JP2021113375A - 緩衝材、緩衝材の製造方法および緩衝材製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた緩衝機能を有する緩衝材、緩衝材の製造方法および緩衝材製造装置の提供。【解決手段】繊維と、前記繊維同士を結合させる結合材と、を含み、互いに表裏関係にある第１面３０Ａおよび第２面３０Ｂを有するシート状ウェブを成形してなる成形体で構成され、成形体は、前記第１面３０Ａ側を凸とする第１湾曲部３１と、第２面３０Ｂ側を凸とする第２湾曲部３２と、第１湾曲部３１と第２湾曲部３２との間に位置する中間部３３と、を有する波状に成形されたものであり、中間部３３では、繊維が、成形体の面方向と交差する方向に配向していることを特徴とする緩衝材３。【選択図】図１

Description

本発明は、緩衝材、緩衝材の製造方法および緩衝材製造装置に関するものである。

例えば、特許文献１には、乾式で解繊した古紙パルプに水を添加し海綿状とした古紙パルプ粒状体と、熱可塑性を有する繊維状叉は粉体状の合成樹脂との混合物を加熱、加圧して成形された古紙ボードが開示されている。この古紙ボードは、例えば、緩衝材として用いられる。

特開平９−０１９９０７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている古紙ボードでは、古紙パルプ成分や熱可塑性樹脂成分が水平方向に並んでいる。このため、古紙ボードを緩衝材として用いた場合、古紙ボードの厚み方向からの衝撃に対しての緩衝能力が不十分である。

本発明の緩衝材は、繊維と、前記繊維同士を結合させる結合材と、を含み、互いに表裏関係にある第１面および第２面を有するシート状ウェブを成形してなる成形体で構成され、
前記成形体は、前記第１面側を凸とする第１湾曲部と、前記第２面側を凸とする第２湾曲部と、前記第１湾曲部と前記第２湾曲部との間に位置する中間部と、を有する波状に成形されたものであり、
前記中間部では、前記繊維が、前記成形体の面方向と交差する方向に配向していることを特徴とする。

本発明の緩衝材の製造方法は、繊維と、前記繊維同士を結合させる結合材と、を含み、互いに表裏関係にある第１面および第２面を有し、前記繊維が、前記第１面および前記第２面の面方向に配向しているシート状ウェブを形成するウェブ形成工程と、
前記シート状ウェブを、前記第１面側を凸とする第１湾曲部と、前記第２面側を凸とする第２湾曲部と、前記第１湾曲部と前記第２湾曲部との間に位置する中間部と、を有する波状の中間体に成形する第１成形工程と、
前記中間体を、前記中間体の波状のピッチを減少させて成形体に成形する第２成形工程と、を有することを特徴とする。

本発明の緩衝材製造装置は、繊維と、前記繊維同士を結合させる結合材と、を含み、互いに表裏関係にある第１面および第２面を有し、前記繊維が、前記第１面および前記第２面の面方向に配向しているシート状ウェブを形成するウェブ形成部と、
前記シート状ウェブを、前記第１面側を凸とする第１湾曲部と、前記第２面側を凸とする第２湾曲部と、前記第１湾曲部と前記第２湾曲部との間に位置する中間部と、を有する波状の中間体に成形する第１成形部と、
前記中間体を、前記中間体の波状のピッチを減少させて成形体に成形する第２成形部と、を備えることを特徴とする。

本発明の緩衝材の第１実施形態の斜視図である。 図１に示す緩衝材の部分拡大断面図である。 緩衝機能を説明するための図であって、図１に示す緩衝材の部分拡大断面図である。 緩衝機能を説明するための図であって、図１に示す緩衝材の部分拡大断面図である。 図１に示す緩衝材を製造する緩衝材製造装置の一例を示す概略構成図である。 図５に示す第１成形部の断面図である。 図５に示す第１成形部の側面面図である。 図５に示す第２成形部を＋Ｚ軸側から見た図である。 本発明の緩衝材製造装置の第２実施形態を示す部分拡大図である。 本発明の緩衝材の第３実施形態の斜視図である。

以下、本発明の緩衝材、緩衝材の製造方法および緩衝材製造装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の緩衝材の第１実施形態の斜視図である。図２は、図１に示す緩衝材の部分拡大断面図である。図３は、緩衝機能を説明するための図であって、図１に示す緩衝材の部分拡大断面図である。図４は、緩衝機能を説明するための図であって、図１に示す緩衝材の部分拡大断面図である。

なお、以下では、説明の都合上、図１の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。

また、図１〜図４では、説明の便宜上、互いに直交する３軸として、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を図示している。また、以下では、ｘ軸に平行な方向を「ｘ軸方向」とも言い、ｙ軸に平行な方向を「ｙ軸方向」とも言い、ｚ軸に平行な方向を「ｚ軸方向」とも言う。また、以下では、図示された各矢印の先端側を「＋（プラス）」、基端側を「−（マイナス）」と言う。

まず、緩衝材３について説明する。
緩衝材３は、後述する緩衝材製造装置１００により製造することができる。緩衝材３は、繊維と、繊維同士を結着させる結合材とを含む材料で構成されている。換言すれば、緩衝材３は、緩衝材製造装置１００により製造されたシート状ウェブＳが成形されてなるものである。

緩衝材３の構成材料中に含まれる繊維としては、植物由来の繊維や、羊毛等の動物由来の繊維や、ポリアミド、テトロン、レーヨン、キュプラ、アセテート、ビニロン、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、アラミド等の樹脂繊維、ガラス繊維、炭素繊維等が挙げられ、これらの１種または２種以上を混合したものが挙げられる。

中でも、繊維としては、植物由来の繊維であるのが好ましい。
植物由来の繊維としては、例えば、セルロース繊維、綿、リンター、カボック、亜麻、大麻、ラミー、絹等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、このなかでも、セルロース繊維を主とするのが好ましい。セルロース繊維は入手が容易で、波状への成形性に優れる。

セルロース繊維としては、木質系パルプに由来するものが好ましい。木質系パルプとしては、バージンパルプ、クラフトパルプ、晒ケミサーモメカニカルパルプ、合成パルプ、古紙や再生紙に由来するパルプ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。ここで、セルロース繊維とは、化合物としてのセルロース、すなわち狭義のセルロースを主成分とし繊維状をなすものであればよく、狭義のセルロースの他に、ヘミセルロース、リグニンを含むものが該当する。

繊維の平均繊維長さは、特に限定されないが、０．５ｍｍ以上、１００ｍｍ以下であるのが好ましく、０．５ｍｍ以上、５０ｍｍ以下であるのがより好ましい。これにより、後述する結合材での結着が良好になされ、シート状ウェブＳへの成形性および波状への成形性に優れる。また、成形後に適度な剛性が得られるとともに、緩衝機能を良好に発揮することができる。

繊維の平均繊維幅は、特に限定されないが、５μｍ以上、５０μｍ以下であるのが好ましく、７μｍ以上、４０μｍ以下であるのがより好ましい。これにより、後述する結合材での結着が良好になされ、シート状ウェブＳへの成形性および波状への成形性に優れる。また、成形後に適度な剛性が得られるとともに、緩衝機能を良好に発揮することができる。

また、同様の理由から、植物由来の繊維の平均アスペクト比、すなわち平均幅に対する平均長さの比率は、３以上、６００以下であるのが好ましく、１０以上、４００以下であるのがより好ましい。

なお、繊維長および繊維幅は、例えば、ファイバーテスター（Ｌｏｒｅｎｔｚｅｎ ＆ Ｗｅｔｔｒｅ社製）にて測定し、長さ加重平均値を算出することにより、求めることができる。

緩衝材３の構成材料中の繊維の含有量は、特に限定されないが、５０重量％以上、８０重量％以下であるのが好ましく、６０重量％以上、７５重量％以下であるのがより好ましい。このような含有量であると、シート状ウェブＳへの成形性および波状への成形性に優れる。また、成形後に適度な剛性が得られるとともに、緩衝機能を良好に発揮することができる。

