JP2001521085A - 軽量化し剛性を増加するシート構造の設計 - Google Patents

軽量化し剛性を増加するシート構造の設計

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JP2001521085A JP2000518165A JP2000518165A JP2001521085A JP 2001521085 A JP2001521085 A JP 2001521085A JP 2000518165 A JP2000518165 A JP 2000518165A JP 2000518165 A JP2000518165 A JP 2000518165A JP 2001521085 A JP2001521085 A JP 2001521085A
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Abstract

(57)【要約】 剛性と光透過性と熱絶縁性と単位面積当たりのシート重量とを最適に組合わせた改良型の押出し合成ポリマー樹脂製のシート構造体が開示される。これらの改良型の構造体は、剪断弾性率当量“Ｇ”値を最適化し、０．５から８未満であるリブ構造を備える。１つの実施の形態では、各１０個のセル当たり平均で１〜９個の長方形セルが対角線リブを備える。好ましい実施の形態では、１つ置きの長方形セルに２つの交差する対角線リブが配置される。対角線リブの数の低減はシートの重さ（単位面積当たり）を軽減するが、驚くべきことにシート強さ及び剛性は比例して低減しない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【従来技術】
熱可塑性樹脂で製作した種々の形式の押出シート（板材）構造体は一般に公知
であり、商業的に利用できる。しばしば透明又は半透明の構造体が要望され、そ
して公知のようにポリカーボネートやアクリル樹脂のような必要な程度の光透過
性をもつ熱可塑性樹脂で作られる。１つの商業的に利用可能な形式のシートは“
二重壁（twin wall）”シート又は“構造用”シートと呼ばれ、この形式のシー トの一例を図２に示す。この構造体では、２つ以上の水平層すなわち面（しばし
ば“壁”と呼ばれる）は、シートの厚さ寸法を決める複数のリブすなわち壁体構
造で互いに離間される。これらのリブはしばしば“ウェブ”又は“スラット”と
も呼ばれる。この形式の公知で商業的に利用できる構造体は、垂直リブ、対角線
リブ又は平行な面を分離する間の垂直リブと対角線リブとの組合わせを備える。
【０００２】 押出し方向に沿った横断面で見ると、２つの隣接した垂直又は鉛直リブは、ほ
ぼ平行な水平面間に矩形又は長方形空間を形成する。垂直リブは、圧縮に対して
及び押出しに平行な方向に連続して加わる力に対して非常に良好な機械的かつ物
理的性質をもたらす。しかしながら、公知のようにこのようなシート構造体は、
図６Ａに示すように押出し線を横切って、即ち、押出し線に対して垂直に力が加
わると非常に撓み易い。図６Ａに示すように、２つの支持体６２は押出し線を横
切るすなわち押出し線に対して垂直な線に位置決めされ、これら２つの支持体間
の部位においてシート表面に力すなわち負荷が加わる。垂直リブだけでは、その
ような力が加わった時に“ｙ”で示す方向に望ましくない量の撓みが生じる。
【０００３】 一方、２つの隣接した対角線又は角度付きリブは、同様に押出し方向に沿った
横断面で見たとき、ほぼ平行な面間（及び存在する場合には垂直リブ間）に三角
形又は台形空間を形成する。例えば欧州特許出願公開明細書第００５４８５６号
、欧州特許出願公開明細書第０５３０５４５号及び欧州特許明細書第０７３１２
３３号参照。対角線リブを使用することにより、剛性及び垂直方向の捩り強さは
改善されるが、単位シート面積当たりの重量及び樹脂コストを増大する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この形式のシート構造体は、物理的性質、光透過性及び熱絶縁性の良好なバラ
ンスの観点で商業的及び住宅建築における増大する範囲の応用に用いられるよう
