JP4172797B2 - パターンコーティング方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、不織布のようなシート状基材の表面に、吸水性固形物たとえば高吸水性樹脂（以下「ＳＡＰ」という）を含有する高吸水性コーティング層を設けた高吸水性シートを製造するためのコーティング方法および装置に関し、とくに液体の拡散性、柔軟性等の物性に優れた高吸水性シートを得ることができるように改良されたパターンコーティング方法および装置に関する。

種々のシート状基材表面に塗工処理を行おうとする場合、固体粒子を分散媒体に分散させた分散スラリーは、塗工すべき液体が均一な溶液である場合と異なり、相分離、沈降、凝集などにより部分的な濃度変化が起こりやすい。分散スラリーを塗工する場合には、種々のコーティング装置の中で、構造が比較的簡単で設備コストも安価なロールコーティング装置を利用することが望ましいが、通常のロールコーティング法では、分散スラリー中の固形粒子の沈降、あるいはコーティングロール表面への付着が起こりやすい。このためコート面が不均一になったり、あるいは走行中につまりが発生したりして、均一、安定な塗工処理を行うことは難しい。
このような分散スラリーのロール面付着を軽減するために、コーティングロール表面に、剥離性のよいシリコーン、テフロンといった材料で表面処理をしたり、スクレーパをつけて掻き落としたり、またロールを正方向あるいは逆方向に回転させて、剥離しやすい状態を作る等の工夫が行われてきた。
しかしながら、従来の対策では、上記のようなコーティングロール表面に分散スラリーが付着を防止するという問題に対する充分な解決にはなっていない。このような付着現象は、ロールコーターだけでなく、バーコーターやナイフエッジコーター等の、基材にコーターを直接接触させるような接触式コーターには共通の現象であって、根本的にトラブルを回避するにためは、従来の技術水準では、接触式コーターに代えて、カーテンコーター、グリッドコーター、スプレイコーターなどの非接触型コーターを採用する以外にない。ところが、塗布すべき分散スラリーの性状などに対する制限因子が新たに発生すると共に、コーティング装置自体が複雑化し、設備コストも大幅に上昇する。特に、本発明が対象としているような水／有機溶媒混合系の分散媒体に、「ＳＡＰ」と称されているような吸水性固形粒子を分散させた分散スラリーの場合には、吸水性固形粒子の表面粘着性が高いため、非接触型コーティング装置でも大きなトラブルを発生しやすく、均一、安定な塗工処理を行うことはきわめて困難である。
一方、前述のような困難性を克服して、シート状基材に高吸水性コーティング層を形成できたとしても、得られた高吸水性シートは、これをおむつや女性用生理用品等の衛生製品に適用した場合、満足すべき性能は得られない。その理由の一つは、シート状基材の一方の表面全体を覆うように高吸水性コーティング層を設けた場合、シート状基材が不織布のような、ソフトで、柔軟性に富むものであっても、高吸水性コーティング層の剛性のために、吸水性シートとしての柔軟性が低くなることで、このため上記のような衛生製品に求められる性能を満足し得ない。さらに、シート状基材の一方の表面全体を覆う高吸水性コーティング層を設けた高吸水性シートは、吸水能力は十分であるが、その吸収速度は高吸水性コーティング層の吸収速度に依存するので、その吸収速度を超える量の液体が供給されたとき、吸収しきれなかった液体がそのまま滞留することになり、これが漏れの原因となる。
本発明者等は、このような欠点を改善するために、シート状基材の表面の一部を残してコーティングする技術（例えば特開平１０−１６８２３０号、特開２０００−００５６７４号）を提案している。この公知の技術では、走行するシート状基材の表面に、スラリーを複数の帯状に供給し、シート状基材の長さ方向に沿って延びる帯状に吸水性層を形成する。この高吸水性シートの表面には、吸収性コーティング層が存在する領域と、存在しない、すなわちシート状基材そのものが露出した領域とが混在しているために、吸収性コーティング層に吸収しきれなかった液体は、吸収性コーティング層が存在しない領域で、シート状基材の拡散性により他の部分に拡散されるので、液体が滞留する時間が短縮され、漏れの問題が軽減される。
しかしながら、吸収性コーティング層は、シート状基材の幅方向には不連続であるが、長さ方向には連続しているので、幅方向に関しては拡散性および柔軟性が得られるが、長さ方向に関しては拡散性および柔軟性に欠けることになり、満足すべき性能は得られない。
長さ方向に関するこのような欠陥は、コーティング時に分散スラリーを間欠的に供給して、長さ方向には不連続なコーティング層を設けることによって解決される。さらに、前記したような幅方向に不連続化する技術を組み合わせることによって、幅方向にも長さ方向にも不連続なコーティング層を達成できる。

