(57)【要約】【課題】メラミンフォームにおける加熱圧縮時間は特許文献などの記載からも理解できるように長く、一般市場に流通する生活用品や、口腔内用品においてはコストに跳ね返り製品化が困難である。そこでメラミンフォームのカット方法の変更や圧縮力の向上に注目し、量産、商品の安定化からコストダウンだけに言及し発明の課題とした。【解決手段】熱硬化性樹脂発泡体であり、同時に優れた断熱材であり保温材でもあるメラミンフォームの熱伝導プロセスを知り、効率よく加熱圧縮が進行するように圧縮面に対し平行にカット分割し構成壁の反発力を軽滅すると同時に、メラミンフォーム自体を利用して圧縮力を向上させ量産を可能にした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮面に対し平行且数段にカット分割し、その一部が連結した形状のメラミンフォームを加熱圧縮することを特徴としたメラミンフォーム製品。
【請求項２】
圧縮面に対し一部が連結した形状で垂直にカット分割したことを特徴とする請求項１に記載のメラミンフォーム製品。
【請求項３】
圧縮面に対し一部が連結した形状で垂直にカット分割し、圧縮面に対しその一部が連結する部分をカットすることで、のれん形状となったことを特徴とする請求項１に記載のメラミンフォーム製品。
【請求項４】
加熱圧縮面に対し平行且数段にカット分割する工程と、その一部が連結した形状のメラミンフォームを加熱圧縮する工程と、加熱圧縮面に対し一部が連結した形状で垂直にカット分割したことを特徴とする請求項１に記載のメラミンフォーム製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、圧縮メラミンフォーム製品とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】メラミンフォームは、ドイツ・ＢＡＳＦ社の製造販売品が国内シェアの大半であり、原反品を各企業が購入し、カット加工後ホームセンター等でキッチンの清掃用品として販売されており、次項にメラミンフォームに関する特許文献を列記した。【０００３】
【特許文献１】  特開平１１−１２８１３７号公報。
【特許文献２】  実用新案登録第３０６５２１５号公報。
【特許文献３】  特開２００３−２５０８１８号公報。など多数存在し、二次加工として加熱圧縮を施し引っ張り強度及び、引き裂き強度の上昇を記載した文献を次項に列記した。【０００４】
【特許文献４】  特開平５  ３０１２９１号公報。
【特許文献５】  特開２００２  ２０１２９９号公報。
【特許文献６】  特許第３６７４９０７号公報。
【特許文献７】  特許第４９６３５５２号公報。など多数存在し、［特許文献４］は断熱治具に関しての文献で、［特許文献５］及び［特許文献６］は清掃用品に関しての文献で、［特許文献７］は歯面に付着した生体外由来の着色汚れを除去することを目的とする文献である。その他にも、
【特許文献８】  特開２０００−２８８４８２号公報
【特許文献９】  特許昭６３−８９７６号公報も存在し、［特許文献８］は義歯の清掃を目的とした文献で、［特許文献９］はメラミンフォームの製造方法に関する文献である。その他にも本発明者が特許出願した文献も存在する。
【発明の開示】
【発明者が解決しようとする課題】
