WO2022219963A1

WO2022219963A1 - 切断面平滑化装置、製造システム、切断装置、およびフィラメント３次元結合体の処理方法

Info

Publication number: WO2022219963A1
Application number: PCT/JP2022/009385
Authority: WO
Inventors: 晃水野
Original assignee: 株式会社エアウィーヴ
Priority date: 2021-04-15
Filing date: 2022-03-04
Publication date: 2022-10-20
Also published as: JPWO2022219963A1

Abstract

フィラメント３次元結合体の切断面を平滑化することが可能となる切断面平滑化装置を提供する。フィラメント３次元結合体の融点以上の温度に加熱される高温部を有し、前記高温部が前記フィラメント３次元結合体の切断面に当たることにより、当該切断面を平滑化する切断面平滑化装置とする。

Description

切断面平滑化装置、製造システム、切断装置、およびフィラメント３次元結合体の処理方法

　本発明は、フィラメント３次元結合体の切断面を平滑化する切断面平滑化装置およびこれを用いた製造システム、ならびに、切断装置およびフィラメント３次元結合体の処理方法に関する。

　近年、通気性に優れ、寝返りしやすいマットレスとして、熱可塑性樹脂からなるフィラメントを３次元的に融着結合させて得られるフィラメント３次元結合体（網状構造体）を、クッション材として用いる高反発マットレスが注目されている。また、フィラメント３次元結合体の適用対象はマットレスに留まらず、クッション性が求められる様々な製品に適用可能である。

　フィラメント３次元結合体は、良好な通気性を有するとともに水洗い等も容易であるため、清潔に使用できる点でも優れている。例えば特許文献１や特許文献２には、フィラメント３次元結合体の製造装置および製造方法が開示されている。これらの文献には、フィラメント３次元結合体を連続的に形成して排出する製造装置および製造方法が示されており、排出された一続きのフィラメント３次元結合体は所定の間隔でせん断され、マットレス等に適用される。

特許第4966438号公報特開2019-131950号公報

　しかしながら、フィラメント３次元結合体を構成するフィラメントは、ランダムなループ形状となっている。そのためフィラメント３次元結合体の切断面は不均一となり、カバー体に収容する作業時などのフィラメント３次元結合体に触れる場面において、当該不均一な切断面から飛び出したフィラメントの端部に触れて怪我をしたり、怪我をせずとも痛い思いをしたりするという問題があった。

　また、フィラメント３次元結合体をカバー体に収容した後も、特にメッシュ生地のカバー体が用いられた場合はメッシュの隙間からフィラメントの端部が飛び出し、これが使用者に当たってしまうことや、使用時に接する絨毯や布団などに引っ掛かるなどして他の物品を傷つけてしまう虞があった。

　本発明は上記課題に鑑み、フィラメント３次元結合体の切断面を容易に平滑化することが可能となる切断面平滑化装置、製造システム、切断装置、およびフィラメント３次元結合体の処理方法の提供を目的とする。

　本発明に係る切断面平滑化装置は、フィラメント３次元結合体の融点以上の温度に加熱される高温部を有し、前記高温部を前記フィラメント３次元結合体の切断面に当てることにより、当該切断面を平滑化する構成とする。本構成によれば、フィラメント３次元結合体の切断面を容易に平滑化することが可能となる。

　より具体的には、切断面と平行に搬送が行われる前記フィラメント３次元結合体について、当該切断面を平滑化する上記構成の切断面平滑化装置であって、前記高温部は、前記切断面に当たりながら前記搬送と同方向に回転するように配置されている構成としても良い。

　上記構成としてより具体的には、前記高温部は、前記搬送の上流側と下流側それぞれに配置されたローラーで張架支持されたベルトの外側表面である構成としても良い。上記構成としてより具体的には、前記ベルトは、前記上流側のローラーに設けた熱源によって加熱され、前記ベルトの内側における前記各ローラーの間に、冷却風を供給する構成としても良い。更に上記構成としてより具体的には、前記ベルトの外側表面に対して、当該外側表面から前記切断面を離れ易くする塗布処理を行う構成としても良い。

　上記構成としてより具体的には、壁面である前記高温部と、前記切断面を露出させて前記フィラメント３次元結合体を固定支持する固定振動台を有し、前記固定振動台は、前記切断面を前記壁面に当てながら当該切断面と平行に振動することにより、当該切断面を平滑化する構成としても良い。上記構成としてより具体的には、前記壁面には、当該壁面への樹脂の付着を抑えるコーティングが施された構成としても良い。

　上記構成としてより具体的には、前記フィラメント３次元結合体の切断予定面に沿って移動して、当該フィラメント３次元結合体を切断するカッターと、前記カッターの移動方向逆側に設けられ、当該カッターにより切断されて逐次生じる前記切断面を順に平滑化する前記高温部と、を備えた構成としても良い。