本発明の目的は、シート状基材の表面に、長さ方向に不連続なパターン、さらには長さ方向にも幅方向にも不連続なパターンでコーティング層を形成することができ、これにより長さ方向にも幅方向にも十分な柔軟性を有するとともに、液の拡散性に優れた高吸収性シートを提供することである。
本発明によれば、吸水性固形物が液体媒体中に分散している分散スラリーをシート状基材表面にコーティングする方法が提供される。この方法は、
可撓性カバーフィルムを上層とし、その下方で前記シート状基材を走行させてこれを下層とし、前記上層および前記下層間に前記分散スラリーを供給して前記上層および前記下層間を前記分散スラリーで充填することにより、前記上層および前記下層間に分散スラリー層を形成し、
この状態を保持したまま、前記可撓性カバーフィルムの上方から、周面に凹凸パターンを設けた回転パターンロールを、その凸部が前記可撓性カバーフィルムを押圧するように、前記シート状基材の走行方向と同一方向に回転させ、これにより前記分散スラリー層に凹凸パターンを形成すること、
を特徴とするパターンコーティング方法である。
さらに本発明によれば、吸水性固形物が分散媒体中に分散している分散スラリーをシート状基材の表面にコーティングする方法が提供される。この方法は、
長さ方向に走行する前記シート状基材の上方に、カバーフィルムを介して、周面に凹凸パターンを設けた回転パターンロールを配置し、前記回転パターンロールを前記シート状基材の走行方向と同一方向に回転させながら、前記シート状基材と前記カバーフィルムとの間に前記分散スラリーを連続的に供給することにより、前記シート状基材表面に前記分散スラリーの塗布層を形成し、
前記回転パターンロールを、前記カバーフィルムを介して前記塗布層に押し付けることにより、前記シート状基材の表面に、前記凹凸パターンに対応するパターンで、前記塗布層が厚く存在する第１の領域と、前記塗布層が薄く存在するかもしくはほとんど存在しない第２の領域とを形成すること、
を特徴とするパターンコーティング方法である。
本発明において、好ましい可撓性カバーフィルムは、破断伸度が５０％以上で伸縮弾性を持つもの、あるいは破断伸度５０％以下の非伸縮性フィルムである。
前記可撓性カバーフィルムは、伸縮弾性を持つフィルムと、非伸縮性フィルムとからなり、伸縮弾性を持つフィルムと非伸縮性フィルムとが少なくとも一部で重ね合わされたものであってもよい。
前記吸水性固形物をＳＡＰとしたとき、塗布層に含有されるＳＡＰの量は、好ましくは第１の領域においてはＳＡＰの目付で換算して５０〜５００ｇ／ｍ^２、第２の領域においては１０〜１５０ｇ／ｍ^２、さらに好ましくは１０ｇ／ｍ^２未満の範囲である。
前記ＳＡＰとしては、粒子状、粉状またはフレーク状の、球状に近似したときの粒径が１５００μｍ以下のものが好ましく、分散媒体としては、前記ＳＡＰに対して膨潤抑制作用を持つ有機溶媒と水との混合溶媒が適している。さらにシート状基材は、好ましくは液透過性を持つ不織布状物である。
前記分散媒体は、前記ＳＡＰに対して一部膨潤性を持つ水含有量２０％以上の含水有機溶媒であり、前記ＳＡＰが前記分散媒体中で自重の２倍以上、１０倍以下の膨潤状態にあり、前記シート状基材が不織布である。
分散スラリーの構成成分として、分散媒体およびＳＡＰの他に、第３成分である添加剤として、木材パルプの高叩解処理繊維が添加された、３成分系からなる分散スラリーを用いることもできる。この場合、添加剤である高叩解木材パルプは、繊維長１ｍｍ以下、保水値２５０％以下のものであり、その添加量が前記ＳＡＰに対して２〜１０％であることが望ましい。
さらに本発明によれば、吸水性固形物が分散媒体中に分散している分散スラリーをシート状基材の表面にコーティングするための装置が提供される。この装置は、
前記シート状基材をその長さ方向に走行させるための走行手段と、
その軸心が水平になるように配置され、その周面に所望のパターンで凹凸を有する回転パターンロールと、
前記分散スラリーが前記回転パターンロール周面と接触しないように、前記回転パターンロール周面を覆い、かつその先端が前記回転パターンロールの最下端位置より下流側に位置するように配置されたカバーフィルムと、
前記カバーフィルムと前記シート状基材との間の分散スラリー吐出位置において、前記分散スラリーをその分散スラリー供給口より前記シート状基材の表面に連続的に供給するスラリー供給手段と、
を備える装置であって、
前記シート状基材の表面に形成された前記分散スラリーのコーティング層に、前記カバーフィルムを介して前記回転パターンロールを押し付けることにより、前記シート状基材の表面に、前記回転パターンロールの凹凸パターンに対応するパターンで、前記塗布層が厚く存在する第１の領域と、前記塗布層が薄く存在するかもしくはほとんど存在しない第２の領域とを形成するように構成されている。
カバーフィルムの先端は、非固定であることが好ましい。
