无纺布成型品的制造装置及其制造方法.pdf

将无纺布网(3)载置在成型模具(1)的三维形状的成型面(10)上，从流体喷射构件(2)向该无纺布网(3)喷射水。由此，将无纺布网(3)按压至成型面(10)，使无纺布网(3)的纤维(32)彼此交织，并且，以沿着成型面(10)的三维形状的方式对无纺布网(3)进行成型，制造三维形状的无纺布成型品(5)。

权利要求书1.  一种无纺布成型品的制造装置，其特征在于，所述无纺布成型品的制造装置具有：成型模具(1)，其具有三维形状的成型面(10)；流体喷射构件(2)，其向载置在上述成型模具(1)的上述成型面(10)上的交织前的无纺布网(3)喷射流体，将上述无纺布网(3)按压至上述成型面(10)，使上述无纺布网(3)的纤维(32)彼此交织，并且，以沿着上述成型面(10)的三维形状的方式对上述无纺布网(3)进行成型，制造出三维形状的无纺布成型品(5)。2.  根据权利要求1所述的无纺布成型品的制造装置，其中，在上述成型模具(1)的上述成型面(10)设置有用于使上述流体通过的多个贯通孔(11)。3.  根据权利要求1或者2所述的无纺布成型品的制造装置，其中，上述成型模具(1)在上述成型面(10)具有突起部(12、13、14)，上述流体喷射构件(2)向被刺进了上述突起部(12、13、14)的上述无纺布网(3)喷射上述流体，使上述突起部(12、13、14)贯通上述无纺布网(3)。4.  根据权利要求1至3的任一项所述的无纺布成型品的制造装置，其中，上述流体喷射构件(2)具有多个喷嘴(21A、21B)，该多个喷嘴(21A、21B)从不同方向向上述无纺布网(3)的同一部分喷出流体。5.  一种无纺布成型品的制造方法，其特征在于，所述无纺布成型品的制造方法具有如下工序：在具有三维形状的成型面(10)的成型模具(1)的上述成型面(10)上载置交织前的无纺布网(3)；以及向上述无纺布网(3)喷射流体而将上述无纺布网(3)按压至上述成型面(10)，使上述无纺布网(3)的纤维(32)彼此交织，并且以沿着上述成型面(10)的三维形状的方式对上述无纺布网(3)进行成型，制造出三维形状的无纺布成型品(5)。

说明书无纺布成型品的制造装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及制造无纺布成型品的装置及其制造方法，该无纺布成型品具有例如口罩、过滤器、和在汽车座椅中使用的聚氨酯的增强材料等三维形状。
背景技术
以往，作为无纺布成型品的制造装置，存在记载在日本特开平11－315458号公报(专利文献1)中的装置。该制造装置具有凸模和凹模，并通过该凸模和凹模对无纺布进行冲压成型，制造无纺布成型品。
这里，对上述无纺布的制造进行说明，一般而言，使交织前的无纺布网在热辊之间穿过而进行热压接，从而制造出被交织和压缩的无纺布。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-315458号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，当实际使用上述以往的无纺布成型品的制造装置时，存在如下的问题。
为了由上述无纺布制造上述无纺布成型品，必须预先由无纺布网制造无纺布。由此，需要进行由无纺布网制造无纺布的工序和由无纺布制造无纺布成型品的工序，制造时间增长，制造成本增高。
此外，由于利用上述凸模和凹模的冲压由无纺布制造无纺布成型品，所以在变更无纺布成型品的形状的情况下，需要更换凸模和凹模，模具的数量增多。
