(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維を非直線で無秩序な配向状態で保持して成る不織布と、発泡樹脂を粉砕した粉砕物と接着剤を混合した混合物とを前記不織布で被って成形した緩衝層と、を備え、
前記緩衝層は、少なくとも圧力がかかる受圧面近傍では、前記発泡樹脂のセルが成形により変形して潰れ、剛直な層を成すことを特徴とする緩衝材。
【請求項２】
発泡樹脂の粉砕物の粒度は各々異なり、前記発泡樹脂粉砕物のうち粒径の小さなものを緩衝層の受圧面側に配して成ることを特徴とする請求項１に記載の緩衝材。
【請求項３】
緩衝層は、発泡樹脂の粉砕物の間の空隙に、接着に寄与しない過剰の接着剤を含んで成ることを特徴とする請求項２に記載の緩衝材。
【請求項４】
緩衝層は、連通する気泡を備えて成ることを特徴とする請求項１または２に記載の緩衝材。
【請求項５】
発泡樹脂の粉砕物が、連通化した気泡を備えて成ることを特徴とする請求項１または２に記載の緩衝材。
【請求項６】
不織布を下金型に載置する工程と、
発泡樹脂を含む粉砕物と粉末状の接着剤の混合物を前記不織布を載置した前記下金型内に投入する工程と、
不織布を前記混合物の上に載置し、この上に上金型を載置する工程と、
前記混合物のうち圧力がかかる受圧面側を前記発泡樹脂の熱変形温度以上に加熱し、反受圧面側を前記発泡樹脂の熱変形温度未満で前記接着剤の融点以上に加熱するとともに、前記接着剤を溶融させた後に成形し、前記受圧面近傍の前記発泡樹脂のセルが成形により変形して潰れ、剛直な緩衝層を成すようにする工程と、
を備えたことを特徴とする緩衝材の製造方法。
【請求項７】
不織布を下金型に載置する工程と、
発泡樹脂を含む粉砕物と接着剤との混合物を、受圧面を形成する面が下位置とする前記不織布を載置した前記下金型内に投入する工程と、
前記下金型に投入された前記混合物に上下動を付与する工程と、
前記工程の後または前に不織布を前記混合物の上に載置し、この上に上金型を載置する工程と、
前記上下動を付与された混合物のうち、少なくとも圧力がかかる前記受圧面近傍を前記発泡樹脂の熱変形温度以上に加熱し、前記発泡樹脂が溶融または分解に至らない温度で前記接着剤を溶融させた後に成形し、前記発泡樹脂のセルが成形により変形して潰れ、剛直な緩衝層を成すようにする工程と、
を備えたことを特徴とする緩衝材の製造方法。
【請求項８】
上下動は、振動付与によって行われることを特徴とする請求項７に記載の緩衝材の製造方法。
【請求項９】
発泡樹脂の粉砕物をあらかじめ定められた粒径毎に分級する工程と、
分級した各々の前記粉砕物と接着剤を混合した混合物を得る工程と、
不織布を下金型に載置する工程と、
受圧面を形成する位置に小さい粒度の前記混合物が配設されるように、前記不織布を載置した前記下金型に順次投入する工程と、
不織布を前記混合物の上に載置し、この上に上金型を載置する工程と、
少なくとも圧力がかかる前記受圧面近傍を前記発泡樹脂の粉砕物の熱変形温度以上で、前記発泡樹脂の粉砕物が溶融または分解に至らない温度に加熱して前記混合物を成形し、前記発泡樹脂のセルが成形により変形して潰れ、剛直な緩衝層を成すようにする工程と、
を備えたことを特徴とする緩衝材の製造方法。
【請求項１０】
発泡樹脂粉砕物が、発泡樹脂の気泡の直径の３倍以上で、かつ１０ｍｍ以下の直径のものを用いたことを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれかに記載の緩衝材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種精密機器の製品搬送時にかかる振動などの衝撃的な応力を緩和して製品の損傷を防止するために用いる緩衝材に係り、さらに詳しくは廃棄された冷蔵庫から回収した断熱材など、硬質の各種樹脂発泡体を用いた緩衝材である成型品とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
環境保護を目的とした緩衝材、断熱材および構造材などの再利用が困難な使用済みの発泡樹脂成型品の処分量の減量、さらに廃棄または燃焼に供する際に発生する有害物質の流出や有害ガスの発生を無くするため、これら発泡樹脂を有効活用または再利用する用途および技術が求められている。
【０００３】
なかでも、発泡ポリスチレンや発泡ウレタンは、軽量で緩衝特性、断熱特性に優れ、目的に応じた任意の密度と幅広い剛性が選択可能である上、安価で優れた成形性を有するなどの利点を備え、多種多様な製品の搬送時における梱包および緩衝材、冷蔵庫や住宅の断熱材、構造材として多く用いられている。
【０００４】
これら発泡樹脂のうち、軟質の発泡樹脂から成るクッションと称される緩衝材を有効活用または再利用することに関しては、従来、粉砕物を接着剤と混合して加圧加熱することによって緩衝材を得るなどして再生し、これを用いていた。  例えば、特開平５−２０９０８２号公報においては、ホットメルト型接着剤を用いて容器（または金型内）に充填した後、可燃性ガスを前記容器内で爆発、燃焼させて、その熱と圧力で粉砕物細片を一体化させる方法を提案している。これによって、ポリオレフィンなどの接着が困難な発泡体であっても、短時間で確実に接着することが可能になった。また、特開平５−２０９０８３号公報においては、同様の方法ながらもホットメルト型接着剤に替えて発泡ポリスチレンを接着剤として用いることを提案しており、この方法によっても同様の作用を経て同様の効果を得ている。
【０００５】
一方、断熱材や構造材を中心とする硬質の発泡樹脂に関しては、特開平８−２５８１６０号公報において、建材や冷蔵庫などの廃棄物から得られた硬質の発泡ウレタンを、少なくとも２ｍｍの平均粒径に粉砕したものにイソシアネートなどの接着剤を混合して硬化させることによって得たスラブから任意の緩衝材を得ることによって、衝撃消音材や断熱材に再利用する方法を提案している。また、特開平１０−７８１９２号公報においては、真空断熱パネルの外殻内にあって、大気圧を受けて変形するのを防止してその形状を維持する機能を有する芯材に前記方法によるスラブの切り出し品を用いることが述べられている。
【０００６】
さらに、特開平９−２１６２９３号公報においては、図１５に示すように発泡ウレタン粉砕物２と発泡スチレン粉砕物の混合物５に、均一に湿気硬化型の接着剤を霧状にスプレーで散布しながら塗布して粉砕物を一体化させ、緩衝材１得る方法を提案している。この方法によれば、まず、図１５（ａ）に示すように、使用済みの発泡ウレタン２を発泡ポリスチレン３の３〜３０ｍｍの大きさに粉砕したものを、湿気硬化型の接着剤４である遊離のイソシアネート基を持つポリウレタンプレポリマーを噴霧しながら混合する。次に、図１５（ｂ）に示す工程では混合物５を金型６に移した後、図１５（ｃ）に示す工程にて、蓋型７により加圧して密閉した金型６内に、底部８に設置した配管９と孔１０を通じて金型６内に充満させた水蒸気１１によって、接着剤を硬化させる。形状を維持できる程度に硬化したものを大気中で熟成して得られた緩衝材１は、図１５（ｄ）の如く、発泡ウレタン２と発泡ポリスチレン３とが、表面に付着した接着剤４によって結合されて保持される緩衝材である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、以上の緩衝材はスラブを成形し、その後、切断によって任意の形状を得るので手間が必要である上、梱包に供して製品を受ける部位として微妙な形状を再現することが困難である。さらに、硬質の発泡樹脂を用いた成形した緩衝材の角部や表面が擦れたときに前記発泡樹脂の粉砕物が剥離するなどして粉が出て、取り扱い上に多大な注意を要するほか、前記粉の影響を受けて被梱包製品の種類や内部包装の方法にも制限を与えることになる。