【０００５】メラミンフォームの加熱圧縮に関する文献は多数存在する。しかし、その方法、条件に関して詳細な記載は限られる。由一、特開２００２−２０１２３９号文献に加熱圧縮に要する時間の記載はあるが１分及び１５分の２例だけで長い。この製造時間では一般市場に流通する生活、口腔内用品においてはコストに跳ね返り国内製造においての商品化は絶望的といえる。本発明者はこれまでにメラミンフォームに関する文献を出願してきたが、今回は圧縮メラミンフォーム製品の品質の安定と量産によるコストダウンをメラミンフォームの厚さ（加熱圧縮に好適な寸法）とカット方法から考察し製造時間の短縮を課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００６】メラミンフォームは熱硬化性樹脂発泡体であり、同時に優れた断熱材、保温材でもあることから加熱圧縮には好適な条件が当然不可欠となる。メラミンフォームの熱伝導メカニズムを実験から知り、効率よく加熱圧縮が進行するメラミンフォームの厚さと、圧縮面に対し平行且数段にカット分割することで互いの反発力をクッション材として利用し高圧力及び、均等な圧力をメラミンフォーム圧縮面に加えると同時に、数段にカット分割することで構成壁の反発力をを軽減する手段を考察し実施した。
【発明の効果】
【０００７】加熱圧縮工程において表３及び表４に示す好適なメラミンフォームの厚さを知ることと、圧縮面に対し平行且数段にカット分割することで、加熱圧縮に要する時間は平均６秒となった。この短縮によりメラミンフォーム表面の変色も軽減し不良率も低下した。又、メラミンフォームを平行且数段にカット分割する際に一部を連結させる形状とすることで、メラミンフォームを正確に積み重ねる行為や、メラミンフォームのカット寸法の微細な差から生じる周囲の圧縮不良の切断加工がなくなっただけでなく、圧縮面に対し一部が連結した形状で垂直にカット分割し蛇腹状に折り畳むだけで製品となり後はパッケージング作業だけで商品となる。この一連の工程削減からコストの大半を占める人件費も低下し、量産を実現できた。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】以下、本発明を実施するための最良の形態を使用メラミンフォームの物性、従来の加熱圧縮方法と範囲、そして本発明の形態を図及び、実施結果を示す表及びグラフを基に順に説明する。【０００９】メラミンフォームの製造方法は文献によると、「少なくとも５０重量％がメラミンとホルムアルデヒドを縮合したものを含み、かつ５０重量％以下のアミノー、アミドー、ヒドロキシルーまたはカルボキシル基を含有する熱硬化性プラチック成形剤とアルデヒド縮合生成物をベースとする弾性的発泡体。」とあり、その物性は「ＪＩＳＫ６４０１による密度が５〜５０ｋｇ／ｍ３、ＪＩＳＫ６３０１による引っ張り強度が０．６〜１．６ｋｇ／ｍ２、ＪＩＳＫ６３０１による破断時の伸び率が８〜２０％、ＪＩＳＫ６４０２の測定によるセル数８０〜３００個／２５ｍｍのもの。」と記載されている。【００１０】現在、市販される普及品のメラミンフォームの物性をより詳細に示すと、密度が１０ｋｇ／ｍ３以下（８〜１０ｋｇ／ｍ３）、セル数１５０〜２００個／ｍｍの熱硬化性樹脂発泡体で弾性に豊み反発力も強い。それに加え断熱性、保温力に優れていることから加熱圧縮は容易とはいえない。【００１１】このメラミンフォームを２００ｍｍ×２００ｍｍの正方形にカットし、厚さを８〜２０ｍｍの範囲において変更して実験を進めた。その際のプレス機は上下より１８０〜２５０℃の温度調整が可能であり、上記寸法に対し掛る圧縮力は最大で５００ｋｇである。【００１２】このプレス機における上下プレート表面の温度を各２１０℃位に加熱し、圧縮力を４００ｋｇ位に設定し、上記メラミンフォーム形状品を２〜２０ｍｍの各厚さにおいて３０秒の加熱圧縮時間で表面に変色が見られず、正確な圧縮比を獲られた場合を○と示し、変色が見られたり２４時間放置後厚さの変化が肉眼でも確認できた場合を△、圧縮比を達成できなかった場合を×とし表１に示した。【００１３】
【表１】
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【００１４】次に、プレス機の条件は同一とし、加熱圧縮時間を１０秒と設定した場合の圧縮状態を示したものが表２である。（○△×の内容同一）【００１５】
【表２】
