特開 2024-126276 フィラメント３次元結合体の製造装置および製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024126276

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】フィラメント３次元結合体の製造装置および製造方法

(51)【国際特許分類】

   D04H 3/033 20120101AFI20240912BHJP

   D04H 3/16 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

D04H3/033

D04H3/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023034557

(22)【出願日】2023-03-07

(71)【出願人】

【識別番号】505290531

【氏名又は名称】株式会社エアウィーヴ

(74)【代理人】

【識別番号】110004082

【氏名又は名称】弁理士法人北大阪特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100141092

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 英生

(72)【発明者】

【氏名】恩田 晃

【テーマコード（参考）】

4L047

【Ｆターム（参考）】

4L047AA28

4L047AB03

4L047BA08

4L047BD01

4L047CB02

4L047EA05

(57)【要約】

【課題】フィラメントの嵩密度を所望の値に調整し、安定した反発力と耐久性を有したフィラメント３次元結合体を製造することが可能となる製造装置を提供する。
【解決手段】第１溶融フィラメントと第２溶融フィラメントを含む複数の溶融フィラメントを排出させる溶融フィラメント供給部と、複数の溶融フィラメントを３次元的に絡み合わせてフィラメント３次元結合体を形成する融着結合形成部を備え、前記溶融フィラメント供給部は、第１溶融樹脂を加熱・加圧して第１ノズル部から第１溶融フィラメントを排出させるとともに、第２溶融樹脂を加熱・加圧して第２ノズル部から第２溶融フィラメントを排出させ、第１溶融フィラメントのノズル吐出量の検出結果に基づいて、第１溶融樹脂の加熱または加圧を制御するとともに、第２溶融フィラメントのノズル吐出量の検出結果に基づいて、第２溶融樹脂の加熱または加圧を制御する製造装置とする。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

別々の第１フィラメントと第２フィラメントを含むフィラメント３次元結合体の製造装置であって、
第１フィラメントの元である第１溶融フィラメントと、第２フィラメントの元である第２溶融フィラメントと、を含む複数の溶融フィラメントを排出させる溶融フィラメント供給部と、
前記複数の溶融フィラメントを３次元的に絡み合わせることによって、接触点が融着結合した第１フィラメントと第２フィラメントを含むフィラメント３次元結合体を形成する融着結合形成部を備え、
前記溶融フィラメント供給部は、
第１溶融樹脂の加熱および加圧を行って、複数のノズル孔を有する第１ノズル部から第１溶融樹脂を第１溶融フィラメントとして排出させる第１溶融フィラメント供給部と、
第２溶融樹脂の加熱および加圧を行って、複数のノズル孔を有する第２ノズル部から第２溶融樹脂を第２溶融フィラメントとして排出させる第２溶融フィラメント供給部と、を備え、
第１溶融フィラメントのノズル吐出量の検出結果に基づいて、第１溶融樹脂の加熱および加圧の少なくとも一方の強さを制御する第１溶融フィラメント制御部と、
第２溶融フィラメントのノズル吐出量の検出結果に基づいて、第２溶融樹脂の加熱および加圧の少なくとも一方の強さを制御する第２溶融フィラメント制御部と、を備えたことを特徴とする製造装置。

【請求項2】

第１溶融フィラメント制御部および第２溶融フィラメント制御部の少なくとも一方である特定制御部は、
特定溶融フィラメントの直径と排出速度を測定し、当該測定結果に基づいて特定溶融フィラメントのノズル吐出量を検出することを特徴とする請求項１に記載の製造装置。

【請求項3】

前記特定制御部は、
特定溶融フィラメントへの所定の時間間隔でのマーキングと、当該マーキングのなされた特定溶融フィラメントの撮影とを行い、当該撮影により得られた画像に基づいて特定溶融フィラメントの直径と排出速度を測定することを特徴とする請求項２に記載の製造装置。

【請求項4】

前記特定制御部は、
特定溶融フィラメントの直径とノズル吐出量の検出結果に基づいて、特定溶融樹脂の加熱および加圧の両方の強さを制御することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の製造装置。

【請求項5】

フィラメント３次元結合体の製造装置であって、
溶融樹脂の加熱および加圧を行って、複数のノズル孔を有するノズル部から当該溶融樹脂を複数の溶融フィラメントとして排出させる溶融フィラメント供給部と、
前記複数の溶融フィラメントを３次元的に絡み合わせることによって、接触点が融着結合したフィラメントを含むフィラメント３次元結合体を形成する融着結合形成部を備え、
前記溶融フィラメントの直径と排出速度を測定し、当該測定結果に基づいて当該溶融フィラメントのノズル吐出量を検出し、当該検出結果に基づいて前記溶融樹脂の加熱および加圧の少なくとも一方の強さを制御することを特徴とする製造装置。

【請求項6】

フィラメント３次元結合体の製造方法であって、
溶融樹脂の加熱および加圧を行って、複数のノズル孔を有するノズル部から当該溶融樹脂を複数の溶融フィラメントとして排出させる溶融フィラメント供給ステップと、
前記複数の溶融フィラメントを３次元的に絡み合わせることによって、接触点が融着結合したフィラメントを含むフィラメント３次元結合体を形成する融着結合形成ステップと、
前記溶融フィラメントの直径と排出速度を測定し、当該測定結果に基づいて当該溶融フィラメントのノズル吐出量を検出し、当該検出結果に基づいて前記溶融樹脂の加熱および加圧の少なくとも一方の強さを制御する制御ステップと、を含むことを特徴とする製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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、およびフィラメント３次元結合体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

マットレス等に使用できるクッション素材として、熱可塑性樹脂や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で、蒸れにくく水洗いができる利点がある。さらには、フィラメントの直径やフィラメントの密度を調整することによって、クッションの反発特性を自在に設計できるので、ユーザーの好みに合ったクッションを容易に製造できる利点がある。

【0003】

このようなフィラメント３次元結合体の製造方法として、例えば特許文献１には、孔径の異なる複数の孔を有するノズル部を用いて、直径の異なる複数のフィラメントを含むフィラメント３次元結合体（立体網状構造体）の製造方法が開示されている。

【0004】

また、特許文献２には、複数の孔を有するノズル部内の２以上の領域に向けて、２つの押出機から別々の経路で樹脂をノズル部に供給する方法が開示されている。この方法により、樹脂成分の異なる複数種のフィラメントを含むフィラメント３次元結合体（立体網状構造体）を製造できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６－９７２２３号公報

