(57)【要約】【課題】偏りを抑えつつ液体吸収体を短時間で容器に充填する充填装置および充填方法を提供すること。【解決手段】内部空間と、前記内部空間と外部とを連通させる開口と、底面と、を備える容器に対し、液体を吸収可能な吸水性樹脂を有する液体吸収体を充填する充填装置であって、前記容器を載置するステージと、前記ステージに載置されている前記容器に対して振動を付与する振動付与部と、を有し、前記振動は、水平面とのなす角度が、０°±３０°以内の角度範囲で構成される振動面として付与されることを特徴とする充填装置。【選択図】図１
2020104863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間と、前記内部空間と外部とを連通させる開口と、底面と、を備える容器に対し、液体を吸収可能な吸水性樹脂を有する液体吸収体を充填する充填装置であって、
前記容器を載置するステージと、
前記ステージに載置されている前記容器に対して振動を付与する振動付与部と、
を有し、
前記振動は、水平面とのなす角度が、０°±３０°以内の角度範囲で構成される振動面として付与されることを特徴とする充填装置。
【請求項２】
前記振動の周波数は、０．５Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下である請求項１に記載の充填装置。
【請求項３】
前記振動面の面内において互いに交差する２つの方向を第１方向および第２方向としたとき、前記振動付与部は、前記第１方向の振動と、前記第２方向の振動と、を時分割で付与する請求項１または２に記載の充填装置。
【請求項４】
前記第１方向の振動を表す並進ベクトルを、それぞれ前記底面に投影したとき、前記底面の慣性主軸と前記並進ベクトルのなす角度が３０°以下である請求項３に記載の充填装置。
【請求項５】
前記振動面の面内において互いに交差する２つの方向を第１方向および第２方向としたとき、前記振動付与部は、前記第１方向の振動と、前記第２方向の振動と、を同時に付与する請求項１または２に記載の充填装置。
【請求項６】
前記底面は、多角形をなしており、
前記第１方向の振動を表す並進ベクトルと前記第２方向の振動を表す並進ベクトルとの合成ベクトルを、前記底面に投影したとき、前記底面の対角線と前記合成ベクトルとのなす角度が３０°以下である請求項５に記載の充填装置。
【請求項７】
前記振動面の面内において互いに交差する２つの方向を第１方向および第２方向としたとき、前記振動付与部は、前記第１方向の振動と、前記第２方向の振動と、を時分割で付与する第１振動パターンと、前記第１方向の振動と、前記第２方向の振動と、を同時に付与する第２振動パターンと、を交互に繰り返す請求項１または２に記載の充填装置。
【請求項８】
前記容器は、鉛直方向から見たとき、前記内部空間が前記開口と重ならない部分を有している請求項１ないし７のいずれか１項に記載の充填装置。
【請求項９】
前記液体吸収体は、さらに、繊維を有する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の充填装置。
【請求項１０】
前記液体吸収体は、小片状をなしている請求項１ないし９のいずれか１項に記載の充填装置。
【請求項１１】
内部空間と、前記内部空間と外部とを連通させる開口と、底面と、を備える容器に対し、液体を吸収可能な吸水性樹脂を有する液体吸収体を充填する充填方法であって、
前記液体吸収体を前記開口から前記内部空間に向けて投入する投入工程と、
前記液体吸収体が投入された前記容器に振動を付与する加振工程と、
を有し、
前記加振工程は、水平面とのなす角度が、０°±３０°以内の角度範囲で構成される振動面とした振動を前記容器に対して付与することを特徴とする充填方法。
【請求項１２】
前記振動の振幅は、前記液体吸収体の平均長さの２５％以上３００％以下である請求項１１に記載の充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充填装置および充填方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、インクジェットプリンターでは、通常、インクの目詰まりによる印刷品質の低下を防止するために実施されるヘッドクリーニングや、インクカートリッジ交換後のインク充填の際に、廃インクが発生する。そこで、このような廃インクがプリンター内部の機構等に対する不本意な付着が生じないようにするため、インクジェットプリンターは、廃インクを吸収する液体吸収体を備えている。
【０００３】
液体吸収体は、通常、容器内に充填されている。これにより、容器内に供給された廃インクを、液体吸収体に徐々に吸収させることができる。このため、容器内には、液体吸収体をできるだけ隙間なく充填することが望まれる。
【０００４】
特許文献１には、粒子状吸水剤を充填容器に充填する方法であって、充填容器を鉛直方向または鉛直方向±３０°の方向に振動させることにより、粒子状吸水剤を充填する方法が開示されている。これにより、偏析の少ない充填状態を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−６１８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、特許文献１に記載の充填方法では、吸水剤を均一に充填するまでに長時間を要することが課題になっている。具体的には、吸水剤が容器に投入されると、投入位置から山盛りの状態になる。その後、特許文献１に記載されているように鉛直方向の振動を加えると、吸水剤は徐々に広がっていくものの、容器の隅々にまで充填するためには、長い時間を要するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下のものとして実現することが可能である。
【０００８】
本発明の充填装置は、内部空間と、前記内部空間と外部とを連通させる開口と、底面と、を備える容器に対し、液体を吸収可能な吸水性樹脂を有する液体吸収体を充填する充填装置であって、
前記容器を載置するステージと、
前記ステージに載置されている前記容器に対して振動を付与する振動付与部と、
を有し、
前記振動は、水平面とのなす角度が、０°±３０°以内の角度範囲で構成される振動面として付与されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の充填方法は、内部空間と、前記内部空間と外部とを連通させる開口と、底面と、を備える容器に対し、液体を吸収可能な吸水性樹脂を有する液体吸収体を充填する充填方法であって、
前記液体吸収体を前記開口から前記内部空間に向けて投入する投入工程と、
前記液体吸収体が投入された前記容器に振動を付与する加振工程と、
を有し、
前記加振工程は、水平面とのなす角度が、０°±３０°以内の角度範囲で構成される振動面とした振動を前記容器に対して付与することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る充填装置を鉛直方向に平行な平面で切断したときの断面図である。
【図２】図１に示す充填装置を鉛直上方から見たときの上面図である。
【図３】図２に示す容器の底面と、振動付与部によって付与される振動を表す並進ベクトルと、の関係を表す図である。
【図４】図２に示す容器の底面と、振動付与部によって付与される振動を表す並進ベクトルと、の関係を表す別の図である。
【図５】図２に示す容器の底面と、振動付与部によって付与される振動の方向と、の関係を表すさらに別の図である。
【図６】第１実施形態に係る充填方法を示す工程図である。
【図７】図６に示す充填方法を説明するための図である。
【図８】図６に示す充填方法を説明するための図である。
【図９】第２実施形態に係る充填装置を鉛直方向に平行な平面で切断したときの断面図である。
【図１０】図９に示す液体吸収体を示す図である。
【図１１】図９に示す液体吸収体を示す図である。
【図１２】図９に示す液体吸収体を示す図である。
【図１３】図１１および図１２に示す液体吸収体を製造する方法の一例を説明するための図である。
【図１４】図１１および図１２に示す液体吸収体を製造する方法の一例を説明するための図である。
【図１５】図１１および図１２に示す液体吸収体を製造する方法の一例を説明するための図である。
【図１６】図１１および図１２に示す液体吸収体の変形例を示す図である。
【図１７】図１１および図１２に示す液体吸収体の変形例を示す図である。
【図１８】図１１および図１２に示す液体吸収体の変形例を示す図である。
【図１９】図９に示す充填装置による充填方法を説明するための図である。
【図２０】図９に示す充填装置による充填方法を説明するための図である。
【図２１】第３実施形態に係る充填装置を鉛直方向に平行な平面で切断したときの断面図である。
【図２２】図２１に示す充填装置を鉛直上方から見たときの上面図である。
【図２３】第３実施形態に係る充填方法を説明するための図である。
【図２４】第３実施形態に係る充填方法を説明するための図である。
【図２５】第４実施形態に係る充填装置を鉛直方向に平行な平面で切断したときの断面図である。
【図２６】第５実施形態に係る充填装置を鉛直方向に平行な平面で切断したときの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の充填装置および充填方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
≪第１実施形態≫
まず、第１実施形態について説明する。
【００１２】
＜充填装置＞
図１は、第１実施形態に係る充填装置を鉛直方向に平行な平面で切断したときの断面図である。図２は、図１に示す充填装置を鉛直上方から見たときの上面図である。
【００１３】
図１に示す充填装置１００は、ステージ２０と、振動付与部３０と、を有している。そして、ステージ２０上には、容器９が載置されている。また、容器９には、液体吸収体１０が投入されている。この液体吸収体１０を容器９に充填するため、充填装置１００が用いられる。
ここでは、まず、充填装置１００の説明に先立ち、容器９について説明する。
【００１４】
容器９は、液体吸収体１０を収納する容器である。液体吸収体１０は、液体を吸収する能力を有する材料であって、吸収した液体を保持する。このため、容器９内に液体吸収体１０を収納することにより、容器９に供給された液体を保持することができるので、液体がこぼれたり、周囲に飛び散ったりするのを抑制することができる。
【００１５】