また、緩衝材３の構成材料において、繊維全体中の植物由来の繊維、特にセルロース繊維の含有量は、特に限定されないが、６０重量％以上、１００重量％以下であるのが好ましく、７５重量％以上、１００重量％以下であるのがより好ましい。

緩衝材３の構成材料中には、繊維同士を結着させる結合材として、好ましくは結着樹脂が含まれる。結着樹脂としては、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂のいずれをも用いることができるが、主に、熱可塑性樹脂を用いるのが好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６−１２、ナイロン６−６６等のポリアミド（ナイロン：登録商標）、ポリアミドイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリアセタール、ポリエーテル、ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。熱可塑性樹脂としては、特に好ましいものは、ポリエステルまたはこれを含む樹脂である。また、ポリ乳酸、ポリカプロラクタン、変性でんぷん、ポリヒドロキシブチレート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート等のバイオマスプラスチックや生分解性プラスチックを含んでいてもよい。これにより、環境適合性が向上する。また、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等の硬化性樹脂を含んでいてもよい。熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を含んでいてもよい。

緩衝材３の構成材料に含有する結合材の形態は、特に限定されないが、粒状で添加されたものであるのが好ましい。特に、結合材は、平均粒径が１μｍ以上、５００μｍ以下である粉体として添加されたものであるのが好ましく、平均粒径が３μｍ以上、４００μｍ以下である粉体として添加されたものであるのがより好ましい。これにより、繊維に対し樹脂が均一に分散され易く、剛性、緩衝機能にムラのない緩衝材３を得ることができる。

なお、粒子の平均粒径としては、例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した体積平均の粒度ＭＶＤ（Mean Volume Diameter）を用いることができる。レーザー回折・散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置、すなわち、レーザー回折式粒度分布測定装置では、粒度分布を体積基準で測定することができる。

緩衝材３の構成材料中の結合材の含有量は、２０重量％以上、４０重量％以下であるのが好ましく、２５重量％以上、３５重量％以下であるのがより好ましく、２７重量％以上、３２重量％以下であるのがより好ましい。これにより、波状への成形性に優れる。すなわち、繊維同士をムラなく良好に結着しつつ、成形時に生じる皺や破れを防止することができる。また、得られた緩衝材３は、十分な強度および優れた緩衝機能を有する。

緩衝材３の構成材料中には、前記繊維および結合材以外の成分が含まれていてもよい。例えば、以下のような添加剤が挙げられる。添加剤としては、例えば、中和剤、定着剤、粘剤、サイズ剤、紙力増強剤、消泡剤、保水剤、耐水化剤、繊維の凝集や樹脂の凝集を抑制するための凝集抑制剤、カーボンブラック、白色顔料等の着色剤、難燃剤等が挙げられる。

このような緩衝材３における構成材料の密度は、０．５ｇ／ｃｍ^３以上、２．０ｇ／ｃｍ^３以下であるのが好ましく、０．７ｇ／ｃｍ^３以上、１．８ｇ／ｃｍ^３以下であるのがより好ましい。これにより、緩衝材３の成形時に皺や破れが生じるのを効果的に防止することができるとともに、得られた緩衝材３は、十分な強度を有し、かつ、適度な衝撃吸収性を有し、緩衝材としても優れる。

また、図１に示すように、シート状ウェブＳの平均厚さＴａは、特に限定されないが、０．１５ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下であるのが好ましく、０．２ｍｍ以上、１．７ｍｍ以下であるのがより好ましい。これにより、緩衝材３は、十分な剛性を有する。

ここで、図１に示すように、緩衝材３は、互いに表裏関係にある第１面３０Ａおよび第２面３０Ｂを有するシート状ウェブＳを波状に成形してなる成形体３０を有する。具体的には、成形体３０は、第１湾曲部３１と、第２湾曲部３２と、中間部３３と、を有する。なお、成形体３０の全体形状は、図示の構成では、ブロック状をなしている。ただし、これに限定されず、例えば、板状、ブロック状、箱状等、いかなる形状であってもよい。

第１湾曲部３１は、＋ｚ軸側に位置している。第１湾曲部３１は、第１面３０Ａ側が凸となるよう、シート状ウェブＳが折り返された部分である。また、第１湾曲部３１は、図示の構成では５つ設けられており、これらは、ｘ軸方向に並んでいる。なお、第１湾曲部３１は、少なくとも１つ設けられていればよく、その数は、図示の構成に限定されない。

第２湾曲部３２は、−ｚ軸側に位置している。第２湾曲部３２は、第２面３０Ｂ側が凸となるよう、シート状ウェブＳが折り返された部分である。また、第２湾曲部３２は、図示の構成では５つ設けられており、これらは、ｘ軸方向に並んでいる。また、第１湾曲部３１および第２湾曲部３２とは、ｘ軸方向の位置がずれている。そのずれ量は、半ピッチ分である。なお、第２湾曲部３２は、少なくとも１つ設けられていればよく、その数は、図示の構成に限定されない。

本実施形態では、このような第１湾曲部３１または第２湾曲部３２が、図２に示す緩衝対象物２００と接する受圧部として機能する。

中間部３３は、第１湾曲部３１と第２湾曲部３２との間に位置している。中間部３３では、シート状ウェブＳが、ｘ軸方向を厚さ方向とする向きで配置されている。このため、中間部３３では、繊維が、ｙ−ｚ平面の面方向、すなわち、成形体３０の面方向と交差する方向に配向している。「繊維が、成形体３０の面方向と交差する方向に配向している」とは、繊維の主配向方向が、成形体３０の厚さ方向、すなわち、成形前のシート状ウェブＳの面方向に沿った方向であることを言う。さらに換言すれば、中間部では、中間部３３における第１面３０Ａおよび第２面３０Ｂの面方向に沿って繊維が配向していると言える。

より詳しくは、ｘ軸方向の配向度は、ｙ軸方向の配向度およびＺ軸方向の配向度よりも低い。そして、ｙ−ｚ平面においては、繊維は、ランダムに配向している。ただし、ｚ軸方向の配向度がｙ軸方向の配向度に比べて大きくてもよい。

繊維の配向方向を求める方法として、デジタルマイクロスコープ（キーエンス社製：ＶＨＸ５０００）を用いて倍率２００倍以上５００倍以下の条件下で、シート状ウェブＳ、または後述するシート状ウェブＳ２の表面を観察した。また、デジタルマイクロスコープで観察した繊維から５０本の繊維を無作為に選択し、観察した表面を基準とする配向方向を測定し、平均値を算出し、繊維の配向方向とした。

別の観点で説明すると、繊維の配向方向が所定方向である繊維の数をＴ１とし、配向方向が所定方向とは異なる方向である繊維の数をＴ２とし、Ｔ１／Ｔ２を求めることにより、所定方向における繊維数の割合を求めることができる。そして、この繊維数の割合が最も大きい所定方向を、シート状ウェブＳの繊維の配向方向とすることができる。

また、中間部３３では、シート状ウェブＳが、その厚さ方向に複数積層されている。また、隣接する中間部３３は、本実施形態では、固定されていない。ただし、これに限定されず固定されていてもよい。なお、この固定方法としては、特に限定されないが、例えば、接着、圧着、融着、固定部材を介した固定等の方法が挙げられる。

中間部３３では、シート状ウェブＳは、シート状ウェブＳの厚さ方向に積層されている。これにより、積層されている層数分、後述するような緩衝機能を増大させるとともに、緩衝材３において緩衝機能を発揮する範囲をより大きくすることができる。

次に、緩衝材３の緩衝機能について説明する。以下では、緩衝材３に対して＋ｚ軸方向から緩衝対象物２００が押し付けられた場合について説明する。なお、緩衝材３に対して−ｚ軸方向から緩衝対象物が押し付けられた場合についても以下と同様の緩衝機能を発揮することができる。