【特許文献2】特開２００２－８８６３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１のように、ノズルの孔径を変えることによって、所望の直径を有する溶融フィラメントを生成しようとする場合、各々の孔径（あるいは孔径比）に対して、生成される溶融フィラメントの直径（あるいは直径比）が一致しないことがあった。

【0007】

この現象は、ノズル通過時の樹脂温において樹脂の貯蔵弾性率が大きい時、溶融フィラメントの直径はノズル孔の孔径より大きくなる傾向があり、逆にノズル通過時の樹脂温において樹脂の貯蔵弾性率が小さい時、溶融フィラメントの直径はノズル孔の孔径より小さくなる傾向があり、その変化の程度はノズル孔上部の樹脂圧と樹脂温に依存する。

【0008】

また、ノズル孔上部の樹脂圧を高くすると、溶融フィラメントの直径が大きくなるとともに、ノズルから落下する単位時間あたりの樹脂の量（ノズル吐出量）が多くなって嵩密度が大きくなる傾向があり、逆にノズル孔上部の樹脂圧を小さくすると、溶融フィラメントの直径が小さくなるとともにノズル吐出量が少なくなり、嵩密度が小さくなる傾向がある。

【0009】

また、ノズル吐出量は、製造されるフィラメント３次元結合体の嵩密度のみならず、溶融フィラメントの接触点密度やループ径（フィラメントの曲率）にも影響を与えるので、反発特性や耐久性の安定化に欠かせない制御パラメータである。しかしながら、一方の孔径のノズル孔について、樹脂圧または樹脂温を調整して溶融フィラメントのノズル吐出量を所望の値に調整することは可能であっても、他方の孔径のノズル孔について、溶融フィラメントのノズル吐出量を所望の値に調整することは難しいといった課題があった。

【0010】

本発明は上記課題に鑑み、フィラメントの嵩密度を所望の値に調整し、安定した反発力と耐久性を有したフィラメント３次元結合体を製造することが可能となる製造装置および製造方法の提供を目的とする。また本発明は、フィラメントの嵩密度を所望の値に調整し、例えばフィラメントの直径や樹脂成分等の異なる複数種のフィラメントを含みながらも、安定した反発力と耐久性を有したフィラメント３次元結合体の製造が可能となる製造装置および製造方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明に係るフィラメント３次元結合体の製造装置は、別々の第１フィラメントと第２フィラメントを含むフィラメント３次元結合体の製造装置であって、第１フィラメントの元である第１溶融フィラメントと、第２フィラメントの元である第２溶融フィラメントと、を含む複数の溶融フィラメントを排出させる溶融フィラメント供給部と、前記複数の溶融フィラメントを３次元的に絡み合わせることによって、接触点が融着結合した第１フィラメントと第２フィラメントを含むフィラメント３次元結合体を形成する融着結合形成部を備え、前記溶融フィラメント供給部は、第１溶融樹脂の加熱および加圧を行って、複数のノズル孔を有する第１ノズル部から第１溶融樹脂を第１溶融フィラメントとして排出させる第１溶融フィラメント供給部と、第２溶融樹脂の加熱および加圧を行って、複数のノズル孔を有する第２ノズル部から第２溶融樹脂を第２溶融フィラメントとして排出させる第２溶融フィラメント供給部と、を備え、第１溶融フィラメントのノズル吐出量の検出結果に基づいて、第１溶融樹脂の加熱および加圧の少なくとも一方の強さを制御する第１溶融フィラメント制御部と、第２溶融フィラメントのノズル吐出量の検出結果に基づいて、第２溶融樹脂の加熱および加圧の少なくとも一方の強さを制御する第２溶融フィラメント制御部と、を備えた構成とする。

【0012】

本構成によれば、フィラメントの嵩密度を所望の値に調整し、例えばフィラメントの直径や樹脂成分等の異なる複数種のフィラメントを含みながらも、安定した反発力と耐久性を有したフィラメント３次元結合体の製造が可能となる。

【0013】

上記構成としてより具体的には、第１溶融フィラメント制御部および第２溶融フィラメント制御部の少なくとも一方である特定制御部は、特定溶融フィラメントの直径と排出速度を測定し、当該測定結果に基づいて特定溶融フィラメントのノズル吐出量を検出する構成としても良い。また当該構成としてより具体的には、前記特定制御部は、特定溶融フィラメントへの所定の時間間隔でのマーキングと、当該マーキングのなされた特定溶融フィラメントの撮影とを行い、当該撮影により得られた画像に基づいて特定溶融フィラメントの直径と排出速度を測定する構成としても良い。また当該構成としてより具体的には、前記特定制御部は、特定溶融フィラメントの直径とノズル吐出量の検出結果に基づいて、特定溶融樹脂の加熱および加圧の両方の強さを制御する構成としても良い。なおここでの「特定溶融フィラメント」および「特定溶融樹脂」は、特定制御部が第１溶融フィラメント制御部の場合は「第１溶融フィラメント」および「第１溶融樹脂」を意味し、特定制御部が第２溶融フィラメント制御部の場合は「第２溶融フィラメント」および「第２溶融樹脂」を意味する。

【0014】

本発明に係るフィラメント３次元結合体の製造装置は、溶融樹脂の加熱および加圧を行って、複数のノズル孔を有するノズル部から当該溶融樹脂を複数の溶融フィラメントとして排出させる溶融フィラメント供給部と、前記複数の溶融フィラメントを３次元的に絡み合わせることによって、接触点が融着結合したフィラメントを含むフィラメント３次元結合体を形成する融着結合形成部を備え、前記溶融フィラメントの直径と排出速度を測定し、当該測定結果に基づいて当該溶融フィラメントのノズル吐出量を検出し、当該検出結果に基づいて前記溶融樹脂の加熱および加圧の少なくとも一方の強さを制御する構成とする。本構成によれば、フィラメントの嵩密度を所望の値に調整し、安定した反発力と耐久性を有したフィラメント３次元結合体を製造することが可能となる。

