(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック複合木材薄板を湾曲成形する成形装置であって、該成形装置の成形金型は曲線状に連続した貫通孔を備えており、該成形金型を加熱しながら曲線状の貫通孔に成形すべきプラスチック複合木材薄板を連続的に押し込むことにより、挿通させたプラスチック複合木材薄板を前記曲線状の貫通孔の曲線に沿って湾曲成形するために、成形すべきプラスチック複合木材薄板の外面を前記成形金型の前記曲線状の貫通孔の内面に当接させながら押し込むことにより、プラスチック複合木材薄板の進行方向とは逆方向に押し込み抵抗を発生させ、該押し込み抵抗によりプラスチック複合木材薄板の曲げ成形時に生じる引張応力を抑制しながら、前記成形金型の前記曲線状の貫通孔の形状に対応してプラスチック複合木材薄板を湾曲成形するようにしたプラスチック複合木材薄板のカール成形装置であって、
前記成形装置の成形金型は、薄板状のプラスチック複合木材薄板が挿通される直線状の貫通孔が形成された加熱軟化ブロックと、該加熱軟化ブロックに形成された直線状の貫通孔と連通した前記曲線状の貫通孔が形成された加熱成型ブロックと、前記曲線状の貫通孔と連通した貫通孔が形成された冷却固定化ブロックと、を備え、
搬送装置によってプラスチック複合木材薄板を押圧することにより、前記加熱軟化ブロックに形成された直線状の貫通孔に挿通させ、該プラスチック複合木材薄板に含浸された熱可塑性樹脂を軟化点以上に加熱し、
該軟化点以上になった熱可塑性樹脂が含浸されたプラスチック複合木材薄板を、前記加熱成型ブロックに形成された曲線状の貫通孔に導き、該加熱成型ブロックに形成された貫通孔の曲線形状になるよう加熱成形し、
該加熱成形されたプラスチック複合木材薄板が前記加熱成型ブロックの曲線状の貫通孔から前記冷却固定化ブロックの貫通孔に導かれると該プラスチック複合木材薄板が冷却され、
当該冷却されたプラスチック複合木材薄板を、該プラスチック複合木材薄板の巾方向にスライド移動させることによって、前記成形金型から成形されたプラスチック複合木材薄板が取り出されることを特徴とするプラスチック複合木材薄板のカール成形装置。
【請求項２】
前記搬送装置は、前記プラスチック複合木材薄板の一端を押圧して該プラスチック複合木材薄板を一定速度で搬送するものであることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック複合木材薄板のカール成形装置。
【請求項３】
プラスチック複合木材薄板を湾曲成形する成形金型は曲線状に連続した貫通孔を備えており、該成形金型を加熱しながら曲線状の貫通孔に成形すべきプラスチック複合木材薄板を連続的に押し込むことにより、挿通させたプラスチック複合木材薄板を前記曲線状の貫通孔の曲線に沿って湾曲成形するプラスチック複合木材薄板のカール成形方法であって、
前記成形金型は、薄板状のプラスチック複合木材薄板が挿通される直線状の貫通孔が形成された加熱軟化ブロックと、該加熱軟化ブロックに形成された直線状の貫通孔と連通した前記曲線状の貫通孔が形成された加熱成型ブロックと、前記曲線状の貫通孔と連通した貫通孔が形成された冷却固定化ブロックと、を備えており、
プラスチック複合木材薄板を湾曲成形するに際し、プラスチック複合木材薄板が、前記加熱軟化ブロックの貫通孔から、前記加熱成型ブロックの貫通孔へ、そして前記冷却固定化ブロックの貫通孔に搬送されるとき、
前記成形金型に具備される加熱ヒータをオンにして所定温度に加熱した状態で、搬送装置によりプラスチック複合木材薄板を押圧して、プラスチック複合木材薄板を前記加熱軟化ブロックの挿通孔から挿入し、当該プラスチック複合木材薄板に含浸された熱可塑性樹脂を軟化点以上に加熱する加熱軟化工程と、
該加熱軟化工程により軟化点以上になった熱可塑性樹脂が含浸されたプラスチック複合木材薄板を前記加熱成型ブロックの曲線状の貫通孔に搬送し、前記加熱ヒータにより加熱されているプラスチック複合木材薄板が搬送されてゆくのに伴い、当該プラスチック複合木材薄板を前記加熱成型ブロックの曲線状の貫通孔の曲線に沿って加熱成形する加熱成型工程と、
プラスチック複合木材薄板が前記冷却固定化ブロックの貫通孔に導かれた状態で、前記加熱ヒータがオンからオフへと切り替えられ、かつ当該冷却固定化ブロックの冷却手段により冷却されることで、前記熱可塑性樹脂の含浸されたプラスチック複合木材薄板が冷却されることにより固定化する冷却固定化工程と、
