JP2016187891A - 樹脂製パネル及び樹脂製パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 補強材の形態に関わらず補強材と芯材とを固定可能とする構造を提供し、製造コストも抑えることが可能な樹脂製パネル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 発泡体からなる芯材と金属製の補強材とから構成される内装材を樹脂製の外装材で被覆してなる樹脂製パネルである。補強材は、少なくとも一方の端部において、固定部材により芯材に対して固定されている。外装材は中空二重壁構造を有し、内装材は中空二重壁構造の中空部内に内装される。固定部材は、補強材に挿入される補強材挿入部と、芯材を挟み込む芯材係止部を有する。補強材は、例えば鉄製の角パイプである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、樹脂製パネル及びその製造方法に関するものであり、特に、芯材と補強材とを固定するための新規な構造に関する。

樹脂製パネルは、自動車、航空機等の輸送機械用、建材用、電気機器のハウジング用、スポーツ・レジャー等、多用途に用いられている。樹脂製パネルは、芯材を表皮材シートで覆うことにより形成されるものであるが、芯材の一方の面のみを表皮材シートで覆うものと、芯材の両方の面を表皮材シートで覆うものが存在する。芯材の一方の面のみを表皮材シートで覆う樹脂製パネルは、例えば建材用等、使用者に視認されないために芯材の他方の面を表皮材シートで覆う必要がない用途等に用いられる。芯材の両方の面を表皮材シートで覆う樹脂製パネルは、サンドイッチパネルとも呼称され、例えば自動車荷室の蓋パネル、ラゲージボード、リアパーセルシェルフ等の用途に用いられる。

前述の通り、樹脂製パネルは、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形態であるが、さらに強度の向上等を目的として、芯材となる樹脂発泡体に金属製の補強材をインサートしたものが知られている。

例えば引用文献１には、中空二重壁構造の中空部に、中空部内の空間と略同一形状に予め成形された熱可塑性樹脂からなる芯材に補強材を嵌合して芯材と補強材が一体となった内装材を内装することにより、内装する内装材の位置決めが的確にできて、ガタツキ防止や成形収縮による変形を起こすことがないようにした樹脂製パネルが開示されている。

特開２０１０−１７４５７７号公報

ところで、芯材と補強材が一体となった従来の樹脂製パネル用内装材（発泡構造）は、芯材となる２つの発泡体の間に補強材を嵌合させるものであり、補強材としては、分割した芯材に嵌合一体化が容易な、いわゆるＨ形の補強材が多く使用されている。Ｈ形の補強材であれば、芯材を両側に挟み込むことが可能であり、これにより芯材と補強材とを固定することができる。

このため、補強材の材質としては、アルミニウムや樹脂等のように成形が容易なものが選定されている。例えば、アルミニウムの場合、押し出し加工が可能であり、Ｈ形に成形することが可能である。ただし、アルミニウムの場合、鉄等に比べて価格が高く、アルミニウム製の補強材の採用は、樹脂製パネルの製造コストの増大を招くことになる。

アルミニウムの代わりに補強材に鉄等を用いれば、高強度化を図り、コストを抑えることが可能になるが、鉄のように成形性の悪い材質を使用する場合は、補強材の形態として角パイプや丸パイプに限定されてしまうというように、構成自由度が低いことが大きな問題となる。

本発明は、上述した従来の実情に鑑みてなされたものであり、補強材の形態に関わらず補強材と芯材とを固定可能とする新規構造を提供し、それにより高強度で製造コストも抑えることが可能な樹脂製パネル及びその製造方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の樹脂製パネルは、発泡体からなる芯材と金属製の補強材とから構成される内装材を樹脂製の外装材で被覆してなる樹脂製パネルであって、前記補強材は、少なくとも一方の端部において、固定部材により芯材に対して固定されていることを特徴とする。

また、本発明の樹脂製パネルの製造方法は、発泡体からなる芯材と金属製の補強材とから構成される内装材を樹脂製の外装材で被覆してなる樹脂製パネルの製造方法であって、分割金型間に溶融状態のパリソンもしくは樹脂シートを配置し、パリソンもしくは樹脂シートを真空もしくは圧空により金型のキャビティに沿わせて成形し、発泡体からなる芯材に対して補強材を固定部材により固定した状態で金型のキャビティに配置して型締めを行い、溶融状態のパリソンもしくは樹脂シートの内面と内装材の外面を溶着させることを特徴とする。

本発明においては、固定部材を用い芯材と補強材とを固定するように構成しているので、補強材の形態によらず、芯材と補強材が確実に固定される。固定され一体となった芯材と補強材は、内装材として外装材により被覆される。