【0015】

本発明に係るフィラメント３次元結合体の製造方法は、溶融樹脂の加熱および加圧を行って、複数のノズル孔を有するノズル部から当該溶融樹脂を複数の溶融フィラメントとして排出させる溶融フィラメント供給ステップと、前記複数の溶融フィラメントを３次元的に絡み合わせることによって、接触点が融着結合したフィラメントを含むフィラメント３次元結合体を形成する融着結合形成ステップと、前記溶融フィラメントの直径と排出速度を測定し、当該測定結果に基づいて当該溶融フィラメントのノズル吐出量を検出し、当該検出結果に基づいて前記溶融樹脂の加熱および加圧の少なくとも一方の強さを制御する制御ステップと、を含む方法とする。本方法によれば、フィラメントの嵩密度を所望の値に調整し、安定した反発力と耐久性を有したフィラメント３次元結合体を製造することが可能となる。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係るフィラメント３次元結合体の製造装置および製造方法によれば、フィラメントの嵩密度を所望の値に調整し、安定した反発力と耐久性を有したフィラメント３次元結合体を製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】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2】図１に示す製造装置のＡ－Ａ’断面の矢視図である。

【図3A】溶融フィラメント供給部の右方視点による概略的な断面図である。

【図3B】溶融フィラメント供給部の左方視点による概略的な断面図である。

【図4】溶融フィラメント供給部１０の後方視点による概略的な断面図である。

【図5】第１樹脂原料と第２樹脂原料の経路を模式的に示すブロック図である。

【図6A】第１溶融フィラメント制御部の構成図である。

【図6B】第２溶融フィラメント制御部の構成図である。

【図7A】第１溶融フィラメントへのマーキングがなされている様子を示す概念図である。

【図7B】第１溶融フィラメントの直径とマーキング間距離を測定している様子を示す概念図である。

【図8】各加圧部および各加熱部の制御系統を概略的に示すブロック図である。

【図9】第１溶融フィラメント制御部が行う制御動作の一例に関するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の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、後述する各押出機１１，１２における樹脂原料の流れ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。

【0019】

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、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の概略的な構成図である。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。図３Ａは、図１に示す溶融フィラメント供給部１０の右方視点による概略的な断面図（第１スクリュー５３を通る断面の図）である。図３Ｂは、溶融フィラメント供給部１０の左方視点による概略的な断面図（第２スクリュー６３を通る断面の図）である。図４は、溶融フィラメント供給部１０の後方視点による概略的な断面図である。

【0020】

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ＭＦ（後述する第１溶融フィラメントＭＦ１と第２溶融フィラメントＭＦ２を含む）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３ＤＦを形成する融着結合形成部２０を備える。

【0021】

溶融フィラメント供給部１０は、第１押出機１１、第２押出機１２、溶融樹脂加熱部１５（ダイ）、ノズル部１６、および、フィードバック制御部４０を含む。フィードバック制御部４０は、第１溶融フィラメント制御部４０Ａ、および第２溶融フィラメント制御部４０Ｂを含む。

【0022】

第１押出機１１は、第１ホッパー５１、第１スクリュー５３、第１スクリュー５３を駆動する第１モーター５４、第１スクリューヒーター５５、および不図示の複数の温度センサを含み、内部には第１ホッパー５１から供給された第１樹脂原料を第１スクリューヒーター５５により加熱溶融しながら搬送するための第１シリンダー５７が形成されている。

【0023】

第１シリンダー５７内には、第１スクリュー５３が回転可能に収容されている。第１シリンダー５７の下流側端部には、溶融状態の第１樹脂原料（第１溶融樹脂）を溶融樹脂加熱部１５に向けて排出するための第１シリンダー排出口１１ｂが形成されている。

【0024】

第１スクリューヒーター５５の加熱温度は、例えば第１押出機１１に設けた温度センサの検知信号と第１溶融フィラメント制御部４０Ａに基づいて制御される。第１モーター５４の回転数は、第１溶融フィラメント制御部４０Ａに基づいて制御される。

【0025】

第２押出機１２は、第２ホッパー６１、第２スクリュー６３、第２スクリュー６３を駆動する第２モーター６４、第２スクリューヒーター６５、および不図示の複数の温度センサを含み、内部には第２ホッパー６１から供給された第２樹脂原料を第２スクリューヒーター６５により加熱溶融しながら搬送するための第２シリンダー６７が形成されている。第２シリンダー６７内には、第２スクリュー６３が回転可能に収容されている。第２シリンダー６７の下流側端部には、溶融状態の第２樹脂原料（第２溶融樹脂）を溶融樹脂加熱部１５に向けて排出するための第２シリンダー排出口１２ｂが形成されている。

【0026】

第２スクリューヒーター６５の加熱温度は、例えば第２押出機１２に設けた温度センサの検知信号と第２溶融フィラメント制御部４０Ｂに基づいて制御される。第２モーター６４の回転数は、第２溶融フィラメント制御部４０Ｂに基づいて制御される。

【0027】

溶融樹脂加熱部１５は、第１押出機１１から生成される第１溶融樹脂をノズル部１６に導く第１導流路１７と、第１導流路１７内の第１溶融樹脂を加熱する第１導流路ヒーター１９ａ、１９ｂと、第１導流路１７内の第１溶融樹脂温度を測定する図示しない複数の第１導流路温度センサと、第２押出機１２から生成される第２溶融樹脂をノズル部１６に導く第２導流路１８と、第２導流路１８内の第２溶融樹脂を加熱する第２導流路ヒーター１９ｃ、１９ｄと、第２導流路１８内の第２溶融樹脂温度を測定する図示しない複数の第２導流路温度センサを含む。

【0028】

第１導流路ヒーター１９ａ、１９ｂは、第１導流路１７を前後方向に挟む位置で、左右方向に複数個が設けられており、第１導流路１７内の第１溶融樹脂を加熱する。第２導流路ヒーター１９ｃ、１９ｄは、第２導流路１８を前後方向に挟む位置で、左右方向に複数個が設けられており、第２導流路１８内の第２溶融樹脂を加熱する。

【0029】

第１導流路ヒーター１９ａ、１９ｂの加熱温度は、第１導流路温度センサの検知信号と第１溶融フィラメント制御部４０Ａに基づいて制御され、第２導流路ヒーター１９ｃ、１９ｄの加熱温度は、第２導流路温度センサの検知信号と第２溶融フィラメント制御部４０Ｂに基づいて制御される。第１導流路１７と第２導流路１８との間には、図示しないセラミック製の断熱板が設けられている。

