JP2002240148A - 樹脂板表面の鏡面加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂板に好ましくない変形を生じることな
く、短いサイクルタイムでその表面を均一に鏡面化する
ことを可能とする鏡面加工装置を提供する。 【解決手段】 樹脂板１に押し当てる鏡面板３、４とし
て、樹脂板の表面の大きいうねり状の凹凸に追従して変
形しうる弾性を備えたものを用い、且つ、プレス部材１
１、１２として、冷却兼用プレス板１６と、その表面に
クッション材１７を介して取り付けられた通電加熱金属
箔ヒータ１８を備えた多層熱プレスヒータを用い、加圧
力をあまり大きくすることなく、鏡面板３、４を樹脂板
表面に均一に押し付け可能とし、且つ加圧状態で金属箔
ヒータに通電して加熱を行い、次いで通電を止めて冷却
兼用プレス板で冷却することで、同じプレス位置で加
熱、冷却を敏速に行うことを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂板の表面をつ
や出しのために鏡面加工する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、樹脂板表面の鏡面加工装置として
は、面圧加工を施す平プレス装置が一般的である。この
平プレス装置は、加熱プレス板を備えた加熱プレス部
と、冷却プレス板を備えた冷却プレス部を有しており、
樹脂板をその表面に鏡面板を重ねた状態で加熱プレス部
に送り、その加熱プレス部において、樹脂板表面に鏡面
板を重ねた状態で加熱プレス板で加圧、加熱し、次い
で、その樹脂板とその表面に重ねた鏡面板とを冷却プレ
ス部に移動させ、冷却プレス部で鏡面板の上から冷却プ
レス板で加圧、冷却し、その後、冷却プレス部から取り
出して樹脂板と鏡面板とを分離するるという操作を行っ
ていた。また、鏡面加工装置として、線圧加工を施すロ
ールプレス装置も知られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
平プレス装置を用いた鏡面加工装置では、樹脂板表面全
体を均一に鏡面加工することが困難であるという問題が
あった。すなわち、一般に樹脂板の表面には小さな凹凸
があり、その小さい凹凸を平坦化することで鏡面化でき
るが、樹脂板表面には小さい凹凸のみならず、大きいう
ねりのような凹凸（例えば、山と山の間隔が１〜数ｃ
ｍ、高さが２０μｍ程度）がある。このため樹脂板表面
を加熱プレス板及び鏡面板で加圧して鏡面とする際、そ
のうねりの頂上部分は大きい加圧力が加わるため鏡面化
されるが、谷底部分は加圧力がきわめて小さく、このた
め鏡面化できないことが多い。谷底部分まで鏡面化する
には、加圧力を大きくするとか、加圧温度を高くすると
か、加圧時間を長くすること等によって、うねりの頂上
部分を平坦に押しつぶせばよいが、このようにすると、
樹脂板全体が横に広がるとか厚みが薄くなるといった好
ましくない変形を生じてしまい、解決策とはならない。

【０００４】更に、従来の平プレス装置では、表面が加
熱されて軟化した状態の樹脂板とその上に押し当ててい
る鏡面板とを加熱プレス部から冷却プレス部に移動させ
なければならず、その際に樹脂板と鏡面板がずれるなど
して品質不良を生じる恐れもあった。これを避けるに
は、加熱プレス板で樹脂板を加熱プレスした後、そのプ
レス状態を保った状態で加熱プレス板を冷却し、冷却プ
レスする構成とすればよいが、この構成とすると熱容量
の大きいプレス板の加熱及び冷却に時間がかかり、加工
のサイクルタイムが長くなりすぎて、実用的ではない。

【０００５】更に、従来の平プレス装置を自動化するに
は、樹脂板に鏡面板を重ね、次いで、その状態で加熱プ
レス部に搬送し、次いで、冷却プレス部に搬送し、その
後、取り出して樹脂板と鏡面板を分離するという操作を
自動的に行う装置が必要であり、そのためには複雑なハ
ンドリング装置が必要となるという問題もあった。

