(57)【要約】【課題】繊維部材の切削において切削面のバリが少なく、かつ切削切り屑の融着や付着が少ない繊維部材の切削加工方法を提供する。【解決手段】繊維状物と熱可塑性樹脂とを含む繊維部材の切削加工方法において、切削屑を前記繊維部材の上方に送り出す機能を有する正リードと、切削屑を前記繊維部材の下方に送り出す機能を有する逆リードの双方のリードを有するスパイラル刃物を用いて切削する繊維部材の切削加工方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維状物と熱可塑性樹脂とを含む繊維部材の切削加工方法において、切削屑を前記繊維部材の上方に送り出す機能を有する正リードと、切削屑を前記繊維部材の下方に送り出す機能を有する逆リードの双方のリードを有するスパイラル刃物を用いて切削することを特徴とする繊維部材の切削加工方法。
【請求項２】
前記刃物のリード角（θ）が、２０〜４０°の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の繊維部材の切削加工方法。
【請求項３】
前記刃物を１２０００ｒｐｍ〜２５０００ｒｐｍの回転数で回転させ、切削することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の繊維部材の切削加工方法。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂の融点が２００℃以下のものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の繊維部材の切削加工方法。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂が、ポリ乳酸樹脂、ポリプロピレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項４に記載の繊維部材の切削加工方法。
【請求項６】
繊維状物と熱可塑性樹脂とを含む繊維部材の切削加工装置において、該繊維部材を切削するための、切削屑を前記繊維部材の上方に送り出す機能を有する正リードと、切削屑を前記繊維部材の下方に送り出す機能を有する逆リードの双方のリードを有するスパイラル刃物を備えていることを特徴とする繊維部材の切削加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削面のバリが少なく、かつ切削切り屑の融着や付着が少ない繊維部材の切削加工方法および切削加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から木材の切削加工には鋸や鉋などを用いて木材を所定の形状に切削する加工が行なわれてきた。しかしながら、上記の加工方法では、木材を直線形状に切削する加工は可能であるものの、曲線を有する形状に加工することは困難であり、加工形状が限られてくる。
【０００３】
そこで近年では、回転する刃物の側面で木材を切削し、該刃物を水平方向に移動させながら木材を加工するルーター加工と呼ばれる切削加工が多用されている。これらのルーター加工に使用される刃物は、加工の目的や、被切削材の材質によって、適宜刃物が選定され、刃物種によって、切削効率や、切削部のバリの有無などの加工品位が大きく左右されるため、刃物の形状や材質の選定、開発当たっては従来から鋭意検討がなされている。
【０００４】
一方、被切削材である木材についても近年では鋭意検討がなされ、従来から使用されてきた杉、檜、ブナ材や、これらを加工して得られる集成木材、合板などの代替素材として、天然繊維にバインダーとして植物由来の熱可塑性樹脂を混在させた繊維部材が環境負荷の少ない材料として提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
一般的に、合板や集成木材などの汎用木材の切削加工には、ストレートビットと呼ばれる直線状の刃を有する回転刃物が使用されてきた。しかしながら、近年提案されている熱可塑性樹脂を混在させた繊維部材を切削する場合においては、部材の表裏面に繊維のバリが発生したり、あるいは熱可塑性樹脂が切削時の摩擦熱により溶融し、切り屑が刃物や被切削材に付着するなどの問題があった。
【０００６】
被切削材のバリの問題に関しては、刃物の回転時に下方に向かって送り機能を有するねじれ辺に外周切刃を形成することで、被切削材にバリが発生しなくなり、かつ、切り屑を円滑に排出させることが出来るとされている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、上述のように下方に向かって送り機能を有するねじれ辺に外周切り刃を形成した場合、被切削材の上面のバリは少なくすることができるものの、被切削材の下面のバリに関しては効果がなく、全ての課題の改善には至っていない。
【特許文献１】特開２００４−１３０７９６号公報（請求項１、第［０００９］段落、第［００１２］段落）
