JP4350286B2

JP4350286B2 - 立体網状構造体の製造方法、立体網状構造体の製造装置および立体網状構造体

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Publication number: JP4350286B2
Application number: JP2000281329A
Authority: JP
Inventors: 伸行高岡
Original assignee: C Eng Co Ltd
Current assignee: C Eng Co Ltd
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-09-18
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2020-09-18
Also published as: JP2001328153A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クッション材等に使用する立体網状構造体の製造方法及び製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空隙を有する立体網状構造体の製造方法としては特公昭５０−３９１８５号記載の方法あるいはポリエステル繊維を接着剤で接着した樹脂綿、例えば接着剤にゴム系を用いたものとして特開昭６０−１１３５２号等が公知である。また、一方、無端ベルトで樹脂糸を巻き込むことで空隙を有する立体網目状構造体を製造する方法或いは製造装置があり、特開平１１−２４１２６４号等に示す発明が挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした立体網状構造体製品への要求は多様化しており、製造工程の後工程で要求された形状に切断又は成形をして異形網状体にいちいち仕上げをする必要があり、仕上げが非常に煩雑化する。
【０００４】
また、従来の方法で製造された立体網状体構造体は、密度が低く、束の両面部がベルトコンベアに接するため、実質的に表面がフラット化されるが束の左・右端面はランダムな螺旋形状であって不整列となる。
【０００５】
また一方、無端ベルトで巻き込んでいるが、無端ベルトが熱等によって損傷しやすく耐久性に問題が生じるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、後工程での仕上げを不要とし、整列度を高め、異形形状への対応を可能とし、耐久性を向上させた立体網状構造体の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記諸課題に鑑み、請求項１記載の発明は、熱可塑性樹脂を原料又は主原料とする溶融した線条を複数の孔を有する口金を先端部に有するダイスから下方へ押し出し、一部水没した、引取機の間に自然降下させ、該降下速度より前記線条を遅く引き込むことにより立体網状構造体を製造する際、前記引取機は互いに対向するものが２対あり、該２対の引取機によって押し出し方向と垂直な方向に四辺形が形成され、押出された線条の集合体の幅より前記互いに対向する引取機の間隔が狭く設定され、前記引取機が水没する前後に前記線条の集合体の外周の四面全てが前記引取機に接触することにより成形され、前記押し出し方向と平行な外周の四面全ての表面側の密度が、前記表面側を除く部分の密度より相対的に高くなることを特徴とした立体網状構造体の製造方法である。これにより、後工程での仕上げを不要とし、整列度を高めることができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記引取機が水没する前後に前記線条の集合体の中空部が形成されるように前記口金に閉塞部を形成したことを特徴とする請求項１記載の立体網状構造体の製造方法である。これにより請求項１の課題が一層好適に解決できる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記２対の引取機によって押し出し方向と垂直な方向に形成される前記四辺形の長手方向を幅方向とするとき、前記引取機が水没する前後に前記線条の集合体の前記幅方向に粗密ができるよう、前記口金に孔の密度の高い領域及び低い領域を形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体網状構造体の製造方法である。これにより請求項１の課題が一層好適に解決できる。
