JP5399155B2 - パネル芯材、パネル材、車両用扉、及びパネル材の製造方法。 - Google Patents

Description

本発明はパネル芯材、パネル材、車両用扉、及びパネル材の製造方法に関し、特に水との接触が起き得る環境に適したパネル芯材、パネル材、車両用扉、及びパネル材の製造方法に関するものである。

図２はドライバンの扉に用いるパネル材の一例であり、このパネル材は、厚さ１５ｍｍの中密度繊維板をパネル芯材１として、アルミニウム合金板である外板２をパネル芯材１の一方の面に接着し、アルミニウム・亜鉛合金めっき鋼板である内板３をパネル芯材１の他方の面に接着したものである。このパネル芯材１は、細かく裁断した木材チップを蒸煮し、これを解繊した木質繊維を圧縮したうえ、合成樹脂で固めることによって形作られる。

図３は冷凍パンの扉に用いるパネル材の一例であり、このパネル材は、厚さ５０ｍｍの発泡ポリスチレン板をパネル芯材４として、アルミニウム合金板である外板５をパネル芯材４の一方の面に接着し、また、アルミニウム合金板である内板６をパネル芯材４の他方の面に接着したものである。パネル芯材４は、直径１ｍｍ程度のポリスチレン粒体（ポリスチレンビーズ）に発泡剤を吸収させた発泡性ポリスチレンビーズを、予備発泡させた状態、もしくは予備発泡させない状態で金型内に充填し、これに蒸気を導入してビーズを加熱・溶融させ、発泡ビーズ同士を融着させることによって形作られる。パネル芯材４である発泡ポリスチレン板体の発泡倍率は、鮮魚用保冷容器と同程度の５０〜６０倍で専ら用いられている。

更に、発泡スチロール（発泡ポリスチレン）をパネル芯材とした断熱パネルも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−４２８３１号公報

ドライバンの扉、冷凍バンの扉のいずれも、ガスケット等の付属部品をパネル材の周囲に取り付けているが、図２に示すパネル材を用いた扉では、ガスケットの損傷などによりパネル芯材１に水が浸み込むと、中密度繊維板が膨張して変形が生じる。また、これらの水分が外板２や内板３をパネル芯材１側から腐食させることにもなり、扉の外観が大きく劣化するとともに、扉に付帯している螺子、ボルト等の締結具の締結が緩み、扉の開閉動作や施錠に不具合が生じ、新しい扉に交換しなければならなくなる。

発泡ポリスチレン板よりなるパネル芯材４を用いた図３に示す扉において、カラー７を用いずに、単純に金具類を扉にボルト等の締結具で締結すると、パネル芯材４の厚み方向の剛性不足に起因して締結具が扉にめり込んでしまい、所定の締め付けトルクが得られない。このため、カラー７の取り付けが必須で、省略は不可能である。

カラー７は、円筒体８の一端にフランジ９を一体的に形作ったもので、円筒体８の一端から軸線方向中間部分に向かってボルトの頭部が入り得る空間１０を形成し、円筒体８の他端から軸線方向中間部分に向かってボルトの軸部が入る得る空間１１を、前記空間１０同軸に連なるように形成している。

扉にカラー７を取り付けるのに際しては、内板６及びパネル芯材４に円筒体８の外径に応じた孔１２，１３を穿設し、外板５にボルトの軸部に応じた孔１４を穿設する。次に、内板６側から孔１３の中にＯリング１５を入れて外板５のパネル芯材４側の面に当接させる。この後、フランジ９が内板６に当接するように孔１２，１３にカラー７を差し込み、該カラー７によってパネル芯材４の厚み方向の剛性不足を補っている。だが、１枚の扉には３０本を上回る数のポルトによって金具類が締結されているので、カラー７を使わずに済めば、作業の簡略化・能率化が顕著になる。従って、カラー７を簡略を何としても図りたい、という強い要望がある。

本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、厚み方向の剛性が高く、耐水性に優れたパネル芯材、パネル材、車両用扉、及びパネル材の製造方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のパネル芯材では、セル構造が緻密で均質になるように、未発泡状態での粒度分布がＵＴ２．６以下の発泡剤が含浸された発泡性スチレン系樹脂ビーズを金型内又は予め予備発泡して発泡倍率３〜３０倍（好ましくは３〜１０倍）に発泡させて発泡スチレン系樹脂板体を金型内で成形し、前記発泡スチレン系樹脂板体の少なくとも片表面を、前記金型から取り出した状態よりも粗くなるように研削する。