図１に示す容器９は、壁部９１によって画成された内部空間９３と、内部空間９３と外部とを連通される開口９２と、を有する。壁部９１で囲まれてなる内部空間９３は、液体吸収体１０を収納するとともに、液体を貯留する有底の空間である。また、壁部９１の下面が、容器９の底面９４である。容器９は、この底面９４をステージ２０に当接させることによって自立している。なお、容器９がこのように自立するか否かは、特に限定されず、例えば容器９が転倒しないように充填装置１００によって支持されていてもよい。
【００１６】
図１に示す底面９４は、鉛直方向から見たとき、図２に示すように、図２の左右方向に長軸を有する長方形をなしている。なお、底面９４の形状は、特に限定されず、長方形以外の形状、例えば正方形であってもよく、平行四辺形、五角形、六角形のような多角形であってもよく、真円、長円、楕円のような円形であってもよく、異形状であってもよい。
【００１７】
壁部９１は、底面９４を鉛直下方側の主面とする底部９１１と、底部９１１の縁から上方に向かって立設された側部９１２と、を有している。そして、側部９１２の上端で囲まれた領域は、内部空間９３の上端に相当し、内部空間９３と外部とを連通する開口９２になっている。
【００１８】
本実施形態に係る充填装置１００は、容器９に振動を付与することにより、内部空間９３の液体吸収体１０を効率よく移動させ、内部空間９３全体に液体吸収体１０を均一にかつ短時間で充填するための装置である。
【００１９】
液体吸収体１０は、後に詳述するが、液体を吸収可能な吸水性樹脂と、を含んでいる。そして、液体吸収体１０の形態は、粒子状をなしている。
【００２０】
このような液体吸収体１０は、流動性が低い。このため、この液体吸収体１０を容器９に充填するためには、充填装置１００によって液体吸収体１０を効率よく移動させることが必要になる。
【００２１】
次に、充填装置１００の各部について説明する。
ステージ２０は、容器９の底面９４を支持する部材である。ステージ２０の形状は、特に限定されないが、例えば板状とされる。
【００２２】
このようなステージ２０の構成材料は、容器９を支持可能な剛性を有する材料であれば、特に限定されず、例えば金属材料、セラミックス材料、樹脂材料等が挙げられる。
【００２３】
また、本実施形態に係る充填装置１００は、ステージ２０と容器９との間に介挿されたシート４０を備えている。したがって、図１に示すステージ２０は、シート４０を介して容器９の底面９４を支持している。
【００２４】
シート４０は、容器９の底面９４に対して摩擦係数が比較的小さい材料で構成されている。具体的には、シート４０の構成材料として、フッ素樹脂、シリコーン樹脂のような樹脂材料、グラファイトのような炭素材料等が挙げられる。このようなシート４０を設けることにより、シート４０に対する容器９の摺動抵抗を下げることができ、シート４０上に載置された容器９は、小さな力でも滑らかに摺動する。
【００２５】
なお、シート４０は、必要に応じて設けられればよく、例えばステージ２０の表面の摩擦係数が小さい場合には、省略されてもよい。また、シート４０に代えて、ステージ２０の表面の摩擦係数を下げるように、薄膜を形成したり、凹凸を加工したりする表面処理を施すようにしてもよい。
【００２６】
ステージ２０およびシート４０を鉛直方向から見たときの大きさは、特に限定されないが、底面９４全体を支持し得る大きさであるのが好ましい。また、後述する振動付与部３０によってシート４０の表面を摺動することを考慮すれば、摺動の延長を上回る大きさであるのがより好ましい。
【００２７】
図１および図２に示す振動付与部３０は、ステージ２０上に載置されている容器９に振動を付与する。なお、本実施形態に係るステージ２０の上面は、水平面と平行になっている。また、図１および図２において、互いに直交する３つの軸を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とする。そして、ステージ２０の上面に直交する軸、すなわち鉛直軸をＺ軸とし、ステージ２０の上面、つまり水平面内において互いに直交する２つの軸をＸ軸およびＹ軸とする。したがって、本実施形態は、容器９の底面９４がＸ−Ｙ面と平行であり、かつ、水平面と平行になっている例である。
【００２８】
振動付与部３０は、容器９がＸ軸方向に往復運動するように振動を付与する第１軸方向加振部３１と、容器９がＹ軸方向に往復運動するように振動を付与する第２軸方向加振部３２と、を備えている。
【００２９】
このうち、第１軸方向加振部３１は、第１軸シリンダー３１１と、第１軸シリンダー３１１で発生する駆動力によりＸ軸方向に往復運動するロッド３１２と、ロッド３１２の先端に設けられ、容器９に吸着する吸着パッド３１３と、を備えている。第１軸シリンダー３１１は、例えば空気圧や油圧を変化させることにより、第１軸シリンダー３１１内に一部が挿入されているロッド３１２をＸ軸方向に往復駆動する。吸着パッド３１３は、ロッド３１２の先端に設けられ、容器９に吸着する吸盤等で構成される。
【００３０】
第１軸方向加振部３１によって容器９が加振されると、容器９は、シート４０上を摺動する。そして、容器９内に投入されている液体吸収体１０をＸ軸方向に振動させることができる。
【００３１】
なお、第１軸方向加振部３１の構成は、容器９をＸ軸方向に加振するものであれば、これに限定されない。
【００３２】
一方、第２軸方向加振部３２は、ステージ２０の下方に設けられ、ステージ２０ごと、容器９を加振する。このような第２軸方向加振部３２は、図示しないものの、例えば、ステージ２０の下面を支持する支持部と、前述した第１軸方向加振部３１と同様の第２軸シリンダーと、先端に支持部が装着されたロッドと、を備えている。そして、第２軸シリンダーで発生する駆動力によりロッドをＹ軸方向に往復運動させ、それに伴って支持部、ステージ２０および容器９をＹ軸方向に往復運動させる。
【００３３】
第２軸方向加振部３２によって容器９が加振されると、容器９内に投入されている液体吸収体１０をＹ軸方向に振動させることができる。
【００３４】
なお、第２軸方向加振部３２の構成は、容器９をＹ軸方向に往復運動させるものであれば、これに限定されない。
【００３５】
ここで、容器９に液体吸収体１０を充填する場合、まず、容器９の開口９２の上方に配置したフィーダー８から液体吸収体１０を落下させ、投入する。その結果、液体吸収体１０は、例えば図１に示すように、フィーダー８の直下を頂点とする山盛りの状態で溜まることになる。その後、容器９が加振されることにより、液体吸収体１０が図１に示す矢印のように移動し、最終的には容器９に均一に充填される。
【００３６】
この充填をより短時間で行うため、本実施形態に係る振動付与部３０では、水平面を振動面とする振動を容器９に付与する。このような振動は、液体吸収体１０の水平方向における移動を促す。このため、容器９の内部空間９３に対して短時間で液体吸収体１０を行き渡らせることができる。
【００３７】
なお、振動付与部３０が付与する振動の振動面は、水平面の他、水平面に対して多少傾いた面であってもよい。具体的には、上述したステージ２０は、その上面を水平面とした例であるから、振動面は、水平面と平行である。一方、水平面とのなす角度が３０°以下の面が振動面であっても、上記の効果は得られる。換言すれば、水平面と振動面とのなす角度が３０°以下であればよい。このような角度範囲内の振動面であれば、比較的、水平方向に近い成分を含んだ振動が付与されることになるため、液体吸収体１０の水平方向における移動が生じやすい。その結果、内部空間９３全体に比較的短時間で液体吸収体１０を行き渡らせることができる。
【００３８】
なお、鉛直方向については、重力が液体吸収体１０に働くことから、振動が付与されなくても液体吸収体１０の移動が生じやすい。したがって、内部空間９３のうち、鉛直上端に開口９２を設けるようにすればよい。
【００３９】
また、振動面は、好ましくは、水平面とのなす角度が２０°以下となる面とされ、より好ましくは、水平面とのなす角度が１０°以下となる面とされる。
【００４０】
なお、この角度が前記上限値を上回った場合、液体吸収体１０が水平方向に移動しにくくなるため、例えば容器９の底面９４の中央付近の直上に液体吸収体１０が滞留し続ける。このため、内部空間９３には、液体吸収体１０が充填されない部分が発生し、充填率が低下するおそれがある。
【００４１】
以上のように、本実施形態に係る充填装置１００は、内部空間９３と、この内部空間９３と外部とを連通させる開口９２と、底面９４と、を備える容器９に対し、液体を吸収可能な吸水性樹脂を有する液体吸収体１０を充填する装置である。この充填装置１００は、容器９を載置するステージ２０と、ステージ２０に載置されている容器９に対して振動を付与する振動付与部３０と、を有している。そして、振動付与部３０が付与する振動は、水平面とのなす角度が０°±３０°以内の角度範囲で構成される振動面として付与される。
【００４２】
このような充填装置１００によれば、効率よく短時間で液体吸収体１０を均一に充填することができる。その結果、液体吸収体１０を高い充填率で充填することができる。
【００４３】
ここで、図３は、図２に示す容器９の底面９４と、振動付与部３０によって付与された振動による液体吸収体１０の変位方向と、の関係を表す図である。
【００４４】
図３に示す例では、第１軸方向加振部３１により、長方形をなす底面９４の長軸９４１と平行な方向における第１軸振動が容器９に付与され、第２軸方向加振部３２により、長方形をなす底面９４の短軸９４２と平行な方向における第２軸振動が容器９に付与される。すなわち、図３では、底面９４の長軸９４１と平行に第１軸振動を表す並進ベクトルＶ１が位置し、底面９４の短軸９４２と平行に第２軸振動を表す並進ベクトルＶ２が位置する。これらのベクトルは、その向きと長さによって、液体吸収体１０が変位する方向と振幅とを表している。
【００４５】
そして、図３に示す例では、このような第１軸振動および第２軸振動が互いに異なる時間帯で付与される。つまり、振動付与部３０は、第１軸振動（第１方向の振動）と、第２軸振動（第２方向の振動）と、を時分割で付与する。これにより、例えば長方形をなす底面９４を備えた容器９の場合、底面９４の長軸９４１の方向と短軸９４２の方向に、交互に液体吸収体１０が揺動する。その結果、それぞれの方向に交互に液体吸収体１０が移動するため、より短時間で液体吸収体１０を充填することができる。
【００４６】
また、第１軸振動を表す並進ベクトルＶ１を、底面９４に投影したとき、底面９４の長軸９４１（慣性主軸）と並進ベクトルＶ１とのなす角度が図３では０°になっている。つまり、底面９４の長軸９４１の延在方向と並進ベクトルＶ１の方向とが一致している。
【００４７】
