JP2017080991A

JP2017080991A - 中空構造板

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Publication number: JP2017080991A
Application number: JP2015211287A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　憲治; Kenji Ito; 憲治伊藤
Original assignee: Ube Exsymo Co Ltd
Current assignee: Ube Exsymo Co Ltd
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2017-05-18

Abstract

【課題】軽量で、かつ、曲げ剛性が高い中空構造板を提供すること。【解決手段】熱可塑性樹脂シートからなる第１表面材及び第２表面材が、それぞれ、中空凸部成形シートの片面ずつに積層され、前記中空凸部成形シートは少なくとも一方の面に中空状の凸部が複数形成された１又は２枚の熱可塑性樹脂シートからなる中空構造板において、その目付けが５００〜３０００ｇ／ｍ２であり、前記中空凸部成形シートの目付け／前記中空構造板の目付けが０．１５〜０．６０であり、かつ、前記中空凸部成形シートにおける前記第１表面材との接触部分の厚み、及び／又は、前記中空凸部成形シートにおける前記第２表面材との接触部分の厚みが、０．０９ｍｍ以上であることを特徴とする中空構造板を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、中空構造板に関する。より詳しくは、軽量で、かつ、曲げ剛性が高い中空構造板に関する。

樹脂製の中空構造板は、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、建材等の様々な分野で使用されている。

ここで、特許文献３には、特に、曲げ剛性を向上させた中空構造板が提案されている。また、特許文献４には、軽量性を有する高剛性の中空構造板が提案されている。

特開２００３−１７０５１５号公報特開２００７−８３４０７号公報実開平７−３７６２９号公報特開平１０−１５６９８５号公報

このような中空構造板において、中空凸部の高さが高い方が、結果的に中空構造板の厚みが大きくなるため、曲げ剛性は高くなる。この曲げ剛性の向上に対し、凸部の高さの影響が大きいことは、断面の形状による曲がりにくさを表した断面２次モーメントの式（下記数式１）から示される。

しかし、中空凸部を形成する樹脂シートの目付けを変えずに中空凸部の高さを過度に高くしようとした場合、中空凸部の壁部がフィルム化してしまうため、形状保持や強度が十分でなくなるという問題が生じる。また、これを解決する手段として、中空構造板を形成する樹脂シートの厚みを増やすことも考えられるが、これを行うと重量が嵩むため、軽量性が損なわれるという問題が生じる。

したがって、前述の方法では中空構造板を形成する樹脂シートの目付けが大きくなり、軽量で、かつ、曲げ剛性の高い中空構造板を得ることはできない。特許文献３及び４では、曲げ剛性を向上させた中空構造板が提案されてはいるものの、軽量で、かつ、曲げ剛性が高い中空構造板の更なる開発が望まれているという実情がある。

そこで、本発明では、このような実情に鑑み、軽量で、かつ、曲げ剛性が高い中空構造板を提供することを主目的とする。

本願発明者は、中空構造板の構造について鋭意研究を行った結果、中空凸部成形シートの目付け／中空構造板の目付け、及び、中空凸部成形シートにおける第１表面材との接触部分の厚み、及び／又は、中空凸部成形シートにおける第２表面材との接触部分の厚みに着目し、これらの値を所定の範囲に制御することにより、軽量で、かつ、曲げ剛性が高い中空構造板が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明では、まず、熱可塑性樹脂シートからなる第１表面材及び第２表面材が、それぞれ、中空凸部成形シートの片面ずつに積層され、前記中空凸部成形シートは少なくとも一方の面に中空状の凸部が複数形成された１又は２枚の熱可塑性樹脂シートからなる中空構造板において、
その目付けが５００〜３０００ｇ／ｍ^２であり、
前記中空凸部成形シートの目付け／前記中空構造板の目付けが０．１５〜０．６０であり、かつ、
前記中空凸部成形シートにおける前記第１表面材との接触部分の厚み、及び／又は、前記中空凸部成形シートにおける前記第２表面材との接触部分の厚みが、０．０９ｍｍ以上であることを特徴とする中空構造板を提供する。
本発明では、前記第１表面材における前記中空凸部成形シートとの接触部分の厚み、及び、前記第２表面材における前記中空凸部成形シートとの接触部分の厚みを、０．１ｍｍ以上とすることができる。
また、本発明に係る中空構造板の目付けを５００〜２０００ｇ／ｍ^２とすることができる。
更に、本発明に係る中空構造板の厚みを４〜４０ｍｍとすることができる。

