JP6003044B2 - 樹脂製サンドイッチ構造パネル材およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂製サンドイッチ構造パネル材およびその製造方法に関し、より詳細には、耐熱性、難燃性に優れる一方、軽量でありながら十分に保形性を確保することが可能な樹脂製サンドイッチ構造パネル材およびその製造方法に関する。

従来から、樹脂製サンドイッチ構造パネル材が多数の用途に用いられている。
たとえば、特許文献１には、仮設トイレユニットの壁に用いる例が開示されている。この壁パネル材は、それぞれの周縁同士が溶着されて、内部に中空部を形成する一対の樹脂製の表皮材シートと、一対の表皮材シートの間に介在し中空部内に配置されて、一対の表皮材シートそれぞれに溶着される樹脂製の芯材とが一体成形されたサンドイッチパネル構造が用いられ、芯材は、所定厚みおよび／または所定発泡倍率を有する発泡樹脂構造としている。

このような壁パネル材によれば、芯材の嵩（厚み）をかせぐことにより断面係数の増大を通じて曲げ剛性を確保することを通じて、パネルの表面に凹部を設けて剛性不足を補う必要をなくし、それにより凹部の洗浄という面倒な作業を不要とすることでメインテナンスあるいは養生を簡易化することが可能であるとともに、パネル自体の軽量化に伴い、それを支持する便槽の荷重負担が軽減することにより便槽自体の軽量化あるいはパネルの便槽への組み付けの簡略化も達成可能となり、仮設トイレユニット全体の軽量化を通じて、輸送性および組立性の向上が可能である一方、一対の表皮材の内部に設ける樹脂製の芯材自体により断熱性あるいは遮音性を確保することにより、たとえばパネルに換気口等の開口を設けて一対の表皮材の中空部を密閉状態に保持しなくても、使用便益性を向上させることが可能である。

このような樹脂製サンドイッチ構造パネル材は、その用途に応じて、さらなる軽量化が要望される反面、難燃性または耐熱性が要求されることがある。たとえば、建築物の建材、乗り物の仕切り壁等公共施設に用いられる場合には、難燃性または耐熱性が法規により規制されることもある。
この場合、さらなる軽量化を達成するために発泡倍率を高倍率化しようとしても、発泡性樹脂材料に代表的に用いられるポリオレフィン、スチレン等は、難燃性または耐熱性に劣り、難燃性または耐熱性に優れる変性ポリフェニレンエーテルなどのエンジニアリングプラスチック等を用いて発泡体を形成するとすれば、発泡倍率を高倍率化することは困難であり、所望の軽量化を達成することが難しくなる。

また、特許文献２には、内部が中空なパネル本体に発泡用原料を注入し、その発泡用原料をパネル本体内で発泡させてなるパネルが開示され、特にパネル本体の内面に不織布を接合させることで不織布のアンカー効果により発泡体をパネル本体の内面に強固に接合させ、パネルの剛性を確保している。
しかしながら、この場合も、上述と同様に、難燃性または耐熱性を確保しつつ、さらなる軽量化を図ることが困難である。
だからといって、難燃性または耐熱性に優れる樹脂材料によりパネル本体を形成し、中空部に発泡用原料を注入せずに軽量化するとすれば、パネル本体を構成する互いに対向する板材それぞれは、互いの周縁部同士で接合される以外に支持されていないため、自身の保形性を確保するのが困難となり、時間経過とともに変形する等により樹脂製パネル材を所望の用途に用いることが難しくなる。

特開２０１１−９４４２７ 特開２０１０−８２９４１

以上の技術的問題点に鑑み、本発明の目的は、耐熱性、難燃性に優れる一方、軽量でありながら十分に保形性を確保することが可能な樹脂製サンドイッチ構造パネル材およびその製造方法を提供することにある。

上記課題を達成するために、本発明の樹脂製サンドイッチ構造パネル材は、
互いに対向して配置されることにより内部に中空部を形成する、一対の難燃性または耐熱性発泡樹脂製芯材と、該発泡樹脂製芯材それぞれの外表面に溶着された表皮材シートとを有し、
前記発泡樹脂製芯材の一方は、その内表面に、他方の発泡樹脂製芯材に向かって突出する突起体を有し、前記発泡樹脂製芯材の他方は、その内表面に、両芯材が互いに対向して配置される際の前記突起体の対応する位置に、前記突起体と相補形状の開口部を有し、前記突起体の頂面は、前記他方の発泡樹脂製芯材の外表面に溶着された前記表皮材シートの内表面まで及び、該頂面は前記表皮材シートの前記内表面に溶着され、
前記発泡樹脂製芯材の他方は、その内表面に、一方の発泡樹脂製芯材に向かって突出する突起体を有し、前記発泡樹脂製芯材の一方は、その内表面に、両芯材が互いに対向して配置される際の前記突起体の対応する位置に、前記突起体と相補形状の開口部を有し、前記突起体の頂面は、前記一方の発泡樹脂製芯材の外表面に溶着された前記表皮材シートの内表面まで及び、該頂面は前記表皮材シートの前記内表面に溶着される、構成としている。

以上の構成を有する樹脂製サンドイッチ構造パネル材によれば、耐熱性または難燃性樹脂材料の一対の芯材を用い、両芯材が互いに対向して配置されることにより内部に中空部を形成する一方、それぞれの対向面には、対応する芯材に向かう突起体と、対応する芯材から突出する突起体と相補形状の開口部とが設けられ、突起体の頂面が、対応する芯材の外表面に溶着された表皮材シートの内表面まで及ぶことにより、頂面が表皮材シートの内表面に溶着されことで、発泡倍率を高めることなく中空部を確保することにより軽量化を達成しつつ、突起体と開口部との嵌合により樹脂製サンドイッチ構造パネル材の保形性を維持することが可能であり、以て耐熱性、難燃性に優れる一方、軽量でありながら十分に保形性を確保することが可能である。

