JP2001520594A

JP2001520594A - 木繊維板の押出し成形方法及び押出し成形装置

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Publication number: JP2001520594A
Application number: JP54685098A
Authority: JP
Inventors: フランケフォルト，モーリス; チャールズ，アレックス
Original assignee: インターナショナルペーパートレードマークカンパニー
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 2001-10-30
Anticipated expiration: 2018-04-27
Also published as: US6500372B1; EP1308252B1; AU7350498A; DE69815864T2; CN1491785A; BR9808692B1; US6868644B2; BR9808692A; EP1011941A1; HK1062157A1; JP3427899B2; KR100382594B1; CN100349709C; DE69815864D1; NZ500523A; KR100394352B1; PL186560B1; AU718115B2; EP1308252A1; KR20010020284A

Abstract

(57)【要約】本発明は、木繊維板、中でも特にＭＤＦ（中間密度繊維板）と呼ばれるもの（但しこれに限定はされない）に、著しい高低差を有する複雑な形状の配置を可能にする方法及び装置に関するものである。本発明によって達成される木繊維板の成形は、当業界では押出し法として知られ、材料の流れと伸張に伴って著しい塑性変形が生じる。

Description

【発明の詳細な説明】木繊維板の成形方法及び成形装置本発明は、木繊維板、中でも特にＭＤＦ（中間密度繊維板）と呼ばれるもの（但しこれに限定はされない）に、著しい高低差を有する複雑な形状の配置を可能にする方法及び装置に関するものである。本発明によって達成される木繊維板の成形は押出し法として知られ、材料の流れと伸張に伴って著しい塑性変形が生じる。木繊維板の成形は次のように公知である。例えば、国際特許出願WO96/03262号公開公報からは、最小で板材の厚さの２.５倍の曲げ半径にまで木繊維板を曲げることが可能な方法が公知である。他の刊行物、例えば欧州特許出願第0 420 831号公開公報は、材料をプレス工程にかけて表面形状が形成される木繊維板を提案している。この場合、要求される形状は、局部的に変化する材料の圧縮によって形成される。本発明によってなされる成形は、最新の方法で達成可能な成形よりもさらに広範囲にわたるものである。以下、添付図面を参照しながら、本発明のさらなる詳細について説明する。図１は、本発明に係る好ましい実施形態による装置を概略的に示している。図２は、本発明に係る装置及び方法によって製造されたドア外板を示している。図３は、図２において矢印IIで示す部分の詳細を示している。図４は、図３のドア外板のIV-IV線視断面を対応する型部材と共に示している。図５は、他の実施形態の形状に対応する断面を示している。図６は、ドア外板に関する他の実施形態の部分切断斜視図である。図７は、本発明による方法に使用されるプレスサイクルの一例を示している。図８は、プレスサイクルの詳細を示している。図９は、本発明に係る好ましい実施形態によって製造されたドア外板の前面及びそれに対応する後面の部分斜視図である。図１０は、図１において矢印Xで示す本発明の装置におけるプレス機の一実施形態を部分破断斜視図で示している。図１１は、図１において矢印XIで示す部分の斜視図である。図１２は、本発明による装置のプレス機を型交換前の閉鎖状態で示している。図１３は、図１２において矢印XIIIで示す部分の詳細を示している。図１４は、図１３に対応し、交換手段が異なる作動段階にある状態を示している。図１５は、図１２に対応し、交換手段が異なる作動段階にある状態を示している。図１に示す装置１は概して、木繊維板、特にＭＤＦ板を載せて搬送するコンベヤ４を備えている。コンベヤ４は、板材２を成形ステーション５のチャンバー１６内へ搬入する。このチャンバー１６内で板材２は、以下に詳細を説明する方法で加熱され、材料が熱的軟化点に到達するように蒸気処理される。軟化した状態で板材は成形ステーション５から取出され、プレス機７の成形領域８に搬入される。この移動はコンベヤ６を用いてなされる。プレス機７内において、上型９及び下型１０それぞれによって成形領域８の上部及び下部が規定される。上型９及び下型１０は、閉鎖状態において特定の形状をなす型キャビティを規定する。その詳細は以下に記載する。次にプレス機７が作動状態とされ、その結果として上型９が下型１０の方向へ移動し、一方、熱的に軟化した木繊維板がこれら型の間に配置される。上型９の注意深く規定された移動経過については以下に詳述するが、この移動によって木繊維板は著しく塑性変形し、その結果、木繊維板に複雑な形状を形成することが可能である。図示する実施形態の例では、２枚の木繊維板２を同時に加工可能であり、木繊維板１枚につき３枚のドア外板が含まれているので、合計６枚のドア外板が同時に成形されることになる。型部材９，１０のエッジ部において個々のドア外板の間に当たる部分にはナイフ部が設けられている。このナイフ部は、繊維板のドア外板エッジ部に溝１１を形成する。繊維板は、溝１１に沿って容易に裁断することができる。上記説明のように、この実施形態では６枚のドア外板を隣接して成形可能な下型１０及び上型９は、好ましくは、それぞれが１枚のドア外板を成形する６つの独立した上型及び下型からなる。このように、製造されるドア外板用の特定の実施形態は、型部材によって変更が可能であり、そうして特定のモデルに対する要求に生産を適合させてもよい。