JP4966438B2 - 網状構造体製造装置および網状構造体製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶融した樹脂の線条集合体の一部を水槽の水面着水前に受け止め、線条の厚さを絞り込んで網状構造体の表面層を形成する網状構造体製造装置および網状構造体製造方法に関するものである。

従来、ポリエチレンなど熱可塑性の樹脂を主原料とした複数本の線条を、螺旋状に無秩序に絡ませ、部分的に熱接着させてなる網状構造体が知られている。このような網状構造体には、線条と線条の間に無数の空隙ができており、その高い衝撃吸収性から、例えば、寝具用マット、クッション、あるいは、緩衝材に用いられている。

このような網状構造体の製造方法としては、まず、樹脂を溶融してダイスと呼ばれる収納容器に貯留する。ダイス下面には多数の孔を有する板金が設けられており、これらの孔から溶融した樹脂を押し出して線条とし、下方の水槽へ自然降下させる。線条は、着水すると、浮力や水の抵抗による速度変化や、冷却による固化が起こり、水中にて上記した螺旋状で無秩序な絡み合いや部分的な熱接着をなす。

ところで、網状構造体を寝具用マットやクッションとして用いる場合、当該網状構造体の表面層の嵩密度を内層の嵩密度と比較して高くしたほうが、心地よさや耐へたり性に対してよい効果があることがわかっている。そこで、水槽上面に、水槽への着水前に線条を受け止めて水槽まで案内する、シュートと呼ばれる板金を設置する場合がある。

シュートは傾斜しており、その斜面に水を流して一様な水の層を作り、線条を待ち受ける。孔から押し出される線条の一部は、シュート斜面を滑って水槽に案内されるが、その際、シュート表面上で上記絡み合いや熱接着を起こすとともに、内層に向かって絞り込まれ、嵩密度の高い表面層を形成していく。なお、同時に、平坦なシュートを滑ることにより、表面層の外側面が平坦に形成される。したがって、表面に線条の螺旋がむき出しのままの網状構造体に比べ、例えば、網状構造体をカバー等で包む際に、線条がカバーに引っ掛かって煩わしかったり、引っ掛かった状態で引っ張られた結果、線条同士の融着部が引き剥がれてしまい、強度が下がったりすることはなくなるという利点も持つ。

このような網状構造体の表面層の形成は、水の層の状態とシュート斜面の摩擦とに深く関わっており、それらの状態によって表面層の品質が決まる。例えば、特許文献１には、シュート表面を覆うように透水シートを設け、シュート表面と透水シートの間に冷却水を供給する手法が開示されている。この手法によれば、透水シートで水を吸い上げてシュート表面に一様に冷却水層を形成でき、この冷却水層により線条の着水の際の衝撃を緩和するとともに、透水シートの摩擦抵抗で線条の滑りが抑制され、適当なループ（線条同士の螺旋状で無秩序な絡み合い）が形成される。

特許第４１８１８７８号

しかしながら、上述のシュートを透水シートで覆う手法では、透水シートにしわがよったり、異物（サビ等）が付着したりしてしまい、以下に述べるような問題があった。つまり、しわがよった透水シートには一様な水の層が形成されず、また、摩擦も一様なものとならないため、線条が適当なループを形成しない。また、異物の付着が起こった場合、その除去には透水シート自体の取り換えが必要であるが、面倒なため放置されてしまいがちであり、その結果、網状構造体に異物が混入してしまう。また、透水シートがそのような状態にならないために、丁寧に透水シートを取り付ける作業、あるいは、そのような状態になってしまった場合に、常に透水シートを取り換える作業が必要とされる。透水シートを用いる以上、どうしてもそのような作業が必要となり、それら作業が面倒であるという問題があった。

本発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、透水シートを必要とせず、その結果、透水シートに係る種々の作業の手間をなくすことを可能とした網状構造体製造装置および網状構造体製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本願発明は、下方に押し出される線条集合体の厚さ方向の両側に対向し、線条集合体の中心に向かってその間隔を縮小させるように傾斜し、前記線条集合体の幅方向に沿って配置されるシュートと、該シュートの表面の上方から下方に向かって前記線条集合体を冷却する冷却水を供給する水供給部とを備えた網状構造体製造装置において、前記シュートの表面を均一に粗面化して前記冷却水が該シュートの表面の全面に行き渡って冷却水層を形成し、該冷却水層で前記線条集合体の表面層の線条を受け止めてループを形成させ隣接する連続線条相互を接触絡合させ、嵩密度の高い表面層と該表面層で挟まれる嵩密度の低い内層を形成することを特徴とする網状構造体製造装置である。