本発明によれば、軽量で、かつ、曲げ剛性が高い中空構造板を提供することができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

本発明に係る中空構造板１の第１実施形態の構造を模式的に示す斜視図である。Ａは、本発明に係る中空構造板１の第１実施形態の構造を模式的に示す断面図であり、Ｂは、Ａの破線で囲まれた部分の拡大図である。Ａは、中空凸部成形シート２の第１実施形態の構造を模式的に示す斜視図であり、Ｂは、Ａの矢印方向から視た場合の模式図である。本発明に係る中空構造板１の第２実施形態の構造を模式的に示す斜視図である。本発明に係る中空構造板１の第３実施形態の構造を模式的に示す斜視図である。本発明に係る中空構造板１の第４実施形態の構造を模式的に示す斜視図である。本発明に係る中空構造板１の第５実施形態の構造を模式的に示す斜視図である。本発明に係る中空構造板１の第６実施形態の構造を模式的に示す斜視図である。本発明に係る中空構造板１の第７実施形態の構造を模式的に示す斜視図である。本発明に係る中空構造板１の、製造方法の一例を示す概念図である。本発明に係る中空構造板１の、図１０とは異なる製造方法の一例を示す概念図である。本発明に係る中空構造板１の、図１０及び１１とは異なる製造方法の一例を示す概念図である。

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．中空構造板１
図１は、本発明に係る中空構造板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のＡは、本発明に係る中空構造板１の第１実施形態の構造を模式的に示す断面図である。本発明に係る中空構造板１は、熱可塑性樹脂シートからなる第１表面材３１及び第２表面材３２が、それぞれ、中空凸部成形シート２の片面ずつに積層され、中空凸部成形シート２は少なくとも一方の面に中空状の凸部２１が複数形成された１又は２枚の熱可塑性樹脂シートからなる。

本発明では、中空構造板１の目付けは５００〜３０００ｇ／ｍ^２であることを特徴とする。これにより、中空構造板１の軽量化を図ることができる。また、５００〜２０００ｇ／ｍ^２とすることが好ましく、５００〜１２００ｇ／ｍ^２とすることがより好ましい。これにより、更なる軽量化を図ることができる。

本発明では、中空構造板１の厚みは特に限定されないが、４〜４０ｍｍとすることが好ましい。４ｍｍ以上とすることにより、中空構造板１の目付けが５００〜３０００ｇ／ｍ^２の範囲において、中空構造板１の目付けに対する中空構造板１の厚みが薄くなり過ぎることを防げるため、曲げ剛性が高い中空構造板１を作製できる。また、４０ｍｍ以下とすることにより、中空構造板１の目付けが５００〜３０００ｇ／ｍ^２の範囲において、中空凸部成形シート２における凸部２１の高さを制御でき、凸部２１の側壁部分の厚みがドラフトされて薄くなり過ぎることを防げるため、曲げ試験時に変形が発生しにくくなる。

＜中空凸部成形シート２＞
中空凸部成形シート２は、少なくとも一方の面に中空状の凸部２１が複数形成された１又は２枚の熱可塑性樹脂シートからなる。すなわち、図１に示すように、中空凸部成形シート２の一方の面にのみ凸部２１が形成されていてもよいし、図４に示すように、中空凸部成形シート２の両面に凸部２１が形成されていてもよく、図９に示すように、２枚の熱可塑性樹脂シートから形成されていてもよい。

本発明では、中空凸部成形シート２の目付け／中空構造板１の目付けが０．１５〜０．６０であることを特徴とする。

軽量性の観点から、中空構造板の目付けを所定の範囲内に制御した場合、曲げ剛性を向上させるためには、中空凸部成形シートの目付けを該シートの断面形状が保持される範囲内に制御しつつ、表面材の目付けをなるべく高目付けにすることが好ましいと考えられる。

