(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、
少なくとも１対のロールを供えた予備開繊ユニット(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)を有しており、
予備開繊ユニット(1)、開繊ユニット(2)及び膨張・整形ユニット(3)が、繊維トウ(10)を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(2)が、
粒状添加剤の添加部(20)と、添加部(20)に接続された開繊部(30)とを有しており、
開繊部(30)が、
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、第１本体部(37)と第２本体部(38)からなるシリンダ状の本体部(31)、
本体部(31)の添加部(20)側の内部において、本体部(31)の内周面との間に０．３〜１．０ｍｍの均等間隔をおいて配置された、ノズル(35)を有するノズル部(32)、
本体部(31)の内外を連通して設けられており、ノズル部(32)と本体部(31)との間隙に面して開口した気体供給孔(36)を有しており、
本体部(31)が、
第１本体部（37）内にある、ノズル部(32)のノズル(35)が面した第１開繊ゾーン（Ｚ1）と、第２本体部（38）内にある、第１開繊ゾーン（Ｚ1）との境界部(38a)から開口部（38b）までの第２開繊ゾーン（Ｚ2）を有しており、
第１開繊ゾーン（Ｚ1）を形成する第１本体部（37）と第２開繊ゾーン（Ｚ2）形成する第２本体部（38）の幅方向の断面形状が円形であり、
膨張・整形ユニット(3)が、
膨張する繊維トウの形状を外側から整えるための弾性体が配置されたものであり、
幅方向の断面形状が、長軸長さ／短軸長さが２〜１０の関係を満たす形状のものである、製造装置。
【請求項２】
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、
少なくとも１対のロールを供えた予備開繊ユニット(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)を有しており、
予備開繊ユニット(1)、開繊ユニット(2)及び膨張・整形ユニット(3)が、繊維トウ(10)を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(2)が、
粒状添加剤の添加部(20)と、添加部(20)に接続された開繊部(30)とを有しており、
開繊部(30)が、
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、第１本体部(37)と第２本体部(38)からなるシリンダ状の本体部(31)、
本体部(31)の添加部(20)側の内部において、本体部(31)の内周面との間に０．３〜１．０ｍｍの均等間隔をおいて配置された、ノズル(35)を有するノズル部(32)、
本体部(31)の内外を連通して設けられており、ノズル部(32)と本体部(31)との間隙に面して開口した気体供給孔(36)を有しており、
本体部(31)が、
ノズル部(32)のノズル(35)が面した第１開繊ゾーン（Ｚ1）と、第１開繊ゾーン（Ｚ1）から開口部（31b）までの第２開繊ゾーン（Ｚ2）を有しており、
第１本体部（37）内にある、ノズル部(32)のノズル(35)が面した第１開繊ゾーン（Ｚ1）と、第２本体部（38）内にある、第１開繊ゾーン（Ｚ1）との境界部(38a)から開口部（38b）までの第２開繊ゾーン（Ｚ2）を有しており、
第１開繊ゾーン（Ｚ1）を形成する第１本体部（37）の幅方向の断面形状が円形で、第２開繊ゾーン（Ｚ2）を形成する第２本体部（38）の出口（38b）の幅方向の断面形状が長軸長さ／短軸長さが２〜１０の関係を満たす形状のものであり、
膨張・整形ユニット(3)が、
膨張する繊維トウの形状を外側から整えるための弾性体が配置されたものであり、
幅方向の断面形状が、長軸長さ／短軸長さが２〜１０の関係を満たす形状のものである、製造装置。
【請求項３】
第１開繊ゾーン（Ｚ1）と第２開繊ゾーン（Ｚ2）の境界部(38a)の幅方向の断面形状が円形であり、
第２開繊ゾーン（Ｚ2）を形成する第２本体部（38）の出口（38b）の幅方向の断面形状が長軸長さ／短軸長さが２〜１０の関係を満たす形状のものであり、
境界部(38a)から出口（38b）に向かって、最終的に出口（38b）の幅方向の断面形状になるように連続的に形状が変化している、請求項２記載の製造装置。
【請求項４】
幅方向の断面が長軸長さ／短軸長さが２〜１０の関係を満たす形状のものが、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である、請求項１〜３のいずれか１項記載の製造装置。
【請求項５】
添加部(20)が、繊維トウ(10)を送るための貫通孔を軸方向に有する添加部本体(21)と、添加部本体(21)に形成され、さらに前記貫通孔と連通された粒状添加剤の添加孔(22)と脱気孔(24)を有している、請求項１〜４のいずれか１項記載の製造装置。
