JPH05504737A - 木粉で成形物体を製造する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 木粉で成形物体を製造する方法および装置本発明は木粉（ｗｏｏｄ　ｄｕｓｔ） で例えば煙草パイプのヘッドのようなモールド成形ボディーを製造する方法に関 する。ＦＲ−５４７，６３６号によれば、モールド方法でパイプヘッドを製造す ることは既に提案されている。この方法によれば、好ましいバイブ用の木、すな わちプライヤー、は粉の状態でモールド混合材に使用される。この混合材はさま ざまな結合および硬化剤を保存する。純粋なプライヤーウッドのバイブを製造す る従来の方法に於いては大量の廃材が生じている。この木は粉粒体として使用で きるならばパイプヘッドの製造に適当なモールド剤の重要な成分として更に良好 に利用することができる。しかしなから注目しな（すればならないことは、ＦＲ −５４７，６３６号による方法では、モールド物質は５０％以下しか木を含存せ ず、残りの成分は環境に対する観点から適当であるとはいえないことである。

また米国特許第２，３５２，２０１号明細書はプライヤー粉の使用を可能にする パイプヘッドのモールド成形に係わるか、製品は主としてプラスター製品であり 、それほど魅力的ではない。

本発明の目的は、非常に高い木粉の含有量を有していて、ＰＲ−５４７，６３６ 号による方法では６０時間もの硬化時間が言及されているのに対して、短い処理 時間、例えば３０秒程度の処理時間で経済的に製造できるようになされたパイプ ヘッドなとのモールド成形ボディーを製造可能にする方法を提供することである 。

しかしながら本発明は、このパイプヘッドより小さなその他の木製品のモールド 成形や、或いは大きな製品のモールド成形を更に示唆するうぇで大きな一歩を踏 み出すのである。本発明は、木積層技術に於いて目を見張る発展があったという ことの考慮に基づくものであり、この発展か特別な結合剤および硬化方法によっ てサンドイッチ製品に於ける薄い本プレートの間で急速且つ効果的な結合が得ら れることを可能にした。また、本発明によれば、モールド成形混合材に於ける木 粉とうしの同様な有効な結合の達成か可能となるに違いないのである。この混合 材は、絶対的な優勢量を占める木粉と、必要最小限の量のみとされる結合および 硬化剤によって準備され、同様に硬化処理されるのである。

本質的なこととして、これにより非常に高い含有量とされる木粉でモールド成形 ボディーを製造することが可能とされ、このボディーは真の木製品の特徴の全て を得ることかできるのである。例えば、モールド成形された家具の取っ手の場合 には、隣接する木製品とまったく同じ方法で塗装できるのである。この安価な同 じ木部材はモールド成形によって作られると耐久性の増大すら示すのである。製 品には、弱化させる筋（ｖｅｉｎ）や階層（ｓｔｒａｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）か 生じないのである。

積層木製品に於けるプレート部材どうしの結合のために開発されたような最近の 結合剤は有効であり且つまた環境に優しい。また、米粉末や小さなチップとされ た微細な木粉粒とうしを結合させることに関連した場合には、数パーセントの結 合剤を使用するだ（すで十分であり、これにより製品は例えば９６％の木によっ て構成され、すなわち実際的に純粋の木製品とみなされよう。

木チップを使用して、モールド成形はｍａ面を有する物体を生み出す。この構造 面は勿論ながら筋を存する自然本表面とは同してはないが、塗装をしないときは モールド成形したプラスチック表面よりは“生きている”感じとなる。

本発明によって開発された非常に短い処理時間は高周波加熱の使用に基づいてい る。最近の無害な結合剤は水性とされ、それ故に高周波フィールドの作用による 硬化のために容易に加熱できるのである。これは、木プレートの結合の場合だけ でなく、モールド成形に於ける木粉粒の結合の場合においても同様である。この 理由により、本発明に関して、上述したような短い製造時間で作業できるように なるのである。従って倣いカッティングのような従来の成形技術に比へて、モー ルド成形によって極めて経済的に、“木部材”を製造できるようになる。

これはバイブヘットや引き出しの取っ手のような小さな木製品に特に応用できる か、本社の底、捻れた形の家具或いは全ドアープレート（ｗｈｏｌｅ　ｄｏｏｒ ｂｌａｄｅ）のような大きな物体に対しても適用できる。

