JP7077713B2 - 網状構造体製造装置及び網状構造体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、網状構造体を製造する装置及び網状構造体を製造する方法に関するものである。

現在、家具、ベッド等の寝具、電車や自動車、二輪車等の車両用の座席に用いられるクッション材として、網状構造体が広く使用されつつある。網状構造体は、発泡－架橋型ウレタンと比べて、同程度の耐久性を有し、透湿透水性や通気性に優れており、蓄熱性が少ないため蒸れにくいという利点がある。さらに、熱可塑性樹脂からなるため、リサイクルが容易であり、残留薬品の心配もなく、環境に優しいという利点も挙げられる。

網状構造体の製造装置として、溶融した熱可塑性樹脂を線条として下方に押し出して降下させる複数の押出孔を有する口金と、線条の集合体を冷却する水槽と、押出孔の下方で一対が対向して設けられ、周設される無端部材が間隙を有するコンベヤと、該コンベヤの内部領域に設けられ、間隙から集合体に向かって冷却水を噴出する噴出孔または集合体付近から間隙を通して水を吸引する吸引孔の少なくとも一方を含む強制対流部材と、を備え、線条の降下速度より遅い速度で集合体をコンベヤにより引き取り、水槽で冷却することにより、集合体を立体網状構造体となす立体網状構造体製造装置がある（例えば、特許文献１参照）。

また、網状構造体の製造方法として、溶融した熱可塑性樹脂を複数の線条として下方に押し出して降下させる押出ステップと、線条が水面に接触し、または、降下する線条の集合体を挟んで対向する一対の案内部材もしくは該案内部材の下方で対向するコンベヤに接触し、線条が不規則に絡まり合い、その絡合部が熱溶着するループ形成ステップと、コンベヤにより集合体を挟持して線条の降下速度より遅い速度で水中に引き取る引取ステップと、コンベヤに周設される無端部材が間隙を有し、一対のコンベヤに挟まれる引取領域に向かってコンベヤの内部領域から該間隙を通して冷却水を噴出するか、または引取領域からコンベアの内部領域へ該間隙を通して水を吸引することにより、水の強制対流を起こし、引取ステップと並行して集合体を水中で冷却する冷却ステップと、を備えたことを特徴とする立体網状構造体の製造方法がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５－１５５５８８号公報

しかし、特許文献１のような網状構造体の製造装置及び製造方法は、網状構造体の製造時に網状構造体に向かって冷却水を噴出しており、直接冷却水が当たる網状構造体の表面部と冷却水が当たらない内部とで冷却の度合いに差があり、網状構造体の厚み方向で冷却斑が発生する。網状構造体の製造において冷却斑があると、冷却が不十分であった内部の繰り返し圧縮残留歪みが大きく、また、繰り返し圧縮後の硬度保持率が小さくなり、網状構造体の耐久性が著しく劣ってしまうという問題がある。

本発明は、上記従来技術の問題点を解消するために創案されたものであり、その目的は、網状構造体の製造時において、網状構造体を冷却する際に網状構造体の厚み方向に冷却斑が発生しにくく、十分な耐久性を備えた網状構造体の製造装置及び製造方法を提供することにある。

前記課題を解決することができた本発明の網状構造体製造装置は、溶融した熱可塑性樹脂を線条にして押し出す吐出孔を有するノズルと、ノズルの下方に配置されている水槽と、水槽に設けられており、線条の樹脂を有する網状構造体を搬送する搬送装置と、水槽に設けられており、気体を放出する気体放出装置と、を有していることを特徴とするものである。

上記発明の網状構造体製造装置において、気体放出装置は、搬送装置よりも下方に設けられていることが好ましい。

上記発明の網状構造体製造装置において、気体放出装置は、気体を放出する放出孔を有しており、放出孔の法線方向が水槽の水面に向いていることが好ましい。

上記発明の網状構造体製造装置において、搬送装置は、少なくとも第１搬送装置と第２搬送装置から構成されており、第１搬送装置と第２搬送装置との間に網状構造体があり、気体放出装置は、気体を放出する放出孔を有しており、放出孔の法線方向が搬送装置の間にある網状構造体に向いていることが好ましい。