また、前記一対の難燃性または耐熱性発泡樹脂製芯材は、互いの周縁を突き合せることにより、内部に中空部を形成するのがよい。
さらに、前記一対の発泡樹脂製芯材の少なくとも一方は、その対向面が分割される形態の複数の分割部を有し、該複数の分割部それぞれは、前記突起体および前記開口部それぞれを少なくとも１つ有し、該複数の分割部を組み付けることにより芯材として形成されるのがよい。
さらにまた、前記一対の発泡樹脂製芯材は、変性ポリフェニレンエーテル樹脂製であるのがよい。
加えて、前記中空部には、金属製補強板が挟み込まれてもよい。

上記課題を達成するために、本発明の樹脂製サンドイッチ構造パネル材の製造方法は、
さらに、請求項１に記載の一対の難燃性または耐熱性発泡樹脂製芯材それぞれを予め成形し、両芯材の周縁同士を突合せつつ、一方の芯材の前記突起体を他方の芯材の対応する前記開口部に内嵌させるとともに、他方の芯材の前記突起体を一方の芯材の対応する前記開口部に内嵌させることにより、一対の難燃性発泡樹脂製芯材を芯材本体として組み付ける段階と、
一対の分割金型の間に２条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートを互いに間隔を隔てて配置する段階と、
２条の熱可塑性樹脂製シートそれぞれと対応する分割金型のキャビティとの間に密閉空間を形成する段階と、
それぞれの密閉空間内の空気を対応する分割金型の側から吸引することにより、対応する熱可塑性樹脂製シートを対応するキャビティに対して押し付けて、熱可塑性樹脂製シートを賦形する段階と、
前記芯材本体をいずれかの熱可塑性樹脂製シートに対して押し付けることにより、前記芯材本体を保持する段階と、
一対の分割金型を型締することにより、２条の熱可塑性樹脂製シートの周縁部同士を溶着するとともに、２条の熱可塑性樹脂製シートそれぞれに対して、前記突起体の前記頂面を通じて、前記芯材本体を溶着する段階とを、有する構成としている。

さらに、前記２条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートを配置する段階は、２条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートを鉛直下方に垂下形態で供給して、キャビティが鉛直方向に沿って設けられた分割金型の間に配置する段階を有し、
前記密閉空間の形成段階は、分割金型の周縁部に対して溶融状態の熱可塑性樹脂製シートに向かって移動自在に外嵌する外枠部材を熱可塑性樹脂製シートに当接させて、分割金型のキャビティと、外枠部材の内周面と、熱可塑性樹脂製シートのキャビティに対向する面とにより密閉空間を形成するのがよい。
さらにまた、前記芯材本体の保持段階は、前記芯材本体の前記いずれかの熱可塑性樹脂製シートに対する溶着を兼ねるのがよい。

本発明に係る薄板樹脂製パネル１００の実施形態について、図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。
図１ないし図３に示すように、樹脂製サンドイッチ構造パネル材１００は、互いの周縁を突き合せることにより内部に中空部を形成する、互いに対向して配置される一対の難燃性または耐熱性発泡樹脂製芯材（発泡樹脂製芯材の一方の半体１２２Ａおよび発泡樹脂製芯材の他方の半体１２２Ｂ）と、発泡樹脂製芯材それぞれの外表面２１０Ａ，Ｂ全体に溶着された表皮材シート（おもて面側表皮材シート１２４Ａおよび裏面側表皮材シート１２４Ｂ）とを有する。

一対の表皮材シート１２４Ａ，Ｂそれぞれの周縁部には、一方の側に湾曲したへりが形成され、へりの端周面同士が突き合わせられて、周壁１２９を構成する。
発泡樹脂製芯材の一方である発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａは、その内表面２００Ａに、他方の発泡樹脂製芯材である発泡樹脂製芯材の半体１２２Ｂに向かって突出する突起体２０２Ａを有し、発泡樹脂製芯材の他方の半体１２２Ｂは、その内表面２０４Ｂに、両芯材の周縁同士を突き合せる際の突起体２０２Ａの対応する位置に、突起体２０２Ａと相補形状の開口部２０６Ｂ（図２参照）を有し、突起体２０２Ａの頂面２０８Ａは、両芯材の周縁同士を突き合せる際、発泡樹脂製芯材の半体１２２Ｂの外表面２１０Ｂに固着された裏面側表皮材シート１２４Ｂの内表面２１２Ｂまで及び、頂面２０８Ａは裏面側表皮材シート１２４Ｂの内表面２１２Ｂに溶着される。

突起体２０２Ａは、中実円柱形状であり、発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａの外表面２１０Ａは、突起体２０２Ａを設けることに伴い凹部を設けることなしに、平面状である。突起体２０２Ａは、複数設けられ、突起体２０２Ａはそれぞれ、後に説明する格子状リブ２１６Ａの縦リブ２１８Ａと横リブ２２０Ａとの交差部に設けられている。より具体的には、図２において、図面の上下方向に、後に説明する開口２０６Ａと交互に設けられている。突起体２０２Ａの形状、数、および隣り合う突起体２０２Ａ同士の間隔は、樹脂製サンドイッチ構造パネル材１００の用途、使用される環境に応じて適宜定めればよく、たとえば、樹脂製サンドイッチ構造パネル材１００の保形性を維持するだけの場合には、数は少なく、隣り合う突起体２０２Ａ同士の間隔は大きくてもよい。