また、本願発明は、前記シュートの表面が、サンドブラストによって粗面化されたことを特徴とする。

また、本願発明は、前記シュートが、一定角度で傾斜する傾斜部と、該傾斜部の一部が下方へ折曲げ形成されたガイド部を有することを特徴とする。

また、本願発明は、前記シュートの前記傾斜部が水平に対して２０度ないし７０度の角度で傾斜することを特徴とすることが好ましい。

また、本願発明は、前記シュートの前記傾斜部が水平に対して３０度ないし５０度の角度で傾斜することを特徴とすることがより好ましい。

また、本願発明は、前記シュートの前記ガイド部が水平に対して７０度ないし９０度の角度をなして設けられることを特徴とすることが好ましい。

また、本願発明は、前記シュートの前記ガイド部が水平に対して７５度ないし８５度の角度をなして設けられることを特徴とすることがより好ましい。

また、本願発明は、前記シュートの表面粗さは、１０点平均粗さ（Ｒｚ）で、０．２Ｚ〜１００Ｚの範囲であることを特徴とすることが好ましい。

また、本願発明は、前記シュートの表面粗さは、１０点平均粗さ（Ｒｚ）で、０．４Ｚ〜２５Ｚの範囲であることを特徴とすることがより好ましい。

また、本願発明は、前記シュートの表面にて該シュートの長手方向と交差するように対向して設けられる幅設定板をさらに備え、前記幅設定板は、中央の水平部と、前記水平部の両側に位置すると共に前記両側のシュートの傾斜と合致させた傾斜部とを備え、前記水平部は、その一部を下方へ折曲げ形成したガイド部を備え、前記幅設定板は、表面が均一に粗面化されたことを特徴とする。

また、本願発明は、前記幅設定板の表面が、サンドブラストによって粗面化されたことを特徴とする。

また、本願発明は、前記幅設定板の表面粗さは、１０点平均粗さ（Ｒｚ）で、０．２Ｚ〜１００Ｚの範囲であることを特徴とすることが好ましい。

また、本願発明は、前記幅設定板の表面粗さは、１０点平均粗さ（Ｒｚ）で、０．４Ｚ〜２５Ｚの範囲であることを特徴とするとすることがより好ましい。

さらに、本願発明は、下方に押し出される線条集合体の厚さ方向の両側に対向し、線条集合体の中心に向かってその間隔を縮小させるように傾斜し、前記線条集合体の幅方向に配置されたシュートの均一に粗面化した表面の上方から下方に向かって前記線条集合体を冷却する冷却水を供給する冷却水供給ステップと、前記冷却水で前記線条集合体の表面層の線条を受け止めてループを形成させ隣接する連続線条相互を接触絡合させるループ形成ステップと、嵩密度の高い表面層と該表面層で挟まれる嵩密度の低い内層を形成する疎密形成ステップと、を備えたことを特徴とする網状構造体製造方法である。

本発明の網状構造体製造装置および網状構造体製造方法によれば、そもそも透水シートを用いないので、透水シートを取り付ける、取り替える等の作業を必要としない。また、シュート表面にサビ等が発生しないようにメンテナンスを行う必要があるが、透水シートを使用する手法では、メンテナンスの際に、わざわざ透水シートの取り換えをしなければならなかったのに比べ、本発明の装置によれば、シュート表面を洗浄するだけでよく、簡易にメンテナンスをすることができる。

実施例１に係る網状構造体ループ形成装置の概要を説明するための正面図である。 網状構造体ループ形成装置の斜視図である。 実施例１、実施例２に係る網状構造体の斜視図である。 実施例１に係る網状構造体のＡ−Ａ’断面図である。 網状構造体の製造装置の概要を説明するための正面図である。 （ａ）は、シュートを説明するための正面図、（ｂ）は、（ａ）の点線内拡大図である。 シュートの角度を説明するための正面図である。 実施例２に係る網状構造体ループ形成装置の概要を説明するための斜視図である。 （ａ）は、幅設定板を説明するための正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。 実施例２に係る網状構造体のＡ−Ａ’断面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る網状構造体製造装置の実施形態について説明する。

まず、図１、２を用いて実施例１に係る網状構造体ループ形成装置２０の概要を説明する。網状構造体ループ形成装置２０は、網状構造体製造装置１００の一部であり、網状構造体１を形成するための装置である。図１は、実施例１に係る網状構造体ループ形成装置２０の概要を説明するための正面図である。図２は、網状構造体ループ形成装置２０の斜視図である。

図１に示すように、網状構造体ループ形成装置２０は、対向するシュート２１、２２と、シュート２１、２２表面にそれぞれ水を供給する水供給部２３、２４とからなる。シュート２１、２２は、それらの中心に向かうに従って低くなるように、所定角度で傾斜している。また、シュート２１、２２は、図２に示すように、それぞれ、傾斜部２１ａとガイド部２１ｂ、傾斜部２２ａとガイド部２２ｂとからなり、ガイド部２１ｂ、２２ｂは、傾斜部２１ａ、２２ａより、傾斜が急になっている。ガイド部２１ｂとガイド部２２ｂで挟まれる空間を谷間と呼ぶことにすると、網状構造体１の厚みは、その谷間の下端の幅ｄで決定される。

水供給部２３、２４は、シュート２１、２２の斜面の高い側にそれぞれ設置される。水供給部２３、２４は、水源（図示せず）から水を供給され、全域に渡って設けられた複数の孔２５より水を出す。水供給部２３、２４から出た水はシュート２１、２２の斜面を流れ、やがて谷間へ到達し、網状構造体ループ形成装置２０の下の水槽４０へと落下する。

