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(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】P2024079925
(43)【公開日】2024-06-13
(54)【発明の名称】繊維ボード
(51)【国際特許分類】
B32B 5/02 20060101AFI20240606BHJP
D04H 1/4382 20120101ALI20240606BHJP
D04H 1/55 20120101ALI20240606BHJP
D04H 1/544 20120101ALI20240606BHJP
B27N 3/04 20060101ALI20240606BHJP
【ＦＩ】
B32B5/02 A
D04H1/4382
D04H1/55
D04H1/544
B27N3/04 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022192618
(22)【出願日】2022-12-01
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179475
【弁理士】
【氏名又は名称】仲井 智至
(74)【代理人】
【識別番号】100216253
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100225901
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 真之
(72)【発明者】
【氏名】山上 利昭
(72)【発明者】
【氏名】小島 英揮
(72)【発明者】
【氏名】田邊 誠一
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 彰雄
【テーマコード（参考）】
2B260
4F100
4L047
【Ｆターム（参考）】
2B260AA03
2B260BA19
2B260CB01
2B260CB04
2B260CD04
4F100AJ04A
4F100AK04A
4F100AK04B
4F100AK07A
4F100AK07B
4F100AK42A
4F100AK42B
4F100BA02
4F100BA07
4F100DG00A
4F100JB16A
4F100JB16B
4L047AA13
4L047AA14
4L047AA19
4L047AA21
4L047AA28
4L047AB02
4L047BA09
4L047BB01
4L047BB02
4L047BB09
4L047CA06
(57)【要約】
【課題】繊維ボードの強度を十分に得られないおそれがある。
【解決手段】布や糸を解繊して得た第１繊維、及び、熱可塑性を有する第２繊維を堆積させて成形した繊維構造体と、フィルム状の表面シートと、を含んで構成される繊維ボードであって、第２繊維、及び、表面シートは、同じ熱可塑性成分を含む。
【選択図】図３
【解決手段】布や糸を解繊して得た第１繊維、及び、熱可塑性を有する第２繊維を堆積させて成形した繊維構造体と、フィルム状の表面シートと、を含んで構成される繊維ボードであって、第２繊維、及び、表面シートは、同じ熱可塑性成分を含む。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
布や糸を解繊して得た第１繊維、及び、熱可塑性を有する第２繊維を堆積させて成形した繊維構造体と、
フィルム状の表面シートと、を含んで構成される繊維ボードであって、
前記２繊維、及び、前記表面シートは、同じ熱可塑性成分を含む、繊維ボード。
フィルム状の表面シートと、を含んで構成される繊維ボードであって、
前記２繊維、及び、前記表面シートは、同じ熱可塑性成分を含む、繊維ボード。
【請求項2】
前記第１繊維の長尺方向の長さは、１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下である、請求項１に記載の繊維ボード。
【請求項3】
前記第２繊維の長尺方向の長さは、１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下である、請求項１に記載の繊維ボード。
【請求項4】
前記熱可塑性成分はポリエチレンである、請求項１に記載の繊維ボード。
【請求項5】
前記熱可塑性成分はＰＥＴである、請求項１に記載の繊維ボード。
【請求項6】
前記熱可塑性成分はポリプロピレンである、請求項１に記載の繊維ボード。
【請求項7】
前記表面シートの厚みは、５０μｍ以上、４００μｍ以下である、請求項１に記載の繊維ボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、繊維ボードに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、特許文献１に示すように、繊維と樹脂とを混合後にプレスして成形した繊維ボードに非透水性のフィルムで真空状に被覆した防湿の繊維ボードが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００８－２３７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述の繊維ボードは、繊維、樹脂、フィルム等の条件について考慮されておらず、非透水性フィルムとの十分な接着強度を得られないおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
布や糸を解繊して得た第１繊維、及び、熱可塑性を有する第２繊維を堆積させて成形した繊維構造体と、フィルム状の表面シートと、を含んで構成される繊維ボードであって、前記２繊維、及び、前記表面シートは、同じ熱可塑性成分を含む。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】繊維ボード製造装置の構成を示す模式図。
【図2】積層される表面シート、及び、第２繊維構造体を示す断面図。
【図3】繊維ボードを示す断面図。
【図4】加熱加圧部の構成の一例を示す模式図。
【図5】加熱加圧部の構成の他の例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【0007】
１．繊維ボードの構成
以下、実施形態に係る繊維ボードＳ４の構成について、図１～図５を参照しながら、繊維ボード製造装置１による繊維ボードＳ４の製造を通じて説明していく。なお、図中における方向を、三次元座標系を用いて説明する。説明の便宜上、Ｚ軸の正方向を上方向、上方、又は単に上と称し、負方向を下方向、下方、又は単に下と称し、Ｙ軸の正方向を右方向、右方、又は単に右と称し、負方向を左方向、左方、又は単に左と称し、Ｘ軸の正方向を前方向、前方、又は単に前と称し、負方向を後方向、後方、又は単に後と称して説明する。
なお、以下では、繊維ボード製造装置１を、単に製造装置１と称することとする。
以下、実施形態に係る繊維ボードＳ４の構成について、図１～図５を参照しながら、繊維ボード製造装置１による繊維ボードＳ４の製造を通じて説明していく。なお、図中における方向を、三次元座標系を用いて説明する。説明の便宜上、Ｚ軸の正方向を上方向、上方、又は単に上と称し、負方向を下方向、下方、又は単に下と称し、Ｙ軸の正方向を右方向、右方、又は単に右と称し、負方向を左方向、左方、又は単に左と称し、Ｘ軸の正方向を前方向、前方、又は単に前と称し、負方向を後方向、後方、又は単に後と称して説明する。
なお、以下では、繊維ボード製造装置１を、単に製造装置１と称することとする。
【0008】
図１に示すように、製造装置１は、原料ＯＰから繊維ボードＳ４を成形していく順に配置される、原料供給部５、粗砕部１０、解繊部３０、第２繊維ホッパー１３、堆積部１００、形状維持シート供給ローラー８１、形状維持シート搬送部１２０、バッファー部１４０、第１熱融着部１５０、第１冷却部１８０、第１切断部１６０、積層部１３０、搬送部１３３、第２熱融着部１５３、第２冷却部１８１、第２切断部１６１を含んで構成される。
【0009】
さらに、製造装置１は制御部２００を備える。制御部２００は、製造装置１の各部を統括的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）、入出力を管理するＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）、論理回路であるＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）、記憶部などを含んで構成されている。ＣＰＵはプロセッサーともいう。