になってきている。異なる形式の用途では、必要なシート特性に関する限りにお
いては要求が異なる。シートは、天窓のような水平又は僅かに傾斜した設備や垂
直な又は非常に傾斜した設備に使用され得る。これらの場合、シートは雪や氷の
荷重を受けたり、一方向以上からの風や吸引力を受け得る。従って、機械的性質
、熱絶縁及び軽量を改善して組合わせた押出熱可塑性シート構造体を提供するこ
とが望ましい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（ａ）互いに離間される少なくとも２つのほぼ平行な壁と、（ｂ）
押出方向にシートの長さをのばしかつ壁を互いに離間する垂直で対角線リブとを
有し、剪断弾性率当量（shear modulus equivalent、“Ｇ”値）が０．５×１０ 6 Ｐａから８×１０6Ｐａ未満（０．５から８Ｎ／ｍｍ2未満）の範囲であり、そ して好ましくは構造体の両面でテストした時に０．５×１０6Ｐａから８×１０6 Ｐａ未満（０．５から８Ｎ／ｍｍ2未満）の範囲である。
【０００６】 好ましい実施の形態において、本発明によるシート構造体は１以上の“Ｇ”値
をもつ。代わりの実施の形態において、本発明によるシート構造体は、垂直リム
が押出方向に沿って繰返し長方形型セルを形成し、各１０個のセル当たり平均１
〜９個の長方形型セルは、ｉ）垂直リブの交差する同一点において主層と交差す
る少なくとも１つの対角線リブか、又は、ｉｉ）２つの対角線リブを含む。熱可
塑性樹脂は、好ましくはポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、
ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、グリコール改質ＰＥＴ（ＰＥＴＧ
）及びポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）から成る群から選択され、最も好ましくはポリ
カーボネート（ＰＣ）であることが認められた。驚くべきことに、最適“Ｇ”値
をもち、特に複数のリブを備え好ましいセル割合の最適リブ構造を使用した時の
構造体は、軽量及び低コスト構造で所望の性能レベルをもつことが分かった。
【０００７】 平坦で水平平面において最長寸法（長さ及び幅）をもつ多壁シートを横断面（
図２に示すように押出し平面を横切るすなわち押出し平面に垂直に切断した）で
観察した時、層又は面１０と記載する２つ以上のほぼ平行で水平な壁及び長さ方
向に沿って層間にのびしかも層を離間する一連の直立又は鉛直リブ２０が見られ
る。これらのリブ２０はしばしば“ウェブ”又は“スラット”と呼ばれる。図３
Ａ〜図３Ｅに示すリブ構造をもつこの形式の公知の商業的に利用可能な構造体は
見られるように垂直リブ２１又は平行面間でこれらの面を離間する垂直リブと対
角線リブ２２とのある組合わせを備える。
【０００８】 図１に示すように、これらのシート構造体は通常、１１（上方表面）及び１２
（下方表面）として示すほぼ平滑な外部水平表面を備えるが、所望ならば表面を
変更できる。これらのシート構造体はまた２つ以上の層を備えることができ、以
下総合して“多壁”シートと記載する。例えば、図３Ｅ及び図３Ｆに示すように
、水平層が三つ（“三壁”シートと記載する）である場合に２つの外層（１１、
１２）と１つの内層（１３）が設けられる。使用した熱可塑性樹脂及びシート構
造体の設計に関連して、これらの二壁及び多壁シート構造体は、光透過性、熱絶
縁性及び物理的かつ機械的性質の良好な組合わせをもたらす。
【０００９】 上述のように、図２には、フランス国特許第２，５０８，５５５号及び欧州特
許第１１０，２２１号に開示された対角線リブなしの商業的に利用可能な二壁シ
ート構造体を横断面図で示す。同様な多壁形式も欧州特許明細書第６８４，３５
２号及び欧州特許明細書第２８６，００３号に開示されたように利用可能である
。
【００１０】 図３Ａには、欧州特許明細書第５３０，５４５号に開示された商業的に利用可
能な構造体のリブ構造を示す。風や雪による負荷を受けると、交互（奇数番目）
