(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物性繊維と熱可塑性樹脂繊維とを混合した材料からなるプレボードを加熱炉内で加熱する加熱工程と、加熱した前記プレボードを本成形型によって本成形する本成形工程と、を有する植物性繊維成形体の製造方法であって、
前記プレボードを前記加熱炉内に搬入してから前記本成形型によって本成形するまでの間、前記プレボードを保持装置によって保持するものとされ、
前記保持装置は、前記プレボードを挟持可能な一対の挟持部を備え、
前記一対の挟持部のうち一方の挟持部における前記プレボードとの接触部は、他方の挟持部に向かって膨出された曲面部とされ、
前記一方の挟持部は、前記他方の挟持部における前記プレボードとの接触部と前記曲面部との間の距離が変化するように回動可能な回動部であることを特徴とする、植物性繊維成形体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の植物性繊維成形体の製造方法であって、
前記保持装置は、前記プレボードを上下方向に吊り下げた状態で保持することを特徴とする、植物性繊維成形体の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の植物性繊維成形体の製造方法であって、
前記加熱工程において加熱された前記プレボードを、前記本成形型よりも金型間のクリアランスが大きく設定されている予備成形型によって予備成形する予備成形工程を有することを特徴とする、植物性繊維成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物性繊維成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリプロピレン樹脂繊維と植物性繊維とをほぼ同量配合したものをブレンダー工程、フォーマー工程を経てマット状に形成した後、プレス機により板状に形成した熱成形用繊維板が知られている（特許文献１を参照）。植物性繊維としては、ケナフ繊維、ジュート繊維等が使用される。特に、ケナフ繊維を使用した場合には、ケナフは光合成により多くのＣＯ２を吸収し、成長が早いという性質を有することから、地球環境保全にとって有効である。
【０００３】
上述した従来技術においては、熱成形用繊維板をヒーター装置により２３０℃で６０〜１２０秒間加熱する。その後、加熱した熱成形用繊維板を、冷間プレス用の成形型にてプレス成形する。これにより、所定の曲面形状を有する内装用基材を成形している。この内装用基材のように、熱可塑性樹脂と植物性繊維とを混合したものを加熱した後に、冷間プレス用の成形型にて所定形状に成形して得られる成形体のことを、以下、植物性繊維成形体と呼ぶことにする。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１７９７１６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の植物性繊維成形体の製造方法には、次のような問題があった。
すなわち、植物性繊維成形体を製造するためには、まず、熱可塑性樹脂繊維と植物性繊維とを混合した材料によりマット体を作成する。つぎに、このマット体をプレス処理によって板状に成形する。この板状の成形体は、一般に、プレボードと呼ばれる。植物性繊維がこのようにプレボードに加工されるのは、植物性繊維のままだと見かけの体積が大きいために、ハンドリング性が悪いからである。
【０００６】
プレボードは、ロボットアームによって一枚ずつ位置決め装置の上にセットされる。位置決め装置の上にセットされたプレボードは、ロボットアームによって加熱炉内に挿入される。
【０００７】
加熱炉内に挿入されたプレボードは、加熱炉内に配置されたベルトコンベヤの上に落とされる。そして、プレボードは、ベルトコンベヤによって搬送されながら加熱炉内で加熱される。
【０００８】
加熱炉内で加熱されたプレボードは、ロボットアームによって加熱炉内から取り出された後に、冷間プレス用の成形型に運ばれる。冷間プレス用の成形型に運ばれたプレボードは、当該成形型を構成する下型の上に落とされる。そして、下型に向かって上型が降下することによって、上型及び下型の間でプレボードがプレスされる。これにより、所定形状に成形された植物性繊維成形体が得られる。
【０００９】
