WO2024071296A1 - フィラメント３次元結合体の製造装置 - Google Patents

Abstract

溶融フィラメントどうしの融着点における接着強度が低下することなく、より均一なフィラメント３次元結合体を形成することが可能となる製造装置を提供する。溶融フィラメント群を下方へ排出する溶融フィラメント供給部と、溶融フィラメント群の厚さ方向端部の溶融フィラメントを受け留め、その厚さを小さくする方向に寄せるシュート傾斜板を有するシュートと、シュート傾斜板に冷却水を供給する冷却水供給部と、溶融フィラメントを３次元的に絡め合わせると同時に、接触点を融着結合させる融着結合形成部と、を備えるフィラメント３次元結合体の製造装置において、シュート傾斜板の上面に複数の溝が形成され、前記複数の溝それぞれの幅が０.１mm以上かつ３.０mm以下であり、前記複数の溝それぞれの深さが０.１mm以上かつ３mm以下であり、隣合う前記溝どうしの間隔が１mm以上かつ７mm以下である製造装置とする。

Description

フィラメント３次元結合体の製造装置

　本発明は、マットレスや枕などのクッション素材として使用できるフィラメント３次元結合体の製造装置に関する。

　リサイクルに手間がかかる金属スプリングやウレタンフォームの欠点を克服するクッション素材として、熱可塑性エラストマー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（立体網状構造体）が注目されている。このクッション素材は、リサイクルが容易な上、蒸れにくく水洗いができる利点がある。

　フィラメント３次元結合体の製造方法として、例えば特許文献１には、鉛直方向下向きに流れ落ちる複数の溶融フィラメントからなる溶融フィラメント群（溶融状態の熱可塑性樹脂の線状集合体）を冷却水中に落下させ、水の浮力によって溶融フィラメントループを形成させると同時に、ループ形成時の撓みによって溶融フィラメントどうしを接触させ、その接触点を融着結合させてフィラメント３次元結合体（立体網状構造体）を製造する方法が記載されている。

　また、特許文献１には、フィラメント３次元結合体の厚みを一定にするために、溶融フィラメント群の厚み方向両端部から溶融フィラメント群の厚み方向中央部に向かって傾斜する一対のシュートを設けるとともに、シュート表面の全面に冷却水を行き渡らせるために、シュート表面を晒しなどの透水シートで覆い、その透水シートに冷却水を供給することによって、シュート表面の全面に冷却水層を形成することも記載されている。冷却水を行き渡らせることにより、シュート表面への溶融フィラメントの付着を防止する効果が得られる。

　しかしながら、シュート表面を透水シートで覆う手法においては、透水シートにしわが発生したり、異物（サビ等）が付着する不具合や、長期間の製造により透水シートが摩耗し、破れるなどの不具合が生じる欠点があった。その欠点を克服する方法として、特許文献２には、シュート表面をサンドブラストによって粗面化することによって、透水シートを用いることなく、シュート表面に冷却水層を形成することが記載されている。

　図１１は、シュート５３１の表面５３１ｓを、サンドブラスト処理によって粗面化した場合の状態を示す概念図である。本図に示すように、表面５３１ｓの表面には凹凸が形成されている。図１２は、シュート５３１の表面５３１ｓに供給される冷却水が、当該凹凸によって滞留または減速され、冷却水膜Ｗが形成されている様子を示している。

特許第４１８１８７８号公報 特許第４９６６４３８号公報

　しかしながら、サンドブラスト処理では凹部の深さや広さをシュート表面の全てのエリアで一定とすることは難しく、凹部の傾斜角が小さいので、冷却水を滞留または減速させる能力が低く、冷却水が少ない場合、均一な冷却水の薄膜を形成するのが難しかった。局所的であっても、凹部が浅いエリア（相対的に凸部となるエリア）では冷却水を滞留または減速させる能力が低下するので、シュート表面に冷却水を供給しても、水の表面張力で冷却水膜が形成されないまま流れ落ちることがある。その結果、冷却水膜が形成されていないシュート表面に溶融フィラメントが一時的に付着して、シュート表面を移動するスピードが不規則になることでフィラメント３次元結合体が不均一になるといった課題があった。