記憶部は、書き換え可能な不揮発性メモリーであるフラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）、揮発性メモリーであるＲＡＭ（Random Access Memory）などを含んで構成されている。
制御部２００のＣＰＵは、記憶部の不揮発性メモリーに記憶されたファームウェアなどのプログラムを読み出し、記憶部の揮発性メモリーを作業領域として用いて、各種の処理を実行する。
記憶部は、書き換え可能な不揮発性メモリーであるフラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）、揮発性メモリーであるＲＡＭ（Random Access Memory）などを含んで構成されている。
制御部２００のＣＰＵは、記憶部の不揮発性メモリーに記憶されたファームウェアなどのプログラムを読み出し、記憶部の揮発性メモリーを作業領域として用いて、各種の処理を実行する。
【0010】
図１に示すように、原料供給部５は、粗砕部１０に原料ＯＰを供給する。この原料ＯＰは、例えば、綿や絹などの天然繊維、ポリエステルやナイロンなどの化学繊維、パルプや古紙等を含む。また、原料ＯＰは、木材や竹などを細かくした繊維、炭素繊維などを含んでいてもよい。本実施形態では、原料ＯＰは、使用済み又は不要となった布を例として説明する。
【0011】
原料供給部５により、原料ＯＰが粗砕部１０へ供給される。粗砕部１０は、原料供給部５から供給された原料ＯＰを粗砕する。粗砕部１０は、例えば布裁断機で構成される。
粗砕部１０は一対の粗砕刃１１を有する。一対の表面にある粗砕刃１１は、相対的に反対方向に移動することにより、これらの間で原料ＯＰを粗砕して粗砕片にすることができる。なお、一対の粗砕刃１１のうち、一方が固定されていてもよい。粗砕部１０により粗砕された粗砕片の形状や大きさは、次の解繊部３０における解繊に適するように、例えば、１辺の長さが１００ｍｍ以下の小片であるのが好ましく、７０ｍｍ以下の小片であるのがより好ましい。なお、粗砕部１０が布裁断機の場合、粗砕片として、裁断された裁断片が形成される。
粗砕部１０は一対の粗砕刃１１を有する。一対の表面にある粗砕刃１１は、相対的に反対方向に移動することにより、これらの間で原料ＯＰを粗砕して粗砕片にすることができる。なお、一対の粗砕刃１１のうち、一方が固定されていてもよい。粗砕部１０により粗砕された粗砕片の形状や大きさは、次の解繊部３０における解繊に適するように、例えば、１辺の長さが１００ｍｍ以下の小片であるのが好ましく、７０ｍｍ以下の小片であるのがより好ましい。なお、粗砕部１０が布裁断機の場合、粗砕片として、裁断された裁断片が形成される。
【0012】
定量供給機５０は、粗砕片を一定量ずつ解繊部３０へ供給可能である。具体的には、定量供給機５０は、一定量の粗砕片を粗砕片ホッパー１２へ投入し、粗砕片導入管２０を経て解繊部３０へ供給する。
定量供給機５０は、例えば、振動フィーダーにより粗砕片を連続的に供給するように構成してもよく、フレキシブルコンテナバッグに粗砕片を一定量貯めてから供給するように構成してもよい。
定量供給機５０は、例えば、振動フィーダーにより粗砕片を連続的に供給するように構成してもよく、フレキシブルコンテナバッグに粗砕片を一定量貯めてから供給するように構成してもよい。
【0013】
粗砕片導入管２０は解繊部３０の供給口３１に連通している。解繊部３０は、回転刃を有して回転するローター３４、固定刃を有するステーター３３を有する。供給口３１から解繊部３０へ供給された粗砕片は、回転するローター３４の回転刃、及び、ステーター３３の固定刃の間で解繊され、第１繊維ＤＦとなる。
ここで、「解繊する」とは、複数の繊維が集合されてなる解繊対象物、すなわち粗砕片を、糸１本１本に、さらには繊維１本１本に、又は数本単位に、綿状に解きほぐすことをいう。そして、この解きほぐされたものが第１繊維ＤＦである。第１繊維ＤＦの形状は、必ずしもすべてが綿状でなくてもよく、糸状や帯状のものが混ざっていてもよい。
なお、解繊部３０により解繊された第１繊維ＤＦの長尺方向の長さは、１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。なお、以下では、第１繊維ＤＦの長尺方向の長さを、単に第１繊維ＤＦの長さと称する。
ここで、「解繊する」とは、複数の繊維が集合されてなる解繊対象物、すなわち粗砕片を、糸１本１本に、さらには繊維１本１本に、又は数本単位に、綿状に解きほぐすことをいう。そして、この解きほぐされたものが第１繊維ＤＦである。第１繊維ＤＦの形状は、必ずしもすべてが綿状でなくてもよく、糸状や帯状のものが混ざっていてもよい。
なお、解繊部３０により解繊された第１繊維ＤＦの長尺方向の長さは、１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。なお、以下では、第１繊維ＤＦの長尺方向の長さを、単に第１繊維ＤＦの長さと称する。
【0014】
解繊された第１繊維ＤＦは、回転するローター３４が発生する気流により、解繊部３０の外周へ移動していき、排出口３２から排出される。さらに、第１繊維ＤＦは、この気流に乗って排出口３２から第１繊維搬送管４０へと排出される。なお、解繊部３０は、別途、気流発生機構を備えて気流を発生させ、第１繊維ＤＦを強制的に移動させるようにしてもよい。
解繊部３０から排出された第１繊維ＤＦは、第１繊維搬送管４０及び搬送管６０を通過し、堆積部１００へ供給される。第１繊維ＤＦが搬送管６０を通過する際、第２繊維搬送管６１から第２繊維Ｎ１が混入される。以下では、第２繊維Ｎ１が混入された第１繊維ＤＦを、混合繊維ＤＦ１と称する。
解繊部３０から排出された第１繊維ＤＦは、第１繊維搬送管４０及び搬送管６０を通過し、堆積部１００へ供給される。第１繊維ＤＦが搬送管６０を通過する際、第２繊維搬送管６１から第２繊維Ｎ１が混入される。以下では、第２繊維Ｎ１が混入された第１繊維ＤＦを、混合繊維ＤＦ１と称する。
【0015】
第２繊維Ｎ１は、熱可塑性を有する第１熱可塑性成分を含むものであり、いわゆる溶融材料である。第１熱可塑性成分は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの各種ポリオレフィン、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）等のポリエステル、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ＥＶＡ（Ethylen-Vinyl Acetate）、ＰＬＡ（Poly Lactic Acid）等の熱可塑性樹脂、各種熱可塑性エラストマー等の少なくともいずれかを含む。また、第１繊維ＤＦ中に同様の成分がある場合は、代用することができる。
なお、第１熱可塑性成分は、２００℃以下で溶融又は軟化するものが好ましい。２００℃を越えると、混合繊維ＤＦ１に含まれる第１繊維ＤＦが焦げたり、燃えたりするなど、劣化するおそれがあるからである。
なお、第１熱可塑性成分は、２００℃以下で溶融又は軟化するものが好ましい。２００℃を越えると、混合繊維ＤＦ１に含まれる第１繊維ＤＦが焦げたり、燃えたりするなど、劣化するおそれがあるからである。
【0016】
第２繊維Ｎ１の形状は、繊維状であることが好ましい。第２繊維Ｎ１の長尺方向の長さは、１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。なお、以下では、第２繊維Ｎ１の長尺方向の長さを、単に第２繊維Ｎ１の長さと称する。
第２繊維Ｎ１の長さが１ｍｍ未満の場合には、粉状に近くなるため、脱落しやすく、後述するフォーミング時の表裏差になりやすい。この結果、第２繊維構造体Ｓ２の表面側の第２繊維Ｎ１が少なくなり、表面シートＨとの結着力が弱くなる。一方、第２繊維Ｎ１の長さが２０ｍｍを越える場合には、糸毬となり易く、第２繊維構造体Ｓ２内でムラが発生し易くなり、また、相対的に第２繊維Ｎ１の端点が少なくなるので表面シートＨとの結着力が弱くなるおそれがある。
第２繊維Ｎ１の長さを１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下の範囲とすることにより、糸毬や第２繊維構造体Ｓ２内でのムラの発生を抑制することができ、製造される繊維ボードＳ４の表面シートＨと繊維ボードＳ２との接着強度を強くすることができる。
第２繊維Ｎ１の長さが１ｍｍ未満の場合には、粉状に近くなるため、脱落しやすく、後述するフォーミング時の表裏差になりやすい。この結果、第２繊維構造体Ｓ２の表面側の第２繊維Ｎ１が少なくなり、表面シートＨとの結着力が弱くなる。一方、第２繊維Ｎ１の長さが２０ｍｍを越える場合には、糸毬となり易く、第２繊維構造体Ｓ２内でムラが発生し易くなり、また、相対的に第２繊維Ｎ１の端点が少なくなるので表面シートＨとの結着力が弱くなるおそれがある。
