(57)【要約】【課題】被加熱材の剥離が容易な加熱装置を提供する。【解決手段】加熱装置は、対を成し、互いの間隔を変更可能に設けられており、被加熱材（１００）を挟みつけて加熱する加熱体１１，２１と、対を成す加熱体１１，２１の間に延びており加熱体２１が押し付けられて被加熱材（１００）に面接触する可撓性を有する剥離部材（４１）とを備えている。剥離部材（４１）は、加熱体２１の押し付けが解除されて被加熱材（１００）との面接触を維持する位置から、被加熱材（１００）から離間して緊張する位置まで移動可能に設けられている。加熱体２１が被加熱材（１００）から離れており、かつ剥離部材（４１）は被加熱材（１００）に面接触している状態から被加熱材（１００）より離れた位置で緊張する状態まで移動させることによって、被加熱材（１００）の端部から良好に剥離する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対を成し、互いの間隔を変更可能に設けられており、被加熱材を挟みつけて加熱する加熱体と、
前記対を成す加熱体の間に延びて、一方の加熱体が押し付けられて被加熱材に面接触する可撓性を有する剥離部材と
を備え、
前記剥離部材は、前記一方の加熱体の押し付けが解除されて前記被加熱材との面接触を維持する位置から、前記被加熱材から離間して緊張する位置まで移動可能に設けられている、加熱装置。
【請求項２】
剥離部材は、前記被加熱材と面接触する位置で、緊張した状態と弛んだ状態とに切り替え可能に設けられており、少なくとも弛んだ状態において加熱体による押し付けが解除されても被加熱材との面接触を維持する、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
対を成す加熱体の一方は可動に、一方は固定して設けられ、
剥離部材は、前記固定して設けられる加熱体に取り付けられる、請求項１又は２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記剥離部材は、少なくとも一方の端部が対を成す加熱体の配列方向に変位可能に設けられている、請求項２又は３に記載の加熱装置。
【請求項５】
加熱加工体の製造方法であって、
加工原体をシート状の剥離部材を介して対向する二面から加熱する加熱工程と、
前記剥離部材の少なくとも一つを弛んだ状態にしてから、前記加工原体から離間する方向に引き上げる剥離工程と、
剥離工程後の加工原体に加圧を伴う加工処理をする加工工程と
を備えることを特徴とする、加熱加工体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、加工前の原体を加熱する装置、特にマットなど平面状の原体を加熱する装置、および平面状の原体を加熱して成形体を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂の溶融や熱硬化性樹脂の硬化を伴う加工をする場合、これらの樹脂を含む材料、すなわち加工原体を加熱装置で加熱してから加工装置で加工することがある。この方法では、樹脂が軟化状態、溶融状態となるまで加熱することも多く、この場合、加熱装置から加工装置まで搬送するときに原体を加熱装置から剥離させる方法が問題となる。例えば、繊維とバインダとを含有する原体を、一対のベルトコンベヤのコンベヤベルトを介して上下から挟みつけて加熱するとともに、ベルトコンベヤによって原体を搬送する装置がある。この装置では、原体は、ベルト面と密着した状態で加熱装置の先端まで搬送され、ベルトコンベヤの先端でコンベヤベルトの移動経路が下又は上に移動することによって原体の端部からコンベヤベルトを剥離させることができる。しかしながら、この剥離方向への駆動力のみでは剥離に十分な力が得られない場合もあり、ベルトコンベヤからの剥離を補助するための強制的な剥離手段を設けた装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１９３５１９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような加熱装置は、必ずしも上側の加熱面に搬送機能を備えなくても良い。この場合、上側の加熱面は、原体に対して上方に引き離すことになるが、上側の加熱面の引き上げによって、原体が下側の加熱面から剥離して上側の加熱面に張り付く場合がある。この場合、装置を止めて、原体を上側の加熱面から取り外さなければならない。