本発明によれば、補強材の形態に関わらず補強材と芯材とを固定することができ、それにより、強度に優れ、製造コストも抑えることが可能である。

樹脂製パネルの全体斜視図及びその一部を拡大するとともに破断して示す図である。 図１のｘ−ｘ線における断面図である。 芯材と補強材の固定部材による固定方法を説明する図である。 固定部材の一例を示す斜視図である。 固定部材の他の例を示す斜視図である。 固定部材のさらに他の例を示す斜視図である。 樹脂製パネルのブロー成形の一態様を示す概略断面図である。 内装材の挿入状態を示す概略断面図である。

以下、本発明の樹脂製パネル及びその製造方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本実施形態に係る樹脂製パネルは、中空二重壁構造を有する樹脂製の外装材の中空部に、中空部内の空間と略同一形状に予め成形された熱可塑性樹脂の発泡体からなる芯材と補強材（リンフォース）が一体となった内装材を内装してなるものである。

先ず、本実施形態の樹脂製パネル１において、外装材２は、図１及び図２に示すように、表壁３と裏壁４、及び表壁３と裏壁４を繋ぐ周囲壁５からなる中空二重壁構造を有し、表壁３と裏壁４の間に中空部６を有する。外装材２は、熱可塑性樹脂からなるシートをブロー成形等により成形することにより形成されるものであるが、表壁３や裏壁４は、所定の強度を有する剛性の樹脂壁であることが好ましい。また、例えば表壁２等の表面や裏面には、装飾等を目的として、各種表皮材を貼着してもよい。

外装材２の表壁２、裏壁３及び周囲壁４を構成する熱可塑性樹脂は、その樹脂材料を限定しないが、樹脂製パネル１の剛性を確保するために非発泡樹脂から形成されることが好ましい。例えば、ブロー成形が可能なものであればよく、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン樹脂）、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル等のエンジニアリング・プラスチック等が好適であり、適宜にガラス繊維、カーボンファイバー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等の充填材を添加することもできる。

また、外装材２の表面に表皮材を施す場合、表皮材としては、天然繊維、再生繊維、半合成繊維、合成繊維、及びこれらを混合した繊維を加工して得られる編物、織物、不織布、またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）または熱可塑性ポリオレフィンエラストマー（ＴＰＯ）等の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、ポリエチレンポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂からなる樹脂シート、及びこれらの積層シート、プラスチック製段ボール、ハードボード等から適宜選択可能である。

前述の外装材２の中空二重壁構造の中空部６には、中空部６内の空間と略同一形状に予め成形された熱可塑性樹脂の発泡体からなる芯材７と、補強材８が一体となった内装材９が内装されている。本実施形態の樹脂製パネル１において特徴的なのは、前記芯材７と補強材８とが、固定部材１０によって互いに固定されていることである。以下、内装材９の構成について説明する。

内装材９は、前記の通り、主に芯材７と補強材８とからなり、芯材７は２分割され、その間に補強材８が挿入された形になっている。芯材７は、熱可塑性樹脂の発泡体からなるものであり、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等、外装材２の表壁３、裏壁４、周囲壁５を構成する熱可塑性樹脂と同じであることが望ましい。また、発泡体には、適宜、ガラス繊維、カーボンファイバー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等の充填材を添加することもできる。

芯材７の形成に使用されうる発泡剤としては、公知の物理発泡剤、化学発泡剤及びその混合物が挙げられる。例えば、物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス等の無機系物理発泡剤、及びブタン、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を適用できる。また、化学発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、ジフェニルスルホン−３，３’−ジスルホニルヒドラジド、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド、トリヒドラジノトリアジン又はアゾビスイソブチロニトリルなどの有機発泡剤、クエン酸、シュウ酸、フマル酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、シクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸、ショウノウ酸、エチレンジアミン四酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、ニトリロ酸などのポリカルボン酸と、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウムアルミニウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム等の無機炭酸化合物の混合物や、クエン酸二水素ナトリウム、シュウ酸カリウム等のポリカルボン酸の塩が無機発泡剤として挙げられる。

芯材７の厚さは、樹脂製パネル１としての目標厚さ、さらには、樹脂製パネル１の目標の剛性を確保するための樹脂シートの厚さに応じて適宜決定され、特に限定されるものではない。