　なお、シュート表面に確実に冷却水膜を形成するために、冷却水の供給量を多くすると、溶融フィラメントが冷えて、溶融フィラメントどうしの融着点における接着強度が低下するという問題が生じる。また、凹部が浅いエリアにおいて冷却水を滞留または減速させるために、シュート表面を全体的に粗くすると、溶融フィラメントがシュート表面で滑りにくくなるので、溶融フィラメントが一時的に付着しやすくなるといった二律背反の課題がある。

　本発明は上記課題に鑑み、溶融フィラメントどうしの融着点における接着強度が低下することなく、より均一なフィラメント３次元結合体を形成することが可能となるフィラメント３次元結合体の製造装置を提供することを目的とする。

　本発明に係るフィラメント３次元結合体の製造装置は、複数の溶融フィラメントからなる溶融フィラメント群を鉛直方向下方へ排出する溶融フィラメント供給部と、溶融フィラメント群の厚さ方向端部の溶融フィラメントを受け留め、溶融フィラメント群の厚さを小さくする方向に寄せるシュート傾斜板を有するシュートと、該シュート傾斜板に冷却水を供給する冷却水供給部と、溶融フィラメントを３次元的に絡め合わせると同時に、接触点を融着結合させる融着結合形成部と、を備えるフィラメント３次元結合体の製造装置において、前記シュート傾斜板の上面に複数の溝が形成されており、前記複数の溝それぞれの幅が、０．１mm以上かつ３．０mm以下であり、前記複数の溝それぞれの深さが、０．１mm以上かつ３mm以下であり、隣合う前記溝どうしの間隔が、１mm以上かつ７mm以下である構成とする。本構成によれば、溶融フィラメントどうしの融着点における接着強度が低下することなく、より均一なフィラメント３次元結合体を形成することが可能となる。

　上記構成としてより具体的には、前記複数の溝それぞれが、等間隔で平行に延びるように形成されている構成としても良い。また上記構成としてより具体的には、前記複数の溝それぞれが、前記シュート傾斜板の最大傾斜方向に対して、３０度以上かつ６０度以下の角度で斜めに延びるように形成されている構成としても良い。また上記構成としてより具体的には、前記複数の溝それぞれの断面の形状が、四角形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、前記複数の溝の全部または一部に、親水性高分子が被覆または埋設されている構成としても良い。また上記構成としてより具体的には、前記複数の溝は、前記シュート傾斜板の上面における、前記溶融フィラメントを受け留める領域の全体をカバーするように形成されており、前記冷却水供給部は、当該領域の全体をカバーする前記溝の全てに前記冷却水が供給されるように配置されている構成としても良い。

　本発明に係るフィラメント３次元結合体の製造装置によれば、溶融フィラメントどうしの融着点における接着強度が低下することなく、より均一なフィラメント３次元結合体を形成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次元結合体の製造装置の概念図である。 図１に示す製造装置のＡ－Ａ’断面の矢視図である。 第１実施形態に係るノズル部の底面図である。 第１実施形態に係るシュートの斜視図である。 図１のシュート周辺の拡大図である。 図５に示すシュートのＢ－Ｂ’断面の矢視拡大図である。 図６に示すシュートの溝の中にトラップされたトラップ水とシュートの表面に形成された冷却水膜を示す概念図である。 第２実施形態に係る製造装置のシュートの斜視図である。 溝の断面形状を変更した変形例の説明図である。 溝の断面形状を変更した別の変形例の説明図である。 シュートの表面を、サンドブラスト処理によって粗面化した状態を示す概念図である。 シュートの表面に冷却水膜が形成されている様子を示す概念図である。

　本発明の各実施形態について各図面を参照しながら以下に説明する。なお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、各図に示すとおりである。これらの各方向は、鉛直方向が上下方向となり、後述する一対のシュート３１、３２どうし（シュート鉛直板３１ｂ、３２ｂの表面どうし）の対向する向きが前後方向となるように、便宜的に定めたものに過ぎない。

１．第１実施形態
　まず本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るフィラメント３次元結合体の製造装置１の概念図である。また図２は、図１に示す製造装置１のＡ－Ａ’断面の矢視図である。

　フィラメント３次元結合体の製造装置１は、直径が０．５mm～３mmの複数の溶融フィラメントからなる溶融フィラメント群ＭＦを鉛直方向下方へ排出する溶融フィラメント供給部１０と、溶融フィラメント群ＭＦを３次元的に絡め合わせると同時に、接触点を融着結合させた後、冷却固化させてフィラメント３次元結合体を形成する融着結合形成部２０を備えるとともに、溶融フィラメント群ＭＦの厚さ方向端部（前後方向の左右両端部）の溶融フィラメントを受け留め、溶融フィラメント群ＭＦの厚さを薄く小さくする方向に寄せる一対のシュート３１、３２と、シュート３１、３２の上部に冷却水を各々供給する冷却水供給部４１、４２を備える。