該冷却固定化工程により冷却されたプラスチック複合木材薄板を、該プラスチック複合木材薄板の巾方向にスライド移動させることによって、前記成形金型から前記プラスチック複合木材薄板を取り出す工程と、を備えることを特徴とするプラスチック複合木材薄板のカール成形方法。
【請求項４】
成形すべきプラスチック複合木材薄板の外面を、前記成形金型の加熱成型ブロックの曲線状の貫通孔の内面に当接させながら押し込むことにより、プラスチック複合木材薄板の進行方向とは逆方向に押し込み抵抗を発生させ、該押し込み抵抗によりプラスチック複合木材薄板の曲げ成形時に生じる引張応力を抑制しながら、前記加熱成型ブロックの曲線状の貫通孔の形状に対応してプラスチック複合木材薄板を湾曲成形することを特徴とする請求項３に記載のプラスチック複合木材薄板のカール成形方法。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のプラスチック複合木材薄板のカール成形装置により曲げ成形されたことを特徴とするカール部を備えたプラスチック複合木材薄板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック複合木材薄板のカール成形装置及びプラスチック複合木材薄板のカール成形方法、それにより加工されたプラスチック複合木材薄板に関し、詳しくは、木材に熱可塑性樹脂を含浸させたプラスチック複合木材（Wood Plastic Combination）からなる板状の薄板を曲げ加工するのに適したプラスチック複合木材薄板のカール成形装置及びプラスチック複合木材薄板のカール成形方法、それにより加工された加工品に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のハンドルや携帯端末の筐体等には、意匠性を高めたり高級感をだすだめに、その一部などに木材を施したものがある。インストルメントパネルやハンドルの一部に木材を施す場合には、その形状に対応するよう３次元的な複雑な形状の加工が要求されており、従来においては、職人による無垢材の削りだし加工により作りだされていた。
【０００３】
しかし、無垢材から削りだす加工方法では、削りだしにともなう材料のロスが生じたり、職人による高度な技術が要求されることから、コストの上昇を招くという問題があった。
【０００４】
そこで、近年においては、木材の３次元的な構造を、削りだし加工で行わずに曲げ加工で行う方法が普及してきており、こうした技術に関連するものとして、例えば特許文献１には、樹脂を含浸した０．１〜１ｍｍ程度の薄板状の木材に対し、熱プレス加工を行うことにより曲げ加工を行い、曲げ加工と同時又はその後に、木材に対して硬化溶液を塗布及び／又は含浸することにより、硬化させて木質成形体を製造する方法が開示されている。また、特許文献２には、合成樹脂を含浸した木材を金型で曲面加工及び打ち抜き加工し、当該曲面加工及び打ち抜き加工を行うと同時に、木材に含浸された合成樹脂を一時柔軟にしてから硬化させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４４３５３号公報
【特許文献２】特開平１０−１１３９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、樹脂を含浸した木材を単に加熱した状態でプレス加工して所望の形状に曲げ加工を行おうという技術であり、プレス加工で樹脂含浸部材の端部を僅かに曲げたり、全体をゆるやかな円弧状に形成することは可能であると思われるが、回り込みのきつい円弧型や複雑な３次元形状などに成形することは実質困難であると言わざるを得ない。しかも、曲げ加工された木材を固定化（硬化）する場合には、木材に対して硬化溶液を供給しなければならないことから、煩雑な作業が必要となる。
【０００７】
また、特許文献２には、合成樹脂を含浸した木材としての複合材を、金型で挟み込むことにより略円筒形に形成することが記載されているが、その円弧の半径が大きい場合には形成することが可能であるかもしれないが、半径が小さい場合には、金型で挟み込んだときに複合材が破損することが考えられる。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、プラスチック複合木材薄板を、短時間で破断することなく曲げ加工することができるプラスチック複合木材薄板のカール成形装置、プラスチック複合木材薄板のカール成形方法、及びカール部を備えたプラスチック複合木材薄板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係るプラスチック複合木材薄板のカール成形装置の発明は、
