JP2001027009A - 熱可塑性樹脂パネル - Google Patents

熱可塑性樹脂パネル

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JP2001027009A
JP2001027009A JP11198807A JP19880799A JP2001027009A JP 2001027009 A JP2001027009 A JP 2001027009A JP 11198807 A JP11198807 A JP 11198807A JP 19880799 A JP19880799 A JP 19880799A JP 2001027009 A JP2001027009 A JP 2001027009A
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thickness
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Satoru Funakoshi
覚 船越
Takeo Kitayama
威夫 北山
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高強度かつ高断熱性を有するともに軽量性に優
れ、しかもリサイクル可能な熱可塑性樹脂パネルを開発
する。 【解決手段】発泡層の両面にスキン層が一体的に形成さ
れてなる熱可塑性樹脂パネルであって、発泡層および両
スキン層の合計厚みに対する両スキン層の合計厚みが1
/300〜1/10であり、かつ、発泡層および両スキ
ン層の合計平均比重が両スキン層の平均比重の1/2〜
1/7であって、パネルの厚み方向における平均熱伝導
率が0.03〜0.1W/K・mである熱可塑性樹脂パ
ネルを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発泡層の両面にス
キン層が一体的に形成されてなる熱可塑性樹脂パネルに
関する。
【0002】
【従来の技術】発泡層を有する熱可塑性樹脂パネルは、
その断熱性を利用してたとえば浴室やトイレの壁や天井
用などのパネル、床材等の建材用パネルとして利用され
ており、かかる熱可塑性樹脂パネルとして、2枚の熱可
塑性樹脂シ−ト(表面層)により形成された空洞内にポ
リウレタン樹脂等の発泡性の原料樹脂を供給し、内部を
発泡樹脂で充満させたパネル(特開平8−336863
号公報)や、複数枚のタイル等の化粧ブロックを組み合
わせた表面化粧部材と一枚板のバックアップ部材とで囲
まれた空間に発泡性樹脂を注入し充填して発泡硬化させ
たパネル(特開平7−166641号公報)などが知ら
れている。
【0003】これらのパネルは、樹脂シ−トや表面化粧
部材、バックアップ部材などの表面層間に発泡層を挟み
込んだ構造となっているため、高強度かつ高断熱性を有
するという特徴を備えているが、表面層と発泡層を別工
程で製造するため、発泡層注入部より水分が進入した
り、表面層と発泡層が異種材料で構成されているためリ
サイクルできないという問題があり、また、このような
パネルは表面層が厚く、軽量性の点でも十分とはいえな
かった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
本発明者らは、高強度かつ高断熱性を有するともに軽量
性に優れ、しかもリサイクル可能な熱可塑性樹脂パネル
を開発すべく検討の結果、発泡層の両面にスキン層が一
体的に形成されてなる熱可塑性樹脂パネルであって、両
スキン層の合計厚みが発泡層厚みと両スキンの厚みの合
計に対して特定の関係にあり、しかも、発泡層および両
スキン層の合計平均比重が両スキン層の平均比重に対し
て特定の関係を有し、更には両スキン層表面間のパネル
の厚み方向における平均熱伝導率が特定範囲にあるパネ
ルを開発し、本発明に至った。
【0005】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、発泡
層の両面にスキン層が一体的に形成されてなる熱可塑性
樹脂パネルにおいて、発泡層および両スキン層の合計厚
みに対する両スキン層の合計厚みが1/300〜1/1
0であり、かつ、発泡層および両スキン層の合計平均比
重が両スキン層の平均比重の1/2〜1/7であって、
パネルの厚み方向における平均熱伝導率が0.03〜
0.1W/K・mであることを特徴とする熱可塑性樹脂
パネルを提供するものである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の熱可塑性樹脂パネ
