JP4898212B2

JP4898212B2 - 中空構造板

Info

Publication number: JP4898212B2
Application number: JP2005367207A
Authority: JP
Inventors: 雅彦中嶋; 雄士宮崎; 慎二平子; 直人石井; 光弘西坂; 薫青柳; 佳伸畑野
Original assignee: Ube-Nitto Kasei Co Ltd
Current assignee: Ube-Nitto Kasei Co Ltd
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2025-12-20
Also published as: JP2007168200A

Description

本発明は、一対の平行な熱可塑性樹脂製のライナー板の間に多数のボスまたはリブで仕切られた中空部を有する中空構造板の表面上に、熱融着によって面材を貼り合わせてなる中空構造板に関し、特に、剛性、耐熱性、表面平滑性を向上させるとともに、反りを解消するための中空構造板に関する。

近年、一対の平行な熱可塑性樹脂製のライナー板の間に多数のボスまたはリブで仕切られた中空部を有する中空構造板としては、例えば、円柱状独立空気室を形成したプラスチック中空構造板や、二枚のエンボスシートに形成したエンボス先端部を相互に突き合わせ若しくは噛み合わせてなる中空構造板（商品名「ツインコーン」宇部日東化成製）等がある（例えば、特許文献１参照）。また、これに関連する発明として、ハニカム構造板を使用した車両用ルーフライニングもある（例えば、特許文献２参照）。これらの中空構造板は、いずれも軽量で、耐水性、断熱性、耐薬品性などの諸物性に優れ、養生シート、パレットの下敷き、パーテーション等の種々の用途に使用されている。

さらに、これらの中空構造板の表面上には、例えば、ガラス繊維で強化された複合樹脂シート等の面材が熱融着によって貼り合わせられており、機械特性の向上や意匠性の付与等、目的に応じた機能が付与されている。
国際公開第０３／０８０３２６号パンフレット特開２０００−３２６４３０号公報

しかしながら、前述した従来の中空構造板にあっては、次の（１）〜（４）に掲げる問題があった。すなわち、従来の中空構造板は、熱可塑性樹脂製のライナー板及び面材で構成されており、この熱可塑性樹脂は一般的に剛性及び耐熱性が低い。そのため、従来の中空構造板にあっては、（１）剛性が低く、しかも（２）耐熱性が低いので、自動車内装材等のように高い剛性や高い耐熱性が要求される用途に対しては、要求性能を十分に満たすことができない。

また、従来の中空構造板は、熱可塑性樹脂製のライナー板の間に多数のボスまたはリブで仕切られた中空部を有する中空構造板の表面上に、熱融着によって面材を貼り合わせたものであるが、その際、中空構造板には多数のボスまたはリブで仕切られた中空部が形成されているので、熱可塑性樹脂が冷却収縮してヒケが生じ、表面に凹みが形成される。そのため、従来の中空構造板では（３）表面平滑性が悪くなってしまう。また、中空構造板の両面に面材を貼り合わせた場合には、表面側と裏面側との間に冷却収縮の差が生じて、（４）反りが発生してしまう。

そこで、本発明は、（１）剛性、（２）耐熱性、（３）表面平滑性を向上させるとともに、（４）反りを解消することができる中空構造板を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、一対の平行なポリプロピレン系樹脂製のライナー板の夫々に突設された複数の円錐台形状の中空突起体同士を突き合わせて溶着してなる中間体の表面上に、熱融着によってポリプロピレン系製の面材を貼り合わせるとともに、前記面材に板紙を貼り合わせてなる中空構造板であって、前記中空構造板の総目付が、２５００〜３５００ｇ／ｍ ^２であり、前記総目付と、前記板紙の目付との比が、４．１７：１〜５．８３：１であることを特徴とする。

かかる構成によれば、熱可塑性樹脂製の中空構造板は、その表面が面材のみならず板紙でも保護されることとなり、中間体を面材のみで保護した場合と比べて剛性及び耐熱性が向上する。また、中空構造板の表面に生じた凹みは、その上から貼り付けた板紙によって塞がれた状態となるので、表面平滑性が向上する。また、面材に板紙を貼り付けることにより、冷却時における熱可塑性樹脂の収縮が抑制されるので、中空構造板の反りが解消される。

