JP2007290115A - 板状成形体の研磨加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】板状成形体の研磨具への挿入や排出された成形体の引き出し作業、排出された成形体を研磨具へ再挿入する作業、表裏の反転作業を自動で行うことができ、作業者の安全面や環境面の問題を解消することができる板状成形体の研磨加工装置を提供する。
【解決手段】研磨装置本体Ｋの一方に隣接し板状成形体４を研磨装置本体Ｋへ送り込む昇降可能な第１テーブルリフター２１と、研磨装置本体Ｋの他方の側に隣接し、研磨装置本体から排出された板状成形体４を載せるとともに昇降可能な第２テーブルリフター２３と、研磨装置本体Ｋの下に位置し研磨装置本体から排出された板状成形体４を第２テーブルリフター２３から第１テーブルリフター２１へ移動させるコンベヤ２４を有する。
【選択図】図１

Description

樹脂製の板状成形体を成形した後に成形体の表面の平滑度および厚みの精度を出すために用いられる研磨加工装置にかかわり、詳しくは、繰り返し研磨や表裏の研磨において板状成形体の移動や反転を自動的に行うことができる研磨加工装置に関する。

一般的にポリアミドなどの樹脂を成形しても、成形後の表面状態は必ずしも平滑なものではない。また、成形後の冷却速度差などが原因で成形体内に歪みが発生する。それらの成形歪みを取り除いて成形体に寸法変化やそれに伴うソリが発生したり、成形品の加工時にクラックが生じたりするのを防止するためにアニーリングが行われているが、十分な精度が得られるほどの効果は期待できない。そのために成形後に成形体の表面を研削やカンナがけなどを含めた研磨加工することによって、表面の平滑度と全体の厚み精度を確保している（特許文献１）。

研磨加工は、例えばカンナ等の研磨具を有する研磨加工装置に成形体を挿入して端から研磨しながら移動させ、他端まで移動させることによって全面を研磨するといった方法で行われるが、通常は１度の研磨では十分ではなく、複数回にわたって研磨加工装置を通過させなければならない。

また、研磨は板状成形体の片面だけではなく表裏の両面に対して行う必要がある場合が多く、研磨加工装置を複数回通して片面の研磨が終わると今度は成形体を反転させて裏面の研磨を行わなければならない。

特開平５−３４５２７０号公報

しかし、研磨加工装置の出口から排出された成形体を再度研磨加工装置の入り口に挿入して研磨を行い、必要回数繰り返し行われるが、成形体を移動させたり反転させたりするのは手数のかかる作業であり、板状成形体のサイズが大きい場合は安全上の問題にも配慮しなければならない。また、研磨時には１００ｄＢ近い騒音が発生するので、作業者の環境の問題もある。

そこで本発明は、このような問題を解決し、板状成形体の研磨作業において成形体を繰り返し研磨加工装置にかけることができ、反転の作業も行うことができる研磨加工装置の提供を目的とする。

前記のような目的を達成するために本発明の請求項１では樹脂からなる板状成形体の表面を研磨加工する研磨加工装置において、板状成形体を支えるとともに進行方向に送りながら順次研磨を行う研磨装置本体と、研磨装置本体の一方に隣接し板状成形体を研磨装置本体へ送り込む昇降可能な第１テーブルリフターと、研磨装置本体の他方の側に隣接し、研磨装置本体から排出された板状成形体を載せるとともに昇降可能な第２テーブルリフターと、研磨装置本体の下に位置し研磨装置本体から排出された板状成形体を第２テーブルリフターから第１テーブルリフターへ移動させるコンベヤを有することを特徴とする。

請求項２は、板状成形体の表裏反転させる反転装置を具備してなる板状成形体の研磨加工装置である。

このような研磨加工装置を用いることによって、板状成形体の研磨具への挿入や排出された成形体の引き出し作業、排出された成形体を研磨具へ再挿入する作業、表裏の反転作業を自動で行うことができ、作業者の安全面や環境面の問題を解消することができる。また、研磨装置本体の下に板状成形体を移動させるコンベヤを配置していることから省スペース化を図ることもできる。

図１は本発明の研磨加工装置の概要側面図である。本発明の研磨加工装置１は、回転する刃２を装着した回転式の研磨具３を備え、板状成形体４を床面５と平行になるよう下から支える４つのローラ６、７、８、９と挿入口１０には板状成形体４を挿入した際に進行方向に送り込む送りローラ１１と排出口１３には研磨具３で研磨されて出てきた板状成形体４を排出する排出ローラ１４と送りローラ１１と排出ローラ１４との間に配置したガイドローラ１５、１６と、成形体４が研磨具３と接する直前及び直後に成形体４を安定させて研磨精度を高めるために成形体４を押さえつけるチップブレーカ１７と、成形体４を安定させて研磨精度を高めるために成形体４を押さえつけるプレッシャーバー１８からなる研磨装置本体Ｋが床面５に設置されている。研磨具３はカバー１９に覆われており、該カバーには研磨によって発生する研磨屑を吸引するためにバキューム管２０が取り付けられている。バキューム管２０で吸引した研磨屑は粉砕回収して再利用に供される。