【特許文献２】特開平９−８５７０９号公報（第［０００８］段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、かかる従来技術の欠点を解決しようとするものであり、切削面のバリが少なく、かつ切削切り屑の融着や付着が少ない繊維部材の切削加工方法および切削加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用する。すなわち、
（１）繊維状物と熱可塑性樹脂とを含む繊維部材の切削加工方法において、切削屑を前記繊維部材の上方に送り出す機能を有する正リードと、切削屑を前記繊維部材の下方に送り出す機能を有する逆リードの双方のリードを有するスパイラル刃物を用いて切削することを特徴とする繊維部材の切削加工方法。
【０００９】
（２）前記刃物のリード角（θ）が、２０〜４０°の範囲内であることを特徴とする前記（１）に記載の繊維部材の切削加工方法。
【００１０】
（３）前記刃物を１２０００ｒｐｍ〜２５０００ｒｐｍの回転数で回転させ、切削することを特徴とする前記（１）または（２）のいずれかに記載の繊維部材の切削加工方法。
【００１１】
（４）前記熱可塑性樹脂の融点が２００℃以下のものであることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の繊維部材の切削加工方法。
【００１２】
（５）前記熱可塑性樹脂が、ポリ乳酸樹脂、ポリプロピレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする前記（４）に記載の繊維部材の切削加工方法。
【００１３】
（６）繊維状物と熱可塑性樹脂とを含む繊維部材の切削加工装置において、該繊維部材を切削するための、切削屑を前記繊維部材の上方に送り出す機能を有する正リードと、切削屑を前記繊維部材の下方に送り出す機能を有する逆リードの双方のリードを有するスパイラル刃物を備えていることを特徴とする繊維部材の切削加工装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、繊維部材の切削において切削面のバリが少なく、かつ切削切り屑の融着や付着が少ない繊維部材の切削加工方法および切削加工装置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】
【００１５】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００１６】
まず、本発明の繊維部材の切削加工方法は、上述した手段を採用するものであるが、特に、切削屑を前記繊維部材の上方に送り出す機能を有する正リードと、切削屑を前記繊維部材の下方に送り出す機能を有する逆リードの双方のリードを有するスパイラル刃物を用いて繊維部材を切削することに特徴を有し、これにより、切削面のバリが少なく、かつ切削切り屑の融着や付着が少ない繊維部材の切削加工方法および切削加工装置を提供することができることを見出した。
【００１７】
本発明のスパイラル刃物は、切削屑を繊維部材の上方に送り出す機能を有する曲線を有する正リード２と、繊維屑を繊維部材の下方に送り出す機能を有する逆リード３の双方を有する。これら双方のリードを有することにより、繊維部材の切削面の上面と下面の双方のバリを軽減することができるとともに、切削屑を効率的に排出することができ、切削屑の融着や付着を軽減することができる。
【００１８】
上記スパイラル刃物のリード角θは２０〜４０°であることが好ましい。リード角θを前記角度とすることで、効率的にバリを除去し、かつ、繊維部材端部の切削屑を効率的に排出することができる。リード角が２０°未満であった場合、効率的に切り屑を排出することができにくくなり、切り屑の融着につながる。一方、リード角が４０°を超えると、刃物の切れが悪くなり、バリの発生を引き起こすこととなる。
【００１９】
本刃物のすくい角については、特に限定はされないが、１０〜３５°の範囲であることが好ましい。すくい角を前記範囲とすることで、効率的に繊維系ボードを切削し、バリを除去することができる。
【００２０】
また、本刃物のにげ角についても特に限定はされないが、好ましくは１０〜４０°の範囲内である。にげ角を１０〜４０°の範囲とすることで刃物と繊維部材との切削時の抵抗を軽減し、加熱が抑制されることから、切り屑の融着防止につながる。
【００２１】
繊維部材を切削する際の切削条件については、刃物の回転数を１２０００〜２５０００ｒｐｍの範囲とすることが好ましく、この回転数の範囲とすることにより、効率的に、かつ繊維部材の端部のバリや切削屑の融着を軽減することができる。刃物の回転数が１２０００ｒｐｍ未満であった場合、切削効率が低下するため好ましくなく、刃物の回転数が２５０００ｒｐｍを越えると、刃物と繊維部材との間に発生する摩擦熱によって、切り屑が融着するため好ましくない。
【００２２】
次に、本発明で用いる繊維部材について説明する。本発明で用いる繊維部材は、繊維状物と熱可塑性樹脂との複合部材である。これらの繊維部材は、繊維を含むことにより曲げ強さや、木ねじ保持力が高い等の特性を有する。また、従来の汎用ボードはフェノール樹脂やメラミン樹脂等のホルムアルデヒドを含む接着剤をバインダーとし成形されるのに対し、本発明の繊維部材に用いられる熱可塑性樹脂はホルムアルデヒド等の有害物質を含まないため、製造時の作業環境の改善や、シックハウス症候群に対応できるものである。さらに、熱可塑性樹脂は、加熱することにより、軟化する特性を有することから、立体的な形状に容易に成形することが可能である。
