JPH1142755A - 高周波誘電加熱による芯材と表面材の接着方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一部に金属枠を使用した木枠などの芯材の表面
に、高周波誘電加熱を利用して表面材を接着してドアー
や家具の扉を製造する場合に、芯材の全面にわたって確
実な加熱接着ができるようにすることを目的とする。 【解決手段】芯材の表面に接着剤を介在させて表面材を
重ね合わせた被加工材を対向電極で挟み込んで高周波誘
電加熱を行う工程と、同一平面上に配置した電極間で高
周波誘電加熱を行う工程とで加熱接着を行う。この組合
せにより、誘電体と導電体といった電気的性質の異なる
複数種類の材質で形成した芯材に、表面材を全面にわた
って均一な状態で加熱接着することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】テーブルの天板、ドアー、ク
ローゼットの扉などを加工する方法として、主に枠に形
成した芯材の表面に、合板や化粧板などの表面材３を加
熱接着して一定の厚みの製品を加工する方法が知られて
いる。芯材となる枠には、図５に示すように木枠１の一
部に歪みを防止したり補強などのために、金属枠２，２
を配置する場合がある。本発明は、木枠と金属枠という
ように電気的性質の異なる複数種類の材料を使って形成
した芯材の表面に、高周波誘電加熱によって表面材を加
熱接着する方法及び該方法を実施するのに適した高周波
誘電加熱接着装置に関する発明である。

【０００２】

【従来の技術】芯材に表面材３を接着する方法には、芯
材と表面材の間に接着剤を塗布し、ホットプレスやコー
ルドプレスによって接着する方法の他、高周波誘電加熱
によって芯材と表面材３を加熱接着する方法が知られて
いる。また、高周波誘電加熱方法には、例えば平板状の
一対の対向電極で被加工材を挟み込んで高周波誘電加熱
を行う方法の他、被加工材表面の同一平面上に配置した
電極、例えば格子電極を用いて高周波誘電加熱を行う方
法も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一対の対向電極で被加
工材を挟んで高周波誘電加熱を行う方法は、厚みの内部
まで全体が加熱されるため、例えば積層板の製造などに
利用される。これに対し木製の芯材に表面材を貼着する
場合などでは、主に被加工材の表面に当接させる格子電
極によって、芯材と表面材の間に塗布した接着剤を選択
的に加熱する高周波誘電加熱方法が採用される。この方
法では、木材よりも接着剤の方が誘電体損失係数が大き
いため、木材よりも接着剤がより選択的に自己発熱をす
ることから能率的に加熱接着することができる。ところ
が、芯材となる枠の一部に電気的性質が大きく異なるも
の、例えば誘電体である木枠と導電体である金属枠とが
混在している場合は、いずれかの方法のみによっては表
面材を効率よく接着することができないことが判明し
た。

【０００４】すなわち平板状の対向電極で被加工材を挟
み込んで高周波誘電加熱を行うと、厚み方向全体に加熱
されるものではあるが、平面的な広がりの中で木枠部分
よりも電気抵抗の小さな金属枠部分に高周波電流が集中
し、該部分が強く発熱する。そのため、金属枠部分の接
着剤と木枠部分の接着剤を均等に加熱することができな
い。一方、被加工材の表面に格子電極を当接させる高周
波誘電加熱方法では、木枠部分においては木材よりも誘
電体損失係数が大きい接着剤４の層がより選択的に自己
発熱するが、金属枠２部分においては電気抵抗の小さな
金属枠２の表面部分に高周波電流が集中し接着剤４はほ
とんど発熱しない。

【０００５】もっとも、金属枠２の表面部分は高周波電
流によってある程度発熱するが、発熱量が充分ではない
ことと金属枠全体への熱伝導によって接着剤４の層は接
着剤が硬化するような高温には加熱されない。すなわ
ち、金属枠の表面がある程度発熱しても、その熱は金属
枠全体に伝わり、かつ放熱されるため接着剤を効率よく
加熱することができない。勿論、長時間の通電を行えば
金属枠部分の接着剤も高温に加熱することができるであ
ろうが、そのときには木枠部分の接着剤が過加熱されて
しまうことになる。また、表面材が必要以上に高温とな
り、材料種類によっては、熱変性などによる筋が発生
し、品質を著しく劣化させる。このような実情に鑑み、
本発明は電気的性質の異なる複数種類の材料、例えば誘
電体と導電体、具体的には木と金属とを組み合わせた芯
材や、誘電体損失係数が大きく異なる誘電体材料の組合
せによる芯材の表面に、高周波誘電加熱によって表面材
を効率的にかつ、良好な接着状態に接着することができ
る方法及び装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明方法は、電気的性
質の異なる複数種類の材料によって形成した芯材の表面
に接着剤を介在させて表面材を重ねた被加工材を、二つ
の異なる組合せの電極による高周波誘電加熱方法で加熱
する。すなわち、被加工材を対向電極で挟んで高周波誘
電加熱を行う工程と、被加工材の表面もしくは表面近傍
の同一平面上に配置した電極間で高周波誘電加熱を行う
工程とで構成する。

