JPH09314712A

JPH09314712A - 複合パネル

Info

Publication number: JPH09314712A
Application number: JP13164596A
Authority: JP
Inventors: Masami Nakano; 正己中野; Kazuyuki Matsutomo; 和幸松友; Rintarou Tsuruta; 凛太郎鶴田
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority date: 1996-05-27
Filing date: 1996-05-27
Publication date: 1997-12-09

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量で耐衝撃性に優れた５層構造の複合パネ
ルをを提供する。【解決手段】芯材の両面に補強材が接合され、さらに
それぞれの補強材の表面に表面材が接合された５層から
なる複合パネルであって、芯材が発泡樹脂板であり、補
強材が繊維強化樹脂板であり、且つ、表面材が熱硬化性
樹脂化粧板であることを特徴とする複合パネル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複合パネルに関す
る。詳しくは、局部的に衝撃応力を加えても形状を保持
したまま衝撃応力を分散させ得る、軽量で耐衝撃性に優
れた５層構造の複合パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、衝撃応力を分散する資材として、
ハニカム構造のアルミニウム複合パネルが使用されてい
る。これらは軽量であるが非常に高価である。また、ペ
ーパーハニカム複合パネルも使用されているが、強度、
耐水性等が充分でない。更に、ハニカム構造パネルを切
断加工、くり抜き加工、端部加工、木ねじ加工等板材の
２次加工を行う場合、通常の板材に比しデザイン的、構
造的に制約を受けるという問題もある。また、安価な板
材として木質系合板が使用されているが、耐水性、耐久
性、地球環境保護等の点から問題であるし、衝撃分散性
の点でも充分とはいえない。

【０００３】反り、クラック、剥離等の発生が防止され
た合成樹脂製複合パネルが提案されている。例えば、実
開平３−９８２４１号公報には、合成樹脂発泡体によっ
て台板を形成し、該台板の少なくとも片面に熱硬化性樹
脂積層板を接着剤により貼り合わせた内装用複合パネル
が開示されている。そして、好ましい態様として、前記
合成樹脂発泡体には、厚み１〜１０ｍｍ、発泡倍率２〜
４倍の独立気泡構造のポリプロピレンシートが使用され
ること、前記熱硬化性樹脂積層板には、厚み０．２〜２
ｍｍのメラミン樹脂、ダップ樹脂、フェノール樹脂の化
粧板が使用されることが記載されている。しかしなが
ら、この複合パネルに局部的な衝撃応力を加えると、衝
撃応力を受けた部分から割れて破損してしまい、衝撃応
力を分散し得る充分な強度を有していない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記問題に鑑み、本発
明の目的は、局部的な衝撃応力を加えた場合であっても
破損せずに元の形状を保持し、衝撃応力を分散し得る軽
量で耐衝撃性に優れた５層構造の複合パネルを提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討し
た結果、芯材として発泡樹脂板を用い、その両面に補強
材として繊維強化樹脂板を接合し、さらにその繊維強化
樹脂板のそれぞれの表面に表面材として熱硬化性樹脂化
粧板を接合して得られた５層構造の複合パネルが、上記
目的に合致した複合パネルであることを見出し、本発明
に到った。

【０００６】すなわち、本発明は、芯材の両面に補強材
が接合され、さらにそれぞれの補強材の表面に表面材が
接合された５層構造の複合パネルであって、芯材が発泡
樹脂板であり、補強材が繊維強化樹脂板であり、且つ、
表面材が熱硬化性樹脂化粧板であることを特徴とする複
合パネルである。