【０００５】
そこで、本発明では、被加熱材の加熱部からの剥離が容易な加熱装置を提供することを課題とする。
また、併せて、加熱工程での加熱部からの剥離に起因する不良を抑制して得られる加熱加工体の製造方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、対を成し、互いの間隔を変更可能に設けられており、被加熱材を挟みつけて加熱する加熱体と、前記対を成す加熱体の間に延びて、一方の加熱体が押し付けられて被加熱材に面接触する可撓性を有する剥離部材とを備え、前記剥離部材は、前記一方の加熱体の押し付けが解除されて前記被加熱材との面接触を維持する位置から、前記被加熱材から離間して緊張する位置まで移動可能に設けられている加熱装置を提供する。
この装置では、被加熱材に加熱体を押し当てて加熱した後、剥離部材の被加熱材への面接触を維持して加熱体を被加熱材から離すことができる。この後、剥離部材を、被加熱材から離間した位置で緊張した状態となる位置に向かって移動させることにより、被加熱材の端部から剥離部材を剥がすことができる。したがって、この装置では、被加熱材に大きな負荷がかかることを抑制して被加熱材の表面から剥離部材を確実に剥離することができる。
また、本発明では、上記加熱装置であって、剥離部材は、前記被加熱材と面接触する位置で、緊張した状態と弛んだ状態とに切り替え可能に設けられており、少なくとも弛んだ状態において加熱体による押し付けが解除されても被加熱材との面接触を維持する構成とすることができる。この構成により、剥離部材は、被加熱材との接触部分にシワが発生することが抑制された状態で被加熱材に面接触でき、また、より小さい力で被加熱材の端部から中心に向かって順に剥離することが可能である。したがって、スムーズに被加熱材から剥離部材を剥離できる。
また、上記いずれかの加熱装置において、対を成す加熱体の一方は可動に、一方は固定して設けられ、剥離部材は、前記固定して設けられる加熱体に取り付けられる構成とすることができる。
また、前記剥離部材は、少なくとも一方の端部が対を成す加熱体の配列方向に変位可能に設けられている構成とすることができる。これらの構成では、より簡単な駆動構造で、剥離部材を確実に被加熱材の端部からより小さな力で剥離させることができる。
また、本発明で提供する加熱加工体の製造方法は、加熱加工体の製造方法であって、加工原体をシート状の剥離部材を介して対向する二面から加熱する加熱工程と、前記剥離部材の少なくとも一つを弛んだ状態にしてから、前記加工原体から離間する方向に引き上げる剥離工程と、剥離工程後の加工原体に加圧を伴う加工処理をする加工工程とを備える。この製造方法では、加工原体を良好に加熱できるとともに、このときに接触する剥離部材を、加工原体に係る負荷を低減した状態で良好に剥離させることができるため、加熱工程に伴う成形不良の発生を抑制して加熱加工体を得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態に係る加熱装置を図１に示す。加熱装置１は、マット状、シート状、板状など互いに平行な２面を備える平面状の加工原体を被加熱材として加熱する装置であり、適宜、加圧もできる装置である。加熱装置１は、台座３と、台座３から垂直に延びる円柱状の支持棹５とを備えている。さらに、支持棹５に取り付けられて上下に配置された一対の加熱体１１，２１を備えている。また、下側の加熱体１１にベルトコンベヤ３１が固定され、上側の加熱体２１に上側ベルト体４１が固定されている。
【０００８】
