JPH11350326A

JPH11350326A - 立体網状繊維集合体及びその連続製造方法と装置

Info

Publication number: JPH11350326A
Application number: JP15327998A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Watanabe; 信昭渡辺; Nagaaki Sakata; 長明坂田; Takashi Iwatsuki; 高志岩月; Masaharu Minami; 正治南
Original assignee: Toa Boshoku Co Ltd
Current assignee: Toa Boshoku Co Ltd
Priority date: 1998-06-02
Filing date: 1998-06-02
Publication date: 1999-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】立体網状繊維集合体の製造装置では製品の形態
等を自在に変化させた全く別の物を製造するには多くの
工程を要し、同じ装置で別形状の物を製造することは極
めて困難で、製品の形態が異なる毎に異なる装置を必要
とし、又、短繊維を使用する場合、工程が多くなってコ
スト高になる。【解決手段】方法は、多列ノズルから溶融状態で押し出
されて自然下降する多数本の長繊維を冷却しつつ成形ロ
ーラに誘引及び接触させて立体成形した後、プレス成形
して立体網状繊維集合体を連続製造する。装置は、長繊
維５ａが多数本押し出される多列ノズル１と、ノズル１
直下に配設された冷却溶媒２と、冷却溶媒２中に一部溶
媒表面から露出して配設され、周面に成形用立体模様３
ａを設けた成形ローラ３と、冷却溶媒２中に成形ローラ
３に連続して配設されたプレスコンベア４とを具備し、
長繊維５ａを成形ローラ３及びプレスコンベア４で任意
形状に成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多数本の長繊維を
複雑に絡ませてプレス成形して製造される立体網状繊維
集合体及びその連続製造方法と装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、空隙率大で、透水性、速乾性に優
れた立体網状繊維集合体がマット、土木緑化資材等に用
いられて来ている。上記土木緑化資材としては、例えば
斜面の土砂の水はけを良好にするための排水フィルタ
材、土壌の流れを防止する補強材、又は土壌より軽量で
あることを利用し、植物を土壌に代替して保持する土壌
軽量化資材等がある。

【０００３】上記立体網状繊維集合体は多数本の繊維を
複雑に絡ませてプレス成形したもので、その製造手段の
数例を次に述べる。まず多列ノズルから溶融状態で押し
出された多数本の長繊維を冷却溶媒中に誘引して薄い長
繊維不織布を製造するスパンボンド（スパンレース）方
式がある。又、多列ノズルから押し出された多数本の長
繊維を上下に対向したニードル付きコンベアに送り込
み、ニードルで繊維を引っ掛けて冷却しつつコンベアを
幅方向に上下に動かして厚みを出して搬送し、ヘチマ状
長繊維集合体を製造する手段がある。又、積層綿の接
着、即ち短繊維を積層させて接着剤で接着してヘチマ状
接着型積層体を製造する手段、金網や金たわし等のワイ
ヤを編む手段、その他、成形板、成形筒、平状繊維集合
体、丸状繊維集合体、筒状繊維集合体、ニードルパンチ
式等の不織布を製造する単一専用装置等が知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の立体網状繊維集
合体の製造装置では、何れも製品の寸法や目付等を変え
ることが出来ても、製品の形態等を自在に変化させた全
く別の物を製造することは非常に困難である。例えば、
凹凸や筒状の物を製造するには、多くの工程を要し、し
かも同じ装置で別形状の物を製造することは極めて困難
で、製品の形態が異なる毎に異なる装置を必要とすると
いう不具合がある。又、短繊維を使用する場合、工程が
多くなってコスト高になる。

