JP5959959B2 - 中空構造板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱可塑性樹脂製の中空構造板の製造方法に関する。より詳しくは、中空状の凸部が間隔をあけて複数形成された熱可塑性樹脂シートからなる中空凸部成形シートの少なくとも一方の面に、熱可塑性樹脂シートからなる表面材が熱融着され、更に、該表面材の非熱融着面に、熱接着性を有する表皮材が熱接着された中空構造板の製造技術に関する。

樹脂製の中空構造板は、軽量で、かつ耐薬品性、耐水性、断熱性、遮音性及び復元性に優れ、取り扱いも容易であることから、箱材や梱包材などの物流用途、壁や天井用のパネル材などの建築用途、更には、自動車用途などの幅広い分野に使用されている。例えば、特許文献１には、所定の間隔を隔てて平行に配置された合成樹脂素材製の２枚のシートの間に、所定のピッチで凹凸波形が繰り返された合成樹脂素材製の波形部材が挟持された状態の中空構造板が開示されている。

また、例えば、特許文献２には、２枚の熱可塑性樹脂シートに突設された複数の中空凸部が突き合わされた状態で熱融着された構成の所謂ツインコーン（登録商標）タイプの中空構造板が開示されている。このツインコーン（登録商標）タイプの中空構造板は、曲げ性能及び圧縮性能に優れると共に、厚さ方向の構造が上下対称のため反りが極めて少ないことから、自動車内装材、物流資材、建材など、様々な分野で使用されている。

このような中空構造板は、一般に、複数の凸部が形成された熱可塑性樹脂シートに、１又は２以上の熱可塑性樹脂シートを積層し、融着することにより製造されている。そして、近年では、中空構造板の製造方法に関する技術の開発も進みつつある。例えば、特許文献３には、第１シートに突起部を形成した後、第１シートの突起部の開口側の面に、融点以上に加熱された第２シートを供給し、第２シートの第１シートに対向する面と反対側の面を、加圧手段に所定時間接触させることにより、シートの融着性を向上させる技術が開示されている。

上記のように、幅広い分野で適用可能な中空構造板は、それぞれの用途に合わせて、表面を様々は表皮材で被覆して用いられることが多い。例えば、特許文献４では、ツインコーン（登録商標）タイプの中空構造板に、ポリプロピレン系繊維からなる織布を積層させることにより、高い強度を有するとともに、軽量で機械的特性、リサイクル性、成形性、接着性等の諸性能に優れ、コストアップを抑制する技術が開示されている。

特開２００３−１７０５１５号公報 特開２００８−２６０３０９号公報 特開２００８−２１３２６２号公報 特開２００６−００１０３５号公報

従来の中空構造板１’の製造方法では、図１９に示すように、中空凸部成形シート２’に表面材３’を熱融着する際、加熱手段が設けられた抑えローラー１０２ａ’によって、表面材３’を融点以上に加熱し溶融した状態で、中空凸部成形シート２’に熱融着していた。
そして、その後に、加熱手段が設けられた別の抑えローラー１０２ｂ’によって、表皮材４’および／または表面材３’を接着温度以上に加熱あるいは予熱して、表皮材４’を表面材３’の外側へ熱接着させていた。

しかし、この従来の方法では、下記の理由から、中空構造板１’の表面材３’に表皮材４’を均一に熱賦形させることが難しく、歩留まりの低下や生産性の低さが問題となっていた。
（１）中空構造板の表面の平滑性が低い。
（２）中空構造板の温度制御が難しい。
（３）中空構造板の表面の温度に斑がある。

そこで、本発明では、中空構造板に表皮材を均一に積層することが可能な中空構造板の製造技術を提供することを主目的とする。

本願発明者は、前記課題を解決するために、まずは、前記の３つの理由の原因を解明した。
（１）従来の中空構造板の製造方法では、溶融状態または半溶融状態の熱可塑性樹脂シート状物を、複数の凸部が形成された熱可塑性樹脂シートに接触・圧着させるため、どうしても熱可塑性樹脂シート状物が、中空凸部成形シートの凹凸構造に追従し、中空構造板の表面が凸凹してしまうことから、中空構造板の表面の平滑性が低くなっていた。
（２）中空構造板を加熱あるいは予熱する際、加熱もしくは予熱温度が高すぎると中空構造板の表面材が著しく軟化し、その表面の平滑性がさらに低下し、逆に加熱もしくは予熱温度が低すぎると、表皮材の熱接着が不能になる。
（３）中空構造板は、通常の板に比べて複雑な構造であるため、加熱された際、中空構造板の場所によって温度がバラついてしまう。また、予熱・温調する場合も、中空構造板の冷却挙動にバラツキがあるため、均質な予熱管理が難しい。