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（表１）で記載したメラミンフォーム厚さ２０ｍｍは、加熱圧縮時間１０秒では所定の圧縮比の実現は不可能であるため省略した。【００１６】上記した加熱温度、圧縮条件下においては（表１及び２）から理解できるように加熱圧縮範囲は決まってしまう。現状の実施条件とメラミンフォーム形状は上記したとおりで、厚さ８〜１０ｍｍを４ｍｍに加熱圧縮するものであり、圧縮比率は１／２〜１／２．５であり１０秒の加熱圧縮時間でほぼ正確な寸法を実現できることから製品化されている。【００１７】しかし、上記以上の高圧縮には各条件が必要となる。１に、加熱温度を上昇させる。２に、圧縮に要する圧力を上昇させる。換言すればメラミンフォームの容積を減少させることである。１のように加熱温度を２３０℃以上に設定すると圧縮に要する時間は短縮させる。しかし、メラミンフォームの物性（保湿性）から熱は表面付近で蓄積され、断熱性から内部に浸透しないため表面だけが黄色く変色し製品とはならない。２のように圧力を上昇させると厚さ８ｍｍ以下の場合、メラミンフォームが弾性的発泡体であることからプレス機上下面が接触してしまい圧力が正確に伝わらないことになる。表１及び２における厚さ８〜２ｍｍの範囲において獲られる圧縮比はほぼ同一である。これは厚さ８ｍｍにおいて圧縮時のメラミンフォームの厚さが０．５〜１ｍｍに設定されており、厚さ５ｍｍ以下ではプレス機上下面が接触し圧力が正確に伝わっていないためである。【００１８】そこで本発明者は、メラミンフォーム１を圧縮面に対し平行且数段にカット分割し、その一部が連結した形状とし図１に斜射図で示し、カット分割部を平行分割部２と記載し、一部が連結している部分を平行連結部３と記載した。上記した同一条件で加熱圧縮した結果を２段の場合を（表３）、３段の場合を（表４）に記載した。【００１９】
【表３】
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【００２０】
【表４】
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【００２１】表３においては、８ｍｍ（４ｍｍ×２）と１０ｍｍ（５ｍｍ×２）の場合の２例が加熱圧縮時間６秒の短時間において１／１０の圧縮比を獲ることができ、加熱圧縮後２４時間以上放置しても寸法の変化（バックラッシュ現象）は認められなかった。４ｍｍ（２ｍｍ×２）と６ｍｍ（３ｍｍ×２）においては上記したようにプレス機の上下板が接解状態になってしまうことで圧力が分散してしまうため寸法の多少の変化と加熱温度上昇（薄いため断熱性、保温性不足）から変色も見られた。又、１２ｍｍ（６ｍｍ×２）の場合は加熱圧縮時間を１２秒にすることで１／１０の圧縮比を獲ることが可能となる。１６ｍｍ（８ｍｍ×２）の場合、上記条件においては加熱圧縮時間を１２秒にしても１／５の圧縮比迄しか獲ることができなかった。【００２２】次に表４では、９ｍｍ（３ｍｍ×３）と１２ｍｍ（４ｍｍ×３）の場合の３例が加熱圧縮時間６秒において１／１０の圧縮比を獲ることができ、バックラッシュ現象も認められなかった。６ｍｍ（２ｍｍ×３）においては上記理由同様１／１０の圧縮比を獲ることはできなかった。又、１５ｍｍ（５ｍｍ×３）では加熱圧縮時間を１２秒に延長することで１／７の圧縮比は獲られ、１／１０の圧縮比の場合は、加熱圧縮時間を１２秒に延長するだけでは無理であり圧力上昇も必要となる。しかし、加熱圧縮時間の延長は変色（品質低下）、コスト上昇（量産不可）となり、圧力上昇も表層部の変色の原因となる。１８ｍｍ（６ｍｍ×３）においては１／５付近が上記条件では限界で、２４ｍｍ（８ｍｍ×３）においては上下から加熱してもメラミンフォーム１中央付近迄、熱伝導が進まず１／２の圧縮比が限界であった。