板材２が、コンベヤ６によってプレス機の成形領域８に搬入される前に、板材の上にプラスチック膜を配置してもよい。この膜は、プレス工程で板材２の最上面に結合させることができる。この目的に対して好適な材料はメラミン紙である。この場合、最終的な製品は、ある用途にとって望ましい合成表面を有するものとなる。その結果、ドア外板３のような製造される対象物に、追加的仕上げ工程はもはや不要である。以上、本発明による方法及び装置を極めて一般的な用語を用いて説明した。個別部分については以下に詳細説明する。本発明による方法において重要な点は基本材料の選択である。木繊維材料、及び、もし使用されるのであればメラミン紙の両方が考慮の対象となる。木繊維材料を選択するにあたっては、達成可能な最大限の熱的軟化の程度、及びその軟化が起こる温度が決め手となることが明らかになっている。熱的軟化点は、木材の種類及び板材の化学特性によって決まる。細胞内の水分含有量及び与えられる熱量もまた重要である。できるだけ低い温度で軟化することが望ましい。望ましい基本材料の選択は、試験片について熱的軟化点及びその温度での熱的軟化の程度を測定することによって実験的に行うことができる。長い繊維を有する木繊維からなる材料が望ましいことが判っている。特に、松は基本材料として好適に使用できる。好ましくはラディアタ(radiata)松が使用される。その熱的軟化は９５℃から既に始まる。使用されるメラミン樹脂としては紙タイプのものが選択される。積層目的その他のために通常必要とされる急速反応とは反対に、このタイプはゆっくり反応する。硬化時間は１０秒以上とするべきであり、好ましくは２０秒程度である。こうして、メラミン樹脂の硬化は、木繊維板が最大限に変形した以降に起こる。要求される大きな変形を実現可能とするためには、好ましくは、縮んだ担体を有する材料、例えば、ちりめん状の紙が使用される。板材が軟化状態となる処理は成形ステーション５の中で行われる。チャンバー１６は、その内部に処理される板材が収容されるものであり、密閉可能となっている。成形ステーション５内には、図示していないが真空ポンプが配置される。この真空ポンプは、チャンバー１６内に板材２が収容され、チャンバー１６が閉鎖されると直ちに、チャンバー１６内を不完全真空状態とする。適切な負圧に到達すると、ボイラー１５からチャンバー１６へと蒸気が送られる。供給される蒸気によってチャンバー１６内の圧力は再び概略大気圧まで上昇し、それと同時に、蒸気が木繊維板２の細孔にすばやく浸透して行く。チャンバー１６における蒸気噴出口は、チャンバーの底部に配置された複数のノズルからなり、それらは上を向いていて、供給される蒸気をジェットのように板材２の下面に向かって噴出する。その結果、負圧の解除による吸引作用とあいまって、蒸気の浸透が達成される。ボイラ−１５においては、数バール、好ましくは１０バール以上の正圧下で蒸気が生成される。チャンバー１６内での膨張によって蒸気の温度は１００℃よりわずかに高い温度にまで低下し、蒸気の一部は直ちに板材内で凝縮する。板材は加熱されると共に湿潤化される。成形ステーション５内の板材２は、蒸気の直接接触によって加熱されるのに加えて、チャンバー１６の壁面自体が加熱されていてチャンバー１６内に収容された板材２に向けて輻射熱を放出することによって加熱される。ここに例として示した実施形態においては、チャンバー１６のカバー１７は空洞体であり、蒸気発生装置に接続されている。このカバー１７は、ふた形状であってもよい。チャンバー１６のカバーは、ボイラー１５内部の蒸気に対応した高温にさらされる。この温度は、必然的に、チャンバー１６内で膨張した蒸気の温度よりも高い。チャンバー１６のカバーのこの高温状態のおかげで、輻射熱による板材２の加熱が適切に行われる一方、膨張した蒸気がカバーに凝着することも防止される。板材２への水滴の落下は、最終製品に重大な欠陥をもたらすことが判っている。膨張に使用される蒸気と実質的に同じ温度にまでチャンバー１６のカバーを加熱することによって凝縮が防止できる。生成される蒸気は必然的に２つの機能を有する。高温高圧状態で蒸気は、チャンバー１６の壁面、特にチャンバーのカバーの加熱手段として機能し、チャンバー１６内における膨張状態、すなわち膨張によって温度と圧力とが低下した状態では、板材２の湿潤化及び加熱手段として機能する。蒸気供給前のチャンバー１６の負圧が低いほど、板材の処理時間は短くなる。上記圧力が０．８バールのとき、前記ラディアタ松製木繊維板の処理時間は１５〜３０秒であることが判っている。この時間は既に、プレス機７のプレスサイクル時間よりかなり短く、従って、成形ステーション５における処理時間は製造サイクルを律速しない。他の種類の木材では、結果的に短い処理時間を実現するためにはさらなる負圧が要求されるかもしれない。しかし、そのようにすれば、生産サイクル時間に影響することはない。ゴムの木（ブラジルハエヴェア：haevea brazilienzis）の木繊維からなるＭＤＦ板の、０．８バール負圧下での処理時間は４倍長くかかるので、この材料を使用する場合、このような低負圧では十分と言えない。適切に短い処理時間を実現するためには、負圧の程度を高めなければならない。続く搬送段階における熱損失を補うために、成形ステーション５において木繊維材料はできる限り加熱される。しかしその加熱温度は、プレス機内部で位置決めをするために取扱うことができないほど材料を弱くする高温であってはならない。実際、上記ラディアタ松の木繊維からなる厚さ３．８ｍｍのＭＤＦ板では、約１００℃の温度が最も適していることが判っている。このようにして前処理が行われた木繊維板２には、次いでプレス機７内において実際の押出し処理がなされる。押出し処理において最大限の変形を達成するためには、基本材料の選択及び軟化工程に加えて、プレスサイクルの注意深いコントロール、及び、型キャビティの的確な設計が重要である。上記最後のポイントは、本発明による方法及び装置を用いて製造される生産品の例を参照して詳細にわたり説明する。