(57)【要約】【課題】曲げ加工を簡単、かつ安価な設備で、効率よく行う。【解決手段】合成樹脂材からなる板状成形体を所定の曲面形状に曲げるための曲げ加工方法であって、連続して成形される板状成形体を順次切断し、切断された各板状成形体（切断ボードＤ１）を、その内部が柔軟で、かつ、表面が固化した可塑状態において多段に積み重ねて加圧し、これらの各板状成形体を同時に所定の曲面形状に曲げ加工する。このように、切断された複数枚の板状成形体を積み重ねて一度に曲げ加工することにより、この曲げ加工を簡単、かつ安価な設備で、効率よく行うことができる。このため、前工程の生産速度を向上でき、サイクルタイムの短縮を図ることができる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂材からなる板状成形体を所定の曲面形状に曲げるための曲げ加工方法であって、連続して成形される板状成形体を順次切断し、切断された各板状成形体を、その内部が柔軟で、かつ、表面が固化した可塑状態において多段に積み重ねて加圧し、これらの各板状成形体を同時に所定の曲面形状に曲げ加工することを特徴とした板状成形体の曲げ加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載された板状成形体の曲げ加工方法であって、切断された各板状成形体を、所定の曲面の成形面を備えた一対の成形型の間において多段に積み重ね、この成形型によって各板状成形体を加圧することを特徴とした板状成形体の曲げ加工方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された板状成形体の曲げ加工方法であって、連続して成形される板状成形体の表面に、表皮材を接着することを特徴とした板状成形体の曲げ加工方法。
【請求項４】
請求項１，２または３に記載された板状成形体の曲げ加工方法であって、連続して成形される板状成形体を、設定寸法よりも大きめの寸法で順次切断し、切断された各板状成形体を多段に積み重ねて所定の曲面形状に曲げ加工した後、各板状成形体における曲面形状の両端部を切除することを特徴とした板状成形体の曲げ加工方法。
【請求項５】
請求項２に記載された板状成形体の曲げ加工方法であって、一対の成形型に上下型を採用し、多段に積み重ねた板状成形体を上型の自重によって加圧することを特徴とした板状成形体の曲げ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂材からなる板状成形体を所定の曲面形状に曲げるための曲げ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば特許文献１には、合成樹脂材の成形に関する技術が開示されている。この技術では、軟化または溶融状態の合成樹脂材をローラプレス工程に送り出し、圧延ローラの間を通すことで、所定の板厚に整えられた板状成形体を連続して成形する。この連続した板状成形体を、冷却工程において所定の温度にまで冷却してから曲げ成形工程に送る。この曲げ成形工程において、板状成形体に所定の曲げ加工を連続して行った後、切断工程で板状成形体を設定寸法に順次切断する。
【０００３】
また、特許文献２には、熱可塑性樹脂と他の材料との混合原料を、所定の形状にプレス成形する技術が開示されている。この技術では、混合原料を上下の型板間に挟み込み、その状態のものを、プレス機の上下加圧盤の間において多段に配置する。そして、上下加圧盤の作動により、型板の間において混合原料を加圧している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３３１５４１号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８７２３１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示されている技術では、曲げ成形工程において板状成形体を連続的に曲げ加工しているため、専用の押さえ部材や押し出し部材が必要となる。この結果、曲げ成形工程の設備が、どうしても複雑で高価なものとなる。また、曲げ成形工程が、製品毎の形状に合わせた専用の成形ラインとなるので、少量多形状の製品に対応するのはコスト的に不利である。
なお、特許文献２に開示されている技術では、混合原料の熱可塑性樹脂が加熱溶融状態においてプレス成形している。このため、多段に配置された混合原料同士が接着するのを避けるために、上下の型板が必要になるなどの課題がある。
【０００６】
本発明は、従来の課題を解決しようとするもので、その一つの目的は、曲げ加工を簡単、かつ安価な設備で、効率よく行うことである。
また、本発明の他の目的は、低コストの設備変更により、少量多形状の製品に対応することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。
