JP2023019225A - 編成樹脂構造体製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶融樹脂集合体の厚みが不定の場合であっても、集合体と引込部の両側との接触面積が大きい編成樹脂構造体製造装置を提供すること。【解決手段】溶融樹脂を供給する供給部１０と、供給部１０から供給された溶融樹脂を孔から流出させることにより線状にする線状化部２０と、線状となった溶融樹脂を冷却する冷却用液体が貯留された冷却槽３０と、冷却槽３０内に配置され、溶融樹脂に接触した状態で回転することにより溶融樹脂を順に冷却槽３０の底面側へ引き込む引込部５０と、を備え、引込部５０は、回転軸を水平方向とする第一回転体５１及び第二回転体５２を離隔してなり、第一回転体５１と第二回転体５２が平行な状態と、第一回転体５１と第二回転体５２が平行でない状態とに可変である。【選択図】 図２

Description

本発明は、マットレス、クッション材、枕、又は生活用品等に利用できる編成樹脂構造体を製造する装置に関する。

多数の樹脂が無秩序に絡まり合い部分的に熱溶着した網状の三次元構造を有する編成樹脂構造体が、マットレス等に利用されている。編成樹脂構造体は、溶融樹脂の集合体を冷却することによって得ることができる。
例えば特許文献１には、溶融した熱可塑性樹脂を複数のノズルより下方へ押出し、一部水没した１対のベルトコンベアーの間に自然降下させ、降下速度より遅く引き取ることにより立体網状構造体を製造する際に、押出された溶融樹脂の束の巾より１対のベルトコンベアーの間隔が狭く、かつベルトコンベアーが水没する前に溶融樹脂の束の両面あるいは片面がベルトコンベアーに接触するようにした立体網状構造体の製造方法が開示されている。
特許文献２には、対向するシュートと、シュート表面にそれぞれ水を供給する水供給部と、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とからなる網状構造体ループ形成装置が開示されている。

特開平１１－２４１２６４号公報 国際公開第２０１２／０３５７３６号

特許文献１、２に記載されているように、溶融樹脂は一対の引込部（ベルトコベアー等）の間に降下し、引込部によって下方に引き込まれる。このとき、マットレス用途のように厚みが場所によって変わらない編成樹脂構造体を製造する場合は、溶融樹脂集合体の厚みが一定であるため両側の引込部に接触させやすいが、高低差のある枕用途のように厚みが場所によって変わる製品を製造する場合は、溶融樹脂集合体の厚みが不定であるため片側の引込部としか接触しない箇所があり、場所によって表面の成形がやや異なる可能性がある。
そこで本発明は、厚みが場所によって変わる枕用途の編成樹脂構造体を製造するときなど、溶融樹脂集合体の厚みが不定の場合であっても、集合体と引込部の両側との接触面積を大きくできる編成樹脂構造体製造装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の編成樹脂構造体製造装置は、溶融樹脂を供給する供給部１０と、供給部１０から供給された溶融樹脂を孔から流出させることにより線状にする線状化部２０と、線状となった溶融樹脂を冷却する冷却用液体が貯留された冷却槽３０と、冷却槽３０内に配置され、溶融樹脂に接触した状態で回転することにより溶融樹脂を順に冷却槽３０の底面側へ引き込む引込部５０と、を備え、引込部５０は、回転軸を水平方向とする第一回転体５１及び第二回転体５２を離隔してなり、第一回転体５１と第二回転体５２が平行な状態と、第一回転体５１と第二回転体５２が平行でない状態とに可変であることを特徴とする。

請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の編成樹脂構造体製造装置において、第一回転体５１と第二回転体５２のどちらか一方は向きが固定であり、もう一方のみ水平方向の向きを変更可能であることを特徴とする。

請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の編成樹脂構造体製造装置において、第一回転体５１及び第二回転体５２と並列に設けられた回転自在の第一棒部材８１及び第二棒部材８３と、螺子溝を有し第一棒部材８１に対して垂直に接続され、第一棒部材８１の回転に伴い回転する第一レール材９１と、螺子溝を有し第二棒部材８３に対して垂直に接続され、第二棒部材８３の回転に伴い回転する第二レール材９２と、を備え、第一レール材９１には、向きが固定の第一回転体５１又は第二回転体５２の一端が螺子溝に嵌合せず取り付けられ、向きを変更可能な第一回転体５１又は第二回転体５２の一端が螺子溝に嵌合して取り付けられ、第二レール材９２には、向きが固定の第一回転体５１又は第二回転体５２の他端が螺子溝に嵌合せず取り付けられ、向きを変更可能な第一回転体５１又は第二回転体５２の他端が螺子溝に嵌合して取り付けられ、螺子溝に嵌合して取り付けられた第一回転体５１又は第二回転体５２の一端は第一棒部材８１の回転により第一レール材９１に沿って移動し、螺子溝に嵌合して取り付けられた第一回転体５１又は第二回転体５２の他端は第二棒部材８３の回転により第一レール材９１に沿って移動することを特徴とする。

