WO2003080326A1

WO2003080326A1 - Plaque a structure creuse, procede et dispositif de fabrication associes et plaque a structure absorbant les sons

Info

Publication number: WO2003080326A1
Application number: PCT/JP2003/003742
Authority: WO
Inventors: Masahiko Nakajima; Takeshi Miyazaki; Takayuki Oda; Kenji Kozuka
Original assignee: Ube-Nitto Kasei Co., Ltd.
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2003-10-02
Also published as: EP1491327A4; JP4802225B2; US20080113128A1; JP2009019495A; CN1649724A; JP4565028B2; US7878229B2; US20080128080A1; JP4231792B2; JPWO2003080326A1; ATE480395T1; EP1491327B1; EP1491327A1; US20050126852A1; CN1281404C; JP2008260309A; US7754312B2; DE60334084D1; AU2003227222A1

Description

明糸田中空構造板、その製造方法及びその製造装置、並びに吸音構造板

技術分野本発明は、中空構造板、その製造方法及びその製造装置、並びに吸音構造板に関する。背景技術従来、フルート型プラスチックダンボール（商品名：ダンプレート、宇部日東化成社製）、コルゲート型プラスチックダンボール、円柱状独立空気室を形成したプラスチック構造板（商品名：プラパール、川上産業社製）等のプラスチック製中空構造板は、軽量且つ耐水性、耐熱性、耐薬品性その他の諸物性に優れ、建材用パネル、コンテナ、各種箱、家屋、ビル、オフィス、乗物等の内装材等、種々の用途に使用されている（ハニカム構造板として、例えば特開 2 0 0 0 - 3 2 6 4 3 0を参照）。

このうち、円柱状の独立空気室（以下中空凸部と称する）を形成した中空構造板は、コルゲート式プラスチックダンボールや、フルート式プラスチックダンボールに比べて縦横の強度差が無いものとして知られている。

この構造板は熱可塑性樹脂シートを減圧成形することによって得られるが、この構造において、中空凸部の高さを高くして厚みを増そうとした場合、中空凸部を構成する壁部がフィルム化し、強度を維持できなくなるといった課題がある。この課題を解決するため、樹脂シートの肉厚を増すと、当然重量がかさみ、軽量性が損なわれる。そこで、本発明の従来技術として、特開 2 0 0 0— 3 2 6 4 3 0号公報に示す技術が開発された。この技術では、一対の樹脂シートにそれぞれ複数の中空凸部を突設するとともに、この中空凸部同士を突合わせて溶着することで、中空構造板としたものであり、二枚あわせにより、強度を維持したまま従来の厚みより二倍の厚みとすることができ、中空凸部形成と貼合わせ加工後、連続して両樹脂シートの両面に化粧板などをラミネートすることで、軽量中空構造の板材製品を得ることができる。

この構造における製造方法として、同公報には、外周部に多数のピンを突出した一対のエンボスローラの間に τダイから押出された二枚の樹脂シートを供給し、ローラ内部を減圧吸引することで、両樹脂シートをピン形状に減圧成形するとともに、ローラの回転に伴いピン同士が接することで中空凸部の端面同士を一体的に熱融着し、この状態で引取り口一ラで引取ることで、一体化された中空構造板を得られるとされている。

しかしながら、以上の製造方法では、形状や諸物性などの点で、次に述べる技術課題があり、実際の製造には適合できなかった。

まず、単にローラを吸引するだけでは、シートがローラに貼付いていない部分が多く、吸引ロスが生じてしまい、中空凸部の高さが高くなると成形が不可能となる。

次に、ローラを樹脂シートの中空凸部が成形可能な温度に加熱すると、ローラに樹脂シートが貼付き、うまく脱型できない。仮に脱型できたとしても中空凸部の温度は少なくても融点以上であるため形が崩れてしまう。逆に成形温度が低すぎると中空凸部の底面同士が接触しても融着接合することができない。このような場合には、得られた中空構造板に曲げ荷重が加わった際に接合部がはがれてしまい、剛性が低下するなど、良質な中空構造板を得るためには、温度管理の面での厳密さが要求される。

また、各ピンの上底と下底の寸法差（径比）が小さいと脱型性が悪くなるだけでなく、成形された中空構造板において、中空凸部の樹脂量が多くなり、中空凸部を形成しないライナー部とのバランスが崩れてゥェビングが発生し、賦形性が悪くなる。さらに、ピンとピンとの間隔は狭いほど中空構造板の曲げ弾性勾配が向上するが、単にピン間隔を狭めただけでは、ピンの上底と下底の寸法差（径比）が小さい場合には特に、中空構造板にゥェビングが生じ易くなる。

さらにまた、このような中空構造板は、吸音性が非常に乏しく、吸音性を向上させるためには発泡ウレタンシート、不織布、織布等といった多孔質のシート状物等を貼り合わせる必要があった。また、一般的な吸音材料は、その吸音性能が厚みに大きく依存するため、例えば前述の多孔質シート状物の厚みが薄くなればなるほど、特に低 ·中周波数域における吸音性が乏しくなる。或いは、天井材、壁材等の家屋の内装材として適用されているロックウール、石膏ボード等は軽量で、且つ吸音性能、断熱性能に優れているが、剛性や耐水性能が低いという課題があった。

本発明は、以上の技術課題を解決するものであり、その目的は、押出し成形された二枚の熱可塑性樹脂シートの中空凸部加工と溶融接合を確実かつ短時間に行うことができ、温度管理も容易な中空構造板の製造方法及びその製造装置を提供するものである。

また、本発明は、以上の技術課題を解決するものであり、その目的は、押出し成形された二枚の熱可塑性樹脂シートの中空凸部加工と溶融接合を確実かつ短時間に行うことができ、温度管理も容易でありながら、曲げ特性の良好な中空構造板を製造することができる技術を提供するものである。

さらに、本発明は、発泡ウレタンシートゃ不織布、織布等の多孔質シート状物を貼り合わせなくても、軽量で、強度、剛性、耐熱性、耐水性に優れ、且つ適度な厚みでもって吸音性の高い中空構造板を提供すること、また、前述の中空構造板と他の吸音材料とを組み合わせることにより、互いの効果を打ち消すことなく可聴域全般に渡り高い吸音性を有する中空構造板を提供することを目的としている。発明の開示