一対の加熱体１１，２１は、上下で加工原体を挟んで加熱する公知の構成を有する。各加熱体１１，２１は、直方体状の基盤１２，２２を有し、基盤１２，２２の互いに対向する面に板状の加熱部１３，２３を備えている。加熱部１３，２３は、所定の温度に調節される部分である。下側の加熱体１１は、基盤１２に上下に貫通する孔を備えており、この孔に支持棹５が挿入されて上下にスライド可能に設けられている。下側の加熱体１１の基盤１２と台座３との間には、駆動部材７（図１では油圧シリンダ）が設けられている。駆動部材７は、下側の加熱体１１を所望の高さ位置に移動および静止させる。上側の加熱体２１は、基盤２２によって台座３から垂直に延びる支持棹５の上端に固定して設けられている。
【０００９】
ベルトコンベヤ３１は、下側の加熱体１１の基盤１２に固定して設けられており、加工原体の下面との剥離性を確保するとともに加工原体の搬送手段を構成する。ベルトコンベヤ３１は、コンベヤベルト３２が加熱部１３の上面に沿って基盤１２を越えて延び、基盤１２より下側を通って周回するように配置されている。
【００１０】
コンベヤベルト３２は、無端縁に形成されており、少なくとも加工原体１００が載置される部分の剥離性が確保されている。本実施形態では、図２以降に示すように、加工原体１００が載置される部分は、ガラス繊維の織布にフッ素樹脂がコーティングされて剥離性が向上された剥離ベルト３２ａで形成されており、他の部分はガラス繊維の織布よりなる送りベルト３２ｂで形成されている。剥離ベルト３２ａと送りベルト３２ｂとは、面ファスナ、ジッパーなど公知の連結構造で連結されて無端ベルトになっている。本実施形態では、剥離ベルト３２ａ及び送りベルト３２ｂの各端部にから突出して環状部を備える金具が複数設けられており、剥離ベルト３２ａの金具と送りベルト３２ｂの金具とを交互に配置してすべての金具の環状部に軸３５が挿入されて連結されている。
【００１１】
上側ベルト体４１は、上側の加熱体２１の基盤２２に取り付けられており、加工原体の上面との剥離性を確保する。上側ベルト体４１は、本発明の剥離部材に対応する。上側ベルト体４１は、帯状に形成されており、少なくとも加工原体に接触する部分の剥離性が確保されている。本実施形態では、図２以降に示すように、中央部分はガラス繊維の織布にフッ素樹脂がコーティングされた剥離ベルト４１ａで形成されており、両側端部はガラス繊維の織布より成る連結ベルト４１ｂで形成されている。剥離ベルト４１ａと連結ベルト４１ｂとの連結構造は、上記コンベヤベルト３２の場合と同様である。また、連結ベルト４１ｂの剥離ベルト４１ａと連結されない側の端部は、輪状、すなわち筒状部を構成するように縫製されており、筒状部にロッド４２が通されている。
【００１２】
上側ベルト体４１は、両端が基盤２２に固定された保持具４６，４７に係止されている。また、基盤２２の下面の左右両端にローラを備えるガイド６２が取り付けられており、ガイド６２によって、中央部分が上側の加熱体２１の加熱部２３の下面より下方に位置するように案内されている。
【００１３】
上側ベルト体４１を保持する保持具４６，４７のうち、図１中右側の保持具４７は、基盤２２の側面から側方に突出して設けられた係止部材であり、連結ベルト４１ｂのロッド４２を係止する凹部４７ａを備えている。保持具４７は、固定されており、基盤２２とともに移動する。
【００１４】
図１において左側の保持具４６は、上側ベルト体４１を移動可能にする駆動機構を備えている。保持具４６により、上側ベルト体４１は、図２に示す加熱部２３の下面に沿って緊張した状態と、図５に示す加熱部２３の下面より下方に弛んだ状態とに、切り替え可能に設けられている。左側の保持具４６は、基盤２２に固定して設けられ、左方に突出するアーム固定部５３と、このアーム固定部５３に回転可能に保持されるアーム部材５５と、アーム部材５５を制御するエアシリンダ５７とエアシリンダ５７を所定の位置に支持する支持部材６０とを備えている。
【００１５】
