JP2008183821A - 複合ハニカム構造のパネル及び圧縮繊維パネルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】複合ハニカム構造のパネルを端部から内部構造が見えないように処理し、複合ハニカム構造のパネルの外観を美麗にし、複数の中空部を一体的に有する圧縮繊維パネルを複数枚重ねて形成した複合ハニカム構造のパネルの利用分野を飛躍的に拡大すること。
【解決手段】複数の中空部2が一体的に形成された圧縮繊維パネル1を複数枚重ねて形成した複合ハニカム構造のパネル24において、該複合ハニカム構造のパネル24の端部の上下端に端部フランジF,Fが形成されるように、上記圧縮繊維パネル1の端部に端部フランジFが形成されていることと、上記上下端の端部フランジF,Fで形成された凹部Gに帯状端材Bが嵌入されている複合ハニカム構造のパネルとした。
【選択図】 図12
【解決手段】複数の中空部2が一体的に形成された圧縮繊維パネル1を複数枚重ねて形成した複合ハニカム構造のパネル24において、該複合ハニカム構造のパネル24の端部の上下端に端部フランジF,Fが形成されるように、上記圧縮繊維パネル1の端部に端部フランジFが形成されていることと、上記上下端の端部フランジF,Fで形成された凹部Gに帯状端材Bが嵌入されている複合ハニカム構造のパネルとした。
【選択図】 図12
Description
本発明は、複合ハニカム構造のパネルに関するもので、詳しくは、複数の中空部が一体的に形成された圧縮繊維パネルを複数枚重ねて形成した複合ハニカム構造のパネルの端部の処理に関するものである。
木材は、好適な強度特性を持ち、且つ比較的安価であり、しかも加工が容易であることから、建設業界を始め、多くの業界において構造材として広く使用され、例えば、運搬用のパレット、消火栓、ポンプ、エンジン等の重量製品の枠型梱包材としても広く使用されている。
しかし、近年の木材のコスト上昇、またパレット、梱包材として用いた場合の木材中に潜む害虫の同時輸入の危険性等を考慮し、昨今では、害虫輸入の恐れのない、段ボール等の紙製パレット或いは紙製梱包材が種々開発されている(例えば、特許文献1,2等)
これらの紙製パレット或いは紙製梱包材は、段ボール、厚紙等を複数枚積層することにより強度を持たせ、これを接着剤により接着することによりパレット形状、或いは製品を梱包し得る形状に組立てたものが一般的である。しかし、木製のものに匹敵する頑丈な紙製パレット等を得ようとすると、紙の使用量が増え、重量が増加すると共にコスト高となり、またこれらの紙製品は接着により組立てられているため、分解することが出来ず、再使用或いは保管等に不便であった。
一方、セルロース等の天然繊維を圧縮し、複数の中空部が一体的に形成された圧縮繊維パネルが特許文献3に開示されている。かかる圧縮繊維パネルは、高温・高圧下において繊維が圧縮成形されているために強度が高く、且つ複数の中空部を一体的に有するために軽量であることから、木材に変わる構造材としてその使用が大いに期待されている。
特許文献4には、ハニカム構造の紙製心材の端部に紙製表皮材を被覆し、それをテープ等で固定したもの、および、ハニカム構造の紙製心材の端部にカッター等を用いて凹部を形成し、その中へ端材を嵌入させて、それを固定したものが開示されている。
特許文献5には、複数の中空部が一体的に形成された圧縮繊維パネルを複数枚積層接着し、長尺の角材を構成すること、および、この角材をほぞとほぞ穴の組み合わせ、あるいは釘の打ちつけにより、箱状枠体を構成することが提案されている。
上記した特許文献3等に記載された圧縮繊維パネルは、そのままでは、端面に中空部等の内部構造が外から見える構造である。これ故、その端面を化粧用の被覆材で被覆しなければならない場合がある。化粧材で被覆することにより、産業上の利用分野も広がる。
一方、上記特許文献4には、上述したようにハニカム構造の紙製心材の端部に紙製表皮材を被覆することや、端部にカッター等で凹部を形成し、その凹部に端材を嵌入させて、端部の意匠性を向上させることが提案されているが、圧縮繊維パネルは多数の中空部を一体的に有するので、該パネルの端部に直接端材を貼り付けても、接触面積が少ないために十分な貼り付け強度が得られない場合があり、また、圧縮繊維パネルは硬質であるので、カッター等で切る作業が困難であり、端部に凹部を形成することは難しいと言う課題を有している。