モールド成形するためにモールド部品か使用される。

この部品は高圧力で互いに保持される。これは、結合物体の硬化のために望まし い急速加熱処理か行われる間に水の激しい蒸発か生し、このためにモールド部品 が互いに離れるような作用を受けることになるので必要とされるのである。水含 有量は、木粉および結合剤の混合物が１つもしくは複数のモールドキャビティー 内に射出されるのに十分な低粘性を有するペーストの特徴を十分に存するのであ るならば、できるだけ少なくされねばならない。しかしながらこの射出性はカル ボキシメチルセルロースやポリビニルアルコールのような滑走剤を最小限使用す ることで改善でき、これにより更に少ない水使用か可能になる。結合剤は適当に メラミン膠とされることができる。しかし、積層木製品の製造のために開発され た膠の多くは応用することができる。

水含有量はできるだけ少なくされることか重要である。

何故ならば、短い加熱処理の後にモールド製品の内部に残留する水含有量は低く されねばならず、そうでないとヒビか入る傾向を示すからである。

その中でモールド成形品が形成されるモールド部品は良好な誘電特性を有する非 常に剛性的な材料で構成されねばならない。また、例え金属チップといえども金 属部品か高周波フィールドに当てられる箇所に存在していてはならない。このフ ィールドはモールド部品自体の内部に組み付けられた電極プレートの間に適当に 付与され、従って電極プレートはモールドキャビティーのそれぞれの反対両側に て互いに相対的に接近するように適当に配置されることかできる。

以下に於いて本発明は図面を参照して更に詳細に説明される。図面に於いて、 第１図は、本発明による製品を製造する工具セットの斜視図、 第２図および第３図は、それぞれ僅かに開かれた位置および完全に閉じた位置に て示されているこれらの工具の横断面図、 第４図は、モールド型の斜視図、 第５図は、最終製品の同様な図面、そして第６図は、パイプヘッドの製造のため のモールド型の斜視透過図。

第１図には一対のモールド部品２および４が示されている。これらの部品は通常 のプラスチックのための射出モールド成形機に於けるモールド部品とちょうと同 しように配置されることかできる。すなわち、固定されたモールド部品２および 可動形態の部品４とされ、後者は後方へ突出するロッド６に担持される。このロ ッドは、モールド部品２に対してしっかりと押圧される位置へ向けてモールド部 品４を前方へ押圧し且つまたその位置から互いに対面する前側には協働するモー ルドキャビティー８か形成されている。またモールド部品２の後側には入口開口 ＩＯか備えられており、供給パイプＩ４の射出ヘッド１２を受け入れるようにな されている。この供給パイプの中には、従来のようにモールド材料を図示してい ない供給容器から開口ｌＯへ向けて運ぶための給送つオームか取り付けられてい る。パイプ１４，１２はその軸線方向に移動可能とされ、開口１０と結合される 射出位置と、そこから間隔を隔てられた引き戻し位置との間を移動できるように なされている。

第２図に示されるように、開口１０は円錐中央チャンネル１６の中をモールド部 品２の前側へ向けて続いていて、そこで凹部面積部分１８に出合っている。この 位置からモールド通路２０が前記モールドキャビティー８へ延在している。そこ から更に通路２２が対角方向外方へ向けてモールド部品の隅部へ延在している。

固定されたモールド部品の前側は同じように成形されている。キャビティー８の 底部の異なる箇所に空気穴２４が備えられている。これらの空気穴はチャンネル ２６を通して圧縮空気用の外側コネクターバルブと接続され、圧縮空気の噴射で モールドキャビティー８からモールド製品を取り出すようになっている。

モールド部品２および４の各々は２つの重いプレート部分３０および３２て作ら れている。これらのプレート部分は、良好な誘電特性を有する非常に強い樹脂材 料て構成されている。これらのプレート部分は高周波加熱装置の電極を形成する 金属製中間層の回りに密着されている。これらの金属製プレートの各々はワイヤ ー３６を介して図示していない高周波発生器に接続されている。このような電極 プレート、すなわちそれぞれ陽極および陰極は通常はアルミニウムで作られてい るか、本発明によればこれらの中間プレートを介してこのような高い圧力を伝達 するのに関連して、中間的な硬さの真鍮で構成されるのか好ましい。これらのプ レートの金縁は丸められねばならない。また、入口開口１６の回りの、そしてシ ングルモールド部品を貫通するスパナ−ボルト３８のための貫通穴の周囲に見ら れるプレートのこれらの穴も縁を丸められねばならない。