上記発明の網状構造体製造装置において、気体放出装置が放出する気体の量は、ノズルから押し出される樹脂の量が増えると増加することが好ましい。

上記発明の網状構造体製造装置において、気体放出装置が放出する気体の量は、搬送装置の速度が大きくなると増加することが好ましい。

上記発明の網状構造体製造装置において、搬送装置は、メッシュ状ベルトと駆動ローラーとを有していることが好ましい。

上記発明の網状構造体製造装置において、水槽の一方側に、網状構造体を牽引する網状構造体牽引装置を有しており、搬送装置は、少なくとも第１搬送装置と第２搬送装置から構成されており、気体放出装置は、第１搬送装置と第２搬送装置との中点を含む鉛直平面よりも網状構造体牽引装置側に配置されていることが好ましい。

上記発明の網状構造体製造装置において、気体放出装置は、少なくとも第１気体放出装置と第２気体放出装置から構成されており、搬送装置は、少なくとも第１搬送装置と第２搬送装置から構成されており、第１気体放出装置は、第１搬送装置の鉛直方向の下方に設けられており、第２気体放出装置は、第２搬送装置の鉛直方向の下方に設けられていることが好ましい。

また、前記課題を解決することができた本発明の網状構造体の製造方法は、溶融した熱可塑性樹脂を線条にして押し出すステップと、搬送手段によって線条の樹脂を有する網状構造体を水槽内で搬送するステップと、気体放出装置によって水槽内の水中に気体を放出するステップと、を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、水槽に設けられている気体放出装置が気体を放出することにより、水槽の水に対流を起こすことができ、網状構造体の表面部と内部とを均一に冷却しやすくなり、網状構造体の厚み方向に冷却斑が発生しにくく、十分な耐久性を備えた網状構造体を製造することができる。

本発明の実施の形態における網状構造体製造装置の側面図を表す。

以下、本発明に関して、図面を参照しつつ具体的に説明するが、本発明はもとより図示例に限定される訳ではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

本発明に係る網状構造体製造装置は、溶融した熱可塑性樹脂を線条にして押し出す吐出孔を有するノズルと、ノズルの下方に配置されている水槽と、水槽に設けられており、線条の樹脂を有する網状構造体を搬送する搬送装置と、水槽に設けられており、気体を放出する気体放出装置と、を有していることを特徴とするものである。

本発明の網状構造体は、熱可塑性樹脂からなる線条の樹脂を曲がりくねらせてランダムループを形成し、夫々のループを互いに溶融状態で接触せしめて接合させた三次元ランダムループ接合構造を持つ構造体である。

図１は、本発明の実施の形態における網状構造体製造装置の側面図である。網状構造体製造装置１は、ノズル１０、水槽２０、搬送装置３０、及び気体放出装置４０を有している。

ノズル１０は、溶融した熱可塑性樹脂を線条にして押し出す吐出孔１１を有している。即ち、加熱によって溶融した熱可塑性樹脂をノズル１０の吐出孔１１から押し出すことにより、線条の樹脂１２を形成している。

ノズル１０が有している吐出孔１１は、１列に配置されていてもよいが、複数列であることが好ましい。ノズル１０が複数の吐出孔１１を有していることにより、同時に複数の線条の樹脂１２を形成することができ、網状構造体６０の生産効率を高めることができる。ノズル１０が有している吐出孔１１の数は、製造する網状構造体６０の硬度やクッション性に応じて調節することができる。

吐出孔１１の出口の断面形状は特に限定されず、例えば、円形、楕円形、多角形等が挙げられる。吐出孔１１の出口の断面形状は、中でも、円形または楕円形であることが好ましい。吐出孔１１がこのように構成されていることにより、吐出孔１１から押し出された線条の樹脂１２の断面形状も円形または楕円形となり、前述の三次元ランダムループ接合構造を形成する際に、線条の樹脂１２同士が接触する面積を増やして、高い弾力性と耐久性を有する網状構造体６０を製造することができる。

また、吐出孔１１から押し出された線条の樹脂１２の断面形状は、中実であってもよく、中空であってもよい。線条の樹脂１２の断面形状を中空とするためには、例えば、吐出孔１１の内側に心棒のような心金部を有する構成であればよい。具体的には、吐出孔１１の出口の断面形状が、吐出孔１１の内側と外側とが一部連通している、所謂Ｃ型ノズルや、吐出孔１１にブリッジを設けて、吐出孔１１を周方向に分割した、所謂３点ブリッジ形状ノズル等が挙げられる。

