(57)【要約】【課題】  従来のメラミンフォームを加熱圧縮する方法においては、設備が大型となり、加熱に高温を要し、圧縮にも長時間が必要であった。又、高温と長時間を要することから圧縮メラミンフォーム加工面が変色し不良品も多く発生した。これらの課題と、圧縮メラミンフォーム使用面の剥離破壊の軽減、引張り強度の向上を課題とした。【解決手段】  メラミンフォームを加熱圧縮する際、加熱プレス下型上にクッション材を置き加熱圧縮することで、メラミンフォーム平面全体に均等且、強い加圧力が生じる。又、このクッション材は充分な弾力性と保温性と耐熱性を有し、低温によっても短時間、低圧力で好適な圧縮比を実現でき、メラミンフォーム清掃面のみを高圧縮状態とし、硬度が上昇すると同時に剥離破壊率も軽減した。それに加え、引張り強度向上のために必要な熱可塑性樹脂の含浸も一工程をもって完了する技術となった。【選択図】図５
2017000695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱プレス下型に耐熱性クッション材を置き、その上にメラミンフォームを重ね置いた後、加熱プレス上型を下降させ圧縮することで、メラミンフォームを加熱圧縮し、上型接触面をより高密度に圧縮した歯面清掃用メラミンフォーム。
【請求項２】
加熱プレス下型に耐熱性クッション材を置き、その上に剥離性向上を目的とした表面処理を施した薄鋼板と、熱可塑性樹脂と、圧縮するメラミンフォームの順で重ね置き、加熱プレス上型を下降させ圧縮することで、メラミンフォームを加熱圧縮し、上型接触面をより高密度とし且、メラミンフォーム下面に熱可塑性樹脂を含浸させた歯面清掃用メラミンフォーム。
【請求項３】
請求項２において含浸樹脂材が熱可塑性樹脂フォームであることを特徴とする歯面清掃用メラミンフォーム。
【請求項４】
加熱プレス下型に耐熱性クッション材を置く工程と、その上にメラミンフォームを重ね置いた後、加熱プレス上型を下降させ圧縮する加熱圧縮工程により、上型接触面をより高密度に圧縮した歯面清掃用メラミンフォームの製造方法。
【請求項５】
加熱プレス下型に耐熱性クッション材を置く工程と、その上に剥離性向上を目的とした表面処理を施した薄鋼板と、熱可塑性樹脂と、圧縮するメラミンフォームの順で重ね置く工程と、加熱プレス上型を下降させ圧縮する加熱圧縮工程により、上型接触面をより高密度に圧縮し且、メラミンフォーム下面に熱可塑性樹脂を含浸させた歯面清掃用メラミンフォームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、メラミンフォームとその圧縮方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  メラミンフォームにおける圧縮方法は下記に示す特許文献などに記載されている。【０００３】
【特許文献１】  特開平５−３０１２９１号公報
【特許文献２】  特開平４−３４８９３４号公報
【特許文献３】  特許第３６７４９０７号公報
【特許文献４】  特許第４９６３５５２号公報  上記した特許文献の他にも多数の文献が存在する。
【発明の開示】
【発明者が解決しょうとする課題】
【０００４】  上記文献中、メラミンフォーム単体を圧縮する方法を示すものは、特許文献１と３であり、特許文献２は熱可塑性樹脂等の他物性による変形を利用したもので、特許文献４は圧縮メラミンフォームが歯面に付着した生体外由来の着色汚れをいかに効率良く除去するかを記載したものである。
【０００５】  特許文献１は、自動車等の皮張り内装部分をメラミンフォームの断熱性と熱に対し物性の変化がほとんどない、熱硬化性を利用して一部分を固定することで後加工（縫製作業等）を容易にする技術である。