また回転パターンロールの直径は、例えば１００〜５００ｍｍの範囲であり、かつシート状基材の走行方向に関して、カバーフィルムの先端部が回転パターンロールの最下端位置から下流側へ１〜５０ｍｍだけ延びていることができる。
さらに、カバーフィルムは、その先端部を除き、コーティングロールの軸方向の両端部においてサイドシール部によって固定されていてもよい。
回転パターンロールとしては、その周面に形成された凹凸パターンの各凸部の、回転方向における長さが、その後方に隣接する凸部の前端との間の間隔の距離よりも小さい値、例えば２〜２０ｍｍに設定されているものが適している。
さらに本発明の他の態様において、パターンコーティング装置は、分散スラリーをシート状基材の表面上に帯状に供給するためのラインコートプレートを備えている。
また、回転パターンロールの周面がシート状基材の表面に最も接近する位置において、シート状基材を挟んで回転パターンロールに対向するサポートロールを設けることができる。
さらに、シート状基材の表面に前記分散スラリーが供給される位置において、前記シート状基材の下方に、分散スラリーの一部が前記シート状基材を透過して流下するのを防止するためのシールプレートを設けてもよい。
シート状基材を走行させる手段は、例えば、前記シート状基材を搬送するためのコンベアである。
前記スラリー供給手段は前記分散スラリーの一時貯留部であり、前記走行手段の直上に前記シート状基材が位置し、前記シート状基材の上に前記カバーフィルムが位置し、前記カバーフィルムの上に前記回転パターンロールが位置し、前記回転パターンロールの最下端位置より上流側に前記一時貯留部の前記分散スラリー供給口が位置するように構成されている。

図１は、本発明のコーティング方法におけるコーティング作用の原理を説明するためのチューブポンプの原理を示す説明図である。
図２は、チューブポンプの原理にしたがってスラリー層に凹凸パターンを形成する過程を示す説明図である。
図３は、本発明の一実施の形態におけるパターンコーティング装置の概略的側面図である。
図４は、図３に示したパターンコーティング装置に用いられた回転パターンロールを示す斜視図である。
図５は、図４のＡ−Ａ´線における断面図である。
図６は、本発明の他の実施の形態におけるパターンコーティング装置の概略的側面図である。
図７（Ａ）、７（Ｂ）および７（Ｃ）は、本発明にしたがって基材表面に形成された塗布層のそれぞれ異なるパターンを示す平面図である。
図８は、本発明のさらに他の実施の形態におけるパターンコーティング装置の概略的側面図である。
図９は、図８のパターンコーティング装置に用いられたラインコートプレートを示す斜視図である。
図１０（Ａ）および１０（Ｂ）は、図８に示したパターンコーティング装置における塗布層にパターンを形成する過程を示す説明図である。
図１１は、図７（Ｂ）に示した塗布層のパターンを、実際のものに近い形状で示すもので、図１１（Ａ）は平面図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のＢ−Ｂ´線における拡大断面図である。
図１２は、本発明のパターンコーティング装置に適用される回転パターンロールの他の例を示す斜視図である。
図１３は、図１２のＣ−Ｃ´線における断面図である。
図１４は、本発明のパターンコーティング装置に適用されるサイドシールと回転パターンロールおよびカバーフィルムとの平面的な位置関係を示す説明図である。

本発明に用いられる「吸水性固形物」とは、一般に自重の少なくとも１０倍以上の無荷重下吸水量を保有するものであって、たとえばポリアクリル酸系、セルロース誘導体型、ポリアミノ酸系等のいわゆる高吸水性樹脂（ＳＡＰ）と称される固形体、あるいはグルコマンナン系の多糖類（コンニャク粉末）、グラスト化でんぷん等の天然多糖類の吸水性固形物、あるいはシリカゲル、ゼオライト等の無機物系の吸水性固形物を意味する。このような吸水性固形物は、含水状態では膨潤、ゲル化して取り扱いが難しくなるため、水に膨潤抑制効果のある有機溶媒、たとえばエタノール、メタノール、イソプロピルアルコールなどを添加した含水量２０％以上、好ましくは３０〜６０％の含水溶媒を分散媒体として上記吸水性固形物を分散させてスラリーとする方法が採用される。特にＳＡＰの場合はイオン交換水の場合には少なくとも自重の２００倍以上、高いものでは１０００倍の吸水量を持ち、上記のような含水溶媒系でも自重の２倍から１０倍の一部膨潤状態となり、分散固体相互が結合、凝集を起こしやすくなるため、一般には微細セルロース繊維、たとえば高叩解したパルプ（好ましいものはカヤニー法で測定される数平均繊維長１ｍｍ以下でＴａｐｐｉ法による保水性が２５０％以下のもの）を共存させ、３成分系スラリーとして安定化を図っているが、分散スラリーの安定化策だけでは解決できず、従来の、たとえば特開２００１−２７１２６２号、特開２００１−２５８９３７号の方法のように、ヘッド差で吐出、コーティングする方法では安定したコーティングは難しく、本発明のように強制的に押し出す方法を組み合わせることが必要になる。