【０００５】本発明の目的は、長繊維を同じ装置で任意
形状に立体成形して連続製造される立体網状繊維集合体
及びその連続製造方法と装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、方法として、
多列ノズルから溶融状態で押し出されて自然下降する多
数本の長繊維を冷却しつつ、所定速度で回転する成形ロ
ーラに誘引し、互いに絡ませて絡み点で接着しつつ上記
ローラ周面に接触させて所定形状に立体成形した後、所
望の厚みにプレス成形及び搬送して立体網状繊維集合体
を連続製造することを特徴とし、装置として、熱可塑性
樹脂又は金属からなる長繊維が多数本、溶融状態でラン
ダム又は螺旋状方向性を持たせて押し出されて自然下降
させる多列ノズルと、上記ノズル直下に配設された冷却
溶媒と、上記冷却溶媒中に一部溶媒表面から露出した状
態で水平回転軸を中心に所定速度で回転し、且つ、周面
に成形用立体模様を設けた少なくとも一本のローラから
なり、ノズルから押し出された長繊維を誘引して周面に
接触させつつ通過させて所定形状に立体成形する成形ロ
ーラと、冷却溶媒中に成形ローラに連続して配設され、
成形ローラを通過した長繊維をプレス成形及び搬送する
プレスコンベアとを具備することを特徴とする。

【０００７】上記構成によれば、ノズル配列形状、成形
用立体模様、成形ローラ間隔、コンベア間隔等を選択的
に設定することにより長繊維を同じ装置で形状、寸法を
無限に制御しつつ任意成形して立体網状繊維集合体を連
続製造する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係る立体網状繊維集合体
及びその連続製造方法と装置の実施の形態を図１（ａ）
（ｂ）（ｃ）を参照して以下に説明する。まず図１
（ａ）は本発明に係る立体網状繊維集合体の連続製造装
置の概略側面図を示し、図において（１）は多列ノズ
ル、（２）は冷却溶媒、（３）は成形ローラ、（４）は
プレスコンベアである。

【０００９】上記多列ノズル（１）は整列した多数の下
方開口（ノズル孔径０．４〜１．５ｍｍ）の円形ノズル
やＴ型ノズルで、熱溶融した熱可塑性樹脂又は金属をス
クリュー回転体で溶融状態のままノズル（１）から押し
出し、熱可塑性樹脂又は金属からなる多数本の長繊維
（５ａ）…をランダム又は螺旋状方向性を持たせて自然
下降させる。冷却溶媒（２）はノズル直下に配設した槽
に溜められた冷却用水で、ノズル（１）から押し出され
た長繊維（５ａ）が冷却溶媒中に降下された時、ループ
を形成し、しかも長繊維のため、容易に複雑に絡み合
い、絡み点でバインダー無しで熱融着される。

【００１０】成形ローラ（３）は冷却溶媒中に一部（半
分以下）溶媒表面から露出した状態で水平（紙面に垂
直）回転軸を中心に所定速度で回転するローラで、周面
に成形用立体模様（３ａ）として例えば凸部を設ける。
上記成形ローラ（３）は冷却溶媒中に少なくとも一本、
配設され、ノズル（１）から押し出された長繊維（５
ａ）…を誘引して周面に接触させつつ通過させる。そう
すると、長繊維（５ａ）は冷却されつつ容易に複雑に絡
み合って絡み点で熱融着により接着されて立体網状繊維
集合体（５）を連続形成すると共に、その外表面が立体
模様（３ａ）に合わせて立体成形され、所定形状が付与
される。

【００１１】例えば成形ローラ（３）が所定間隔で対向
配置された２個のローラからなり、立体模様（３ａ）が
凸部の場合、長繊維（５ａ）…がローラ間を通過する
と、図１（ｂ）に示すように、複雑に絡んで立体網状繊
維集合体（５）が形成されると共に、外表面に凹部（５
ｂ）が一定ピッチで形成される。又、成形ローラ（３）
が一個の場合、繊維集合体の外表面片面が成形され、成
形ローラ（３）を２個以上設けても良い。更に、立体模
様（３ａ）は凸部の他、任意に形成可能で、それに応じ
て立体網状繊維集合体（５）を任意形状に立体成形出来
る。例えば図１（ｃ）に示すように、周面に半円溝に穿
設したローラ（６）（６）を一対対向させると、その間
に円孔（６ａ）が形成され、長繊維（５ａ）が円孔（６
ａ）を通過する間に円柱状に成形される。又は、立体模
様（３ａ）を波形にすると、立体網状繊維集合体（５）
を波形成形出来る。

