JP3427899B2 - 木繊維板の押出し成形方法及び押出し成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 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塑性成形法として知られ、
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。

ボイラー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 br
azilienzis）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内において実際の塑性成形処理がなされ
る。

塑性成形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2
5、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を塑性成形すること
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、塑性成形中
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、塑性成形工程中に板材
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
下に置く塑性成形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、塑性成形中の材料の移
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、塑性成形中、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、直接塑性成形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、
このことは塑性成形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、続く塑性成形工程にお
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、このようにして材料にし
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。

塑性成形された板材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
る塑性成形時の材料の流れは、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、塑性成形される板材を保持し、塑性成形の最中
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
塑性成形形状に依存する。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塑性成形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塑性成形を可能
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
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、適切な塑性成形処理の
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3.2
mm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20
0℃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0.5k
g/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。

塑性成形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の塑性成形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枚のドア外板の塑性成
形に使用される。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
せる。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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (56)参考文献 特開 昭58−24433（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−93077（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−264916（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−284912（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−42804（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−49550（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B27N 7/00

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも上型及び下型を型部材として備
   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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項８】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。
9. 【請求項９】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。
10. 【請求項１０】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型部材として備え、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。
11. 【請求項１１】前記プレス機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10
    に記載の装置。
12. 【請求項１２】前記プレス工程に使用される前記型部材
    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10または11に記載の装置。
13. 【請求項１３】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12に記
    載の装置。
14. 【請求項１４】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10から13のいずれか一つに記載の装置。
15. 【請求項１５】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10から14のいずれか一つに記載の装置。
16. 【請求項１６】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10から15のい
    ずれか一つに記載の装置。