【請求項６】
請求項１〜５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、予備開繊する工程、
予備開繊した繊維トウと粒状添加剤を接触させる工程、
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・整形する工程を有している、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（特公昭６１−７８２４号公報）では、セルロースアセテート繊維からなる衛生材料用吸収材が開示されている。上記特許文献１には、セルロースアセテートの捲縮長繊維のトウを開繊したもの又は短繊維をウェブ状としたものが、比較的大きな吸水保持能力を有することが記載されている。
【０００４】
特許文献２（米国特許３２８２７６８号明細書）、特許文献３（米国特許３０９９５９４号明細書）には、従来の機械開繊によりトウが受けるダメージを低減、防止するために空気ジェットによる開繊方法が開示されている。さらに特許文献４（米国特許３２９７５０６号明細書）には、特許文献２及び３の問題点を解決した空気開繊装置が提案されている。
【０００５】
特許文献５（特表昭５９−５００４２２号公報）には、空気開繊を用いて、シート状に開繊する発明が開示されている。
【０００６】
特許文献６（特開２００４−２４４７９４号公報）には、捲縮されたトウをトウの移動方向に直角な方向に広げ、脱整合し、成形して実質的に長方形の断面にし、成形されたトウ全体に粒状物を分配する吸収性複合体の製造方法が開示されている。また、特許文献６には、高吸水性樹脂(super absorbent polymer)（特許文献２中の超吸収性ポリマー）（ＳＡＰ）を含むおむつの調製において、空気開繊後のトウに対して垂直下向きに、ＳＡＰ粉末又はスラリーを送出し、次いでローラに供されることが記載されている。
【０００７】
特許文献７（米国特許第３，２６２，１８１号明細書）には、捲縮トウを処理領域の実質的に単一方向の通路に導入し、トウの移動と実質的に同じ方向に対して気体の第一の流れを向け、この第一の気体の導入より下流で、別の気体の流れをトウの移動方向と実質的に同じ方向に対して向け、この別の気体の流れにより、予め捲縮された前記トウの繊維を開繊し、さらに単一のロッド様構造に圧縮する方法が開示されている。
【０００８】
特許文献８（特開２００８−２５５５２９号公報）には、水分などの液体に対する吸収性に優れた繊維シート、並びにこの繊維シートを簡便に製造できる方法及び装置が開示されている。
【０００９】
上記した先行文献は、いずれもトウを開繊した後の繊維シートに対して高吸水性樹脂（ＳＡＰ）を添加している。これは、従来は開繊が終了していない状態のトウ束は、嵩が低く、添加剤を散布してもトウ束の中にＳＡＰが入らないと考えられていたためである。このため、上記した先行文献のように、トウを開繊した後の繊維シートにＳＡＰを添加した状態では、トウの厚み方向の一面（上面）にＳＡＰが多く偏在することになり、吸収体として使用された場合に問題を生じる。また、その後の加工後においてＳＡＰの脱落が生じることもある。
【００１０】
このようなＳＡＰの偏在に起因する問題点の解決も検討されており、例えば、特許文献９（特開２００６−１０２４７９号公報）では、薄型で低坪量となる吸収体を得るための方法が開示されているが、非常に煩雑な方法である。
【００１１】
また、トウの開繊物を使い捨ておむつ等の衛生材料用吸収体の製造材料として適用する場合には、幅広い形状のものの方が加工し易い。しかし、従来技術では、前記用途に適した幅広い形状のものを製造することは困難である。成形ローラー等で断面形状が円形のものを押し潰せば幅広い形状のものを得ることができるが、その場合には、中央部分は厚くかつ密度が大きく、両側部分は薄くかつ密度が小さなものしか得られず、吸収性能が低下し易くなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特公昭６１−７８２４号公報
【特許文献２】米国特許３２８２７６８号明細書
【特許文献３】米国特許３０９９５９４号明細書
【特許文献４】米国特許３２９７５０６号明細書
【特許文献５】特表昭５９−５００４２２号公報
【特許文献６】特開２００４−２４４７９４号公報
【特許文献７】米国特許第３，２６２，１８１号明細書
【特許文献８】特開２００８−２５５５２９号公報
【特許文献９】特開２００６−１０２４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、たばこフィルター、使い捨ておむつ等の衛生材料用吸収体の製造材料として好適であり、従来技術と比べて、繊維トウの開繊物に含有される粒状添加剤量を増加させることができ、かつ前記粒状添加剤の保持力を高めることができ、より広い幅の開繊物を得ることができる製造装置を提供することを課題とする。
【００１４】
