JP2014037120A - ベルト式成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な付帯設備を設けることなく、エンドレスベルト上の成形材料の幅及び厚さないしは高さを高精度で制御することができるベルト式成形装置を提供する。
【解決手段】ベルト式成形装置Ｐ１は、下側ベルト機構Ｂ１と、下側ベルト機構の上側に対向配置された上側ベルト機構Ｂ２とを備えている。ベルト式成形装置Ｐ１は、下側スチールベルト５と上側スチールベルト１０の間隙に供給された成形材料を、両スチールベルト間に挟んで後方に移送し、帯状又は平板状の成形製品３５を製造する。さらに、ベルト式成形装置Ｐ１は、前側に位置し下側スチールベルト５の上面に流動性を有する成形材料を紐状又は柱状で吐出して後方に伸びる平行な２つの堰部を形成する前側の材料フィーダー２２、２３と、両堰部間において下側スチールベルト５の上面の全面に流動性を有する成形材料を供給する後側材料フィーダー２４とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のローラと該ローラに巻き掛けられた金属製のエンドレスベルトとを有し該エンドレスベルトが所定の周回経路を走行するベルト機構を備えていて、周回経路の上側の部分を走行しているエンドレスベルトの上に供給された流動性を有する成形材料を、エンドレスベルトで移送しつつ硬化させ、帯状又は平板状の成形製品を製造するベルト式成形装置に関するものである。

一般に、熱溶融性もしくは熱可塑性の材料、熱硬化性の材料又は時間の経過により硬化する材料からなり、所定の形状を有する帯状又は平板状の成形製品を連続操作で製造する場合、金属製のエンドレスベルトを有するベルト機構を備えたベルト式成形装置が用いられる。この種のベルト式成形装置では、通常、周回経路の上側の部分を走行している金属製のエンドレスベルトの上に供給された流動性を有する成形材料を、エンドレスベルトで移送しつつ硬化させるようにしている。

また、上下に互いに対向するように配置された２つのベルト機構を備えたベルトプレス型のベルト式成形装置も用いられる（例えば、特許文献１参照）。そして、２つのベルト機構を備えたベルト式成形装置においては、まず下側ベルト機構のエンドレスベルト上面に液状の成形材料が供給され、この成形材料がエンドレスベルト上で硬化させられる。この後、成形材料は上側ベルト機構のエンドレスベルトと下側ベルト機構のエンドレスベルトとの間隙に導入され、両エンドレスベルトによって挟み付けられて成形される。

ところで、前記のような１つのベルト機構又は２つのベルト機構を備えたベルト式成形装置においては、ベルト機構又は下側ベルト機構のエンドレスベルトの上面に液状の成形材料が供給されたときに、この成形材料がエンドレスベルトの幅方向（以下「ベルト幅方向」という。）に流出するのを防止し、あるいは成形材料のベルト幅方向の寸法を所定の寸法に制御ないしは規制する必要がある。そこで、従来のこの種のベルト式成形装置では、成形材料のベルト幅方向への流出を堰き止めるリテーナ等の付帯設備を設け、あるいは気流により成形材料のベルト幅方向への流出を防止するエアーカーテンを形成するための付帯設備を設けている。

特開平１１−１５５５４１号公報

しかしながら、この種のベルト式成形装置に、ベルト幅方向への成形材料の流出を堰き止めるリテーナ等の付帯設備を設ける場合は、エンドレスベルト上の成形材料の幅及び厚さないしは高さを高精度で制御ないしは規制することはできるものの、付帯設備の構造が複雑であるので、ベルト式成形装置の構造が複雑化するといった問題がある。さらに、このようなリテーナを用いる場合、成形製品の厚さを変更するときには、その都度、成形製品の厚さに合わせてリテーナを交換しなければならないといった問題がある。

また、エアーカーテンを形成するための付帯設備を設ける場合は、付帯設備の構造は簡素であるものの、エンドレスベルト上の成形材料の幅及び厚さないしは高さを高精度で制御ないしは規制することは困難であるといった問題がある。すなわち、成形材料の幅及び厚さないしは高さが一定ないしは均一となるよう、液状の成形材料の粘度、液状の成形材料を供給するノズルの仕様、空気の吐出圧等を総合的に調整するのは極めて困難である。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、流動性を有する成形材料のベルト幅方向への流出を防止し又は該成形材料のベルト幅方向の寸法を制御するための複雑な構造の付帯設備を設けることなく、エンドレスベルト上の成形材料の幅及び厚さないしは高さを高精度で制御することができるベルト式成形装置を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明に係るベルト式成形装置は、複数のローラと該ローラに巻き掛けられた金属製の輪状（エンドレス）のメインベルトとを有し該メインベルトが所定の周回経路を走行するメインベルト機構を備えている。このベルト式成形装置は、周回経路の上側の部分を走行しているメインベルトの上に供給された流動性を有する成形材料を、メインベルトで移送しつつ硬化させ、帯状又は平板状の成形製品を製造する。さらに、このベルト式成形装置は、１対の前側材料フィーダーと、後側材料フィーダーとを備えている。ここで、前側材料フィーダーは、メインベルト機構の上方に、メインベルトの幅方向（以下「ベルト幅方向」という。）に互いに離間して配置され、周回経路の上側の部分を走行しているメインベルトの上面に対してそれぞれ流動性を有する成形材料を紐状又は柱状で吐出する。これにより、メインベルト上に、成形材料移送方向に関して下流側に伸びる、成形材料が硬化してなる互いに平行な２つの堰部が形成される。また、後側材料フィーダーは、成形材料移送方向に関して前側材料フィーダーより下流側においてメインベルト機構の上方に配置され、２つの堰部間においてメインベルトの上面の全面に、流動性を有する成形材料を供給する。