アーム固定部５３は、図１において基盤２２の左側面に固定されて左方に突出しており、図１において紙面手前奥方向に延びる軸を備えている。
アーム部材５５は、アーム固定部５３に連結される回転中心から所定の角度を成して延びる２つのアームを備える部材である。アーム部材５５の２つのアームは、それぞれ、回転軸に垂直な方向に延びており、アーム部材５５は、アーム固定部５３に、回転アームが基盤２２に当たらない範囲で回転できるように連結されている。アーム部材５５の下側に位置するアームの先端には、上側ベルト体４１の端部に設けられたロッド４２を係止可能な凹部５５ａが設けられている。また、アーム部材５５の上側に位置するアームの先端は、エアシリンダ５７のピストンロッド５９の先端に回動可能に連結されている。
【００１６】
アーム部材５５のアームに連結されるピストンロッド５９は、基盤２２に取り付けられるエアシリンダ５７のものである。エアシリンダ５７は、アーム部材５５を駆動する手段で、基盤２２の上面に柱状の支持部材６０を介してピストンロッド５９と反対の端部で回転自在に連結されている。
【００１７】
次に、図２〜６を参照して加熱装置１を使用して加熱加工体を製造する方法について説明する。
ここで、加熱装置１によって加熱処理する加工原体１００とは、加熱によって軟化、溶融、あるいは反応活性となる物質を含む材料である。加工原体１００の形状は、得ようとする加熱加工体に合わせて設定されるため、特に限定されない。加工原体１００は、例えば、加熱状態で加圧成形される成形原料を集合させた成形原体や、熱溶着、ラミネートなどによって積層体に形成できる単層体や複層体などである。加熱装置１は、加圧しつつ加熱することにより、内部まで効率よく熱伝達できる。したがって、例えば、加工原体１００は、空隙部分を含み、且つ熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を含有する成形原体を好適に加熱できる。このような成形原体は、例えば、繊維材料、具体的にはケナフなどの木質繊維材料と、これを結合するためのバインダとを含む材料である。
【００１８】
加工原体１００は、ベルトコンベヤ３１の図２中左側の端部に載せてベルトコンベヤ３１を駆動することにより、図２に示すように、対を成す加熱体１１，２１の加熱部１３，２３に対応する位置まで搬送することができる。このとき、予め各加熱部１３，２３は、所定の温度まで加熱されている。また、上側ベルト体４１は、上側の加熱体２１の加熱部２３に沿う位置で緊張した状態に保持されている。
【００１９】
次に、ベルトコンベヤ３１の駆動を止めて、下側の加熱体１１を駆動部材７によって上方に移動させて上側の加熱体２１との間隔を小さくして、図３に示すように、加工原体１００を上側の加熱体２１と下側の加熱体１１とで挟みつける。すなわち、コンベヤベルト３２に載置されている加工原体１００の上面が上側ベルト体４１に接触し、上側の加熱部２３に押し当たる位置まで下側の加熱体１１を上昇させる。このとき、適宜、上側の加熱部２３に押し当てられる力、すなわち加圧力を調節して加工原体１００を加圧しても良い。加熱部１３，２３で加工原体１００を挟みつけた状態を所定時間維持することにより、加工原体１００を所定の温度まで加熱する。加工工程は、下側の加熱体１１を駆動部材７によって下降させ、加熱部１３，２３による挟みつけが解除されることで、完了する。
【００２０】
剥離工程のため、加工工程開始後で加工工程完了前、すなわち上側の加熱体２１の加熱部２３に加工原体１００が押し当てられた時点以降で下側の加熱体１１を下降させて加熱部１３，２３での挟みつけが解除される前の任意の時期に、上側ベルト体４１を緊張した状態から弛んだ状態まで移動させる。具体的には、図４に示すように、エアシリンダ５７のピストンロッド５９を伸ばすことによって、アーム部材５５を下側に向かって回転させ、上側ベルト体４１の左側端部の位置を下げる。これにより、上側ベルト体４１は、弛んだ状態となる。
【００２１】
