JP2018089870A - 複合板 - Google Patents
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Abstract
Description
このようなペーパーハニカム構造を採用すると、フェノ一ル樹脂板単板を採用した場合に比べて、低コストとなり、重量も小さい。
しかしながら、上記したペーパーハニカム構造では、芯材のほとんどの部分が空洞であるので、厚み方向に傘が刺され、表面材が破壊されると、厚み方向の耐破壊強度が著しく低下し、場合によっては、傘が厚み方向に突き抜けてしまうという問題も生じ得る。そのため、公共施設では、実質的に上記したペーパーハニカム構造を採用できないという問題があった。
本発明者は、この結果を受けてフェノ一ル樹脂板又はメラミン樹脂板の最適な値は概ね一定であり、当該最適値のもとに、合成樹脂発泡体の発泡倍率を大きくして低密度にしていくことで、軽量でかつ一定の耐破壊強度を保持した複合板が得られると予想した。
しかしながら、合成樹脂発泡体の発泡倍率を大きくし密度を小さくしていき検討したところ、ある密度以下となると、フェノ一ル樹脂板又はメラミン樹脂板が上記した最適値の厚みであっても、耐破壊強度が低下していた。
そこで、フェノール樹脂板又はメラミン樹脂板の厚みと発泡スチレン樹脂の発泡倍率(密度)の関係について再度精査した結果、ある一定のフェノ一ル樹脂板又はメラミン樹脂板の厚み以上であって、かつ、ある一定の合成樹脂発泡体の密度以上とすることで、複合板の厚みの薄板化に伴う耐破壊強度の低下を緩和できるという傾向を発見した。
ここでいう「間接的に取り付けられる」とは、他の部材を介して取り付けられることをいう。
ここでいう「締結要素」とは、ネジ、釘、鋲等の上位概念である。
具体的には、複合板1は、図1、図2に示されるようにトイレ室の空間120を仕切るトイレブース100a,100b,100cの一部として使用されるものである。すなわち、複合板1は、トイレブース100の一部を構成し、トイレ室の空間120の一部を複数の分割空間121a,121b,121c,121dに区切るものである。本実施形態のトイレ室は、図1に示されるように、所定の方向に並設された3つのトイレブース100a〜100cを備えている。
本実施形態の複合板1は、各板部103a〜103c,105a〜105c,106a〜106dを構成しており、分割空間121a,121b,121c,121dを区切るように縦姿勢で設置されるものである。
仕切り板部103a〜103cは、空間120をトイレブース100a〜100cの並設方向に隣接する分割空間121a,121b,121c,121dに仕切るパーテーションである。
仕切り板部103a〜103cには、図4,図5から読み取れるように、それぞれトイレユニット101側の面の中間部にトイレユニット101(機器)と連動するスイッチ装置110(機器)が設けられており、スイッチ装置110とトイレユニット101を繋ぐ配線部材116(導体)を通過可能な配線穴117が形成されている。
第1穴部118は、樹脂板3を貫通し、さらに合成樹脂発泡体5の中間部まで至った穴である。
第2穴部119は、第1穴部118の深さ方向端部と連通し、樹脂板2,3の間で延びる穴である。すなわち、第2穴部119は、合成樹脂発泡体5のみに形成された穴であり、その端部が仕切り板部103a〜103cの端部で外部と連通している。
ドア受板部106a〜106dの一方の端部には、ドア板部105a,105b,105cを受ける受け金具112が設けられており、他方の端部には、締結要素125が挿入可能な取付穴113が形成されている。
受け金具112は、ドア受板部106a〜106dの端部の一部から張り出した張出片である。
取付穴113は、締結要素125を取り付けるための締結穴であり、仕切り板部103a〜103cの合成樹脂発泡体5の側面(主面以外の面)から合成樹脂発泡体5の内部に向かって延びた有底穴又は貫通孔である。すなわち、取付穴113は、樹脂板2,3の間で厚み方向(樹脂板2,3の重なり方向)に対して交差する方向に延びた穴であり、合成樹脂発泡体5のみに形成されている。
仕切り板部103a,103b,103cの合成樹脂発泡体5に形成された配線穴117には、スイッチ装置110とトイレ本体115を繋ぐように配線部材116が這っており、配線部材116は、仕切り板部103a,103b,103cの端面から壁部102aに跨って延びている。
別の観点からみると、配線部材116の一方の端部は、仕切り板部103a,103b,103cの端面から第2穴部119を通過し、第1穴部118を通過してスイッチ装置110と接続されている。
本実施形態の複合板1は、断面形状が3層構造となっており、樹脂板2,3と合成樹脂発泡体5が異なる色をしている。
複合板1は、面状に広がりをもった板状体であり、2つの主面と、2つの主面を繋ぐ側面で外郭が構成されている。
樹脂板2,3は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を主成分とするものであり、複数枚のシートに樹脂を含浸し、積層した積層板である。