本発明の１つの実施態様においては、ベルト式成形装置は、成形材料移送方向に関して後側材料フィーダーより下流側において、メインベルト機構の上側に対向配置されたサブベルト機構を備えている。サブベルト機構は、複数のローラと該ローラに巻き掛けられた金属製の輪状のサブベルトとを有し、該サブベルトは所定の周回経路を走行する。ここで、２つの堰部及び両堰部間に供給された成形材料は、互いに対向するメインベルトとサブベルトとの間に挟み付けられた状態で下流側に移送される。

サブベルト機構を備えたベルトプレス型のベルト式成形装置は、下側カバーフィルム供給機構と、上側カバーフィルム供給機構とを備えているのが好ましい。ここで、下側カバーフィルム供給機構は、成形材料移送方向に関して前側材料フィーダーより上流側において、メインベルトの外周面に下側カバーフィルムを連続的に供給して密着させる。また、上側カバーフィルム供給機構は、サブベルトがメインベルトと協働して、２つの堰部及び両堰部間に供給された成形材料を挟み付ける前に、サブベルトの外周面に上側カバーフィルムを連続的に供給して密着させる。この場合、ベルト式成形装置は、下側水噴射ノズルと、上側水噴射ノズルとを備えているのがとくに好ましい。ここで、下側水噴射ノズルは、下側カバーフィルムがメインベルトに密着する前に、メインベルトの外周面に水を霧状又はスプレー状で噴射する。また、上側水噴射ノズルは、上側カバーフィルムがサブベルトに密着する前に、サブベルトの外周面に水を霧状又はスプレー状で噴射する。

本発明に係るベルト式成形装置は、成形材料移送方向に関して後側材料フィーダーとサブベルト機構との間に、メインベルト上の成形材料に対して、ベルト幅方向に関して両側から内向きに空気を噴出させる１対の空気吹き付け機構を備えているのが好ましい。

本発明に係るベルト式成形装置は、成形材料が熱溶融性又は熱可塑性の材料である場合は、成形材料移送方向に関して前側材料フィーダーと後側材料フィーダーとの間に、メインベルトを冷却するベルト冷却機構を備えているのが好ましい。また、成形材料が熱硬化性の材料である場合は、成形材料移送方向に関して前側材料フィーダーと後側材料フィーダーとの間に、メインベルトを加熱するベルト加熱機構を備えているのが好ましい。なお、メインベルトを任意に冷却又は加熱することができるベルト温度制御機構を備えているのがより好ましい。

本発明によれば、後側材料フィーダーからメインベルト上面に供給された流動性を有する成形材料は、メインベルトの上面に形成された１対の堰部の間に保持され、ベルト幅方向に関して堰部の外側には流出しない。したがって、後側材料フィーダーから供給される流動性を有する成形材料のベルト幅方向への流出を防止するための複雑な構造の付帯設備（例えば、リテーナ）を設ける必要がなくなり、ベルト式成形装置の構造を簡素化することができる。このように、成形製品の材料自体を、流動性を有する成形材料の堰として用いるので、成形材料ないしは成形製品への異物の混入を防止又は抑制することができる。

また、本発明によれば、前側材料フィーダーのベルト幅方向の位置を変えることにより、両堰部の間隔を自在に設定することができる。また、後側材料フィーダーの材料供給速度を適切に設定すれば、両堰部間に保持される流動性を有する成形材料の高さを両堰部の高さと一致させることができる。したがって、前側材料フィーダーのベルト幅方向の位置と、後側材料フィーダーの材料供給速度とを適切に設定することにより、メインベルトの上面に、所望の均一な幅と、所望の均一な厚さないしは高さとを有する成形材料を高精度で形成することができる。なお、前側材料フィーダーから吐出される流動性を有する成形材料から形成される堰部と、後側材料フィーダーから供給される流動性を有する成形材料とは成分が同一であるので、両堰部間の流動性を有する成形材料が固化したときには、この流動性を有する成形材料と両堰部とが一体化した均一な組成の成形製品が形成される。

本発明の実施形態１に係るベルトプレス型のベルト式成形装置の模式的な側面図である。 図１に示すベルト式成形装置の材料供給機構まわりの平面図である。 図１に示すベルト式成形装置の材料供給機構まわりの側面図である。 図１に示すベルト式成形装置の材料供給部まわりの模式的な斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は、成形製品の製造途上におけるカバーフィルム又は成形材料の断面図であり、（ｅ）は完成した成形製品の断面図である。 本発明の実施形態２に係るベルト式成形装置の模式的な側面図である。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る、カバーフィルムで被覆又は包装された、所定の形状を有する帯状又は平板状（プレート状）の成形製品を製造するベルトプレス型のベルト式成形装置を模式的に示している。このベルト式成形装置Ｐ１は、後で詳しく説明するように、上下に配置された２つのエンドレスベルト機構（以下「ベルト機構」という。）により、熱溶融性もしくは熱可塑性の材料、熱硬化性の材料、又は例えば化学反応により時間の経過に伴って硬化する材料（以下「経時硬化型の材料」という。）からなる成形材料を上下に押圧して帯状又は平板状に成形するとともに、成形材料をカバーフィルムで被覆又は包装して成形製品を製造する装置である。