　溶融フィラメント供給部１０は、加圧溶融部１１（押出機）とフィラメント排出部１２（ダイ）を含む。加圧溶融部１１は、材料投入部１３（ホッパー）、スクリュー１４、スクリュー１４を駆動するスクリューモーター１５、スクリューヒータ１６、および不図示の複数の温度センサを含み、内部には材料投入部１３から供給された熱可塑性樹脂をスクリューヒータ１６により加熱溶融しながら搬送するためのシリンダー１１ａが形成されている。

　シリンダー１１ａ内には、スクリュー１４が回転可能に収容されている。シリンダー１１ａの下流側端部には、熱可塑性樹脂をフィラメント排出部１２に向けて排出するためのシリンダー排出口１１ｂが形成されている。スクリューヒータ１６の加熱温度は、例えば溶融フィラメント供給部１０に設けた温度センサの検知信号に基づいて制御される。

　フィラメント排出部１２は、ノズル部１７、ダイヒータ１８、および図示しない複数の温度センサを含み、内部にはシリンダー排出口１１ｂから排出された溶融熱可塑性樹脂をノズル部１７に導く導流路１２ａが形成されている。

　ノズル部１７は、複数の開口部が形成された略直方体の金属製の厚板であり、導流路１２ａの最下流部にあたるフィラメント排出部１２の下部に設けられている。なお、ノズル部１７に形成される複数の開口部については、後ほど図３を用いて説明する。

　ダイヒータ１８は、左右方向に複数個（図２に示す例では１８ａ～１８ｆの６個）が設けられており、フィラメント排出部１２を加熱する。ダイヒータ１８の加熱温度は、例えばフィラメント排出部１２に設けた温度センサの検知信号に基づいて制御される。

　フィラメント３次元結合体の材料として用いることのできる熱可塑性樹脂として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、ナイロン６６などのポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂およびポリスチレン樹脂等や、スチレン系エラストマー、塩ビ系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ニトリル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、フッ素系エラストマー等の熱可塑性エラストマーなどを用いることができる。

　材料投入部１３から供給された熱可塑性樹脂は、シリンダー１１ａ内で加熱溶融され、例えばスクリュー１４により押し出されるようにして、溶融熱可塑性樹脂としてシリンダー排出口１１ｂからフィラメント排出部１２の導流路１２ａに供給される。その後、ノズル部１７の複数のノズルそれぞれから下方へ並進するように、複数の溶融フィラメントからなる溶融フィラメント群ＭＦが排出される。

　融着結合形成部２０は、冷却水槽２３、一対のコンベア２４ａ、２４ｂ、複数の搬送ローラ２５ａ～２５ｈを含む。冷却水槽２３は、冷却水を溜めておくための水槽である。冷却水槽２３の内部には、一対のコンベア２４ａ、２４ｂと、複数の搬送ローラ２５ａ～２５ｈが配設されている。一対のコンベア２４ａ、２４ｂおよび複数の搬送ローラ２５ａ～２５ｈは、不図示の駆動モーターにより駆動される。

　図３は、ノズル部１７の底面図である。ノズル部１７には、溶融フィラメント群を排出する複数の開口部（ノズル群１９）が形成されている。本実施形態の例においては、開口部の断面形状を内径１mmの円形とし、隣接するノズル間の距離（ピッチ）を１０mmとしている。但し、製造しようとするフィラメント３次元結合体の仕様等に基づき、ノズル群１９についての各ノズルの形状、各ノズルの内径、隣合うノズルどうしの間隔、および、各ノズルの配置パターン等を適宜調整することができる。

　図４は、図１に示す一対のシュート３１、３２の概略的な斜視図である。図５は、図１のシュート周辺の拡大図である。図６は、図５に示すシュート３１のＢ－Ｂ’断面の矢視拡大図である。なお本実施形態では、後側のシュート３１と前側のシュート３２は、前後方向と直交する仮想平面について面対称の形状であるとともに、同等の役割を果たす。以下のシュート３１、３２に関する説明においては、シュート３１およびシュート３２の一方について説明し、他方については説明を省略することがある。