　本発明に係る製造システムは、前記フィラメント３次元結合体を連続的に形成して排出するフィラメント３次元結合体製造装置と、前記排出されるフィラメント３次元結合体を所定間隔ごとに切断する切断装置と、前記切断によって生じた切断面を平滑化する上記構成の切断面平滑化装置と、を備えた構成とする。

　本発明に係る切断装置は、フィラメント３次元結合体の融点以上の温度に加熱される高温部を有し、前記高温部が前記フィラメント３次元結合体の切断予定面に沿って移動することにより、当該フィラメント３次元結合を溶融させて切断する構成とする。

　本発明に係るフィラメント３次元結合体の処理方法は、フィラメント３次元結合体を切断する切断ステップと、前記切断によって生じた前記フィラメント３次元結合体の切断面に、当該フィラメント３次元結合体の融点以上の温度である物体を当てることにより、当該切断面を平滑化する平滑化ステップと、を含む方法とする。

　上記処理方法としてより具体的には、前記切断面に当てた前記物体を、前記融点よりも低い温度に冷却する冷却ステップと、冷却ステップの実行後に、当該物体を前記切断面から離す隔離ステップと、を更に含む方法としても良い。

　本発明に係る切断面平滑化装置、製造システム、切断装置、およびフィラメント３次元結合体の処理方法によれば、フィラメント３次元結合体の切断面を平滑化することが可能となる。

第１実施形態に係るフィラメント３次元結合体の製造システムの構成図である。切断面平滑化装置Ｘａに関する構成図である。平滑化される前の切断面ＦＬ１に関する説明図である。平滑化された後の切断面ＦＬ１に関する説明図である。変形例に係るローラー１５およびその近傍の概略的な構成図である。他の変形例に係るローラー１５およびその近傍の概略的な構成図である。切断面平滑化装置Ｘｂに関する構成図である。第２実施形態に係るフィラメント３次元結合体の製造システムの構成図である。可動体２１に関する構成図である。可動体２１によりフィラメント３次元結合体を切断する様子の説明図である。可動体２２に関する構成図である。可動体２２によりフィラメント３次元結合体を切断する様子の説明図である。切断面平滑化装置Ｘｃに関する斜視図である。切断面平滑化装置Ｘｃに関する上方視点による構成図である。切断面平滑化装置Ｘｃに関する断面図である。変形例に係る加熱板３１に関する上方視点による構成図である。変形例に係る加熱板３１に関する断面図である。

　以下、本発明の各実施形態について各図面を参照しながら説明する。なお便宜上、以下の説明における上下、左右、および前後の各方向（互いに直交する方向）は各図面に示すとおりであり、上下方向は鉛直方向に相当する。

１．第１実施形態
　まず第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係るフィラメント３次元結合体の製造システムＳ１の模式的な構成図を示している。本図に示すように製造システム１は、フィラメント３次元結合体ＦＬを製造するフィラメント３次元結合体製造装置１２（以下、「製造装置１２」と略記することがある。）、切断装置１３、コンベア１４、ローラー１５、およびヒーター１６を備えている。なお、主にコンベア１４、ローラー１５、およびヒーター１６は、フィラメント３次元結合体ＦＬの切断面ＦＬ１を平滑化する切断面平滑化装置Ｘａを構成する。

　製造装置１２は、熱可塑性樹脂からなるフィラメントを３次元的に融着結合させ、フィラメント３次元結合体ＦＬを連続的に形成して排出する装置である。図１の例における製造装置１２は、右側から左側に向けてフィラメント３次元結合体ＦＬを排出する。なおフィラメント３次元結合体製造装置の基本的な構成や動作等は、例えば特許文献１や特許文献２に開示されているように公知であるため、ここではその詳細な説明を省略する。

　切断装置１３は、製造装置１２から排出される一続きのフィラメント３次元結合体ＦＬが到来する位置の近傍に配置されており、例えばカッターによって当該フィラメント３次元結合体ＦＬを所定間隔ごとに切断する。図１に示す例では、切断装置１３のカッターがフィラメント３次元結合体ＦＬの切断予定面（図１に破線矢印で示す面）に沿って前後方向へ移動し、一続きのフィラメント３次元結合体ＦＬは、その排出される方向（図１に着色矢印で示す方向）と直角である切断面ＦＬ１が生じるように切断装置１３によって切断される。

　コンベア１４は、切断装置１３によって切断されたフィラメント３次元結合体ＦＬを、ローラー１５に向けて搬送するように配置されている。図１に示す例では、平行である左右二つの切断面ＦＬ１を有する切断済みのフィラメント３次元結合体ＦＬは、コンベア１４によって当該切断面と平行である前方（図１に白抜矢印で示す方向）へ搬送される。