なお、以下では、成形材料が熱溶融性又は熱可塑性の材料である場合について説明を行う。しかしながら、本発明の実施形態１に係るベルト式成形装置Ｐ１は、成形材料の温度制御（冷却、加熱等）の態様を好ましく変更することにより、熱硬化性の材料又は経時硬化型の材料からなる成形材料から成形製品を製造することができるのはもちろんである。

ここで、「熱溶融性もしくは熱可塑性の材料」は、常温では固体であるが、温度の上昇に伴って軟化ないしは溶融して流動可能な状態となる材料ないしは成形材料であって、温度が高くなるほど粘度が低くなる性質を有するものである。すなわち、このような成形材料は、溶融状態又は軟化状態では、その温度を変えることにより粘度を調節することができるものである。このような成形材料としては、例えば、ピッチ、ホットメルト、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ゴム等の溶融状態で比較的粘度が高い物質、あるいはワックス、界面活性剤、油脂類、無機塩類（塩化ナトリウム、塩化マグネシウム等）等の溶融状態で比較的粘度が低い物質などが挙げられる。なお、本発明の対象となる熱溶融性又は熱可塑性の成形材料が上記具体例に限定されるものではないことはもちろんである。

他方、「カバーフィルム」は、成形材料又は成形製品の本体部を被覆又は包装する薄膜材料である。このカバーフィルムとしては、該カバーフィルムが用いられる成形製品の本体部より融点が低い物質で形成されたものが用いられる。さらに、カバーフィルムの材質は、該カバーフィルムが用いられる成形製品の本体部と、両者が溶融状態にあるときに相溶性を有する物質の中から選択される。すなわち、カバーフィルムの材質は、製造すべき成形製品の本体部の材料の融点と、溶融状態での両者の相溶性とに応じて、好ましく選択される。このようなカバーフィルムとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンのフィルム、あるいはナイロン、ＰＥＴ、ＰＶＣ等のフィルムなどを用いることができる。

このように、成形製品は、その本体部より融点が低くかつ本体部と溶融状態で相溶性を有するカバーフィルムで被覆又は包装されているので、成形製品の本体部を溶融させたときには、カバーフィルムは確実に溶融して液状の本体部に溶解し、成形製品中に固体の異物として残留することはない。なお、カバーフィルムの材質は、カバーフィルムが本体部中に溶解しても成形製品の品質を実質的に低下させず、また成形製品の使用目的を実質的に阻害しないように好ましく設定されるのはもちろんである。

以下、ベルト式成形装置Ｐ１の具体的な構成及び機能を説明する。図１に示すように、ベルト式成形装置Ｐ１は、その骨格をなすフレーム構造体Ｒと、下側駆動ローラ１及び下側従動ローラ２を有する下側ベルト機構Ｂ１（特許請求の範囲における「メインベルト機構」に相当する。）と、上側駆動ローラ３及び上側従動ローラ４を有する上側ベルト機構Ｂ２（特許請求の範囲における「サブベルト機構」に相当する。）と、材料供給機構Ｆと、製品取出機構Ｄとを備えている。ここで、下側ベルト機構Ｂ１、上側ベルト機構Ｂ２、材料供給機構Ｗ及び製品取出機構Ｄは、いずれも、フレーム構造体Ｒによって堅固に支持されている。

下側ベルト機構Ｂ１は、フレーム構造体Ｒのおおむね下半部に配置されている。下側ベルト機構Ｂ１においては、下側駆動ローラ１と下側従動ローラ２とにわたって、輪状ないしはエンドレスの下側スチールベルト５（特許請求の範囲における「メインベルト」に相当する。）が巻き掛けられている。そして、ベルト式成形装置Ｐ１の運転時には、下側駆動ローラ１は、モータ６（電動機）によって、第１駆動ベルト７を介して、図１中における位置関係において時計回り方向に所定の回転速度で回転駆動される。これに伴い、下側スチールベルト５は、下側駆動ローラ１と下側従動ローラ２とによって決定される周回経路を所定の走行速度で、図１中における位置関係において時計回り方向に周回走行する。

また、下側ベルト機構Ｂ１には、周回経路の上側の部分を水平方向に直線状に走行している下側スチールベルト５を上向きに押圧又は付勢する下側押圧機構（図示せず）が設けられている。この下側押圧機構は、例えばばねの付勢力又は液圧により下側スチールベルト５の内周面ないしは裏面に押圧力をかけ、これにより下側スチールベルト５を上向きに適度に押圧又は付勢する。さらに、下側ベルト機構Ｂ１には、周回経路の上側の部分を直線状に走行している下側スチールベルト５の内周面ないしは裏面に、低温の伝熱媒体（例えば、０〜１０℃の水）を噴射し、下側スチールベルト５を冷却する下側伝熱媒体供給機構８が設けられている。下側従動ローラ２はドラム状に形成され、その内部には、下側従動ローラ２のドラムを冷却する下側ドラム冷却器９が配設されている。なお、下側ドラム冷却器９は、例えばドラム内周面に低温（例えば、０〜１０℃）の冷却水を噴射して下側従動ローラ２を冷却する。