ただし、底面９４の長軸９４１と並進ベクトルＶ１との間には多少のずれが許容される。具体的には、この角度は３０°以下であるのが好ましく、２０°以下であるのがより好ましい。充填装置１００に対する容器９の配置、すなわち、並進ベクトルＶ１に対する容器９の配置をこのように設定することで、底面９４の長軸９４１に沿って液体吸収体１０を効率よく揺動させることができる。これにより、容器９の底面９４が異方性の大きい形状である場合、例えば細長い長方形である場合であっても、液体吸収体１０を効率よく充填することができる。
【００４８】
図４は、図２に示す容器９の底面９４と、振動付与部３０によって付与される振動を表す並進ベクトルと、の関係を表す別の図である。
【００４９】
図４に示す例では、図３と同様、第１軸方向加振部３１により、長方形をなす底面９４の長軸９４１と平行な方向における第１軸振動が容器９に付与され、第２軸方向加振部３２により、長方形をなす底面９４の短軸９４２と平行な方向における第２軸振動が容器９に付与される。
【００５０】
そして、図４に示す例では、第１軸振動および第２軸振動が同じ時間帯で付与される。つまり、振動付与部３０は、第１軸振動（第１方向の振動）と、第２軸振動（第２方向の振動）と、を同時に付与する。これにより、例えば長方形をなす底面９４を備えた容器９の場合、底面９４の対角線９４３、９４４の延在方向に液体吸収体１０が揺動する。具体的には、図４に示す例では、前述した第１軸振動を表す並進ベクトルＶ１と第２軸振動を表す並進ベクトルＶ２とが合成されることにより、合成振動が生成され、その合成振動は合成ベクトルＶ３または合成ベクトルＶ４で表される。そして、この合成振動によって、底面９４の対角線９４３または対角線９４４の延在方向に液体吸収体１０が移動するため、より短時間で、内部空間９３に液体吸収体１０を充填することができる。
【００５１】
なお、合成振動を表す合成ベクトルＶ３、Ｖ４は、前述したように、それぞれ並進ベクトルＶ１と並進ベクトルＶ２との合成によるものであるが、並進ベクトルＶ１で表される第１軸振動の位相と、並進ベクトルＶ２で表される第２軸振動の位相と、を適宜変更することにより、合成ベクトルＶ３で表される合成振動、または、合成ベクトルＶ４で表される合成振動を生成することができる。
【００５２】
また、並進ベクトルＶ１、Ｖ２の長さを適宜変更すること、すなわち、第１軸振動および第２軸振動の各振幅を適宜変更することにより、合成振動を表す合成ベクトルＶ３、Ｖ４の長さや方向、すなわち合成振動の振幅や振動方向を制御することができる。
【００５３】
なお、第１軸振動および第２軸振動の各振幅を変更するには、例えば第１軸方向加振部３１のロッド３１２のストロークおよび第２軸方向加振部３２のロッドのストロークをそれぞれ変更するようにすればよい。
【００５４】
図４に示す底面９４は、前述したように四角形をなしている。そして、並進ベクトルＶ１と並進ベクトルＶ２との合成ベクトルＶ３、Ｖ４を、底面９４に投影したとき、底面９４の対角線９４３と合成ベクトルＶ３とのなす角度および底面９４の対角線９４４と合成ベクトルＶ４とのなす角度は、図４では０°になっている。つまり、対角線９４３の延在方向と合成ベクトルＶ３の方向とが一致しているか、または、対角線９４４の延在方向と合成ベクトルＶ４の方向とが一致している。
【００５５】
ただし、これらの間には多少のずれが許容される。具体的には、底面９４の対角線９４３と合成ベクトルＶ３とのなす角度および底面９４の対角線９４４と合成ベクトルＶ４とのなす角度は、３０°以下であるのが好ましく、２０°以下であるのがより好ましい。合成ベクトルＶ３、Ｖ４に対する容器９の配置をこのように設定することで、底面９４の対角線９４３、９４４の延在方向に向かって液体吸収体１０を効率よく揺動させることができる。これにより、より短時間で、液体吸収体１０を効率よく充填することができる。
なお、底面９４は、四角形に限定されず、対角線を持つ任意の多角形であってもよい。
【００５６】
また、振動付与部３０は、第１軸振動（第１方向の振動）と、第２軸振動（第２方向の振動）と、を時分割で付与する第１振動パターンと、第１軸振動と、第２軸振動と、を同時に付与する第２振動パターンと、を交互に繰り返すのが好ましい。このように振動パターンを変えることにより、例えば容器９の一部に液体吸収体１０が意図せず集合してしまい、流動性が低下してしまうのを抑制することができる。つまり、一定の振動パターンが続いた場合、容器９の形状によっては、液体吸収体１０のかさ密度が意図せず高くなる部分が生じてしまうおそれがあるところ、振動パターンを変えることにより、かかる部分が発生するのを抑制することができる。その結果、より短時間で液体吸収体１０を効率よく充填することができる。
【００５７】
なお、振動パターンは、この他に、第１軸振動のみというパターンであってもよく、第２軸振動のみというパターンであってもよい。
【００５８】
図５は、図２に示す容器９の底面９４と、振動付与部３０によって付与される振動の方向と、の関係を表すさらに別の図である。
【００５９】
図５に示す例では、前述した並進ベクトルＶ１と並進ベクトルＶ２との合成に際し、１周期ごとに、並進ベクトルＶ１および並進ベクトルＶ２の少なくとも一方について、長さを変化させる。具体的には、第１軸方向加振部３１のロッド３１２のストロークおよび第２軸方向加振部３２のロッドのストロークの少なくとも一方を変更する。これにより、これらの並進ベクトルＶ１、Ｖ２を合成してなる合成ベクトルＶＲは、１周期ごとに方向や長さが異なる。つまり、液体吸収体１０に付与される振動は、１周期ごとに、方向や振幅が異なる振動となる。その結果、振動付与部３０は、振動方向や振幅がランダムに変化する振動を容器９に付与することができる。このような振動は、液体吸収体１０を特に偏在しにくくさせることができるので、より短時間で、液体吸収体１０を特に効率よく充填することができる。
【００６０】
なお、並進ベクトルＶ１および並進ベクトルＶ２の少なくとも一方について、長さを変化させるのは、前述したような１周期ごとであっても、２周期以上ごとであってもよい。つまり、第１軸方向加振部３１のロッド３１２のストロークおよび第２軸方向加振部３２のロッドのストロークの少なくとも一方を変更するのは、１周期ごとであっても、２周期以上ごとであってもよい。
【００６１】
また、並進ベクトルＶ１で表される第１軸振動と、並進ベクトルＶ２で表される第２軸振動は、互いに同期していても、非同期であってもよい。互いに同期させた場合、つまり、第１軸振動の周波数と第２軸振動の周波数が同じで、位相も同じ場合には、合成ベクトルＶＲを底面９４の長軸９４１と短軸９４２の双方に対して傾斜させることができる。その際、並進ベクトルＶ１、Ｖ２の長さをランダムに変えることで、合成ベクトルＶＲの方向もランダムに変化するため、周波数は一定であるものの、振動面内において振動方向および振幅がランダムに変化する振動を生成することができる。一方、互いに非同期である場合には、周波数、振動方向および振幅がランダムに変化する振動を生成することができる。
【００６２】
なお、周波数や振動方向、振幅は、必ずしもランダムに変化する必要はなく、所定の規則性に基づいて変化してもよい。
【００６３】
また、第１軸振動および第２軸振動を互いに非同期で付与する場合、振動付与部３０は、上述したような第１軸方向加振部３１および第２軸方向加振部３２を有する構成であってもよいが、例えば空気圧でステージ２０を浮上させる構成であってもよい。この構成では、ステージ２０は空中を浮遊するため、浮遊状態においてはステージ２０が水平面内をランダムに揺動する。したがって、結果的には、容器９に対して、第１軸振動および第２軸振動を互いに非同期で付与することができる。
【００６４】
なお、図１および図２では、第１軸振動の方向（第１方向）がＸ軸方向であり、第２軸振動の方向（第２方向）がＹ軸方向であるから、第１方向と第２方向とが直交しているが、第１方向と第２方向との交差角は、特に限定されず、０°超９０°未満であってもよい。ただし、様々な方向の合成ベクトルで表される振動を効率よく発生させるという観点では、第１方向と第２方向との交差角は、４５°以上９０°以下であるのが好ましく、６０°以上９０°以下であるのがより好ましい。
【００６５】
また、前述したように、振動面は、水平面とのなす角度が０°±３０°以内の角度範囲で構成される面とされるが、例えば振動面と水平面とのなす角度が０°超３０°以下の範囲の場合には、充填装置１００全体を傾け、それによってステージ２０の上面を水平面に対して傾けるようにしてもよく、第１軸方向加振部３１および第２軸方向加振部３２に加え、容器９がＺ軸方向に往復運動するように振動を付与する第３軸方向加振部を設けるようにしてもよい。後者の場合、合成ベクトルが含まれる平面、つまり合成振動の振動面が前述した角度範囲を満たしていればよい。さらに、Ｚ軸方向に往復運動する振動のみの時間帯があってもよいが、その場合でも、前述した角度範囲を満たす振動面での振動を付与する時間帯が設けられればよい。
【００６６】
（液体吸収体）
図１または図２に示すように、液体吸収体１０は、複数の粒子状をなす吸水性樹脂３で構成される。
【００６７】
このような液体吸収体１０は、形状を自由に変化させることができる。よって、容器９内に所望の量を収納することができる。その結果、液体の吸収特性にムラが生じるのを防止することができる。
【００６８】
なお、本明細書における「吸水」とは、水系溶媒、有機溶媒等の液体を吸収することをいう。
【００６９】
吸水性樹脂３は、吸水性を有する樹脂であればよく、特に限定されないが、例えば、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、澱粉−アクリル酸グラフト共重合体、澱粉−アクリロニトリルグラフト共重合体の加水分解物、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、イソブチレンとマレイン酸との共重合体等、アクリロニトリル共重合体やアクリルアミド共重合体の加水分解物、ポリエチレンオキサイド、ポリスルフォン酸系化合物、ポリグルタミン酸や、これらの塩、中和物または架橋体等が挙げられる。ここで、吸水性とは、親水性を有し、水分を保持する機能をいう。なお、吸水性樹脂３は、吸水してゲル化してもよい。
【００７０】
中でも、吸水性樹脂３は、側鎖に官能基を有する樹脂が好ましい。官能基としては、例えば、酸基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アミノ基等が挙げられる。
【００７１】