請求項４記載の発明は、前記引取機の速度または押出機の吐出量を変化させることにより、前記押し出し方向に密度を変化させる請求項１ないし３いずれかに記載の立体網状構造体の製造方法である。これにより請求項１の課題が一層好適に解決できる。
【００１０】
請求項５記載の発明は、複数の孔を有する口金を先端部に有するダイスを備え、熱可塑性樹脂を原料又は主原料とする溶融した線条を前記口金から下方へ押し出す押し出し成形機と、水槽と、該水槽に一部水没した、２対の互いに対向する引取機と、を備え、該２対の引取機によって押し出し方向と垂直な方向に四辺形が形成され、前記線条を前記引取機の間に降下させ、該降下速度より前記線条を遅く引き込むように前記引取機の速度を設定し、前記押し出された線条の集合体の幅より前記互いに対向する引取機の間隔が狭く設定され、前記引取機が水没する前後に前記線条の集合体の外周の四面全てが前記引取機に接触することにより成形され、前記押し出し方向と平行な外周の四面全ての表面側の密度が、前記表面側を除く部分の密度より相対的に高くなることを特徴とした立体網状構造体製造装置である。これにより請求項１と同様の課題を解決できる。
【００１２】
請求項６記載の発明は、前記引取機の複数条のチェーンにベルト部材として板状の多数の金属材を直交して周設したことを特徴とした請求項５に記載の立体網状構造体製造装置である。これにより引取機の耐久性を向上させることができる。
【００１３】
請求項７記載の発明は、前記引取機が水没する前後に前記線条の集合体の中空部が形成されるように前記口金に閉塞部を形成したことを特徴とした請求項５または６に記載の立体網状構造体製造装置である。これにより異形断面の立体網状構造体が実現し、中空部に再生部材等を挿入するなど多様な用途に適用できるようになる。
【００１４】
請求項８記載の発明は、前記２対の引取機によって押し出し方向と垂直な方向に形成される前記四辺形の長手方向を幅方向とするとき、前記引取機が水没する前後に前記線条の集合体の幅方向に粗密ができるよう、前記口金に孔の密度の高い領域及び低い領域を形成したことを特徴とした請求項５ないし７に記載の立体網状構造体製造装置である。孔の密度の高い場合には、孔を多数設けるほか、密度を１００％とする場合、例えば、口金にスリットを設けることも含まれる。
請求項９記載の発明は、前記引取機の速度または押出機の吐出量を変化させることにより、前記押し出し方向に密度を変化させる請求項５ないし８いずれかに記載の立体網状構造体製造装置である。
請求項１０記載の発明は、熱可塑性樹脂を原料又は主原料とする、押し出された複数本の線条が螺旋状に無秩序に絡まり合い熱接着した、四辺形の断面を有する立体網状構造体であって、前記四辺形を形成する外周の四面が全て成形されることによって、該外周の四面全ての表面側の密度が、該表面側を除く部分の密度より相対的に高いことを特徴とした立体網状構造体である。
請求項１１記載の発明は、内部に前記外周の四面と平行な中空部が形成されたことを特徴とする請求項１０記載の立体網状構造体である。
請求項１２記載の発明は、前記四辺形の長手方向を幅方向とするとき、幅方向に粗密があることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の立体網状構造体である。
請求項１３記載の発明は、押し出し方向に密度が変化することを特徴とする請求項１０ないし１２いずれかに記載の立体網状構造体である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下第１実施形態の立体網状構造体１は、図１及び図２（ａ）の通り、再生熱可塑性樹脂を原料又は主原料とし、複数本の線条が螺旋状に無秩序に絡まり合い部分的に熱接着した板状の三次元網目状構造体であることを特徴とした立体網状構造体である。前記三次元網目状構造体の三面の表面側の密度が、前記表面側を除く部分の密度より相対的に高いことが好ましい。即ち、第１実施形態の立体網状構造体１（図２（ａ）参照）は、三面成形であり、対向する他の１面から内部に向かって所定間隔の領域は密度が高く成形されたものであり、中央部内部の領域の密度はそれよりも低く設定され他の一面が不揃いと成っている。このため、後工程で加工することがない利点が生じる。つまり、幅の広い一対の面及び一側面は後述の無端コンベア等によって強制的に成形され、端縁が他の面よりもきれいに揃えられている。
【００１６】