第２繊維Ｎ１の長さを１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下の範囲とすることにより、糸毬や第２繊維構造体Ｓ２内でのムラの発生を抑制することができ、製造される繊維ボードＳ４の表面シートＨと繊維ボードＳ２との接着強度を強くすることができる。
【0017】
また、第２繊維Ｎ１の長さ、及び、第１繊維ＤＦの長さは、それぞれ同程度の長さとすることが好ましい。
第２繊維Ｎ１の長さと、第１繊維ＤＦの長さとの差が大きい場合、後述の堆積部１００により落下して堆積される際、第２繊維Ｎ１、及び、第１繊維ＤＦの降積速度に差が発生し易い。この結果、製造される繊維ボードＳ４の表裏の成分の差や繊維ボードＳ４内でのムラなどが発生し易くなり、繊維ボードＳ４の強度が弱くなるおそれがある。
第２繊維Ｎ１の長さと第１繊維ＤＦの長さとを同程度の長さとすることにより、堆積部１００による降積速度を同程度にすることができる。この結果、製造される繊維ボードＳ４の表裏の成分の差や繊維ボードＳ４内でのムラの発生を抑制することができ、繊維ボードＳ４の強度を強くすることができる。
第２繊維Ｎ１の長さと、第１繊維ＤＦの長さとの差が大きい場合、後述の堆積部１００により落下して堆積される際、第２繊維Ｎ１、及び、第１繊維ＤＦの降積速度に差が発生し易い。この結果、製造される繊維ボードＳ４の表裏の成分の差や繊維ボードＳ４内でのムラなどが発生し易くなり、繊維ボードＳ４の強度が弱くなるおそれがある。
第２繊維Ｎ１の長さと第１繊維ＤＦの長さとを同程度の長さとすることにより、堆積部１００による降積速度を同程度にすることができる。この結果、製造される繊維ボードＳ４の表裏の成分の差や繊維ボードＳ４内でのムラの発生を抑制することができ、繊維ボードＳ４の強度を強くすることができる。
【0018】
第２繊維Ｎ１は、第２繊維ホッパー１３に投入される。第２繊維Ｎ１は、第２繊維ホッパー１３から第２繊維搬送管６１を経て、搬送管６０へ供給される。
このとき、第２繊維Ｎ１は、調整バルブ６５によって、搬送管６０へ供給される量が調整される。また、第２繊維搬送管６１の管径は搬送管６０の管径より小さくすることが好ましい。第２繊維Ｎ１が搬送管６０へ供給される際、第１繊維ＤＦ中に分散し易くなるからである。
第１繊維ＤＦは、第２繊維搬送管６１から第２繊維Ｎ１が混入され、混合繊維ＤＦ１となり、搬送管６０を経て、堆積部１００へ供給される。
このとき、第２繊維Ｎ１は、調整バルブ６５によって、搬送管６０へ供給される量が調整される。また、第２繊維搬送管６１の管径は搬送管６０の管径より小さくすることが好ましい。第２繊維Ｎ１が搬送管６０へ供給される際、第１繊維ＤＦ中に分散し易くなるからである。
第１繊維ＤＦは、第２繊維搬送管６１から第２繊維Ｎ１が混入され、混合繊維ＤＦ１となり、搬送管６０を経て、堆積部１００へ供給される。
【0019】
堆積部１００は、混合繊維ＤＦ１を空気中で分散させる分散機構と堆積機構である、回転可能なフォーミングドラム１０１を含んで構成される。
回転するフォーミングドラム１０１内に、混合繊維ＤＦ１、及び、空気が供給され、撹拌される。フォーミングドラム１０１の表面には小孔スクリーンが設けられており、混合繊維ＤＦ１が所定量ずつ空気とともに吐出されるようになっている。小孔スクリーンの孔の形状は、混合繊維ＤＦ１のサイズにも関係して設定され、円形でもよいが、５ｍｍ×２５ｍｍ程度の長孔が生産性と均一性とを両立でき、好ましいサイズとなる。
フォーミングドラム１０１は、さらに混合繊維ＤＦ１を撹拌しながら、より均一化しつつ、表面の小孔スクリーンから通過させる。フォーミングドラム１０１の小孔スクリーンを通過した混合繊維ＤＦ１は、空気中に分散しながら、後述のメッシュベルト１２２上の形状維持シートＲへ向かって落下し、空気と分離されながら堆積していく。
回転するフォーミングドラム１０１内に、混合繊維ＤＦ１、及び、空気が供給され、撹拌される。フォーミングドラム１０１の表面には小孔スクリーンが設けられており、混合繊維ＤＦ１が所定量ずつ空気とともに吐出されるようになっている。小孔スクリーンの孔の形状は、混合繊維ＤＦ１のサイズにも関係して設定され、円形でもよいが、５ｍｍ×２５ｍｍ程度の長孔が生産性と均一性とを両立でき、好ましいサイズとなる。
フォーミングドラム１０１は、さらに混合繊維ＤＦ１を撹拌しながら、より均一化しつつ、表面の小孔スクリーンから通過させる。フォーミングドラム１０１の小孔スクリーンを通過した混合繊維ＤＦ１は、空気中に分散しながら、後述のメッシュベルト１２２上の形状維持シートＲへ向かって落下し、空気と分離されながら堆積していく。
【0020】
製造装置１の後方に位置する形状維持シート供給ローラー８１からは、長尺状の形状維持シートＲが堆積部１００に供給される。形状維持シートＲは、堆積部１００で成形される繊維状ウエブである第１繊維構造体Ｓ１の底面を構成する土台部分となる。
形状維持シートＲは、第１繊維構造体Ｓ１を支持して形状を維持させることができるシートであり、例えば不織布である。なお、形状維持シートＲは、通気性があるシートであれば、織布や紙であってもよい。
形状維持シートＲは、第１繊維構造体Ｓ１を支持して形状を維持させることができるシートであり、例えば不織布である。なお、形状維持シートＲは、通気性があるシートであれば、織布や紙であってもよい。
【0021】
フォーミングドラム１０１の下方には、形状維持シートＲを前方へ搬送する形状維持シート搬送部１２０が配置される。形状維持シート搬送部１２０は、複数の張架ローラー１２１にメッシュベルト１２２が張架されて構成される。メッシュベルト１２２は、メッシュが形成されている無端状のベルトである。張架ローラー１２１が時計回りに回転することに伴い、メッシュベルト１２２も時計回りに周回する。
なお、メッシュベルト１２２は、金属製でも、樹脂製でもよい。メッシュの穴径は６０μｍ～１２５μｍ程度が好ましい。
堆積部１００のフォーミングドラム１０１から分散しながら落下する混合繊維ＤＦ１は、メッシュベルト１２２により搬送されている形状維持シートＲ上に堆積する。なお、フォーミングドラム１０１の下に整流板（不図示）を設置することにより、落下する混合繊維ＤＦ１の左右方向である幅方向の範囲を調整することができる。
なお、メッシュベルト１２２は、金属製でも、樹脂製でもよい。メッシュの穴径は６０μｍ～１２５μｍ程度が好ましい。
堆積部１００のフォーミングドラム１０１から分散しながら落下する混合繊維ＤＦ１は、メッシュベルト１２２により搬送されている形状維持シートＲ上に堆積する。なお、フォーミングドラム１０１の下に整流板（不図示）を設置することにより、落下する混合繊維ＤＦ１の左右方向である幅方向の範囲を調整することができる。
【0022】
堆積部１００は、下方へ向かう気流を発生可能なサクション装置１１０を含んで構成される。サクション装置１１０は、形状維持シートＲを載置するメッシュベルト１２２の下方に位置する。サクション装置１１０は、分離された空気を吸引しその気流でメッシュベルト１２２を介して、形状維持シートＲに混合繊維ＤＦ１をウエブ状に吸着させることができる。
【0023】
なお、サクション装置１１０により吸引する気体量である気体容量を、落下する混合繊維ＤＦ１を含む気体量である気体容量より大きくすることにより、製造装置１外への混合繊維ＤＦ１の吹き出しを抑制することができる。
サクション装置１１０が吸引する気体には、形状維持シートＲ及びメッシュベルト１２２を通過した原料中の微粉が混じっているので、排気側にサイクロンや、フィルター集塵機を設置して、微粉を分離し除去することが好ましい。
また、メッシュベルト１２２は、移動しながら、クリーニングブレード１２３によって擦られて、表面の汚れ等が除去される。
サクション装置１１０が吸引する気体には、形状維持シートＲ及びメッシュベルト１２２を通過した原料中の微粉が混じっているので、排気側にサイクロンや、フィルター集塵機を設置して、微粉を分離し除去することが好ましい。
また、メッシュベルト１２２は、移動しながら、クリーニングブレード１２３によって擦られて、表面の汚れ等が除去される。
【0024】
堆積部１００により、シート状の第１繊維構造体Ｓ１が成形される。第１繊維構造体Ｓ１は、形状維持シートＲ上に混合繊維ＤＦ１を所定の厚さに堆積した繊維状ウエブである。
なお、堆積部１００による混合繊維ＤＦ１の堆積量、メッシュベルト１２２の搬送速度、及び、第１熱融着部１５０による加熱加圧の条件に基づき、後述の第２繊維構造体Ｓ２の密度が決定される。例えば、１０ｍｍ厚の密度０．１ｇ／ｃｍ3～０．１５ｇ／ｃｍ3程度の第２繊維構造体Ｓ２を得るときには、堆積部１００は、約４０ｍｍ～６０ｍｍ程度、混合繊維ＤＦ１を堆積させることが好ましい。