特に、吸水性樹脂３は、側鎖に酸基を有する樹脂であるのが好ましく、側鎖にカルボキシル基を有する樹脂であるのがより好ましい。
【００７２】
側鎖を構成するカルボキシル基含有単位としては、例えば、アクリル酸、メタアクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、クロトン酸、フマル酸、ソルビン酸、ケイ皮酸やこれらの無水物、塩等の単量体から誘導されるものが挙げられる。
【００７３】
側鎖に酸基を有する吸水性樹脂３を含む場合、当該吸水性樹脂３中に含まれる酸基のうち中和されて塩を形成しているものの割合は、３０ｍｏｌ％以上１００ｍｏｌ％以下であるのが好ましく、５０ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％以下であるのがより好ましく、６０ｍｏｌ％以上９０ｍｏｌ％以下であるのがさらに好ましく、７０ｍｏｌ％以上８０ｍｏｌ％以下であるのがもっとも好ましい。これにより、吸水性樹脂３による液体の吸収性をより優れたものとすることができる。
【００７４】
中和の塩の種類は、特に限定されず、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩等のアルカリ金属塩、アンモニア等の含窒素塩基性物の塩等が挙げられるが、中でもナトリウム塩が好ましい。これにより、吸水性樹脂３による液体の吸収性をより優れたものとすることができる。
【００７５】
側鎖に酸基を有する吸水性樹脂３は、インク吸収時に酸基同士の静電反発が起こり、吸収速度が速くなるため好ましい。また、酸基が中和されていると、浸透圧により液体が吸水性樹脂３内部に吸収され易くなる。
【００７６】
吸水性樹脂３は、側鎖に酸基を含有していない構成単位を有していてもよく、このような構成単位としては、例えば、親水性の構成単位、疎水性の構成単位、重合性架橋剤となる構成単位等が挙げられる。
【００７７】
前記親水性の構成単位としては、例えば、アクリルアミド、メタアクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクレリート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−アクリロイルピペリジン、Ｎ−アクリロイルピロリジン等のノニオン性化合物から誘導される構成単位等が挙げられる。なお、本明細書において（メタ）アクリルおよび（メタ）アクリレートとは、アクリルまたはメタクリル、および、アクリレートまたはメタクリレートであることを意味する。
【００７８】
前記疎水性の構成単位としては、例えば、（メタ）アクリルニトリル、スチレン、塩化ビニル、ブタジエン、イソブテン、エチレン、プロピレン、ステアリル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート等の化合物から誘導される構成単位等が挙げられる。
【００７９】
前記重合性架橋剤となる構成単位としては、例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアクリレート、アリルグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、ビスフェノールジアクリレート、イソシアヌル酸ジアクリレート、テトラアリルオキシエタン、ジアリルオキシ酢酸塩等から誘導される構成単位等が挙げられる。
【００８０】
吸水性樹脂３は、ポリアクリル酸塩共重合体またはポリアクリル酸重合架橋体を含有するのが好ましい。これにより、例えば、液体に対する吸収性能が向上したり、製造コストを抑えたりといった利点がある。
【００８１】
ポリアクリル酸重合架橋体としては、分子鎖を構成する全構成単位に占めるカルボキシル基を有する構成単位の割合が、５０ｍｏｌ％以上のものが好ましく、８０ｍｏｌ％以上のものがより好ましく、９０ｍｏｌ％以上のものがさらに好ましい。カルボキシル基を含有する構成単位の割合が少なすぎると、液体の吸収性能を十分に優れたものとすることが困難になる可能性がある。
【００８２】
ポリアクリル酸重合架橋体中のカルボキシル基は、一部が中和、すなわち部分中和されて塩を形成していることが好ましい。ポリアクリル酸重合架橋体中の全カルボキシル基中に占める中和されているものの割合は、３０ｍｏｌ％以上９９ｍｏｌ％以下であるのが好ましく、５０ｍｏｌ％以上９９ｍｏｌ％以下であるのがより好ましく、７０ｍｏｌ％以上９９ｍｏｌ％以下であるのがさらに好ましい。
【００８３】
また、吸水性樹脂３は、前述した重合性架橋剤以外の架橋剤で架橋した構造を有していてもよい。
【００８４】
吸水性樹脂３が酸基を有する樹脂である場合、当該架橋剤としては、例えば、酸基と反応する官能基を複数持った化合物を好ましく用いることができる。
【００８５】
吸水性樹脂３が酸基と反応する官能基を有する樹脂である場合には、当該架橋剤として、分子内に酸基と反応する官能基を複数個有する化合物を好適に用いることができる。
【００８６】
酸基と反応する官能基を複数個有する化合物としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、（ポリ）グリセリンポリグリシジルエーテル、ジグリセリンポリグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル化合物；（ポリ）グリセリン、（ポリ）エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、ポリオキシエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の多価アルコール類；エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、ポリエチレンイミン、ヘキサメチレンジアミン等の多価アミン類等が挙げられる。また、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム等の多価イオン類等も、吸水性樹脂３が有する酸基と反応して架橋剤として機能するため、好適に用いることができる。
【００８７】
吸水性樹脂３は、例えば、鱗片状、針状、繊維状、粒子状等、いかなる形状をなしていてもよいが、粒子状をなしているのが好ましい。吸水性樹脂３が粒子状をなしている場合には、液体の浸透性を容易に確保することができる。また、繊維基材２に吸水性樹脂３を好適に担持させることができる。なお、粒子状とは、アスペクト比、すなわち最大長さと最少長さとの比が０．３以上１．０以下のもののことをいう。粒子の平均粒径は、５０μｍ以上８００μｍ以下であるのが好ましく、１００μｍ以上６００μｍ以下であるのがより好ましく、２００μｍ以上５００μｍ以下であるのがさらに好ましい。
【００８８】
また、液体吸収体１０は、前述した成分以外の成分を含んでいてもよい。このような成分としては、例えば、界面活性剤、潤滑剤、消泡剤、フィラー、ブロッキング防止剤、紫外線吸収剤、顔料、染料等の着色剤、難燃剤、流動性向上剤等が挙げられる。
【００８９】
＜充填方法＞
図６は、第１実施形態に係る充填方法を示す工程図である。図７および図８は、それぞれ図６に示す充填方法を説明するための図である。
【００９０】
図６に示す充填方法は、充填装置１００を用いて容器９に液体吸収体１０を充填する方法である。具体的には、この充填方法は、前述したような形状を有する容器９、すなわち、内部空間９３と、この内部空間９３と外部とを連通させる開口９２と、底面９４と、を備える容器９に対し、液体を吸収可能な吸水性樹脂３を有する液体吸収体１０を充填する方法である。かかる充填方法は、液体吸収体１０を開口９２から内部空間９３に向けて投入する投入工程Ｓ１と、液体吸収体１０が投入された容器９に振動を付与する加振工程Ｓ２と、を有する。そして、容器９に付与する振動は、水平面とのなす角度が０°±３０°以下の角度範囲で構成される振動面とする。
【００９１】
このような充填方法によれば、短時間で均一に液体吸収体１０を充填することができる。
【００９２】
以下、各工程について順次説明する。
［１］投入工程Ｓ１
まず、容器９の開口９２の上方に配置したフィーダー８から内部空間９３に向けて液体吸収体１０を落下させ、投入する。投入された液体吸収体１０は、自重によって落下し、図７に示すように、内部空間９３のうち、フィーダー８の直下を頂上とする山盛りの形状に溜まる。
【００９３】
［２］加振工程Ｓ２
次に、液体吸収体１０が投入された容器９に振動を付与する。この振動は、前述したように、振動面と水平面とのなす角度が０°±３０°以下の角度範囲内で付与されるものである。これにより、液体吸収体１０は、内部空間９３を水平に揺動する。そして、比較的短時間の振動により、図８に示すように、内部空間９３全体に液体吸収体１０が均一に充填される。
【００９４】
≪第２実施形態≫
次に、第２実施形態について説明する。
【００９５】
図９は、第２実施形態に係る充填装置を鉛直方向に平行な平面で切断したときの断面図である。図１０ないし図１２は、それぞれ図９に示す液体吸収体１０を示す図であって、図１０および図１１はそれぞれ斜視図であり、図１２は断面図である。
【００９６】
本実施形態は、液体吸収体が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図９ないし図１２において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００９７】
図９に示すように、本実施形態に係る液体吸収体１０は、複数の小片１を有する小片集合体で構成されている。具体的には、図１０ないし図１２に示すように、本実施形態に係る液体吸収体１０は、繊維を含有する繊維基材２と、吸水性樹脂３と、を有する小片１を複数備える小片集合体で構成される。すなわち、本実施形態に係る液体吸収体１０は、さらに繊維を有している。
【００９８】
これにより、小片集合体に液体が付与された場合に、小片１と液体との接触する機会を多く確保することができるとともに、液体と小片１との接触面積を多く確保することができる状態で、繊維基材２が液体を一旦保持する。その後、液体を繊維から吸水性樹脂３により効率よく送り込むことができ、液体吸収体１０全体としての液体の吸収特性を向上させることができる。
【００９９】
また、液体吸収体１０は、小片１を複数備える小片集合体で構成されているため、形状を自由に変化させることができる。よって、容器９内に所望の量を収納することができるとともに、かさ密度の調整を容易に行うことができる。その結果、液体の吸収特性にムラが生じるのを防止することができる。