上側ベルト機構Ｂ２は、フレーム構造体Ｒのおおむね上半部において、下側ベルト機構Ｂ１の上側に、該下側ベルト機構Ｂ１と対向するように配置されている。上側ベルト機構Ｂ２においては、上側駆動ローラ３と上側従動ローラ４とにわたって、輪状ないしはエンドレスの上側スチールベルト１０（特許請求の範囲における「サブベルト」に相当する。）が巻き掛けられている。そして、ベルト式成形装置Ｐ１の運転時には、上側駆動ローラ３は、モータ６によって、第２駆動ベルト１１を介して、図１中における位置関係において反時計回り方向に、下側駆動ローラ１と同一の周速で回転駆動される。これに伴い、上側スチールベルト１０は、上側駆動ローラ３と上側従動ローラ４とによって決定される周回経路を、図１中における位置関係において反時計回り方向に、下側スチールベルト５と同一の走行速度で周回走行する。

また、上側ベルト機構Ｂ２には、その周回経路の下側の部分を水平方向に直線状に走行している上側スチールベルト１０を下向きに押圧又は付勢する上側押圧機構（図示せず）が設けられている。この上側押圧機構は、例えばばねの付勢力又は液圧により上側スチールベルト１０の内周面ないしは裏面に押圧力をかけ、これにより上側スチールベルト１０を下向きに適度に押圧又は付勢する。さらに、上側ベルト機構Ｂ２には、その周回経路の下側の部分を直線状に走行している上側スチールベルト１０の内周面ないしは裏面に、低温の伝熱媒体（例えば、０〜１０℃の水）を噴射し、上側スチールベルト１０を冷却する上側伝熱媒体供給機構１２が設けられている。上側従動ローラ４はドラム状に形成され、その内部には上側従動ローラ４のドラムを冷却する上側ドラム冷却器１３が配設されている。なお、上側ドラム冷却器１３は、例えばドラム内周面に低温（例えば、０〜１０℃）の冷却水を噴射して上側従動ローラ４を冷却する。

下側ベルト機構Ｂ１と上側ベルト機構Ｂ２とは、その周回経路の上側の部分を直線状に走行している下側スチールベルト５と、その周回軌道の下側の部分を直線状に走行している上側スチールベルト１０とが、製造すべき成形製品の厚さに対応する間隔ないしは間隙を保つように好ましく配設されている。なお、下側スチールベルト５と上側スチールベルト１０の上記間隔ないしは間隙は、製造すべき成形製品の厚さに応じて、所定の範囲内（例えば、５〜５０ｍｍ）で任意にかつ容易に変更することができる。

かくして、ベルト式成形装置Ｐ１の運転時には、両ベルト機構Ｂ１、Ｂ２が上下方向に互いに対向している部位、すなわち後で説明する成形製品の製造途上にある成形材料（仕掛品）を押圧しつつ移送する部位では、下側スチールベルト５と上側スチールベルト１０とが、冷却された状態で、互いに所定の間隔ないしは間隙を保持しつつ、同一方向に同一速度で直線状に水平走行する。なお、以下では、便宜上、成形材料を移送する方向（図１中における位置関係では左右方向）に関して、成形材料が供給される側（図１中では左側であり、成形材料移送の上流側）を「前」といい、成形材料ないしは成形製品が排出される側（図１中では右側であり、成形材料移送の下流側）を「後」ということにする。また、ベルト式成形装置Ｐ１を後側からみて左側及び右側を、それぞれ「左」及び「右」ということにする。したがって、例えば図１及び図３は、ベルト式成形装置Ｐ１の左の側面を示していることになる。

図１から明らかなとおり、上側駆動ローラ３は下側駆動ローラ１のやや前方に配置されている。そして、上側駆動ローラ３のやや後方において下側駆動ローラ１の上方に、両ベルト機構Ｂ１、Ｂ２から排出された成形材料ないしは成形製品を所定の後処理装置に移送する製品取出機構Ｄが配置されている。また、上側従動ローラ４は、下側ベルト機構Ｂ１の上に、後で詳しく説明する材料供給機構Ｆを配置するためのスペースを確保するために、下側従動ローラ２のかなり後方に配置されている。

下側従動ローラ２のやや前方には、下側カバーフィルム１４がロール状に巻き付けられた下側フィルムローラ１５が配設されている。なお、下側フィルムローラ１５はフレーム構造体Ｒに取り付けられている。ベルト式成形装置Ｐ１の運転時には、下側フィルムローラ１５に巻き付けられた下側カバーフィルム１４は、下側従動ローラ２と、該下側従動ローラ２に対向して配置された下側対向ローラ１６とによって、連続的に下側フィルムローラ１５から引き出される。

そして、下側カバーフィルム１４は、下側従動ローラ２と下側対向ローラ１６の対向部ないしは挟み付け部で、下側従動ローラ２の外周面に当接している下側スチールベルト５と下側対向ローラ１６の外周面との間に挟まれて下側スチールベルト５の外周面に密着させられる。この後、下側カバーフィルム１４は、下側スチールベルト５に密着した状態で後方に移送される。すなわち、下側従動ローラ２より後方では、下側カバーフィルム１４と下側スチールベルト２とは、互いに密着した状態を維持しつつ、同一速度で後方に移動する。前記のとおり、下側従動ローラ２のドラムが下側ドラム冷却器９によって冷却されているので、下側従動ローラ２の外周面に当接している部分で、下側スチールベルト５は冷却され、低温状態となる。これに伴い、下側スチールベルト５に密着している下側カバーフィルム１４も低温状態となる。