特許文献5に提案されているように、圧縮繊維パネルを複数枚重ねて形成した複合ハニカム構造のパネルの利用範囲は広がっており、端部から内部構造が見えないように処理し、複合ハニカム構造のパネルの外観を美麗にすることが要望されている。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、複合ハニカム構造のパネルを端部から内部構造が見えないように処理し、複合ハニカム構造のパネルの外観を美麗にし、圧縮繊維パネルを複数枚重ねて形成した複合ハニカム構造のパネルの利用分野を飛躍的に拡大することにある。
上記した課題を解決するため、請求項1の本発明では、複数の中空部が一体的に形成された圧縮繊維パネルを複数枚重ねて形成した複合ハニカム構造のパネルにおいて、該複合ハニカム構造のパネルの端部の上下端に端部フランジが形成されるように、上記圧縮繊維パネルの端部に端部フランジが形成されていることと、上記上下端の端部フランジで形成された凹部に帯状端材が嵌入されている複合ハニカム構造のパネルとした。
また、請求項2の本発明では、上記請求項1の発明において、上記帯状端材が、圧縮繊維パネルで形成されている構造とした。
また、請求項3の本発明では、上記請求項2の発明において、上記帯状端材が、上記圧縮繊維パネルと一体的に形成されている構造とした。
また、請求項4の本発明では、上記請求項1又は2の発明において、上記帯状端材が、圧縮繊維パネルを複数枚重ねて形成した複合ハニカム構造のパネルで形成されている構造とした。
また、請求項5の本発明では、複数の貫通孔が形成されたトレイの板面に複数のエラストマーパッドを配置固定した型枠を使用し、該型枠上に繊維のスラリーを充填し、吸引・圧縮等によりスラリーを脱水して複数の中空部を一体的に有する圧縮繊維パネルを製造する方法において、上記トレイの圧縮繊維パネルの端部に対応する位置に、端部フランジの鋳型形状のフランジ形成用部材を配置することにより、圧縮繊維パネルの端部に端部フランジを一体的に形成する圧縮繊維パネルの製造方法とした。
また、請求項6の本発明では、複数の貫通孔が形成されたトレイの板面に複数のエラストマーパッドを配置固定した型枠を使用し、該型枠上に繊維のスラリーを充填し、吸引・圧縮等によりスラリーを脱水して複数の中空部を一体的に有する圧縮繊維パネルを製造する方法において、上記トレイの圧縮繊維パネルの端部に対応する位置に、端部フランジの鋳型形状のフランジ形成用部材と、帯状端材の鋳型形状の帯状端材形成用部材とを配置することにより、圧縮繊維パネルの端部に端部フランジと帯状端材とを一体的に形成する圧縮繊維パネルの製造方法とした。
上記した請求項1の本発明に係る複合ハニカム構造のパネルによれば、圧縮繊維パネルの製造時に予め端部フランジが設けられ、圧縮繊維パネルを組み合わせて接合することにより、複合ハニカム構造のパネルの端部に凹部が自動的に形成される。従って、その凹部に帯状端材を嵌入し、必要に応じてさらに被覆部材で被覆することにより、簡単かつ強固な端面処理を実現することができる。
また、上記した請求項2の本発明に係る複合ハニカム構造のパネルによれば、パネルの部分と帯状端材の部分の材質が同じであるので、膨張率の相違等もなく、接着材の選択も容易であり、さらに外観に統一性が生じる。また、リサイクルに際して、パネルの部分と帯状端材の部分との分別の必要がない。
また、上記した請求項3の本発明に係る複合ハニカム構造のパネルによれば、パネルの部分と帯状端材とが一体的に形成されるので、部材の管理が容易となると共に、端部を処理するときの作業性が向上する。
また、上記した請求項4の本発明に係る複合ハニカム構造のパネルによれば、複合ハニカム構造のパネルからなる帯状端材により、端面を堅牢かつ軽量なものにすることができる。
また、上記した請求項5の本発明に係る圧縮繊維パネルの製造方法によれば、圧縮繊維パネルの製造時に端部フランジが形成されるので、複合ハニカム構造のパネルを形成したときに、自動的に端部に帯状端材を収容する凹部が形成される。
また、上記した請求項6の本発明に係る圧縮繊維パネルの製造方法によれば、圧縮繊維パネルの製造時に、帯状端材も同時に形成されるので、部材の管理が容易となると共に、複合ハニカム構造のパネルの端部を帯状端材で被覆する作業の効率が向上する。
以下に、上記した本発明に係る複合ハニカム構造のパネル、および該パネルの形成に使用する圧縮繊維パネルの製造方法の好適な実施の形態を、図面等を参照しながら詳細に説明する。
