JPH04197624A

JPH04197624A - 積層構造材

Info

Publication number: JPH04197624A
Application number: JP32769290A
Authority: JP
Inventors: Tatsuro Nakamura; 達郎中村; Shinichi Kitazawa; 北澤　進一
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1992-07-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は防音材、防振材、断熱材、補強材として使用す
ることのできる構造材に関する。

［従来の技術］従来から、断熱材、防振材の材料としてハニカム構造の
ものが一般的に使用されていた。これらハニカム構造体
は水平面に対して、直角方向に配列する構造材を有して
いるので丈夫であり、しかも空間部分を形成しているの
で厚みの割に軽量な構造材である。

しかしながら、ハニカム構造体を製造するには、表層、
裏層、及びハニカム層を接合する必要があり、ハニカム
層は表層、裏層に対して垂直に接合する必要があるため
、かなりの精度が要求されると共に、表層、裏層、及び
ハニカム層との接合部分の接着が不十分となり易く、し
かも作業工程が煩雑であるため、コスト高になるという
問題があった。

［発明が解決しようとする課題］本発明は製造方法が簡単で、軽量かつ強度的に優れた構
造材を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］繊維ウェブの分散した合成樹脂シート素材を、多数の凸
部と平坦部とを配置するように圧縮成型した２枚の成型
シート３．３′からなり、該成型シート３．３′は凸部
側が対向し、一方の成型シート３の凸部１と他方の成型
シート３′の平坦部２′とが接合している積層構造材で
ある。

また、一方の成型シート３の凸部１の頂部５が、他方の
成型シート３′の平坦部２′に互いに接合し、かつ、一
方の成型シート３の凸部１の稜線６が、他方の成型シー
ト３′の凸部１′の稜線６′および／または側面７′に
、互いに接合している積層構造材であれば、強度的に優
れている。

更に、積層構造材を構成する少なくとも一方の成型シー
トに、表面板を接合すれば、更に強度的に優れた積層構
造材が得られる。

な８、接合が接着剤によれば、成型シート同士が密着し
、自由度がなくなるため、優れた強度を有する積層構造
体が得られる。

［作用］本発明では２枚の成型シートを使用しているので、どち
らか一方の成型シートに対して、他方の成型シートであ
ることを明示するために、「′」という記号を用いてい
る。なお、数字は一方の成型シートの構成部分と対応し
ている。

本発明は繊維ウェブの分散した合成樹脂シート素材（以
下、単に「シート素材」という）を、多数の凸部と平坦
部とを配置するように圧縮成型した２枚の成型シート３
．３′からなり、該成型シート３．３′は凸部側が対向
し、一方の成型シート３の凸部１と、他方の成型シート
３′の平坦部２′とが接合している積層構造材であり、
次のような特徴を有する。

まず第１に、本発明に使用している成型シート３．３′
は繊維ウェブが合成樹脂中に分散しているシート素材か
ら構造されており、合成樹脂自身の強度のみではなく、
合成樹脂間をｍｓｉウェブが橋渡しをした状態にあるの
で、優れた強度を発揮する。

第２に、このような成型シート３．３′は実質的に成型
前のシート素材の重量と同じでありながら、シート素材
の圧縮成型による厚みがあり、空気を多く含む空間を有
しているので、防音、防振、断熱作用に優れている。

第３に、シート素材を圧縮成型した後、接合するのみで
積層構造材４が得られるので、噛めて簡単に製造できる
。

また、一方の成型シート３の凸部１の頂部５が、他方の
成型シート３゛の平坦部２′に互いに接合し、かつ、一
方の成型シート３の凸部１の稜線６が、他方の成型シー
ト３′の凸部１′の稜＆１６′および／または側面７′
に、互いに接合していれば、垂直に力が加わった際には
、凸部と平坦部、凸部の稜線同士、および／または稜線
と側面が接するので、凸部の略高さに相当する強度があ
る。

また、斜め方向から力が加わった場合も同様に、力点か
ら平坦部までの厚みに相当する強度があり、しかもかな
り強い力が加わったとしても、他方の成型シートの４つ
の凸部に接触しているので、力が分散され、より大きな
力に抗することができる。

なお、以上は凸部１の１つ１つに働く力についてであり
、凸部を多く形成すれば、更に大きな力に抗することが
できる。

更に、積層構造材を構成する少なくとも一方の成型シー
トに表面板を接合した場合には、力が加わった際に、力
が表面板によって分散されるので、より強度を上げるこ
とができる。