ここでは再生熱可塑性樹脂の原料又は主原料としてＰＥＴボトルのフレーク状又はチップ状を使用する。ＰＥＴボトルをそのまま粉砕しそれを溶融させてフレーク形状にしたものである。リサイクル促進の時代にも適合している。これが再生品ではなく、純正品であると、乾燥結晶化、或いはごみ除去等、コスト的に１ｍ²あたりの製造費が倍増する。廃棄処理コスト削減に威力を発揮できる。しかしながら、再生以外の熱可塑性樹脂等においても適用可能である。例えば、熱可塑性樹脂としてポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ナイロン６６などのポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、上記樹脂をベースとし共重合したコポリマーやエラストマー、上記樹脂をブレンドしたもの等が挙げられる。更に、立体網状構造体１の用途としては、主として、クッション材、衝撃吸収材、床材の下又は内部に適用される例が挙げられるが、二重壁体の内部に適用することもできる。この第１実施形態は概ね内部が均一な密度に成形されたものである。見掛密度は０．０２〜０．９ｇ／cｍ³（空隙率３６〜９８．４％に相当する）が好ましく、０．０５〜０．１５ｇ／cｍ³が特に好ましい。立体網状構造体１は例えば幅０．１ｍ〜２ｍ、厚さは５ｍｍ〜２００ｍｍが好ましく、長さ方向においては無端状であり、適宜の長さ（例えば９００ｍｍ）に切断するが、それらのサイズ例に限定されるわけではない。
【００１７】
第２実施形態の立体網状構造体２（図２（ｂ）参照）は、四面成形であり全ての面が揃えられており、第１実施形態の立体網状構造体１の左右側面から内部に向かって所定間隔の領域は密度が高く成形されたものであり、中央部内部の領域の密度はそれよりも低く設定されている。即ち、上面及び底面を除き、全ての面から内部に向かって所定間隔の領域は密度が高く成形されたものである。
【００１８】
第３実施形態の立体網状構造体３は、その表面を異形面とするものである。例えば、凸面を備えたもの３Ａ（図４（ａ）参照）、凹面を備えたもの３Ｂ（図４（ｂ）参照）、複数の連続的に形成された凹凸面を備えたもの３Ｃ（図４（ｃ）参照）、複数の鋸歯面を備えたもの３Ｄ（図４（ｄ）参照）、複数の波面を備えたもの３Ｅ（図４（ｅ）参照）、隅が曲面（アール）形状のもの３Ｆ（図４（ｆ）参照）、角が所定角度（ここでは４５度）にカットされたもの３Ｇ（図４（ｇ）参照）、或いはそれらの適宜の組合せ等が挙げられ、建築施工現場で様々な形態のものが製品として要求され、これに対応することが出来る。また、複雑な形状とすることで、多様な用途が生じると考えられる。特に、前述の第１実施形態及び第２実施形態のように立体網状構造体の三面又は四面を強制的に成形することで、多様な製品要求を満足させることができる。さらに一般的には製品の要求される異形形状に対しては、後工程で要求形状の切断又は成形をして異形網状体とするのであるが、本実施形態によれば、製品の要求する形状、寸法を後工程で仕上することなく即座に製品の提供が出来、後工程を不要にできる。
【００１９】
第４実施形態の立体網状構造体４（図２（ｃ）参照）は、単数又は複数（ここでは２個）の中空部４Ａ，４Ｂを備えたものであり、コストの更なる削減等を目的とするものである。
【００２０】
第５実施形態の立体網状構造体５（図２（ｄ）参照）は、第４実施形態の立体網状構造体４の中空部４Ａ，４Ｂと同様の中空部５Ａ，５Ｂに板状の再生ベニア、板状の再生シュレッダーダスト等の再生部材５Ｃ，５Ｄを入れたものであり、再生板材により吸音性、断熱性、クッション性等の向上を目的としたものである。
【００２１】
第６実施形態の立体網状構造体６（図２（ｅ）参照）は、第１実施形態の立体網状構造体１の内部において、幅方向に密度を高めて、部分的に、単数又は複数（ここでは３本）の梁状の高密度領域６Ａ，６Ｂ，６Ｃを所定間隔で形成することで、吸音性、断熱性、クッション性、耐衝撃性を高めたものである。
【００２２】
第７実施形態の立体網状構造体７（図２（ｆ）参照）は、その内部において、厚さ方向に密度を高めて、部分的に、単数又は複数（ここでは１本）の高密度領域７Ａを形成することで、吸音性、断熱性、クッション性、耐衝撃性を高めたものである。
【００２３】
第８実施形態の立体網状構造体８（図２（ｇ）参照）は、第７実施形態において、波型の高密度領域８Ａとし、吸音性、断熱性、クッション性、耐衝撃性を高めたものである。
【００２４】
第９実施形態の立体網状構造体９（図３（ａ）参照）は、第１実施形態の立体網状構造体２の内部において、幅方向の所定位置にシート９Ａ（空隙がない領域）を形成することで、吸音性、断熱性、クッション性、耐衝撃性を高めたものである。シート９Ａの周囲に線条（樹脂糸）が絡まりあっている。シート９Ａは図示の通り横幅一杯に設けても良いし、例えば中央部分等に部分的に設けても良い。