【００２３】
繊維部材に用いられる熱可塑性樹脂は、その融点が２００℃以下であることが、生産効率が高く、好ましい。融点が２００℃以下であることにより、比較的低温で成形することができ、省エネルギーで効率よく繊維部材を成形することができる。なお、熱可塑性樹脂の融点についてはＤＳＣ法（differential  scanning  calorimetry:示差走査熱量測定）により測定される。
【００２４】
前記融点が２００℃以下の熱可塑性樹脂としては、ポリ乳酸樹脂、ポリプロピレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂から選ばれる少なくとも１種であることがさらに好ましく、ポリ乳酸樹脂であることがより好ましい。これらの樹脂は融点が１１０〜１８０℃であり、比較的低温で効率よく成形することができる。
【００２５】
前記の熱可塑性樹脂の中でもポリ乳酸樹脂が好ましく使用される。ポリ乳酸樹脂は融点が１６０〜１８０℃程度と適度な耐熱性を有するとともに成形性に優れている。また、ポリ乳酸樹脂は生分解性を有することによる環境メリットに加え、非石油系原料、すなわちトウモロコシなどの植物を原料とするものであることにより、製造工程においても石油系の溶剤をほとんど使用しないために、繊維部材の製造、使用、廃棄の段階を全体で考えたとき、環境への負荷を少なくすることができるものである。
【００２６】
上記の本発明で用いるポリ乳酸樹脂は、ポリ乳酸ホモポリマーの他、乳酸コポリマー、ブレンドポリマーを含むものである。乳酸系ポリマーの重量平均分子量は、一般に５〜５０万である。また、ポリ乳酸樹脂におけるＬ−乳酸単位、Ｄ−乳酸単位の構成モル比Ｌ／Ｄは、１００／０〜０／１００のいずれであっても良いが、高い融点を得るにはＬ乳酸あるいはＤ乳酸いずれかの単位を７５モル％以上、さらに高い融点を得るにはＬ乳酸あるいはＤ乳酸のいずれかの単位を９０モル％以上含むことが好ましい。
【００２７】
本発明の切削加工方法は、建築資材、家具、遊技機部材、自動車内装材、玩具などに用いられる繊維部材の切削加工方法として好適に用いられ、特に曲線形状の切削面を有する切削加工に好適に用いられる。
【実施例】
【００２８】
以下に、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、これらは本発明を限定するものではない。なお実施例中の評価方法は以下の方法により実施した。
切削面のバリ  ：
切削面を目視にて観察し、切削部上面と下面のバリを下記の基準により目視判定した。
【００２９】
○：バリは確認されない。
【００３０】
△：バリは確認されるが、１ｍｍ未満の微少なバリである。
【００３１】
×：１〜５ｍｍ程度のバリが確認される。
切り屑の付着  ：
切削面を目視にて観察し、下記の基準により目視判定した。
【００３２】
○：切り屑の付着は確認されない。
【００３３】
△：若干の切り屑の付着が確認されるが簡易的に除去できる。
【００３４】
×：切り屑の付着が確認され、強固に固着している。
【００３５】
実施例１
ポリ乳酸樹脂（融点１７０℃）３０重量％とケナフ靭皮繊維７０重量％とを含む繊維部材（厚さ１９ｍｍ、密度０．７ｇ／ｃｍ３）を用意した。次に切削刃物として、正リードと逆リードの双方を有する正逆リードスパイラル超鋼刃物（リード角３０°、すくい角２２°、２枚刃、刃物径１６ｍｍ）を用意した。上記刃物をルーター加工機に取り付け、ビット回転数１８０００ｒｐｍ、送り速度６ｍ／ｍｉｎの切削条件で上記繊維部材を直線状に２０ｃｍ切削した。上記の方法にて切削した繊維部材の切削面を確認した結果、切削面のバリと切り屑の付着の評価結果は双方とも○であった。
【００３６】
比較例１
実施例１と同一の繊維部材を用い、切削刃物として、ストレート超鋼刃物（すくい角２２°、２枚刃、刃物径１６ｍｍ）を用意した。上記刃物をルーター加工機に取り付け、ビット回転数１８０００ｒｐｍ、送り速度６ｍ／ｍｉｎの切削条件で上記繊維部材を直線状に２０ｃｍ切削した。上記の方法にて切削した繊維部材の切削面を確認した結果、切削面のバリの評価結果は×、切り屑の付着の評価結果は△であった。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の切削加工方法は、切削面のバリが少なく、かつ切削切り屑の融着や付着が少ないことから、繊維状物と熱可塑性樹脂とを含む繊維部材の切削加工方法として、好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のスパイラル刃物の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１：スパイラル刃物
２：正リード
３：逆リード
θ：リード角
【図１】
2007118151.tif 000003