本願発明者は、このような考察に基づき鋭意研究を行った結果、中空凸部成形シートの目付け／中空構造板の目付けに着目し、軽量化の目的で中空構造板１の目付けを５００〜３０００ｇ／ｍ^２の範囲とした場合においても、この値を０．１５〜０．６の範囲に制御することにより、曲げ剛性が高い中空構造板が得られることを見出した。

具体的には、中空凸部成形シート２の目付け／中空構造板１の目付けを０．１５以上とすることにより、中空凸部成形シート２の断面形状を保持することができるため、十分な曲げ剛性を発現でき、また、中空凸部成形シート２の目付け／中空構造板１の目付けを０．６以下とすることにより、表面材３１、３２が薄くなり過ぎるのを防ぎ、適切な曲げ剛性を発現できることが分かった。

図２のＢは、図２のＡの破線で囲まれた部分の拡大図である。
本願発明者は、更なる研究を行った結果、中空凸部成形シート２における所定部分の厚みにも着目した。具体的には、中空凸部成形シート２における第１表面材３１との接触部分ｃ１の厚みＴ１（図２のＢ参照）、及び／又は、中空凸部成形シート２における第２表面材３２との接触部分ｃ２の厚みＴ２（図２のＢ参照）を、０．０９ｍｍ以上に制御することにより、中空構造板１の曲げ剛性を向上できることを見出した。

本発明において、厚みＴ１及び／又は厚みＴ２の上限は特に限定されないが、軽量化及び原料コスト低減の観点から、１．０ｍｍ以下とすることが好ましい。
また、本発明では、厚みＴ１と厚みＴ２は、同一の値とすることもできるし、異なる値とすることもできる。

本発明において、凸部２１は、少なくとも上面部２１１及び開口部２１２を有していれば（図２のＡ参照）、その形態は特に限定されず、自由に設計することができる。例えば、図１、４及び９で示した円錐台形状、図５で示した三角錐台形状、図６で示した四角錐台形状、五角錐台形状等の多角錐台形状、更には、図７で示した円柱形状、多角柱形状、多角星柱形状、多角星錐台形状など、様々な形状に設計することができる。
なお、本発明では、後述する表面材３１、３２が中空凸部成形シートに積層された際に、起点を少なくして表面材３１、３２からの剥離を防止する観点から、上述した多角錐台形状、多角柱形状等の角を丸く設計することもできる（図５参照）。

本発明では、上述した中でも特に、凸部２１を円錐台形状又は多角錐台形状に設計することが好ましい。凸部２１の形状を円錐台形状又は多角錐台形状に設計することで、製造工程における設計を容易化できることに加え、金型を用いて凸部２１を成形する場合には、金型の製造コストを削減することもできる。

また、本発明では、凸部２１を円錐台形状に設計することがより好ましい。これは、例えば、凸部２１を円錐台形状に設計した場合と正四角錐台形状に設計した場合とで比較して説明する。より具体的には、凸部２１を正四角錐台形状に設計する際に、正四角錐台形状の開口部２１２の一辺の長さｂ（図６参照）を、円錐台形状の開口部２１２の直径ａと同じ長さ（図３のＡ参照）で設計した場合を想定する。この場合、凸部２１を円錐台形状に設計した場合の方が、凸部２１の側面積が低下する。そうすると、一枚の樹脂シートから中空凸部成形シート２を形成する場合には、凸部２１の側面積の低下により中空凸部成形シート２の厚みが増し、完成品である中空構造板１の剛性を向上できる。

また、複数の凸部２１は、全て同一の形態であってもよいし、２種以上の形態を自由に選択して組み合わせてもよい。更には、凸部２１の途中に段差を設けたり、凸部２１の途中にウェーブを設けたりすることも可能である。

本発明では、中空凸部成形シート２における開口部２１２から仮想される水平面と凸部２１とがなす角度（傾斜角）θ１（図２のＡ参照）は特に限定されないが、４５°以上であることが好ましい。θ１を４５°以上とすることにより、中空構造板１に対して表面材３１、３２の外側から荷重をかけた際に、十分な強度が得られる。これは、単位面積あたりの凸部２１の数が多くなることで、表面材３１、３２と上面部２１１との総接着面積が大きくなり、上面部２１１の表面材３１、３２からの剥離が防止できることや、その凸部２１の形状に由来した厚さ方向の強度が向上すること等に由来すると考えられる。また、θ１は、８０°未満であることが好ましい。θ１を８０°未満とすることにより、真空成形した際に、中空凸部成形シート２の厚みが薄くなり過ぎることを防ぎ、かつ、凸部２１の側面のフィルム化も防止して、十分な強度が得られる。