　ローラー１５は、上下方向を軸方向とする円筒状に形成されており、切断装置１３による切断によって生じたフィラメント３次元結合体ＦＬの切断面を平滑化する役割を果たす。ローラー１５の構成および機能について、図２を参照しながら以下に説明する。

　図２は、切断面平滑化装置Ｘａの概略的な構成図である。本図に示すように各ローラー１５は、コンベア１４の左右の両サイドにおいて左右へ対向するように設けられ、上下に伸びるその中心軸を回転軸として回転自在に設置されている。左右の一方のローラー１５の外側面は、コンベア１４によって搬送されるフィラメント３次元結合体ＦＬの一方の切断面ＦＬ１に接触し、他方のローラー１５の外側面は、他方の切断面ＦＬ１に接触するように配置されている。各ローラー１５の外側面同士の距離は、フィラメント３次元結合体ＦＬの双方の切断面ＦＬ１同士の距離よりも僅かに小さくなるように設定されている。

　各ローラー１５の内部には、ローラー１５を加熱するヒーター１６が配置されている。ヒーター１６は、例えばハロゲンヒーターが採用されており、少なくともローラー１５の外側面の温度がフィラメント３次元結合体ＦＬの融点以上となるように、ローラー１５を加熱する。なお本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、ヒーター１６の具体的形態は特に限られず、例えば、熱風を出力するものや、ＩＨ（Induction Heating）によるものとしても良い。またヒーター１６は、ローラー１５の外部からローラー１５を加熱するものとしても良い。

　コンベア１４によって搬送されるフィラメント３次元結合体ＦＬが各ローラー１５に挟まれる位置を通過する際、各ローラー１５は切断面ＦＬ１から受ける力によって、図２に破線矢印で示す方向へ回転する。すなわち各ローラー１５は、切断面ＦＬ１に当たりながらコンベア１４の搬送方向と同方向に（つまり接点での進行方向が同じとなるように）回転する。なおローラー１５を回転駆動させるモーター等の駆動装置を設けておき、フィラメント３次元結合体ＦＬの搬送速度に合わせて、当該駆動装置がローラー１５を回転させるようにしても良い。

　各ローラー１５の外側面同士の距離はフィラメント３次元結合体ＦＬの双方の切断面ＦＬ１同士の距離よりも僅かに小さいことから、各切断面ＦＬ１は各ローラー１５によって僅かに押圧されながら搬送方向へ進む。このとき、各ローラー１５の外側面はフィラメント３次元結合体ＦＬの融点以上の高温となっているため、各切断面ＦＬ１は平滑化されることになる。フィラメント３次元結合体ＦＬの全体が各ローラー１５に挟まれる位置を通過し終えると、各切断面ＦＬ１の全体が平滑化されることになる。このようにして、左右両サイドの切断面ＦＬ１が平滑化されたフィラメント３次元結合体ＦＬを得ることが可能である。

　ここで、図３に平滑化される前の切断面ＦＬ１の外観図（写真）の一例を示し、図４に平滑化された後の切断面ＦＬ１の外観図（写真）の一例を示す。なお図３においては、切断面ＦＬ１と概ね直交する方向から見た図を示している。また図４においては、やや異なる方向から見た図を左右それぞれに示している。

　図３に示すように、平滑化される前の切断面ＦＬ１は不均一さが目立つ状態となっており、特にフィラメント３次元結合体ＦＬを形成するフィラメントのループ形状がカッターで切断されたことにより、フィラメントの端部の露出が散見される。一方で図４に示す切断面ＦＬ１では、当該露出したフィラメントの端部等は溶融した上でローラー１５によって押圧され、近傍のフィラメントに融着したり押圧方向へ変形したりしており、図３に示す切断面ＦＬ１に比べて平滑化されている。なお、切断面ＦＬ１は回転するローラー１５に押圧されることにより、例えば平板によって当該切断面ＦＬ１と垂直の方向へ真直ぐに押圧される場合に比べて、フィラメントの端部が薙ぎ倒されるように押圧され、効率良く平滑化される。

　なお、切断装置１３により切断されたフィラメント３次元結合体ＦＬは概ね直方体形状となっているが、製造システムＳ１は、この直方体形状の角部分に丸みや斜面が設けられるようにしても良い。このようにした製造システムＳ１におけるローラー１５およびその近傍の概略的構成について、前方から見た構成図を図５および図６に例示する。なおこれらの図においては、フィラメント３次元結合体ＦＬの外縁の概略的な位置を破線で示している。

　図５に示す製造システムＳ１の各ローラー１５においては、上下方向中央近傍の外径寸法は図２に示す各ローラー１５の外径寸法と同等であるが、上下方向両端に近づくにつれて外径寸法が徐々に大きくなっている。これにより、フィラメント３次元結合体ＦＬの左右の切断面ＦＬ１において、上下両端（すなわちフィラメント３次元結合体ＦＬの角部分）の近傍は、高温であるローラー１５によってより大きく押圧されて変形し、その結果、フィラメント３次元結合体ＦＬの角部分に丸みと設けることが可能である。