図２に示すように、緩衝材３に対して＋ｚ軸方向から緩衝対象物２００が押し付けられた場合、まず、第１湾曲部３１がつぶれるように変形する。第１湾曲部３１が湾曲した形状であるため、変形しやすく、緩衝機能に優れる。このことは、第２湾曲部３２についても同様である。

次いで、緩衝対象物２００からの衝撃が中間部３３に伝達される。中間部３３では、前述したように、繊維がｙ−ｚ平面の面方向に配向している。このため、中間部３３に対して＋ｚ軸側から外力が加わった際、特に、ｚ軸方向に沿った向きの繊維が外力を避けるように±ｘ軸側、または、±ｙ軸側に移動する。この繊維の移動により、繊維が結合材によって結合した状態から互いに解離させるために外力の衝撃エネルギーが消費され、外力が緩和、吸収される。その結果、優れた緩衝機能を発揮することができる。

さらに、繊維が外力を受けた方向とは異なる方向に移動するため、繊維が高密度化しにくい。よって、緩衝材３を繰り返し使用しても、十分な緩衝機能を発揮することができる。

以上のような第１湾曲部３１および第２湾曲部３２の緩衝機能と、中間部３３の緩衝機能との相乗効果により、緩衝材３は、優れた緩衝機能を発揮することができる。また、緩衝材３は、後述する緩衝材製造装置１００により製造されたものであるため、環境への悪影響がなく、また、リサイクル性にも優れる。

このように、緩衝材３は、繊維と、繊維同士を結合させる結合材と、を含み、互いに表裏関係にある第１面３０Ａおよび第２面３０Ｂを有するシート状ウェブＳを成形してなる成形体３０で構成される。また、成形体３０は、第１面３０Ａ側を凸とする第１湾曲部３１と、第２面３０Ｂ側を凸とする第２湾曲部３２と、第１湾曲部３１と第２湾曲部３２との間に位置する中間部３３と、を有する波状に成形されたものである。そして、中間部３３では、繊維が、成形体３０の面方向と交差する方向に配向している。これにより、緩衝材３に衝撃が加わった際、第１湾曲部３１および第２湾曲部３２が変形して緩衝機能を発揮することができる。また、緩衝材３に衝撃が加わった際、中間部３３の繊維が移動しやすく、この移動により緩衝機能を発揮することができる。これらの相乗効果により、緩衝材３は、優れた緩衝機能を発揮することができる。

また、緩衝材３は、第１湾曲部３１または第２湾曲部３２が緩衝対象物２００と接する受圧部として用いられる。これにより、第１湾曲部３１および第２湾曲部３２を優先的に変形させることができ、緩衝機能に優れる。

なお、上記構成に限定されず、例えば、成形体３０の＋ｙ軸側の側面または−ｙ軸側の側面を受圧部として用いてもよい。

また、前述したように、隣接する中間部３３同士は、本実施形態では、固定されていない。すなわち、受圧部としての第１湾曲部３１および第２湾曲部３２が受圧した際、隣接する中間部３３同士は、相対的に移動可能である。これにより、緩衝材３に衝撃が加わった際、例えば、中間部３３同士が離間して第１湾曲部３１および第２湾曲部３２がさらに変形しやすくなり、さらに緩衝機能に優れる。また、緩衝材３に衝撃が加わった際、例えば、中間部３３同士の摩擦により、外力の衝撃エネルギーが消費され、さらに緩衝機能に優れる。

また、中間部３３における前記シート状ウェブＳの厚さ方向を第１方向、すなわち、ｘ軸方向とし、第１湾曲部３１と第２湾曲部３２とが並ぶ方向を第２方向、すなわち、ｚ軸方向とし、ｘ軸方向およびｚ軸方向と直交する方向を第３方向、すなわち、ｙ軸方向としたとき、成形体３０をＸ軸方向から投影した形状の面積Ａ、成形体３０をｚ軸方向から投影した形状の面積Ｂ、および、成形体３０をｙ軸方向から投影した形状の面積Ｃは、Ｂ＞ＡおよびＢ＞Ｃなる関係を満足する。これにより、第１湾曲部３１および第２湾曲部３２の面積を可及的に大きくすることができる。よって、より広範囲にわたって優れた緩衝機能を発揮することができる。

このような、緩衝材３は、１つを単独で使用してもよく、複数を重ねて、または並べて用いてもよい。

次に、緩衝材製造装置について説明する。
図５は、図１に示す緩衝材を製造する緩衝材製造装置の一例を示す概略構成図である。図６は、図５に示す第１成形部の断面図である。図７は、図５に示す第１成形部の側面面図である。図８は、図５に示す第２成形部を＋Ｚ軸側から見た図である。

なお、以下では、説明の都合上、図５の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。

また、図５〜図８では、説明の便宜上、互いに直交する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。また、以下では、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」とも言い、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」とも言い、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、以下では、図示された各矢印の先端側を「＋（プラス）」、基端側を「−（マイナス）」と言う。

図１に示す緩衝材製造装置１００は、原料供給部１１と、粗砕部１２と、解繊部１３と、選別部１４と、第１ウェブ形成部１５と、細分部１６と、混合部１７と、分散部１８と、堆積部１９と、成形部２０と、を備えている。また、緩衝材製造装置１００は、加湿部２５１と、加湿部２５２と、加湿部２５３と、加湿部２５４と、加湿部２５５と、加湿部２５６と、ブロアー２６１と、ブロアー２６２と、ブロアー２６３とを備えている。

また、緩衝材製造装置１００が備える各部、例えば、原料供給部１１、粗砕部１２、解繊部１３、選別部１４、第１ウェブ形成部１５、細分部１６、混合部１７、分散部１８、堆積部１９、成形部２０等は、それぞれ、制御部２８と電気的に接続されている。そして、これら各部の作動は、制御部２８によって制御される。制御部２８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２８１と、記憶部２８２とを有している。ＣＰＵ２８１は、例えば、各種の判断や各種の命令等を行なうことができる。記憶部２８２には、例えば、繊維成形物の成形までのプログラム等の、各種プログラムが記憶されている。

また、この制御部２８は、緩衝材製造装置１００に内蔵されていてもよいし、外部のコンピューター等の外部機器に設けられていてもよい。また、外部機器は、例えば、緩衝材製造装置１００とケーブル等を介して通信される場合、無線通信される場合、緩衝材製造装置１００と例えばインターネットのようなネットワークを介して接続されている場合等がある。またＣＰＵ２８１と、記憶部２８２とは、例えば、一体化されて、１つのユニットとして構成されていてもよいし、ＣＰＵ２８１が緩衝材製造装置１００に内蔵され、記憶部２８２が外部のコンピューター等の外部機器に設けられていてもよし、記憶部２８２が緩衝材製造装置１００に内蔵され、ＣＰＵ２８１が外部のコンピューター等の外部機器に設けられていてもよい。

また、緩衝材製造装置１００では、原料供給工程と、粗砕工程と、解繊工程と、選別工程と、第１ウェブ形成工程と、分断工程と、混合工程と、ウェブ形成工程と、第１成形工程と、第２成形工程と、切断工程と、がこの順に実行される。これらのうち、ウェブ形成工程、第１成形工程、および第２成形工程が、本発明の緩衝材の製造方法が有する工程である。なお、これら以外の工程が、本発明の緩衝材の製造方法に含まれていてもよい。

以下、各部の構成について説明する。
原料供給部１１は、粗砕部１２に原料Ｍ１を供給する原料供給工程を行なう部分である。この原料Ｍ１としては、前述した植物由来の繊維、すなわちセルロース繊維を含むシート状材料であるのが好ましい。また、原料Ｍ１は、織布、不織布等、形態は問わない。また、原料Ｍ１は、例えば、古紙を解繊して製造されたリサイクルペーパーや、ユポ紙に代表される合成紙であってもよい。ユポ紙は、登録商標である。