【０００７】本発明の複合パネルは、上記のように熱硬
化性樹脂化粧板／繊維強化樹脂板／発泡樹脂板／繊維強
化樹脂板／熱硬化性樹脂化粧板の５層構造の積層体であ
って、各層は接着剤等により接合されている。かかる積
層構造からなる本発明の複合パネルは、軽量であり、し
かも、局部的な衝撃応力を加えた場合であっても破損せ
ずに元の形状を保持し得る優れた耐衝撃性を有する。そ
のため、フェンス、道路・通路等における対車両等の保
護材、建材、回転機器等の危険器具用保護材、公園・運
動場等における保護材等として好適に使用し得るもので
ある。また、主素材が樹脂板であるので、切断加工、く
り抜き加工、端部加工、木ねじ加工等の２次加工を施し
て板材として用いる際には、通常の木製板材と同様に施
工したり取り扱うことが可能である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の複合パネルは、芯材として発泡樹脂板を
用い、その両面に補強材として繊維強化樹脂板を接着剤
等で接合し、さらにその繊維強化樹脂板のそれぞれの表
面に表面材として熱硬化性樹脂化粧板を接着剤等で接合
することにより製造される。

【０００９】本発明で芯材として使用する発泡樹脂板と
して、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩
化ビニル、ポリスチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合
樹脂、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
ウレタン、ポリアクリル樹脂、ポリカーボネイト、ＡＢ
Ｓ樹脂等の熱可塑性樹脂発泡板、フェノール樹脂、エポ
キシ樹脂、ユリア樹脂、シリコン樹脂等の熱硬化性樹脂
発泡板等が挙げられる。これらの内、ポリプロピレン、
ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂発泡板が好まし
い。

【００１０】発泡樹脂板の密度は０．０５〜０．８ｇ／
ｃｍ³程度が好ましい。さらに好ましくは、０．０６〜
０．６ｇ／ｃｍ³である。発泡樹脂板の密度は、得られ
る複合パネルの圧縮強度、クッション性、弾性、重量等
に影響する。密度が低いと複合パネルのクッション性が
増大するが、圧縮強度等の強度が弱くなる。高いと複合
パネルの圧縮強度等は高くなるがクッション性が低下
し、重量が大きくなって軽量でなくなる。かかる観点か
ら、発泡樹脂板の密度は上記範囲にあることが好まし
い。発泡樹脂板の密度は、樹脂の密度及び発泡倍率によ
り決まる。上記樹脂を用いて発泡樹脂板を製造する際
に、その密度を上記範囲とするためには、発泡倍率を
１．５〜２０倍を目処とすればよい。好ましくは１．５
〜１５倍である。また、発泡樹脂板の厚みは、得られる
複合パネルの面剛性に関係する。薄過ぎると複合パネル
の面剛性等の強度が低下する。厚いと複合パネルの重量
が増加して軽量でなくなる。かかる点を考慮すると、発
泡樹脂板の厚みは５〜５０ｍｍ程度が好ましい。

【００１１】上記のような特性を有する発泡樹脂板は、
適度の圧縮強度、クッション性、弾性等を備ているた
め、得られる複合パネルに局部的な衝撃応力を与えた場
合、その時の衝撃応力を吸収、分散し得るものであり、
本発明の複合パネルの芯材として好適である。市販品と
しては、例えば、ポリプロピレン発泡板〔三井東圧プラ
テック（株）製、商品名：パロニア、発泡倍率：３倍、
密度；０．２８ｇ／ｃｍ ³〕、ポリプロピレン発泡板
〔（株）ＪＳＰ製、商品名：ピーブロック、発泡倍率：
１５倍、密度；０．０６ｇ／ｃｍ³〕等が挙げられる。

【００１２】発泡樹脂板を製造する方法は特に制限され
ず、公知の製造方法により製造されたものでよい。例え
ば、発泡剤を含む上記樹脂を押出発泡法、ビーズ発泡
法、発泡射出成形法、型内発泡成形法等により成形する
方法が挙げられる。

【００１３】本発明で補強材として使用する繊維強化樹
脂板としては、強化繊維を平面状に一方向に引き揃えて
整列し、樹脂を含浸させた板が挙げられる。かかる板は
単層であっても複層であってもよい。強化繊維の含有率
は、２０〜８０容積％程度が好ましい。シートの厚みは
０．１〜１ｍｍ程度である。