【０００６】一方、ロールプレス装置は、線圧で加圧す
るものであるので、樹脂板に対する加圧、加熱時間を長
くとることができず、そのため、厚紙に樹脂を塗布した
板状物を鏡面加工するような場合等では使用されるが、
樹脂板表面が硬質で且つ面精度がでていない（表面に大
きいうねりのような凹凸があるような）樹脂板に対して
は使用できない。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、樹脂板に好ましくない変形を生じることなく、そ
の表面を均一に鏡面化することができ、しかも同じプレ
ス位置で加熱、冷却を行いながら短いサイクルタイムで
鏡面加工を行うことを可能とする樹脂板表面の鏡面加工
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、樹脂板に押し
当てる鏡面板として、樹脂板表面の大きいうねり状の凹
凸に追従して変形しうる弾性を備えたものを用い、且
つ、その鏡面板を樹脂板表面に押し付けて加熱、冷却す
るためのプレス部材として、剛性を備えた冷却兼用プレ
ス板と、該冷却兼用プレス板の表面にクッション材を介
して取り付けられた通電加熱金属箔ヒータとを備えた多
層熱プレスヒータを用いるという構成としたものであ
る。このように、クッション材を備えた多層熱プレスヒ
ータで弾性変形可能な鏡面板を樹脂板表面に押し付ける
構成としたことで、加圧力をあまり大きくしなくても鏡
面板を樹脂板表面に均一に押し付けることができ、容易
に且つ均一に鏡面加工を行うことができる。また、加熱
プレス時には金属箔ヒータに通電して発熱させることに
より、鏡面板を介して樹脂板表面を加熱、軟化させるこ
とができ、その後、通電を停止することで、冷却兼用プ
レス板が直ちに金属箔ヒータ、鏡面板及び樹脂板表面か
ら熱を奪って冷却し、樹脂板表面を冷却、固化させるこ
とができ、同じプレス位置で加熱、冷却を行いながら短
いサイクルタイムで鏡面加工を行うことができ、作業性
良く高品質の鏡面加工を行うことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の鏡面加工装置は、鏡面加
工すべき樹脂板表面の大きいうねり状の凹凸に追従して
弾性変形可能な鏡面板と、該鏡面板を鏡面加工すべき樹
脂板に押し付けるプレス部材とを備え、該プレス部材
を、剛性を備えた冷却兼用プレス板と、該プレス板の表
面にクッション材を介して取り付けられた通電加熱金属
箔ヒータとを備えた多層熱プレスヒータで構成したこと
を特徴とするものである。

【００１０】ここで、鏡面板及びプレス部材は、加工す
べき樹脂板の一方の面側にのみ配置し、その面に対する
鏡面加工のみを行う構成としてもよいが、鏡面板及びプ
レス部材を、加工すべき樹脂板の両面にそれぞれ配置す
る構成とすることが好ましい。この構成とすると、樹脂
板の両面をその両側から同時に鏡面板を介してプレス部
材によって加圧することで、樹脂板の両面を同時に鏡面
加工することができ、生産性を上げることができる。

【００１１】また、前記した鏡面板は、樹脂板とほぼ同
サイズの板材でもよいが、樹脂板のサイズと同等もしく
はそれ以上の幅のエンドレスベルトの形態とすることが
好ましい。この構成とすると、そのエンドレスベルトを
鏡面加工を行うためのプレス位置即ち鏡面加工位置を通
過するように配置しておくことで、鏡面加工位置に送ら
れてきた樹脂板表面に容易に重ねることができ、樹脂板
と鏡面板との重ね合わせ作業を容易とすることができ
る。

【００１２】鏡面板をエンドレスベルトの形態とする場
合、そのエンドレスベルトを、樹脂板を鏡面加工位置を
通って搬送する搬送路とは別に設けてもよいが、そのエ
ンドレスベルトを樹脂板の搬送路に一致するように配置
し、樹脂板を供給位置から鏡面加工位置を通って排出位
置にまで搬送する搬送ベルトとして使用する構成とする
ことが好ましい。この構成とすると、鏡面板を構成する
エンドレスベルトの上に樹脂板を供給することで、樹脂
板を鏡面板に重ねて鏡面加工位置に送り且つ鏡面加工位
置から排出することができ、簡単な装置を用いて自動化
を行うことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を説明する。図
１は本発明の実施例に係る鏡面加工装置を示す概略側面
図、図２はその鏡面加工装置におけるプレス部を拡大し
て示す概略断面図である。図１、図２において、１は両
面を鏡面加工すべき樹脂板、２は多数の樹脂板１を収納
し、１枚ずつ供給する樹脂板供給部、３、４は樹脂板供
給部２から供給された樹脂板１を鏡面加工位置Ｐを通っ
て搬送するエンドレスベルト、５は鏡面加工位置Ｐに配
置されたプレス部、６は鏡面加工後の樹脂板を収容する
ストック部である。

