1cm当たり2〜25個、特に4〜20個、とりわけ10〜20個であることが好ましい。繊維の繊維径に特に制限はない。一般に1.0〜7.8dtex、特に1.7〜5.6dtexの繊維を用いることで満足すべき結果が得られる。
本実施形態に用いられるトウには、親水性を有する連続繊維が好ましく用いられる。親水性を有する連続繊維としては、本来的に親水性を有する連続繊維、及び本来的には親水性を有さないが、親水化処理が施されることによって親水性が付与された連続繊維の双方が包含される。好ましい繊維は本来的に親水性を有するものであり、特にアセテートやレーヨンの連続繊維が好ましい。とりわけアセテートは湿潤しても嵩高性が保持されるので特に好ましい。
次に、開繊したトウ11を裁断手段3のロールスリッター31で長手方向に沿って裁断する。本実施形態では、二層のトウ11A、11Bの間に吸収性ポリマー12を含ませるので、トウ11を略二等分に裁断する。
次に、裁断により得られた一方のトウ11Aの上に張力を緩めた状態で吸収性ポリマー12を供給する。本実施形態では、吸収性ポリマー12を直接散布して供給する。
本実施形態では、ガイドロール42の周速度V42をバキュームコンベア41のベルトの周速度V41を速くし、当該バキュームコンベア41上でのトウ11Aの張力を緩めて倦縮性を発現させ、その上で吸収性ポリマー12を散布する。これにより、所望の坪量の吸収性ポリマーを担持・埋没させることができる。ガイドロール42とベルトの周速は11:10〜20:10、好ましくは13:10〜18:10である。
吸収性ポリマー12としては、一般に粒子状のものが用いられるが、繊維状のものでも良い。粒子状の吸収性ポリマーを用いる場合、その形状が不定形タイプ、塊状タイプ又は俵状タイプである場合には、トウの層に対して同量以上、10倍以下の坪量で埋没担持させることができる。また、球粒凝集タイプや球状タイプの場合には、トウの層に対して同量以上、5倍以下の坪量で埋没担持させることができる。これらの粒子形状は、特に高い吸収量と薄型化を両立させたい場合は前者を、風合い(吸収性ポリマーのしゃり感の低減)を重視する場合は後者を選択することが望ましい。吸収性ポリマー12は、トウ11A、11Bの層間に層状に散布することが好ましい。吸収性ポリマー12は、その一部がトウの層中に埋没担持されている。吸収体10の製造条件によっては吸収性ポリマー12のほぼ全部がトウの層中に均一に埋没担持される場合もある。「均一」とは、吸収体10の厚み方向あるいは幅方向において、吸収性ポリマーが完全に一様に配されている場合、及び吸収体10の一部を取り出した時に、吸収性ポリマー12の存在量のばらつきが、坪量で2倍以内の分布を持つ場合をいう。このようなばらつきは、吸収性物品を製造する上で、まれに吸収性ポリマーが過剰に供給され、部分的に散布量が極端に高い部分が生じることに起因して生ずるものである。つまり上記の「均一」は、不可避的にばらつきが生ずる場合を包含するものであり、意図的にばらつきが生じるように吸収性ポリマーを分布させた場合は含まれない。
吸収性ポリマー12のほかに、他の粒子、例えば、活性炭やシリカ、アルミナ、酸化チタン、各種粘度鉱物(ゼオライト、セピオライト、ベントナイト、カンクリナイト等)等の有機、無機粒子(消臭剤や抗菌剤)を共存させることができる。無機粒子は一部金属サイトを置換したものを用いることができる。或いは、各種有機、無機緩衝剤、即ち、酢酸、リン酸、クエン酸、コハク酸、アジピン酸、リンゴ酸、乳酸又はこれらの塩を単独あるいは組み合わせて用いたり、各種アミノ酸を用いることができる。これら成分の働きは、吸収体に吸収された***物のにおいや素材由来のにおいを抑制することである。また、各種有機、無機緩衝剤は、***物、例えば尿の分解による発生するアンモニアを中和し、おむつを中性〜弱酸性に保つ効果があり、それによって、万一おむつから肌への***物の液戻りがあっても、肌への影響を少なくすることができる。或いは、トウの層にアセテート繊維など、分子構造内にエステルを有する繊維を用いても繊維のアルカリによる損傷を防ぐ効果が期待できる。
次に、前記一方のトウ11Aの上に張力を緩めた状態で吸収性ポリマー12を供給し、さらに他方のトウ11Bを合流させてこれらを重ね合わせて複層体13を形成する。