粗砕部１２は、原料供給部１１から供給された原料Ｍ１を大気中等の気中で粗砕する粗砕工程を行なう部分である。粗砕部１２は、通常は、シュレッダーで構成されており、一対の粗砕刃１２１と、シュート１２２とを有している。

一対の粗砕刃１２１は、互いに反対方向に回転することにより、これらの間で原料Ｍ１を粗砕して、すなわち、裁断して、短冊状の小片、すなわち、シュレッダー片である粗砕片Ｍ２にすることができる。粗砕片Ｍ２の形状や大きさは、解繊部１３における解繊処理に適しているのが好ましく、例えば、１辺の長さが１００ｍｍ以下の小片であるのが好ましく、１０ｍｍ以上、７０ｍｍ以下の小片であるのがより好ましい。

シュート１２２は、一対の粗砕刃１２１の下方に配置され、例えば漏斗状をなすものとなっている。これにより、シュート１２２は、粗砕刃１２１によって粗砕されて落下してきた粗砕片Ｍ２を受けることができる。

また、シュート１２２の上方には、加湿部２５１が一対の粗砕刃１２１に隣り合って配置されている。加湿部２５１は、シュート１２２内の粗砕片Ｍ２を加湿するものである。この加湿部２５１は、水分を含む図示しないフィルターを有し、フィルターに空気を通過させることにより、湿度を高めた加湿空気を粗砕片Ｍ２に供給する気化式、あるいは温風気化式の加湿器で構成されている。加湿空気が粗砕片Ｍ２に供給されることにより、粗砕片Ｍ２が静電気によってシュート１２２等に付着するのを抑制することができる。

シュート１２２は、流路を構成する管２４１を介して、解繊部１３に接続されている。シュート１２２に集められた粗砕片Ｍ２は、管２４１を通過して、解繊部１３に搬送される。

解繊部１３は、粗砕片Ｍ２を気中で、すなわち、乾式で解繊する解繊工程を行なう部分である。この解繊部１３での解繊処理により、粗砕片Ｍ２から解繊物Ｍ３を生成することができる。ここで「解繊する」とは、複数の繊維が結着されてなる粗砕片Ｍ２を、繊維１本１本に解きほぐすことをいう。そして、この解きほぐされたものが解繊物Ｍ３となる。解繊物Ｍ３の形状は、線状や帯状である。

解繊部１３は、例えば本実施形態では、高速回転するローターと、ローターの外周に位置するライナーとを有するインペラーミルで構成されている。解繊部１３に流入してきた粗砕片Ｍ２は、ローターとライナーとの間に挟まれて解繊される。

また、解繊部１３は、ローターの回転により、粗砕部１２から選別部１４へ向かう気流を発生させることができる。これにより、粗砕片Ｍ２を管２４１から解繊部１３に吸引することができる。また、解繊処理後、解繊物Ｍ３を、管２４２を介して選別部１４に送り出すことができる。

管２４２の途中には、ブロアー２６１が設置されている。ブロアー２６１は、選別部１４に向かう気流を発生させる気流発生装置である。これにより、選別部１４への解繊物Ｍ３の移送が促進される。

選別部１４は、解繊物Ｍ３を、繊維の長さの大小によって選別する選別工程を行なう部分である。選別部１４では、解繊物Ｍ３は、第１選別物Ｍ４−１と、第１選別物Ｍ４−１よりも大きい第２選別物Ｍ４−２とに選別される。第１選別物Ｍ４−１における繊維は、その後のシート状ウェブＳの製造、さらには緩衝材３の製造に適したサイズのものとなっている。この値は、前述した通りである。一方、第２選別物Ｍ４−２は、例えば、解繊が不十分なものや、解繊された繊維同士が過剰に凝集したもの等が含まれる。

選別部１４は、ドラム部１４１と、ドラム部１４１を収納するハウジング部１４２とを有する。

ドラム部１４１は、円筒状をなす網体で構成され、その中心軸回りに回転する篩である。このドラム部１４１には、管２４２より解繊物Ｍ３が流入してくる。そして、ドラム部１４１が回転することにより、網の目開きよりも小さい解繊物Ｍ３は、第１選別物Ｍ４−１として選別され、網の目開き以上の大きさの解繊物Ｍ３は、第２選別物Ｍ４−２として選別される。そして、第１選別物Ｍ４−１は、ドラム部１４１から落下する。

一方、第２選別物Ｍ４−２は、ドラム部１４１に接続されている管２４３に送り出される。管２４３は、ドラム部１４１と反対側、すなわち、搬送方向下流側が管２４１に接続されている。この管２４３を通過した第２選別物Ｍ４−２は、管２４１内で粗砕片Ｍ２と合流して、粗砕片Ｍ２とともに解繊部１３に流入する。これにより、第２選別物Ｍ４−２は、解繊部１３に戻されて、粗砕片Ｍ２とともに解繊処理される。

ドラム部１４１の網の目開きを選択することにより、ドラム部１４１を通過する第１選別物Ｍ４−１中の繊維のサイズを所定の範囲に設定することができる。また、後述するメッシュベルト１５１の目開きを選択することにより、メッシュベルト１５１を通過する第１選別物Ｍ４−１中の繊維のサイズを所定の範囲に設定することができる。これらの選択を行うことで、緩衝材３の構成材料中の繊維のサイズ、特に繊維の平均繊維長さを前述したような適正な値にすることができる。

また、ドラム部１４１を通過した第１選別物Ｍ４−１は、気中に分散しつつ落下して、ドラム部１４１の下方に位置する分離部としての第１ウェブ形成部１５に向かう。第１ウェブ形成部１５は、第１選別物Ｍ４−１から第１ウェブＭ５を形成する第１ウェブ形成工程を行なう部分である。第１ウェブ形成部１５は、メッシュベルト１５１と、３つの張架ローラー１５２と、吸引部１５３とを有している。

メッシュベルト１５１は、無端ベルトであり、その上部に第１選別物Ｍ４−１が堆積する。このメッシュベルト１５１は、３つの張架ローラー１５２に掛け回されている。そして、張架ローラー１５２は、モーター等の駆動源、変速機等を有する図示しない駆動部に連結されており、この駆動部の駆動により回転駆動し、メッシュベルト１５１上の第１選別物Ｍ４−１は、下流側に搬送される。

第１選別物Ｍ４−１は、メッシュベルト１５１の目開き以上の大きさとなっている。これにより、第１選別物Ｍ４−１は、メッシュベルト１５１の通過が規制され、よって、メッシュベルト１５１上に堆積することができる。また、第１選別物Ｍ４−１は、メッシュベルト１５１上に堆積しつつ、メッシュベルト１５１ごと下流側に搬送されるため、層状の第１ウェブＭ５を形成する。

また、第１選別物Ｍ４−１には、異物ＣＭ、すなわち、例えば塵や埃等が混在しているおそれがある。異物ＣＭは、例えば、粗砕や解繊によって生じることがある。そして、このような異物ＣＭは、後述する回収部２７に回収されることとなる。

吸引部１５３は、メッシュベルト１５１の下方から空気を吸引することができる。これにより、メッシュベルト１５１を通過した異物ＣＭを空気ごと吸引することができる。

また、吸引部１５３は、管２４４を介して、回収部２７に接続されている。吸引部１５３で吸引された異物ＣＭは、回収部２７に回収される。

回収部２７には、管２４５がさらに接続されている。また、管２４５の途中には、ブロアー２６２が設置されている。このブロアー２６２の作動により、吸引部１５３で吸引力を生じさせることができる。これにより、メッシュベルト１５１上における第１ウェブＭ５の形成が促進される。この第１ウェブＭ５は、異物ＣＭが除去されたものとなる。また、塵や埃は、ブロアー２６２の作動により、管２４４を通過して、回収部２７まで到達する。