さらに、前後方向に関して、下側従動ローラ２と下側フィルムローラ１５の間のスペースには、下側従動ローラ２の外周面に当接している下側スチールベルト５の外周面に水を噴霧又は噴射する下側水噴射ノズル１７が配設されている。ベルト式成形装置Ｐ１の運転時には、下側水噴射ノズル１７から噴霧又は噴射された霧状又はスプレー状の水が、下側カバーフィルム１４とはまだ密着していない下側スチールベルト５の外周面に付着する。このように下側スチールベルト５に付着した水によって、下側カバーフィルム１４と下側スチールベルト５の外周面とを、両者間に空気ないしは気泡を混入させることなく密着させることができる。なお、両者間に空気ないしは気泡が混入した場合、成形材料が下側スチールベルト５と上側スチールベルト１０との間に挟まれて上下方向に押圧されたときに、空気ないしは気泡が存在する位置において下側カバーフィルム１４に穴ないしはピンホールが生じるおそれがある。

上側従動ローラ４のやや上方には、上側カバーフィルム１８がロール状に巻き付けられた上側フィルムローラ１９が配設されている。なお、上側フィルムローラ１９はフレーム構造体Ｒに取り付けられている。ベルト式成形装置Ｐ１の運転時には、上側フィルムローラ１９に巻き付けられた上側カバーフィルム１８は、上側従動ローラ４と、該上側従動ローラ４に対向して配置された上側対向ローラ２０とによって連続的に上側フィルムローラ１９から引き出される。

そして、上側カバーフィルム１８は、上側従動ローラ４と上側対向ローラ２０の対向部ないしは挟み付け部で、上側従動ローラ４の外周面に当接している上側スチールベルト１０と上側対向ローラ２０の外周面との間に挟まれて上側スチールベルト１０の外周面に密着させられる。この後、上側フィルム１８は、上側スチールベルト１０の外周面に密着した状態で上側従動ローラ４の外周面に沿っておおむね下方に移送された後、上側スチールベルト１０とともに後方に移送される。すなわち、上側従動ローラ４より後方では、上側カバーフィルム１８と上側スチールベルト１０とは、互いに密着した状態を維持しつつ、同一速度で後方に移動する。前記のとおり、上側従動ローラ４のドラムが上側ドラム冷却器１３によって冷却されているので、上側従動ローラ４の外周面に当接している部分で、上側スチールベルト１０は冷却され、低温状態となる。これに伴い、上側スチールベルト１０に密着している上側カバーフィルム１８も低温状態となる。

さらに、上下方向に関して、上側従動ローラ４と上側フィルムローラ１９の間のスペースには、上側従動ローラ４の外周面に当接している上側スチールベルト１０の外周面に水を噴霧又は噴射する上側水噴射ノズル２１が配設されている。ベルト式成形装置Ｐ１の運転時には、上側水噴射ノズル２１から噴霧又は噴射された霧状又はスプレー状の水が、上側カバーフィルム１８とはまだ密着していない上側スチールベルト１０の外周面に付着する。このように上側スチールベルト１０に付着した水によって、上側カバーフィルム１８と上側スチールベルト１０の外周面とを、両者間に空気ないしは気泡を混入させることなく密着させることができる。なお、両者間に空気ないしは気泡が混入した場合、下側カバーフィルム１４の場合と同様の理由により、上側カバーフィルム１８に穴ないしはピンホールが生じるおそれがある。

前後方向に関して下側従動ローラ２と上側従動ローラ４の間において、下側ベルト機構Ｂ１の上方には、その周回経路の上側の部分を走行している下側スチールベルト５上の下側カバーフィルム１４の上に、成形製品の材料（成形材料）を供給する材料供給機構Ｆが配設されている。後で詳しく説明するように、材料供給機構Ｆは、下側スチールベルト５の幅方向（以下「ベルト幅方向」という。）に互いに所定の間隔を隔てて配置された左側材料フィーダー２２及び右側材料フィーダー２３と、両材料フィーダー２２、２３より後方に配置された後側材料フィーダー２４とを備えている。左右の両材料フィーダー２２、２３及び後側材料フィーダー２４には、それぞれ、材料供給源２５から材料供給装置２６、２７を経由して流動性を有する同一の成形材料が供給される。

図２及び図３に示すように、左側材料フィーダー２２及び右側材料フィーダー２３は、上下に伸びる筒状の成形材料の供給手段であって、その下端部のノズルから下側スチールベルト５上の下側カバーフィルム１４に対して流動性を有する成形材料をストランド状ないしは柱状、例えば四角柱状又は円柱状で吐出する。なお、吐出されるストランド状ないしは柱状の成形材料のベルト幅方向ないしは左右方向の寸法、すなわちノズルの吐出口の左右方向の寸法は、後で説明する堰部３０、３１を適切に形成することができる範囲内（例えば５〜３０ｍｍ）で好ましく設定される。そして、左側材料フィーダー２２と右側材料フィーダー２３とは、ベルト幅方向すなわち左右方向に所定の間隔で配置されている。なお、左側材料フィーダー２２と右側材料フィーダー２３の上記間隔は、製造すべき成形製品の幅寸法に応じて、所定の範囲内（例えば、３５０〜４８０ｍｍ）で任意に変更することができる。