プラスチック複合木材薄板を湾曲成形する成形装置であって、該成形装置の成形金型は曲線状に連続した貫通孔を備えており、該成形金型を加熱しながら曲線状の貫通孔に成形すべきプラスチック複合木材薄板を連続的に押し込むことにより、挿通させたプラスチック複合木材薄板を前記曲線状の貫通孔の曲線に沿って湾曲成形するために、成形すべきプラスチック複合木材薄板の外面を前記成形金型の前記曲線状の貫通孔の内面に当接させながら押し込むことにより、プラスチック複合木材薄板の進行方向とは逆方向に押し込み抵抗を発生させ、該押し込み抵抗によりプラスチック複合木材薄板の曲げ成形時に生じる引張応力を抑制しながら、前記成形金型の前記曲線状の貫通孔の形状に対応してプラスチック複合木材薄板を湾曲成形するようにしたプラスチック複合木材薄板のカール成形装置であって、
前記成形装置の成形金型は、薄板状のプラスチック複合木材薄板が挿通される直線状の貫通孔が形成された加熱軟化ブロックと、該加熱軟化ブロックに形成された直線状の貫通孔と連通した前記曲線状の貫通孔が形成された加熱成型ブロックと、前記曲線状の貫通孔と連通した貫通孔が形成された冷却固定化ブロックと、を備え、
搬送装置によってプラスチック複合木材薄板を押圧することにより、前記加熱軟化ブロックに形成された直線状の貫通孔に挿通させ、該プラスチック複合木材薄板に含浸された熱可塑性樹脂を軟化点以上に加熱し、
該軟化点以上になった熱可塑性樹脂が含浸されたプラスチック複合木材薄板を、前記加熱成型ブロックに形成された曲線状の貫通孔に導き、該加熱成型ブロックに形成された貫通孔の曲線形状になるよう加熱成形し、
該加熱成形されたプラスチック複合木材薄板が前記加熱成型ブロックの曲線状の貫通孔から前記冷却固定化ブロックの貫通孔に導かれると該プラスチック複合木材薄板が冷却され、
当該冷却されたプラスチック複合木材薄板を、該プラスチック複合木材薄板の巾方向にスライド移動させることによって、前記成形金型から成形されたプラスチック複合木材薄板が取り出されることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係るプラスチック複合木材薄板のカール成形装置の発明は、請求項１において、
前記搬送装置は、前記プラスチック複合木材薄板の一端を押圧して該プラスチック複合木材薄板を一定速度で搬送するものであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係るプラスチック複合木材薄板のカール成形方法の発明は、
プラスチック複合木材薄板を湾曲成形する成形金型は曲線状に連続した貫通孔を備えており、該成形金型を加熱しながら曲線状の貫通孔に成形すべきプラスチック複合木材薄板を連続的に押し込むことにより、挿通させたプラスチック複合木材薄板を前記曲線状の貫通孔の曲線に沿って湾曲成形するプラスチック複合木材薄板のカール成形方法であって、
前記成形金型は、薄板状のプラスチック複合木材薄板が挿通される直線状の貫通孔が形成された加熱軟化ブロックと、該加熱軟化ブロックに形成された直線状の貫通孔と連通した前記曲線状の貫通孔が形成された加熱成型ブロックと、前記曲線状の貫通孔と連通した貫通孔が形成された冷却固定化ブロックと、を備えており、
プラスチック複合木材薄板を湾曲成形するに際し、プラスチック複合木材薄板が、前記加熱軟化ブロックの貫通孔から、前記加熱成型ブロックの貫通孔へ、そして前記冷却固定化ブロックの貫通孔に搬送されるとき、
前記成形金型に具備される加熱ヒータをオンにして所定温度に加熱した状態で、搬送装置によりプラスチック複合木材薄板を押圧して、プラスチック複合木材薄板を前記加熱軟化ブロックの挿通孔から挿入し、当該プラスチック複合木材薄板に含浸された熱可塑性樹脂を軟化点以上に加熱する加熱軟化工程と、