なお、上記の成型シート３．３′の接合、表面板の接合
を接着剤により行なえば、成型シート３．３′が密着し
、各々の成型シート３．３′の自由度がなくなるので、
強度的に優れた積層構造材となる。

本発明の積層構造材４′を構成する成型シート３．３′
は合成樹脂、繊維ウェブからなり、繊維ウェブにより、
成型時のシート強度を上げている。本発明に使用する合
成樹脂としては特に限定するものではなく、ポリアミド
樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチ
レン樹脂、ポリプロピレン樹脂、酢酸ビニル樹脂、アク
リル系樹脂、エチレン共重合系樹脂などの熱可塑性樹脂
、或いはアミノ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノ
ール樹脂、キシレン樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性アクリル樹脂などの
熱硬化性樹脂が使用できる。な８、これらの合成樹脂は
固体粒子状のものでもよいし、液状のものでもよく、特
に限定するものではない。

このような合成樹脂に対して繊維ウェブを均一に分散さ
せ、成型時のシート強度を向上させるために、線維とし
ては剛直な繊維、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、芳香
族系のポリアミド繊維、芳香族系のポリエーテルアミド
繊維、ポリアミドイミド繊維等を使用するのが好ましい
が、本発明の繊維は上記の繊維に限定されず、ポリエス
テル繊維、ポリアミドｌａ維塩化ビニル繊維、モダクリ
ル繊維のような一般的な合成ｉ［も使用することができ
る。

なお、このような構成繊維は繊維同士が実質的に結合し
ていない、繊維ウェブの状態で使用することが好ましい
。この実質的に結合していないとは、繊維がカード機等
で開繊されたルーズな状態であり、接着剤等により強く
結合している状態や機械的に強く絡合している状態でな
いことを意味している。この−ように、繊維ウェブの状
態で使用することにより、圧縮成型した際に、繊維が均
一に分散することができ、繊維の移動ができるので、均
一な成型シートが得られ、しかも成型後のシート強度も
優れたものとなる。

前記のような構成繊維をカード機等により、繊維ウェブ
を形成した後、合成樹脂を含浸したり、繊維ウェブと合
成樹脂シートを積層したり、繊維ウェブに固体粒状の合
成樹脂を均一に分散させるなどの方法で、繊維と合成樹
脂の混合したシート素材を金型等に挟んで、熱と圧力を
加えることにより、圧縮成型し、凸部及び平坦部を有す
る成型シート３．３′を得る。

この圧縮成型する際の温度、圧力は合成樹脂の種類によ
って適宜設定すればよい。例えば、合成樹脂としてポリ
プロピレン樹脂を使用した場合には、２２０℃の温度で
予熱した後、６０〜８０℃の温度、２００ｋｇ／ｃ＋ａ
２程度の圧力でプレスすれば良いし、合成樹脂としてフ
ェノール樹脂を使用した場合には、温度１５０℃、圧力
１０〜４０ｋｇ／ｃｍ２でプレスすれば良い。

成型シート３の設計は第２図のように、凸部１と平坦部
２を均一に、かつ、凸部１が他方の成型シート３′の平
坦部２′に接合できるように配置させれば、垂直方向に
対する力はもとより、斜めからの力に対しても、力が分
散され、強度的に優れたものとなる。

なお、本発明における凸部とは、成型シート３の平面図
およびＣ−Ｃ＝線断面図である第２図（Ａ）（Ｂ）に示
すように、圧縮成型により形成される突出した部分であ
り、平坦部２とは圧縮成型により形成される凸部１の周
囲に残された平面で、凸部１を形成していない部分であ
る。

また、頂部５とは第２図、及び凸部１の斜視図である第
３図で例示したように、凸部１の突出した頂点の平面で
ある。稜線６とは、角維の場合には、頂部５の角と底面
の角とを結ぶ線であり、円錐、円柱の場合には頂部５と
底面とを結ぶ面全体であり、側面７とは稜線間に形成さ
れる面を示す。

同一の凸部を持つ成型シート３．３′の場合には、積層
構造材４の斜視図である第１図に示すように、一方の成
型シート３の全ての凸部１が他方の成型シート３′の平
坦部２′と接合することができるので、力が作用した際
の力を分散させやすく、強度的に優れたものとなる。