ルについて説明する。
【0007】
【実施例】本発明の熱可塑性樹脂パネル(図1)は、発
泡層(2)の両面にスキン層(1)が一体的に形成され
た構造を有している。スキン層(1)と発泡層(2)は
同一材料からなっており、しかも両層は一体的に形成さ
れてそれぞれの層間には接着面が存在していないため、
スキン層と発泡層とは非常に強固に一体化されている。
【0008】スキン層(1)は、通常その表面には空隙
が全くないか殆ど空隙を形成しておらず、その比重は原
料樹脂の比重とほぼ等しくなっている。一方、発泡層
(2)は多数の空隙により見かけ上の比重が低くなって
おり、この比重が小さくなればなる程空隙の占める割合
が高くなって体積当たりの重量が軽くなり、軽量性にす
ぐれるとともに断熱性にも優れたパネルとなり得る。通
常、実用上、軽量かつ十分な断熱性を得るには、両スキ
ン層(1)と発泡層(2)の合計平均比重が両スキン層
の平均比重の1/2〜1/7の範囲であることが好まし
い。
【0009】一方、スキン層(1)の材料物性は非発泡
状態の原料熱可塑性樹脂物性とほぼ同等であるが、発泡
層(2)の物性は空隙の形成により低下する。通常、熱
可塑性樹脂パネルを製造するにあたって、金型内に供給
する熱可塑性樹脂の量が一定である場合に、発泡層
(2)を挟み込むスキン層(1)の厚みが厚くなってパ
ネル厚み(両スキン層と発泡層の合計厚み)に対するス
キン層の比が高くなるほどパネル全体の平均強度は向上
するが、スキン層が厚くなりすぎると発泡層の比重が小
さくなり、発泡層の強度が低下して、結果としてパネル
自体の強度も低下することになる。このため、パネル厚
みに対する両スキン層の合計厚みが1/300〜1/1
0の範囲にあることが好ましい。
【0010】パネルの大きさや厚み等の諸形状は、浴室
用壁パネル、床材、天井材等その用途によって適宜最適
のサイズが選ばれるが、例えば浴室やトイレの壁パネル
の場合には300〜800×1000〜2400mm程
度が代表的である。パネルの厚みも必要とする強度や断
熱性、軽量性等により適宜決定されるが、本発明の熱可
塑性樹脂パネルの特徴を活かすためには、その厚さが5
〜70mm、好ましくは10〜50mm程度の範囲であ
る。
【0011】また、パネルの断熱性はパネルの厚みや平
均熱伝導率などにより変化し、一般的にはパネルの厚み
が厚くなるほど、また、平均熱伝導率が小さくなるほど
断熱性は向上する。ここで平均熱伝導率とは発泡層と両
スキン層を総合したパネルの厚み方向における熱伝導率
を示している。
【0012】本発明の熱可塑性樹脂パネルにおいては、
良好な断熱性を得るうえで、熱伝導率が0.03〜0.
1W/K・mの範囲であることが必要である。
【0013】本発明の熱可塑性樹脂パネルは、スキン層
と発泡層とが上記したような各関係を有することが必要
であり、そのいずれの条件が欠落しても所望の効果を得
ることができないが、具体的には、所望の断熱性、強度
等を考慮して上記範囲内になるようにスキン層の厚み、
発泡層の厚み、全体としてのパネル厚みなどが決定され
る。
【0014】このような熱可塑性樹脂パネルの表面は平
面形状であってもよいし、適宜凹凸やしぼ模様が設けら
れていてもよく、また、必要に応じていずれか一方また
は両方の面にリブやボス等の補強あるいは取り付け部材
が一体化されていてもよい。尚、リブやボス等がスキン
層に設けられている場合、本発明でいうスキン層の厚み
は、当該リブやボス部を除いた部分で適用され、同様に
スキン層の比重についても当該リブやボス部を除いた部
分で適用される。
【0015】スキン層表面には、パネルの使用目的に応
じて、意匠性や補強を目的としたシ−トやフィルムなど
の表皮材(3)が適宜設けられていてもよく(図2)、
かかるシ−トやフィルムには適宜印刷が施されていた
り、凹凸やしぼ模様が設けられていてもよい。このよう
なシ−トやフィルムとしては各種の材料が適用される
が、リサイクルの面からはパネルと同一ないしは類似の
材料であることが好ましい。
【0016】本発明の熱可塑性樹脂パネルは、種々の方
法で製造することができるが、以下にその方法の一例を
工程を追って説明する。
【0017】図3は、本発明の熱可塑性樹脂パネルの製
造に使用する金型の例を、その概略断面図で示したもの
である。金型は雄型(4)および雌型(5)の雌雄一対
からなり、通常、雄型および雌型のいずれか一方がプレ
ス装置に接続され、他方は固定されて縦方向または横方
向に開閉可能となっている。
【0018】金型キャビティ内への溶融状熱可塑性樹脂
の供給方法は任意であるが、図に示されるように、金型
