JPS6154594B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、集成材、合板、単板積層材等の複数
枚のラミナー、単板、縦つぎ単板を板厚方向に積
層接着した積層接着体の製造の際の高周波加熱プ
レスによる接着剤硬化方法及びその装置に関する
ものである。

従来技術 従来、この種の積層接着体の製造時における、
積層アツセンブルの接着剤の硬化は、集成材にあ
つては、ねじクランプ、もしくは複数台の門形プ
レス、または１台の定盤昇降型プレスとねじクラ
ンプの併用などによつて加圧したのち、比較的低
温のふん囲気での加温養生による方法が広く実施
されているが、クランプ、プレス、連続プレス等
で、加圧しながら高周波加熱を行う方法もあり、
この高周波加熱は、接着剤硬化時間が短く、設備
の回転が速まり、作業能率が向上することから、
採用例が多くなりつつある。

高周波加熱方法として、積層アツセンブルの板
厚方向から極板をセツトし、積層アツセンブル全
体を加熱する方法と積層アツセンブルの幅方向か
ら極板をセツトし、接着層のみを選択的に加熱す
る方法とがあるが、熱効率が高いことと、加熱時
間が短いことで最近は後者の方式を採用するとこ
ろが多くなりつつある。しかしながら、この接着
層選択加熱方式は、適正な極板間隔を被加熱体の
幅15cmもしくは20cmとしているものが大部分で、
極板間隔がこの限度を越える場合は、均一な加熱
とならないため、接着の信頼度が得られないとさ
れている。従つて、この限界より幅の大きい単位
体を積層して、大断面の積層体を製造すること
は、この接着層選択加熱方式では、無理であるこ
とが一般に通念化しており、加えて、合板、単板
積層材にあつては、従来のこれらの製品はその厚
さは30mm程度が限界の比較的薄い板状のものが多
いため、高周波加熱は用いられず、ホツトプレス
により加熱加圧して接着剤を硬化しているのが通
例であり、厚物への指向を含めた製品多様化は、
実現が不可能とされていた。

目 的 本発明は、高周波加熱加圧方法の上記の欠点に
鑑みてなされたもので、その目的は、板厚、幅の
両方向とも、共に大きい大断面の積層接着体を効
率よく製造するために、高周波加熱加圧による接
着剤硬化方式を改良した方法及び装置を提供する
ことにある。

実施例 以下、本発明を一実施例である添付図面に従つ
て説明する。

図は、本発明実施の１例である高周波加熱プレ
ス手段を示し、上部可動定盤（鉄製）１は油圧に
より上下に作動し、下部固定定盤（鉄製）２との
間に被加熱体（接着剤硬化前は積層アツセンブル
硬化後は積層接着体）６をはさんで、油圧により
加圧できるようになつている。上下の定盤１，２
と被加熱体６との間には、それぞれ、かませ材
（上部ダミー）４と下部ダミー５が挿入されてお
り下部ダミー５の直上には、積層アツセンブル６
の搬入と積層接着体の搬出用のエンドレスベルト
８が位置している。通常ベルト８の上には搬送台
７を使い、その上に積層アツセンブル６が置かれ
る。上下部のダミー４，５とベルト８、搬送台７
は、ともに絶縁体からなつており、好ましくは、
上部ダミー４と搬送台７は、集成材、下部ダミー
５は樹脂板、ベルト８は布製である。これは、極
板間に金属等の電気良導体が挿入された場合は、
高周波による被加熱体６の加熱が、上下で不均一
になるので、それを防ぐためである。高周波極板
３は、両側辺からの短絡を防ぐため数cm程度をと
もに、外側へＲをつけて曲げており、油圧により
被加熱体両側面から押えて、接着剤硬化前に被加
熱体６を構成する単位体のずれを修正し、極板３
に接する単位体の凹凸によつて生ずる加熱の不均
一を未然に防ぐ。高周波極板３は、１〜数対間隔
をおいて配置し、材長方向に移動可能な機構を設
け、１か所で所定時間加熱ののち、移動させて全
長を終了するまで印加を繰り返す。極板３の大き
さは被加熱体６の断面寸法と高周波出力に応じ均
一な加熱を保証し得るように決定される。極板３
の対数は、その長さとプレス全長及び１回の加熱
時間（出力による）との関係から、全加熱加圧時
間（１回の加熱時間×移動回数）があまり大きく
ならないように、好ましくは、１回当り数分の加
熱と１〜５回の移動で終了するように決定され
る。本図に例示したものは、極板３の長さが被加
熱体６の全長の1/4強であり、２対設けられてい
るから、１回の移動で、高周波加熱を終了する。
（極板３の大きさは、出力50kwを限度として決定
したものであり、大きい材料、すなわち断面が大
きく、長さが長いものについては、極板３の移動
回数を増やさねばならない。）高周波印加中、極
板間に金属等電気良導体の存在をさけた良好な状
態とすると、被加熱体の積層アツセンブル６の高
さは、最高限52.5cmまで可能である。

