JP2015104887A - 樹脂製サンドイッチパネルおよび樹脂製サンドイッチパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外観上の美観性を維持しつつ、成形不良を引き起こすことなく必要な剛性を確保可能な樹脂製サンドイッチパネルおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】２枚の樹脂製表皮材シート１２Ａ、１２Ｂと、両表皮材シートの間に挟み込まれる形態で両表皮材シートそれぞれと面接着される樹脂製芯材１３とを有するサンドイッチパネル１０において、２枚の樹脂製表皮材シートは、互いの周縁部同士を接合させることにより、樹脂製芯材のまわりの外周にある密閉空間部８４を形成し、２枚の樹脂製表皮材シートに対して対向する樹脂製芯材の表面６９の少なくとも一方に、樹脂製芯材の外縁８６に抜ける格子状の溝部と外周にある密閉空間部８４とを連通させた樹脂製サンドイッチパネル１０。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂製サンドイッチパネルおよび樹脂製サンドイッチパネルの製造方法に関し、より詳細には、外観上の美観性を維持しつつ、成形不良を引き起こすことなく必要な剛性を確保可能な樹脂製サンドイッチパネルおよびその製造方法に関する。

従来から、いわゆるサンドイッチパネルが、自動車、航空機等の輸送機械用、建材用、ベッドの床板用、電気機器のハウジング用、スポーツ・レジャー用等多用途に用いられてきた。
サンドイッチパネルは、２枚の表皮材シート、両表皮材シートとの間に介在する芯材とを有し、表皮材シート、芯材および表皮材シートの積層構造が基本的形態であるが、用途に応じてサンドイッチパネルに要求される機能が変わる。
たとえば、浴室に使用される内装パネルのように、外観上の美観が重視される反面、それほどの強度が要求されない場合には、外観を呈するおもて面側表皮材シートにさらに化粧材が貼り合わせられ、化粧材の表面性状あるいは全体成形形状が重視され、構造材としての用途の場合には、外観上の美観より強度が要求される。
この点、自動車、航空機等の輸送機械の内装材部品、特に車両用のカーゴフロアボード、デッキボード、リアパーセルシェルフ等は、燃費向上の観点から軽量化が要求されるとともに強度が要求されることから、両表皮材シートおよび芯材が樹脂製である樹脂製のサンドイッチパネルが多用されてきた。

より詳細には、たとえば樹脂製のサンドイッチパネルを自動車のカーゴフロアリッドとして利用する場合、単に外観上の美観だけでなく、カーゴフロアリッドに重量物の荷物を載置する用途に用いられることから、荷物の重量に耐える剛性（特に曲げ剛性）が必要である反面、燃費向上の観点から軽量化が要求され、高剛性および軽量化という両立させるのが困難な技術的課題を克服することが必要である。
そのため、このような用途に向けた樹脂製のサンドイッチパネルとして、表皮材シートとしては、ヤング率の高い硬い樹脂材料を採用し、一方芯材としては、嵩（芯材の厚み）をかせいで、両表皮材シートの間隔をなるべく広げることにより断面係数を増大させつつ、芯材自体としては、軽量化を図るために、たとえば発泡材料を採用したり、あるいは内部に中空部を設けたり、あるいは表面に多数の窪みを設けたりするものが採用されている。

このような樹脂製のサンドイッチパネルにおいて、芯材に空隙を設けて軽量化を達成するのに、たとえば特許文献１および特許文献２に開示されているように、樹脂を発泡させて内部に無数の気泡を設ける場合がある。
特許文献１および特許文献２は、自動車用のデッキボードあるいはフロアパネル等の内装材パネル向けのサンドイッチ構造体として共通であり、特許文献１は、分割金型の間に２条の溶融状態のパリソンを位置決めし、２条の溶融状態のパリソンの間に予め成形されたポリプロピレン等の発泡芯材を配置して、真空もしくは圧空により分割金型に押圧して成形する点を開示する。
特許文献２は、上下の分割金型において、予め成形された裏面側シート素材を再加熱して軟化させたものを下型に載置し、次いで下型を通じて裏面側シート素材を真空吸引することにより賦形し、次いで裏面側シート素材の上にポリエチレン等の発泡樹脂を載置するとともに、予め成形されたおもて面側シート素材を再加熱して軟化させたものを発泡樹脂の上に載置し、次いで上下型それぞれを通じて真空吸引しながら型締めすることにより、サンドイッチ構造体を成形する点を開示する。
以上のようなサンドイッチパネルによれば、発泡による気泡の形成により、軽量化を達成することが可能である。

しかしながら、発泡芯材の表面と対向する熱可塑性樹脂製シートとを溶着する際、その間には、空気が存在することから、予期せぬ位置に様々な大きさの空気溜りが単一あるいは複数形成されることがあり、それに起因して、以下のような技術的問題点が存する。

第１に、樹脂製サンドイッチパネルとして成形不良、ひいては剛性不足が生じる点である。
より詳細には、発泡芯材を挟み込むように分割金型を型締めする際、金型内部の密閉空間は加圧されることから、発泡芯材の表面と対向する熱可塑性樹脂製シートとの間に空気溜りが存在すると、空気溜りの領域が広がり、発泡芯材の表面と対向する熱可塑性樹脂製シートとの間で剥がれを生じて、成形不良を引き起こしたり、成形不良でないとしても、溶着不十分に起因して、樹脂製サンドイッチパネル全体の剛性低下を生じ得る。
第２に、樹脂製サンドイッチパネルとしての美的外観が損なわれる点である。
より詳細には、上述のように、分割金型の型締めにより空気溜りの領域が広がると、熱可塑性樹脂製シートの外表面のうち、空気溜りの領域に相当する部分が部分的に膨らみ、熱可塑性樹脂製シートの外表面の平坦性が失われ、樹脂製サンドイッチパネルとしての美的外観が損なわれる。
このような空気溜りを予めなくしたうえで、分割金型の型締めを行うのは技術的に困難である。