内に設けた樹脂供給路(6)を介して樹脂供給装置
(7)と結ばれている樹脂供給口(8)を雌雄いずれか
一方、場合によってはその両方の金型の成形面に設け、
該樹脂供給口からキャビティ内に供給する方法が好まし
い。この場合、樹脂供給口は1つに限られることはな
く、製品形状や大きさによっては2つ以上を分散配置し
ていてもよい。また、樹脂供給口近傍の樹脂供給路には
任意に制御可能な開閉弁を設け、射出機等の樹脂供給装
置に蓄えられた溶融樹脂の供給、停止が任意に制御でき
るようになっていてもよい。
【0019】また、雌雄いずれか一方または両方の金型
の成形面にはキャビティ内に開口している吸引口(9)
が設けられていてもよい。吸引口は吸引路を通じて一般
的な真空ポンプのような吸引装置(図示せず)に接続さ
れている。尚、吸引口を設ける場合に、吸引口が大きす
ぎるとキャビティ内に供給された溶融樹脂が成形過程で
吸引口内に入り込んだり、キャビティ面に沿って形成さ
れるスキン層の表面に吸引口の形状が転写されたりして
表面が荒れるため、このような現象が生じないように、
吸引口はできるだけ小さいことが好ましい。そのため
に、背部が吸引装置と連結している、焼結合金のような
微細な空隙を有する材料で金型成形面の一部または全部
を構成し、成形面の広い範囲から均一的に吸引するよう
にすることもできる。
【0020】このような雌雄両金型間に、発泡ガスが閉
じ込められた溶融状の熱可塑性樹脂を供給し、キャビテ
ィ内に充填する(図2)。ここで、熱可塑性樹脂として
はポリエチレン、ポリプロピレン、PET、アクリロニ
トリル・スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニト
リル・ブタジエン・スチレンタ−ポリマ−(ABS樹
脂)、ポリスチレン(PS樹脂)、スチレン・メタクリ
レ−ト共重合体(MS樹脂)ポリカ−ボネイト(PC樹
脂)、ポリアミドなどの一般的な熱可塑性樹脂、EPM
やEPDMなどの熱可塑性エラストマ−、これらの混合
物、あるいはこれらを用いたポリマーアロイ等があげら
れ、本発明における熱可塑性樹脂とはこれらを総称する
意味で使用される。
【0021】このような熱可塑性樹脂には、必要に応じ
て通常使用されるガラス繊維などの強化繊維、各種の無
機もしくは有機フィラーなどの充填材が配合されていて
もよく、もちろん、通常使用される顔料、滑材、帯電防
止剤、安定剤などの各種添加剤が適宜配合されていても
よい。
【0022】これら熱可塑性樹脂中には有機系や無機系
の各種発泡剤が混合されており、このような樹脂混合物
をインライン式の射出機など公知の手法により溶融混練
することによって発泡剤が分解し、発泡ガスが溶融樹脂
中に分散し閉じ込められる。金型間には、このような状
態の発泡ガスが閉じ込められた溶融状の熱可塑性樹脂
(10)が供給される。
【0023】供給する溶融状熱可塑性樹脂の温度は、使
用する熱可塑性樹脂や発泡剤の種類、成形条件などによ
っても変わり、適宜最適の温度が設定される。例えば、
ポリプロピレン系樹脂に無機系発泡剤を混合した材料を
用いる場合には、通常170〜250℃程度、好ましく
は200〜230℃程度である。
【0024】供給した溶融状熱可塑性樹脂のキャビティ
内への充填は、射出充填する方法であってもよいし、両
金型の型締め動作による方法であってもよく、特に限定
されない。
【0025】前者の射出充填による方法としては、発泡
前のパネル厚みより小さいキャビティクリアランスにな
るように両金型を位置させた状態で溶融状熱可塑性樹脂
の供給を開始し(図4)、溶融状熱可塑性樹脂の供給を
行いつつ金型を開き、樹脂の供給完了と同時にキャビテ
ィクリアランスが発泡前のパネル厚みと一致するように
キャビティ内に充填する方法(図5)や、発泡前のパネ
ル厚みと同じキャビティクリアランスになるように金型
を位置させた状態で溶融状熱可塑性樹脂を供給して充填
する方法が例示される。
【0026】また、後者の両金型の型締め動作による方
法としては、雌雄両金型間のキャビティクリアランスが
発泡前のパネル厚みよりも大きい状態で両金型間に溶融
状熱可塑性樹脂の供給を開始し、該溶融状熱可塑性樹脂
を供給しながら又は供給完了後に型締めして溶融状熱可
塑性樹脂を金型キャビティ内に充填する方法が例示され
る。
【0027】尚、前者の射出充填による方法の場合であ
って、発泡前のパネル厚みよりも小さいキャビティクリ
アランスになるように両金型を位置させた状態で溶融状
熱可塑性樹脂の供給を開始する方法において、供給開始
時のキャビティクリアランスは、そのときのキャビティ