また、本発明において、前記中間体の目付と、前記板紙の目付との比が、１．９２：１〜３．１７：１であるであることが好ましい。

本発明によれば、中空構造板において、（１）剛性、（２）耐熱性、（３）表面平滑性を向上させるとともに、（４）反りを解消することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態における中空構造板を示す断面概略図である。同図に示す中空構造板１０は、中間体１の表面上に、熱融着によって面材２を貼り合わせるとともに、さらにその面材２上に板紙３を貼り合わせたものである。なお、図示していないが、板紙３上に、不織布あるいはシート材などの表皮材を貼り合わせることにより、スペアタイヤリッド、デッキボード、カーゴリッド部材、フローリングフロア部材などに使用できる。

＜中間体＞
中間体１は、一対の平行な熱可塑性樹脂製のライナー板の間に多数のボスで仕切られた中空部を有する。具体的には、一対の熱可塑性樹脂シート１１，２１にそれぞれ突設して規則的に配置された複数の中空突起体１１ａ，２１ａを形成し、これらの中空突起体１１ａ，２１a同士を突き合わせて溶着したものであり、溶着した中空突起体間及び熱可塑性樹脂シート１１，２１間で構成される空間に中空部３１が形成されている。なお、図示していないが、中間体１は、リブで仕切られた中空部を有したものであってもよく、さらには、中空突起体１１ａ，２１ａを相互に噛み合わせて溶着したものであってもよい。

中間体１の原材料となる熱可塑性樹脂としては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ホモポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、ブロック状ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂及びこれらのコモノマー若しくはコモノマーと他のモノマーとの共重合体等が挙げられ、これらは単独で使用しても併用してもよい。また、中間体１の剛性向上を目的として、タルク、マイカ、炭酸カルシウム等のフィラーや、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維等のチョップドストランドを添加してもよいし、燃焼性、導電性、耐候性等、樹脂の改質を行う目的で種々の改質剤を添加しても良い。

ところで、中間体１に形成される中空突起体１１ａ，２１aは円錐台形状であり、円錐台形側面の立ち上げ角度を４５〜８０°、好ましくは５０〜７０°とする。立ち上げ角度が４５°未満であると、中空突起体１１ａ，２１aの上底面積が小さくなるので、得られた中空構造板（中間体１）に荷重を掛けた際に、相互に溶着させた中空突起体１１ａ，２１aが剥がれやすく、十分な強度が得られない（なお、中空突起体１１ａ，２１aの上底部の径は、２〜４ｍｍとすることが好ましい。）。一方、立ち上げ角度が８０°を超えると、真空成形した際に円錐台形の側面部がフィルム化してしまい十分な強度が得られない。また、隣接する中空突起体１１ａ，２１ａの下底部の間隔は、１〜５ｍｍとする。この下底部の間隔が１ｍｍ未満であると賦形性が悪くなり、５ｍｍを超えると単位面積当たりの突起体の数が少なくなり、十分な平面圧縮強度が得られない。

中空突起体１１ａ，２１ａは、減圧チャンバ内に設置されたエンボスロールを使用して、真空成形を行うことで作製する。エンボスロールは、外周部に金属製突起体を規則的に配置したものとし、金属製突起体の構成は上記範囲内で設計する。

なお、中間体１は、次のようにして製造することができる。すなわち、互いに平行な位置関係で供給された二枚の熱可塑性樹脂シートを減圧チャンバ内に導入し、この減圧チャンバ内に回転可能に配置され外周部にピンを規則的に突出した上下一対のエンボスローラの周面にそれぞれの熱可塑性樹脂シート１１，２１を吸着させて、両エンボスローラに突設されたピン形状に応じて各熱可塑性樹脂シート１１，２１に多数の中空突起体１１ａ，２１ａを形成する。さらに、これらの熱可塑性樹脂シート１１，２１間に熱融着用の加熱手段を接触状態で設けて、中空突起体１１ａ，２１ａを加熱し、両エンボスローラの接線位置で中空突起体１１ａ，２１ａの端面同士を熱融着する。この状態で引取りローラーによって引取ることで一体化された中間体１が得られる。