請求項１に記載の発明は、合成樹脂材からなる板状成形体を所定の曲面形状に曲げるための曲げ加工方法であって、連続して成形される板状成形体を順次切断し、切断された各板状成形体を、その内部が柔軟で、かつ、表面が固化した可塑状態において多段に積み重ねて加圧し、これらの各板状成形体を同時に所定の曲面形状に曲げ加工する。
このように、切断された複数枚の板状成形体を積み重ねて一度に曲げ加工することにより、この曲げ加工を簡単、かつ安価な設備で、効率よく行うことができる。このため、前工程の生産速度を向上でき、サイクルタイムの短縮を図ることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載された板状成形体の曲げ加工方法であって、切断された各板状成形体を、所定の曲面の成形面を備えた一対の成形型の間において多段に積み重ね、この成形型によって各板状成形体を加圧する。
これにより、所定の曲面の成形面を備えた一対の成形型といった簡単な設備で、曲げ加工を行うことができる。したがって、低コストの成形型を変更するだけで、少量多形状の製品に対応できる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載された板状成形体の曲げ加工方法であって、連続して成形される板状成形体の表面に、表皮材を接着する。
この表皮材により、切断された後の各板状成形体における表面固化の度合いに関係なく、多段に積み重ねられた板状成形体が相互に接着することなく、曲げ加工を行うことができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１，２または３に記載された板状成形体の曲げ加工方法であって、連続して成形される板状成形体を、設定寸法よりも大きめの寸法で順次切断し、切断された各板状成形体を多段に積み重ねて所定の曲面形状に曲げ加工した後、各板状成形体における曲面形状の両端部を切除する。
このように、多段に積み重ねた状態のもとで、充分な加圧力を加えることが困難な各板状成形体の端部を切除することにより、適正な曲面形状の製品として仕上げることができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載された板状成形体の曲げ加工方法であって、一対の成形型に上下型を採用し、多段に積み重ねた板状成形体を上型の自重によって加圧する。
これにより、成形型の設備をさらに低コスト、かつ、簡素な構造にすることができる。そこで、例えば、このような設備を複数使用し、ある設備では板状成形体を加圧した状態で冷却し、他の設備では板状成形体の加圧を開始するというように作業を並行させることもできるため、サイクルタイムのさらなる短縮が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、合成樹脂製のボード（板状成形体）によって所定の曲面形状をもつ製品を得るための各工程を表したブロック図である。図２，３は、図１の各工程を実施するための装置を表した構成図である。まず、図１で示す樹脂材吐出工程１０、ローラプレス工程３０、および切断・搬送工程４０を実施するための構成につき、図２によって説明する。
【００１３】
樹脂材吐出工程１０では、押し出し機１１内に投入された溶融樹脂Ｃを、左右一対の押し出しローラ１２の回転により、押し出し機１１の吐出口１３からベルトコンベア１４上へ供給するようになっている。ベルトコンベア１４上に供給されたときの溶融樹脂Ｃは、少なくとも表面が溶融状態であり、好ましくは全体が溶融状態とする。
【００１４】
溶融樹脂Ｃは、熱可塑性樹脂を主材料とする。熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂など、種々のオレフィン系熱可塑性樹脂や、アクリル系樹脂及びこれらの二種以上の混合物を用いることができる。また、軽量化、補強化のための充填剤、補強剤など公知の種々の副資材を樹脂材に含有させることもある。さらに、溶融樹脂Ｃは、樹脂材料のみから成る材料や樹脂材料を主成分とする材料に限定されない。例えば、木材のチップ、ケナフコアなどの固体状態のリグノセルロース材料を主成分とし、結着剤や接着剤としての樹脂材料を含有する材料を用いることもある。
【００１５】
溶融樹脂Ｃは、成形材料混融機（図示省略）により、樹脂材および他の混合物を均一に混合して調整し、樹脂材成分を溶融させた状態で押し出し機１１内に投入される。押し出し機１１の両押し出しローラ１２は、吐出口１３の手前に配置され、それぞれが図２の矢印方向に回転することで、溶融樹脂Ｃを吐出口１３からベルトコンベア１４上に押し出す。なお、両ローラ１２の周面に、その回転軸に平行な複数の溝（図示省略）を設けることで、成形材料の押出し量を一定にすることができる。
【００１６】