【００１２】プレスコンベア（４）は冷却溶媒中に成形
ローラ（３）の下方に連続して配設された一対のコンベ
アで、成形ローラ（３）を通過して成形された立体網状
繊維集合体（５）を冷却溶媒中でプレス成形して搬送す
る。そして、コンベア間隔を任意に調節することにより
立体網状繊維集合体（５）の厚みや目付（重量）を任意
に調節出来る。

【００１３】上記構成に基づき本発明の動作を次に説明
する。まず多列ノズル（１）の多列幅等の配列形状、成
形ローラ（３）の成形用立体模様（３ａ）の形状とロー
ラ間隔、及びプレスコンベア（４）のコンベア間隔をそ
れぞれ選択的に設定した後、ノズル（１）から溶融状態
で長繊維（５ａ）を押し出して自然下降させる。次に、
長繊維（５ａ）を所定速度で回転する成形ローラ（３）
に誘引し、冷却溶媒中で冷却しつつ立体成形して形状付
与した後、プレスコンベア（４）でプレス成形して搬送
する。そこで、長繊維（５ａ）の絡み点がバインダー無
しで熱融着されて立体網状繊維集合体（５）が製造され
る。

【００１４】この時、ノズル配列形状、成形ローラ間
隔、成形用立体模様（３ａ）の形状及びコンベア間隔等
を選択的に設定することにより凹凸、筒状、厚み等の形
状や寸法を任意に無限に制御出来る。例えば熱可塑性樹
脂を使用した場合、二次元的な厚みが薄く、繊度が小さ
いようなものであれば、ローラ間隔とコンベア間隔を狭
くすれば良い。逆に、三次元的な厚みのあるものであれ
ば、ノズル列幅とローラ及びコンベア間隔を調整するだ
けで任意に無限に厚みや繊度を制御出来る。

【００１５】又、樹脂の変更により弾性のあるものから
非弾性のものまで連続製造出来る。例えば弾性のあるも
のを製造する場合、ポリオレフィンエラストマーやポリ
エステルエラストマー等の熱可塑性エラストマーを用
い、非弾性のあるものを製造する場合、ポリプロピレ
ン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレン等
を用いれば良い。

【００１６】又、冷却溶媒中への誘引速度差により開口
径や目付等を制御出来、例えば誘引速度が速い程、開口
径が大きく目付が低くなり、逆に誘引速度が遅い程、開
口径が小さく目付が高くなり、バリエーションが更に広
がる。

【００１７】更に、溶融状態の樹脂や金属が固化する前
段に例えば不織布等の成形性表皮体の供給装置を配設す
ると、樹脂や金属が固化するまでにその両面又は片面に
不織布を供給して接着することが可能である。又、不織
布の他、金網、金属板、樹脂板、樹脂ネット、積層綿、
織物、樹脂織物、樹脂編み物、ラッセル織物、ラッセル
編み物、成形板等をそれぞれ両面又は片面に供給して複
合的に接着することが可能である。又、長繊維（５ａ）
は容易に複雑に絡み合うため、直ちにゴム系の樹脂やラ
テックスを接着することによりマット類に関しゴム弾性
等の機能付与も可能である。

【００１８】又、プレスコンベア（４）を鉛直方向に配
設すると、長繊維（５ａ）が全方位均一に絡む一方、図
示例のように斜めに配設すると、長繊維（５ａ）の絡み
密度が上下で場所的に不均一（上で疎、下で密）になっ
て特有の用途に適した素材が出来上がる。例えば、土木
・緑化資材として用いると、土を入れる等の物性変化や
巻き径を制御出来る。一例としてコンベア傾斜角度を８
５°に設定し、ノズルからの吐出量０．８６４ｋｇ／ｍ
ｉｎ、引速０．７７ｍ／ｍｉｎ、繊度１．１ｍｍに条件
設定し、長さ１５ｍ、厚み７５ｍｍのものを作製し、土
木・緑化資材として天然芝の下に敷いた。