【０１００】
さらに、吸水性樹脂３は、少なくとも一部が繊維基材２に含浸されているのが好ましい。これにより、吸水性樹脂３が繊維基材２から離脱しにくくなる。その結果、上述したような液体の吸収特性が長期にわたって発現するとともに、容器９内で小片１から吸水性樹脂３が脱落するのを防止することができる。よって、吸水性樹脂３が容器９内で偏在するのを防止することができる。その結果、液体の吸収特性にムラが生じるのを防止することができる。
【０１０１】
小片集合体において、各小片１の構成は、ほぼ同じであるため、以下、１枚の小片１について代表的に説明する。
【０１０２】
前述したように、小片１は、繊維を含有する繊維基材２と、吸水性樹脂３と、を有している。また、繊維基材２と吸水性樹脂３との間には接着剤４が介在している。なお、この接着剤４は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。
【０１０３】
また、吸水性樹脂３は、繊維基材２の一方の面、例えば図１１の表面２１に担持されている。これにより、表面２１に到達した液体を吸収することができるとともに、裏面２２に到達した液体を迅速に伝搬することができる。
【０１０４】
なお、裏面２２にも吸水性樹脂３が担持されていてもよい。この場合、表面２１と裏面２２とで、吸水性樹脂３の付着量が異なっていてもよい。これにより、液体の吸収および伝搬を両立することができる。
【０１０５】
繊維基材２は、吸水性樹脂３を好適に担持し、吸水性樹脂３の脱落をより好適に防止する。また、小片１に液体が付与された場合に、当該液体を繊維基材２が一旦保持し、その後、吸水性樹脂３により効率よく送り込むことができるので、小片１全体としての液体の吸収特性を向上させることができる。また、一般に、セルロース繊維等の繊維、特に古紙由来の繊維は、吸水性樹脂３に比べて安価であり、小片１の製造コストの低減の観点からも有利である。また、廃棄物の削減、資源の有効活用等の観点からも有利である。
【０１０６】
繊維としては、例えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等の合成樹脂繊維；セルロース繊維、ケラチン繊維、フィブロイン繊維等の天然樹脂繊維やその化学修飾物等が挙げられ、これらを単独でまたは適宜混合して用いることができるが、セルロース繊維を主とするのが好ましく、ほぼ全部がセルロース繊維であるのがより好ましい。
【０１０７】
セルロースは、好適な親水性を有する材料であるため、小片１に液体が付与された場合に、当該液体を好適に取り込むことができ、流動性が特に高い状態、例えば粘度が１０ｍＰａ・ｓ以下の状態を速やかに脱することができるとともに、一旦取り込んだ液体を、好適に吸水性樹脂３に送り込むことができる。その結果、小片１全体としての液体の吸収特性を特に優れたものとすることができる。また、セルロースは、一般に吸水性樹脂３との親和性が高いため、繊維の表面に吸水性樹脂３をより好適に担持させることができる。また、セルロース繊維は、再生可能な天然素材で、各種繊維の中でも、安価で入手が容易であるため、小片１の生産コストの低減、安定的な生産、環境負荷の低減等の観点からも有利である。
【０１０８】
なお、本明細書において、セルロース繊維とは、化合物としてのセルロース、すなわち狭義のセルロースを主成分とし、かつ繊維状をなすものであればよく、セルロースの他に、ヘミセルロース、リグニンを含んでいてもよい。
【０１０９】
繊維の平均長さは、特に限定されないが、０．１ｍｍ以上７ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であるのがより好ましく、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下であるのがさらに好ましい。繊維の平均径は、特に限定されないが、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であるのがより好ましい。
【０１１０】
繊維の平均アスペクト比、すなわち平均幅に対する平均長さの比率は、特に限定されないが、１０以上１０００以下であるのが好ましく、１５以上５００以下であるのがより好ましい。
【０１１１】
以上のような数値範囲により、吸水性樹脂３の担持や、繊維による液体の保持、液体の吸水性樹脂３への送り込みをより好適に行うことができ、小片１全体としての液体の吸収特性をより優れたものとすることができる。
【０１１２】
また、図１２に示すように、吸水性樹脂３は、繊維基材２の表面２１に担持されている。また、吸水性樹脂３は、繊維基材２の内側に一部が入り込んでいてもよい。すなわち、吸水性樹脂３は、一部が繊維基材２に含浸していてもよい。これにより、吸水性樹脂３の繊維基材２に対する担持力を高めることができる。そして、容器９内で吸水性樹脂３が脱落するのを防止することができる。その結果、液体の吸収特性を長期にわたって有するとともに、吸水性樹脂３が容器９内で偏在するのを防止することができ、液体の吸収特性にムラが生じるのを防止することができる。
【０１１３】
なお、本明細書中における「含浸」とは、吸水性樹脂３の粒子の少なくとも一部が繊維基材２の内側に入り込んでいる状態のことをいう。また、全ての粒子が含浸していなくてもよい。また、吸水性樹脂３の粒子が軟化によって繊維基材２を貫通していてもよい。
【０１１４】
小片１における吸水性樹脂３の含有量は、繊維基材２の２５質量％以上３００質量％以下であるのが好ましく、５０質量％以上１５０質量％以下であるのがより好ましい。これにより、吸水性および浸透性を十分に確保することができる。小片１における吸水性樹脂３の含有量が少なすぎると、吸水性が不十分になる可能性がある。一方、小片１における吸水性樹脂３の含有量が多すぎると、小片１の膨張率が大きくなる傾向を示し、浸透性が低下するおそれがある。
【０１１５】
また、本実施形態に係る液体吸収体１０は、必要に応じて、接着剤４を含んでいてもよい。接着剤４は、繊維基材２と吸水性樹脂３とを接着するとともに、吸水性樹脂３同士、繊維同士の接着も担う。これにより、吸水性樹脂３の繊維基材２への担持力を高めることができ、吸水性樹脂３が繊維基材２から脱落しにくくなる。よって、上述した効果をより確実に発揮することができる。
【０１１６】
なお、接着剤４による接着は、小片１を製造する際、吸水性樹脂３と水を含む液体との接触により、吸水性樹脂３が軟化することによって発現する粘着性またはタック性によって代替可能である。すなわち、加水によって接着剤４の機能が代替される。
【０１１７】
加水以外の方法で接着する場合、接着剤４としては、特に限定されず、水溶性接着剤や有機系接着剤等を用いることができるが、中でも水溶性接着剤であるのが好ましい。これにより、液体が水系であった場合、吸水性樹脂３の表面に水溶性接着剤が付着していたとしても、液体が接着剤４と接触した際に水溶性接着剤が溶けることにより、吸水性樹脂３による液体の吸収が、水溶性接着剤によって阻害されるのを防止することができる。
【０１１８】
接着剤４として水溶性接着剤を用いた場合、その水溶性接着剤としては、例えば、カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白等の蛋白質類、澱粉や酸化澱粉等の各種澱粉類、ポリビニルアルコール、カチオン性ポリビニルアルコール、シリル変性ポリビニルアルコール等の変性ポリビニルアルコールを含むポリビニルアルコール類、カルボキシメチルセルロースやメチルセルロース等のセルロース誘導体、水性ポリウレタン樹脂、水性ポリエステル樹脂等が挙げられる。
【０１１９】
これらの接着剤の中でも表面強度の点からポリビニルアルコールを用いることが好ましい。これにより、繊維基材２と吸水性樹脂３との接着力を十分に高めることができる。
【０１２０】
なお、吸収する液体の種類に応じて接着剤４の種類を選定することにより、液体の種類に関わらず、上記効果を発揮することができる。
【０１２１】
小片１における接着剤４の含有量は、繊維に対して１．０質量％以上７０質量％以下であるのが好ましく、２．５質量％以上５０質量％以下であるのがより好ましい。これにより、接着剤４を含有することの効果をより顕著に得られる。接着剤４の含有量が少なすぎると、接着剤４を含有することの効果を十分に得られない。一方、接着剤４の含有量が多すぎても、吸水性樹脂３の担持力の向上がそれ以上顕著に得られない。
【０１２２】
また、図１１に示すように、各小片１は、可撓性を有するとともに長尺状をなすものであるのが好ましい。これにより、各小片１は、変形し易いものとなる。これらの小片１の集合体を容器９に収納した際、各小片１は、容器９の内側の形状に関わらず変形して、すなわち、形状追従性が発揮されるため、液体吸収体１０は、一括して無理なく収納される。また、液体吸収体１０全体としての液体との接触面積をより広く確保することができ、よって、液体を吸収する吸収性能が向上する。
【０１２３】
小片１の全長と幅とのアスペクト比は、１以上２００以下であるのが好ましく、１以上３０以下であるのがより好ましい。小片１の厚さについても、例えば、０．０５ｍ以上２ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であるのがより好ましい。
【０１２４】
小片１の全長、すなわち長辺方向の長さは、容器９の形状や大きさにもよるが、例えば、０．５ｍｍ以上２００ｍｍ以下であるのが好ましく、１ｍｍ以上１００ｍｍ以下であるのがより好ましく、２ｍｍ以上３０ｍｍ以下であるのがさらに好ましい。
【０１２５】
また、小片１の幅、すなわち短辺方向の長さも、容器９の形状や大きさにもよるが、例えば、０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下であるのが好ましく、０．３ｍｍ以上５０ｍｍ以下であるのがより好ましく、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であるのがさらに好ましい。
【０１２６】
以上のような数値範囲により、吸水性樹脂３の担持や、繊維基材２による液体の保持・当該液体の吸水性樹脂３への送り込みをより好適に行うことができ、小片１全体としての液体の吸収特性をより優れたものとすることができる。さらに、液体吸収体１０全体として変形させ易く、容器９への形状追従性に優れる。
【０１２７】
なお、小片集合体には、全長、幅、アスペクト比、厚さのうちの少なくとも１つが同じ小片１が含まれていてもよいし、これらが全て異なる小片１が含まれていてもよい。
【０１２８】