生産品の例とは、上記に記載し図２に詳細を示すドア外板３である。図２では、符号２０，２１，２２がそれぞれ、本発明の方法及び装置で製造されるドア外板３の前側部材、後側部材、基材を示している。このようなドア外板３は、木製枠組上に配置されるが、枠組の他の側には同様のまたは他のドア外板３が配置され、これは公知の方法である。このようにして形成された組立体は、支柱部２４、クロス部２５、及びそれらの間に配置されるパネル２６からなるドアの外観を有するドアを構成する。このような外観は、図示するように、基材板２２に輪郭部２３を押出すことで得られる。ドア外板３の総表面積が基材板２２の表面積より大きいことは明らかである。輪郭部２３を形成するためには、隣接する部分の板材をこの輪郭部に向けて移動させることになる。図３は、図２において矢印IIIで示す部分の詳細を図示している。この図において矢印２６，２７は、押出し中に生じる輪郭部２３の方向への材料の移動を示している。特に矢印２７を付した交差部には、押出し工程中に板材に課される応力に関して格別に臨界的な状況が生じていることは明らかである。材料の強制的な移動によって破断が生じたり、あるいは軽度の場合には、表面における繊維の分離が生じたりする。本発明の方法及び装置によれば、材料を著しい高応力下に置く押出し処理を木繊維材料に施すことが可能である。本発明における重要な方策は、押出し中の材料の移動をコントロールすることである。以下に詳細説明する型への方策によって、押出し中、材料がどの方向から前記輪郭部に向かって流れるかが確実にコントロールされる。従って、例えば、図３に示す交差部の中央部分から過剰な材料が輪郭部へ向けて矢印２７で示す方向に流れ、その結果として材料への上記ダメージを起こすような事態を回避することができる。この作用は、型キャビティが局部的なくびれ部を備え、そのくびれ部が型の閉鎖時に材料を捉え、成形が完了する前に材料を保持することにより達成される。この狭窄部を経由する材料の流れは、結果的に相互作用する。図４には、上型９及び下型１０を互いにある距離を隔てて示すと共に、それらの間で成形されたばかりのドア外板３を示している。ドア外板３の形状は、閉鎖状態にある上型９及び下型１０で構成される型キャビティの形状に対応する。図４に示す部分は、輪郭部２３の一部が形成される部分である。型キャビティの局部的くびれ部は矢印３１，３２，３３で示している。例えば３．８ｍｍのＭＤＦ板を成形するためには、符号３０で示す型空間の一般的高さは概略３．２ｍｍである。これは、直接押出されない部分にもまた、材料の圧縮作用が存在することを意味する。狭窄部３１，３２の型空間高さは概略２．７ｍｍである。符号３３部分の型キャビティ高さはもう一度３．２ｍｍになる。始めに型を閉じると、輪郭部２３において、全ての方向から材料の伸張及び流れが徐々に起こることは明らかである。プレス機の行程の最後の１．１ｍｍ（＝３．８−２．７）によって、板材は既にくびれ部３１，３２において保持されている。最後の行程部分、すなわち輪郭部の細部が成形されるとき、そして材料に局部的に最大の歪が生ずるとき、右方向から輪郭部２３への流れはもはやない。矢印３１と３２との間の部分もまた閉鎖状態となり、そこに材料の動きはもはや生じない。輪郭部の底部分の形成になおも必要な材料の動きは、左方向から行われる。輪郭部の左側には細部が比較的少ないので、左方向から流れが生じる際の材料の歪は限定的なものに維持される。輪郭部が形成される最終段階において右部分を形成する材料が輪郭部へと引き込まれ、その結果、輪郭部右側に過大な材料歪が生じ、板材３の表面で繊維の分断及び分離につながるという事態は、局部的なくびれ部３１，３２によって結果的に回避することができる。重要であるさらなる方策は、型部材９，１０を加熱することである。板材３は前記型部材に接触しているので、結果として板材も加熱される。型キャビティの最も狭い部分、すなわち本実施形態では矢印３１及び３２の部分において、型部材９，１０と板材との第１狭隘接触が生じ、その接触の結果、これらの部分が最初に加熱され、かつ最も加熱される。温度の上昇によって材料の可塑性が増大し、このことは押出しの際に必要な材料の流れを助長する。型キャビティにおけるくびれ部のさらなる効果は、結果的に分離してしまった繊維を板材の表面に高圧で押付けることである。ＭＤＦ板のような適当な木繊維板は結合剤を有しているが、それは通常、まだ完全に硬化してはいない。高圧及び加熱によって、この結合剤のさらなる硬化が起こる。そのことにより、続く押出し工程において木繊維が良好に結合される。材料の動きに従って表面で分離してしまった繊維は、このようして材料にしっかりと再結合される。図５には、上型３５及び下型３６を、それらの間で成形されたばかりの板材３７の一部と共に示している。この実施形態の場合、輪郭部３８は図４の輪郭部２３と比べていくらか簡単な形状となっている。狭窄部分は、輪郭部の右側に矢印３９で示す１ヶ所であるが、輪郭部を形成するための型キャビティへ、初期の成形に続いて右方向からさらに材料が流れ込むことを回避するためには十分である。図示する実施形態では、型キャビティは一定断面形状となっているが、型キャビティのくびれ部が輪郭部の長さ方向で変化するような場合もあり得る。例えば、材料の動きは輪郭部の角部において最も重要であり、その結果、材料の動きのコントロールを適切に行うことが要求されることは明らかである。輪郭部に沿った他の位置では、材料の流れコントロールへの要求は角部の場合ほど厳格ではない。押出しされた板材４０の一部を示す図６に既に例示したように、材料の動きをコントロールできないために材料に過大な歪が生じ、その結果として起こる材料へのダメージの危険性は、輪郭部分４１と輪郭部分４３との間のコーナー部４２において最も高い。この部分４２の近傍における押出し時の材料の流れは、型キャビティの局部的くびれ部によってコントロールされなければならないことは言うまでもない。