本発明において使用する圧縮繊維パネルは、例えば、次の如き製法により製造される。 先ず、木材繊維、再生紙等の原料Aを強力な攪拌力によりパルプ化し、均一濃度の繊維含有スラリーSとする〔図1(a)参照〕。続いて、該スラリーSを(後に詳述する)エラストマーパッドが敷設された型枠50上に打設し、型枠の下面からの吸引及び/又は型枠の上・下面からの簡易なプレス(プリプレス)により脱水し、スラリーSを脱水ケーキKとする〔図1(b)参照〕。
続いて、型枠50をホットプレス60に搬送し、加熱下において型枠に対して垂直方向の圧力を加えることにより脱水ケーキKを加熱圧縮成形する〔図1(c)参照〕。成形が完了した後、型枠50と共に成形品Xをホットプレス60から取り出し、成形品Xを型枠50から脱型する〔図1(d)参照〕。
図2の(a)は、圧縮繊維パネルの製造に使用する型枠50の一例を示した平面図である。この型枠50は、ある程度の剛性(すなわちある程度の板厚)を有する矩形の板体に複数の貫通孔51を形成したトレイ52と、該トレイ52の周囲板面に添設されたトレイの補強を兼ねた帯状のプレスストッパー53と、上記トレイ52の板面上に幾何学的に配置固定されたエラストマーパッド54とから構成されている。上記エラストマーパッド54は、図2の(a)では、概略、円で描かれているが、好ましくは、上面から見ると断面が六角形のエラストマーパッド54が、好ましくは、蜂の巣状に配置されている。図2の(b)は、上記トレイ52とプレスストッパー53とエラストマーパッド54を拡大して示した概念的な断面図である。
上記のような構造の型枠50を使用することにより、吸引或いは圧縮時に原料中の水分はトレイ52の板面に穿設された上記貫通孔51を介して外部に流れ出すことができる。また、図3に示すように、ホットプレス60による圧縮時に、エラストマーパッド54はプレスストッパー53の厚み分まで縦方向に縮むと同時に横方向に広がる。すなわち、パッド54間に充填された原料Kには、垂直方向のみならず平行な方向にも圧縮力が加わり、緻密なセル壁を形成できる。このとき、エラストマーパッド54の基部はトレイ52に固定されているので、この基部は水平方向に変形できず、上方のみが水平方向に広がるので、図3に示すように、エラストマーパッド54の基部に上記セル壁に連接するフランジが形成される。
この結果、上記の製造方法により得られた圧縮繊維パネル1は、図4及び図5に示すように、複数の中空部2を一体的に有する、片側板面が開放したハニカム構造パネルとなり、該ハニカム構造パネルの上記中空部2を画成する各セル壁3の開口端縁に、開口4の一部を覆うフランジ5が形成されたものとなる。
このようにして形成された2枚の圧縮繊維パネル1,1を、フランジ5が互いに当接するように組み合わせて接合すると、図6に図示する複合ハニカム構造のパネル10ができる。同様にさらに多数のパネルを接合すると、図7,図8に図示する複合ハニカム構造のパネル11,12,13ができる。
このように、圧縮繊維パネルを使用した複合ハニカム構造のパネルは、種々の板厚を有するパネルに形成でき、木材に代わる構造材としてその使用が大いに期待されている。他方、複数枚の圧縮繊維パネルを接合しただけの複合ハニカム構造のパネルの端面からは、圧縮繊維パネルの中空部が外から見え、美感の観点から、利用分野によっては好ましくない場合がある。特許文献4には、単純に端部に紙製表皮材を被覆し、それをテープ等で固定すること、および、ハニカム構造のパネルの端部にカッター等を用いて凹部を形成し、その中へ端材を嵌入させて、それを固定することが開示されているが、本発明では、圧縮繊維パネルの製造段階で端部に端部フランジを形成し、複数枚の圧縮繊維パネルを接合したときに、自動的に端部に凹部が形成されるようにして、その端部に帯状端材を嵌入して固定することにより、簡単かつ強固な端面処理を実現することを提案する。
図9の(a)は、本発明に係る複合ハニカム構造のパネルの端部の概念的な分解断面図である。この複合ハニカム構造のパネル20は、2枚の圧縮繊維パネル1,1のそれぞれの中空部2,2を対向させて接合したものである。各圧縮繊維パネル1,1 は、端部に端部フランジF,Fを有しており、複合ハニカム構造のパネル20に組み合わされたとき、両端部フランジF,Fの間に凹部Gが形成されるように、両端部フランジF,Fは形成されている。そして、この凹部Gの幅と深さと長さに対応する幅と厚みと長さを有する帯状端材Bを、この凹部Gに嵌入し、接着剤等により固定することにより、端面から内部の中空部2が見えなくし、また同時に、端面を補強する。
