JP4548188B2 - 繊維集合体の製造方法 - Google Patents
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Description
すなわち、特許文献1及び特許文献2の方法では、所定形状に成形した繊維集合体に接着剤を含浸または散布させた後、繊維集合体全体を加熱して、その接着剤を加熱溶融させることにより、繊維集合体の繊維同士を結合させている。このため、繊維集合体を加熱処理するために大型の加熱設備が必要であるとともに、繊維集合体の繊維間には隙間が形成されているために、熱源からの熱が繊維集合体の内奥部には届きにくく、その加熱処理に長い時間が必要になって、製造コストのダウンが困難であるという問題があった。また、前記のように、熱源からの熱が繊維集合体の内奥部に届きにくいため、バインダとして低融点のものしか使用できず、材料選択の幅が狭く、制約を強いられるものであった。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記バインダが、レーザービームの透過性を低下させるために着色されたものであることを特徴としたものである。
請求項1に記載の発明においては、繊維集合体に加熱処理を施すことなく、レーザービームの照射によりバインダを溶融させて、繊維同士を結合させることができる。このため、大がかりな加熱設備が不要になり、従って、エネルギーコストも大幅に低減でき、フィルタ等の繊維集合体を短時間で、かつ低コストで製造することができる。しかも、レーザービームは、同ビームの透過性が低い繊維を選択的に、かつ瞬時に発熱させて溶融させるため、高融点のものであっても、低融点のものであってもバインダとして使用可能で、材料の選択幅を広くすることが可能になる。
請求項3に記載の発明においては、バインダとしてレーザービームの透過性が低くなるように着色されたものが使用されている。よって、繊維集合体にレーザービームを照射したとき、バインダが容易に溶融されて、繊維を確実に結合させることができるとともに、バインダとして繊維集合体を構成する主繊維と同じ材質のものを用いることができ、バインダを介して主繊維同士の結合を強力なものとすることができる。
図1に示すように、この実施形態のフィルタの製造装置においては、例えば、平面トラック状のコンベア31が敷設され、このコンベア31上に複数の成形型32が所定間隔おきに支持されて、一方向に所定ピッチずつ間欠的に周回送りされるようになっている。そして、前記成形型32は、成形型32の内部に対して繊維材料を供給するための供給領域T1、成形型32内で繊維材料によりフィルタ成形が行われるフィルタ成形領域T2、成形されたフィルタが成形型32内で自然冷却される自然冷却領域T3、成形型32からフィルタが脱型される脱型領域T4、及び成形型32の内部清掃が行われる清掃領域T5を順次通過するように周回移動される。
図2に示すように、前記繊維材料供給機構33には、繊維材料37を解きほぐすための一対の開繊ローラ38aを有する開繊装置38と、その開繊装置38からの繊維材料37を成形型32内に供給するための漏斗様の供給部材39とが装備されている。そして、各繊維材料供給機構33において、繊維材料37が開繊装置38によりほぼ均一な密度分布状態に解されながら、供給部材39を介して成形型32内に供給充填されるようになっている。
・ 繊維材料37を成形型内に収容した状態で、加熱処理を施すことなく、レーザービームの照射によりバインダ繊維37bを溶融させて、繊維同士を結合させている。このため、大がかりな加熱設備が不要で、かつ実施形態のように複数の孔45a,45bを有する立体的な形状であっても、前述した従来のような芯材となる型も不要である。このため、簡単な設備で、短時間に製造することができる。
・ フィルタ45の形状や大きさ、あるいは繊維材料37の径,長さ,材質等に適合したレーザービームの波長を設定しているため、フィルタ45を効率よく製造することができる。
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 繊維材料37のバインダ繊維37bとして、主繊維37aよりも融点の低い合成樹脂繊維を使用してもよい。この場合、バインダ繊維37bは、無着色または着色のいずれでもよい。また、この場合は、主繊維37aとバインダ繊維37bとの結合の面から、バインダ繊維37bとして主繊維37aと同じ材質のものを用い、分子量を変えることにより融点を低くするのが好ましい。
Claims (6)
- 繊維が集合されるとともに、バインダが混入された繊維集合体に対し、レーザービームを照射し、そのレーザービームによってバインダを溶融させて、そのバインダにより繊維同士をそれらの間に空隙を形成した状態で結合させて、形状保持させる繊維集合体の製造方法において、
レーザービームの透過性を有する成形型内に繊維集合体を収容した状態で、成形型の外側から繊維集合体にレーザービームを照射することを特徴とした繊維集合体の製造方法。 - 前記レーザービームの波長は、800〜1100nmの範囲内であることを特徴とした請求項1に記載の繊維集合体の製造方法。
- 前記バインダは、レーザービームの透過性を低下させるために着色されたものであることを特徴とした請求項1又は請求項2に記載の繊維集合体の製造方法。
- 前記バインダは、繊維集合体の主構造体を構成する繊維よりも融点の低い合成樹脂により構成されていることを特徴とした請求項1〜請求項3のうちのいずれか一項に記載の繊維集合体の製造方法。
- 繊維集合体の主構造体を構成する主繊維と、その主繊維よりも融点の低い合成樹脂製のバインダ繊維とを混合して繊維集合体が構成されていることを特徴とした請求項1〜請求項4のうちのいずれか一項に記載の繊維集合体の製造方法。
- 前記バインダとして粒体または粉体を用い、それを繊維間に分散させることを特徴とした請求項1〜請求項4のうちのいずれか一項に記載の繊維集合体の製造方法。
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