【０００８】
もし、金型などに充填して任意の形状を成す緩衝材を得たとしても、各種機器を載置するして輸送などに供した場合、表面部分にある発泡樹脂の強度が必ずしも高いものを選択できるものではないので、受圧した部分のみが陥没するなどの局部的な変形を招いて、長期の使用に供するなどの場合には緩衝の目的を達し得なくなり、梱包した機器を損傷させる場合があった。
【０００９】
また、発泡樹脂の粉砕物を固化して成形した緩衝材を得るために用いるホットメルト型の接着剤としては、発泡樹脂に熱変形を来すような高い温度での成形条件を回避するために、低融点のものが用いられることになる。しかし、この接着剤を用いて再生された緩衝材である成型品を用いる場合の搬送雰囲気としては、被梱包製品の重量に耐えて形状を損なう状況を回避するため、ホットメルト型接着剤の融点よりもはるかに低い温度での使用が必然であるから、再生前の本来の緩衝材が有した使用可能温度を低下させることになるという欠点を持つ。
【００１０】
一方、イソシアネートなどの一液型の接着剤では、粉砕した発泡樹脂と混合した後に金型内で接着剤を硬化させて固化させるために要する時間が長い上、接着剤が硬化する際に発生する副生成物の炭酸ガスを型内や緩衝材中に残存しないように排出させる必要もあり、成形のサイクルタイムに長い時間が必要であるとともに、金型の形状にも相応の配慮を施した複雑な構造を要するため、生産上の効率に劣るという欠点もある。
【００１１】
さらに、硬質で連続した気泡を有する発泡樹脂を備えた緩衝材は、衝撃の吸収による変形が回復する際の反発力を伴うことなしに軟質の緩衝材と異なって、衝撃を緩衝材が永久変形を来して反発力を生まずに吸収するので緩衝特性が優れるという特長を有する。その反面、前記変形のために再度の使用ができないという問題点を備えているので、何らかの廃棄処理が必要であった。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、廃棄された発泡樹脂などから得た粉砕物を有効に活用して、表面層の脆性および受圧面部分の強度に好適な特性を有する成形した緩衝材を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の発明に係る緩衝材は、繊維を非直線で無秩序な配向状態で保持して成る不織布と、発泡樹脂を粉砕した粉砕物と接着剤を混合した混合物とを前記不織布で被って成形した緩衝層と、を備え、前記緩衝層は、少なくとも圧力がかかる受圧面近傍では、前記発泡樹脂のセルが成形により変形して潰れ、剛直な層を成すものである。
【００１５】
本発明の第２の発明に係る緩衝材は、発泡樹脂の粉砕物の粒度は各々異なり、前記発泡樹脂粉砕物のうち粒径の小さなものを緩衝層の受圧面側に配したものである。
【００１６】
本発明の第３の発明に係る緩衝材は、緩衝層は、発泡樹脂の粉砕物の間の空隙に、接着に寄与しない過剰の接着剤を含んで成るものである。
【００１７】
本発明の第４の発明に係る緩衝材は、緩衝層は、連通する気泡を備える。
【００１８】
本発明の第５の発明に係る緩衝材は発泡樹脂の粉砕物が、連通化した気泡を備える。
【００１９】
本発明の第６の発明に係る緩衝材の製造方法は、不織布を下金型に載置する工程と、発泡樹脂を含む粉砕物と粉末状の接着剤の混合物を前記不織布を載置した前記下金型内に投入する工程と、不織布を前記混合物の上に載置し、この上に上金型を載置する工程と、前記混合物のうち圧力がかかる受圧面側を前記発泡樹脂の熱変形温度以上に加熱し、反受圧面側を前記発泡樹脂の熱変形温度未満で前記接着剤の融点以上に加熱するとともに、前記接着剤を溶融させた後に成形し、前記受圧面近傍の前記発泡樹脂のセルが成形により変形して潰れ、剛直な緩衝層を成すようにする工程と、を備える。
【００２０】
本発明の第７の発明に係る緩衝材の製造方法は、不織布を下金型に載置する工程と、発泡樹脂を含む粉砕物と接着剤との混合物を、受圧面を形成する面が下位置とする前記不織布を載置した前記下金型内に投入する工程と、前記下金型に投入された前記混合物に上下動を付与する工程と、前記工程の後または前に不織布を前記混合物の上に載置し、この上に上金型を載置する工程と、前記上下動を付与された混合物のうち、少なくとも圧力がかかる前記受圧面近傍を前記発泡樹脂の熱変形温度以上に加熱し、前記発泡樹脂が溶融または分解に至らない温度で前記接着剤を溶融させた後に成形し、前記発泡樹脂のセルが成形により変形して潰れ、剛直な緩衝層を成すようにする工程と、を備える。
【００２１】
本発明の第８の発明に係る緩衝材の製造方法は、上下動は、振動付与によって行われるものである。
【００２２】
本発明の第９の発明に係る緩衝材の製造方法は、発泡樹脂の粉砕物をあらかじめ定められた粒径毎に分級する工程と、分級した各々の前記粉砕物と接着剤を混合した混合物を得る工程と、不織布を下金型に載置する工程と、受圧面を形成する位置に小さい粒度の前記混合物が配設されるように、前記不織布を載置した前記下金型に順次投入する工程と、不織布を前記混合物の上に載置し、この上に上金型を載置する工程と、少なくとも圧力がかかる前記受圧面近傍を前記発泡樹脂の粉砕物の熱変形温度以上で、前記発泡樹脂の粉砕物が溶融または分解に至らない温度に加熱して前記混合物を成形し、前記発泡樹脂のセルが成形により変形して潰れ、剛直な緩衝層を成すようにする工程と、を備える。
【００２３】
本発明の第１０の発明に係る緩衝材の製造方法は、発泡樹脂粉砕物が、発泡樹脂の気泡の直径の３倍以上で、かつ１０ｍｍ以下の直径のものを用いたものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本実施の形態は、本発明の請求項１、２、７に係るものであり、以下、図示の実施形態に基づき説明する。図１は実施の形態１を示す成形した緩衝材を示す斜視図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面の内部構造を示す断面図、図３は図１における緩衝材の使用例を示す概念図、図４は緩衝材の製造方法を示す製造工程図、図５は成形方法の説明図である。
【００２７】
まず、本発明の緩衝材について説明する。図１および図２に示す態様は、冷蔵庫を梱包する際に図３の概念図に示す如く状態にて梱包する冷蔵庫２０の上部又は下部に配して用い、前後および左右さらに上下方向への衝撃を吸収する緩衝用の緩衝材２１である。また、図２（ａ）は成形された緩衝材２１の断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の部分拡大図である。緩衝材２１の構成は、緩衝材２１には断熱材や緩衝材として用いられていた発泡樹脂である発泡ポリスチレンの粉砕物３が、接着剤４を介して固化された緩衝層４１と、緩衝層４１の外装とした多孔質のシートであるパルプ繊維材とを配向することなく抄造して得た、柔軟性に富んだ不燃性の不織布２２から成る。また、図２においてＰは冷蔵庫２０の上部又は下部に配して用いた場合の衝撃を吸収する受圧面を示す。
【００２８】
接着剤４の使用量は５〜５０重量％の間の前記粉砕物３を固化できる任意の量とし、従って、このときの緩衝材２１の密度は、接着剤４の使用量とともに発泡ポリスチレンの粉砕物３の密度、粉砕物同志で形成される空隙の大きさと量（体積）によっても大きく影響を受けて異なるが、発泡ポリスチレンの粉砕物の密度に対して８０〜２００％を確保することが好ましく、１００〜１５０％であることがさらに好ましい。
【００２９】