次に、本発明の原理を図１および図２を用いて説明する。図１はチューブポンプの原理図を示したもので、弾性を持つチューブの中をＳＡＰスラリーを充填通過させ、それをフラットロールと回転凹凸ロールの組み合わせロールを回転させて一種の蠕動運動効果により前記ＳＡＰスラリーを押し出している。
また図２は、本発明の原理図である。チューブポンプの弾性チューブに代わって、走行するシート状基材と可撓性カバーフィルムの間の空間（両サイドはシールされている）にＳＡＰスラリーを充填通過させ、凹凸表面を持つ回転パターンロールを回転させながら前記ＳＡＰスラリーを押し出していく。
以下に、本発明の装置の基本構成について図面を参照して説明する。
図３は、本発明のコーティング装置の一実施形態を示すものである。軸心が水平になるように配置され、その軸心を中心として所望の速度で回転するように構成された回転パターンロール１を備え、この回転パターンロール１の下方に、その回転過程において周面の移動範囲の最下端近傍の位置を通って、回転パターンロール１周面に対して接線方向に連続的にシート状基材２が、図示しない走行手段により走行するように構成されている。
回転パターンロール１は、周面に任意のパターンで凹凸を設けたロールであり、その一例が図４に示されている。この例の回転パターンロール１の周面には、適当間隔で配置された複数の帯状の凸部１ａが形成されている。この凸部１ａは、例えば、図５に示すように、回転パターンロール１の周面に等間隔で配置された１２本の、回転パターンロール１の軸心と平行に延びる横断面矩形の１２本の凸条の形態のものである。この凸部１ａの幅および高さ、ならびに相互間の間隔は、形成すべきコーティング層の形状およびサイズを決定する。これらの値に特に制限はないが、好ましい範囲は下記のとおりである。
回転パターンロールの直径（Ｄ） ：１００〜５００ｍｍ
各凸部の幅（Ｗ） ：２〜２０ｍｍ
各凸部の高さ（Ｈ） ：０．１〜５ｍｍ
隣接する凸部間の間隔（Ｌ） ：２０〜１５０ｍｍ
またシート状基材２の表面に塗布すべき分散スラリーは、回転パターンロール１の回転過程において最下端近傍位置に達する直前の位置に定められた吐出位置において、必要に応じて設けられた一時貯留部４を経て、シート状基材２の表面に連続的に供給されるようになっている。
また回転パターンロール１の周面がシート状基材２の表面に最も接近する位置において、シート状基材２を挟んで回転パターンロール１に対向するサポートロール１１が設けられている。
さらに、回転パターンロール１の周面を、一時貯留部４から供給される分散スラリーが回転パターンロール１の周面と接触しないように覆い、かつ先端が回転パターンロール１とシート状基材２との間の位置まで延びるように、カバーフィルム５が配置され、このカバーフィルム５の先端部とシート状基材２表面との間の空間に分散スラリーが供給されるようになっていて、この空間が、分散スラリーの吐出位置となる。
可撓性カバーフィルムの役割は、回転パターンロールの凹凸の動きをスラリーの押し出し力に変換する働きを行うことであって、従ってカバーフィルムには回転パターンロールの動きに追従できるような可撓性が必要である。装置能力、スラリーの性状等によって用いるカバーフィルムは次の３つのグループに分けられる。すなわち第１グループは、チューブポンプのように伸縮弾性を持つものであって、たとえばポリウレタン、ブタジエン、シリコンゴム、ニトリルゴムなどの少なくともテンシロンによって測定された破断伸度が５０％以上、即ち自長の１．５倍以上は伸長できるフィルム状シートが選択される。このグループは機能としては優れているが、耐久性に劣る。
第２グループは、ＰＥＴフィルム、ＰＰフィルム、セロハン、テフロンシートのように伸縮弾性がなく、破断伸度が５０％以下のフィルムであり、厚みが５００μｍ以下、好ましくは２００〜２０μｍの比較的薄いものが選択される。このグループは耐久性に優れるが、可撓性に劣る。
第３グループは、第１グループと第２グループを複合化し、耐久性と機能の両立をねらったものであって、ロールに接する面に第２グループ、スラリー面に第１グループを重ね合わせて使用するか、第２グループのフィルムの下部に第１グループの伸縮性フィルムを接合した状態で用いる。これらの第１グループと第２グループの複合使用によって安定コーティング性は大幅に向上する。
図３に示した例では、カバーフィルム５は、その最上端では固定具７により所定の位置に固定されているが、他端は回転パターンロール２の底部から、シート状基材２の走行方向に関して下流側に寄った位置に達する長さを有し、この他端は回転パターンロール１とシート状基材２との間に挟まれた状態で自由端を構成している。