本実施形態の樹脂板2,3は、図6に示されるように、熱硬化性樹脂板であり、熱硬化性樹脂たるフェノール樹脂が含浸されたフェノール樹脂シート10と、熱硬化性樹脂たるメラミン樹脂が含浸されたメラミン樹脂シート11とが積層された積層構造をとっている。そして、本実施形態の樹脂板2,3は、合成樹脂発泡体5を基準として最も外側にメラミン樹脂シート11が配されたものである。すなわち、本実施形態の樹脂板2,3は、外側面は、ともにメラミン樹脂シート11で形成されている。
なお、樹脂板2,3は、単一の樹脂を主成分とした単一板であってもよい。
本実施形態の樹脂板2,3は、黒色であり、合成樹脂発泡体5とは異なる色をしている。
樹脂板2,3の厚さは、1.7mm以上6.0mm以下の範囲であり、1.8mm以上3.0mm以下であることが好ましい。
この範囲であれば、十分な耐破壊強度を確保しつつ、重量も低減することができる。
樹脂板2,3を構成する熱可塑性樹脂としては、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)やポリプロピレン(PP)などが採用できる。
合成樹脂発泡体5は、発泡樹脂組成物を発泡して形成された発泡樹脂体である。
合成樹脂発泡体5の密度は、良好な耐荷重及び耐破壊強度を得る観点から、111kg/m3以上334kg/m3以下であり、143kg/m3以上200kg/m3以下であることが好ましい。
合成樹脂発泡体5における発泡倍率は、良好な耐荷重及び耐破壊強度を得る観点から、3倍以上9倍以下であることが好ましく、5倍以上7倍以下であることがより好ましい。
この「発泡倍率」は、発泡前の発泡樹脂組成物の密度を発泡後の発泡樹脂組成物(合成樹脂発泡体5)の密度で除算して算出した値である。
合成樹脂発泡体5のJIS B 0601:2013に準ずる中心線平均粗さ(Ra)は、45μm以上60μm以下であることが好ましい。
この範囲であれば、樹脂板2,3と合成樹脂発泡体5との間で高い接合強度を確保できる。
発泡樹脂組成物の発泡方法は、均質な合成樹脂発泡体5を得る観点からビーズ法を用いることが好ましい。
ビーズ法は、発泡剤を含浸させた発泡樹脂組成物たる発泡樹脂粒子を原料とし、この発泡樹脂粒子を金型のキャビティ内に充填する。そして、充填された発泡樹脂粒子を蒸気で二次発泡させつつ、予備発泡粒子同士を熱融着により一体化させることで合成樹脂発泡体5を得る手法である。
この熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、プロピレン、ポリスチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA)、エチレン−(メタ)アクリル酸系樹脂などのポリオレフィン樹脂や、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂などのポリビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET樹脂)などのポリエステル樹脂、ナイロン、ポリアセタール樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱可塑性樹脂の単体及び共重合体、あるいは、これらの混合樹脂などが採用できる。これらのなかでも、樹脂自体の強度を考慮すると、ポリオレフィン系樹脂又はポリスチレン系樹脂が好ましく、ポリスチレン系樹脂がより好ましい。
本実施形態の合成樹脂発泡体5は、ポリスチレン系樹脂を発泡樹脂組成物として発泡させたものであり、ポリスチレン系樹脂が全成分の90%以上を占めている。
このスチレン系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、パラメチルスチレン、t−ブチルスチレン、クロルスチレンなどのスチレン系誘導体が挙げられる。
また、発泡樹脂組成物を構成するスチレン系樹脂は、スチレン系単量体と共重合が可能な成分、例えば、メチルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、セチルメタクリレートなどのアクリル酸及びメタクリル酸のエステル、あるいは、アクリロトリル、ジメチルフマレート、エチルフマレートなどの各種単量体を1種または2種以上、添加し共重合してもよい。また、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジメタクリレートなどの2官能性単量体を併用することもできる。
この範囲であれば、樹脂板単体の代替部材やその他の用途として汎用性を確保できる。
複合板1は、JIS K 5600−5−3に準じて0.7kgの鋼球を0.5mの高さから一方の主面に落下させたときの凹み量が0.5mm以下であることが好ましく、0.4mm以下であることがより好ましい。
この範囲であれば、公共施設でも使用しても、十分な耐破壊性を確保できる。
樹脂板2,3は、厚み方向のJIS A 5905に準ずる引抜強度が900N以上であることが好ましく、1200N以上であることがより好ましい。すなわち、複合板1の厚み方向の引抜強度が900N以上であることが好ましく、1200N以上であることがより好ましい。