一方、ここで用いる接着剤４は、混合時には発泡ポリスチレンの粉砕物３同志が擦れて発生する静電気によって表面に均一付着する状態が得られる粉末状態を維持し、発泡ポリスチレンに変形を来すことのない低い融点を有するものが好ましく、熱硬化性樹脂であれば、室温でも硬化が進行する高活性なものであることが好ましい。その一例として、本実施の形態で用いた接着剤の組成を、表１に示す。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
以上の原料を用いた接着剤４の製造方法を以下に述べる。まず、表１に示すこれら原料を均一に混合した後、例えばポリエチレンテレフタレートやアルミ箔などの耐熱性と柔軟性を有するシートの上に薄く散布し、これを９０℃に保持した乾燥機中で１０分間の乾燥処理を行って、アセトンの除去と予備反応を進行させる。得られた接着剤は非常に脆くて容易に粉砕できる状態にあるから、必ずしも粉砕を行う必要が無く、このまま用いても良い。
【００３２】
次に、緩衝材の製造方法を図４の工程図及び図５の成形方法の説明図に基づいて説明する。図５（ａ）は成形方法の説明図であり、２２は不織布、４０は発泡樹脂の粉砕物３と接着剤４との混合物、４２は下金型、４３は上金型である。
図５（ｂ）は成形した後の状態を示すもので、４１は緩衝層、２２ａは不要となる不織布、Ｐは受圧面である。
【００３３】
まず、回収した発泡ポリスチレンは、回転刃を有して切断するなどして微細化させる粉砕器を用いて、直径が５ｍｍ以下、好ましくは２ｍｍ程度の平均粒径を有する大きさに粉砕する（Ｓ−１）。次いで、ドラム式の混合機に粉砕物３と接着剤４の粉末の所定量を投入して混合する（Ｓ−２）。得られた混合物４０を、不織布２２を下金型形４２状に沿って載置した（Ｓ−３）下金型４２内に、所定量を緻密で均一な状態になるように整えながら投入した（Ｓ−４）。ここで使用される下金型４２では受圧面Ｐが形成される形状となっている。
【００３４】
次に、混合物４０の上に不織布２２を載置し、この上に上金型４３を載せて混合物４０に１ｋｇ／ｃｍ2以下、好ましくは０．２ｋｇ／ｃｍ2の圧縮応力を付加した（Ｓ−５）。この時の上金型４３の温度は発泡ポリスチレンの熱変形温度に至らずに接着剤の融点である７０℃よりも高い８０℃に調整しておき、一方の下金型４２の温度は発泡ポリスチレンの熱変形温度以上である１４０℃に調整した。上金型４３を載置後、１０分間の加温状態で保持して成形（Ｓ−６）して接着剤を硬化させた。その後、室温まで冷却させて取り出した（Ｓ−７）。このときの状態は図５（ｂ）に示すように不要となる不織布２２ａが残っているので、これを切断して仕上げて緩衝材２１を得た。
【００３５】
以上のようにして得られた成形した緩衝材２１には、接着剤として高濃度のアミン系触媒を含んで成るエポキシ樹脂を用いているので、室温雰囲気にあっても反応は徐々に進行して完全硬化に至り、高熱変形温度の緩衝材が得られる。このため、その後の使用においては、本来の緩衝材である発泡ポリスチレンの使用温度を上回る１１０℃の熱変形温度を有するので、本実施の形態で得られた緩衝材２１の使用温度を下げる必要はない。
【００３６】
また、接着剤として半硬化状態のエポキシ樹脂を用いて発泡ポリスチレンの粉砕物３同士を保持するようにしたので、特別な工夫を要さない金型を用いても表面が平滑でボイドなどの空隙を含み難い構造である緩衝材２１を得ることができた。併せて、緩衝材として強い衝撃力を受けた場合に、粉砕物とそれらを接合する剛性の高いエポキシ樹脂の界面付近で破壊して変形を来すことによって吸収するので、柔軟で反発力の高い発泡ポリスチレンを用いていても衝撃の反発力を受けず、優れた緩衝特性を呈することができる。
【００３７】
また、外装に用いた不織布２２によって、接着剤４が完全硬化に至らず、強固な接着力が生じないので、脆い性質である期間内、発泡ポリスチレンの粉砕物３が欠落するという問題を回避することができる。一方、ここで用いた外装材は、繊維を非直線で無秩序な配向状態で保持して成る不織布状を成す柔軟な多孔質のシートであるから、不十分な金型への配設によって金型表面に当接することの無い状態であっても、繊維が多方向に渡って容易にずれるとともに直線状に延びる挙動を備えるので、応力の付加に対して広がりの変形を呈する距離に裕度もあるから、容易に破れることなく、シート状態を保持して緩衝層４１の表面と一体化することができる。さらに、ここで用いた外装材の不織布２２は、燃焼させても有害なガスを発生することが殆ど無いので、処置が簡易である。
【００３８】
また、緩衝材２１の受圧面Ｐに相当する部位を形成する下金型４２の温度を粉砕物３を構成する発泡ポリスチレンの熱変形温度以上に高くしたので、粉砕物３を構成する発泡ポリスチレンの樹脂部分が軟化して成型時の圧縮でセルが変形して潰れるので、高密度となり剛直な層を形成する。ここに機器などを載置し、さらにこれが衝撃力を受けた場合に、この剛直な層がその下部にある粉砕物に架かる応力を分散させる作用を醸し出すので、局部的に大きな付加を受けることなく、従って成形した緩衝材２１を変形し難くすることができる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、接着剤として半硬化状態のエポキシ樹脂を用いたが、これに替えて発泡ポリスチレンの粉砕物の気泡形状を大きく損なうことなく接合する上で好適な融点（室温〜８５℃、好ましくは６０〜７０℃）を有する熱可塑性樹脂、例えばＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）樹脂を用いても良い。
【００４０】
実施の形態２．
本実施の形態は、本発明の請求項１〜９および１１に係るものであり、以下、図示の実施形態に基づき説明する。本実施の形態における緩衝材の構成は実施の形態１の図１、２と同じであるので説明は省略する。緩衝材の製造方法については、成形で使用する金型も実施の形態１と同じなので、図６の製造工程図及び図５の成形方法の説明図を用いて説明する。
【００４１】
本実施の形態で用いる発泡樹脂の粉砕物は、図７に示す構造の冷蔵庫の断熱箱体２６を粉砕した後、外殻を構成する内箱２３と外箱２４とともに外殻の内部にある断熱材２５である発泡ウレタンを、遠心分離作用を生じさせる気流内（サイクロン分級機等）に投入すれば、他の構成物よりもはるかに低比重の軽い物質として容易に分別、回収することができる。
【００４２】
本発明においては、十分な緩衝特性を得る上で、図８の概念図に示す粉砕した断熱材２５の気泡構造のように、セル膜２７によって仕切られて独立した気泡を有するものを用いることが好ましい。また、このような構造を備えるとともに分解または熱変形を来し難い樹脂で構成されていることが必要であり、このような発泡樹脂としては、熱硬化性樹脂である発泡ウレタンが最も汎用であり、冷蔵庫の断熱壁以外に建材用の軽量断熱構造板から回収したものであってもよい。
【００４３】
製造方法は、まず、以上に述べた断熱箱体から得た断熱材を実施の形態１と同様にして回転刃を有する粉砕器を用いて、粉砕物の直径が発泡材の気泡の大きさ（直径）の３倍以上で、かつ、直径が１０ｍｍ以下、好ましくは２ｍｍ程度の平均粒径を備える大きさに粉砕する。なお、気泡の直径は１００〜３００ミクロンである（Ｓ−１）。次いで、ドラム式の混合機に粉砕物３と接着剤４の粉末の所定量を投入して混合する（Ｓ−２）。得られた混合物４０は、予め不織布２２を下金型の形状に沿って載置した（Ｓ−３）下金型４２内に所定量をほぼ均一な状態に投入した（Ｓ−４）。
【００４４】
接着剤の構成として実施の形態１と異なる点は、硬化温度を発泡ウレタンの熱変形温度である９６℃よりも十分に高い１３０℃で１０分間の加熱を行うことである。この加熱条件の変更に伴って、接着剤の取り扱いを容易なものにするための組成として、表２の如く、エポキシ樹脂の触媒であるイミダゾールを減量して反応速度を低下させることと溶剤を安全性の高いメチルセルソルブに変更した。