【００１４】エンドレスベルト３、４は、鏡面板を兼ね
るものであり、樹脂板１に接する面を鏡面としている。
また、このエンドレスベルト３、４は、後述するプレス
部材で樹脂板１の表面に押し付けられた際、その表面に
あるうねり状の大きい凹凸には追従して弾性変形しうる
程度の弾性を備えている。エンドレスベルト３、４の具
体例としては、表面を鏡面仕上げしたステンレス板、ス
チール板等を挙げることができる。上下に配置されたエ
ンドレスベルト３、４はプーリ７、８にかけられてい
る。一方のプーリ７は駆動装置（図示せず）に連結さ
れ、間欠的に駆動されるようになっており、これによっ
て樹脂板を鏡面加工位置Ｐを通って間欠的に搬送でき
る。他方のプーリ８はテンション調整機能を持つ回転フ
リーのプーリであり、エンドレスベルト３、４に常に適
度な張力を付与している。

【００１５】図３、図４に示すように、上下のエンドレ
スベルト３、４の間の両側には、一対の幅方向位置決め
ガイド９が配置され、また、プレス部５（図１参照）の
鏡面加工位置の前方には、流れ方向位置決めガイド１０
が出し入れ可能に設けられている。かくして、図３
（ａ）に示すように、流れ方向位置決めガイド１０をエ
ンドレスベルト３上の、樹脂板１の通過を阻止する位置
に進出させた状態で、エンドレスベルト３、４によって
樹脂板１を搬送し、幅方向位置決めガイド９によって幅
方向の位置を規制し、図３（ｂ）に示すように、流れ方
向位置決めガイド１０に突き当てて停止させることによ
り、樹脂板１を所定位置に位置決めして停止させること
ができる。エンドレスベルト３、４は、樹脂板１が流れ
方向位置決めガイド１０に突き当たって停止した後、適
当な時間経過後に停止するように、停止タイミングを定
めている。なお、樹脂板１が流れ方向位置決めガイド１
０で停止された後もエンドレスベルト３、４が停止する
までの間、エンドレスベルト３、４は走行を続けるが、
樹脂板１はエンドレスベルト３、４に対して滑るので何
ら支障はない。このように、流れ方向位置決めガイド１
０によって樹脂板１の流れ方向の位置決めを行う構成と
したことにより、エンドレスベルト３、４の停止位置を
正確に制御する必要がなく、繰り返し安定的に樹脂板の
停止精度が確保できる。樹脂板１を所定位置に位置決め
した後は、その状態で後述するようにプレス加工による
鏡面加工を行い、加工後、図３（ｃ）に示すように、流
れ方向位置決めガイド１０を退避させ、エンドレスベル
ト３、４を走行させることで、樹脂板１を排出すること
ができる。

【００１６】図１、図２において、プレス部５は、エン
ドレスベルト３、４に挟まれている樹脂板１の上下に位
置するように配置されたプレス部材１１、１２を備えて
いる。下側に配置されたプレス部材１１は固定ベース１
３に保持され、常に一定位置にある。一方、上側に配置
されたプレス部材１２は可動ベース１４に保持されてお
り、その可動ベース１４は加圧機構（図示せず）に連結
されている。かくして、可動ベース１３を下方に押し下
げることで、上下のプレス部材１１、１２の間に、エン
ドレスベルト３、４及び樹脂板１を挟み込み、加圧する
ことができる。

【００１７】上下に配置されたプレス部材１１、１２は
同一構造のもので、それぞれ、加圧に必要な剛性を備え
た冷却兼用プレス板１６と、該プレス板１６の平坦な表
面にクッション材１７を介して取り付けられた通電加熱
金属箔ヒータ１８とを備えた多層熱プレスヒータで構成
されている。ここで冷却兼用プレス板１６は、金属箔ヒ
ータ１８及びそれに接触したエンドレスベルト３、４及
び樹脂板１から敏速に熱を奪うことができるよう、熱伝
導性の良い材料で作られ且つ大きい熱容量を持つように
サイズが定められている。通常、冷却兼用プレス板１６
は放熱によって自身の冷却を行う構成であるが、必要に
応じ、水冷、空冷等の冷却手段を設けても良い。クッシ
ョン材１７は、プレス部材１１、１２で鏡面板であるエ
ンドレスベルト３、４及びその間の樹脂板１をプレスし
た時に、その鏡面板３、４を樹脂板１の表面の大きいう
ねり状の凹凸に追従して変形させることができるように
設けたものであり、耐熱性の弾性材料、例えば、フッ素
ゴム等で構成される。このクッション材１７の硬さとし
ては、ゴム硬度５０〜８０程度が好ましい。クッション
材１７の厚さは、あまり薄くするとクッション性がなく
なり、所望の効果が得られず、また、逆にあまり厚くす
ると金属箔ヒータ１８からプレス板１６への熱伝導が悪
くなって冷却効率が落ちる。クッション材１７の厚さ
は、これらを考慮して定めればよく、通常、０．３ｍｍ
〜１．０ｍｍ程度に選定され、好ましくは、０．４〜
０．６ｍｍ程度に選定される。