ところで、プレボードをベルトコンベヤの上に落とす際には、プレボードが予定していた位置からずれてしまう場合がある。また、プレボードを下型の上に落とす際にも、プレボードが予定していた位置からずれてしまう場合がある。このような場合、プレボードが下型に対して正しい位置にセットされなくなるために、上型及び下型の間にプレボードが存在しない部分が生じてしまい、植物性繊維成形体に欠肉が生じてしまうという問題があった。
【００１０】
このような問題を解決するためには、プレボードの位置ずれを見込んで、プレボードの縦横寸法を大きめに設定しておくことが考えられる。しかし、プレボードの寸法が大きくなるということは、プレボードの原料である植物性繊維や熱可塑性樹脂繊維の消費量が増大することを意味しており、プレボードの製造コストが増大してしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであって、プレボードの位置ずれを防止することが可能となる植物性繊維成形体の製造方法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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の植物性繊維成形体の製造方法は、植物性繊維と熱可塑性樹脂繊維とを混合した材料からなるプレボードを加熱炉内で加熱する加熱工程と、加熱した前記プレボードを本成形型によって本成形する本成形工程と、を有する植物性繊維成形体の製造方法であって、前記プレボードを前記加熱炉内に搬入してから前記本成形型によって本成形するまでの間、前記プレボードを保持装置によって保持するものとされ、
前記保持装置は、前記プレボードを挟持可能な一対の挟持部を備え、前記一対の挟持部のうち一方の挟持部における前記プレボードとの接触部は、他方の挟持部に向かって膨出された曲面部とされ、前記一方の挟持部は、前記他方の挟持部における前記プレボードとの接触部と前記曲面部との間の距離が変化するように回動可能な回動部であることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、プレボードを加熱炉内に搬入してから本成形型によって本成形するまでの間、プレボードを保持装置によって保持するために、プレボードをベルトコンベヤの上に落下させる必要がなく、プレボードを下型の上に落下させる必要もない。したがって、プレボードの位置ずれの発生を防止することが可能である。
【００１４】
上記構成において、前記保持装置は、前記プレボードを上下方向に吊り下げた状態で保持するものとすることができる。
【００１５】
本発明によれば、プレボードを上下方向に吊り下げた状態のまま、加熱炉内において加熱することができる。また、プレボードを上下方向に吊り下げた状態のまま、本成形型によって本成形することができる。つまり、プレボードを本成形するまでの間、プレボードを落下させる必要がない。したがって、プレボードの位置ずれの発生を防止することが可能である。
【００１６】
また、前記保持装置は、前記プレボードの上縁部を挟持する挟持部を備えており、前記挟持部は、前記プレボードの厚みの変化に合わせて挟持幅を調整することが可能に構成されているものとすることができる。
【００１７】
本発明によれば、プレボードに含まれる熱可塑性樹脂繊維が溶融してその厚みが変化した場合であっても、挟持部によってプレボードの上縁部を挟持した状態を維持することが可能になる。したがって、プレボードの位置ずれの発生をより確実に防止することが可能になる。
【００１８】
また、前記加熱工程において加熱された前記プレボードを、前記本成形型よりも金型間のクリアランスが大きく設定されている予備成形型によって予備成形する予備成形工程を有するものとすることができる。
【００１９】
本発明によれば、プレボードを本成形型によって一段階で成形するのではなく、プレボードを予備成形型によって予備成形した後に、プレボードを本成形型によって本成形する。つまり、プレボードを二段階で成形する。これにより、プレボードを一段階で成形した際に当該プレボードが破れてしまうなどの不具合の発生を防止することが可能になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、プレボードの位置ずれを防止することが可能となる植物性繊維成形体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る植物性繊維成形体の製造方法のフローチャートである。図１に示すように、本実施形態に係る植物性繊維成形体の製造方法は、植物性繊維と熱可塑性樹脂繊維とを混合した材料を板状に成形したプレボードを加熱炉内で加熱する加熱工程と、加熱された前記プレボードを本成形型によって本成形する本成形工程と、を有している。