なお、堆積部１００による混合繊維ＤＦ１の堆積量、メッシュベルト１２２の搬送速度、及び、第１熱融着部１５０による加熱加圧の条件に基づき、後述の第２繊維構造体Ｓ２の密度が決定される。例えば、１０ｍｍ厚の密度０．１ｇ／ｃｍ3～０．１５ｇ／ｃｍ3程度の第２繊維構造体Ｓ２を得るときには、堆積部１００は、約４０ｍｍ～６０ｍｍ程度、混合繊維ＤＦ１を堆積させることが好ましい。
【0025】
第１繊維構造体Ｓ１は、バッファー部１４０を経て、第１熱融着部１５０へ搬送される。
バッファー部１４０は、上下に移動可能な架橋ローラーである、いわゆるダンサーローラーを有している。バッファー部１４０は、ダンサーローラーを上下させることにより、第１熱融着部１５０へ搬送する第１繊維構造体Ｓ１の搬送量を調整することができる。
バッファー部１４０は、上下に移動可能な架橋ローラーである、いわゆるダンサーローラーを有している。バッファー部１４０は、ダンサーローラーを上下させることにより、第１熱融着部１５０へ搬送する第１繊維構造体Ｓ１の搬送量を調整することができる。
【0026】
第１熱融着部１５０は、上方に第１加熱加圧部１５１、下方に第２加熱加圧部１５２を備える。
第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２は、少なくともいずれかが昇降可能に構成され、それらの間に第１繊維構造体Ｓ１を挟んで加圧、及び、離反して開放することができる。
第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２は、少なくともいずれかが昇降可能に構成され、それらの間に第１繊維構造体Ｓ１を挟んで加圧、及び、離反して開放することができる。
【0027】
制御部２００の制御の下、第１熱融着部１５０は、第１繊維構造体Ｓ１を、第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２で挟み、所定の条件で加熱加圧し、第２繊維Ｎ１を融着させ、第２繊維構造体Ｓ２を成形することができる。
その後、開放された状態のとき、成形された第２繊維構造体Ｓ２が取り出され、次に成形される第１繊維構造体Ｓ１が、第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２の間に搬送される。
その後、開放された状態のとき、成形された第２繊維構造体Ｓ２が取り出され、次に成形される第１繊維構造体Ｓ１が、第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２の間に搬送される。
【0028】
なお、第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２は、０．０１ＭＰａ～３０ＭＰａの圧力で、第１繊維構造体Ｓ１を加圧することが好ましい。
第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２は、それぞれヒーターを有する。第１繊維構造体Ｓ１を加圧しているとき、第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２は、各ヒーターにより、第１繊維構造体Ｓ１を所定時間、加熱することができる。
第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２の各ヒーターにより、第１繊維構造体Ｓ１を加熱する温度は、上述のように、第１繊維ＤＦの劣化を抑制するために２００℃以下にすることが好ましい。
第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２は、それぞれヒーターを有する。第１繊維構造体Ｓ１を加圧しているとき、第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２は、各ヒーターにより、第１繊維構造体Ｓ１を所定時間、加熱することができる。
第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２の各ヒーターにより、第１繊維構造体Ｓ１を加熱する温度は、上述のように、第１繊維ＤＦの劣化を抑制するために２００℃以下にすることが好ましい。
【0029】
第１繊維構造体Ｓ１には、第２繊維Ｎ１が分散して含まれている。第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２の各ヒーターは、第２繊維Ｎ１が溶融又は軟化する温度以上で、加圧された第１繊維構造体Ｓ１を所定時間、加熱加圧する。溶融又は軟化した第２繊維Ｎ１は、第１繊維構造体Ｓ１内の第１繊維ＤＦの間に滲み出し、第１繊維構造体Ｓ１を融着する。
【0030】
第１熱融着部１５０は、第１繊維構造体Ｓ１を加圧しつつ加熱するので、第２繊維Ｎ１が溶融又は軟化しても、第１繊維構造体Ｓ１の変形を抑制することができ、又は、再成形することができる。
第１熱融着部１５０により加熱加圧された第１繊維構造体Ｓ１を、第２繊維構造体Ｓ２と称する。なお、第１熱融着部１５０は、第１繊維構造体Ｓ１を同時に加熱及び加圧しなくてもよく、加熱後、加圧してもよい。
第１熱融着部１５０により加熱加圧された第１繊維構造体Ｓ１を、第２繊維構造体Ｓ２と称する。なお、第１熱融着部１５０は、第１繊維構造体Ｓ１を同時に加熱及び加圧しなくてもよく、加熱後、加圧してもよい。
【0031】
バッファー部１４０は、第１熱融着部１５０が第１繊維構造体Ｓ１を加熱加圧する際、第１繊維構造体Ｓ１の搬送を停止するように調整する。
加熱加圧された後、第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２から開放された第２繊維構造体Ｓ２は、バッファー部１４０により、第１冷却部１８０へ搬送される。
加熱加圧された後、第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２から開放された第２繊維構造体Ｓ２は、バッファー部１４０により、第１冷却部１８０へ搬送される。
【0032】
第１冷却部１８０は、下方へ向いた気流発生装置を有し、第２繊維構造体Ｓ２へ向かって室温の外気もしくは冷却された気流を発生可能である。第１冷却部１８０は、加熱加圧された第２繊維構造体Ｓ２に気流を当てて冷却する、いわゆる強制冷却することが可能である。第１冷却部１８０は、第２繊維Ｎ１が溶融又は軟化する温度より低くなるように、第２繊維構造体Ｓ２を冷却する。
【0033】
第１冷却部１８０により冷却されるとき、第２繊維構造体Ｓ２内の第１繊維ＤＦの繊維の間に入り込んだ第２繊維Ｎ１が硬化する。第２繊維Ｎ１が硬化するとき、第２繊維構造体Ｓ２内の第１繊維ＤＦと共に一体化して強固に硬化することができる。
なお、第２繊維構造体Ｓ２の強制冷却は、第１冷却部１８０のように、ファンより単に空気を送風する他、冷却装置を用いて冷却した空気を送風するようにしてもよい。例えば、熱交換機、電磁式冷却器、加湿式空気冷却器の少なくともいずれかを用いて冷却した空気を送風し、第２繊維構造体Ｓ２を強制冷却してもよい。
また、製造装置１は、第１冷却部１８０を備えず、加熱加圧された第２繊維構造体Ｓ２を、外気中に放置するいわゆる自然冷却するようにしてもよい。
なお、第２繊維構造体Ｓ２の強制冷却は、第１冷却部１８０のように、ファンより単に空気を送風する他、冷却装置を用いて冷却した空気を送風するようにしてもよい。例えば、熱交換機、電磁式冷却器、加湿式空気冷却器の少なくともいずれかを用いて冷却した空気を送風し、第２繊維構造体Ｓ２を強制冷却してもよい。
また、製造装置１は、第１冷却部１８０を備えず、加熱加圧された第２繊維構造体Ｓ２を、外気中に放置するいわゆる自然冷却するようにしてもよい。
【0034】
第１冷却部１８０により冷却され、硬化された第２繊維構造体Ｓ２は、第１切断部１６０により、所定の大きさに切断される。第１切断部１６０は、後述の表面シートＨの大きさに合わせて、第２繊維構造体Ｓ２を切断することが好ましい。
第１切断部１６０は、例えば、超音波カッターである。第１切断部１６０は、固定刃及び移動刃で構成されるカッターでもよい。また、第１切断部１６０は、例えば、ロータリーカッターでもよい。
第１切断部１６０により切断されたカットシート状の第２繊維構造体Ｓ２は、積層部１３０が備える第２繊維構造体用トレイ（不図示）に載置される。
第１切断部１６０は、例えば、超音波カッターである。第１切断部１６０は、固定刃及び移動刃で構成されるカッターでもよい。また、第１切断部１６０は、例えば、ロータリーカッターでもよい。