電極プレート３４はそれらの間隔内の空間およびそれぞれの後方へ向かう最小距 離で数十センチメートルの範囲の何れにも金属部品がない状態になされねばなら ない。

可動モールド部品４は金属ロッド６によってガイドされているので、その後部ブ ロックプレート部分３０はかなりの厚さを育する。一方、電極プレートはモール ドキャビティー８の底部面積部分に非常に接近して配置される。

同様に、固定されたモールド部品２を考える限りに於いて、後部ブロックプレー ト３０はモールド部品の後側の金属製取り付は手段から電極プレート３４を絶縁 しなければならない。しかしここには、モールド材料を射出するための供給パイ プ１４．１２か開口１０の内側に配置される、すなわち電極プレート３４に非常 に接近して配置されるような環境が存在する。それ故にこの供給パイプは射出か 行われた後に毎回、高周波加熱か開始される前に電極プレート３４から安全距離 だけモールド部品２の後側から引き戻されることが必要である。金属部品か電極 プレート３４の間のフィールド内にもしくはフィールドの近くに存在する結果と して局部的な高周波エネルギーの集中か存在すると、モールド部品の焼損か容易 に発生してしまう。

モールド成形を行うために、モールド部品２および４は互いにぴったりと押圧さ れる。そしてウオームバイブ１４．１２か開口１０と係合されるように移動され る。

しかる後バイブ１４内のつオームが駆動されて適当量のモールド材料を係合され ているモールド型内部に付与するようになす。この射出圧力は例えば９００ｋｐ ／ｃｍ２とされる。一方、パイプノズル１２は約５トンの圧力で開口ＩＯと係合 される。モールド部品２および４の間の閉じ圧力はかなり高く、例えば３００〜 ４００ｃｍ”のモールド容積に対して約２００トンとされねばならない。

ブロックプレート３０および３２のための適当な材料は、それらの部品を互いに 保持するのに使用されるボルトと同様に、Ｇ−エトルナックス　ＥＰＩＩ（エレ クトローイソーラ、デンマーク）である。この材料はガラスウェブ／エポキシの 製品であり、圧力および熱に対する十分な耐性を有する。

モールド材料を射出した後、状態は第３図に示されるようになる。十分な量のモ ールド材料が導入されてキャビティー８を完全に満たしている。また、図示した ようにこの材料か出口通路２２の外端部にまで達するように駆動されるのか好ま しい。これにより、全充填か時々に目視検査することで確認てきる。この射出は 数秒間で行われ、しかる後にノズルバイブ１４．１２は例えばノズルマウスか固 定されているモールド部品の電極プレート３４からＩＯＣｍ離れる位置へ向けて 引き戻される。

しかる後高周波発生器か付勢されて、モールドキャビティー内の湿気ているモー ルド材料の強力な加熱を行い、水分は強い蒸気となって放出される。すなわち外 部開口チャンネル１０および２２を通して放出される。所要の加熱時間はモール ド製品の厚さすなわち容積によって決まる。図示した実施例ではモールド製品は ８つの第５図に示されるような家具取っ手を作るボディーであり、そのボディー の全容積は例えば３２５　ｃｍ３とされる。適当な加熱時間は１５〜２０秒とさ れる。この時間は十分であるか、いっそう急激に水分を放出させるために更に強 力な高周波フィールドを使用することは可能である。

しかしこれによって非常に高い蒸気内部圧か発生するならばモールド成形装置の 安定性か脅かされる。この加熱は約９５°Ｃを超えて駆動されてはならず、一般 に７５〜１００°Ｃの温度範囲か使用されるのか好ましい。適用される高周波加 熱はこれによって調整されるべきである。

モールド型の内部へ射出することによって、モールド材料は大きな摩擦熱を発生 してはならない。何故ならば、これによって膠剤の硬化かモールド材料か充填さ れる前に始まってしまうからである。これは、例えば、２０％のような高い水分 率にすることになるが、この代わりに既に述へたように非常に少ない量、例えば 乾燥膠剤材料の０．１〜２．０％の量、の膠か使用される。

高周波加熱か行われた後、モールド部品は分離され、これにより全ての硬化した モールドボディーがモールド部品の一方に付着したまま残される。このモールド 製品は第４図に示したように圧縮空気によってモールド部品から噴き出される。