溶融した樹脂の線条５は、シュート２１、２２の谷間の上端の幅ｄ´より少々大きい厚さ、シュート２１、２２の長手方向の長さ以内の幅で線条集合体６を形成しており、上方より、シュート２１、２２やその谷間に向かって降下する。そのため、線条集合体６のうち一部の線条５は、そのまま谷間を通過して水槽４０の水面へと着水し、また、一部の線条５は、まずシュート２１、２２へ着地し、シュート２１、２２の表面に形成される冷却水層２１ｃとともに斜面を滑り、やがて谷間へ到達し水槽４０の水面へ落下する。

網状構造体１の表面層２（図４参照）で線条５同士が適当に絡み合いや熱接着をなしているためには、線条５が、シュート２１、２２斜面を滑り降りる間に、ループを形成したり、線条５同士で互いに融着したりしなければならない。このループ形成や線条５同士の融着は、シュート２１、２２の斜面に、ある程度の摩擦および水の層の水流を発生させることにより、これら摩擦と水流によって線条５が斜面でランダムに散らされる結果起こるものである。網状構造体１の表面層２を、一様に線条５のループ形成や融着が起こっているものとするためには、シュート２１、２２の斜面を一様な摩擦抵抗とし、なおかつ、水供給部２３、２４から供給された水を斜面に一様に広がらせ、シュート２１、２２斜面のいずれの位置でも線条５がランダムに散って、ループ形成や融着が発生するようにしなければならない。なお、本発明におけるループの形成とは、線条５がカールして一回りしたところでその交差部が融着されることを指すが、同時に隣り合う線条５同士においても融着が起きるものであり、これらの作用は不規則的になされるものであるため、ループ状とならない部分が含まれるものも本発明の技術的範囲に属するものである。

一方、シュート２１、２２には、例えばステンレスなどの金属を用いるが、一般に、加工された金属表面は滑らかでほぼ摩擦がない。仮にこのような金属面をむき出しにして水を流して線条を滑らせた場合、線条は水流に乗ってそのまま水槽４０に到達するだけで、ループ形成や線条同士の融着は起こらない。

このようなことを防ぐために、従来の手法では、透水シートの摩擦抵抗を利用していた。つまり、上記摩擦および水流を実現するため、シュートの表面に透水シートを設け、シュートの表面と透水シートの間に冷却水を供給するという手法である。しかし、この手法には、透水シートの取り付け作業や透水シートの取り換え作業が面倒であるという問題があった。また、透水シートは適当な摩擦を有するものの、しわがよったりしてシュートの斜面に一様な摩擦を得ることができないという問題もあった。

そこで、実施例１では、シュート２１、２２表面をサンドブラストにより、均一に粗面化した。シュート２１、２２表面にサンドブラストをかけることで、表面に適当な摩擦抵抗を発生させた。サンドブラストならば機械的にかけることができ、シュート２１、２２表面に一様に摩擦を発生させることができるし、しかも、そもそも透水シートを使わないので、しわに対する対策も要しない。

また、一般に金属には特有の撥水性があり、金属面をむき出しにして水を流した場合、水で濡れない部分や、逆に、水が集中してうねりが生じる部分ができてしまう。

このようなことを防ぐために、従来の手法では、透水シートの吸水性によって水を一様に広がらせていた。しかし、透水シートは、やはり、しわがよったりしてシュートの斜面に一様に水の層を形成することができない。そこで、シュート２１、２２表面に対してサンドブラストをかけ、金属特有の撥水性をなくした。撥水性がなくなれば、金属面をむき出しにして水を流したとしても斜面に水が一様に広がって冷却水層２１ｃが形成され、また、そもそも透水シートを使わないので、しわに対する対策も要しない。

こうすることにより、そもそも透水シートを用いないので、透水シートを取り付ける、取り替える等の作業を必要としない。また、シュート２１、２２表面にサビ等が発生しないようにメンテナンスを行う必要があるが、透水シートを使用する手法では、わざわざ透水シートの取り換えをしなければならなかったのに比べ、実施例１ではシュート２１、２２表面を簡単に洗浄するだけでよく、必要ならば毎日でもメンテナンスを行うことができる。

以上のように、実施例１では、シュート２１、２２表面をサンドブラストにより均一に粗面化することにより、金属特有の撥水性をなくしてシュート２１、２２の表面に一様な水の層である冷却水層２１ｃを発生させるとともに、適度な摩擦抵抗も発生させた。その結果、透水シートを用いる必要がなくなり、透水シートに係る種々の作業の手間をなくすことが可能となった。また、シュート２１、２２に対するメンテナンスが簡易になり、必要であれば毎日でも実施できるため、異物の付着を防ぎ、網状構造体１に異物が混入することを防ぐことが可能となる。
なお、実施例１では、均一に粗面化するためにサンドブラストを使用しているが、均一に粗面化することができれば、粗面化の方法は、サンドブラストに限らない。