のセル対角線リブは圧縮され、各他（偶数番目）の対角線リブは伸張される。各
セルは対角線リブを備え、全て対角線リブは圧縮時に十分安定である厚さを有す
る。図３Ｂには、中心平面で鏡像である商業的に利用可能な二壁構造体のリブ構
造の横断面を示す。この構造体は一負荷方向においてのみ非常に堅固である。図
３Ｃには、各セルに十分な長さの交差対角線リブを備えるために負荷の方向に関
係なく非常に安定な構造の商業的に利用可能な二壁シート構造体のリブ構造の横
断面を示す。図３Ｄには、負荷の方向に関係なく安定な構造でしかも交差対角線
リブが比較的短いために単位表面積当たりの重量が比較的軽い商業的に利用可能
な二壁シート構造体のリブ構造の横断面を示す。図３Ｅ及び図３Ｆには、三壁シ
ート構造体のリブ構造の横断面を示す。
【００１１】 現在公知でしかも利用可能なこれら及びその他のシート構造体の垂直剛性の評
価において、本発明による構造体の変形では、構造体における対角線リブの数及
び（又は）厚さを最適化することによりシート性能とコストの組合わせが改善で
きることが分かった。
【００１２】 図１は、本発明による改良したシート横断面構造を示し、セルの半分（各１
０セル当たり平均で５セル）は２つの交差する対角線リブを備える。図４Ａは、
図１の場合と同様な本発明による改良した横断面構造のリブ構造を示し、セルの
ほぼ半分は２つの交差する対角線リブを備え、しかも対角線リブを用いない中央
部分を用いることによりシート重量及びコストはさらに低減される。図４Ｂには
、図１の場合と同様な本発明による改良されたシート横断面構造を示し、セルの
半分は交差する対角線リブを備えるか、短い対角線リブを使用することで重量は
更に軽減される。
【００１３】 本発明の重要な特徴は、対角線リブを備えた繰返し長方形ユニット（“セル”
と記載する）の数を減少することによるような最適なリブ構造を得ることによっ
て、リブ重量を軽減した量と比較してシートの強さが正比例して低減しないとい
う驚くべき発見にある。逆に、対角線リブを備えない従来技術の構造体における
長方形セルの部分に対角線リブを付加すると、シート性能は驚くほど改善される
。
【００１４】 対角線リブを使用した従来技術においては、十分な垂直剛性を得るために各長
方形繰返しユニットに対角線リブを位置決めすることが教示された。これに対し
て、以下に詳細に示されるように、従来技術の構造体のセルの半分から対角線リ
ブを取り外すことで、単位面積当たりの対角線リブの重さを５０％軽減するが、
垂直剛性の低下はほんの１０％であることが分かった。従って、高いレベルの強
さと絶縁性をもつシート構造体を提供できしかもシートの重さを軽減できる。強
さの改善と重さの軽減のこのバランスにより、所与ユニットのシート表面を構成
しかつ支持するのに必要な支持構造要素の量（コスト）は最小となり、全体構造
コストを低減できる。
【００１５】 特定のセットのシート寸法に対する最適なリブ構造（リブのサイズ、形状、配
置及び数）を決めるために、リブ構造がシートの垂直剛性（押出しに垂直な方向
及びリブ方向における）に働く影響を測定することは有用である。これは、シー
トをシート横断面の両側における２つの縁部又は縁点に支持する時における中心
負荷にもとづく撓み又は曲げに対する耐力である（図６Ａ参照）。これは、図６
Ａに示すように一片のシートを、押出しの方向に垂直な又は押出しの方向に対し
て横切る２つの側部に支持し、そして上から負荷を加えた時に所与構造体に対し
て測定され、又は示され得る。見られ得るように、この形態で試験されるシート
構造体は撓み、すなわち鉛直方向に所与量“Ｙ”変位される。
【００１６】 図６Ａに示すような負荷のかかった“サンドイッチ型”シート構造体の最大変
位は、´Roarks Formulas For Stress And Strain ´第２０２頁に記載された式
から計算される。この式は、中心に“Ｇ”の剪断弾性率をもつ発泡材料が設けら
れるサンドイッチ型構造体に基く。この式はまた、押出しに垂直な方向における
有効な“Ｇ”の値すなわち剪断弾性率当量を計算するために多壁シートの中心領