本発明のパネル材では、セル構造が緻密で均質になるように、未発泡状態での粒度分布がＵＴ２．６以下の発泡性スチレン系樹脂ビーズを金型内又は予め予備発泡して発泡倍率３〜３０倍（好ましくは３〜１０倍）に発泡させて発泡剤が含浸された発泡スチレン系樹脂板体を金型内で成形し、前記発泡スチレン系樹脂板体をパネル芯材として、該パネル芯材の両表面に外板と内板とを接着する。

また、８重量％以下の発泡剤を含有する発泡性スチレン系ビーズをパネル芯材に原料に用いる。

本発明の車両用扉は、上記のパネル材に付属部品を取り付けた構成を採る。

本発明のパネル材の製造方法では、セル構造が緻密で均質になるように、未発泡状態での粒度分布がＵＴ２．６以下の発泡剤が含浸された発泡性スチレン系樹脂ビーズを金型内又は予め予備発泡して発泡倍率３〜３０倍（好ましくは３〜１０倍）に発泡させて発泡スチレン系樹脂板体を金型内で成形し、前記発泡スチレン系樹脂板体の両表面を、前記金型から取り出した状態よりも粗くなるように研削し、前記発泡スチレン系樹脂板体をパネル芯材として、外板と内板とを接着する。

本発明のパネル芯材、パネル材、車両用扉、及びパネル材の製造方法によれば、下記のような優れた効果を奏し得る。

（１）未発泡状態での粒度分布がＵＴ２．６以下の発泡性スチレン系樹脂ビーズを金型内で発泡させ、発泡倍率を３〜３０倍（好ましくは３〜１０倍）とした均質なスチレン系発泡体を芯材としたので、該パネル芯材は、セル構造が緻密になって厚み方向の圧縮強度等の物理強度が大きく向上し、剛性が高まり、締結具等の付属品を所定の締め付けトルクでパネル材に強固に締結することができ、水による劣化、膨張もない。

（２）外板及び内板が接着されるパネル芯材の表面を粗くなるように研削しておけば、接着剤が当該パネル芯材の表面に形成された微細な凹凸に絡まってアンカー効果を発揮し、外板及び内板の芯材への接着強度を増大させるとともに、パネル芯材の表面の厚みムラ等を減少させ、優れた表面平滑性を確保できるので、外板及び内板がパネル芯材の表面状態を転写して、表面状態を悪化させることがなくなり、商品価値を大きく向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は本発明のパネル材の一例であり、厚さ１５ｍｍのスチレン系発泡板体からなる芯材１６の一方の面に、アルミニウム合金板である外板１７を接着し、前記芯材１６の他方の面にアルミニウム合金板である内板１８を接着している。

本発明で使用される発泡性スチレン系樹脂ビーズを構成するスチレン系樹脂は、主成分としてスチレン系単量体を重合したものである。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。更に、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。

これらスチレン系樹脂の内では、ポリスチレン樹脂が最も汎用で、コスト、物性の点からも好ましい。

前記スチレン系単量体を重合する方法に特に限定はないが、一般的なのは、スチレン系単量体を分散剤等により水中に分散させ、重合開始剤を加えて懸濁重合により重合し、重合の途中、あるいは重合後に発泡剤を含浸させて発泡性スチレン系樹脂ビーズを得る方法がある。このように、懸濁重合して生成される発泡性スチレン系樹脂は粒状となる。できるだけ均一な種粒子を形成させ、その種粒子を母体にしてスチレン系単量体をシード重合させると、シャープな発泡性スチレン系樹脂ビーズが得られる。この方法での発泡性樹脂ビーズは、本発明に好ましく用いられる樹脂ビーズの一例である。一般の塊状重合で生成されるスチレン系樹脂の場合は、ペレット化して粒状とし、発泡剤を含浸して発泡性スチレン系ビーズとする。

発泡スチレン系樹脂ビーズは、予備発泡するか、あるいは予備発泡しないで使用するが、蒸気等により加熱して予備発泡するのが、良好な発泡スチレン系樹脂板体を得るのに最も好ましい態様である。一般に使用される発泡性スチレン系樹脂ビーズの粒径は、０．２〜４．０ｍｍが好ましく、更には、０．５〜２．０ｍｍが好ましい。発泡倍率は３〜３０倍が好ましく、３〜１０倍がより好ましく、５〜７倍が更に好ましい。発泡性スチレン系樹脂の分子量は、１０〜５０万が好ましく、更には、２５〜３５万程度が好ましいが、これらに限定されるものではない。

