JP7097058B2

JP7097058B2 - ブロック材切断装置

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Publication number: JP7097058B2
Application number: JP2018121089A
Authority: JP
Inventors: 昇上山
Original assignee: NIHON CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD
Current assignee: NIHON CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2018-06-26
Publication date: 2022-07-07
Anticipated expiration: 2038-06-26
Also published as: JP2020001110A

Description

本発明は、合成樹脂発泡体からなるブロック材を所定の大きさに切断するブロック材切断装置に関する。

発泡スチロールなどの合成樹脂発泡体は、農水産物を収容する容器や、各種商品の緩衝材、建築用建材など様々な産業分野で利用されている。合成樹脂発泡体は高い断熱性を有することから、例えば、建築の分野では住宅などの断熱材として、壁面などに埋め込まれる板状材（以下、ボード材と言う）が使用されている。

従来、合成樹脂発泡体からなるボード材は、各種切断装置によって、ブロック材を所定の厚さに切断して製造される（例えば、特許文献１参照）。従来の切断装置について、図５に基づいて説明する。図５に示す切断装置１１は、ブロック材を搬送する搬送部１２と、搬送部１２の搬送方向両側に設置された一対の支持部１３、１３’と、一対の支持部１３、１３’間に掛け渡された電熱線１４とを備える。ブロック材２０は平面視で長方形の直方体であり、このブロック材２０が発熱した電熱線１４を通過することで切断され、ボード材が得られる。

特開平１１－１５６８００号公報

図５に示すように、従来の切断装置による切断方法では、まず、搬送部１２の電熱線１４よりも搬送方向上流側の載置部にブロック材２０を載置する。ブロック材２０は、平面視長方形の短辺側を電熱線１４に向けて載置される。その後、ブロック材２０を手動または自動で搬送方向（図５のＹ方向）に搬送する。搬送によって、ブロック材２０が一方の短辺側側面２０ａから他方の短辺側側面２０ａ’に向けて切断される。しかし、この切断方法では、電熱線による切断距離が長くなり、切断時間が長くなる傾向にある。切断時間が長くなると、電熱線にかかる負担が増加するとともに、電熱線の通電に伴う消費電力も大きくなるおそれがある。

本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、ブロック材の切断時間を短縮することができ、電熱線にかかる負担が軽減され、切断時の消費電力が抑制されるブロック材切断装置を提供することを目的とする。

本発明のブロック材切断装置は、合成樹脂発泡体からなる直方体のブロック材を切断するブロック材切断装置であって、上記ブロック材を水平方向に搬送する搬送部と、該搬送部の搬送方向両側に対向配置された一対の支持部と、該一対の支持部間に、上記搬送方向と直交する向きで掛け渡され、導通される電熱線とを備え、上記搬送部は、上記ブロック材を該ブロック材の長手方向が上記電熱線の掛け渡し方向と平行になるように載置する、平面視略長方形の載置面を有し、上記載置面の長手方向が上記電熱線の掛け渡し方向と平行であり、上記載置面の短手方向が上記搬送方向と平行であることを特徴とする。

上記ブロック材切断装置は、上記搬送方向両側のうち少なくとも一方側に、搬送方向に沿いつつ、上記載置面に対して直立したガイド部を有することを特徴とする。

上記ガイド部は、間隔をおいて並列に配置された複数のローラからなり、上記複数のローラは、該各ローラの回転軸が上記載置面に対して直交する向きに設けられていることを特徴とする。

上記電熱線が第１電熱線であり、上記ブロック材切断装置は、上記第１電熱線よりも搬送方向下流側に第２電熱線を有しており、上記第２電熱線は、上記搬送方向と直交する向きで、かつ、上記第１電熱線の掛け渡し方向と直交する向きで掛け渡され、導通される電熱線であることを特徴とする。

前記載置面の長手方向長さが、１６００～２４００ｍｍであり、前記載置面の短手方向長さが、８００～１２００ｍｍである。

本発明のブロック材切断装置は、合成樹脂発泡体からなる直方体のブロック材を搬送部で搬送しながら電熱線で切断する切断装置であって、搬送部は、ブロック材を該ブロック材の長手方向が電熱線の掛け渡し方向と平行になるように載置する、平面視略長方形の載置面を有し、載置面の長手方向が電熱線の掛け渡し方向と平行であり、載置面の短手方向が搬送方向と平行であるので、切断の際、ブロック材を長辺側側面から切断できる。その結果、ブロック材の切断距離が短くなるため、従来装置のようにブロック材の短辺側側面から切断する場合に比べて、切断時間を短縮できる。これにより、電熱線にかかる負担が軽減されるとともに、切断時の消費電力が抑制される。