また、小片１の繊維基材２の表面２１の面積をａ［ｍｍ２］とし、表面２１の法線方向における厚さをｂ［ｍｍ］としたとき、小片１は、ａ１／２／ｂ＞５および０．０１≦ｂ≦１０．００の関係を満たすことが好ましい。これにより、小片１は、液体との接触面積を十分に確保するとともに、容器９への形状追従性にも優れたものとなる。
【０１２９】
小片集合体における、最大幅が３ｍｍ以下の小片１の含有量は、３０質量％以上９０質量％以下であるのが好ましく、４０質量％以上８０質量％以下であるのがより好ましい。これにより、液体の吸収特性にムラが生じるのをより効果的に防止することができる。
【０１３０】
最大幅が２ｍｍ以下の小片１の含有量が少なすぎると、容器９に小片集合体を収納した際に、小片１同士の間に間隙が形成されやすくなり、容器９内において、液体の吸収特性にムラが生じるおそれがある。一方、最大幅が２ｍｍ以下の小片１の含有量が多すぎると、小片１同士の間に間隙を形成するのが難しくなる傾向を示し、小片集合体のかさ密度を調整しにくくなる。
【０１３１】
また、小片１は、規則的な形状をなしているのが好ましい。すなわち、小片１は、シュレッダー等によって規則的な形状に裁断されたものであるのが好ましい。これにより、小片集合体のかさ密度にムラが生じにくくなり、容器９内において、液体の吸収特性にムラが生じるのを防止することができる。また、規則的な形状に裁断された小片１は、切断面の面積を可及的に小さくすることができる。よって、適度な液体の吸収特性を確保しつつ、発塵、すなわち繊維や吸水性樹脂３の飛散を抑制することができる。
【０１３２】
なお、「規則的な形状」とは、例えば、長方形、正方形、三角形、五角形等の多角形、円形、楕円形等の形状のことをいう。また、各小片１は、同一の寸法であってもよく、相似形状であってもよい。また、例えば、長方形の場合、各辺の長さが異なっていても、長方形の範疇であれば規則的な形状とする。
【０１３３】
このような規則的な形状をなす小片１の含有量は、小片集合体全体のうちの３０質量％以上であるのが好ましく、５０質量％以上であるのがより好ましく、７０質量％以上であるのがさらに好ましい。
【０１３４】
また、小片１は、不規則な形状をなしていてもよい。これにより、各小片１が絡みやすくなり、小片集合体が分断されたり、偏在したりするのを防止することができる、小片集合体全体の形状を維持しやすくなる。また、不規則な形状の小片１は、切断面の面積を可及的に大きくすることができ、液体との接触面積をより大きくすることができる。よって、液体の迅速な吸収に寄与する。
【０１３５】
「不規則な形状」とは、例えば図１０に示すような、粗く裁断したり、手で千切ったりしたような形状等、前述したような「規則な形状」以外のもののことをいう。
【０１３６】
また、小片集合体では、このような規則的な形状の小片１と、不規則な形状の小片１とが混在していてもよい。これにより、前述した双方の効果を共有することができる。
【０１３７】
容器９内では、小片１の延在方向が互いに揃わずに、すなわち互いに平行とならないように、集合体として納められている。さらに換言すれば、各小片１は、容器９内において、３次元的方向にランダムに収納されている。
【０１３８】
このような収納状態では、小片１同士の間に間隙が形成され易い。これにより、液体は、間隙を通過したり、また、間隙が微小の場合、毛細管現象で濡れ広がったりすることができる。その結果、液体の通液性を確保することができる。また、容器９内を下方に向かって流れる液体が途中で堰き止められるのが防止されるため、容器９の奥、すなわち底部９１１まで液体を浸透させることができる。これにより、各小片１で過不足なく液体を吸収し、長期間保持することができる。
【０１３９】
また、液体吸収体１０のかさ密度は、０．０１ｇ／ｃｍ３以上０．５ｇ／ｃｍ３以下であるのが好ましく、０．０３ｇ／ｃｍ３以上０．３ｇ／ｃｍ３以下であるのがより好ましく、これらの中でも０．０５ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下であるのが特に好ましい。これにより、液体の保水性および浸透性を両立することができる。
【０１４０】
液体吸収体１０のかさ密度が小さすぎると、吸水性樹脂３の含有量が低下する傾向を示し、液体の保持性が不十分になる可能性がある。一方、液体吸収体１０のかさ密度が大きすぎると、小片１同士の間の間隙が十分に確保できず、液体の浸透性が不十分になる可能性がある。
【０１４１】
以上のような液体吸収体１０は、例えば以下のようにして製造することができる。
図１３ないし図１５は、それぞれ図１１および図１２に示す液体吸収体１０を製造する方法の一例を説明するための図である。一例として説明する製造方法は、配置工程と、接着剤付与工程と、加熱加圧工程と、を有する。
【０１４２】
まず、配置工程として、図１３に示すように、裁断されて小片１となる以前のシート状の繊維基材２を載置台３００に配置する。
【０１４３】
次に、接着剤付与工程として、シート状の繊維基材２に、表面に接着剤４を付与する。付与の方法としては、スプレーによる塗布や、スポンジローラーに接着剤４を染み込ませておき、スポンジローラーを繊維基材２上で転がす方法等が挙げられる。
【０１４４】
次いで、図１４に示すように、メッシュ部材４００を介して吸水性樹脂３を繊維基材２に付与する。メッシュ部材４００は、網目４０１を有しており、吸水性樹脂３のうち、網目４０１よりも大きい粒子は、メッシュ部材４００上に捕捉される一方、網目４０１よりも小さい粒子は、網目４０１を通過して繊維基材２に付与される。
【０１４５】
次いで、図１５に示すように、吸水性樹脂３が付着している繊維基材２を、一対の加熱ブロック５００の間に配置する。そして、加熱加圧工程として、一対の加熱ブロック５００を加熱するとともに、一対の加熱ブロック５００が接近する方向に加圧して、繊維基材２をその厚さ方向に加圧する。これにより、吸水性樹脂３および接着剤４が加熱により軟化し、加圧により吸水性樹脂３が繊維基材２の内側に入り込む。その後、加熱および加圧を解除することにより、接着剤４が乾燥して、吸水性樹脂３が繊維基材２の内側に入り込んだ状態で繊維基材２に接着されるため、吸水性樹脂３が繊維基材２に含浸した状態となる。
【０１４６】
本工程での加圧力は、０．１ｋｇ／ｃｍ２以上１．０ｋｇ／ｃｍ２以下であるのが好ましく、０．２ｋｇ／ｃｍ２以上０．８ｋｇ／ｃｍ２以下であるのがより好ましい。また、本工程での加熱温度は、８０℃以上１６０℃以下であるのが好ましく、１００℃以上１２０℃以下であるのがより好ましい。
【０１４７】
そして、シート状の繊維基材２を、例えば、はさみ、カッター、ミル、シュレッダー等により、細かく裁断・粗砕・粉砕したり、手で細かく千切ったりして、小片１で構成される小片集合体が得られる。
【０１４８】
ここで、液体吸収体１０の変形例について説明する。
図１６ないし図１８は、それぞれ図１１および図１２に示す液体吸収体の変形例を示す図である。図１６は、変形例に係る液体吸収体に含まれる小片１の断面図である。図１７および図１８は、それぞれ図１６に示す小片１を製造する方法を説明するための図である。
【０１４９】
以下、これらの図を参照して変形例に係る液体吸収体について説明するが、以下の説明では、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【０１５０】
本変形例は、小片１の構成が異なる以外、前述した実施形態と同様である。
図１６に示す小片１は、互いに積層された２枚の繊維基材２を有している。そして、吸水性樹脂３は、繊維基材２同士の間に設けられている。このため、吸水性樹脂３は繊維基材２から特に脱落しにくくなっており、液体の吸収特性をさらに長期にわたって発揮することができるとともに、吸水性樹脂３が容器９内で偏在するのをより効果的に防止することができる。
【０１５１】
なお、本変形例は、図示の構成に限定されず、例えば３枚以上の繊維基材２が積層されていてもよい。
【０１５２】
次に、変形例に係る小片１の製造方法について説明する。
本製造方法は、配置工程と、接着剤付与工程と、折り曲げ工程と、加熱加圧工程と、を有する。なお、配置工程および接着剤付与工程は、前述した工程と同様であるため、その説明を省略する。
【０１５３】
図１７に示すように、配置工程および接着剤付与工程を経たシート状の繊維基材２を、折り曲げ工程として半分に折り曲げる。この際、吸水性樹脂３が塗布されている面が接触するように二つ折りにする。
【０１５４】
次いで、図１８に示すように、折り曲げたシート状の繊維基材２を、一対の加熱ブロック５００の間に配置する。そして、加熱加圧工程として、一対の加熱ブロック５００を加熱するとともに、一対の加熱ブロック５００が接近する方向に加圧して、繊維基材２をその厚さ方向に加圧する。これにより、吸水性樹脂３および接着剤４が加熱により軟化し、加圧により吸水性樹脂３が繊維基材２の内側に入り込む。また、折り曲げられて重なった吸水性樹脂３同士も軟化して接合される。
【０１５５】
そして、加熱および加圧を解除することにより、接着剤４が乾燥して、吸水性樹脂３が繊維基材２の内側に入り込んだ状態で繊維基材２に接着され、吸水性樹脂３が繊維基材２に含浸した状態となるとともに、折り曲げられて重なった繊維基材２が吸水性樹脂３および接着剤４によって接合される。
【０１５６】
このようにして折り曲げられ、接着された繊維基材２を裁断等することにより、小片１が得られる。
【０１５７】
以上のような製造方法によれば、１枚の繊維基材２に吸水性樹脂３および接着剤４を塗布して折り曲げるという簡単な方法で繊維基材２が積層された構成とすることができる。すなわち、２枚の繊維基材２にそれぞれ吸水性樹脂３および接着剤４を塗布するという作業を省略することができる。よって、製造工程を簡素にすることができる。
【０１５８】
＜充填方法＞
図１９および図２０は、それぞれ図９に示す充填装置による充填方法を説明するための図である。
【０１５９】
［１］投入工程Ｓ１
まず、容器９の開口９２の上方に配置したフィーダー８から内部空間９３に向けて液体吸収体１０を落下させ、投入する。投入された液体吸収体１０は、自重によって落下し、図１９に示すように、内部空間９３のうち、フィーダー８の直下を頂上とする山盛りの形状に溜まる。特に、小片１を含む液体吸収体１０は、流動性が低いため、この時点では、自重で流動させることが難しい。
【０１６０】
［２］加振工程Ｓ２
次に、液体吸収体１０が投入された容器９に振動を付与する。この振動は、前述したように、振動面と水平面とのなす角度が０°±３０°以下の角度範囲内で付与されるものである。これにより、液体吸収体１０は、内部空間９３内で例えば水平に揺動する。そして、比較的短時間の振動により、図２０に示すように、内部空間９３全体に液体吸収体１０が均一に充填される。