そこで、本願発明者は、表面材の両面における温度制御および積層する表皮材の温度制御にも着目し、また、中空構造板の製造工程の中で、表皮材の熱接着を行う箇所を工夫することにより、中空構造板に表皮材を均一に積層することに成功し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明では、まず、中空状の凸部が間隔をあけて複数形成された熱可塑性樹脂シートからなる中空凸部成形シートの少なくとも一方の面に、熱可塑性樹脂シートからなる表面材が熱融着され、更に、該表面材の非熱融着面に、熱接着性を有する表皮材が熱接着された中空構造板を製造する方法であって、
前記中空凸部成形シートの熱融着面および／または前記表面材の熱融着面を、前記中空凸部成形シートおよび／または前記表面材の融点温度以上に加熱するとともに、
前記表面材の非熱融着面および前記表皮材を、前記表皮材および／または前記表面材の接着温度以上、前記表面材の融点未満に温度制御した状態で、
前記表面材の非熱融着面に前記表皮材を熱接着させるとともに、前記中空凸部成形シートの少なくとも一方の面に、前記表面材を熱融着する熱接融着工程を、
少なくとも行い、
前記表面材が、前記中空凸部成形シートと熱融着できる熱可塑性樹脂からなり、かつ、
該熱可塑性樹脂の示差熱熱重量同時測定（ＴＧ−ＤＴＡ分析）で得られる熱分析の結果において、前記熱可塑性樹脂の溶融に伴う吸熱が認められる融点温度（Ｔｍ）と、該融点温度（Ｔｍ）とは異なる温度（Ｔｑ）で吸熱現象が生じ、前記Ｔｍと前記Ｔｑの温度差が３０℃〜１００℃である中空構造板の製造方法を提供する。
本発明に係る中空構造板の製造方法では、表面材の表皮材と熱接着される側の面（非熱融着面）の温度を、接着温度に基づいて制御し、また、表面材の中空凸部成形シートと熱融着される側の面（熱融着面）の温度を、中空凸部成形シートおよび／または表面材の融点温度に基づいて制御し、さらに、これらの温度制御を同一工程内において行うことを特徴とする。これにより、表面材と表皮材との熱接着を、表面材と中空凸部成形シートとの熱融着の直前または同時に行うことができ、その結果、中空構造板に表皮材を均一に積層することができる。
本発明に係る製造方法で用いることが可能な中空凸部成形シートは、表面に凹凸が形成された熱可塑性樹脂からなるシートであれば特に限定されないが、例えば、中空状の凸部が間隔をあけて複数形成された２枚の熱可塑性樹脂シートが、互いの中空凸部同士を突き合わせて熱融着されてなるシートを用いることができる。
本発明に係る製造方法では、前記熱接融着工程を行う前に、熱可塑性樹脂シートの一方の面に、中空状の凸部を複数形成して中空凸部成形シートを作製する中空凸部成形シート作製工程を、更に行うことも可能である。
また、本発明に係る製造方法では、前記熱接融着工程を行う前に、熱可塑性樹脂シートの一方の面に、中空状の凸部を複数形成して２枚の成形シートを作製し、それぞれの成形シートを、その中空凸部同士を突き合わせて熱融着して中空凸部成形シートを作製する中空凸部成形シート作製工程を、更に行うことも可能である。
本発明に係る製造方法で用いることが可能な表皮材としては、例えば、第１の熱可塑性樹脂を芯成分とし、該芯成分よりも低い融点をもつ第２の熱可塑性樹脂を鞘成分とする鞘芯構造からなる繊維を、一部含んでなる織布または不織布を挙げることができる。
また、前記表面材を形成する具体的な熱可塑性樹脂としては、例えば、エチレン量２〜１０％のエチレン・プロピレン・ブロック共重合体からなる熱可塑性樹脂を挙げることができる。

ここで、本発明で用いる技術用語の定義付けを行う。
本発明において、「接着」とは、その方法に関わらず、少なくともシート同士が接した状態で固着することをいう。従って、本発明においては「融着」は、「接着」の一態様として用いる。
本発明において、「接着温度」とは、接着が可能な温度をいい、一般的には熱分析によって吸熱が開始する温度以上のことであり、例えばポリオレフィン系樹脂であれば結晶構造が解かれる温度である。

本発明に係る中空構造板の製造方法は、中空構造板に表皮材を均一に積層することができるため、歩留まりの低下を防止し、外観の優れた中空構造板を製造することができ、また、表面材と表皮材との熱接着を、表面材と中空凸部成形シートとの熱融着と同一工程で行うことができるため、生産効率を飛躍的に向上させることができる。

図中（ａ）は、本発明に係る製造方法で製造可能な中空構造板１の第１実施形態の構造を模式的に示す断面図であり、図中（ｂ）はその分解斜視図である。 本発明に係る製造方法で製造可能な中空構造板１の第２実施形態の構造を模式的に示す断面図である。 本発明に係る製造方法で製造可能な中空構造板１の第３実施形態の構造を模式的に示す断面図である。 本発明に係る製造方法で用いることが可能な中空凸部成形シート２の一態様を模式的に示す斜視図である。 本発明に係る製造方法で用いることが可能な中空凸部成形シート２の図４とは異なる一態様を模式的に示す断面図である。 本発明に係る製造方法で用いることが可能な中空凸部成形シート２の図４および図５とは異なる一態様を模式的に示す断面図である。 本発明に係る製造方法で用いることが可能な中空凸部成形シート２の図４から図６とは異なる一態様を模式的に示す断面図である。 本発明に係る製造方法に用いることができる表皮材を形成する熱可塑性樹脂からなる繊維を模式的に示す断面図である。 本発明に係る製造方法の第１実施形態を示す概念図である。 本発明に係る製造方法の第２実施形態を示す概念図である。 本発明に係る製造方法の第３実施形態を示す概念図である。 本発明に係る製造方法の第４実施形態を示す概念図である。 本発明に係る製造方法の第５実施形態を示す概念図である。 本発明に係る製造方法の第６実施形態を示す概念図である。 本発明に係る製造方法の第７実施形態を示す概念図である。 本発明に係る製造方法の第８実施形態を示す概念図である。 本発明に係る製造方法の第９実施形態を示す概念図である。 中空構造板の製造方法の別の例を示す概念図である。 従来の中空構造板の製造方法の例を示す概念図である。

