JP2015124359A

JP2015124359A - 凸部成形シート

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Publication number: JP2015124359A
Application number: JP2013271754A
Authority: JP
Inventors: 慎二平子; Shinji Hirako; 雅彦中嶋; Masahiko Nakajima
Original assignee: Ube Exsymo Co Ltd
Current assignee: Ube Exsymo Co Ltd
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-07-06
Anticipated expiration: 2033-12-27
Also published as: JP6306881B2

Abstract

【課題】凸部上下方向の強度が十分であり、かつ、よりコンパクトに巻回可能な凸部形成シートを提供すること。【解決手段】熱可塑性樹脂シートからなり、上面部および側面部からなる空洞状の複数の凸部と、該凸部周面を占めるシート底面部と、を備え、［凸部の上面部の厚み］＞［シート底面部の厚み］である凸部成形シートを提供する。本発明に係る凸部成形シートは、凸部の上面部の厚みがシート底面部の厚みよりも厚いため、従来の凸部成形シートに比べて凸部上下方向の強度が高い。また、本発明に係る凸部成形シートは、シート底面部の厚みが凸部の上面部の厚みよりも薄いため、従来の凸部成形シートに比べて巻回した時の巻径を小さくすることが可能である。【選択図】図２

Description

本発明は、熱可塑性樹脂製の凸部成形シートに関する。より詳しくは、空洞状の複数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凸部成形シートに関する。

樹脂製の凸部成形シートは、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に用いられる凸部成形シートは、例えば、以下のような方法で製造することができる。図１１は、従来の凸部成形シートの製造方法の一例を示す概念模式図である。図１１の製造方法では、表面に複数の凹部ｒ１を備えた成形ローラーｒを用いて、溶融状態で供給されてきたシート１０’が、成形ローラーｒに接触し、ローラー軸方向への減圧によって、成形ローラーｒの凹部ｒ１に引き込まれることで、凸部形成シート１’を製造することができる。

このように製造された凸部形成シートは、特に単独で前記の各種用途に用いる場合などには、凸部上下方向の強度が求められる。近年では、凸部形成シートの用途も多様化しており、凸部上下方向の更なる強度が求められるようになってきた。

また、凸部形成シートは、通常、巻回された状態で梱包・流通されることが多いが、近年の燃料費の上昇などによって、より多くの製品を一度に輸送することが望まれている。そのため、よりコンパクトに巻回可能な凸部形成シートの開発も求められている。

特開２００３−１７０５１５号公報特開２００７−０８３４０７号公報

そこで、本発明では、凸部上下方向の強度が十分であり、かつ、よりコンパクトに巻回可能な凸部形成シート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、凸部形成シートの構造について鋭意研究を行った結果、凸部形成シートの厚さに着目し、凸部の厚みと、凸部周面を占めるシート底面部の厚みとの関係が、凸部上下方向の強度や巻回した時の巻径に影響することを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明では、熱可塑性樹脂シートからなり、
上面部および側面部からなる空洞状の複数の凸部と、
該凸部周面を占めるシート底面部と、
を備え、
［凸部の上面部の厚み］＞［シート底面部の厚み］である凸部成形シートを提供する。
本発明に係る凸部形成シートの具体的な厚みとしては、［凸部の上面部の厚み］：［シート底面部の厚み］＝１．１〜２．０：１とすることができる。
本発明に係る凸部成形シートは、前記凸部の上面部を巻外面側になるように巻回した際に、前記凸部が、その巻外側にある前記凸部の空洞に嵌め込まれるように設計することも可能である。
また、本発明に係る凸部成形シートは、前記熱可塑性樹脂としてポリプロピレンまたはポリカーボネートを選択することができる。
更に、本発明に係る凸部成形シートは、前記凸部を円錐台形状に設計することもできる。
加えて、本発明に係る凸部成形シートは、前記凸部を、千鳥状に配置することもできる。

本発明に係る凸部成形シートは、凸部の上面部の厚みがシート底面部の厚みよりも厚いため、従来の凸部成形シートに比べて凸部上下方向の強度が高い。また、本発明に係る凸部成形シートは、シート底面部の厚みが凸部の上面部の厚みよりも薄いため、従来の凸部成形シートに比べて巻回した時の巻径を小さくすることが可能である。