吸収性ポリマー12が散布されたトウ11Aの上にトウ11Bを合流させて重ね併せる場合にも、トウ11と同様に、ガイドロール43の周速度V43をバキュームコンベア41のベルトの周速度V41に比べて速くし、当該バキュームコンベア41上でのトウ11Bの張力を緩めて倦縮性を発現させる。これにより、所望の坪量の吸収性ポリマーを担持・埋没させることができる。ガイドロール42とベルトの周速は11:10〜20:10、好ましくは13:10〜18:10である。
上述のように、トウ11A及び11Bを構成する繊維は複層体13を形成する際に倦縮性が発現されているので、粒子を保持し得る多数の空間を有している。その空間内に吸収性ポリマーが保持される。その結果、多量の吸収性ポリマーを散布してもその極端な移動や脱落が起こりにくくなる。また着用者が激しい動作を行っても複層体13の構造が破壊されにくくなる。使用する吸収性ポリマーによって、捲縮率や使用する繊維の量を適宜調節する。
以上の構造を有する複層体13は、薄型で柔軟なものとなる。複層体13の厚さや坪量は、吸収性物品の具体的な用途に応じて適切な値が選択される。例えば乳幼児用の使い捨ておむつの吸収体に適用する場合には、各トウの層はその坪量が5〜200g/m2、特に10〜100g/m2であることが好ましい。この場合、トウの層の坪量は同じでもよく或いは異なっていてもよい。一方、吸収性ポリマーの散布坪量は50〜500g/m2、特に100〜300g/m2であることが好ましい。
複層体13を生理用ナプキンの吸収体に適用する場合には、各トウの層はその坪量が5〜100g/m2、特に10〜50g/m2であることが好ましい。一方、吸収性ポリマーの散布坪量は10〜200g/m2、特に15〜100g/m2であることが好ましい。失禁パッドの吸収体に適用する場合には、各トウ層2はその坪量が5〜200g/m2、特に10〜100g/m2であることが好ましい。一方、吸収性ポリマーの散布坪量は10〜500g/m2、特に15〜350g/m2であることが好ましい。
複層体13の各層の坪量の関係において、トウ11A及び11Bの層の坪量が相対的に小さく、吸収性ポリマー12の坪量が相対的に大きい場合には、吸収性ポリマー12は、トウの層の厚さ方向全域に亘って埋没担持されることになる。その結果、吸収性ポリマーの層及びトウの層の区別が見かけ上つかなくなり、吸収体の厚さ方向全域に亘って吸収性ポリマーが分布している場合もある。
吸収性ポリマーは、捲縮した繊維によって形成される空間内に安定的に保持されるので、複層体13は吸収性ポリマーを多量に保持することができる。従来の複層体(吸収体)においても繊維材料の量を多くすれば吸収性ポリマーを多量に保持することは可能であったが、その場合には吸収体の坪量及び厚みが大きくなってしまう。これに対して本発明においては、繊維材料の量に対して吸収性ポリマーの量が相対的に大きくなっている。具体的には、吸収体全体で見たとき、好ましくは吸収性ポリマーの坪量がトウの坪量(つまり、トウ層の坪量の合計量)以上、より好ましくは2倍以上、更に好ましくは3倍以上となっている。これによって複層体13(吸収体10)の薄型化及び低坪量化が図られている。トウの坪量に対する吸収性ポリマーの坪量の比率の上限値は、吸収性ポリマーの極端な移動や脱落防止の観点から決定される。繊維の捲縮の程度にもよるが、該上限値が10倍程度であれば、着用者が激しい動作を行っても吸収性ポリマーの極端な移動や脱落は起こりにくい。
本実施形態に係る複層体13におけるトウの層及び吸収性ポリマーの合計の坪量は、該複層体13を例えば使い捨ておむつに適用する場合には、好ましくは120〜400g/m2、特に150〜300g/m2という値になる。生理用ナプキンに適用する場合には、好ましくは35〜200g/m2、特に50〜150g/m2である。失禁パッドに適用する場合には、好ましくは35〜500g/m2、特に50〜400g/m2である。
複層体13を使い捨ておむつに適用する場合には、該複層体13の厚みは好ましくは1〜4mm、更に好ましくは1.5〜3mmである。生理用ナプキンに適用する場合は、好ましくは0.5〜3mm、更に好ましくは1〜2mmである。失禁パッドに適用する場合には、好ましくは0.5〜4mm、更に好ましくは1〜3mmである。