( 1 ) 本発明に係る中空構造板は、二枚の熱可塑性樹脂シートに突設された複数の中空凸部同士を突き合わせた状態で溶着してなる中空構造板であって、前記中空凸部は、円錐台形状をなし、前記中空凸部の周面に占める下底総面積、すなわち、前記中空凸部の下底（開口）部の面積と中空凸部を形成しないライナ一部の総面積の割合が 0 . 3から 0 . 9の範囲内であって、かつ、該中空凸部の中心軸を含む鉛直面における中空凸部側面の立ち上げ角度が 5 0度から 7 0度の範囲内であることを特徴とする。

( 2 ) 本発明に係る中空構造板の製造方法は、二枚の熱可塑性樹脂シートを減圧チャンバ内に導入し、該減圧チャンバ内に回転可能に配置された上下一対のエンボスローラの周面にそれぞれの樹脂シートを吸着させて両エンボスローラに突設されたピン形状に応じて各樹脂シートに多数の中空凸部を形成するとともに、両エンボスローラの接線、すなわち接触点位置で前記中空凸部の端面同士を熱融着する方法であって、前記減圧チャンバのシート導入用開口部上下に、前記各エンボスローラの接線、すなわち接触点方向に向けて傾斜する導入ガイドを配置するとともに、導入ガイド間において、前記樹脂シート間に非接触状態で配置される熱融着用の加熱手段を設け、前記減圧チャンバ内における前記各榭脂シートの対向面を大気圧に保持し、その反対面が減圧されることにより前記各樹脂シートがそれぞれのエンボスローラの周面に減圧吸着されるようにしたことを特徴とするものである。

本発明においては、エンボスローラの両側部に沿って前記樹脂シートの幅方向両側部を折込みガイドする手段を設けたり、中空構造板の成型後、連続してその上下面に表皮材をラミネ一トすることができる。

本発明に係る他の中空構造板の製造方法は、二枚の熱可塑性樹脂シートを圧チャンバ内に導入し、該減圧チャンバ内に回転可能に配置された上下一対のエンボスローラの周面にそれぞれの榭脂シ一トを吸着させて両エンボスローラに突設されたピン形状に応じて各樹脂シートに多数の中空凸部を形成するとともに、両エンボスローラの接線、すなわち接触点位置で前記中空凸部の端面同士を連続して熱融着することにより、中空構造板を製造する方法であって、前記エンボスローラとして、そのピンが、円錐台形状をなし、前記エンボスローラの周面に占める下底総面積、すなわち前記中空凸部の下底（開口）部の面積と中空凸部を形成しないライナー部の総面積の割合が 0 . 3から 0 . 9の範囲内であって、かつ、該ピンの中心軸を含む鉛直面におけるピン側面の立ち上げ角度が 5 0度から 7 0度の範囲内であるものを用いることを特徴とする。

( 3 ) 本発明に係る中空構造板の製造装置は、内部が減圧吸引される減圧チヤンバと、この減圧チャンバの前部側開口部に周面を向けた状態で該減圧チャンバ内に回転可能に軸受支持され、かつそれぞれに設けたピンが接線、すなわち接触点位置で互いに樹脂シートを介して接触する上下一対のエンボスローラと、前部側開口部の上下位置にあって前記各ェンボスローラの接線、すなわち接触点方向に向けて傾斜状に配置されたシート導入部プレートと、前記減圧チャンバの両側部内側に回転可能に支持された複数の耳部ローラと、該耳部ローラに僅かな隙間をあけて対向配列され、かつ各エンボスローラの両側に配置されて前記減圧チャンバ内において該エンボスローラの両側を準封止する一対の耳部ローラ受兼準封止部材と、各エンボスローラの背面における接線、すなわち接触点方向に向けて水平配置され、減圧チャンバの後部側開口部に向けて連続する後部プレートと、前記導入部プレートの間に配置された加熱用ヒータとを備えたことを特徴とする。ここで、上記準封止の程度は、完全な封止に限りなく近いものをも含み、後記する減圧チャンバ 1 0内の減圧度を 3 0 0〜 2 0 0 0 mm H ₂ 0程度とすることが好ましい。

本発明に係る他の中空構造板の製造装置は、内部が減圧吸引される減圧チヤンバと、この減圧チャンバの前部側開口部に周面を向けた状態で該減圧チャンバ内に回転可能に軸受支持され、かつそれぞれに設けたピンが接線、すなわち接触点位置で互いに二枚の熱可塑性樹脂シ一トを介して接触する上下一対のェンボスローラと、前部側開口部に配置された加熱用ヒータとを備えた中空構造板の製造装置において、前記エンボスローラのピンは、円錐台形状をなし、前記エンボスローラの周面に占める下底総面積の割合、すなわち前記中空凸部の下底（開口）部の面積と中空凸部を形成しないライナー部の総面積の割合が 0 . 3から 0 . 9の範囲内内であって、かつ、該ピンの中心軸を含む鉛直面におけるピン側面の立ち上げ角度が 5 0度から 7 0度の範囲内であることを特徴とする。

( 4 ) 本発明に係る吸音構造板は、二枚の熱可塑性樹脂シートに突設された複数の中空凸部同士を突き合わせた状態で溶着してなる芯材の表裏に、非通気性シートを貼り合わせることにより構成される積層中空構造板からなり、この積層中空構造板の表裏両面のうち少なくとも一方の面の中空凸部間、換言すれば中空凸部（シート形成後の外観上は凹部）を形成しないライナー部に開口する小孔を形成してなることを特徴とするものである。

この発明に係る吸音構造板にあっては、中空構造板の小孔形成面に発泡ウレタンシート、不織布、織布等の多孔質シート状物等の吸音材を貼り合わせたり、前記中空構造板の目付を 7 0 0〜3 0 0 0 g Zm ²とすることができる。図面の簡単な説明図 1は、本発明にかかる中空構造板を示す説明図である。

図 2 ( a ) 〜（d ) は、本発明に係る吸音構造板の好適な実施の形態を示し、 ( a ) は製造途中の状態を示す断面図、（b ) は中間製品たる中空構造板を示す断面図、（c ) は（b ) の平面図、（d ) は最終製品たる吸音構造板の断面図である。