さらに本発明は、前記製造装置を使用した開繊物の製造方法を提供することを他の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願請求項１の発明は、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、
少なくとも１対のロールを供えた予備開繊ユニット(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)を有しており、
予備開繊ユニット(1)、開繊ユニット(2)及び膨張・整形ユニット(3)が、繊維トウ(10)を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(2)が、
粒状添加剤の添加部(20)と、添加部(20)に接続された開繊部(30)とを有しており、
開繊部(30)が、
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本体部(31)、
本体部(31)の添加部(20)側の内部において、本体部(31)の内周面と均等間隔をおいて配置された、ノズル(35)を有するノズル部(32)、
本体部(31)の内外を連通して設けられており、ノズル部(32)と本体部(31)との間隙に面して開口した気体供給孔(36)を有しており、
本体部(31)が、
ノズル部(32)のノズル(35)が面した第１開繊ゾーン（Ｚ1）と、第１開繊ゾーン（Ｚ1）から開口部（31b）までの第２開繊ゾーン（Ｚ2）を有しており、
第１開繊ゾーン（Ｚ1）と第２開繊ゾーン（Ｚ2）の幅方向の断面形状が円形であり、
膨張・整形ユニット(3)が、
膨張する繊維トウの形状を外側から整えるための弾性体が配置されたものであり、
幅方向の断面形状が、長軸長さ／短軸長さが２〜１０の関係を満たす形状のものである、製造装置を提供する。
【００１６】
本願請求項２の発明は、課題の他の解決手段として、
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、
少なくとも１対のロールを供えた予備開繊ユニット(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)を有しており、
予備開繊ユニット(1)、開繊ユニット(2)及び膨張・整形ユニット(3)が、繊維トウ(10)を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(2)が、
粒状添加剤の添加部(20)と、添加部(20)に接続された開繊部(30)とを有しており、
開繊部(30)が、
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本体部(31)、
本体部(31)の添加部(20)側の内部において、本体部(31)の内周面と均等間隔をおいて配置された、ノズル(35)を有するノズル部(32)、
本体部(31)の内外を連通して設けられており、ノズル部(32)と本体部(31)との間隙に面して開口した気体供給孔(36)を有しており、
本体部(31)が、
ノズル部(32)のノズル(35)が面した第１開繊ゾーン（Ｚ1）と、第１開繊ゾーン（Ｚ1）から開口部（31b）までの第２開繊ゾーン（Ｚ2）を有しており、
第１開繊ゾーン（Ｚ1）の幅方向の断面形状が円形で、第２開繊ゾーン（Ｚ2）の出口（31b）の幅方向の断面形状が長軸長さ／短軸長さが２〜１０の関係を満たす形状のものであり、
膨張・整形ユニット(3)が、
膨張する繊維トウの形状を外側から整えるための弾性体が配置されたものであり、
幅方向の断面形状が、長軸長さ／短軸長さが２〜１０の関係を満たす形状のものである、製造装置を提供する。
【００１７】
本願請求項６の発明は、他の課題の解決手段として、
上記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、予備開繊する工程、
予備開繊した繊維トウと粒状添加剤を接触させる工程、
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・整形する工程を有している、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】
【００１８】
本発明の製造装置を用いて製造することにより、従来技術を適用したときと比べて、繊維トウの質量に対してより多量の粒状添加剤を含有しており、より広い幅に開繊された長尺状の繊維トウの開繊物を得ることができる。
特に本発明の製造装置を用いて製造することにより、従来品と同一質量であるとき、幅がより広くかつ厚みが薄く、トウの開繊物の密度むらが小さく、粒状添加剤が均一に分散したものを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の製造方法の実施に適した製造装置の軸方向の側面から見た断面図。
【図２】図１に示す製造装置を平面から見た部分断面図。
【図３】図１及び図２に示す製造装置の膨張・整形ユニットの正面図。