先に述べた通り、繊維は捲縮を有するものであるから、粒子を保持し得る多数の空間を有している。その空間内に吸収性ポリマーが保持される。その結果、多量の吸収性ポリマーを散布してもその極端な移動や脱落が起こりにくくなる。また着用者が激しい動作を行っても複層体13の構造が破壊されにくくなる。使用する吸収性ポリマーによって、捲縮率や使用する繊維の量を適宜調節する。
次に、複層体13をさらにラップシート14とともに折曲手段7のガイド71内に通して複層体13をその両側からラップシート14で包み込み、図2に示す断面形態の吸収体10の連続体を形成する。そして、フィードロール72の間を通してラップシート14の曲げ状態を安定化させた上で次行程へと搬送する。
ラップシート14には、従来から吸収体(吸収性コア)を包み込むときに用いられている吸収性のラップシートを制限なく用いることができる。ラップシート14には、ティッシュペーパー等のパルプシート、不織布等を用いることができる。
以上説明したように、本実施形態の吸収体の製造方法によれば、トウの倦縮性を損なうことなく複層化し、それらの間に吸収性ポリマー12を供給できるので、薄型で及び柔軟な吸収体を連続的に製造することができる。
次に、本発明の第2、第3実施形態について説明する。
図3及び図4は、本発明の第2及び第3実施形態により製造される吸収体の断面を模式的に示したものである。これらの図において、図2と共通する部分については同一符号を付している。よって特に説明のない部分については、第1実施形態における説明が適宜適用される。
図3に示す吸収体10は、開繊され、裁断されたトウ11A、11B、11Cの層間に吸収性ポリマー12を含ませて複層体13を形成し、それをラップシート14で包み込んだものである。
図3に示す吸収体10は、トウの裁断工程において、図5に示すように、開繊されたトウ11を長手方向に沿って裁断手段3の二枚のロールスリッター31で長手方向に沿って三本(11A〜11C)に裁断し、裁断されたトウ(一方のトウ)11A、11Bを張力緩和手段4のバキュームコンベア41上に供給し、それらの張力を緩めた状態で吸収性ポリマー12をトウ11A、11Bのそれぞれの上にポリマー供給手段5で散布する。そして、これらの上にトウ(他方のトウ)11Cを合流させ、重ね合わせて複層体13を形成する。さらに、複層体13をラップシート14とともに折曲手段7のガイド71内に通して複層体13をその両側からラップシート14で包み込み、図3に示す断面形態の吸収体10の連続体を形成する。そして、フィードロール72の間を通してラップシート14の曲げ状態を安定化させた上で次行程へと搬送する。
第2実施形態の吸収体の製造方法によれば、トウの倦縮性を損なうことなく複層化し、それらの層の間に吸収性ポリマー12を含んだ、薄型で及び柔軟な吸収体を連続的に製造することができる。
図4に示す吸収体10は、開繊され、裁断されたトウ11A〜11Cの層間に吸収性ポリマー12と吸水シート15とを別々に含ませて複層体13を形成し、それをラップシート14で包み込んだものである。吸水シート15のシートの構成材料としては、前記トウを構成する繊維、パルプ繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の合成繊維、羊毛、絹、綿等の天然繊維、レーヨン等の半合成繊維等を用いることが好ましい。
図4に示す吸収体10は、トウの裁断工程において、図6に示すように、開繊されたトウ11を長手方向に沿って裁断手段3の二枚のロールスリッター31で長手方向に沿って三本(11A〜11C)に裁断し、裁断されたトウ(一方のトウ)11A、11Bを張力緩和手段4のバキュームコンベア41上に供給し、吸水シートの巻き出し手段9によってトウ11A及び11Bの間に吸水シート15をロール91に巻回された原反150から供給する。そして、バキュームコンベア41上においてトウ11A及び11Bの張力を緩めた状態でトウ11Bの上にのみ吸収性ポリマー12を供給し、それらの上にトウ(他方のトウ)11Cを合流させて重ね合わせて複層体13を形成する。さらに、複層体13をラップシート14とともに折曲手段7のガイド71内に通して複層体13をその両側からラップシート14で包み込み、図4に示す断面形態の吸収体10の連続体を形成する。そして、フィードロール72の間を通してラップシート14の曲げ状態を安定化させた上で次行程へと搬送する。