次に、図３、４を用いて網状構造体１を具体的に説明する。網状構造体１の使用例としては、クッションや緩衝材など多々あるが、本実施例では、寝具用マットとしての網状構造体１を一例として説明する。図３は、網状構造体１の斜視図であり、図４は、網状構造体１のＡ−Ａ’断面図である。図３に示すように、網状構造体１は、一般的な寝具用マットと同様、所定の長さ、幅、厚さを持つ直方体の形状をしている。なお、網状構造体１の特に、厚さは、前述したようにシュート２１、２２の谷間の幅で決まるものである。

そして、図４に示すように、網状構造体１の断面については、比較的嵩密度の高い表面層２と、比較的嵩密度の低い内層３とで構成される。表面層２と内層３は、境界の線条５同士が融着していることが望ましい。これら、表面層２と内層３の嵩密度の差、および、各層の境界の十分な融着は、網状構造体ループ形成装置２０の働きによって生じ、寝具用マットに求められる寝心地の良さやへたりにくさと密接に関連する。

次に、図５を用いて網状構造体の製造装置１００を説明する。図５は、網状構造体の製造装置の概要を説明するための図である。図５に示すように、網状構造体の製造装置１００は、押出成形機１０と、網状構造体ループ形成装置２０と、引取機３０と、水槽４０と、巻取ロール５０と、作業台６０とで構成される。

押出成形機１０は、ホッパー１１と、成形ダイス１２とを備える。ホッパー１１は、投入された樹脂を所定温度で溶融、混錬し、溶融した樹脂を成形ダイス１２へと送る。成形ダイス１２は、溶融した樹脂を線条５として所定の押出速度で押し出す。具体的には、成形ダイス１２は、その底面が所定径の多数の孔を有する板金となっており、当該孔より樹脂を線条５として押し出し、線条５は全体として当該孔の配置に対応した線条集合体６となる。

網状構造体ループ形成装置２０は、シュート２１、２２と、水供給部２３、２４とを備える。網状構造体ループ形成装置２０は、成形ダイス１２から押し出された線条５の一部を水槽４０の水面に降下する前に受け止め、線条集合体６の厚さを絞り込んで網状構造体１の表面層２を形成する。

シュート２１は、例えばステンレスの材質からなり、具体的には、図６に示すように、所定の傾斜角度θで斜面を形成する傾斜部２１ａと、傾斜部２１ａより大きい傾斜角度φを有するガイド部２１ｂとからなる。シュート２１にR形状など特殊な形状を採用する場合には、曲げ加工しやすい銅板を用いるのもよい。なお、図６（ａ）は、シュートを説明するための正面図、（ｂ）は（ａ）の点線内拡大図である。シュート２２についてはシュート２１と同様の説明となるため以降を含め説明を省略する。

傾斜部２１ａは、水平に対して２０度〜７０度、好ましくは３０度〜５０度とするのが望ましいが、本実施例では、θ＝４０度の傾斜としている。傾斜角度に関する実験結果を後述する。傾斜部２１ａ及びガイド部２１ｂの表面は、サンドブラストにより粗面化されているので、図６の拡大図に示すように、冷却水層２１ｃがシュート２１表面に一様に形成される。シュート２１表面の表面粗さは、十点平均粗さ（Ｒｚ）で０．２Ｚ〜１００Ｚ、好ましくは０．４Ｚ〜２５Ｚであることが望ましいが、本実施例では、Ｒｚ＝６．３Ｚとしている。表面粗さに関する実験結果についても後述する。なお、１０点平均粗さ（Ｒｚ）とは、ＪＩＳ規格によるもので、「粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜き取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定した最も高い山頂から5番目までの山頂の標高の絶対値の平均値と、最も低い谷底から5番目までの谷底の標高の絶対値の平均値との和を求め、この値をマイクロメートルで表したもの」をいう。

ガイド部２１ｂは、図７に示す通り、水平に対する角度φ（ガイド部２２ｂと傾斜部２２ａとのなす角度も同様）が、φ＞θであって、７０度から９０度が好ましく、７５度から８５度がより好ましい。本実施例では、φ＝８０度と設定している。ガイド部２１ｂにより、線条５の落下滑落速度を高め、溶融した線条５の絡みを固化、固定化するための冷却時間の確保や調整を行うことができる。また、製造中、シュート２１には線条集合体６の重量により相当程度の荷重がかかるが、ガイド部２１ｂを設けることにより、シュート２１の強度を向上させることができるため、シュート２１の板厚みを抑えることができ、経済的に優れ、軽量化も図られることとなる。

上述のサンドブラスト加工はガイド部２１ｂの表面にも施されるが、ガイド部２１ｂとガイド部２２ｂとで挟まれる空間である谷間に近い領域、すなわち、ガイド部２１ｂとガイド部２２ｂのそれぞれの下端部から上方５ｍｍまでは、サンドブラスト加工は行わないことが望ましい。ガイド部２１ｂの先端まですべてにサンドブラスト加工を施すとすると、線条５の引きかかりが生じる可能性があり、安定した厚みの網状構造体１を得るのに支障となることがあるからである。