　一対のシュート３１、３２は、各々下り傾斜（前後方向内向きに進むほど下方へ向かう方向の傾斜）となる平板状のシュート傾斜板３１ａ、３２ａと、シュート傾斜板３１ａ、３２ａの下端から鉛直方向下方に延びる平板状のシュート鉛直板３１ｂ、３２ｂを有し、前後に所定の間隙を開けて設置されている。

　シュート傾斜板３１ａ、３２ａの上面には、各々複数の溝３１ｃ、３２ｃが、シュート傾斜板３１ａ、３２ａの最大傾斜方向の向きに延びるように、等間隔で形成されている。このように本実施形態では、複数の溝３１ｃと複数の溝３２ｃの何れにおいても、それぞれの溝が等間隔で平行に延びるように形成されている。なお、シュート傾斜板３１ａ、３２ａの最大傾斜方向とは、シュート傾斜板３１ａ、３２ａの上面における水平面からの傾斜が最大となる方向であり、本実施形態では、左右方向と直交する仮想平面とシュート傾斜板３１ａ、３２ａの上面とが交わる部分（線分）の延びる方向と一致する。

　また本実施形態においては、シュート鉛直板３１ｂ、３２ｂの互いに向かい合う面に、各々複数の溝３１ｄ、３２ｄが、鉛直方向へ延びるように等間隔で形成されている。複数の溝３１ｄそれぞれは平行に延びており、上端において複数の溝３１ｃそれぞれと連接しており、下端はシュート鉛直板３１ｂの下側の縁に達している。複数の溝３２ｄそれぞれは平行に延びており、上端において複数の溝３２ｃそれぞれと連接しており、下端はシュート鉛直板３２ｂの下側の縁に達している。

　上述した溝３１ｃ、３２ｃ、３１ｄ、３２ｄのサイズや形状に関し、本実施形態では全ての溝の幅（左右方向のサイズ）を０．１mm以上かつ３．０mm以下とし、全ての溝の深さを０．１mm以上かつ３mm以下とし、隣合う溝どうしの間隔を全て１mm以上かつ７mm以下としている。なお、溝３１ｃ、３２ｃ、３１ｄ、３２ｄの幅は、ノズル部１７から排出される溶融フィラメントの直径の０．５倍から当該直径の１．５倍までの範囲の大きさであることが更に好ましい。溝３１ｃ、３２ｃ、３１ｄ、３２ｄの幅が当該範囲よりも小さいと、当該溝の中に入る水の量が、ノズル部１７から供給される溶融フィラメントの量に対して相対的に少なくなり、当該水が蒸発し易くなる。一方、溝３１ｃ、３２ｃ、３１ｄ、３２ｄの幅が当該範囲よりも大きいと、溶融フィラメントが溝の中に落ち込み、後述する冷却水膜が形成され難くなる。また、溝３１ｃ、３２ｃ、３１ｄ、３２ｄの断面（溝が延びる方向と直交する平面で切断した場合の断面）の形状は、図６に示すように、全ての溝について四角形（本実施形態の例では、長方形または正方形）となっている。但し当該四角形において、上側の辺は溝の開口面である。本実施形態の例では、全ての溝３１ｃ、３２ｃ、３１ｄ、３２ｄにおいて、断面の形状および寸法は同一である。

　本実施形態においては、シュート傾斜板３１ａ、３２ａとシュート鉛直板３１ｂ、３２ｂは平板状となっているが、曲面状としてもよい。また本実施形態においては、一対のシュート３１、３２が所定の間隙を開けて設置されているが、上方視で四角形や楕円形の空間を形成するようにシュート３１、３２を一体化した形態としてもよい。

　また、冷却水供給部４１は、シュート傾斜板３１ａの上面における左右方向全領域の上端部近傍に、満遍なく冷却水を供給するように配置されている。冷却水供給部４２は、シュート傾斜板３２ａの上面における左右方向全領域の上端部近傍に、満遍なく冷却水を供給するように配置されている。冷却水供給部４１，４２は、後述する冷却水膜が安定的に形成されるように、シュート傾斜板３１ａの上面に継続的に冷却水を供給する。なお冷却水供給部４１、４２によってシュート傾斜板３１ａに供給される冷却水としては、例えば、製造装置１の外部から供給される水が用いられても良く、冷却水槽２３内の冷却水の一部が用いられても良い。