図 3は、実施例 1〜5における、周波数と残響室法吸音率との相関図である。図 4は、実施例 6， 7における、周波数と残響室法吸音率との相関図である。図 5は、比較例 1 , 2における、周波数と残響室法吸音率との相関図である。図 6は、実施例 6 , 比較例 2における、周波数と残響室法吸音率との相関図である。

図 7は、本発明を適用した装置の全体構成を示す説明図である。図 8は、同製造装置の側断面説明図である。

図 9は、図の A— A線における断面図説明図である。

図 10は、図の B— B線における断面説明図である

図 1 1は、図の C部拡大図である。

図 1 2は、エンボスローラの斜視図である。

図 1 3は、第 6図の,エンボスローラ部の一部を拡大した説明図である。

図 1 4は、エンボスローラのピンに段差を設けた場合の拡大した断面図である。発明を実施するための最良の形態以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。

本発明にかかる中空構造板は、図 1に示されるように、二枚の熱可塑性樹脂シート 1 1 0， 1 1 OAに突設（エンボス形成）された複数の中空凸部（実施例では、ピンないしはエンボスピンと称する） 1 1 2, 1 1 2の端面同士を突き合わせた状態で溶着してなり、ピン 1 1 2, 1 1 2は、円錐台形状をなし、ピン 1 1 2， 1 1 2の周面に占める下底総面積の割合が 0. 3から 0. 9の範囲内であって、かつ、ピン 1 1 2, 1 1 2の中心軸を含む鉛直面におけるピン 1 1 2, 1 1 2側面の立ち上げ角度が 50度から 7 0度の範囲内であることを特徴とするものである。なお、このような中空構造板は、その表裏両面ライナ一部（熱可塑性樹脂シート 1 1 0， 1 1 0 aにおけるピン 1 1 2, 1 1 2の間の部分） 1 14， 1 1 4に熱可塑性榭脂シ一トからなる非通気性シート（図示しなレ、）を貼り合わせることにより構成することもできる。

本発明に用いられる樹脂シート 3としては、ポリオレフイン系樹脂シート、特にポリプロピレンシートが好適であるが、他の熱可塑性榭脂素材一般に適用でき、その素材の融点や、軟化点、ガラス転移温度などの各種温度特性や物性に応じて装置各部の設定を変えればよい。一中空構造板実施例 1一

上底 1 1 dの直径を 2mm、下底 1 1 eの直径 8mm、高さを 5 mmとしたピン 1 1 bを、ピン間隔（立ち上げ部 1 1 gの間隔）を 2 mmで千鳥格子状に配置させた幅 7 Omm ·長さ 20 Ommの真空成形板上に、溶解状態の厚み 0. 5mm、目付 500 _g m²のホモプロピレンシート（融点 16 5 °C、軟化点 1 20°C) を載せ、オフラインにて真空成形を行った。得られた二枚のエンボスシートを超音波融着機を用いてピン同士を接着させた。これを芯材とし、この表裏に厚み 0. 25mm、目付 2 50 g /m²のホモプロピレンシートを面材として貼り合わせた。こうして、厚み 10. 5mm、目付 1 500 g Zm²の中空構造板を得た後、 J I S K 7203に準拠して曲げ試験を行った。なお、曲げ弾性勾配については、上記曲げ測定により得られた荷重一たわみ曲線の直線部分から 1 c m撓んだ時の荷重を求め、その曲げ弾性勾配とした。

一中空構造板実施例 2—

上底 l i dの直径を 2 mm、下底 l i eの直径 6 mmと、高さを 5 mmとしたピン 1 l bを、ピン間隔を 2 mmで千鳥格子状に配置させた幅 70 mm ·長さ 200 mmの真空成形板を使用し、実施例 1と同様の方法で中空構造板を得た後、曲げ試験を行った。

一中空構造板実施例 3—

上底 l i dの直径を 2 mm、下底 l i eの直径 6 mm、高さを 5mmとしたピン 1 1 bを、ピン間隔を 4 mmで千鳥格子状に配置させた幅 70mm ·長さ 200 mmの真空成形板を使用し、実施例 1と同様の方法で中空構造板を得た後、曲げ試験を行った。

一中空構造板実施例 4一

上底 1 1 dの直径を 4mm、下底 1 1 eの直径 8 mmと、高さを 5 mmとしたピン 1 l bを、ピン間隔を 2 mmで千鳥格子状に配置させた幅 70 mm ·長さ 200 mmの真空成形板を使用し、実施例 1と同様の方法で中空構造板を得た後、曲げ試験を行った。

一中空構造板実施例 5— 上底 1 1 dの直径を 2mm、下底 1 1 eの直径 1 Ommと、高さを 5 mmとしたピン 1 1 bを、ピン間隔を 2 mmで千鳥格子状に配置させた幅 7 Omm · 長さ 200mmの真空成形板を使用し、実施例 1と同様の方法で中空構造板を得た後、曲げ試験を行った。

一中空構造板実施例 6—

ピンに段差をつけた形状とする。上底 1 1 d、中段の内側、中段の外側、下底 1 1 eの直径を順に 1. 5 mm、 3 mm、 5 mm, 6 mmとし、高さを 5 m mとしたピン 1 1 bを、ピン間隔を 2 mmで千鳥格子状に配置させた幅 70m m ·長さ 20 Ommの真空成形板を使用し、実施例 1と同様の方法で中空構造板を得た後、曲げ試験を行った。

一中空構造板比較例 1一

上底 l i dの直径を 4 m m、下底 l i eの直径 6mm、高さを 5mmとしたピン 1 1 bを、ピン間隔を 4 mmで千鳥格子状に配置させた幅 7 Omm ·長さ 20 Ommの真空成形板を使用し、実施例 1と同様の方法で中空構造板を得た後、曲げ試験を行った。

一中空構造板比較例 2—

上底 l i dの直径を 2 mm、下底 l i eの直径 4mm、高さを 5mmとしたピン 1 l bを、ピン間隔を 4 mmで千鳥格子状に配置させた幅 7 Omm ·長さ 20 Ommの真空成形板を使用し、実施例 1と同様の方法で中空構造板を得た後、曲げ試験を行った。

一中空構造板比較例 3—

上底 1 1 dの直径を 6mm、下底 1 1 eの直径 8mm、高さを 5mmとしたピン 1 1 bを、ピン間隔を 4mmで千鳥格子状に配置させた幅 7 Omm ·長さ 200 mmの真空成形板を使用し、実施例 1と同様の方法で中空構造板を得た後、曲げ試験を行った。