実施形態で図示しているように、局部的くびれ部は、協働する型部材に適切な固定形状を与えることによって形成してもよい。しかし、型に収容される可動部材によって材料の流れをコントロールすることも可能である。これら可動部材は、上型及び下型から所定距離の位置において、押出しされる板材を保持し、押出しの最中にこの部分で材料の動きが起こらないようにする。これら可動部分は、例えばスチールのスライド部材で形成してもよいし、ゴムのような材料からなる挿入部材を利用してもよい。局部的くびれ部または可動型部材の位置は、明らかに押出し形状に依存する。この形状を設計する際には、大抵の場合、最も気を遣う部分がどこであるかを既に決定することが可能であり、それに基づいて、材料の流れをコントロールするために押出しされる板材のどこを保持しなければならないかかが決定可能である。最初のプレストライアルの際に、ある領域で材料の不適当な動きによってダメージが生じたことが明らかになったときには、ダメージに応じて型を調整することが可能である。上記内容を踏まえていれば、これらの調整は、この分野の熟練者にとっては明白である。非常に複雑な形状を有する木繊維板の押出しを可能にする上記方策以外に、プレスサイクルに関する方策をとることもまたできる。図７は、本発明による方法を実施するのに適切なプレスサイクルを概略的に示している。横軸には秒単位で時間をプロットし、縦軸にはkg/cm²単位で型圧力をプロットすると共に、ミリメートル単位で型部材間の距離をプロットしている。破線で型部材間の距離を示す一方、実線で圧力を示している。軟化した木繊維板が型内に配置されるとサイクルが始まる。そのとき、プレス機は、両型部材が板材にちょうど接触するところまで極めて迅速に閉じる。次いで、型は、完全閉鎖状態まで極めてゆっくりと閉じて行く。型が完全に閉じると圧力がかけられ、ある時間保持される。その後圧力は実質ゼロにまで落とされ、ある時間の後、再び加えられる。これは以下に説明する理由により、もう一度繰返される。圧力が三度目にゼロに落ちたら型が開けられる。このとき製品は型から取出し可能となっている。閉鎖サイクルの第１部分で型を迅速に閉じるのは、できるだけ短いサイクル時間を達成するためである。しかし、閉鎖サイクルの第２部分は、適切な押出し処理のために極めて重要である。図８には、一例の閉鎖サイクルにおけるこの第２部分を詳細に示している。この場合、第１段階を符号５０で示している。これは型が迅速に閉じる段階である。この段階の終わりでは、型部材がちょうど板材に接触する。次いで段階５１では、輪郭部の概略形状を形成するために、材料のゆっくりとした移動を実現させるべく、速度が著しく減じられる。次に、段階５２ではさらに速度が落とされ、段階５３では全ての動きが停止する。材料に生じた歪はここで均一化され、同時に、加熱された型部材に接触することによって板材の加熱が起こる。その結果、材料の変形能が向上する。次に、段階５４では型がもう一度さらに閉じられ、続く段階５５では再度動きが停止する。この段階で再度、材料に生じた歪を均一化することができ、材料の流動及び伸張が可能となる。閉鎖サイクルの最終部分である段階５６では、再度徐々に閉鎖が行われる。次いで、型は閉じられ圧力が加えられる。ここに示したグラフの行程は成形される輪郭部に依存する。概して、輪郭部において最も気を遣うべき部分を成形する際には、閉鎖速度は最小限あるいはゼロとされる。関心のある成形段階において閉鎖速度が過大であったかどうかは、最終製品において検知可能である。なぜなら材料欠陥は、主として表面で視認可能だからである。これらの材料欠陥とは、例えばほつれた繊維あるいは不均質な表面部分である。ある成形段階において閉鎖速度が過大であったかどうか、または、まだもう少し高めることができるかどうか、熟練者は最終結果に基づいて判断することができる。こうして適切な閉鎖曲線を実験的に決定することができる。ここで前提となるのは、活性化された型によって生ずる変形が最大限の材料歪を有するとき、速度は、低速か、あるいは少なくともほぼゼロであるべきであるということである。加えて、著しい変形を受けようとしている材料のある部分への型部材からの熱伝導のためには、常に十分な時間が確保されるべきである。既に説明し、図７に示しているように、このように設定された閉鎖サイクルに続いて加圧が行われる。図７において最大圧力は６０kg/cm²をわずかに上回っているが、多くの場合、例えば±４０kg/cm²のような、より低い圧力で十分である。こうして、上記に説明した３．８mmから３．２mmの初期板厚を有する板材の一例の場合に要求される材料の圧縮が実現可能である。その場合、板材全体が型部材の温度付近まで加熱されるが、その温度は例えば約２００℃である。ある時間の後、圧力はほぼゼロにまで減じられる。ここで、型部材間の距離には変化がないことに留意すべきである。板材に含まれ、大気圧における沸点を優に超えて加熱されていた水分は、減圧によって突然水蒸気となる。この水蒸気は、型の間に形成された側道に抜けて行く。次に、使用される最大値にまで再度加圧され、ある時間この圧力レベルに保持されると、まだ残っている水分が再び加熱される。次に圧力がゼロまで減じられると、この水分の大部分は再び抜け出す。その後、最終的に、使用される最大値にまで加圧され、このレベルにある時間保持される。型が開けられた後、木繊維材料の水分含有量は、約５％という極めて低い値にまで下がっている。ここに説明した乾燥及びガス抜きサイクルが行われる間、型部材は板材の両面に密着し続けている。従って、製品の欠陥につながる木繊維材料の圧縮分離が水分の膨張によって生ずるという事態は回避される。圧力は確かに減少するが型部材は互いの関係を保って動かないので、板材はなおもその全面にわたって支持されている。その結果、水蒸気の圧力によって木繊維が動くことはない。通常、２〜３の乾燥−ガス抜き段階が必要であるが、その数は、材料の水分含有量、型温度、及び材料のその他の特性に依存する。型温度は、材料にもよるが、例えば１６０〜２００℃に設定可能である。