好ましくは、分散スラリーがシート状基材２の表面上に供給された直後に、シート状基材２を透過して分散スラリーの一部が下方に漏れるのを防止するために、吐出位置の近傍において回転パターンロール１の下方にシールプレート１２が設けられている。図示の例では、このシールプレート１２は、サポートロール１１の上流側のみに設けられているが、必要に応じて、サポートロール１１の下流側にも設けることができる。
本発明のパターンコーティング装置において、シート状基材２を搬送する手段に特に制限はないが、一般的な搬送手段は、例えば図６に示すようなネットコンベア１３である。
なお、作図および説明の都合上、回転パターンロール１およびカバーフィルム５は、他の要素から実際よりも離れた位置に示してある。
このように構成された図３または図６に示す分散スラリーのコーティング装置の各構成要素について、以下に説明する。
まず、回転パターンロール１は、その周面の最下端部において、その下方を連続的に走行するシート状基材２の表面との間に、カバーフィルム５を介して、所定の厚さのクリアランス（隙間）を形成し、これによりシート状基材２の表面にコーティングされる分散スラリーの厚さを所望の値に規制するとともに、回転パターンロール１の周面に設けられている複数の凸部１ａにより、カバーフィルム５とシート状基材２の表面との間の間隔を増減し、シート状基材２の表面に形成される分散スラリーの塗布層に、回転パターンロール１の凹凸パターンに対応して、塗布層が厚く存在する第１の領域と、塗布層が薄く存在するかもしくはほとんど存在しない第２の領域とを形成する。
図７（Ａ）は、図３または図６に示したパターンコーティング装置によって得られた製品シートを示している。シート状基材２の表面には、塗布層が薄く存在するかもしくはほとんど存在しない第２の領域で分離された帯状に、相互に平行な多数の塗布層２０（すなわち第１の領域）が形成され、各塗布層２０の長さ（２０Ｌ）は、回転パターンロール１の相互に隣接する凸部１ａ間の間隔（Ｌ）に、また各凸部１ａの幅（２０Ｗ）は相互に隣接する凸部１ａの幅（Ｗ）にそれぞれ対応している。
凸部間隔（Ｌ）と各塗布層の長さ（２０Ｌ）とは上述のように密接な対応関係を持つが、２０ＬはＬと基材スピードおよび回転パターンロールのスピードの３者の関係で決まる。基材スピードとパターンロールスピードが同一の場合、すなわち基材スピード／パターンロールスピード＝１．０の時、Ｌと２０Ｌはほぼ同じ長さになる。パターンロールスピードが基材スピードより速くなると２０Ｌは短くなり、逆にパターンロールスピードが基材スピードより遅くなると２０Ｌは長くなる。例えば、パターンロールスピード／基材スピード＝１．５の場合には２０Ｌの長さはＬの約１／１．５倍になり、パターンロールスピード／基材スピード＝０．５の場合には２０Ｌの長さはＬの約２倍になる。
上記の例では、塗布層はシート状基材２の全幅にほぼ等しい範囲にわたって延びているが、シート状基材２の幅方向においても塗布層が複数の領域に分割されていることを望む場合には、分散スラリーを任意の幅の複数の帯状に供給する。このような塗布層を形成するように構成されたパターンコーティング装置を図８に示す。
図８のパターンコーティング装置は、図６に示したものと共通する要素が多いので、同一もしくは同等の部分は同一の符号で示し、その詳細な説明を省略する。図８の装置が図６の装置と相違するのは、一時貯留部４の分散スラリー供給口から回転パターンロール１の下方を通ってカバーフィルム５の先端近傍に達するように、シート状基材２の表面に位置するラインコートプレート３０が設けられている点のみである。このラインコートプレート３０は、図９に示すように、前端部、すなわちシート状基材２の走行方向に関して上流側に位置する端部で起立する係止部３１を形成した、ほぼ平坦なＬ型板状のもので、その後端部、すなわちシート状基材２の走行方向に関して下流側に位置する端部に、上流側に向けて延びる複数の相互に平行な開口３２が形成されており、この開口３２が、回転パターンロール１の周面がシート状基材２と最も接近する位置の近傍になるような位置に固定されている。
図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、図８に示したパターンコーティング装置によりシート状基材２の表面に塗布層２０が形成される過程を概略的に示している。なおこれらの図においても、作図および説明の都合上、回転パターンロール１およびカバーフィルム５は、他の要素から実際よりも離れた位置に示してある。
図１０（Ａ）は、ラインコートプレート３０の前端部近傍に、回転パターンロール１の凸部１ａ間の凹部が位置している状態を示している。この状態では、分散スラリー３は、一時貯留部４の供給口から、まずシート状基材２の全幅よりも僅かに狭い幅のシート状にラインコートプレート３０上に供給され、ついでラインコートプレート３０前端の開口３２を通って、開口３２と同数の狭い帯状に分割された後、シート状基材２上に塗布層２０を形成する。