吐出孔１１の出口の断面形状の長軸方向の長さは、０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．５ｍｍ以上であることがより好ましく、１．０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。吐出孔１１の出口の断面形状の長軸方向の長さの下限値をこのように設定することにより、網状構造体６０の耐久性を高め、繰り返しの圧縮に耐えられる網状構造体６０とすることができる。また、吐出孔１１の出口の断面形状の長軸方向の長さは、１０ｍｍ以下であることが好ましく、７ｍｍ以下であることがより好ましく、５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。吐出孔１１の出口の断面形状の長軸方向の長さの上限値をこのように設定することにより、クッション性のよい網状構造体６０を製造することができる。

ノズル１０が複数の吐出孔１１を有している場合、各吐出孔１１の出口の断面形状の大きさは同じであってもよく、異なっていてもよい。ノズル１０が有している全ての吐出孔１１の出口の断面形状の大きさを同じにすれば、線条の樹脂１２の太さが均一である網状構造体６０とすることができる。また、例えば、ノズル１０の中央部の吐出孔１１の出口の断面形状の大きさを、その外周部の吐出孔１１の出口の断面形状の大きさよりも小さくすると、網状構造体６０の内部の線条の樹脂１２が網状構造体６０の表面部の線条の樹脂１２よりも細くなるため、網状構造体６０の内部の温度が表面部よりも下がりやすくなり、冷却斑が起こりにくい構造の網状構造体６０を製造することができる。

吐出孔１１から押し出す熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、エチレン酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。熱可塑性樹脂は、中でも、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、及びポリスチレン系熱可塑性エラストマーの少なくともいずれかを含んでいることが好ましい。熱可塑性樹脂がポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、及びポリスチレン系熱可塑性エラストマーの少なくともいずれかを含んでいることにより、加工性が向上し、網状構造体６０の製造が容易となる。また、熱可塑性樹脂は、ポリエステル系熱可塑性エラストマーを含んでいることがより好ましい。熱可塑性樹脂がポリエステル系熱可塑性エラストマーを含んでいることにより、繰り返し圧縮残留歪みを小さく、また、繰り返し圧縮後の硬度保持率を大きくすることができ、耐久性の高い網状構造体６０を製造することができる。

水槽２０は、ノズル１０の下方に配置されており、ノズル１０の吐出孔１１から押し出された線条の樹脂１２を受け入れ可能に構成されている。水槽２０は、ノズル１０の吐出孔１１から押し出された線条の樹脂１２を冷却する水を有している。ノズル１０の吐出孔１１から押し出された線条の樹脂１２は、水槽２０内の水面に着水して曲がりくねることによってランダムループを形成し、隣接するランダムループと互いに溶融状態で接触することで、三次元方向にランダムループ同士が接合した構造体を形成し、同時に水によって冷却されその構造が固定される。このようにして網状構造体６０が得られる。

搬送装置３０は、水槽２０に設けられており、線条の樹脂１２を有する網状構造体６０を搬送する。つまり、搬送装置３０は、ノズル１０の吐出孔１１から押し出され、水槽２０内に受け入れた線条の樹脂１２を有する網状構造体６０を水槽２０内で搬送する。搬送装置３０は、水槽２０の水面から水槽２０の底部に向かって、網状構造体６０を搬送することが好ましい。

搬送装置３０の種類は特に限定されず、例えば、ベルトコンベア、ネットコンベア、スラットコンベア等のコンベアが挙げられる。搬送装置３０の詳細については後述する。

気体放出装置４０は、水槽２０に設けられており、気体を放出する。気体放出装置４０が放出する気体は、気体を圧縮する装置（図示せず）によって圧縮された気体であることが好ましい。気体放出装置４０が水槽２０内の水中において気体を放出することにより、水槽２０内の水に対流を発生させることができる。水槽２０内の水に対流が起こると、水槽２０内の網状構造体６０の表面部付近にある水だけでなく、網状構造体６０の内部にある水も、網状構造体６０の空隙を通じて移動させられ、新たな水が供給される。そのため、水槽２０内の網状構造体６０の表面部及び内部の両方を均一に冷却することができ、冷却斑が発生しにくくなる。冷却斑が発生しにくいことにより、網状構造体６０の製造において、冷却が不十分であることによる繰り返し圧縮残留歪みの増大や、繰り返し圧縮後の硬度保持率の低下を防ぐことができ、耐久性の高い網状構造体６０を製造することができる。気体の種類は、例えば、空気、酸素ガス、窒素ガス等が挙げられるが、空気であることが好ましい。