【００１４】繊維強化樹脂板に用いられる強化繊維の材
料としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド
繊維、炭化ケイ素繊維、チタン繊維、ボロン繊維、ステ
ンレス繊維等の公知の繊維材料が挙げられる。これらの
内、ガラス繊維が好ましい。これらの強化繊維は、通
常、連続した太さが３〜２５μｍの単繊維を１００〜２
０，０００本集束して一方向に引き揃えて繊維材料とし
て用いる。

【００１５】繊維強化樹脂板に用いられる樹脂として
は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチ
レン、ポリアミド、ポリイミド、ナイロン、ポリカーボ
ネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテル
イミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレン
サルファイド、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂
が挙げられる。これらの内、ポリプロピレン、ポリエチ
レン等のポリオレフィン系樹脂が好ましい。

【００１６】繊維強化樹脂板を製造する方法は公知の製
造方法でよく、例えば、ガラス繊維等の強化繊維を一方
向に平面状に引き揃えて整列させ、それにポリプロピレ
ン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を加熱、溶融して含
浸した後、脱泡、冷却しながら平板状に賦形してプリプ
レグ状物に成形する方法が挙げられる。他の方法とし
て、炭素繊維等の強化繊維を縦横に編んだ布状シートに
エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させ、加熱、加圧
して硬化する方法も挙げられる。いずれの場合にも、繊
維強化樹脂シートの芯材及び表面材に対する接合性を向
上させるために、繊維強化樹脂シートの表層に不織布、
紙等を接合させても良い。これらは、単層で使用しても
よいし、また、複数枚積層した複層シートとして使用し
てもよい。前者の方法でガラス繊維等の強化繊維を一方
向に平面状に引き揃えたプリプレグ状物用いる場合は、
縦横の強度バランスをよくしたいときには、複数枚積層
する際に強化繊維が互いに直交するように積層すること
が好ましい。

【００１７】本発明の複合パネルに局部的な衝撃を与え
た場合、芯材の両面に補強材として積層された繊維強化
樹脂板は、樹脂を含侵している多数の単繊維が個々に破
断し砕け破壊する。その際に衝撃のエネルギーを吸収、
分散するので複合パネル自体は破損せずに元の形状を保
持する。従って、繊維強化樹脂板は補強材として好適で
ある。かかる繊維強化樹脂板の市販品として、プレグロ
ン〔三井東圧化学（株）製の商品名、銘柄：ＬＦ３０Ｐ
Ｎ／Ｒ３０Ｎ、ポリプロピレン含浸ガラス長繊維プリプ
レグ〕、ＣＦＲＰ積層シート〔（株）ジーエイチクラフ
ト製の品名、エポキシ樹脂／炭素繊維〕等が挙げられ
る。

【００１８】本発明に使用する表面材として、メラミン
樹脂化粧板、ダップ樹脂化粧板、フェノール樹脂化粧板
等が挙げられる。熱硬化性樹脂化粧板の厚みは０．４〜
２ｍｍが好ましい。上記範囲より薄いと得られる複合パ
ネルの面剛性等の強度が弱くなり、また、厚いと重量が
大きくなり好ましくない。

【００１９】熱硬化性樹脂化粧板を製造する方法は公知
の製造方法でよく、例えば、メラミン樹脂化粧板は、メ
ラミン樹脂をクラフト紙等に含侵させて乾燥させた塗布
紙と、フェノール樹脂をクラフト紙等に含侵させて乾燥
させた塗布紙とを、複数枚重ね合せて加圧、加熱して積
層成形する。また、ダップ樹脂化粧板は、ダップ樹脂を
クラフト紙等に含侵させて乾燥させた塗布紙を複数枚重
ね合せて加圧、加熱して積層成形する。同様にフェノー
ル樹脂化粧板は、フェノール樹脂をクラフト紙等に含侵
させて乾燥させた塗布紙を複数枚重ね合せて加圧、加熱
して積層成形する。