ブロック材切断装置は、搬送方向両側のうち少なくとも一方側に、搬送方向に沿いつつ、載置面に対して直立したガイド部を有するので、ブロック材の短辺側側面をガイド部へ当接させることができ、ブロック材の長手方向の位置合わせが容易となる。また、ガイド部は、複数のローラからなり、複数のローラは、該各ローラの回転軸が載置面に対して直交する向きに設けられているので、ブロック材の搬送に伴って各ローラが回転し、搬送時のガイド部による抵抗を軽減することができる。

本発明の切断装置の斜視図である。本発明の切断装置の平面図である。ブロック材の寸法を説明するための図である。ブロック材を切断する際の状態を搬送方向下流側から見た図である。従来の切断装置によるブロック材の切断を示す図である。

本発明に係る切断装置の一例を図１、図２に基づいて説明する。図１は切断装置の斜視図であり、図２はその平面図である。図１に示すように、切断装置１は、搬送物としてのブロック材（図示省略）を水平方向に搬送する搬送部２と、搬送部２の搬送方向両側に対向配置された一対の支持部３、３’と、一対の支持部３、３’間に、搬送方向と直交する向きで掛け渡された電熱線４とを備える。電熱線４は、ブロック材を所定の厚さでスライスできるように水平に張られている。図１および図２のＸ方向が搬送方向である。

また、切断装置１は、電熱線４とは異なる向きで張られた電熱線６を有する。図１に示すように、一対の支持部３、３’よりも搬送方向下流側であって、搬送方向両側に一対の支持部５、５’が対向配置されている。この一対の支持部５、５’を連結する接続バー５ａから、電熱線６が鉛直方向下向きに掛け渡されている。電熱線６は、搬送方向と直交する向きで、かつ、電熱線４の掛け渡し方向と直交する向きで掛け渡されている。電熱線４および電熱線６は、それぞれ電源部（図示省略）に接続されており、通電により発熱する。図１において、電熱線４が第１の電熱線であり、電熱線６が第２の電熱線である。切断装置１は、搬送部２の電熱線４よりも搬送方向上流側に載置されるブロック材を電熱線４および電熱線６によって切断して、電熱線６よりも搬送方向下流側へと搬送する。

図１において、搬送部２は、ブロック材を水平方向に搬送するベルトコンベアである。基材となるフレームには無端状の搬送ベルトが２つ掛け渡されている。搬送部２の頂面（搬送面）は、ベルト部２ｂおよびベルト部２ｃと、搬送ベルトで覆われていない非ベルト部２ａとから構成される。ベルト部２ｂおよびベルト部２ｃは互いに離間して、平行に配置される。非ベルト部２ａは、ベルト部２ｂとベルト部２ｃの間となる搬送面の幅方向略中央部分を占め、搬送方向に沿って配置される。この非ベルト部２ａには、鉛直方向に張られた電熱線６の一方の端部が接続される。搬送部２の下部にはモータ２ｄが設けられており、モータ２ｄの駆動により、ベルトコンベアが回転する。

図２に示すように、本発明の切断装置１において、搬送部２は、搬送面の電熱線４よりも搬送方向上流側に、ブロック材を載置する載置面９を有する。載置面９は、直方体のブロック材を該ブロック材の長手方向が電熱線４の掛け渡し方向と平行になるように載置するための載置場所である。載置面９は平面視略長方形であり、載置面９の長手方向が電熱線４の掛け渡し方向と平行であり、載置面９の短手方向が搬送方向と平行である。この載置面９の形状と一致する向きでブロック材が載置される。具体的には、ブロック材の長手方向が載置面９の長手方向と一致し、ブロック材の短手方向が載置面９の短手方向と一致するようにブロック材が載置される。図２に示すように、載置面９は、ベルト部２ｂの一部からベルト部２ｃの一部にかけて設けられ、ブロック材は非ベルト部２ａを跨いで載置される。

本発明の切断装置１は、従来の切断装置と異なり、ブロック材を長辺側側面（図３参照）から切断できる構成となっている。載置面の長手方向長さは１２００～２５００ｍｍであり、好ましくは１６００～２４００ｍｍである。載置面の短手方向長さは６００～１２００ｍｍであり、好ましくは８００～１２００ｍｍである。載置面の具体的な寸法について、より好ましくは、載置面の長手方向長さが２０００ｍｍであり、載置面の短手方向長さが１０００ｍｍである。また、載置面の短手方向長さに対する載置面の長手方向長さは、１．２～３．０倍であり、好ましくは１．５～２．５倍であり、より好ましくは２倍である。載置面９の長辺は、電熱線４または搬送部２の端部からそれぞれ所定距離離間して配置される。また、載置面９の短辺は、搬送部２の側縁からそれぞれ所定距離離間して配置される。搬送部２の側縁に後述するガイド部７が設けられている場合は、ガイド部の側縁に沿って載置面の短辺が配置される。