気体放出装置４０は、搬送装置３０よりも下方に設けられていることが好ましい。ノズル１０の吐出孔１１から押し出された線条の樹脂１２が水槽２０の水と接触する水面付近の水が最も高温になるため、搬送装置３０よりも下方に気体放出装置４０が設けられていることにより、水面付近の水よりも低温である搬送装置３０の下方の水を、水面付近の線条の樹脂１２へ送り込むことができ、効率よく水面付近の線条の樹脂１２を冷却することができる。気体放出装置４０は、搬送装置３０の下端と水槽２０の底との間に設けられていてもよく、水槽２０の底部に設けられていてもよい。

気体放出装置４０は、気体を放出する放出孔４３を有しており、放出孔４３の法線方向が水槽２０の水面に向いていることが好ましい。放出孔４３の法線とは、放出孔４３の開口部を含む面に垂直な線を指す。放出孔４３の法線方向が水槽２０の水面に向いていることにより、気体放出装置４０付近から水温の高い水面付近に向かって水の対流を起こすことができ、網状構造体６０の冷却を効率的に行うことができる。なお、気体放出装置４０が複数の放出孔４３を有している場合は、少なくとも１つの放出孔４３の法線方向が水槽２０の水面に向いていることが好ましい。

気体放出装置４０が有している放出孔４３の数は、１つであってもよく、複数であってもよい。放出孔４３の数が１つであれば、放出孔４３から放出する気体の方向を調整することが容易となる。また、放出孔４３の数が複数であれば、放出孔４３から放出する気体を拡散させることができて水槽２０内の水に大きく対流を起こすことができ、網状構造体６０の冷却効率を高めることができる。

また、後述するように、搬送装置３０が少なくとも第１搬送装置３１と第２搬送装置３２から構成されており、第１搬送装置３１と第２搬送装置３２との間に網状構造体６０がある場合は、放出孔４３の法線方向が搬送装置３０の間にある網状構造体６０に向いていることも好ましい。放出孔４３の法線方向が搬送装置３０の間にある網状構造体６０に向いていることにより、水を網状構造体６０の内部へより送り込みやすくなり、冷却が不十分になりやすい網状構造体６０の内部を冷却しやすくなる。

放出孔４３の法線方向は、水槽２０の水面、及び搬送装置３０の間にある網状構造体６０に向いていることがより好ましい。放出孔４３がこのように構成されていることにより、気体放出装置４０から網状構造体６０の内部を通って、水槽２０の水面に向かって水の対流を発生させることができ、網状構造体６０の厚み方向に冷却斑が起こりにくくなる。

気体放出装置４０が放出する気体の量は、ノズル１０から押し出される樹脂の量が増えると増加することが好ましい。つまり、気体放出装置４０が放出する気体の体積（ｍ^３／ｍｉｎ）（１気圧、常温での測定値）とノズル１０から押し出される樹脂の押出量（ｇ／ｍｉｎ）とが連動していることが好ましい。例えば、網状構造体６０の反発性を高めるためにノズル１０から押し出される線条の樹脂１２の量を増やすと、水槽２０の水面付近の温度がより高温になりやすくなるため、網状構造体６０の冷却の効率が悪くなり、また、網状構造体６０の内部が冷却されにくく、網状構造体６０の厚み方向に冷却斑が発生しやすくなる。そのため、ノズル１０から押し出される線条の樹脂１２の量の増加に伴って気体放出装置４０の気体の放出量を増加することにより、水槽２０内の水の対流を大きくし、網状構造体６０の冷却効率を高め、冷却斑を防止することができる。

気体放出装置４０が放出する気体の体積（ｍ^３／ｍｉｎ）（１気圧、常温での測定値）は、ノズル１０からの樹脂の押出量（ｇ／ｍｉｎ）と比例していることがより好ましい。気体放出装置４０が放出する気体の体積とノズル１０からの樹脂の押出量とがこのような関係にあることにより、さらに網状構造体６０の冷却の効率をさらに高めることができ、冷却斑が起こりにくくなる。

気体放出装置４０が放出する気体の量は、搬送装置３０の速度が大きくなると増加することも好ましい。つまり、気体放出装置４０が放出する気体の体積（ｍ^３／ｍｉｎ）（１気圧、常温での測定値）と搬送装置３０による網状構造体６０の搬送速度とが連動していることが好ましい。網状構造体６０の硬さを低くするために網状構造体６０の密度を下げる等の目的で、搬送装置３０の速度を速めると、網状構造体６０の内部の冷却が不十分なまま次の工程へ移ってしまい、内部の繰り返し圧縮残留歪みが大きく、繰り返し圧縮後の硬度保持率が小さい、耐久性の劣った網状構造体６０となるおそれがある。そのため、搬送装置３０の速度が速まるのに伴い、気体放出装置４０の気体の放出量を増加することにより、水槽２０内の水の対流を大きくし、網状構造体６０の冷却効率を高め、網状構造体６０の表面部だけでなく内部も十分に冷却することができる。