【００２３】又、４ｍｍ（２ｍｍ×２）、６ｍｍ（３ｍｍ×２）の２段の場合や、６ｍｍ（２ｍｍ×３）の３段の場合は、そのメラミンフォーム１を重ねることでより多くの加熱圧縮が一度に可能となる。当然、カット刃を改造して４段以上にすることもできる。【００２４】上記方法で加熱圧縮した圧縮メラミンフォーム１Ａの形状を図２で示した。この圧縮メラミンフォーム１Ａに対し製品の用途（生活用品、清掃用品、口腔内用品、爪磨き用品、マニキュア前工程等）に適合する大きさ及び数量に合わせてカットした際のカット部を垂直分割部４とし、連結部を垂直連結部５と示した。【００２５】図２に示した圧縮メラミンフォーム１Ａを垂直分割部４から蛇腹形状に折り畳んだ形状を図３で示した。図３においては垂直連結部５で連結しており使用時にハサミやカッター等の必要はなく容易に９枚の小片になり、平行連結部５から切り離すことで３枚と合わせ１２枚の小片となり使用者に対する利便性と同時に、１枚づつ正確に積み重ねパッケージングする必要もなく製造者サイドにとっても有利である。【００２６】次に、メラミンフォームのカットについてである。本発明者は特許公開前ではあるが平成２７年６月５日（特願２０１５−１４０８４９号文献）に特許出願している。このカット方法は市販されるカッターの刃を連結した刃とし、治具を使用して厚さ４ｍｍ×２００ｍｍ×２００ｍｍの形状の圧縮メラミンフォームを１０分割し、厚さ４ｍｍ×８ｍｍ×４０ｍｍの圧縮メラミンフォームが１１連結した製品を２工程をもって１０組製���する方法であった。この方法は口腔内専用として現在使用しているが、この方法からカット刃のヒントを獲て刃物と治具を製造した。【００２７】カット刃の形状を図４及び図５に示した。図４はストレート型カット刃６であり、図５は波型カット刃７である。各刃物の全長は最低でも２５０ｍｍ以上必要である。その理由は上記したように２００ｍｍ×２００ｍｍの正方形のメラミンフォームをカット分割するためである。切断に使用する面が２１０ｍｍ以上必要で両端２０ｍｍは各カット刃を弓のこのように引っ張り穴で左右に張る目的と、その内側部分（カット刃の厚さプラス０．１〜０．５ｍｍ）にカット刃が移動する隙間を持つ治具を両端に設け、ストレート型カット刃６又は、波型カット刃７が正確に左右に移動することで、メラミンフォームを圧縮面に対し平行且数段にカット分割できる。２段の場合はカット刃を一枚とし実行した。３段で各５ｍｍの寸法が必要な場合は、１５ｍｍ厚のメラミンフォームを使用し平行にカット分割後、メラミンフォームの天地逆転して同工程を実施すれば３分割できる。それ以上のスピードを要する場合はカット刃を同寸法にて２段とすれば１工程にて３分割が可能である。２段の場合カット刃に掛る摩擦応力は当然増加するがメラミンフォームの厚さ１８ｍｍを６ｍｍに３分割する迄の寸法においては下記に記載したカット刃寸法で加工することが可能であった。【００２８】そのカット刃の詳細な寸法と全長は２７０ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ以下が好適であり、片刃、両片どちらでも良いが好適には両片の方が上下メラミンフォームに対しカット面にて同圧力（摩擦応力）が係るため寸法の変位が生じにくい。このカット刃を引っ張り穴８により弓ノコのように引っ張って使用することが好適であるが刃物自体に一定の厚さがあれば、刃物だけにおいても充分といえる。カット厚さ寸法の変位は上記した治具の寸法を変更することで容易に調整できる。【００２９】図５に示した波型カット刃７を発想したのは、メラミンフォームは弾性的発泡体であり柔軟といえ、セル（気泡）を有する形状から食パンを連想したためで、食パン用ナイフは刃部が波型状であったためであり容易且正確にカット分割することができた。ただし、メラミンフォーム自体は弾性を有することから柔軟であると思われるが、その粒子自体は金属同等値のＨｖ１５０レベルであり刃物は取り替え可能か容易に研げるものでなければならない。【００３０】これ迄の説明により、発明を実施するための最良の形態を、カット方法、圧縮方法、製品のパッケージング迄説明してきたが総括として本発明の優位性を、加熱圧縮範囲を示す折れ線グラフ１と、各作業時間の対比を示す表５に記載した。【００３１】（グラフ１）