θ１は、４５°以上８０°未満とすることがより好ましい。これにより、中空凸部成形シート２の剛性を高めると共に、中空構造板１の剛性も向上する。
なお、本発明において、θ１は常に一定でなくてもよく、凸部２１が中心軸に対して非対称な形状であってもよい。

本発明において、凸部２１の配列形態は特に限定されず、自由に設計することができる。例えば、格子状、千鳥状又は不規則に配列させることができる。本発明においては、この中でも特に、四角格子状又は千鳥状に凸部２１を配列させることが好ましく、千鳥状に凸部２１を配置させることがより好ましい。これにより、本発明に係る中空構造板１の厚さ方向における圧縮強度を向上できる。
なお、本発明では、千鳥状に凸部２１を配置させることには、図５に示すように、所定の基準方向に沿って視たときに、隣接するもの同士が互い違うように配置される状態も含まれる。

また、凸部２１を千鳥状に配列させた場合、横方向の凸部２１の中心同士を結んだ線と斜め方向の凸部２１の中心同士を結んだ線とがなす角度θ２（図３のＢ参照）は特に限定されないが、６０°とすることが好ましい。これにより、中空構造板１の剛性及び等方性を向上できる。
なお、「四角格子状」とは、θ２＝９０°とした場合の配列を意味する。

本発明において、凸部２１の形状を円錐台形状に設計した場合、上面部２１１の直径は特に限定されないが、２〜１４ｍｍとすることが好ましい。これにより、凸部２１の数を所定の値以上にすることができるため、中空構造板１の厚さ方向における圧縮強度を向上できる。

本発明では、２つの凸部２１における開口部２１２間の最短距離Ｌ（図３のＢ参照）は特に限定されないが、０．５〜５ｍｍとすることが好ましい。Ｌを０．５ｍｍ以上とすることで、賦形性が向上し、Ｌを５ｍｍ以下とすることで、単位面積あたりの凸部２１の数が多くなり、厚さ方向において十分な圧縮強度が得られる。
なお、本発明において、Ｌは常に一定でなくてもよい。

凸部２１の高さｈ（図２のＡ参照）も特に限定されないが、３．５ｍｍ以上であることが好ましい。ｈを３．５ｍｍ以上とすることにより、より軽量で、かつ、曲げ剛性が高い中空構造板１を得ることができる。また、ｈは、３８．８ｍｍ以下であることが好ましい。ｈを３８．８ｍｍ以下とすることにより、凸部２１の壁面が薄くなり過ぎるのを防ぎ、中空凸部成形シート２の変形を防ぐことができる。

上面部２１１の面積と開口部２１２の面積との比は、上面部２１１の面積：開口部２１２の面積＝１：１より大きく１０以下であることが好ましい。この範囲に調整することにより、凸部２１の厚さ方向における圧縮強度を維持しつつ、中空凸部成形シート２における凸部２１の部分の厚さを均一に保つことが可能となる。

本発明では、中空凸部成形シート２の構造として、中空凸部成形シート２の一部に図８に示すような流路Ｆが存在する構造を採用することもできる。本発明において、流路Ｆの形状、断面の構造等は特に限定されない。

図８に示す矢印ｋは、流路Ｆの形成方向を示す。本発明において、流路Ｆを形成する方向は特に限定されず、例えば、図８に示すように、矢印ｇ方向から視て斜め方向に流路Ｆを形成することができる。

本発明において、中空凸部成形シート２の材質は、熱可塑性樹脂であれば特に限定されず、通常、中空構造板に用いることが可能な熱可塑性樹脂を、１種又は２種以上自由に組み合わせて用いることができる。
前記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリウレタン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等が挙げられる。