【0030】

ノズル部１６は、複数のノズル孔（開口部）が形成された略直方体の金属製の厚板であり、溶融樹脂加熱部１５の下部に設けられている。ノズル部１６は、第１導流路１７から排出される第１溶融樹脂を受け取り、第１溶融フィラメントＭＦ１を排出する複数のノズル孔からなる第１ノズル部１６Ａと、第２導流路１８から排出される第２溶融樹脂を受け取り、第２溶融フィラメントＭＦ２を排出する複数のノズル孔からなる第２ノズル部１６Ｂとを含む。

【0031】

フィードバック制御部４０は、先述したとおり第１溶融フィラメント制御部４０Ａおよび第２溶融フィラメント制御部４０Ｂを含む。第１溶融フィラメント制御部４０Ａは、第１溶融フィラメントＭＦ１の直径Ｄ１とノズル吐出量Ｆ１（単位時間あたりにノズル孔から排出される第１溶融フィラメントＭＦ１の量）を検出し、第１加圧部Ｘ１および第１加熱部Ｙ１のフィードバック制御を行う。第２溶融フィラメント制御部４０Ｂは、第２溶融フィラメントＭＦ２の直径Ｄ２とノズル吐出量Ｆ２（単位時間あたりにノズル孔から排出される第２溶融フィラメントＭＦ２の量）を検出し、第２加圧部Ｘ２および第２加熱部Ｙ２のフィードバック制御を行う。本実施形態のフィードバック制御部４０は、図２に示すように、ノズル部１６の左端近傍の下側の位置（ノズル部１６における左端のノズル孔から排出される溶融フィラメントＭＦに近接する位置）に設けられている。

【0032】

第１加圧部Ｘ１は、第１溶融樹脂の加圧を行う役割を果たし、本実施形態の例では第１スクリュー５３および第１モーター５４が該当する。第１加圧部Ｘ１の加圧の強さは、第１モーター５４の回転数を変えることにより調整可能であり、これにより、第１ノズル部１６Ａでの樹脂圧を調整することが可能である。なお第１加圧部Ｘ１の具体的形態はこれに限定されず、例えば、第１導流路１７に設けたスクリューやポンプなどの加圧手段とし、当該加圧手段の回転数を変えることにより、第１加圧部Ｘ１の加圧の強さを調整可能としても良い。

【0033】

第２加圧部Ｘ２は、第２溶融樹脂の加圧を行う役割を果たし、本実施形態の例では第２スクリュー６３および第２モーター６４が該当する。第２加圧部Ｘ２の加圧の強さは、第２モーター６４の回転数を変えることにより調整可能であり、これにより、第２ノズル部１６Ｂでの樹脂圧を調整することが可能である。なお第２加圧部Ｘ２の具体的形態はこれに限定されず、例えば、第２導流路１８に設けたスクリューやポンプなどの加圧手段とし、当該加圧手段の回転数を変えることにより、第２加圧部Ｘ２の加圧の強さを調整可能としても良い。

【0034】

第１加熱部Ｙ１は、第１溶融樹脂の加熱を行う役割を果たし、本実施形態の例では第１スクリューヒーター５５および第１導流路ヒーター１９ａ，１９ｂが該当する。第２加熱部Ｙ２は、第２溶融樹脂の加熱を行う役割を果たし、本実施形態の例では第２スクリューヒーター６５および第２導流路ヒーター１９ｃ，１９ｄが該当する。

【0035】

本実施形態においては、第１ノズル部１６Ａに形成されるノズル孔の断面形状は内径（孔径）１．２ｍｍの円形で、隣接するノズル間の距離（ピッチ）を１０ｍｍとし、第２ノズル部１６Ｂに形成されるノズル孔の断面形状は内径（孔径）０．８ｍｍの円形で、隣接するノズル間の距離（ピッチ）を１０ｍｍとしている。但し各ノズル部１６Ａ，１６Ｂの具体的形態はこれに限定されず、第１ノズル部１６Ａのノズル孔と第２ノズル部１６Ｂのノズル孔は、孔径が同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0036】

第１樹脂原料および第２樹脂原料として、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、ポリオレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、非晶性ポリスチレン系エラストマー、結晶性ポリスチレン系エラストマーなどを用いることができる。第１樹脂原料と第２樹脂原料は同じ種類の樹脂原料であっても良く、異なる種類の樹脂原料であってもよい。

【0037】

製造するフィラメント３次元結合体３ＤＦの仕様に基づき、第１ノズル部１６Ａと第２ノズル部１６Ｂにおけるノズル形状、ノズルの孔径、ノズル間隔、および、ノズル配置の形状、並びに、第１加圧部Ｘ１および第２加圧部Ｘ２による加圧条件や、第１加熱部Ｙ１および第２加熱部Ｙ２による加熱条件を適宜調整することによって、当該フィラメント３次元結合体３ＤＦにおいて所望のフィラメント直径と嵩密度が得られる。

【0038】

融着結合形成部２０は、冷却水槽２１、前後一対の無端コンベア２６，２７、複数の搬送ローラ２８～３５、前後一対のシュート２２，２３と、一対のシュート２２，２３の上部に冷却水を各々供給する冷却水供給部２４，２５を含む。冷却水槽２１は、冷却水Ｗを溜めておくための水槽である。冷却水槽２１の内部には、一対の無端コンベア２６，２７と、複数の搬送ローラ２８～３５が配設されている。一対の無端コンベア２６，２７および複数の搬送ローラ２８～３５は、不図示の駆動モーターにより駆動される。

【0039】

一対のシュート２２，２３は、第１溶融フィラメントＭＦ１と第２溶融フィラメントＭＦ２を含む溶融フィラメントＭＦの厚さ方向端部（前後方向の両端部）の溶融フィラメントを受け留め、溶融フィラメントＭＦの厚さを薄く小さくする方向に寄せる。本実施形態においては、一対のシュート２２，２３は屈曲した平板状となっているが、曲面状であってもよく、四角形や楕円形の空間を形成するように一体化した形状であってもよい。

【0040】

図５は、製造装置１における第１樹脂原料と第２樹脂原料の経路を模式的に示すブロック図である。

【0041】

第１樹脂原料は、第１ホッパー５１から第１押出機１１に供給され、第１シリンダー５７内で加熱溶融された後、溶融樹脂加熱部１５内の第１導流路１７に供給される。その後、ノズル部１６における第１ノズル部１６Ａの複数のノズル孔から、第１溶融フィラメントＭＦ１として排出される。

【0042】

第２樹脂原料は、第２ホッパー６１から第２押出機１２に供給され、第２シリンダー６７内で加熱溶融された後、溶融樹脂加熱部１５内の第２導流路１８に供給される。その後、ノズル部１６における第２ノズル部１６Ｂの複数のノズル孔から、第２溶融フィラメントＭＦ２として排出される。