　図７は、図６に示す複数の溝３１ｃの中にトラップされたトラップ水とシュート傾斜板３１ａの表面（上面）に形成された冷却水膜Ｗを示す概念図である。冷却水供給部４１、４２によって、冷却水がシュート傾斜板３１ａ、３２ｂの上面に供給されると、シュート傾斜板３１ａ、３２ｂの上面に形成されている複数の細い溝３１ｃ、３２ｃの中に冷却水の一部が入り込む。

　複数の溝３１ｃ、３２ｃの中に入り込んだ冷却水の流速は著しく遅くなり、トラップ水となる。冷却水供給部４１、４２によってさらに冷却水が供給され、シュート傾斜板３１ａ、３２ｂの上面を流れ落ちる冷却水は、複数の溝３１ｃ、３２ｃの中のトラップ水との表面張力によって引き止められて隣接する２つの溝の間に膜を形成し、それらがつながってシュート傾斜板３１ａ、３２ｂ上面全体に均一な冷却水の薄膜が形成される。

　なお、製造装置１の稼働直後は溝３１ｃ、３２ｃの中の気泡が抜けていないことがあるので、製造装置１の稼働前に、シュート傾斜板３１ａ、３２ａに向けて水蒸気を供給することにより、複数の溝３１ｃ、３２ｃの中から気泡を追い出すようにしてもよい。また、複数の溝３１ｃ、３２ｃの全部または一部に、ポリビニルアルコールなどの親水性高分子を被覆または埋設するようにしても良い。

　ノズル部１７から排出された溶融フィラメント群ＭＦは、先述したシュート３１、３２によって厚み（前後方向寸法）が整えられ、冷却水槽２３内の冷却水の浮力作用によって撓み、その中の各フィラメントはランダムなループを形成する。ランダムなループは隣接するランダムなループと３次元的に溶融状態で絡み合い、接触点が融着結合して３次元的なフィラメントの結合体が形成される。

　その後、一対のコンベア２４ａ、２４ｂと複数の搬送ローラ２５ａ～２５ｈによって、冷却水槽２３内の冷却水で冷却されながら搬送されることによって、当該結合体はフィラメント３次元結合体３ＤＦとして冷却水槽２１外へ排出される。このようにして、フィラメント３次元結合体３ＤＦを製造することができる。

　以上に説明したように製造装置１は、複数の溶融フィラメントからなる溶融フィラメント群ＭＦを鉛直方向下方へ排出する溶融フィラメント供給部１０と、溶融フィラメント群ＭＦの厚さ方向（前後方向）端部の溶融フィラメントを受け留め、溶融フィラメント群ＭＦの厚さを小さくする方向に寄せるシュート傾斜板３１ａ、３２ａを有するシュート３１、３２と、シュート傾斜板３１ａ、３２ａに冷却水を供給する冷却水供給部４１、４２と、溶融フィラメントを３次元的に絡め合わせると同時に、接触点を融着結合させる融着結合形成部２０と、を備える。

　さらに製造装置１のシュート傾斜板３１ａ、３２ａの上面には、複数の溝３１ｃ、３２ｃが形成されている。シュート傾斜板３１ａ、３２ａの上面に、複数の細い溝を所定の間隔で形成しているので、シュート傾斜板３１ａ、３２ａの上面が均一で細かい凹凸構造となり、水の表面張力によってシュート傾斜板３１ａ、３２ａの上面全体に冷却水の薄膜を形成することが可能となっている。

　シュート傾斜板３１ａ、３２ａに供給される冷却水の一部が溝３１ｃ、３２ｃの中に確実にトラップ（滞留または減速）されると同時に、シュート傾斜板３１ａ、３２ａの上部に供給されてシュート傾斜板３１ａ、３２ａの上面を流れ落ちる冷却水が、溝の中にトラップされた冷却水との表面張力によって引き止められて隣接する２つの溝の間に膜を形成する。そのため、シュート傾斜板３１ａ、３２ａの上面全体に冷却水の薄膜を確実に形成することができる。これにより、シュート傾斜板３１ａ、３２ａの表面への溶融フィラメントの付着をより確実に防止することができ、より均一なフィラメント３次元結合体を形成することが可能となる。