中空凸部成形シート２の材質としては、これらの中でも特に、コスト、成形性、重量及び物性の観点から、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ポリプロピレンホモポリマー、ポリプロピレンランダムコポリマー、ポリプロピレンブロックコポリマー等のオレフィン系樹脂が好ましく、オレフィン系樹脂の中でも、ポリプロピレンホモポリマー、ポリプロピレンランダムコポリマー、ポリプロピレンブロックコポリマーが好ましい。
また、本発明では、更に高い剛性を得るため、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート等のエンジニアリング・プラスチックを用いることもできる。

中空凸部成形シート２の材質をオレフィン系樹脂とした場合、オレフィン系樹脂が７０〜１００質量％含まれていることが好ましい。オレフィン系樹脂の量を７０〜１００質量％とすることで、オレフィン系樹脂の融点で中空凸部成形シート２と表面材３１、３２とを熱融着させて積層させることができる。また、オレフィン系樹脂の量を７０質量％以上とすることで、完成品である中空構造板１の剛性が向上し、また耐衝撃性が強くなる。

本発明では、中空凸部成形シート２及び後述する表面材３１、３２を形成する熱可塑性樹脂には、タルク、マイカ、炭酸カルシウム等のフィラー、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維等のチョップドストランドを添加してもよく、この中でも特に、タルクを添加することが好ましい。これにより、本発明に係る中空構造板１の剛性を向上させることができる。

また、中空凸部成形シート２及び後述する表面材３１、３２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を添加してもよい。

なお、中空凸部成形シート２及び後述する表面材３１、３２は、同じ材料で形成されていてもよいが、熱融着可能な範囲で相互に異なる材料で形成することも可能である。

＜表面材３１、３２＞
第１表面材３１、第２表面材３２は、熱可塑性樹脂シートからなり、それぞれ、前述した中空凸部成形シート２の片面ずつに積層され、中空凸部成形シート２と共に、本発明に係る中空構造板１を構成する。

なお、本発明では、中空凸部成形シート２の片面ずつに積層された２枚の表面材について、それぞれ、第１表面材３１、第２表面材３２と称しているが、これらの名称の区別は便宜的なものである。したがって、実際の製品である中空構造板１においては、第１表面材３１と第２表面材３２の区別はない。

本発明では、第１表面材３１における中空凸部成形シート２との接触部分ｃ１の厚みＵ１（図２のＢ参照）、及び／又は、第２表面材３２における中空凸部成形シート２との接触部分ｃ２の厚みＵ２（図２のＢ参照）は特に限定されないが、０．１ｍｍ以上とすることが好ましい。これにより、中空構造板１の曲げ剛性を更に向上できる。

本発明において、厚みＵ１及び／又は厚みＵ２の上限は特に限定されないが、軽量化及び原料コスト低減の観点から、１．５ｍｍ以下とすることが好ましい。
また、本発明では、厚みＵ１と厚みＵ２は、同一の値とすることもできるし、異なる値とすることもできる。

本発明において、表面材３１、３２の材質は、熱可塑性樹脂であれば特に限定されず、通常、中空構造板に用いることが可能な熱可塑性樹脂を、１種又は２種以上自由に組み合わせて用いることができる。なお、熱可塑性樹脂の具体例は前述したものと同様であるため、ここでは説明を割愛する。

表面材３１、３２の材質としては、コスト、成形性、重量及び物性の観点から、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ポリプロピレンホモポリマー、ポリプロピレンランダムコポリマー、ポリプロピレンブロックコポリマー等のオレフィン系樹脂が好ましく、オレフィン系樹脂の中でも、ポリプロピレンホモポリマー、ポリプロピレンランダムコポリマー、ポリプロピレンブロックコポリマーが好ましい。
また、本発明では、更に高い剛性を得るため、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート等のエンジニアリング・プラスチックを用いることもできる。

表面材３１、３２の材質をオレフィン系樹脂とした場合、オレフィン系樹脂が７０〜１００質量％含まれていることが好ましい。オレフィン系樹脂の量を７０〜１００質量％とすることで、オレフィン系樹脂の融点で中空凸部成形シート２と表面材３１、３２とを熱融着させて積層させることができる。また、オレフィン系樹脂の量を７０質量％以上とすることで、完成品である中空構造板１の剛性が向上し、また耐衝撃性が強くなる。