＜面材＞
面材２としては、中間体１と同一若しくは相溶性がある熱可塑性樹脂が好ましい。

＜板紙及びその貼り合わせ方法＞
面材２上に板紙３を貼り合わせる方法は、特に限定されるものではないが、例えば、予め板紙３側（中間体と接触させる面）に面材２と相溶性のある熱可塑性樹脂フィルム（図示せず）をラミネートしておき、この熱可塑性樹脂が溶融する温度で加熱するとともに、これを圧着する方法等がある。また、面材２と板紙３との間に接着性の良好なホットメルトフィルムを介在させてもよいし、場合によっては接着剤を使用してもよい。また、板紙３の両面に予め熱可塑性樹脂フィルムをラミネートすることにより、表層側に化粧フィルムや不織布などの熱溶着を行うことができ、意匠性を付与さることもできる。板紙３の目付けは、１００〜１０００ｇ／ｍ^２程度が好ましい。目付けが小さすぎると、表面の平滑性が得られにくくなり、目付けが大きいと重量が嵩む。

（中空構造板の目付）
上記の方法により得られる中空構造板１０の目付は、５００〜５０００ｇ／ｍ^２程度が好ましい。目付が小さすぎると、円錐台形の側面がフィルム化し、十分な強度、剛性等が得られなくなる。また、二枚のエンボス成形品を熱融着させる際に、中空突起体１１ａ，２１ａの肉厚が薄くなるため、接着力が低下する。また、目付が大きすぎると、当然重量が嵩むばかりか、成形後の冷却が不十分となり、うまく脱型できなくなる。

以上の構成によれば、熱可塑性樹脂製の中間体１は、その表面が面材２のみならず板紙３でも保護されることとなり、これにより面材２のみで保護した場合と比べて中空構造板の（１）剛性及び（２）耐熱性が向上する。また、中空構造板の表面に生じた凹みは、その上から貼り付けた板紙３によって塞がれた状態となるので、（３）表面平滑性が向上する。さらに、面材２に板紙３を貼り付けることにより、冷却時における熱可塑性樹脂の収縮が抑制されるので、中空構造板の（４）反りが解消される。

次に、本発明の実施例、参考例及び比較例について説明する。なお、総目付け及び厚さが各参考例及び実施例とほぼ同じで、板紙３を貼り合わせていないものを比較例とした。

＜参考例１＞
中間体１及び面材２の原材料として、熱可塑性樹脂；Ｅ６０１（三井ホリプロ製、ブロックコポリプロピレン、ＭＩ＝０．８）、フィラー；ＭＡＸ２０７０Ｔ（竹原化学工業製、タルクマスターバッチ、タルク含有率７０ｗｔ％）を用いた。また、その他の実施条件は次の通りであり、金属製突起体先端径は２ｍｍ、根元６ｍｍ、突起体間隔２ｍｍ、高さ６ｍｍとし、中間体目付；１０００ｇ／ｍ２、面材目付；１５０ｇ／ｍ２、板紙目付（両面２０μｍのポリエチレンフィルム貼り合わせ品、日本大昭和板紙製）；６００ｇ／ｍ２、成形速度；０．６ｍ／ｍｉｎとした。

そして、上記の熱可塑性樹脂９０ｗｔ％、フィラー１０ｗｔ％の割合でドライブレンドし、中間体１の原料とした。この原料を２台の一軸押出機で溶融混練し、平行に配置された２台のＴダイにより、溶融状態の熱可塑性樹脂シート１１，２１を押し出した。その後、規則的に金属製突起体が配置された温調可能な成形ローラーにより真空成形された熱可塑性樹脂シート、及びこの成形ローラーの金属製突起体が互いに向かい合う形で設置された成形ローラーにより真空成形された熱可塑性樹脂シートを作製した。そして、この熱可塑性樹脂シート１１，２１間に接触状態で配置された熱融着用の加熱手段を設け、互いの中空突起体１１ａ，２１ａを加熱し、両エンボスローラの接線位置で中空突起体１１ａ，２１ａの端面同士を熱融着して一体化し、中間体１を得た。さらに、この中間体１の表裏に熱融着により上記と同一組成のポリプロピレン樹脂シート（面材２）を貼り合わせ、これが溶融状態のうちに表裏に板紙３を予熱しながら圧着させ、冷却ローラーを通過させてこの中空板を常温まで冷却させたところ、板厚み１３．３ｍｍ、総目付２５００ｇ／ｍ^２（中間体目付＝１０００ｇ／ｍ^２、ポリプロピレン樹脂面材シート１５０×２＝３００ｇ／ｍ^２、板紙６００×２＝１２００ｇ／ｍ^２）の中空構造板１０を得た。