【０００６】  特許文献３は、雑巾等の家庭内清掃品であり、メラミンフォーム単体を、圧縮した状態で加熱する単一の工程によって加熱前のメラミンフォームより柔軟なシート状物にし、その特徴として折り畳み可能とする技術である。
【０００７】  本発明者がメラミンフォーム圧縮方法を各種条件で実験した結果、下記に示す問題が生じた。ただし、本発明は口腔内使用を目的とし、形状は極小で、複雑な形状で硬質である歯面清掃使用に対応し安全面からメラミンフォーム特有の剥離破壊を軽減するため使用面を硬化させる必要がある。
【０００８】  それに加え、製品となる圧縮メラミンフォームに変色がなく、量産が可能なことが必要条件で、これを課題とし研究開発にあたった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  捺印する際、印鑑に均等で大きな力が加わり正確且、美しく捺印するためクッション材を敷くことは周知である。この方法からヒントを獲て、加熱プレス下型上にクッション効果を有し且、圧縮温度に充分耐えることのできるクッション材を敷き、その上にメラミンフォームを重ね置き圧縮する。このクッション材は熱を全、吸収するだけでなく、その一部を通過させ圧縮するメラミンフォーム内に放出することで、均等な厚さで変色の少ない圧縮メラミンフォームを短時間で製造することが可能となる。
【００１０】  そのクッション材に好適な素材は耐熱性に優れ、弾力性に豊むメラミンフォームを２〜３倍位の比率で圧縮したものであり、それを治具とした。
【発明の効果】
【００１１】  圧縮の正確性必要時間をサンプルをもって比較したものが表１である。
厚さ８ｍｍ×２００ｍｍ×２００ｍｍの一般に販売されているメラミンフォームを、サンプルＡにおいては従来の加熱圧縮で、サンプルＢにおいてはクッション材にメラミンフォーム厚さ８ｍｍを使用し、サンプルＣにおいてはクッション材にメラミンフォーム１５ｍｍを５ｍｍに圧縮したものを治具として使用し比較した。
【表１】
2017000695.tif 000003
表１から分かるように圧縮時間は著しく短縮され、メラミンフォーム表面の変色も見られなくなった。サンプルＢにおいて圧縮にバラツキが発生するのは、クッション材自体の厚み変化と弾力性が強いためである。
【００１２】  又、サンプルＢ及びＣにおいては、クッション材に接触する面は圧縮前と同様に柔軟性を保ち、歯清掃面となる金属プレス接触面は肉眼においても確認できる高圧縮となり剥離破壊の頻度も軽減した。
【００１３】  より強度を上昇させる目的から熱可塑性樹脂又はエラストマ等のゴム系物質を清掃面の反対面に含浸溶着する製品においても、図５及び図６の方法によれば圧縮と同時に製造することが可能である。この方法については下記段落で詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  以下、本発明を実施するための最良の形態を図をもって説明する。【００１５】  図１は、上記した特許文献１及び３に記載されるメラミンフォーム圧縮方法を示す構造図で、図２は、圧縮状態を示しメラミンフォーム１を、加熱プレス上型２と加熱プレス下型２Ａで加熱圧縮し圧縮メラミンフォーム１Ａを製造する状態を示している。【００１６】  しかし、この方法の場合、上記寸法のメラミンフォームにおいて同条件にて平均４０秒必要であり、圧縮時間が長いため上平面を主として黄ばみが発生する。圧縮時間を２０秒位まで短縮するためには、加熱プレス上型２の設定温度を２５０℃以上とするか、加圧力を２倍以上にする必要があり、その両方法においても上平面を主として黄ばみが発生する。それに加え圧縮寸法にバラツキが生じる。【００１７】  これらの問題点を解決するために、予め、２５０℃位に加熱された加熱プレス下型２Ａ上にクッション材３を置く。