格子状リブ２１６Ａについて説明すれば、発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａの内表面２００Ａには、互いに直交する縦リブ２１８Ａと横リブ２２０Ａとからなる格子状リブ２１６Ａが設けられ、図面上、縦リブ２１８Ａが９本、横リブ２２０Ａが１６本設けられ、縦リブ２１８Ａと横リブ２２０Ａとの交差部には、上述のように、突起体２０２Ａおよび開口部２０６Ａが設けられる。格子状リブ２１６Ａの幅およびピッチは、上述の突起体２０２Ａと同様に、樹脂製サンドイッチ構造パネル材１００の用途、使用される環境に応じて適宜定めればよい。
格子状リブ２１６Ａの高さ、すなわち縦リブ２１８Ａおよび横リブ２２０Ａそれぞれの高さは、発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａの周壁１２９の高さと同一となるように設けられ、それにより、後に説明するように、発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａと発泡樹脂製芯材の半体１２２Ｂとを突き合せる際、互いの周壁１２９の頂面同士を突き合せた状態で、発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａの格子状リブ２１６Ａの頂面と、発泡樹脂製芯材の半体１２２Ｂの格子状リブ２１６Ｂの対応する頂面とが突き合されて、発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａと発泡樹脂製芯材の半体１２２Ｂとが格子状リブ２１６により補強されるようにしている。

図２および図３に示すように、同様に、発泡樹脂製芯材の半体１２２Ｂは、その内表面２００Ｂに、発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａに向かって突出する突起体２０２Ｂを有し、発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａは、その内表面２００Ａに、両芯材の周縁同士を突き合せる際の突起体２０２Ｂの対応する位置に、突起体２０２Ｂと相補形状の開口部２０６Ａ（図２参照）を有し、突起体２０２Ｂの頂面２０８Ｂは、両芯材の周縁同士を突き合せる際、発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａの外表面２１０Ａに固着された裏面側表皮材シート１２４Ａの内表面２１２Ａまで及び、頂面２０８Ｂは裏面側表皮材シート１２４Ｂの内表面２１２Ａに溶着される。
なお、発泡樹脂製芯材の半体１２２Ｂにおいて、格子状リブ２１６Ｂ、突起部２０２Ｂおよび開口部２０６Ｂは、突起部２０２Ｂおよび開口部２０６Ｂの格子状リブ２１６Ｂに対する位置関係も含め、発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａと同様であるので、その説明は省略する。
変形例として、一対の発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａ，Ｂの少なくとも一方は、その対向面が分割される形態の複数の分割部を有し、複数の分割部それぞれは、突起体２０２および開口部２０６それぞれを少なくとも１つ有し、複数の分割部を組み付けることにより芯材として形成されるのでもよい。

発泡樹脂製芯材の半体１２２は、耐熱性あるいは難燃性の材質として、たとえば変性ポリフェニレンエーテル製であり、たとえば車両内で火災発生の際、火災の延焼を防止するとともに、有毒ガスの発生等を抑制するようにしている。これは、特に公共の車両の場合には、法規上に規定されていることがある。このような材質の発泡樹脂製芯材の半体１２２において、発泡倍率を高めるのは、発泡性樹脂材料に代表的に用いられるポリオレフィン、スチレン等に比べ困難であり、その分軽量化を達成することが困難であるが、上述のように、内部に中空部１０３を設け、発泡樹脂を用いつつ、中空部１０３を設けることにより、軽量化を図っている。
より詳細には、図１および図２に示すように、一対の発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａ，Ｂが突き合されることにより、それぞれの格子状リブ２１６Ａ，Ｂの頂面同士が当接し、上下方向に隣接する縦リブ２１８と水平方向に隣接する横リブ２２０とにより小区画化された中空部１０３が形成される。
発泡剤としては、物理発泡剤、化学発泡剤およびその混合物のいずれを用いてもよい。物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡剤、およびブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。

一方、おもて面側表皮材シート１２４Ａおよび裏面側表皮材シート１２４Ｂの材料は、ポリプロピレン、エンジニアリングプラスチックス、オレフィン系樹脂などから形成されたシートからなる。より詳細には、後に説明するように、樹脂製サンドイッチ構造パネル材１００を一体成形により製造する観点から、おもて面側表皮材シート１２４Ａおよび裏面側表皮材シート１２４Ｂそれぞれは、溶融状態の熱可塑性樹脂製シートＰ１、Ｐ２を垂下させて成形させることから、熱可塑性樹脂製シートＰ１、Ｐ２は、ドローダウン、ネックインなどにより肉厚のバラツキが発生することを防止する観点から溶融張力の高い樹脂材料を用いることが好ましく、一方で金型への転写性、追従性を良好とするため流動性の高い樹脂材料を用いることが好ましい。

より具体的にはエチレン、プロピレン、ブテン、イソプレンペンテン、メチルペンテン等のオレフィン類の単独重合体あるいは共重合体であるポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン）であって、２３０℃におけるＭＦＲ（ＪＩＳ Ｋ−７２１０に準じて試験温度２３０℃、試験荷重２．１６ｋｇにて測定）が３．０ｇ／１０分以下、さらに好ましくは０．３〜１．５ｇ／１０分のもの、またはアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリスチレン、高衝撃ポリスチレン（ＨＩＰＳ樹脂）、アクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等の非晶性樹脂であって、２００℃におけるＭＦＲ（ＪＩＳ Ｋ−７２１０に準じて試験温度２００℃、試験荷重２．１６ｋｇにて測定）が３．０〜６０ｇ／１０分、さらに好ましくは３０〜５０ｇ／１０分でかつ、２３０℃におけるメルトテンション（株式会社東洋精機製作所製メルトテンションテスターを用い、余熱温度２３０℃、押出速度５．７ｍｍ／分で、直径２．０９５ｍｍ、長さ８ｍｍのオリフィスからストランドを押し出し、このストランドを直径５０ｍｍのローラに巻き取り速度１００ｒｐｍで巻き取ったときの張力を示す）が５０ｍＮ以上、好ましくは１２０ｍＮ以上のものを用いて形成される。