その後、回転パターンロール１の回転に伴って凸部１ａがラインコートプレート３０の前端部開口３２の上方に達すると、これに接触しているカバーフィルム５が押し下げられ、これに伴って、分散スラリー３の供給の遮断、もしくは大幅な供給量の減少が起こる。しかし、この間にもシート状基材２は走行しているので、凸部１ａがこの位置を通過するまで、塗布層２０は途切れるか、あるいは大幅に薄くなる。
次に、回転パターンロール１の回転に伴って凸部１ａがラインコートプレート３０の前端部開口３２の上方を過ぎると、再び図１０（Ａ）の状態に戻り、分散スラリー３の供給が再開される。
この動作の繰り返しにより、シート状基材２の表面上に形成される塗布層２０のパターンは、図７（Ｂ）に示すように、シート状基材２の幅方向に相互に平行な複数の帯状に塗布層２０が厚く存在する第１の領域２０Ａと、塗布層２０が薄く存在するかもしくはほとんど存在しない第２の領域２０Ｂとが繰り返されるパターンとなる。
図７（Ｂ）に示したパターンにおいて、塗布層２０が厚く存在する第１の領域２０Ａは長方形に示されているが、第２の領域２０Ｂの形成は、回転パターンロール１の凸部１ａがカバーフィルム５を介して間接的に分散スラリー３を押し付けることで行われるので、実際のコーティング工程では、第１の領域２０Ａの形状は不定形に近いものとなる。
図１１（Ａ）は、図７（Ｂ）に示したコーティングパターンの、より実際に近い形状を示す平面図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のＢ−Ｂ´線における拡大断面図である。シート状基材２０の表面には、塗布層が薄く存在するかもしくはほとんど存在しない第２の領域（Ｑ）で囲まれた、塗布層が厚く存在する第１の領域（Ｐ）である塗布層２０が形成されている。本発明のコーティング装置では凸部ではフィルムを介して圧着されるので、その部分に溜まっていたスラリーが前へと押し出されるような状態になることから、各塗布層２０は、シート状基材２の長さ方向（矢印Ｙで示すコーティング時の走行方向）に関して、前端では幅がやや狭く、後端ではやや広くなる傾向があり、またシート状基材２の長さ方向における両端部には、隣接する塗布層２０との間に形成された第２の領域に向かうにしたがって厚さが順次に減少する移行部（Ｒ）が形成される。
図１２は、本発明に適用される回転パターンロール１の他の例を示し、図１３は図１２のＣ−Ｃ´線における拡大断面図である。この例の回転パターンロール１は、その周面の円周方向に関して相互に重なり合わない位置に設けられた複数組の凸部１ａから構成され、各組の凸部１ａは、隣接する組の凸部１ａに対して軸方向には適当な位相だけずれた位置に配置されている。
このようなパターンで凸部１ａを設けた回転パターンロール１を使用した場合には、図７（Ｃ）に示すようなパターンで塗布層２０が形成される。
なお、凸部１ａの配置パターンは、図４および図１２にそれぞれ示したものに限らず、種々の用途に応じて任意のパターンを選択することができる。
本発明のパターンコーティング装置においても、通常のローラーコーティング装置と同様に、連続的に走行する基材の幅方向に関して、コーティング範囲を規定することが望まれる場合がある。図１４は、このようなコーティング幅規制手段の一例を示すもので、回転パターンロール１、カバーフィルム５およびサイドシール４０のみを示し、他の要素は省略してある。
このサイドシール４０は、一時貯留部４の両側面のゲートとなる左右一対のプレートからなり、回転パターンロール１の表面と後部プレート部に密着して液漏れを防ぐために、カバーフィルム５の両側部の外側に位置して設けられていて、一時貯留部４の側壁にボルトおよびナット等の手段で固定されている。
このサイドシール４０は、分散スラリーが回転パターンロール１周面との間の隙間を通ってその外側に漏れ出すのを防止するために、回転パターンロール１の周面と接触するように設けるのが望ましい。しかしこの場合には、回転パターンロール１周面に対してシール性があるとともに、摩擦抵抗が少なく、しかも摩耗しにくいものが適している。このような要求を満たすために、サイドシール４０は、合成ゴム、発泡フォーム、テフロン等から選択されたの樹脂材料で構成することが望ましい。
本発明を適用して得られるシート状吸収体において、曲げに対する十分な柔軟性を得るためには、各塗布層２０の厚い第１の領域の長さをＰ、第２の領域の長さをＱ、その間に存在する移行部の長さをＲとすると、これらの部分の長さの比率は、次のような範囲である。
Ｐ＞Ｑ
Ｑ：２〜３００ｍｍ
好ましくは Ｑ：５〜３０ｍｍ の範囲である。
また第１の領域および第２の領域にそれぞれ含有されるＳＡＰの量は、下記のような範囲であることが望ましい。
Ｐ：１００〜５００ｇ／ｍ^２
Ｑ：１０〜１５０ｇ／ｍ^２
