JP2013158891A

JP2013158891A - プラテンサンダー及びプラテン型ベルト研磨方法

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Publication number: JP2013158891A
Application number: JP2012024193A
Authority: JP
Inventors: Eiji Kawasaki; 英治河崎
Original assignee: A&A Material Corp
Current assignee: A&A Material Corp
Priority date: 2012-02-07
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2013-08-19
Anticipated expiration: 2032-02-07
Also published as: JP5846948B2

Abstract

【課題】窯業系材料の研磨において板状の研磨対象の左右縁部の過研磨を防止し、研磨面全体を均一に研磨することができる、プラテンサンダー等の提供。
【解決手段】プラテンサンダー１は、周回駆動される無端状の研磨ベルト３と、その内側に設けられた複数のローラ５，７，９と、ワーク搬送機構１１と、研磨ベルトの内側に配置され、研磨ベルトをワーク１７に対して押し付けるプラテンパッド１３と、パッド制御機構１５とを備える。プラテンパッドにおけるパッド制御機構側となる上面は、左右一対の凹部２１，２１と、非凹部上面部２３とを有している。左右一対の凹部は、ワークの左右縁部１７ｃ、１７ｄの上方に位置する間隔に配置されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、プラテンサンダー及びプラテン型ベルト研磨方法に関するものである。

窯業系化粧板では、所定の窯業系基材の表面に、複数の塗膜層が形成されている。かかる窯業系化粧板の製造工程では、基材や各塗膜における下地面を整えるために、プラテンサンダーを用いることが知られている（例えば特許文献１参照）。プラテンサンダーは、周回駆動される無端ベルト状の研磨紙を、柔らかなパッドで、研磨対象に押し当てた状態で、研磨対象を進行させて研磨するものである。

特開平１１−１０７８５号公報

しかしながら、これまでのプラテンサンダーでは、研磨対象である板状のワークにおける進行方向の前後縁部及び左右縁部が、ワークの中央部に比べて、過研磨される傾向がある。このうち、ワークの前後縁部の過研磨の問題は、ワークの投入タイミングと排出タイミングにおいて、パッドをワークに対して押し付けるタイミング・強さや、パッドをワークに対して離すタイミングを制御することで解消できる余地がある。

一方、ワークの左右縁部の過研磨の問題は、パッドの動作タイミング等の制御では、解消することは困難である。また、これまでは、過研磨による下地の露出を防ぐ対策として塗膜を厚めに形成する対応も考慮しなければならなかったが、左右縁部だけを厚塗りすると、塗膜表面に凹凸が生じるため、結局は研磨対象の全面を厚塗りしなければならない問題を生む。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、窯業系材料の研磨において板状の研磨対象の左右縁部の過研磨を防止し、研磨面全体を均一に研磨することができる、プラテンサンダー及びプラテン型ベルト研磨方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明のプラテンサンダーは、周回駆動される無端状の研磨ベルトと、その研磨ベルトの内側に設けられた複数のローラと、前記研磨ベルトの下方に配置され、ワークを所定の進行方向に搬送するワーク搬送機構と、前記研磨ベルトの内側に配置され、該研磨ベルトを前記ワークに対して押し付けるプラテンパッドと、前記プラテンパッドをその上方から押圧し、該プラテンパッドの前記研磨ベルトに対する押し付け状態を制御するパッド制御機構とを備え、前記プラテンパッドにおける前記パッド制御機構側となる上面は、それぞれ上向きに開口する左右一対の凹部と、それら一対の凹部の間に位置する非凹部上面部とを少なくとも有しており、前記パッド制御機構は、前記プラテンパッドにおける前記非凹部上面部及び前記左右一対の凹部の双方を押圧するように構成されており、前記左右一対の凹部は、前記ワークの左右両縁部の上方に位置する間隔に配置されている。
さらに、同目的を達成するための本発明に係るプラテン型ベルト研磨方法は、周回駆動される無端状の研磨ベルトと、その研磨ベルトの内側に設けられた複数のローラと、前記研磨ベルトの下方に配置され、ワークを所定の進行方向に搬送するワーク搬送機構と、前記研磨ベルトの内側に配置され、該研磨ベルトを前記ワークに対して押し付けるプラテンパッドと、前記プラテンパッドをその上方から押圧し、該プラテンパッドの前記研磨ベルトに対する押し付け状態を制御するパッド制御機構とを備え、前記プラテンパッドにおける前記パッド制御機構側となる上面は、それぞれ上向きに開口する左右一対の凹部と、それら一対の凹部の間に位置する非凹部上面部とを少なくとも有している、プラテンサンダーを用意し、前記ワークの左右両縁部の上方に、前記左右一対の凹部が位置するように該ワークを搬送させ、前記プラテンパッドにおける前記非凹部上面部及び前記左右一対の凹部の双方が前記パッド制御機構により押圧された状態で、前記研磨ベルトを前記ワークに押し付けて該ワークの研磨を行う。