第１切断部１６０により切断されたカットシート状の第２繊維構造体Ｓ２は、積層部１３０が備える第２繊維構造体用トレイ（不図示）に載置される。
【0035】
なお、剥離バー及び巻取部を有する剥離部（不図示）を備え、第２繊維Ｎ１が硬化する前に、剥離バーにより第２繊維構造体Ｓ２から形状維持シートＲを剥離し、巻取部で巻き取るようにしてもよい。第２繊維構造体Ｓ２に含まれる形状維持シートＲが不要の場合には、剥離部により、形状維持シートＲを除去することができる。
【0036】
積層部１３０は、第２カットシートフィーダー１３２を備える。第２カットシートフィーダー１３２は、切断されたカットシート状の第２繊維構造体Ｓ２を、第２繊維構造体用トレイから、１枚ずつ、搬送部１３３へ送り出すことができる。
また、積層部１３０は、第１カットシートフィーダー１３１を備える。さらに、積層部１３０は、熱可塑性を有する第２熱可塑性成分Ｎ２を含むカットシート状の表面シートＨを載置する表面シートＨ用トレイ（不図示）を備える。第１カットシートフィーダー１３１は、表面シートＨ用トレイから、カットシート状の表面シートＨを、１枚ずつ、搬送部１３３へ送り出すことができる。
第２カットシートフィーダー１３２、及び、第１カットシートフィーダー１３１は、例えば、ゴムローラーなどによるフリクションフィード方式により、第２繊維構造体Ｓ２及び表面シートＨを、１枚ずつ、送り出すことができる。
また、積層部１３０は、第１カットシートフィーダー１３１を備える。さらに、積層部１３０は、熱可塑性を有する第２熱可塑性成分Ｎ２を含むカットシート状の表面シートＨを載置する表面シートＨ用トレイ（不図示）を備える。第１カットシートフィーダー１３１は、表面シートＨ用トレイから、カットシート状の表面シートＨを、１枚ずつ、搬送部１３３へ送り出すことができる。
第２カットシートフィーダー１３２、及び、第１カットシートフィーダー１３１は、例えば、ゴムローラーなどによるフリクションフィード方式により、第２繊維構造体Ｓ２及び表面シートＨを、１枚ずつ、送り出すことができる。
【0037】
表面シートＨは、熱可塑性を有する第２熱可塑性成分Ｎ２を含む。第２熱可塑性成分Ｎ２は、上述の第２繊維Ｎ１に含まれる第１熱可塑性成分と同様、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ＥＶＡ、ＰＥＴなどの各種ポリオレフィン、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ＰＬＡ等の熱可塑性樹脂、各種熱可塑性エラストマー等の少なくともいずれかを含む。
【0038】
第２熱可塑性成分Ｎ２は、上述の第１熱可塑性成分と同様、２００℃以下で溶融又は軟化するものが好ましい。
表面シートＨは薄いフィルム状の形状をしている。表面シートＨの厚さは、第２繊維構造体Ｓ２に対し全面で接着でき、また防水できるよう穴が開かないようにする一方、第２構造体Ｓ２との熱収収縮差による変形を抑制するために、５０μｍ以上、４００μｍ以下の範囲とすることが好ましい。
なお、表面シートＨは、印刷や着色されていてもよく、白色、透明などでもよい。
表面シートＨは薄いフィルム状の形状をしている。表面シートＨの厚さは、第２繊維構造体Ｓ２に対し全面で接着でき、また防水できるよう穴が開かないようにする一方、第２構造体Ｓ２との熱収収縮差による変形を抑制するために、５０μｍ以上、４００μｍ以下の範囲とすることが好ましい。
なお、表面シートＨは、印刷や着色されていてもよく、白色、透明などでもよい。
【0039】
積層部１３０の第１カットシートフィーダー１３１は、第２カットシートフィーダー１３２の上方に位置している。制御部２００の制御の下、第１カットシートフィーダー１３１から送り出された表面シートＨは、第２カットシートフィーダー１３２から送り出された第２繊維構造体Ｓ２に対し、位置を合わせて上方に積層される。表面シートＨが積層された第２繊維構造体Ｓ２を、表面シート付き繊維構造体Ｓ３と称する。
図２に示すように、第２熱可塑性成分Ｎ２を含む表面シートＨは、硬化された第２繊維Ｎ１を内部に含む第２繊維構造体Ｓ２の上に積層され、表面シート付き繊維構造体Ｓ３を成形する。
図２に示すように、第２熱可塑性成分Ｎ２を含む表面シートＨは、硬化された第２繊維Ｎ１を内部に含む第２繊維構造体Ｓ２の上に積層され、表面シート付き繊維構造体Ｓ３を成形する。
【0040】
なお、上述の例では、積層部１３０は、表面シートＨを第２繊維構造体Ｓ２の一方の面である上面に積層させた。積層部１３０は、さらに、表面シートＨを第２繊維構造体Ｓ２の他方の面である下面にも積層させるように、表面シートＨ用のトレイ及びカットシートフィーダーなどを別途備えて構成してもよい。
【0041】
搬送部１３３は、複数の張架ローラー１３４にベルト１３５が張架されて構成される。ベルト１３５は無端状のベルトである。張架ローラー１３４が時計回りに回転することに伴い、ベルト１３５も時計回りに周回する。
搬送部１３３は、ベルト１３５上に載置された表面シート付き繊維構造体Ｓ３を、第２熱融着部１５３へ搬送する。
搬送部１３３は、ベルト１３５上に載置された表面シート付き繊維構造体Ｓ３を、第２熱融着部１５３へ搬送する。
【0042】
第２熱融着部１５３は、上方に第３加熱加圧部１５４、下方に第４加熱加圧部１５５を備える。なお、第２熱融着部１５３は、第１熱融着部１５０と同様の構成であってもよい。
第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５は、少なくともいずれかが昇降可能に構成され、それらの間に表面シート付き繊維構造体Ｓ３を挟んで加圧、又は、離反して開放することができる。
第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５は、少なくともいずれかが昇降可能に構成され、それらの間に表面シート付き繊維構造体Ｓ３を挟んで加圧、又は、離反して開放することができる。
【0043】
制御部２００の制御の下、第２熱融着部１５３は、表面シートＨが第２繊維構造体Ｓ２に積層された表面シート付き繊維構造体Ｓ３を、第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５で挟み、所定の条件で加熱加圧し、第２熱可塑性成分Ｎ２を融着させ、繊維ボードＳ４を成形することができる。このとき、第２熱融着部１５３は、第２繊維構造体Ｓ２に含まれる第２繊維Ｎ１を、再度融着させることもできる。
その後、開放された状態のとき、成形された繊維ボードＳ４が取り出され、次に成形される表面シート付き繊維構造体Ｓ３が、第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５の間に搬送される。
その後、開放された状態のとき、成形された繊維ボードＳ４が取り出され、次に成形される表面シート付き繊維構造体Ｓ３が、第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５の間に搬送される。
【0044】
なお、第２熱融着部１５３の第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５は、０．０１ＭＰａ～３０ＭＰａの圧力で、表面シート付き繊維構造体Ｓ３を加圧することが好ましい。
第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５は、それぞれヒーターを有する。表面シート付き繊維構造体Ｓ３を加圧しているとき、第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５は、各ヒーターにより、表面シート付き繊維構造体Ｓ３を加熱することができる。
第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５は、それぞれヒーターを有する。表面シート付き繊維構造体Ｓ３を加圧しているとき、第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５は、各ヒーターにより、表面シート付き繊維構造体Ｓ３を加熱することができる。
【0045】
第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５の各ヒーターにより、表面シート付き繊維構造体Ｓ３を加熱する温度は、上述のように、含まれている第１繊維ＤＦの劣化を抑制するために２００℃以下が好ましい。
第２熱融着部１５３の加熱加圧における加熱温度は、第２繊維Ｎ１、及び、第２熱可塑性成分Ｎ２がともに軟化、溶融する温度とすることもできる。