図８を参照して説明した閉鎖サイクルは、輪郭部の複雑さやその他要因にもよるが、２０〜３０秒間継続可能である。この２０〜３０秒間における最後の閉鎖距離６〜８mmは、数段階で構成される。この動きを実現させるための精度を考慮すると、プレス機が厳しい要求を満足しなければならないことは明らかである。その要求とは、閉鎖速度をコントロール可能な精度、及び型部材の互いの関係を平行に維持可能な精度である。プレス機の閉鎖速度は完全にコントロール可能でなければならず、０．１〜５０mm/secの間で可変であることが好ましい。商用生産を可能にするためには、プレス機における初期の閉鎖時及び開放時の時間損失を節減する必要があり、そのためには速い速度が要求される。本発明による装置の一部であるプレス機においては、閉鎖速度の調節精度は０ .１mm/secである。圧力もまた全域で調節可能であり、ここで説明した実施形態では、好ましくは、例えば最大６５kg/cm²まで０．５kg/cm²毎に調節可能である。ここで説明した製品、すなわちドア外板を商用に生産可能とするためには、６枚のドア外板を１回のプレスサイクルで形成する複数の型が同時に使用される。結果的に、プレス機の作業面領域は２．２×５．６ｍ程度の大きさになる。このように比較的大きな領域で最大成形圧力時に許容される反りは±０．１mmである。この精度によって、輪郭部の形成に関し、型のあらゆる部分において要求される閉鎖速度の正確なコントロールが実現可能となる。上型と下型との平行度もまた、±０．１mmという高精度を満足しなければならない。プレス機の型部材取付部分の作動中における最高温度は約２００℃である。型のあらゆる部分で要求される正確な条件を再現可能とするためには、プレス機の作業領域全体における温度変化を±２℃以内に維持しなければならない。プレス機における型の装着部分は、保温性の高いオイルによって加熱することが望ましい。温度の高精度を実現するためには、プラテンの全長にわたって管路が配置される。この管路内を保温性の高いオイルが平行な形態で流れる。押出し工程があまり複雑でない場合には、プレス機が満足しなければならない要求値がやや甘くなることは明らかである。図９は、図２おいて矢印IXで示す部分の部分拡大図である。製造されたドア外板３の前面２０、及びそれと隣接する同じくドア外板３の後面２１を示している。前面２０には木目模様が形成されていることが分かる。上型はこちら側の面に補完する浮き彫りを備えている。この浮き彫りは、写真エッチング法を用いた適切な方法で型の表面に形成してもよい。浮き彫りは、木繊維板に押付ける形で転写される。板材の中である部分はより圧縮され、その結果、木目模様の線に対応する溝が形成される。後面２１にはまた、パターン６０が形成されている。これもまた、下型上に設けられた浮き彫りを押付けることによって形成される。この浮き彫りもまた写真エッチング法で形成され、ドア外板の後面２１には所定粗さの面が形成される。この粗さゆえにドア外板の後面２１には接着剤が良く付着し、従って、ドア外板３を備えて構成されたドアは、ドア外板が剥がれてくる危険性なしに、長い耐用年数を得ることができる。パターン６０は、好ましくは、１０数mm程度の複数の小さい凹部及び突起部から形成される。粗さによって接着剤が良く付着することに加えて、表面積が広がることによっても良好な付着性が実現される。図１０は、本発明に係る好ましい実施形態によるプレス機７の詳細を示す部分破断図である。この図では、上型９及び下型１０の詳細を示している。また、追って説明する連結手段も示している。この連結手段によって上型及び下型は、それぞれプレス機７の上部プラテンすなわちプレスプラテン及び下部プラテンに取付けられている。プレスプラテン５９の破断部を通して管路６０が見えている。この管路は上記に既に説明したものであり、保温性の高い加熱オイルを流動させるために機能する。板材の取込み、製品の取出しはそれぞれ供給往復台６２及び搬出往復台７０によって行われる。これら往復台は、下部プラテンの両側に、プレス機７の前側から後側の距離にわたって延在するレール６１上を移動可能となっている。両レール６１の側部はＵ字形状とされており、往復台６２，７０のフレームに配された複数の車輪が、これらレールに沿って移動可能となっている。横方向ガイド６３によって、供給往復台６２の綿密な横方向位置決めが行われる。供給往復台６２自体はコンベヤ６４を有している。このコンベヤ６４は、結果的に供給往復台６２と共に移動可能である。既に説明したように、この実施形態の場合、２枚の板材２が成形ステーション５で軟化された後、成形ステーション５から供給往復台６２のベルト６５に載って供給される。成形ステーション５から離れる際、供給往復台６２は可能な限り左側に、すなわちプレス機の前側に位置決めされる。成形ステーション５から供給される板材はベルト６５上で慎重に位置決めされる。この位置決めが完了すると、コンベヤ６４を動かすことなく往復台６２全体がプレス機に入る。往復台６２が所定位置に到達すると直ちに、往復台６２を元の方へ移動させる一方、同時にコンベヤ６４が同じ速度で、但し逆方向に駆動される。前記所定位置とは、往復台６２のベルト６５に載置された板材２が、型に対する正確な相対位置に来るところを意味する。結果的に板材２の、型に対する相対位置が保たれ、板材２は下型１０上の型に対して正しく位置決めされる。往復台６２は板材の下から元の場所へと戻される。板材が下型上に位置決めされ、供給往復台６２が戻されると、ドア外板３の押出しを目的として上述したプレスサイクルが実行される。プレス機が再び開けられた後、成形されたドア外板３は、図１１に示す搬出往復台７０によってプレス機から取出すことができる。既に言及したように、この往復台もまたレール６１に沿って移動可能である。図で分かるように、往復台７０はＵ字形のフレームを備えている。このフレームの脚部がレール６１に沿って移動可能となっている。フレーム６９には複数のアーム支持台７１が設けられている。