この範囲であれば、樹脂板2,3の引抜強度が一般的なネジの破断強度(約857N)よりも大きいため、一般的なネジ等を取り付けても、ネジ等が抜けにくい。
また、複合板1は、樹脂板2,3及び合成樹脂発泡体5の積層方向(樹脂板2,3の重なり方向)において、JIS A 5905に準ずる引抜強度が900N以上であることが好ましく、1200N以上であることがより好ましい。すなわち、複合板1の厚み方向の引抜強度が900N以上であることが好ましく、1200N以上であることがより好ましい。
この範囲であれば、複合板1の引抜強度が一般的なネジの破断強度(約857N)よりも大きいため、一般的なネジ等を取り付けても、ネジ等が抜けにくい。
ここでいう「複合板1の見掛け上の密度」とは、複合板1の総体積に対する総重量をいう。
この範囲であれば、体積当たりの重量が小さいので、同じ大きさの単独の樹脂板を使用する場合に比べて、作業現場への運搬や非常時における安全性等を確保できる。
また、本実施形態の複合板1によれば、端面が複数色となるので、単一色となる樹脂板のみで形成される場合に比べて意匠性が高い。
端面保護部材151a〜151dは、合成樹脂発泡体5の各端面を保護する板状又はシート状の部材である。
端面保護部材151a〜151dは、少なくとも合成樹脂発泡体5の樹脂板2,3からの露出部分を覆って固着されており、本実施形態では、樹脂板2,3の端面までも覆っている。すなわち、端面保護部材151a〜151dは、複合板150の端面を構成している。
端面保護部材151a〜151dは、合成樹脂発泡体5よりも剛性をもつ部材であり、フェノール樹脂板やメラミン樹脂板等の熱硬化性樹脂板によって構成されている。
すなわち、第3実施形態の複合板200は、図9,図10に示されるように、樹脂板2,3と、複数の合成樹脂発泡体5a〜5dと、端面保護部材151a〜151hを備えている。
隣接する合成樹脂発泡体5,5間には、図11に示されるように、それぞれ隙間があり、樹脂板2,3と、隣接する合成樹脂発泡体5,5とによって囲まれた囲繞空間201が形成されている。囲繞空間201には、配線部材116が通過可能となっている。
複合板は、2つ又は3つの合成樹脂発泡体5を備えていてもよいし、5つ以上の合成樹脂発泡体5を備えていてもよい。
赤外線や可視光線等の光線によってトイレユニット101とスイッチ装置110の連動を可能にしてもよい。
この場合、例えば、トイレユニット101とスイッチ装置110のそれぞれに光線通信機器たる赤外線送信機及び/又は赤外線受信機を設け、図12に示されるように、複合板に赤外線送信機210と赤外線受信機211間を繋ぐように通信空間212を設ける。
こうすることによって、トイレユニット101とスイッチ装置110の間で一方向又は双方向の赤外線通信が可能となる。
なお、通信空間212は、樹脂板2,3の間に設けられた空間であって、合成樹脂発泡体5に形成された直線状の通信孔によって形成されている。
樹脂板2,3は、フェノール樹脂シート10のみが多層積層した構造であってもよいし、メラミン樹脂シート11が多層積層した構造であってもよい。また、他の樹脂シートが挿入されていてもよい。
樹脂板2,3は、フェノール樹脂やメラミン樹脂が板材に含浸したフェノール樹脂板やメラミン樹脂板であってもよい。
各実験例1〜27において、JIS K 5600−5−3に準じて、デュポン衝撃試験機によって70×70mmの試験片に対して0.7kgの鋼球を0.5mの落下高さから2回落下させ、複合板の凹み量(凹みの深さ)を算出した。各実験例1〜27の評価を行う基準として、実験例28として厚みが16mmのフェノール板(密度:1400kg/m3)を使用した。その結果をまとめたものを表1及び図14に示す。
すなわち、図14(a)に示される発泡倍率が5倍の実験例1〜9では、樹脂板の厚みが1.6mm(実験例5)から1.8mm(実験例6)にかけて急激に凹み量が緩和され、実験例28のフェノール板単独の凹み量と同程度の凹み量となった。
同様に、図14(b)に示される発泡倍率が7倍の実験例10〜18においても樹脂板の厚みが1.6mm(実験例14)から1.8mm(実験例15)にかけて急激に凹み量が緩和され、実験例28のフェノール板単独の凹み量と同程度の凹み量となった。
一方、図14(c)に示される発泡倍率が10倍の実験例10〜18では、樹脂板の厚みが1.6mm(実験例23)から1.8mm(実験例24)にかけて凹み量の緩和が観測されず、樹脂板の厚みが2.0mm(実験例25)から2.5mm(実験例26)にかけて急激な凹み量の緩和が観測された。すなわち、発泡倍率が10倍以上の場合、樹脂板の厚みが1.8mmとしても急激な凹み量の緩和が生じないことが分かった。
これは、樹脂板の厚みが厚いと、樹脂板自身の剛性が確保できるので、自己の反発力により凹みを解消できるが、樹脂板の厚みを2.0mm以下にすると、樹脂板自身の剛性が小さくなり、下地の合成樹脂発泡体5へ衝撃が伝達しやすくなる。そのため、樹脂板への衝撃は合成樹脂発泡体5で衝撃を受けることになるが、合成樹脂発泡体5の硬さが一定未満の場合では、衝撃を緩和できず、凹んだままとなってしまうので、凹み量が大きくなり、合成樹脂発泡体5の硬さが一定以上の場合では、合成樹脂発泡体5自身の弾性により適度に緩和しつつ、反発するので樹脂板での凹みが小さくなったものと考えられる。