【００２０】本発明の複合パネルに局部的な衝撃を与え
た場合、表面材の熱硬化性樹脂で含侵しているクラフト
紙の多数の木質系繊維が個々に破断し砕け破壊する。そ
の際に衝撃のエネルギーを吸収、分散するので複合パネ
ル全体は破損せずに元の形状を保持する。従って、熱硬
化性樹脂化粧板は表面材として好適である。その上、熱
硬化性樹脂化粧板は、剛性、耐水性及び耐磨耗性に優
れ、汚れに強くて美感が高く、意匠の選択性も備えてお
り、表面材として本複合パネルに最適である。かかる熱
硬化性樹脂化粧板の市販品として、デコラックス〔日本
デコラックス（株）製の商品名〕、メラニット〔日東紡
績（株）製の商品名〕等が挙げられる。

【００２１】表面材の表面は、黄色、赤色、青色等のよ
うな目立ち易い色彩に着色しておくこともできる。本発
明の複合パネルをフェンス、道路・通路等における対車
両等の保護材、回転機器等の危険器具用保護材、公園・
運動場等における保護材等として使用する場合には、上
記の如き色彩にその表面を着色しておくことが好まし
い。さらに、図柄、模様、文字等を印刷する等して、注
意を喚起するための表示をすることもできる。

【００２２】上記の芯材、補強材及び表面材を各々接合
して、熱硬化性樹脂化粧板（Ｃ）／繊維強化樹脂板
（Ｂ）／発泡樹脂板（Ａ）／繊維強化樹脂板（Ｂ）／熱
硬化性樹脂化粧板（Ｃ）の５層構造の積層体を形成して
本発明の複合パネルを製造する。各層をそれぞれ接合す
る方法は公知の方法でよく、例えば、接着剤接合、ホッ
トメルト接合、熱溶接法等が挙げられる。

【００２３】接着剤接合の場合、使用する接着剤は公知
の接着剤でよい。例えば、エポキシ系、ゴム系、ポリウ
レタン系、ポリ酢酸ビニル系等の接着剤が挙げられる。
また、接合方法も公知の接合方法でよい。例えば、接着
剤を芯材、補強材及び表面材に塗布して、所定の構成に
積層し加圧し、必要があれば加熱して接合層を形成する
方法が挙げられる。ホットメルト接合の場合、使用する
ホットメルト剤は公知のホットメルト剤でよい。例え
ば、ポリアミド系、ＥＶＡ系、ポリエステル系、ゴム系
等のホットメルト剤が挙げられる。また、接合方法も公
知の接合方法でよい。例えば、ホットメルト剤を加熱、
溶融させ芯材、補強材及び表面材に塗布して所定の構成
に積層し加圧して接合層を形成する方法が挙げられる。
フィルム状ホットメルト剤を所定の構成に積層し加圧し
ながら高周波を照射し接合層を成形する方法も挙げられ
る。熱溶接法の場合、芯材、発泡体が熱可塑性樹脂、並
びに補強材繊維強化樹脂板が熱可塑性樹脂で構成されて
いる場合、所定の構成に積層して、加熱加圧することに
より接合層を成形する方法が挙げられる。

【００２４】本発明の複合パネルは、上記の如きＣ／Ｂ
／Ａ／Ｂ／Ｃの５層の積層体である。しかし、例えば、
変形として、Ｃ／Ａ／Ｂ／Ｃ、Ｂ／Ａ／Ｂ／Ｃ、Ｂ／Ａ
／Ｃ等の４層または３層の積層体とする事も想定出来
る。しかし、複合パネルの平板性が良好であること（そ
りが発生しないこと）、衝撃エネルギーを吸収、分散性
能が良好であること、等を考慮すると５層の積層体が最
適である。