【００２５】
上記第９実施形態の変形例においては、立体網状構造体９（図３（ｂ）参照）のシート９Ａは概ね波型に形成されており、吸音性、断熱性、クッション性、耐衝撃性を高めたものである。こうした波型に成形できるのは、後述の通り、ロールの引き取り速度が樹脂糸の下降速度よりも遅いからである。シート９Ａの波の間隔、高さ、幅等は製造条件によって異なり、図示のものに限られるものではない。シート９Ａの波の間隔が狭い場合、互いに接着されることもある。第９実施形態は、図１１（ｅ）のスリット（線状貫通溝）７５ａを使用することで製造できる。
【００２６】
その他、図示は略すが、断面形状が三角形状、Ｙ型形状等の異形断面となるものについても実施可能である。
【００２７】
（立体網状構造体製造装置）
次に、立体網状構造体製造装置１０を説明する。
この立体網状構造体製造装置１０は、図５の通り、押出成形機１１、無端部材１２，１３を備えた一対の無端コンベア１４，１５（図７参照）、無端部材１２，１３を駆動する駆動モータ１６、チェーン及び歯車から構成され無端部材１２，１３の移動速度を変速させる変速機１７、一対の無端コンベア１４，１５を一部水没させる水槽１８、制御装置１９、その他計器類等から構成されている。
【００２８】
無端部材１２，１３は複数の金属製（ここではステンレス等）の板材２１が所定の隙間２２（図８（ａ）参照）を設けて複数（ここでは各２本）の無端チェーン１２ａ，１３ａ（図７（ａ），（ｂ）参照）にねじ（図示略）で連結されたものである。これに代えて図８（ｂ）の通り、隙間２２を無くしたステンレスメッシュ（金網）等のベルト２３でも良い。このメッシュベルトは、スパイラル（螺旋）とロッド（力骨）を組み合わせてできたものであり、この２つの要素の形状、線径、ピッチにより、様々なタイプができあがる。動きが滑らかでベルト表面を水平に保つことに優れ、高温使用に優れ、補修も簡単である。或いは、図７の点線で示す通り、ステンレスメッシュのベルト２３を無端部材１２，１３の外周に張設したものも実施可能であり、隙間２２による凹凸の形成を防止したい場合に好適である。また、板材２１の断面は長方形であるが、凸形のもの２４（図８（ｃ）参照）、凹形のもの２５（図８（ｄ）参照）、鋸歯形のもの２６（図８（ｅ）参照）、連続的に形成された凹凸形のもの２７（図８（ｆ）参照）等様々な変更形態が考えられる。
【００２９】
無端コンベア１４は、図７の通り、上下に配置された、前記無端チェーン１２ａが巻き掛けられたスプロケット１４ａを有する駆動軸１４ｂと、スプロケット１４ｃを有する従動軸１４ｄを備えている。また、無端コンベア１５は無端コンベア１４と同期して駆動され、上下に配置された、前記無端チェーン１３ａが巻き掛けられたスプロケット１５ａを備えた従動軸１５ｂと、スプロケット１５ｃを備えた従動軸１５ｄとを備えている。
【００３０】
図５の通り、押出成形機１１は、コンテナ３１、コンテナ３１上部に設けた原料供給口３２、ダイス３３、ダイス３３の下端部に脱着自在に固定可能な口金３４等から構成されている。押出成形機１１のダイス内部の温度範囲は１００〜４００℃、押出量は２０〜２００Kg／時間、等に設定可能である。ダイス３３の圧力範囲は０．２〜２５ＭＰａ、例えば７５ｍｍスクリューの吐出圧である。立体網状構造体の厚さが１００ｍｍを越えるとギヤポンプ等によりダイス圧力の均一化が必要である。したがって、ダイス内全域から均等に線条を吐出させるためにギヤポンプ等によりダイス内の圧力を上げることが必要となる。このとき立体網状シートの形状を形成するため、無端コンベア１４，１５の各面は自由に移動出来る構造とし、ダイス３３の口金３４の形状（孔Ｈの密度又は径）と無端コンベア１４，１５の搬送速度により所望の密度、強度をもった製品を製造することができ、製品の多様な要求を満足させることができる。
【００３１】
ここで、図９（ａ），（ｂ）に示す通りの四面成形機である場合の立体網状構造体製造装置５０を説明する。この立体網状構造体製造装置５０は、図７に示す二面成形の場合の無端コンベア１４，１５に対応した、回転軸５４ａ，５５ａを有する無端コンベア５４，５５と、これらの無端コンベア５４，５５の長手方向端部にそれらと回転軸が直交して配置された回転可能な回転軸５６ａ，５７ａを備えた一対のロール５６，５７が配置されている。回転軸５４ａにはそれぞれ傘歯車５４ｂ，５４ｃが設けられ、回転軸５６ａ，５７ａにもそれぞれ傘歯車５６ｂ，５７ｂが設けられ、傘歯車５４ｂ，５４ｃ及び傘歯車５６ｂ，５７ｂが歯合され、回転軸５４ａ，５５ａはチェーンＣを介してモータＭによって同期駆動され、従って、回転軸５６ａ，５７ａも同期駆動されるようになっている。回転軸５６ａ，５７ａの他端部は軸受５８ａ，５８ｂで支持されている。