一中空構造板比較例 4一

上底 l i dの直径を 4 mm、下底 l i eの直径 6 mm, 高さを 5mmとしたピン 1 1 bを、ピン間隔を 2 mmで千鳥格子状に配置させた幅 7 Omm ·長さ 2 0 O mmの真空成形板を使用し、実施例 1 と同様の方法で成形したところ、ゥェビングが発生し、良好な中空構造板を得られなかった。

一中空構造板比較例 5—

上底 1 1 dの直径を 2 mm、下底 l i eの直径 1 2 mm、高さを 5 mmとしたピン 1 l bを、ピン間隔を 2 mmで千鳥格子状に配置させた幅 7 O mm ·長さ 2 0 0 mmの真空成形板を使用し、実施例 1と同様の方法で中空構造板を得た後、曲げ試験を行った。

一試験結果一

以上の実施例、比較例による曲げ試験の結果は、表 1に示した通りである。

* 1 ；エンボスシート（片面）総面積を 1とした場合

* 2 ；段差のついたピン以上の結果より、上記実施例は、比較例と対比して明らかなように、本発明の効果を奏することは明らかである。本発明によれば、押出し成形された二枚の熱可塑性樹脂シートの中空凸部加ェと溶融接合を確実かつ短時間に行うことができ、温度管理も容易にするだけでなく、曲げ特性の良好な中空構造板を製造することができる。

図 2 (a) 〜（d) は、上記中空構造板を本発明に係る吸音構造板として用いた好適な実施の形態を示している。同図に示される吸音構造板は、二枚の熱可塑性榭脂シート 1 1 0, 1 1 OAに突設（エンボス形成）された複数の中空凸部（ピンないしはエンボスピンと称することもある） 1 1 2, 1 1 2の端面同士を突き合わせた状態で溶着してなる芯材 1 20の表裏両面ライナー部（熱可塑性樹脂シート 1 1 0， 1 1 0 aにおける中空凸部 1 1 2， 1 1 2の間の部分） 1 1 4， 1 1 4に熱可塑性樹脂シートからなる非通気性シート 1 30, 1 3 OAを貼り合わせることにより構成される中空構造板 1 40と、中空構造板 140の表裏両面のうち少なくともいずれかの面に貼り合わされた多孔質材料からなる吸音材 1 50とを備え、中空構造板 1 40内の閉空間 142， 1 42 に開口する小孔 1 14 a , 1 30 aを、吸音材 1 50が貼り合わされた側に位置する熱可塑性樹脂シート 1 1 0のライナー部 1 1 4及び非通気性シート 1 3 0の該ライナー部 1 14と整合する位置のみに形成してなっている。

本実施の形態によれば、吸音材 1 50により比較的高い周波数帯域の騒音を吸音することができるとともに、小孔 1 30 a，小孔 1 1 4 aを通じて開口する中空構造板 140の中空部（空気層）の共鳴吸音効果を得ることにより比較的低い周波数帯域の騒音を吸音することができ、互いの効果を打ち消すことなく可聴域全般に渡り高い吸音性を有する吸音構造板が得られる。

しかも、熱可塑性樹脂シート 1 1 0， 1 1 OAが主体であるので軽量でありながら、中空凸部 1 1 2, 1 1 2の端面同士を突き合わせた状態で溶着しているので、高強度、高剛性である。

ここで、前記芯材 1 20の原料となる熱可塑性樹脂は、特に制限されるものではないが、コスト、成形性、物性、その他諸特性とのバランスを考慮すると、ポリプロピレンが好適である。また、この芯材の両面に貼合させる非通気性シートの原材料も、特に制限されるものではないが、コスト、成形性、物性、その他諸特性とのバランスを考慮すると、ポリプロピレンが好適である。また、これらの原材料にマイ力、タルク等のフィラーや、難燃性を付与するための難燃剤等、改質剤を添加してもよいことは勿論である。ポリプロピレンを採用することにより、リサイクル性にも優れた吸音構造板とすることができる。

また、中空構造板 140の目付は、 700〜 3000 gZm²程度が好ましい。目付が小さすぎると、中空凸部 1 1 2, 1 1 2の厚が薄くなりすぎてフィルム化し易くなり、十分な強度、剛性等が得られなくなる。一方、目付が大きすぎると、軽量化を損なうことになる。また、厚みに関しては、使用目的に応じて、例えば 6〜1 5mm程度とすることが好ましい。なお、中空構造板 1 40を構成する熱可塑性樹脂シート 1 1 0 , 1 1 0 aの中空凸部 1 1 2， 1 1 2は、同図では、中空円錐状となっているが、中空円筒状であってもよい。

小孔 1 14 a , 1 30 aは、図 2 (c) に示されるように、必ずしもすべての中空凸部 1 1 2間に配設されることなく、適宜のピッチで配設されている。また、孔径は Φ 0. 3〜7. Ommが好ましい。 0. 3 mmより小さレ、と加工が困難であり、 7. 0 mmを超えると加工が困難であるばかりカ孔あけ時に中空凸部 1 1 2の脚部を破壊してしまうため、剛性が低下する。より好ましくは、 φ 0. 5〜4. Ommとするのがよい。さらに、孔数並びに小孔の総面積は特に制限されない。孔径を上述した範囲内で適宜選択し、それぞれの用途により特に吸音したい周波数に応じて調整することができる。小孔の形成は、ドリル、針、パンチン等、加工性に優れた方法を適宜選択すればよい。

図 2では、小孔 1 1 4 a， 1 30 aは、吸音材が貼り合わされた側（同図中で上側）に位置する熱可塑性樹脂シート 1 1 0のライナー部 1 14及びこれと整合する非通気性シート 1 30のみに形成されているが、熱可塑性榭脂シ一ト 1 1 0の中空凸部 1 1 2の端面及び周面に形成することができる。また、小孔 1 1 4 a , 1 30 aは、吸音材が貼り合わされていない側（同図中で下側）に位置する熱可塑性樹脂シート 1 1 OAのライナー部 1 1 4及びこれと整合する非通気性シート 1 3 OAにも形成することもできる。この場合、小孔 1 14 a， 1 30 aの位置は、中空構造板 1 40の表裏両面において整合していてもよいし、整合していなくてもよい。また、本発明におけるすべての小孔 1 1 4 a , 1 30 aについて、その孔径、ピッチが等しくなくてもよいし、その配設方法が規則的であっても不規則であってもよい。