上記帯状端材Bは、耐久性のある合成樹脂で作ることも可能であるが、圧縮繊維パネルで形成することもできる。図9の(b)は、中空部を有する圧縮繊維パネルで帯状端材Bを形成したときの、本発明に係る複合ハニカム構造のパネルの端部の概念的な分解断面図である。この複合ハニカム構造のパネル21の場合、帯状端材Bの中空部2の側が、複合ハニカム構造のパネル21の端面に形成された凹部Gに嵌入されて、適宜、接着剤等により固定される。
図9の(c)は、8枚の圧縮繊維パネル1,1・・・で形成した複合ハニカム構造のパネル22の上下端の圧縮繊維パネル1,1にのみ端部フランジF,Fを形成して、該両端部フランジF,Fの間に幅の広い凹部Gを形成し、該凹部Gに、別に圧縮繊維パネルで形成した複合ハニカム構造のパネルからなる帯状端材Bを嵌入させる構造の、本発明に係る複合ハニカム構造のパネルの端部の概念的な分解断面図である。
複合ハニカム構造のパネルの形状は長方形に限られず、型枠の形状を変えることにより、或いは切断することにより円形等の曲線からなる形状に形成することも可能である。図10は、曲線形状の複合ハニカム構造のパネル23の端部の上下端に端部フランジF,Fを形成し、その間の凹部Gに帯状端材Bを嵌入させる構造の、本発明に係る複合ハニカム構造のパネルの端部の概念的な分解斜視図である。この帯状端材Bは、例えば、圧縮繊維パネルで形成することもできる。
図11の(a)は、端部フランジを一体的に有するように圧縮繊維パネルを製造する型枠の構造を概念的に示す。この型枠50においては、繊維を含むスラリーSの液体が透過できる貫通孔51が複数形成されたトレイ52の上に、製造される圧縮繊維パネルの厚さを決めるプレスストッパー53で囲まれた部分に、中空部を作るためのエラストマーパッド54が配置固定され、さらにプレスストッパー53より高さが低く、形成されるべき端部フランジFの長さに対応する幅の平らなフランジ形成用部材55が配置されている。
このような型枠50の中に、繊維を含むスラリーを注入し、吸引・圧縮によってスラリーの含水率を低下させた後、加熱圧縮成形することにより圧縮繊維パネルが形成される。図11の(b)は、このようにして形成された圧縮繊維パネル1の下面図である。エラストマーパッド54の位置に対応する部分に中空部2が一体的に形成され、フランジ形成用部材55を配置した部分に端部フランジFが一体的に形成されている。
圧縮繊維パネルと帯状端材を同時に形成することも可能である。図12の(a)は、複合ハニカム構造のパネル24の一方の圧縮繊維パネル1の端部に帯状端材Bを形成した、本発明に係る複合ハニカム構造のパネルの端部の概念的な断面図である。2枚の圧縮繊維パネル1,1のそれぞれの端部の端部フランジFは傾斜面で形成され、この斜面によって両端部フランジF,Fの間には、断面が3角形の凹部Gが形成されている。そして、一方の圧縮繊維パネル1の端部の端部フランジFの外側に、さらに断面が3角形の帯状端材Bが一体的に形成されている。そして、帯状端材Bを矢印で示す方向に回転して、凹部Gの中に嵌入させる。凹部Gの断面形状と帯状端材Bの断面形状を対応させておくことにより、図12の(b)に示すように、複合ハニカム構造のパネル24の端面を帯状端材Bで覆うことができる。
図12の(c)は、帯状端材と端部フランジと圧縮繊維パネルを同時に一体的に形成するための型枠の構造を概念的に示す。この型枠50においては、繊維を含むスラリーSの液体が透過できる貫通孔51が複数形成されたトレイ52の上に、製造される圧縮繊維パネルの厚さを決めるプレスストッパー53で囲まれた部分に、中空部を作るためのエラストマーパッド54は配置固定され、さらに形成されるべき端部フランジFの形状に対応する鋳型形状(この例では断面が3角形の棒状部材)のフランジ形成用部材55が配置される。そして、このフランジ形成用部材55に連続して、帯状端材Bの形状に対応する鋳型形状(この例では断面がV字谷形状の棒状部材)の帯状端材成形用部材56が配置される。そして、さらにその外側にプレスストッパー53が配置されている。フランジ成形用部材55と帯状端材成形用部材56は一体形成することも可能である。
このような型枠50の中に、繊維を含むスラリーを注入し、吸引・圧縮によってスラリーの含水率を低下させた後、加熱圧縮成形することにより、図12の(a)に示すように、端部に端部フランジFと帯状端材Bが一体的に形成された、圧縮繊維パネル1が形成される。