【００３２】
図９（ｃ）の通り、無端コンベア５４，５５と同様な構造で短尺の一対の無端コンベア５９ａ，５９ｂを直交して配置したものでも良い。この場合、一層、成形を精密に行うことができ、寸法精度が向上する。
【００３３】
図９（ｄ）の通り、四面成形を用いて製造ができる。また、図９（ｅ）の通り、これを用いて、三面成形を行うことも出来る。即ち、立体網状構造体の種類によってはダイスを２系列設けて、平行して線条を押出すようにすれば、生産効率が２倍と成る。
【００３４】
図１０の通り、変更形態として、前述の同期駆動に替えて、駆動源（モータ等）をそれぞれ設けて、無端コンベア６４，６５と、ロール６６，６７（無端コンベアとしても良い）とが独立駆動するような構成も可能である。即ち、三面又は四面成形の場合、回転軸６４ａ，６５ａを有する無端コンベア６４，６５と、これらの無端コンベア６４，６５の長手方向端部にそれらと回転軸が直交して配置された回転可能な回転軸６６ａ，６７ａを備えた一対のロール６６，６７が配置されている。回転軸６６ａ，６７ａにもそれぞれモータＭが設けられ、独立駆動されるようになっている。回転軸６６ａ，６７ａの他端部は軸受６８ａ，６８ｂで支持されている。
【００３５】
口金３４の穴は直列下降であり、穴があいてここから糸が下方向に降下して出てくる。等間隔でも良いし、非等間隔でも良い。穴は千鳥状、直交状等、様々な配列を取り得る。配列密度を変えたい場合、積極的に端部領域だけ密度を高くする方法をとることもある。口金の形態を様々に変形されることで製品の多様な要求を満足させることができる。例えば、１．０ｍ×１８０ｍｍの面積に直径０．５ｍｍの約３５００個の孔Ｈがほぼ等間隔で形成された口金７１（口金の孔Ｈの設けた領域の大きさの範囲は口金７１の面積の９０％を占める）（図１１（ａ）参照）、周辺部７２ａだけ孔Ｈの密度を高くした口金７２（図１１（ｂ）参照）、升目状領域となるように枠状部７３ａの密度を高めた口金７３（図１１（ｃ）参照）、多数の孔Ｈの他に短手方向に並行にスリット（線状貫通孔）７４ａ〜７４ｃを形成した口金７４（図１１（ｄ）参照）、多数の孔Ｈの他に長手方向の中央部にスリット（線状貫通孔）７５ａを形成した口金７５（図１１（ｅ）参照）、多数の孔Ｈの他に長手方向にスリット（線状貫通孔）７６ａを長手方向の辺に近い位置に形成した口金７６（図１１（ｆ）参照）等、中空部作成のため、該当する個所に孔Ｈが設けられていない領域７７ｃ，７７ｄを形成し、該領域の下部に下方に延び出す角形の誘導部材（パイプ等）７７ａ，７７ｂを設けた口金７７（図１１（ｇ），（ｈ）参照）等、多数の仕様が実施可能である。前記口金に形成された孔Ｈの密度は、１〜５個／ｃｍ²が好ましい。
【００３６】
（立体網状構造体の製造方法）
この立体網状構造体１は次のように製造される。まず再生ＰＥＴボトルフレークを加水分解防止のため加熱し乾燥させ、これに適宜仕上がりを良好にする薬剤、又は抗菌剤等を添加することもある。口金３４からフラットに線条が降下すると、無端コンベア１４，１５の無端部材１２，１３の巻き込み作用により螺旋状に巻かれる。巻いたときに無端部材１２，１３の面に当たったところから、巻き込んでいく。巻き込まれた部分は密度が大きく、巻き込まれない部分は密度が小さい。
【００３７】
つぎに、図６の通り、溶融した熱可塑性樹脂を複数のダイス３３より下方へ押出し、一部水没した１対の無端コンベア１４，１５の間に自然降下させ、上記の降下速度より遅く引き取ることにより三次元網目状構造体である立体網状構造体１を製造する際に、押出された溶融樹脂の集合体の幅より１対の無端コンベア１４，１５の間隔が狭く、かつ無端コンベア１４，１５が水没する前後に上記溶融樹脂の集合体の両面が無端コンベア１４，１５に接触するようにした。
【００３８】
溶融した熱可塑性樹脂の集合体の両面の表面部分は、無端コンベア１４，１５上に落下し、溶融した熱可塑性樹脂の集合体の内側へ移動し密な状態となるため、水中にそのまま落下した中央部分より空隙率が小さくなるわけである。当然ながら空隙率が低くなった表面部分は、空隙率が高い中央部分より交点の数が多くなり、引張り強度が著しく強くなる。また、空隙率が低い表面部分は空隙部の面積が小さくなり、衝撃吸収層、防音層となるわけである。
【００３９】