【図４】本発明の製造方法の実施に適した他実施形態である製造装置の軸方向の側面から見た断面図。
【図５】図４に示す製造装置を平面から見た部分断面図。
【図６】図４及び図５に示す製造装置の膨張・整形ユニットの正面図。
【図７】別実施形態の膨張整形ユニットの斜視図。
【図８】本発明の製造装置を使用した製造方法の途中工程で得られる開繊物の断面構造を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第１の実施形態＞
図１〜図３に示す製造装置と、それを用いた製造方法の実施形態を説明する。
図１に示す製造装置は、特開２００８−２５５５２９号公報の図１に示された装置と基本構造は同じであるが、本発明の製造方法を実施するために好適な改変が一部なされている。前記改変の詳細については、後述する。ただし、特開２００８−２５５５２９号公報には、繊維トウに対して粒状添加剤を添加後に開繊することは全く記載されていない。
【００２１】
図１、図２に示す製造装置は、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（特開２００８−２５５５２９号公報の段落番号５６〜６２に記載されたリザーバと同じものである）を有している。
予備開繊ユニット１、開繊ユニット２及び膨張・整形ユニット３は、繊維トウ１０を連続的に送るための連続した空間を形成するようにして接続されている。
以下においては、予備開繊ユニット１側を上流側と称し、膨張ユニット３側を下流側と称して説明する。
【００２２】
（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。
【００２３】
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等を例示できる。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。
【００２４】
（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
その後、予備開繊された繊維トウ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る。
添加部２０は、特開２００８−２５５５２９号公報の図１に示された装置には示されておらず、本願発明の装置に特有のものである。なお、添加部２０は、本発明の製造方法を実施する上で好ましいものであるが、必須ではない。
【００２５】
まず、開繊ユニット２の添加部２０について説明する。
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、円柱状の添加部本体２１を有している。
【００２６】
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。
【００２７】
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。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）と同じものでよい。
【００２８】
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。
ホッパ２３及び添加孔２２から粒状添加剤を添加することにより、添加部２０を通過する間において、予備開繊された繊維トウ１０と粒状添加剤が接触する。粒状添加剤の添加時には、従来技術のように開繊のための空気流（開繊空気流）とは接触していないので、粒状添加剤は飛散することがない。
【００２９】
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、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。
【００３０】
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。
【００３１】
（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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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（ｄ1）は相対的に小さくなっており、内径（ｄ1）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。
【００３７】
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）（ｄ1）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。
【００３８】
ノズル３５のノズル径（ｄ3）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（ｄ3）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。