【０００７】対向電極で被加工材を挟み込んで、高周波
誘電加熱を行う工程の具体例としては、図２に示すよう
に平板状の上部電極５と下部電極６とで被加工材を挟み
込んで高周波誘電加熱を行う。この場合、図２に矢印で
示すように、高周波電流は電気抵抗の小さい金属枠２部
分に集中して該部分を発熱させる。そのため金属枠２と
表面材３とは接着剤４によって完全に加熱接着される。
このとき、木枠１部分はあまり発熱しないため、該部分
は加熱接着されない。

【０００８】続いて、被加工材表面と同一平面上に配置
した電極間での高周波誘電加熱、具体的には棒状電極７
と８を所定間隔に配列した格子電極を、被加工材の表面
に当接させて棒状電極７と８の間で高周波誘電加熱を行
う。この工程では、図３に示すように、木枠１部分にお
いては木よりも誘電体損失係数の大きな接着剤４の層が
より選択的に自己発熱をするため、接着剤４によって木
枠１と表面材３が接着される。一方、金属枠２部分は、
先の工程によって既に加熱接着されており、改めて加熱
する必要はない。すなわち、金属枠部分の接着剤は主と
して被加工材を挟んだ対向電極による高周波誘電加熱に
よって、木枠部分の接着剤は主として同一平面上に配置
した電極間での高周波誘電加熱によってそれぞれ加熱さ
れ、二つの工程によって全体の接着剤がほぼ均一に加熱
され、効率的にかつ完全に加熱接着されることになる。

【０００９】上記方法を実施するには、被加工材を対向
電極で挟んで高周波誘電加熱を行う第一高周波加熱部10
と、被加工材表面の同一平面上に配置した電極間で高周
波誘電加熱を行う第二高周波加熱部11を備え、上記被加
工材を第一高周波加熱部10と第二高周波加熱部11との間
で移動させる移送手段を備えた高周波誘電加熱接着装置
を利用するとよい。この装置を利用すると、二つの異な
る電極の組合せによる高周波誘電加熱を、一つの高周波
誘電加熱接着装置によって連続的に行うことができるこ
とになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明高周波誘電加熱によ
る芯材と表面材の接着方法及び装置の具体的な実施の形
態を添付の図面に基づいて説明する。図１は、本発明方
法を実施する装置の一例を概略的に示す正面図である。
この装置は、導入部９に続く第一高周波加熱部10と、第
二高周波加熱部11とで構成する。第一高周波加熱部10
は、上下方向から被加工材を挟み込む平板状の上部電極
５と下部電極６を備え、第二高周波加熱部11は上面及び
下面のそれぞれに棒状電極を平行に配列した格子電極、
すなわち上部格子電極12と下部格子電極13を備える。そ
して、第一高周波加熱部10に供給された被加工材は、第
一高周波加熱部10のコンベヤと第二高周波加熱部11のコ
ンベヤによって第一高周波加熱部10から第二高周波加熱
部11に直接移送することができるようにしている。

【００１１】第一高周波加熱部10は、固定させた下部電
極６と、下部電極の直上にあってシリンダー14，14によ
って昇降される上部電極５とで構成し、この電極には高
周波発振器15によって高周波電流を通電させるようにす
る。また、第二高周波加熱部11は、下部の固定位置に配
置した下部格子電極13と、その上方に配置し、シリンダ
ー16，16によって昇降させる上部格子電極12とで構成す
る。上部格子電極12及び下部格子電極13はそれぞれ複数
の棒状電極７，８を同一平面上に所定間隔、例えば一定
間隔で平行に配列し、上部格子電極と下部格子電極に
は、それぞれ高周波発振器17によって棒状電極７と８の
間に高周波電流を通電させる。