立体網状構造体１として機能するためには、全体の空隙率は、使用する現地施工状況にもよるが、８０％〜９８％の空隙率の範囲が良好であるとの結果が得られた。つまり、密度が大きいと音がブロックされると考えられる。リサイクル吸音建材、クッション材、断熱材等として十分な機能を発揮するには、空隙率は少なくとも８０％以上にすると良いという結果が得られた。つまり、空隙率が８０％より小さいと、衝撃吸収効果、防音効果、断熱効果、クッション性が期待したほど向上しなかった。この空隙率については、立体網状構造体１の用途に応じて、８０％以上９８％以下の範囲で適宜設計すると良い。
【００４０】
立体網状構造体１の表面部は、空隙率が低くなっており、表面から、線条径の１倍〜３倍までの距離の部分、概ね数ｍｍ程度である。本発明の立体網状構造体１の構造上、その表面部は線条が密になっていて、線条同士が重なり合っている部分もあり、空隙率が９８％以下の範囲では、線条が３本程度まで重なり合っている部分が確認できた。また線条径とは立体網状構造体１を構成している線条の断面形状が円形の場合は、その直径のことであり、断面形状が角形など円形でない場合は、断面が円形であると仮定してその断面積から求めた直径のことである。
【００４１】
ここで使用する熱可塑性樹脂としては、ＰＥＴボトルを粉砕し、フレークとしたものを原料又は主原料とする。しかし、主原料にポリプロピレン等のポリマー或は複数のポリマーをブレンドしたものなど、通常の押出成形機で加工のできる樹脂であれば問題ない。
【００４２】
異形立体網状体を製品形状にする工程をダイスの内部圧力を均一化し、引取面を二面、三面又は四面又は中間部で引き取る構造とした。これにより見掛密度０．０２〜０．９ｇ／cｍ³を可能とし、溶融した線条を無秩序な螺旋形状から平板状とし、また、厚さ方面の前面、後面、左端面、右端面の立体網状構造体表面部を平面、凸凹の異形形状とすることを特徴とする。三次元網状構造体を形成するためのダイスの口金形状を丸棒、異形（パイプ、Ｙ形）等の形状とその複合による組合せとすることにより、多様な三次元網状構造体を可能とする。また、立体網状構造体を引取機のロール圧縮によって超密構造体のシート構造体とする。ダイスから再生ＰＥＴ樹脂が均一して吐出されるためにダイス内圧の均一化を行い、また、立体網状シート製造をする際に押出された溶融樹脂の集合体の三面又は四面をコンベアで形状形成するため、引取コンベアに接触するようにした。つまり溶融した再生ＰＥＴ樹脂の集合体の三面又は四面表面部を製品形状に対応した形状にする。例えば必要により多角形等のコンベアに樹脂集合体を引取り製品を形成する。立体網状シートを得る方法の一つとしては、溶融した樹脂の複数のダイスより下方へ押し出し、水面、又は一部水没したコンベアの間に自然降下させることにより、無秩序な螺旋形状を作り出し立体網状シートとなる。
シートの幅１．０ｍ、厚さ１００ｍｍとした場合、無端コンベアの速度を変化させることにより密度は変化することを確認した。
さらに押出機の吐出量の変化により密度が変化することを確かめた。
【００４３】
スクリューの直径が７５ｍｍの単軸押出し機に、１．０ｍ×１８０ｍｍの面積のダイス３３に、直径０．５ｍｍとされた、ほぼ等間隔で約３５００個の孔Ｈを有する口金３４を取り付けた。ダイス３３の下約１２０ｍｍの位置に水位がある水槽１８を設置し、幅１．２ｍの無端コンベア１４，１５を５０ｍｍの間隔をあけて１対、無端コンベア１４，１５の上部が４０ｍｍ程度水面から出るようにほぼ垂直に設置した。
【００４４】
この装置で、再生ＰＥＴ樹脂を熱を加えて可塑化しながら樹脂温度が２４０℃になるように、ダイス３３の温度をコントロールして、１時間当たり１２０ｋｇの押出し量で口金３４から出た溶融樹脂の集合体の両面が無端コンベア１４，１５に落ちるようにそれらの間に押出した。この時の無端コンベア１４，１５の引取速度は０．７ｍ／分とした。無端コンベア１４，１５に挟まれて下方へ移動した成形物は、水槽１８の下部で向きを変え、押出し機とは反対の側から水面へと移動し、水槽１８から出た時点で圧縮エアー又は真空ポンプで水分を吹き飛ばした。
【００４５】
このようにして得られた三次元網目状構造体は、幅１．０ｍ、厚さ５０ｍｍで、密度は、０．０７ｇ／ｃｍ³〜０．１４ｇ／ｃｍ³が得られた。用途は、断熱材、下地材、吸音材、排水パイプ等が挙げられる。
【００４６】
以上説明した立体網状構造体１によれば、後工程での仕上げを不要とし、整列度を高め、異形形状への対応を可能とし、耐久性を向上させた立体網状構造体の製造装置を提供できる。
【００４７】