気体放出装置４０が放出する気体の体積（ｍ^３／ｍｉｎ）（１気圧、常温での測定値）は、搬送装置３０の速度（ｍ／ｍｉｎ）と比例していることがより好ましい。気体放出装置４０が放出する気体の体積と搬送装置３０の速度とがこのような関係にあることにより、網状構造体６０の冷却効率をより向上させることができ、冷却斑の発生を防ぐことができる。

また、気体放出装置４０が放出する気体の量は、ノズル１０から押し出される樹脂の量が増えると増加し、かつ、搬送装置３０の速度が大きくなると増加することがより好ましい。つまり、気体放出装置４０が放出する気体の体積（ｍ^３／ｍｉｎ）（１気圧、常温での測定値）は、ノズル１０からの樹脂の押出量（ｇ／ｍｉｎ）、及び搬送装置３０の速度（ｍ／ｍｉｎ）と比例していることがより好ましい。気体放出装置４０が放出する気体の量がこのようになっていることにより、例えば、網状構造体６０の生産性を高める等の目的で、ノズル１０から押し出される線条の樹脂１２の量を増やし、搬送装置３０の速度を速めても、水槽２０内の水の対流を大きくすることによって網状構造体６０を十分に冷却することができ、網状構造体６０の厚み方向の冷却斑を起こりにくくすることができる。

搬送装置３０の上端部は、水槽２０の水面よりも上方にあることが好ましい。搬送装置３０がこのように配置されていることにより、ノズル１０の吐出孔１１から押し出された線条の樹脂１２が水槽２０内の水に接触する際に、線条の樹脂１２が水面上で自由に移動することを妨げ、網状構造体６０の厚みが過度に大きくならないようにすることができる。

搬送装置３０は、コンベアベルト３３を有していることが好ましい。コンベアベルト３３は、ゴムや樹脂製の平ベルト、金属製のワイヤーを連続的に編み込んだり、織り込んだりすることでメッシュ状にしたネットコンベアベルトや、コンベアチェーンに連続的に金属製の板を取り付けたスラットコンベアベルトが挙げられる。

コンベアベルト３３は、中でも、把持性能がよく、通水性能に優れることより、ネットコンベアベルトであることが好ましい。即ち、搬送装置３０は、メッシュ状ベルトと駆動ローラー３４とを有している、ネットコンベア搬送装置であることが好ましい。搬送装置３０がこのように構成されていることにより、搬送装置３０を水や気体が通過することができるため、気体放出装置４０による水槽２０内の水の対流を搬送装置３０が妨げにくく、網状構造体６０の冷却効率を高めることができる。

コンベアベルト３３は、無端状であることが好ましい。コンベアベルト３３が無端状に構成されていることにより、駆動ローラー３４の回転によって無端状のコンベアベルト３３が途切れることなく回り、搬送装置３０を連続して作動させることができ、網状構造体６０の搬送を効率的に行うことができる。

駆動ローラー３４は複数であり、無端状のコンベアベルト３３の内部の上部及び下部にそれぞれ設けられていることが好ましい。つまり、コンベアベルト３３の内部の上部に上部駆動ローラー３４ａが設けられ、コンベアベルト３３の内部の下部に下部駆動ローラー３４ｂが設けられていることが好ましい。駆動ローラー３４がこのように構成されていることにより、コンベアベルト３３に撓みが生じにくくなり、駆動ローラー３４の回転によってコンベアベルト３３が空回りして搬送装置３０が動作不良を起こすことを防止できる。

搬送装置３０は、少なくとも第１搬送装置３１と第２搬送装置３２から構成されており、第１搬送装置３１と第２搬送装置３２との間に網状構造体６０があることが好ましい。搬送装置３０がこのように構成されていることにより、網状構造体６０を第１搬送装置３１と第２搬送装置３２とで挟んだ状態で搬送することができるため、表面が整っており、また、厚みが一定である網状構造体６０とすることができる。