　図６に示す製造システムＳ１においては、左右のローラー１５のすぐ前側に、フィラメント３次元結合体ＦＬの前方視４箇所の角部分と干渉するように干渉部材１５ｘが配置されている。これにより、フィラメント３次元結合体ＦＬの左右の切断面ＦＬ１の角部分の近傍は、ローラー１５によって加熱された直後に干渉部材１５ｘによって押圧されて変形し、その結果、フィラメント３次元結合体ＦＬの角部分に斜面を設けることが可能である。

　また製造システムＳ１において、切断面平滑化装置Ｘａに代えて、他の形態の切断面平滑化装置を採用しても良い。当該他の形態の切断面平滑化装置の一例について、図７に示す構成の切断面平滑化装置Ｘｂを挙げて以下に説明する。

　切断面平滑化装置Ｘｂは、コンベア１４、上流側ローラー１５ａ、下流側ローラー１５ｂ、ヒーター１６ａ、ベルト１７、および塗布ローラー１８を備える。なおコンベア１４の構成等は、切断面平滑化装置Ｘａにおけるコンベア１４と同等である。

　上流側ローラー１５ａは上下方向を軸方向とする円筒状に形成されており、下流側ローラー１５ｂは上下方向を軸方向とする円柱状に形成されている。これらのローラー１５ａ，１５ｂは左右それぞれに設けられている。各上流側ローラー１５ａは、コンベア１４の左右の両サイドにおいて左右へ対向するように設けられ、上下に伸びるその中心軸を回転軸として回転自在に設置されている。各下流側ローラー１５ｂは、コンベア１４の左右の両サイドにおける上流側ローラー１５ａの前側（つまり、コンベア１４の搬送方向下流側）において左右へ対向しており、上下に伸びるその中心軸を回転軸として回転自在に設置されている。

　ベルト１７は、左右それぞれに設けられており、左側のベルト１７は左側の上流側ローラー１５ａと下流側ローラー１５ｂで張架支持され、右側のベルト１７は右側の上流側ローラー１５ａと下流側ローラー１５ｂで張架支持されている。左右の一方のベルト１７の外側面は、コンベア１４によって搬送されるフィラメント３次元結合体ＦＬの一方の切断面ＦＬ１に接触し、他方のベルト１７の外側面は、他方の切断面ＦＬ１に接触するように配置されている。各ベルト１７の外側面同士の距離は、フィラメント３次元結合体ＦＬの双方の切断面ＦＬ１同士の距離よりも僅かに小さくなるように設定されている。

　各上流側ローラー１５ａの内部には、上流側ローラー１５ａを介してベルト１７を加熱するヒーター１６ａが配置されている。ヒーター１６ａは、例えばハロゲンヒーターが採用されており、少なくともベルト１７の外側面の温度がフィラメント３次元結合体ＦＬの融点以上となるように、ベルト１７を加熱する。なお本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、ヒーター１６ａの具体的形態は特に限られず、例えば、熱風を出力するものや、ＩＨ（Induction Heating）によるものとしても良い。またヒーター１６ａは、ベルト１７の外部からベルト１７を加熱するものとしても良い。

　塗布ローラー１８は、ベルト１７の外側表面に対して離型剤（例えばシリコーンオイル）を塗布する塗布処理（ベルト１７の外側表面から切断面ＦＬ１を離れ易くする処理）を行うためのローラーである。切断面平滑化装置Ｘｂは、塗布ローラー１８を用いて塗布処理を行うようになっている。

　塗布ローラー１８は、上下方向を軸方向とする円柱状に形成されており、各ベルト１７の左右方向外側それぞれにおいて、上下に伸びるその中心軸を回転軸として回転自在に設置されている。塗布ローラー１８は、不図示の離型剤供給装置から離型剤が継続的に供給されるようになっており、当該供給された離型剤が含浸するように形成されている。

　左側の塗布ローラー１８の外側面は、左側のベルト１７の左側の外側面に接触し、当該ベルト１７の回転に伴って当該塗布ローラー１８も回転する。これにより左側の塗布ローラー１８は、左側のベルト１７との摩擦を殆ど生じることなく、当該ベルト１７の外側面に継続的かつ万遍なく離型剤を塗布することが可能である。

　右側の塗布ローラー１８の外側面は、右側のベルト１７の右側の外側面に接触し、当該ベルト１７の回転に伴って当該塗布ローラー１８も回転する。これにより右側の塗布ローラー１８は、右側のベルト１７との摩擦を殆ど生じることなく、当該ベルト１７の外側面に継続的かつ万遍なく離型剤を塗布することが可能である。なお、塗布処理によってベルト１７の外側表面に塗布するものは、当該外側表面から切断面ＦＬ１が離れ易くなるようにするものであれば、その種類は特に限定されない。