第２熱融着部１５３の加熱加圧における加熱温度は、第２繊維Ｎ１、及び、第２熱可塑性成分Ｎ２がともに軟化、溶融する温度とすることもできる。
【0046】
表面シート付き繊維構造体Ｓ３には、積層された表面シートＨ内に第２熱可塑性成分Ｎ２が含まれている。第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５の各ヒーターは、第２熱可塑性成分Ｎ２が溶融又は軟化する温度以上で、加圧された表面シート付き繊維構造体Ｓ３を加熱する。表面シート付き繊維構造体Ｓ３内において、溶融又は軟化した第１熱可塑性成分Ｎ１は、表面シートＨの第２熱可塑性成分Ｎ２と一体化し、融着する。
このように、第２熱融着部１５３は、積層された表面シートＨ、及び、第２繊維構造体Ｓ２を含む表面シート付き繊維構造体Ｓ３を融着させる。
このように、第２熱融着部１５３は、積層された表面シートＨ、及び、第２繊維構造体Ｓ２を含む表面シート付き繊維構造体Ｓ３を融着させる。
【0047】
また、このとき、第２熱融着部１５３が、第２熱可塑性成分Ｎ２に加え、積層された第２繊維構造体Ｓ２に含まれる第２繊維Ｎ１も溶融又は軟化する温度以上で加熱した場合、再度、溶融又は軟化した第２繊維Ｎ１は、第２繊維構造体Ｓ２内の第１繊維ＤＦの間に滲み出し、融着することができる。このように、第２熱融着部１５３は、第２熱可塑性成分Ｎ２に加え、積層された第２繊維構造体Ｓ２の内部の第２繊維Ｎ１も含めて、表面シート付き繊維構造体Ｓ３をより強固に融着させることができる。
【0048】
第２熱融着部１５３により、第２熱可塑性成分Ｎ２に加えて、再度、第２繊維Ｎ１も融着させることができると、接着強度をより強くすることができる。
なお、第２繊維Ｎ１は繊維形状をしているため、繊維形状の端部が、第１繊維構造体Ｓ１、及び、第２繊維構造体Ｓ２の表面に出易い。第２繊維構造体Ｓ２の表面に出た第２繊維Ｎ１の端部は、積層した表面シートＨの第２熱可塑性成分Ｎ２と接して共に溶融又は軟化し易くなり、一体化し易くなることで防水性がより高くすることができる。
なお、第２繊維Ｎ１は繊維形状をしているため、繊維形状の端部が、第１繊維構造体Ｓ１、及び、第２繊維構造体Ｓ２の表面に出易い。第２繊維構造体Ｓ２の表面に出た第２繊維Ｎ１の端部は、積層した表面シートＨの第２熱可塑性成分Ｎ２と接して共に溶融又は軟化し易くなり、一体化し易くなることで防水性がより高くすることができる。
【0049】
第２熱融着部１５３は、表面シート付き繊維構造体Ｓ３を加圧しつつ、加熱するので、第２熱可塑性成分Ｎ２や第２繊維Ｎ１が溶融又は軟化しても、表面シート付き繊維構造体Ｓ３の変形を抑制することができ、又は、再成形することができる。
第２熱融着部１５３により加熱加圧された表面シート付き繊維構造体Ｓ３を、繊維ボードＳ４と称する。なお、第２熱融着部１５３は、表面シート付き繊維構造体Ｓ３を同時に加熱及び加圧しなくてもよく、加熱後、加圧してもよい。
第２熱融着部１５３により加熱加圧された表面シート付き繊維構造体Ｓ３を、繊維ボードＳ４と称する。なお、第２熱融着部１５３は、表面シート付き繊維構造体Ｓ３を同時に加熱及び加圧しなくてもよく、加熱後、加圧してもよい。
【0050】
図３に示すように、溶融又は軟化した第２熱可塑性成分Ｎ２により、表面シートＨと第２繊維構造体Ｓ２とを融着し、繊維ボードＳ４が成形される。
このように、第２繊維構造体Ｓ２と、フィルム状の表面シートＨと、を含んで繊維ボードＳ４が構成される。上述のように、この第２繊維構造体Ｓ２は、第１繊維ＤＦ、及び、熱可塑性を有する第２繊維Ｎ１を堆積させて成形された第１繊維構造体Ｓ１から構成されたものである。
このように、第２繊維構造体Ｓ２と、フィルム状の表面シートＨと、を含んで繊維ボードＳ４が構成される。上述のように、この第２繊維構造体Ｓ２は、第１繊維ＤＦ、及び、熱可塑性を有する第２繊維Ｎ１を堆積させて成形された第１繊維構造体Ｓ１から構成されたものである。
【0051】
表面シートＨに含まれる第２熱可塑性成分Ｎ２と、第２繊維構造体Ｓ２に含まれる第２繊維Ｎ１の第１熱可塑性成分とは、同じ熱可塑性成分を含むことが好ましい。
この場合、第２繊維構造体Ｓ２の第２繊維Ｎ１の第１熱可塑性成分は、表面シートＨの第２熱可塑性成分Ｎ２と同質の熱可塑性成分を含むので、加熱加圧されると、共に溶融又は軟化して一体化し易くなる。
この場合、第２繊維構造体Ｓ２の第２繊維Ｎ１の第１熱可塑性成分は、表面シートＨの第２熱可塑性成分Ｎ２と同質の熱可塑性成分を含むので、加熱加圧されると、共に溶融又は軟化して一体化し易くなる。
【0052】
第２繊維Ｎ１の第１熱可塑性成分、及び、第２熱可塑性成分Ｎ２は、溶融又は軟化して一体化しつつ、第２繊維構造体Ｓ２と表面シートＨとの間の接着強度を強くすることができる。
【0053】
搬送部１３３は、第２熱融着部１５３が表面シート付き繊維構造体Ｓ３を加熱加圧する際、表面シート付き繊維構造体Ｓ３の搬送を停止するように調整する。
加熱加圧された後、第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５から開放された繊維ボードＳ４は、搬送部１３３により第２冷却部１８１へ搬送される。なお、第２冷却部１８１まで延長された搬送部１３３、又は、搬送部１３３とは別の搬送機構を設けることにより、繊維ボードＳ４を第２冷却部１８１へ向かって搬送することができる。
加熱加圧された後、第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５から開放された繊維ボードＳ４は、搬送部１３３により第２冷却部１８１へ搬送される。なお、第２冷却部１８１まで延長された搬送部１３３、又は、搬送部１３３とは別の搬送機構を設けることにより、繊維ボードＳ４を第２冷却部１８１へ向かって搬送することができる。
【0054】
第２冷却部１８１は、下方へ向いた気流発生装置を有し、繊維ボードＳ４へ向かって気流を発生可能である。第２冷却部１８１は、加熱加圧された繊維ボードＳ４に気流を当てて冷却する、いわゆる強制冷却することが可能である。第２冷却部１８１は、第２熱可塑性成分Ｎ２が溶融又は軟化する温度より低くなるように、繊維ボードＳ４を冷却する。なお、第２冷却部１８１は、第２繊維Ｎ１、及び、第２熱可塑性成分Ｎ２が溶融又は軟化する温度より低くなるように冷却してもよい。
なお、第２冷却部１８１は、例えば第１冷却部１８０と同様の構成であってもよい。
なお、第２冷却部１８１は、例えば第１冷却部１８０と同様の構成であってもよい。
【0055】
第２冷却部１８１により冷却されるとき、第２熱可塑性成分Ｎ２が硬化する。このとき、第２繊維Ｎ１も、再度、硬化することができる。第２熱可塑性成分Ｎ２が硬化するとき、表面シートＨ、及び、第２繊維構造体Ｓ２を含む繊維ボードＳ４と共に一体化して強固に硬化することができる。
【0056】
繊維ボードＳ４において、表面シートＨが積層された上方の面には、第２熱可塑性成分Ｎ２がリッチとなった膜が成形される。この膜は非透水性の性質を有することができる。
なお、繊維ボードＳ４の強制冷却は、第２冷却部１８１のように、ファンにより単に室温の外気を送風する他、冷却装置を用いて冷却した空気を送風するようにしてもよい。例えば、熱交換機、電磁式冷却器、加湿式空気冷却器の少なくともいずれかを用いて冷却した空気を送風し、繊維ボードＳ４を強制冷却してもよい。
また、製造装置１は、第２冷却部１８１を備えず、加熱加圧された繊維ボードＳ４を、外気中に放置するいわゆる自然冷却するようにしてもよい。
なお、繊維ボードＳ４の強制冷却は、第２冷却部１８１のように、ファンにより単に室温の外気を送風する他、冷却装置を用いて冷却した空気を送風するようにしてもよい。例えば、熱交換機、電磁式冷却器、加湿式空気冷却器の少なくともいずれかを用いて冷却した空気を送風し、繊維ボードＳ４を強制冷却してもよい。
また、製造装置１は、第２冷却部１８１を備えず、加熱加圧された繊維ボードＳ４を、外気中に放置するいわゆる自然冷却するようにしてもよい。
【0057】
第２冷却部１８１により冷却され、硬化された繊維ボードＳ４は、第２切断部１６１により、所定の大きさに切断される。
第２切断部１６１は、例えば、超音波カッターである。第２切断部１６１は、固定刃及び移動刃で構成されるカッターでもよい。第２切断部１６１は、例えば、ロータリーカッターでもよい。
切断された繊維ボードＳ４は、繊維ボードトレイ１７０に排出される。なお、第２切断部１６１は、第１切断部１６０と同様の構成であってもよい。
第２切断部１６１は、例えば、超音波カッターである。第２切断部１６１は、固定刃及び移動刃で構成されるカッターでもよい。第２切断部１６１は、例えば、ロータリーカッターでもよい。
切断された繊維ボードＳ４は、繊維ボードトレイ１７０に排出される。なお、第２切断部１６１は、第１切断部１６０と同様の構成であってもよい。