ハウジング部１４２には、加湿部２５２が接続されている。加湿部２５２は、加湿部２５１と同様の気化式の加湿器で構成されている。これにより、ハウジング部１４２内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により、第１選別物Ｍ４−１を加湿することができ、よって、第１選別物Ｍ４−１がハウジング部１４２の内壁に静電力によって付着してしまうのを抑制することもできる。

選別部１４の下流側には、加湿部２５５が配置されている。加湿部２５５は、水を噴霧する超音波式加湿器で構成されている。これにより、第１ウェブＭ５に水分を供給することができ、よって、第１ウェブＭ５の水分量が調節される。この調節により、静電力による第１ウェブＭ５のメッシュベルト１５１への吸着を抑制することができる。これにより、第１ウェブＭ５は、メッシュベルト１５１が張架ローラー１５２で折り返される位置で、メッシュベルト１５１から容易に剥離される。

加湿部２５５の下流側には、細分部１６が配置されている。細分部１６は、メッシュベルト１５１から剥離した第１ウェブＭ５を分断する分断工程を行なう部分である。細分部１６は、回転可能に支持されたプロペラ１６１と、プロペラ１６１を収納するハウジング部１６２とを有している。そして、回転するプロペラ１６１により、第１ウェブＭ５を分断することができる。分断された第１ウェブＭ５は、細分体Ｍ６となる。また、細分体Ｍ６は、ハウジング部１６２内を下降する。

ハウジング部１６２には、加湿部２５３が接続されている。加湿部２５３は、加湿部２５１と同様の気化式の加湿器で構成されている。これにより、ハウジング部１６２内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により、細分体Ｍ６がプロペラ１６１やハウジング部１６２の内壁に静電力によって付着してしまうのを抑制することもできる。

細分部１６の下流側には、混合部１７が配置されている。混合部１７は、細分体Ｍ６と樹脂Ｐとを混合する混合工程を行なう部分である。この混合部１７は、樹脂供給部１７１と、管１７２と、ブロアー１７３とを有している。

管１７２は、細分部１６とウェブ形成部２０Ａの分散部１８とを接続しており、細分体Ｍ６と樹脂Ｐとの混合物Ｍ７が通過する流路である。

管１７２の途中には、樹脂供給部１７１が接続されている。樹脂供給部１７１は、スクリューフィーダー１７４を有している。このスクリューフィーダー１７４が回転駆動することにより、樹脂Ｐを粉体または粒子として管１７２に供給することができる。管１７２に供給された樹脂Ｐは、細分体Ｍ６と混合されて混合物Ｍ７となる。ここで、樹脂Ｐは、後工程で繊維同士を結着させるバインダー、すなわち、結合材であり、その含有量、組成および粒径は、前述した通りである。

なお、樹脂供給部１７１から供給されるものとしては、樹脂Ｐの他に、前述した添加剤が必要に応じ含まれていてもよい。この添加剤は、樹脂Ｐとは別に供給しても、予め樹脂Ｐに含ませたものとして樹脂供給部１７１から供給してもよい。

また、管１７２の途中には、樹脂供給部１７１よりも下流側にブロアー１７３が設置されている。ブロアー１７３が有する羽根等の回転部の作用により、細分体Ｍ６と樹脂Ｐとが混合される。また、ブロアー１７３は、次工程を行う分散部１８へ向かう気流を発生させることができる。この気流により、管１７２内で、細分体Ｍ６と樹脂Ｐとを撹拌、混合することができる。これにより、混合物Ｍ７は、細分体Ｍ６と樹脂Ｐとが均一に分散した状態で、ウェブ形成部２０Ａの分散部１８に流入することができる。また、混合物Ｍ７中の細分体Ｍ６は、管１７２内を通過する過程でほぐされて、より細かい繊維状となる。

なお、細分部１６から管１７２に流入する細分体Ｍ６に対する、樹脂供給部１７１からの樹脂Ｐの供給量を調整することにより、混合物Ｍ７中の繊維と樹脂Ｐとの配合比を設定することができる。この設定は、例えば、制御部２８の制御により、スクリューフィーダー１７４の回転速度を調整して、単位時間当たりの樹脂Ｐの供給量を調整することで可能となる。このような設定を行うことで、緩衝材３の構成材料中の繊維の含有量、または樹脂の含有量を前述したような適正な値にすることができる。

ウェブ形成部２０Ａは、シート状ウェブＳ１を形成する部分であり、ウェブ形成工程を実行する部分である。ウェブ形成部２０Ａは、分散部１８と、堆積部１９と、を有する。分散部１８は、分散工程を実行し、堆積部１９は、堆積工程を実行する。すなわち、ウェブ形成工程は、分散工程と、堆積工程と、を有する。

分散部１８は、混合物Ｍ７における、互いに絡み合った繊維同士をほぐして分散する分散工程を行なう部分である。分散部１８は、ドラム部１８１と、ドラム部１８１を収納するハウジング部１８２とを有する。

ドラム部１８１は、円筒状をなす網体で構成され、その中心軸回りに回転する篩である。このドラム部１８１には、混合物Ｍ７が流入してくる。そして、ドラム部１８１が回転することにより、混合物Ｍ７のうち、網の目開きよりも小さい繊維等が、ドラム部１８１を通過することができる。その際、混合物Ｍ７がほぐされることとなる。

なお、ドラム部１８１は、回転するドラム形状に限定されず、面内方向に振動する、目開きを有する篩いでもよく、スプレーのように混合物Ｍ７を噴射するような構成のものであってもよい。

そして、ドラム部１８１でほぐされた混合物Ｍ７は、気中に分散しつつ落下して、ドラム部１８１の下方に位置する堆積部１９に向かう。従って、繊維が配向性の無い状態でランダムに堆積される。堆積部１９は、混合物Ｍ７からシート状ウェブＳ１を形成するウェブ形成工程を行なう部分である。堆積部１９は、メッシュベルト１９１と、張架ローラー１９２と、吸引部１９３とを有している。

メッシュベルト１９１は、無端ベルトであり、混合物Ｍ７が堆積する。このメッシュベルト１９１は、４つの張架ローラー１９２に掛け回されている。そして、張架ローラー１９２の回転駆動により、メッシュベルト１９１上の混合物Ｍ７は、下流側に搬送される。

また、メッシュベルト１９１上のほとんどの混合物Ｍ７は、メッシュベルト１９１の目開き以上の大きさである。これにより、混合物Ｍ７は、メッシュベルト１９１を通過してしまうのが規制され、よって、メッシュベルト１９１上に堆積することができる。また、混合物Ｍ７は、メッシュベルト１９１上に堆積しつつ、メッシュベルト１９１ごと下流側に搬送されるため、層状のシート状ウェブＳ１として形成される。

また、張架ローラー１９２は、モーター等の駆動源、変速機等を有する図示しない駆動部に連結されており、この駆動部の作動によって、所定の回転速度で回転することができる。駆動部の作動は、制御部２８により制御され、例えば、張架ローラー１９２の回転速度を可変とする、特に、回転速度を多段階または無段階に設定することもできる。

吸引部１９３は、メッシュベルト１９１の下方から空気を吸引することができる。これにより、メッシュベルト１９１上の混合物Ｍ７、すなわちシート状ウェブＳ１を下方へ向けて吸引することができ、よって、混合物Ｍ７のメッシュベルト１９１上への堆積が促進されるとともに、後述するシート状ウェブＳ１の厚さの調節を促進することができる。

吸引部１９３には、管２４６が接続されている。また、この管２４６の途中には、ブロアー２６３が設置されている。このブロアー２６３の作動により、吸引部１９３で吸引力を生じさせることができる。ブロアー２６３の作動は、制御部２８により制御されている。

吸引部１９３にて吸引した気流によりメッシュベルト１９１を通過した混合物Ｍ７の一部は、ブロアー２６３の気流によって図示しない上流の経路に戻され、例えば管２４１内やハウジング部１６２内に供給されることにより再利用することができる。