高周波による発生熱は、電圧の２乗及び周波数
に比例するため、発生熱を高めるためには、より
大きい電圧または高い周波数を用いる必要がある
が、電圧については放電を起こさないための限界
があり、周波数に関しては、大きくなれば材料中
での減衰が大きく、大きい材料（とくに加熱方向
の厚み）の場合、内部への到達が困難となるため
選択の範囲は自ずと限定される。以上のことか
ら、一般に木材用の高周波加熱装置に関しては、
電圧700〜2500V、周波数については６〜７メガ
ヘルツ（ＭHz）とされてきたが、最近では、技術
の進歩により、13.56MHzがよく採用されてい
る。

極板３は、一般に被加熱体６を挟んで、対峙さ
れるが、（均質な材料が極板３間に挿入されたと
して）その面積が一定の場合、極板間隔が広くな
るにつれ、高周波回路の静電容量が小さくなる。
特に周波数の低い場合、静電容量が充分でない
と、必要な共振が得られず、高周波回路を形成し
得ない。また、高周波回路の静電容量が小さい
と、高周波加熱の充分なパワーを得ることができ
ない。すなわち、高周波パワーは静電容量に比例
する。

このように、厚さの大きい被加熱体６により、
極板間隔の広い回路を形成する場合、静電容量を
充分に確保するためには、極板間隔が大きくなる
ほど、極板面積を大きくとらねばならない。本例
の場合は、極板間隔50cmに対し、極板高さ75cm以
上とし、極板の高さを充分に取ることによつて、
静電容量の確保を計つたものである。

従来、幅の広い接着層加熱が実際上困難とされ
極板間隔15cm〜20cmが限界とする説などが論じら
れていたが、これらは理論的なそして、実験的な
根拠に基づくものではなく、周波数の選定及び回
路の構成に不適切な部分があつたためと考えられ
特に極板形状について加熱目的の材料と関連させ
た配慮をせず、加熱装置の機構上にも、種々の困
難がある等のためである。

本発明者等は、定盤上下式のプレス機構を採用
し、高さ50cmの被加熱体に対して、極板高さを75
cm以上と充分とり、加圧の際には定盤を含む、加
圧機械の金属部分が、極板間に位置しないように
上下に適当寸法のダミーを介して、油圧により加
圧するような機構をとつた。

従来は、このような回路設計と機構上の配慮が
なされなかつたため、充分な接着を保証する加熱
が得られなかつた。特に、極板面積不足で共振が
得られない場合が最も多いが、これは適正な高周
波回路が形成されず、輻射波が発生し、高周波パ
ワーの吸収がなされず、電気力線の流れが悪く、
極板周辺のみが加熱される結果、接着不均一の原
因となつた。

これら従来の見解に対し、本発明者等は、実験
に基づく知見などを基礎として次の新たなる事実
をつかんだ。

１ 加熱すべきアツセンブルの幅、すなわち極板
間隔に対し、充分な極板の高さが必要であり、
極板の開きと必要な極板の高さは、高周波周波
数によつても異なるが、実験的に、例えば、
13.56MHzの周波数で幅50cmのアツセンブルを
加熱する場合は少くとも、75cm以上の極板高さ
を必要とする。

２ 被加熱体は、上下にダミーを介して加圧する
必要がある。これは極板のセツト位置とアツセ
ンブルの位置関係は、互の端から少くとも５cm
離すためで、電気力線の不均一等の発生を未然
に防止する。ダミーの配置目的には、上の距離
を確保することも含まれる。

３ 極板の間隔に対し、充分な極板高さがない
と、静電効果が不均一で、電気力線の流れが乱
れて、接着の良好な部分と不良な部分とが生
じ、極板付近のみが加熱される現象が生ずる。