第３に、サンドイッチパネルの成形方法に起因して、良好な品質のサンドイッチパネルを得るのが困難となる点である。
より詳細には、特許文献１および特許文献２のように、発泡による気泡の形成には、一般的に化学発泡技術あるいは物理発泡技術が用いられるが、どちらの場合であっても、発泡させるからといって芯材に対する成形方法に対する制約とはならず、無発泡の芯材と同様に、押し出し成形、射出成形、ブロー成形あるいはプレス成形を利用することは可能であるが、発泡倍率の増大に伴い、特に押し出し成形あるいは射出成形の場合、発泡倍率の調整が困難となり、所望の品質を得るのが困難となる。

特開２００６−３３４８０１号 特開２００８−２４７００３号 特開２０１０−５２３８９号

以上の技術的課題に鑑み、本発明の目的は、外観上の美観性を維持しつつ、成形不良を引き起こすことなく必要な剛性を確保可能な樹脂製サンドイッチパネルおよびその製造方法を提供することにある。

上記課題を達成するために、本発明の樹脂製サンドイッチパネルは、
２枚の樹脂製表皮材シートと、両表皮材シートの間に挟み込まれる形態で両表皮材シートそれぞれと面接着される樹脂製芯材とを有するサンドイッチパネルにおいて、
前記２枚の樹脂製表皮材シートは、互いの周縁部同士を接合させることにより、該樹脂製芯材のまわりに外周空間部を形成し、
前記２枚の樹脂製表皮材シートに対して対向する前記樹脂製芯材の表面の少なくとも一方に、該樹脂製芯材の外縁に抜ける格子状の溝部が設けられ、
それにより、前記格子状の溝部は、前記外周空間部と連通する、
ことを特徴とする樹脂製サンドイッチパネル、構成としている。

以上の構成を有する樹脂製サンドイッチパネルによれば、両表皮材シートの間に挟み込まれる形態で両表皮材シートそれぞれと面接着される樹脂製芯材において、２枚の樹脂製表皮材シートは、互いの周縁部同士を接合させることにより、樹脂製芯材のまわりに外周空間部を形成し、２枚の樹脂製表皮材シートに対して対向する樹脂製芯材の表面の少なくとも一方に、樹脂製芯材の外縁に抜ける格子状の溝部が設けられ、それにより、格子状の溝部が外周空間部と連通することから、格子状の溝部側の樹脂製芯材の表面と、それに対向する樹脂製表皮材シートとが面接着される際、それらの間に予期せず空気溜りが形成されるとしても、空気溜り内に溜まった空気が格子状の溝部を介して外周空間部に分散することが可能であり、外周空間部はそれ自体として空気溜まりとなるが、樹脂製芯材上
の空気溜まりに比べて、溶着性の問題、膨れによる外観上の問題が小さい反面、樹脂製芯材上の空気溜まりに比べ容積が大であることから、格子状の溝部が空気抜きの機能を奏し、たとえば、樹脂製サンドイッチパネルを成形する際、空気溜りが原因で成形不良を引き起こしたり、あるいは成形不良でないとしても、樹脂製芯材と樹脂製表皮材シートとの間で溶着不十分を生じて、樹脂製サンドイッチパネル全体の剛性不足を引き起こしたりする恐れがなく、あるいは空気溜りの領域が広がって部分的に膨らみ、樹脂製サンドイッチパネルとしての美的外観を損なうことなく、外観上の美観性を維持しつつ、成形不良を引き起こすことなく必要な剛性を確保可能な樹脂製サンドイッチパネルを提供することが可能である。

また、前記外周空間部は、密閉環状空間部を構成するのがよい。
さらに、前記樹脂製芯材は、所定発泡倍率の発泡製樹脂であり、前記２枚の樹脂製表皮材シートの少なくとも一方は、前記溝部の底面に対して接合しているのでもよい。
さらにまた、前記格子状の溝部は、前記樹脂製芯材の２枚の樹脂製表皮材シートの各々に対向する表面上に設けられるのでもよい。
加えて、前記格子状の溝部は、前記樹脂製芯材の長辺に平行に延びる第１溝部群と、前記樹脂製芯材の短辺に平行に延びる第２溝部群とにより構成され、前記第１溝部群および前記第２溝部群それぞれの溝部は、前記樹脂製芯材の外周縁に抜けるように設けられるのでもよい。

さらに、前記２枚の樹脂製表皮材シートの少なくとも一方には、前記格子状の溝部に連通する大気開放貫通穴がその厚み方向に延びるように設けられるのがよい。

上記課題を達成するために、本発明の樹脂製サンドイッチパネルの成形方法は、
２枚の樹脂製表皮材シートの間に挟み込まれる樹脂製芯材を有するサンドイッチパネルの成形方法であって、
少なくとも一方の表面に、該樹脂製芯材の外縁に抜ける格子状の溝部が形成された樹脂製芯材を予め準備する段階と、
一対の分割形式の金型それぞれのキャビティの周縁部に形成された環状のピンチオフ部のまわりにはみ出す形態で、２条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートを、一対の分割形式の金型間に配置する段階と、
前記少なくとも一方の金型と対応する熱可塑性樹脂製シートとの間に密閉空間を形成して、該密閉空間から空気を減圧することにより、熱可塑性樹脂製シートを吸引してキャビティに沿わせ賦形する段階と、
２条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートの間に前記樹脂製芯材を挟み込むように、前記一対の分割金型を型締め位置まで移動することにより、２条の熱可塑性樹脂製シートの内表面同士を一対の分割金型のピンチオフ部に沿って溶着させて、２条の熱可塑性樹脂製シートの周縁部同士を一体化させて、該樹脂製芯材のまわりに外周空間部を形成するとともに、前記格子状の溝部を介して前記樹脂製表皮材シートと前記樹脂製芯材の間の空気抜きを行いつつ、対応する樹脂製表皮材シートを前記樹脂製芯材に面接着する段階とを有する、構成としている。

さらに、前記樹脂製芯材は、前記一対の分割金型の型締前に、前記吸引により成形された熱可塑性樹脂製シートの内面に対して押し付けて、溶着させるのでもよい。
さらにまた、前記一方および／または前記他方の熱可塑性樹脂製シートは、予め予備成形され、再加熱して溶融状態とされるのでもよい。
加えて、前記一方および前記他方の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートを下方に垂下する形態で、前記一対の分割金型の間に向かって押し出す段階を有するのでもよい。