また、熱可塑性樹脂製シートＰ１、Ｐ２には衝撃により割れが生じることを防止するため、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーが３０ｗｔ％未満、好ましくは１５ｗｔ％未満の範囲で添加されていることが好ましい。具体的には水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとしてスチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体、水添スチレン−ブタジエンゴムおよびその混合物が好適であり、スチレン含有量が３０ｗｔ％未満、好ましくは２０ｗｔ％未満であり、２３０℃におけるＭＦＲ（ＪＩＳ Ｋ−７２１０に準じて試験温度２３０℃、試験荷重２．１６ｋｇにて測定）は１．０〜１０ｇ／１０分、好ましくは５．０ｇ／１０分以下で、かつ１．０ｇ／１０分以上あるものがよい。

さらに、熱可塑性樹脂製シートＰ１、Ｐ２には、添加剤が含まれていてもよく、その添加剤としては、シリカ、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、ガラス繊維、カーボン繊維等の無機フィラー、可塑剤、安定剤、着色剤、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤等が挙げられる。具体的にはシリカ、マイカ、ガラス繊維等を成形樹脂に対して５０ｗｔ％以下、好ましくは３０〜４０ｗｔ％添加する。
次に、本実施形態に係る樹脂製サンドイッチ構造パネル材１００の製造方法について、以下に詳細に説明する。まず、樹脂製サンドイッチ構造パネル材１００の製造装置について、以下に説明する。

図４に示すように、樹脂製サンドイッチ構造パネル材１００の成形装置は、押出装置１２と、押出装置１２の下方に配置された型締装置１４とを有し、押出装置１２から押出された溶融状態の熱可塑性樹脂製シートＰを型締装置１４に送り、型締装置１４により溶融状態の熱可塑性樹脂製シートＰを成形するようにして、表皮材シート１２４を作る。ここに、一対の熱可塑性樹脂それぞれを押し出して、型締装置１４まで送るまでの装置は、同様であるので、一方のみ説明し、他方については同様な参照番号を付することによりその説明は省略する。

押出装置１２は、従来既知のタイプであり、その詳しい説明は省略するが、ホッパー１６が付設されたシリンダー１８と、シリンダー１８内に設けられたスクリュー（図示せず）と、スクリューに連結された油圧モーター２０と、シリンダー１８と内部が連通したアキュムレータ２２と、アキュムレータ２２内に設けられたプランジャー２４とを有し、ホッパー１６から投入された樹脂ペレットが、シリンダー１８内で油圧モーター２０によるスクリューの回転により溶融、混練され、溶融状態の樹脂がアキュムレータ室２２に移送されて一定量貯留され、プランジャー２４の駆動によりＴダイ２８に向けて溶融樹脂を送り、押出スリット３４を通じて連続的な熱可塑性樹脂製シートＰが押し出され、間隔を隔てて配置された一対のローラー３０によって挟圧されながら下方へ向かって送り出されて分割金型３２の間に垂下される。これにより、後に詳細に説明するように、熱可塑性樹脂製シートＰが上下方向（押出方向）に一様な厚みを有する状態で、分割金型３２の間に配置される。

押出装置１２の押出の能力は、成形する樹脂成形品の大きさ、熱可塑性樹脂製シートＰのドローダウンあるいはネックイン発生防止の観点から適宜選択する。より具体的には、実用的な観点から、間欠押出における１ショットの押出量は好ましくは１〜１０ｋｇであり、押出スリット３４からの樹脂の押出速度は、数百ｋｇ／時以上、より好ましくは７００ｋｇ／時以上である。また、熱可塑性樹脂製シートＰのドローダウンあるいはネックイン発生防止の観点から、熱可塑性樹脂製シートＰの押出工程はなるべく短いのが好ましく、樹脂の種類、ＭＦＲ値、メルトテンション値に依存するが、一般的に、押出工程は４０秒以内、より好ましくは１０〜２０秒以内に完了するのがよい。このため、熱可塑性樹脂の押出スリット３４からの単位面積、単位時間当たりの押出量は、５０ｋｇ／時ｃｍ^２以上、より好ましくは１５０ｋｇ／時ｃｍ^２以上である。

一対のローラー３０の回転により一対のローラー３０間に挟み込まれた熱可塑性樹脂製シートＰを下方に送り出すことで、熱可塑性樹脂製シートＰを延伸薄肉化することが可能であり、押し出される熱可塑性樹脂製シートＰの押出速度と一対のローラー３０による熱可塑性樹脂製シートＰの送り出し速度との関係を調整することにより、ドローダウンあるいはネックインの発生を防止することが可能であるから、樹脂の種類、特にＭＦＲ値およびメルトテンション値、あるいは単位時間当たりの押出量に対する制約を小さくすることが可能である。

図４に示すように、Ｔダイ２８に設けられる押出スリット３４は、鉛直下向きに配置され、押出スリット３４から押し出された連続熱可塑性樹脂製シートＰは、そのまま押出スリット３４から垂下する形態で、鉛直下向きに送られるようにしている。押出スリット３４は、その間隔を可変とすることにより、連続熱可塑性樹脂製シートＰの厚みを変更することが可能である。