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【００３２】実線は表１のメラミンフォームにおける厚さ別の圧縮比の限界を示し（加熱圧縮時間３０秒間）、表２の結果（表１と同一条件で加熱圧縮時間１０秒間）を点線で、圧縮面に対し平行にカット分割し、その一部が連結したメラミンフォーム（２段の場合）を同一条件で加熱圧縮した結果（加熱圧縮時間６秒間）を一点斜線で、同条件同時間の３段の場合を二点斜線で示した。【００３３】グラフ１において厚さ８ｍｍの場合（３段は９ｍｍ）を抜粋して説明する。従来の一枚の場合を実線（表１）、点線（表２）で示した。実線は加熱圧縮時間が３０秒で圧縮比は１／５が限界であり、点線は加熱圧縮時間が１０秒で圧縮比は１／３が限界である。それに対し２段（８ｍｍの２分割）の場合を一点斜線（表３）で示したが、加熱圧縮時間が６秒で圧縮比は１／１０となり、３段（９ｍｍの３分割）の場合を二点斜線（表４）で示したが同一の圧縮比１／１０となった。つまり、厚さ８ｍｍの２段の場合はその一枚が０．４ｍｍ位、厚さ９ｍｍの３段の場合はその一枚が０．３ｍｍ位となり布のような形状に仕上がった。【００３４】この方法は本発明者が平成２７年６月５日に、発明の名称「メラミンフォームとその圧縮方法」と示し特許出願２０１５−１４０８５０号文献として出願しているがこの方法はメラミンフォームの圧縮力を向上する目的から、予め、加熱圧縮したメラミンフォームをプレス機下面上に置いて治具として使用する方法である。これに続がったヒントは、捺印する際にクッション材を使用することで圧力が全面に対し正確且最大に伝わることからである。ただ、クッション治具とした場合は、数百枚の加熱圧縮で取り変える必要があることと量産にはならない。又、予めカットしたメラミンフォームを積み重ねて加熱圧縮すると、積み重ねる作業時間と正確に積み重ねたとしても、カットの際の個体差（カット寸法の誤差）からメラミンフォームの周囲が正確に加熱圧縮できず周囲を後工程でカットする必要と、パッケージングに長時間を要することになり能率が著しく低下する。最後の一枚づつ加工し製品にした圧縮メラミンフォームと本発明製品との加工時間の対比を表５として示した。【００３５】
【表５】
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【００３６】表５の説明は、厚さ９ｍｍ×２００ｍｍ×２００ｍｍのメラミンフォームを平行且３段にカット分割し、その一部が連結した形状のものを本発明品とし、厚さ３ｍｍ×２００ｍｍ×２００ｍｍに予めカットしたものを従来品とした。本発明品は二枚刃を使用し一工程にてカット分割した。従来品についてはメラミンフォームを原反からカットしてくれる当業者においても厚さ８ｍｍ以下のカット注文はできないため、本発明者が別のカット治具を使用してランダムに切断したため寸法差は多少生じたが、厚さ３ｍｍにカットしそれを使用した。カットに用した時間は１枚に付き１０秒と同じため３倍して３０秒とした。次に、プレス機下面にメラミンフォームを正確に積み重ねる圧縮前工程は、ただ置くだけの本発明においては５秒に対し、３枚を積み重ねる必要がある従来の場合は最低でも３０秒を要した。加熱圧縮時間は相方とも６秒であった。しかし、個別カットしたメラミンフォームには微細であっても寸法差が生じ周囲カットが必要となり、それに必要な時間は少なくとも１８０秒を要する。