本実施の形態では、中空構造板 140の片面（熱可塑性樹脂シート 1 1 0のライナー部 1 14に小孔 1 14 aが形成されている側）のみに吸音材 1 5 0が貼り合わされて積層中空構造板を構成しているが、中空構造板 1 40の他の面にも吸音材 1 50を貼り合わせてもよレ、。吸音材 1 50は、例えば連続気泡を有するスポンジ体等の発泡体であり、不織布等の多孔質材料を貼合することで更に吸音効果を高めることができる。

=実施例 1 =

中空凸部（エンボスピン）上底の直径を 2mm、下底の直径を 6mm、高さ 5. 5 mmとし、ピン間隔 2 mmで千鳥格子状に配置させた縦 1 000 mm、横 1 00 Ommの真空成形板上に、溶融状態の厚み 0. 5mm、目付 500 g /m²のホモポリプロピレンシート（融点 1 6 5°C、軟化点 1 20°C) を載せ、オフラインにて真空成形を行った。得られた二枚のエンボスシートの凸部先端同士を熱融着させ、これを芯材とし、この表裏に厚み 0. 2 5mm、目付 25 0 g/m²のホモポリプロピレンシ一トを面材として貼り合わせた。こうして、総厚み 1 1. 5mm、目付 1 500 g Zm²の中空構造板を得た後、この中空構造板の一方のライナー部に等ピッチで φ 1. 0の小孔を開孔率 0. 36%となるように孔あけ加工した。この一辺 lm角の孔あき中空構造板を小型残響室（S 東紡音響エンジニアリング製）にて吸音率を測定した。

=実施例 2 =

実施例 1と同様の方法で中空構造板を得た後、この中空構造板の一方のライナ一部に等ピッチで φ 2. 5 mmの孔を開孔率 0. 36%となるように孔あけ加工した。この孔あき中空構造板を小型残響室にて吸音率を測定した。

=実施例 3 =

実施例 1と同様の方法で中空構造板を得た後、この中空構造板の一方のライナ一部に等ピッチで φ 4. Ommの孔を開孔率 0. 36%となるように孔あけ加工した。この孔あき中空構造板を小型残響室にて吸音率を測定した。

実施例 4 =

実施例 1と同様の方法で中空構造板を得た後、この中空構造板の一方のライナ一部に等ピッチで φ 2 . 5 mmの孔を開孔率 0 . 1 9 %となるように孔あけ加工した。この孔あき中空構造板を小型残響室にて吸音率を測定した。

=実施例 5 =

実施例 1と同様の方法で中空構造板を得た後、この中空構造板の一方のライナ一部に等ピッチで φ 2 . 5 mmの孔を開孔率 0 . 6 6 %となるように孔あけ加工した。この孔あき中空構造板を小型残響室にて吸音率を測定した。

=実施例 6 =

実施例 1と同様の方法で孔あき中空構造板を得た後、この中空構造板の孔ぁき面に、吸音材として厚み 6 mmの軟質ウレタン発泡体を接着した積層中空構造板を作製し、小型残響室にて吸音率を測定した。（t = l→厚 l mm)

=実施例 7 =

実施例 2と同様の方法で孔あき中空構造板を得た後、この中空構造板の孔ぁき面に、吸音材として厚み 6 mmの通気性表皮材と軟質ウレタン発泡体（ t 5 ) を接着した積層中空構造板を作製し、小型残響室にて吸音率を測定した。

=比較例 1 =

実施例 1と同様の方法で中空構造板を作製し、小型残響室にて吸音率を測定した。

=比較例 2 =

厚み 6 mmの軟質ウレタン発泡体について、小型残響室にて吸音率を測定した。

=比較例 3 =

実施例 1と同様の方法で中空構造板を得、孔を開けなかった以外は実施例 6 と同じ条件で発泡材からなる吸音材を貼り合わせて積層中空構造板を作製し、残響室法にて吸音率を測定した。比較例 3の各周波数における吸音率を表 2に示す。以上の実施例〜及び比較例 1 3における残響室法吸音率測定結果を、表 2に示し、曲げ弹性勾配を表 3に示す。

表 2 残響室法吸音率測定結果

表 3

- 15 - 差替え用紙（規則 26) また、図 3〜6は、実施例 1〜 7，比較例 1〜3における、周波数と残響室法吸音率との相関図である。表 2， 3及び図 3〜6から、次のことが分かる。実施例 1〜 5では、比較的低い周波数帯域の騒音を吸音することができることが分かった。また、小孔の大きさ、開孔率等を変更することにより、固有振動数を変えることができ、吸音材料として使用する際の設計の自由度が大きいことが実証できた。

ところで、連続気泡を有する発泡体、不織布等の多孔質材料は、厚みが厚ければ厚いほど、吸音性能は高まるが、厚みに制約がある場合、特に低 ·中周波域の吸音性能が低下する。そこで、実施例 6 , 7のように、中空構造板の孔ぁき面に吸音材として比較的厚みの薄い多孔質シートを貼合して積層中空構造板とすることにより、お互いの長所を補うことによって、幅広い周波数帯域に渡り吸音性能が高まることも実証できた。

また、中空構造板に孔を開けずに、表皮材、発泡体を貼り合わせて作製した、比較例 3として示す積層中空構造板の吸音率は、比較例 2の軟質ウレタン発泡体とほとんど同じであることも分かった。

さらに、表 3から、本実施例に係る吸音板の曲げ弾性勾配が大きく、相対的に高い剛性を示すことも分かった。

以上の説明により明らかなように、本発明に係る吸音構造板によれば、重量増を少なくすることができるとともに、剛性を低下することなく、吸音性を付与することができ、また、他の吸音材と組み合わせることにより、任意の周波数帯域の吸音特性を付与することができ、さらに材料を選択することによりリサイクルしゃすいものとすることができ、その結果、建造物、乗り物等の吸音性内材装材料として好適に使用することができる。