この２枚の成型シート３．３′は同一形状の凸部をもつ
ものでも良いし、異なる形状の凸部をもつものでも良い
。形状の異なる成型シートの場合、例えば、第４図に示
すように、一方の成型シート３の凸部１と他方の成型シ
ート３′の平坦部２′とが１点でのみ接合することにな
る。また、例えば、円錐状の凸部が同一形状であっても
、一方の成型シート３の凸部１の頂部５の直径が他方の
成型シート３′の平坦部２′により形成される部分の径
よりも大きければ、平坦部２′に完全に密着できず稜線
６．６′および／または側面７．７′のみで密着するこ
とになる。

以下、同一形状のの凸部をもつ成型シートを２枚使用し
て積層構造体を作成する場合について述べる。

前述のように、凸部１の頂部５はできるだけ他方の平坦
部２′に密着して接合しているのが好ましいので、凸部
１の頂部５を正多角形にし、規則正しく配置することが
好ましく、凸部１の頂部５の形状としては第３図に示し
たように、円、正三角形、正方形、正六角形などで良い
が、円に近い正多角形であればより成型しやすいので好
ましいが、長方形であっても良く、限定されるものでは
ない。

なお、錐形にした場合には柱形よりも均一、かつ容易に
圧縮成型ができ、柱形の場合には垂直方向の力に対して
高い強度が得られる利点がある。

また、円錐状の凸部１を有する成型シート３ではその頂
部５に形成される外接円の直径が、平坦部２における４
つの周囲の凸部の底部に外接してできる外接円の直径と
節回等の大きさであることが好ましい。つまり、直径が
節回等であり、凸部１の稜線６と平坦部２とのなす角度
が同じになるので、成型シートを積層した場合、一方の
凸部１の頂部５と他方の平坦部２′とが接合するのはも
ちろんのこと、一方の凸部１の稜線Ｂが、他方の凸部１
′の稜線６′および／または側面７′に、互いに接合す
ることになり、優れた強度を発揮する。

本発明における成型シート同士の接合方法としては、圧
縮成型された２枚の成型シート３．３′の平坦部２．２
′に接着剤を塗布した後、凸部１．１′を互いに他の平
坦部２．２′と接合すれば、隙間はほとんど形成されな
いので好ましい。

このように使用する接着剤としては、酢酸ビニル樹脂、
アクリル系樹脂、エチレン共重合系Ｓ脂、ポリアミド樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂接着剤
、或いは、アミノ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェ
ノール樹脂、レゾール、ノボラック、キシレン樹脂、フ
ラン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソシアネート系樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性アクリル樹脂などの
熱硬化性樹脂接着剤がある。

なお、成型シート３．３′を構成する合成樹脂が熱可塑
性である場合には、両方の成型シート３．３′を対向さ
せて積層した後、加熱、加圧することにより接合させた
り、成型シート３．３′を予熱後、積層し、加圧するこ
とにより接合させることも可能である。

本発明の積層構造材４は２枚の成型シート３．３′を接
合することによって優れた強度を有するものであるが、
２枚１組を基本骨格とし、複数組を積層し、接合すれば
、より優れた構造材とすることができる。この場合の接
合方法も、成型シートの接合方法と同様の手段で行なう
ことができる。

なお、２枚の成型シート３．３′を接合した場合には、
少なくとも一方の成型シート３に表面板を接合し、複数
組積層した場合には、積層構造材４を構成する最外層の
成型シートに表面板を接合すれば、外力が表面板により
分散され、より強度的に優れたものとなる。

この表面板としては、合成樹脂板、金属板等を使用すれ
ば良い。なお、合成樹脂板を使用する場合には、前述の
成型シートを構成する合成樹脂と同様の樹脂を使用する
ことができ、繊維、繊維ウェブ、不織布、織物、編物、
紙等により、補強された合成樹脂板が好ましい。

この表面材の接合方法も成型シートの接合と同様に行な
うことができる。

以上のようにして製造される積層構造材４は圧縮成型す
る前のシートと同重量でありながら、厚みがあり、強度
的に優れているので、防音材、防振材、断熱材、補強材
として使用することのできる構造材である。

以下に実施例を例示するが、以下の実施例に限定される
ものではない。

［実施例］（実施例１）チョツプドガラスファイバー（直径１３μｍ、繊維長１
３ｍｍ）を開繊し、目付１８０ｇ／ｍ”の繊維ウェブを
得た。

この繊維ウェブを２枚使用し、一方の繊維ウェブの下、
繊維ウェブ間、他方の繊維ウェブの上に、合計で１０８
０ｇ／ｍ”のフェノール樹脂粉末を散布したシート素材
を、雄型及び雌型金型の間に挟み、温度１５０℃、圧力
１０ｋｇ／ｃｍ”で９０秒間プレスし、引続き温度１５
０℃、圧力４０ｋｇ／Ｃｍ”で４０分間プレスして圧縮
成型し、凸部１の頂部５の直径が１０１、底面部の直径
が１８ｍｍ、底面部から頂部５の高さ５ｍｏの円錐形の
凸部を有し、凸部が等間隔に配置され、凸部と隣り合う
凸部との頂部中心間の距離がｌｌａの成型シート３．３
′を作成した。