また本実施形態により現状では用途のないＰＥＴボトルに立体網状構造体としての用途ができ、ＰＥＴボトルの回収率が高まると考えられる。これにより、ＰＥＴボトルのリサイクルが大いに促進される。
【００４８】
図１２は四面成型の立体網状構造体製造装置５０の変更形態であり、図１２（ａ）は図９（ｂ）に対応したものであり、前述の一対のロール５６，５７の表面に単数又は複数の突部６０ａ〜６０ｃが形成されたものである（ロール５７及びその突部は図示略）。これは、立体網状構造体の側面に凹みを形成するためである。ロール５６，５７の突部６０ａ〜６０ｃは、断面角形で且つ弧状に形成されている。理論的には前記の凹みは角形になるはずであるが、樹脂糸が前述の通り上から落ちてくるので、ブラインドが出来、実際には、樹脂糸が入ってこない領域ができるので、立体網状構造体の側面の凹みは曲線状のものになる。つまりアールを取るような感じになる。また、図１２（ｂ）は図９（ｃ）に対応したものであり、前述の一対の無端コンベア６４，６５の表面に単数又は複数の突部６６が形成されたものである（無端コンベア６５及びその突部は図示略）。また、前述のロール５６，５７又は無端コンベア６４，６５の回転体にカムとばねを入れておいて、前述の突部を、回転に同期させて、カムが突部を外方向に押出すように構成することもでき、これにより、前記のブラインドを減少させ、より精密な凹みを形成することができる。その他の構造は図９（ｂ），（ｃ）と同様であるから、図示及び説明は援用する。
【００４９】
尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲に於て、改変等を加えることが出来るものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれることとなる。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１乃至１３の発明によれば、後工程での仕上げを不要とし、整列度を高め、異形形状への対応を可能とし、耐久性を向上させた立体網状構造体の製造方法及び装置を提供でき、各種産業に与える工業的利用価値は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態の立体網状構造体の斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明第１実施形態の立体網状構造体の縦断面図、（ｂ）は第２実施形態の立体網状構造体の縦断面図、（ｃ）は第４実施形態の立体網状構造体の縦断面図、（ｄ）は第５実施形態の立体網状構造体の縦断面図、（ｅ）は第６実施形態の立体網状構造体の縦断面図、（ｆ）は第７実施形態の立体網状構造体の縦断面図、（ｇ）は第８実施形態の立体網状構造体の縦断面図である。
【図３】（ａ）は第９実施形態の立体網状構造体の縦断面図、（ｂ）は第９実施形態の立体網状構造体の側面図である。
【図４】（ａ）〜（ｇ）は本発明第３実施形態の立体網状構造体の断面図である。
【図５】本発明実施形態の立体網状構造体製造装置の斜視図である。
【図６】本発明実施形態の立体網状構造体製造装置の動作状況を示す説明図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は同立体網状構造体製造装置の無端コンベアの側面図及び正面図である。
【図８】（ａ）〜（ｆ）は同立体網状構造体製造装置及び変更形態の無端コンベアの側面図である。
【図９】（ａ）は四面成形の場合の立体網状構造体製造装置の無端コンベアの平面図、（ｂ）は同立体網状構造体製造装置の側面図、（ｃ）は他の形態の四面成形の立体網状構造体製造装置の側面図、（ｄ）は同立体網状構造体製造装置による四面成形の様子を示す平面図、（ｅ）は同立体網状構造体製造装置による三面成形の様子を示す平面図である。
【図１０】四面成形の場合の独立駆動構造の立体網状構造体製造装置の無端コンベアの平面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｈ）はダイスの口金の各種形態を示す平面図及び正面図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）は変更形態の四面成形用の立体網状構造体製造装置の無端コンベアの正面図である。
【符号の説明】
１〜９…立体網状構造体、４Ａ，４Ｂ…中空部、
５Ａ，５Ｂ…中空部、５Ｃ，５Ｄ…再生部材、
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ…梁、１０…立体網状構造体製造装置、１１…押出成形機、
