JP2000246826A

JP2000246826A - 緩衝材とその製造方法および再生方法

Info

Publication number: JP2000246826A
Application number: JP5092599A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Nishimoto; 芳夫西本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2000-09-12
Anticipated expiration: 2019-02-26
Also published as: JP4258689B2

Abstract

(57)【要約】【課題】廃棄された発泡樹脂などを用いて、表面層の
強度がある緩衝材とその製造方法並びに使用済みの緩衝
材を再生する方法を得る。【解決手段】発泡樹脂を粉砕したものに、熱で溶融す
る粉末状の接着剤を付着させ、それを加熱下で圧縮成型
することによって緩衝材２１得る。この時、熱硬化性発
泡樹脂を用いて、その熱変形温度以上で加熱しながら圧
縮成型することによって、緩衝特性などに優れた成型品
を得ることができる。

Description

【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
製造方法並びにその緩衝材を使用した後に再生する方法
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５−２０９０
８２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３〜３０
ｍｍ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、さ
らにこの緩衝材を再度に活用できる同様形状の緩衝材を
再生する方法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、を備える。

【００１４】本発明の第２の発明に係る緩衝材は、緩衝
層は、少なくとも圧力がかかる受圧面近傍の混合物の密
度が高い層を成すものである。

【００１５】本発明の第３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４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５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６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７の発明に係る緩衝材の製造方
法は、発泡樹脂を含む粉砕物と粉末状の接着剤の混合物
を金型内に投入する工程と、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
融させた後に成形する工程と、を備える。

【００２０】本発明の第８の発明に係る緩衝材の製造方
法は、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金型内に投入する工程
と、前記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、前記上下動を付与された混合物を加熱し、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する工程と、を備える。

【００２１】本発明の第９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１０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、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、金型
に順次投入する工程と、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前記金型内を加熱して前記混
合物を成形する工程と、を備える。

【００２３】本発明の第１１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。

【００２４】本発明の第１２の発明に係る緩衝材の再生
方法は、使用に供した緩衝材が損傷して減容した容積を
充填しうる重量の発泡樹脂粉砕物と接着剤の混合物を金
型に投入する工程と、前記混合物の上に前記使用に供し
た緩衝材を載置する工程と、前記緩衝材を前記混合物物
とともに加熱成形し一体化させる工程と、を備える。

【００２５】本発明の第１３の発明に係る緩衝材の再生
方法は、接着剤は粉末状のものとし、混合物は受圧面が
形成される面を下位置とする金型内に予め投入されるも
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２
０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、１０
０〜１５０％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】

【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】

【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２
７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/ｃ
ｍ²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４
２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−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）。

【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−６）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８５〜１
００℃、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２０
０〜３００℃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３ｍ
ｍ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５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６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３〜１０ｍ
ｍのものを各々用いた。（Ｓ−１）。

【００６５】

【表３】

【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５
８０ｍｍ、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４
２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１
３０℃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５
０×５０ｍｍ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３５
０ｇ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】

【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１５０〜２
００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３１
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）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、１
ｍｍ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−１
５）。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−１
７）。

【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】

【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１〜５
ｍｍ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３
３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１
４０℃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−２
７）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、を備えた
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。

【０１０８】本発明の第２の発明に係る緩衝材は、緩衝
層は、少なくとも圧力がかかる受圧面近傍の混合物の密
度が高い層を成すので、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３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４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５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６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７の発明に係る緩衝材の製造方
法は、発泡樹脂を含む粉砕物と粉末状の接着剤の混合物
を金型内に投入する工程と、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、反受圧面に、前記接着剤を溶融させた後に成形する
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８の発明に係る緩衝材の製造方
法は、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金型内に投入する工程
と、前記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、前記上下動を付与された混合物を加熱し、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９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１０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、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、金型
に順次投入する工程と、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前記金型内を加熱して前記混
合物を成形する工程と、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１１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。

【０１１８】本発明の第１２の発明に係る緩衝材の再生
方法は、使用に供した緩衝材が損傷して減容した容積を
充填しうる重量の発泡樹脂粉砕物と接着剤の混合物を金
型に投入する工程と、前記混合物の上に前記使用に供し
た緩衝材を載置する工程と、前記緩衝材を前記混合物物
とともに加熱成形し一体化させる工程と、を備えたの
で、使用済みの成型品を再度、粉砕する必要が無く、効
率的に再生できる。

【０１１９】本発明の第１３の発明に係る緩衝材の再生
方法は、接着剤は粉末状のものとし、混合物は受圧面
が形成される面を下位置とする金型内に予め投入される
ので、表面層に高強度の層を備えることができ、変形を
しにくくすることができる。

【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緩衝材
の反受圧面、３２緩衝材の受圧面、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。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ３２Ｂ 27/00 Ｂ２９Ｃ 67/14 Ｂ４Ｆ３０１Ｂ６５Ｄ 81/107 Ｂ６５Ｄ 81/04 // Ｂ２９Ｋ 475:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｆターム(参考） 3E066 AA01 BA01 CA01 CA09 CB01 DA01 EA10 KA20 MA01 4D004 AA09 BA10 CA04 CA07 CA14 CA22 CA50 4F100 AA13 AA15 BA03 BA06 BA10A BA10C BA43 CB02 CB02G DD31 DE01B DE05B DE06B DG15A DG15C DJ04B EA051 EA061 EC012 EC18B EJ20 EJ25 EJ261 EJ39 EJ392 EJ42 EJ422 EJ503 EJ91 EJ933 EJ99 GB15 JK11 JL16 4F205 AA50 AC01 AD16 AG20 AH81 AM27 HA08 HA14 HA24 HA32 HA35 HB01 HB13 HC06 HF01 HF23 HF46 HK03 HK04 HK16 HT16 4F212 AD05 AD07 AD16 AD17 AG20 AH81 AM26 UA05 UA07 UB01 UC02 UE16 UF05 UN08 UN29 4F301 AA15 AA29 AD02 BA01 BA17 BA21 BE32 BF25 BF31

Claims

【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、を備えたことを特徴とする緩衝材。
【請求項２】緩衝層は、少なくとも圧力がかかる受圧
面近傍の混合物の密度が高い層を成すことを特徴とする
請求項１に記載の緩衝材。
【請求項３】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４】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３に記載の緩衝材。
【請求項５】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乃至請求項３のいずれかに記載
の緩衝材。
【請求項６】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乃至請求項３のい
ずれかに記載の緩衝材。
【請求項７】発泡樹脂を含む粉砕物と粉末状の接着剤
の混合物を金型内に投入する工程と、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】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金型内に投入
する工程と、前記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、前記上下動を付与された混合物を加熱し、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９】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８に記載の緩衝材の製造方法。
【請求項１０】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、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、金型に順次投入する工程と、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
に前記金型内を加熱して前記混合物を成形する工程と、
を備えたことを特徴とする緩衝材の製造方法。
【請求項１１】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７乃至請求項１０のいずれ
かに記載の緩衝材の製造方法。
【請求項１２】使用に供した緩衝材が損傷して減容し
た容積を充填しうる重量の発泡樹脂粉砕物と接着剤の混
合物を金型に投入する工程と、前記混合物の上に前記使用に供した緩衝材を載置する工
程と、前記緩衝材を前記混合物物とともに加熱成形し一体化さ
せる工程と、を備えたことを特徴とする緩衝材の再生方
法。
【請求項１３】接着剤は粉末状のものとし、混合物は
受圧面が形成される面を下位置とする金型内に予め投入
されることを特徴とする請求項１３記載の緩衝材の再生
方法。