　なお、シュート傾斜板３１ａ、３２ａの上面に冷却水の薄膜を確実かつ安定的に形成させるためには、複数の溝３１ｃ、３２ｃについての幅、深さ、および間隔を適切な設定とすることが重要である。この点について出願人が調査検討を行った結果、複数の溝３１ｃ、３２ｃそれぞれの幅を０．１mm以上かつ３．０mm以下に設定し、複数の溝３１ｃ、３２ｃそれぞれの深さを０．１mm以上かつ３mm以下に設定し、隣合う溝３１ｃ、３２ｃどうしの間隔を１mm以上かつ７mm以下に設定することが適切であると判明したため、本実施形態の製造装置１においてもこのような設定としている。なお複数の溝３１ｃ、３２ｃそれぞれの幅については、０．１mm以上かつ１．０mm以下に設定しても良く、０．１mm以上かつ０．５mm以下に設定しても良い。

　なお、シュートの表面を仮に透水シート等で覆う場合には、これが剥離する虞がある。しかし本実施形態では、シュートの表面（シュート傾斜板３１ａ、３２ａの上面）に直接細い溝を形成しているので、このような剥離を生じることがなく、フィラメント３次元結合体の長期間の連続製造時においても安定した性能が確保できる。また更に本実施形態では、シュート傾斜板３１ａ、３２ａの上面全体に冷却水の薄膜を形成するために、シュート傾斜板３１ａ、３２ａに多量の冷却水を供給する必要がない。そのため、溶融フィラメントどうしの融着点における接着強度が低下することなく、均一なフィラメント３次元結合体を形成することが可能である。

　また本実施形態では、複数の溝３１ｃおよび複数の溝３２ｃのそれぞれが、等間隔で平行に延びるように形成されている。そのため、シュート傾斜板３１ａ、３２ａに均一な冷却水膜を形成することが可能である。

　なお本実施形態では、複数の溝３１ｃ、３２ｃは、シュート傾斜板３１ａ、３２ａの上面における溶融フィラメントを受け留める領域の全体をカバーするように形成され、冷却水供給部４１、４２は、当該領域の全体をカバーする溝３１ｃ、３２ｃの全てに冷却水が供給されるように配置されている。これにより、シュート傾斜板３１ａ、３２ａへの溶融フィラメントの付着をより完全に防止することが可能となっている。

　また本実施形態では、複数の溝３１ｃ、３２ｃそれぞれの断面の形状が四角形であることから、長期の使用によってシュート傾斜板３１ａ、３２ａの表面が摩耗しても、溝３１ｃ、３２ｃの幅を一定に維持させることができる。また先述したように、複数の溝３１ｃ、３２ｃの全部または一部に、ポリビニルアルコールなどの親水性高分子を被覆または埋設するようにしても良い。これにより、複数の溝３１ｃ、３２ｃの中の親水性高分子によってトラップ水の保持能力が高まるので、水の沸点を超える高温の溶融フィラメントの熱による溝３１ｃ、３２ｃの中のトラップ水の蒸発を、極力抑えることが可能となる。また本実施形態においては、複数の溝３１ｃ、３２ｃの深さを均一としているが、複数の溝３１ｃ、３２ｃの深さを不均一としても良い。さらには本発明の効果が損なわれない範囲で、複数の溝３１ｃ、３２ｃが直線または曲線状に並ぶ構成としても良く、複数のディンプル状の窪みをシュート傾斜板３１ａ、３２ａの上に設けた構成としても良い。

２．第２実施形態
　次に本発明の第２実施形態について説明する。なお第２実施形態は、シュートに形成された溝の形態を除き、基本的に第１実施形態と同等である。以下の説明では、第１実施形態と異なる事項の説明に重点を置き、第１実施形態と共通する事項については説明を省略することがある。

　図８は、第２実施形態に係る製造装置１におけるシュート１３１、１３２（第１実施形態のシュート３１、３２に対応する部分）の斜視図である。一対のシュート１３１、１３２は、各々下り傾斜（前後方向内側に進むほど下方へ向かう傾斜）となる平板状のシュート傾斜板１３１ａ、１３２ａと、シュート傾斜板１３１ａ、１３２ａの下端から鉛直方向下方に延びる平板状のシュート鉛直板１３１ｂ、１３２ｂを有し、所定の間隙を開けて設置されている。