【0043】

第１溶融フィラメントＭＦ１と第２溶融フィラメントＭＦ２は、融着結合形成部２０のシュート２２，２３によって前後方向の厚さを薄く小さくする方向に寄せられた後、冷却水槽２１の冷却水Ｗの中に落下する。第１溶融フィラメントＭＦ１と第２溶融フィラメントＭＦ２は、冷却水Ｗの浮力等によってランダムなループを形成する。ループ化することによって撓んだ第１溶融フィラメントＭＦ１と第２溶融フィラメントＭＦ２は、隣接する溶融フィラメントどうしの接触点において融着し、フィラメント３次元結合体３ＤＦを形成する。このとき、一部の第１溶融フィラメントＭＦ１は、一部の第２溶融フィラメントＭＦ２と接触し融着する。

【0044】

フィラメント３次元結合体３ＤＦは、一対の無端コンベア２６、２７の間に挟み込まれた状態で所定の速度で鉛直方向下方向に搬送された後、複数の搬送ローラ２８～３５によって冷却水Ｗの中で冷却されながら搬送され、最終的に冷却水槽２１から排出される。冷却水槽２１から排出されたフィラメント３次元結合体３ＤＦは切断加工等が施され、マットレスや枕などのクッション素材として使用可能となる。

【0045】

図６Ａは、第１溶融フィラメント制御部４０Ａの構成図である。本図に示すように第１溶融フィラメント制御部４０Ａは、第１溶融フィラメントＭＦ１（第１ノズル部１６Ａにおける左端のノズル孔から排出される第１溶融フィラメントＭＦ１）に近接対向する位置に配置されている。

【0046】

第１溶融フィラメント制御部４０Ａは、近接対向する第１溶融フィラメントＭＦ１へ所定の時間間隔でマーキングを行う第１マーキング部４１Ａと、撮影により第１溶融フィラメントＭＦ１の直径Ｄ１とマーキング間距離Ｌ１（第１マーキング部４１Ａによりマーキングが施された箇所どうしの距離）が分かる画像を取得する第１カメラ４２Ａと、第１コントローラ４３Ａとを備える。第１コントローラ４３Ａは、当該画像に基づいて、第１溶融フィラメントＭＦ１の直径Ｄ１を測定するとともに、この直径Ｄ１とマーキング間距離Ｌ１からノズル吐出量Ｆ１を算出する。

【0047】

図６Ｂは、第２溶融フィラメント制御部４０Ｂの構成図である。本図に示すように第２溶融フィラメント制御部４０Ｂは、第２溶融フィラメントＭＦ２（第２ノズル部１６Ｂにおける左端のノズル孔から排出される第２溶融フィラメントＭＦ２）に近接対向する位置に配置されている。

【0048】

第２溶融フィラメント制御部４０Ｂは、近接対向する第２溶融フィラメントＭＦ２へ所定の時間間隔でマーキングを行う第２マーキング部４１Ｂと、撮影により第２溶融フィラメントＭＦ２の直径Ｄ２とマーキング間距離Ｌ２（第２マーキング部４１Ｂによりマーキングが施された箇所どうしの距離）が分かる画像を取得する第２カメラ４２Ｂと、第２コントローラ４３Ｂとを備える。第２コントローラ４３Ｂは、当該画像に基づいて、第２溶融フィラメントＭＦ２の直径Ｄ２を測定するとともに、この直径Ｄ２とマーキング間距離Ｌ２からノズル吐出量Ｆ２を算出する。

【0049】

図７Ａは、第１溶融フィラメント制御部４０Ａにおいて、第１マーキング部４１Ａにより第１溶融フィラメントＭＦ１へのマーキングがなされている様子を示す概念図である。

【0050】

図７Ａに示す例では、第１マーキング部４１Ａ（マーキング装置）としてインクジェットノズルを利用し、黒色のインクを所定の時間間隔（例えば１秒間に１回）で第１溶融フィラメントＭＦ１に向けて噴射して、第１溶融フィラメントＭＦ１にマーキング（Ｐｎ～Ｐｎ＋４）を施している。当該マーキングに使用するインクとしては、水性インクであってもよいし、ワックスインクであってもよい。インクの色については、第１カメラ４２Ａで撮影できれば特に制限はなく、例えば無色の赤外線吸収顔料であってもよい。また第１マーキング部４１Ａについて、インクジェットノズルの代わりに、撮影可能な粉体を噴霧するパウダージェットノズルを適用してもよい。

【0051】

図７Ｂは、第１溶融フィラメント制御部４０Ａが第１溶融フィラメントＭＦ１の直径Ｄ１とマーキング間距離Ｌ１を測定している様子を示す概念図である。

【0052】

図７Ｂに示す例では、第１カメラ４２Ａは、点線で示す領域（図７Ｂで示すタイミングにおいては、マーキングＰｎ＋２とマーキングＰｎ＋３を含む領域）の第１溶融フィラメントＭＦ１を撮影し、当該撮影により得られた画像データは第１コントローラ４３Ａに送られる。第１コントローラ４３Ａは、この画像データに表れている第１溶融フィラメントＭＦ１の幅（前後方向寸法）を直径Ｄ１として測定するとともに、隣合うマーキングどうしの距離（図７Ｂの例では、マーキングＰｎ＋２とマーキングＰｎ＋３の距離）をマーキング間距離Ｌ１として測定する。更に第１コントローラ４３Ａは、直径Ｄ１にマーキング間距離Ｌ１に基づいてノズル吐出量Ｆ１を算出する。ノズル吐出量Ｆ１は、直径Ｄ１の円の面積にマーキング間距離Ｌ１を乗じて算出されても良い。このようにして第１溶融フィラメント制御部４０Ａは、直径Ｄ１とノズル吐出量Ｆ１を検出することができる。

【0053】

なお、第２溶融フィラメント制御部４０Ｂにおける直径Ｄ２とノズル吐出量Ｆ２の検出手法は、上述した第１溶融フィラメント制御部４０Ａにおける直径Ｄ１とノズル吐出量Ｆ１の検出手法と基本的に同様である。そのためここでは、第２溶融フィラメント制御部４０Ｂにおける直径Ｄ２とノズル吐出量Ｆ２の検出手法についての詳細な説明は省略する。