この圧縮空気はチャンネル２６およびバルブ２８を通して導かれるのであり、こ れらのチェックバルブはモールド材料がチャンネル内へ押し込められるのを防止 するように作用するためのものである。モールド部品からの取り出しによってモ ールドボディーは第４図に示される一点鎖線（Ｓ）に沿って切断される。

これにより全ての４ｘ２のハンドル部材４ｏが第５図に示すように形成される。

これらの部材はそれぞれの端面にドリル穴４２を備えることかできる。上述した 切断によってこれらの部材はまったく破断されていないモールド面を存するよう に見られる。

応用された木粉は粉粒からスリップや、おが屑を超えて小さなチップに至るまで の範囲とされ得る。若干太きな粒体の使用によれば部材の表面に魅力的な構造か 達成できる。これは塗装されない部材に望まれる。

膠剤としてユリアホルムアルデヒドの粉末か使用できる。これは２：１の比率で 水と混合され、しかる後にこの混合液は１晩放置され、そして約１＝４の比率で 乾燥した木粒と混合されるように使用される。しかしなから膠の消費量を大幅に 低下させるために、例えば数パーセントのみの使用に低減させるために、より進 んだ形式の膠を使用することができる。このような膠の例として、メラミン膠“ メルリット　１００“　（Ａ／Ｓ　エフ、ハイマン・アンド・カンパニー、デン マーク）か注目できる。これは硬化剤と一緒に準備されるのか好ましい。また、 前記滑走剤もこれに組み込むことができる。

小さな粒径のフライアッシュとされた成る量の溶岩の混合物の使用か有利である と見いだされた。多分この材料は高いプロセス圧力によって結合剤として働くて あろう。

第６図はバイブヘッドのための高周波電極プレート４６およびバイブヘッドの燃 焼室の成形のための誘電材料で作られたコアーホゾイー４８を備えた製造工具を 概略的に示している。モールド成形によってこのようなヘットを製造することは 既に提案されている。しかし本発明までは、圧倒的なプライヤー粉粒て構成され たモールド材料を使用してこのような製造を確立することは経済的に可能とされ てはいなかった。従って、今ここで、利用可能なプライヤー材料の格段に優れた 利用に関する現実的な基礎か提供されるのである。

前述に於いて、材料は“木粉”として説明したか、本発明は“木”だけの使用に 限らず、その他の植物材料、例えば藁材、か利用できるということに注目されね ばならない。

国際調査報告 国際調査報告 ＰＣＴ／ＤＫ　９０１００１５５

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．木粉、膠剤および水を含んでなるモールド材料がモールド型の中に充填され て圧縮されるようになされる木粉をベースとしたモールドボディーを製造する方 法であって、膠剤が熱硬化型のものとされ、モールド材料は高周波加熱によって 加熱され、モールド材料はモールド型の内部で相対する高周波電極の間の空間に 配置されてその含有する水分の大部分が蒸発して排除されるまで加熱され、また 、モールド部品は互いに高圧力で保持されて蒸発により発生される蒸気圧力に耐 えるようになされる、ことを特徴とする木粉をベースとしたモールドボディーの 製造方法。
2. ２．請求の範囲第１項に記載された方法であって、メラミン膠が滑走剤および任 意に或る量の球状フライアッシュと混合されて使用されることを特徴とする木粉 をベースとしたモールドボディーの製造方法。
3. ３．請求の範囲第１項に記載された方法であって、モールド成形に於けるプロセ ス時間が約３０秒もしくはそれ以下に抑えられることを特徴とする木粉をベース としたモールドボディーの製造方法。
4. ４．請求の範囲第１項に記載された方法を遂行するための、互いに対して強力に 保持できる相対するモールド部品を含む装置であって、モールド部品が誘電特性 に優れた非金属部品として作られており、また、それらが少なくとも後側に高周 波加熱装置に含まれているそれぞれの電極プレートを含む、すなわち有している こと、を特徴とする製造装置。
5. ５．請求の範囲第４項に記載された装置であって、電極プレートがモールド部品 の間に密接に配置され、真鍮もしくは同等の高導電率の硬い材料で構成されてい ることを特徴とする製造装置。
6. ６．請求の範囲第４項に記載された装置であって、モールド部品のモールドキャ ビティーがチャンネル手段によって外部に開口されていることを特徴とする製造 装置。