此外，由于由上述无纺布制造上述无纺布成型品，所以在无纺布成型品的制造中，多余的部分被在无纺布的状态下去除。由此，由于多余的部分处于通过热处理而被压缩的状态，所以很难对该多余的部分进行再利用。该多余的部分根据产品的不同，有 时候占全部的四成。因此，造成资源的浪费，破坏环境。
此外，在上述无纺布中，无法局部改变密度(每单位面积的质量)、纤维之间的交织度、厚度，并且，由该无纺布制造的无纺布成型品也无法局部改变密度、交织度、厚度。因此，即使局部增大无纺布成型品的密度、交织度或者厚度，也必须增大整个无纺布成型品，造成资源的浪费，破坏环境。
因此，本发明的课题在于提供一种降低制造时间和制造成本、减少模具的数量、减少资源的浪费并且有益于环境的无纺布成型品的制造装置及其制造方法。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明的无纺布成型品的制造装置的特征在于，所述无纺布成型品的制造装置具有：
成型模具，其具有三维形状的成型面；
流体喷射构件，其向载置在上述成型模具的上述成型面上的交织前的无纺布网喷射流体，将上述无纺布网按压至上述成型面，使上述无纺布网的纤维彼此交织，并且，以沿着上述成型面的三维形状的方式对上述无纺布网进行成型，制造三维形状的无纺布成型品。
这里，流体例如是水等液体或蒸汽等气体，具有使无纺布网交织的程度的高圧力。例如，在流体是水的情况下，流体的圧力是10MPa～20MPa。当然，该圧力能够根据无纺布成型品的厚度或硬度等变更。
根据本发明的无纺布成型品的制造装置，由于能够从无纺布网同时一下子进行三维形状的成型和交织，所以能够省去由以往的无纺布网制造无纺布的交织工序，工序变得简单，能够价格低廉地制造无纺布成型品。
此外，由于借助流体喷射构件的流体将无纺布网按压至成型模具，所以流体喷射构件承担在以往的冲压成型中使用的凸模和凹模中的一个模具的作用，能够省略该一个模具。由此，在改变无纺布成型品的形状时，仅改变另一个模具就可以，能够减少模具的数量。
此外，由于用无纺布网借助流体制造无纺布成型品，所以在无纺布成型品的制造中，多余的材料借助流体从无纺布网上以原来的状态被去除，能够对该多余的材料直接进行再利用。因此，减少资源的浪费，有益于环境。
此外，虽然在以往的无纺布中，无法局部改变密度(每单位面积的质量)，但是， 在本发明中，能够在使多余的材料以无纺布网的状态与所需的部分重叠之后，制造无纺布成型品。由此，在本发明中，与由以往的无纺布制造的成型品相比，能够减少原料，有利于环境。
此外，在以往的无纺布中，无法局部改变纤维的交织度和厚度，但是，在本发明中，通过改变喷射到无纺布网的流体的圧力、距离、时间、角度，能够局部改变无纺布成型品的交织度和厚度。由此，在本发明中，能够由最小限度的原料带来无纺布成型品的(由交织度和厚度带来的)功能，有利于环境。
此外，在一个实施方式的无纺布成型品的制造装置中，在上述成型模具的上述成型面上设置有用于使上述流体通过的多个贯通孔。
根据该实施方式的无纺布成型品的制造装置，喷射到无纺布网之后的流体通过成型模具的成型面的贯通孔。由此，能够防止通过了无纺布网的流体碰到成型面之后弹回，从而将无纺布网牢固地按压至成型面，能够由无纺布网准确地进行三维形状的成型与交织。
此外，在一个实施方式的无纺布成型品的制造装置中，
上述成型模具在上述成型面具有突起部，
上述流体喷射构件向被刺进了上述突起部的上述无纺布网喷射上述流体，使上述突起部贯通上述无纺布网。