このようにして得た成型シート３の平坦部２にフェノー
ル樹脂接着剤を塗布した後、他方の成型シート３′の凸
部１′を平坦部２に接合し、積層構造材４を作成した。

（実施例２）実施例１で得られた積層構造材４の成型シー１．３．３
′の両側にフェノール樹脂接着剤を塗布し、実施例１の
シート素材を平面でプレスした合成樹脂、ガラス繊維か
らなる表面板を接合し、積層構造材を作成した。

（強度試験）ＪＩＳ　Ｋ−７０５５に規定された方法により、実施例
１〜２の積層構造材、実施例２で使用した表面板を２枚
積層したもの（比較例１）、実施例２で使用した表面板
を４枚積層したもの（比較例２）について強度を測定し
た。

この結果は表１に示すように、実施例１の積層構造材は
表面板２枚と同一重量であり、はぼ同一の荷重に抗する
ことができ、空間を有しているので防音性、防振性、断
熱性があると考えられる。

また、実施例２の積層構造材は表面板４枚と同一重量で
あり、空間を有していながら、表面板の約２．４倍の荷
重に抗することがわかる。

（以下余白）表１．積層構造材の強度なお、実施例２の積層構造材と同程度の強度をもつ構造
材を、比較例１の表面板のみを使用して作成した場合の
厚み、重量を下記の式に基づいて計算すると、表２のよ
うになり、表面板のみから作成するよりも、３０％程度
、軽量化できることがわかる。

記ＰＬ σ　＝２ｂｈ” σ：曲げ強度（ｋｇ＃ａｍ”）　　　ｐ　、最大荷重（
ｋｇ）Ｌ：試験片の長さ（ｍｍ）　　ｂ：試験片の輻（
ｍｍ）ｈ：試験片の厚さ（ｍｓ）表２．積層構造材の重量比較［発明の効果］本発明の積層構造材は実質的に成型前のシート素材と重
量が同じでありながら、厚みがあり、空間を有している
ので、防音、防振、断熱作用に優れている。

また、シート素材を圧縮成型した後、接合するのみで積
層構造材が得られるので、製造が非常に簡単である。

なお、成型シート同士の頂部と平坦部が互いに接合し、
かつ、稜線同士および／または稜線と側面が互いに接合
しているので、大きな力に抗することができる。

なお、積層構造材の接合を接着剤により行なえば、成型
シート同士が密着し、各々の成型シートの自由度がなく
なるので、強度的に優れた積層構造材となる。

このように本発明の積層構造材は軽量で強度があり、空
間を有しているので、防音材、防振材、断熱材として好
適に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の積層構造材の斜視図。第２図（Ａ）は積層構造材を構成する成型シートの平面
図。第２図（Ｂ）は第２図（Ａ）のｃ−ｃ′線における断面
図。第３図は凸部形状を例示した斜視図。第４図は本発明の積層構造材の他の例の断面図。１．１′・・・凸部２．２′・・・平坦部３．３′・・・成型シート４・・・積層構造材５・・・頂部６・・・稜線７・・・側面特許出願人　　日本バイリーン株式会社第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）繊維ウエブの分散した合成樹脂シート素材を、多
数の凸部と平坦部とを配置するように圧縮成型した２枚
の成型シート３、３′からなり、該成型シート３、３′
は凸部側が対向し、一方の成型シート３の凸部１と他方
の成型シート３′の平坦部２′とが接合していることを
特徴とする積層構造材。
（２）一方の成型シート３の凸部１の頂部５が、他方の
成型シート３′の平坦部２′に互いに接合し、かつ、一
方の成型シート３の凸部１の稜線６が、他方の成型シー
ト３′の凸部１′の稜線６′および／または側面７′に
、互いに接合していることを特徴とする請求項第１項記
載の積層構造材。
（３）積層構造材を構成する少なくとも一方の成型シー
トに、表面板を接合したことを特徴とする請求項第１項
、または第２項記載の積層構造材。
（４）積層構造材の接合が接着剤によることを特徴とす
る請求項第１項、第２項、または第３項記載の積層構造
材。