水供給部２３は、シュート２１の長手方向に伸びる略円筒形状のもので、全域に渡って複数の孔を有する。水供給部２３は、水源（図示せず）から水を供給されることにより、複数の孔から水を出し、その結果、シュート２１表面に水が流れる。シュート２１の傾斜部２１ａがサンドブラストで粗面化されていることにより、金属特有の撥水性がなくなり、水ははじかれることなく表面全体に一様に広がり、冷却水層２１ｃを形成する。水供給部２４については水供給部２３と同様の説明となるため説明を省略する。

成形ダイス１２から押し出された線条５の一部は、傾斜部２１ａに着地すると、サンドブラストによって生じた傾斜部２１ａ表面の摩擦、および、冷却水層２１ｃの水流によってランダムに散らされつつ傾斜部２１ａを移動し、ガイド部２１ｂに誘導されて水槽４０の水面へと着水する。この傾斜部２１ａを滑り降りる際に、線条５は、ループ形成を行いながら互いに融着し、表面層２が形成されていく。なお、ここで線条５が冷却され過ぎると、表面層２と内層３とが融着されず、網状構造体１がへたり易くなる。したがって、水流、傾斜部２１ａ表面の摩擦それぞれの加減を考慮し、傾斜部２１ａの適切な傾斜角度を決定することが望ましい。シュート２２や水供給部２４については同様の説明となるため説明を省略する。

引取機３０は、上下一対のローラ３１に、１枚の無端ベルト３２を掛けたものである。ローラ３１は、原動機（図示せず）の回転エネルギーによって所定の角速度で回転し、それによって無端ベルト３２も一定の速度でローラ３１の周りを周り続ける。線条５の比重は小さいため、水槽４０の水中では浮いてしまう。したがって、引取機３０を水槽４０の水中に設置し、引取機３０の無端ベルト３２で下方へ引き込んで一続きの網状構造体を形成していくのである。

巻取機５０は、水槽４０から出てくる一続きの網状構造体を巻き取り、作業台６０へと誘導する。そして、作業者が、作業台６０へ誘導された一続きの網状構造体を所定の長さでせん断し、網状構造体１が製造される。

ここで、シュート２１、２２の表面粗さに関する実験結果について説明する。シュート２１、２２の表面粗さが網状構造体１のループ同士の接触接合度合いに与える影響をみるため、シュート２１、２２の表面粗さを変えて厚さ３．５ｃｍの網状構造体１を成形し、その成形品を幅3cmに切断し引張り強度を測定して評価した。この引張り強度が小さいことは、接触接合の度合いが小さいということであり、繰返し圧縮に影響を与え、ヘタリ易くなる。網状構造体１の製品強度は、線条５自体の材料強度と線条５同士の接合強度に影響されるところ、接合強度は引張り強度を目安にすることができる。なぜなら、材料強度よりも接合強度の方が小さくなりやすいため、線条５の引張り破壊よりも線条５同士の接合部の破壊により引張り降伏応力が表われるからである。また、接合部の破壊より先に線条５自体の引張り破壊が起こる場合は、網状構造体１の製造過程による強度評価としては製品強度が充分なものであるということになる。一方、繰返し圧縮残留歪試験等の他の試験により網状構造体１の製品強度を測ることもできるが、繰返し圧縮残留歪試験等は接合強度のみでならず材料強度にも大きく影響されてしまう。そこで、製造過程の条件に左右される接合強度をより直接的に評価するために、引張り強度を測定したものである。

シュート２１、２２の条件
傾斜部２１ａ，２２ａの水平からの傾斜角度θ：４０度
ガイド部２１ｂ，２２ｂの水平からの傾斜角度φ：８０度
シュート２１、２２への水量：水供給部２３、２４片側１ｍあたり毎分１２リッター
表面粗さの測定方法
ＪＩＳ Ｂ ０６０１：１９８２による
引張り試験条件
ＪＩＳ Ｌ １０９６（一般織物試験方法）のＡ法（ストリップ法）による
試験速度：２００ｍｍ／ｍｉｎ
初期試験長（引張り試験機のチャック間距離）：２００ｍｍ
試験数：５供試品

この実験により、表面粗さ（十点平均粗さＲｚ）が０．２Ｚ〜１００Ｚ、特に、１．６Ｚ〜２５Ｚであれば、網状構造体１が十分な引張り強度を有し、従って、接触接合の度合いが十分となることが分かった。

次に、上記実験においてシュート２１、２２の傾斜角度θを５０度に設定して、同じくシュート２１、２２の表面粗さと網状構造体１の引張り強度との関係について調べた実験結果について説明する。