以上、本発明に係る複合ハニカム構造のパネル、および該パネルの形成に使用する圧縮繊維パネルの製造方法の好適な実施の形態を説明したが、本発明は、何ら既述の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した本発明の技術的思想の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
例えば、上記実施の形態においては、繊維原料として木材繊維、再生紙等のセルロース材料から得られる天然繊維を挙げたが、種々のプラスチック、ファイバーグラス等の合成繊維或いは鉱物繊維等を原料として使用した圧縮繊維パネルであっても良い。また、圧縮繊維パネルの製造方法、使用する型枠の構造等は、一例を示したに過ぎず、何ら既述の実施の形態のものに限定されない。
A 原料
S スラリー
K 脱水ケーキ
X 成形品
1 圧縮繊維パネル
2 中空部
3 セル壁
4 開口
5 フランジ
10,11,12,13 複合ハニカム構造のパネル
20,21,22,23,24 複合ハニカム構造のパネル
50 型枠
51 貫通孔
52 トレイ
53 プレスストッパー
54 エラストマーパッド
55 フランジ成形用部材
56 帯状端材成形用部材
60 ホットプレス
F 端部フランジ
G 凹部
B 帯状端材
S スラリー
K 脱水ケーキ
X 成形品
1 圧縮繊維パネル
2 中空部
3 セル壁
4 開口
5 フランジ
10,11,12,13 複合ハニカム構造のパネル
20,21,22,23,24 複合ハニカム構造のパネル
50 型枠
51 貫通孔
52 トレイ
53 プレスストッパー
54 エラストマーパッド
55 フランジ成形用部材
56 帯状端材成形用部材
60 ホットプレス
F 端部フランジ
G 凹部
B 帯状端材
Claims (6)
- 複数の中空部が一体的に形成された圧縮繊維パネルを複数枚重ねて形成した複合ハニカム構造のパネルにおいて、該複合ハニカム構造のパネルの端部の上下端に端部フランジが形成されるように、上記圧縮繊維パネルの端部に端部フランジが形成されていることと、上記上下端の端部フランジで形成された凹部に帯状端材が嵌入されていることとを特徴とする、複合ハニカム構造のパネル。
- 上記帯状端材が、圧縮繊維パネルで形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の複合ハニカム構造のパネル。
- 上記帯状端材が、上記複合ハニカム構造のパネルを形成する圧縮繊維パネルと一体的に形成されていることを特徴とする、請求項2に記載の複合ハニカム構造のパネル。
- 上記帯状端材が、圧縮繊維パネルを複数枚重ねて形成した複合ハニカム構造のパネルで形成されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の複合ハニカム構造のパネル。
- 複数の貫通孔が形成されたトレイの板面に複数のエラストマーパッドを配置固定した型枠を使用し、該型枠上に繊維のスラリーを充填し、吸引・圧縮等によりスラリーを脱水して複数の中空部を一体的に有する圧縮繊維パネルを製造する方法において、上記トレイの圧縮繊維パネルの端部に対応する位置に、端部フランジの鋳型形状のフランジ形成用部材を配置することにより、圧縮繊維パネルの端部に端部フランジを一体的に形成することを特徴とする、圧縮繊維パネルの製造方法。
- 複数の貫通孔が形成されたトレイの板面に複数のエラストマーパッドを配置固定した型枠を使用し、該型枠上に繊維のスラリーを充填し、吸引・圧縮等によりスラリーを脱水して複数の中空部を一体的に有する圧縮繊維パネルを製造する方法において、上記トレイの圧縮繊維パネルの端部に対応する位置に、端部フランジの鋳型形状のフランジ形成用部材と、帯状端材の鋳型形状の帯状端材形成用部材とを配置することにより、圧縮繊維パネルの端部に端部フランジと帯状端材とを一体的に形成することを特徴とする、圧縮繊維パネルの製造方法。
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Legal Events
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A02 | Decision of refusal |
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