【００２５】本発明の複合パネルの具体的用途として
は、何らかの物体が衝突する事が想定される場所、部位
の保護材に応用され、例えば、フェンス、道路・通路等
における対車両等の保護材、建材、回転機器等の危険器
具用保護材、公園・運動場等における保護材等として好
適に使用し得るものである。

【００２６】

【実施例】本発明をさらに詳細に説明するために以下に
実施例を示す。本発明はこれらに限定されるものではな
い。尚、実施例に示した落下衝撃試験、試料の重量及び
厚みの測定は下記方法によった。１．落下衝撃試験〔図１〕及び〔図２〕に示した試験装置を用いて、試料
（幅：９５ｍｍ、長さ：６００ｍｍ）を保持台〔（支柱
高さ（ｂ）；４００ｍｍ；支柱横幅（ｃ、ｃ’）；１０
０ｍｍ、支柱縦幅（ｄ）；４００ｍｍ、支柱間隔
（ｅ）；５００ｍｍ〕の上に乗せ、試料の中央部に５ｍ
の高さから重量１５ｋｇの土嚢（底面：２５０×３００
ｍｍ、高さ：４００ｍｍ）を落下して、試料の形状及び
破壊状況を観察する。２．重量（ｋｇ）サイズ：９００ｍｍ×１８００ｍｍの試料の重量を示
す。３．厚み（ｍｍ）ランダムに試料の３点の厚みを測定しその平均値を示
す。

【００２７】実施例１芯材（以下、Ａという）としてポリプロピレン発泡板
〔三井東圧プラテック（株）製、商品名：パロニア、密
度０．２８ｇ／ｃｍ³、厚み：１０ｍｍ〕を１枚、補強
材〔以下、Ｂ１（衝撃を加える側）、Ｂ２（衝撃を加え
ない側）という〕としてガラス繊維強化ポリプロピレン
シート〔三井東圧化学（株）製、商品名：プレグロンＬ
Ｆ３０ＰＮ／Ｒ３０Ｎ（ポリプロピレン含浸ガラス長繊
維プリプレグ）、ガラス繊維含有量；４６容積％、表層
ポリエステル不織布付き、厚み０．６ｍｍ〕を２枚、表
面材〔以下、Ｃ１（衝撃を加える側）、Ｃ２（衝撃を加
えない側）という〕としてメラミン樹脂化粧板〔日本デ
コラックス（株）製、商品名：デコラックスＤＬ３０１
Ｍ、厚み１．０ｍｍ〕を２枚使用した。また、各層の接
合用にエポキシ系接着剤〔三井東圧化学（株）製、商品
名：ストラクトボンド１２０２Ｆ、以下、接着剤とい
う〕を使用した。Ａの両面に接着剤をそれぞれ塗布し
て、各面にそれぞれＢ１及びＢ２を接着、積層した。次
いで、積層されたＢ１及びＢ２のそれぞれの表面に接着
剤をそれぞれ塗布して、Ｂ１側にＣ１、Ｂ２側にＣ２を
それぞれ接着、積層して、Ｃ１／Ｂ１／Ａ／Ｂ２／Ｃ２
の５層構造の複合パネルを製造した。尚、各層を接着し
た時の温度は４０℃、押圧は約０．５ｋｇ／ｃｍ²であ
った。得られた複合パネルの重量は１２．７ｋｇ、厚み
は１３．４ｍｍ（但し、接着剤層４層の合計厚みは約
０．２ｍｍ、内数）であった。得られた複合パネルの耐
衝撃性を評価するため、上記方法により落下衝撃試験を
行なった。その結果、土嚢が落下した際に、複合パネル
は弓状になりながら１枚の板状の形態を保持したまま土
嚢を横方向に撥ね飛ばした。上記の如き一方の側から局
部的な落下衝撃を与えた場合でも、複合パネル自体は板
の形態を保ったままであった。落下衝撃試験終了後の複
合パネルを分解して、各層の外観を観察した。その結
果、次のような局部的損傷が一部に認められただけであ
った。Ｃ１：変化なし、Ｂ１：変化なし。Ａ：一部分に
亀裂が認められた。Ｂ２：ガラス繊維の一部が断繊して
いた。Ｃ２：部分的に亀裂の発生が認められた。