一方、補強材８は、金属製あるいは硬質のプラスチック製であり、本実施形態の場合、芯材７の幅寸法と概ね同じ長さの棒状の部材である。補強材８は、固定部材１０を係止し得る形状であれば如何なる形状であってもよく、例えば鉄等の異形押し出し成形が難しい金属材で形成する場合には、Ｃ形、コ字形、角形パイプ状、円形パイプ状、断面Ｃ形、断面コ字形等、平板を曲げや溶接等の手法で加工し得る形状とすることが可能である。本実施形態では、図２に示すように、補強材８を角形パイプ状としている。

図３は、芯材７と補強材８の固定方法を説明する図である。芯材７と補強材８とは、固定部材１０を用いて互いに固定し、一体化している。

図４は、固定部材１０を示すものであり、固定部材１０は、補強材８に挿入される補強材挿入部１１と、前記芯材７を挟み込む芯材係止部１２とを有する。本実施形態の場合、補強材挿入部１１を中央に配し、その両側にそれぞれ芯材係止部１２を設けている。

固定部材１０は、例えば熱可塑性樹脂により形成されるが、熱可塑性樹脂としてはその樹脂材料を限定しないが、樹脂発泡体である芯材７と補強材８を固定するための剛性を必要とするため、非発泡樹脂から形成されることが好ましい。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等からなり、外装材２の表壁３、裏壁４、周囲壁５を構成する熱可塑性樹脂と同じであることが望ましい。

補強材挿入部１１は、比較的肉厚に形成され、所定の強度を有する２枚の固定部１１ａ，１１ａと、これらを繋ぐ形で形成され、固定部１１ａの折れ防止機能を有する比較的薄肉の折れ防止片１１ｂ，１１ｂとからなる。これら固定部１１ａ，１１ａと折れ防止片１１ｂ，１１ｂにより、補強材挿入部１１は、補強材８と同様、角形パイプ状を呈している。

ただし、補強材挿入部１１の固定部１１ａ，１１ａの寸法は、角形パイプ状の補強材８の内径寸法とほぼ等しく設定されており、角形パイプ状の固定部１１ａ，１１ａ及び折れ防止片１１ｂ，１１ｂは、角形パイプ状の補強材８内に挿入される。挿入された固定部１１ａ，１１ａは、補強材８の内面に接し、摩擦力により、固定部材１０が補強材８から容易に抜け落ちないようになっている。

芯材係止部１２は、直方体（立方体）の隣接し互いに直交する２つの壁面を省略した形状を有しており、上下壁１２ａ，１２ｂで芯材７を挟み込み、残りの壁面（隣接し互いに直交する２つの壁面）１２ｃ，１２ｄで芯材７の位置決めを行うように形成されている。芯材７には、芯材係止部１２の上下壁１２ａ，１２ｂの分だけ厚さを薄くした段差部７ａ，７ｂを有しており、ここに芯材係止部１２を差し込むことで、芯材７の上下面と、芯材係止部１２の上下壁１２ａ，１２ｂの上下面とが概ね面一となる。

前記補強材挿入部１１の底面に相当する面は、連結部材１３により塞がれた形になっており、この連結部材１３が延長する形で各芯材係止部１２の一つの壁面１２ｄを構成している。これにより、補強材挿入部１と芯材係止部１２とが一体化されている。なお、前記連結部材１３は、固定部材１０により芯材７と補強材８を固定・一体化した際に、芯材７の周面と概ね面一となる。

前記固定部材１０において、芯材係止部１２には、芯材７の抜け落ちを防止するためのストッパを形成することも可能である。図５は、芯材係止部１２にストッパを形成した固定部材１０の一例を示すものであり、本例の場合、芯材係止部１２の上下壁１２ａ，１２ｂの先端部に、リブ状のストッパ１４が形成されている。ストッパ１４を形成することにより、芯材係止部１２における芯材７の保持力を強力なものとすることができる。

固定部材１０は、基本的には、前記補強材８の両端部に取り付けるが、補強材８の一方の端部にのみ取り付けることも可能である。ただし、安定した取り付け状態を実現するためには、補強材８の両端において、固定部材１０により芯材７と補強材８とを固定することが好ましい。

また、補強材８の両側に２分割した芯材７をそれぞれ固定する場合には、前記のような補強材挿入部１１の両側にそれぞれ芯材係止部１２を設けた固定部材１０を用いるが、補強材８を芯材７の端部に配置する構成の場合には、補強材挿入部１１の片側にのみ芯材係止部１２を設けた固定部材１０を用いることになる。