このクッション材３は上記したように１５ｍｍ厚のメラミンフォームを５ｍｍ位に圧縮し硬度上昇を計り、圧縮するメラミンフォーム１より一廻り大きいサイズが好適である。【００１８】  次に、厚さ調整ライナー６を両サイドに置きクッション材３の上に、圧縮加工するメラミンフォーム１を置く。厚さ調整ライナー６の高さはメラミンフォームの発泡状態（ロット差）や、クッション材３の使用回数によって異なるが、クッション材３の高さに対し±１ｍｍ程度の範囲が好適であり、その構造を示したものが図３で、圧縮状態を示したものが図４である。【００１９】  この厚さ調整ライナー６によって、８ｍｍ厚のメラミンフォーム１を正確に４ｍｍ位に圧縮加工することが容易になり、厚さのバラツキが少なくなった。又、メラミンフォーム１を圧縮する場合、圧縮後、元に戻ろうとするバックラッシュ的作用があるため、０．２〜０．５ｍｍ位圧縮過にする必要がある。【００２０】  上記した方法においては従来の方法と比較して短時間で良質の圧縮メラミンフォームを製造できる。この方法のメカニズムは、図４の圧縮状態において加熱プレス下型２Ａの熱は、クッション材３の網状組織内を通過し上昇メラミンフォーム１の下面より上面に向かい進む。加熱プレス上型２の熱はメラミンフォーム１上面を中心に加熱し下面から進む熱の共にメラミンフォーム１表層面を主として圧縮を保進する。この効果によりメラミンフォーム１全体が圧縮されるが高圧縮部分は上部に集中し、この部分が上部高圧縮層１Ｂとなり肉眼で判別可能である。この製造品の概要を示したものが図７である。【００２１】  これ以上の高圧縮を変色を伴わなず容易に進める場合は、二工程となるがメラミンフォーム１を圧縮後、天地を反転させ圧縮比の甘い面を再度圧縮することで正確な圧縮が可能となる。【００２２】  上記圧縮方法によれば、歯面に付着した生体外由来の着色汚れを除去する表面部分のみを高圧縮状態とし硬度を著しく上昇させ剥離破壊を軽減することができ、使用時における誤飲等の事故軽減や、耐久性向上につながる。【００２３】  メラミンフォーム１は脆い物性のため、引張り強度向上も重要である。圧縮加工において多少の向上はみられるが、それ以上の数値が必要な場合は裏張りなどの二次加工が必要となる。そ��方法を図５において示し、加工状態を図６で、加工により完成した商品概要を図８で示した。【００２４】  まず最初に、メラミンフォーム１と上記した図３及び図４で圧縮加工された圧縮メラミンフォーム１Ａに対し、次工程をもって裏張りする方法を照会する。【００２５】  作業台上にメラミンフォーム１及び圧縮メラミンフォーム１Ａを置き、その上部平面に熱可塑性物質からなる含浸樹脂材４を重ね置く。この含浸樹脂材４の特徴及び形状は、口腔内使用のため含浸後も安全であり、冷却硬化後も柔軟である必要性から、エラストマ等のゴム系樹脂、発泡性樹脂が好適で、形状は１ｍｍ厚以下のシート状物が好適である。次に、含浸樹脂材４の上部平面を覆うように、厚さ０．３〜０．５ｍｍで、熱伝導率に優れ且、含浸樹脂材４接触面に剥離性向上の目的から表面処理層５Ａを有する鋼板材５を置く。鋼板材５の材質は、アルミ系合金及び銅系合金が好適であり、表面処理層５Ａは、フッソ系が好適で簡易方法としてガラス繊維含浸のフッソテープも有効といえ、少なくとも３００℃位の加熱でくり返し使用しても耐えられることが必要である。【００２６】  上記、セッティング終了後、鋼板材５の上方向から予め、含浸樹脂材４の溶解温度以上に加熱したプレス器により押える。作業時間は含浸樹脂材４の厚さ、物性により異なるが今回の実験においては５〜１０秒であった。含浸工程終了後、鋼板材５を専用冷却器で急冷した後、図８で示す製品を剥ぎ取って完成する。