１２，１３…無端部材、１４，１５…無端コンベア、１４ａ…スプロケット、
１４ｂ…駆動軸、１４ｃ…スプロケット、１４ｄ…従動軸、
１５ａ…スプロケット、１５ｂ…従動軸、１５ｃ…スプロケット、
１５ｄ…従動軸、１６…駆動モータ、１７…変速機、１８…水槽、
１９…制御装置、３１…コンテナ、３２…原料供給口、３３…ダイス、
３４…口金、５０…立体網状構造体製造装置、５４，５５…無端コンベア、
５４ａ，５５ａ…回転軸、５４ｂ，５４ｃ…傘歯車、５６，５７…ロール、
５６ａ，５７ａ…回転軸、５６ｂ，５７ｂ…傘歯車、５８ａ，５８ｂ…軸受

Claims

熱可塑性樹脂を原料又は主原料とする溶融した線条を複数の孔を有する口金を先端部に有するダイスから下方へ押し出し、一部水没した、引取機の間に自然降下させ、該降下速度より前記線条を遅く引き込むことにより立体網状構造体を製造する際、前記引取機は互いに対向するものが２対あり、該２対の引取機によって押し出し方向と垂直な方向に四辺形が形成され、押出された線条の集合体の幅より前記互いに対向する引取機の間隔が狭く設定され、前記引取機が水没する前後に前記線条の集合体の外周の四面全てが前記引取機に接触することにより成形され、
前記押し出し方向と平行な外周の四面全ての表面側の密度が、前記表面側を除く部分の密度より相対的に高くなることを特徴とした立体網状構造体の製造方法。
前記引取機が水没する前後に前記線条の集合体の中空部が形成されるように前記口金に閉塞部を形成したことを特徴とする請求項１記載の立体網状構造体の製造方法。
前記２対の引取機によって押し出し方向と垂直な方向に形成される前記四辺形の長手方向を幅方向とするとき、
前記引取機が水没する前後に前記線条の集合体の前記幅方向に粗密ができるよう、前記口金に孔の密度の高い領域及び低い領域を形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体網状構造体の製造方法。
前記引取機の速度または押出機の吐出量を変化させることにより、前記押し出し方向に密度を変化させる請求項１ないし３いずれかに記載の立体網状構造体の製造方法。
複数の孔を有する口金を先端部に有するダイスを備え、熱可塑性樹脂を原料又は主原料とする溶融した線条を前記口金から下方へ押し出す押し出し成形機と、
水槽と、
該水槽に一部水没した、２対の互いに対向する引取機と、を備え、
該２対の引取機によって押し出し方向と垂直な方向に四辺形が形成され、
前記線条を前記引取機の間に降下させ、該降下速度より前記線条を遅く引き込むように前記引取機の速度を設定し、
前記押し出された線条の集合体の幅より前記互いに対向する引取機の間隔が狭く設定され、
前記引取機が水没する前後に前記線条の集合体の外周の四面全てが前記引取機に接触することにより成形され、
前記押し出し方向と平行な外周の四面全ての表面側の密度が、前記表面側を除く部分の密度より相対的に高くなることを特徴とした立体網状構造体製造装置。
前記引取機の複数条のチェーンにベルト部材として板状の多数の金属材を直交して周設したことを特徴とした請求項５に記載の立体網状構造体製造装置。
前記引取機が水没する前後に前記線条の集合体の中空部が形成されるように前記口金に閉塞部を形成したことを特徴とした請求項５または６に記載の立体網状構造体製造装置。
前記２対の引取機によって押し出し方向と垂直な方向に形成される前記四辺形の長手方向を幅方向とするとき、
前記引取機が水没する前後に前記線条の集合体の幅方向に粗密ができるよう、前記口金に孔の密度の高い領域及び低い領域を形成したことを特徴とした請求項５ないし７に記載の立体網状構造体製造装置。
前記引取機の速度または押出機の吐出量を変化させることにより、前記押し出し方向に密度を変化させる請求項５ないし８いずれかに記載の立体網状構造体製造装置。
熱可塑性樹脂を原料又は主原料とする、押し出された複数本の線条が螺旋状に無秩序に絡まり合い熱接着した、四辺形の断面を有する立体網状構造体であって、
前記四辺形を形成する外周の四面が全て成形されることによって、該外周の四面全ての表面側の密度が、該表面側を除く部分の密度より相対的に高いことを特徴とした立体網状構造体。
内部に前記外周の四面と平行な中空部が形成されたことを特徴とする請求項１０記載の立体網状構造体。
前記四辺形の長手方向を幅方向とするとき、
幅方向に粗密があることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の立体網状構造体。
押し出し方向に密度が変化することを特徴とする請求項１０ないし１２いずれかに記載の立体網状構造体。