さらに、溶剤の種類を変更したことに伴って、乾燥処理と予備反応を進行のための恒温槽中での加熱条件を１２０℃で１０分間に変更した。
【００４５】
【表２】
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【００４６】
発泡ウレタンの粉砕物３を混合したときに、接着剤である半硬化状態のエポキシ樹脂は非常に脆くて容易に粉砕され、微粉末状態を呈するとともに、接着剤及び発泡ウレタンの粉砕物３が帯電するので、粉砕物３の表面に上述した接着剤である半硬化状態のエポキシ樹脂の粉末が静電付着に供する。このとき、接着剤である半硬化状態のエポキシ樹脂の量は、ほぼ同重量を添加することで十分に得ることができ、さらに、発泡樹脂の粉砕物の表面に吸着しない余剰の半硬化状態エポキシは、成型時に下方位置にある下金型４２の表面近傍の空隙を少なくして剛性の高い層を形成するのに活用できるので、排除する必要が無く、そのまま投入しておけばよい。
【００４７】
次に、前記工程で得られた発泡樹脂の粉砕物３と接着剤４の混合物４０を下金型４２内の容積（Ｌ）に対する投入量は、下記の式（１）によって求めたＶである。
【００４８】
αＶ＝Ｗ１／Ｄ１＋Ｗ２／Ｄ２  ・・・  （１）
Ｗ  ＝Ｗ１＋Ｗ２  ・・・・・・・・  （２）
ここで、        Ｗ  ；発泡樹脂の粉砕物４と接着剤の混合物の投入量（ｇ）
α  ；過剰充填率
Ｖ  ；金型内空隙の容積（Ｌ）
Ｗ１；発泡樹脂粉砕物の混合物中重量（ｇ）
Ｄ１；発泡樹脂の密度（ｇ／Ｌ）
Ｗ２；接着剤の混合物中重量（ｇ）
Ｄ２；接着剤の密度（ｇ／Ｌ）
【００４９】
上記の式によれば、αが１の場合には発泡樹脂が圧縮されて収縮することなく粉砕物４同志が完全に密着して断熱層を形成して成る状態を指す。また、αを１より大きくすれば、過剰の圧縮変形を付与するので、実使用時において変形し難い状態が確保できる。
【００５０】
ここで用いた断熱材の粉砕物は、図８の概念図に示す粉砕した断熱材２５の気泡構造のように隣り合うセルが発泡樹脂を構成する樹脂の薄膜である隔壁２７によって個々が連通した構造を有して成り、その直径は１００〜３００ミクロンの大きさである。このようなセルの構造において、機器などの製品の載置や輸送時にかかる衝撃力などの応力付加に対抗する強度は、その殆どが、３個以上のセルが隣接する接線部分に生成された柱状部分２８によって支えられるラーメン構造要素によるものである。この柱状部分２８の挫屈変形などの破壊に影響される圧縮強度としては、冷蔵庫の断熱材の場合で１．５〜２．０ｋｇ／ｃｍ2である。
【００５１】
しかし、外殻にある不織布２２内に充填した粉砕物の粒子が接する部分では受圧面が小さいことに併せて粉砕に伴う構造上の欠陥（セルの柱状部分２８の端部の支えがない状態）を備える粉砕物の表面同士が当接しているので容易に挫屈変形を来す状態にあり、粉砕物を散布したのみでは強度の大きな低下を招き、緩衝材として使用に耐えうる強度を発現することが困難である。従って、（１）式におけるαは載置する製品の重量に応じた強度を得るためには１より大きくすることが肝要であり、発泡ウレタン粉砕物の粒径に応じて（粒径に占める端部の支えがないセルの柱状部分２８の長さの比）、αを１．０５〜２．０に設定することが好ましく、１．２〜１．５が特に好ましい。
【００５２】
次に、発泡樹脂の粉砕物と接着剤の混合物４０を投入した下金型４２に対して微振動を付与する（Ｓ−５）。これによって、粉砕物が安定位置に納まるように適度に上下方向に移動して最密な状態で充填されると共に、比重差によって各々の原料の浮沈する速度の差異によって、比重が小さい発泡樹脂、特に粒径の大きな粉砕物が最も上方向に浮き上がり、最も比重の大きな接着剤を備えた粒径の小さな粉砕物３が沈み込む。従って、下金型４２は緩衝材２１の受圧面が下方位置になるようにすることによって、接着剤を多く含んだ粒径の小さい発泡樹脂の粉砕物３の組成物が受圧面近傍に多く集まって強固な層を形成するとともに、過度の接着剤を表面に付着しない粒径の大きな粉砕物が対向する面近傍に多く集積して発泡樹脂の粉砕物３の粒子間に連続した空隙を確保できるようになる。
【００５３】
次に、混合物４０の上に不織布２２を載置し、この上に上金型４３を載せて混合物４０に１kg/ｃｍ2以下、好ましくは０.２kg/ｃｍ2の圧縮応力を付加した（Ｓ−６）。この時の上金型４３の温度は発泡ポリウレタンのセルが破泡に至らずに接着剤の融点である７０℃よりも高い１２０℃に調整しておき、一方の下金型４２の温度は発泡ウレタンの熱変形温度以上の破泡を来す１４０℃に調整した。上金型４３を載置後、１０分間の加温状態で保持して成形（Ｓ−７）して接着剤を硬化させた。その後、室温まで冷却させて取り出した（Ｓ−８）。
【００５４】
ここで外装に用いた不織布２２は脆い緩衝層４１の表面を保護するとともに、繊維を非直線で無秩序な配向状態で保持して成る不織布状を成す柔軟な多孔質のシートであるから、容易に破れることなしにシート状態を保持して金型形状に十分に沿って緩衝層４１の表面と一体化することができる。さらに、この不織布２は、燃焼させても有害なガスを発生することが殆ど無いので、使用後の焼却処置が簡易である。
【００５５】
また、成型時（Ｓ−７）の下金型４２の温度は、発泡ウレタンの熱変形温度以上で破泡を来し、かつ、熱分解に至らない温度が行うことが好ましい。例えば、冷蔵庫の断熱材に用いていたものであれば８５〜１００℃、建材用の芯材に用いていたものであれば９０〜１２０℃の熱変形温度であるから、分解温度である２００〜３００℃よりもはるかに低い１１０〜１６０℃の任意の温度で行うことが好ましい。
【００５６】
ここで示す発泡ウレタンの熱変形温度とは、熱力学的分析装置（ＴＭＡ）を用いて、直径が３ｍｍで厚さが５ｍｍの円柱に５ｇの荷重を押し当てて寸法を測定した結果として図９に示した温度と寸法変化の関係図にて示すように、急激な寸法変化を示す特定温度（ａ点）である例を意味し、さらに、その温度よりも高温度域（ｂ点）である１２４℃以上では、風船が急激に膨らんだ後に破裂を来すように、独立した構造の気泡が急激に膨張してセル膜の破壊（破泡）に至るので、寸法の急激な増加と減少を繰り返す現象が観察されている。つまり、発泡ウレタンにおける一部の気泡が破壊されて連通化した部分を備えた緩衝材２１を得たことになる。
【００５７】
ここで用いた発泡ウレタンの粉砕物３は、独立した構造を有して成るセル構造であるから、使用時の高温下でセル内にあるガスが膨張して変形を来したり、低温下では逆に収縮を来すことがある。しかし、発泡樹脂の粉砕物３は高温状態で保持されて強度が低下した状態にあるので、この加温によるセル内ガスの膨張および加圧による圧縮変形によって内圧が上昇するので、極めて薄い樹脂膜で形成された隔壁が破壊されて連通化する。独立したセルの一部が連通化したことによって、セル内にあるガスが、高温時の膨張するときに系外に排出するなどして外気と同じ圧力に維持することによって断熱壁体の寸法膨張を抑制できるとともに、搬送時の衝撃による圧縮変形時にセル内にある空気などのガスを排出して過度な反発力の発生も抑制できる。
【００５８】
また、接着剤は加圧前に溶融状態に至っているので粉砕物の表面に濡れやすく、より大きな接着面積を確保し易い状態にあるので、成型時の圧縮によって発泡樹脂の粉砕物３同志の接触面が増すときに充分な濡れを確保して強固に結合できる。併せて、加圧による圧縮によってセル内ガスが排出されるので、これを系内に留まらせることなく、円滑に系外に排出するよう、金型にガス抜きを設ければ、得られた緩衝材２１の内部にボイドなどの欠陥部を生成することがなく、従って、平滑な外観と緩衝材２１に均一な圧縮特性を確保できるので、好ましい。
【００５９】