シート状基材２の表面に設けられた塗布層２０が適当な大きさと厚さを有していれば、シート状基材２の全表面に一定の厚さで塗布層を形成した場合と比較して、高吸水性シートとして優れた吸収特性を発揮する。すなわち、本発明にしたがって製造された高吸水性シートの表面に液体が供給されたとき、塗布層２０に含有されているＳＡＰの吸水性により吸収されるが、ＳＡＰの液体吸収速度はあまり高くないので、直ちに吸収されることはないが、その周囲に存在する第２の領域ではシート状基材２に接触し、その一時貯留性ないし拡散性により直ちに分散され、液体のままで存在する時間はきわめて短い。したがって、漏れの発生は効果的に防止される。
さらに、塗布層２０を設けたシート状吸収体において、図７（Ａ）に示したコーティングパターンの場合、長さ方向における柔軟性が良好であり、シート切断時の作業性がよく、切断作業により発生するダストの量を低く抑えることができる。
また図７（Ｂ）に示したコーティングパターンの場合には、塗布層が薄く存在するかもしくはほとんど存在しない第２の領域がシート状基材２の幅方向および長さ方向の両方に延びているので、長さ方向にも幅方向にも柔軟であり、曲げたり切断したりしたときのダストの発生はきわめて少ない。

以上に説明したように本発明によれば、シート状基材の表面に、塗布層が厚く存在する第１の領域と、塗布層が薄く存在するかもしくはほとんど存在しない第２の領域とが形成されるので、良好な吸収効果を発揮するとともに、シート状基材の長さ方向および（または）幅方向における柔軟性が良好であり、曲げたり切断したりしたときのダストの発生を少なく抑えることが可能である。
また回転パターンロールの周面に形成される凹凸のパターンを適宜に選択することにより、得られるシート状吸収体の曲げに対する柔軟性を調整できるので、その取り扱い時はもちろん、これを吸収体製品に適用した場合に、用途に適した性能が容易に得られる。
このような特徴を有する本発明の方法および装置の産業上の利用価値は極めて大きい。

Claims (22)

1. 吸水性固形物が液体媒体中に分散している分散スラリーをシート状基材表面にコーティングする方法において、
   可撓性カバーフィルムを上層とし、その下方で前記シート状基材を走行させてこれを下層とし、前記上層および前記下層間に前記分散スラリーを連続して供給して前記上層および前記下層間を前記分散スラリーで充填することにより、前記上層および前記下層間に分散スラリー層を形成し、
   この状態を保持したまま、前記可撓性カバーフィルムの上方から、周面に凹凸パターンを設けた回転パターンロールを、その凸部が前記可撓性カバーフィルムを押圧するように、前記シート状基材の走行方向と同一方向に回転させ、これにより前記分散スラリー層に凹凸パターンを形成すること、
   を特徴とするパターンコーティング方法。
2. 吸水性固形物が分散媒体中に分散している分散スラリーをシート状基材の表面にコーティングする方法において、
   長さ方向に走行する前記シート状基材の上方に、カバーフィルムを介して、周面に凹凸パターンを設けた回転パターンロールを配置し、前記回転パターンロールを前記シート状基材の走行方向と同一方向に回転させながら、前記シート状基材と前記カバーフィルムとの間に前記分散スラリーを連続的に供給することにより、前記シート状基材表面に前記分散スラリーの塗布層を形成し、
   前記回転パターンロールを、前記カバーフィルムを介して前記塗布層に押し付けることにより、前記シート状基材の表面に、前記凹凸パターンに対応するパターンで、前記塗布層が厚く存在する第１の領域と、前記塗布層が薄く存在するかもしくはほとんど存在しない第２の領域とを形成すること、
   を特徴とするパターンコーティング方法。
3. 前記可撓性カバーフィルムが、破断伸度が５０％以上で伸縮弾性を持つものである請求項１または２に記載のコーティング方法。
4. 前記可撓性カバーフィルムが破断伸度５０％以下の非伸縮性フィルムである請求項１または２に記載のコーティング方法。
5. 前記可撓性カバーフィルムが、伸縮弾性を持つフィルムと、非伸縮性フィルムとからなり、前記伸縮弾性を持つフィルムと非伸縮性フィルムとが少なくとも一部で重ね合わされたものである請求項１または２に記載のコーティング方法。
6. 前記吸水性固形物がＳＡＰであり、前記塗布層に含有される前記ＳＡＰの量が、前記第１の領域においてはＳＡＰの目付で換算して５０〜５００ｇ／ｍ^２、前記第２の領域においては１０〜１５０ｇ／ｍ^２となるように前記回転パターンロールの前記シート状基材への押し付け力を調整する請求項２のコーティング方法。
7. 前記吸水性固形物がＳＡＰであり、前記塗布層に含有される前記ＳＡＰの量が、前記第１の領域においてはＳＡＰの目付で換算して５０〜５００ｇ／ｍ^２、前記第２の領域においては１０ｇ／ｍ^２未満となるように前記回転パターンロールの前記シート状基材への押し付け力を調整する請求項２のコーティング方法。