以上説明した本発明にかかる中空構造板ないしは吸音構造板は、以下に説明する製造装置を用いて、以下に説明する製造方法によって製造することが好ましい。

図 7は、本発明方法を適用した装置の全体構成を示すものである。図において、平行な一対の押出し機 1の先端にはそれぞれ Tダイ 2が設けられ、この T ダイ 2から押出された熱可塑性樹脂シート 3は凸部成形と貼り合わせを兼用した本発明の成形装置ないしは製造装置（以下、本発明では、製造装置と称するが、いずれも同義である） 4により各樹脂シート 3の凸部成形と貼り合わせがなされ、その後ラミネ一ト装置 5によりその上下面に連続して表皮材 6がラミネートされた状態で引取り機 7により所定速度で引取られ、次いで図示しない切断機により順次定寸カツトされることにより、製品として完成する。

以上のうち、本発明の要部である製造装置 4は、図 8〜 1 0に示すように、上下に半分割状に形成された一対の減圧チャンバ 1 0と、各減圧チャンバ 1 0 内に軸受支持され、その周面を減圧チャンバ 1 0の接合位置に開口した開口部 1 0 a側に向けたエンボスローラ 1 1と、開口部 1 0 aの上下内側に配置され、前記エンボスローラ 1 1の周面における接線、すなわち接触点（以下、接触点とする）方向に向けて傾斜状としたシート導入部プレート 1 2と、減圧チャンバ 1 0の両側部内側に回転可能に支持された複数の耳部ローラ 1 5と、耳部口ーラ 1 5に僅かな隙間をあけて対向配列され、かつ各エンボスローラ 1 1の両側に配置されて減圧チャンバ 1 0内においてエンボスローラ 1 5の両側を準封止する一対の耳部ローラ受兼準封止部材 1 4と、エンボスローラ 1 2の背面における接触点方向に向けて水平配置され、減圧チャンバ 1 0の後部側開口部 1 0 bに向けて連続する後部プレート 1 6及び、前記導入部プレート 1 2の間に配置された断面三角形状の加熱用ヒータ 1 7とを備えている。

各減圧チヤンバ 1 0の上下には減圧用吸引口 1 0 cが開口されている。この減圧用吸引口 1 0 cは、図示しないホースを介して同じく図示しない真空ボンプに接続され、減圧チャンバ 1 0の内部を減圧吸引することによって、開口部 1 0 aに向けて供給される両樹脂シート 3の間が大気圧、エンボスローラ 1 1 側の面が減圧状態となり、その差圧により、両榭脂シート 3は両エンボスローラ 1 1の表面に吸引され、その表面に貼付くようになつている。

両エンボスローラ 1 1は、図 1 1に示すように、鋼製ないしはアルミダイキヤスト製等の金属製のローラ 1 1 aの表面に多数のピン 1 1 bを縦横規則正しく突設したものである。また、ローラ 1 1 aの軸部 1 1 cは両減圧チャンバ 1 0の外側面にあって、互いに逆向きであって樹脂シート 3の移送方向に向けて回転すべくギアまたはタイミングプーリなどにより連繋しているとともに、一方の軸部 1 1 cは、図示しないモータにより回転駆動される。このモータは前記引取り機 7の引取り速度に同期した速度で各エンボスローラ 1 1を回転駆動する。

また、エンボスローラ 1 1は、樹脂シート 3とエンボスローラ 1 1 との間に空気溜まりが生じることを防止するため、ローラ 1 1 aの谷部（ピン 1 1 b以外の平坦部分）に、例えば直径が 2 mm程度（l〜5 mmが好ましい）の孔（図示しない）が形成されている。この孔は、減圧チャンバ 1 0内に開放連通している。これにより、減圧チャンバ 1 0内とエンボスローラ 1 1内部の減圧度に差がなく、樹脂シート 3を均等にエンボスローラ 1 1に吸引することができる。従って、エンボス口一ラ 1 1は、内部を中空のものとすることができる。なお、孔は、ピン l i bを 1 . 5〜2本ごとに 1つの割合で設けることができ、例えばピン 1 1 bで形成される谷部のうちすべてに設けることもできるし、複数の谷部について 1つの割合で設けることもできる。

さらに、上下のエンボスローラ 1 1の接触点位置で、ピン l i b同士は互いに樹脂シート 3を介して一列に接触し、この位置で樹脂シート 3同士を圧接することで熱融着を可能としている。

前記導入部プレート 1 2は、開口部 1 0 a と此処より導入される樹脂シート 6との間の隙間を最小とし、減圧チャンバ 1 0の内部の減圧を保つ機能を有している。

前記各耳部ローラ受兼準封止部材 1 4は、樹脂シート 3の幅方向両側部を耳部ローラ 1 5との間に挟みつつその回転により樹脂シート 3をエンボスローラ 1 1に押し付けた状態を維持したまま後送する機能を有する。

加熱用ヒータ 1 7は、両樹脂シ一ト 3の対向面を溶融押出された温度より高い温度に加熱することによってさらに昇温させ、前記エンボスローラ 1 1による熱融着を確実に行うためのものである。

以上において、 Tダイ 2から押出された半溶融状態の樹脂シート 3は、製造装置 4内において、それぞれ上下面を減圧吸引されつつ上下のエンボスローラ 1 1に接し、これに吸着される結果、ピン 1 1 bの形状に応じて多数の中空凸部 3 aが形成される。そして、エンボスローラ 1 1の接触点位置で、互いのピン 1 1 a同士が樹脂シート 3を挟んで接する結果、中空凸部 3 aの端面同士はこの接触による熱圧により熱融着される。つまり、この位置においては、両樹脂シート 3の接触面はエンボスローラ 1 1に熱を奪われて冷却固化される一方で、反対面は前記加熱用ヒータ 1 7によって加熱され、溶融状態であるため、熱融着が容易に行われることになる。

融着後は同一理由によりピン 1 1 bから容易に脱型され、後部プレート 1 6 にガイドされてさらに冷却されつつ、減圧チャンバの後部開口部 1 0 bより外部に導出される。

以上の成形に用いられる樹脂シート 3としては、ポリオレフイン系樹脂シート、特にポリプロピレンシートが好適であるが、他の熱可塑性樹脂素材一般に適用でき、その素材の融点や、軟化点、ガラス転移温度などの各種温度特性や物性に応じて装置各部の設定を変えればよい。