本発明によれば、窯業系材料の研磨において板状の研磨対象の左右縁部の過研磨を防止し、研磨面全体を均一に研磨することができる。

本発明の実施の形態に係るプラテンサンダーの主要構成を模式的に示す図である。図１のプラテンサンダーの研磨ベルトまわりを示す斜視図である。ワークの斜視図である。プラテンパッドの斜視図である。ワーク進行方向から投影的にみたプラテンパッドとワークとの位置関係を示す図である。第１の比較例であるプラテンパッドに関する、図４と同態様の図である。第２の比較例であるプラテンパッドに関する、図４と同態様の図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。また、本願の明細書及び特許請求の範囲における方向は、図１の紙面上下方向を、上下方向として述べ、図１の紙面に直交する方向を、左右方向として述べ、図１の紙面左右方向を、前後方向として述べている。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係るプラテンサンダーの主要構成を模式的に示す図であり、図２は、図１のプラテンサンダーの研磨ベルトまわりを示す斜視図である。プラテンサンダー１は、図１及び図２に示されるように、研磨ベルト３と、複数のローラ（本例では主要な３つを図示）５，７，９と、ワーク搬送機構１１と、プラテンパッド１３と、パッド制御機構１５とを備えている。

研磨ベルト３は、図示省略する駆動装置によって周回駆動されるように設けられた無端状の研磨ペーパーである。研磨面は、研磨ベルト３の外側の周表面に設けられている。複数のローラ５，７，９は、研磨ベルト３の内側に配置されており、研磨ベルト３に適当な張力を付与し且つ研磨ベルト３を周回移動するように支持している。一対のローラ５，７は、前後方向に並んでおり且つローラ９との関係では相対的に下方に位置している。

研磨ベルト３の下方には、研磨対象であるワークを所定の進行方向に搬送するワーク搬送機構１１が設けられている。ワーク搬送機構１１は、無端状のワーク搬送用ベルト１１ａが周回駆動されている。ワーク搬送用ベルト１１ａは、その上面が研磨ベルト３の下部と対面しており、さらに研磨ベルト３の前方及び後方にわたって延びている。

プラテンパッド１３は、研磨ベルト３の内側に配置されている。より詳細には、プラテンパッド１３は、研磨ベルト３の内側下部において、前後一対のローラ５，７の間に位置している。プラテンパッド１３は、後述するように、研磨ベルト３をその内側から下方に（ワーク搬送機構１１側に向けて）付勢し、研磨ベルト３の研磨面をワーク１７に押し付けるものである。

さらに、研磨ベルト３の内側には、パッド制御機構１５が配置されている。パッド制御機構１５は、プラテンパッド１３の上方に位置しており、プラテンパッド１３をその上方から押圧し、プラテンパッド１３の研磨ベルト３への押し付け状態（すなわち下向きの付勢力、研磨面のワークへの押し付け状態等）を制御するものである。パッド制御機構１５としては、本実施の形態では、エアークッションが採用されており、空気圧を調整することでクッション手段が膨張・収縮しプラテンパッド１３へ作用する下向きの力が変更される機構を用いている。

なお、上述したワーク搬送機構１１やパッド制御機構１５はあくまでも一例であり、本発明としては、ワークを所定の進行方向に搬送できる機構やプラテンパッドの押し付け状態を制御できる機構であれば、上述したワーク搬送機構やパッド制御機構に限定されるものではない。また、研磨ベルト３の内外の構成も、説明を分かり易くしたものであり、周知の構成として、パッド制御機構とプラテンパッドとの間に軟質材や金属材等を介在させたり、プラテンパッドと研磨ベルトとの間に布材等を介在させたりすることを排除するものではない。よって、押圧や押し付け等の動作は、直接的な態様は勿論、何らかの部材を介在させた間接的な態様も含むものである。