他方、後側材料フィーダー２４は、ベルト幅方向すなわち左右方向に伸びる成形材料の供給手段であって、下側スチールベルト５上の下側カバーフィルム１４に対して、左右にわたって所定の幅で一様にかつ全面的に、流動性を有する成形材料をシート状（流膜状）で供給する。なお、後側材料フィーダー２４が成形材料を供給する幅（シート幅）は、製造すべき成形製品の幅寸法に応じて、所定の範囲内（例えば、３５０〜４８０ｍｍ）で任意に変更することができる。

図４に示すように、ベルト式成形装置Ｐ１の運転時には、その上に下側カバーフィルム１４が密着している下側スチールベルト５（図５（ａ）参照）が、周回経路の上側で下側ベルト機構Ｂ１の前端部から後方に移動する。そして、左側材料フィーダー２２から流動性を有する成形材料が連続的に吐出される。この成形材料は、常温では固体であるが、温度の上昇に伴って軟化ないしは溶融し、温度が高いときほど粘度が低くなる熱溶融性又は熱可塑性の材料（以下「熱可塑性材料」という。）である。すなわち、熱可塑性材料からなる成形材料は、溶融状態又は軟化状態では、その温度を変えることにより粘度を調節することができるものである。そして、成形材料の温度は、該成形材料が下側カバーフィルム１４上に当接したときに、左右方向にほとんど広がらず、おおむね吐出時の幅を維持することができる粘度を有するように好ましく設定される。

熱可塑性材料からなる成形材料は、下側カバーフィルム１４に当接した後、低温の下側スチールベルト５によって冷却され、後方に移動するのに伴って温度が低下して粘度が増加し、最終的には固化する。そして、このように連続的に吐出されて固化する成形材料は、下側スチールベルト５ないしは下側カバーフィルム１４の後方への移動により、下側カバーフィルム１４上において前後方向に直線状に伸びる左側堰部３０を形成する。

このように形成される左側堰部３０の幅は、左側材料フィーダー２２から吐出される柱状の成形材料の左右の寸法、ないしは左側材料フィーダー２２のノズルの吐出口の左右の寸法とおおむね同一となる。すなわち、左側堰部３０の幅は、左側材料フィーダー２２のノズルの吐出口の左右の寸法を変えることにより、自在に調節することができる。また、左側堰部３０の高さは、下側スチールベルト５の移動速度と左側材料フィーダー２２の成形材料の供給速度とによって決定される。したがって、左側堰部３０の高さは、下側スチールベルト５の移動速度に応じて、左側材料フィーダー２２の材料供給速度を変えることにより、自在に調節することができる。なお、図４に示す具体例では、左側堰部３０は前後方向に伸びる四角柱状のストランドであるが、左側堰部３０の形状はこれに限定されるものではなく、どのような形状であってもよい。例えば、左側堰部３０は、半円柱状あるいは三角柱状であってもよい。

右側材料フィーダー２３も、左側材料フィーダー２２の場合と同様に、ベルト式成形装置Ｐ１の運転時において、その上に下側カバーフィルム１４が密着している下側スチールベルト５がその周回経路の上側で後方に移動しているときに、下側カバーフィルム１４上に前後方向に直線状に伸びる右側堰部３１を形成する。したがって、後方へ移動する下側スチールベルト５上の下側フィルム１４の上には、図５（ｂ）に示すように、形状（例えば幅及び高さ）が互いに等しく、かつ後方に向かって直線状に伸びる互いに平行な１対の堰部３０、３１が形成される。

そして、後側材料フィーダー２４は、左側及び右側の両材料フィーダー２２、２３の後方で、下側フィルム１４上に形成された左側堰部３０と右側堰部３１の間において下側カバーフィルム１４に対して全面的に、熱可塑性材料からなる成形材料を連続的にシート状（液膜状）で下向きに供給する。熱可塑性材料からなる成形材料は、下側カバーフィルム１４に当接した後、低温の下側スチールベルト５によって冷却され、後方に移動するのに伴って温度が低下して粘度が増加し、最終的には固化する。そして、このように連続的に供給されて固化する成形材料は、下側スチールベルト５ないしは下側カバーフィルム１４の後方への移動により、左側堰部３０と右側堰部３１との間において、下側カバーフィルム１４上に前後方向に帯状に伸びる成形材料本体部３２を形成する。

ここで、下側カバーシート１４上に供給されるシート状の成形材料の幅（シート幅）は、左側材料フィーダー２２と右側材料フィーダー２３の間隔と一致するか、又はわずかに短くなるように（例えば１〜３ｍｍ）設定される。また、下側カバーシート１４上に供給されるシート状の成形材料の厚さ（シート厚）及び供給速度は、成形材料本体部３２の高さが左側及び右側の両堰部３０、３１の高さと一致するか、又はわずかに高くなるように設定される。かくして、図５（ｃ）に示すように、後側材料フィーダー２４より後方では、左側堰部３０と右側堰部３１の間に成形材料本体部３２が挟まれてなるほぼ均一な高さを有する成形材料３０〜３２が形成される。この状態では、成形材料３０〜３２は、完全には固化していないので流動性ないしは可塑性を有している。なお、成形材料本体部３２の上面は、平坦であるか又はわずかに上方に凸状となっていなければならず、凹状となるのは好ましくない。