以上の通り、本発明に係る中空構造板１の構造は特に限定されないものの、図１に示すように、中空凸部成形シート２が一方の面に錐台形状の凸部２１が複数形成された１枚の熱可塑性樹脂シートからなる構造を採用できる。この構造を採用することにより、剛性が向上し、かつ、曲げ、平面圧縮強度にも優れた中空構造板１を提供できる。
なお、この構造の中空構造板は、例えば、後述する図１０及び１１に示す製造方法等により製造することができる。

また、本発明に係る中空構造板１の構造を、図９に示すように、中空凸部成形シート２が一方の面に錐台形状の凸部２１が複数形成された２枚の熱可塑性樹脂シートからなり、かつ、前記２枚の熱可塑性樹脂シートは凸部２１同士を突き合わせた状態で溶融してなる構造を採用できる。この構造を採用することにより、剛性が向上し、ソリの発生が抑制され、かつ、曲げ、平面圧縮強度にも優れた中空構造板１を提供できる。
なお、この構造の中空構造板は、例えば、後述する図１２に示す製造方法等により製造することができる。

また、本発明では、表面材３１、３２に表皮材を積層してもよい。本発明に係る中空構造板１が表皮材を備えることで、中空構造板１に、意匠性、吸音特性、断熱性等の用途に応じた特性を付与できる。

表皮材の材質は、特に限定されず、通常、中空構造板の表皮材として用いることができる材料を目的の用途などに応じて自由に選択して用いることができる。例えば、熱可塑性樹脂シート、樹脂製の織布、不織布、ステンレス、アルミニウム、銅などからなる金属シート、無機系多孔質シート等が挙げられる。また、複数の同種又は異種のシートを積層した積層シートを表皮材として用いることも可能である。

また、中空凸部成形シート２の両面に表面材３１、３２を積層する場合、各表面材に接着させる表皮材は、同一の材質で形成することもできるし、異なる材質で形成することもできる。

２．中空構造板１の製造方法
本発明に係る中空構造板１は、その構造に特徴があるため、その製造方法は特に限定されない。すなわち、本発明に係る中空構造板１の製造には、通常、中空構造板を製造する際に用いられる方法を１種又は２種以上自由に選択して用いることができる。図１０〜１２において、矢印ｊは中空構造板の流れ方向を示す。

図１０は、本発明に係る中空構造板１の一例を示す概念図である。図１０に示す製造方法では、まず、溶融状態の熱可塑性樹脂Ｐを、金型Ｄ１、Ｄ２で両側からプレスすることにより、図１の中で示した構造の中空凸部成形シート２を製造する。次に、先端にＴダイ１０１が設けられた押出機１０２から、熱可塑性樹脂を押し出してシート状にした表面材３１、３２を加熱手段が設けられたローラーＲ１を用いて熱融着により中空凸部成形シート２に積層し、本発明に係る中空構造板１を製造する方法である。

図１１は、本発明に係る中空構造板１の、図１０とは異なる製造方法の一例を示す概念図である。図１１に示す製造方法は、まず、表面に凸状のピンが複数突設された成形ローラーＲ２を用いて、該成形ローラーＲ２の溝に溶融状態の熱可塑性樹脂シートを注入して中空凸部成形シート２を形成する。次に、該中空凸部成形シート２の一方の面に表面が平坦な平ローラーＲ３を用いて第２表面材３２を熱融着により積層し、その後、中空凸部成形シート２の他方の面に加熱手段が設けられたローラーＲ１を用いて第１表面材３１を熱融着により積層し、本発明に係る中空構造板１を製造する方法である。

図１１に示す製造方法では、中空凸部成形シート２を、表面に凸状のピンが複数突設された成形ローラーＲ２と、表面が平坦な平ローラーＲ３とが、その回転軸が相互に平行となるように配置された真空形成装置によって製造を行っている。成形ローラーＲ２と平ローラーＲ３とは、それぞれ減圧チャンバー１０３ａ、１０３ｂ内に設置されている。また、減圧チャンバー１０３ａ、１０３ｂには、図１１に示すように、中空凸部成形シート２や表面材３１、３２を吸引保持するための吸引孔１０４ａ、１０４ｂを設けることもできる。