域にリブ構造が存在する場合にも適用できる。
【００１７】 上記の式を用いそして図６Ａに示す実験を行うことにより、“Ｇ”（Ｎ／ｍｍ 2 ）は押出しに垂直な方向において所与シート構造体に対して測定され得る。試 料の長さ“Ｌ”は１００〜２００ｍｍである必要がある。シート（６１）はシー
ト横断面の両側の２つの縁部に配置した２つの支持体（６２）で支持される。力
“Ｆ”は金属条片のような材料の堅固な条片（６３）を介してシートに加えられ
るべきであり、また力は約２０ｍｍの変位 “Ｙ”が達成されるのに十分なよう
にされるべきである。
【００１８】 図６Ａに示すようなこの形態においてここで用いたように、押出しに垂直な方
向における所与シート構造体に対する剪断弾性率当量（以下“Ｇ”又は“Ｇ値”
と記載する）を計算するのに使用できる式は （式） であり、ここでＥはＩＳＯ５２７による材料の引張弾性率であり、この計算に必
要な寸法及びその他の値は図６Ａ又は図６Ｂに示される。
【００１９】 リブ及び壁は通常、計算を行うのに必要な寸法を示す図６Ｂに詳細に示される
。壁の厚さ（ｔｆ）に使用されることになる値は、シートの幅（Ｗ）を横切る種
々の部位において測定しかつ平均化したｔｆ１、ｔｆ２の多数の値を平均するこ
とにより得られるべきである。全ての寸法はニュートン（Ｎ）及びミリメーター
（ｍｍ）である。
【００２０】 リブ構造を変え、“Ｇ”値を観察、即ち計算し、そして結果（図７のグラフに
示す）としての対応した変位（ｙ値）をプロットすることにより、変位は、“Ｇ
”値が約０．５以上、より好ましくは０．８以上、そして最も好ましくは１以上
増大する際に、この形式のシート構造体の場合最小となる（シートの剛性は最大
となる）ことが分かる。一般に、図７に見られ得るように、“Ｇ値”が５を越え
る場合、特に“Ｇ値”が８を越える場合には剛性はほとんど増加しない。
【００２１】 従って、構造体の“Ｇ値”を少なくとも０．５、好ましくは少なくとも０．６
、更に好ましくは少なくとも０．８、そして最も好ましくは少なくとも１にする
ことにより、最適な特性の組合わせが得られる。明らかに、Ｇが不必要に高いシ
ート構造体では、これらの構造体は、Ｇ値を８未満に、好ましくは７未満に、よ
り好ましくは５未満に、そして最も好ましくは４未満に低減することによりコス
トと性能の点で更に最適され得る。この最適化は対角線リブの数又は厚さを減ら
すことを含む多数の手段でなされ得る。
【００２２】 本発明によるシート構造体は、ユニークであり、従来公知のシート構造体が全
て高いか低い“Ｇ” 値をもつ点で異なる。低い端において鉛直リブだけもつ従 来技術の構造体では剛性が乏しく、“Ｇ”値は０．３以下のオーダーである。高
い端において各長方形の繰返しユニットにおける十分な長さ及び（又は）厚さの
対角線リブをもつ従来技術の構造体では剛性は良好である（“Ｇ”値は８以上）
が、コスト及び重さが相対的に高い。
【００２３】 本発明によるシート構造体では、８以上の大きなＧをもつ比較的重くて比較的
高価な構造体と比較して全体剛性の低下はほんの僅かであることが分かった。こ
れらのシート構造体は、シートが単に押出し方向に平行な縁部に沿って支持され
る場合又はパネルの長さがほとんどの工業的窓ガラス応用の場合のようにパネル
幅の２倍以上である場合の応用に十分に機能する。
【００２４】シート寸法 本発明は、非常に広範囲のシート寸法及び設計にわたる多壁又は構造シート構
造体に応用できる。使用したポリマー樹脂及びシートの意図した応用に依存して
シートの総体厚さは４〜１００ｍｍの範囲にでき、好ましい厚さは少なくとも５
ｍｍの範囲、より好ましくは少なくとも１０ｍｍ〜８５ｍｍの範囲、より好まし
くは６０ｍｍまでの範囲、より好ましくは３５ｍｍまでの範囲、そして最も好ま
しくは２５ｍｍまでの範囲である。厚さ１０〜２５ｍｍのシートは本発明による
構造体の好ましい実施の形態である。
【００２５】 最近の建築技術及びシート押出し装置に基き、本発明によるシート構造体の幅
は、意図した設計では実際には、好ましくは少なくとも０．２ｍ、より好ましく