【0058】
このように製造された繊維ボードＳ４は、その表面が防水性を有し、木材ボード、樹脂ボード、樹脂シート等の建材の代替材料として使用されたり、ボード材、シート材、梱包材等として、各種製品の部材として使用される。表面シートＨを予め印刷しておくことにより、繊維ボードＳ４の表面の質感やデザインを変えることができる。また、繊維ボードＳ４は防湿の用途に使用されることもできる。
【0059】
２．繊維ボードの製造条件と強度
下記の表１は、上述の本実施形態に係る、繊維ボードＳ４を製造するときの好ましい条件である、第２繊維構造体Ｓ２に含まれる第２繊維Ｎ１の第１熱可塑性成分の種類と長さ、表面シートＨに含まれる第２熱可塑性成分Ｎ２の種類と厚さ、第２熱融着部１５３による加熱条件などと、製造した繊維ボードＳ４の表面シートＨの接着強度との関係を示す。
下記の表１は、上述の本実施形態に係る、繊維ボードＳ４を製造するときの好ましい条件である、第２繊維構造体Ｓ２に含まれる第２繊維Ｎ１の第１熱可塑性成分の種類と長さ、表面シートＨに含まれる第２熱可塑性成分Ｎ２の種類と厚さ、第２熱融着部１５３による加熱条件などと、製造した繊維ボードＳ４の表面シートＨの接着強度との関係を示す。
【0060】
【表1】
【0061】
表１において、繊維ボードＳ４のＡ１～Ａ４は、本実施形態の好ましい条件によりそれぞれ製造されたものである。なお、以下では、本実施形態の好ましい条件を単に、本実施形態の条件と称する。一方、繊維ボードＳ４のＢ１～Ｂ３は、Ａ１～Ａ４と比較するためのものであり、本実施形態の条件とは異なる条件によりそれぞれ製造されたものである。なお、以下では、繊維ボードＳ４のＡ１等を、単にＡ１等と称する。
【0062】
なお、Ａ１～Ａ４、Ｂ１～Ｂ３において、いずれも本実施形態の条件である、表面シートＨの厚さが５０μｍ以上、４００μｍ以下の範囲、第２熱融着部１５３による加熱温度が２００℃以下などの条件は満たされている。加熱時間は、２０ｓｅｃ～６０ｓｅｃである。
繊維ボードＳ４の接着強度は、相対的な接着強度の程度を示す。例えば、繊維ボードＳ４から表面シートＨが剥がれ難いものを「強」、中程度のものを「中」、剥がれ易いものを「弱」として示す。
繊維ボードＳ４の接着強度は、相対的な接着強度の程度を示す。例えば、繊維ボードＳ４から表面シートＨが剥がれ難いものを「強」、中程度のものを「中」、剥がれ易いものを「弱」として示す。
【0063】
表１を参照しながら、Ａ１～Ａ４について説明する。Ａ１～Ａ４は、いずれも本実施形態の条件である、第２繊維Ｎ１の長さが１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下の範囲を満たしている。
Ａ１～Ａ４において、第２繊維構造体Ｓ２に含まれる第２繊維Ｎ１の第１熱可塑性成分の種類、表面シートＨに含まれる第２熱可塑性成分Ｎ２の種類の関係は、それぞれ、次の通りである。
Ａ１は、いずれも、ポリエチレンを含む。Ａ２は、前者がポリエチレンであり、後者がポリエチレンを含む接着層にＥＶＡ／防水表面にＰＥＴの複合成分となっている。Ａ３は、いずれも、ＰＥＴを含む。Ａ４は、いずれも、ポリプロピレンを含む。
このように、Ａ１～Ａ４において、第２熱可塑性成分Ｎ２と第１熱可塑性成分とは、本実施形態の条件である、同じ熱可塑性成分を含んでいることとなる。
以上のように、Ａ１～Ａ４は本実施形態の条件を満たしており、その結果、強度はいずれも「強」となる。
Ａ１～Ａ４において、第２繊維構造体Ｓ２に含まれる第２繊維Ｎ１の第１熱可塑性成分の種類、表面シートＨに含まれる第２熱可塑性成分Ｎ２の種類の関係は、それぞれ、次の通りである。
Ａ１は、いずれも、ポリエチレンを含む。Ａ２は、前者がポリエチレンであり、後者がポリエチレンを含む接着層にＥＶＡ／防水表面にＰＥＴの複合成分となっている。Ａ３は、いずれも、ＰＥＴを含む。Ａ４は、いずれも、ポリプロピレンを含む。
このように、Ａ１～Ａ４において、第２熱可塑性成分Ｎ２と第１熱可塑性成分とは、本実施形態の条件である、同じ熱可塑性成分を含んでいることとなる。
以上のように、Ａ１～Ａ４は本実施形態の条件を満たしており、その結果、強度はいずれも「強」となる。
【0064】
一方、Ｂ１～Ｂ３において、それぞれ次の点が本実施形態の条件を満たしていなく、強度の程度が「強」よりも弱くなってしまっている。
Ｂ１は、第２熱可塑性成分Ｎ２の種類と第１熱可塑性成分の種類の関係が、ポリエチレンとアクリルであり、異なっている。この結果、Ｂ１の強度は「弱」となる。なお、第２繊維Ｎ１の長さは５ｍｍであり、本実施形態の条件を満たしている。
Ｂ２は、第２繊維Ｎ１の長さが０．５ｍｍであり、本実施形態の条件である１ｍｍ以上ではない。この結果、Ｂ２の強度は「中」となる。なお、第２熱可塑性成分Ｎ２の種類と第１熱可塑性成分の種類はいずれもポリエチレンであり、本実施形態の条件を満たしている。
Ｂ３は、第２繊維Ｎ１の長さが３０ｍｍであり、本実施形態の条件である２０ｍｍ以下ではない。この結果、Ｂ３の強度は「中」となる。なお、第２熱可塑性成分Ｎ２の種類と第１熱可塑性成分の種類はいずれもポリエチレンであり、本実施形態の条件を満たしている。
Ｂ１は、第２熱可塑性成分Ｎ２の種類と第１熱可塑性成分の種類の関係が、ポリエチレンとアクリルであり、異なっている。この結果、Ｂ１の強度は「弱」となる。なお、第２繊維Ｎ１の長さは５ｍｍであり、本実施形態の条件を満たしている。
Ｂ２は、第２繊維Ｎ１の長さが０．５ｍｍであり、本実施形態の条件である１ｍｍ以上ではない。この結果、Ｂ２の強度は「中」となる。なお、第２熱可塑性成分Ｎ２の種類と第１熱可塑性成分の種類はいずれもポリエチレンであり、本実施形態の条件を満たしている。
Ｂ３は、第２繊維Ｎ１の長さが３０ｍｍであり、本実施形態の条件である２０ｍｍ以下ではない。この結果、Ｂ３の強度は「中」となる。なお、第２熱可塑性成分Ｎ２の種類と第１熱可塑性成分の種類はいずれもポリエチレンであり、本実施形態の条件を満たしている。
【0065】
３．熱融着部からの離反面
ここで、図４、図５を用いて、第１熱融着部１５０、第２熱融着部１５３に、溶融又は軟化した第２繊維Ｎ１や第２熱可塑性成分Ｎ２などが付着することを抑制して離反した、第２繊維構造体Ｓ２、繊維ボードＳ４の面について説明する。
図４は、第１熱融着部１５０、第２熱融着部１５３に離型部Ｔ１を設けた例を示し、図５は、第１熱融着部１５０、第２熱融着部１５３に離型シートであるシートＴ２を供給する例を示す。
ここで、図４、図５を用いて、第１熱融着部１５０、第２熱融着部１５３に、溶融又は軟化した第２繊維Ｎ１や第２熱可塑性成分Ｎ２などが付着することを抑制して離反した、第２繊維構造体Ｓ２、繊維ボードＳ４の面について説明する。
図４は、第１熱融着部１５０、第２熱融着部１５３に離型部Ｔ１を設けた例を示し、図５は、第１熱融着部１５０、第２熱融着部１５３に離型シートであるシートＴ２を供給する例を示す。
【0066】
図４に示す離型部Ｔ１、図５に示すシートＴ２は、少なくともシリコン樹脂、及び、フッ素樹脂などのいわゆる非粘着性を有する樹脂の層を含んで構成されている。離型部Ｔ１、及び、シートＴ２は、溶融又は軟化した第２繊維Ｎ１、及び、第２熱可塑性成分Ｎ２などが付着することを抑制することができる。
【0067】
図４に示すように、第１熱融着部１５０は、第１加熱加圧部１５１の下部、及び、第２加熱加圧部１５２の上部における第２繊維構造体Ｓ２と接触する面に、それぞれ離型部Ｔ１が構成される。
第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２は、搬送された第１繊維構造体Ｓ１を挟んで加熱加圧し、第２繊維構造体Ｓ２を成形した後、離反して開放する。このとき、離型部Ｔ１は、第２繊維構造体Ｓ２において溶融又は軟化した第２繊維Ｎ１が、第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２の面に付着することを抑制することができる。
第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２は、搬送された第１繊維構造体Ｓ１を挟んで加熱加圧し、第２繊維構造体Ｓ２を成形した後、離反して開放する。このとき、離型部Ｔ１は、第２繊維構造体Ｓ２において溶融又は軟化した第２繊維Ｎ１が、第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２の面に付着することを抑制することができる。
【0068】
同様に、第２熱融着部１５３の場合も、第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５における繊維ボードＳ４と接触する面に、離型部Ｔ１が構成される。