第3実施形態の吸収体の製造方法によれば、トウの倦縮性を損なうことなく複層化し、それらの層間に吸収性ポリマー12及び吸水シート15を別々に含んだ、薄型で及び柔軟な吸収体を連続的に製造することができる。
本発明は、前記実施形態に制限されない。
例えば、前記実施形態では、吸収性ポリマーを直接散布して供給したが、吸収性ポリマーを予めシートに含ませてから供給することもできるし、吸収性ポリマーの直接の散布とシートに含ませたものとを共にトウの層の間にそれぞれ供給してもよい。この場合、シートの構成材料としては、前記トウを構成する繊維、パルプ繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の合成繊維、羊毛、絹、綿等の天然繊維、レーヨン等の半合成繊維等を用いることが好ましい。
また、前記実施形態では、二層、三層のトウの層を有する吸収体の製造方法に基づいて説明したが、本発明の製造方法により製造される吸収体は、この構造に制限されるものではない。積層させるトウの層の数に合わせてトウの原反を裁断し、重ね合わせる際に前記実施形態におけると同様に張力を緩和させることによって、トウの層を四層以上含む吸収体を製造することもできる。
また、前記実施形態では、裁断したトウをバキュームコンベア上にガイドロールで導き、それらの間の周速度の差によって張力を緩和させるようにしたが、図6に示すように、バキュームコンベア41とガイドロール42、43との間にバキュームボックス440、450を備えた別のバキュームコンベア44、45をそれぞれ介在させ、介在させた別のバキュームコンベア44、45とバキュームコンベア41のベルトの周速度との差を設けてトウの張力を緩和させてもよい。
本発明の吸収体の製造方法の第1実施形態による工程を装置とともに模式的に示す斜視図である。 本発明の吸収体の製造方法の第1実施形態により製造される吸収体の一形態を模式的に示す断面図である。 本発明の吸収体の製造方法の第2実施形態により製造される吸収体の他の形態を模式的に示す断面図である。 本発明の吸収体の製造方法の第3実施形態により製造される吸収体の一形態を模式的に示す断面図である。 本発明の吸収体の製造方法の第2実施形態による工程を装置とともに模式的に示す斜視図である。 本発明の吸収体の製造方法の第3実施形態による工程を装置とともに模式的に示す斜視図である。 本発明の吸収体の製造方法の他の実施形態による工程を装置とともに模式的に示す斜視図である。
符号の説明
1 吸収体の製造装置
2 開繊手段
3 裁断手段
4 張力緩和手段
5 ポリマー供給手段
6 ラップシートの巻出手段
7 折曲手段
8 巻取手段
9 吸水シートの巻出手段
10 吸収体
11 トウ
11A 一のトウ
11B 他のトウ
11C 他のトウ
12 吸収性ポリマー
13 複層体
14 ラップシート
15 吸水シート

Claims (5)

  1. 倦縮性を有する繊維のトウからなる層の間に吸収性ポリマーを含んでいる吸収体の製造方法であって、
    前記トウを長手方向に引き伸ばした状態で開繊する工程と、開繊された該トウを長手方向に沿って裁断する工程と、裁断された一方のトウの上に張力を緩めた状態で前記吸収性ポリマーを供給する工程と、前記一方のトウの上に裁断された他方のトウを合流させてこれらを重ね合わせて複層体を形成する工程とを具備している吸収体の製造方法。
  2. 前記吸収性ポリマーを散布するか、シートに含ませて供給する請求項1記載の吸収体の製造方法。
  3. 裁断された前記トウの間に吸収性ポリマーを含まない吸水シートを供給して前記複層体に含ませる請求項1又は2に記載の吸収体の製造方法。
  4. 開繊された前記トウを三以上に裁断し、裁断された該トウの層間に前記吸収性ポリマーと前記吸水シートとを別に含ませる請求項3記載の吸収体の製造方法。
  5. 前記複層体をさらに吸収性のラップシートで包み込む工程を具備している請求項1〜4の何れかに記載の吸収体の製造方法。
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