第１搬送装置３１の下部駆動ローラー３４ｂと第２搬送装置３２の下部駆動ローラー３４ｂとの距離は、第１搬送装置３１の上部駆動ローラー３４ａと第２搬送装置３２の上部駆動ローラー３４ａとの距離よりも小さいことが好ましい。つまり、第１搬送装置３１と第２搬送装置３２との間の距離は、上部よりも下部の方が小さく、下部にいくにつれて狭くなっていることが好ましい。搬送装置３０がこのように構成されていることにより、搬送装置３０の下部で網状構造体６０を挟み込むことができ、線条の樹脂１２及び網状構造体６０を水槽２０内へ引き込みやすくなって、網状構造体６０の冷却が行いやすくなる。

網状構造体製造装置１は、網状構造体６０を牽引して水槽２０から引き上げる網状構造体牽引装置５０を有していることが好ましい。網状構造体製造装置１が網状構造体牽引装置５０を有していることにより、網状構造体６０の冷却後に水槽２０から網状構造体６０を自動的に引き上げて、網状構造体６０の乾燥工程に移ることができるため、網状構造体６０の生産性を上げることができる。

水槽２０の一方側に、網状構造体６０を牽引する網状構造体牽引装置５０を有しており、搬送装置３０は、少なくとも第１搬送装置３１と第２搬送装置３２から構成されており、気体放出装置４０は、第１搬送装置３１と第２搬送装置３２との中点Ｐ１を含む鉛直平面ｐ１よりも網状構造体牽引装置５０側に配置されていることが好ましい。水槽２０内において、鉛直平面ｐ１よりも網状構造体牽引装置５０側に網状構造体６０が存在しているため、鉛直平面ｐ１の網状構造体牽引装置５０側の反対側よりも、鉛直平面ｐ１の網状構造体牽引装置５０側の方に水の対流をより多く起こす方が、網状構造体６０を効率よく冷却する上で好ましい。そのため、気体放出装置４０がこのように配置されていることにより、網状構造体６０付近の水に対してより効率的に対流を起こすことができ、網状構造体６０の冷却効率を高めることができる。

気体放出装置４０は、少なくとも第１気体放出装置４１と第２気体放出装置４２から構成されており、搬送装置３０は、少なくとも第１搬送装置３１と第２搬送装置３２から構成されており、第１気体放出装置４１は、第１搬送装置３１の鉛直方向の下方に設けられており、第２気体放出装置４２は、第２搬送装置３２の鉛直方向の下方に設けられていることが好ましい。第１気体放出装置４１と第２気体放出装置４２がこのように配置されていることにより、網状構造体６０の両側に水の対流を発生させることができ、網状構造体６０付近だけでなく、水槽２０全体の水を動かすことが可能となり、網状構造体６０の冷却の効率をより向上させることができる。

第１気体放出装置４１の放出孔４３の法線方向は、第２気体放出装置４２の放出孔４３の法線方向と同じであってもよく、異なっていてもよい。例えば、第１気体放出装置４１の放出孔４３の法線方向が鉛直方向であって水面に向かう方向であり、第２気体放出装置４２の放出孔４３の法線方向も同じく鉛直方向であって水面に向かう方向であれば、水槽２０内の網状構造体６０の両側で等しく水の対流を起こすことができ、第１気体放出装置４１と第２気体放出装置４２とでバランスよく対流を発生させることができる。また、第１気体放出装置４１の放出孔４３の法線方向と第２気体放出装置４２の放出孔４３の法線方向とが異なっていれば、第１気体放出装置４１と第２気体放出装置４２とで、それぞれ異なる場所に水の対流を起こすことができ、対流を発生させたい場所にそれぞれ優先的に対流を起こすことができる。

図１に示すように、第１気体放出装置４１の放出孔４３の法線方向と第２気体放出装置４２の放出孔４３の法線方向が、第１搬送装置３１の上部駆動ローラー３４ａの中心点と第２搬送装置３２の上部駆動ローラー３４ａの中心点との間に向かっていることも好ましい。第１気体放出装置４１と第２気体放出装置４２とがこのように構成されていることにより、水槽２０内で最も水温が高くなる場所である、ノズル１０の吐出孔１１から押し出された線条の樹脂１２と水槽２０の水が接する場所に効率的に対流を起こすことができ、網状構造体６０の冷却を効率よく行うことができる。