該加熱軟化工程により軟化点以上になった熱可塑性樹脂が含浸されたプラスチック複合木材薄板を前記加熱成型ブロックの曲線状の貫通孔に搬送し、前記加熱ヒータにより加熱されているプラスチック複合木材薄板が搬送されてゆくのに伴い、当該プラスチック複合木材薄板を前記加熱成型ブロックの曲線状の貫通孔の曲線に沿って加熱成形する加熱成型工程と、
プラスチック複合木材薄板が前記冷却固定化ブロックの貫通孔に導かれた状態で、前記加熱ヒータがオンからオフへと切り替えられ、かつ当該冷却固定化ブロックの冷却手段により冷却されることで、前記熱可塑性樹脂の含浸されたプラスチック複合木材薄板が冷却されることにより固定化する冷却固定化工程と、
該冷却固定化工程により冷却されたプラスチック複合木材薄板を、該プラスチック複合木材薄板の巾方向にスライド移動させることによって、前記成形金型から前記プラスチック複合木材薄板を取り出す工程と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係るプラスチック複合木材薄板のカール成形方法の発明は、請求項３において、
成形すべきプラスチック複合木材薄板の外面を、前記成形金型の加熱成型ブロックの曲線状の貫通孔の内面に当接させながら押し込むことにより、プラスチック複合木材薄板の進行方向とは逆方向に押し込み抵抗を発生させ、該押し込み抵抗によりプラスチック複合木材薄板の曲げ成形時に生じる引張応力を抑制しながら、前記加熱成型ブロックの曲線状の貫通孔の形状に対応してプラスチック複合木材薄板を湾曲成形することを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係るカール部を備えたプラスチック複合木材薄板の発明は、
請求項１又は２に記載のプラスチック複合木材薄板のカール成形装置により曲げ成形されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、加熱軟化ブロックの貫通孔からプラスチック複合木材薄板が一定速度で挿通されてゆくと、プラスチック複合木材薄板の外面が加熱軟化ブロックの貫通孔の内面に当接しながら進行していくことにより、プラスチック複合木材薄板の進行方向の逆方向には押し込み抵抗が発生する。そして、押し込み抵抗が発生した状態で曲線状に形成された加熱成型ブロックの貫通孔へプラスチック複合木材薄板が導かれてゆくと、押し込み抵抗によりプラスチック複合木材薄板に対する引張応力が抑制されながら、加熱成型ブロックの曲線状の貫通孔の形状に対応してプラスチック複合木材薄板が曲げられてゆく。よって、当該押し込み抵抗の作用によって、プラスチック複合木材薄板が破損することなく曲げ加工することができる。
【００１５】
また、加熱成型工程として、プラスチック複合木材薄板が加熱成型ブロックに導かれることにより曲げ加工された後、冷却固定化工程として、プラスチック複合木材薄板が冷却固定化ブロックに設けられた送風手段等の冷却手段により冷却されることで、プラスチック複合木材薄板を速やかに固定化することができる。しかも、従来、木材の曲げ加工を行うに際しては、蒸気や熱湯により十分に加熱処理をすることで木材を柔らかくしてから、所望の形状に曲げ加工を行っていたりしていたが、そのような場合、水分が木材に浸透してしまうため、乾燥等の作業に多くの時間を費やさなければならなかったが、本発明では、こうした煩雑な乾燥作業を解消でき、短時間で曲げ加工されたプラスチック複合木材薄板を得ることが可能となる。
【００１６】
また、加熱軟化ブロックの貫通孔に挿通される熱可塑性樹脂を含浸したプラスチック複合木材薄板は、カール成形装置の外部で加熱されることにより軟化されるのではなく、加熱軟化ブロックの貫通孔に導かれることで、熱可塑性樹脂が軟化点以上になるまで加熱されることにより木材自体も柔らかく軟化されるものである。よって、仮に加熱軟化ブロックの貫通孔から軟化状態にあるプラスチック複合木材薄板を挿入しようとすると、プラスチック複合木材薄板の軟化により挿入作業が困難になるのに対し、本願発明では、固化されたプラスチック複合木材薄板を加熱軟化ブロックの貫通孔へ挿入するため、そのような問題も解消することができる。
【００１７】