以下、本発明を実施するための好適な形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。

＜中空構造板１について＞
まず、本発明に係る製造方法で製造する中空構造板１について詳細に説明する。
［中空構造板１の全体構成］
図１（ａ）は、本発明に係る製造方法で製造可能な中空構造板１の第１実施形態の構造を模式的に示す断面図であり、図１（ｂ）はその分解斜視図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１実施形態に係る中空構造板１は、中空状の凸部２ａが間隔をあけて複数形成された熱可塑性樹脂シートからなる中空凸部成形シート２の両面に、熱可塑性樹脂シートからなる表面材３１、３２を熱融着し、さらにこれら表面材３１、３２の外側に、表皮材４１、４２を熱接着した構造である。

第１実施形態（シングルコーン（登録商標）への両面表皮材貼り合せ）に係る中空構造板１は、２枚の表面材３１、３２で中空凸部成形シート２を挟持し、さらにこれらの表面材３１、３２の外側に、表皮材４１、４２を熱接着した構造であるが、この構造に特に限定されず、中空凸部成形シート２の少なくとも一面に表面材３（３１、３２）が熱融着され、さらにその表面材３（３１、３２）の外側に表皮材４（４１、４２）が熱接着された構造の中空構造板１であれば、本発明に係る製造方法で製造することが可能である。例えば、図２に示す第２実施形態（コアコーン（登録商標）（シングル）への片面表面材・表皮材貼り合せ）に係る中空構造板１のように、中空凸部成形シート２の片面に表面材３が熱融着され、さらにその表面材３の外側に表皮材４が熱接着された構造の中空構造板１であっても、本発明に係る製造方法で製造することが可能である。

また、図３に示す第３実施形態（シングルコーン（登録商標）への片面表皮材貼り合せ）に係る中空構造板１のように、中空凸部成形シート２の両面に表面材３１、３２が熱融着され、さらにその表面材３１または３２のいずれか一方の外側に表皮材４が熱接着された構造の中空構造板１であっても、本発明に係る製造方法で製造することが可能である。

なお、中空凸部成形シート２および表面材３（３１、３２）は、同じ材料で形成することもできるが、熱融着可能な範囲で相互に異なる材料で形成することもできる。中空凸部成形シート２および表面材３（３１、３２）の具体的な材質については、後述する。

［中空凸部成形シート２］
図４は、本発明に係る製造方法で用いることが可能な中空凸部成形シート２の一態様を模式的に示す斜視図である。図４に示すように、中空凸部成形シート２には、中空状の凸部２ａが間隔をあけて複数形成されている。中空凸部成形シート２の凸部２ａの大きさ、形状、高さなどの形態は、図４に示すような円錐台形に限らず、凸状であれば、自由に設計することができる。例えば、角錐台形、円柱形、多角柱形、多角星柱形、多角星錐台形など、様々な形態に設計することができる。また、凸部の途中に段差を設けたり、凸部の途中にウェーブを設けたりすることも自由である。
更に、中空凸部成形シート２には、単一の形態の凸部２ａを複数設けることに限らず、２種以上の形態の凸部２ａを自由に組み合わせて形成することも可能である。

図５は、本発明に係る製造方法で用いることが可能な中空凸部成形シート２の図４とは異なる一態様を模式的に示す断面図（コアコーン（登録商標）（ダブル））である。図５に示す中空凸部成形シート２は、中空状の凸部２１ａ、２２ａが間隔をあけて複数形成された熱可塑性樹脂からなる２枚の中空凸部成形シート２１、２２を、互いの中空凸部２１ａ、２２ａ同士を突き合わせて熱融着した構造である。このように、本発明に係る製造方法では、複数の中空凸部成形シート２１、２２を用いて構成した中空凸部成形シート２なども用いることができる。

複数の中空凸部成形シート２１、２２を用いて構成した中空凸部成形シート２の他の例としては、図６に示すような態様（コアコーン（登録商標）の積層体：例えば、特開２００９−１０７１４４）が挙げられる。図６は、本発明に係る製造方法で用いることが可能な中空凸部成形シート２の図４および図５とは異なる一態様を模式的に示す断面図である。図６に示す中空凸部成形シート２は、中空状の凸部２１ａ、２２ａが間隔をあけて複数形成された熱可塑性樹脂からなる２枚の中空凸部成形シート２１、２２を、熱可塑性樹脂からなる中間シート２３を挟んだ状態で、互いの中空凸部２１ａ、２２ａ同士を突き合わせて熱融着した構造である。

また、図７は、本発明に係る製造方法で用いることが可能な中空凸部成形シート２の図４から図６とは異なる一態様（コアコーン（登録商標）（ダブル）・亜種：例えば、特開２００９−１０７１４４）を模式的に示す断面図である。図７に示す中空凸部成形シート２は、中空状の凸部２１ａ、２２ａが間隔をあけて複数形成された熱可塑性樹脂からなる２枚の中空凸部成形シート２１、２２を、互いの中空凸部２１ａ、２２ａ同士を、互い違いに向き合わせて熱融着した構造である。即ち、一方の中空凸部成形シート２１の中空凸部２１ａが、他方の中空凸部成形シート２２の開口部２２ｂに入り込み、一方の中空凸部成形シート２１の開口部２１ｂに、他方の中空凸部成形シート２２の中空凸部２２ａが入り込んだ状態で、中空凸部成形シート２１、２２を熱融着した構造である。

このように、本発明に係る製造方法に用いることができる中空凸部成形シート２は、その目的の強度や曲げ性能などに応じて、自由に設計することが可能である。

中空構造板１を構成する中空凸部成形シート２の材質は、熱可塑性樹脂であれば特に限定されるものではなく、通常、中空構造板に用いることができる熱可塑性樹脂を、１種または２種以上自由に組み合わせて用いることができる。例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリカーボネート（ＰＣ）などを使用することができる。これらの熱可塑性樹脂の中でも、コスト、成形性及び物性の面から、特に、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、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及びブロック状ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂が好ましい。