　また、左右の各ベルト１７の内側における上流側ローラー１５ａと下流側ローラー１５ｂの間には、図７に着色矢印で示すように、不図示の送風装置によって上方から冷却風（例えば常温の空気、或いは常温以下に冷却された空気）が供給されるようになっている。これにより、回転するベルト１７の外側面の各部分は、ヒーター１６ａによってフィラメント３次元結合体ＦＬの融点以上の温度に加熱された後、冷却風によって当該融点よりも低い温度に冷却される。このように切断面平滑化装置Ｘｂにおいては、ベルト１７は上流側ローラー１５ａに設けたヒーター１６ａ（熱源）によって加熱され、更に、ベルト１７の内側における各ローラー１５ａ，１５ｂの間に冷却風が供給されることで冷却される。

　コンベア１４によって搬送されるフィラメント３次元結合体ＦＬが各ベルト１７に挟まれる位置を通過する際、各ベルト１７は切断面ＦＬ１から受ける力によって、各ローラー１５ａ，１５ｂとともに図７に破線矢印で示す方向へ回転する。すなわち各ベルト１７は、切断面ＦＬ１に当たりながらコンベア１４の搬送方向と同方向に（つまり接点での進行方向が同じとなるように）回転する。なお各ローラー１５ａ，１５ｂを回転駆動させるモーター等の駆動装置を設けておき、フィラメント３次元結合体ＦＬの搬送速度に合わせて、当該駆動装置が各ローラー１５ａ，１５ｂを回転させるようにしても良い。

　各ベルト１７の外側面同士の距離はフィラメント３次元結合体ＦＬの双方の切断面ＦＬ１同士の距離よりも僅かに小さいことから、各切断面ＦＬ１は各ベルト１７によって僅かに押圧されながら搬送方向へ進む。このとき各切断面ＦＬ１の任意の部位Ｚに着目すると、まずこの部位Ｚは、ベルト１７の後寄りの部分（ヒーター１６ａによってフィラメント３次元結合体ＦＬの融点以上の温度に加熱された部分）に当たり、切断面平滑化装置Ｘａの場合と同様の原理で平滑化される。

　その後にフィラメント３次元結合体ＦＬの搬送が進むと、当該部位Ｚは、ベルト１７の前後方向中央近傍（冷却風によってフィラメント３次元結合体ＦＬの融点よりも低い温度に冷却された部分）に当たり、平面状であるベルト１７の外側面に接触しながら温度が下がって固化することにより、平面に極力近い形状で安定する。更にその後、フィラメント３次元結合体ＦＬの搬送が進むと、当該部位Ｚはベルト１７から離れることになる。このとき、ベルト１７には離型剤が塗布されているため、当該部位Ｚをベルト１７からスムーズに離すことが可能である。

　上述した製造システムＳ１は、フィラメント３次元結合体ＦＬを連続的に形成して排出する製造装置１２と、当該排出されるフィラメント３次元結合体ＦＬを所定間隔ごとに切断する切断装置１３と、当該切断によって生じた切断面ＦＬ１を平滑化する切断面平滑化装置Ｘａ（またはＸｂ）と、を備える。また、切断面平滑化装置Ｘａ（またはＸｂ）は、フィラメント３次元結合体ＦＬの融点以上の温度に加熱される高温部を有し、当該高温部がフィラメント３次元結合体ＦＬの切断面ＦＬ１に当たることにより、切断面ＦＬ１を平滑化する。なお、切断面平滑化装置Ｘａにおける高温部はローラー１５の外側表面が該当し、切断面平滑化装置Ｘｂにおける高温部はベルト１７の外側表面が該当する。

　また、製造システムＳ１によって行われるフィラメント３次元結合体ＦＬの処理方法は、フィラメント３次元結合体ＦＬを切断装置１３によって切断する切断ステップと、当該切断によって生じたフィラメント３次元結合体ＦＬの切断面ＦＬ１に、フィラメント３次元結合体ＦＬの融点以上の温度である物体（ローラー１５またはベルト１７）を当てることにより、切断面ＦＬ１を平滑化する平滑化ステップと、を含んでいる。更に、切断面平滑化装置Ｘｂを使用する場合の当該処理方法は、切断面ＦＬ１に当てた物体（ベルト１７）を、冷却風を利用してフィラメント３次元結合体ＦＬの融点よりも低い温度に冷却する冷却ステップと、この冷却ステップの実行後に、ベルト１７を切断面ＦＬ１から離す隔離ステップと、を更に含んでいる。

２．第２実施形態
　次に第２実施形態について説明する。図８は、第２実施形態に係るフィラメント３次元結合体の製造システムＳ２の模式的な構成図を示している。本図に示すように製造システムＳ２は、フィラメント３次元結合体ＦＬを製造する製造装置１２および切断装置２０を備えている。なお、第２実施形態の製造装置１２は、第１実施形態のものと同様である。