また、このような方法によって粉砕した発泡ウレタンの破泡を伴う高温で接着剤としての機能を有し、緩衝材の成形に寄与しうるものとしては、パラフィン系、アミド系などのホットメルト型接着剤を用いることも有効である。熱可塑性の樹脂を備えた発泡樹脂の粉砕物を接着するためには、これらホットメルト型の接着剤を用いて、粉砕物３が溶融などの永久的な変形を来すこと無しに十分な接着性を得るためには発泡樹脂の熱変形温度よりも相当に低い融点のものしか使用できないという制約を生む。
【００６０】
このことは、反面、接着剤を発泡樹脂の粉砕物と混合する時に、前記発泡樹脂の表面に粉砕物３同志の摩擦によって発生する静電気を利用して粉末状態で粉砕物３の表面に付着させる上で、低温状態を維持して行う必要があるなどの製造設備上での工夫が必要であることを示唆する。しかし、本態様による熱硬化性樹脂の発泡樹脂を用いて高温での接着を可能とせしめる方法においては、室温状態においても十分に粉末状態を維持できるホットメルト型の接着剤を用いることができる。
【００６１】
もし、ここで用いる発泡樹脂の粉砕物が発泡ポリスチレンなどの熱可塑性樹脂を備える場合、発泡樹脂が変形しない低温での溶融によって十分に固化させることによって粉砕物３が溶融などの永久的な変形を来さないようにして発泡状態が維持できる接着剤４を用いることが肝要であり、半硬化状態のエポキシ樹脂のほかにも、得られた緩衝材２１の使用可能温度が低い用途である場合にはＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）樹脂等の発泡樹脂の熱変形温度よりも相当に低い融点のものを用いることも有効である。ただし、前述したような発泡樹脂の連通化を達成することが困難であるので、前述した発泡ウレタンに比較して緩衝特性が劣る反面、実施の形態１で述べたような受圧面を形成する金型の温度を高くして剛直な面を形成する手段として併用すれば、受圧面に製品を設置した部分に集中して受けた荷重を分散さる効果が増すので、変形を抑制できる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、図６の製造工程示すように振動付与（Ｓ−５）を、上金型４３を載置（Ｓ−６）の前としたが、発泡樹脂の粉砕物３と接着剤４の混合物４０の充填率が大きいときは、混合物４０が下金型４２から溢れる場合があるので、図１０に示すように振動付与を、上金型４３を載置した後に行うか、または、下金型４２を混合物４０が溢れないような構造とする。
【００６３】
【実施例】
以下は、本実施の形態を有効とするために行った具体例を示すものであり、本発明の請求項７〜９および１１に係り、請求項１〜６の緩衝材の緩衝効果を確認したものである。
【００６４】
実施例１〜５
実施例１〜５の製造方法は図５の成形方法および図１０の製造工程図に基づいて行った。まず、冷蔵庫の断熱材で気泡の大きさ（直径）が１５０〜２００ミクロンである発泡ウレタンを回収し、回転刃を有する粉砕器をにて粉砕し、得られた粉砕物を、０．６〜１０ｍｍの大きさのものに分別、回収して用いた。そして、表３に示すように実施例１では粉砕物の大きさが０．６〜３ｍｍ、実施例２、４では１〜５ｍｍ、実施例３、５は３〜１０ｍｍのものを各々用いた。（Ｓ−１）。
【００６５】
【表３】
0004258689.tif 000004
【００６６】
その後、実施例１〜３は、表２に示す融点が６５℃の半硬化状態の熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂である接着剤、実施例４、５は融点が６０℃で１００ミクロン以下の粉末にしたアミド系のホットメルト型接着剤を前記粉砕物の１００重量部に対して３０重量部を投入し、接着剤が発泡ウレタンの粉砕物に均一に付着するまで、室温で混合した（Ｓ−２）。
【００６７】
その後、図１に示す如くの外観で、幅が５８０ｍｍ、高さが７０ｍｍ、幅が５０ｍｍの大きさを有する緩衝材２１が得られる下金型４２に不織布２２を下金型４２の形状に沿って載置し（Ｓ−３）、その金型の内に工程Ｓ−２で得られた混合物４０を均一で密な状態で投入した（Ｓ−４）。この時の充填量は、受圧面に高い剛性を備える層を保持できるように、発泡樹脂の粉砕物３である発泡ウレタンと接着剤４であるエポキシ樹脂との混合物４０の見かけの密度に対し、発泡樹脂の粉砕物３の小粒径のものが多く、大粒径のものが少ない傾向にあるものの、約１．４倍の平均密度になるような緩衝材２１が得られる投入量を設定した。
【００６８】
次に、不織布状を成す柔軟な多孔質のシートである不織布２２を載置し、０．２ｋｇ／ｃｍ2の圧縮応力を付加できるように調整した上金型４３を載せ、上下金型４３、４２の合わせ面が製品厚さの１０〜２０％の隙間となるようにした。本実施例では２５ｍｍ程度の均一な隙間となった。（Ｓ−５）。さらに、密閉状態にあるこの上下金型４３、４２微振動を与えた（Ｓ−６）。
【００６９】
ここで、上金型４３を載置すると、混合物４０に当接して圧縮するので、その後の微振動によって混合物４０が上下に運動して好適な粒度分布をもたらすことができなくなる。このため、上金型４３は下金型４２にわずかに挿入された状態で保持されて、混合物３に当接することの無いように保持した。また、このときの振動付与は、振動の速度と距離、および時間を調整することによって最適な条件とした結果、下金型４２の上側に粒度が大きくて最小限の接着剤を保持した混合物、受圧面のある下方向に小さな粒度で接着剤を多量に含む混合物がほぼ、層状を成して形成された。
【００７０】
このようにして、下金型４２で適度な粒度と配合比の分布を得た発泡ウレタンと接着剤の粉砕混合物３に上金型４３を載置して５０℃／分以上の速度で１３０℃まで昇温して１０分間の保持をした後、上下金型４３、４２を密着させて１０分間の保持により接着剤を硬化させて成形をした（Ｓ−７）。成形完了後、室温まで冷却させて取り出す（Ｓ−８）ことによって成形した緩衝材２１を得た。
【００７１】
このときの上下金型４３、４２を密着させた状態は、前述したように２５ｍｍ程度の均一な隙間ができるが、１３０℃までの昇温と１０分間の保持の間に、接着剤が溶融と粉砕物の粒子が金型重量の付加による加圧によるクリープ変形によって上下金型４３、４２が当接する部位の隙間が１５ｍｍ程度にまで上金型４３が沈み込む。この状態で上下金型４３、４２を完全に閉じるまで更なる加圧を付与するので、構造上の欠陥部分を含むセルを多く含む受圧面近傍の粒径の小さな粉砕物が有する発泡状態の多くの部分が潰され、高密度になるとともに、粉砕物の粒子同志が接して形成された空隙を接着に寄与しない過剰の接着剤が埋めた層を形成する。
【００７２】
比較例１
実施例４の粉砕物と接着剤の性状を備えた混合物を用いて、発泡樹脂として発泡ポリスチレンを用い、前記実施例と同条件にて成形を行って得た緩衝材を比較例１とした。
【００７３】
比較例２、３
同様にして、実施例２と実施例４に示す粉砕物と接着剤の性状を備えた混合物を用い、接着剤の融点よりもわずかに高い成形温度である８０℃での金型温度で成形を行って得た緩衝材において、前者を比較例２、後者を比較例３とした。なお、いずれの接着剤を用いた場合であっても、金型内での保持時間はエポキシ樹脂が硬化して緩衝材の形状保持に十分な強度を備えたと思われる２５分間とした。
【００７４】
比較例４、５
表２に示す融点が６５℃である半硬化状態の熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂である接着剤を備えたもので、粉砕物の大きさが０．５ｍｍ以下（比較例４）または平均直径１５ｍｍ（比較例５）のものを用いて、他は前述した実施例と同じ成型の方法を用いて緩衝材を得た。
【００７５】
評価内容は以下のとおりである。
