JP2022056184A - 樹脂製パネル - Google Patents

Abstract

【課題】剛性の低下を抑制しつつ、軽量化が可能な樹脂製パネルを提供する。【解決手段】本発明によれば、中空の樹脂成形体と、前記樹脂成形体内に配置されるコア材を有する、樹脂製パネルであって、前記コア材は、平面視で格子点上に配置された複数の凹部を備え、前記複数の凹部は、前記コア材のおもて面と裏面に交互に配置され、前記コア材の厚さをＴとし、前記凹部の深さをＨとし、前記凹部の直径をＤとし、前記凹部のピッチをＰとすると、Ｈ／Ｔは、０．２～０．８であり、Ｄ／Ｔは、０．１～０．８であり、Ｐ／Ｄは、２．５～５である、樹脂製パネルが提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂製パネルに関する。

特許文献１には、コア材を２枚の樹脂シートで挟んで構成された樹脂製パネルが開示されている。

特開２０１５－１０４８８７号公報

特許文献１のような樹脂製パネルは、さらなる軽量化が要求される場合がある。樹脂製パネルを軽量化するためには、コア材に凹部や開口部を設けることによってコア材を軽量化することが考えられるが、コア材を軽量化すると、その分だけ、樹脂製パネルの剛性が低下してしまうという問題があり、樹脂製パネルの剛性の低下を抑制しつつ、樹脂製パネルを軽量化することは容易ではない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、剛性の低下を抑制しつつ、軽量化が可能な樹脂製パネルを提供するものである。

本発明によれば、中空の樹脂成形体と、前記樹脂成形体内に配置されるコア材を有する、樹脂製パネルであって、前記コア材は、平面視で格子点上に配置された複数の凹部を備え、前記複数の凹部は、前記コア材のおもて面と裏面に交互に配置され、前記コア材の厚さをＴとし、前記凹部の深さをＨとし、前記凹部の直径をＤとし、前記凹部のピッチをＰとすると、Ｈ／Ｔは、０．２～０．８であり、Ｄ／Ｔは、０．１～０．８であり、Ｐ／Ｄは、２．５～５である、樹脂製パネルが提供される。

本発明者は、コア材に形成する凹部の寸法及び配置を変更した場合に樹脂製パネルの剛性がどのように変化するのかについて試験を行ったところ、コア材に形成する凹部の寸法及び配置を上記のようにすることによって、剛性の低下を抑制しつつ樹脂製パネルの軽量化が可能になることを見出し、本発明の完成に到った。

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記記載の樹脂製パネルであって、前記コア材は、発泡倍率が２０～５０倍の発泡体で構成される、樹脂製パネルである。
好ましくは、前記記載の樹脂製パネルであって、前記複数の凹部の容積の合計をＶ１とし、前記コア材の容積をＶ２とすると、｛Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２）｝の値は、１～９％である、樹脂製パネルである。

図１Ａは、本発明の一実施形態に係る樹脂製パネル１の一部切り欠き斜視図であり、図１Ｂは、図１Ａ中のＡ－Ａ断面図である。 図２Ａは、図１Ａ中のコア材３の平面図であり、図２Ｂは、図２Ａ中のＡ－Ａ断面図である。 樹脂製パネル１の製造工程を示す、図２Ｂに対応する断面図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴事項について独立して発明が成立する。

１．樹脂製パネル１の構造
図１～図２に示すように、本発明の一実施形態に係る樹脂製パネル１は、中空の樹脂成形体２と、コア材３を備える。コア材３は、樹脂成形体２内に配置される。

図１に示すように、樹脂成形体２は、表壁２ｆと、裏壁２ｒを備える。表壁２ｆと裏壁２ｒは、間隔をおいて対向している。表壁２ｆと裏壁２ｒの周囲は、周囲壁２ｓによって繋がれている。樹脂成形体２の壁厚は、例えば、０．５～２ｍｍであり、０．８～１．５ｍｍが好ましい。

図１に示すように、表壁２ｆと裏壁２ｒの間にはコア材３が設けられている。コア材３は、表壁２ｆと裏壁２ｒの間のスペースを確保したり、樹脂製パネル１の強度や断熱性を高めたりする目的で配置される部材であり、好ましくは、発泡体で構成される。コア材３は、好ましくは、表壁２ｆと裏壁２ｒのそれぞれに溶着される。発泡体の発泡倍率は、例えば２０～５０倍であり、具体的には例えば、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０倍であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

コア材３は、図２Ａに示す平面視で格子点上に配置された複数の凹部４を備える。平面視とは、コア材３の主面に垂直な方向から見ることを意味する。格子点とは、Ｘ方向（図２Ａの左右方向）に延びる等間隔に配置された平行な複数の直線と、Ｘ方向に垂直なＹ方向（図２Ａの上下方向）に延びる等間隔に配置された平行な複数の直線の直線の交点を意味する。Ｘ方向とＹ方向の一方又は両方は、好ましくは、コア材３の側縁に平行である。