【００３９】
ノズル３５のノズル径（ｄ3）は、５〜３０ｍｍの範囲が好ましく、５〜２５ｍｍの範囲がより好ましい。
【００４０】
第１開繊ゾーン（Ｚ1）及び第２開繊ゾーン（Ｚ2）の内径（ｄ1）寸法は、ノズル３５のノズル径（ｄ3）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（ｄ1）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。
【００４１】
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、部分開繊された繊維トウ１０の一部（添加孔２２に正対する部分）に粒状添加剤が存在する状態となっており、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、空気が直接セルロース繊維トウ１０に当たることはない。
【００４２】
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。
スキン／コア構造の開繊物を得るためには、０．０１〜０．１ＭＰａの範囲が好ましく、０．０５〜０．１ＭＰａの範囲がより好ましい。
均一分散構造の開繊物を得るためには、０．１〜０．３ＭＰａの範囲が好ましく、０．１〜０．２ＭＰａの範囲がより好ましい。
【００４３】
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に出たセルロース繊維トウ１０と接触する。この後、セルロース繊維トウ１０は空気圧により、厚み方向に拡大されて開繊される。
【００４４】
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。
【００４５】
（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。
【００４６】
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。膨張・整形ユニット３は、開繊ユニット２よりも下流側に位置している。
【００４７】
図１、図２で示す膨張・整形ユニット３は、図３に示すように幅方向の断面が長方形であるアダプター５０の外周面に取り付けられた複数枚（図３では８枚）の板バネ４０が取り付けられている。
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５０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。
【００４８】
図３において、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幅方向の断面は円形ではなく、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。
【００４９】
膨張・整形ユニット３は、図１、図２に示すもののほか、図７に示すように、弾力性のある金属からなり、周面に多数の空気抜け孔４６を有する筒体（幅方向断面が所定形状となるような筒体）４４を用いることもできる。
【００５０】
膨張・整形ユニット３の内径（ｄ4）は、実質的に本体部３１（第１本体部３７）の外径よりも大きくなるように設定されており、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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
膨張・整形工程では、一時的に繊維トウ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、前記の滞留により、粒状添加剤が飛散することなく、繊維トウ１０の開繊物に保持される。
【００５５】
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開繊物（トウ開繊物の膨張体）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トウ開繊物の膨張体は、断面形状が円形のものをロール等で圧縮して吸収体の形状としたものと、断面形状が鉛直方向の長さが短いもの（例えば楕円形状）のものをロール等で圧縮して吸収体の形状としたものと比較した場合では、楕円形状のものは、開繊物の密度むらが小さくなり、粒状添加剤の分布もより均一になる。
【００５６】
本発明の製造装置を用いて得られた長尺状の繊維トウ開繊物（繊維トウ開繊物の膨張体）は、ノズル径（ｄ3）を調整することにより、所望構造の繊維トウ開繊物（繊維トウ開繊物の膨張体）を得ることができる。
【００５７】
（スキン／コア構造の開繊物）
スキン／コア構造の長尺状の繊維トウ開繊物（繊維トウ開繊物の膨張体）は、ほぼトウのみで構成される厚いスキン層と、軸方向中心部（コア）に存在する高濃度の粒状添加剤からなる構造のものである。