これらは細く延びたビームであり、フレーム６９の脚部に平行に延在し、垂直方向ガイド７２にガイドされながら高位置から低位置の間で垂直方向に移動可能となっている。これらアーム支持台７１の移動はシリンダ７３によってなされる。アーム支持台７１には、それぞれ３本のアーム７４が設けられている。これらアームは、図１１に示す突出位置から、レール６１に実質的に平行となる図１１右方向へ回動可能となっている。アーム７４の動きは、シリンダ８０によって前後に移動可能なロッド７９によりコントロールされる。アーム７４の突出端部には、下側に多数の真空吸引カップ７６を有する細長い吸引カップ支持体７５がヒンジ結合されている。これら真空吸引カップは、吸引カップ支持体内の空洞部と可撓性管路７７とを経由して真空引き装置７８に連通されている。真空引き装置７８による吸引はバルブ８１によってオン、オフされる。成形されたドア外板をプレス領域から移動させるために、搬出往復台７０が、両型の間において、アーム７４を回動して戻した状態で、ドア外板と重なる位置にまで移動される。次にシリンダ７３が適切なコントロール手段によって作動され、その結果、アーム支持体７１が上方へ移動する。次いで、フレームの両側にあるシリンダ８０が作動され、その結果、アーム７４が図１１に示す位置まで回動する。続いてシリンダ７３を再び下げることによって、吸引カップ７６が成形されたドア外板３の表面に接触する。次に真空引きをして、吸引カップをドア外板３にしっかり吸着させる。次の段階では、アーム支持体７１を持ち上げ、そうしてドア外板３を下型から引き上げるためにシリンダ７３を再び作動させる。次いで搬出往復台７０は、吸引カップによって保持されたドア外板を伴いながら、プレス領域から、プレス領域外に配置されたベルトコンベヤ８２の上方位置にまで移動することができる。次にドア外板３はベルトコンベヤ８２の上に降ろされる。吸引カップが回動して離れた後、ドア外板は搬出可能となる。その間に供給往復台は、次のプレスサイクルが開始可能となっているプレス機内に、次の板材を既に配置可能となっている。既に言及したように、図示する装置の好ましい実施形態における上型及び下型は、６つの独立した型セットからなる。それぞれの型セットは１枚のドア外板の押出しに使用される。これら６セットの型は、常に全てが同一であるように各図に示しているが、要求される製品によっては、適切なアレンジを行って異なる型セットを使用できることは明らかである。第１シリーズの型セットを用いて成形されるドア外板から、第２シリーズの型セットを用いて成形されるドア外板へと、製品を迅速に換えることが可能であるために、本発明による装置は、型板のための迅速連結システムを備えていることが望ましい。この迅速連結システムについては、図１０〜図１５を参照しながら以下に説明する。各型部材は、シリンダを用いて独立にプレス機内に配置される。各上型部材８７及び各下型部材８６には、その長手方向端部に沿って複数の切欠部が設けられている。これら切欠部９０のうち２つは、シリンダ８８に係合するように形成され、これらによって当該型板がプレス機に保持される。これらシリンダ８８に加えて、型部材８６，８７の各セットのための補助的なシリンダ９２が、移動可能なプレスプラテン５９の両側に設けられている。シリンダ９２のヘッド部は以下に説明するように下型部材８６の切欠部９３と係合可能となっている。型交換装置８５は以下のように作動する。開始点はプレス機の閉鎖位置であり、この状態は図１２に示すと共に、図１３にはその詳細を示している。両型部材の間には成形されたドア外板が収容され、従って型部材は互いに直接接触することはなく、型部材の損傷が回避される。型部材を交換するためには、補助シリンダ９２を作動させろ。この作動は、シリンダの回転ヘッド部をまず１／４回転回動させ、次に補助シリンダ９２によって回転ヘッド部を下型部材８６の切欠部９３内に向けて下降させる、という形で行われる。次に回転ヘッド部９４を１／４回転戻し、回転ヘッド部９４を上昇させるように補助シリンダ９２を作動させる。このような作動が行われると、回転ヘッド部９４は、その突出部が切欠部９３のショルダー９５下側に噛み合い、このようにしてヘッド部は下型部材と係合する。次にシリンダ８８を解除し、その回転ヘッド部８９を１／４回転回動させて、対応する切欠部９０のショルダー部９１から開放する。次いでシリンダ８８の吸引ロッドを引き込むと、回転ヘッド部８９はもはや型部材と係合していない状態となる。こうして実行された状況を図１４に示している。下型部材８６は、プレス機７の補助シリンダ９２によって可動プレスプラテン５９に向けて引き上げられ、上型部材８７と共に保持される。次に、可動プレスプラテン５９を上昇させるようにプレス機を作動させる。上型及び下型の全てがプレスプラテン周辺に移動し、プレスプラテンから吊り下げられた状態になる。図１５には次の段階を示している。この図では、供給往復台６２がプレス領域に入り、搬送フレーム９７が往復台６２の上に載置されていることが分かる。往復台６２が搬送フレーム９７と共に、型と重なる位置に位置決めされたら、プレス機７を作動させて、下型部材８６が搬送フレーム９７の支持ビーム９８上に載るまでプレスプラテン５９を徐々に下降させる。次に補助シリンダ９２を再び作動させる。この場合の作動は、対応する回転ヘッド部を少し下降させ、１／４回転回動させてから上昇させるように行われる。これでプレスプラテン５９との連結が解除され、ここでプレス機を作動させてプレスプラテン５９を上昇させる。このとき型部材は搬送フレーム９７によって支持され、往復台６２と共にプレス領域外へ移動可能となっている。ここに図示していない吊上げ装置を用いて、搬送フレーム９７を供給往復台６２から吊上げ、別の型部材セットを備えた別の搬送フレーム９７と交換することが可能である。こうして、別の型部材セットをプレス領域に搬入することができる。その後、プレスプラテン５９を下降させてから補助シリンダ９２を型部材に係合させる。