本発明に係る凸部成形シート１の第１実施形態の構造を模式的に示す斜視図である。本発明に係る凸部成形シート１の第１実施形態の構造を模式的に示す断面図である。本発明に係る凸部形成シート１を、巻回した際の様子の一例を模式的に示す側面図（Ａ）および拡大断面図（Ｂ）である。本発明に係る凸部成形シート１の製造方法の一例を示す断面模式図である。本発明に係る凸部成形シート１の製造方法の図４とは異なる一例を示す断面模式図である。本発明に係る凸部成形シート１の製造方法の図４および図５とは異なる一例を示す模式図である。本発明に係る凸部成形シート１の製造方法の図４、図５および図６とは異なる一例を示す模式図である。本発明に係る凸部形成シート１を用いた中空構造板２０の一例を模式的に示す断面図である。本発明に係る凸部形成シート１を用いた中空構造板２０の図８とは異なる一例を模式的に示す断面図である。本発明に係る凸部形成シート１を用いた中空構造板２０の図８および図９とは異なる一例を模式的に示す断面図である。従来の凸部成形シートの製造方法の一例を示す概念模式図である。成形ローラーｒの凹部ｒ１に溶融状態の樹脂が存在しない場合に、溶融状態で供給されてきたシート１０’が、凹部ｒ１を備えた成形ローラーｒに接触し、ローラー軸方向へ減圧される状態を示す拡大模式図である。

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。

＜１．凸部成形シート１＞
図１は、本発明に係る凸部成形シート１の第１実施形態の構造を模式的に示す斜視図である。また、図２は、本発明に係る凸部成形シート１の第１実施形態の構造を模式的に示す断面図である。本発明に係る凸部成形シート１は、大別すると、複数の凸部１１と、シート底面部１２と、を少なくとも備える。

本発明に係る凸部成形シート１には、空洞状の凸部１１が間隔をあけて複数形成されている。凸部１１は、少なくとも上面部１１１および側面部１１２を有していれば、その大きさ、形状、高さなどの形態は、図１に示すような円錐台形に限らず、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１１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。凸部１１を千鳥状、格子状又は不規則に配置してもよい。
更に、本発明に係る凸部成形シート１に備えられた複数の凸部１１は、全て同一の形態であっても、２種以上の形態の凸部１１を自由に組み合わせて備えることも可能である。

本発明に係る凸部成形シート１では、凸部１１周面を占めるシート部分をシート底面部１２という。本発明に係る凸部成形シート１は、［凸部１１の上面部１１１の厚みＬ］＞［シート底面部１２の厚みＭ］であることを特徴とする。本発明に係る凸部成形シート１は、凸部１１の上面部１１１の厚みＬがシート底面部１２の厚みＭよりも厚いため、従来の凸部成形シートに比べて凸部上下方向の強度が高い。また、本発明に係る凸部成形シート１は、シート底面部１２の厚みＭが凸部１１の上面部１１１の厚みＬよりも薄いため、従来の凸部成形シートに比べて巻回した時の巻径を小さくすることが可能である。

本発明に係る凸部成形シート１は、［凸部１１の上面部１１１の厚みＬ］＞［シート底面部１２の厚みＭ］であれば、その具体的な厚みの比は特に限定されないが、シート底面部１２の厚みＭを１とした場合に、凸部１１の上面部１１１の厚みＬが、１．１以上２．０以下であることが好ましく、１．３６以上１．６２以下であることがより好ましい。凸部１１の上面部１１１の厚みＬを、シート底面部１２の厚みＭに対して１．１倍以上とすることで、凸部１１上下方向の強度を十分に保ちつつ、巻回した時の巻径を小さくすることができる。また、凸部１１の上面部１１１の厚みＬを、シート底面部１２の厚みＭに対して２．０倍以下とすることで、材料のコストを低減することができ、製造時の容易性も保つことができる。

凸部成形シート１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、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、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などのポリエチレン（ＰＥ）、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、ポリプロピレンおよび／またはポリカーボネートが好ましい。

また、凸部成形シート１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、凸部成形シート１の剛性を向上させることができる。

更に、凸部成形シート１を形成する熱可塑性樹脂には、難燃性、導電性、濡れ性、滑り性及び耐候性などを向上させるための改質剤や顔料等の着色剤などが添加されていてもよい。

図３は、本発明に係る凸部成形シート１を、巻回した際の様子の一例を模式的に示す斜視図である。本発明に係る凸部成形シート１は、凸部１１の上面部１１１を巻外面側になるように巻回した際に、凸部１１ａが、その巻外側にある凸部１１ｂの空洞に嵌め込まれるように設計することもできる。このように設計することで、巻回した時の巻径を、更に小さくすることが可能である。なお、図３に示す例では、全ての凸部１１が、嵌合するように、巻外側へ行くに従って、凸部１１間の距離が離れるように、凸部成形シート１を設計しているが、本発明ではこの例に限らない。例えば、凸部１１間の距離が一定の凸部成形シート１の場合は、嵌合する凸部１１と嵌合しない凸部とを混在させた状態で巻回することも可能である。