さて、一般に、誘電加熱方式（他に誘導加熱方
式がある。）の高周波装置は、その出力容量を増
加すればする程、均一な高周波電界を支えるため
の諸機構が複雑化し、装置化が困難で、コストも
累増する。現在、誘電加熱方式高周波装置の出力
容量は、3kw前後が最も多く、やや大型の20〜
40kw程度の機械で、日本に数百台、100kw以上
のものは、数える程しかない。従つて出力容量の
増加に伴う装置化の難度とコストは、40kw前後
から極端に増大する。そのため、装置全体を大出
力容量の高周波装置とすることはさける必要があ
る。すなわち、小容量の装置で被加熱体の部分加
熱方式をとり、被加熱体を圧締状態に保持しなが
ら、加熱源を移動させる機構、例えばローラープ
レス等による、連続加熱機などが開発されてい
る。しかし、このような方式は、高周波装置は単
純、ローコストでも、連続加圧加熱の保持機構が
複雑であり、その点でのコストが増加する。

本発明の方式は、加圧の保持は最も単純な定盤
上下式のプレスにより、小容量の単位高周波装置
の方を移動する方式で、高周波装置のうち、主部
であり、微妙せん細な部分である発信、同調等の
回路部分は移動させることなく、極板のみを移動
する合理的な方式をとることによつて印加の確実
性とローコスト化を実現した。単位高周波装置は
複数化することによりトータルで、大容量とな
り、能率を上げることも勿論可能である。また、
比較的低価格であるプレス装置に対し、工場の必
要生産能力に合わせた容量の高周波装置の選定が
自由に可能であり、生産量増大等による必要に応
じ、本体プレスを更新することなく、高周波装置
の増設のみによつて数次にわたつて能力アツプを
行うことができる。また、この装置はバツチ式で
ありながら、プレス全長より長い被加熱体でも、
加圧加熱し硬化ずみの部分を、高周波加熱プレス
外に移送し、残りに高周波加熱加圧を続けるなど
により、かなり長大な材料も製造し得る等の機能
も有する。装置寸法の１例を示すと次の通りであ
る。

定盤寸法 上部 500mm×3900mm 厚さ各種 下部 〃 （コンベアー付き） プレス方式・圧力 油圧上ラム式 最大15Kg／cm² プレスオープンハイト 1350mm シリンダーストローク 400mm 高周波出力 30kw １台 （または 40kw ２台） 高周波発信周波数 13.56MHz 極板の大きさ 高さ800mm×長さ760mm１組 （または 高さ800mm×長さ950mm２組） 効 果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば
特に、連続プレスによらなくても、かなり長大な
集成材、合板、単板積層材などの積層接着体を製
造することが可能となり、接着剤塗布しない面を
適宜与えることにより、多品種少数、少品種多数
生産のメリツトも生まれる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る積層接着体の接着剤硬化
に係る、高周波加熱接着プレスを示し、第１図
は、その斜視図、第２図は、その正面図である。 １……上部可動定盤、２……下部固定定盤、３
……高周波電極、４……かませ材（上部ダミ
ー）、５……下部ダミー、６……被加熱体、７…
…搬送台、８……コンベアベルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数枚のラミナー、単板、縦つぎ単板などの
   単位体を板厚方向に積層接着して集成材、合板、
   単板積層材などの積層接着体を製造する際の接着
   剤硬化方法において、積層アツセンブルを積層方
   向に加圧し、積層アツセンブルの接着層を直接加
   熱するように、積層アツセンブルの両側面に１対
   または複数対の極板を設け、加圧状態を保持した
   まま、各対の極板を積層アツセンブルの材長方向
   へ移動させて、複数回の高周波加熱を繰り返すこ
   とによる接着剤の硬化方法。 ２ 積層アツセンブルを、その上下に高周波絶縁
   体ダミーを当てて積層方向に加圧するプレス機構
   と、積層アツセンブルの接着層を直接加熱するよ
   うに、積層アツセンブルの両側面に設けた、１対
   当り50kw以下の１対または複数対の極板が、極
   板間隔を15〜60cmの範囲に調節可能であるうえ、
   加圧された積層アツセンブルの材長方向にも、移
   動可能とした高周波加熱機構とによつて構成した
   ことを特徴とする接着材の硬化装置（高周波加熱
   加圧装置）。