請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の編成樹脂構造体製造装置において、向きを変更可能な第一回転体５１又は第二回転体５２の一端及び他端が水平方向に回動自在であることを特徴とする。

請求項５記載の本発明は、請求項３又は請求項４に記載の編成樹脂構造体製造装置において、第一棒部材８１と第二棒部材８３を結合するカップリング１００を備えることを特徴とする。

本発明によれば、厚みが場所によって変わる枕用途の編成樹脂構造体を製造するときなど、溶融樹脂集合体の厚みが不定の場合であっても、集合体と引込部との接触面積を大きくできる編成樹脂構造体製造装置を提供することができる。

本発明の一実施例による編成樹脂構造体製造装置の構成図 同引込部の上面図 同引込部を通過する溶融樹脂の集合体の接触箇所を比較した図

本発明の第１の実施形態による編成樹脂構造体製造装置は、溶融樹脂を供給する供給部と、供給部から供給された溶融樹脂を孔から流出させることにより線状にする線状化部と、線状となった溶融樹脂を冷却する冷却用液体が貯留された冷却槽と、冷却槽内に配置され、溶融樹脂に接触した状態で回転することにより溶融樹脂を順に冷却槽の底面側へ引き込む引込部と、を備え、引込部は、回転軸を水平方向とする第一回転体及び第二回転体を離隔してなり、第一回転体と第二回転体が平行な状態と、第一回転体と第二回転体が平行でない状態とに可変であることを特徴とするものである。
本実施形態によれば、引込部が溶融樹脂の集合体を引き込む速度が場所によって変わることを抑制し、溶融樹脂が冷却されてなる編成樹脂構造体の表面状態のばらつきをなくすことができる。

本発明の第２の実施形態は、第１の実施形態による編成樹脂構造体製造装置において、第一回転体と第二回転体のどちらか一方は向きが固定であり、もう一方のみ水平方向の向きを変更可能としたものである。
本実施形態によれば、第一回転体と第二回転体の両方が位置を変更可能である場合と比べて装置構成を簡素化することができる。

本発明の第３の実施形態は、第２の実施形態による編成樹脂構造体製造装置において、第一回転体及び第二回転体と並列に設けられた回転自在の第一棒部材及び第二棒部材と、螺子溝を有し第一棒部材に対して垂直に接続され、第一棒部材の回転に伴い回転する第一レール材と、螺子溝を有し第二棒部材に対して垂直に接続され、第二棒部材の回転に伴い回転する第二レール材と、を備え、第一レール材には、向きが固定の第一回転体又は第二回転体の一端が螺子溝に嵌合せず取り付けられ、向きを変更可能な第一回転体又は第二回転体の一端が螺子溝に嵌合して取り付けられ、第二レール材には、向きが固定の第一回転体又は第二回転体の他端が螺子溝に嵌合せず取り付けられ、向きを変更可能な第一回転体又は第二回転体の他端が螺子溝に嵌合して取り付けられ、螺子溝に嵌合して取り付けられた第一回転体又は第二回転体の一端は第一棒部材の回転により第一レール材に沿って移動し、螺子溝に嵌合して取り付けられた第一回転体又は第二回転体の他端は第二棒部材の回転により第一レール材に沿って移動するものである。
本実施形態によれば、第一回転体と第二回転体がなす角度を簡便に変えることができる。

本発明の第４の実施形態は、第３の実施形態による編成樹脂構造体製造装置において、向きを変更可能な第一回転体又は第二回転体の一端及び他端が水平方向に回動自在となっているものである。
本実施形態によれば、移動の際に第一回転体又は第二回転体の一端又は他端が自動的に適切な角度に回動するため、スムーズに移動させることができる。