次いで、プレスプラテン５９は型部材を搬送フレーム９７から持上げ、このフレーム９７は往復台６２と共にプレス領域から取除かれる。次いで、下型部材がプレス機の支持部材上に載るまで、プレスプラテン５９を再度下降させることができる。対象となるシリンダ８８を作動させ、補助シリンダ９２を解除した後、プレス機は再び使用する準備ができた状態になる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年７月３０日（１９９９．７．３０）【補正内容】明細書木繊維板の押出し成形方法及び押出し成形装置本発明は、未加工の木繊維板、中でも特にＭＤＦ（中間密度繊維板）と呼ばれるもの（但しこれに限定されない）を、プレス機の型キャビティ内で形の決められた製品に成形する方法に関するものである。本発明によって達成される木繊維板の成形は押出し法として知られ、材料の流れと伸張に伴って著しい塑性変形が生じる。この種の方法は、例えば、国際特許出願WO96/03262号公開公報から公知である。この特許出願で開示された方法を用いると、最小で板材の厚さの２.５倍の曲げ半径にまで未加工の木繊維板を曲げることが可能である。他の刊行物、例えば欧州特許出願第0 420 831号公開公報は、材料をプレス工程にかけて表面形状が形成される木繊維板を提案している。この場合、要求される形状は、局部的に変化する材料の圧縮によって形成される。請求項１により特徴付けられる本発明による方法を用いると、未加工の木繊維板は、板材の厚さより小さい曲げ半径を有する非常に複雑な形状に成形することが可能である。本発明はまた、未加工の木繊維板を成形するための装置の改良に関する。この改良は、請求項１１により特徴付けられる本発明に係る装置によって達成される。さらなる好ましい特性は従属項により特徴付けられる。以下、添付図面を参照しながら、本発明のさらなる詳細について説明する。図１には、本発明に係る好ましい実施形態による装置を概略的に示す。図２には、本発明に係る装置及び方法によって製造されたドア外板を示す。図３には、図２において矢印IIで示す部分の詳細を示している。図４は、図３のドア外板のIV-IV線視断面を対応する型部材と共に示している。図５は、別の実施形態の形状に対応する断面を示している。図６は、ドア外板に関する他の実施形態の部分切断斜視図である。図７には、本発明による方法に使用されるプレスサイクルの一例を示す。図８には、プレスサイクルの詳細を示す。図９は、本発明に係る好ましい実施形態によって製造されたドア外板の前面及びそれに対応する後面の部分斜視図である。図１０は、図１において矢印Xで示す本発明の装置におけるプレス機の一実施請求の範囲１．少なくとも上型及び下型を備え、該上型及び下型の少なくとも一方は他方に向かって未加工品を受け入れる第１開放位置から型キャビティを規定する第２閉鎖位置へと移動可能であるプレス機の型キャビティ内で、未加工の木繊維板を形の決められた製品に成形する方法であって、前記未加工品を、未加工品の材料が塑性変形可能となる熱的軟化点まで加熱する加熱工程と、軟化した未加工品の材料の側方への押出し流れを抑制するために、成形された製品に欠陥を生じさせない位置に設けられる少なくとも１つの狭窄部を備えた型キャビティを前記閉鎖位置において形成する工程と、前記上型及び下型の少なくとも一方を加熱する工程と、徐々に成形が進行する少なくとも１つの時間帯及び、それに続く、前記型キャビティを開けることなく加熱する少なくとも１つの放置時間帯を備えたプレスサイクルを用いて前記未加工品を前記型キャビティ内でプレスする工程と、を含むことを特徴とする方法。２．前記加熱工程は、前記板材に対する蒸気処理を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。３．閉鎖空間内で行われる前記板材の加熱工程を含み、該加熱工程に先立ち、前記空間内を減圧し、該空間内に自由流れの形で蒸気を導入することを特徴とする請求項２に記載の方法。４．前記空間の少なくとも天井部分を、前記空間の温度よりも高温に加熱する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。５．前記空間の壁面を追加的に加熱する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３または４に記載の方法。６．前記プレス工程は、該プレス工程に使用される前記型部材またはホルダーを加熱しながら行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。７．前記プレス工程は、ほぼ無圧状態にする少なくとも１つの減圧過程と、それに続いて、前記プレス工程中に使用される型部材にかける圧力の昇圧過程と、を有しているプレスサイクルを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。８．前記プレス工程は、その工程で使用される型部材の迅速な閉鎖と、比較的ゆっくりとした昇圧及び減圧と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。９．前記板材と共に、プレスされる板材を覆うためのカバーをプレスする工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。１０．前記プレス工程中に、プレスされる板材の可視表面に浮き彫りを形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。１１．未加工の木繊維板を形の決められた製品に成形する装置であって、前記未加工品を、未加工品の材料が塑性変形可能となる熱的軟化点まで加熱する手段と、少なくとも上型及び下型を備え、該上型及び下型の少なくとも一方は他方に向かって未加工品を受け入れる第１開放位置から型キャビティを規定する第２閉鎖位置へと移動可能であるプレス機と、軟化した前記末加工品の材料の側方への押出し流れを抑制するために、成形された製品に欠陥を生じさせない位置に設けられる少なくとも１つの狭窄部と、を備え、前記上型及び下型の少なくとも一方は加熱されるように構成され、前記装置は、徐々に成形が進行する少なくとも１つの時間帯と、それに続く、前記型キャビティを開けることなく加熱する少なくとも１つの放置時間帯とを備えたプレスサイクルを用いて前記未加工品を前記型キャビティ内でプレスするように構成されていることを特徴とする装置。