第１気体放出装置４１から水槽２０の底までの距離は、第２気体放出装置４２から水槽２０の底までの距離と同じであってもよく、異なっていてもよい。第１気体放出装置４１から水槽２０の底までの距離が、第２気体放出装置４２から水槽２０の底までの距離と同じであれば、第１気体放出装置４１が起こす対流と第２気体放出装置４２が起こす対流とを同程度のものとすることができ、第１気体放出装置４１と第２気体放出装置４２とでバランスよく水槽２０内に対流を起こすことができる。

また、第１気体放出装置４１から水槽２０の底までの距離が、第２気体放出装置４２から水槽２０の底までの距離と異なっており、網状構造体牽引装置５０が設けられている側に第１気体放出装置４１が配置されており、第１気体放出装置４１から水槽２０の底までの距離が、第２気体放出装置４２から水槽２０の底までの距離よりも大きい場合、第１気体放出装置４１が線条の樹脂１２に近い場所に設けられるため、網状構造体６０付近により大きく対流を起こすことができ、網状構造体６０の冷却効率を高めることができる。

第１気体放出装置４１が放出する気体の量は、第２気体放出装置４２が放出する気体の量と同じであってもよく、異なっていてもよい。第１気体放出装置４１が放出する気体の量が、第２気体放出装置４２が放出する気体の量と同じであれば、第１気体放出装置４１と第２気体放出装置４２とで水槽２０内の水に同程度の対流を起こすことができ、水槽２０内にバランスよく対流を発生させることができる。

また、第１気体放出装置４１が放出する気体の量が、第２気体放出装置４２が放出する気体の量と異なっており、網状構造体牽引装置５０が設けられている側に第１気体放出装置４１が配置され、第１気体放出装置４１が放出する気体の量が、第２気体放出装置４２が放出する気体の量よりも多ければ、網状構造体６０により近い第１気体放出装置４１が起こす水の対流を大きくすることができ、網状構造体６０の冷却を効率よく行うことができる。

水槽２０内の水を排出して、新たに低温の水を水槽２０に供給してもよい。水槽２０の水の排出としては、図示していないが、水槽２０の上部に設けられている配管等から水を排出する、所謂オーバーフローにより排出すればよい。具体的には、例えば、水槽２０の下部から新たな低温の水を水槽２０へ供給し、温度の高くなった水をオーバーフローさせる等が挙げられる。

本発明に係る網状構造体の製造方法は、溶融した熱可塑性樹脂を線条にして押し出すステップと、搬送手段によって線条の樹脂を有する網状構造体を水槽内で搬送するステップと、気体放出装置によって水槽内の水中に気体を放出するステップと、を有することを特徴とするものである。

網状構造体の材料となる熱可塑性樹脂を加熱して溶融させ、線条となるように樹脂を押し出す。樹脂を線条とするには、吐出孔を有するノズル等から溶融した熱可塑性樹脂を押し出す等すればよい。

押し出した線条の樹脂を、水を貯留している水槽内に受け入れる。線条の樹脂を水槽内の水面に着水して曲がりくねることによってランダムループを形成し、隣接するランダムループと互いに溶融状態で接触することで、三次元方向にランダムループ同士が接合した構造体を形成し、同時に水によって冷却されその構造が固定されて、網状構造体が形成される。

搬送手段によって網状構造体を水槽内で搬送する。搬送手段は、網状構造体を水槽内の水面から下方に向かって搬送することが好ましい。このように搬送手段によって網状構造体を搬送することにより、押し出された線条の樹脂が連続してシート状の網状構造体となって形成され、寝具や座席のクッション材として適した大きさの網状構造体を製造することができる。搬送手段としては、例えば、前述のコンベア等の搬送装置を用いることができる。

気体放出装置によって、水槽内の水中に気体を放出する。水中で気体を放出することにより、水槽内の水に対流が発生し、水面付近の高温となった水が移動して低温の水が供給される。これにより、網状構造体が効率よく冷却されて網状構造体の表面部だけでなく内部も十分に冷却することができ、冷却斑が発生しにくく、高い耐久性を有する網状構造体を製造することができる。

冷却後の網状構造体を水槽から引き上げ、乾燥させることにより、網状構造体を製造できる。網状構造体の乾燥前後に、網状構造体の材料に用いた樹脂の融点よりも低い温度で一定時間加熱する、疑似結晶化処理を行うことが好ましい。網状構造体に疑似結晶化処理を行うことにより、網状構造体の耐久性を高めることができる。疑似結晶化処理は、加熱によって樹脂のハードセグメントが再配列され、準安定中間相を形成し、疑似結晶化様の架橋点が形成されて、網状構造体の耐熱性や耐へたり性等の耐久性を向上しているのではないかと考えられる。