【００１２】木枠１と金属枠２とで構成する芯材の表面
に接着剤４を塗布し、表面材３を重ね合わせた被加工材
は、図面の左側にある導入部９から、上部電極５が上昇
している第一高周波加熱部10に導入する。被加工材を下
部電極６の直上に導入した後、シリンダー14を作動させ
て上部電極５を下降させ、被加工材を上部電極５と下部
電極６とで挟み込んで押圧し、高周波発振器15を作動さ
せて高周波電流を通電させる。この場合、図２に矢印で
示すように高周波電流の大半は金属枠２部分に集中し該
部分が主として発熱し、木枠１部分はあまり加熱されな
い。したがって金属枠２と表面材３の間の接着剤４も加
熱され、金属枠２と表面材３が加熱接着される。

【００１３】第一高周波加熱部での高周波誘電加熱の
後、上部電極５を上昇させ、被加工材を第一高周波加熱
部10から第二高周波加熱部11に直接送り込む。このと
き、第一高周波加熱部の場合と同様に上部格子電極12は
シリンダー16によって持ち上げておき、被加工材を導入
した後に下降させて被加工材の上面に当接させ、かつ押
圧する。上部格子電極12及び下部格子電極13は、同一平
面上に一定間隔で交互に配列した複数の棒状電極７と８
とで構成している。

【００１４】高周波発振器によって、棒状電極７と８と
の間に高周波電流を通電させると、木枠１部分において
は木材よりも接着剤４の方が誘電体損失係数が大きいた
め、隣接する棒状電極７と８の間では接着剤４の層がよ
り選択的に自己発熱をする。これによって、木枠１と表
面材３とが効率的に加熱接着される。このとき、金属枠
２部分においては高周波電流は主として金属枠部分に集
中するため、接着剤４の層はあまり加熱されないが、こ
の部分は既に第一高周波加熱部において加熱されている
ため、表面材３と木枠１及び表面材３と金属枠２は、二
つの工程の組合せによって、全体が接着剤４によって完
全に加熱接着されることになる。

【００１５】上記説明において、芯材は木枠１の一部に
金属枠２を組み合わせた枠を示しているが、本発明は、
電気的性質を異にする複数種類の材料を組み合わせた芯
材、主として誘電体と導電体で形成した芯材に表面材を
貼着する場合に広く応用することができる。また、実施
の形態では、第一高周波加熱部として、平板状の上部電
極と下部電極で被加工材を挟んで高周波電流を通電する
加熱手段を、第二高周波加熱部として、格子電極による
加熱手段を示しているが、この工程は逆であってもよ
い。

【００１６】図１には断続的、すなわちバッチ処理によ
る誘電加熱接着の実施の形態を示しているが、これを連
続的に行うこともできる。図４は連続処理による高周波
誘電加熱処理装置の一例を概略的に示すものである。こ
の実施の形態では、被加工材を加圧状態下で移送するた
めに上部ベルト18と下部ベルト19を設け、図面上の導入
側に上下一対の対向電極を配置して第一高周波加熱部10
とするとともに、排出側に格子電極を配置して第二高周
波加熱部11としている。なお、被加工材を加圧状態下で
移送させるため、固定位置にある無端状の下部ベルト19
に対して、無端状の上部ベルト18を上下動可能とし、被
加工材を加圧した状態でベルトを矢印で示す方向に回転
駆動するようにしている。

【００１７】より具体的には、上部ベルト18内には、移
送側ベルトに接近させて平板状の上部電極５を、下部ベ
ルト19内には、移送側ベルトに接近させて平板状の下部
電極６を配置し、この一対に電極を高周波発振器15に接
続する。これにより、上部ベルト及び下部ベルトを挟ん
で、上部電極５と下部電極６とで被加工材を高周波誘電
加熱することができる。

【００１８】さらに、上部ベルト18及び下部ベルト19の
内部には、移送側ベルトに接近させて複数の棒状電極
７，８を流れに交差する方向に配置している。すなわ
ち、上部ベルト18内に上部格子電極12を、下部ベルト19
内に下部格子電極13を配置し、それぞれの格子電極に高
周波発振器17によって高周波電流を通電させ、同一平面
上に位置する電極間の高周波誘電加熱によって、被加工
材の上面と下面をそれぞれ独自に誘電加熱をすることが
できるものである。上部格子電極12と下部格子電極13
は、被加工材の状態に応じて、同時にもしくはいずれか
一方を作動させる。あるいは、上部格子電極12と下部格
子電極13は、いずれか一方にのみ設けるものであっても
よい。上下の対向電極及び上部格子電極12と下部格子電
極13には、一台の高周波発振器によって高周波電流を供
給することもできるが、対向電極用と格子電極用の二
台、あるいは対向電極用と上部格子電極用と下部格子電
極用の三台の高周波発振器によって高周波電流を供給す
ることもできる。