＜２．凸部成形シート１の製造方法＞
本発明に係る凸部成形シート１は、その構造に特徴があって、特にその製造方法は限定されない。即ち、本発明に係る凸部成形シート１の製造には、通常、凸部成形シートを製造する際に用いられる方法を１種または２種以上自由に選択して用いることができる。

図４は、本発明に係る凸部成形シート１の製造方法の一例を示す断面模式図である。図４に示す製造方法は、溶融状態の樹脂シート１０を、金型Ｄ１および金型Ｄ２で両側からプレスすることにより本発明に係る凸部成形シート１を製造する方法である。

図５は、本発明に係る凸部成形シート１の製造方法の図４とは異なる一例を示す断面模式図である。図５に示す製造方法は、溶融状態の樹脂Ｐを、金型Ｄ３の空洞部に加圧注入して冷却することにより本発明に係る凸部成形シート１を製造する方法である。

図６は、本発明に係る凸部成形シート１の製造方法の図４および図５とは異なる一例を示す模式図である。図６に示す製造方法は、表面に複数の凹部Ｒ１を備えた成形ローラーＲを用いて、該成形ローラーＲの凹部Ｒ１に溶融状態の樹脂Ｐを注入し、溶融状態で供給されてきた樹脂シート１０が成形ローラーＲに接触した際に、ローラー軸方向への減圧によって、成形ローラーＲの凹部Ｒ１に樹脂シート１０を引き込むことで、凸部形成シート１を製造する方法である。

図６に示す製造方法において、成形ローラーＲの凹部Ｒ１に溶融状態の樹脂Ｐを注入する理由を以下に説明する。図１２は、成形ローラーｒの凹部ｒ１に溶融状態の樹脂が存在しない場合に、溶融状態で供給されてきたシート１０’が、凹部ｒ１を備えた成形ローラーｒに接触し、ローラー軸方向へ減圧される状態を示す拡大模式図である。溶融状態で供給されてきた樹脂シート１０’は、まず、形成ローラーの凹部ｒ１以外の部分に接触する（図１２Ａ参照）。この状態で、ローラー軸方向への減圧が行われると、形成ローラーｒの凹部ｒ１を覆うシート１０’部分が、成形ローラーｒの凹部ｒ１に引き込まれて延ばされ、樹脂シート１０’に凸部１１’が形成される。そのため、凸部成形シート１’の凸部１１’の上面部１１１’の厚みＬ’は、凸部１１’周面を占めるシート底面部１２’の厚みＭ’に比べ、どうしても薄くなってしまう。そこで、成形ローラーＲの凹部Ｒ１に溶融状態の樹脂Ｐを注入しておくことで、形成される凸部成形シート１の凸部１１の上面部１１１の厚みを、凸部１１周面を占めるシート底面部１２の厚みより厚く形成することができる。

なお、成形ローラーＲの凹部Ｒ１に注入する溶融状態の樹脂Ｐの量は、使用目的や求められる強度、曲げ性能などに応じて、自由に設定することができる。

図７は、本発明に係る凸部成形シート１の製造方法の図４、図５および図６とは異なる一例を示す模式図である。図７に示す製造方法は、表面に複数の凸部Ｒ２を備えた成形ローラーＲを用いて、溶融状態で供給されてきた樹脂シート１０が成形ローラーＲに接触した際に、ローラー軸方向への減圧によって、成形ローラーＲの凸部Ｒ２が無い部分に樹脂シート１０を引き込まれることで、凸部形成シート１を製造する方法である。

＜３．凸部成形シート１の用途例＞
本発明に係る凸部形成シート１は、更に、他の樹脂シートなどと組み合わせて、中空構造板２０の一部として用いることも可能である。

図８は、本発明に係る凸部形成シート１を用いた中空構造板２０の一例を模式的に示す断面図である。図８に示す中空構造板２０は、本発明に係る凸部形成シート１のシート底面部１２側に、樹脂シート３を積層した例である。

図９は、本発明に係る凸部形成シート１を用いた中空構造板２０の図８とは異なる一例を模式的に示す断面図である。図９に示す中空構造板２０は、凸部形成シート１の各凸部成形シート１ａ、１ｂのシート底面部１２ａ、１２ｂ側に、それぞれ樹脂シート３ａ、３ｂを積層した例である。