【０１６１】
≪第３実施形態≫
次に、第３実施形態について説明する。
図２１は、第３実施形態に係る充填装置を鉛直方向に平行な平面で切断したときの断面図である。図２２は、図２１に示す充填装置を鉛直上方から見たときの上面図である。
【０１６２】
本実施形態は、容器の形状が異なる以外は、前述した実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図２１および図２２において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１６３】
図２１に示す容器９の壁部９１は、底面９４を鉛直下方側の主面とする底部９１１と、底部９１１の縁から上方に向かって立設された側部９１２と、側部９１２の上端から底部９１１と平行に延びる天井部９１３と、天井部９１３の縁から上方に向かって立設されて側部９１４と、を有している。そして、側部９１２、９１４の上端で囲まれた領域は、内部空間９３の上端に相当し、内部空間９３と外部とを連通する開口９２になっている。
【０１６４】
このような壁部９１を備えた容器９は、図２１および図２２に示すように、底面９４よりも開口９２が小さくなっている。このため、図２２に示すように、鉛直上方から見たとき、容器９の内部空間９３は、開口９２と重ならない部分を有している。つまり、水平面に平行な断面の面積を比べたとき、内部空間９３の一部の面積は、開口９２の面積よりも広くなっている。
【０１６５】
このような形状をなす容器９は、開口９２の面積が小さい場合であっても、全体の容積を大きく確保することができる。このため、容器９が組み込まれた装置においては、容器９以外の部材との干渉に伴って開口９２を小さくせざるを得ない場合でも、内部空間９３の体積を犠牲にすることなく、十分な体積を確保することができる。したがって、液体吸収体１０の収納量も多く確保することができ、より多くの液体を吸収することができる。また、このような形状をなす容器９は、重心が鉛直下方に位置することになるため、自立しやすく、転倒しにくい。このため、容器９の取り扱いが容易になるという利点もある。
【０１６６】
一方、このような容器９は、開口９２から液体吸収体１０を投入しただけでは、内部空間９３全体に液体吸収体１０を行き渡らせることが特に難しい。具体的には、容器９を鉛直上方から見たとき、内部空間９３のうち、開口９２と重ならない部分には、液体吸収体１０が移動しにくい。本実施形態に係る充填装置１００は、容器９に振動を付与することにより、内部空間９３のこのような部分にも液体吸収体１０を効率よく移動させ、内部空間９３全体に液体吸収体１０を均一にかつ短時間で充填することができる。
【０１６７】
図２３および図２４は、それぞれ第３実施形態に係る充填方法を説明するための図である。
【０１６８】
［１］投入工程Ｓ１
まず、容器９の開口９２の上方に配置したフィーダー８から内部空間９３に向けて液体吸収体１０を投下させ、投入する。投入された液体吸収体１０は、自重によって落下し、図２３に示すように、内部空間９３のうち、フィーダー８の直下を頂点とする山盛りの形状に溜まる。
【０１６９】
一方、内部空間９３には、液体吸収体１０が投入されても行き渡らない部分９３’が生じる。このような部分９３’は、例えば容器９を鉛直方向から見たとき、内部空間９３のうち開口９２と重ならない部分である。そして、このような部分９３’には、開口９２から液体吸収体１０を投入しただけでは、液体吸収体１０が行き渡らないことが多い。
【０１７０】
なお、容器９は、このような部分９３’の体積が、内部空間９３全体の体積の１０％以上であるのが好ましく、３０％以上５００％以下であるのがより好ましい。このような容器９は、内部空間９３全体の体積が、開口９２の大きさや位置に制約を受けにくいものであることから、形状の自由度が特に高く、装置への組み込み性が特に良好なものとなる。
【０１７１】
また、図２１に示す容器９の場合には、さらに、側部９１２と側部９１４とで挟まれた部分の体積Ｖ１４が、それ以外の部分、すなわち側部９１２同士で挟まれた部分の体積Ｖ１２よりも小さいが、Ｖ１４／（Ｖ１４＋Ｖ１２）は０．２以上であるのが好ましい。これにより、投入された液体吸収体１０を、一旦、前者の部分、すなわち体積Ｖ１４の部分で受け止めた後、振動の付与に伴い、後者の部分、すなわち体積Ｖ１２の部分へと液体吸収体１０を徐々に移動させることができる。このため、液体吸収体１０の量が多い場合であっても、効率よく充填することができる。
【０１７２】
［２］加振工程Ｓ２
次に、液体吸収体１０が投入された容器９に振動を付与する。この振動は、前述したように、水平面とのなす角度が３０°以下である面を振動面とするものである。このため、液体吸収体１０は、内部空間９３を水平に近い面内で揺動する。そして、前述した部分９３’にも、液体吸収体１０が移動を開始する。そして、比較的短時間の振動必要な時間、振動が継続されることにより、図２４に示すように、部分９３’にも液体吸収体１０が充填され、内部空間９３全体に液体吸収体１０が均一に充填される。
【０１７３】
なお、容器９に付与される振動の周波数は、特に限定されないが、０．５Ｈｚ以上であるのが好ましく、１０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下であるのがより好ましい。振動の周波数を前記範囲内に設定することにより、小片１の平均的な固有振動数の観点から、小片１を効率よく揺動させることができる。このため、より短時間で、液体吸収体１０の充填を完了させることができる。
【０１７４】
また、容器９に付与される振動の振幅も、特に限定されないが、好ましくは小片１の平均長さ（小片状の液体吸収体１０の平均長さ）の２５％以上３００％以下とされ、より好ましくは５０％以上３００％以下とされる。振動の振幅を前記範囲内に設定することにより、小片１の平均的な固有振動数の観点から、小片１を効率よく揺動させることができる。このため、より短時間で、液体吸収体１０の充填を完了させることができる。なお、小片１の平均長さとは、小片１の長さを１０個以上で平均した値のことをいう。
【０１７５】
≪第４実施形態≫
次に、第４実施形態について説明する。
図２５は、第４実施形態に係る充填装置を鉛直方向に平行な平面で切断したときの断面図である。
【０１７６】
本実施形態は、第１軸方向加振部３１の構成が異なる以外、前述した実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図２５において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１７７】
図２５に示す第１軸方向加振部３１は、容器９ではなく、ステージ２０を加振することにより、容器９を加振するよう構成されている。具体的には、第１軸方向加振部３１が備えるロッド３１２は、ステージ２０の端面に当接している。したがって、第１軸方向加振部３１が作動すると、ステージ２０に第１軸振動が付与され、それに伴って容器９にも第１軸振動が付与される。
【０１７８】
また、ステージ２０には、容器保持部７が設けられている。容器保持部７は、容器９のＸ軸プラス側とＸ軸マイナス側の双方に設けられている。このため、容器９は、２つの容器保持部７によって挟まれた状態で保持される。これにより、ステージ２０に第１軸振動が付与されたとき、それに伴って容器９を強制的に揺動させることができる。
以上のような第４実施形態においても、前記実施形態と同様の効果が得られる。
【０１７９】
≪第５実施形態≫
次に、第５実施形態について説明する。
図２６は、第５実施形態に係る充填装置を鉛直方向に平行な平面で切断したときの断面図である。
【０１８０】
本実施形態は、充填装置１００の構成が異なる以外、前述した実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図２６において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１８１】
図２６に示す充填装置１００は、図２５に示す装置の構成に加え、第４軸方向加振部６を備えている。
【０１８２】
第４軸方向加振部６は、Ｘ−Ｚ平面内において、Ｙ軸を回動軸とし、Ｙ軸まわりに往復回動する振動を付与する機能を有する。具体的には、図２６に示す第４軸方向加振部６は、板状のベース部６１と、板状の傾斜板６２と、クレビスシリンダー６３と、を備えている。なお、第４軸方向加振部６によって付与される往復回動の回動軸は、Ｙ軸に限定されず、Ｘ軸であってもよいが、ここでは、Ｙ軸を回動軸とする例を説明する。
【０１８３】
ベース部６１は、その上面に第２軸方向加振部３２が載置されるように配置されている。つまり、ベース部６１の上面によって第２軸方向加振部３２が鉛直下方から支持されている。
【０１８４】
また、ステージ２０は、第２軸方向加振部３２に支持されており、さらに、第１軸方向加振部３１は、ステージ２０に当接している。このため、ステージ２０および第１軸方向加振部３１についても、ベース部６１上に載置されている。
【０１８５】
傾斜板６２は、図示しない床や基台等に固定されている。そして、傾斜板６２の一端部が、ベース部６１のＸ軸マイナス側の端部に接続されている。この接続部は、回動可能になっており、ベース部６１と傾斜板６２とのなす角度が自在に変化するよう構成されている。一方、傾斜板６２の他端部は、クレビスシリンダー６３の一端部と接続されている。
【０１８６】
クレビスシリンダー６３は、シリンダー本体６３１と、その一端部に設けられたクレビス金具６３２と、他端部に設けられたクレビス金具６３３と、を備えている。そして、シリンダー本体６３１と傾斜板６２との間が、クレビス金具６３２を介して接続されている。また、シリンダー本体６３１とベース部６１のＸ軸プラス側の端部との間が、クレビス金具６３３を介して接続されている。その結果、傾斜板６２の他端部とベース部６１のＸ軸プラス側の端部との間が、クレビスシリンダー６３を介して接続されている。
【０１８７】
このようなクレビスシリンダー６３は、シリンダー本体６３１の往復運動が、クレビス金具６３２、６３３において回動運動に変換される。つまり、クレビス金具６３２では、傾斜板６２とシリンダー本体６３１とのなす角度が変化するように駆動され、クレビス金具６３３では、シリンダー本体６３１とベース部６１とのなす角度が変化するように駆動される。その結果、クレビスシリンダー６３の駆動によって、ベース部６１と傾斜板６２とのなす角度が変化する振動が発生する。第４軸方向加振部６では、このような原理で発生する振動、すなわちＹ軸まわりに往復回動する第４軸振動を、ステージ２０および容器９に対して付与する。