また、中空凸部成形シート２を形成する熱可塑性樹脂には、タルク、マイカ及び炭酸カルシウムなどのフィラーや、ガラス繊維、アラミド繊維及び炭素繊維などのチョップドストランドが添加されていてもよい。これにより、中空構造板１の剛性を向上させることができる。

更に、中空凸部成形シート２を形成する熱可塑性樹脂には、難燃性、導電性及び耐候性などを向上させるための改質剤が添加されていてもよい。

［表面材３］
表面材３（３１、３２）は、前述した中空凸部成形シート２に熱融着され、この中空凸部成形シート２と共に中空構造板１を構成する。表面材３（３１、３２）の形態は、少なくとも非熱融着面が平滑であれば、自由に設計することができる。

中空構造板１に用いる表面材３（３１、３２）の材質は、前述の中空凸部成形シート２と同一であるため、ここでは説明を割愛する。

本発明では、表面材３（３１、３２）として、中空凸部形成シート２と熱融着できる熱可塑性樹脂からなり、かつ、表面材３（３１、３２）を形成する熱可塑性樹脂の示差熱熱重量同時測定（ＴＧ−ＤＴＡ分析）で得られる熱分析の結果において、熱可塑性樹脂の溶融に伴う吸熱が認められる融点温度（Ｔｍ）と、それより低温で異なる温度（Ｔｑ）で吸熱現象が生じ、このＴｍと前記Ｔｑの温度差が３０℃から１００℃の熱可塑性樹脂からなる表面材３（３１、３２）を用いることが好ましい。この特徴を有する熱可塑性樹脂は、Ｔｑ温度以上Ｔｍ温度未満において、非溶融状態であるにも関わらず、接着性を発揮する。そのため、この特徴を有する熱可塑性樹脂を用いて表面材３（３１、３２）を形成すれば、製造工程において、表面材３（３１、３２）を、接着温度以上融点未満に温度制御することが容易になり、歩留まりの低下の防止、生産効率の向上を実現することができる。

このような特徴を有する熱可塑性樹脂としては、例えば、エチレン量２〜１０％のエチレン・プロピレン・ブロック共重合体からなる熱可塑性樹脂を挙げることができる。

その他の例として、本発明では、第１の熱可塑性樹脂と、該熱可塑性樹脂よりも低い融点をもつ第２の熱可塑性樹脂を混合した樹脂混合物を用いて表面材３（３１、３２）を形成することも可能である。
また、本発明では、中空構造板１に用いる表面材３（３１、３２）の材質として用いる熱可塑性樹脂として、分子量分布の広い熱可塑性樹脂を用いることも可能である。より具体的には、重量平均分子量（Ｍｗ）と、数平均分子量（Ｍｎ）との比が、Ｍｗ／Ｍｎ≧４．０以上である熱可塑性樹脂を用いて表面材３（３１、３２）を形成することができる。

例えば、表面材３（３１、３２）を同一の融点をもつ熱可塑性樹脂や同一の分子量の熱可塑性樹脂のみで形成した場合、熱可塑性樹脂の融点を境に、固化および溶融が一気に起こるため、接着可能な状態は、非常に狭い温度範囲に限定されてしまう。一方、異なる融点を持つ熱可塑性樹脂を混合した樹脂混合物や分子量分布の広い熱可塑性樹脂を用いて表面材を形成することにより、一定の温度範囲内において、樹脂混合物の一部のみが溶融し接着可能な状態を維持することができる。その結果、製造工程における温度制御が容易になり、歩留まりの低下の防止、生産効率の向上を実現することができる。

なお、本発明に係る製造技術においては、後述する表皮材４（４１、４２）の材質によって、接着温度を制御することも可能であるため、同一の融点をもつ熱可塑性樹脂や同一の分子量の熱可塑性樹脂のみで表面材３（３１、３２）を形成することも、勿論、可能である。

［表皮材４］
表皮材４（４１、４２）は、前述した表面材３（３１、３２）の中空凸部成形シート２に熱融着される面の反対面に熱接着され、中空凸部成形シート２、表面材３（３１、３２）と共に中空構造板１を構成する。表皮材４（４１、４２）を備えることで、本発明に係る製造方法で製造される中空構造板１に、意匠性、吸音特性、断熱性などの用途に応じた特性を付与することができる。

中空構造板１に用いる表皮材４の材質は、特に限定されず、通常、中空構造板の表皮材として用いることができる材料を、目的の用途などに応じて、自由に選択して用いることができる。例えば、熱可塑性樹脂シート、樹脂製の織布または不織布などを挙げることができる。また、複数の同種または異種のシートを積層した積層シートを、表皮材４として用いることも可能である。

図８は、本発明に係る製造方法に用いることができる表皮材を形成する熱可塑性樹脂からなる繊維を模式的に示す断面図である。本発明では、第１の熱可塑性樹脂を芯４ａ成分とし、該芯成分よりも低い融点をもつ第２の熱可塑性樹脂を鞘４ｂ成分とする鞘芯構造からなる繊維（図８参照）を、一部含んでなる織布または不織布を表皮材４として用いることが好ましい。

図８に示す鞘芯構造からなる繊維は、鞘４ｂを構成する第２の熱可塑性樹脂の融点温度以上、芯４ａを構成する第１の熱可塑性樹脂の融点温度未満で加熱（温度制御）することにより、芯４ａは固化状態、鞘４ｂは溶融状態に維持することができる。そのため、この繊維を含む織布または不織布は、第２の熱可塑性樹脂の融点温度以上、芯４ａを構成する第１の熱可塑性樹脂の融点温度未満に加熱（温度制御）することで、接着可能な状態を容易に維持することができる。その結果、製造工程における温度制御が容易になり、歩留まりの低下の防止、生産効率の向上を実現することができる。