【００１８】金属箔ヒータ１８は通電することで発熱
し、樹脂板を鏡面加工に必要な温度に昇温させることが
できるものである。この金属箔ヒータ１８は、樹脂板１
の表面の大きいうねり状の凹凸に追従して容易に変形す
ることができる必要があり、また、通電を停止した時に
敏速に冷却されるよう熱容量の小さいことが望ましく、
これらの点から、厚さ３０〜１００μｍ程度の薄い金属
箔で作られている。なお、金属箔ヒータ１８は絶縁ブロ
ック２０を介して可動ベース１３、固定ベース１４に取
り付けられており、その絶縁ブロック２０によって絶縁
を図っている。

【００１９】次に、上記構成の装置による樹脂板表面の
鏡面加工動作を説明する。図１において、樹脂板供給部
２が樹脂板１を１枚ずつ適当なタイミングでエンドレス
ベルト３、４の間に供給する。エンドレスベルト３、４
は間欠的に走行して樹脂板１を搬送し、プレス部５に送
り込む。この位置で、図３、４に示すように、幅方向位
置決めガイド９が樹脂板１の幅方向の位置を規制し、流
れ方向位置決めガイド１０が流れ方向の位置を規制す
る。樹脂板１が所定位置に位置決めされて停止し、更に
エンドレスベルト３、４も停止した後、プレス部５によ
る鏡面加工が次のように行われる。

【００２０】すなわち、図２において、可動ベース１４
が下降して、上下のプレス部材１１、１２の間に、エン
ドレスベルト３、４及び樹脂板１を挟み込み、加圧す
る。この状態で、金属箔ヒータ１８への通電が開始し、
金属箔ヒータ１８が発熱し、それに接触しているエンド
レスベルト３、４を介して樹脂板１の表面を加熱し、軟
化させる。これにより、樹脂板表面１にある小さい凹凸
がエンドレスベルト３、４の鏡面によって平坦にならさ
れ、鏡面化される。この際、金属箔ヒータ１８の背後に
クッション材１７を設けているので、金属箔ヒータ１８
及びそれに接触しているエンドレスベルト（鏡面板）
３、４は樹脂板１の表面にある大きいうねり状の凹凸に
追従して変形し、これによって樹脂板１表面は均等に鏡
面化される。樹脂板１表面が鏡面加工可能な温度に昇温
した後は、加圧を保持した状態で金属箔ヒータ１８への
通電が停止する。これにより、金属箔ヒータ１８、エン
ドレスベルト３、４、樹脂板１表面の熱が冷却兼用プレ
ス板１６に奪われることとなり、樹脂板１が冷却され、
樹脂板１の表面は鏡面状態に固定される。その後、可動
ベース１４が上昇する。以上によって、１回の鏡面加工
サイクルが終了する。

【００２１】図５は上記した鏡面加工時における金属箔
ヒータ１８への通電状態、樹脂板表面の温度変化、加圧
状態を示すグラフである。この図からも明らかなよう
に、加圧状態を保持した状態で金属箔ヒータ１８への通
電による加熱と、通電停止による冷却が行われる。ここ
で、上記したように、金属箔ヒータ１８及びそれに接触
しているエンドレスベルト（鏡面板）３、４は樹脂板１
の表面にある大きいうねり状の凹凸に追従して変形し、
その状態で樹脂板１の表面を加熱して鏡面化するもので
あるので、従来のように大きいうねりの凸部の押しつぶ
すという必要がなく、このため、金属箔ヒータ１８に通
電する加熱時間は、極めて短くてよく、例えば、５秒程
度で所望の加熱が可能である。また、加圧力もあまり大
きくする必要がない。このため、樹脂板１が押しつぶさ
れて外側に広がるといった好ましくない変形を生じるこ
とはなく、表面の鏡面化のみが行われる。また、加熱に
よって昇温した部分は、薄い金属箔ヒータ１８、エンド
レスベルト３、４及び樹脂板１の表層部のみと少なく、
従って熱量が少ないので、冷却兼用プレス板１６によっ
て、きわめて短時間で、例えば１０秒程度で冷却でき
る。このため、鏡面加工のサイクルタイムをきわめて短
くすることができる。更に、同じ鏡面加工位置で加熱、
冷却を行っているので、従来のように加熱プレス後、冷
却プレス位置に移動させる必要がなく、余計な搬送作業
が不要となるばかりでなく、移動に伴う品質不良を生じ
ることがない。かくして、プレス部５で短時間で高品質
の鏡面化を行うことができる。