このように、緩衝材製造装置１００は、メッシュベルト１９１を介してメッシュベルト１９１上のシート状ウェブＳ１を吸引する吸引部１９３を有する。これにより、混合物Ｍ７のメッシュベルト１９１上への堆積が促進されるとともに、シート状ウェブＳ１の厚さの調節を促進することができる。なお、メッシュベルト１９１上では、繊維がメッシュベルト１９１の面状で、ランダムにＸ−Ｙ平面に沿って配向する。そして、得られたシート状ウェブＳ１は、互いに表裏関係にある第１面３０Ａおよび第２面３０Ｂを有する。また、シート状ウェブＳ１では、繊維が、第１面３０Ａおよび第２面３０Ｂの面方向に配向している。このように、ウェブ形成工程は、繊維と、繊維同士を結合させる結合材としての樹脂Ｐと、を含み、互いに表裏関係にある第１面３０Ａおよび第２面３０Ｂを有し、繊維が、第１面３０Ａおよび第２面３０Ｂの面方向に配向しているシート状ウェブＳ１を形成する工程である。

また、メッシュベルト１９１の目開きを選択すること、および吸引部１９３の吸引の強さを調整すること等により、メッシュベルト１９１を通過する混合物Ｍ７中の繊維のサイズ、特に繊維の平均繊維長さをさらに適正な範囲に微調整することができる。これにより、緩衝材３の構成材料中の繊維のサイズ、特に繊維の平均繊維長さを前述したような適正な値により近づけることができる。

また、ウェブ形成部２０Ａは、さらに、後述するローラーの上流側に位置し、加熱および加圧の少なくとも一方を行う図示しないローラーを有していてもよい。これにより、シート状ウェブＳ１の厚さ、構成材料の密度等を効果的に調整することができる。

また、ハウジング部１８２には、加湿部２５４が接続されている。加湿部２５４は、加湿部２５１と同様の気化式の加湿器で構成されている。これにより、ハウジング部１８２内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により、ハウジング部１８２内を加湿することができ、よって、混合物Ｍ７がハウジング部１８２の内壁に静電力によって付着してしまうのを抑制することもできる。

分散部１８の下流側には、加湿部２５６が配置されている。加湿部２５６は、加湿部２５５と同様の超音波式加湿器で構成されている。これにより、シート状ウェブＳ１に水分を供給することができ、よって、シート状ウェブＳ１の水分量が調節される。この調節により、静電力によるシート状ウェブＳ１のメッシュベルト１９１への吸着を抑制することができる。これにより、シート状ウェブＳ１は、メッシュベルト１９１が張架ローラー１９２で折り返される位置で、メッシュベルト１９１から容易に剥離される。

なお、加湿部２５１〜加湿部２５６までに加えられる水分量は、例えば、加湿前の材料１００質量部に対して０．５質量部以上、２０質量部以下であるのが好ましい。

堆積部１９の下流側には、第１成形部２０Ｂが配置されている。第１成形部２０Ｂは、シート状ウェブＳ１を波状に加工して、中間体であるシート状ウェブＳ２を成形する第１成形工程を行なう部分である。この第１成形部２０Ｂは、一対の成形ローラー２１を有する。一対の成形ローラー２１は、シート状ウェブＳ１を加熱、加圧するものであり、シート状ウェブＳ１の搬送経路を挟んで上下にそれぞれ配置されている。シート状ウェブＳ１が、一対の成形ローラー２１の間を通過することにより、シート状ウェブＳ１が加熱、加圧され、波状に成型される。

図６に示すように、成形ローラー２１は、小径部２１１と、大径部２１２とが、軸Ｏ方向に交互に配置された形状をなしている。すなわち、成形ローラー２１は、山と谷とが交互に配置された形状をなしている。また、上側の成形ローラー２１では、小径部２１１が５つ設けられており、大径部２１２が６つ設けられている。また、下側の成形ローラー２１では、小径部２１１が６つ設けられており、大径部２１２が７つ設けられている。そして、上側の成形ローラー２１および下側の成形ローラー２１は、小径部２１１と大径部２１２とが重なるように半ピッチずれて配置されている。

また、上側の成形ローラー２１の大径部２１２が、下側の成形ローラー２１の小径部２１１に入り込んでおり、下側の成形ローラー２１の大径部２１２が、上側の成形ローラー２１の小径部２１１に入り込んでいる。また、上側の成形ローラー２１および下側の成形ローラー２１は、離間しており、非接触である。

シート状ウェブＳ１が一対の成形ローラー２１の間を通過すると、シート状ウェブＳ１は、一方の成形ローラー２１の大径部２１２によって、他方の成形ローラー２１の小径部２１１に押し付けられて折り返し部が形成されるとともに、他方の成形ローラー２１の大径部２１２によって、一方の成形ローラー２１の小径部２１１に押し付けられて折り返し部が形成されてシート状ウェブＳ２となる。また、シート状ウェブＳ２では、Ｙ軸方向に沿って、折り返し部が形成されており、かつ、隣り合う折り返し部では、折り返し方向が異なる。これらの折り返し部のうち、＋Ｚ軸側に突出する折り返し部が、第１湾曲部３１であり、−Ｚ軸側に突出する折り返し部が、第２湾曲部３２である。また、シート状ウェブＳ２の段階では、中間部３３は、Ｚ軸方向に対して傾斜した状態である。

また、シート状ウェブＳ２における繊維の配向方向は、シート状ウェブＳ２の面方向に沿っており、図６中、破線で示すように、成形ローラー２１の凹凸に沿った状態である。すなわち、シート状ウェブＳ２における繊維の配向方向は、第１面３０Ａおよび第２面３０Ｂに形成された波状に沿った方向であり、第１面３０Ａおよび第２面３０Ｂの面方向に沿っている。

なお、一対の成形ローラー２１のうちの一方は、図示しないモーターの作動により駆動する主動ローラーであり、他方は、従動ローラーである。ただし、これに限定されず、一対の成形ローラー２１の双方がモーターに接続されていてもよく、双方がモーターに接続されていなくてもよい。

また、一対の成形ローラー２１の押圧力、すなわち、成形荷重は、１００ｋｇｆ以上、２００００ｋｇｆ以下であるのが好ましく、３００ｋｇｆ以上、１００００ｋｇｆ以下であるのがより好ましい。これにより、シート状ウェブＳ２の波状をより顕著に発現させることができる。

また、成形時にシート状ウェブＳ１に加わる圧力、すなわち、成形圧力は、０．１ｋｇｆ／ｃｍ^２以上、１００ｋｇｆ／ｃｍ^２以下であるのが好ましく、０．５ｋｇｆ／ｃｍ^２以上、５０ｋｇｆ／ｃｍ^２以下であるのがより好ましい。これにより、シート状ウェブＳ２の波状をより顕著に発現させることができる。

また、本実施形態では、一対の成形ローラー２１は、上述したような加圧に加え、シート状ウェブＳ１の加熱も行う。これにより、シート状ウェブＳ１内では、結着剤である樹脂Ｐが溶融し、この溶融した樹脂Ｐを介して繊維同士が結着する。よって、波状に成型されたシート状ウェブＳ２の形状が維持されやすくなる。成形ローラー２１における加圧温度は、１００℃以上２５０℃以下であるのが好ましく、１５０℃以上２１０℃以下であるのがより好ましい。これにより、樹脂Ｐを良好に溶融することができ、繊維同士の結着をより確実に行うことができる。また、シート状ウェブＳ１の搬送速度は、成形ローラー２１による加熱時間が３秒以上４００秒以下となる速度であるのが好ましく、１０秒以上３６０秒以下となる速度であるのがより好ましい。これに樹脂Ｐをより確実に溶融することができる。

