JP5714021B2 - 樹脂積層ボード部材の端末処理方法 - Google Patents

Description

本発明はハニカム形状等のコア部材と表皮部材とを積層した熱可塑性樹脂からなる積層ボード（積層板）を用いて製作する樹脂積層ボード部材に関する。

縦壁部を有するコア材やハニカム構造からなるコア部材にシート材を積層した熱可塑性樹脂からなる積層ボードは、軽い樹脂製でありながら高剛性であることから近年、広く各種分野にて採用されている。
積層ボードは厚みがあることから、単に切断しただけでは端部の見映えがよくないだけでなく、端末剛性も弱い問題がある。

そこで、例えば特許文献１には、周縁部が外側に突出するように支持部材で支持した状態でこの周縁部に熱風を吹き付けることで軟化させ、抜き型で打ち抜き、一方の表面材が他方の表面材に溶着すると同時にこの周縁部に針ノズルを挿入して圧縮空気を吹き込み成形する旨の技術を開示する。
しかし、同公報に開示する技術は一方の表面材が他方の表面材まで引き伸ばされるので端部の肉厚が薄くなり、剛性低下の原因となる。
また、このように加工された樹脂積層ボード部材にあっては、相手部材にはめ込むように組み込むと、相手部材との間に大きな隙間が生じる問題もある。

特許文献２には縦壁面を折り重ねて溶着した樹脂積層ボード部材を開示する。
しかし、剛性の向上は大きいものの、製造工程が複雑であるために高コストの要因となる。
また、このような樹脂積層ボード部材を例えば自動車荷室用フロアボードに使用した場合に荷室の相手部材と接触する面積が概ね端面部全体にわたるために衝突接触時や走行振動による摩擦音が大きく雑音として不快な音となる問題があった。
さらには表面材を折り重ねた端部側がエッジ状の角部になり、見映えが悪く、また、エッジ感が不快で、触感が悪いといった問題もあった。

日本国特開２００８−１４３０５９号公報 日本国特開２００５−１５３２１０号公報

本発明は、端末部の剛性向上及び外観向上を図った熱可塑性樹脂製の樹脂積層ボード部材及びその端末処理方法の提供を目的とする。

本発明に係る樹脂積層ボード部材は、コア部材を上下の表皮部材で積層し、内部に中空部を有する熱可塑性樹脂製の積層ボードを用いた部材であって、端末部は厚み方向概ね中央部に熱溶着部を有し、当該熱溶着部から上下の表面部に向けて凸Ｒ形状に形成してあることを特徴とする。

ここで、コア部材とはいわゆるハニカム構造と称されているハチの巣状の立体構造を有するもののみならず、縦リブ状のリブ構造等も含まれる。
コア部材及び上下の表皮部材は熱可塑性の樹脂で製造されていればその材質は問わない。
上下の表皮部材も熱可塑性の樹脂を用いて製作されているものであれば、フィルム状、不織布等その製品形状は問わない。
また、表皮部材は一枚の単層に限られるものでなく、積層される枚数に制限がない。
なお、このような積層ボードは樹脂製ダンボールとも称されて市販されている。
本明細書にて樹脂積層ボード部材と表現したのは、各種熱可塑性樹脂からなる積層ボードを用いて所定の製品形状に切断及び端末処理した部材をいい、そのまま製品として使用するもの及びさらに加工を加えて使用するものも含まれる。

本発明に係る樹脂積層ボード部材の端末処理方法としては、コア部材を上下の表皮部材で積層し、内部に中空部を有する熱可塑性樹脂製の積層ボードの端末処理方法であって、積層ボードの端末となる部分を上下から一対の熱刃で挟持し、当該積層ボードの厚み方向概ね中央部に熱溶着部を形成したことを特徴とする。
また、前記上下一対の熱刃は切断時に製品となる側に凹Ｒ形状部を有し、熱刃切断時に積層ボードの中空部を加熱膨張させることで熱溶着部から上下の表面部に向けて凸Ｒ形状になるように成形することもできる。
ここで、熱刃とは熱可塑性樹脂を溶融切断できるものをいい、ノコギリ等の刃物切断とは区別される。
積層ボードの厚み方向概ね中央部に熱溶着部を形成するには、積層ボードを例えば上下に押え具で固定保持し、上方から上熱刃を下降させ、それと同時に下方から下熱刃を上昇させ、それぞれ積層ボードを加熱、軟化及び変形させつつ、当該積層ボードの厚み方向概ね中央部の位置にて上熱刃と下熱刃が相互にかみ合うように挟持するのが好ましい。
この場合に上下の表皮部材が厚み方向概ね中央部の位置で重なり、上下の熱刃の少なくとも一方に設けたエッジ部で溶融切断する。