発泡剤としては、Ｃ３以上Ｃ５以下の炭化水素であるプロパン、イソブタン、ノルマルブタン、イソペンタン、ノルマルペンタン、ネオペンタンなどの脂肪族炭化水素類を用いることが好ましい。更に、Ｃ３以上Ｃ５以下の炭化水素の他に、ジフルオロエタン、トラフルオロエタンなどのオゾン破壊係数が０であるフッ化炭化水素類のような揮発性発泡剤も使用できる。

発泡剤の含有量は、８重量％以下であることが好ましい。より好ましくは、３〜７重量％、最も好ましくは、３〜６重量％である。含有量が多過ぎると発泡倍率が３０倍超となってしまい、また逆に含有量が少な過ぎると発泡倍率が３倍に達しなくなってしまう。

本発明において使用する金型は、少なくとも金型の一部に加熱媒体及び冷却媒体が流通する空間を有している。金型に発泡性スチレン系樹脂ビーズを充填した後、蒸気等の加熱媒体を前記空間に導入して樹脂を加熱溶融させ、次いで、冷却媒体を前記空間に導入することにより、成型品たる発泡スチレン系樹脂板体を得る。

パネル芯材部１６は、粒度分布ＵＴが２．６以下の発泡性スチレン系樹脂ビーズを、金型内で発泡倍率３〜３０倍に（好ましくは３〜１０倍に）発泡成形させた均質な発泡スチレン系樹脂板体である。発泡倍率が５０〜６０倍の発泡ポリスチレン板の圧縮強度（５％圧縮）は、０．１５ＭＰａ程度であるのに対し、発泡倍率が３〜３０倍である本発明の発泡スチレン系樹脂板では、例えば、８．５〜０．３ＭＰａ程度の値を呈する。また、発泡倍率が３〜１０倍であれば、例えば、８．５〜１．１ＭＰａ程度の値を呈する。更に、発泡倍率が５〜７倍であれば、例えば、３．６〜２．２ＭＰａ程度の値を呈する。こうしたパネル芯材１６では、発泡板体をなすセル構造が緻密であり、厚み方向の剛性が高い。

このため、図１に示すパネル材を、例えばドライバンなどの扉に用いる場合、締結具等の付属品を、直接、所定の締め付けトルクによって緊結しても、これらがパネル芯材１６中に陥没してしまう、という現象が発生せず、カラー７（図３参照）を使用しなくともボルト締結をすることができ、製造時の作業性は著しく向上する。また、本発明のパネル芯材１６は耐水性が良好であるので、水が大量に掛かったとしても、中密度繊維板のような膨張・変形が生じない。

外板１７及び内板１８が接着されるパネル芯材１６の少なくとも片表面、好ましくはその両表面を、金型から取り出した状態よりも粗くなるように、例えば、ベルトサンダー等によって研削し、粗面化するとともに、厚みの偏差量が±０．３〜０．５ｍｍ程度になるように均一化させる。これにより、芯材１６表面に形成された微細な凹凸による接着剤のアンカー効果で、外板１７及び内板１８をパネル芯材１６に強固に接着することができる。また、パネル芯材１６の表面の厚みのムラが減少するので、優れた表面平滑性が確保できる。すなわち、外板１７及び内板１８は、充分な厚みがないことが一般的であることから、これらをパネル芯材１６へ接着する際には、当該パネル芯材１６の表面状態が、外板１７及び内板１８に転写されるが、パネル芯材１６は表面平滑性が優れているため、外板１７及び内板１８も美麗な表面状態のままで、扉等の最終製品の価値を保持するが可能となる。

パネル芯材１６の研削前と研削後の表面平滑性を測定したところ、次の結果であった。表面平滑性は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９８２に定義される中心線平均粗さ（Ｒａ）で表している。この中心線平均粗さは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に定義される算術平均粗さ（Ｒａ）に相当する。

中心線平均粗さ（Ｒａ）の測定結果
研削前 ７．６μｍ
研削後 ５３．３μｍ

本発明に使用するは発泡スチレン系樹脂ビーズは、粒子径分布がシャープなものが必要である。なぜなら、粒子径分布がブロードであると、金型内で成形した発泡スチレン系樹脂板体の部位による圧縮強度等の物性のバラつきが大きく、パネル芯材１６として使用する場合に、部分的な強度不足、部分的な表面状態のバラつきに繋がる。例えば、部位によっては、締結具等による締め付けトルクの負荷に耐えられず、緊結具のパネル芯材１６中への陥没が生じてしまう等の、パネル材全体としての均質な特性が保たれず、満足な結果が得られない。これを回避するためには、粒度分布ＵＴが２．６以下であることが必要になる。具体的には粒子径分布の均一度の理想状態が２．０であるので、実際には、２．０以上、２．６以下が範囲となる。更には、２．５以下が好ましく、より好ましくは２．４以下、最も好ましくは２．３以下であり、理想的には、２．０以上、２．２以下、実用的には、２．１以上、２．２以下程度で実施するのが望ましい。

