JP2008183821A

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

Info

Publication number: JP2008183821A
Application number: JP2007019640A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Kuwabara; 充男桑原
Original assignee: Maezawa Industries Inc
Current assignee: Maezawa Industries Inc
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-08-14

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

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。

特許第２６９３７１５号公報特開２００３−８１３４５号公報特開平９−１９５４４０号公報特開平１０−５８５６９号公報特開２００６−８２８３３号公報

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。

圧縮繊維パネルの製造工程の一例を概念的に示した図である。圧縮繊維パネルの製造に使用する型枠の一例を示した平面図、及び部分拡大断面図である。圧縮繊維パネルの製造工程中の加熱圧縮成形工程の一例を示した概念的な部分拡大断面図である。圧縮繊維パネルの一例を示した斜視図である。図４に示した圧縮繊維パネルの側面図である。２枚の圧縮繊維パネルを接合して形成した複合ハニカム構造のパネルの概念的な部分斜視図である。３枚の圧縮繊維パネルを接合して形成した複合ハニカム構造のパネルの概念的な部分断面図である。多数の圧縮繊維パネルを接合して形成した複合ハニカム構造のパネルの概念的な部分断面図である。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。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。（ａ）は、端部フランジを一体的に有する圧縮繊維パネルの製造に使用する型枠の一例を示した概念的な部分拡大断面図である。（ｂ）は、（ａ）に示した型枠を使用して製造した圧縮繊維パネルの下面図である。（ａ）は、複合ハニカム構造のパネルの一方の圧縮繊維パネルの端部に帯状端材を形成した、複合ハニカム構造のパネルの端部の概念的な部分断面図である。（ｂ）は、複合ハニカム構造のパネルの端面の凹部を一体的に形成した帯状端材で被覆した状態を示した概念的な部分断面図である。（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の一例を示した概念的な部分拡大断面図である。

符号の説明

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

Claims

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。