この中空構造板１０を幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの製品サイズでＭＤ方向及びＴＤ方向にそれぞれ切り出し、スパン１００ｍｍにて、常温及び８０℃雰囲気下における曲げ試験を行い、得られた荷重―たわみ曲線の直線部分から１ｃｍ撓んだ時の荷重を求めて、曲げ弾性勾配を算出し、（１）剛性及び（２）耐熱性を測定した。また、幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍの製品サイズにおいて、（３）表面平滑性を測定した。同表において、板状製品の表面を人間の手でなぞることにより、触感で板材表面の凹凸が全く検知されなければ、◎とし、触感でほとんど検知されなければ、○とし、触感で明確に検知されれば、△とし、さらに視感で明らかに検知されるものは、×とした。また、（４）反り量は、次のようにして測定した。すなわち、前述した製品サイズ５００×５００ｍｍの中空構造板１０を平滑面状の定盤に設置して、四隅のうち３つのコーナー部を平面に接触させた際に、残りのコーナー部の浮き上がり量を測定した。この反り量が２ｍｍ以下である場合には、○とし、２ｍｍを超える場合には×とした。その試験結果を以下の表に示す。なお、同表に示す厚み、曲げ弾性勾配、及び強度保持率に関する試験結果は、いずれもＭＤ方向とＴＤ方向の平均値について記載している。

＜参考例２＞
参考例２では、板厚み１４．３ｍｍ、総目付３２００ｇ／ｍ２（中間体目付＝１０００ｇ／ｍ２、ポリプロピレン樹脂面材シート５００×２＝１０００ｇ／ｍ２、板紙６００×２＝１２００ｇ／ｍ２）の中空構造板を得た。それ以外は、参考例１と同様の評価を行った。

＜比較例１＞
比較例１では、板厚み１３．３ｍｍ、総目付２５００ｇ／ｍ２（中間体目付＝１０００ｇ／ｍ２、ポリプロピレン樹脂面材シート７５０×２＝１５００ｇ／ｍ２）の中空構造板を得た。それ以外は、参考例１と同様の評価を行った。

＜比較例２＞
比較例２では、板厚み１４．２ｍｍ、総目付３２００ｇ／ｍ２（中間体目付＝１０００ｇ／ｍ２、ポリプロピレン樹脂面材シート７５０×２＝１５００ｇ／ｍ２）の中空構造板を得た。それ以外は、参考例１と同様の評価を行った。

＜実施例３＞
実施例３では、板厚み１３．３ｍｍ、総目付３０００ｇ／ｍ２（中間体目付＝１４００ｇ／ｍ２、ポリプロピレン樹脂面材シート５００×２＝１０００ｇ／ｍ２、板紙３００×２＝６００ｇ／ｍ２）の中空構造板を得た。それ以外は、参考例１と同様の評価を行った。

＜実施例４＞
実施例４では、板厚み１３．６ｍｍ、総目付２７５０ｇ／ｍ２（中間体目付＝１１５０ｇ／ｍ２、ポリプロピレン樹脂面材シート５００×２＝１０００ｇ／ｍ２、板紙３００×２＝６００ｇ／ｍ２）の中空構造板を得た。それ以外は、参考例１と同様の評価を行った。

＜実施例５＞
実施例５では、板厚み１３．５ｍｍ、総目付２５００ｇ／ｍ２（中間体目付＝１０００ｇ／ｍ２、ポリプロピレン樹脂面材シート５００×２＝１０００ｇ／ｍ２、板紙３００×２＝６００ｇ／ｍ２）の中空構造板を得た。それ以外は、参考例１と同様の評価を行った。

＜比較例３＞
比較例３では、板厚み１３．４ｍｍ、総目付３０００ｇ／ｍ２（中間体目付＝１５００ｇ／ｍ２、ポリプロピレン樹脂面材シート７５０×２＝１５００ｇ／ｍ２）の中空構造板を得た。それ以外は、参考例１と同様の評価を行った。