【００２２】プレス部５における鏡面加工が終了する
と、エンドレスベルト３、４が再び走行して、加工済の
樹脂板１をプレス部５から搬出し、ストック部６へと送
っていく。以上の動作を繰り返すことで、樹脂板１に対
する鏡面加工が連続的に行われる。ここで、樹脂板供給
部２からエンドレスベルト３、４への樹脂板１の供給動
作、プレス部５における樹脂板の位置決め動作、プレス
部５における鏡面加工動作、樹脂板１のエンドレスベル
ト３、４からストック部６への排出動作の自動化はいず
れも簡単な装置によって実施可能であるので、これらを
自動化することで樹脂板１への鏡面加工ラインを自動化
することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明の鏡面加工装置
は、加工対象である樹脂板の表面に大きいうねり状の凹
凸があっても、面内での均一な加圧、加熱が可能とな
り、均一な鏡面加工が実現できる。同時に、均一性の高
い加圧状態を実現できるため、加圧力を低圧化し、且つ
短時間での安定的な加熱、冷却が可能（加圧状態での加
熱、冷却が可能）となり、これによって樹脂板状態の変
化を抑制でき、樹脂板に好ましくない変形を生じること
なく、表面のみを良好に且つ生産性よく鏡面加工するこ
とができる。

【００２４】ここで、鏡面加工に使用する鏡面板を、エ
ンドレスベルトの形態とすると共にそのエンドレスベル
トを樹脂板の搬送路に重なるように配置し、樹脂板を供
給位置から鏡面加工位置を通って排出位置にまで搬送す
る搬送ベルトとして使用する構成としておけば、鏡面板
を構成するエンドレスベルトの上に樹脂板を供給するこ
とで、樹脂板を鏡面板に重ねて鏡面加工位置に送り且つ
鏡面加工位置から排出することができ、簡単な装置を用
いて自動化を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る鏡面加工装置を示す概略
側面図

【図２】図１に示す鏡面加工装置のプレス部を拡大して
示す概略断面図

【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はエンドレスベルト３
上の樹脂板１の位置決めを行う状態を示す概略平面図

【図４】図３（ｂ）のＡ−Ａ矢視概略断面図

【図５】鏡面加工時における金属箔ヒータへの通電状
態、樹脂板表面の温度変化、加圧状態を示すグラフ

【符号の説明】

１ 樹脂板 ２ 樹脂板供給部 ３、４ エンドレスベルト（鏡面板） ５ プレス部 ６ ストック部 ７、８ プーリ ９ 幅方向位置決めガイド １０ 流れ方向位置決めガイド １１、１２ プレス部材（多層熱プレスヒータ） １３ 固定ベース １４ 可動ベース １６ 冷却兼用プレス板 １７ クッション材 １８ 金属箔ヒータ ２０ 絶縁ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E088 DA08 4E090 AA01 AB01 DA02 DA09 HA07 4F209 PA02 PB01 PC16 PN03 PN04 PN06 PQ11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鏡面加工すべき樹脂板表面の大きいうね
   り状の凹凸に追従して弾性変形可能な鏡面板と、該鏡面
   板を鏡面加工すべき樹脂板に押し付けるプレス部材とを
   備え、該プレス部材を、剛性を備えた冷却兼用プレス板
   と、該冷却兼用プレス板の表面にクッション材を介して
   取り付けられた通電加熱金属箔ヒータとを備えた多層熱
   プレスヒータで構成したことを特徴とする樹脂板表面の
   鏡面加工装置。
2. 【請求項２】 前記鏡面板及びプレス部材を、加工すべ
   き樹脂板の両面にそれぞれ配置し、樹脂板の両面の鏡面
   加工を同時に行う構成としたことを特徴とする請求項１
   記載の樹脂板表面の鏡面加工装置。
3. 【請求項３】 前記鏡面板をエンドレスベルトの形態と
   したことを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂板表面
   の鏡面加工装置。
4. 【請求項４】 前記エンドレスベルトの形態の鏡面板
   を、樹脂板を供給位置から鏡面加工位置を通って排出位
   置にまで搬送する搬送ベルトとして使用することを特徴
   とする請求項３記載の樹脂板表面の鏡面加工装置。