複数の凹部４は、コア材３のおもて面３ｆと裏面３ｒに交互に配置される。交互に配置されるとは、ある凹部４がおもて面３ｆと裏面３ｒの一方に設けられているとき、Ｘ又はＹ方向に最近接の凹部４がおもて面３ｆと裏面３ｒの他方に設けられていることを意味する。言い換えると、複数の凹部４は、おもて面３ｆに配置されたおもて面側凹部４ｆと裏面側凹部４ｒを含み、おもて面側凹部４ｆと裏面側凹部４ｒが平面視で交互に配置される。凹部４をこのように配置することによって、おもて面３ｆで隣接する凹部４同士の間隔と、裏面３ｒで隣接する凹部４同士の間隔がそれぞれ大きくなるので、樹脂製パネル１の剛性が低下しにくい。

図２に示すように、コア材３の厚さをＴとし、凹部４の深さをＨとし、凹部４の直径をＤとし、凹部４のピッチをＰとすると、Ｈ／Ｔは、０．２～０．８であり、Ｄ／Ｔは、０．１～０．８であり、Ｐ／Ｄは、２．５～５である。なお、凹部４の深さ、直径、ピッチは、コア材３に存在する複数の凹部４についての深さ、直径、ピッチの平均値を意味する。直径とは、凹部４の断面が円形でない場合には、凹部４の外接円の直径を意味する。凹部４の断面形状は、深さ方向に一定であることが好ましい。凹部４の断面形状が深さ方向に一定でない場合、凹部４の直径は、凹部４の開口縁での直径を意味する。

Ｈ／Ｔが小さすぎると樹脂製パネル１の軽量化が不十分になる場合があり、Ｈ／Ｔが大きすぎると樹脂製パネル１の剛性低下が大きくなりすぎる場合がある。Ｈ／Ｔは、具体的には例えば、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

Ｄ／Ｔが小さすぎると樹脂製パネル１の軽量化が不十分になる場合があり、Ｄ／Ｔが大きすぎると樹脂製パネル１の剛性低下が大きくなりすぎる場合がある。Ｄ／Ｔは、具体的には例えば、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

Ｐ／Ｄが小さすぎると樹脂製パネル１の剛性低下が大きくなりすぎる場合があり、Ｐ／Ｄが大きすぎると樹脂製パネル１の軽量化が不十分になる場合がある。Ｐ／Ｄは、具体的には例えば、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

厚さＴは、例えば、１０～３０ｍｍであり、具体的には例えば、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２５、３０ｍｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

深さＨは、例えば、４～１２ｍｍであり、具体的には例えば、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２ｍｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

直径Ｄは、例えば、５～１５ｍｍであり、具体的には例えば、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５ｍｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

ピッチＰは、例えば、１５～２５ｍｍであり、具体的には例えば、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５ｍｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

複数の凹部４の容積の合計をＶ１とし、コア材３の容積をＶ２とすると、｛Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２）｝によって減容率が求まる。減容率の値は、１～９％であることが好ましい。この値が小さすぎると樹脂製パネル１の軽量化が不十分になる場合があり、この値が大きすぎると樹脂製パネル１の剛性低下が大きくなりすぎる場合がある。この値は、具体的には例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９％であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

２．樹脂製パネル１の製造方法
本実施形態の樹脂製パネル１の製造方法は、成形工程と、後処理工程を備える。

成形工程では、図３に示すように、金型２１，２２の間に樹脂シート４１，コア材３、樹脂シート４２をこの順に配置した状態で、金型２１，２２に閉じることによってバリ付きの樹脂製パネル１を形成することができる。

樹脂シート４１，４２は、例えばポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物で構成することができる。ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレン共重合体及びその混合物などが挙げられる。また、これらにガラス繊維、タルク、顔料などの添加剤を配合しても良い。樹脂シート４１，４２は、押出機で溶融混練して得られた溶融樹脂をＴダイから押し出すことによって形成することができる。

金型２１は、凹部２１ａを有するキャビティ面２１ｂと、キャビティ面２１ｂを取り囲むピンチオフ部２１ｃを有する。金型２２は、凹部２２ａを有するキャビティ面２２ｂと、キャビティ面２２ｂを取り囲むピンチオフ部２２ｃを有する。金型２１，２２を閉じると、凹部２１ａ，２２ａが合わさることによって、樹脂製パネル１の相補形状のキャビティが形成される。金型２１，２２は、好ましくは、多数の減圧吸引孔が設けられており、樹脂シート４１，４２を減圧吸引可能になっている。金型２１，２２を閉じる前に、金型２１，２２が樹脂シート４１，４２を減圧吸引して、樹脂シート４１，４２をキャビティ面２１ｂ，２２ｂに沿った形状に賦形することが好ましい。