（１）緩衝材の重量
得られた緩衝材の重量を求めた。いずれの緩衝材においても、表皮を形成する不織布の重量の試料間での差異は非常に小さいので、同一重量である４ｇを差し引いた重量を採用した。
【００７６】
（２）外観意匠性
外観の平滑性を目視にて比較した結果を外観意匠性とし、粉砕前に発泡ポリスチレンで成形された本来の緩衝材を基準に５段階のレベルを付けて、ボイドなどによる表面の平滑性、粉砕物の固化状態の均一性、形状の再現性（収縮発生など）について評価した。
【００７７】
（３）圧縮特性
緩衝材として好ましい特性は低強度で高剛性を有するものである。この両特性の構成によれば、付加された応力が緩衝材に永久歪みを形成するので反発力を蓄積することがなくなり、衝撃力を吸収することができる。具体的には、成形した緩衝材の表面層を含む任意の位置から５０×５０ｍｍの受圧面と３０ｍｍの厚さを有する試料を裁断して採取し、これについて、１０ｍｍ／ｍｉｎ  の速度で圧縮した場合の応力と歪みの関係曲線を求めた。この曲線の安定して変形する領域にある１０％歪時における付加応力と受圧面積から強度を、変形初期の直線的に応力が上昇する領域における変形の速度と受圧面積からと剛性を、各々、求めた。
【００７８】
（４）表面層の剛性
緩衝材の表面には不織布によって表皮が形成されているときに、過剰の接着剤と微粉砕物から成る剛直な層を得ており、これと接する粉砕物の接着剤による固化状態が十分でない場合に、付加応力が当接した直下の部分に集中して大きな変形、つまり、凹みを来すことになる。これに対して、十分な固化状態が得られれば、応力が付加された周辺に分散することができ、小さな変形に止まるので、繰り返しの応力や衝撃力への耐力が増す。従って、表面層の剛性は、先端がＲ５ｍｍの球状を成す３５０ｇの荷重を有するプラグの侵入量によって求めた。具体的には、前記装置を緩衝材上の任意の場所に載置し、１分後におけるダイヤルゲージの変化量から侵入量を読みとることとした。実施例１〜５、比較例１〜５の各試料について、以上の各種測定を行った結果を表４に示す。
【００７９】
【表４】
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【００８０】
以上の通り、本発明による緩衝材の成形方法によれば、接着剤の硬化温度を粉砕物である発泡ウレタンの熱変形温度である９６℃よりも十分に高い１３０℃で行うことによって、気泡内にある発泡ガスが膨張して気泡膜が破壊するので、圧縮変形に反発する気泡内のガスが系外に排出されて強度に寄与しなくなること、また発泡構造体内に欠陥が生じて破壊の原因となる部分が生まれることで、緩衝材として好ましい低強度で高剛性のものが得られたと推測する。さらに、この時の発泡ガスの膨張によって、金型の合わせ面に１０ｍｍの隙間が形成される過剰な充填状態を加圧するときに発生する圧力に付加して前記ガスの膨張圧力が、熱変形温度以上になって柔軟な状態の粉砕物にさらにしかも均一に付加されるので、金型形状を転写できた優れた外観を有し、しかも表面層が高い剛性を保持した緩衝材を得ることができた。
【００８１】
これに対して、比較例１の発泡ポリスチレンの粉砕物を用いたものでは、型内の高温雰囲気下で発泡ポリスチレンが溶融を伴って収縮する傾向を持つために金型の内圧を十分に確保できず、金型表面に滞留したガスを系外に排出できず、多くのボイド状の凹部を形成した好ましくない外観状態と、残存する独立した気泡を保持したままであるから、強度の低下を招くことができなかった。
【００８２】
さらに、比較例２、３に関しても同様に、破泡を招き得ない低い成形温度であったので、強度の低下を得ることができず、緩衝材として好ましくない圧縮特性と脆さを有するものしか得ることができなかった。
【００８３】
また、比較例４では気泡径に対する粉砕物の大きさが小さすぎて、金型への投入に過剰量を必要としたにもかかわらず、接着剤との接合に十分な状態が得られず、従って、表４に示す表面層に剛性測定のプラグが過度に侵入し、非常に脆い緩衝材となった。反面、比較例５の１０ｍｍを超える非常に大きな粒径の粉砕物を用いた場合には、粉砕物の投入が十分に密な状態で行うことができずに表面に平滑な状態を得ることができず、しかも、粉砕した発泡ウレタンの粒子の中央まで破泡が及び難くなって、適度な強度低下を招くことができなかった。
一方、実施例１では、気泡の大きさが１５０〜２００ミクロンで、粉砕物の大きさが最小０．６〜３ｍｍであるので、気泡の大きさの３．０〜２０倍である。そして、この実施例１は、表面層が高い剛性を保持することができた。
従って、発泡樹脂粉砕物は、発泡樹脂の気泡の３倍以上で、かつ１０ｍｍ以下の直径のものを用いることが好ましいことが確認された。
【００８４】
以上のように、発泡ウレタンの適度な大きさの粉砕物を用いることによって金型内への粉砕物の充填を過不足無く行うことができ、また、熱変形温度よりも十分に高い温度で成形することによって気泡の壁を破ることができるので、適度な強度低下を招いて緩衝特性に優れた圧縮特性を有して平滑な外観を備え、十分に固化された緩衝材を得ることができることが確認できた。
【００８５】
実施の形態３．
本実施の形態は、本発明の請求項１〜４、７、１０に係るものであり、以下、図示の実施形態に基づき説明する。図１１は実施の形態３を示す成形した緩衝材を示す断面図、図１２は緩衝材の製造方法を示す製造工程図である。
【００８６】
図１１の断面図に示すように、緩衝材２１の構造は緩衝層４１の表層部分には粒径の小さな微粒粉砕物２９を配した緻密な層を形成して高剛性で高強度の層となっているのに対し、緩衝層４１の内部には実施の形態１及び２と同様の高剛性であっても低強度の粗粒粉砕物３０を備えているので、応力および衝撃力が付加された部分のみに集中することなく、表面層が面方向に分散させる作用を備える。従って、緩衝材２１には応力および衝撃力の付加に対して同じ緩衝能力を発揮したとしても、変形が少ないという特徴がある。
【００８７】
次に、前記構造を成す緩衝材の成型方法を図１２に示す製造工程図を用いて説明する。まず、発泡樹脂を粉砕機により平均粒径が３ｍｍ程度の大きさに粉砕し（Ｓ−１１ａ）、得られた粉砕物をふるい選別により１ｍｍ以下の微粒粉砕物２９とそれ以上の粗粒粉砕物３０に選別する（Ｓ−１１ｂ）。次に、１ｍｍ以下の粉砕物の場合には微粒粉砕物２９の１００部に対して５０部の、１ｍｍ以上の粗粒粉砕物３０には１５部の粉末状を成す半硬化状態のエポキシ樹脂を接着剤として、各々、別のドラム式の混合機に投入して、個別に混合する（Ｓ−１２ａ、Ｓ−１２ｂ）。
【００８８】
半硬化状態のエポキシ樹脂は発泡ウレタンの粉砕物３とは別に、粉末状を成す接着剤であるエポキシ樹脂を調整しておき、これと発泡ウレタンの粉砕物３とを混合したときに接着剤であるエポキシ樹脂および発泡ウレタンの粉砕物３が擦れて発生する静電気によって、発泡ウレタンの粉砕物の粒子表面に均一に付着する状態が得られる。このとき、静電気によって粉砕物の表面に吸着に付さない余剰の接着剤は、粗粒粉砕物３０と混合した（Ｓ−１２ｂ）ものは排除するが、微粒粉砕物２９と混合した（Ｓ−１２ａ）ものは、外殻表面に当接する断熱層の空隙を少なくして剛性に優れた層の形成に寄与するので、そのまま混合する。
【００８９】
また、ここで接着剤として用いたエポキシ樹脂は、後段の熱成形において賦形させる際の塑性変形に支障を来すことなく円滑に行って意匠面に変形を来す要因を含まない低い融点で、さらに短時間の加熱で硬化が進行する高活性なものであり、実施の形態１で用いた表１の組成を有する接着剤を用いた。
【００９０】
さらに、実施の形態１と同様、室温状態にて粉末状態のホットメルト型の接着剤を用いてもよく、発泡ウレタンの熱変形温度以上の高温で接着機能を発現して緩衝材の成形に寄与しうるものであるパラフィン系、アミド系などのホットメルト型接着剤を用いることが有効である。