第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５は、搬送された表面シート付き繊維構造体Ｓ３を挟んで加熱加圧し、繊維ボードＳ４を成形した後、離反して開放する。このとき、離型部Ｔ１は、繊維ボードＳ４おいて溶融又は軟化した第２繊維Ｎ１及び第２熱可塑性成分Ｎ２が、第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５の面に付着することを抑制することができる。
なお、溶融又は軟化した第２繊維Ｎ１及び第２熱可塑性成分Ｎ２の状況により、少なくとも、第１熱融着部１５０、及び、第２熱融着部１５３の一方は、離型部Ｔ１を有することが好ましい。
第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５は、搬送された表面シート付き繊維構造体Ｓ３を挟んで加熱加圧し、繊維ボードＳ４を成形した後、離反して開放する。このとき、離型部Ｔ１は、繊維ボードＳ４おいて溶融又は軟化した第２繊維Ｎ１及び第２熱可塑性成分Ｎ２が、第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５の面に付着することを抑制することができる。
なお、溶融又は軟化した第２繊維Ｎ１及び第２熱可塑性成分Ｎ２の状況により、少なくとも、第１熱融着部１５０、及び、第２熱融着部１５３の一方は、離型部Ｔ１を有することが好ましい。
【0069】
一方、図５に示すように、第１熱融着部１５０は、離型シート供給部である、第１シート搬送部１３６、及び、第２シート搬送部１３８を備える。第１シート搬送部１３６は、第１熱融着部１５０の第１加熱加圧部１５１の下部の面を通過するシートＴ２、及び、シートＴ２を搬送して供給する複数の第１シート搬送ローラー１３７を含んで構成される。第２シート搬送部１３８は、第１熱融着部１５０の第２加熱加圧部１５２の上部の面を通過するシートＴ２、及び、シートＴ２を搬送して供給する複数の第２シート搬送ローラー１３９を含んで構成される。
第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２は、搬送された第１繊維構造体Ｓ１の上下にシートＴ２を挟んだ状態で、加熱加圧し、第２繊維構造体Ｓ２を成形した後、離反して開放する。
第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２は、搬送された第１繊維構造体Ｓ１の上下にシートＴ２を挟んだ状態で、加熱加圧し、第２繊維構造体Ｓ２を成形した後、離反して開放する。
【0070】
このとき、離型シートである上下のシートＴ２は、第２繊維構造体Ｓ２において溶融又は軟化した第２繊維Ｎ１が、第１加熱加圧部１５１、及び、第２加熱加圧部１５２の面に付着することを抑制することができる。
なお、第１熱融着部１５０が加熱加圧する際、第１シート搬送部１３６、及び、第２シート搬送部１３８は、シートＴ２の搬送を停止する。
なお、第１熱融着部１５０が加熱加圧する際、第１シート搬送部１３６、及び、第２シート搬送部１３８は、シートＴ２の搬送を停止する。
【0071】
同様に、第２熱融着部１５３は、第３加熱加圧部１５４の下部の面を通過するシートＴ２、及び、シートＴ２を搬送する複数の第１シート搬送ローラー１３７を含む第１シート搬送部１３６を備える。さらに、第２熱融着部１５３は、第４加熱加圧部１５５の上部の面を通過するシートＴ２、及び、シートＴ２を搬送する複数の第２シート搬送ローラー１３９を含む第２シート搬送部１３８を備える。なお、便宜上、第１シート搬送部１３６及び第２シート搬送部１３８等は、第１熱融着部１５０の場合と同様の符号を用いている。
【0072】
第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５は、搬送された表面シート付き繊維構造体Ｓ３の上下にシートＴ２を挟んだ状態で、加熱加圧し、繊維ボードＳ４を成形した後、離反して開放する。
このとき、上下のシートＴ２は、繊維ボードＳ４において溶融又は軟化した第２繊維Ｎ１及び第２熱可塑性成分Ｎ２が、第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５の面に付着することを抑制することができる。
このとき、上下のシートＴ２は、繊維ボードＳ４において溶融又は軟化した第２繊維Ｎ１及び第２熱可塑性成分Ｎ２が、第３加熱加圧部１５４、及び、第４加熱加圧部１５５の面に付着することを抑制することができる。
【0073】
なお、第２熱融着部１５３が加熱加圧する際、第１シート搬送部１３６、及び、第２シート搬送部１３８は、シートＴ２の搬送を停止する。
また、溶融又は軟化した第２繊維Ｎ１及び第２熱可塑性成分Ｎ２の状況により、少なくとも、第１熱融着部１５０、及び、第２熱融着部１５３の一方に、シートＴ２及びシートＴ２を供給する第１シート搬送部１３６又は第２シート搬送部１３８を有することが好ましい。
また、溶融又は軟化した第２繊維Ｎ１及び第２熱可塑性成分Ｎ２の状況により、少なくとも、第１熱融着部１５０、及び、第２熱融着部１５３の一方に、シートＴ２及びシートＴ２を供給する第１シート搬送部１３６又は第２シート搬送部１３８を有することが好ましい。
【0074】
上述のように、溶融又は軟化した第２繊維Ｎ１が第１熱融着部１５０に付着しない。この結果、第１熱融着部１５０から離反した第２繊維構造体Ｓ２の面は、凹凸が少ない滑らかな形状の緻密な面となって成形される。
表面シートＨは、第２繊維構造体Ｓ２の滑らかな面に、より密着して積層されることができる。また、表面シートＨと第２繊維構造体Ｓ２との間に気泡が生じることも抑制できる。このように成形された第２繊維構造体Ｓ２は、積層された表面シートＨと共に、第２熱融着部１５３で、より強固に融着されることができ、強度が向上される。
表面シートＨは、第２繊維構造体Ｓ２の滑らかな面に、より密着して積層されることができる。また、表面シートＨと第２繊維構造体Ｓ２との間に気泡が生じることも抑制できる。このように成形された第２繊維構造体Ｓ２は、積層された表面シートＨと共に、第２熱融着部１５３で、より強固に融着されることができ、強度が向上される。
【0075】
さらに、溶融又は軟化した第２繊維Ｎ１及び第２熱可塑性成分Ｎ２が第２熱融着部１５３に付着しない。第２熱融着部１５３から離反した繊維ボードＳ４の面も、凹凸が少ない滑らかな形状の緻密な面となって成形され、表面等の強度も向上される。
また、この滑らかな整った面により、繊維ボードＳ４の品質を向上させることができる。そして、繊維ボードＳ４の滑らかな面上に樹脂用のコーティングを品質よく施すこともでき、表面硬度を上げて耐擦性を向上させたり、印刷性を向上させることもできる。
また、この滑らかな整った面により、繊維ボードＳ４の品質を向上させることができる。そして、繊維ボードＳ４の滑らかな面上に樹脂用のコーティングを品質よく施すこともでき、表面硬度を上げて耐擦性を向上させたり、印刷性を向上させることもできる。
【0076】
以上、本実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等されてもよい。
例えば、第１熱融着部１５０、第２熱融着部１５３を、いわゆる平板プレス機の構成の例で説明したが、いわゆるローラープレス機など別の構成にしても構わない。また、第１切断部１６０、第２切断部１６１などの各切断部においても、配置の有無や個数などの変更をしても構わない。
例えば、第１熱融着部１５０、第２熱融着部１５３を、いわゆる平板プレス機の構成の例で説明したが、いわゆるローラープレス機など別の構成にしても構わない。また、第１切断部１６０、第２切断部１６１などの各切断部においても、配置の有無や個数などの変更をしても構わない。
【符号の説明】
【0077】
１…繊維ボード製造装置、１０…粗砕部、３０…解繊部、１００…堆積部、１２０…形状維持シート搬送部、１３０…積層部、１３３…搬送部、１３６…第１シート搬送部、１３８…第２シート搬送部、１４０…バッファー部、１５０…第１熱融着部、１５１…第１加熱加圧部、１５２…第２加熱加圧部、１５３…第２熱融着部、１５４…第３加熱加圧部、１５５…第４加熱加圧部、１６０…第１切断部、１６１…第２切断部、１８０…第１冷却部、１８１…第２冷却部、２００…制御部、ＤＦ…第１繊維、ＤＦ１…混合繊維、Ｈ…表面シート、Ｎ１…第２繊維、Ｎ２…第２熱可塑性成分、ＯＰ…原料、Ｓ１…第１繊維構造体、Ｓ２…第２繊維構造体、Ｓ３…表面シート付き繊維構造体、Ｓ４…繊維ボード、Ｔ１…離型部、Ｔ２…シート。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】