さらに、前記熱可塑性樹脂製シートは、溶融状態の筒状パリソンを押し潰してシート状に形成されるのでもよい。
さらにまた、前記熱可塑性樹脂製シートは、溶融状態の筒状パリソンを押し出し、押し出し中に少なくとも２か所において筒状パリソンを押し出し方向に沿って切り込んで、２枚のシート状に形成されるのでもよい。
加えて、前記減圧段階は、前記少なくとも一方の分割金型の周縁に対して型締め方向に移動自在に外嵌する外枠を対応する熱可塑性樹脂製シートの外表面に向かって移動させる段階を有し、前記対応する熱可塑性樹脂製シートの外表面、前記外枠の内周面および前記一対の分割金型のそれぞれのキャビティにより密閉空間を構成するのでもよい。
さらに、前記２枚の樹脂製表皮材シートの少なくとも一方には、前記格子状の溝部に連通する大気開放貫通穴をその厚み方向に延びるように設ける段階をさらに有するのでもよい。

本発明に係る樹脂製サンドイッチパネルおよびこのようなサンドイッチパネルの製造方法それぞれの第１実施形態について、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。

本発明に係るサンドイッチパネル１０は、自動車用、航空機用、車両・船舶用、建材用、各種電気機器のハウジング用、ベッドの床板用、スポーツ・レジャー用の撓み剛性または曲げ座屈に強い構造部材として好適に用いることができるものである。特に自動車等の構造部材として軽量化の観点から燃費向上を図ることができるものであり、具体的には、カーゴフロアボード、デッキボード、リアパーセルシェルフ、ルーフパネル、ドアトリムなどの内装パネル、その他ドアインナーパネル、プラットフォーム、ハードトップ、サンルーフ、ボンネット、バンパー、フロアスペーサー、ディビアパッドなどの構造部材として軽量化に貢献するものであり、サンドイッチパネル１０の形状は製品の目的に応じて適宜決定することができる。

本実施形態では、サンドイッチパネル１０として、軽量化かつ高剛性が要求される自動車のカーゴフロアリッドに用いられる場合を例として、以下に説明する。

図１に示すように、このようなサンドイッチパネル１０は、おもて面側表皮材シート１２Ａと裏面側表皮材シート１２Ｂと、両表皮材シート１２Ａ，Ｂの間に介在する発泡性の発泡芯材１３と、おもて面側表皮材シート１２Ａの外表面に貼り合わされた化粧材シート１４とから構成され、サンドイッチパネル１０は、化粧材シート１４、おもて面側表皮材シート１２Ａ、発泡芯材１３、および裏面側表皮材シート１２Ｂの積層構造物である。

図１および図２に示すように、おもて面側表皮材シート１２Ａと裏面側表皮材シート１２Ｂとは、互いの周縁部８２同士を接合させることにより、密閉空間部８４を内部に形成し、周縁部８２と、密閉空間部８４内の発泡芯材１３の外周縁部８６との間には、環状スペース８８が形成される。なお、環状スペース８８は、おもて面側表皮材シート１２Ａと裏面側表皮材シート１２Ｂの材料である溶融状態の熱可塑性樹脂シートを成形する際、周縁部８２により形成されるサンドイッチパネル１０の周壁が、発泡芯材１３と付着して成形不良を引き起こさない観点から消極的に設けられるものである。
これにより、後に説明するように、既成形の発泡芯材１３を用いて、発泡芯材１３を挟み込むように表皮材シート１２Ａ、Ｂの周縁部８２を溶着させるようにしてサンドイッチパネル１０を成形する際、後に説明する発泡芯材１３の表面に設ける溝部が発泡芯材１３の外周縁部８６まで延び、環状スペース８８に連通し、金型の型締めの際、発泡芯材１３と表皮材シート１２Ａ、Ｂとの間に形成されることがある空気溜まりが環状スペース８８に分散可能なようにしている。

発泡芯材１３は、発泡剤を添加した樹脂により形成される。発泡芯材１３を形成する樹脂としては、エチレン、プロピレン、ブテン、イソプレンペンテン、メチルペンテン等のオレフィン類の単独重合体あるいは共重合体であるポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン）、ポリアミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のアクリル誘導体、ポリカーボネート、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−プロピレン−ジエン類等のターポリマー、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、フェノール樹脂、ポリメタクリルイミド、ポリエーテルイミド等が挙げられる。なお、これらは一種類を単独で用いても、二種類以上を混合して用いてもよい。特に、発泡芯材１３と表皮材シート１２とを同材質とすることにより熱溶着によって溶剤等を用いることなく接着させることができる。発泡芯材１３は、添加剤が含まれていてもよく、その添加剤としては、シリカ、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、ガラス繊維、カーボン繊維等の無機フィラー、可塑剤、安定剤、着色剤、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤等が挙げられる。

本発明に用いられる発泡剤としては、物理発泡剤、化学発泡剤およびその混合物のいずれを用いてもよい。物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡剤、およびブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。超臨界流体としては、二酸化炭素、窒素などを用いて作ることが好ましく、窒素であれば臨界温度１４９．１℃、臨界圧力３．４ＭＰａ以上、二酸化炭素であれば臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ以上とすることにより得られる。
図２に示すように、樹脂製芯材１３の２枚の樹脂製表皮材シート１２の各々に対向する表面６９、７１上に、樹脂製芯材１３の外周縁９１に抜ける格子状の溝部９３が設けられる。
樹脂製芯材１３の両表面６９、７１に設けられる溝部９３は、同一な構造であるから、一方の表面６９に設けられる溝部９３についてのみ説明する。
格子状の溝部９３は、樹脂製芯材１３の長辺に平行に延びる第１溝部群と、樹脂製芯材１３の短辺に平行に延びる第２溝部群とにより構成され、第１溝部群および第２溝部群それぞれの溝部は、樹脂製芯材１３の外周縁８６に抜けるように設けられる、
より具体的には、溝部９３は、溝部９３Ａないし９３Ｇの７つが設けられ、溝部９３Ａ、Ｂは、樹脂製芯材１３の長辺に平行に、一方溝部９３ＣないしＧは、樹脂製芯材１３の短辺に平行に、それぞれ設けられ、いずれも樹脂製芯材１３の外周縁８６に抜けるようにしてある。
この場合、樹脂製表皮材シート１２と樹脂製芯材１３との間のどこに、どのような大きさの空気溜りＡがいくつ形成されるか予め予想するのが困難であることから、空気溜りＡがどこに形成されようとも、そこに溜まる空気を環状スペース８８へ分散させることが可能にするべく、格子状の溝部９３の密度を高くして、予期せず形成される空気溜りＡに溝部９３が連通するようにしておく必要がある。
図２において、任意形状の斜線状で示す閉領域がどこにできるか不明の空気溜まりＡを示す。
隣接する溝部９３同士の間隔（格子幅）は、このような観点から定めればよい。