8. 前記ＳＡＰが粒子状、粉状またはフレーク状で、球状に近似したときの粒径が１５００μｍ以下のものであり、かつ前記分散媒体が前記ＳＡＰに対して膨潤抑制作用を持つ有機溶媒と水との混合溶媒であり、さらに前記シート状基材が液透過性を持つ不織布状物である請求項６〜７のいずれかに記載のコーティング方法。
9. 前記分散媒体が前記ＳＡＰに対して一部膨潤性を持つ水含有量２０％以上の含水有機溶媒であり、前記ＳＡＰが前記分散媒体中で自重の２倍以上、１０倍以下の膨潤状態にあり、前記シート状基材が不織布である請求項６〜７のいずれかに記載のコーティング方法。
10. 前記分散スラリーの構成成分として、前記分散媒体および前記ＳＡＰの他に、第３成分である添加剤として、木材パルプの高叩解処理繊維が添加された３成分系からなる分散スラリーが用いられる請求項８または９に記載のコーティング方法。
11. 前記添加剤である高叩解木材パルプが、数平均繊維長１ｍｍ以下、保水値２５０％以下のものであり、その添加量が前記ＳＡＰに対して２〜１０％である請求項１０に記載のコーティング方法。
12. 吸水性固形物が分散媒体中に分散している分散スラリーをシート状基材の表面にコーティングするための装置において、
    前記シート状基材をその長さ方向に走行させるための走行手段と、
    その軸心が水平になるように配置され、その周面に所望のパターンで凹凸を有する回転パターンロールと、
    前記分散スラリーが前記回転パターンロール周面と接触しないように、前記回転パターンロール周面を覆い、かつその先端が前記回転パターンロールの最下端位置より下流側に位置するように配置されたカバーフィルムと、
    前記カバーフィルムと前記シート状基材との間の分散スラリー吐出位置において、前記分散スラリーをその分散スラリー供給口より前記シート状基材の表面に連続的に供給するスラリー供給手段と、
    を備える装置であって、
    前記シート状基材の表面に形成された前記分散スラリーのコーティング層に、前記カバーフィルムを介して前記回転パターンロールを押し付けることにより、前記シート状基材の表面に、前記回転パターンロールの凹凸パターンに対応するパターンで、前記塗布層が厚く存在する第１の領域と、前記塗布層が薄く存在するかもしくはほとんど存在しない第２の領域とを形成するように構成されていることを特徴とするパターンコーティング装置。
13. 前記カバーフィルムの先端が非固定である請求項１２に記載のパターンコーティング装置。
14. 前記回転パターンロールの直径が１００〜５００ｍｍの範囲であり、かつ前記シート状基材の走行方向に関して、前記カバーフィルムの先端部が前記回転パターンロールの最下端位置から下流側へ１〜５０ｍｍだけ延びている請求項１３に記載のパターンコーティング装置。
15. 前記カバーフィルムが、その先端部を除き、前記コーティングロールの軸方向の両端部においてサイドシール部によって固定されている請求項１２〜１４のいずれかに記載のパターンコーティング装置。
16. 前記回転パターンロールの周面に形成された凹凸パターンの各凸部の、回転方向における長さが、その後方に隣接する凸部の前端との間の間隔の距離よりも小さい値に設定されている請求項１５に記載のパターンコーティング装置。
17. 前記回転パターンロールの各凸部の、回転方向における長さが２０〜１５０ｍｍである請求項１６に記載のパターンコーティング装置。
18. 前記分散スラリーを、前記シート状基材の表面上に帯状に供給するためのラインコートプレートが設けられている請求項１２〜１７のいずれかに記載のパターンコーティング装置。
19. 前記回転パターンロールの周面が前記シート状基材の表面に最も接近する位置において、前記シート状基材を挟んで前記回転パターンロールに対向するサポートロールが設けられている請求項１２〜１８のいずれかに記載のパターンコーティング装置。
20. 前記シート状基材の表面に前記分散スラリーが供給される位置において、前記シート状基材の下方に、前記分散スラリーと一部が前記シート状基材を透過して流下するのを防止するためのシールプレートが設けられている請求項１２〜１９のいずれかに記載のパターンコーティング装置。
21. 前記走行手段が、前記シート状基材を搬送するためのコンベアである請求項１２〜２０のいずれかに記載のパターンコーティング装置。
22. 前記スラリー供給手段が前記分散スラリーの一時貯留部であり、
    前記走行手段の直上に前記シート状基材が位置し、前記シート状基材の上に前記カバーフィルムが位置し、前記カバーフィルムの上に前記回転パターンロールが位置し、前記回転パターンロールの最下端位置より上流側に前記一時貯留部の前記分散スラリー供給口が位置するように構成されていることを特徴とする請求項１２〜２１のいずれかに記載のパターンコーティング装置。

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