一対のローラー３０について説明すれば、一対のローラー３０は、押出スリット３４の下方において、各々の回転軸が互いに平行にほぼ水平に配置され、一方が回転駆動ローラー３０Ａであり、他方が被回転駆動ローラー３０Ｂである。より詳細には、図８に示すように、一対のローラー３０は、押出スリット３４から下方に垂下する形態で押し出される熱可塑性樹脂製シートＰに関して、線対称となるように配置される。

それぞれのローラーの直径およびローラーの軸方向長さは、成形すべき熱可塑性樹脂製シートＰの押出速度、シートの押出方向長さおよび幅、ならびに樹脂の種類等に応じて適宜設定すればよいが、後に説明するように、一対のローラー３０間に熱可塑性樹脂製シートＰを挟み込んだ状態で、ローラーの回転により熱可塑性樹脂製シートＰを円滑に下方に送り出す観点から、回転駆動ローラー３０Ａの径は、被回転駆動ローラー３０Ｂの径より若干大きいのが好ましい。ローラーの径は５０〜３００ｍｍの範囲であることが好ましく、熱可塑性樹脂製シートＰとの接触においてローラーの曲率が大きすぎてもまた、小さすぎても熱可塑性樹脂製シートＰがローラーへ巻き付く不具合の原因となる。
一方、型締装置１４も、押出装置１２と同様に、従来既知のタイプであり、その詳しい説明は省略するが、２つの分割形式の金型３２Ａ，Ｂと、金型３２Ａ，Ｂを溶融状態の熱可塑性樹脂製シートＰの供給方向に対して略直交する方向に、開位置と閉位置との間で移動させる金型駆動装置とを有する。

図４に示すように、２つの分割形式の金型３２Ａ，Ｂは、キャビティ１１６を対向させた状態で配置され、それぞれキャビティ１１６が略鉛直方向を向くように配置される。それぞれのキャビティ１１６の表面には、溶融状態の熱可塑性樹脂製シートＰに基づいて成形される成形品の外形、および表面形状に応じて凹凸が設けられる。

２つの分割形式の金型３２Ａ，Ｂそれぞれにおいて、キャビティ１１６のまわりには、ピンチオフ部１１８が形成され、このピンチオフ部１１８は、キャビティ１１６のまわりに環状に形成され、対向する金型３２Ａ，Ｂに向かって突出する。これにより、２つの分割形式の金型３２Ａ，Ｂを型締する際、それぞれのピンチオフ部１１８の先端部が当接し、一対の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートＰ１、Ｐ２の周縁にパーティングラインＰＬが形成されるように溶着される。

図５に示すように、金型３２Ａの外周部には、型枠３３Ａが密封状態で摺動可能に外嵌し、図示しない型枠移動装置により、型枠３３Ａが、金型３２Ａに対して相対的に移動可能としている。より詳細には、型枠３３Ａは、金型３２Ａに対して金型３２Ｂに向かって突出することにより、金型３２Ａ，Ｂ間に配置された熱可塑性樹脂製シートＰ１の側面に当接可能である。金型３２Ｂについても同様に、型枠３３Ｂが設けられている。

金型駆動装置については、従来と同様のものであり、その説明は省略するが、２つの分割形式の金型３２Ａ，Ｂはそれぞれ、金型駆動装置により駆動され、開位置において、２つの分割金型３２Ａ，Ｂの間に、一対の溶融状態の連続熱可塑性樹脂製シートＰが配置可能なようにされ、一方閉位置において、２つの分割金型３２Ａ，Ｂのピンチオフ部１１８が当接し、環状のピンチオフ部１１８が互いに当接することにより、２つの分割金型３２Ａ，Ｂ内に密閉空間が形成されるようにしている。開位置から閉位置への各金型３２Ａ，Ｂの移動について、閉位置、すなわち、ピンチオフ部１１８同士が互いに当接する位置は、一対の溶融状態の連続熱可塑性樹脂製シートＰ１、Ｐ２間で、両熱可塑性樹脂製シートＰ１、Ｐ２から等距離の位置とし、各金型３２Ａ，Ｂが金型駆動装置により駆動されてその位置に向かって移動するようにしている。
なお、一方の連続熱可塑性樹脂製シートＰ１用の押出装置および一対のローラーと、他方の一方の連続熱可塑性樹脂製シートＰ２用の押出装置および一対のローラーとは、この閉位置に関して対称に配置されている。

図６に示すように、分割金型３２Ａの内部には、真空吸引室８０が設けられ、真空吸引室８０は吸引穴８２を介してキャビティ１１６Ａに連通し、真空吸引室８０から吸引穴８２を介して吸引することにより、キャビティ１１６Ａに向かって熱可塑性樹脂製シートＰ１を吸着させて、キャビティ１１６Ａの外表面に沿った形状に賦形するようにしている。より詳細には、キャビティ１１６Ａの外表面により、裏面側表皮材シート１２４Ｂの材料である熱可塑性樹脂製シートＰ１の外表面１１７を賦形するようにしている。熱可塑性樹脂製シートＰ２についても同様に賦形するようにしている。
以上の構成を有する樹脂製サンドイッチ構造パネル材１００の成形装置を利用した樹脂製サンドイッチ構造パネル材１００の製造方法について、図面を参照しながら以下に説明する。
まず、一対一対の難燃性または耐熱性発泡樹脂製芯材それぞれを予め成形する。

より詳細には、発泡樹脂製芯材の半体１２２の製造について説明すれば、たとえば変性ポリフェニレンエーテル樹脂を押出機（図示せず）に供給し、加熱溶融しつつ混練してから所定量の発泡剤を添加し、押出機内で更に混練して発泡製溶融樹脂とし、押出ノズル先端のゲートを開いた状態で、発泡溶融樹脂を押し出すことにより、低圧域に開放されて、発泡樹脂製のストランドが形成される。このストランドを所定の間隔で切断し、冷却することで発泡ビーズが形成される。たとえば、一対当該発泡ビーズを金型内に充填し、水蒸気を導入することで二次発泡を生じさせ、発泡ビーズ同士を互いに溶着させることにより、それぞれの発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａ，Ｂを成形することができる。