図３に示すように、溝部９３の断面形状は、扁平の台形状であり、幅Ｌ、深さＤおよび傾斜角度αは、後に説明するように、サンドイッチパネルの成形時において、分割金型を型締めする際、空気溜まりＡに溜まった空気を溝部９３を介して分散させる観点から定めればよい。
特に、深さＤおよび傾斜角度αについては、図３（Ｂ）に示すように、後に説明するように、分割金型を型締めする際、溝部９３がつぶされて、さらに扁平化されて、裏面側表皮材シート１２Bが溝部９３の底面９２に対して接合し、それにより、裏面側表皮材シート１２Bと樹脂製芯材１３との十分な接合を確保する観点から定める必要もある。

表皮材シート１２は、ポリプロピレン、エンジニアリングプラスチックス、オレフィン系樹脂などから形成されたシートからなる。発泡芯材１３の両側に設けられる表皮材シート１２間の間隔、すなわち発泡芯材１３の嵩（厚み）を確保することにより、サンドイッチパネル１０全体としての剛性、特に曲げ剛性を確保する観点から、表皮材シート１２の剛性としては、少なくとも発泡芯材１３の剛性より高い材質が要求される。表皮材シート１２は、サンドイッチパネル１０の上面壁および下面壁を構成し、好ましくはサンドイッチパネル１０の外周において表皮材シート１２ａと表皮材シート１２ｂの末端をピンチオフ部によって溶着一体化して側壁を構成する。サンドイッチパネル１０の外周の側壁と発泡芯材１３の外周には隙間（図示せず）が形成されており、これにより成形後の表皮材シート１２と発泡芯材１３との熱収縮の差によってサンドイッチパネル１０の変形を防止することができる。

より詳細には、表皮材シート１２は、ドローダウン、ネックインなどにより肉厚のバラツキが発生することを防止する観点から溶融張力の高い樹脂材料を用いることが好ましく、一方で金型５０への転写性、追従性を良好とするため流動性の高い樹脂材料を用いることが好ましい。
具体的にはエチレン、プロピレン、ブテン、イソプレンペンテン、メチルペンテン等のオレフィン類の単独重合体あるいは共重合体であるポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン）であって、２３０℃におけるＭＦＲ（ＪＩＳ Ｋ−７２１０に準じて試験温度２３０℃、試験荷重２．１６ｋｇにて測定）が３．０ｇ／１０分以下、さらに好ましくは０．３〜１．５ｇ／１０分のもの、またはアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリスチレン、高衝撃ポリスチレン（ＨＩＰＳ樹脂）、アクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等の非晶性樹脂であって、２００℃におけるＭＦＲ（ＪＩＳ Ｋ−７２１０に準じて試験温度２００℃、試験荷重２．１６ｋｇにて測定）が３．０〜６０ｇ／１０分、さらに好ましくは３０〜５０ｇ／１０分でかつ、２３０℃におけるメルトテンション（株式会社東洋精機製作所製メルトテンションテスターを用い、余熱温度２３０℃、押出速度５．７ｍｍ／分で、直径２．０９５ｍｍ、長さ８ｍｍのオリフィスからストランドを押し出し、このストランドを直径５０ｍｍのローラに巻き取り速度１００ｒｐｍで巻き取ったときの張力を示す）が５０ｍＮ以上、好ましくは１２０ｍＮ以上のものを用いて形成される。

また、表皮材シート１２には衝撃により割れが生じることを防止するため、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーが３０ｗｔ％未満、好ましくは１５ｗｔ％未満の範囲で添加されていることが好ましい。具体的には水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとしてスチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体、水添スチレン−ブタジエンゴムおよびその混合物が好適であり、スチレン含有量が３０ｗｔ％未満、好ましくは２０ｗｔ％未満であり、２３０℃におけるＭＦＲ（ＪＩＳ Ｋ−７２１０に準じて試験温度２３０℃、試験荷重２．１６ｋｇにて測定）は１．０〜１０ｇ／１０分、好ましくは５．０ｇ／１０分以下で、かつ１．０ｇ／１０分以上あるものがよい。

さらに、表皮材シート１２には発泡芯材１３と同様に添加剤が含まれていてもよく、その添加剤としては、シリカ、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、ガラス繊維、カーボン繊維等の無機フィラー、可塑剤、安定剤、着色剤、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤等が挙げられる。具体的にはシリカ、マイカ、ガラス繊維等を成形樹脂に対して５０ｗｔ％以下、好ましくは３０〜４０ｗｔ％添加する。

表皮材シート１２の表面に化粧材シート１４を設ける場合において、化粧材シート１４とは、外観性向上、装飾性、成形品と接触する物（例えば、カーゴフロアボードの場合、ボード上面に載置される荷物など）の保護を目的として構成されるものである。化粧材シート１４の材質は、繊維表皮材シート状表皮材、フィルム状表皮材等が適用される。かかる繊維表皮材の素材としては、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリウレタン、アクリル、ビニロン等の合成繊維、アセテート、レーヨン等の半合成繊維、ビスコースレーヨン、銅アンモニアレーヨン等の再生繊維、綿、麻、羊毛、絹等の天然繊維、又はこれらのブレンド繊維が挙げられる。