【００１９】そうすると、土を入れる時、上部の疎の部
分には土が入り易く、下部の密の部分には入り難く、通
気性が良好になる。このことにより、地層のように排水
層は下部に出来、排水が容易になって合理的である。
又、空気を多量に含むことにより、根腐れを防止するた
めのエアーレーションを軽減出来る。そのため、土の替
わりに用いると、土の量を減らせることが出来、施工性
が容易になる。又、疎の部分を内側にして巻き取ると、
巻き易く、且つ、巻き径も小さく（１ｍ×１ｍ）なり、
施工性も容易になる。

【００２０】又、例えば合成繊維の場合、樹脂による溶
融粘度等の特性を利用することや繊度により硬度や開口
径（空隙率）を調整して硬いものから柔らかいものまで
連続製造出来る。例えば太くて溶融粘度が大きく硬い樹
脂（メルトインデックス小）を用いると、冷却溶媒中に
降下された長繊維（５ａ）の巻くループ半径が大きくな
って開口径が大きくなる。逆に、細くて溶融粘度が小さ
く柔らかい樹脂（メルトインデックス大）を用いると、
流れ易いため、長繊維（５ａ）の巻くループ半径が小さ
くなって開口径が小さくなる。

【００２１】ここで、同じノズル孔数及び吐出量でメル
トインデックスを変えることにより繊径を変えた時の繊
度変化データを表（１）及び表（２）に示す。但し、各
表共、使用樹脂材料はＰＰ（ポリプロピレン）樹脂、吐
出量４３２ｇ／ｍｉｎで、メルトインデックスは表
（１）で５、表（２）で１５、繊径は表（１）で１．１
ｍｍ、表（２）で０．８ｍｍである。又、２５％硬度は
ウレタンフォーム規格ＪＩＳＫ６４０１に示された硬度
測定手段によるもので、立体網状繊維集合体に錘（３１
４ｃｍ²の円盤）を載せて２５％分の厚さだけ瞬時に圧
縮させた時の弾性反発力、即ち厚さが元の（３／４）に
縮むまで押し付けた時の錘の総重量で、５０％硬度は厚
さが元の半分に縮むまで押し付けた場合である。実際に
は０から７５％分まで連続的に往復して圧縮した時の厚
みと錘の特性曲線から２５％及び５０％各硬度を算出す
る。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】上記データによれば、メルトインデックス
を大きくすると、流動性が大きくなって長繊維の描くル
ープ半径及び繊径が小さくなるため、樹脂の弾性反発力
が強くなって硬度が大きくなることが顕著に知られる。
従って、厚みと目付に対応させてコンベア傾斜角度を選
択すると共に、更にメルトインデックスを調整して硬度
を選択することにより巻き取り性を良好にし、施工性を
容易に出来る。

【００２５】尚、本発明に係る立体網状繊維集合体
（５）は既存の排水フィルタ材、補強材、土壌軽量化資
材等の他、土手や河川等の侵食防止材に好適である。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、多列ノズルから溶融状
態で押し出されて自然下降する多数本の長繊維を冷却し
つつ、所定速度で回転する成形ローラに誘引し、互いに
絡ませて絡み点で接着しつつ上記ローラ周面に接触させ
て所定形状に立体成形した後、所望の厚みにプレス成形
して立体網状繊維集合体を連続製造したから、ノズル配
列形状、成形ローラ形状、ローラ間隔、プレス間隔等を
選択的に設定するだけで同じ装置で形状や寸法を任意に
無限に制御出来、又、長繊維はバインダー無しで熱融着
され、工数が減ってコストが低減される。又、コンベア
傾斜角度を調整して立体網状繊維集合体の網状繊維の絡
み密度を場所的に異ならせ、更にメルトインデックスを
調整し、巻き取り性の向上を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の係る立体網状繊維集合体の連
続製造装置の実施の形態を示す概略側面図。（ｂ）は本
発明装置によって製造された立体網状繊維集合体の一例
を示す部分平面図。（ｃ）は本発明に係る成形ローラの
一例を示す平面図。