次いで、発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａ，Ｂを突合せつつ、一方の芯材の半体１２２Ａの突起体２０２Ａを他方の芯材の半体１２２Ｂの対応する開口部２０６Ｂに内嵌させるとともに、他方の芯材の半体１２２Ｂの突起体２０２Ｂを一方の芯材の半体１２２Ａの対応する開口部２０６Ａに内嵌させることにより、一対一対の難燃性発泡樹脂製芯材の半体を芯材本体１４０として組み付ける。
より詳細には、発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａ，Ｂそれぞれの周縁および格子状リブ２１６を突き合せることにより、小区画の中空部１０３が形成されるとともに、突起体２０２と開口部２０６との嵌合により樹脂製サンドイッチ構造パネル材１００の保形性を維持することが可能となる。この状態において、発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａの外表面２１０Ａには、開口部２０６Ａから発泡樹脂製芯材の半体１２２Ｂの突起体２０２Ｂの頂面２０８Ｂが外表面２１０Ａと面一の状態で露出するとともに、発泡樹脂製芯材の半体１２２Ｂの外表面２１０Ｂには、開口部２０６Ｂから発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａの突起体２０２Ａの頂面２０８Ａが外表面２１０Ｂと面一の状態で露出する。

次いで、図４において、溶融混練した熱可塑性樹脂をアキュムレータ２２内に所定量貯留し、Ｔダイ２８に設けられた所定間隔の押出スリット３４から、貯留された熱可塑性樹脂を単位時間当たり所定押出量で間欠的に押し出すことにより、熱可塑性樹脂はスウェルし、溶融状態のシート状に下方に垂下するように所定の厚みにて所定押出速度で押し出される。

次いで、一対のローラー３０を開位置に移動し、押出スリット３４の下方に配置された一対のローラー３０同士の間隔を熱可塑性樹脂製シートＰの厚みより広げることにより、下方に押し出された溶融状態の熱可塑性樹脂製シートＰの最下部が一対のローラー３０間に円滑に供給されるようにする。なお、ローラー３０同士の間隔を熱可塑性樹脂製シートＰの厚みより広げるタイミングは、押し出し開始後でなく、ワンショットごとに二次成形が終了時点で行ってもよい。
次いで、一対のローラー３０同士を互いに近接させて閉位置に移動し、一対のローラー３０同士の間隔を狭めて熱可塑性樹脂製シートＰを挟み込み、ローラーの回転により熱可塑性樹脂製シートＰを下方に送り出す。
次いで、図４に示すように、押出方向に一様な厚みを形成した熱可塑性樹脂製シートＰを一対のローラー３０の下方に配置された分割金型３２Ａ，Ｂ間に配置する。これにより、熱可塑性樹脂製シートＰは、ピンチオフ部１１８のまわりにはみ出す形態で位置決めされる。
以上の工程を、一対の熱可塑性樹脂製シートＰ１、Ｐ２それぞれについて行い、おもて面側表皮材シート１２４Ａの材料である熱可塑性樹脂製シートＰ２と、裏面側表皮材シート１２４Ｂの材料である熱可塑性樹脂製シートＰ１とを互いに間隔を隔てた状態で、分割金型３２Ａ，Ｂ間に配置する。
この場合、一対の熱可塑性樹脂製シートＰ１、Ｐ２はそれぞれ、互いに独立に、押し出しスリット３４の間隔、あるいは一対のローラ３０の回転速度を調整することにより、分割金型３２Ａ，Ｂ間に配置される際の厚みを調整可能である。

次いで、図５に示すように、型枠３３Ａを金型３２Ａに対して、裏面側表皮材シート１２４Ｂの材料である熱可塑性樹脂製シートＰ１に向かって、金型３２Ａに対向する熱可塑性樹脂製シートＰ１の外表面１１７に当たるまで移動させる。なお、型枠３３Ｂについても同様に、熱可塑性樹脂製シートＰ２の外表面１１７に当たるまで移動させる。

次いで、図５および図６に示すように、金型３２Ａのキャビティ１１６Ａ、型枠３３Ａの内周面１０２、および金型３２Ａに対向する熱可塑性樹脂製シートＰ１の外表面１１７により構成された第１密閉空間８４を通じて、真空吸引室８０から吸引穴８２を介して吸引することにより、熱可塑性樹脂製シートＰ１をキャビティ１１６Ａに対して押し付けて、キャビティ１１６Ａの表面に沿った形状に熱可塑性樹脂製シートＰ１を賦形する。熱可塑性樹脂製シートＰ２についても同様に吸引して、賦形する。
次いで、図６に示すように、予め成形した芯材本体１４０を分割金型３２の間に配置し、熱可塑性樹脂製シートＰ１に対して押し付けて、溶着させることにより芯材本体１４０を保持する。
芯材本体１４０は、たとえば既知の吸着式マニュプレータを用いて、芯材本体１４０の側面を吸着保持しながら分割金型３２の間に配置し、熱可塑性樹脂製シートＰ１に対して溶着させることにより、吸着式マニュプレータを芯材本体１４０から脱着して、分割金型３２の間から引っ込めればよい。