１２．前記成形ステーションの少なくとも天井部分に、加熱手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。１３．前記プレス工程に使用される型部材またはホルダーの内部に、加熱手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の装置。１４．前記加熱手段は、予加熱されたオイルのための流路を備えていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。１５．前記プレス機は、選択された型部材を係合させるための迅速作動連結手段を備えていることを特徴とする請求項１１から１４のいずれか一つに記載の装置。１６．前記型部材は、互いに独立に加圧される少なくとも２つの型部材要素に分割されていることを特徴とする請求項１１から１５のいずれか一つに記載の装置。１７．前記板材を前記プレス機から搬出するための、及び前記プレス機へと搬入するための搬送手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１１から１６のいずれか一つに記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者チャールズ，アレックスニュージランド国ウェリントン１テアロエグモントストリート８ボンドストアアパートメンツアパートメントＯ

Claims

【特許請求の範囲】１．ＭＤＦ板（中間密度繊維板）のような木繊維板、特にその板厚に対して著しい高低差を有する木繊維板を成形するための方法であって、前記板材の木繊維材料が塑性変形可能である熱的軟化点まで板材を加熱する加熱工程と、加熱された前記板材を所定の形状にプレスする工程と、を含むこと特徴とする方法。２．前記加熱工程は、前記板材に対する蒸気処理を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。３．閉鎖空間内で行われる前記板材の加熱工程を含み、該加熱工程に先立ち、前記空間内を減圧し、該空間内に自由流れの形で蒸気を導入することを特徴とする請求項２に記載の方法。４．前記空間の少なくとも天井部分を、前記空間の温度よりも高温に加熱する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。５．前記空間の壁面を追加的に加熱する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３または４に記載の方法。６．前記プレス工程は、該プレス工程に使用される前記型部材またはホルダーを加熱しながら行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。７．前記プレス工程は、ほぼ無圧状態にする少なくとも１つの減圧過程と、それに続いて、前記プレス工程中に使用される型部材にかける圧力の昇圧過程と、を有しているプレスサイクルを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。８．前記プレス工程は、その工程で使用される型部材の迅速な閉鎖と、比較的ゆっくりとした昇圧及び減圧と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。９．前記板材と共に、プレスされる板材を覆うためのカバーをプレスする工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。１０．前記プレス工程中に、プレスされる板材の可視表面に浮き彫りを形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。１１．ＭＤＦ板（中間密度繊維板）のような木繊維板、特にその板厚に対して著しい高低差を有する木繊維板を成形するための装置であって、前記板材を加熱するための加熱手段を有する成形ステーション５と、予加熱された前記板材を所定の形状にプレスするためのプレス機７と、を備えていることを特徴とする装置。１２．前記プレス機は複数の型部材を備え、該型部材は、前記プレス機が閉鎖位置にある際に、該型部材間の木繊維材料に加わる荷重に対応した位置に、プレス後の材料の他の部分の厚さに比べて狭くなっていて材料の変位を妨げるくびれ部を有していることを特徴とする請求項５に記載の装置。１３．前記成形ステーションの少なくとも天井部分に、加熱手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の装置。１４．前記プレス工程に使用される型部材またはホルダーの内部に、加熱手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一つに記載の装置。１５．前記加熱手段は、予加熱されたオイルのための流路を備えていることを特徴とする請求項１４に記載の装置。１６．前記プレス機は、選択された型部材を係合させるための迅速作動連結手段を備えていることを特徴とする請求項１１から１５のいずれか一つに記載の装置。１７．前記型部材は、互いに独立に加圧される少なくとも２つの型部材要素に分割されていることを特徴とする請求項１１から１６のいずれか一つに記載の装置。１８．前記板材を前記プレス機から搬出するための、及び前記プレス機へと搬入するための搬送手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１１から１７のいずれか一つに記載の装置。