は少なくとも０．３ｍ、より好ましくは少なくとも０．４ｍ、より好ましくは少
なくとも０．５ｍ、そして最も好ましくは少なくとも０．６ｍ幅にすべきである
。生産装置の制限又はその他の考察に関連して、これらのシート構造体は一般に
、３ｍ未満、好ましくは２ｍ未満、より好ましくは１ｍ未満の幅をもつ。当然よ
り幅の広い寸法でも押出しでき、所望の寸法に裁断され得る。
【００２６】層及びリブ間隔及び厚さ 本発明による多壁シート構造体の層及びリブは、所望の総体シート厚さ、使用
したポリマー樹脂の種類、それらが内層（例えば三壁シートの場合）であるか外
層であるかどうか、そしてシートの意図した応用に関連して、広範囲の独立して
選択した厚さをもつことができる。図６Ｂにｔｆ１、ｔｆ２として示す外層すな
わち壁について、厚さは少なくとも０．１ｍｍ、好ましくは少なくとも０．２ｍ
ｍ、より好ましくは少なくとも０．３ｍｍ，そして最も好ましくは少なくとも０
．４ｍｍであるべきである。他方、層は５ｍｍより厚い必要はなく、好ましくは
４ｍｍ未満、そしてより好ましくは３ｍｍ未満であることが分かった。内部又は
外部配置は明らかに必要な層の厚さに影響する。以下に説明するように、三（そ
れ以上の）壁シートにおける内層は代表的には外側層より薄く、一般的には０．
１〜０．２５ｍｍ台である。本発明による好ましいシート構造体では、平均壁厚
（ｔｆ１とｔｆ２の平均）と全体シート厚さとの比は好ましくは少なくとも０．
０１：１、そして好ましくは０．０７：１未満である。
【００２７】 リブはまた通常外部層より幾分薄くでき、対角線リブは一般的には垂直リブよ
り幾分薄いことが分かった。図６Ｂに“ｔｒ”（垂直リブ）及び“ｔｄ”（対角
線リブ）として示したリブの厚さは望ましくは少なくとも０．０５ｍｍ、好まし
くは少なくとも０．１ｍｍ、 好ましくは少なくとも０．２ｍｍ、そしてより好
ましくは少なくとも０．３ｍｍであり、又好ましくは３ｍｍより厚くなく、好ま
しくは２ｍｍ未満である。
【００２８】 上記で説明したように、本発明によるシート構造体における繰返し構造ユニッ
トは壁 （水平シート層）に垂直である繰返し鉛直リブで画定した長方形ユニッ
ト（“セル”と記載する）である。本質的ではないが、美的及び取付け目的で、
リブをシートの幅にわたって対称に配置し、また垂直リブを等しくかつ一様に離
間するのが好ましい。本発明によるシート構造体では、垂直リブ間の間隔（図６
Ｂの“ｐ”）は望ましくは垂直リブ“ｔｆ”の厚さに関係することが分かった。
一般的には、比ｔｒ：ｐは望ましくは少なくとも０．０１：１であり、好ましく
は０．０７：１未満である。
【００２９】 繰返す長方形ユニットの寸法は、シート性能（例えばＧ値）の所望のレベルに
基いて選択され、繰返しユニットの数が小さくなればなるほど、強くて剛性の高
いシートとなるが、シート重さは増大する。本発明による構造体においては、垂
直リブ間の平均間隔すなわち図６Ｂに“ｐ”として示す個々のセルの平均幅はま
た最適リブ構造に対する全体シート厚さに関連することが分かった。
【００３０】 一般に、個々の平均セル幅（ｐ）と全体シート厚さ（Ｄ）と比率は少なくとも
０．４：１であり、より好ましくは０．８：１であり、好ましくは２：１未満、
より好ましくは１．２：１未満であるのが好ましい。異なるシート形式及び厚さ
の場合、リブ間の間隔ｐ及びリブ高さＤ−（ｔｆ１＋ｔｆ２）は３ｍｍからの範
囲、好ましくは少なくとも４ｍｍ、より好ましくは少なくとも５ｍｍから５０ｍ
ｍまで、好ましくは４０ｍｍ未満、より好ましくは３０ｍｍ未満、最も好ましく
は２０ｍｍ未満にできる。
【００３１】 所望の全体シート厚さの選択に基いて、壁（すなわち層又は面）の数及び壁又
は層間の間隔（垂直リブの高さ）は、所望のシート性能特性を得るように選択さ
れ得る。好ましくは、２０ｍｍまでのシート厚さにおいては、２つ又は三つの離
間層（すなわち二重又は三重壁シート）が使用される。三層（上方層、中心層及
び下方層）が使用される場合には、中心層は上方層及び下方層から等距離に配置
され（中心決めされ）るか又は幾分一方又は他方の面近付けられ得る。
【００３２】 欧州特許明細書第２８６００３号及び欧州特許明細書第７３１２３３号には、