下側の加熱体１１が下げられることにより、図５に示すように加工原体１００は、上側の加熱体の加熱部２３から離れる。一方、上側ベルト体４１は、弛みのない右側は、加工原体１００の端部側から少し剥離する。加工原体１００の中央から左端にかけては、加工原体１００中の軟化、あるいは溶融した樹脂などの粘着性によって上側ベルト体４１が面接触した状態に維持される。上側ベルト体４１の左側は、アーム部材５５が下方に回転したままであるため、上側の加熱体２１に対して相対的に下方に位置しており、弛んだ、あるいはより緊張していない状態となる。
なお、加熱工程完了後以降に、上側ベルト体４１の弛みや緊張を調整するために、ベルトコンベヤ３１を駆動して加工原体１００を移動させても良い。
【００２２】
次に、図６に示すように、エアシリンダ５７を駆動させてピストンロッド５９を縮めていく。これにより、アーム部材５５は、アーム固定部５３との連結軸を中心に、上方に回転する。これにより、上側ベルト体４１の左側端部の位置が上昇し、上側ベルト体４１の加工原体１００と接触する左端に上方、すなわち加工原体１００から離れる方向への力が加わり、上側ベルト体４１が加工原体１００から徐々に剥離する。エアシリンダ５７のピストンロッド５９が図２に示す状態まで縮むと、アーム部材５５も元の位置に戻り、上側ベルト体４１は、張力によって加工原体１００から完全に剥離して図２の位置に戻る。これにより剥離工程が完了する。
【００２３】
この後、加熱装置１では、ベルトコンベヤ３１を駆動して右側に加熱された加工原体１００を搬送することができる。コンベヤベルト３２からの剥離は、図１に示す端部において、コンベヤベルト３２がベルトコンベヤ３１のローラ３４に沿って下側、すなわち加工原体１００の下面から離れる方向に移動することによって良好に行うことができる。なお、適宜、剥離を補助する機構が設けられても良いことはもちろんである。
ベルトコンベヤ３１によって加熱装置１から搬出した加熱状態の加工原体１００に、加圧成形など種々の加工処理を施すことにより、加熱加工体を製造することができる。例えば、冷間プレスなどによってボード、絞り形状が付与されたボードなどを得ることができる。また、この加工原体１００の表面に表皮材など他のシート部材を溶着、接着などによって一体化することもでき、積層体を得ることができる。
【００２４】
この加熱装置１では、上側ベルト体４１を通常の加熱部２３に沿った位置で緊張した状態と、それよりも緩んだ状態との間を移動可能に設けたことにより、緊張状態で加工原体１００に接触させた後、緊張を緩め、その後、加工原体１００から離れた位置で緊張するように移動させることによって、加工原体１００の端部から順番に上側ベルト体４１を剥離させることができる。したがって、上側ベルト体４１をより小さい力で確実に加工原体１００から剥離させることができる。また、加工原体１００にかかる負荷を低減して剥離させることができ、剥離時に加工原体１００に不良が生じることを抑制できる。このように、加熱装置１では、上側ベルト体４１を無端縁のベルトに形成しなくても良く、より少ないベルト体４１を用いて、また、より小さいスペースで、良好に加工原体１００からの上側ベルト体４１、すなわち剥離部材の剥離が可能となっている。
特に、加熱装置１では、固定された上側の加熱体２１に移動可能に上側ベルト体４１を設けたことにより、より少ない駆動機構で、良好に上側ベルト体４１の緊張状態と緊張せず、かつ加工原体１００に面接触状態を維持できる状態とに移動可能とすることができ、装置が単純である。
【００２５】
また、上側ベルト体４１において、連結ベルト４１ｂと剥離ベルト４１ａとを別体で構成したことにより、可撓性のシート体を緊張させる場合に生じる緊張方向に垂直な方向のシワ、すなわちフレアの発生が抑制されており、上側ベルト体４１が面接触したときに加工原体１００にフレアに起因する凹凸が付与されるおそれが低減されている。これにより、加工原体１００の加熱にかかる不良の発生が低減されている。
【００２６】