本発明の第５の実施形態は、第３又は第４の実施形態による編成樹脂構造体製造装置において、第一棒部材と第二棒部材を結合するカップリング材を備えるものである。
本実施形態によれば、第一棒部材と第二棒部材がカップリングで連結されている状態では、第一回転体又は第二回転体の少なくとも一方を平行移動させて容易に間隔調整を行うことができると共に、カップリングを切り離した状態では、第一回転体又は第二回転体を斜め向きにすることができる。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図１は編成樹脂構造体製造装置の構成図である。
本発明の実施例による編成樹脂構造体製造装置は、溶融樹脂を線状にして流し落とし、線状となった溶融樹脂の集合体１を水等の液体に浸漬して冷却することで、多数の樹脂が無秩序に絡まり合い部分的に熱溶着した網状の三次元構造を有した編成樹脂構造体２を連続的に形成する。
完成した編成樹脂構造体２は、マットレスや枕、クッション等として用いられる。

編成樹脂構造体製造装置は、溶融樹脂を供給する供給部１０と、溶融樹脂を線状にする線状化部２０と、線状となった溶融樹脂を冷却する冷却用液体が貯留された冷却槽３０と、線状化部２０から冷却槽３０へ向けて流れ落ちる線状の溶融樹脂の集合体１が通過するガイダー部４０と、冷却槽３０内に配置され、溶融樹脂の集合体１に接触した状態で回転することにより溶融樹脂の集合体１を順に冷却槽３０の底面側へ引き込む引込部５０と、編成樹脂構造体２を冷却槽３０の外へ送り出す送出部６０を備える。

供給部１０は、熱可塑性樹脂を所定温度で溶融混練して溶融樹脂とし、所定の押し出し速度で溶融樹脂を押し出して線状化部２０に供給する。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂などを、単独で又は複数混合したものが用いられる。

線状化部２０は、供給部１０から押し出された溶融樹脂を受け入れる受入口を上部に備え、受け入れた溶融樹脂を流出させる流出口を底面に備える。流出口には、複数の小孔が配置されている。供給部１０から供給された溶融樹脂は小孔から流出することで線状となる。
各小孔から流出した線状溶融樹脂は、集合体１となって冷却槽３０へ向けて流れ落ちる。

冷却槽３０内には、引込部５０及び送出部６０が配置されている。
引込部５０は、ガイダー部４０を通過した集合体１が冷却槽３０に流れ落ちる位置に配置されている。引込部５０は、向き合わせに設けられた一対の第一回転体５１と第二回転体５２を有する。第一回転体５１と第二回転体５２は離隔して並列に設けられており、第一回転体５１と第二回転体５２との隙間を集合体１が通過する。引込部５０に至った集合体１は、第一回転体５１と第二回転体５２の少なくとも一方に接触しながら順に冷却槽３０の底面側へ引き込まれる。
第一回転体５１及び第二回転体５２は、それぞれ、上下に設けた二つの回転ローラーと、回転ローラーに架渡されたベルトとを有し、当該ベルトが無限軌道のごとく周回するように構成されている。なお、第一回転体５１及び第二回転体５２は、ベルト無しの構成とすることもできる。

送出部６０は、例えば傾斜コンベアを有する。冷却槽３０の底面側に引き込まれた集合体１（編成樹脂構造体２）は、傾斜コンベアによって斜め上方に引き揚げられて冷却槽３０の外へと送出される。なお、傾斜コンベアの代わりにローラー等の回転体を用いて編成樹脂構造体２を引き揚げて冷却槽３０の外へ送出することもできる。

図２は引込部５０の上面図である。
引込部５０の周囲には取付フレーム７０が設けられており、取付フレーム７０の外側には、第一回転体５１及び第二回転体５２と並列に、棒部材８０が回転自在に設けられている。また、取付フレーム７０の内側には、引込部５０を挟んで一対のレール材９０が棒部材８０に対して垂直に設けられている。
棒部材８０は、引込部５０の一端側に位置する第一棒部材８１と、引込部５０の他端側に位置する第二棒部材８３が、カップリング１００を介して直列に接続されてなる。第一棒部材８１は、先端に第一ハンドル８２を有する。第二棒部材８３は、先端に第二ハンドル８４を有する。