熱絶縁及び剛性特性を最適化するための多層シートにおける三層以上の使用及び
配置について記載されている。欧州特許明細書第７３１２３３号にはまた、層流
空気流作用をもつセルが形成されるように層間の間隔を決めるのが望ましいこと
について記載されている。これは例えば、開示された構造体において２つの層間
の垂直距離がほぼ１４ｍｍである時に得られる。この場合、空気が乱れず、熱絶
縁効果が最適となるセルの幾何学的形状が得られる。
【００３３】 更に欧州特許明細書第７３１２３３号には、中心層を外側層より薄くするのが
望ましいと記載されている。中心層はいずれにしてもボードの全体剛性にはほと
んど寄与せず、主機能は最適な熱絶縁のために適切な空気流作用をもたらすよう
にセルの寸法を得ることにあると教示されている。さらに、中心層は付加的な熱
伝導障害物として機能し、熱絶縁性を更に改善する。一般に、１０ｍｍ台のシー
ト総厚は“二重壁”であり、すなわち２つの層を備え、また１６ｍｍ台又はそれ
以上の厚さは１つ以上の内部層又は面を備えた三重又は多重壁である。
【００３４】対角線リブ 対角線リブの使用は、引張の剛性によりシートの捩じれ及び垂直剛性を改善す
ることがこの分野の専門家に認識されている。リブの圧縮強さは比較的薄いリブ
ではほとんど良好でない。その結果、単一対角線リブは一方向からの捩じれ力に
対して引張耐力をもたらすが、そのリブに圧縮力を加える他方向から捩じれ力が
加わると圧搾されて損傷する可能性がある。最大シート剛性は、対角線リブがシ
ート壁又は垂直リブとの交差部間で真っ直ぐである必要があり、また対角線リブ
を両方向（反対方向）にのばして常に種々の方向からの力に対して引張耐力をも
つようにする必要がある。
【００３５】 しかしながら、上記で説明したように、対角線リブ及び垂直リブを備える従来
技術のシート構造体では一般的には各繰返し長方形ユニットすなわちセルに複数
の対角線リブ（一方向又は両方向における）が設けられると説明される。本発明
によれば、平均において、シートの幅にわたって各１０個の長方形ユニット当た
り９個未満、好ましく８個未満、より好ましくは７個未満、最も好ましくは６個
未満の長方形ユニットに対角線リブを配置することにより、シート性能とシート
コスト及び重さとの組合わせが改善されることが分かった。好ましくは、対角線
リブは１０個の長方形セル当たり平均少なくとも１つのセル、より好ましくは少
なくとも２つのセル、より好ましくは少なくとも三つのセル、最も好ましくは少
なくとも四つのセルに配置される。本発明の好ましい実施の形態では、１つ置き
のセルに対角線リブが設けられる（即ち各１０個の長方形セル当たり約５個のセ
ルに対角線リブが配置される）。
【００３６】 好ましくは、対角線リブの設けられたセルは、最良の特性が得られるようにシ
ートの幅にわたってほぼ規則的な対称分布又はパターンに配置される。しかしな
がら、セルパターンは望ましくはシートの中心部位のまわりで対称をなすへきで
あることが認められる。対角線リブの設けられたセルが縁部近くに幾分多く集中
し、対角線リブの設けられないセルがシートの中心部に多く集中するようにする
ことができ、実際にそうするのが好ましい。
【００３７】 主水平壁からの対角線リブの角度及び長方形セル内の配置は、シート剛性と最
短リブ長さ（シート重さの軽減）との最適な組合わせをもたらすように選択され
る。対角線リブは、鉛直リブが交差する同一部位で又は種々の部位で１つ又は複
数の主層と交差し得る。鉛直リブと同一部位での交差は最良の捩じれ又は垂直シ
ート剛性をもたらす。しかしながら、特に垂直方向における座屈に関してシート
全体の安定性は臨界的であり、パネル負荷能力を制限する。セル内の種々の部位
（垂直リブの交差する以外の部位）において水平セル壁と交差する対角線リブは
パネル安定を非常に改善するが、垂直及び捩じれ剛性が犠牲となる。
【００３８】 本発明の代わりの実施の形態では、対角線リブを備えるセルは２つの交差する
対角線リブを含む。好ましくは、これらの交差する対角線リブは、水平層と鉛直
リブとの間の交差部においてシート層に接続する。