該研磨装置本体Ｋの挿入口１０側に隣接して第１テーブルリフター２１を配置しており、その上には板状成形体４を持ち上げて移動させるための可動式の吸着パッド２２とテーブルリフターの高さを検出するセンサーＳを有し、第１テーブルリフター２１に載置した板状成形体４を研磨装置本体Ｋの挿入口１０に移動させるようになっている。更に、第１テーブルリフター２１に設置されている昇降式チェーンコンベヤＣで自動反転装置に板状成形体４を自動搬入・搬出し表裏を反転させることができるようになっている。

研磨装置本体Ｋの排出口１３側には第２テーブルリフター２３を隣接配置しており、研磨が終わって排出口１３から排出された板状成形体４を載置する。

研磨装置本体Ｋを設置した床面Ｗの更に下側に通路を有しており、通路内にはローラコンベヤ２４を配置している。前記第１テーブルリフターと第２テーブルリフターは昇降可能であり、研磨装置本体Ｋの高さに合わせた位置から前記ローラコンベヤ２４の高さに合う位置に板状成形体４を載置した状態で降下させることができ、第１および第２テーブルリフターをローラコンベヤ２４の高さまで降下させた状態で、第２テーブルリフターにある板状成形体４をローラコンベヤ２４を介して第１テーブルリフターに移動させることができる。

第１および第２テーブルリフター２３にはそれぞれ板状成形体４を移動させやすいようローラ２５を有しており、更に第２テーブルリフター２３はモーター駆動ローラ２５’を有しており、ローラコンベヤ２４への成形体の送り出しができるようになっている。

以上のような研磨加工装置を用いて板状成形体４を研磨加工する手順を次にまとめると、成形が完了した板状成形体を、第１テーブルリフター２１に載置して研磨装置本体Ｋの高さにあわせる。吸着バッド２２にて板状成形体４を移動させて挿入口１０から研磨装置本体Ｋへ送り込む。研磨具３を回転させながら板状成形体４を移動させて、端から表面の研磨していき全面の研磨を行う。１回目の研磨の終わった成形体４は排出口１３から排出されて、研磨装置本体Ｋに高さを合わせた第２テーブルリフター２３上に移動する。

次に、第２テーブルリフター２３を降下させてローラコンベヤ２４の高さに合わせ、モーター駆動ローラ２５’で成形体４をローラコンベヤ２４に移動させて、あらかじめ降下させてローラコンベヤ２４の高さに合わせた第１テーブルリフター２１上へ更に移動させる。第１テーブルリフター２１を上昇させて再び研磨装置本体Ｋの高さに合わせた状態で２回目の研磨を行うために板状成形体４を挿入口１０から研磨装置本体Ｋ内に送り込む。

以上の工程を研磨の必要回数だけ繰り返して、片面の研磨が完了したところで、今度は板状成形体４の表裏を反転させて、裏面の研磨を行う。裏面の研磨は表面の研磨と同様に前記の研磨工程を必要回数繰り返すことによって完了する。

板状成形体４の表裏の反転は、図７、図８に示す自動反転装置３０を用いて行うことができる。自動反転装置３０は支持台３１に対して回転可能な軸３２で支承された反転台３３を有している。反転台３３はエアシリンダ３４で上下動可能な複数対のゴムバッド３５が対向して取り付けられており、対になったゴムパッド３５によって挟まれた状態で板状成形体４が保持されるようになっている。軸３２はベルト３６を介してモーター３７につながっており、モーター３７でベルト３６、軸３２を介して反転台３３を回転させることができる。

片面の研摩が終わった板状成形体４は、この自動反転装置３０に送りこまれて１８０℃回転することによって裏返され、反対側の面を研摩する工程に移る。

反転台３３の側面には反転時に板状成形体４が落下しないようにする落下防止ストッパー３８を設けてもよい。落下防止ストッパー３８は必要に応じて板状成形体４を自動反転装置３０に出し入れする際に自動的に開閉するようになっていてもよい。

本発明で用いられる樹脂からなる板状成形体４としては、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリオレフィン樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂などの樹脂素材からなり、その中でも重合性ラクタムを型内に注型して重合するモノマーキャストナイロンからなる成形体において成形後のソリが発生しやすいことから研磨による厚みの調整が必要であり、また、研磨の際の騒音も大きくなるので本発明による効果を顕著に得ることができる。

モノマーキャストナイロンの製造方法は例えば次のような製造方法である。

図７に示すような金型２０を両側から平金型２１で挟み込んで板形状のキャビティ２２を形成し１００〜１８０°Ｃに温度調節した後、実質上無水のω−ラクタムに少なくともアニオン重合触媒とアニオン重合開始剤とを加えた重合性ラクタム液をキャビティ２２内に注型する。

上記ω−ラクタムは脱水タンク内において減圧下で脱水して実質上無水の状態にした後、窒素などの不活性気体で置換される。脱水タンク中のω−ラクタムは、計量されて２つの注型タンクへ入れられ、その後所定量のアニオン重合触媒がω−ラクタムの入った一方の注型タンクに、また所定量のアニオン重合開始剤がω−ラクタムの入った他方の注型タンクに投入される。