ベルトコンベア１４は、吐出口１３の下方において、複数個の案内ローラ１５と一つの駆動ローラ１６とによって、ほぼ水平に配置されている。そして、駆動ローラ１６の回転駆動により、図面の左から右方向へ移送される。また、ベルトコンベア１４において、吐出口１３から押し出された溶融樹脂Ｃを受け止める表面は、テフロン（登録商標）加工が施されている。これにより、溶融樹脂Ｃに対する離型性が確保される。
【００１７】
樹脂材吐出工程１０においては、溶融樹脂Ｃの供給と並行してボード表裏の表皮材Ａ，Ｂを供給することができる。表皮材Ａは、ベルトコンベア１４における搬出側の上方から、表皮材Ｂは下方から、つぎに説明するローラプレス工程３０のベルトコンベア３１に向けて個々に供給される。これらの表皮材Ａ，Ｂは、それぞれのローラ２０，２１によって送られるとともに、ベルトコンベア３１に至る途中に設けられた加熱ヒーター２２，２３によって加熱される。加熱ヒーター２２，２３は、例えば、遠赤外線を利用しており、表皮材Ａ，Ｂの表面温度を７０〜９０℃に加熱する。なお、表皮材Ａ，Ｂには、布、不織布、フィルム材などが使用される。また、表皮材Ａ，Ｂとして、熱可塑性樹脂を含有する材料を用いる場合、好ましくは、溶融樹脂Ｃと同材料にするのがよい。
【００１８】
ローラプレス工程３０では、樹脂材吐出工程１０から搬送されてくる溶融樹脂Ｃおよび表皮材Ａ，Ｂを、上下に配置されたベルトコンベア３１の間に送り込む。これによって溶融樹脂Ｃの表裏両面に表皮材Ａ，Ｂを接着するとともに、溶融樹脂Ｃの厚みを整えながらボードＤ（板状成形体）を成形する。上下のベルトコンベア３１は、複数の案内ローラ３１ａによって所定のテンションが保たれ、駆動ローラ３１ｂの回転駆動によって図２の矢印方向へ互いに同期して作動する。これらのベルトコンベア３１についても、ベルトコンベア１４と同様に、それぞれの表面にテフロン（登録商標）加工が施され、離型性が確保されている。
【００１９】
上下のベルトコンベア３１の内側には、その移送方向に関する前方（図面左方）において、一対の圧延ローラ３２が互いに対向して設けられている。これらの圧延ローラ３２により、ベルトコンベア１４から送り出される溶融樹脂Ｃと、その上下から供給される表皮材Ａ，Ｂとが加圧される。これにより、溶融樹脂Ｃの表裏両面に表皮材Ａ，Ｂが接着される。なお、両圧延ローラ３２に対しては、例えば、温水が循環して供給されており、個々の外周面の温度が７０℃程度に調整されている。
【００２０】
上下のベルトコンベア３１の内側には、それぞれの圧延ローラ３２に続いて、前方群ローラ３３と後方群ローラ３４とが、ベルトコンベア３１の移送方向に沿って配置されている。前方群ローラ３３および後方群ローラ３４を構成する各ローラは、圧延ローラ３２の径（約２００ｍｍ）よりも小径（約７５ｍｍ）に設定されている。また、これらのローラにおいても、上下のベルトコンベア３１において個々に対をなし、かつ、互いに対向している。この前方群ローラ３３および後方群ローラ３４により、所定の板厚に整えられたボードＤが成形される。
【００２１】
前方群ローラ３３は、上下で対をなす複数個（６個）のローラからなり、移送方向に関するローラ間ピッチは可能な限り小さく設定されている。また、前方群ローラ３３の各ローラには、冷却水が循環供給される。後方群ローラ３４についても、上下で対をなす複数個（６個）のローラからなり、各ローラ間に、上下で対をなす冷却バー３５がそれぞれ設けられている。これらの冷却バー３５には、角パイプが使用され、冷却水が循環供給される。各冷却バー３５の上下クリアランスは、ローラの上下クリアランスよりも１ｍｍ程度小さく設定されている。ただし、各冷却バー３５は個々に逃げ機構（図示省略）を備えており、上下の冷却バー３５の間をボードＤが通過するとき、逃げ機構によって上下クリアランスを広げる。
【００２２】
切断・搬送工程４０では、ローラプレス工程３０のベルトコンベア３１から送り出されるボードＤを引き取って任意の長さの切断ボードＤ１に順次切断し、切断ボードＤ１を次工程に搬送する。そこで、ローラプレス工程３０の搬出位置には、上下で対をなす引き取りローラ４１が設けられている。これらの引き取りローラ４１は、例えば、ゴム製であって、個々に図２の矢印方向へ同期して回転駆動する。両引き取りローラ４１は、ベルトコンベア３１から送り出されたボードＤを、上下から押さえながら回転して引き取る。なお、この時点でのボードＤは、引き取りローラ４１に押しつぶされて変形しない程度まで冷却されている。
【００２３】
引き取りローラ４１によるボードＤの送り出し側には、カッター４２が配置されている。このカッター４２は、設定された任意のタイミングで作動し、それによってボードＤを任意の長さ（例えば２０００ｍｍ程度）に切断する。切断ボードＤ１は、ローラコンベア４３によって次工程へ搬送される。
【００２４】