　シュート傾斜板１３１ａ、１３２ａの上面には、各々複数の溝１３１ｃ、１３２ｃがシュート傾斜板１３１ａ、１３２ａの最大傾斜方向の向きに対して、３０度以上かつ６０度以下の角度で斜めに形成されている。本実施形態においては、シュート鉛直板１３１ｂ、１３２ｂの互いに向かい合う面にも、各々複数の溝１３１ｄ、１３２ｄが鉛直方向の向きに対して、３０度以上６０度以下の角度で斜めに形成されている。

　本実施形態の例では、例えばシュート傾斜板１３１ａの上面においては、その最大傾斜方向から一方へ角度θ（３０度以上かつ６０度以下の所定角度）だけ傾斜させた複数の溝１３１ｃが、左右方向へ等間隔へ配置されるとともに、その最大傾斜方向から他方へ角度θだけ傾斜させた複数の溝１３１ｃが、左右方向へ等間隔へ配置されている。最大傾斜方向から一方へ角度θだけ傾斜させた溝１３１ｃと、他方へ角度θだけ傾斜させた溝１３１ｃは、互いに等間隔で交差している。

　また、シュート鉛直板１３１ｂにおいては、鉛直方向から一方へ角度θだけ傾斜させた複数の溝１３１ｄが、左右方向へ等間隔へ配置されるとともに、鉛直方向から他方へ角度θだけ傾斜させた複数の溝１３１ｄが、左右方向へ等間隔へ配置されている。鉛直方向から一方へ角度θだけ傾斜させた溝１３１ｄと、他方へ角度θだけ傾斜させた溝１３１ｄは、互いに等間隔で交差している。なお、複数の溝１３１ｄそれぞれは、上端において複数の溝１３１ｃそれぞれと連接しており、下端はシュート鉛直板１３１ｂの下側の縁に達している。

　上述した溝１３１ｃ、１３２ｃ、１３１ｄ、１３２ｄのサイズや形状について、本実施形態では、全ての溝の幅（左右方向のサイズ）を０．１mm以上かつ３．０mm以下とし、全ての溝の深さを０．１mm以上かつ３mm以下としている。これにより第１実施形態の場合と同様に、シュート傾斜板１３１ａ、１３２ａの上面に冷却水の薄膜を確実かつ安定的に形成させることが可能である。なお溝１３１ｃ、１３２ｃ、１３１ｄ、１３２ｄの幅については、０．１mm以上かつ１．０mm以下に設定しても良く、０．１mm以上かつ０．５mm以下に設定しても良い。また、溝１３１ｃ、１３２ｃ、１３１ｄ、１３２ｄの断面（溝が延びる方向と直交する平面で切断した場合の断面）の形状は、第１実施形態の場合と同様に、全ての溝について四角形（本実施形態の例では、長方形または正方形）となっている。但し当該四角形において、上側の辺は溝の開口面である。

　なお、本実施形態においては、溝１３１ｃ、１３２ｃ、１３１ｄ、１３２ｄは、等間隔に交差するように形成されているが、交差しないように形成してもよい。また、シュート傾斜板１３１ａ、１３２ａとシュート鉛直板１３１ｂ、１３２ｂは平板状となっているが、曲面状であってもよい。

　上述したように本実施形態では、溝１３１ｃ、１３２ｃが、シュート傾斜板１３１ａ、１３２ａの最大傾斜方向に対して、３０度以上６０度以下の角度で斜めに形成されている。そのため、溶融フィラメントの滑りを良くするためにシュート傾斜板１３１ａ、１３２ａの傾斜角を大きくしても、溝１３１ｃ、１３２ｃの中にトラップされるトラップ水が流れ落ちることを抑えることが可能である。

３．その他
　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。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。

　ここで、上記実施形態の変形例の一例として、シュートに形成した溝の断面形状を変更した例について、図９および図１０を参照しながら以下に説明する。なおこれらの例は、シュートの溝の断面形状に関する事項を除き、第１実施形態に係る製造装置１と同等である。

　図９は、シュート傾斜板３１ａについて、溝３１ｃの断面形状を変更した場合の例を示している。図９に示す例では、シュート２３１（第１実施形態のシュート３１に対応）におけるシュート傾斜板２３１ａ（第１実施形態のシュート傾斜板３１ａに対応）に、溝２３１ｃ（第１実施形態の溝３１ｃに対応）が形成されている。