容積が所要量の溶融状熱可塑性樹脂の発泡前の容積に対
して通常5容量%以上100容量%未満となる範囲であ
る。かかる状態で溶融状熱可塑性樹脂の供給を開始する
が、溶融状熱可塑性樹脂の供給が進むにつれてキャビテ
ィクリアランスは拡大され、所要量の溶融状熱可塑性樹
脂の供給が完了した時点で、供給した溶融状熱可塑性樹
脂の容積とキャビティの容積が略等しくなり、キャビテ
ィ内に溶融状熱可塑性樹脂が充填される。
【0028】このとき、キャビティクリアランスの拡大
は、金型を取り付けたプレス装置等により拡大を制御し
ながら積極的に行ってもよいし、供給する樹脂の供給圧
力を利用して拡大してもよいが、この際に、キャビティ
内の溶融状熱可塑性樹脂にかかる圧力が1〜50MPa
となるように制御しながら拡大することが好ましい。
【0029】また、このキャビティクリアランスの拡大
過程では、金型キャビティ容積が供給された溶融状熱可
塑性樹脂の容積よりも大きくならないように注意する必
要があるが、瞬間的ないし極めて短時間であれば、金型
キャビティ容積が供給された溶融状熱可塑性樹脂の容積
より大きくなっても特に問題とならない。
【0030】また、射出充填による方法の場合であっ
て、発泡前のパネル厚みと同じキャビティクリアランス
になるように両金型を位置させた状態で溶融状熱可塑性
樹脂を供給して金型キャビティ内に充填する方法の場合
には、通常の射出成形法におけると同様に、溶融状熱可
塑性樹脂の供給開始から供給完了まで金型のキャビティ
クリアランスを発泡前のパネル厚みと同じになるように
保持しておけばよい。
【0031】両金型の型締め動作により溶融状熱可塑性
樹脂を金型キャビティ内に充填する場合には、予めキャ
ビティクリアランスが発泡前のパネル厚み以上になるよ
うに両金型を開放し、この開放された金型キャビティ内
に所要量の溶融状熱可塑性樹脂を供給し、供給完了後ま
たは供給完了と同時にキャビティクリアランスが発泡前
のパネル厚みと同じになるように型締めして充填する方
法や、前記と同様にして溶融状熱可塑性樹脂を供給しな
がら、その供給中に型締めを開始し、溶融状熱可塑性樹
脂の供給と型締めを平行して行いつつ、溶融状熱可塑性
樹脂の供給完了と同時または供給完了後にキャビティク
リアランスが発泡前のパネル厚みとおなじになるように
型締めを完了してもよい。
【0032】これらの方法により溶融状熱可塑性樹脂が
充填された金型キャビティには空隙が殆ど存在しない状
態となる。この状態で、溶融状熱可塑性樹脂表面にスキ
ン層(1)を形成せしめるが、一般に金型温度は用いた
熱可塑性樹脂の融点よりも低い温度に設定されているた
め、適宜の冷却時間を設けることにより溶融樹脂は金型
成形面に接した表面部分より固化しはじめ、やがて空隙
の殆どないスキン層が形成される。
【0033】このときの冷却時間はスキン層の形成に大
きく影響し、この時間が長くなる程スキン層の厚みが厚
くなる。この、溶融状熱可塑性樹脂をキャビティ内に充
填してから次工程の金型開放までの冷却時間は、金型温
度や溶融状熱可塑性樹脂の温度、樹脂の種類等の諸条件
によって変わるが、通常、0.1〜20秒程度である。
【0034】所定のスキン層が形成された後、金型をパ
ネルの厚み方向に開放すると、供給された溶融状熱可塑
性樹脂の未固化部分に閉じ込められていた発泡ガスが膨
張し、全体として金型の開き方向、すなわちパネルの厚
み方向に厚みを増しつつ発泡層を形成する。(図6)こ
のとき、金型成形面に設けた吸引口より吸引を行い、ス
キン層を金型成形面に吸着させることにより、未固化の
溶融樹脂部分がパネルの厚み方向により確実に広げら
れ、その結果、より均一かつ高発泡の発泡層(2)を得
ることができる。
【0035】金型の開放は、パネルの表面に形成された
スキン層を金型成形面に密着させた状態で行うことが好
ましく、この点でも先の金型成形面からのスキン層の吸
引は有効であり、また、パネル表面の金型転写が良好に
なるという利点もある。特に、パネルの一面が意匠面と
なる場合には、少なくとも意匠面となる側の金型成形面
から吸引を行いながら金型の開放を行うことは有効であ
り、パネルの両面が意匠面となる場合には、両金型の成
形面からなる側の金型成形面から吸引を行いながら金型
を開放することが効果的である。
【0036】金型のキャビティクリアランスが最終パネ
ル厚みになった時点で金型の開放動作を停止し、キャビ
ティクリアランスを最終パネル厚みに保持しつつパネル
を冷却する。なお、この際に、金型のキャビティクリア
ランスが最終パネル厚みより大きくなるところまで金型