次に、以上の構成を有する樹脂製サンドイッチパネル１０を金型を用いて成形する装置および方法について説明する。
図４に示すように、樹脂製サンドイッチパネル１０の成形装置６０は、押出装置６２と、押出装置６２の下方に配置された型締装置６４とを有し、押出装置６２から押出された溶融状態の熱可塑性樹脂製シートＰを型締装置６４に送り、型締装置６４により溶融状態の熱可塑性樹脂製シートＰを成形するようにしている。

押出装置６２は、従来既知のタイプであり、その詳しい説明は省略するが、ホッパー６５が付設されたシリンダー６６と、シリンダー６６内に設けられたスクリュー（図示せず）と、スクリューに連結された油圧モーター６８と、シリンダー６６と内部が連通したアキュムレータ７０と、アキュムレータ７０内に設けられたプランジャー７２とを有し、ホッパー６５から投入された樹脂ペレットが、シリンダー６６内で油圧モータ６８によるスクリューの回転により溶融、混練され、溶融状態の樹脂がアキュムレータ室に移送されて一定量貯留され、プランジャー７２の駆動によりＴダイ７１に向けて溶融樹脂を送り、ダイスリット（図示せず）を通じて連続的なシート状の熱可塑性樹脂製シートPが押し出され、間隔を隔てて配置された一対のローラ７９によって挟圧されながら下方へ向かって送り出されて分割金型７３の間に垂下される。これにより、シート状の熱可塑性樹脂製シートPはしわまたは弛みがなく張った状態で分割金型７３の間に配置される。

押出装置６２の押出の能力は、成形するおもて面側表皮材シート１２Aおよび裏面側表皮材シート１２Bの大きさ、熱可塑性樹脂製シートPのドローダウン発生防止の観点から適宜選択する。より具体的には、実用的な観点から、ダイスリットからの樹脂の押出速度は、数百ｋｇ／時以上、より好ましくは７００ｋｇ／時以上である。また、熱可塑性樹脂製シートPのドローダウン発生防止の観点から、熱可塑性樹脂製シートPの押出工程はなるべく短いのが好ましく、樹脂の種類、ＭＦＲ値に依存するが、一般的に、押出工程は４０秒以内、より好ましくは３０秒以内に完了するのがよい。このため、熱可塑性樹脂のダイスリットからの単位面積、単位時間当たりの押出量は、５０ｋｇ／時ｃｍ^２以上、より好ましくは６０ｋｇ／時ｃｍ^２以上である。

ダイスリット７５は、鉛直下向きに配置され、ダイスリット７５から押し出された熱可塑性樹脂製シートPは、そのままダイスリット７５から垂下する形態で、鉛直下向きに送られるようにしている。ダイスリットは、その幅を可変とすることにより、連続シート状の熱可塑性樹脂製シートPの厚みを変更することが可能である。

一方、型締装置６４も、押出装置６２と同様に、従来既知のタイプであり、その詳しい説明は省略するが、２つの分割形式の金型７３と、金型７３を溶融状態のシート状熱可塑性樹脂製シートPの供給方向に対して略直交する方向に、開位置と閉位置との間で移動させる金型駆動装置とを有する。

２つの分割形式の金型７３は、キャビティ７４を対向させた状態で配置され、それぞれキャビティ７４が略鉛直方向を向くように配置される。それぞれのキャビティ７４の表面には、溶融状態のシート状熱可塑性樹脂製シートPに基づいて成形されるおもて面側表皮材シート１２Aおよび裏面側表皮材シート１２Bの外形、および表面形状に応じて凹凸部が設けられる。

２つの分割形式の金型７３それぞれにおいて、キャビティ７４のまわりには、ピンチオフ部７６が形成され、このピンチオフ部７６は、キャビティ７４のまわりに環状に形成され、対向する金型７３に向かって突出する。これにより、２つの分割形式の金型７３を型締する際、それぞれのピンチオフ部７６の先端部が当接し、溶融状態の熱可塑性樹脂製シートPの周縁にパーティングラインＰＬが形成されるようにしている。

分割金型７３Ａの外周部には、型枠８１Ａが摺動可能に外嵌し、図示しない型枠移動装置により、型枠８１Ａが、金型７３Ａに対して相対的に移動可能としている。より詳細には、型枠８１Ａは、金型７３Ａに対して金型７３Ｂに向かって突出することにより、金型７３間に配置された熱可塑性樹脂製シートP１の一方の側面８３に当接可能である。

図５に示すように、分割金型７３Ａの内部には、真空吸引室８５が設けられ、真空吸引室８５は、吸引穴８７を介してキャビティ７４Ａに連通し、真空吸引室８５から吸引穴８７を介して吸引することにより、キャビティ７４Ａに向かって熱可塑性樹脂製シートP１を吸着させて、キャビティ７４Ａの外表面に沿った形状に賦形するようにしている。

金型駆動装置については、従来と同様のものであり、その説明は省略するが、２つの分割形式の金型７３はそれぞれ、金型駆動装置により駆動され、開位置において、２つの分割金型７３の間に、２枚の溶融状態の連続シート状熱可塑性樹脂製シートP１、２が、互いに間隔を隔てて配置可能なようにされ、一方閉位置において、２つの分割金型７３のピンチオフ部７６が当接し、環状のピンチオフ部７６が互いに当接することにより、２つの分割金型７３内に密閉空間が形成されるようにしている。なお、開位置から閉位置への各金型７３の移動について、閉位置は、２条の溶融状態の連続シート状熱可塑性樹脂製シートP１，２の中心線の位置とし、各金型７３が金型駆動装置により駆動されてその位置に向かって移動するようにしている。