【0054】

図８は、製造装置１における各加圧部Ｘ１，Ｘ２および各加熱部Ｙ１，Ｙ２の制御系統を概略的に示すブロック図である。本図に示すように、第１コントローラ４３Ａは、第１マーキング部４１Ａと第１カメラ４２Ａの機能を利用して第１溶融フィラメントＭＦ１の直径Ｄ１とノズル吐出量Ｆ１を検出し、この情報に基づいて、第１加圧部Ｘ１の加圧の強さと第１加熱部Ｙ１の加熱の強さを制御する。また第２コントローラ４３Ｂは、第２マーキング部４１Ｂと第２カメラ４２Ｂの機能を利用して第２溶融フィラメントＭＦ２の直径Ｄ２とノズル吐出量Ｆ２を検出し、この情報に基づいて、第２加圧部Ｘ２の加圧の強さと第２加熱部Ｙ２の加熱の強さを制御する。

【0055】

より詳細に説明すると、第１溶融フィラメント制御部４０Ａにおいては、既に説明したとおり、第１マーキング部４１Ａによるマーキングおよび第１カメラ４２Ａの撮影による画像を利用して、第１コントローラ４３Ａが第１溶融フィラメントＭＦ１の直径Ｄ１とノズル吐出量Ｆ１を検出する。更に第１コントローラ４３Ａは、検出された直径Ｄ１とノズル吐出量Ｆ１それぞれを予め設定された目標値と比較して差分を求め、補正が必要か否かを判断する。

【0056】

補正が必要と判断した場合に第１コントローラ４３Ａは、例えば予め実験等により作成しておいた計算式に従って、最適な第１加圧部Ｘ１の加圧の強さ（第１モーター５４の回転数）と第１加熱部Ｙ１の加熱の強さ（第１スクリューヒーター５５および第１導流路ヒーター１９ａ，１９ｂの加熱温度）を求め、これに基づいて第１加圧部Ｘ１の加圧の強さと第１加熱部Ｙ１の加熱の強さを制御する。またその他、補正が必要と判断した場合に第１コントローラ４３Ａは、当該差分から第１モーター５４の回転数の補正量と第１加熱部Ｙ１の加熱温度の補正量を求め、これに基づいて第１加圧部Ｘ１の加圧の強さと第１加熱部Ｙ１の加熱の強さを制御するようにしても良い。このような制御の結果、第１溶融フィラメントＭＦ１の直径Ｄ１とノズル吐出量Ｆ１を適正化し、製造されるフィラメント３次元結合体３ＤＦの第１溶融フィラメントＭＦ１に対応する領域のフィラメントの直径や嵩密度を所望の状態とすることが可能である。

【0057】

また、第２溶融フィラメント制御部４０Ｂにおいても同様に、第２マーキング部４１Ｂによるマーキングおよび第２カメラ４２Ｂの撮影による画像を利用して、第２コントローラ４３Ｂが第２溶融フィラメントＭＦ２の直径Ｄ２とノズル吐出量Ｆ２を検出する。更に第２コントローラ４３Ｂは、検出された直径Ｄ２とノズル吐出量Ｆ２それぞれを予め設定された目標値と比較して差分を求め、補正が必要か否かを判断する。

【0058】

補正が必要と判断した場合に第２コントローラ４３Ｂは、例えば予め実験等により作成しておいた計算式に従って、最適な第２加圧部Ｘ２の加圧の強さ（第２モーター６４の回転数）と第２加熱部Ｙ２の加熱の強さ（第２スクリューヒーター６５および第２導流路ヒーター１９ｃ，１９ｄの加熱温度）を求め、これに基づいて第２加圧部Ｘ２の加圧の強さと第２加熱部Ｙ２の加熱の強さを制御する。またその他、補正が必要と判断した場合に第２コントローラ４３Ｂは、当該差分から第２モーター６４の回転数の補正量と第２加熱部Ｙ２の加熱温度の補正量を求め、これに基づいて第２加圧部Ｘ２の加圧の強さと第２加熱部Ｙ２の加熱の強さを制御するようにしても良い。このような制御の結果、第２溶融フィラメントＭＦ２の直径Ｄ２とノズル吐出量Ｆ２を適正化し、製造されるフィラメント３次元結合体３ＤＦの第２溶融フィラメントＭＦ２に対応する領域のフィラメントの直径や嵩密度を所望の状態とすることが可能である。

【0059】

なお、第１加圧部Ｘ１の加圧の強さを上げるほど、第１溶融フィラメントＭＦ１の直径Ｄ１が大きくなるとともに、ノズル吐出量Ｆ１が多くなる傾向にある。また、第１加熱部Ｙ１の加熱の強さを上げるほど、ノズル吐出量Ｆ１が多くなる傾向にある。

【0060】

そのため基本的には、直径Ｄ１を大きくするためには、第１加圧部Ｘ１の加圧の強さを上げる制御を行えば良く、直径Ｄ１を小さくするためには、第１加圧部Ｘ１の加圧の強さを下げる制御を行えば良い。またノズル吐出量Ｆ１を大きくするためには、第１加圧部Ｘ１の加圧の強さを上げる制御、および、第１加熱部Ｙ１の加熱の強さを上げる制御の両方または一方を行えば良く、ノズル吐出量Ｆ１を小さくするためには、第１加圧部Ｘ１の加圧の強さを下げる制御、および、第１加熱部Ｙ１の加熱の強さを下げる制御の両方または一方を行えば良い。

【0061】

同様に第２溶融フィラメントＭＦ２については、直径Ｄ２を大きくするためには、第２加圧部Ｘ２の加圧の強さを上げる制御を行えば良く、直径Ｄ２を小さくするためには、第２加圧部Ｘ２の加圧の強さを下げる制御を行えば良い。またノズル吐出量Ｆ２を大きくするためには、第２加圧部Ｘ２の加圧の強さを上げる制御、および、第２加熱部Ｙ２の加熱の強さを上げる制御の両方または一方を行えば良く、ノズル吐出量Ｆ２を小さくするためには、第２加圧部Ｘ２の加圧の強さを下げる制御、および、第２加熱部Ｙ２の加熱の強さを下げる制御の両方または一方を行えば良い。