—例としてホモポリプロピレン（融点 1 6 5 °C、軟化点 1 2 0 °C) を押出し成形材料として選択した場合には、押出し後の表面温度は、前部開口部 1 0 a の付近で 1 5 0〜2 0 0 °C程度の設定温度とすることが好ましく、この設定温度を下回ると変形しにくく、減圧成形が困難となる。逆に設定温度の上限を上回った場合には、軟化して供給時における樹脂シート 3の保形性が低下するため、以上の範囲に設定する。

ヒータ温度は 2 8 0 °C〜3 2 0 °Cに加熱しておくことが好ましく、加熱用ヒータ 1 7は両榭脂シート 3に対して 0 . 1 mm 〜 2 mm離す、好ましくは 0 . 3〜 1 . 2 mm離しておくことにより、スタックを未然に防止できる。

前記減圧チャンバ 1 0内の減圧度は 3 0 0〜 2 0 0 0 mm H ₂ 0、好ましくは 4 0 0〜 6 0 0 mm H ₂ Oの範囲で減圧成形を容易に行うことができる。

また、プレート 1 2、 1 6とエンボスローラ 1 1の隙間は、減圧を保っためできるだけ小さい方がよく、 1 mm以下、好ましくは 0 . 2 mm程度に設定すればよい。ただし、この数値はプレート 1 2， 1 6のエンボスローラ 1 1に対する接触を防ぐとともに、できるだけ減圧度を確保する目的で設定されているから、機械精度に応じてさらに隙問を小さくすることも可能である。

エンボスローラ 1 1の各ピン 1 l bは、図示のごとく円錐台形状であり、実際の寸法としては、上底と下底の寸法差が 2 mm、ピン径 5〜1 0 mm、高さ 3 ~ 6 mm、ピンピッチは 1 0〜 1 5 mmが好ましく、これに応じて成形完了後の中空構造体の厚みは 6〜 1 2 mm、重量ほ 5 0 0〜2， 0 0 0 g / m ²、平面圧縮強度 0 . 5〜1 . 5 M P a、曲げ破壊荷重 3 0〜 1 0 0 N、曲げ弾性勾配 8 0〜2 0 0 NZ cm と、その厚み、重量の割には高強度の中空構造体を得ることができる。なお、平面圧縮強度は JIS Z 0401に準拠し、曲げ破壊荷重は JIS K 7203 に準拠して測定を行った。また、曲げ弾性勾配については、上記曲げ測定により得られた荷重一たわみ曲線の直線部分から 1 cm橈んだ時の荷重を求め、その曲げ弾性勾配とした。

次に前記ラミネート装置 5は、図 7に示すごとく、ストックロール 6 aから繰出される表皮材 6に順次接着剤を転写するカレンダーロール 2 0、及び前記成形後の中空構造体の移送経路上下に配置された一対のラミネートローラ 2 1 とからなるものである。また、上記接着剤を用いたラミネート手段以外として熱接着その他の接着手段も適宜選択可能である。

表皮材 6としてはどのようなものでもよく、例えば中空凸部 3 aを塞ぐ目的であれば、同一材料であるポリプロピレンシートを用いるほか、中空構造板を例えば天井材などの車両用内装材などの用途に供する場合には各種装飾用のシ一ト素材を用いることができる。

なお、以上のラミネート装置 5は必ずしも必要でなく、製造装置 4で成形後の中空構造体をそのまま引き取機 7で引取り、中間製品とすることも可能である。

ここで、ホモポリプロピレン（融点 1 6 5 °C、軟化点 1 2 0 °C) を押出し成形材料として選択し、各樹脂シートの厚みを 0 . 2 5 mm とし、押出し後の表面温度は、減圧チャンバ 1 0の前部開口部 1 0 aの付近で 1 8 0 °C程度の設定温度として中空構造体の成形を行った。なおこの時のヒータ温度は 300°Cに加熱し、両榭脂シート 3に対して 0. 7 mm離しておくことにより、スタッ防止し、さらに前記減圧チャンバ 10の減圧度は 500 mm H₂0、引取機の引取り速度は 1. O mZsecとした。

成形完了後の中空構造体の厚みは 1 1. 0 mm、重量は 1， 000 g/ m ²、平面圧縮強度 1. 0MP a、曲げ破壊荷重 MDが 5 2 N， TDが 47N、曲げ弾性勾配 MDが 1 02 N/ cm, TDが 92 N/ cm であり、その厚み、重量の割には高強度の中空構造体を得た。

これに対し、前記と同一樹脂材料、同一条件であって、ヒータ 1 7による力 Π 熱を省略した中空構造体を成形したところ、上下シートが接着して一体化せず、目的の中空構造物が得られなかった。

このように、本発明によれば、押出し成形された二枚の熱可塑性樹脂シートの中空凸部加工と溶融接合を確実かつ短時間に行うことができる。また、本手法を用いて作製した中空凸部の頂部の樹脂厚は脚部に比べ厚くなり易く、中空頂部の樹脂厚の薄いものに比べて、中空凸部項部同士の接着接合を安定して行うことができる特徴を有する。

以上の製造装置において、エンボスローラ 1 1のピン 1 1 bは、図 1 3に示すごとく、円錐台（裁頭円錐）形状をなしている。エンボスローラ 1 1の周面 1 1 a上に配設されたピン 1 1 bの下底 1 1 eの総面積がエンボスローラ周面 1 1 aにおいて占める割合が 0. 3から 0. 9の範囲内であって、該ピン 1 1 bの中心軸 1 l hを含む鉛直面（同図の紙面）におけるピン側面 1 1 f の立ち上げ角度 Θ (ピン 1 1 bの立ち上げ部 1 1 gにおけるローラ周面 1 1 aの接触点となす角度）が 50度から 70度の範囲内のものである。

以上を換言すると、例えばピンの高さが 5 mmの場合においては、上底 1 1 dと下底 1 1 eの寸法差は 3〜 5 mm程度で、その径比は 3 ： 5から 1 ： 5の範囲内、特に径比が 1 ： 2から 1 ： 4の範囲内とし、ピンの凸部 1 1 j を形成する角度が鈍角となるような形状にしたものである。