一対のレール材９０は、引込部５０の一端が接続している第一レール材９１と、引込部５０の他端が接続している第二レール材９２からなる。
第一レール材９１の一端は取付フレーム７０に接続し、他端は第一棒部材８１に接続している。第一レール材９１には螺子溝が形成されており、第一回転体５１の一端は螺子溝に嵌合していない第一取付材５３を介して第一レール材９１に取り付けられ、第二回転体５２の一端は螺子溝と嵌合している第二取付材５４を介して第一レール材９１に取り付けられている。また、第二回転体５２の一端と第二取付材５４との接続にはスイベル接続材を用い、第二回転体５２の一端側を水平方向に回動自在としている。
第二レール材９２の一端は取付フレーム７０に接続し、他端は第二棒部材８３に接続している。第二レール材９２には螺子溝が形成されており、第一回転体５１の他端は螺子溝に嵌合していない第一取付材５３を介して第二レール材９２に取り付けられ、第二回転体５２の他端は螺子溝と嵌合している第二取付材５４を介して第二レール材９２に取り付けられている。また、第二回転体５２の他端と第二取付材５４との接続にはスイベル接続材を用い、第二回転体５２の他端側を水平方向に回動自在としている。

第一棒部材８１と第二棒部材８３がカップリング１００で連結されている状態で第一ハンドル８２又は第二ハンドル８４を回すと、棒部材８０全体が回転し、それに伴い一対のレール材９０も回転し、両端が螺子溝に嵌合している第二回転体５２がレール材９０に沿って平行移動する。一方で、両端が螺子溝に嵌合していない第一回転体５１の位置は変わらない。
これにより、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、第一回転体５１と第二回転体５２との間隔を変えることができる。なお、図２（ａ）は第一回転体５１と第二回転体５２との間隔を最大とした状態を示し、図２（ｂ）は第一回転体５１と第二回転体５２との間隔を最小とした状態を示している。

また、カップリング１００を切り離した状態で第一ハンドル８２を回すと、第一棒部材８１が回転し、それに伴い第一レール材９１も回転し、螺子溝に嵌合している第二回転体５２の一端側が第一レール材９１に沿って移動する。一方で、螺子溝に嵌合していない第一回転体５１の一端側の位置は変わらない。また、第一ハンドル８２を回しても第二棒部材８３は回転しないため、第二回転体５２の他端側の位置も変わらない。これにより、図２（ｃ）に示すように、第二回転体５２が第一回転体５１に対して斜め向きの状態となり、第一回転体５１と第二回転体５２との間隔を他端側になるほど大きくすることができる。なお、図２（ｃ）は、他端側における第一回転体５１と第二回転体５２の間隔を最大とした状態を示している。
また、カップリング１００を切り離した状態で第二ハンドル８４を回すと、第二棒部材８３が回転し、それに伴い第二レール材９２も回転し、螺子溝に嵌合している第二回転体５２の他端側が第二レール材９２に沿って移動する。一方で、螺子溝に嵌合していない第一回転体５１の他端側の位置は変わらない。また、第二ハンドル８４を回しても第一棒部材８１は回転しないため、第二回転体５２の一端側の位置も変わらない。これにより、図２（ｄ）に示すように、第二回転体５２が第一回転体５１に対して斜め向きの状態となり、第一回転体５１と第二回転体５２との間隔を一端側になるほど大きくすることができる。なお、図２（ｄ）は、一端側における第一回転体５１と第二回転体５２の間隔を最大とした状態を示している。
また、第二回転体５２の端部が固定的に第二取付材５４に接続されていると、例えば、第二回転体５２の一端側のみを移動させようとする際に、第二回転体５２の他端側も一緒に動いてしまったり、第二回転体５２の一端側がスムーズに移動しなかったりする可能性があるが、本実施例においては、第二回転体５２の端部と第二取付材５４との接続にスイベル接続材を用いているため、移動に伴い第二回転体５２の端部が自動的に適切な角度に回動することにより、他端側が動くことを抑制し、かつ一端側をスムーズに移動させることができる。

このように、第一棒部材８１と第二棒部材８３を結合するカップリング１００を備え、第一棒部材８１と第二棒部材８３がカップリング１００で連結されている状態で第一ハンドル８２又は第二ハンドル８４を回すことで、第二回転体５２を第一回転体５１に対して平行移動させて容易に間隔調整を行うことができると共に、カップリング１００を切り離した状態で第一ハンドル８２又は第二ハンドル８４を回すことで、第二回転体５２を第一回転体５１に対して斜め向きにすることができる。