2,3 樹脂板
5 合成樹脂発泡体
10 フェノール樹脂シート
11 メラミン樹脂シート
100,100a〜100c トイレブース
101 トイレユニット(機器)
102a,102b 壁部
103a〜103c 仕切り板部(構造物)
105a〜105c ドア板部
106a〜106d ドア受板部
110 スイッチ装置(機器)
111 ヒンジ
113 取付穴
115 トイレ本体
116 配線部材(導体)
117 配線穴
121a〜121d 分割空間
125 締結要素
126 締結要素
Claims (14)
- 2枚の樹脂板で合成樹脂発泡体を挟んだ複合板であって、
前記2枚の樹脂板の厚みは、それぞれ1.7mm以上6.0mm以下の範囲であり、
前記合成樹脂発泡体の密度は、111kg/m3以上334kg/m3以下であり、
前記複合板の全体の厚みが5mm以上50mm以下であることを特徴とする複合板。 - 前記合成樹脂発泡体の主成分は、ポリスチレン系樹脂又はポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の複合板。
- 前記合成樹脂発泡体は、発泡倍率が3倍以上9倍以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の複合板。
- 前記2枚の樹脂板のうち、少なくとも一方の樹脂板は、熱硬化性樹脂板であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の複合板。
- 前記一方の樹脂板は、メラミン樹脂板、メラミン樹脂シート、フェノール樹脂板、及びフェノール樹脂シートから選ばれる少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項4に記載の複合板。
- 前記2枚の樹脂板は、いずれもメラミン樹脂シート及びフェノール樹脂シートを含んだ積層板であり、
前記合成樹脂発泡体を基準として、前記2つの樹脂板の外側面は、ともにメラミン樹脂シートで形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の複合板。 - JIS K 5600−5−3に準じて0.7kgの鋼球を0.5mの高さから一方の主面に落下させたときの凹み量が0.5mm以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の複合板。
- 前記2枚の樹脂板のうち、少なくとも一方の樹脂板は、厚み方向におけるJIS A 5905に準ずる引抜強度が900N以上であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の複合板。
- 2枚の樹脂板で合成樹脂発泡体を挟んだ複合板であって、
前記2枚の樹脂板の厚みは、それぞれ1.7mm以上6.0mm以下の範囲であり、
前記合成樹脂発泡体の密度は、111kg/m3以上334kg/m3以下であり、
前記複合板の全体の厚みが5mm以上50mm以下であり、
前記合成樹脂発泡体の主成分は、ポリスチレン系樹脂であり、
前記2つの樹脂板は、いずれもメラミン樹脂シート及びフェノール樹脂シートを含んだ積層板であり、
前記合成樹脂発泡体を基準として、前記2つの樹脂板の外側面は、ともにメラミン樹脂シートで形成されていることを特徴とする複合板。 - 構造物に対して締結要素によって直接的又は間接的に取り付けられる複合板であって、
前記構造物に取り付けた状態において、前記合成樹脂発泡体に対して、前記2枚の樹脂板の重なり方向に対して交差する方向に前記締結要素が挿入されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の複合板。 - 2つの空間に区切るように縦姿勢で設置される複合板であって、
設置した状態において、前記2枚の樹脂板が前記2つの空間に露出していることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の複合板。 - 2つの機器間を電気的に接続する導体を通過させて設置される複合板であって、
設置した状態において、前記2枚の樹脂板の間に前記導体の少なくとも一部が通過していることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の複合板。 - 2つの機器間を電気的に接続する導体を通過させて設置される複合板であって、
設置した状態において、前記導体は、前記合成樹脂発泡体の側面から前記合成樹脂発泡体の内部に向かって通過していることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の複合板。 - 光線によって一方向の通信又は双方向の通信が可能な光線通信機器間に設置される複合板であって、
前記合成樹脂発泡体は、前記光線が通過可能な空間を備えていることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の複合板。
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