　図９に示す例では溝２３１ｃの断面形状がＶ字型とされており、溝２３１ｃの両側の側面それぞれが、端部で接するとともに、シュート傾斜板３１ａの表面に近づくほど外向きに進むように傾斜している。溝２３１ｃの断面形状をこのようにしても、第１実施形態の場合と同等或いはこれに準じた効果を得ることが可能である。なお、シュート２３１における前後両方のシュート傾斜板の溝について、断面形状をこのようにＶ字型としても良く、さらに、シュート２３１における前後両方のシュート鉛直板の溝についても、断面形状をこのようにＶ字型としても良い。

　図１０は、シュート傾斜板３１ａについて、溝３１ｃの断面形状を変更した場合の別の例を示している。図１０に示す例では、シュート３３１（第１実施形態のシュート３１に対応）におけるシュート傾斜板３３１ａ（第１実施形態のシュート傾斜板３１ａに対応）に、溝３３１ｃ（第１実施形態の溝３１ｃに対応）が形成されている。

　図１０に示す例では、溝３３１ｃの断面形状がＵ字型とされており、溝３３１ｃの形成部分に角が設けられないようにしている。溝３３１ｃの断面形状をこのようにしても、第１実施形態の場合と同等或いはこれに準じた効果を得ることが可能である。なお、シュート３３１における前後両方のシュート傾斜板の溝について、断面形状をこのようにＶ字型としても良く、さらに、シュート３３１における前後両方のシュート鉛直板の溝についても、断面形状をこのようにＶ字型としても良い。

　なお上記実施形態は、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次元結合体の製造装置に利用可能である。

　　　１　　　フィラメント３次元結合体の製造装置
　　１０　　　溶融フィラメント供給部
　　１１　　　加圧溶融部
　　１１ａ　　シリンダー
　　１１ｂ　　シリンダー排出口
　　１２　　　フィラメント排出部
　　１２ａ　　導流路
　　１３　　　材料投入部
　　１４　　　スクリュー
　　１５　　　スクリューモーター
　　１６　　　スクリューヒータ
　　１７　　　ノズル部
　　１８　　　ダイヒータ
　　１９　　　ノズル群
　　２０　　　融着結合形成部
　　２３　　　冷却水槽
　　２４ａ、２４ｂ　　コンベア
　　２５ａ～２５ｈ　　搬送ローラ
　　３１、３２　　　　シュート
　　３１ａ、３２ａ　　シュート傾斜板
　　３１ｂ、３２ｂ　　シュート鉛直板
　　３１ｃ、３２ｃ　　シュート傾斜板の溝
　　３１ｄ、３２ｄ　　シュート鉛直板の溝
　　４１、４２　　　　冷却水供給部
 

Claims (6)

1. 　複数の溶融フィラメントからなる溶融フィラメント群を鉛直方向下方へ排出する溶融フィラメント供給部と、
   　溶融フィラメント群の厚さ方向端部の溶融フィラメントを受け留め、溶融フィラメント群の厚さを小さくする方向に寄せるシュート傾斜板を有するシュートと、
   　該シュート傾斜板に冷却水を供給する冷却水供給部と、
   　溶融フィラメントを３次元的に絡め合わせると同時に、接触点を融着結合させる融着結合形成部と、を備えるフィラメント３次元結合体の製造装置において、
   　前記シュート傾斜板の上面に複数の溝が形成されており、
   　前記複数の溝それぞれの幅が、０．１mm以上かつ３．０mm以下であり、
   　前記複数の溝それぞれの深さが、０．１mm以上かつ３mm以下であり、
   　隣合う前記溝どうしの間隔が、１mm以上かつ７mm以下であることを特徴とするフィラメント３次元結合体の製造装置。
2. 　前記複数の溝それぞれが、等間隔で平行に延びるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフィラメント３次元結合体の製造装置。
3. 　前記複数の溝それぞれが、前記シュート傾斜板の最大傾斜方向に対して、３０度以上かつ６０度以下の角度で斜めに延びるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフィラメント３次元結合体の製造装置。
4. 　前記複数の溝それぞれの断面の形状が、四角形であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のフィラメント３次元結合体の製造装置。
5. 　前記複数の溝の全部または一部に、親水性高分子が被覆または埋設されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のフィラメント３次元結合体の製造装置。
6. 　前記複数の溝は、前記シュート傾斜板の上面における、前記溶融フィラメントを受け留める領域の全体をカバーするように形成されており、
   　前記冷却水供給部は、当該領域の全体をカバーする前記溝の全てに前記冷却水が供給されるように配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のフィラメント３次元結合体の製造装置。