【００２７】  又、上記したメラミンフォーム１の加熱プレス機においては、加熱温度を正確に調整できることから、圧縮と含浸工程を一度に完結することが可能で、その方法を示したものが図５及び図６で、完成品の概要を示したものが図８である。【００２８】  その製造方法は、図５で示したようにメラミンフォーム１、含浸樹脂材４、鋼板材５の配列は天地逆となり、表面処理層５Ａは上向きとなる。このセッティングで加熱圧縮した状態を示したものが図６であり、熱の流れは圧縮の場合と同様で、加熱プレス上型２の熱はメラミンフォーム１上層平面を主に伝わり、メラミンフォーム１が圧縮されることで網状組織内の気泡が潰れ畜積する空気を押し出すことにより保温力は低下し、メラミンフォーム１の圧縮が進むにつれて通過した熱により含浸樹脂材４は溶解を始め含浸する。又、加熱プレス下型２Ａの熱は、クッション材３を一部が通過し、下面より鋼板材５を加熱する。この鋼板材５は上記したように、極薄且、熱伝導性に優れた金属のため加熱されると同時に熱は畜積し、加熱プレス上型２から伝わる熱と共に含浸樹脂材４を溶解し、圧縮されたメラミンフォーム１片平面に含浸が完了し、急冷して剥ぎ取り製品となる。【００２９】  上記した作業におけるヒートマップは、加熱プレス上型２の温度を２２０℃に設定すると、厚さ８ｍｍのメラミンフォーム１を加圧状態で通過し、含浸樹脂材４に１３０℃前後の熱が到達する。加熱プレス下型２Ａの温度を２５０℃に設定すると、クッション材３を通過した熱は鋼板材５に到達し同時に畜積されることで、含浸樹脂材４に１４０℃前後の熱が到達する。メラミンフォーム１の圧縮に必要な時間２０秒位（単純な加熱圧縮の場合は１０秒位）の間に到達温度は上昇し、１６��〜２００℃位となり、一般的な熱可塑性樹脂を溶解しメラミンフォーム１に含浸する。好適な含浸樹脂材４は溶解温度が１６０〜１９０℃位であった。【００３０】  総括として、本発明者はメラミンフォーム１の圧縮及び関連作業の温度管理が難しいことを痛感した。メラミンフォーム１の製造ロット間の発泡の差や、作業場の室温、加圧力などにより大きく条件が変動する。しかし、その条件をクリアすることで、従来の生産量を大きく上回る技術となった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】  従来のメラミンフォーム圧縮構造を示す正面図。
【図２】  従来のメラミンフォーム圧縮状態を示す正面図。
【図３】  本発明におけるメラミンフォーム圧縮構造を示す正面図。
【図４】  本発明におけるメラミンフォーム圧縮状態を示す正面図。
【図５】  本発明におけるメラミンフォーム圧縮と熱可塑性樹脂を一工程をもって含浸させる構造を示す正面図。
【図６】  本発明におけるメラミンフォーム圧縮と熱可塑性樹脂を一工程をもって含浸させる状態を示す正面図。
【図７】  本発明における圧縮メラミンフォーム製品概要を示す斜射図。
【図８】  本発明における含浸圧縮メラミンフォーム製品概要を示す斜射図。
【符号の説明】
【００３２】  １、  メラミンフォーム
１Ａ、圧縮メラミンフォーム
１Ｂ、上部高圧縮層
２、  加熱プレス上型
２Ａ、加熱プレス下型
３、  クッション材
４、  含浸樹脂材
５、  鋼板材
５Ａ、表面処理層
６、  厚さ調整ライナー
【図１】
2017000695.tif 000004
【図２】
2017000695.tif 000005
【図３】
2017000695.tif 000006
【図４】
2017000695.tif 000007
【図５】
2017000695.tif 000008
【図６】
2017000695.tif 000009
【図７】
2017000695.tif 000010
【図８】
2017000695.tif 000011