このように、成形ローラー２１が、加熱、加圧の双方を行うことにより、成形性、形状保持性を高めることができる。

なお、成形ローラー２１は、加熱および加圧のうちの一方を行う構成であってもよい。特に、前述したウェブ形成部２０Ａが過熱を行うローラーを有していた場合、成形ローラー２１では、加熱を省略してもよい。また、一対の成形ローラー２１のうち、一方を省略してもよい。

また、シート状ウェブＳ２は、シート状ウェブＳ１に比べ、より形状保持性の高いものであればよい。従って、シート状ウェブＳ２内の樹脂Ｐは、完全に溶融固化して繊維同士を結着する場合の他、樹脂Ｐの全部または一部が半溶融状態で、繊維を完全に結着していない状態であってもよい。

このように、第１成形部２０Ｂでは、シート状ウェブＳ１が波状のシート状ウェブＳ２に成型される。そして、成形されたシート状ウェブＳ２は、第１成形部２０Ｂの下流側に設けられた第２成形部２０Ｃに搬送される。

第２成形部２０Ｃは、中間体であるシート状ウェブＳ２の波状のピッチを減少させて、成形体３０であるシート状ウェブＳに成型する部分である。

第２成形部２０Ｃは、シート状ウェブＳ２の搬送経路を挟んで、Ｙ軸方向に離間する一対のガイド部材２２を有する。また、一対のガイド部材２２は、搬送中のシート状ウェブＳ２と接触して、シート状ウェブＳ２の幅を狭くするガイド面２２１を有する。

各ガイド面２２１は、これらの離間距離が搬送方向下流側、すなわち、＋Ｘ軸側にいくに従って狭くなっている。各ガイド部材２２の離間距離は、−Ｘ軸側の端部において、最大離間距離Ｗ１であり、シート状ウェブＳ２の幅、すなわち、Ｙ軸方向の長さよりも長い。これにより、シート状ウェブＳ２をより確実に一対のガイド部材２２の間を通すことができる。＋Ｘ軸側の端部において最小離間距離Ｗ２であり、シート状ウェブＳ２の幅、すなわち、Ｙ軸方向の長さよりも短い。これにより、シート状ウェブＳ２が一対のガイド部材２２の間を通る過程で、幅が狭くなる方向に圧縮される。よって、シート状ウェブＳ２の波状のピッチが狭くなる。

また、各ガイド面２２１は、互いに接近する方向に湾曲した湾曲面で構成されている。これにより、シート状ウェブＳ２の幅をより滑らかに減少させることができる。

また、第２成形部２０Ｃでは、シート状ウェブＳ２において、隣り合う折り返し部３０１が接触するまで圧縮される。これにより、中間部３０２が上下方向に沿った向きとなり、中間部３３が形成される。すなわち、中間部３３の繊維の配向方向がＸ−Ｚ平面に沿った向きとなる。よって、図１に示すようなシート状ウェブＳが成形される。

第２成形部２０Ｃを経て得られたシート状ウェブＳ３は、下流側に配置された切断部２０５に向けて搬送される。

切断部２０５は、シート状ウェブＳ３を所定の長さに切断してシート状ウェブＳを形成する切断工程を行なう部分である。この切断部２０５は、シート状ウェブＳ３の搬送経路を挟んで上下にそれぞれ配置された一対の切断刃２０６を有する。両切断刃２０６は、接近、離間するように作動して、シート状ウェブＳ３をその搬送方向と交差する方向、特に直交する方向に切断する。両切断刃２０６は、シート状ウェブＳ３の搬送速度に対応した所定のタイミングで作動し、シート状ウェブＳ３を所望に長さに切断する。なお、図示しないが、シート状ウェブＳに対しては、搬送方向と平行な方向に切断を行って、シート状ウェブＳの幅を所望の長さに調整してもよい。この場合、シート状ウェブＳの幅方向の一端部と他端部とを切断除去して、シート状ウェブＳを所望の幅に調整する。以上のようにして、シート状ウェブＳ、すなわち、緩衝材３が製造される。

以上説明したように、本発明の緩衝材の製造方法は、繊維と、繊維同士を結合させる結合材と、を含み、互いに表裏関係にある第１面３０Ａおよび第２面３０Ｂを有し、繊維が、第１面３０Ａおよび第２面３０Ｂの面方向に配向しているシート状ウェブＳ１を形成するウェブ形成工程と、シート状ウェブＳ１を、第１面３０Ａ側を凸とする第１湾曲部３１と、第２面３０Ｂ側を凸とする第２湾曲部３２と、第１湾曲部３１と第２湾曲部３２との間に位置する中間部３３と、を有する波状の中間体であるシート状ウェブＳ２に成形する第１成形工程と、シート状ウェブＳ２を、シート状ウェブＳ２の波状のピッチを減少させて成形体３０であるシート状ウェブＳ３に成形する第２成形工程と、を有する。これにより、本発明の緩衝材３を、容易かつ簡単に製造することができる。また、第２成形工程において、一旦、中間体としてのシート状ウェブＳ２を成形し、その後、波状のピッチを調整することにより、成形時の破れや皺が生じるのをより効果的に防止または抑制することができる。

また、前述したように、第１成形工程では、小径部２１１と大径部２１２とが軸方向に交互に並んだ成形ローラー２１を、搬送中の前記シート状ウェブＳ１に押し付けることにより、中間体であるシート状ウェブＳ２を成形する。これにより、成形と搬送とを一括して行うことができ、成形時にシート状ウェブＳ１およびシート状ウェブＳ２の搬送を止めることなく製造することができる。

また、第２成形工程では、中間体であるシート状ウェブＳ２を、シート状ウェブＳ２の幅よりも狭い距離で離間する一対のガイド部材２２の間に通す。これにより、成形と搬送とを一括して行うことができ、成形時にシート状ウェブＳ２およびシート状ウェブＳの搬送を止めることなく製造することができる。

また、緩衝材製造装置１００は、繊維と、前記繊維同士を結合させる結合材と、を含み、互いに表裏関係にある第１面３０Ａおよび第２面３０Ｂを有し、繊維が、第１面３０Ａおよび第２面３０Ｂの面方向に配向しているシート状ウェブＳ１を形成するウェブ形成部２０Ａと、シート状ウェブＳ１を、第１面３０Ａ側を凸とする第１湾曲部３１と、第２面３０Ｂ側を凸とする第２湾曲部３２と、第１湾曲部３１と第２湾曲部３２との間に位置する中間部３３と、を有する波状の中間体としてのシート状ウェブＳ２に成形する第１成形部２０Ｂと、シート状ウェブＳ２を、シート状ウェブＳ２の波状のピッチを減少させて成形体に成形する第２成形部２０Ｃと、を備える。これにより、本発明の緩衝材３を、容易かつ簡単に製造することができる。また、第２成形工程において、一旦、中間体としてのシート状ウェブＳ２を成形し、その後、波状のピッチを調整することにより、成形時の破れや皺が生じるのをより効果的に防止または抑制することができる。

＜第２実施形態＞
図９は、本発明の緩衝材製造装置の第２実施形態を示す部分拡大図である。

以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

図９に示すように、本実施形態では、緩衝材製造装置１００は、第２成形部２０Ｃの下流側に、第３成形部として冷却部２０Ｄを有する。冷却部２０Ｄは、シート状ウェブＳを冷却する機能を有する。これにより、特に、結着剤としての樹脂Ｐが冷却され、繊維同士の結着を強固にすることができる。よって、シート状ウェブＳの波状を定着させることができる。

冷却部２０Ｄは、例えば、エアーを吹き付けるノズルで構成される。また、ノズルは、シート状ウェブＳに対し、＋Ｚ軸側から吹き付ける構成であってもよく、−Ｚ軸側から吹き付ける構成であってもよく、＋Ｚ軸側および−Ｚ軸側の双方から吹き付ける構成であってもよい。