図１０は、本発明に係る凸部形成シート１を用いた中空構造板２０の図８および図９とは異なる一例を模式的に示す断面図である。図１０に示す中空構造板２０は、図９に示す中空構造板２の両面側に、更に、樹脂シート４ａ、４ｂを積層した例である。

図８から図１０に示すように、本発明に係る凸部成形シート１は、その使用目的や求められる強度、曲げ性能などに応じて、複数のシートを自由に組み合わせて、中空構造板２０に用いることが可能である。

なお、中空構造板２０を形成する樹脂シート３（３ａ、３ｂ）、４ａ、４ｂに用いることができる材料は、本発明に係る凸部形成シート１に用いることができる材料と同一であるため、ここでは説明を割愛する。

以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例は、本発明の代表的な実施例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。

本実施例では、凸部成形シートの凸部の上面部の厚みとシート底面部の厚みとの比によって、凸部上下方向の強度や、巻回した時の巻径の大きさが、どのように変わるかを検討した。より具体的には、下記表１に示す材質（ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリカーボネート（ＰＣ））を用いて、凸部成形シートを作成し、凸部成形シートの凸部の上面部の厚みとシート底面部の厚みとの比によって、（１）圧縮強度（Ｎ／ｍｍ^２）と（２）１０ｍ巻にした場合の巻径（ｃｍ）を測定した。

（１）圧縮強度（Ｎ／ｍｍ^２）の測定
下記表１に示す実施例１〜６および比較例１について、それぞれ７０ｍｍ×７０ｍｍの試験片を形成し、５ｍｍ／ｍｉｎで圧縮した場合の降伏点での荷重（Ｎ／ｍｍ^２）を測定し、圧縮強度（Ｎ／ｍｍ^２）とした。

（２）巻径（ｃｍ）を測定
下記表１に示す実施例１〜６および比較例１について、凸部の上面部を巻外面側になるように、第１周目の巻物の外径を２２ｃｍにして１０ｍ巻にした場合の巻物の外径を測定し、巻径（ｃｍ）とした。

（３）結果
結果を下記表１に示す。

表１に示す通り、凸部の上面部の厚みがシート底面部の厚みよりも厚い実施例１〜６は、凸部の上面部の厚みがシート底面部の厚みよりも薄い比較例１に比べ、圧縮強度は高く、巻径は小さかった。

また、［凸部の上面部の厚み］：［シート底面部の厚み］＝１．１〜２．０：１の範囲に入る実施例１〜５は、［凸部の上面部の厚み］：［シート底面部の厚み］＝２．２９：１の実施例６に比べ、巻物にした際の凸形状上面部とその巻外側にある凸形状下面部の嵌め合いが良く噛み合い巻径を効率よく小さくすることができた。

更に、実施例１〜５の中で比較すると、実施例２、３および５の場合、より小さな巻径で巻き取ることが可能であることが分かった。

以上の結果から、［凸部の上面部の厚み］＞［シート底面部の厚み］とすることで、従来の凸部形成シートに比べて、凸部上下方向の強度が高く、巻回した時の巻径を小さくすることが可能であることが分かった。また、シート底面部の厚みを１とした場合に、凸部の上面部の厚みが、１．１以上２．０以下であることが好ましく、１．３６以上１．６２以下であることがより好ましいことも分かった。

１、１ａ、１ｂ：凸部成形シート
１１、１１ａ、１１ｂ：凸部
１２、１２ａ、１２ｂ：シート底面部
１１１：上面部
１１２：側面部
１０、３、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ：樹脂シート
Ｄ、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３：金型
Ｒ：ローラー
Ｒ１：ローラーの凹部
Ｒ２：ローラーの凸部
２０：中空構造板

Claims

熱可塑性樹脂シートからなり、
上面部および側面部からなる空洞状の複数の凸部と、
該凸部周面を占めるシート底面部と、
を備え、
［凸部の上面部の厚み］＞［シート底面部の厚み］である凸部成形シート。
［凸部の上面部の厚み］：［シート底面部の厚み］＝１．１〜２．０：１である請求項１記載の凸部成形シート。
前記凸部の上面部を巻外面側になるように巻回した際に、
前記凸部が、その巻外側にある前記凸部の空洞に嵌め込まれることを特徴とする
請求項１または２に記載の凸部成形シート。
前記熱可塑性樹脂がポリプロピレンまたはポリカーボネートからなる請求項１から３のいずれか一項に記載の凸部成形シート。
前記凸部が円錐台形状である請求項１から４のいずれか一項に記載の凸部成形シート。
前記凸部は千鳥状に配置されている請求項１から５のいずれか一項に記載の凸部成形シート。