【００３９】プラスチックスの種類 当業者に知られるように、剛性、熱絶縁性、光透過性、耐候性及び発火耐性の
必要性に関連して、これらの形式の構造体は広範囲のプラスチック樹脂から作ら
れ得る。望ましくは、これらの構造体は、ポリ（スチレン−アクリロニトリル）
（ＳＡＮ），ブタジエンゴム改質ＳＡＮ（ＡＢＳ）、ポリ（メタクリル酸メチル
）（ＰＭＭＡ）を含む公知の硬質熱可塑性樹脂の１つで作られるが、好ましくは
ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ（エチレンテレフタ
レート）（ＰＥＴ）、グリコール改質ＰＥＴ（ＰＥＴＧ）又はポリ塩化ビニル（
ＰＶＣ）で作られる。一層好ましくは、シート構造体はＰＣ、ＰＥＴ又はＰＥＴ
Ｇで作られ、最も好ましくはＰＣで作られる。
【００４０】 本発明による構造体はまた、他の熱可塑性又は熱硬化性樹脂の積層された又は
同時押出しされた別の層のを含む又は備え、特に耐摩耗性、耐引掻性、耐薬品性
、耐ＵＶ放射線性などに対するようなある形態におけいシート構造体の１つ又は
複数の表面を改質するのが望ましい場合に、所望の性能結果を得るようにできる
。これらのプラスチック樹脂及び構造体に対して公知の目的で、安定剤、加工助
剤、充填剤、補強助剤、着色剤などを含むがそれに限定されない通常の種類の添
加剤が用いられ得る。このような添加剤は、これらの構造体を作るのに用いられ
る重合体及び（又は）公知の目的で同時押出し又は積層され得る全ての層に添加
され得る。
【００４１】実施例 シートの総体厚さ１０ｍｍで、種々のリブ構造をもつ二重壁ポリカーボネート
シートは、天窓構造体を製作するのに用いられる。シート構造体は天窓構造体の
総体コストを低減するためにそれらの能力に従って比較される。改良型のシート
構造体はシートのコスト及び重さを低減し、及び（又は）改良されたシート剛性
によりシート材料を低減する。
【００４２】 上向きにアーチ型の天窓構造体は図５に示す。天窓構造体は、０．９×１０3 Ｐａ（０．９ｋＮ／ｍ2）の積雪荷重及び３×１０3Ｐａ（３ｋＮ／ｍ2）の風に よる吸引力に耐えるように工事される。天窓のアーチ半径は２．９ｍであり、基
部長さは４．４ｍである。低レベルの剛性をもつシートは、スパン距離を低減し
そして比較的多くの支持構造体ハードウエアを要求とすることによりこれらの要
求を満たすことができる。高レベルの剛性をもつシートは比較的長いスパン距離
を備えることができるが、比較的重く従って比較的に高価となる。
【００４３】 同等の天窓構造体は図２（従来技術）、図３Ｃ（従来技術）及び図１（本発明
の例）に示す構造をもつ厚さ１０ｍｍの二重壁パネルで作られる。本発明による
構造体の場合、特殊なパネルの重量は１．９ｋｇ／ｍ2であり、壁厚（図６Ｂに 示すようにｔｆ１とｔｆ２との平均）は０．５ｍｍであり、鉛直リブの厚さ（ｔ
ｒ）は０．４ｍｍであり、対角線リブの厚さ（ｔｄ）は０．１５ｍｍであり、リ
ブ（ｐ）間の間隔は１０ｍｍであり、“Ｇ”値は１×１０3Ｐａ（１Ｎ／ｍｍ2）
であり、また天窓は、支持間隔（図５の“Ｗ”）がが７２５ｍｍである時に性能
要求を満足する。
【００４４】 重さ１．７ｋｇ／ｍ2、ｔｒ０．４ｍｍ、壁厚０．５ｍｍ、ｐ１０ｍｍ、“Ｇ ”値０．３×１０3Ｐａ（０．３Ｎ／ｍｍ2）の図２による標準の１０ｍｍ二重壁
パネル（対角線リブなし）では、各５００ｍｍ毎に支持体が必要である。各セル
に厚い対角線リブを含む図３Ｃによるパネルでは、各７２５ｍｍ毎に支持体が必
要であるが、パルネ重量は２．３ｋｇ／ｍ2、ｔｒは０．５ｍｍ、ｔｄは０．４ ｍｍ、壁厚は０．５ｍｍ、ｐは１０ｍｍ、“Ｇ”値は１０×１０3Ｐａ（１０Ｎ ／ｍｍ2）以上となる。
【００４５】 従って、本発明によるシート構造体は驚くべきことに単位表面積当たり低コス
ト及び重量で剛性を維持し、それにより天窓全体の価格を低減することが分かる
。
【図面の簡単な説明】
【図１】 垂直リブと対角線リブを最適に組合わせた本発明によるシートの押出し方向に
沿う断面図。
【図２】 垂直リブだけが設けられた従来技術によるシート構造体の押出し方向に沿う断