なお、第１実施形態の中空構造板１のように（図１参照）、中空凸部成形シート２の両面に、表面材３１、３２を熱融着させる場合、各表面材３１、３２に接着させる表皮材４１、４２は、同一の材質で形成することもできるし、異なる材質で形成することも可能である。

＜製造方法について＞
次に、本発明に係る製造方法について説明する。
本発明に係る中空構造板の製造方法は、熱接融着工程Ｉを少なくとも行う方法である。また、必要に応じて、中空凸部成形シート作製工程IIなどを更に行うことも可能である。以下、各工程について、詳細に説明する。

［熱接融着工程Ｉ］
熱接融着工程Ｉは、表面材３の一方の面に表皮材４を熱接着する工程（熱接着工程Ｉａ）と、表面材３の他方の面を中空凸部成形シート２の少なくとも一方の面に熱融着する工程（熱融着工程Ｉｂ）とを行う工程である。熱接融着工程Ｉにおいて、熱接着工程Ｉａと熱融着工程Ｉｂとは、同時に行うことも可能であるし、熱接着工程Ｉａを行った後に、熱融着工程Ｉｂを行うことも可能である。以下、実施形態を例示しながら詳細に説明する。

図９は、本発明に係る製造方法の第１実施形態（コアコーン（登録商標）（シングル）への片面表面材・表皮材貼合せ）を示す概念図である。第１実施形態に係る製造方法は、熱接融着工程Ｉにおいて、熱接着工程Ｉａと熱融着工程Ｉｂとを同時に行う例である。

熱接着工程Ｉａでは、調温機能を備えた抑えローラー１０２によって、表面材３の中空凸部成形シート２に熱融着される面の反対面および表皮材４を、表皮材４および／または表面材３の接着温度以上、表面材３の融点未満に温度制御した状態で、表面材３の中空凸部成形シート２に熱融着される面の反対面に表皮材４を熱接着する。

熱融着工程Ｉｂでは、加熱部１０１によって、中空凸部成形シート２の熱融着面および／または表面材３の熱融着面を、中空凸部成形シート２および／または表面材３の融点温度以上に加熱するとともに、調温機能を備えた前記抑えローラー１０２によって、表面材３の非熱融着面を、表面材３の融点未満に温度制御した状態のままで、表面材３の熱融着面を、中空凸部成形シート２の一方の面に熱融着する。

本発明に係る製造方法では、熱融着工程Ｉｂにおいて、少なくとも表面材３の非熱融着面は、融点以下に保ったまま、表面材３を中空凸部成形シート２に接触・圧着するため、平滑な表面の中空構造板１を得ることができる。

また、熱接着工程Ｉａにおいても、熱融着工程Ｉｂと同一の抑えローラー１０２によって、表面材３の中空凸部成形シート２に熱融着される面の反対面および表皮材４を、表皮材４および／または表面材３の接着温度以上、表面材３の融点未満に温度制御した状態で、表面材３の中空凸部成形シート２に熱融着される面の反対面に表皮材４を熱接着するため、表面材３の融着のために改めて加熱を行う従来の方法に比べ、温度制御を容易に行うことができる。

更に、一つの抑えローラー１０２によって、中空凸部成形シート２への表面材３の熱融着と、表面材３への表皮材４の熱接着を行うため、装置の小型化、製造工程の簡便化を実現でき、製造に係る時間やコストの削減にもつながる。

熱接融着工程Ｉにおける加熱方法は特に限定されず、中空凸部成形シート２の熱融着面および／または表面材３の熱融着面を、融点温度以上に加熱することができれば、自由な方法で加熱を行うことが可能である。例えば、熱風または温風発生手段、あるいは熱線ヒーターなどからなる加熱部１０１を用いて加熱する方法が挙げられる。

また、加熱温度も特に限定されず、中空凸部成形シート２および／または表面材３を形成する樹脂の融点温度以上に加熱できれば、中空凸部成形シート２および／または表面材３を形成する樹脂の種類に応じて、自由に設定することができる。一例を挙げると、ポリプロピレンを用いて形成された中空凸部成形シート２および／または表面材３を加熱する場合には、１３０℃以上２００℃以下の範囲で加熱することが好ましい。

また、熱接融着工程Ｉにおける調温方法も特に限定されず、表面材３の中空凸部成形シート２に熱融着される面の反対面および表皮材４を、表皮材４および／または表面材３の接着温度以上、表面材３の融点未満に温度制御することができれば、自由な方法で調温を行うことが可能である。例えば、第１実施形態では、調温機能を備えた抑えローラー１０２によって、表面材３の中空凸部成形シート２に熱融着される面の反対面および表皮材４を接着温度以上、表面材３の融点未満に温度制御しているが、これに限定されず、例えば、後述する第２実施形態（図１０）のように、熱接着工程Ｉａと熱融着工程Ｉｂとを同時に行わない場合には、表面材３と表皮材４との間に、温度制御部を設けることも可能である。

また、具体的な調温温度も特に限定されず、表面材３の中空凸部成形シート２に熱融着される面の反対面および表皮材４を、表皮材４および／または表面材３の接着温度以上、表面材３の融点未満であれば、表面材３および／または表皮材４を形成する材質に応じて、自由に設定することができる。