【００９１】
しかし、発泡ポリスチレンなどの熱可塑性樹脂を備えた発泡樹脂の粉砕物３をこれらホットメルト型の接着剤を用いて接着するには、粉砕物が溶融などによって永久的に変形すること無しに十分な接着性を得る上で、発泡樹脂の熱変形温度よりも相当に低い融点のものしか使用できないという制約を生む。そのため、次工程である発泡樹脂の粉砕物２９、３０との混合時に発泡樹脂の表面に粉砕物同志の摩擦によって発生する静電気を利用して粉末状態で粉砕物表面に付着させる上で、低温状態を維持して行う必要があるなどの課題を残す。したがって、ＥＶＡ樹脂などの低融点の接着剤を用いても良いが、取り扱いが困難なので、先に述べた半硬化状態のエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
【００９２】
得られた混合物４１は、不織布２２を緩衝材である緩衝材の受圧面側に相当する下金型の形状に沿って予め載置した（Ｓ−１３）下金型内に、１ｍｍ以下の粒径の微粒粉砕物２９と接着剤の混合物の所定量を均一に密な状態になるように投入した（Ｓ−１４ａ）後、１ｍｍ以上の粒径の粗粒粉砕物３０を含む混合物を均一で密な状態に投入した（Ｓ−１４ｂ）。この上に、不織布２２を沿わせた（Ｓ−１３）反受圧面側に相当する上金型を、混合物に０．２ｋｇ／ｃｍ2の圧縮力が付加できるように調整した状態で載せたときに金型の合わせ面が約１０ｍｍの隙間を形成するように１ｍｍ以上の粒径の粉砕物を含む混合物を追加投入して調整した（Ｓ−１５）。前記状態を確保した後、上金型を完全に降下させて前記混合物に当接させた後に更なる荷重をかけて完全密閉し、５０℃／分以上の速度で１３０℃まで昇温して１０分間の保持を行った後、すぐに金型を徐冷させながら接着剤の硬化を促して固化させた（Ｓ−１６）。この徐冷は、発泡ウレタンの熱変形温度である８０℃までを２０分で到達、その後、室温まで冷却水を用いて３０〜４０℃まで冷却した後に成型品を取り出した（Ｓ−１７）。
【００９３】
高温（１３０℃）での接着剤の硬化時に、発泡樹脂の粉砕物の表面付近にあって破断されたセルを構成する支持のない柱状部分は変形を来しやすいので、表面板近傍に散布した微粉の粉砕物が潰れて密度の高い状態になる。また、接着剤は１３０℃では十分な溶融状態に至っているので粉砕物表面に濡れ易く、特に受圧面を形成する下金型では、より大きな接着面積の確保と過剰の接着剤の固化によって剛性の高い発泡樹脂の層を形成する。併せて、発泡樹脂の粉砕物は高温状態で保持されて強度が低下した状態にあるので、この加圧によってセルの隔壁が破壊された状態のセル構造を有して連通化する。
【００９４】
このような態様の成形方法を用いた場合には、緩衝材２１における受圧面を形成する金型を下位置にすることによって、過剰の接着剤が安定して受圧面に保持できるという特長を備える。反対に、本実施の形態とは逆に上金型に受圧面を有するように変更した場合、上金型の降下を速度を速く押し下げることによって、圧力が下部まで伝わらず圧力が上部表面に集中し、微粒粉砕物のある領域では、微粒粉砕物は正常なセルが少なく、最も圧縮によって変形しやすい（潰れやすい）ので密度が上昇し、より一層の高密度状態で強固に固化して圧縮変形を来し難い層を形成するので、機器を載置した部分に振動などでかかる応力を分散させて集中する負荷を軽減するので、変形しにくくすることができる。
【００９５】
得られた緩衝材２１の受圧面側には、微粒粉砕物２９と通常よりも多くの接着剤を備えて固化せしめたので、粉砕した粒子間に空隙が少ない緻密な層を有している。この緩衝材２１の表面層部分と中心層部分を採取し、その圧縮特性を測定したところ、表５に示すように、緩衝材の受圧面側にある表面層は中心部に比較して約２倍の強度および剛性を得ていることが分かった。
【００９６】
【表５】
0004258689.tif 000006
【００９７】
ここで、表面層を成す微粒粉砕物２９と接着剤の混合物において、本実施の形態では半硬化状態の粉末状エポキシ樹脂を接着剤に用いたが、これに替えて液状の接着剤を用いても良い。つまり、微粒粉砕物２９と液状の接着剤を混合することによって、ペースト状の混合物が得られるので、これを不織布２２を下金型に沿って載置した（Ｓ−１３）金型内に均一に塗布して配する（Ｓ−１４ａ）ことも有効で、同様の態様を得る上で有効な方法となる。
【００９８】
以上のように、微粒粉砕物２９を金型の受圧面側に配して異なる粉砕物である粗粒粉砕物３０を積層するようにして成形すると共に、微粒粉砕物２９を通常より多くの接着剤で固化したので、高い剛性と強度の表層部分を配した成型品の緩衝材を容易に得ることができる。
【００９９】
実施の形態４．
本実施の形態は、本発明の請求項１２、１３に係るものであり、以下、図示の実施形態に基づき説明する。図１３は使用済みの成形した緩衝材を再生する方法を示す工程図であり、図１４は金型への使用済み緩衝材の配設状態を示す概念図である。
【０１００】
図１４に示す緩衝材２１は受圧面３１に繰返し応力や衝撃力が付加されて大きく変形している反面、梱包用の台板に固定するなどの反受圧面３２の損傷は殆どない。従って、使用前に用いた金型３３内に使用済みの成形した緩衝材３４を投入すると、受圧面３１側に空隙３５が形成される。緩衝材２１の受圧面３１に相当する部分を下にした状態で配した金型３３内に、粉砕物と接着剤の混合物３６を投入した後に、使用済みの緩衝材３４を載置することによって空隙３５部分を混合物３６で充填して固化させ、本来の形状を確保するようにしたものである。
【０１０１】
次に、図１３の緩衝材の再生方法を示す工程図を用い、その再生方法を説明する。まず、使用済みの緩衝材３４の受圧面３１部分を下に配した金型３３内に、例えば冷蔵庫の断熱材である発泡ウレタンを１〜５ｍｍの大きさに粉砕した粉砕物と粉末状を成す半硬化状態のエポキシ樹脂である接着剤とを、１００：２０の重量比で予め混合（Ｓ−２１）して得られた混合物３６を投入する（Ｓ−２２）。
【０１０２】
この混合物３６は、本来の緩衝材３４の容積に対する重量（見掛けの密度）と概略の空隙容量から求めた重量を投入するもので、投入した前記混合物３６上に、図１４の概念図のように、使用済みの緩衝材３４を載置（Ｓ−２３）し、さらに反受圧面３２側の金型（図示せず）を合体する（Ｓ−２４）。次に、内部にある粉砕物と接着剤の混合物３６が損傷によって生じた不均一な空隙内に均一な分散状態を呈するように、金型３３を反転させて（Ｓ−２５）保持する。
【０１０３】
この金型３３を５０℃／分以上の速度で１４０℃まで昇温させると共に金型３３に更なる荷重をかけて完全密閉して１０分間の保持によって固化させた（Ｓ−２６）後、室温まで冷却させて取り出す（Ｓ−２７）ことによって、受圧面３１の損傷部分に発泡ウレタンと接着剤の混合物３６を密な状態で固化したものを備えて修復された緩衝材２１を得た。
【０１０４】
また、上記の方法によれば、同一の緩衝材を用いなくとも、金型３３内に投入した使用済みの緩衝材３４との間で形成される空隙３５の大きさに応じて、粉砕物と接着剤の混合物３６によって欠如している形状部分を埋めて成形することができるので、粉砕物として本発明の使用済みの緩衝材を活用しても良い。
また、本実施の形態では、形状が欠如している部分を修復する際に、金型３３の内面に不織布を載置せずに行ったが、前述の実施の形態と同様に不織布を金型３３に沿って載置した後、工程Ｓ−２２以降を実施すると共に、工程Ｓ−２７の取出し後に不要部分の不織布を削除することにより修復してもよい。
【０１０５】
以上のように、本発明に係る上記方法によれば、緩衝材を再度の粉砕に供すること無しに使用済みの緩衝材を本来の形状に、容易に再生、修復することができる。