図１および図２に示すように、切断装置１は、搬送部２の搬送方向両側の一方の側縁に、搬送方向に沿いつつ、載置面９に対して直立したガイド部７を有する。ガイド部７は、間隔をおいて並列に配置された複数のローラ８からなっている。複数のローラ８は、各ローラの回転軸が載置面９に対して直交する向きに設けられ、それぞれ回転可能となっている。複数のローラ８の配列方向は搬送方向と一致する方向である。

本発明の切断装置では、ブロック材の長辺側を切断する電熱線６を有するため、ブロック材の長手方向の位置合わせも重要となる。ガイド部７を設けることで、ブロック材の短辺側側面をガイド部に当接させることができ、ブロック材を載置する際の位置合わせが容易となる。さらに、ガイド部が回転可能な複数のローラからなるので、ガイド部と当接した状態でブロック材が搬送されても抵抗は軽微なものとなる。なお、ガイド部を搬送方向両側に設けてもよい。また、ガイド部を電熱線４よりも搬送方向上流側だけでなく、搬送方向下流側にも設けてもよい。

本発明の切断装置で切断するブロック材について、図３に基づいて説明する。ブロック材１０は合成樹脂発泡体からなっている。ブロック材１０は、有機樹脂に発泡剤を添加して加熱時に発生するガスを利用して成形したり、反応性樹脂が反応時に発生するガスを利用して成形したりする発泡成形法により製造できる。成形方法は製造するための従来の金型を用いて発泡成形することができる。例えば、予備発泡粒子を型内発泡成形することにより得られる。

ブロック材を製造する合成樹脂発泡体は、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などの樹脂の種類、分解型発泡剤や蒸発型発泡剤などの発泡手段、射出発泡法や押出し発泡法などの成形方法、発泡倍率１０～２０倍以下の低発泡や４０～８０倍の高発泡などの発泡倍率、独立または連続気泡などの気泡構造、成形後の乾燥条件など、ブロック材を切断して得られるボード材の種類や用途により種々選択することができる。

例えば、ボード材を断熱材、特に湿式外断熱工法用の断熱材として用いる場合、ボード材表面のガクブチや、経時変化による寸法収縮、反りなどが防止できることが望ましい。そのため、ブロック材の成形後、ブロック材の状態で高温乾燥室内で所定期間（例えば数日）養生し、さらに常温下で所定期間（例えば数週間）養生することが好ましい。また、ブロック材の密度は１６．５ｋｇ／ｍ³以上であることが好ましい。

本発明では、上記合成樹脂発泡体が、スチレン改質ポリエチレン系樹脂発泡体、ポリスチレン樹脂発泡体、ハイインパクトポリスチレン樹脂発泡体、スチレン－エチレン共重合体樹脂発泡体、およびポリオレフィン系樹脂発泡体から選ばれた少なくとも１つの合成樹脂発泡体であることが好ましい。

ブロック材の各寸法について説明する。図３に示すように、ブロック材１０は、長さＬ、幅Ｗ、厚さＴの直方体である。長さＬは幅Ｗよりも長くなっており、平面視長方形である。例えば、長さＬは１２００～２５００ｍｍであり、幅Ｗは６００～１２００ｍｍであり、厚さＴは、３００～８００ｍｍである。本発明の切断装置では、ブロック材１０を短辺側側面１０ａからではなく、長辺側側面１０ｂから切断することで、切断時間を短縮している。

以下には、本発明の切断装置を用いてブロック材を切断する方法を説明する。ブロック材１０の切断方法では、まず、切断装置１の載置面９の形状に合わせて、ブロック材１０を載置する。ブロック材１０の長手方向が載置面９の長手方向と一致し、ブロック材１０の短手方向が載置面９の短手方向と一致するように載置する。またこのとき、ガイド部７にブロック材の短辺側側面１０ａを当接させて位置合わせを行い、長辺側側面１０ｂを電熱線４に対向させる。

ブロック材１０を載置した後、搬送部２を駆動させ、長辺側側面１０ｂを前面としてブロック材を搬送させる。搬送時のブロック材１０の搬送速度（ローラースピード）は、切断面に電熱線４、電熱線６の跡が残らないように適宜調整される。ブロック材は、通電で発熱した電熱線によって溶断される。一般に、ブロック材の搬送速度に対して溶断速度が速いと切断面が溶けすぎてしまう。また、ブロック材の搬送速度に対して溶断速度が遅いと切断面が粗くなってしまう。従来の切断方法では、電熱線の切断距離が長いため、複数の金属線間の溶断速度の誤差が大きくなりやすく、搬送速度の調整が困難となっている。