なお、本発明に係る製造方法では、熱接融着工程Ｉを行う際に、中空凸部成形シート２の熱融着面および／または表面材３の熱融着面が融点温度以上、表面材３の中空凸部成形シート２に熱融着される面の反対面および表皮材４が接着温度以上かつ表面材３の融点未満に制御することができれば、熱接融着工程Ｉの前の供給段階における中空凸部成形シート２および表面材３は、溶融状態であっても非溶融状態であってもよいが、予め固化された中空凸部成形シート２および表面材３を供給することが好ましい。固化されていない、即ち、溶融状態の中空凸部成形シート２および表面材３は、その形態が安定していないため、供給段階において、中空凸部成形シート２や表面材３が変形する恐れがある。一方、予め固化され、形態が安定した状態の中空凸部成形シート２および表面材３を用いることで、供給段階における中空凸部成形シート２や表面材３の変形を防止することができる。

熱接融着工程Ｉにおける加熱では、少なくとも中空凸部成形シート２の熱融着面または表面材３の熱融着面を、融点温度以上に加熱すれば、本発明の効果を得ることができるが、本発明では特に、少なくとも中空凸部成形シート２の熱融着面を融点温度以上に加熱することが好ましい。この理由を以下説明する。

中空凸部成形シート２と表面材３が実際に熱融着する部分は、例えば、図２の実施形態においては、符号ｆで示す部分である。一方、図２中符号ｎで示す部分は、表面材３の熱融着面の一部ではあるが、実際には熱融着されない部分である。そのため、中空凸部成形シート２の方を融点温度以上に加熱して再溶融する方が、実際に熱融着される部分のみをピンポイントで溶融させることができる。その結果、表面材３は固化した状態のまま、中空凸部成形シート２に積層されるため、表面材３が中空凸部成形シート２の凹凸構造に追従することを回避することができ、平滑な表面の中空構造板を安定的に生産することができる。

また、表面材３の熱融着面を再溶融させる場合、実際には熱融着されない部分ｎも溶融状態になるため、中空凸部成形シート２と接触・圧着される場合に、極稀ではあるが、この部分ｎの樹脂が、中空凸部成形シート２の凹部に入り込む場合がある。これに対し、中空凸部成形シート２の方を再溶融させれば、表面材３の熱融着面の中空凸部成形シート２の凹部への入り込みを確実に防止することができる。

その他、中空凸部成形シート２の熱融着面を加熱する際の余熱にて、表面材３の熱融着面を融点温度以上に加熱することも可能である。

図１０は、本発明に係る製造方法の第２実施形態（コアコーン（登録商標）（ツイン）への片面表面材・表皮材貼り合わせ）を示す概念図である。第２実施形態に係る製造方法は、中空凸部成形シート２として、中空状の凸部２１ａ、２２ａが間隔をあけて複数形成された熱可塑性樹脂からなる中空凸部成形シート２１、２２が、互いの中空凸部２１ａ、２２ａ同士を突き合わせて熱融着されたシートを用いた例である。

また、第２実施形態に係る製造方法は、熱接融着工程Ｉにおいて、熱接着工程Ｉａを行った後に、熱融着工程Ｉｂを行う例である。第２実施形態に係る製造方法の熱融着工程Ｉａでは、加熱手段を備えた温度制御部１０８を用いて、表面材３の中空凸部成形シート２に熱融着される面の反対面および／または表皮材４を、接着温度以上に制御した状態で、抑えローラー１０２によって表面材３と表皮材４とを接触・圧着して熱接着する。
そして、熱接着工程Ｉａを行った後に、熱融着工程Ｉｂにおいて、加熱部１０１によって、中空凸部成形シート２の熱融着面および／または表面材３の熱融着面を、中空凸部成形シート２および／または表面材３の融点温度以上に加熱するとともに、冷却機能を備えた前記抑えローラー１０２によって、表面材３の非熱融着面を、表面材３の融点未満に温度制御した状態のままで、表面材３の熱融着面を、中空凸部成形シート２の一方の面に熱融着する。

第２実施形態に係る製造方法のように、熱接着工程Ｉａを行った後に、熱融着工程Ｉｂを行う場合、抑えローラー１０２内に、例えば冷却媒体流路などを形成して冷却可能に構成することも可能であるが、抑えローラー１０２の材質上、抑えローラー１０２に接触するだけで表面材３の中空凸部成形シート２に熱融着される面の反対面を融点温度以下に冷却可能であれば、特に積極的に冷却手段を設けなくてもよい。

図１１は、本発明に係る製造方法の第３実施形態（ツインコーン（登録商標）への両面表皮材貼り合せ）を示す概念図である。第３実施形態に係る製造方法は、中空凸部成形シート２の両側に、表面材３１、３２を熱融着し、その表面材３１、３２の両外側に、表皮材４１、４２を熱接着する例である。その他は、第１実施形態に係る製造方法と同一である。なお、第３実施形態では、中空凸部成形シート２の両側に、表面材３１、３２を同時に熱融着しているが、これに限定されず、図示しないが、中空凸部成形シート２の片側ずつ、表面材３１および３２を時間差で熱融着することも可能である。

なお、各実施形態を説明する図では、先端にＴダイ１０３が設けられた押出機１０４から、熱可塑性樹脂を押し出してシート状にして表面材３を形成した後に、熱接融着工程Ｉを行っているが、これに限定されず、予めシート状に形成された表面材３を用いることも可能である。

［中空凸部成形シート作製工程II］
中空凸部成形シート作製工程IIは、熱可塑性樹脂シートの一方の面に、中空状の凸部２ａを複数形成して中空凸部成形シート２を作製する工程である。本発明に係る製造方法では、必須の工程ではなく、予め、中空状の凸部が成形されたシート２を用いることもできるが、本発明に係る製造方法内において、中空凸部成形シート作製工程IIを行って、中空凸部成形シート２を作製することも可能である。