【符号の説明】

１多列ノズル２冷却溶媒３成形ローラ３ａ成形用立体模様４プレスコンベア５立体網状繊維集合体５ａ長繊維

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者南正治大阪府大阪市中央区瓦町３丁目１番４号東亜紡織株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多列ノズルから溶融状態で押し出されて自
然下降する多数本の長繊維を、冷却溶媒中にあって所定
速度で回転する成形ローラに誘引し、互いに絡ませて絡
み点で接着しつつ上記ローラ周面に接触させて所定形状
に立体成形した後、所望の厚みにプレス成形及び搬送し
て立体網状繊維集合体を連続製造することを特徴とする
立体網状繊維集合体の連続製造方法。
【請求項２】多列ノズルから溶融状態で押し出されて自
然下降する多数本の長繊維を、冷却溶媒中に配設された
プレスコンベアで互いに絡ませて絡み点で接着しつつ所
望の厚みにプレス成形及び搬送して立体網状繊維集合体
を連続製造するにあたり、前記プレスコンベアの傾斜角
度を選択的に設定してプレス成形し、網状繊維の絡み密
度を場所的に等しく又は異ならせることを特徴とする立
体網状繊維集合体の連続製造方法。
【請求項３】プレスコンベアの傾斜角度を水平方向に対
して８５°に設定することを特徴とする請求項２記載の
立体網状繊維集合体の連続製造方法。
【請求項４】長繊維のメルトインデックスを選択的に設
定して繊度、目付、硬度を調整することを特徴とする請
求項１又は２又は３記載の立体網状繊維集合体の連続製
造方法。
【請求項５】熱可塑性樹脂又は金属からなる長繊維が多
数本、溶融状態でランダム又は螺旋状方向性を持たせて
押し出されて自然下降させる多列ノズルと、上記ノズル
直下に配設された冷却溶媒と、上記冷却溶媒中に一部溶
媒表面から露出した状態で水平回転軸を中心に所定速度
で回転し、且つ、周面に成形用立体模様を設けた少なく
とも一本のローラからなり、ノズルから押し出された長
繊維を誘引して周面に接触させつつ通過させて所定形状
に立体成形する成形ローラと、冷却溶媒中に成形ローラ
に連続して配設され、成形ローラを通過した長繊維をプ
レス成形及び搬送するプレスコンベアとを具備し、上記
ノズル配列形状、成形用立体模様、成形ローラ間隔及び
コンベア間隔を選択的に設定して任意形状に成形された
立体網状繊維集合体を連続製造することを特徴とする立
体網状繊維集合体の連続製造装置。
【請求項６】溶融状態で押し出された長繊維が冷却溶媒
中に到達する前段に成形性表皮体の供給装置を配設し、
長繊維が固化するまでにその両面又は片面に、成形性表
皮体を複合的に接着することを特徴とする請求項５記載
の立体網状繊維集合体の連続製造装置。
【請求項７】成形性表皮体は、不織布、金網、金属板、
樹脂板、樹脂ネット、積層綿、織物、樹脂織物、樹脂編
み物、ラッセル織物、ラッセル編み物及び成形板の何れ
かであることを特徴とする請求項６記載の立体網状繊維
集合体の連続製造装置。。
【請求項８】請求項１、２、３、４、５、６、７の何れ
かに記載の方法又は装置により任意形状に成形されて連
続製造されたことを特徴とする立体網状繊維集合体。