　切断装置２０は、製造装置１２から排出される一続きのフィラメント３次元結合体ＦＬが到来する位置の近傍に配置されており、当該フィラメント３次元結合体ＦＬを所定間隔ごとに切断する。より具体的に説明すると、切断装置２０は、フィラメント３次元結合体ＦＬの切断予定面（図８に破線矢印で示す面）に沿って前後方向へ可動である可動体を有しており、この可動体を移動させることにより、一続きのフィラメント３次元結合体ＦＬを、その排出される方向（図８に着色矢印で示す方向）と直角である切断面が生じるように切断する。この可動体の具体例について、図９に示す可動体２１および図１１に示す可動体２２のそれぞれを挙げて、以下に説明する。

　図９に示す可動体２１は、上下に伸びて前側の縁が鋭くなっている刃部２１ａの後側に、表裏が左右を向いた平板状である平板部２１ｂを設けた構成となっている。可動体２１は、不図示の駆動装置に連結されており、前後方向へ可動とされている。また刃部２１ａは、例えば電力を用いて、フィラメント３次元結合体ＦＬの融点以上の温度に加熱されるようになっている。

　図１０は、可動体２１を前方へ移動させてフィラメント３次元結合体ＦＬを切断する様子を示している。本図に示すようにフィラメント３次元結合体ＦＬの切断予定面に沿って可動体２１を移動させると、加熱されて高温となった刃部２１ａがフィラメント３次元結合体ＦＬを溶融させながら徐々に切断する。なおこのとき、刃部２１ａの後側に配置されている平板部２１ｂが、切断されたフィラメント３次元結合体ＦＬの部分同士の間に介在するため、これらの部分同士が触れて融着することは抑えられる。

　また、刃部２１ａがフィラメント３次元結合体ＦＬを溶融させながら徐々に切断する際、その切断面に現れるフィラメントは溶融した状態で刃部２１ａに押される。これによりフィラメント３次元結合体ＦＬは、刃部２１ａによって切断されると同時に、これにより生じた切断面が平滑化されることになる。

　このように可動体２１を有する切断装置２０は、フィラメント３次元結合体ＦＬの融点以上の温度に加熱される刃部２１ａ（高温部）を有し、刃部２１ａがフィラメント３次元結合体ＦＬの切断予定面に沿って移動することにより、当該フィラメント３次元結合ＦＬを溶融させて切断するようになっている。なお刃部２１ａの具体的形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において特に限定されず、例えばワイヤーの形態であっても良い。

　図１１に示す可動体２２は、左右を軸方向として回転する円盤状の回転刃部２２ａの後側に、表裏が左右を向いた平板状である平板部２２ｂを設けた構成となっている。可動体２２は、不図示の駆動装置に連結されており、前後方向へ可動とされている。また平板部２２ｂは、例えば電力を用いて、フィラメント３次元結合体ＦＬの融点以上の温度に加熱されるようになっている。

　図１２は、可動体２２を前方へ移動させてフィラメント３次元結合体ＦＬを切断する様子を示している。本図に示すようにフィラメント３次元結合体ＦＬの切断予定面に沿って可動体２２を移動させると、高速で回転する回転刃部２２ａがフィラメント３次元結合体ＦＬを徐々に切断する。そして当該切断によって逐次生じる左右両方の切断面には、回転刃部２２ａの後側に配置されている平板部２２ｂが当接する。これにより、回転刃部２２ａによる切断で逐次生じるフィラメント３次元結合体ＦＬの切断面は、平板部２２ｂの熱によって溶融した状態で当該平板部２２ｂに押され、平滑化されることになる。

　なお、図１１に示す可動体２２は、フィラメント３次元結合体ＦＬの融点以上の温度に加熱される平板部２２ｂ（高温部）を有し、平板部２２ｂがフィラメント３次元結合体ＦＬの切断面ＦＬ１に当たることにより、切断面ＦＬ１を平滑化する切断面平滑化装置と見ることもできる。可動体２２である切断面平滑化装置は、フィラメント３次元結合体ＦＬの切断予定面に沿って移動して、当該フィラメント３次元結合体ＦＬを切断する回転刃部２２ａ（カッター）と、回転刃部２２ｂの移動方向逆側（後側）に設けられ、回転刃部２２ａにより切断されて逐次生じる切断面ＦＬ１を順に平滑化する平板部２２ｂを備えている。

３．第３実施形態
　次に第３実施形態に係る切断面平滑化装置Ｘｃについて説明する。切断面平滑化装置Ｘｃは、直方体形状のフィラメント３次元結合体ＦＬの切断面を平滑化する装置であり、図１３は、フィラメント３次元結合体ＦＬをセットした状態の切断面平滑化装置Ｘｃの概略的な斜視図である。また図１４は、当該切断面平滑化装置Ｘｃの上方視点による構成図であり、図１５は、図１４に示すＡ－Ａ平面で切断した場合の切断面平滑化装置Ｘｃの断面図である。