以上のように、本発明の網状構造体製造装置は、溶融した熱可塑性樹脂を線条にして押し出す吐出孔を有するノズルと、ノズルの下方に配置されている水槽と、水槽に設けられており、線条の樹脂を有する網状構造体を搬送する搬送装置と、水槽に設けられており、気体を放出する気体放出装置と、を有していることを特徴とする。このような構成であることにより、水槽に設けられている気体放出装置が気体を放出して水槽の水に対流を起こすことができ、網状構造体の表面部と内部とを効率よく冷却しやすくなり、網状構造体の厚み方向に冷却斑が発生しにくく、十分な耐久性を備えた網状構造体を製造する製造装置を提供することができる。

１：網状構造体製造装置
１０：ノズル
１１：吐出孔
１２：線条の樹脂
２０：水槽
３０：搬送装置
３１：第１搬送装置
３２：第２搬送装置
３３：コンベアベルト
３４：駆動ローラー
３４ａ：上部駆動ローラー
３４ｂ：下部駆動ローラー
４０：気体放出装置
４１：第１気体放出装置
４２：第２気体放出装置
４３：放出孔
５０：網状構造体牽引装置
６０：網状構造体
Ｐ１：第１搬送装置と第２搬送装置との中点
ｐ１：中点Ｐ１を含む鉛直平面

Claims (10)

1. 溶融した熱可塑性樹脂を線条にして押し出す吐出孔を有するノズルと、
   前記ノズルの下方に配置されている水槽と、
   前記水槽に設けられており、前記線条の樹脂を有する網状構造体を搬送する搬送装置と、
   前記水槽に設けられており、前記網状構造体の内部に新たな水が供給される水の対流を発生させる気体を放出する気体放出装置と、を有している網状構造体製造装置。
2. 前記気体放出装置は、前記搬送装置よりも下方に設けられている請求項１に記載の網状構造体製造装置。
3. 前記気体放出装置は、気体を放出する放出孔を有しており、
   前記放出孔の法線方向が前記水槽の水面に向いている請求項１または２に記載の網状構造体製造装置。
4. 前記搬送装置は、少なくとも第１搬送装置と第２搬送装置から構成されており、
   前記第１搬送装置と前記第２搬送装置との間に前記網状構造体があり、
   前記気体放出装置は、気体を放出する放出孔を有しており、
   前記放出孔の法線方向が前記搬送装置の間にある網状構造体に向いている請求項１～３のいずれか一項に記載の網状構造体製造装置。
5. 前記気体放出装置が放出する気体の量は、前記ノズルから押し出される樹脂の量が増えると増加する請求項１～４のいずれか一項に記載の網状構造体製造装置。
6. 前記気体放出装置が放出する気体の量は、前記搬送装置の速度が大きくなると増加する請求項１～５のいずれか一項に記載の網状構造体製造装置。
7. 前記搬送装置は、メッシュ状ベルトと駆動ローラーとを有している請求項１～６のいずれか一項に記載の網状構造体製造装置。
8. 前記水槽の一方側に、前記網状構造体を牽引する網状構造体牽引装置を有しており、
   前記搬送装置は、少なくとも第１搬送装置と第２搬送装置から構成されており、
   前記気体放出装置は、前記第１搬送装置と前記第２搬送装置との中点を含む鉛直平面よりも前記網状構造体牽引装置側に配置されている請求項１～７のいずれか一項に記載の網状構造体製造装置。
9. 前記気体放出装置は、少なくとも第１気体放出装置と第２気体放出装置から構成されて
   おり、
   前記搬送装置は、少なくとも第１搬送装置と第２搬送装置から構成されており、
   前記第１気体放出装置は、前記第１搬送装置の鉛直方向の下方に設けられており、
   前記第２気体放出装置は、前記第２搬送装置の鉛直方向の下方に設けられている請求項１～８のいずれか一項に記載の網状構造体製造装置。
10. 溶融した熱可塑性樹脂を線条にして押し出すステップと、
    搬送手段によって前記線条の樹脂を有する網状構造体を水槽内で搬送するステップと、
    気体放出装置によって前記水槽内の水中に気体を放出して網状構造体の内部に新たな水が供給される水の対流を発生させるステップと、を有することを特徴とする網状構造体の製造方法。

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