根据该实施方式的无纺布成型品的制造装置，流体喷射构件向被刺进了突起部的无纺布网喷射流体，使突起部贯通无纺布网。由此，无需预先设置用于使突起部贯通无纺布网的孔，工序就会变得简单，能够减少材料的浪费。
此外，在一个实施方式的无纺布成型品的制造装置中，上述流体喷射构件具有多个喷嘴，该多个喷嘴从不同方向向上述无纺布网的同一部分喷出流体。
根据该实施方式的无纺布成型品的制造装置，上述多个喷嘴从相互不同的方向对无纺布网的同一部分喷出流体。由此，能够更复杂且准确地进行无纺布网的纤维彼此的交织，能够提高无纺布成型品的强度。
此外，本发明的无纺布成型品的制造方法的特征在于，所述制造方法具有如下工序：
在具有三维形状的成型面的成型模具的上述成型面上载置交织前的无纺布网；以及
对上述无纺布网喷射流体而将上述无纺布网按压至上述成型面，使上述无纺布网的纤维彼此交织，并且以沿着上述成型面的三维形状的方式对上述无纺布网进行成型，制造出三维形状的无纺布成型品。
根据本发明的无纺布成型品的制造方法，由于能够从无纺布网同时一下子进行三维形状的成型和交织，所以能够省去由以往的无纺布网制造无纺布的交织工序，工序变得简单，能够低价地制造无纺布成型品。
此外，由于借助流体喷射构件的流体将无纺布网按压至成型模具，所以流体喷射构件承担在以往的冲压成型中使用的凸模和凹模中的一个模具的作用，能够省略该一个模具。由此，在改变无纺布成型品的形状时，仅改变另一个模具就可以，能够减少模具的数量。
此外，由于从无纺布网借助流体制造无纺布成型品，所以在无纺布成型品的制造中，多余的材料借助流体从无纺布网上以原来的状态被去除，能够对该多余的材料直接进行再利用。因此，减少资源的浪费，有益于环境。
此外，在以往的无纺布中，无法局部改变密度(每单位面积的质量)，但是，在本发明中，能够在使多余的材料以无纺布网的状态与所需的部分重叠之后，制造无纺布成型品。由此，在本发明中，与由以往的无纺布制造的成型品相比，能够减少原料，有利于环境。
此外，在以往的无纺布中，无法局部改变纤维的交织度和厚度，但是，在本发明中，通过改变喷射到无纺布网的流体的圧力、距离、时间、角度，能够局部改变无纺布成型品的交织度和厚度。由此，在本发明中，能够由最小限度的原料带来无纺布成型品的(由交织度和厚度带来的)功能，有利于环境。
发明效果
根据本发明的无纺布成型品的制造装置，由于具有成型模具和流体喷射构件，所以能够由无纺布网借助流体来制造无纺布成型品，降低制造时间和制造成本，减少模具的数量，减少资源的浪费并且有益于环境。
根据本发明的无纺布成型品的制造方法，由于对无纺布网喷射流体来制造无纺布成型品，所以能够降低制造时间和制造成本，减少模具的数量，减少资源的浪费并且有益于环境。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式的无纺布成型品的制造装置的简略结构图。
图2A是示出无纺布成型品的制造方法的说明图。
图2B是示出无纺布成型品的制造方法的说明图。
图2C是示出无纺布成型品的制造方法的说明图。
图2D是示出无纺布成型品的制造方法的说明图。
图2E是示出无纺布成型品的制造方法的说明图。
图2F是示出无纺布成型品的制造方法的说明图。
图2G是示出无纺布成型品的制造方法的说明图。
图2H是示出无纺布成型品的制造方法的说明图。
图3A是示出本发明的第2实施方式的无纺布成型品的制造装置的简略结构图。
图3B是示出其他的无纺布成型品的制造装置的简略结构图。
具体实施方式
以下，根据图示的实施方式详细说明本发明。
(第1实施方式)