また、ピンの間隔については特に限定されないが、間隔が狭ければ狭いほど曲げ剛性は向上する。上述のピン角度の範囲内（5 0〜7 0 ° ) において、ピンの間隔は、 0〜4 . O mmの範囲で設定することが好ましく、製造コスト（間隔が狭いとピン本数が嵩む）、二次加工（吸音板として適用する場合の孔あけ加ェ）等を考慮すると、 1 . 5〜2 . 5 mmの範囲で設定することがより好ましレ、。

以上のようにすれば、樹脂シート 3のエンボスローラ 1 1からの脱型性が良くなると共に、ピン間隔を狭めてもゥヱビングを生ずることはなくなり、製造された中空構造板の曲げ特性（特に曲げ弾性勾配）が向上する。

また、図 1 4に例示したように、ピン 1 1 bに段差を設けた形状とすることも可能である。すなわち、ピン 1 1 bを、その側面 1 1 f に凹部 1 1 kを有するように形成する。このとき、ピン側面 1 1 f 上にできる凸部 1 1 j '凹部 1 1 kのいずれもが鈍角となるようにすることが好ましい。このようにすると、製造された中空凸部とライナー部との厚み斑が減少する。そのため、製造された中空構造板の曲げ弾性勾配がさらに向上する。

なお、上記の段差を複数にすることも可能である。また、本発明において、ピンの中心軸を含む鉛直面におけるピン側面を曲線状に構成することも可能である。

Claims

請求の範囲

1 . 二枚の熱可塑性樹脂シートに突設された複数の中空凸部同士を突き合わせた状態で溶着してなる中空構造板であって、

前記中空凸部は、円錐台形状をなし、前記中空凸部の周面に占める下底総面積の割合が 0 . 3から 0 . 9の範囲内であって、かつ、該中空凸部の中心軸を含む鉛直面における中空凸部側面の立ち上げ角度が 5 0度から 7 0度の範囲内であることを特徵とする中空構造板。

2 . 二枚の熱可塑性樹脂シートを減圧チャンバ内に導入し、該減圧チャンバ内に回転可能に配置された上下一対のエンボスローラの周面にそれぞれの樹脂シートを吸着させて両エンボスローラに突設されたピン形状に応じて各樹脂シートに多数の中空凸部を形成するとともに、両エンボスローラの接線位置で前記中空凸部の端面同士を連続して熱融着することにより、中空構造板を製造する方法であって、

前記減圧チャンバのシート導入用開口部上下に、前記各エンボスローラの接線方向に向けて傾斜する導入ガイドを配置するとともに、導入ガイド間において、前記樹脂シート間に非接触状態で配置される熱融着用の加熱手段を設け、前記減圧チャンバ内における前記各樹脂シートの対向面を大気圧に保持し、その反対面が減圧されることにより前記各樹脂シー卜がそれぞれのエンボスローラの周面に減圧吸着されるようにしたことを特徴とする中空構造板の製造方法。

3 . 前記エンボスローラの両側部に沿って前記榭脂シ一トの幅方向両側部を折込みガイドする手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の中空構造板の製造方法。

4 . 中空構造板の成形後、連続してその上下面に表皮材をラミネートすることを特徴とする請求の範囲第 2項または第 3項に記載の中空構造板の製造方法。

5 . 二枚の熱可塑性樹脂シートを減圧チャンバ内に導入し、該減圧チャンバ内に回転可能に配置された上下一対のエンボスローラの周面にそれぞれの樹脂シートを吸着させて両エンボスローラに突設されたピン形状に応じて各樹脂シ一トに多数の中空凸部を形成するとともに、両エンボスローラの接線位置で前記中空凸部の端面同士を連続して熱融着することにより、中空構造板を製造する方法であって、

前記エンボスローラとして、そのピンが、円錐台形状をなし、前記エンボスローラの周面に占める下底総面積の割合が 0 . 3から 0 . 9の範囲内であって、かつ、該ピンの中心軸を含む鉛直面におけるピン側面の立ち上げ角度が 5 0度から 7 0度の範囲内であるものを用いることを特徴とする中空構造板の製造方法。

6 . 内部が減圧吸引される減圧チャンバと、この減圧チャンバの前部側開口部に周面を向けた状態で該減圧チャンバ内に回転可能に軸受支持され、かつそれぞれに設けたピンが接線位置で互いに樹脂シートを介して接触する上下一対のエンボスローラと、前部側開口部の上下位置にあって前記各エンボスローラの接線方向に向けて傾斜状に配置されたシート導入部プレー卜と、前記減圧チャンバの両側部内側に回転可能に支持された複数の耳部ローラと、該耳部口一ラに僅かな隙間をあけて対向配列され、かつ各ェンボスローラの両側に配置されて前記減圧チヤンバ内において該エンボスローラの両側を準封止する一対の耳部ローラ受兼準封止部材と、各エンボスローラの背面における接線方向に向けて水平配置され、減圧チャンバの後部側開口部に向けて連続する後部プレートと、前記導入部プレートの間に配置された加熱用ヒータとを備えたことを特徴とする中空構造板の製造装置。

7 . 内部が減圧吸引される減圧チャンバと、この減圧チャンバの前部側開口部に周面を向けた状態で該減圧チャンバ内に回転可能に軸受支持され、かつそれぞれに設けたピンが接線位置で互いに二枚の熱可塑性樹脂シートを介して接触する上下一対のエンボスローラと、前部側開口部に配置された加熱用ヒータとを備えた中空構造板の製造装置において、

前記エンボスローラのピンは、円錐台形状をなし、前記エンボスローラの周面に占める下底総面積の割合が 0 . 3から 0 . 9の範囲内であって、かつ、該ピンの中心軸を含む鉛直面におけるピン側面の立ち上げ角度が 5 0度から 7 0 度の範囲内であることを特徴とする中空構造板の製造装置。

8 . 二枚の熱可塑性樹脂シートに突設された複数の中空凸部同士を突き合わせた状態で溶着してなる芯材の表裏に、非通気性シートを貼り合わせることにより構成される中空構造板からなり、

この中空構造板の表裏両面のうち少なくとも一方の面の中空凸部間に開口する小孔を形成してなることを特徴とする吸音構造板。

9 . 前記中空構造板の小孔形成面に吸音材を貼り合わせたことを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の吸音構造板。

1 0 . 前記中空構造板は、その目付を、 7 0 0〜3 0 0 0 g /m ²としてなることを特徴とする請求の範囲第 8項または第 9項に記載の吸音構造板。