シュート２１、２２の条件
傾斜部２１ａ，２２ａの水平からの傾斜角度θ：５０度
ガイド部２１ｂ，２２ｂの水平からの傾斜角度φ：８０度
シュート２１、２２への水量：水供給部２３、２４片側１ｍあたり毎分１２リッター
表面粗さの測定方法
ＪＩＳ Ｂ ０６０１：１９８２による
引張り試験条件
ＪＩＳ Ｌ １０９６（一般織物試験方法）のＡ法（ストリップ法）による
試験速度：２００ｍｍ／ｍｉｎ
初期試験長（引張り試験機のチャック間距離）：２００ｍｍ
試験数：５供試品

この実験によると、表面粗さ（十点平均粗さＲｚ）が０．４Ｚのときにも、網状構造体１が十分な引張り強度を有することが分かる。

次に、シュート２１、２２の傾斜部２１ａ，２２ａの傾斜角度θに関する実験結果について説明する。傾斜角度θを変えると、線条５の滞留時間が変わる。シュート２１、２２の水平に対する傾斜角度θが網状構造体１のループ同士の接触接合度合いに与える影響を測るため、傾斜角度θを変えて厚さ３．５ｃｍの網状構造体１を成形し、その成形品を幅３ｃｍに切断し、引張り強度を測定して評価した。なお、ガイド部２１ｂ，２２ｂの水平からの傾斜角度φは、傾斜部２１ａ，２２ａの傾斜角度θの変更に伴い、傾斜角度φが８０度を保つように、ガイド部２１ｂ，２２ｂと傾斜部２１ａ，２２ａとがなす角度を調節した。

シュート２１、２２の条件
シュート２１、２２表面粗さ：６．３Ｚ
シュート２１、２２への水量：水供給部２３、２４片側１ｍあたり毎分１２リッター
表面粗さの測定方法
ＪＩＳ Ｂ ０６０１：１９８２による
引張り試験条件
ＪＩＳ Ｌ １０９６（一般織物試験方法）のＡ法（ストリップ法）による
試験速度：２００ｍｍ／ｍｉｎ
初期試験長（引張り試験機のチャック間距離）：２００ｍｍ
試験数：５供試品

実験により、傾斜角度θが水平に対して２０度〜７０度、特に、３０度〜５０度であれば、網状構造体１が十分な引張り強度を有し、従って、接触接合の度合いが十分となることが分かった。シュート２１、２２の表面の水のはじきも無く、リンキング、不完全ループ、厚み異常も無い。傾斜角度θが70度を超えると押し出された線条５の冷却が行なわれず異常溶着が生じ易くなり不均一で一定の厚みに調整できなくなる。また、引張り強度が小さくなり、繰り返し圧縮に影響を与え、ヘタリ易くなる。

最後に、シュート２１、２２への水量に関する実験結果について説明する。シュート２１、２２への水量が網状構造体１のループ同士の接触接合度合いに与える影響をみるため、シュート２１、２２への水量を変えて成形した。実験は、１ｍｍφの穴が１０ｍｍ間隔に開けられた水供給部２３、２４の１本当たり１ｍ長さ当たりに流れる水量を変えて行なった。

シュート２１、２２の条件
シュート２１、２２の表面粗さ：６．３Ｚ
傾斜部２１ａ，２２ａの水平からの傾斜角度θ：４０度
ガイド部２１ｂ，２２ｂの水平からの傾斜角度φ：８０度
表面粗さの測定方法
ＪＩＳ Ｂ ０６０１：１９８２による

この実験によると、水量が２Ｌ／ｍｉｎ・ｍでは、押し出された線条５の一部が冷却されないため、ループ状に接合されず一部塊となってしまい、均一な網状構造体１とはならない。一方、水量が３０Ｌ／ｍｉｎ・ｍ以上では強制的に押し流すため不均一な厚みとなり、均一な網状構造体１にならない。一方、５Ｌ／ｍｉｎ・ｍ、１２Ｌ／ｍｉｎ・ｍ、２０Ｌ／ｍｉｎ・ｍのときは、傾斜部２１ａ，２２ａとガイド部２１ｂ，２２ｂの水なじみがよく、良好な網状構造体１の形成を行うことができた。このため、また、経済的な面を含めて、５〜２０Ｌ／ｍｉｎ・ｍが好ましい。

以上、述べてきたように、実施例１では、シュート２１、２２表面にサンドブラストをかけることで、表面に一様に摩擦抵抗を発生させ、かつ、金属特有の撥水性をなくした。こうすることにより、シュート２１、２２の表面に一様な水の層である冷却水層２１ｃを形成することができ、その水流と摩擦とで線条５が斜面でランダムに散らされる結果、ループ形成や融着を起こすことができる。また、従来、透水シートを用いる手法と比較して、そもそも透水シートを使用する必要がないので、透水シートを取り付ける、取り替える等の作業の手間がなくなった。また、シュート２１、２２表面を簡単に洗浄するだけでよく、可能ならば毎日でもメンテナンスを行うことができる。