再び図２及び図３に示すように、前後方向に関して後側材料フィーダー２４と上側従動ローラ４の間において、下側スチールベルト５の左側に左側空気吹付機構２８が配設され、右側に左側空気吹き付け機構２９が配設されている。左側空気吹付機構２８は、複数ないしは多数のノズルから、成形材料３０〜３２に空気を吹き付けてエアーカーテンを形成し、成形材料本体部３２が流動性を有していても、該成形材料本体部３２が左側堰部３０を超えて左方に流出するのを防止する。同様に、右側空気吹付機構２９は、成形材料本体部３２が右側堰部３０を超えて右方に流出するのを防止する。

再び図１に示すように、下側カバーシート１４上において左側堰部３０と右側堰部３１との間に成形材料本体部３２が挟まれてなる成形材料３０〜３２は、下側ベルト機構Ｂ１と上側ベルト機構Ｂ２の間の間隙に移送される。その際、成形材料３０〜３２が、上側従動ローラ４と下側スチールベルト５の上面ないしは外周面の対向部を通過するときに、上側従動ローラ４によって成形材料３０〜３２の上面に上側カバーフィルム１８が当接させられる。そして、上側従動ローラ４より後方では、下面が下側カバーフィルム１４によって被覆され上面が上側カバーフィルム１８によって被覆された成形材料３０〜３２が、下側スチールベルト５と上側スチールベルト１０の間に挟まれ、上下方向に押圧される。

成形材料３０〜３２は、下側スチールベルト５と上側スチールベルト１０とによって押圧されて後方に移送される際に、下側スチールベルト５及び上側スチールベルト１０によって冷却される。その結果、図５（ｄ）に示すように、成形材料３０〜３２を構成していた両堰部３０、３１と成形材料本体部３２とは互いに融合しつつ完全に固化し、一体化された成形製品本体部３３となる。この後、下面が下側カバーフィルム１４によって被覆され上面が上側カバーフィルム１８によって被覆された成形製品本体部３３は、両ベルト機構Ｂ１、Ｂ２から後方に排出される。

両ベルト機構Ｂ１、Ｂ２から排出された成形製品本体部３３は、製品取出機構Ｄに移送される。この製品取出機構Ｄは、成形製品本体部３３の左右に延びている余剰の下側カバーフィルム１４及び上側カバーフィルム１８で成形製品本体部３３の両側面を被覆する。かくして、図５（ｅ）に示すように、成形製品本体部３３がカバーフィルム３４で被覆ないしは包装されてなる成形製品３５が完成する。この成形製品３５は、所定の後処理設備（図示せず）に移送される。後処理設備では、例えば、長い帯状の成形製品３５が所定の長さに切断され、切断部がカバーフィルムで被覆される。

以上、本発明に実施形態１に係るベルト式成形装置Ｐ１によれば、後側材料フィーダー２４から下側スチールベルト５の上面に供給された流動性を有する成形材料は、下側スチールベルト５の上面に形成された両堰部３０、３１間に保持され、ベルト幅方向ないしは左右方向に関して両堰部３０、３１の外側には流出しない。したがって、後側材料フィーダー２４から供給される流動性を有する成形材料のベルト幅方向への流出を防止するための複雑なリテーナ等の付帯設備を設ける必要がなくなり、ベルト式成形装置Ｐ１の構造を簡素化することができる。このように、成形製品３５の成形材料自体を、流動性を有する成形材料の堰として用いるので、異物の混入を防止又は抑制することができる。さらに、両材料フィーダー２２、２３のベルト幅方向ないしは左右方向の位置と、後側材料フィーダー２４の材料供給速度とを適切に設定することにより、下側スチールベルト５の上面に、所望の均一な幅と、所望の均一な厚さないしは高さとを有する成形材料を形成することができるので、所望の形状の成形製品３５を高精度で製造することができる。

なお、熱硬化性の材料からなる成形材料から成形製品を製造する場合は、実施形態１に係るベルト式成形装置Ｐ１において、左側及び右側の材料フィーダー２２、２３及び後側材料フィーダー２５から、流動性を有する常温又は低温の成形材料を下側スチールベルト５に供給することになる。そして、下側伝熱媒体供給機構８及び上側伝熱媒体供給機構１２から、熱硬化性の材料の硬化温度より高温の伝熱媒体（例えば、熱硬化性の材料の硬化温度より高温、例えば３０〜１００℃高温のオイル）を噴射して下側スチールベルト５及び上側スチールベルト１０を加熱することになる。

（実施形態２）
以下、図６を参照しつつ本発明の実施形態２に係るベルト式成形装置Ｐ２を説明する。ただし、図６に示す実施形態２に係るベルト式成形装置Ｐ２は、図１〜図５に示す実施形態１に係るベルト式成形装置Ｐ１と多くの共通点を有するので、説明の重複を避けるため、以下では主として実施形態１に係るベルト式成形装置Ｐ１との相違を説明する。なお、図６に示すベルト式成形装置Ｐ２において、図１に示すベルト式成形装置Ｐ１の構成要素と共通する構成要素には、ベルト式成形装置Ｐ１の場合と同一の参照番号を付している。

図６に示すように、実施形態２に係るベルト式成形装置Ｐ２は、上側ベルト機構を備えていない。すなわち、ベルト式成形装置Ｐ２のベルト機構はダブルプレス型のベルト機構ではない。このため、左側及び右側の材料フィーダー２２、２３及び後側材料フィーダー２５から下側ベルト機構Ｂ１の下側スチールベルト５に供給された成形材料は、下側スチールベルト５によって冷却されつつ移送され、成形製品３５となる。その他の点については、実施形態１に係るベルト式成形装置Ｐ１の場合と同様である。