次いで、図７に示すように、熱可塑性樹脂製シートＰ１、Ｐ２それぞれの外表面１１７に当接する型枠３３Ａ、３３Ｂをそのままの位置に保持した状態で熱可塑性樹脂製シートＰ１、Ｐ２を吸引保持しつつ、それぞれの環状のピンチオフ部１１８Ａ，Ｂ同士が当接するまで両金型３２Ａ，Ｂを互いに近づく向きに移動させる。この場合、ピンチオフ部１１８Ａ，Ｂ同士の型締方向の当接位置は、互いに離間する一対の熱可塑性樹脂製シートＰ１，Ｐ２の間となるところ、図７に示すように、ピンチオフ部１１８Ａ，Ｂ同士が当接することにより、一対の熱可塑性樹脂製シートＰ１，Ｐ２は互いの周縁部１２６同士が溶着固定され、内部に芯材本体１４０を配置した状態で、熱可塑性樹脂製シートの周縁によって密閉された周壁１２９を形成するとともに、裏面側表皮材シート１２４Ｂおよびおもて面側表皮材シート１２４Ａそれぞれが、芯材本体１４０と溶着され、さらに開口部２０６Ａから外表面２１０Ａと面一の状態で露出する発泡樹脂製芯材の半体１２２Ｂの突起体２０２Ｂの頂面２０８Ｂが熱可塑性樹脂製シートＰ１の内表面に溶着される一方、開口部２０６Ｂから外表面２１０Ｂと面一の状態で露出する発泡樹脂製芯材の半体１２２Ａの突起体２０２Ａの頂面２０８Ａが熱可塑性樹脂製シートＰ２の内表面に溶着される。
次いで、図８に示すように、分割金型３２Ａ，Ｂを型開きして、成形された樹脂製サンドイッチ構造パネル材１００を取り出し、ピンチオフ部１１８Ａ，Ｂの外側のバリ部分Ｂを切断し、これで成形が完了する。

以上のように、一次成形において溶融樹脂を間欠的に押し出すたびに、以上のような工程を繰り返すことにより、シート状の樹脂製サンドイッチ構造パネル材１００を次々に成形することが可能であり、一次成形（押出成形）により熱可塑性樹脂を間欠的に溶融状態の熱可塑性樹脂製シートＰとして押し出し、二次成形（ブロー成形あるいは真空成形）により押し出された熱可塑性樹脂製シートＰを金型を用いて成形することが可能である。
以上の構成を有する樹脂製サンドイッチ構造パネル材１００によれば、耐熱性または難燃性樹脂材料の一対の芯材１２２を用い、両芯材１２２が互いに対向して配置されることにより内部に中空部１０３を形成する一方、それぞれの対向面には、対応する芯材１２２に向かう突起体２０２と、対応する芯材１２２から突出する突起体２０２と相補形状の開口部２０６とが設けられ、突起体２０２の頂面２０８が、対応する芯材１２２の外表面２１０に溶着された表皮材シート１２４の内表面まで及ぶことにより、頂面２０８が表皮材シート１２４の内表面に溶着されことで、発泡倍率を高めることなく中空部１０３を確保することにより軽量化を達成しつつ、突起体２０２と開口部２０６との嵌合により樹脂製サンドイッチ構造パネル材１００の保形性を維持することが可能であり、以て耐熱性、難燃性に優れる一方、軽量でありながら十分に保形性を確保することが可能である。

以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において、当業者であれば、種々の修正あるいは変更が可能である。

たとえば、本実施形態においては、発泡樹脂製芯材として薄板平面状の芯材の半体として説明したが、それに限定されることなく、曲面を含む立体形状のものでもよい。
また、本実施形態においては、発泡樹脂製芯材本体の内部には、挿入体を挿入しないものとして説明したが、それに限定されることなく、一対の発泡樹脂製芯材の半体により挟み込む形態で金属製補強板を挿入してもよく、それにより樹脂製サンドイッチ構造パネル材の強度、特に曲げ剛性を確保するようにしてもよく、その場合、単一の金属製補強板に限定されることなく、樹脂製サンドイッチ構造パネル材の大きさに応じて、複数の金属製補強板を用意し、互いに間隔を隔ててそれぞれの金属製補強板を発泡樹脂製芯材に形成した対応する中空部１０３に配置してもよい。この場合、金属製補強板を一対の発泡樹脂製芯材により挟み込むことにより安定して位置決め可能である限り、金属製補強板の４側面が発泡樹脂製芯材により取り囲まれることなく、４側面のいずれか、あるいはすべてが外部に露出していてもよい。
逆に、樹脂製サンドイッチ構造パネル材に保形性が保持される限り、さほどの強度が要求されない場合には、格子状リブを省略してもよい。

本発明の実施形態に係る樹脂製サンドイッチ構造パネル材の斜視図である。 図１の線Ａ−Ａに沿う断面図である。 本発明の実施形態に係る樹脂製サンドイッチ構造パネル材の一方及び他方の発泡樹脂製芯材の各半体の斜視図である。 本発明の実施形態に係る樹脂製サンドイッチ構造パネル材の成形装置とともに、溶融樹脂シートが分割金型の間に配置された状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る樹脂製サンドイッチ構造パネル材の成形装置において、分割金型の外枠を溶融樹脂シートの側面に当接させている状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る樹脂製サンドイッチ構造パネル材の成形装置において、溶融樹脂シートを賦形している状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る樹脂製サンドイッチ構造パネル材の成形装置において、分割金型を型締めした状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る樹脂製サンドイッチ構造パネル材の成形装置において、分割金型を型開きした状態を示す図である。