また、本発明では、軟化されたプラスチック複合木材薄板が加熱軟化ブロックに供給されるのではなく、固化されたプラスチック複合木材薄板が加熱軟化ブロックの貫通孔内に挿通されてから徐々に高温に加熱されることで軟化されてゆくため、軟化状態にある木材が加熱軟化ブロックに供給される場合とは相違し、加熱成型工程において、プラスチック複合木材薄板が導かれてゆくときの押し込み抵抗を比較的大きくすることが可能となる。よって、比較的大きい押し込み抵抗により、プラスチック複合木材薄板に対する引張応力を効果的に抑制することができ、プラスチック複合木材薄板の破損を効果的に抑止しながら曲げ加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一例のプラスチック複合木材薄板のカール成形装置を示す概略構成図である。
【図２】プラスチック複合木材薄板を固定化した状態を示すカール部を備えたプラスチック複合木材薄板の斜視図である。
【図３】本発明を理解するうえで参考となるプラスチック複合木材薄板の曲げ加工の一例を示す説明図である。
【図４】樹種をオニグルミとして板厚を３ｍｍ、曲率半径を１０ｍｍ、搬送速度を１００ｍｍ／ｍｉｎ、加熱軟化ブロック及び加熱成型ブロックの加熱ヒータの加熱温度を２１０℃としたときのプラスチック複合木材薄板の曲げ加工の実験結果を示す説明図である。
【図５】樹種をオニグルミとして板厚を３ｍｍ、曲率半径を１０ｍｍ、搬送速度を５０ｍｍ／ｍｉｎ、加熱軟化ブロック及び加熱成型ブロックの加熱ヒータの加熱温度を２１０℃としたときのプラスチック複合木材薄板の曲げ加工の実験結果を示す説明図である。
【図６】樹種をオニグルミとして板厚を１．５ｍｍ、曲率半径を３ｍｍ、搬送速度を１００ｍｍ／ｍｉｎ、加熱軟化ブロック及び加熱成型ブロックの加熱ヒータの加熱温度を２１０℃としたときのプラスチック複合木材薄板の曲げ加工の実験結果を示す説明図である。
【図７】樹種をオニグルミとして板厚を１．５ｍｍ、曲率半径を３ｍｍ、搬送速度を５０ｍｍ／ｍｉｎ、加熱軟化ブロック及び加熱成型ブロックの加熱ヒータの加熱温度を２１０℃としたときのプラスチック複合木材薄板の曲げ加工の実験結果を示す説明図である。
【図８】樹種をオニグルミとして板厚を１．５ｍｍ、曲率半径を３ｍｍ、搬送速度を３０ｍｍ／ｍｉｎ、加熱軟化ブロック及び加熱成型ブロックの加熱ヒータの加熱温度を２１０℃としたときのプラスチック複合木材薄板の曲げ加工の実験結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図１〜図８により以下に説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で、実施形態において説明した以外の構成のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。
【００２０】
本発明の一例のカール成形装置１は、プラスチック複合木材薄板を曲げ加工するものであり、具体的には、アクリル系樹脂などの熱可塑性樹脂が含浸された比較的肉厚の薄い（例えば、１ｍｍ〜３ｍｍ程度）直線状の木材、すなわち、プラスチック複合木材薄板２を円弧状などに曲げ加工する装置である。
【００２１】
図１に示すように、カール成形装置１には、成形金型として、熱可塑性樹脂が含浸済みの固化されたプラスチック複合木材薄板２を加熱して軟化させる加熱軟化ブロック３と、加熱軟化ブロック３で軟化されたプラスチック複合木材薄板２を加熱しながら曲げる加熱成型ブロック４と、プラスチック複合木材薄板２を冷却して固定化する冷却固定化ブロック５とを備え、左右に隣接するようにして設けられた加熱軟化ブロック３と冷却固定化ブロック５は、加熱成型ブロック４上に載置するようにして配設され、これら３つのブロック３，４，５は一体に結合して設けられている。
【００２２】
また、加熱軟化ブロック３と冷却固定化ブロック５には、直線状の貫通孔３ａ，５ａが縦方向に形成されており、加熱軟化ブロック３の貫通孔３ａと冷却固定化ブロック５の貫通孔５ａは、加熱成型ブロック４に形成された円弧状（曲線状）の貫通孔４ａにより連通されている。なお、加熱軟化ブロック３、加熱成型ブロック４、及び冷却固定化ブロック５の貫通孔３ａ，４ａ，５ａの断面形状は、同形状・同サイズとなっていて、また、加熱軟化ブロック３と加熱成型ブロック４の各々には、加熱ヒータ６が設けられている。
【００２３】
加熱軟化ブロック３の上方には、加熱軟化ブロック３の貫通孔３ａに挿通されたプラスチック複合木材薄板２の一端を押圧して、当該プラスチック複合木材薄板２を、加熱軟化ブロック３の貫通孔３ａ、加熱成型ブロック４の貫通孔４ａ、冷却固定化ブロック５の貫通孔５ａの順に一定速度で搬送する搬送装置７を備えており、また、冷却固定化ブロック５には、図示しないが送風手段等の冷却手段が設けられている。