图1是示出该发明的第1实施方式的无纺布成型品的制造装置的简略结构图。如图1所示，该制造装置具有：成型模具1，其具有三维形状的成型面10；以及水喷射器2，其对上述成型模具1的成型面10喷射水。水喷射器2是流体喷射构件的一例。
上述成型模具1的上述成型面10由包含4个侧面和1个上表面的5面体构成。在该成型面10上设置有多个贯通孔11，该贯通孔11使从水喷射器2喷射的水通过。该成型面10例如由金属网形成。
在上述成型面10的上表面设置有销形的定位用突起部12和箱形的孔形成用突起部13。在上述成型面10的1个侧面设置有滑梯形的槽形成用突起部14。
上述水喷射器2具有门形的主体部20和设置在该主体部20的多个喷嘴21。该喷嘴21的喷出孔21a被设置在门形的主体部20的朝向内侧的3个面上。
上述水喷射器2被设定为能够横跨上述成型模具1的大小。成型模具1能够相对于水喷射器2相对接近或远离。即，能够使喷嘴21的喷出孔21a依次对置而从该喷 出孔21a向成型模具1的成型面10的全部区域喷射水。该水的圧力是使后述的无纺布网3交织的程度的高圧力，例如，是10MPa～20MPa。
接着，说明使用上述结构的制造装置而由无纺布网3制造无纺布成型品5的方法。
首先，如图2A所示，层叠多个纤维，制造无纺布网3。在该无纺布网3的制造中使用以往公知的方法(干式法和湿式法等)。纤维例如由聚酯构成。无纺布网3是对纤维之间进行交织之前的网，也称作绒。这里，纤维之间的交织是使纤维之间结合起来而使它们缠绕。
然后，如图2B所示，在上述无纺布网3的预先确定的位置处加工出十字状的缝隙30和贯通的孔部31。该缝隙30的位置与上述成型模具1的定位用突起部12的位置对应，该孔部31的位置与上述成型模具1的孔形成用突起部13的位置对应。
然后，如图2C所示，以使无纺布网3的一个面与上述成型模具1的成型面10对置的方式，将上述交织前的无纺布网3载置在上述成型面10上。于是，如图2D所示，成型模具1的定位用突起部12被刺进无纺布网3的缝隙30，成型模具1的孔形成用突起部13被嵌入无纺布网3的孔部31。这时，虽然定位用突起部12的末端未从无纺布网3露出，但是可以从缝隙30露出。
然后，使载置在上述成型面10的上述无纺布网3向上述水喷射器2内移动。然后，从水喷射器2向无纺布网3的另一面喷射水。
由此，如图2E所示，将上述无纺布网3按压至上述成型面10，使无纺布网3的纤维32彼此交织，并且，以沿着成型面10的三维形状的方式对无纺布网3进行成型。在图中，使成型面10相对于喷嘴21从左向右进行移动。
这时，喷射到上述无纺布网3之后的水通过成型面10的贯通孔11。由此，能够防止通过了无纺布网3的水碰到成型面10之后弹回，从而将无纺布网3牢固地按压至成型面10，能够由无纺布网3准确地进行三维形状的成型与交织。
此外，如图2F所示，从水喷射器2向被刺进了上述定位用突起部12的无纺布网3喷射水，使定位用突起部12贯通无纺布网3，将无纺布网3卡定在定位用突起部12而进行定位。图中，使成型面10相对于喷嘴21从左向右进行移动。由此，无需预先设置用于使定位用突起部12贯通无纺布网3的孔，工序变得简单，能够减少材料的浪费。
这样，由上述无纺布网3同时一下子进行三维形状的成型和交织，如图2G所示， 制造出无纺布成型品5。该无纺布成型品5具有沿着上述成型面10的三维形状。
然后，对载置在上述成型面10的无纺布成型品5进行干燥、冷却，如图2H所示，从成型模具1中卸下无纺布成型品5。在该无纺布成型品5上，在与上述定位用突起部12对应的位置处形成孔，在与上述孔形成用突起部13对应的位置处形成孔，在与上述槽形成用突起部14对应的位置处形成槽。