図１２は、本発明に係る製造方法の第４実施形態（コアコーン（登録商標）（シングル）への片面表面材・表皮材貼り合せ）を示す概念図である。第４実施形態に係る製造方法は、中空凸部成形シート作製工程IIを行って中空凸部成形シート２を作製した後に、熱接融着工程Ｉを行うことにより、作製した中空凸部成形シート２に表面材３を熱融着させるとともに、更に該表面材３に表皮材４を熱接着させる方法である。

中空凸部成形シート作製工程IIでは、熱可塑性樹脂シートの一方の面に、中空状の凸部２ａを複数形成することができれば、その具体的な方法は特に限定されず、通常、中空凸部成形シートを作製する際に用いられる方法を自由に選択して用いることができる。例えば、第４実施形態では、表面に凸状のピンが複数突設された２対の成形ローラー１０５を用いて中空凸部成形シート２を作製している。

図１３は、本発明に係る製造方法の第５実施形態（シングルコーン（登録商標）への片面表皮材貼り合せ）を示す概念図である。第５実施形態に係る製造方法は、中空凸部成形シート作製工程IIにおいて、中空凸部成形シート２の作製と同時に、中空凸部成形シート２の一方の面に表面材３２を熱融着させ、その後、熱接融着工程Ｉを行うことにより、作製した中空凸部成形シート２の他方の面に、表面材３１を熱融着させるとともに、更に該表面材３１に表皮材４を熱接着させる方法である。

第５実施形態に係る製造方法では、中空凸部成形シート作製工程IIを、表面に凸状のピンが複数突設された成形ローラー１０５と、表面が平坦な平ローラー１０６とが、その回転軸が相互に平行になるように配置された真空形成装置によって行う。これらの成形ローラー１０５と平ローラー１０６は、それぞれ減圧チャンバー１０７ａ、１０７ｂ内に設置されており、例えば、中空凸部成形シート２や表面材３２を形成する樹脂の融点温度よりも低い温度で加熱させる構成とすることができる。また、減圧チャンバー１０７ａ、１０７ｂには、中空凸部成形シート２および表面材３２を吸引保持するための吸引孔１０８ａ、１０８ｂを設けることが好ましい。

図１４は、本発明に係る製造方法の第６実施形態（シングルコーン（登録商標）への両面表皮材貼り合せ）を示す概念図である。第６実施形態に係る製造方法は、中空凸部成形シート作製工程IIと同時に、熱接融着工程Ｉを行うことで、中空凸部成形シート２の一方の面に表面材３２を熱融着させるとともに、更に該表面材３２に表皮材４２を熱接着させ、その後、さらに熱接融着工程Ｉを行うことにより、作製した中空凸部成形シート２の他方の面に、表面材３１を熱融着させるとともに、更に該表面材３１に表皮材４２を熱接着させる方法である。

図１５は、本発明に係る製造方法の第７実施形態（ツインコーン（登録商標）への両面表皮材貼り合せ）を示す概念図である。第７実施形態に係る製造方法は、中空凸部成形シート作製工程IIにおいて、熱可塑性樹脂シートの一方の面に、中空状の凸部２１ａ、２２ａを複数形成して２枚の成形シート２１、２２を作製し、それぞれの成形シート２１、２２を、その中空凸部２ａ同士を突き合わせて熱融着して中空凸部成形シート２（所謂、コアコーン（登録商標）（ダブル））を作製している。具体的には、表面に凸状のピンが複数突設された２対の成形ローラー１０５を、互いのピンを突き合わせるように配置することで、ツインコーン（登録商標）を作製している。

そして、中空凸部成形シート作製工程IIでコアコーン（登録商標）（ツイン）を作製した後、熱接融着工程Ｉを行うことにより、作製されたコアコーン（登録商標）（ツイン）の両面に、表面材３１、３２を熱融着させるとともに、更に該表面材３１、３２に表皮材４１、４２を熱接着させている。

図１６は、本発明に係る製造方法の第８実施形態（ツインコーン（登録商標）への片面表皮材貼り合せ）を示す概念図である。第８実施形態に係る製造方法は、中空凸部成形シート作製工程IIにおいて、コアコーン（登録商標）（ツイン）を作製した後、コアコーン（登録商標）（ツイン）の一方の面には、熱融着工程Ｉｂのみを行って表面材３２を熱融着し、他方の面には、熱接融着工程Ｉを行って表面材３１を熱融着させるとともに、更に該表面材３１に表皮材４を熱接着する方法である。また、第８実施形態に係る製造方法では、中空凸部成形シート作製工程IIにおいて、真空形成装置によって、コアコーン（登録商標）（ツイン）を作製している。真空形成装置は、前述した第５実施形態（図１３）と同一であるため、ここでは説明を割愛する。

図１７は、本発明に係る製造方法の第９実施形態を示す概念図である。第９実施形態に係る製造方法は、中空凸部成形シート作製工程IIにおいて、コアコーン（登録商標）（ツイン）を作製した後に熱接融着工程Ｉを行って、熱接融着工程Ｉでコアコーン（登録商標）（ツイン）の両面に、表面材３１、３２を熱融着させるとともに、更に該表面材３１、３２に表皮材４１、４２を熱接着する方法である。

なお、各実施形態を説明する図では、先端にＴダイ１０３が設けられた押出機１０４から、熱可塑性樹脂を押し出して中空凸部成形シート作製工程IIを行っているが、これに限定されず、予めシート状に形成された熱可塑性樹脂シートを用いて中空凸部成形シート２を作製することも可能である。