冷却部２０Ｄによる冷却温度は、樹脂Ｐの組成にもよるが、例えば、１０℃以上、６０℃以下であるのが好ましく、１７℃以上、４０℃以下であるのがより好ましい。

このように、本実施形態の緩衝材製造装置１００は、シート状ウェブＳを冷却する冷却部２０Ｄを有する。これにより、シート状ウェブＳの波状をより効果的に定着させることができる。

＜第３実施形態＞
図１０は、本発明の緩衝材の第３実施形態の斜視図である。

以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

図１０に示すように、本実施形態では、緩衝材３は、２つの成形体３０を有する。２つの成形体３０は、Ｚ軸方向に積層されている。また、２つの成形体３０は、それぞれ、第１湾曲部３１が＋Ｚ軸側に位置し、第２湾曲部３２が−Ｚ軸側に位置する向きで配置されている。

上側の成形体３０では、第１湾曲部３１同士が並ぶ方向、および、第２湾曲部３２同士が並ぶ方向は、Ｙ軸方向に沿っている。一方、下側の成形体３０では、第１湾曲部３１同士が並ぶ方向、および、第２湾曲部３２同士が並ぶ方向は、Ｘ軸方向に沿っている。すなわち、上下の成形体３０では、第１湾曲部３１同士が並ぶ方向、および、第２湾曲部３２同士が並ぶ方向が異なっており、特に、直交している。

また、上側の成形体３０では、中間部３３における繊維の配向方向は、Ｘ−Ｚ平面の面方向に沿っている。また、下側の成形体３０では、中間部３３における繊維の配向方向は、Ｙ−Ｚ平面の面方向に沿っている。このような向きで配置されることにより、２つの成形体３０が積層されている分、本実施形態の緩衝材３は、Ｚ軸方向からの衝撃に対してさらに優れた緩衝機能を発揮することができる。

さらに、上側に成形体３０は、Ｘ軸方向からの衝撃に対しても優れた緩衝機構を発揮することができる。また、下側の成形体３０は、Ｙ軸方向からの衝撃に対しても優れた緩衝機能を発揮することができる。

このようなことから、本実施形態の緩衝材３は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向からの衝撃に対して、優れた緩衝機能を発揮することができる。

以上、本発明の緩衝材、緩衝材の製造方法および緩衝材製造装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明の緩衝材、緩衝材の製造方法および緩衝材製造装置には、それぞれ他の任意の構成物または工程が付加されていてもよい。

３…緩衝材、１００…繊維成形物製造装置、１１…原料供給部、１２…粗砕部、１３…解繊部、１４…選別部、１５…第１ウェブ形成部、１６…細分部、１７…混合部、１８…分散部、１９…堆積部、２０…成形部、２０Ａ…ウェブ形成部、２０Ｂ…第１成形部、２０Ｃ…第２成形部、２０Ｄ…冷却部、２１…成形ローラー、２２…ガイド部材、２７…回収部、２８…制御部、３０…成形体、３０Ａ…第１面、３０Ｂ…第２面、３１…第１湾曲部、３２…第２湾曲部、３３…中間部、１００…緩衝材製造装置、１２１…粗砕刃、１２２…シュート、１４１…ドラム部、１４２…ハウジング部、１５１…メッシュベルト、１５２…張架ローラー、１５３…吸引部、１６１…プロペラ、１６２…ハウジング部、１７１…樹脂供給部、１７２…管、１７３…ブロアー、１７４…スクリューフィーダー、１８１…ドラム部、１８２…ハウジング部、１９１…メッシュベルト、１９２…張架ローラー、１９３…吸引部、２００…緩衝対象物、２０５…切断部、２０６…切断刃、２１１…小径部、２１２…大径部、２２１…ガイド面、２４１…管、２４２…管、２４３…管、２４４…管、２４５…管、２４６…管、２５１…加湿部、２５２…加湿部、２５３…加湿部、２５４…加湿部、２５５…加湿部、２５６…加湿部、２６１…ブロアー、２６２…ブロアー、２６３…ブロアー、２８１…ＣＰＵ、２８２…記憶部、３０１…折り返し部、３０２…中間部、Ａ…面積、Ｂ…面積、Ｃ…面積、ＣＭ…異物、Ｍ１…原料、Ｍ２…粗砕片、Ｍ３…解繊物、Ｍ４−１…第１選別物、Ｍ４−２…第２選別物、Ｍ５…第１ウェブ、Ｍ６…細分体、Ｍ７…混合物、Ｏ…軸、Ｐ…樹脂、Ｓ…シート状ウェブ、Ｓ１…シート状ウェブ、Ｓ２…シート状ウェブ、Ｓ３…シート状ウェブ、Ｗ１…最大離間距離、Ｗ２…最小離間距離

Claims (9)

1. 繊維と、前記繊維同士を結合させる結合材と、を含み、互いに表裏関係にある第１面および第２面を有するシート状ウェブを成形してなる成形体で構成され、
   前記成形体は、前記第１面側を凸とする第１湾曲部と、前記第２面側を凸とする第２湾曲部と、前記第１湾曲部と前記第２湾曲部との間に位置する中間部と、を有する波状に成形されたものであり、
   前記中間部では、前記繊維が、前記成形体の面方向と交差する方向に配向していることを特徴とする緩衝材。
2. 前記中間部では、前記シート状ウェブが、前記シート状ウェブの厚さ方向に積層されている請求項１に記載の緩衝材。
3. 前記第１湾曲部または前記第２湾曲部が緩衝対象物と接する受圧部として用いられる請求項１または２に記載の緩衝材。
4. 前記受圧部が受圧した際、隣接する前記中間部同士は、相対的に移動可能である請求項３に記載の緩衝材。
5. 前記中間部における前記シート状ウェブの厚さ方向を第１方向とし、前記第１湾曲部と前記第２湾曲部とが並ぶ方向を第２方向とし、前記第１方向および前記第２方向と直交する方向を第３方向としたとき、前記成形体を前記第１方向から投影した形状の面積Ａ、前記成形体を前記第２方向から投影した形状の面積Ｂ、および、前記成形体を前記第３方向から投影した形状の面積Ｃは、Ｂ＞ＡおよびＢ＞Ｃなる関係を満足する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の緩衝材。
6. 繊維と、前記繊維同士を結合させる結合材と、を含み、互いに表裏関係にある第１面および第２面を有し、前記繊維が、前記第１面および前記第２面の面方向に配向しているシート状ウェブを形成するウェブ形成工程と、
   前記シート状ウェブを、前記第１面側を凸とする第１湾曲部と、前記第２面側を凸とする第２湾曲部と、前記第１湾曲部と前記第２湾曲部との間に位置する中間部と、を有する波状の中間体に成形する第１成形工程と、
   前記中間体を、前記中間体の波状のピッチを減少させて成形体に成形する第２成形工程と、を有することを特徴とする緩衝材の製造方法。
7. 前記第１成形工程では、小径部と大径部とが軸方向に交互に並んだ成形ローラーを、搬送中の前記シート状ウェブに押し付けることにより、前記中間体を成形する請求項６に記載の緩衝材の製造方法。
8. 前記第２成形工程では、前記中間体を、前記中間体の幅よりも狭い距離で離間する一対のガイド部材の間に通す請求項６または７に記載の緩衝材の製造方法。
9. 繊維と、前記繊維同士を結合させる結合材と、を含み、互いに表裏関係にある第１面および第２面を有し、前記繊維が、前記第１面および前記第２面の面方向に配向しているシート状ウェブを形成するウェブ形成部と、
   前記シート状ウェブを、前記第１面側を凸とする第１湾曲部と、前記第２面側を凸とする第２湾曲部と、前記第１湾曲部と前記第２湾曲部との間に位置する中間部と、を有する波状の中間体に成形する第１成形部と、
   前記中間体を、前記中間体の波状のピッチを減少させて成形体に成形する第２成形部と、を備えることを特徴とする緩衝材製造装置。

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