上述无纺布成型品5例如是口罩、过滤器、和在汽车座椅中使用的聚氨酯的增强材料等。该增强材料是指在配置在座椅的座面侧的聚氨酯与配置在座椅的背面侧的背面部件之间配置的材料，防止聚氨酯的剥离，并防止聚氨酯与背面部件之间的摩擦音。
根据上述结构的无纺布成型品的制造装置和制造方法，由于能够由无纺布网3同时一下子进行三维形状的成型和交织，所以能够省去由以往的无纺布网3制造无纺布的交织工序，工序变得简单，能够价格低廉地制造无纺布成型品5。
此外，借助水喷射器2的水将无纺布网3按压至成型模具1，所以水喷射器2承担在以往的冲压成型中使用的凸模和凹模中的一个模具的作用，能够省略该一个模具。由此，在改变无纺布成型品5的形状的情况下，仅改变另一个模具就可以，能够减少模具的数量。
此外，由于用无纺布网3借助水制造无纺布成型品5，所以在无纺布成型品5的制造中，多余的材料借助水从无纺布网3上以原来的状态被去除，能够对该多余的材料直接进行再利用。因此，减少资源的浪费，有益于环境。
此外，虽然在以往的无纺布中，无法局部改变密度(每单位面积的质量)，但是在本发明中，能够在使多余的材料以无纺布网3的状态与所需的部分重叠之后，制造无纺布成型品5。由此，在本发明中，与由以往的无纺布制造的成型品相比，能够减少原料，有利于环境。
此外，在以往的无纺布中，无法局部改变纤维之间的交织度和厚度，但是，在本发明中，通过改变喷射到无纺布网3的水的圧力、距离、时间、角度，能够局部改变无纺布成型品5的交织度和厚度。由此，在本发明中，能够由最小限度的原料带来无纺布成型品5的(由交织度和厚度带来的)功能，有利于环境。
(第2实施方式)
图3A、图3B是示出该发明的第2实施方式的无纺布成型品的制造装置的主要部分放大图。该第2实施方式与上述第1实施方式(图2E)相比，仅喷嘴的结构不 同。以下仅说明该不同的结构。
如图3A所示，第1喷嘴21A和第2喷嘴21B从相互不同的方向向无纺布网3的同一部分喷出水。第1喷嘴21A的喷出方向是与成型面10垂直的方向。第2喷嘴21B的喷出方向是相对于成型面10倾斜45°的方向。
由此，能够更复杂且准确地进行无纺布网3的纤维32之间的交织，能够提高无纺布成型品5的强度。
另外，如图3B所示，也可以使第1喷嘴21A的喷出方向为与第2喷嘴21B的喷出方向左右对称地相对于成型面10傾斜135°的方向。
另外，本发明不限定于上述实施方式。例如，也可以各种各样地组合上述第1、上述第2实施方式各自的特征点。
在上述实施方式中，虽然使用门型的水喷射器2作为上述流体喷射构件，但是，也可以是能够进行局部喷射的机械手臂。
在上述实施方式中，虽然使用水作为流体，但是，也可以是水以外的液体、或蒸汽等气体。流体具有使无纺布网3交织的程度的高圧力。当然，该圧力可根据无纺布成型品5的厚度和硬度等改变。
在上述实施方式中，也可以将向上述无纺布网3的相同部分喷出水的喷嘴21、21A、21B的数量设为1个或2个，但是，也可以是3个以上。
在上述实施方式中，虽然在上述成型面10上设置了上述贯通孔11，但是，也可以对其进行省略。
在上述实施方式中，虽然在上述成型面10上设置了上述突起部12，13，14，但是，也可以对这些中的至少一个进行省略。
标号说明
1：成型模具；10：成型面；11：贯通孔；12：定位用突起部；13：孔形成用突起部；14：槽形成用突起部；2：水喷射器(流体喷射构件)；20：主体部；21、21A、21B：喷嘴；21a：喷出孔；3：无纺布网；30：缝隙；31：孔部；32：纤维；5：无纺布成型品。