なお、この効果は、加工原体１００の下面に接触するコンベヤベルト３２についても同じであり、本実施形態のように、送りベルト３２ｂと剥離ベルト３２ａとを別体で構成することによって、コンベヤベルト３２の長さ方向への緊張によって生じるフレアの発生を抑制して、加工原体１００にコンベヤベルト３２のフレアに起因する凹凸が付与されることを抑制して、良好に加熱された加熱加工体を得ることができる。
【００２７】
本発明は、上記実施形態に限定されない。
図１に示す加熱装置１では、上側ベルト体４１を保持する保持具４７についても保持具４６と同様の駆動機構を備える構成とされても良い。この場合、上側ベルト体４１の移動量を増加させることができるため、より早く、且つ効率的に加工原体１００からの上側ベルト体４１の剥離が行える。
また、駆動機構は、エアシリンダとアーム部材とを備える構成に限定されず、公知の種々の構成とすることができる。例えば、上側ベルト体４１を巻きつけることによって緊張状態とし、巻きの量を減らすことによって緩んだ状態とするモータなどの回転駆動を利用した構成でも良い。
【００２８】
また、剥離部材は、典型的には、加工原体の上側の面に面接触する部材とされるが、下側の面に面接触する部材を剥離部材として、本発明の構成を設けても良い。これにより、加熱装置１に搬送手段を兼用しない構成としても良い。例えば、上記加熱装置１におけるベルトコンベヤ３１に代えて上側ベルト体４１と同様の構成を設け、加熱後の加工原体１００を、別体の両端を挟んで保持するクランプなどで保持した状態で、下側の剥離部材をより下方で緊張する状態に移動させることにより、上側ベルト体４１と同様の作用によって良好に剥離することが可能である。
【００２９】
また、上側ベルト体４１、すなわち剥離部材の保持具４６，４７は、加熱体１１，２１に直接固定される形態に限定されず、加熱体とは異なる部位に取り付けられていても良い。また、加熱体と剥離部材とは、保持具を介して連結していても良いし、別体とされて、剥離部材を、一方の加熱体が押し付けられて加工原体１００（被加熱材）に面接触するとともに、一方の加熱体の押し付けが解除されて加工原体１００との面接触を維持する位置から、加工原体１００から離間して緊張する位置まで移動可能に設けても良い。
【００３０】
【発明の効果】
本発明では、被加熱材の加熱部からの剥離が容易な加熱装置、および加熱工程での加熱部からの剥離に起因する不良を抑制して得られる加熱加工体の製造方法を提供することにより、加熱、特に加熱状態での剥離に起因する不良が低減された加熱加工体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る加熱装置の平面図である。
【図２】図１の加熱装置に加工原体を配置したようすを示す平面図である。
【図３】図１の加熱装置で加工原体を加熱するようすを示す平面図である。
【図４】図１の加熱装置で上側ベルト体の緊張を緩めたようすを示す平面図である。
【図５】図１の加熱装置で加工原体の加熱を終了したようすを示す平面図である。
【図６】図１の加熱装置で上側ベルト体を緊張させて剥離するようすを示す平面図である。
【符号の説明】
１  加熱装置
３  台座
５  支持棹
７  駆動部材
１１，２１  加熱体
１２，２２  基盤
１３，２３  加熱部
３１  ベルトコンベヤ
３２  コンベヤベルト
３２ａ  剥離ベルト
３２ｂ  送りベルト
３４  ローラ
３５，４５  軸
４１  上側ベルト体
４１ａ  剥離ベルト
４１ｂ  連結ベルト
４２  ロッド
４６，４７  保持具
４７ａ  凹部
５３  アーム固定部
５５  アーム部材
５５ａ  凹部
５７  エアシリンダ
５９  ピストンロッド
６０  支持部材
６２  ガイド
１００  加工原体
【図１】
2005008306.tif 000003
【図２】
2005008306.tif 000004
【図３】
2005008306.tif 000005
【図４】
2005008306.tif 000006
【図５】
2005008306.tif 000007
【図６】
2005008306.tif 000008