Ｐ 熱可塑性樹脂製シート
ＰＬ パーティングライン
１２ 押出装置
１４ 型締装置
１６ ホッパー
１８ シリンダー
２０ 油圧モーター
２２ アキュムレータ
２４ プランジャー
２８ Ｔダイ
３０ ローラー
３２ 分割金型
３３ 型枠
３４ 押出スリット
８０ 真空吸引室
８２ 真空吸引穴
８４ 第１密閉空間
８６ 第２密閉空間
１００ 樹脂製サンドイッチ構造パネル材
１０２ 内周面
１１６ キャビティ
１１７ 外表面
１１８ ピンチオフ部
１２２ 発泡樹脂製芯材の半体
１２４ 表皮材シート
１２６ 周縁部
１２９ 周壁
１４０ 芯材本体
２００ 内表面
２０２ 突起体
２０４ 内表面
２０６ 開口部
２０８ 頂面
２１０ 外表面
２１２ 内表面
２１６ 格子状リブ
２１８ 縦リブ
２２０ 横リブ

Claims (8)

1. 互いに対向して配置されることにより内部に中空部を形成する、一対の難燃性または耐熱
   性発泡樹脂製芯材と、該発泡樹脂製芯材それぞれの外表面に溶着された状態の表皮材シートとを有し、
   前記発泡樹脂製芯材の一方は、その内表面に、他方の発泡樹脂製芯材に向かって突出する
   突起体を有し、前記発泡樹脂製芯材の他方は、その内表面に、両芯材が互いに対向して配
   置される際の前記突起体の対応する位置に、前記突起体と相補形状の開口部を有し、前記
   突起体の頂面は、前記他方の発泡樹脂製芯材の外表面に溶着された状態の前記表皮材シートの内表面まで及び、該頂面は前記表皮材シートの前記内表面に溶着された状態であり、
   前記発泡樹脂製芯材の他方は、その内表面に、一方の発泡樹脂製芯材に向かって突出する
   突起体を有し、前記発泡樹脂製芯材の一方は、その内表面に、両芯材が互いに対向して配
   置される際の前記突起体の対応する位置に、前記突起体と相補形状の開口部を有し、前記
   突起体の頂面は、前記一方の発泡樹脂製芯材の外表面に溶着された状態の前記表皮材シートの内表面まで及び、該頂面は前記表皮材シートの前記内表面に溶着された状態である、
   ことを特徴とする、樹脂製サンドイッチ構造パネル材。
2. 前記一対の難燃性または耐熱性発泡樹脂製芯材は、互いの周縁を突き合せることにより
   、内部に中空部を形成する、請求項１に記載の樹脂製サンドイッチ構造パネル材。
3. 前記一対の発泡樹脂製芯材の少なくとも一方は、前記一対の発泡樹脂製芯材の互いに対向
   する対向面のうち、前記一対の発泡樹脂製芯材の少なくとも一方の対向面が分割される形
   態の複数の分割部を有し、該複数の分割部それぞれは、前記突起体および前記開口部それ
   ぞれを少なくとも１つ有し、前記芯材は、該複数の分割部が組み付けられた状態である、請求項１または請求項２に記載の樹脂製サンドイッチ構造パネル材。
4. 前記一対の発泡樹脂製芯材は、変性ポリフェニレンエーテル樹脂製である、請求項１また
   は請求項２に記載の樹脂製サンドイッチ構造パネル材。
5. 前記中空部には、前記一対の発泡樹脂製芯材により挟み込まれる金属製補強板が配置され
   る、請求項４に記載の樹脂製サンドイッチ構造パネル材。
6. 請求項１に記載の一対の難燃性または耐熱性発泡樹脂製芯材それぞれを予め成形し、両芯
   材の周縁同士を突合せつつ、一方の芯材の前記突起体を他方の芯材の対応する前記開口部
   に内嵌させるとともに、他方の芯材の前記突起体を一方の芯材の対応する前記開口部に内
   嵌させることにより、一対の難燃性発泡樹脂製芯材を芯材本体として組み付ける段階と、
   一対の分割金型の間に２条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートを互いに間隔を隔てて配置
   する段階と、
   ２条の熱可塑性樹脂製シートそれぞれと対応する分割金型のキャビティとの間に密閉空間
   を形成する段階と、
   それぞれの密閉空間内の空気を対応する分割金型の側から吸引することにより、対応する
   熱可塑性樹脂製シートを対応するキャビティに対して押し付けて、熱可塑性樹脂製シート
   を賦形する段階と、
   前記芯材本体をいずれかの熱可塑性樹脂製シートに対して押し付けることにより、前記芯
   材本体を保持する段階と、
   一対の分割金型を型締することにより、２条の熱可塑性樹脂製シートの周縁部同士を溶着
   するとともに、２条の熱可塑性樹脂製シートそれぞれに対して、前記突起体の前記頂面を
   通じて、前記芯材本体を溶着する段階とを、有することを特徴とする樹脂製サンドイッチ
   構造パネル材の製造方法。
7. 前記２条の溶融状態の熱可塑性樹脂製シートを配置する段階は、２条の溶融状態の熱可塑
   性樹脂製シートを鉛直下方に垂下形態で供給して、キャビティが鉛直方向に沿って設けら
   れた分割金型の間に配置する段階を有し、
   前記密閉空間の形成段階は、分割金型の周縁部に対して溶融状態の熱可塑性樹脂製シート
   に向かって移動自在に外嵌する外枠部材を熱可塑性樹脂製シートに当接させて、分割金型
   のキャビティと、外枠部材の内周面と、熱可塑性樹脂製シートのキャビティに対向する面
   とにより密閉空間を形成する、請求項５に記載の樹脂製サンドイッチ構造パネル材の製造
   方法。
8. 前記芯材本体の保持段階は、前記芯材本体の前記いずれかの熱可塑性樹脂製シートに対す
   る溶着を兼ねる、請求項６に記載の樹脂製サンドイッチ構造パネル材の製造方法。

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