製品寸法カット図２においては、本発明の場合１５秒に対し同数を製造するためには３枚のメラミンフォームを必要とするため４５秒となる。最終工程のパッケージングは本発明では図３に示すように垂直分割部４から蛇腹折りするだけで２０秒で終了するが、従来は一枚一枚正確に積み重ねる工程となり、１２枚を重ねるためには１８０秒を要する。【００３７】全の工程を合計すると従来品の場合、合計で４７１秒を要するのに対し、本発明品の場合は５６秒となり７倍以上の効率となることからコストダウンは当然、人の手を多数介さないため製品の正確さ等も向上した。【００３８】メラミンフォームがドイツで生まれた当初は、建築用壁材（防火、防音、耐熱、保温）に好適とされたメラミンフォームのセル（気泡）を潰し、引っ張り強度、引き裂き強度を向上させ、構成壁（ブリッジ）を利用して清掃用品等として使用することは本来の物性とは異なり、物性の優位性に逆行するように思量できる。しかし、着色汚れ除去力は他に類をみないほど優れており清掃用品等として注目されることは当然である。ならば布や不織布の形状のように清掃用品等として好適な厚さ（１ｍｍ以下）とし、加熱圧縮により強度上昇することは周知の事実で、その圧縮比が上昇すれば各強度も上昇し、清掃力に変化がないとなれば当然高圧縮を容易に実現する方法を考察し、その製品を開発することが必要でこれを示したものが本発明である。【００３９】メラミンフォームは、それを構成する構成壁（ブリッジ）が微細（１〜１０μｍ）であと同時に脆く、くだけた粒子（０．１〜０８μｍ）が着色で汚れた凹部に入り込み、砂消しゴム（サンドパーパー）の原理をもって汚れを除去する。又、メラミンフォーム自体を柔軟（曲げ、圧縮に必要な荷重の低下）にさせる方法は、ＰＨ値の偏った液体に漬け置くか、水洗い後脱水機による回転力か、一番容易な方法は自重を有するローラー等により「くり返しの荷重」を加えることで瞬時に応力は低下する。しかし、反発力（弾性）にはほとんど変化がなく、水に浸し圧縮状態としても乾燥と同時に復元し、吸引（バキューム）の場合も同様である。メラミンフォームの反発力（弾性）を変色なく喪失されるためには断熱性、保温性に優れたメラミンフォーム内部全体に反発力（弾性）を喪失させるために好適な温度を浸透させる必要がある。又、メラミンフォーム全体に均等な圧力が加わり、反発力（弾性）軽減の目的から構成壁を短かくカットすることが有効であった。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】圧縮面に対し平行にカット分割し、その一部が連結した形状のメラミンフォームの斜射図。
【図２】圧縮面に対し平行にカット分割し、その一部が連結した形状のメラミンフォームを加熱圧縮した後、圧縮面に対し一部が連結した形状で垂直にカット分割された圧縮メラミンフォームの斜射図。
【図３】圧縮面に対し平行にカット分割し、その一部が連結した形状であるメラミンフォームを加熱圧縮後に、圧縮面に対し一部が連結した形状で垂直にカット分割された圧縮メラミンフォームを、垂直にカット分割面より折り畳んだパッケージング前の製品の斜射図。
【図４】本発明におけるメラミンフォーム及び圧縮メラミンフォーム用ストレート型カット刃の形状を示した斜射図。
【図５】本発明におけるメラミンフォーム及び圧縮メラミンフォーム用波型カット刃の形状を示した斜射図。
【符合の説明】
【００４１】１、  メラミンフォーム。
１Ａ、圧縮メラミンフォーム。
２、  平行分割部（圧縮面に対して）。
３、  平行連結部。
４、  垂直分割部（平行分割部に対して）。
５、  垂直連結部。
６、  ストレート型カット刃。
７、  波型カット刃。
８、  引っ張り穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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