このスキン／コア構造のものを得る場合には、ノズル３５の径（ｄ3）は５〜１２ｍｍ未満の範囲が好ましく、より好ましくは６〜１０ｍｍの範囲である。
【００５８】
ノズル径（ｄ3）が上記範囲である実施形態では、ノズル３５の出口では、繊維トウ１０と粒状添加剤の移動速度が異なるため、繊維トウ１０は広がりながら前に進む傾向にあるが、粒状添加剤はそのまま開繊空気に吹き飛ばされて、前に進んでいく。このため、第１開繊ゾーン（Ｚ1）では、図８（ａ）に示すように、トウ開繊物１０ａからなるスキン層１４と、軸方向の中心部分に集中した粒状添加剤１５からなるコア１６を有するスキン／コア構造の開繊物となる。
【００５９】
上記した比率範囲で繊維トウ１０と粒状添加剤を使用した場合のスキン／コア構造の開繊物は、最終的に得られた開繊物の外径が１５０ｍｍであるとき、スキン層の厚みは２〜１０ｍｍ程度である。
【００６０】
なお、図８（ａ）は、スキン層１４とコア１６との位置関係を示すものであり、実際に製造されたものは、図８（ａ）に示すようにスキン層１４とコア１６が明確な境界を形成しているものではなく、軸方向の中心部に粒状添加剤１５の大部分が集中したコア１６があり、コア１６の周囲のスキン層１４にも一部の粒状添加剤１５が分散しているものである。
本発明の製造装置を使用した製造方法を適用した場合には、開繊物のコアに存在する粒状添加剤の量は、全体の９５質量％以上にすることができ、好ましくは９７質量％以上、より好ましくは９９質量％以上にすることができる。
なお、最終的には、図８（ａ）で示すスキン／コア構造の開繊物は幅広形状のものとして得られる。
【００６１】
（均一分散構造）
均一分散構造の長尺状の繊維トウ開繊物（繊維トウ開繊物の膨張体）は、繊維トウ全体に対して粒状添加剤が均一に分散した形態のもの（但し、一部は表面にも付着された状態となっているもの）である。
この均一分散構造のものを得るためには、ノズル３５の径（ｄ3）は１２〜３０ｍｍの範囲が好ましく、より好ましくは１２〜２５ｍｍの範囲である。
【００６２】
ノズル径（ｄ3）が上記範囲である実施形態では、ノズル径（ｄ3）が相対的に小さい実施形態と比べると、粒状添加剤はより広い範囲に分散した形態となる。このような分散形態の場合には、第１開繊ゾーン（Ｚ1）では、図８（ｂ）に示すように、トウ開繊物１０ａに粒状添加剤１５が均一に分散した構造の開繊物となる。なお、均一分散構造の長尺状の繊維トウ開繊物は、膨張・成形工程や、その後の目的とする用途に適した形状に加工する過程において、表面に付着した粒状添加剤が脱落することがあるため、スキン／コア構造の開繊物と比べると、粒状添加剤の含有量が少なくなる。
なお、最終的には、図８（ｂ）で示す均一分散構造の開繊物は幅広形状のものとして得られる。
【００６３】
＜第２の実施形態＞
図４〜図６に示す製造装置と、それを用いた製造方法の実施形態を説明する。
図４〜図６に示す製造装置は、予備開繊ユニット１、開繊ユニット２（添加部２０）、開繊ユニット２（開繊部３０）の第１開繊ゾーン（Ｚ1）（第１本体部３７）までは図１〜図３で示す製造装置と同じであり、それよりも下流側の構造が異なる。
よって、以下においては異なる構造部分のみを説明する。
【００６４】
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、第１本体部３７との境界部３８ａの幅方向の断面形状は円形であるが、開口部３８ｂの幅方向の断面形状は図６に示すような楕円形である。
よって、境界部３８ａと出口３８ｂの幅方向の断面形状は異なっているが、図５に示すとおり、境界部３８ａから出口３８ｂに向かって、最終的に出口３８ｂの幅方向の断面形状になるように連続的に形状が変化している。
境界部３８ａの内径に対して出口３８ｂの長軸径は１．０〜２．０倍が好ましく、１．４〜１．８倍がより好ましい。
出口３８ｂの内径は、６０〜１２０ｍｍが好ましく、７〜１１０ｍｍがより好ましい。
【００６５】
図６において、開口部３８ｂの長軸長さ／短軸長さは２〜１０の関係を満たしている。長軸長さ／短軸長さは３〜８が好ましく、４〜７がより好ましい。
開口部３８ｂの幅方向の断面は円形ではなく、上記した関係を満たす形状のものであればよく、その他、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。
【００６６】
膨張・整形ユニット３は、第２本体部３８の開口部３８ｂの外周面に複数の板バネ４０が取り付けられている。
【００６７】
図４〜図６で示す製造装置を使用したときには、第２開繊ゾーン（Ｚ2）において開口部３８ｂの形状に対応して幅広形状（図６の楕円形状）に開繊された後、膨張・整形ユニット３において、幅広形状を維持したままで膨張される。
図４〜図６で示す製造装置を使用して製造したとき、図１〜３で示す製造装置を使用したときと同じものを製造することができる。
【００６８】
本発明の製造装置を使用した製造方法により得られた繊維トウの開繊物（繊維トウ開繊物の膨張体）は、成形ローラー等による２次加工をすることなく、従来技術のものよりも幅広い形状にすることができる。