後処理工程では、バリ付きの樹脂製パネル１を金型２１，２２から取り出し、バリを除去することによって、バリのない樹脂製パネル１を得ることができる。

１．樹脂製パネル１の製造
上述した製造方法によって、実施例、比較例、参考例の樹脂製パネル１を製造した。実施例及び比較例では、表１に示す寸法及び配置の凹部４を有するコア材３を用いた。参考例では、凹部４が設けられていない以外は同条件のコア材３を用いた。

樹脂製パネル１内でのコア材３の詳細は、以下の通りである。コア材３は、樹脂製パネル１内へのインサート前の厚さは１６．５ｍｍであり、インサート時に樹脂シートの熱で表面が溶融して、厚さが１６．２ｍｍとなる。
・樹脂：ポリオレフィンとポリスチレンの混合樹脂（積水化成品工業、商品名：ピオセラン）
・発泡倍率：３５倍
・平面寸法：４００ｍｍ×６００ｍｍ
・厚さ：１６．２ｍｍ
・凹部４の寸法・配置：表１の通り

樹脂成形体２は、ポリプロピレン、ＬＬＤＰＥ、ガラス繊維を質量比７３：７：２０で混合した樹脂組成物を用いて形成し、その壁厚は、０．９ｍｍとした。

２．試験用サンプルの切り出し
得られた樹脂製パネル１から、樹脂製パネル１の端部を含まないように、平面寸法が３００ｍｍ×３００ｍｍの試験用サンプルを切り出した。

３．曲げ試験
曲げ試験は、エー・アンド・デイ製、テンシロン万能試験機 ＲＴＦ－１３２５を用いて行った。具体的には、試験用サンプルの左右両端を２５ｍｍずつの幅で支持した状態で、試験用サンプルの中央にΦ６０ｍｍの負荷子を試験速度５０ｍｍ／分で押し付け、評価用サンプルが折れ曲がった時点での荷重を最大荷重とした。その結果を表１に示す。試験温度は、２３℃とした。

４．考察
表１中の減容率は、Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２）によって算出した。Ｖ１は、複数の凹部４の容積の合計を示し、Ｖ２は、コア材３の容積を示す。表１中の荷重低下率は、（Ｌ－Ｌ１）／Ｌによって算出した。Ｌは、参考例１の最大荷重を示し、Ｌ１は、実施例・比較例の最大荷重を示す。

減容率は、樹脂製パネル１の軽量化の度合いが示し、この値が大きいほど、樹脂製パネル１が軽量化されていることを示す。荷重低下率は、樹脂製パネル１の剛性低下の度合いを示し、この値が小さいほど、樹脂製パネル１の剛性低下が抑制されていることを示す。

表１を参照すると、実施例１では、（荷重低下率／減容率）の値が、比較例１～３（以下、「比較例」）よりも大幅に小さくなっていることが分かる。比較例では、減容率が大きいものの、荷重低下率が大きいため、（荷重低下率／減容率）の値が大きくなっている。一方、実施例１では、減容率は、比較例よりも小さいものの、荷重低下率が比較例よりも大幅に小さいため、（荷重低下率／減容率）の値が比較例よりも小さくなった。このことは、Ｈ／Ｔ、Ｄ／Ｔ、及びＰ／Ｄが所定の範囲内である凹部４を有するコア材３を用いることによって、樹脂製パネル１の剛性の低下を抑制しつつ、樹脂製パネル１が軽量化されたことを意味する。

１ ：樹脂製パネル
２ ：樹脂成形体
２ｆ ：表壁
２ｒ ：裏壁
２ｓ ：周囲壁
３ ：コア材
３ｆ ：おもて面
３ｒ ：裏面
４ ：凹部
４ｆ ：おもて面側凹部
４ｒ ：裏面側凹部
２１ ：金型
２１ａ ：凹部
２１ｂ ：キャビティ面
２１ｃ ：ピンチオフ部
２２ ：金型
２２ａ ：凹部
２２ｂ ：キャビティ面
２２ｃ ：ピンチオフ部
４１ ：樹脂シート
４２ ：樹脂シート

Claims (3)

1. 中空の樹脂成形体と、前記樹脂成形体内に配置されるコア材を有する、樹脂製パネルであって、
   前記コア材は、平面視で格子点上に配置された複数の凹部を備え、
   前記複数の凹部は、前記コア材のおもて面と裏面に交互に配置され、
   前記コア材の厚さをＴとし、前記凹部の深さをＨとし、前記凹部の直径をＤとし、前記凹部のピッチをＰとすると、
   Ｈ／Ｔは、０．２～０．８であり、Ｄ／Ｔは、０．１～０．８であり、Ｐ／Ｄは、２．５～５である、樹脂製パネル。
2. 請求項１に記載の樹脂製パネルであって、
   前記コア材は、発泡倍率が２０～５０倍の発泡体で構成される、樹脂製パネル。
3. 請求項１又は請求項２に記載の樹脂製パネルであって、
   前記複数の凹部の容積の合計をＶ１とし、前記コア材の容積をＶ２とすると、｛Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２）｝の値は、１～９％である、樹脂製パネル。

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