【００２４】
次に、カール成形装置１により、熱可塑性樹脂が含浸されている固化したプラスチック複合木材薄板２を曲げ加工するときの動作について説明する。先ず、加熱軟化ブロック３と加熱成型ブロック４に具備される加熱ヒータ６をオンにして所定温度（本実施形態では、２１０℃）に加熱した状態において、肉厚の薄い固化されているプラスチック複合木材薄板２の先端（一方端）を加熱軟化ブロック３の開口部８から挿入し、搬送装置７によりプラスチック複合木材薄板２の後端（他方端）を押圧し、プラスチック複合木材薄板２を一定速度で搬送してゆくと（図１に示す状態）、プラスチック複合木材薄板２が加熱軟化ブロック３の貫通孔３ａに位置するときには、当該プラスチック複合木材薄板２は搬送されながら、プラスチック複合木材薄板２に含浸された熱可塑性樹脂が軟化点以上に加熱される（加熱軟化工程）。
【００２５】
続いて、軟化点以上になった熱可塑性樹脂が含浸されたプラスチック複合木材薄板２が、加熱成型ブロック４の貫通孔４ａに搬送されると、加熱成型ブロック４の加熱ヒータ６で加熱されているプラスチック複合木材薄板２が搬送されてゆくのに伴い、加熱成型ブロック４の円弧状の貫通孔４ａの形状に対応した形状に順次曲げ加工されてゆく（加熱成型工程）。
【００２６】
そして、図２に示すような略Ｕ字型のものを成形する場合には、プラスチック複合木材薄板２の先端側が冷却固定化ブロック５の貫通孔５ａに導かれた状態で当該冷却固定化ブロック５の冷却手段により冷却されると共に、加熱軟化ブロック３と加熱成型ブロック４の加熱ヒータ６がオンからオフへと切り替えられることで、熱可塑性樹脂の含浸された木材たるプラスチック複合木材薄板２の全体が冷却され固定化される（冷却固定化工程）。
【００２７】
そして、冷却固定化工程後には、加熱軟化ブロック３、加熱成型ブロック４、及び冷却固定化ブロック５からなる３つのブロック、或いは、プラスチック複合木材薄板２を、図１の手前側、つまり、図２のプラスチック複合木材薄板２の巾方向にスライド移動させることによって、カール成形装置１から、図２に示す略Ｕ字型の固定化されたプラスチック複合木材薄板２が取り出される。
【００２８】
ここで、図３に基づき、プラスチック複合木材薄板２の曲げ加工について説明する。図３（ａ）は、熱可塑性樹脂を含浸した直線状の木材たるプラスチック複合木材薄板２を、単に曲げたときの山折り部と谷折り部の応力の分布を模式的に表し、図３（ｂ）は、熱可塑性樹脂を含浸した直線状の木材たるプラスチック複合木材薄板２の山折りされる側と両端に対し、コ字型の鉄帯を装着した状態で曲げたときの山折り部と谷折り部の応力の分布を模式的に表したものである。
【００２９】
図３（ａ）に示すように、鉄帯を装着せずにプラスチック複合木材薄板２を曲げたときには、山折り部の引張応力と谷折り部の圧縮応力はほぼ均等に生じるのに対し、図３（ｂ）に示すように、プラスチック複合木材薄板２の山折り側と両端とを鉄帯で保持し、鉄帯と共にプラスチック複合木材薄板２を曲げるときには（所謂、トーネット法）、山折り側の引張応力は小さくなり、谷折り側の圧縮応力は大きくなる。そして、プラスチック複合木材薄板２は、圧縮応力の数値が引張応力の数値よりも大きくても破壊がされ難いということが知られており、また、プラスチック複合木材薄板２に含浸された熱可塑性樹脂を軟化点以上になるまで加熱したプラスチック複合木材薄板２においては、当該プラスチック複合木材薄板２のひずみ量が、引張りで１％程度、圧縮で５％程度に達したときにプラスチック複合木材薄板２が破壊することが知られている。そこで、本発明では、貫通孔３ａ，４ａ，５ａの内壁面でプラスチック複合木材薄板２を密着させた状態で保持すると共に、プラスチック複合木材薄板２の他方端を搬送装置７で押圧して、プラスチック複合木材薄板２に対し搬送に伴う押し込み抵抗を与えることでプラスチック複合木材薄板２が曲げ加工されるときの破壊を防止する。
【００３０】
ここで、カール成形装置１において、プラスチック複合木材薄板２を各種条件で曲げ加工したときの実験結果について図４〜図８により説明する。
【００３１】