次に、図３に基づいて、ワーク１７に関する説明を行う。図３は、ワークの斜視図である。本発明は、比較的大きな面積を有するワーク、例えば建材として用いられる幅が４００〜１５００ｍｍで長さが６００〜３０００ｍｍで厚さが２〜１００ｍｍの平面視矩形の板状部材に対して好適に用いられる。具体的な例としては、窯業系板材を基板とした化粧板の製造における基板自体や、基板の上に中間層を形成した段階での中間板をあげることができる。窯業系板材を基板とした化粧板は、基板の上にシーラー層と単層の塗膜層または２層以上の塗膜層とがその順に形成された構成、あるいは基板の上にシーラー層またはシーラー層と下塗り塗膜層とを設け、その上に化粧紙（シート）を積層して接着してなる構成を有し、前記中間層とは、シーラー層や化粧板の最上部に位置する塗膜層や化粧紙が設けられる前の段階の塗膜層をいう。また、窯業系板材としてはけい酸カルシウム板や繊維強化セメント板等を、シーラー層としてはイソシアネート等による塗膜を、塗膜層としてはウレタン樹脂等による塗膜を、化粧紙としては不飽和ポリエステル樹脂やメラミン樹脂、フェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸した薄葉紙やチタン紙、アクリル系樹脂や酢酸ビニル系樹脂、シリコン樹脂やビニルエステル樹脂、アクリル・シリコン樹脂等が含浸あるいは塗布された含浸紙、ポリエチレンやポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートやナイロンなどのプラスチックフィルム、金属箔、天然木突板等を例示することができる。上記した化粧板の構成において、本発明の効果が特に大きい構成として、基板である窯業系板材としてけい酸カルシウム板または繊維強化セメント板を用い、その表面上にイソシアネート系等の含浸シーラーを塗布してシーラー層を設け、このシーラー層の上にウレタン樹脂塗料等を塗布して下塗り層を設け、下塗り層の上にウレタン樹脂塗料等を塗布して中塗り層を設け、中塗り層の上にウレタン樹脂塗料を塗布して上塗り層を設けるか、中塗り層の上にクリヤー塗料を塗布してトップクリヤー層を設けた構成を例示することができる。

ワークであるこれら基板や中間板は、その上に対応するシーラー層や塗膜層や化粧紙を設ける前に、下地としての好適な表面平滑性を確保すべく、プラテンサンダーによる研磨処理がなされ、表面のうねり、凹凸および毛羽等が除去される。また、前述したように、既存のプラテンサンダーによれば、ワーク１７の短辺である前端部１７ａ及び後縁部１７ｂにおける過研磨は解消できる傾向にあるが、長辺である左右縁部１７ｃ、１７ｄは中央部１７ｅに比べて過研磨される問題がある。

次に、図４及び図５に基づいてプラテンパッド１３の詳細について説明する。図４は、プラテンパッドの斜視図であり、図５は、ワーク進行方向から投影的にみたプラテンパッドとワークとの位置関係を示す図である。

プラテンパッド１３は、左右方向に細長い概ね角柱状の部材である。また、プラテンパッド１３は、一例を示すと軟質ゴムやスポンジ等からなるものであるが、圧縮力を付与すると圧縮がみられ且つ圧縮力を除去すると復元がみられるものであれば特に構成材料は限定されない。

プラテンパッド１３の上面１９すなわち研磨動作時にパッド制御機構１５側となる面は、左右一対の凹部２１，２１と、非凹部上面部２３とを少なくとも有している。左右一対の凹部２１，２１はそれぞれ、上向きに開口し、且つ、プラテンパッド１３の前面１３ａ及び後面１３ｂに開口している。

また、左右一対の凹部２１，２１はそれぞれ、図５に示されるように、ワーク進行方向から投影的にみて、矩形の凹み形状を有し、且つ、図４に示されるように、プラテンパッド１３の前面１３ａから後面１３ｂまで矩形の凹み形状を維持して連続して延びている。また、一例であるが、左右一対の凹部２１，２１の非凹部上面部２３側の側面２１ａはそれぞれ、パッド制御機構１５によるプラテンパッド１３の付勢方向（Ｙ方向、上下方向、研磨ベルト３の押し付け方向）に沿って延びており、換言すれば、非凹部上面部２３と直交する方向に延びている。