次に、実施例２に係る網状構造体ループ形成装置２００について説明する。まず、図８を用いて、実施例２に係る網状構造体ループ形成装置２００の概要を説明する。網状構造体ループ形成装置２００は、内層３と比較して嵩密度の高い側面層４を備えた網状構造体１を形成するためのものである（図１０参照）。図８は、実施例２に係る網状構造体ループ形成装置２００の概要を説明するための図である。なお、実施例１と異なる構成部についてのみ説明を行い、同様のものについては符合を援用し、説明を省略する。

図８に示すように、網状構造体ループ形成装置２００は、実施例１と同様、対向するシュート２１、２２と、当該シュート２１、２２表面にそれぞれ水を供給する水供給部２３、２４と、シュート２１、２２の長手方向と交差するように、対向して設けられる幅設定板２６、２７とからなる。実施例２では、実施例１と同様、シュート２１、２２の谷間の下端の幅ｄで網状構造体１の厚みを決定するほか、幅設定板２６、２７の間隔ｗで網状構造体１の幅を決定する。

従来、幅設定板２６、２７には、シュート２１、２２から流れてきた水を、幅設定板２６、２７の表面に一様に広がらせるべく透水シートを用いていた。しかし、透水シートを用いると、シュート２１、２２の場合と同様、しわがよったり、異物が付着したりすることから、透水シートの取り付け、取り換え作業が発生し、それら作業が面倒であるという問題があった。

そこで、実施例２では、表面をサンドブラストにより粗面化した幅設定板２６、２７を設置した。幅設定板２６、２７には、シュート２１、２２と同様、例えばステンレスなどの金属を用いており、一般に金属は特有の撥水性を有する。仮にこのような金属面をむき出しにして水を流した場合、水で濡れない部分ができ、その部分では線条５が水流に乗って水槽に落ちていかない場合があった。

そこで、幅設定板２６、２７表面に対してサンドブラストをかけ、金属特有の撥水性をなくした。撥水性がなくなれば、金属面をむき出しにして水を流したとしても斜面に水が一様に広がるので、線条５は、幅設定板２６、２７のいずれの位置に着地しても水流に乗って水槽に落ちていく。また、シュート２１、２２と同様、幅設定板２６、２７表面についてもサビ等が発生しないようにメンテナンスを行う必要があるが、透水シートを使用する手法では、わざわざ透水シートの取り換えをしなければならなかったのに比べ、実施例２では幅設定板２６、２７表面を簡単に洗浄するだけでよく、必要ならば毎日でもメンテナンスを行うことができる。

次に、図９を用いて、幅設定板２６、２７を具体的に説明する。図９（ａ）は、幅設定板２６の正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。幅設定板２６は、中央の水平部２６ａと、水平部２６ａの両側に位置する傾斜部２６ｂ１、２６ｂ２と、水平部２６ａの一部を下方へ折り曲げ形成したガイド部２６ｃとから構成される。

ここで、特に傾斜部２６ｂ１、２６ｂ２は、その傾斜角度θをシュート２１、２２の傾斜角度と同じ大きさにしなければならない。それにより、シュート２１、２２表面を流れる水が傾斜部２６ｂ１、２６ｂ２にまで浸水するからである。また、水平部２６ａは、その幅ｌ（エル）を、シュート２１、２２の谷間の上端の幅ｄ´と同じ長さにしなければならない。ガイド部２６ｃの角度は水平に対して０度〜９０度、好ましくは２０度〜７０度とするのが望ましい。また、ガイド部２６ｃの下端部から上方５ｍｍまでは、サンドブラスト加工は行わないことが望ましい。

幅設定板２６の厚みは、シュート２１、２２表面に形成される冷却水層２１ｃの厚さを考慮し、それより小さい厚みのものを用いなければならない。例えば、幅設定板２６の厚みは０．３〜２．０ｍｍ程度である。厚みが小さければ小さいほど、シュート２１、２２表面に流れる水が幅設定板２６によく流れ込むことになるが、厚みの小さな幅設定板２６を選んだとしても、表面に一様に水が広がるように、常に水供給部２３、２４から出る水量を調節するのが望ましい。なお、幅設定板２７については幅設定板２６と同様の説明となるため説明を省略する。

次に、実施例２に係る網状構造体１を具体的に説明する。実施例１と同様、寝具用マットとしての網状構造体を一例として説明する。図１０は、図３に示す網状構造体１のＡ−Ａ’断面図である。なお、実施例２に係る網状構造体１の斜視図は、実施例１と同様のため、図３を併用することとする。

図３に示すように、網状構造体１は、一般的な寝具用マットと同様、所定の長さ、幅、厚さを持つ直方体の形状をしている。なお、網状構造体１の厚さは、前述したようにシュート２１、２２の谷間の下端の幅ｄで決まり、幅は、幅設定板２６、２７の間隔ｗで決まるものである。

そして、図１０に示すように、実施例２による網状構造体１の断面については、比較的嵩密度の高い表面層２および側面層４、比較的嵩密度の低い内層３で構成される。表面層２、内層３および側面層４は、互いの境界で線条５同士が融着していることが望ましい。これら、表面層２、内層３および側面層４の嵩密度の差、および、各層の境界の十分な融着は、網状構造体ループ形成装置２００の働きによって生じ、寝具用マットに求められる寝心地の良さやへたりにくさと密接に関連する。