【００１９】

【発明の効果】請求項１ないし４記載の本発明高周波誘
電加熱による芯材と表面材の接着方法によれば、芯材の
表面に表面材を高周波誘電加熱によって加熱接着する場
合に、芯材が例えば木と金属、すなわち誘電体材料と導
電体材料というように電気的性質を異にする複数種類の
材料によって形成したものであっても、被加工材を対向
電極で挟んで高周波誘電加熱を行う工程と、被加工材表
面の同一平面上に配置した電極間で高周波誘電加熱を行
う工程との組合せによって全体として、枠などの芯材表
面に表面材を、均一かつ最適の接着条件で接着すること
ができる。

【００２０】請求項５及び６記載の本発明高周波誘電加
熱接着装置によれば、一つの被加工材に対して異なる電
極の組合せによる高周波誘電加熱を能率的に行うことが
できる。そのため、例えば芯材に表面材を接着する場合
に、芯材が誘電体材料と導電体材料といった電気的性質
の異なる複数種類の材料の組合せによるものであって
も、それぞれの加熱部の加熱特性の相乗効果によって、
全体に均一で最適の接着条件を設定して効率よく表面材
を接着することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施する高周波誘電加熱装置の一
例を概略的に示す正面図、

【図２】被加工材を平板状の電極によって挟み込み、高
周波電流を通電する加熱状態を示す断面図、

【図３】被加工材の上下両面に格子電極を配置し、高周
波電流を通電する加熱状態を示す部分拡大図、

【図４】本発明方法を実施する高周波誘電加熱装置の変
形例を概略的に示す正面図、

【図５】本発明方法によって加工する被加工材の一例を
示す分解斜視図。

【符号の説明】

１…木枠、 ２…金属枠、 ３…表面材、 ４…接着
剤、 ５…上部電極、６…下部電極、 ７，８…棒状電
極、 ９…導入部、 10…第一高周波加熱部、11…第二
高周波加熱部、 12…上部格子電極、 13…下部格子電
極、 14，16…シリンダー、 15，17…高周波発振器、
18…上部ベルト、 19…下部ベルト。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 9:00 (72)発明者 山本 康二 大阪市天王寺区上汐６丁目３番12号 山本 ビニター株式 会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気的性質の異なる複数種類の材料によっ
   て形成した芯材に接着剤を介在させて表面材を重ねた被
   加工材を、対向電極で挟んで高周波誘電加熱を行う工程
   と、前記被加工材の表面もしくは表面近傍の同一平面上
   に配置した電極間で高周波誘電加熱を行う工程とで構成
   することを特徴とする高周波誘電加熱による芯材と表面
   材の接着方法。
2. 【請求項２】被加工材の芯材が、誘電体材料と導電体材
   料の組合せによって形成される請求項１記載の高周波誘
   電加熱による芯材と表面材の接着方法。
3. 【請求項３】被加工材を挟む対向電極が、被加工材を全
   面的に挟圧することができる平板状である請求項１又は
   ２記載の高周波誘電加熱による芯材と表面材の接着方
   法。
4. 【請求項４】被加工材の表面もしくは表面近傍の同一平
   面上に配置する電極が、棒状電極を所定間隔に配列した
   格子電極である請求項１ないし３のいずれかに記載の高
   周波誘電加熱による芯材と表面材の接着方法。
5. 【請求項５】被加工材を対向電極で挟んで高周波誘電加
   熱を行う第一高周波加熱部と、被加工材の表面もしくは
   表面近傍の同一平面上に配置した電極間で高周波誘電加
   熱を行う第二高周波加熱部を備え、第一高周波加熱部と
   第二高周波加熱部との間で被加工材を移動させる移送手
   段を備えたことを特徴とする高周波誘電加熱接着装置。
6. 【請求項６】被加工材を挟み込んで移送する無端状の上
   部ベルトと下部ベルトを設け、該無端状の上部ベルト内
   の移送側ベルトに接近させて上部電極を、下部ベルト内
   の移送側ベルトに接近させて下部電極を配設して第一高
   周波加熱部とするとともに、上部ベルトと下部ベルトの
   双方もしくはいずれか一方の内部に、移送側ベルトに接
   近させて格子電極を配設して第二高周波加熱部としてな
   る請求項５記載の高周波誘電加熱接着装置。