非凹部上面部２３は、左右一対の凹部２１，２１の間に位置する面である。さらに、図示例では、上面１９が、左右一対の凹部２１，２１のそれぞれ左右方向の外側に存在する外側平面部２５，２５を有する。これら非凹部上面部２３及び左右一対の外側平面部２５，２５は、プラテンパッド１３の角柱状部材のもともとの構成面であり、左右一対の凹部２１，２１が形成されずに残った面である。本実施の形態では、かかる非凹部上面部２３及び左右一対の外側平面部２５，２５は、面一となっている。また、左右一対の凹部２１，２１の底面２１ｂはそれぞれ、少なくとも非凹部上面部２３と平行な平坦面となっている。換言すれば、左右一対の凹部２１，２１それぞれの深さは、左右方向に一定に維持されている。なお、プラテンパッド１３の下面２７は、角柱状部材のもともとの構成面である平坦な面となっている。これより分かるように、左右一対の凹部２１，２１は、角柱状のプラテンパッド１３の上面１９を、角柱状に切除するように切り込み加工することで得られる。

また、図５に示されるように、左右一対の凹部２１，２１の配置間隔は、左右一対の凹部２１，２１がそれぞれワーク１７の対応する左右縁部１７ｃ、１７ｄの上方に位置できるような間隔に決定される。

プラテンパッドに設ける凹部の深さや長さは、プラテンパッドの材質やワークの種類によって適宜設定する。プラテンパッドの材質がゴムであり、ワークが窯業系板材を基板とした化粧板の製造における基板自体や中間板である場合、凹部の深さはプラテンパッドの厚さに対して４〜８％が好適であり、凹部の左右方向に関する長さは５ｍｍ以上が好適である。凹部の深さが３％未満であると、ワークの左右縁部の過研磨を十分に防止できない危険性があり、凹部の深さが１３％を上回ると、パッド制御機構１５の押付力が凹部２１，２１の底面２１ｂに加わり難くなり、ワークの端部が研磨不足となるという問題がある。また、凹部の長さ５ｍｍ未満であると、ワークの投入時のワーク左右位置の精度を高めなければならず、そのための設備に高コストを要するので好ましくない。なお、凹部の長さについての上限はないが、凹部の長さが５０ｍｍを上回まわると、プラテンパッドの材質やワークの種類によっては、ワークの端部が研磨不足となる場合もある。

このように構成されたプラテンサンダー１によるプラテン型ベルト研磨方法では、研磨ベルト３の図示省略する周回駆動源、パッド制御機構１５、ワーク搬送機構１１を動作させ、ワーク１７の左右縁部１７ｃ、１７ｄの上方に、プラテンパッド１３の左右一対の凹部２１，２１が位置するようにワーク１７を搬送させ、プラテンパッド１３における非凹部上面部２３及び左右一対の凹部２１，２１の双方がパッド制御機構１５により押圧された状態で、研磨ベルト３をワーク１７に押し付けてワーク１７の研磨を行う。

上述した本実施の形態によるプラテンサンダー及びそれを用いるプラテン型ベルト研磨方法によれば、パッド制御機構１５によるプラテンパッド１３の押圧動作の極めて初期段階では、非凹部上面部２３が主に押圧され、非凹部上面部２３がある程度押し込まれた後、左右一対の凹部２１，２１及び非凹部上面部２３の双方が押圧力を受けるので、研磨ベルト３のワーク１７への押し付け状態は、ワーク１７における左右縁部１７ｃ、１７ｄへの押し付け力を中央部１７ｅの押し付け力よりも弱めることができ、それによって、ワーク１７の左右縁部１７ｃ、１７ｄにおける過研磨を抑制し、ワーク上面全体を均一に研磨することができる。

また、本実施の形態は、単に、プラテンパッド１３に凹部を設けた態様にとどまるものではない。すなわち、プラテンパッド１３の上面１９を、角柱状に切除するように切り込み加工したことで次のような優れた利点が得られている。

まず、第１の比較例を、図６に示す。図６のプラテンパッド５３ａでは、左右両端面に、左右に開口する前後視、Ｖ字状の切り欠き５５ａ，５５ａが設けられている。このような態様では、ワークの左右中心位置がプラテンパッド５３ａの左右中心に対してずれて投入・進行された場合、Ｖ字状の切り欠き５５ａ，５５ａとワークの左右縁部との位置関係が左右非対称となり、それにより、ワークの左右縁部における研磨ベルトの押し付け状態も左右で大きく変化し、ワーク上面全体を均一に研磨することができない恐れがある。これに対し、本実施の形態では、平面視、投影的にみて、プラテンパッド１３の左右一対の凹部２１，２１とワーク１７の左右縁部１７ｃ、１７ｄとが重なる状態にあれば、ワーク上面全体を均一に研磨することができ、ワークの配置に関し、第１の比較例ほど厳密な左右対称性は強いられない。