　これらの図に示すように、切断面平滑化装置Ｘｃは、加熱板３１および固定振動台３２を備えている。加熱板３１は、下方へ露出した壁面３１ｂを有する板状に形成されており、内部に複数個のヒーター３１ａ（例えばハロゲンヒーター）が設けられている。本実施形態の例では、加熱板３１としてアルミ板が採用されており、壁面３１ｂにはフッ素樹脂コーティングが施されている。ヒーター３１ａは、壁面３１ｂがフィラメント３次元結合体ＦＬの融点以上の温度となるように、加熱板３１を加熱する。

　固定振動台３２は、前方に切断面を露出させてフィラメント３次元結合体ＦＬを固定支持可能に形成されている。より具体的に説明すると、固定振動台３２は、上下、左右、および前後の各面を有する直方体形状のフィラメント３次元結合体ＦＬを載置してセットできるように形成されており、セットされたフィラメント３次元結合体ＦＬの下面、左面、後面、および右面に面接触する壁を有し、当該フィラメント３次元結合体ＦＬを固定支持する。なお固定振動台３２は、セットされたフィラメント３次元結合体ＦＬの前面に接する壁は設けられておらず、図１３～図１５に示すように、当該フィラメント３次元結合体ＦＬの前端近傍部分を固定振動台３２の前端よりも前側に突出させておくことが可能である。

　切断面平滑化装置Ｘｃを使用する際は、ヒーター３１ａによって加熱板３１を加熱させるとともに、図１３～図１５に示すように、固定振動台３２にフィラメント３次元結合体ＦＬをセットしておく。これらの図に示すフィラメント３次元結合体ＦＬは、切断面が前方を向いており、前端近傍部分が固定振動台３２の前端よりも前側に突出している。なお、当該切断面は加熱板３１の壁面３１ｂに軽く押し当てられている。当該切断面が壁面３１ｂに軽く押し当てられた状態を容易に実現するため、加熱板３１または固定振動台３２の位置が前後方向に調節可能となっていても良い。

　フィラメント３次元結合体ＦＬが固定振動台３２にセットされた状態で、例えば不図示のスイッチを操作することにより、固定振動台３２は左右方向へ振動するようになっている。このようにフィラメント３次元結合体ＦＬの切断面を壁面３１ｂに当てながら、固定振動台３２が当該切断面と平行に振動することにより、この切断面に現れるフィラメントは溶融した状態で壁面３１ｂに押され、当該切断面が平滑化される。

　なおこのとき、壁面３１ｂにはフッ素樹脂コーティングが施されているため、溶融したフィラメントの樹脂が壁面３１ｂに付着することは抑えられる。なお、樹脂の付着を抑えるために壁面３１ｂに施されるコーティングとしては、フッ素樹脂以外のコーティングが採用されても良い。

　また、加熱板３１の形状について、フィラメント３次元結合体ＦＬの切断面の縁に丸みが付くように設定されても良い。このようにした加熱板３１の一例について、上方視点による構成図を図１６に示し、図１６に示すＢ－Ｂ平面で切断した場合の断面図を図１７に示す。なおこれらの図における破線は、固定振動台３２にセットされたフィラメント３次元結合体ＦＬの外縁の位置を概略的に示している。

　これらの図に示す加熱板３１においては、壁面３１ｂの左端近傍部は、左方へ進むにつれて徐々に後方へ曲がるように曲面状に形成されており、壁面３１ｂの右端近傍部は、右方へ進むにつれて徐々に後方へ曲がるように曲面状に形成されている。また、壁面３１ｂの上端近傍部は、上方へ進むにつれて徐々に後方へ曲がるように曲面状に形成されており、壁面３１ｂの下端近傍部は、下方へ進むにつれて徐々に後方へ曲がるように曲面状に形成されている。これにより、フィラメント３次元結合体ＦＬの切断面の縁に丸みが付くようにすることが可能である。

　上述した切断面平滑化装置Ｘｃは、フィラメント３次元結合体ＦＬの融点以上の温度に加熱される高温部を有し、当該高温部がフィラメント３次元結合体ＦＬの切断面ＦＬ１に当たることにより、切断面ＦＬ１を平滑化する。より具体的に言えば、切断面平滑化装置Ｘｃは、加熱板３１の壁面３１ｂである当該高温部と、切断面ＦＬ１を露出させてフィラメント３次元結合体ＦＬを固定支持する固定振動台３２を有し、固定振動台３２は、切断面ＦＬ１を壁面３１ｂに当てながら切断面ＦＬ１と平行に振動することにより、切断面ＦＬ１を平滑化する。