以上述べてきたように、実施例２では、幅設定板２６、２７表面をサンドブラストにより粗面化することにより、金属特有の撥水性をなくして、シュート２１、２２から流れ込む水を幅設定板２６、２７表面全体に一様に広がるようにした。その結果、そもそも透水シートを用いる必要がなくなり、透水シートに係る種々の作業の手間をなくすことが可能となった。

本発明に係る網状構造体製造装置は、溶融した樹脂の線条集合体の一部を水槽の水面着水前に受け止め、線条集合体の厚さを絞り込んで網状構造体の表面層を形成する場合に用いられ、特に、透水シートを必要とせず、その結果、透水シートに係る種々の作業の手間をなくす場合に有用である。

１ 網状構造体
２ 表面層
３ 内層
４ 側面層
１０ 押出成形機
２０、２００ 網状構造体ループ形成装置
２１、２２ シュート
２１ａ、２２ａ 傾斜部
２１ｂ、２２ｂ ガイド部
２３、２４ 水供給部
２６、２７ 幅設定板
２６ａ 水平部
２６ｂ１、２６ｂ２ 傾斜部
２６ｃ ガイド部
３０ 引取機
４０ 水槽
５０ 巻取ロール
６０ 作業台
１００ 製造装置

Claims (14)

1. 下方に押し出される線条集合体の厚さ方向の両側に対向し、線条集合体の中心に向かってその間隔を縮小させるように傾斜し、前記線条集合体の幅方向に沿って配置されるシュートと、該シュートの表面の上方から下方に向かって前記線条集合体を冷却する冷却水を供給する水供給部とを備えた網状構造体製造装置において、
   前記シュートの表面を均一に粗面化して前記冷却水が該シュートの表面の全面に行き渡って冷却水層を形成し、該冷却水層で前記線条集合体の表面層の線条を受け止めてループを形成させ隣接する該線条の相互を接触絡合させ、嵩密度の高い表面層と該表面層で挟まれる嵩密度の低い内層を形成することを特徴とする網状構造体製造装置。
2. 前記シュートの表面が、サンドブラストによって粗面化されたことを特徴とする、請求項１に記載の網状構造体製造装置。
3. 前記シュートが、一定角度で傾斜する傾斜部と、該傾斜部の一部が下方へ折曲げ形成されたガイド部を有することを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の網状構造体製造装置。
4. 前記シュートの前記傾斜部が水平に対して２０度ないし７０度の角度で傾斜することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の網状構造体製造装置。
5. 前記シュートの前記傾斜部が水平に対して３０度ないし５０度の角度で傾斜することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の網状構造体製造装置。
6. 前記シュートの前記ガイド部が水平に対して７０度ないし９０度の角度をなして設けられることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の網状構造体製造装置。
7. 前記シュートの前記ガイド部が水平に対して７５度ないし８５度の角度をなして設けられることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の網状構造体製造装置。
8. 前記シュートの表面粗さは、１０点平均粗さ（Ｒｚ）で、０．２Ｚ〜１００Ｚの範囲であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の網状構造体製造装置。
9. 前記シュートの表面粗さは、１０点平均粗さ（Ｒｚ）で、０．４Ｚ〜２５Ｚの範囲であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の網状構造体製造装置。
10. 前記シュートの表面にて該シュートの長手方向と交差するように対向して設けられる幅設定板をさらに備え、
    前記幅設定板は、
    中央の水平部と、
    前記水平部の両側に位置すると共に前記両側のシュートの傾斜と合致させた傾斜部とを備え、
    前記水平部は、その一部を下方へ折曲げ形成したガイド部を備え、
    前記幅設定板は、表面が均一に粗面化されたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の網状構造体製造装置。
11. 前記幅設定板の表面が、サンドブラストによって粗面化されたことを特徴とする、請求項１０に記載の網状構造体製造装置。
12. 前記幅設定板の表面粗さは、１０点平均粗さ（Ｒｚ）で、０．２Ｚ〜１００Ｚの範囲であることを特徴とする請求項１０または１１のいずれかに記載の網状構造体製造装置。
13. 前記幅設定板の表面粗さは、１０点平均粗さ（Ｒｚ）で、０．４Ｚ〜２５Ｚの範囲であることを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれかに記載の網状構造体製造装置。
14. 下方に押し出される線条集合体の厚さ方向の両側に対向し、線条集合体の中心に向かってその間隔を縮小させるように傾斜し、前記線条集合体の幅方向に配置されたシュートの均一に粗面化した表面の上方から下方に向かって前記線条集合体を冷却する冷却水を供給する冷却水供給ステップと、
    前記冷却水で前記線条集合体の表面層の線条を受け止めてループを形成させ隣接する該線条の相互を接触絡合させるループ形成ステップと、
    嵩密度の高い表面層と該表面層で挟まれる嵩密度の低い内層を形成する疎密形成ステップと、
    を備えたことを特徴とする網状構造体製造方法。

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