【０１８８】
したがって、容器９には、前述した第１軸振動および第２軸振動に加え、第４軸振動が付与されることになる。なお、第１軸振動、第２軸振動および第４軸振動は、互いに同期して付与されてもよく、非同期で付与されてもよい。
【０１８９】
なお、一例として、図２６に図示している状態では、ベース部６１の上面がＸ−Ｙ平面と平行になっており、かつ、水平面ＨＰに対しても平行である。そして、この状態からクレビスシリンダー６３が収縮すると、ベース部６１が図２６の右回りで回動し、ベース部６１のＸ軸プラス側の端部は下方に変位する。その後、クレビスシリンダー６３が伸長すると、今度はベース部６１が図２６の左回りで回動し、その上面が水平面ＨＰと平行な状態に戻る。そして、さらにクレビスシリンダー６３を伸長させると、ベース部６１がさらに左回りで回動し、ベース部６１のＸ軸プラス側の端部は水平面ＨＰを超えて上方に変位する。以上のような回動を繰り返すことにより、第４軸振動が生成される。
【０１９０】
このような第４軸振動の生成にあたっては、ベース部６１の上面と水平面ＨＰとのなす角度θが３０°以内になるように、クレビスシリンダー６３のストロークを設定する。これにより、振動面と水平面ＨＰとのなす角度が０°±３０°以内という角度範囲を逸脱することなく、容器９に対して第４軸振動を付与することができる。
【０１９１】
なお、第４軸振動における振動パターンとしては、特に限定されず、様々なパターンが挙げられる。例えば、図２６に示す状態、すなわちベース部６１と水平面ＨＰとが平行である状態では、角度θが０°とし、そこからベース部６１が左回りに回動するとき、水平面ＨＰとベース部６１の上面とのなす角度θがプラスであるとし、右回りに回動するとき、水平面ＨＰとベース部６１の上面とのなす角度θがマイナスであるとする。そうすると、第４軸振動における振動パターンとしては、例えば、角度θが０°と＋３０°との間で往復するように回動するパターン、角度θが０°と−３０°との間で往復するように回動するパターン、角度θが＋１０°と−１０°との間で往復するように回動するパターン、角度θが０°から＋３０°まで左回りに回動し、その後−１０°まで右回りに回動した後、再び＋５°まで右回りに回動するパターン等、様々なパターンが挙げられる。
【０１９２】
さらには、別のパターンとして、（１）第１軸振動のみ付与するパターン、（２）第２軸振動のみ付与するパターン、（３）第４軸振動のみ付与するパターン、（４）第１軸振動と第２軸振動とを同時に付与するパターン、（５）第２軸振動と第４軸振動とを同時に付与するパターン、（６）第１軸振動と第４軸振動とを同時に付与するパターン、（７）第１軸振動、第２軸振動および第４軸振動を同時に付与するパターン等が挙げられる。
【０１９３】
また、上述した（１）〜（７）のパターンのうち、任意の２つ以上のパターンを適宜選択し、所定の時間の周期でその選択したパターンが切り替わるように組み合わせた複合パターンで振動を付与するようにしてもよい。複合パターンの一例としては、１秒の周期で上述した（１）〜（７）が順次適用されるパターンが挙げられる。
【０１９４】
以上のような第５実施形態においても、前記実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、第４軸の振動、すなわち、Ｙ軸まわりの往復回動の振動が追加されることになるため、液体吸収体１０の移動がさらに促進され、より短時間で均一に液体吸収体１０を充填することが可能になる。
【０１９５】
以上、本発明の充填装置および充填方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
【０１９６】
例えば、前記実施形態において液体吸収体の充填対象とした容器の形状は、いかなる形状であってもよい。
【０１９７】
また、液体吸収体が吸収する液体は、特に限定されないが、例えば印刷用のインクが挙げられる。したがって、液体吸収体が充填された容器は、例えばインクジェットプリンターに内蔵され、廃インクを吸収し、保持するための廃インクタンクとして用いられる。
【実施例】
【０１９８】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．液体吸収体の充填
（実施例１）
［１］液体吸収体の製造
まず、シート状の繊維基材として、縦３０ｃｍ、横２２ｃｍ、厚さ０．５ｍｍの古紙を用意した。この古紙に含まれる繊維の平均長さは０．７１ｍｍ、平均幅は０．２ｍ、平均長さ／平均幅で定義されるアスペクト比は３．５６であった。また、古紙の重さは４ｇ／１枚であった。
【０１９９】
次いで、この古紙の一方の面に霧吹きで水を少量ふきかけた。
次いで、側鎖に酸基としてのカルボキシル基を有する吸水性樹脂であるポリアクリル酸重合架橋体の部分ナトリウム塩架橋物として、三洋化成工業社製サンフレッシュ  ５００ＭＰＳＡを、古紙の水を吹きかけた面側から付与した。この際、吸水性樹脂を、目開き寸法が０．１０６ｍｍの網目を有するふるい、具体的には東京スクリーン（株）社製、ＪＴＳ−２００−４５−１０６にかけながら付与した。吸水性樹脂の塗布量は４ｇであった。
【０２００】
そして、吸水性樹脂が付着した面に谷が形成されるようにして、古紙を半分に折り曲げた。この折り曲げた状態で、一対の加熱ブロックを用いて、折り曲げた古紙をその厚さ方向に加圧するとともに加熱した。加圧は０．３ｋｇ／ｃｍ２で行い、加熱温度は１００℃であった。また、加熱、加圧を行った時間は、２分であった。
【０２０１】
そして、加熱、加圧を解除して、折り曲げた古紙が常温になったら、折り曲げた古紙を２ｍｍ×１５ｍｍの小片に裁断した。これにより、小片の集合体からなる液体吸収体を得た。なお、小片における吸水性樹脂の含有量は、５０重量％であり、吸水性樹脂の平均粒径は、３５〜５０μｍであった。また、繊維の平均長さは、２５ｍｍであった。また、各小片では、吸水性樹脂は、繊維基材に含浸されていた。
【０２０２】
［２］液体吸収体の容器への投入および加振
次に、図２１および図２２に示す容器の開口から液体吸収体を投入した。
【０２０３】
次に、図２１および図２２に示す充填装置に、液体吸収体を投入した容器を載せ、図３に示す並進ベクトルで表される振動を１０秒間付与した。つまり、第１軸振動および第２軸振動は、それぞれ水平面内を振動面とする振動とし、これらを時分割で付与するようにした。
【０２０４】
なお、第１軸振動の方向を容器の底面の長軸と平行になるように、つまり、第１軸振動の方向と底面の長軸とのなす角度が０°になるように、双方の位置関係を設定した。そして、第１軸振動と第２軸振動とを合わせた振動の周波数を５０Ｈｚとし、振動の振幅は、液体吸収体に含まれる小片の平均長さの４０％とした。
【０２０５】
［３］充填率の測定
次に、容器の側面をカメラで撮像し、画像を得た。そして、画像上において、液体吸収体が充填されている部分の面積と、充填されていない面積と、を算出した。そして、内部空間全体の面積に対する、液体吸収体が充填されている部分の面積の割合を求め、これを充填率とした。
【０２０６】
（実施例２〜１５）
充填装置による加振の条件を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして容器に液体吸収体を充填するとともに、その充填率を求めた。
【０２０７】
（実施例１６、１７）
容器を図９に示すものに変更した以外は、実施例１、２と同様にして容器に液体吸収体を充填するとともに、その充填率を求めた。
【０２０８】
（実施例１８、１９）
液体吸収体として粒子状の吸水性樹脂のみを用いるとともに、容器を図１に示すものに変更した以外は、実施例１、２と同様にして容器に液体吸収体を充填するとともに、その充填率を求めた。
【０２０９】
（比較例１、２）
充填装置による加振の条件を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして容器に液体吸収体を充填するとともに、その充填率を求めた。
【０２１０】
（比較例３）
容器を図９に示すものに変更した以外は、比較例１と同様にして容器に液体吸収体を充填するとともに、その充填率を求めた。
【０２１１】
（比較例４）
液体吸収体として粒子状の吸水性樹脂のみを用いるとともに、容器を図１に示すものに変更した以外は、比較例１と同様にして容器に液体吸収体を充填するとともに、その充填率を求めた。
【０２１２】
２．充填率の評価
各実施例および各比較例で得られた充填率を、以下の評価基準に照らして評価した。
【０２１３】
＜充填率の評価基準＞
Ａ：充填率が９８％以上である
Ｂ：充填率が９５％以上９８％未満である
Ｃ：充填率が９０％以上９５％未満である
Ｄ：充填率が８０％以上９０％未満である
Ｅ：充填率が８０％未満である
評価結果を表１に示す。
【０２１４】
【表１】
2020104863.tif 000003
【０２１５】
表１から明らかなように、各実施例では、比較例に比べて充填率が高いことが認められた。したがって、本発明によれば、容器に対して偏りなくかつ短時間で液体吸収体を充填可能であることが認められた。また、振動の周波数や振幅、容器と振動方向との位置関係を最適化することにより、充填率を高められることも認められた。
【符号の説明】
【０２１６】
１…小片、２…繊維基材、３…吸水性樹脂、４…接着剤、６…第４軸方向加振部、７…容器保持部、９…容器、１０…液体吸収体、２０…ステージ、２１…表面、２２…裏面、３０…振動付与部、３１…第１軸方向加振部、３２…第２軸方向加振部、４０…シート、６１…ベース部、６２…傾斜板、６３…クレビスシリンダー、９１…壁部、９２…開口、９３…内部空間、９３’…部分、９４…底面、１００…充填装置、３００…載置台、３１１…第１軸シリンダー、３１２…ロッド、３１３…吸着パッド、４００…メッシュ部材、４０１…網目、５００…加熱ブロック、６３１…シリンダー本体、６３２…クレビス金具、６３３…クレビス金具、９１１…底部、９１２…側部、９１３…天井部、９１４…側部、９４１…長軸、９４２…短軸、９４３…対角線、９４４…対角線、ＨＰ…水平面、Ｓ１…投入工程、Ｓ２…加振工程、Ｖ１…並進ベクトル、Ｖ２…並進ベクトル、Ｖ３…合成ベクトル、Ｖ４…合成ベクトル、ＶＲ…合成ベクトル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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