面図。
【図３】 図３Ａ〜図３Ｆは、種々の従来の多壁シート構造体のリブ構造を示す図である
。
【図４】 図４Ａ及び図４Ｂは、垂直リブと対角線リブを最適に組合わせた本発明による
構造体の２つの別の実施の形態のリブ構造を示す図。
【図５】 本発明による改良型のシート構造体を用いて製作され得るアーチ型天窓構造体
の概略線図。
【図６】 図６Ａは、押出し方向に垂直な方向における剪断弾性率当量（撓みに対する耐
力）についてシート構造体をテストする一般的な試験状態を示す斜視図、図６Ｂ
は、多壁シート構造体における種々の寸法変数を示す図である。
【図７】 シート構造体の剪断弾性率当量と所与力のもとでの結果としての変位距離の関
係を示すグラフ。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１２月２７日（２０００．１２．２７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年４月１１日（２０００．４．１１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）互いに離間される少なくとも２つのほぼ平行な壁、及
    び（ｂ）押出方向にシートの長さをのばしかつ壁を互いに離間する垂直リブ及び
    で対角線リブとを有し、剪断弾性率当量（“Ｇ”値）が０．５×１０6Ｐａから ８×１０6Ｐａ未満（０．５から８Ｎ／ｍｍ2未満）の範囲である押出熱可塑性シ
    ート構造体。
  2. 【請求項２】 垂直リブが押出方向に沿って繰返し長方形型セルを形成し、
    各１０個のセル当たり平均１〜９個の長方形型セルが少なくとも１つの対角線リ
    ブを含む請求項１の押出熱可塑性シート構造体。
  3. 【請求項３】 対角線リブを含む複数のセルの各々が２つの交差対角線リブを
    含む請求項１の押出熱可塑性シート構造体。
  4. 【請求項４】 （ａ）互いに分離される少なくとも２つのほぼ平行な壁、及
    び（ｂ）押出方向にシートの長さをのばし且つ壁を互いに離間する垂直リブ及び
    対角線リブであって、垂直リブが押出方向に沿って繰返し長方形型セルを形成す
    る垂直リブ及び対角線リブ、を有し、各１０個の長方形セル当たり平均１〜９個
    の長方形型セルが、（ｉ）垂直リブが交差する同一点において主層と交差する少
    なくとも１つの対角線リブ、又は（ｉｉ）２つの対角線を含むことを特徴とする
    押出熱可塑性シート構造体。
  5. 【請求項５】 剪断弾性率当量（“Ｇ”値）が０．５×１０6Ｐａから８× １０6Ｐａ未満（０．５から８Ｎ／ｍｍ2未満）の範囲である請求項４の押出熱可
    塑性シート構造体。
  6. 【請求項６】 “Ｇ”値が１以上である請求項１又は４の押出熱可塑性シー
    ト構造体。
  7. 【請求項７】 各１０個のセル当たり平均２〜８個の長方形型セルが少なくと
    も１つの１つの対角線リブを含む請求項１又は４の押出熱可塑性シート構造体。
  8. 【請求項８】 構造体の両面でテストした時に“Ｇ”値が０．５×１０6Ｐ ａから８×１０6Ｐａ未満（０．５から８Ｎ／ｍｍ2未満）の範囲である請求項１
    又は４の押出熱可塑性シート構造体。
  9. 【請求項９】 熱可塑性樹脂が、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレ
    ン（ＰＰ）、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、グリコール改質ＰＥ
    Ｔ（ＰＥＴＧ）及びポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）から成る群から選択される請求項
    １又は４の押出熱可塑性シート構造体。
  10. 【請求項１０】 熱可塑性樹脂がポリカーボネート（ＰＣ）である請求項１
    又は４の押出熱可塑性シート構造体。
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