【0062】

また、フィードバック制御部４０が行う各加圧部Ｘ１，Ｘ２および各加熱部Ｙ１，Ｙ２の具体的な制御方法は、本発明の趣旨を逸脱しない限り特に限定されない。当該制御方法の一例としては、図９のフローチャートに示す方法が採用されても良く、以下、この方法について説明する。なおここでは、第１溶融フィラメント制御部４０Ａが行う制御動作について図９のフローチャートを参照しながら説明し、第２溶融フィラメント制御部４０Ｂが行う制御動作については、第１溶融フィラメント制御部４０Ａが行う制御動作と基本的に同様であるため説明を省略する。

【0063】

第１溶融フィラメント制御部４０Ａは、最新の第１溶融フィラメントＭＦ１の直径Ｄ１およびノズル吐出量Ｆ１を検出する（ステップＳ１）。なお、直径Ｄ１およびノズル吐出量Ｆ１の検出手法については、既に説明したとおりである。

【0064】

次に、第１溶融フィラメント制御部４０Ａは、今回検出されたノズル吐出量Ｆ１と所定の許容範囲Ｆｘとの大小関係を判別する（ステップＳ２～Ｓ３）。その結果、ノズル吐出量Ｆ１が許容範囲Ｆｘの下限値より少ない場合は（ステップＳ２のYes）、第１溶融フィラメント制御部４０Ａは、第１加熱部Ｙ１の加熱の強さを少し上げるとともに、第１加圧部Ｘ１の加圧の強さを少し上げるように制御し（ステップＳ６）、ステップＳ１の動作を繰返す。一方、ノズル吐出量Ｆ１が許容範囲Ｆｘの上限値より多い場合は（ステップＳ３のYes）、第１溶融フィラメント制御部４０Ａは、第１加熱部Ｙ１の加熱の強さを少し下げるとともに、第１加圧部Ｘ１の加圧の強さを少し下げるように制御し（ステップＳ７）、ステップＳ１の動作を繰返す。

【0065】

今回検出されたノズル吐出量Ｆ１が許容範囲Ｆｘに収まっている場合は（ステップＳ３のNo）、次に、第１溶融フィラメント制御部４０Ａは、今回検出された直径Ｄ１と所定の許容範囲Ｄｘとの大小関係を判別する（ステップＳ４～Ｓ５）。その結果、直径Ｄ１が許容範囲Ｄｘの下限値より小さい場合は（ステップＳ４のYes）、第１溶融フィラメント制御部４０Ａは、第１加熱部Ｙ１の加熱の強さを少し下げるとともに、第１加圧部Ｘ１の加圧の強さを少し上げるように制御し（ステップＳ８）、ステップＳ１の動作を繰返す。一方、直径Ｄ１が許容範囲Ｄｘの上限値より大きい場合は（ステップＳ５のYes）、第１溶融フィラメント制御部４０Ａは、第１加熱部Ｙ１の加熱の強さを少し上げるとともに、第１加圧部Ｘ１の加圧の強さを少し下げるように制御し（ステップＳ９）、ステップＳ１の動作を繰返す。また、今回検出された直径Ｄ１が許容範囲Ｄｘに収まっている場合は（ステップＳ５のNo）、ステップＳ１の動作を繰返す。

【0066】

上述したステップＳ１～Ｓ９の一連の動作が行われることにより、ノズル吐出量Ｆ１と直径Ｄ１の検出結果に基づいて、これらの値が許容範囲Ｆｘ，Ｄｘに収まるように第１溶融樹脂の加熱および加圧がフィードバック制御される。なお、ステップＳ６の動作では、第１加熱部Ｙ１の加熱の強さを上げる処理と第１加圧部Ｘ１の加圧の強さを上げる処理の両方を行うことにより、加熱と加圧をバランス良く調節することが可能であるが、これらの処理のうち一方のみが行われるようにすることも可能である。また、ステップＳ７の動作では、第１加熱部Ｙ１の加熱の強さを下げる処理と第１加圧部Ｘ１の加圧の強さを下げる処理の両方を行うことにより、加熱と加圧をバランス良く調節することが可能であるが、一方の処理のみが行われるようにすることも可能である。

【0067】

また、ステップＳ８の動作では、第１加圧部Ｘ１の加圧の強さを上げることにより直径Ｄ１が大きくなるようにしながらも、同時に第１加熱部Ｙ１の加熱の強さを下げることにより、ノズル吐出量Ｆ１への影響を極力抑えることが可能である。また、ステップＳ９の動作では、第１加圧部Ｘ１の加圧の強さを下げることにより直径Ｄ１が小さくなるようにしながらも、同時に第１加熱部Ｙ１の加熱の強さを上げることにより、ノズル吐出量Ｆ１への影響を極力抑えることが可能である。なお、直径Ｄ１を許容範囲内に収めることを考慮する必要が無い場合、ノズル吐出量Ｆ１の検出結果に基づいて、この値が許容範囲Ｆｘに収まるように第１溶融樹脂の加熱および加圧の少なくとも一方がフィードバック制御されるようにしても良い。この場合には、ステップＳ１～Ｓ９の一連の動作のうち、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ８およびＳ９の動作を省略すれば良い。

【0068】

以上に説明した製造装置１は、別々の第１フィラメントと第２フィラメントを含むフィラメント３次元結合体の製造装置であって、溶融フィラメント供給部１０と融着結合形成部２０を備える。溶融フィラメント供給部１０は、第１フィラメントの元である第１溶融フィラメントＭＦ１と、第２フィラメントの元である第２溶融フィラメントＭＦ２と、を含む複数の溶融フィラメントを排出させる。融着結合形成部２０は、当該複数の溶融フィラメントを３次元的に絡み合わせることによって、接触点が融着結合した第１フィラメントと第２フィラメントを含むフィラメント３次元結合体を形成する。

【0069】

溶融フィラメント供給部１０は、第１溶融フィラメント供給部と第２溶融フィラメント供給部とを別々に備える。第１溶融フィラメント供給部は、第１溶融樹脂の加熱および加圧を行って、複数のノズル孔を有する第１ノズル部から第１溶融樹脂を第１溶融フィラメントＭＦ１として排出させる。第２溶融フィラメント供給部は、第２溶融樹脂の加熱および加圧を行って、複数のノズル孔を有する第２ノズル部から第２溶融樹脂を第２溶融フィラメントＭＦ２として排出させる。