【００２２】
植物性繊維とは、植物由来の繊維材料のことである。このような繊維材料は、例えば、綿、麻、サイザル、ジュート、ケナフなどから採取することが可能である。この中では、特にケナフが好ましい。ケナフは、成長が早くしかもＣＯ２を多く吸収することから、地球環境保全にとって有効であるとともに、ケナフの靭皮からは比較的長くて丈夫な繊維を採取することが可能だからである。
【００２３】
熱可塑性樹脂繊維とは、繊維状に加工された熱可塑性樹脂のことである。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）等を用いることができる。この中では、特にポリプロピレンが好ましい。
【００２４】
プレボードとは、植物性繊維と熱可塑性樹脂繊維とを混合したマット材料を板状に予備成形して得られる成形体のことである。植物性繊維と熱可塑性樹脂繊維の混合比率は特に制限するものではなく、例えば５０：５０（重量比）とすることができる。
【００２５】
プレボードを製造するためには、まず、植物性繊維と熱可塑性樹脂繊維とを混合した材料を混綿させてマット体にする。次に、得られたマット体を加熱プレスによって板状に成形する。これにより、所定の厚みを有するプレボードを製造することができる。なお、このようなプレボードの製造方法は、例えば、特開２００１−１７９７１６公報、特開２００２−３７１４５５公報等に開示されている。なお、プレボードは、植物性繊維の原産国である外国において製造されたものを使用してもよい。
【００２６】
加熱工程では、プレボードを、当該プレボードに含まれている熱可塑性樹脂が溶融する温度以上に加熱する。例えば、プレボードに含まれる熱可塑性樹脂がポリプロピレンである場合には、ポリプロピレンの融点は１６０℃〜１７０℃であるため、プレボードをこれ以上の温度（例えば１８０℃）に加熱する。
【００２７】
本成形工程では、加熱工程において加熱されたプレボードを、本成形型によって本成形する。本成形を行うための本成形型としては、冷間プレス用の成形型を用いる。なお、ここでいう「冷間プレス」とは、成形型の型面を積極的に加熱しないで行うプレス成形のことを意味するが、加工熱や摩擦熱等によって成形型の型面がある程度加熱されている場合をも含むものとする。
【００２８】
プレボードを本成形型によって本成形することによって、プレボードに含まれる溶融樹脂が冷却されて固化する。これにより、所定形状に成形された植物性繊維成形体を得ることができる。
【００２９】
図２は、プレボード１０を保持する保持装置２０の正面図であり、図３は、保持装置２０の側面図である。
図２、図３に示すように、プレボード１０を保持する保持装置２０は、断面略円形の棒状部材からなる支持棒２２と、支持棒２２の中央及び左右の３箇所に設けられたクランプ２４によって構成されている。支持棒２２及びクランプ２４は、鉄等の金属材料によって形成されている。
【００３０】
クランプ２４は、固定部２６及び回動部２８を有している。固定部２６の内側には歯部２６ａが形成されており、回動部２８の内側には曲面部２８ａが形成されている。固定部２６及び回動部２８の間にプレボード１０が差し込まれることによって、歯部２６ａ及び曲面部２８ａの間でプレボード１０の上縁部を挟持することが可能となっている。クランプ２４が、本発明の「挟持部」に対応している。
【００３１】
図４は、保持装置２０の側面図であり、プレボード１０に含まれる熱可塑性樹脂が溶融して、プレボード１０の厚みが変化した後の状態を示している。
図４に示すように、プレボード１０が加熱された場合には、プレボード１０に含まれる熱可塑性樹脂が溶融するために、プレボード１０の厚みが減少する。プレボード１０の厚みが減少した場合、回動部２８がその自重によって軸２８ｂを中心として下方に回動するために、歯部２６ａと曲面部２８ａとの間の距離が減少する。これにより、プレボード１０の厚みの変化に合わせて、プレボード１０を挟持するための挟持幅Ｗを調整することが可能となっている。
【００３２】
図５は、プレボード１０を加熱するための加熱炉３０内の断面図である。