続いて、第２の比較例を、図７に示す。図７のプラテンパッド５３ｂでは、下面に、下向きに開口する左右一対の凹部５５ｂ，５５ｂが設けられている。このような態様では、研磨ベルト３を押す面そのものに、凹部と非凹部上面部との境界による急激な段差が存在しているので、パッド制御機構を極めて厳格に操作させない限り、却ってワークの中央部と左右縁部との研磨状態にはっきりした差異を生じさせる恐れがある。これに対し、本実施の形態では、左右一対の凹部２１，２１は、研磨ベルト３を押す側の面と反対側の面に形成されているので、左右縁部１７ｃ、１７ｄ側での研磨ベルト３の押し付け状態を、中央部１７ｅ側での研磨ベルト３の押し付け状態よりも弱めながらも、左右一対の凹部２１，２１と非凹部上面部２３との間の境界に起因した急激な押し付け状態の変化は回避することが可能となっている。これによっても、ワーク上面全体を均一に研磨することが促進されている。

また、本実施の形態のプラテンパッド１３では、左右一対の凹部２１，２１のそれぞれ左右方向の外側に、外側平面部２５，２５が残されている態様として構成するので、もともと角柱状のプラテンパッド１３に対し左右一対の凹部２１，２１を加工するに際して、外側平面部２５，２５も加工基準面として利用することができ、加工の容易性を確保することができる利点もある。

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

例えば、上記実施の形態において、プラテンパッドに外側平面部を残さないように改変して実施することもできる。すなわち、左右一対の凹部をプラテンパッドの対応する左右端面まで達するように形成してもよい。

１プラテンサンダー、３研磨ベルト、５，７，９ローラ、１１ワーク搬送機構、１３プラテンパッド、１５パッド制御機構、１７ワーク、１７ｃ、１７ｄ左右縁部、１９上面、２１左右一対の凹部、２３非凹部上面部。

Claims

周回駆動される無端状の研磨ベルトと、
その研磨ベルトの内側に設けられた複数のローラと、
前記研磨ベルトの下方に配置され、ワークを所定の進行方向に搬送するワーク搬送機構と、
前記研磨ベルトの内側に配置され、該研磨ベルトを前記ワークに対して押し付けるプラテンパッドと、
前記プラテンパッドをその上方から押圧し、該プラテンパッドの前記研磨ベルトに対する押し付け状態を制御するパッド制御機構とを備え、
前記プラテンパッドにおける前記パッド制御機構側となる上面は、それぞれ上向きに開口する左右一対の凹部と、それら一対の凹部の間に位置する非凹部上面部とを少なくとも有しており、
前記パッド制御機構は、前記プラテンパッドにおける前記非凹部上面部及び前記左右一対の凹部の双方を押圧するように構成されており、
前記左右一対の凹部は、前記ワークの左右両縁部の上方に位置する間隔に配置されている、
プラテンサンダー。
前記ワークは、窯業系板材を基板とした化粧板の製造における基板、または、前記基板の上に中間層を設けた中間板であり、
前記凹部の深さは、前記プラテンパッドの厚さに対して３〜１３％である、
請求項１のプラテンサンダー。
周回駆動される無端状の研磨ベルトと、その研磨ベルトの内側に設けられた複数のローラと、前記研磨ベルトの下方に配置され、ワークを所定の進行方向に搬送するワーク搬送機構と、前記研磨ベルトの内側に配置され、該研磨ベルトを前記ワークに対して押し付けるプラテンパッドと、前記プラテンパッドをその上方から押圧し、該プラテンパッドの前記研磨ベルトに対する押し付け状態を制御するパッド制御機構とを備え、前記プラテンパッドにおける前記パッド制御機構側となる上面は、それぞれ上向きに開口する左右一対の凹部と、それら一対の凹部の間に位置する非凹部上面部とを少なくとも有している、プラテンサンダーを用意し、
前記ワークの左右両縁部の上方に、前記左右一対の凹部が位置するように該ワークを搬送させ、
前記プラテンパッドにおける前記非凹部上面部及び前記左右一対の凹部の双方が前記パッド制御機構により押圧された状態で、前記研磨ベルトを前記ワークに押し付けて該ワークの研磨を行う、
プラテン型ベルト研磨方法。
前記ワークは、窯業系板材を基板とした化粧板の製造における基板、または、前記基板の上に中間層を設けた中間板であり、
前記凹部の深さは、前記プラテンパッドの厚さに対して３〜１３％である、
請求項３のプラテン型ベルト研磨方法。