つぎに、図１で示す曲げ加工工程５０、冷却工程６０、および定寸切除工程７０を、図３（ａ）〜（ｄ）によって説明する。図３（ａ）は、図２の切断・搬送工程４０における終端部（切断ボードＤ１の搬出部）が示されている。そして、曲げ加工工程５０では、図３（ｂ）で示す簡易タイプの成形型５１が使用される。この成形型５１は、上型５２および下型５４からなり、上型５２は緩やかな凹状曲面の成形面５３を備え、下型５４は緩やかな凸状曲面の成形面５５を備えている。上型５２および下型５４は、木型や樹脂型などの安価なものでよい。また、成形型５１は、プレス機にセットしてもよいが、本実施の形態における曲げ加工工程５０で要求される加圧力であれば、上型５２の自重を利用することも可能である。
【００２５】
成形型５１の上型５２を上昇、あるいは吊り上げた状態において、下型５４の成形面５５上に、切断ボードＤ１を多段に積み重ねる。このときの切断ボードＤ１は、その内部が柔軟で、かつ、表面が固化した半硬化状態（温度が１００℃程度）である。そこで、上型５２を下降させ、多段に積み重ねた切断ボードＤ１を加圧し、各切断ボードＤ１を成形面５３，５５の曲面に合わせて曲げ加工する。なお、この曲げ加工に必要な加圧力は、１トン程度でよい。
【００２６】
この後、図１の冷却工程６０では、多段に積み重ねた切断ボードＤ１を成形型５１で加圧したまま放置して自然冷却する。完全に冷却されたら、上型５２を上昇、あるいは吊り上げ、図３（ｃ）で示す状態において曲げ加工後の切断ボードＤ１を成形型５１から取り出す。そして、図１の定寸切除工程７０では、図３（ｄ）で示すように曲げ加工後の切断ボードＤ１の両端部をパネルソーなどで切り落とす。
【００２７】
図４（ａ）（ｂ）は、定寸切除工程７０における切除作業の詳細を表した説明図である。図４（ａ）で示すように、多段に積み重ねて曲げ加工された各切断ボードＤ１の両端には、切断ボードＤ１相互が上下に重なり合わないことから、充分に加圧されない部分Ｄ１−ａがある。そこで、この部分Ｄ１−ａも含めて切断ボードＤ１の両端部を、図４（ｂ）で示すように切除することにより、所定の曲面形状の部分のみからなる製品Ｄ２を得ることができる。
【００２８】
図５，６は、成形型５１による曲げ加工をそれぞれ表した説明図である。両図面の（ａ）は成形型５１の正面図、（ｂ）は成形型５１の側面図、（ｃ）は完成した製品Ｄの外観図である。これらの図面から明らかなように、成形型５１による切断ボードＤ１の曲げ方向は、成形工程の流れ方向に沿った方向（図５）、あるいは、成形工程の流れ方向に直交する方向（図６）のいずれも可能である。そして、完成した製品Ｄ２は、両図面の（ｃ）で示すように曲面形状の方向が異なる外観となる。
【００２９】
以上のように、本実施の形態では、樹脂材吐出工程１０およびローラプレス工程３０によって連続して成形されるボードＤ（板状成形体）を、切断・搬送工程４０において所定寸法（長さ）の切断ボードＤ１に順次切断した後、曲げ加工工程５０へ搬送する。そして、曲げ加工工程５０の成形型５１により、各切断ボードＤ１を多段に積み重ねて加圧し、一度に曲げ加工する。したがって、曲げ加工工程５０での加工処理を、前工程におけるボードＤの生産速度に合わせることが容易となる。
【００３０】
また、曲げ加工に必要な加圧力は１トン程度で済むことから、成形型５１は、木型や樹脂型を利用したといった安価なものでよく、種類の変更にも容易に対処できる。このため、少量多形状の製品Ｄ２に対応できる。例えば、曲面を有するコンクリート構造体の型板に製品Ｄ２を採用した場合、合板製の型板と比べて、コンクリート面の仕上がり状態、転用回数、あるいはリサイクル性に優れ、特に打ちっぱなしのコンクリート構造体には最適となる。さらに、曲げ加工のための設備が安価で、簡素化されることにより、曲げ加工工程５０における成形型５１を複数使用し、ある成形型５１が冷却工程６０にあるとき、別の成形型５１では曲げ加工のための加圧を開始するといった作業を採用できできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】所定の曲面形状をもつ製品を得るための工程を表したブロック図
【図２】板状成形体の成形工程を実施するための装置を表した構成図
【図３】板状成形体の曲げ成形工程を実施するための装置を表した構成図
【図４】定寸切除工程における切除作業の詳細を表した説明図
【図５】成形型による曲げ加工を表した説明図
【図６】成形型による曲げ加工を表した説明図
【符号の説明】
４０    切断・搬送工程
５０    曲げ加工工程
５１    成形型
５２    上型
５４    下型
７０    定寸切除工程
Ｄ        ボード（板状成形体）
Ｄ１    切断ボード（板状成形体）
【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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