図５に示すように、保持装置２０によって保持されたプレボード１０は、加熱炉３０内に搬入された後、加熱炉３０内に配設された移送装置３２によって移送されながら加熱される（加熱工程）。プレボード１０を移送するための移送装置３２としては、ベルトコンベヤ等を使用することができる。
【００３３】
図６、図７は、プレボード１０を本成形するための本成形型４０の断面図である。ただし、図６は、プレボード１０が本成形される前の状態を示しており、図７は、プレボード１０が本成形された後の状態を示している。
図６、図７に示すように、本成形型４０は、その型面同士が向かい合うように配置された可動型４４及び固定型４２を備えており、加熱炉３０内で加熱されたプレボード１０は、本成形型４０に運ばれた後に、本成形型４０を構成する可動型４４及び固定型４２の間にセットされる。その後、可動型４４を固定型４２に接近させることによって、プレボード１０が可動型４４及び固定型４２の間でプレスされる（本成形工程）。
【００３４】
プレボード１０を可動型４４及び固定型４２の間でプレスした後、可動型４４を固定型４２から離間させる。これにより、所定形状に成形された植物性繊維成形体１２を得ることができる。
【００３５】
このようにして得られた植物性繊維成形体１２は、軽量でかつ強度が高いことから、各種製品の基材として用いることができる。例えば、ドアトリム、インストルメントパネル、シートバックボード、パーティションボード、コンソールボックス、ピラーガーニッシュ、クォータトリム等の車両用内装材の基材として用いることができる。
【００３６】
本実施形態の植物性繊維成形体１２の製造方法によれば、プレボード１０を加熱炉３０内に搬入してから本成形型４０によって本成形するまでの間、プレボード１０を保持装置２０によって保持する。したがって、プレボード１０をベルトコンベヤ等の上に落下させる必要がないために、プレボード１０の位置ずれの発生を防止することが可能である。
【００３７】
本実施形態の植物性繊維成形体１２の製造方法によれば、プレボード１０を本成形型４０によって本成形する際に、プレボード１０を保持装置２０によって保持する。したがって、プレボード１０を本成形型４０に対して正しい位置にセットすることが可能であり、プレボード１０を本成形した後の植物性繊維成形体１２に欠肉が生じることを防止することが可能である。
【００３８】
本実施形態の植物性繊維成形体１２の製造方法によれば、プレボード１０を保持装置２０によって上下方向に吊り下げた状態で保持することが可能である。したがって、プレボード１０を可動型４４及び固定型４２の間でプレスするときには、プレボード１０を保持装置２０によって保持した状態を維持することが可能であり、プレボード１０の位置ずれの発生をより確実に防止することが可能である。
【００３９】
また、クランプ２４は、プレボード１０の厚みの変化に合わせて、プレボード１０を挟持する挟持幅Ｗを調整することが可能である。したがって、プレボード１０が加熱されることで当該プレボード１０の厚みが変化した場合であっても、プレボード１０をより確実に保持することが可能である。
【００４０】
本実施形態において、プレボード１０を、本成形型４０よりも金型間のクリアランスが大きく設定されている予備成形型５０によって予備成形してもよい（予備成形工程）。
【００４１】
図８、図９は、プレボード１０を予備成形するための予備成形型５０の断面図である。ただし、図８は、プレボード１０が予備成形される前の状態を示しており、図９は、プレボード１０が予備成形された後の状態を示している。
図８、図９に示すように、プレボード１０を予備成形するための予備成形型５０は、その型面同士が向かい合うようにして配置された可動型５４及び固定型５２を備えている。加熱炉３０内で加熱されたプレボード１０は、加熱炉３０内から取り出された後、予備成形型５０に運ばれる。予備成形型５０に運ばれたプレボード１０は、可動型５４及び固定型５２の間にセットされる。その後、可動型５４及び固定型５２の間でプレボード１０がプレスされることによって、プレボード１０を本成形型４０の型面に近い形状に予備成形することができる。予備成形型５０によって予備成形されたプレボード１０は、本成形型４０に運ばれた後に、本成形型４０によって本成形される。
【００４２】