繊維トウの開繊物の幅は用途に応じて調整されるものであるが、本発明によれば、幅９０〜１１０ｍｍのものを得ることができるため、使い捨ておむつ、生理用品等を製造するときの加工が容易になる点で好ましい。
【００６９】
本発明の製造装置を使用した製造方法により得られた繊維トウの開繊物（繊維トウ開繊物の膨張体）は、繊維トウ質量よりも多量の粒状添加剤を均一に分散させた状態で含有させることができる。このため、前記繊維トウ開繊物を用い、使い捨ておむつ、生理用品、たばこフィルター、等の各種製品を製造した場合には、従来技術を適用した場合と比べると、粒状添加剤（高分子吸水剤、活性炭等）の含有量を増加させることができるため、各種製品の性能を向上させることができる。
【００７０】
特にスキン／コア構造の繊維トウ開繊物を使い捨ておむつ、生理用品等に適用した場合には、局部的にかつより多量に粒状添加剤（高分子吸水剤）を偏在させたものが得られるため、製品としての性能をさらに向上させることができる。
【００７１】
さらに、開繊物がスキン／コア構造であると、均一分散構造の繊維トウ開繊物と比べると、繊維トウ開繊物を所望形状に成形加工する過程において粒状の高分子吸収剤が脱落し難いという利点がある。
また、たばこフィルターに成形加工したとき、表面に粒状添加剤が存在しないようにできるため、たばこを吸うときの口触りが良い。
【実施例】
【００７２】
実施例１
図１〜図３に示す製造装置を用いて、セルロース繊維トウの開繊物を製造した。
膨張・整形ユニット３は、図３に示す形態のもので、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、高分子吸水剤粒子としてポリアクリル酸塩を用いた。ポリアクリル酸塩は市販の紙おむつ（ユニ・チャーム株式会社製  ムーニーマンスリムパンツ）を分解して高分子吸収剤を集めた。この高分子吸収剤粒子を１０ｇ／トウ３ｇの割合で用いた。なお、観察を容易にするため、予め赤色の油性マジックでこの高分子吸収剤粒子を着色した。
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５０mm/minの範囲で調整した。
【００７３】
実施例２
図４〜図６に示す製造装置を用いて、セルロース繊維トウの開繊物を製造した。
膨張・整形ユニット３は、図６に示す形態のもので、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、高分子吸水剤粒子としてポリアクリル酸塩を用いた。ポリアクリル酸塩は市販の紙おむつ（ユニ・チャーム株式会社製  ムーニーマンスリムパンツ）を分解して高分子吸収剤を集めた。この高分子吸収剤粒子を１０ｇ／トウ３ｇの割合で用いた。なお、観察を容易にするため、予め赤色の油性マジックでこの高分子吸収剤粒子を着色した。
空気供給孔３６からの空気圧力は０．０５MPとした。
【００７４】
比較例１
図１〜図３に示す製造装置において、膨張整形ユニットとして幅方向の断面形状が円形（内径７６mm）で、板バネ（厚さ１．２ｍｍ、幅６ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）８枚を備えたものを使用したほかは同じ装置でセルロース繊維トウの開繊物を製造した。
【００７５】
比較例２
比較例１で製造したセルロース繊維トウの開繊物を２本の成形ロール（直径１００mm、巾２００ｍｍ）で幅が約１１０ｍｍになるように押し潰した。
【００７６】
【表１】
0005824343.tif 000002
【００７７】
実施例１、２は、比較例１と比べるとより薄くかつ幅の広い開繊物を得ることができた。
実施例１〜３の開繊部を切断して断面を肉眼で観察したところ、赤色に着色された粒子が均一に分散されていることが確認された。
比較例２のものは、幅方向の中央部分の厚みが幅方向両側の厚みよりもやや厚かった。そして、比較例２の開繊物を切断して断面を肉眼で観察したところ、赤色に着色された粒子が中央部の方が両側部よりも多く分散されていることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の製造装置を用いて得られた繊維トウの開繊物は、たばこフィルターの製造用材料、使い捨ておむつや生理用品等の製造材料として好適である。
【符号の説明】
【００７９】
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
２２  添加孔
２４  脱気孔
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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005824343.tif 000007
【図６】
0005824343.tif 000008
【図７】
0005824343.tif 000009
【図８】
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