図１２は、本発明に係る中空構造板１の、図１０及び１１とは異なる製造方法の一例を示す概念図である。図１２に示す製造方法は、まず、２台の成形ローラーＲ２を用いて該成形ローラーＲ２の溝に溶融状態の熱可塑性樹脂シートを注入し、図９の中で示した構造の中空凸部成形シート２を形成する。次に、該中空凸部成形シート２の両面に加熱手段が設けられたローラーＲ１を用いて表面材３１、３２を熱融着により積層し、本発明に係る中空構造板１を製造する方法である。なお、図１２に示す製造方法では、真空形成装置により中空凸部成形シート２を形成しているが、真空形成装置は図１１で示した製造方法と同様であるため、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。

１．試験方法及び試験結果
まず、以下の表１及び２に示す実施例１〜１５及び比較例１〜５の中空構造板を作製した。
実施例１〜８、並びに、比較例１、２及び５の中空構造板は図１で示した構造を図１０で示した製造方法により作製した。また、実施例９の中空構造板は図５で示した構造、実施例１０の中空構造板は図７で示した構造、実施例１１〜１５、並びに、比較例３及び４の中空構造板は図９で示した構造、を図１２で示した製造方法により作製した。

なお、表１及び２中、ブロックＰＰはポリプロピレンブロックコポリマー、ＰＣはポリカーボネート、ＡＢＳはＡＢＳ樹脂、ＨＤＰＥは高密度ポリエチレン、ＰＰ／Ｃｏ−ＰＰはポリプロピレンとプロピレン系共重合体（エチレン、ブテン−１を含むプロピレン共重合体）とのポリプロピレンランダムコポリマーを示す。

また、本実施例においては、いずれの中空構造板も、中空凸部成形シートにおける第１表面材との接触部分の厚みと、中空凸部成形シートにおける第２表面材との接触部分の厚みは同一の値としたが、本発明ではこれに限定されず、これらの厚みを異なる値としてもよい。

次に、各中空構造板について、「曲げ弾性勾配」、「中空凸部成形シートの変形」及び「曲げ弾性勾配／中空構造板の目付け」の３項目について評価を行った。

［曲げ弾性勾配（Ｎ／ｃｍ）の評価］
５０×１５０ｍｍ（支点間１００ｍｍ）の中央に負荷をかける曲げ試験（３点曲げ試験）を曲げ速度２０ｍｍ／ｍｉｎにて行った。曲げ弾性勾配については、前記３点曲げ試験により得られた荷重−たわみ曲線の直線部分から１ｃｍ撓んだ時の荷重を求めて、その曲げ弾性勾配とした。

表１及び２においては、各中空構造板の表裏のＭＤ方向及びＴＤ方向を、それぞれ、ｎ＝５で測定して得た平均値を記載した。この曲げ弾性勾配の値が高いほど、曲げ剛性が高いと判断できる。

なお、曲げ弾性勾配を表すものとして、一般的に、下記数式２で表される「曲げ弾性率（ＭＰａ）」がある。

しかし、この「曲げ弾性率」をある程度の厚みを有する中空構造板に適用すると、その値が極端に小さくなってしまうため、厚みの異なる中空構造板同士を適正に比較することができない。したがって、本実施例では、曲げ剛性の指標として「曲げ弾性勾配」を採用した。

［中空凸部成形シートの変形の評価］
後述する曲げ弾性勾配の評価時に、中空凸部成形シート２の変形を目視にて観察した。

中空凸部成形シート２に変形が認められない場合、曲げ剛性が高い中空構造板であると判断できる。表１及び２において、中空凸部成形シートの変形が認められない場合は「○」、変形が認められた場合は「×」とした。

［曲げ弾性勾配（ｇ／ｍ）／中空構造板の目付け（ｇ／ｍ^２）の評価］
得られた曲げ弾性勾配の平均値（Ｎ／ｃｍ）をｇ／ｍに換算してから、中空構造板の目付けで除した値を、表１及び２に記載した。この値が高いほど、軽量で、かつ、曲げ剛性が高いと判断できる。