図４においては、プラスチック複合木材薄板２の木材の樹種をオニグルミとし、プラスチック複合木材薄板２の厚さＴを３ｍｍ、当該プラスチック複合木材薄板２の曲率半径を１０ｍｍ、搬送速度を１００ｍｍ／ｍｉｎ、加熱軟化ブロック３及び加熱成型ブロック４の加熱温度を加熱ヒータ６で２１０℃とした場合において、貫通孔３ａ，４ａ，５ａの幅寸法Ｗを、３ｍｍ（クリアランス：０ｍｍ）、３．１ｍｍ（クリアランス：０．１ｍｍ）、又は、３．２ｍｍ（クリアランス：０．２ｍｍ）の条件で、カール成形装置１で曲げ加工を行ったときの実験結果であり、縦軸には、押し込み抵抗の数値を「押し込み力（ｋｇｆ）」、プラスチック複合木材薄板２の曲げ加工後の成形の状態を「評価」として表し、横軸には、貫通孔３ａ，４ａ，５ａの幅寸法Ｗとプラスチック複合木材薄板２の厚さＴとの差（Ｗ−Ｔ）を「クリアランス（ｍｍ）」として表している。また、図５においては、搬送速度を５０ｍｍ／ｍｉｎとした点を除いて、図４の条件と同じ条件としている。
【００３２】
また、図６においては、プラスチック複合木材薄板２の木材の樹種をオニグルミとし、プラスチック複合木材薄板２の厚さＴを１．５ｍｍ、当該プラスチック複合木材薄板２の曲率半径を３ｍｍ、搬送速度を１００ｍｍ／ｍｉｎ、加熱軟化ブロック３及び加熱成型ブロック４の加熱温度を加熱ヒータ６で２１０℃とした場合において、貫通孔３ａ，４ａ，５ａの幅寸法Ｗを、１．５ｍｍ（クリアランス：０ｍｍ）、１．６ｍｍ（クリアランス：０．１ｍｍ）、又は、１．７ｍｍ（クリアランス：０．２ｍｍ）の条件で、カール成形装置１で曲げ加工を行ったときの実験結果であり、縦軸には、押し込み抵抗の数値を「押し込み力（ｋｇｆ）」、プラスチック複合木材薄板２の曲げ加工後の成形の状態を「評価」として表し、横軸には、貫通孔３ａ，４ａ，５ａの幅寸法Ｗとプラスチック複合木材薄板２の厚さＴとの差（Ｗ−Ｔ）を「クリアランス（ｍｍ）」として表している。また、図７においては、搬送速度を５０ｍｍ／ｍｉｎとした点を除いて、図６の条件と同じ条件であり、図８においては、搬送速度を３０ｍｍ／ｍｉｎとした点を除いて、図６の条件と同じ条件としている。
【００３３】
図４〜図８における「評価」においては、これらの図に示されているように、「０」は「完全な割れ」、「１」は「修正不可能なヒビ（大きなヒビ）」、「２」は「修正可能なヒビ（僅かなヒビ）」、「３」は「割れなし」を表しており、「評価」の結果から明らかなように、搬送速度の相違によって成形の状態に差異が生じるものの、プラスチック複合木材薄板２の曲げ加工後において成形状態が最も優れているのは、クリアランスが「０」であることが最も好ましいことがわかった。すなわち、クリアランスを「０」にして（プラスチック複合木材薄板２の厚さＴ＝貫通孔の幅寸法Ｗ）、前述した押し込み抵抗の数値を大きくすると、プラスチック複合木材薄板２の曲げ成形時に生じる引張応力を抑制でき、プラスチック複合木材薄板２を曲げ加工したときに発生する恐れのある割れやヒビを回避することができる、という結論を見出した。そして、さらに申し添えると、この実験結果に基づけば、押し込み抵抗をさらに増加させるため、例えばプラスチック複合木材薄板２の厚さＴを貫通孔３ａ，４ａ，５ａの幅寸法Ｗよりも僅かに大きくしてもよいとの結果を導き出すことができた（プラスチック複合木材薄板２の厚さＴ＞貫通孔の幅寸法Ｗ）。
【００３４】
以上のように、本実施形態のカール成形装置１によれば、熱可塑性樹脂を含浸した板状のプラスチック複合木材薄板２が挿通される直線状の貫通孔３ａが形成された加熱軟化ブロック３と、加熱軟化ブロック３に形成された直線状の貫通孔３ａと連通した曲線状の貫通孔４ａが形成された加熱成型ブロック４と、加熱軟化ブロック３に形成した直線状の貫通孔３ａに挿通したプラスチック複合木材薄板２を押圧し、加熱軟化ブロック３の直線状の貫通孔３ａに挿通された前記プラスチック複合木材薄板２を加熱成型ブロック４の曲線状の貫通孔４ａへと一定速度で移動させる搬送装置７とを備え、前記プラスチック複合木材薄板２が加熱軟化ブロック３の貫通孔３ａに挿通されているときに、該プラスチック複合木材薄板２に含浸された熱可塑性樹脂を軟化点以上に加熱し、該軟化点以上になった熱可塑性樹脂が含浸されたプラスチック複合木材薄板２を、加熱成型ブロック４の貫通孔４ａに導いて、所定の曲線形状になるよう加熱成形するものである。