＜比較例４＞
比較例４では、板厚み１３．３ｍｍ、総目付２７５０ｇ／ｍ２（中間体目付＝１２５０ｇ／ｍ２、ポリプロピレン樹脂面材シート７５０×２＝１５００ｇ／ｍ２）の中空構造板を得た。それ以外は、参考例１と同様の評価を行った。

＜比較例５＞
比較例５では、板厚み１３．３ｍｍ、総目付２５００ｇ／ｍ２（中間体目付＝１０００ｇ／ｍ２、ポリプロピレン樹脂面材シート７５０×２＝１５００ｇ／ｍ２）の中空構造板を得た。それ以外は、参考例１と同様の評価を行った。

＜実施例６＞
実施例６では、板厚み１０．４ｍｍ、総目付３５００ｇ／ｍ２（中間体目付＝１０００ｇ／ｍ２、ポリプロピレン樹脂面材シート５００×２＝１０００ｇ／ｍ２、板紙３００×２＝６００ｇ／ｍ２）の中空構造板を得た。それ以外は、参考例１と同様の評価を行った。

＜実施例７＞
実施例７では、板厚み９．９ｍｍ、総目付２５００ｇ／ｍ２（中間体目付＝１０００ｇ／ｍ２、ポリプロピレン樹脂面材シート２００×２＝４００ｇ／ｍ２、板紙３００×２＝６００ｇ／ｍ２）の中空構造板を得た。それ以外は、参考例１と同様の評価を行った。

＜参考例８＞
参考例８では、板厚み１１．５ｍｍ、総目付２５００ｇ／ｍ２（中間体目付＝１０００ｇ／ｍ２、ポリプロピレン樹脂面材シート２００×２＝４００ｇ／ｍ２、板紙３００×２＝６００ｇ／ｍ２）の中空構造板を得た。それ以外は、参考例１と同様の評価を行った。

＜比較例６＞
比較例６では、板厚み１０．５ｍｍ、総目付３５００ｇ／ｍ２（中間体目付＝２０００ｇ／ｍ２、ポリプロピレン樹脂面材シート７５０×２＝１５００ｇ／ｍ２）の中空構造板を得た。それ以外は、参考例１と同様の評価を行った。

＜比較例７＞
比較例７では、板厚み９．８ｍｍ、総目付２５００ｇ／ｍ２（中間体目付＝２０００ｇ／ｍ２、ポリプロピレン樹脂面材シート２５０×２＝５００ｇ／ｍ２）の中空構造板を得た。それ以外は、参考例１と同様の評価を行った。

＜比較例８＞
比較例８では、板厚み１１．４ｍｍ、総目付４０００ｇ／ｍ２（中間体目付＝２０００ｇ／ｍ２、ポリプロピレン樹脂面材シート１０００×２＝２０００ｇ／ｍ２）の中空構造板を得た。それ以外は、参考例１と同様の評価を行った。

表１〜１３に示すように、参考例あるいは実施例１〜８は、それぞれ比較例１〜８と比べて、曲げ弾性勾配が大きな値を示し、（１）剛性に優れている。また、参考例あるいは実施例１〜８は、比較例１〜８と比べて、強度保持率、すなわち温度を常温から８０℃に向上させた際の弾性勾配（％）についても大きな値を示し、（２）耐熱性にも優れている。さらに、実施例１〜５は、比較例１〜５と比べて、（３）表面平滑性にも優れており、また、（４）反りの解消という点でも良好な結果を示した。

本発明の実施形態における中空構造板を示す断面概略図である。

符号の説明

１中間体
２面材
３板紙
１０中空構造板

Claims

一対の平行なポリプロピレン系樹脂製のライナー板の夫々に突設された複数の円錐台形状の中空突起体同士を突き合わせて溶着してなる中間体の表面上に、熱融着によってポリプロピレン系樹脂製の面材を貼り合わせるとともに、前記面材に板紙を貼り合わせてなる中空構造板であって、
前記中空構造板の総目付が、２５００〜３５００ｇ／ｍ ^２であり、
前記総目付と、前記板紙の目付との比が、４．１７：１〜５．８３：１である中空構造板。
請求項１に記載の中空構造板において、
前記中間体の目付と、前記板紙の目付との比が、１．９２：１〜３．１７：１であることを特徴とする中空構造板。