【００２８】比較例１実施例１で使用したポリプロピレン発泡板の２枚（Ａ
１、Ａ２）をエポキシ系接着剤で接合したものを芯材と
して使用し、Ｂ１及びＢ２を積層せずに、接着された２
層のＡ１及びＡ２のＡ１側にＣ１、Ａ２側にＣ２をそれ
ぞれ接着、積層して、Ｃ１／Ａ１／Ａ２／Ｃ２の４層構
造の複合パネルを製造した。この複合パネルの重量は１
５．１ｋｇ、厚みは２２ｍｍ（但し、接着剤層３層の合
計厚みは約０．１５ｍｍ、外数）であった。得られた複
合パネルについて実施例１と同様にして落下衝撃試験を
行なった。その結果、土嚢が落下した際に複合パネルは
変形して破壊し、２枚の板状に分離した。また、土嚢も
真下に落下した。落下衝撃試験終了後、複合パネルを分
解して各層の外観を観察した。その結果、Ｃ１：割れて
２枚に分離した。Ａ１及びＡ２：割れて２枚に分離し
た。Ｃ２：割れて２枚に分離した。すなわち、比較例１
で得られた複合パネルは、一方の側から局部的な衝撃を
与えた場合、その部分から割れて破壊するものであっ
た。

【００２９】比較例２市販品のラワンベニア合板〔東洋プライウッド（株）
製、重量：１７．７ｋｇ、厚み：１８．２ｍｍ〕につい
て、実施例１と同様にして落下衝撃試験を行なった。そ
の結果、土嚢が落下した際に、ラワンベニア合板は変形
して破壊し、２枚の板状に分離した。また土嚢も真下に
落下した。すなわち、一方の側から局部的な衝撃を与え
た場合、その部分から割れて破壊してしまった。

【００３０】

【発明の効果】本発明の複合パネルは、一方の側から局
部的な衝撃的加圧を加えた場合であっても複合パネル自
体は板状の形態を保ったまま、衝撃を分散させる優れた
耐衝撃性を有している。しかも、軽量な複合パネルであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、落下衝撃試験装置の側面模式図である。

【図２】は、落下衝撃試験装置の平面模式図である。

【符号の説明】

１土嚢２試料３３’ 支柱ａ土嚢落下距離ｂ支柱高さｃ、ｃ’ 支柱横幅ｄ支柱縦幅ｅ支柱間隔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯材の両面に補強材が接合され、さらに
それぞれの補強材の表面に表面材が接合された５層構造
の複合パネルであって、芯材が発泡樹脂板であり、補強
材が繊維強化樹脂板であり、且つ、表面材が熱硬化性樹
脂化粧板であることを特徴とする複合パネル。
【請求項２】発泡樹脂板が、密度０．０５〜０．８ｇ
／ｃｍ³、厚み５〜５０ｍｍの発泡ポリオレフィン系樹
脂板であることを特徴とする請求項１記載の複合パネ
ル。
【請求項３】繊維強化樹脂板が、太さ３〜２５μｍの
ガラス繊維を２０〜８０容積％含有する、厚み０．１〜
１ｍｍのポリオレフィン系樹脂シートであることを特徴
とする請求項１記載の複合パネル。
【請求項４】熱硬化性樹脂化粧板が、メラミン樹脂化
粧板、ダップ樹脂化粧板及びフェノール樹脂化粧板から
選ばれた厚み０．４〜２ｍｍの熱硬化性樹脂化粧板であ
ることを特徴とする請求項１記載の複合パネル。