本発明でいう粒度径分布のＵＴとは、発泡性スチレン系樹脂ビーズを、ＪＩＳ試験用篩（ＪＩＳ Ｚ ８８０１）を用いて、下記の４分級にて振動機により篩分し、篩過する発泡合成樹脂粒体物をＪＩＳ篩の目開きのそれぞれの留分の重量百分率より求め、累積の重量百分率が９０％、６０％、４０％、１０％の粒子径Ｄ10、Ｄ40、Ｄ60、Ｄ90を用いて次式により定義した数値である。本発明では、発泡性スチレン系樹脂ビーズを、予備発泡にによる発泡前、すなわち未発泡状態にて、粒度分布ＵＴを測定した。
粒度分布の均一度（ＵＴ）＝Ｄ90／Ｄ40＋Ｄ60／Ｄ10

なお、本発明のパネル芯材、パネル材、車両用扉、及びパネル材の製造方法は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、外板、内板、にアルミニウム合金板、アルミニウム・亜鉛合金めっき鋼板、あるいは、それ以外の金属板や高分子化合物を素材とした板を用いること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。

本発明のパネル芯材、パネル材、車両用扉、及びパネル材の製造方法は、水との接触が起き得る環境で使用される、架装車をはじめとする車両用等の扉、天井材、壁材、床材、更には、ユニットバスの壁材、天井材、冷凍・冷蔵倉庫の扉、壁材、商業施設でのバックヤードの扉、等の建築・土木用途等の様々な構造物に適用することができる。

本発明のパネル材の一例を示す部分斜視図である。 ドライバンの扉に用いるパネル材の一例を示す部分斜視図である。 冷凍パンの扉に用いるパネル材の一例を示す部分断面図である。

１６ パネル芯材
１７ 外板
１８ 内板

Claims (9)

1. セル構造が緻密で均質になるように、未発泡状態での粒度分布がＵＴ２．６以下の発泡剤が含浸された発泡性スチレン系樹脂ビーズを金型内又は予め予備発泡して発泡倍率３〜３０倍に発泡させて発泡スチレン系樹脂板体を金型内で成形し、
   前記発泡スチレン系樹脂板体の少なくとも片表面を、前記金型から取り出した状態よりも粗くなるように研削したことを特徴とするパネル芯材。
2. 前記発泡スチレン系樹脂板体の発泡倍率が３〜１０倍であることを特徴とする、請求項１に記載のパネル芯材。
3. セル構造が緻密で均質になるように、未発泡状態での粒度分布がＵＴ２．６以下の発泡剤が含浸された発泡性スチレン系樹脂ビーズを金型内又は予め予備発泡して発泡倍率３〜３０倍に発泡させて発泡スチレン系樹脂板体を金型内で成形し、
   前記発泡スチレン系樹脂板体をパネル芯材として、該パネル芯材の両表面に外板と内板とを接着したことを特徴とするパネル材。
4. 前記発泡スチレン系樹脂板体の発泡倍率が３〜１０倍であることを特徴とする、請求項３に記載のパネル材。
5. 前記パネル芯材の両表面を、前記金型から取り出した状態よりも粗くなるように研削した後、前記パネル心材の両表面に外板と内板とを接着したことを特徴とする、請求項３又は４に記載のパネル材。
6. ８重量％以下の発泡剤を含有する発泡性スチレン系ビーズを前記パネル芯材の原料に用いたことを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載のパネル材。
7. 請求項３〜６のいずれか１項に記載のパネル材に付属部品を取り付けてなる車両用扉。
8. セル構造が緻密で均質になるように、未発泡状態での粒度分布がＵＴ２．６以下の発泡剤が含浸された発泡性スチレン系樹脂ビーズを金型内又は予め予備発泡して発泡倍率３〜３０倍に発泡させて発泡スチレン系樹脂板体を金型内で成形し、
   前記発泡スチレン系樹脂板体の両表面を、前記金型から取り出した状態よりも粗くなるように研削し、
   前記発泡スチレン系樹脂板体をパネル芯材として、外板と内板とを接着することを特徴とするパネル材の製造方法。
9. 前記発泡スチレン系樹脂板体の発泡倍率が３〜１０倍であることを特徴とする、請求項８に記載のパネル材の製造方法。

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