【0070】

更に製造装置１は、第１溶融フィラメント制御部４０Ａと第２溶融フィラメント制御部４０Ｂとを備える。第１溶融フィラメント制御部４０Ａは、第１溶融フィラメントＭＦ１のノズル吐出量Ｆ１の検出結果に基づいて、第１溶融樹脂の加熱および加圧の少なくとも一方を制御する。第２溶融フィラメント制御部４０Ｂは、第２溶融フィラメントＭＦ２のノズル吐出量Ｆ２の検出結果に基づいて、第２溶融樹脂の加熱および加圧の少なくとも一方を制御する。

【0071】

また、第１溶融フィラメント制御部４０Ａは、第１溶融フィラメントの直径Ｄ１と第１ノズル部からの排出速度を測定し、当該測定結果に基づいて第１溶融フィラメントＭＦ１のノズル吐出量Ｆ１を検出する。また先述したステップＳ１～Ｓ９の一連の動作によれば、第１溶融フィラメント制御部４０Ａは、直径Ｄ１とノズル吐出量Ｆ１の検出結果に基づいて、第１溶融樹脂の加熱および加圧の両方の強さをフィードバック制御することになる。

【0072】

なお、第１溶融フィラメント制御部４０Ａは、第１溶融フィラメントＭＦ１への所定の時間間隔でのマーキングと、当該マーキングのなされた第１溶融フィラメントＭＦ１の撮影とを行い、当該撮影により得られた画像に基づいて第１溶融フィラメントＭＦ１の直径Ｄ１と排出速度（第１溶融フィラメントＭＦ１がノズル孔から排出される速度）を測定するようになっている。これにより、第１溶融フィラメントＭＦ１の直径Ｄ１とノズル吐出量Ｆ１を極力精度良くかつ迅速に検出し、第１溶融樹脂の加熱や加圧の強さの高度なフィードバック制御が可能である。

【0073】

第２溶融フィラメント制御部４０Ｂは、第２溶融フィラメントＭＦ２の直径Ｄ２と第２ノズル部からの排出速度を測定し、当該測定結果に基づいて第２溶融フィラメントＭＦ２のノズル吐出量Ｆ２を検出する。また先述したステップＳ１～Ｓ９の一連の動作によれば、第２溶融フィラメント制御部４０Ｂは、直径Ｄ２とノズル吐出量Ｆ２の検出結果に基づいて、第２溶融樹脂の加熱および加圧の両方の強さをフィードバック制御することになる。

【0074】

なお、第２溶融フィラメント制御部４０Ｂは、第２溶融フィラメントＭＦ２への所定の時間間隔でのマーキングと、当該マーキングのなされた第２溶融フィラメントＭＦ２の撮影とを行い、当該撮影により得られた画像に基づいて第２溶融フィラメントＭＦ２の直径Ｄ２と排出速度を測定するようになっている。これにより、第２溶融フィラメントＭＦ２の直径Ｄ２とノズル吐出量Ｆ２を極力精度良くかつ迅速に検出し、第２溶融樹脂の加熱や加圧の強さの高度なフィードバック制御が可能である。

【0075】

また、本実施形態の製造装置１は別々の第１フィラメントと第２フィラメントを含むフィラメント３次元結合体の製造装置としているが、本発明における溶融樹脂の加熱および加圧の少なくとも一方の強さを制御する手法は、このような製造装置に限らず、全体が同じ樹脂原料を用いて構成される一般的なフィラメント３次元結合体の製造装置にも適用可能である。

【0076】

この場合のフィラメント３次元結合体の製造装置は、溶融樹脂の加熱および加圧を行って、複数のノズル孔を有するノズル部から当該溶融樹脂を複数の溶融フィラメントとして排出させる溶融フィラメント供給部と、前記複数の溶融フィラメントを３次元的に絡み合わせることによって、接触点が融着結合したフィラメントを含むフィラメント３次元結合体を形成する融着結合形成部を備え、前記溶融フィラメントの直径と排出速度を測定し、当該測定結果に基づいて当該溶融フィラメントのノズル吐出量を検出し、当該検出結果に基づいて前記溶融樹脂の加熱および加圧の少なくとも一方の強さを制御する制御装置としても良い。

【0077】

またフィラメント３次元結合体の製造方法は、溶融樹脂の加熱および加圧を行って、複数のノズル孔を有するノズル部から当該溶融樹脂を複数の溶融フィラメントとして排出させる溶融フィラメント供給ステップと、前記複数の溶融フィラメントを３次元的に絡み合わせることによって、接触点が融着結合したフィラメントを含むフィラメント３次元結合体を形成する融着結合形成ステップと、前記溶融フィラメントの直径と排出速度を測定し、当該測定結果に基づいて当該溶融フィラメントのノズル吐出量を検出し、当該検出結果に基づいて前記溶融樹脂の加熱および加圧の少なくとも一方の強さを制御する制御ステップと、を含む製造方法としても良い。

【0078】

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。

【産業上の利用可能性】

【0079】

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。

【符号の説明】

【0080】

１ 製造装置
１０ 溶融フィラメント供給部
１１ 第１押出機
１１ｂ 第１シリンダー排出口
１２ 第２押出機
１２ｂ 第２シリンダー排出口
１５ 溶融樹脂加熱部
１６ ノズル部
１６Ａ 第１ノズル部
１６Ｂ 第２ノズル部
１７ 第１導流路
１８ 第２導流路
１９ａ、１９ｂ 第１導流路ヒーター
１９ｃ、１９ｄ 第２導流路ヒーター
２０ 融着結合形成部
２１ 冷却水槽
２２、２３ シュート
２４、２５ 冷却水供給部
２６、２７ 無端コンベア
２８～３５ 搬送ローラ
４０ フィードバック制御部
４０Ａ 第１溶融フィラメント制御部
４０Ｂ 第２溶融フィラメント制御部
４１Ａ 第１マーキング部
４１Ｂ 第２マーキング部
４２Ａ 第１カメラ
４２Ｂ 第２カメラ
４３Ａ 第１コントローラ
４３Ｂ 第２コントローラ
５１ 第１ホッパー
５３ 第１スクリュー（第１加圧部）
５４ 第１モーター（第１加圧部）
５５ 第１スクリューヒーター（第１加熱部）
５７ 第１シリンダー
６１ 第２ホッパー
６３ 第２スクリュー（第２加圧部）
６４ 第２モーター（第２加圧部）
６５ 第２スクリューヒーター（第２加熱部）
６７ 第２シリンダー
ＭＦ 溶融フィラメント
ＭＦ１ 第１溶融フィラメント
ＭＦ２ 第２溶融フィラメント
３ＤＦ フィラメント３次元結合体

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】