次に、上述の成形装置を用いた樹脂製サンドイッチパネル１０の成形方法について説明する。
予め、発泡芯材１３を準備しておくとともに、化粧材１４をキャビティ７４Bに配置しておく。
なお、発泡芯材１３の成形方法については、従来のように、発泡ビーズを金型内に導入して加熱により融着固定させるのでもよいし、ブロー成形、真空成形、プレス成形、場合により射出成形でもよく、発泡芯材１３としては、筒状パリソンによる中実タイプ、
２条シートによる中空タイプでもよい。なお、発泡芯材１３の配置タイミングは、型開き後型締めまでなら、いつでもよい。
次いで、図４に示すように、溶融状態の熱可塑性樹脂製シートP１、２を対応するダイスリット７５から鉛直下方に押し出して、２条の連続シート状熱可塑性樹脂製シートP１、２を対応するピンチオフ部７６からはみ出す形態で２つの分割金型７３の間に供給する。

次いで、図６に示すように、分割金型７３Ａの型枠８１Ａを分割金型７３Ａに対して、熱可塑性樹脂製シートP１に向かって移動させて、熱可塑性樹脂製シートP１の側面８３に当接させる。これにより、熱可塑性樹脂製シートP１の側面８３、型枠８１Ａの内周面１０２およびキャビティ７３Ａにより、密閉空間８４が形成される。

次いで、図５に示すように、密閉空間８４内の空気を真空吸引室８５から吸引孔８７を介して吸引することにより、熱可塑性樹脂製シートP１は、キャビティ７４Ａに対して吸着し、それにより熱可塑性樹脂製シートP１は、キャビティ７４Ａの表面に沿った形状に賦形される。

次いで、発泡芯材１３を２条の熱可塑性樹脂製シートP１、２の間に両シートに平行に配置して、発泡芯材１３の表面を熱可塑性樹脂製シートP１の内表面に対して押し付けて、溶着固定させる。このとき、発泡芯材１３と熱可塑性樹脂製シートP１の内表面との間の空気を格子状の溝部９３を介して、抜くことが可能である。

次いで、図７に示すように、熱可塑性樹脂製シートP１の外表面８３に当接する型枠８１をそのままの位置に保持した状態で熱可塑性樹脂製シートP１を吸引保持した状態で、それぞれの環状のピンチオフ部７６Ａ，Ｂ同士が当接するまで両金型７３Ａ，Ｂを互いに近づく向きに移動させ、型締する。
より詳細には、一対の分割金型７３を型締め位置まで移動して、２条の熱可塑性樹脂製シートP１，２の内表面同士を一対の金型７３のピンチオフ部に沿って溶着させることにより、２条の熱可塑性樹脂製シートP１，P２の周縁部同士を一体化させる。
これにより、金型７３内の内圧が高まるところ、樹脂製表皮材シートP２の内表面と樹脂製芯材１３の表面６９との間のどこかに形成される空気溜りＡ内の空気を、格子状の溝部９３および樹脂製芯材１３の周縁部８６を介して環状スペース８８に分散させるとともに、２条の熱可塑性樹脂製シートP１，P２のそれぞれの内面に対して、樹脂製芯材１３を溶着一体化させることが可能である。化粧材１４も熱可塑性樹脂製シートP２に溶着される。
この場合、樹脂製芯材１３の溝部９３をつぶすことにより（図３（Ｂ）参照）、溝部９３がさらに扁平化されて、樹脂製表皮材シートP２が溝部９０の底面９２に対して接合し、それにより、樹脂製表皮材シートP２と樹脂製芯材１３との十分な接合を確保することも可能である。
なお、このような分割金型７３の型締めの際の空気抜きの効果は、樹脂製芯材１３の表面７１と樹脂製表皮材シートP１との間でも同様である。
なお、押し出される熱可塑性樹脂製シートPは、溶融状態の筒状パリソンを押し潰してシート状に形成されてもよく、また、溶融状態の筒状パリソンを押し出して、押し出し中に少なくとも２か所において筒状パリソンを押し出し方向に沿って切り込んで、２枚のシート状に形成されるのでもよい。

次いで、図８に示すように、２つの分割金型７３を型開きし、完成した樹脂製サンドイッチパネル１０をキャビティ７４から離間させ、パーティングラインＰＬまわりに形成されたバリを除去する。
以上で、樹脂製サンドイッチパネル１０の成形が完了する。

以上のように、溶融状態の熱可塑性樹脂を間欠的に押し出すたびに、以上のような工程を繰り返すことにより、樹脂製サンドイッチパネル１０を次々に効率的に成形することが可能であり、押出成形により間欠的に溶融状態の熱可塑性樹脂製シートP1,P2として押し出し、押し出された熱可塑性樹脂製シートP1,P2を金型７３を用いて所定の形状に賦形することが可能である。

以上の構成を有する樹脂製サンドイッチパネル１０によれば、両表皮材シート１２の間に挟み込まれる形態で両表皮材シートそれぞれと面接着される樹脂製芯材１３において、環状スペース８８はそれ自体として空気溜まりとなるが、樹脂製芯材１３上に形成される空気溜まりに比べて、樹脂製芯材１３と両表皮材シート１２との間の溶着性の問題がなく、、膨れによる外観上の問題が小さい反面、樹脂製芯材１３上の空気溜まりに比べ容積が大であることから、
成形上の観点から消極的に形成せざるを得ない環状スペース８８を積極的に活用して、樹脂製芯材１３上に溜まった空気を分散させるものである。
より詳細には、２枚の樹脂製表皮材シート１２は、互いの周縁部同士を接合させることにより、樹脂製芯材１３のまわりに環状スペース８８を形成し、２枚の樹脂製表皮材シート１２に対して対向する樹脂製芯材１３の表面の少なくとも一方に、樹脂製芯材１３の外縁に抜ける格子状の溝部９３が設けられ、それにより、格子状の溝部９３が環状スペース８８と連通することから、格子状の溝部９３側の樹脂製芯材１３の表面と、それに対向する樹脂製表皮材シート１２とが面接着される際、それらの間に予期せず空気溜りが形成されるとしても、空気溜り内に溜まった空気が格子状の溝部９３を介して環状スペース８８に分散することが可能であり、環状スペース８８はそれ自体として空気溜まりとなるが、樹脂製芯材１３上
の空気溜まりに比べて、溶着性の問題、膨れによる外観上の問題が小さい反面、樹脂製芯材上の空気溜まりに比べ容積が大であることから、格子状の溝部が空気抜きの機能を奏し、たとえば、樹脂製サンドイッチパネル１０を成形する際、空気溜りＡが原因で成形不良を引き起こしたり、あるいは成形不良でないとしても、樹脂製芯材１３と樹脂製表皮材シート１２との間で溶着不十分を生じて、樹脂製サンドイッチパネル１０全体の剛性不足を引き起こしたりする恐れがなく、あるいは空気溜りＡの領域が広がって部分的に膨らみ、樹脂製サンドイッチパネル１０としての美的外観を損なうことなく、外観上の美観性を維持しつつ、成形不良を引き起こすことなく必要な剛性を確保可能な樹脂製サンドイッチパネルを提供することが可能である。