４．その他
　本発明に係る切断面平滑化装置による切断面の平滑化は、種々の条件等を考慮して適切なタイミングで行うことが可能であり、最終仕上げの際に当該平滑化を行うようにしても良い。例えば第１実施形態では、切断装置１３によるフィラメント３次元結合体ＦＬの切断後すぐに切断面の平滑化を行っているが、その代わりに当該切断後に他の処理を先に行い、これを終えてから最終仕上げとして切断面の平滑化を行うようにしても良い。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の構成は上記実施形態に限られず、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

　本発明は、フィラメント３次元結合体の製造システム等に利用可能である。

　　　１２　　　　　フィラメント３次元結合体製造装置
　　　１３　　　　　切断装置
　　　１４　　　　　コンベア
　　　１５　　　　　ローラー
　　　１５ａ　　　　上流側ローラー
　　　１５ｂ　　　　下流側ローラー
　　　１５ｘ　　　　干渉部材
　　　１６、１６ａ　ヒーター
　　　１７　　　　　ベルト
　　　１８　　　　　塗布ローラー
　　　２０　　　　　切断装置
　　　２１、２２　　可動体
　　　２１ａ　　　　刃部
　　　２１ｂ　　　　平板部
　　　２２ａ　　　　回転刃部
　　　２２ｂ　　　　平板部
　　　３１　　　　　加熱板
　　　３１ａ　　　　ヒーター
　　　３１ｂ　　　　壁面
　　　３２　　　　　固定振動台
　　　ＦＬ　　　　　フィラメント３次元結合体
　　　ＦＬ１　　　　フィラメント３次元結合体の切断面
　　　Ｓ１、Ｓ２　　　　　製造システム
　　　Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃ　　断面平滑化装置

Claims

　フィラメント３次元結合体の融点以上の温度に加熱される高温部を有し、
　前記高温部を前記フィラメント３次元結合体の切断面に当てることにより、当該切断面を平滑化することを特徴とする切断面平滑化装置。
　切断面と平行に搬送が行われる前記フィラメント３次元結合体について、当該切断面を平滑化する請求項１に記載の切断面平滑化装置であって、
　前記高温部は、
　前記切断面に当たりながら前記搬送と同方向に回転するように配置されていることを特徴とする切断面平滑化装置。
　前記高温部は、前記搬送の上流側と下流側それぞれに配置されたローラーで張架支持されたベルトの外側表面であることを特徴とする請求項２に記載の切断面平滑化装置。
　前記ベルトは、前記上流側のローラーに設けた熱源によって加熱され、
　前記ベルトの内側における前記各ローラーの間に、冷却風を供給することを特徴とする請求項３に記載の切断面平滑化装置。
　前記ベルトの外側表面に対して、当該外側表面から前記切断面を離れ易くする塗布処理を行うことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の切断面平滑化装置。
　壁面である前記高温部と、
　前記切断面を露出させて前記フィラメント３次元結合体を固定支持する固定振動台を有し、
　前記固定振動台は、
　前記切断面を前記壁面に当てながら当該切断面と平行に振動することにより、当該切断面を平滑化することを特徴とする請求項１に記載の切断面平滑化装置。
　前記壁面には、当該壁面への樹脂の付着を抑えるコーティングが施されたことを特徴とする請求項６に記載の切断面平滑化装置。
　前記フィラメント３次元結合体の切断予定面に沿って移動して、当該フィラメント３次元結合体を切断するカッターと、
　前記カッターの移動方向逆側に設けられ、当該カッターにより切断されて逐次生じる前記切断面を順に平滑化する前記高温部と、
　を備えたことを特徴とする請求項１に記載の切断面平滑化装置。
　前記フィラメント３次元結合体を連続的に形成して排出するフィラメント３次元結合体製造装置と、
　前記排出されるフィラメント３次元結合体を所定間隔ごとに切断する切断装置と、
　前記切断によって生じた切断面を平滑化する請求項１から請求項５の何れかに記載の切断面平滑化装置と、を備えたことを特徴とする製造システム。
　フィラメント３次元結合体の融点以上の温度に加熱される高温部を有し、
　前記高温部が前記フィラメント３次元結合体の切断予定面に沿って移動することにより、当該フィラメント３次元結合を溶融させて切断することを特徴とする切断装置。
　フィラメント３次元結合体を切断する切断ステップと、
　前記切断によって生じた前記フィラメント３次元結合体の切断面に、当該フィラメント３次元結合体の融点以上の温度である物体を当てることにより、当該切断面を平滑化する平滑化ステップと、を含むことを特徴とするフィラメント３次元結合体の処理方法。
　前記切断面に当てた前記物体を、前記融点よりも低い温度に冷却する冷却ステップと、
　冷却ステップの実行後に、当該物体を前記切断面から離す隔離ステップと、を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載のフィラメント３次元結合体の処理方法。