本実施形態によれば、プレボード１０を予備成形型５０によって予備成形した後に、プレボード１０を本成形型４０によって本成形する。つまり、プレボード１０を二段階で成形する。これにより、プレボード１０を一段階で成形した際に生ずる種々の不具合（プレボード１０が破れてしまう、あるいは、プレボード１０が部分的に薄肉になってしまうなどの不具合）が発生することを防止することが可能となる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態に係る植物性繊維成形体１２の製造方法によれば、プレボード１０の位置ずれを防止することが可能であるとともに、プレボード１０を本成形型４０に対して正しい位置にセットすることが可能である。したがって、プレボード１０が本成形された後の植物性繊維成形体１２に欠肉が生じることを防止することが可能である。
【００４４】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、本成形型４０を構成する固定型４２及び可動型４４が左右に配置されており、本成形型４０のプレス方向が水平方向である例を示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、本成形型４０を構成する固定型４２及び可動型４４が上下に配置されており、本成形型４０のプレス方向が上下方向の場合であっても、本発明を適用することが可能である。
（２）上記実施形態では、予備成形型５０を構成する固定型５２及び可動型５４が左右に配置されており、予備成形型５０のプレス方向が水平方向である例を示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、予備成形型５０を構成する固定型５２及び可動型５４が上下に配置されており、予備成形型５０のプレス方向が上下方向の場合であっても、本発明を適用することが可能である。
（３）上記実施形態では、保持装置２０がプレボード１０の上縁部を挟持するクランプ２４を備える例を示したが、保持装置２０がプレボード１０の左右の両縁部を挟持するクランプを備えるものであってもよい。
（４）上記実施形態では、プレボード１０がベルトコンベヤによって移送される例を示したが、プレボード１０はこれ以外の移送装置によって移送されてもよい。
（５）上記実施形態では、本成形型４０が固定型４２及び可動型４４によって構成される例を示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、本成形型４０は、プレボード１０に向かって表裏両側から同時に移動して接近する一対の可動型によって構成されてもよい。
（６）上記実施形態では、予備成形型５０が固定型５２及び可動型５４によって構成される例を示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、予備成形型５０は、プレボード１０に向かって表裏両側から同時に移動して接近する一対の可動型によって構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】植物性繊維成形体の製造方法のフローチャートである。
【図２】プレボードを保持する保持装置の正面図である。
【図３】プレボードを保持する保持装置の側面図である。
【図４】プレボードを保持する保持装置の側面図であり、プレボードに含まれる熱可塑性樹脂が溶融して、プレボードの厚みが変化した後の状態を示している。
【図５】プレボードを加熱するための加熱炉の断面図である。
【図６】プレボードを本成形するための本成形型の断面図であり、プレボードが本成形される前の状態を示している。
【図７】プレボードを本成形するための本成形型の断面図であり、プレボードが本成形された後の状態を示している。
【図８】プレボードを予備成形するための予備成形型の断面図であり、プレボードが予備成形される前の状態を示している。
【図９】プレボードを予備成形するための予備成形型の断面図であり、プレボードが予備成形された後の状態を示している。
【符号の説明】
【００４６】
１０…プレボード
１２…植物性繊維成形体
２０…保持装置
２４…クランプ（挟持部）
３０…加熱炉
４０…本成形型
５０…予備成形型
【図１】
0005211831.tif 000002
【図２】
0005211831.tif 000003
【図３】
0005211831.tif 000004
【図４】
0005211831.tif 000005
【図５】
0005211831.tif 000006
【図６】
0005211831.tif 000007
【図７】
0005211831.tif 000008
【図８】
0005211831.tif 000009
【図９】
0005211831.tif 000010