以下に、本発明の第２実施形態について、図９ないし図１０を参照しながら説明する。以下の説明において、第１実施形態と同様な構成要素については、同様な参照番号を付することによりその説明は省略し、以下では、本実施形態の特徴部分について詳細に説明する。

本実施形態の特徴部分は、大気開放穴９０を樹脂製表皮材シート１２に設けた点、それに応じた溝部９３の態様にある。
より詳細には、図９に示すように、樹脂製表皮材シート１２に設ける大気開放穴９０は、樹脂製表皮材シート１２の樹脂製芯材１３との接着部、すなわち、樹脂製芯材１３の表面に対向する樹脂製表皮材シート１２の部分であるとともに、環状スペース８８に相当する位置であり、大気開放穴９０を２つ設けている。
一方、溝部９３の態様について、第１実施形態においては、格子状の溝部９３が、樹脂製芯材１３の外周縁８６まで延びて、外周縁８６に抜けるのに対して、本実施形態においては、図９に示すように、溝部９３が格子状に設けられる点は、共通であるが、格子状の溝部９３が、樹脂製芯材１３の外周縁８６まで延びて外周縁８６に抜けるとともに、樹脂製芯材１３の内周縁９７まで延びて、内周縁９７に抜ける点である。

より詳細には、図１０に示すように、樹脂製芯材１３の大気開放穴９０に対応する位置には、大気開放穴９０に連通するように、樹脂製芯材１３の厚みに亘って貫通する貫通穴９９が設けられ、溝部９３が貫通穴９９の内周縁９７まで延びて、内周縁９７に抜ける。
貫通穴９９の形状および大きさは、大気開放穴９０に連通する限り、任意であるが、サンドイッチパネルの剛性確保の観点から、形状は円筒状、大きさはなるべく小さいのが好ましい。

以上のような構成によれば、たとえば、図９に示すような位置に、空気溜りＡが形成される場合、空気溜りＡに格子状の溝部９３のいずれかが連通していることから、第１実施形態においては、溜まった空気を環状スペース８８に分散させていたが、本実施形態においては、サンドイッチパネルの成形の際、空気溜りＡから溝部９３を介して大気開放穴９０を通じて空気抜きをすることが可能である。
より具体的には、分割金型の型締めの際、金型内の密閉空間の圧力が高まるところ、空気溜りＡに溜まった空気が溝部９３Ｂまたは９３Ｃ，Ａを介して貫通穴９９に抜け、さらに貫通穴９９と連通する大気開放穴９０，あるいは環状スペース８８に相当する位置に設けた大気開放穴９０から外気に抜けることが可能である。
この場合、樹脂製表皮材シート１２と樹脂製芯材１３との間のどこにどのような大きさの空気溜りＡがいくつ形成されるか予め予想するのが困難であることから、空気溜りＡがどこに形成されようとも、そこに溜まる空気を大気開放穴９０を介して抜くことが可能にするべく、表面６９上における格子状の溝部９３の密度を高くして、予期せず形成される空気溜りＡに溝部９３が連通するようにしておく必要がある点においては、第１実施形態と同様である。
なお、本実施形態のサンドイッチパネルの成形方法については、第１実施形態と同様である。

以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において、当業者であれば、種々の修正あるいは変更が可能である。
たとえば、本実施形態においては、格子状の溝部を設ける場合を説明したが、それに限定されることなく、空気溜りＡに溜まる空気を外気へ抜くことが可能である限り、十字状に設けた溝部でもよい。
たとえば、本実施形態においては、押出スリットより押し出された溶融状態の熱可塑性樹脂製シートP1,P2を直接成形したが、それに限定されることなく、一方および／または他方の熱可塑性樹脂製シートP1,P2は、予め予備成形され、再加熱して溶融状態とされるのでもよい。

本発明の第１実施形態に係る樹脂製サンドイッチパネル１０の部分断面図である。 本発明の第１実施形態に係る樹脂製サンドイッチパネル１０の平面図である。 図２の線Ａ−Ａに沿う部分断面図である。 本発明の実施形態に係る樹脂製サンドイッチパネル１０の成形装置の概略を示すとともに、本発明の実施形態に係る樹脂製サンドイッチパネル１０の成形工程において、熱可塑性樹脂製シートP1,P2を分割形式の金型間に配置した状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る樹脂製サンドイッチパネル１０の成形工程において、熱可塑性樹脂製シートP1を賦形している状況を示す概略部分断面図である。 本発明の実施形態に係る樹脂製サンドイッチパネル１０の成形工程において、熱可塑性樹脂製シートP1,P2の間に、樹脂製芯材を配置している状況を示す概略部分断面図である。 本発明の実施形態に係る樹脂製サンドイッチパネル１０の成形工程において、分割金型７３を型締めした状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る樹脂製サンドイッチパネル１０の成形工程において、分割金型７３を型開きした状態を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る樹脂製サンドイッチパネル１０の平面図であり、図２と同様な図である。 図９の線Ｂ−Ｂに沿う部分断面図である。