【０１０６】
なお、以上のように、本発明の各々の実施の形態では成形した緩衝材およびその成型方法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、冷蔵庫、保冷車や建築物などの保温、保冷に用いる断熱材、軽量で高剛性の構造体において板材の中間に挟んで用いる構造材、など、従来の発泡樹脂の用途への代替え使用も可能であり、その要旨を脱し得ない範囲で種々変形して実施することができる。
【０１０７】
【発明の効果】
本発明の第１の発明に係る緩衝材は、繊維を非直線で無秩序な配向状態で保持して成る不織布と、発泡樹脂を粉砕した粉砕物と接着剤を混合した混合物とを前記不織布で被って成形した緩衝層と、を備え、前記緩衝層は、少なくとも圧力がかかる受圧面近傍では、前記発泡樹脂のセルが成形により変形して潰れ、剛直な層を成すので、表面の脆さを補って、成型品の一部分が欠落するのを防止できる上に、廃棄処理後の燃焼に対して有害なガスを発生することなく容易に廃棄できる。また、機器などを載置し、さらにこれが衝撃力を受けた場合に、この層がその下部にある粉砕物に架かる応力を分散させる作用を醸し出すので、局部的に大きな応力の付加を受けることなく、従って緩衝材である成型品が変形し難くなるという特徴を得ることができる。
【０１０９】
本発明の第２の発明に係る緩衝材は、発泡樹脂の粉砕物の粒度は各々異なり、前記発泡樹脂粉砕物のうち粒径の小さなものを緩衝層の受圧面側に配したので、機器などを載置し、さらにこれが衝撃力を受けた場合に、この剛直な層がその下部にある粉砕物に架かる応力を分散させる作用を醸し出すので、局部的に大きな応力の付加を受けることなく、従って緩衝材である成型品が変形し難くなるという特徴を得ることができる。
【０１１０】
本発明の第３の発明に係る緩衝材は、緩衝層が発泡樹脂の粉砕物の間の空隙に、接着に寄与しない過剰の接着剤を含んで成るので、成型時に下方位置にある金型表面近傍の空隙を少なくして剛性の高い層を形成するのに活用できる。
【０１１１】
本発明の第４の発明に係る緩衝材は、緩衝層が連通する気泡を備えるので、付加された応力による歪みを吸収して反発する挙動を抑制するので、緩衝特性を向上させることができる。
【０１１２】
本発明の第５の発明に係る緩衝材は、発泡樹脂の粉砕物が、連通化した気泡を備えたので、セル内にあるガスが高温時の膨張するときに系外に排出するなどして外気と同じ圧力に維持することによって断熱壁体の寸法膨張を抑制できるとともに、搬送時の衝撃による圧縮変形時にセル内にある空気などのガスを排出して過度な反発力の発生も抑制することができる。
【０１１３】
本発明の第６の発明に係る緩衝材の製造方法は、不織布を下金型に載置する工程と、発泡樹脂を含む粉砕物と粉末状の接着剤の混合物を前記不織布を載置した前記下金型内に投入する工程と、不織布を前記混合物の上に載置し、この上に上金型を載置する工程と、前記混合物のうち圧力がかかる受圧面側を前記発泡樹脂の熱変形温度以上に加熱し、反受圧面側を前記発泡樹脂の熱変形温度未満で前記接着剤の融点以上に加熱するとともに、前記接着剤を溶融させた後に成形し、前記受圧面近傍の前記発泡樹脂のセルが成形により変形して潰れ、剛直な緩衝層を成すようにする工程と、を備えたので、受圧面が無発泡状態に近い態様で剛性の高い状態であっても、他の部分が緩衝特性に優れる発泡樹脂を備えて、外観の平滑性に優れた成型品が得られる。
【０１１４】
本発明の第７の発明に係る緩衝材の製造方法は、不織布を下金型に載置する工程と、発泡樹脂を含む粉砕物と接着剤との混合物を、受圧面を形成する面が下位置とする前記不織布を載置した前記下金型内に投入する工程と、前記下金型に投入された前記混合物に上下動を付与する工程と、前記工程の後または前に不織布を前記混合物の上に載置し、この上に上金型を載置する工程と、前記上下動を付与された混合物のうち、少なくとも圧力がかかる前記受圧面近傍を前記発泡樹脂の熱変形温度以上に加熱し、前記発泡樹脂が溶融または分解に至らない温度で前記接着剤を溶融させた後に成形し、前記発泡樹脂のセルが成形により変形して潰れ、剛直な緩衝層を成すようにする工程と、を備えたので、圧縮によって潰され易い粒径の小さい粉砕物と過剰の接着剤が受圧面に集まって剛性の高い受圧面と気泡の連通化を達成して緩衝特性に優れる発泡樹脂を備えた平滑な外観の成型品が得られる。
【０１１５】
本発明の第８の発明に係る緩衝材の製造方法は、上下動は、振動付与によって行なうことによって、落下時に空隙を備える上下動が衝撃的な微振動によって達成されるので、粉砕物を収縮させて外観を損ないにくく、外観の平滑性に優れた成型品が得られる。
【０１１６】
本発明の第９の発明に係る緩衝材の製造方法は、発泡樹脂の粉砕物をあらかじめ定められた粒径毎に分級する工程と、分級した各々の前記粉砕物と接着剤を混合した混合物を得る工程と、不織布を下金型に載置する工程と、受圧面を形成する位置に小さい粒度の前記混合物が配設されるように、前記不織布を載置した前記下金型に順次投入する工程と、不織布を前記混合物の上に載置し、この上に上金型を載置する工程と、少なくとも圧力がかかる前記受圧面近傍を前記発泡樹脂の粉砕物の熱変形温度以上で、前記発泡樹脂の粉砕物が溶融または分解に至らない温度に加熱して前記混合物を成形し、前記発泡樹脂のセルが成形により変形して潰れ、剛直な緩衝層を成すようにする工程と、を備えたので、付加された応力を面方向に分散して、変形を来しにくい成型品を得ることができる。
【０１１７】
本発明の第１０の発明に係る緩衝材の製造方法は、発泡樹脂粉砕物が、発泡樹脂の気泡の直径の３倍以上で、かつ１０ｍｍ以下の直径のものを用いたので、効率よく気泡を連通化させることができるので、優れた緩衝特性と外観を有する成型品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１を示す緩衝材の斜視図である。
【図２】  図１の断面図である。
【図３】  本発明の実施の形態１を示す緩衝材を製品の上部に用いた例を示す概念図である。
【図４】  本発明の実施の形態１を示す緩衝材の製造方法を示す製造工程図である。
【図５】  本発明の実施の形態１を示す緩衝材の成形方法を示す説明図である。
【図６】  本発明の実施の形態２を示す緩衝材の製造方法を示す製造工程図である。
【図７】  粉砕物とする断熱材を備えた冷蔵庫の構造を示す断面図である。
【図８】  断熱材の気泡構造を示す概念図である。
【図９】  熱力学的分析装置（ＴＭＡ）を用いて測定した温度と寸法変化の関係図である。
【図１０】  本発明の実施の形態２を示す緩衝材の製造方法を示す製造工程図である。
【図１１】  本発明の実施の形態３を示す緩衝材の内部構造を示す断面図である。
【図１２】  本発明の実施の形態３を示す緩衝材の製造方法を示す製造工程図である。
【図１３】  本発明の実施の形態４を示す緩衝材の製造方法を示す製造工程図である。
【図１４】  本発明の実施の形態４の製造方法で金型への使用済み緩衝材の配設状態を示す概念図である。
【図１５】  従来の粉砕物を一体化させて得た緩衝材の外観図である。
【符号の説明】
３  発泡樹脂の粉砕物、４  接着剤、２１  緩衝材（成型品）、２２  不織布、２７  セル膜、２８  支柱部分、２９  微粒粉砕物、３０  粗粒粉砕物、３１  受圧面、３２  反受圧面、３４  使用済みの緩衝材、３６、４０  発泡樹脂の粉砕物と接着剤の混合物、４１  緩衝層。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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