温調された金型２０および平金型２１による加熱で重合を進行させて、重合が完了すると、キャビティ２２から板状成形体４を脱型する。

使用する上記ω−ラクタムは、実質上無水のα−ピペリドン、ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタム、ω−エナントラクタム、ω−カプリルラクタム、ω−デカノラクタム、ω−ウンデカノラクタム、等あるいはこれらの２種以上の混合物であり、工業的に有利なラクタムはε−カプロラクタムとω−ラウロラクタムである。

また、本発明で使用するアニオン重合触媒は、水素化ナトリウム、水素化リチウム、ナトリウム、カリウム等公知のω−ラクタムの重合触媒を使用することができ、その添加量はω−ラクタムに対して０．１〜２．０モル％である。

そして、アニオン重合開始剤としては、例えばＮ−アセチル−ε−カプロラクタム、イソシアネート、ジイソシアネート、尿素誘導体、ウレタン、イソシアヌレート誘導体であり、その添加量はω−ラクタムに対して０．０５〜１．０モル％の範囲が好ましい。

上記製造方法では、アニオン重合触媒をω−ラクタムに添加し溶解した後、アニオン重合開始剤を注型時または注型後に添加混合する方法、またはアニオン重合触媒を含むω−ラクタムとアニオン重合開始剤を含むω−ラクタムとを注型時または注型後に添加混合する方法によって調整する。

また、ω−ラクタムの重合は１００〜２１０°Ｃの温度で実施可能であるが、好ましくは１３０〜１８０°Ｃである。

上記成分以外に重合を阻害しない油類、ワックス、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の滑剤や、カーボン繊維、ガラス繊維等の補強材を添加することも可能である。

厚さ３３ｍｍ、幅１０５０ｍｍ、長さ１０５０ｍｍのモノマーキャストナイロンからなる板状成形体を本発明の研磨加工装置を用いて厚さ３０．５ｍｍに研磨加工した。研磨加工は、表面の研磨（０．５ｍｍ）を３回と裏面の研磨（０．５ｍｍ）を２回行った。研磨加工に要した時間は約６０分であったが、人手による作業は研磨する板状成形体を第１テーブルリフターに搬入する作業と、研磨後に搬出する作業のみにすることができた。また防音材で覆った部屋内に研磨加工装置を設置することによって、室外の騒音は７０〜７５ｄＢ（研磨加工装置のそばでは９５〜１００ｄＢ）のレベルとなり、作業者への騒音による負荷を大幅に軽減することができた。

樹脂からなる板状成形体の研磨作業を自動化することができる。

板状成形体を第１テーブルリフトに載置したところの側面図である。 板状成形体を研磨装置本体内で研磨しているところの側面図である。 板状成形体を第２テーブルリフトに移動したところの側面図である。 第２テーブルリフトとローラコンベヤの高さまで降下したところの側面図である。 板状成形体をローラコンベヤに移動したところの側面図である。 板状成形体を第１テーブルリフトに移動したところの側面図である。 板状成形体の自動反転装置の正面図である。 板状成形体の自動反転装置の平面図である。 板状成形体を成形する金型の断面図である。

符号の説明

１ 研磨加工装置
２ 刃
３ 研磨具
４ 板状成形体
５ 床面
６ ローラ
７ ローラ
８ ローラ
９ ローラ
１０ 挿入口
１１ ローラ
１３ 排出口
１４ 排出ローラ
１５ ガイドローラ
１６ ガイドローラ
１７ チップブレーカ
１８ プレッシャーバー
１９ カバー
２０ バキューム管
２１ 第１テーブルリフター
２２ 吸着パッド
２３ 第２テーブルリフター
２４ ローラコンベヤ
２５ ローラ
２５’ モーター駆動ローラ
２６ 端揃え用エンドストッパー
３０ 自動反転装置
３１ 反転台
３２ 軸
３３ 反転台
３４ エアシリンダ
３５ ゴムパッド
３６ ベルト
３７ モーター
３８ 落下防止ストッパー
Ｋ 研磨装置本体
Ｓ センサー
Ｃ 昇降式チェーンコンベヤ

Claims (2)

1. 樹脂からなる板状成形体の表面を研磨加工する研磨加工装置において、板状成形体を支えるとともに進行方向に送りながら順次研磨を行う研磨装置本体と、研磨装置本体の一方に隣接し板状成形体を研磨装置本体へ送り込む昇降可能な第１テーブルリフターと、研磨装置本体の他方の側に隣接し、研磨装置本体から排出された板状成形体を載せるとともに昇降可能な第２テーブルリフターと、研磨装置本体の下に位置し研磨装置本体から排出された板状成形体を第２テーブルリフターから第１テーブルリフターへ移動させるコンベヤを有してなることを特徴とする板状成形体の研磨加工装置。
2. 板状成形体の表裏反転させる反転装置を具備してなる請求項１記載の板状成形体の研磨加工装置。

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