図６は、補強材挿入部１１の片側にのみ芯材係止部１２を設けた固定部材１０の一例を示すものである。本例の場合、板状の固定部１１ａと１つの芯材係止部１２を一体化したものであり、板状の固定部１１ａを角形パイプ状の補強材８内に挿入し、当該固定部１１ａと芯材係止部１２の壁面１２ｃの間に補強材８の１つの壁面を挟み込む形とすることで、補強材８に対して固定部材１０を固定する。

以上のように、芯材７と補強材８を固定部材１０で一体化することで、外装材２への挿入が容易なものとなる。そこで次に、芯材７と補強材８を固定部材１０で一体化した内装材９を用いた樹脂製パネル１の製造工程について説明する。

本実施形態において、樹脂製パネル１は、図７及び図８に示すような態様でブロー成形される。すなわち、先ず、樹脂押出ヘッド２３から押し出される溶融状態のパリソン２４を分割金型２５，２５間に配置し、パリソン２４を真空吸引するにより金型のキャビティ２６，２６に沿わせて成形する。各分割金型２５は、真空チャンバ２７及び通気接触面２８を有しており、通気接触面２８において真空吸引することで、パリソン２４が金型のキャビティ２６，２６に沿った形状に成形される。

次いで、中空部空間と略同一形状に予め成形された熱可塑性樹脂からなる芯材７に補強材８を固定部材１０により固定して芯材７と補強材８が一体となった内装材９を一方の金型２５のキャビティ２６に配置して型締めを行い、溶融状態のパリソン２４の内面と内装材９の外面を溶着させる。これにより、芯材７と補強材８が一体となっている内装材９を成形されたパリソン２４（外装材）に内装した樹脂製パネル１を得ることができる。

なお、樹脂製パネル１は、一対の予備成形した樹脂シートをブロー成形する態様で成形することもできる（図示せず）。また、本実施形態において、ブロー成形とは、筒状のパリソンまたは複数の樹脂シートを溶融押し出し若しくは予備成形した樹脂シートを加熱溶融させるとともに、分割金型間に配置して型締めを行うことにより所望の形状に成形するいわゆるダイレクトブロー成形またはシートブロー成形等をいい、エアの吹込みを伴うか否かについては問わないものである。

作製される樹脂製パネル１は、固定部材１０を用い芯材７と補強材８とを固定するように構成しているので、補強材８の形態によらず（例えば、補強材８を鉄製とし、角形パイプ状としても）、芯材７と補強材８を確実に固定することができ、一体化された状態で内装材９として外装材２の空間内に挿入して成形することができる。したがって、樹脂製パネル１においては、安価な補強材８を使用することで、製造コストも削減することができる。

以上、本発明を適用した実施形態について説明してきたが、本発明がこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であることは言うまでもない。

１ 樹脂製パネル
２ 外装材
３ 表壁
４ 裏壁
５ 周囲壁
６ 中空部
７ 芯材
８ 補強材
９ 内装材
１０ 固定部材
１１ 補強材挿入部
１２ 芯材係止部

Claims (7)

1. 発泡体からなる芯材と金属製の補強材とから構成される内装材を樹脂製の外装材で被覆してなる樹脂製パネルであって、
   前記補強材は、少なくとも一方の端部において、固定部材により芯材に対して固定されていることを特徴とする樹脂製パネル。
2. 前記外装材は中空二重壁構造を有し、前記内装材は中空二重壁構造の中空部内に内装されることを特徴とする請求項１記載の樹脂製パネル。
3. 前記固定部材は、前記補強材に挿入される補強材挿入部と、前記芯材を挟み込む芯材係止部を有することを特徴とする請求項１または２記載の樹脂製パネル。
4. 前記固定部材は、前記補強材挿入部の両側に芯材係止部が形成されていることを特徴とする請求項３記載の樹脂製パネル。
5. 前記補強材は、角パイプであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の樹脂製パネル。
6. 前記固定部材の芯材係止部には、芯材の脱落を防止するためのストッパが形成されていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項記載の樹脂製パネル。
7. 発泡体からなる芯材と金属製の補強材とから構成される内装材を樹脂製の外装材で被覆してなる樹脂製パネルの製造方法であって、
   分割金型間に溶融状態のパリソンもしくは樹脂シートを配置し、
   パリソンもしくは樹脂シートを真空もしくは圧空により金型のキャビティに沿わせて成形し、
   発泡体からなる芯材に対して補強材を固定部材により固定した状態で金型のキャビティに配置して型締めを行い、
   溶融状態のパリソンもしくは樹脂シートの内面と内装材の外面を溶着させることを特徴とする樹脂製パネルの製造方法。

Images