実施形態２に係るベルト式成形装置Ｐ２においても、基本的には実施形態１に係るベルト式成形装置Ｐ１の場合と同様に、下側スチールベルト５の上面に、所望の均一な幅と、所望の均一な厚さないしは高さとを有する成形材料を形成することができるので、所望の形状の成形製品３５を高精度で製造することができる。

Ｐ１ 実施形態１に係るベルトプレス型のベルト式成形装置、Ｐ２ 実施形態２に係るベルト式成形装置、Ｒ フレーム構造体、Ｂ１ 下側ベルト機構（メインベルト機構）、Ｂ２ 上側ベルト機構（サブベルト機構）、Ｆ 材料供給機構、Ｄ 製品取出機構、１ 下側駆動ローラ、２ 下側従動ローラ、３ 上側駆動ローラ、４ 上側従動ローラ、５ 下側スチールベルト（メインベルト）、６ モータ、７ 第１駆動ベルト、８ 下側伝熱媒体供給機構、９ 下側冷却器、１０ 上側スチールベルト（サブベルト）、１１ 第２駆動ベルト、１２ 上側伝熱媒体供給機構、１３ 上側冷却器、１４ 下側カバーフィルム、１５ 下側フィルムローラ、１６ 下側対向ローラ、１７ 下側水噴射ノズル、１８ 上側カバーフィルム、１９ 上側フィルムローラ、２０ 上側対向ローラ、２１ 上側水噴射ノズル、２２ 左側材料フィーダー、２３ 右側材料フィーダー、２４ 後側材料フィーダー、２５ 材料供給源、２６ 前側材料供給装置２７ 後側材料供給装置、２８ 左側空気吹付機構、２９ 右側空気吹付機構、３０ 左側堰部、３１ 右側堰部、３２ 材料本体部、３３ 成形製品本体部、３４ カバーフィルム、３５ 成形製品。

Claims (7)

1. 複数のローラと該ローラに巻き掛けられた金属製の輪状のメインベルトとを有し、該メインベルトが所定の周回経路を走行するメインベルト機構を備えていて、上記周回経路の上側の部分を走行している上記メインベルトの上に供給された流動性を有する成形材料を、上記メインベルトで移送しつつ硬化させ、帯状又は平板状の成形製品を製造するベルト式成形装置であって、
   上記メインベルト機構の上方に、上記メインベルトの幅方向に互いに離間して配置され、上記周回経路の上側の部分を走行している上記メインベルトの上面に対してそれぞれ流動性を有する成形材料を紐状又は柱状で吐出し、上記メインベルト上に、成形材料移送方向に関して下流側に伸びる、上記成形材料が硬化してなる互いに平行な２つの堰部を形成する１対の前側材料フィーダーと、
   成形材料移送方向に関して上記前側材料フィーダーより下流側において上記メインベルト機構の上方に配置され、上記２つの堰部間において上記メインベルトの上面の全面に、流動性を有する成形材料を供給する後側材料フィーダーとを備えていることを特徴とするベルト式成形装置。
2. 成形材料移送方向に関して上記後側材料フィーダーより下流側において、上記メインベルト機構の上側に対向配置され、複数のローラと該ローラに巻き掛けられた金属製の輪状のサブベルトとを有し、該サブベルトが所定の周回経路を走行するサブベルト機構を備えていて、上記２つの堰部及び両堰部間に供給された上記成形材料が、互いに対向する上記メインベルトと上記サブベルトとの間に挟み付けられた状態で下流側に移送されることを特徴とする、請求項１に記載のベルト式成形装置。
3. 成形材料移送方向に関して上記前側材料フィーダーより上流側において、上記メインベルトの外周面に下側カバーフィルムを連続的に供給して密着させる下側カバーフィルム供給機構と、
   上記サブベルトが上記メインベルトと協働して、上記２つの堰部及び両堰部間に供給された上記成形材料を挟み付ける前に、上記サブベルトの外周面に上側カバーフィルムを連続的に供給して密着させる上側カバーフィルム供給機構とを備えていることを特徴とする、請求項２に記載のベルト式成形装置。
4. 上記下側カバーフィルムが上記メインベルトに密着する前に、上記メインベルトの外周面に水を霧状又はスプレー状で噴射する下側水噴射ノズルと、
   上記上側カバーフィルムが上記サブベルトに密着する前に、上記サブベルトの外周面に水を霧状又はスプレー状で噴射する上側水噴射ノズルとを備えていることを特徴とする、請求項３に記載のベルト式成形装置。
5. 成形材料移送方向に関して上記後側材料フィーダーと上記サブベルト機構との間に、上記メインベルト上の成形材料に対して、上記メインベルトの幅方向に関して両側から内向きに空気を噴出させる１対の空気吹き付け機構を備えていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載のベルト式成形装置。
6. 成形材料が熱溶融性又は熱可塑性の材料であり、成形材料移送方向に関して上記前側材料フィーダーと上記後側材料フィーダーとの間に、上記メインベルトを冷却するベルト冷却機構を備えていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載のベルト式成形装置。
7. 成形材料が熱硬化性の材料であり、成形材料移送方向に関して上記前側材料フィーダーと上記後側材料フィーダーとの間に、上記メインベルトを加熱するベルト加熱機構を備えていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載のベルト式成形装置。

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