２．考察
実施例１〜１５の中空構造板は、いずれも曲げ弾性勾配／中空構造板の目付けの値が２．０以上となった一方で、比較例１〜５の中空構造板は、この値が２．０未満であった。
したがって、中空構造板１の目付けを５００〜３０００ｇ／ｍ２の範囲とした場合、中空凸部成形シートの目付け／中空構造板の目付けを０．１５〜０．６０、中空凸部成形シートにおける第１表面材との接触部分の厚み、及び／又は、前記中空凸部成形シートにおける第２表面材との接触部分の厚みを、０．０９ｍｍ以上とすることにより、軽量で、かつ、曲げ剛性の高い中空構造板が得られることが分かった。

また、本発明者が行った検討によれば、中空構造板の厚みを４０ｍｍ以下とすることにより、中空凸部成形シートにおける凸部の高さを制御でき、凸部２１の側壁部分の厚みがドラフトされて薄くなり過ぎることを防げるため、曲げ試験時に変形が発生しにくくなり、曲げ剛性が向上することも分かった。

本発明によれば、軽量で、かつ、曲げ剛性が高い中空構造板を提供することが可能である。そのため、本発明に係る中空構造板は、箱材や梱包材等の物流用途、壁や天井用のパネル材等の建築用途、自動車の内装等の幅広い分野において好適に用いることができる。

１：中空構造板
２：中空凸部成形シート
２１：凸部
２１１：上面部
２１２：開口部
３１：第１表面材
３２：第２表面材
１０１：Ｔダイ
１０２：押出機
１０３ａ、１０３ｂ：減圧チャンバー
１０４ａ、１０４ｂ：吸引孔
Ｒ１：加熱手段が設けられたローラー
Ｒ２：成形ローラー
Ｒ３：平ローラー
Ｄ１、Ｄ２：金型
Ｐ：溶融状態の熱可塑性樹脂
θ１：中空凸部成形シート２における開口部２１２から仮想される水平面と凸部とがなす角度（傾斜角）
θ２：横方向の凸部２１の中心同士を結んだ線と斜め方向の凸部２１の中心同士を結んだ線とがなす角度
ａ：円錐台形状の開口部２１２の直径
ｂ：正四角錐台形状の開口部２１２の一辺の長さ
ｃ１：第１表面材３１と中空凸部成形シート２との接触部分
ｃ２：第２表面材３２と中空凸部成形シート２との接触部分
Ｔ１：中空凸部成形シート２における第１表面材３１との接触部分ｃ１の厚み
Ｔ２：中空凸部成形シート２における第２表面材３２との接触部分ｃ２の厚み
Ｕ１：第１表面材３１における中空凸部成形シート２との接触部分ｃ１の厚み
Ｕ２：第２表面材３２における中空凸部成形シート２との接触部分ｃ２の厚み
ｈ：凸部２１の高さ
Ｌ：２つの凸部２１における開口部２１２間の最短距離
Ｆ：流路
ｇ：矢印
ｋ：流路Ｆの形成方向
ｊ：中空構造板１の流れ方向

Claims

熱可塑性樹脂シートからなる第１表面材及び第２表面材が、それぞれ、中空凸部成形シートの片面ずつに積層され、前記中空凸部成形シートは少なくとも一方の面に中空状の凸部が複数形成された１又は２枚の熱可塑性樹脂シートからなる中空構造板において、
その目付けが５００〜３０００ｇ／ｍ^２であり、
前記中空凸部成形シートの目付け／前記中空構造板の目付けが０．１５〜０．６０であり、かつ、
前記中空凸部成形シートにおける前記第１表面材との接触部分の厚み、及び／又は、前記中空凸部成形シートにおける前記第２表面材との接触部分の厚みが、０．０９ｍｍ以上であることを特徴とする中空構造板。
前記第１表面材における前記中空凸部成形シートとの接触部分の厚み、及び／又は、前記第２表面材における前記中空凸部成形シートとの接触部分の厚みが、０．１ｍｍ以上である、請求項１に記載の中空構造板。
その目付けが５００〜２０００ｇ／ｍ^２である、請求項１又は２に記載の中空構造板。
その厚みが４〜４０ｍｍである、請求項１から３のいずれか一項に記載の中空構造板。