本発明の切断装置による切断方法では、ブロック材１０の長辺側側面１０ｂから切断するため、電熱線の切断距離が短くなる。そのため、複数の金属線間の溶断速度のバラつきが小さく、搬送速度の調整が容易となる。搬送速度は、例えば、３００～４００ｍｍ／ｍｉｎが好ましく、３００～３５０ｍｍ／ｍｉｎがより好ましい。搬送速度が４００ｍｍ／ｍｉｎを超えると、電熱線の跡が残るおそれがある。

ここで、ブロック材の切断時の状態を図４に基づいて説明する。図４は、搬送方向下流側からブロック材を見た図である。切断装置１の電熱線４は複数の金属線４ａ～４ｆから構成される。各金属線４ａ～４ｆはそれぞれ異なる高さ位置で互いに平行に、かつ、水平に掛け渡されている。隣り合う金属線同士の間隔は、それぞれ等しくなっている。間隔の長さは、ボード材の用途などによっても異なるが、例えば５０～１００ｍｍである。電熱線４における金属線の本数は、図４の６本に限定されず、例えば、３本や４本としてもよい。

電熱線６は１本の金属線から構成され、鉛直方向に張られている。電熱線６は、ガイド部７によって位置合わせされたブロック材１０を長手方向で二等分（センターカット）するように掛け渡される。具体的には、電熱線６の一端が、接続バー５ａの幅方向の略中央位置に接続され、電熱線６の他端が、搬送面の幅方向の略中央位置に接続される。なお、電熱線６が複数の金属線から構成されていてもよい。電熱線４および電熱線６は、通電によって熱を発生する金属線であればよく、金属の種類は特に限定されない。金属として、例えばニクロムやステンレス鋼などが用いられる。また、金属線の線径は０．１～２．０ｍｍである。

図４に示すように、電熱線４の各金属線の長さは電熱線６の金属線の長さよりも長くなっている。これら金属線はそれぞれ所定の張力で掛け渡されているが、電熱線４の金属線の方が電熱線６の金属線よりも大きい張力で張られることが好ましい。本発明の切断装置では、従来の切断装置に比べて搬送部の幅方向が幅広になっており、それに伴って電熱線４の金属線の長さも長くなっている。そのため、比較的大きな張力で張ることで平行を維持できる。

切断装置１を用いた切断方法では、水平方向に張られた電熱線４と、鉛直方向に張られた電熱線６とをブロック材が連続的に通過するので、ブロック材を厚さ方向にスライスするとともに、長手方向にカットできる。そのため、ボード材の製造効率の向上が図れる。なお、長手方向にカットした切断面は、仕上げカットの基準面とすることができる。

本発明のブロック材切断装置は、ブロック材の切断時間を短縮することができ、電熱線にかかる負担が軽減され、切断時の消費電力が抑制されるので、例えば、断熱材用のボード材の製造に広く用いられる。

１切断装置
２搬送部
３、３’ 支持部
４電熱線
５、５’ 支持部
６電熱線
７ガイド部
８ローラ
９載置面
１０ブロック材

Claims

合成樹脂発泡体からなる直方体のブロック材を切断するブロック材切断装置であって、
前記ブロック材を水平方向に搬送する搬送部と、該搬送部の搬送方向両側に対向配置された一対の支持部と、該一対の支持部間に、前記搬送方向と直交する向きで掛け渡され、導通される電熱線とを備え、
前記搬送部は、前記ブロック材を該ブロック材の長手方向が前記電熱線の掛け渡し方向と平行になるように載置する、平面視略長方形の載置面を有し、
前記載置面の長手方向が前記電熱線の掛け渡し方向と平行であり、前記載置面の短手方向が前記搬送方向と平行であり、
前記ブロック材切断装置は、前記搬送部において、前記電熱線よりも搬送方向上流側でかつ前記搬送方向両側のうち一方側にのみ、搬送方向に沿いつつ、前記載置面に対して直立したガイド部を有し、
前記電熱線が第１電熱線であり、前記ブロック材切断装置は、前記第１電熱線よりも搬送方向下流側に第２電熱線を有しており、
前記第２電熱線は、前記搬送方向と直交する向きで、かつ、前記第１電熱線の掛け渡し方向と直交する向きで掛け渡され、導通される電熱線であり、
前記搬送部の搬送面は、搬送ベルトからなるベルト部と該搬送ベルトで覆われていない非ベルト部とを有し、前記非ベルト部には、前記第２電熱線の一方の端部が接続されることを特徴とするブロック材切断装置。
前記ガイド部は、間隔をおいて並列に配置された複数のローラからなり、前記複数のローラは、該各ローラの回転軸が上記載置面に対して直交する向きに設けられていることを特徴とする請求項１記載のブロック材切断装置。
前記載置面の長手方向長さが、１６００～２４００ｍｍであり、前記載置面の短手方向長さが、８００～１２００ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のブロック材切断装置。