そして、プラスチック複合木材薄板２が加熱軟化ブロック３の貫通孔３ａから一定速度で挿通されてゆき、プラスチック複合木材薄板２の外面が加熱軟化ブロック３の貫通孔（及び加熱成型ブロック４の貫通孔４ａ、冷却固定化ブロック５の貫通孔５ａ）の内面に当接しながら進行していくことによって、プラスチック複合木材薄板２の進行方向の逆方向に押し込み抵抗を発生させ、押し込み抵抗が発生した状態で曲線状に形成された加熱成型ブロック４の貫通孔４ａへプラスチック複合木材薄板２が導かれてゆくことで、当該押し込み抵抗によりプラスチック複合木材薄板２に対する引張応力を抑制しながら、加熱成型ブロック４の曲線状の貫通孔４ａの形状に対応してプラスチック複合木材薄板２を曲げることができる。よって、押し込み抵抗の作用によって、プラスチック複合木材薄板２を破損することなく効果的に曲げ加工することが可能となる。
【００３５】
さらに、加熱成型工程として、木材にアクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂を含浸したプラスチック複合木材薄板２が加熱成型ブロック４に導かれることにより曲げ加工された後、冷却固定化工程として、プラスチック複合木材薄板２が冷却固定化ブロック５に設けられた送風手段等の冷却手段により冷却されることで、プラスチック複合木材薄板２を速やかに固定化することができる。しかも、従来、木材の曲げ加工を行うに際しては、蒸気や熱湯により十分に加熱処理をすることで木材を柔らかくしてから、所望の形状に曲げ加工を行っていたが、そのような場合、水分が木材に浸透してしまうため、乾燥等の作業に多くの時間を費やさなければならなかったのに対し、本発明ではこうした煩雑な乾燥作業を解消でき、短時間で曲げ加工のなされた固定化されたプラスチック複合木材薄板２を得ることが可能となる。
【００３６】
さらに、加熱軟化ブロック３の貫通孔３ａに挿通される熱可塑性樹脂を含浸したプラスチック複合木材薄板２は、カール成形装置１の外部で加熱されることにより軟化されるのではなく、加熱軟化ブロック３の貫通孔３ａに導かれることで、熱可塑性樹脂が軟化点以上になるまで加熱されることにより木材自体も柔らかく軟化されるものである。よって、仮に加熱軟化ブロック３の貫通孔３ａから軟化状態にあるプラスチック複合木材薄板２を挿入しようとすると、プラスチック複合木材薄板２の軟化により加熱軟化ブロック３に対する挿入作業が困難になるのに対し、本願発明では、固化されたプラスチック複合木材薄板２を加熱軟化ブロック２の開口部８から挿入するため、そのような問題も解消することができる。
【００３７】
さらに、本発明では、軟化されたプラスチック複合木材薄板２が加熱軟化ブロック３の開口部８から挿通されるのではなく、固化されたプラスチック複合木材薄板２が加熱軟化ブロック３の貫通孔内に挿通されてから徐々に高温に加熱されることで軟化されてゆくため、軟化状態にある木材が加熱軟化ブロック３の開口部８から挿通される場合とは相違し、加熱成型工程において、プラスチック複合木材薄板２が導かれてゆくときの押し込み抵抗を比較的大きくすることが可能となる。よって、比較的大きい押し込み抵抗により、プラスチック複合木材薄板２に対する引張応力を効果的に抑制することができ、プラスチック複合木材薄板２の破損を効果的に抑止し容易に曲げ加工することができる。
【００３８】
以上、本実施形態の一例を詳述したが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、プラスチック複合木材薄板２において、木材に含浸される熱可塑性樹脂は、メチルメタクリレートやスチレンなどの樹脂原料をモノマー状態で含浸してもよい。また、前記熱可塑性樹脂としてはアクリル系樹脂に限らず、それ以外のものであってもよく、適宜選定するようにしてもよい。また、熱可塑性樹脂を含浸した木材に限らず熱可塑性樹脂を含浸しない木材にも適用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  カール成形装置
２  プラスチック複合木材薄板
３  加熱軟化ブロック
３ａ  加熱軟化ブロックの貫通孔
４  加熱成型ブロック
４ａ  加熱成型ブロックの貫通孔
５  冷却固定化ブロック
５ａ  冷却固定化ブロックの貫通孔
７  搬送装置
【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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