図１８は、中空構造板の製造方法の別の例を示す概念図である。図１８に示す製造方法例では、先端にＴダイ１０３が設けられた押出機１０４から熱可塑性樹脂を押し出して、溶融状態もしくは半溶融状態の表面材３を、表皮材４の一方の面に供給し、表面材３と表皮材４とを融着する（融着工程Ｉａ）。接着後、すぐに、表面材３および表皮材４を、冷却手段を有する抑えローラーによって表面材３の融点温度未満に冷却し固化させる（固化工程Ｉｃ）。その後、固化した表面材３の熱着面および／または中空凸部成形シート２の熱融着面を加熱部１０１によって融点温度以上に加熱するとともに、表皮材４および表面材３の中空凸部成形シート２に熱融着される面の反対面は抑えローラーによって表面材３の融点温度未満に冷却した状態を維持したままで、表皮材４が接着された表面材３を、中空凸部成形シート２の一方の面に熱融着させる（熱融着工程Ｉｂ）。

図１８に示す製造方法では、抑えローラー１０２内に、例えば冷却媒体流路などを形成して冷却可能に構成することも可能であるが、抑えローラー１０２の材質上、抑えローラー１０２に接触するだけで表面材３の非熱融着面を融点温度以下に冷却可能であれば、特に積極的に冷却手段を設けなくてもよい。

本発明によれば、中空凸部成形シートに表面材を接触・圧着させる際、表面材の非熱融着面は固化状態が保たれたままであるため、中空凸部成形シートの凹凸に追従しないので、平滑な表面の中空構造板を安定的に生産することが可能である。そのため、本発明に係る製造方法を用いて製造した中空構造板は、表面が平滑で優れた外観を有するので、例えば、箱材や梱包材などの物流用途、壁や天井用のパネル材などの建築用途、自動車の内装など、広い分野において好適に用いることが可能である。

また、本発明に係る製造方法は、中空凸部成形シートへの表面材の熱融着および表面材への表皮材への熱接着を、同一の温度制御手段により行うことができる。そのため、製造工程における温度制御を容易に行うことができ、更に、装置の小型化、製造工程の簡便化を実現でき、製造に係る時間やコストの削減を達成することが可能である。

１ 中空構造板
２、２１、２２ 中空凸部成形シート
３、３１、３２ 表面材
２ａ、２１ａ、２２ａ 中空凸部
２３ 中間シート
４、４１、４２ 表皮材
１０１ 加熱部
１０２ 抑えローラー
１０３ Ｔダイ
１０４ 押出機
１０５ 成形ローラー
１０６ 平ローラー
１０７ａ、１０７ｂ 減圧チャンバー
１０８ 温度制御部
Ｉ 熱接融着工程
Ｉａ 熱接着工程
Ｉｂ 熱融着工程
Ｉｃ 固化工程
II 中空凸部成形シート作製工程

Claims (6)

1. 中空状の凸部が間隔をあけて複数形成された熱可塑性樹脂シートからなる中空凸部成形シートの少なくとも一方の面に、熱可塑性樹脂シートからなる表面材が熱融着され、更に、該表面材の非熱融着面に、熱接着性を有する表皮材が熱接着された中空構造板を製造する方法であって、
   前記中空凸部成形シートの熱融着面および／または前記表面材の熱融着面を、前記中空凸部成形シートおよび／または前記表面材の融点温度以上に加熱するとともに、
   前記表面材の非熱融着面および前記表皮材を、前記表皮材および／または前記表面材の接着温度以上、前記表面材の融点未満に温度制御した状態で、
   前記表面材の非熱融着面に前記表皮材を熱接着させるとともに、前記中空凸部成形シートの少なくとも一方の面に、前記表面材を熱融着する熱接融着工程を、
   少なくとも行い、
   前記表面材が、前記中空凸部成形シートと熱融着できる熱可塑性樹脂からなり、かつ、
   該熱可塑性樹脂の示差熱熱重量同時測定（ＴＧ−ＤＴＡ分析）で得られる熱分析の結果において、前記熱可塑性樹脂の溶融に伴う吸熱が認められる融点温度（Ｔｍ）と、該融点温度（Ｔｍ）とは異なる温度（Ｔｑ）で吸熱現象が生じ、前記Ｔｍと前記Ｔｑの温度差が３０℃〜１００℃である中空構造板の製造方法。
2. 前記中空凸部成形シートは、中空状の凸部が間隔をあけて複数形成された２枚の熱可塑性樹脂シートが、互いの中空凸部同士を突き合わせて熱融着されてなる請求項１記載の中空構造板の製造方法。
3. 前記熱接融着工程を行う前に、熱可塑性樹脂シートの一方の面に、中空状の凸部を複数形成して中空凸部成形シートを作製する中空凸部成形シート作製工程を、更に行う請求項１記載の中空構造板の製造方法。
4. 前記熱接融着工程を行う前に、熱可塑性樹脂シートの一方の面に、中空状の凸部を複数形成して２枚の成形シートを作製し、それぞれの成形シートを、その中空凸部同士を突き合わせて熱融着して中空凸部成形シートを作製する中空凸部成形シート作製工程を、更に行う請求項２記載の中空構造板の製造方法。
5. 前記表皮材は、第１の熱可塑性樹脂を芯成分とし、該芯成分よりも低い融点をもつ第２の熱可塑性樹脂を鞘成分とする鞘芯構造からなる繊維を、一部含んでなる織布または不織布である請求項１から４のいずれか一項に記載の中空構造板の製造方法。
6. 前記表面材が、エチレン量２〜１０％のエチレン・プロピレン・ブロック共重合体からなる熱可塑性樹脂を含んでなる請求項１から５のいずれか一項に記載の中空構造板の製造方法。

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