図３は引込部５０を通過する集合体１の接触箇所を比較した図であり、図３（ａ）は第一回転体５１と第二回転体５２が平行な状態を示し、図３（ｂ）は第一回転体５１に対して第二回転体５２を傾けた状態を示している。
高低差のある枕として用いられる編成樹脂構造体２を製造しようとする場合は、溶融樹脂の集合体１の厚みは一定ではない。
従来は、最大厚みに合わせて第一回転体５１と第二回転体５２との間隔を設定しているが、第一回転体５１と第二回転体５２は常に平行であるため、図３（ａ）に示すように、集合体１の両面に接触する箇所もあるが、集合体１の一面としか接触しない箇所も多いため、場所によって引込部５０が集合体１を引き込む速度が若干異なり、編成樹脂構造体２の表面状態が変わる可能性があった。
一方、本実施例の編成樹脂構造体製造装置は、第一回転体５１と第二回転体５２が平行な状態と、第一回転体５１と第二回転体５２が平行でない状態とに可変であり、第二回転体５２を第一回転体５１に対して斜めにすることができる。このため、図３（ｂ）に示すように、集合体１の両面と接触する箇所が増え、これにより、引込部５０が集合体１を引き込む速度が場所によって変わることを抑制し、編成樹脂構造体２の表面状態のばらつきをなくすことができる。

また、編成樹脂構造体製造装置は、第一回転体５１と第二回転体５２の両方が移動可能な構成とすることもできるが、本実施例のように、第一回転体５１を固定とし、第二回転体５２を移動可能とすること、すなわち、第一回転体５１と第二回転体５２のどちらか一方は固定であり、もう一方のみ位置を変更可能とすることで、装置構成を簡素化することができる。

１ 集合体
２ 編成樹脂構造体
１０ 供給部
２０ 線状化部
３０ 冷却槽
４０ ガイダー部
５０ 引込部
５１ 第一回転体
５２ 第二回転体
５３ 第一取付材
５４ 第二取付材
６０ 送出部
７０ 取付フレーム
８０ 棒部材
８１ 第一棒部材
８２ 第一ハンドル
８３ 第二棒部材
８４ 第二ハンドル
９０ レール材
１００ カップリング
１１０ 第一レール材
１２０ 第二レール材

Claims (5)

1. 溶融樹脂を供給する供給部と、
   前記供給部から供給された前記溶融樹脂を孔から流出させることにより線状にする線状化部と、
   線状となった前記溶融樹脂を冷却する冷却用液体が貯留された冷却槽と、
   前記冷却槽内に配置され、前記溶融樹脂に接触した状態で回転することにより前記溶融樹脂を順に冷却槽の底面側へ引き込む引込部と、を備え、
   前記引込部は、回転軸を水平方向とする第一回転体及び第二回転体を離隔してなり、前記第一回転体と前記第二回転体が平行な状態と、前記第一回転体と前記第二回転体が平行でない状態とに可変であることを特徴とする編成樹脂構造体製造装置。
2. 前記第一回転体と前記第二回転体のどちらか一方は向きが固定であり、もう一方のみ水平方向の向きを変更可能であることを特徴とする請求項１に記載の編成樹脂構造体製造装置。
3. 前記第一回転体及び前記第二回転体と並列に設けられた回転自在の第一棒部材及び第二棒部材と、
   螺子溝を有し前記第一棒部材に対して垂直に接続され、前記第一棒部材の回転に伴い回転する第一レール材と、
   螺子溝を有し前記第二棒部材に対して垂直に接続され、前記第二棒部材の回転に伴い回転する第二レール材と、を備え、
   前記第一レール材には、向きが固定の前記第一回転体又は前記第二回転体の一端が前記螺子溝に嵌合せず取り付けられ、向きを変更可能な前記第一回転体又は前記第二回転体の一端が前記螺子溝に嵌合して取り付けられ、
   前記第二レール材には、向きが固定の前記第一回転体又は前記第二回転体の他端が前記螺子溝に嵌合せず取り付けられ、向きを変更可能な前記第一回転体又は前記第二回転体の他端が前記螺子溝に嵌合して取り付けられ、
   前記螺子溝に嵌合して取り付けられた前記第一回転体又は前記第二回転体の一端は前記第一棒部材の回転により前記第一レール材に沿って移動し、前記螺子溝に嵌合して取り付けられた前記第一回転体又は前記第二回転体の他端は前記第二棒部材の回転により前記第一レール材に沿って移動することを特徴とする請求項２に記載の編成樹脂構造体製造装置。
4. 向きを変更可能な前記第一回転体又は前記第二回転体の一端及び他端が水平方向に回動自在であることを特徴とする請求項３に記載の編成樹脂構造体製造装置。
5. 前記第一棒部材と前記第二棒部材を結合するカップリング材を備えることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の編成樹脂構造体製造装置。

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