前述のように上下一対の熱刃で挟み込むように溶融切断すると、積層ボード端面の中央部から外側に向けてやや突出した熱溶着部ができる場合があり、その場合には上下一対の熱刃で切断及び成形した熱溶着部を外側から水平方向に溶融押込み処理することもできる。

本発明に係る樹脂積層ボード部材は端面の厚み方向概ね中央部に上下の表皮部材の熱溶着部を有し、この熱溶着部から上下の表面部に向けて凸Ｒ形状に成形されているので、端末剛性の向上と外観見映えの向上の両立が可能になる。

図２に特許文献１に開示する従来の樹脂積層ボード部材と本発明に係る樹脂積層ボード部材とを比較した図を示す。
図２（ｂ）に示した従来法では、上側の表皮部材が軟化し、溶融延伸することで下側の表皮部材と溶着するので図中ａで示した部分の肉厚は著しく薄くなり、端部の剛性が弱くなる。
これに対して図２（ｃ）に示した本発明に係る樹脂積層ボード部材は、厚み方向概ね中央部で表皮部材２ａ，２ｂとが溶着した熱溶着部３になっているので、従来法よりも表皮部材の延伸量が約１／２以下になり、その分剛性が高い。

また、熱刃に凹Ｒ形状部を設けてあると熱刃の熱により中空部４の空気が膨張することで熱刃の凹Ｒ形状にならうようにして凸Ｒ部３ａが成形され、外観見映えがよく、上下対称端面形状にすると上下裏返しての使用も可能になる。

また、車両用製品に適用すると相手部材に接するのは、この凸形状の熱溶着部分になるので、従来の垂直方向に折り重ねた樹脂積層ボード部材と比較して相手部材との接触面積が大幅に少なくなり、走行振動等による摩擦雑音発生を抑えることができる。
本発明では、上下の熱刃で上下方向から挟み込むように溶融切断する方法にて成形できるので、平面視で所定外形形状の熱刃形状にするだけで、その形状にならった窓穴形状部を有する樹脂積層ボード部材も得ることができる。

本発明に係る端末処理方法の手順を示す。（ａ）は積層ボード（素材）を押え具で保持せんとする状態、（ｂ）は上下の押え具で固定した状態で上熱刃と下熱刃とで挟み込み溶融切断する状態、（ｃ）は余肉部を分離した状態を示す。 端末部の従来法と本発明法との比較図を示す。（ａ）は積層ボードの断面図を示し、（ｂ）は従来法にて溶融切断した端部を示し、（ｃ）は本発明に係る溶融切断の端部を示し、（ｄ）は積層ボードの断面拡大図を示し、コア部材の表皮に不織布を積層した例である。 スライド部材で熱溶着部を押し込む方法例を示す。 本発明に係る製品形状例を示す。 積層ボードに窓穴形状部を溶融切断にて形成した例を示す。 積層ボードを部分的に本発明に係る端末処理した例を示す。 積層ボード同士をインテグラルヒンジにて連結した例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ部の断面図を示す。

１ コア部材
２ａ 表皮部材
２ｂ 表皮部材
３ 熱溶着部
３ａ 凸Ｒ部
３ｂ インテグラルヒンジ部
４ 中空部
１１ａ 押え具
１１ｂ 押え具
１２ 上熱刃
１２ａ エッジ部
１２ｂ 凹Ｒ形状部
１２ｃ 押え面部
１３ 下熱刃
１３ａ Ｖ溝部
１３ｂ 凹Ｒ形状部
１３ｃ 押え面部
１４ スライド部材
１４ａ 押し込み刃
ｃ 刃具切断した断面
ｄ 余肉部（端部）

図１に本発明に係る樹脂積層ボード部材（以下、ボード部材と略称する）の製造例を示す。
ボード素材（積層ボード）はコア部材１の上下に表皮部材２ａ，２ｂを積層した樹脂ダンボール構造になっている。
図１（ａ）に示すようにボード素材を上下の押え具１１ａ，１１ｂにて固定保持する。
次に図１（ｂ）に示すように上熱刃１２と下熱刃１３とで挟み込むようにして溶融切断及び端面中央部でコア部材１及び上下の表皮部材２ａ，２ｂを溶着する。
上熱刃１２は断面がブロック状の形状になっていて、表皮部材２ａを押えるための押え面部１２ｃと、表皮部材を溶融喰いきりするためのエッジ部１２ａを有する。
また、必要に応じて上熱刃１２のボード部材（製品）となる側には凹Ｒ形状部１２ｂを有する。
下熱刃１３も断面ブロック形状になっていて、押え面部１３ｃと凹Ｒ形状部１３ｂを有し、上熱刃１２のエッジ部１２ａとかみ合うためのＶ溝部１３ａを有する。
下熱刃１３がボード素材の下側から上昇し、その動きに合せて上熱刃１２が下降し、ボード素材の端面、厚み方向概ね中央部にて上下の熱刃１２，１３がかみ合う。
この際に上下の熱刃１２，１３にて中空部４が加熱され、その中の空気が膨張し、この上下の熱刃１２，１３の凹Ｒ形状部にならって凸Ｒ形状の凸Ｒ部３ａが成形される。
従って、従来のような針ノズルにて空気を注入する工程が不要である。
次に図１（ｃ）に示すように上下の熱刃１２，１３を後退させ、余肉部（端部）ｄを分離する。
このようにして外周部を溶融切断し製造された製品例を図４に示す。