Ａ 空気溜り
Ｐ 熱可塑性樹脂製シート
ＰＬ パーティングライン
Ｌ 溝部の幅
Ｄ 溝部の深さ
α 溝部の傾斜角度
１０ 樹脂製サンドイッチパネル
１２A おもて面側表皮材シート
１２B 裏面側表皮材シート
１３ 発泡芯材
１４ 化粧材
４１ 外表面
４３ 内表面
４５ 溶着面
４７ 外表面
４８ 凹部
６０ 樹脂製サンドイッチパネルの成形装置
６２ 押出装置
６４ 型締装置
６５ ホッパー
６６ シリンダー
６８ 油圧モータ
６９ 表面
７０ アキュムレータ
７１ 表面
７２ プランジャー
７３ 金型
７４ キャビティ
７５ ダイスリット
７６ ピンチオフ部
８０ 突起体
８１ 型枠
８２ 周縁部
８４ 密閉空間部
８５ 真空吸引室
８６ 周縁部
８７ 吸引穴
８８ 環状スペース
９０ 貫通穴
９１ 縁部
９２ 底面
９３ 溝部
９７ 内周縁
９９ 貫通穴

Claims (14)

1. ２枚の樹脂製表皮材シートと、両表皮材シートの間に挟み込まれる形態で両表皮材シートそれぞれと面接着される樹脂製芯材とを有するサンドイッチパネルにおいて、
   前記２枚の樹脂製表皮材シートは、互いの周縁部同士を接合させることにより、該樹脂製芯材のまわりに外周空間部を形成し、
   前記２枚の樹脂製表皮材シートに対して対向する前記樹脂製芯材の表面の少なくとも一方に、該樹脂製芯材の外縁に抜ける格子状の溝部が設けられ、
   それにより、前記格子状の溝部は、前記外周空間部と連通する、
   ことを特徴とする樹脂製サンドイッチパネル。
2. 前記外周空間部は、密閉環状空間部を構成する、請求項１に記載の樹脂製サンドイッチパネル。
3. 前記樹脂製芯材は、所定発泡倍率の発泡製樹脂であり、前記２枚の樹脂製表皮材シートの少なくとも一方は、前記溝部の底面に対して接合している、請求項１に記載の樹脂製サンドイッチパネル。
4. 前記格子状の溝部は、前記樹脂製芯材の２枚の樹脂製表皮材シートの各々に対向する表面上に設けられる、請求項１に記載の樹脂製サンドイッチパネル。
5. 前記格子状の溝部は、前記樹脂製芯材の長辺に平行に延びる第１溝部群と、前記樹脂製芯材の短辺に平行に延びる第２溝部群とにより構成され、前記第１溝部群および前記第２溝部群それぞれの溝部は、前記樹脂製芯材の外周縁に抜けるように設けられる、請求項１に記載の樹脂製サンドイッチパネル。
6. さらに、前記２枚の樹脂製表皮材シートの少なくとも一方には、前記格子状の溝部に連通する大気開放貫通穴がその厚み方向に延びるように設けられる、請求項１に記載の樹脂製サンドイッチパネル。
7. ２枚の樹脂製表皮材シートの間に挟み込まれる樹脂製芯材を有するサンドイッチパネルの成形方法であって、
   少なくとも一方の表面に、該樹脂製芯材の外縁に抜ける格子状の溝部が形成された樹脂製芯材を予め準備する段階と、
   一対の分割形式の金型それぞれのキャビティの周縁部に形成された環状のピンチオフ部のまわりにはみ出す形態で、２条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートを、一対の分割形式の金型間に配置する段階と、
   前記少なくとも一方の金型と対応する熱可塑性樹脂製シートとの間に密閉空間を形成して、該密閉空間から空気を減圧することにより、熱可塑性樹脂製シートを吸引してキャビティに沿わせ賦形する段階と、
   ２条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートの間に前記樹脂製芯材を挟み込むように、前記一対の分割金型を型締め位置まで移動することにより、２条の熱可塑性樹脂製シートの内表面同士を一対の分割金型のピンチオフ部に沿って溶着させて、２条の熱可塑性樹脂製シートの周縁部同士を一体化させて、該樹脂製芯材のまわりに外周空間部を形成するとともに、前記格子状の溝部を介して前記樹脂製表皮材シートと前記樹脂製芯材の間の空気抜きを行いつつ、対応する樹脂製表皮材シートを前記樹脂製芯材に面接着する段階とを有する、ことを特徴とする樹脂製サンドイッチパネルの製造方法。
8. 前記樹脂製芯材は、前記一対の分割金型の型締前に、前記吸引により成形された熱可塑性樹脂製シートの内面に対して押し付けて、溶着させる、請求項７に記載の樹脂製サンドイッチパネルの製造方法。
9. 前記一方および／または前記他方の熱可塑性樹脂製シートは、予め予備成形され、再加熱して溶融状態とされる、請求項７に記載の樹脂製サンドイッチパネルの製造方法。
10. 前記一方および前記他方の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートを下方に垂下する形態で、前記一対の分割金型の間に向かって押し出す段階を有する、請求項７に記載の樹脂製サンドイッチパネルの製造方法。
11. 前記熱可塑性樹脂製シートは、溶融状態の筒状パリソンを押し潰してシート状に形成される、請求項７に記載の樹脂製サンドイッチパネルの製造方法。
12. 前記熱可塑性樹脂製シートは、溶融状態の筒状パリソンを押し出し、押し出し中に少なくとも２か所において筒状パリソンを押し出し方向に沿って切り込んで、２枚のシート状に形成される、請求項７に記載の樹脂製サンドイッチパネルの製造方法。
13. 前記減圧段階は、前記少なくとも一方の分割金型の周縁に対して型締め方向に移動自在に外嵌する外枠を対応する熱可塑性樹脂製シートの外表面に向かって移動させる段階を有し、前記対応する熱可塑性樹脂製シートの外表面、前記外枠の内周面および前記一対の分割金型のそれぞれのキャビティにより密閉空間を構成する、請求項７に記載の樹脂製サンドイッチパネルの製造方法。
14. さらに、前記２枚の樹脂製表皮材シートの少なくとも一方には、前記格子状の溝部に連通する大気開放貫通穴をその厚み方向に延びるように設ける段階を有する、請求項７に記載の樹脂製サンドイッチパネルの製造方法。

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