を開放し、金型内の熱可塑性樹脂が完全に固化しないう
ちに、キャビティクリアランスが最終パネル厚みになる
まで再圧縮することもできる。この場合には、パネル表
面と金型面との密着性をより高めることができ、金型形
状をより忠実に再現した製品とすることができる。
【0037】冷却が完了すれば金型を完全に開放し、最
終製品である熱可塑性樹脂パネルを金型より取り出す。
(図7)
【0038】かくして、空隙の殆どないスキン層および
内部に空隙を有する発泡層から構成される熱可塑性樹脂
パネルを得ることができるが、本発明の熱可塑性樹脂パ
ネルを得るためには、かかる方法においてスキン層や発
泡層の厚みが本発明に規定する範囲内になるように、ま
た、平均熱伝導率が本発明に規定する範囲内になるよう
に樹脂の種類を選択したり、発泡倍率を調整するなど成
形条件を適宜設定すればよい。
【0039】かかる熱可塑性樹脂パネルにおいて、その
表面にシ−トやフィルムなどの表皮材(3)を貼合する
場合、その方法としては前記したような方法により製造
したパネルの表面に予め用意した表皮材を接着剤等を用
いて貼り合わせることも可能であるし、前記したような
方法において、予め金型内に表皮材を供給した後に、前
記したような方法で熱可塑性樹脂パネルを製造し、該パ
ネルを製造すると同時に一体的に貼り合わせることも可
能である。
【0040】
【発明の効果】本発明の熱可塑性樹脂パネルは空隙の殆
どないスキン層および内部に空隙を有する発泡層から構
成され、軽量性に優れ、高強度かつ高断熱性を有してい
るため、リサイクル可能なパネルとして建材特に浴室や
トイレ用の壁材や天井材、自動車内装材などとして広く
用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱可塑性樹脂パネルの例をその断面図
で示したものである。
【図2】本発明の熱可塑性樹脂パネルの例をその断面図
で示したものである。
【図3】本発明の熱可塑性樹脂パネルを製造する際に使
用される金型の例をその断面概略図で示したものであ
る。
【図4】本発明の熱可塑性樹脂パネルを製造する例の製
造工程を金型の断面概略図で示したものである。
【図5】本発明の熱可塑性樹脂パネルを製造する例の製
造工程を金型の断面概略図で示したものである。
【図6】本発明の熱可塑性樹脂パネルを製造する例の製
造工程を金型の断面概略図で示したものである。
【図7】本発明の熱可塑性樹脂パネルを製造する例の製
造工程を金型の断面概略図で示したものである。
【符号の説明】
1: スキン層 2:発泡層 3:表皮層 4:雄型 5:雌型 6:樹脂供給路 7:樹脂供給装置 8:樹脂供給口 9:吸引口 10:溶融状熱可塑性樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2E001 DD01 FA03 FA14 FA42 GA07 GA12 GA23 GA24 GA42 GA82 HD01 HD08 HD09 HD11 HD14 JA23 LA04 2E162 CD01 CD03 CD04 DA09 DA10

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発泡層の両面にスキン層が一体的に形成さ
    れてなる熱可塑性樹脂パネルであって、発泡層および両
    スキン層の合計厚みに対する両スキン層の合計厚みが1
    /300〜1/10であり、かつ、発泡層および両スキ
    ン層の合計平均比重が両スキン層の平均比重の1/2〜
    1/7であって、パネルの厚み方向における平均熱伝導
    率が0.03〜0.1W/K・mであることを特徴とす
    る熱可塑性樹脂パネル。
  2. 【請求項2】発泡層および両スキン層の合計厚みが10
    〜50mmである請求項1に記載の熱可塑性樹脂パネ
    ル。
  3. 【請求項3】片面または両面のスキン層の表面に加飾用
    および/または補強用シ−トが設けられてなる請求項1
    または2に記載の熱可塑性樹脂パネル。
  4. 【請求項4】熱可塑性樹脂製パネルが建材用パネルであ
    る請求項1、2または3に記載の熱可塑性樹脂パネル。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015511134A (ja) * 2012-01-23 2015-04-16 プロトマックス プラスチックス リミテッド 大判ポリスチレンパネル

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