本発明に係るボード部材は製品の外形周縁部に凸Ｒ形状の端末部を成形した場合のみならず、図５に示したような窓穴形状部の端末部も容易に成形できる。
窓穴形状は図５に示したような長孔形状のみならず円形状、多角形形状等、その形状に制限はない。
なお、図５に示した符号１ａはコア部材１に縦壁部で形成した凹部を示す。
本発明に係る端末処理方法は厚みが５ｍｍ以上のボード部材に適用するのが効果的であり、特に１０ｍｍ以上の比較的厚いボード部材に好適である。
具体的に、図２（ｄ）に示したボード素材の断面図で説明すると、ボード素材には、この図２（ｄ）に示したような、例えばポリプロピレン樹脂製のコア部材１の上下両面に、ポリプロピレン樹脂シートとその外側の熱可塑性樹脂からなる不織布との２層の表皮部材２ａ、２ｂを積層したものが例として挙げられる。
なお、表皮部材は本実施例の２層に限定されるものではなく、単層以上であれば積層構造に制限はない。
例えば、図２（ｄ）に示したボード素材にあっては、内側の層と外側の層の厚みを加えた表皮部材２ｂ（２ａ）の厚み寸法をｔと表記し、全体の厚み寸法をＴと表記した場合にｔ×１０＜Ｔの関係が成立するような薄い表皮部材からなるボード素材であっても良好な溶融切断端末が得られる。
また、熱溶着部が端面の厚み方向概ね中央部にあると表現したのは図２（ｃ）の図で説明すると、熱溶着部３の中心Ｏが厚み寸法Ｔの中心にあることが理想であるが、熱溶着部中心Ｏがボード部材の厚み中心に対して±Ｔ×０．２の範囲にて上下するレベルまでは許容される趣旨である。

図３には、水平方向にスライドする加熱されたスライド部材１４を用いて、熱溶着部３を内側に押し込み処理する例を示す。
本発明に係るボード部材にあっては、図４，５に製品例を示すように図１に示したプロセスにて溶融切断したままで充分に製品として成り立つが、端末部の外観見映えをさらに良くしたい場合には、このようにスライド部材１４を用いて熱溶着部３を内側に押し込むのがよく、この場合にスライド部材１４の先端部に押し込み刃１４ａを形成するのがよい。
押し込み刃１４ａにて熱溶着部３を水平方向内側に押し込み処理すると、端面は滑らかな形状となる。
なお、押し込み刃１４ａの形状を平面状にすることで平面的な端面を得ることもできる。

図６は、ボード素材の端部の一部は通常の刃具切断した切断面ｃであり、周囲を部分的に本発明に係る端末処理にて熱溶着部３を形成した例を示す。
図７は、ボード部材１０ａとボード部材１０ｂのボード部材同士をＡ−Ａ部断面図に示すように下側の表皮部材２ｂを上側の表皮部材２ａ側に融着させることでインテグラルヒンジ部３ｂを形成し、ボード素材１０ｂの外周端末部を本発明に係る端末処理した例である。
このように本発明に係る端末処理方法は、製品の用途に応じて製品の外周部の一部に適用することも可能である。

本発明は積層ボードを素材とし、切断した端末部の剛性向上及び外観向上を必要とする製品に適用でき、自動車荷室のフロアボード等の車両部品、建築用部品、日用部品等に利用できる。

Claims (2)

1. コア部材を上下の表皮部材で積層し、内部に中空部を有する熱可塑性樹脂製の積層ボードの端末処理方法であって、
   積層ボードの端末となる部分を上下から一対の熱刃で挟持し、当該積層ボードの厚み方向概ね中央部に熱溶着部を形成するものであり、
   前記上下一対の熱刃は切断時に製品となる側に凹Ｒ形状部を有し、熱刃切断時に積層ボードの中空部を加熱膨張させることで熱溶着部から上下の表面部に向けて凸Ｒ形状になるように成形したことを特徴とする樹脂積層ボード部材の端末処理方法。
2. 上下一対の熱刃で切断及び成形した前記熱溶着部を外側から水平方向に溶融押込み処理することを特徴とする請求項１記載の樹脂積層ボード部材の端末処理方法。

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