WO2018079432A1 - 中空樹脂板 - Google Patents
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Abstract
Description
その場合、前記開口部の幅W(mm)と板厚T(mm)との比(W/T)は、例えば0.4以下とすることができる。
本発明の中空樹脂板は、中空部も含む板全体を上下対称構造としてもよい。なお、ここでいう「上下対称構造」とは、厚さ方向の中央面に対して面対称の構造であることを示し、略対称の構造も含む。
又は、本発明の中空樹脂板は、上下縁部が断面円弧状の端部が封止されていてもよく、その場合、前記封止された端部は、その他の部分よりも樹脂密度が150~240%高くすることができる。
また、本発明の中空樹脂板は、複数の凸部及び/又は凹部がマトリクス状に形成された1又は2枚の樹脂シートからなるコア材と、前記コア材の両面に積層された表面材とで構成することもできる。
先ず、本発明の第1の実施形態に係る中空樹脂板について説明する。図1A~Cは本実施形態の中空樹脂板の構成例を示す図であり、図1Aは平面図、図1Bは図1Aに示すx-x線による断面図、図1Cは上下縁部の曲率半径Rと板厚Tとの関係を示す概念図である。
図1A,Bに示すように、本実施形態の中空樹脂板10は、中空構造を有する板状の樹脂成形体であり、面内方向に複数の中空部1a~1cが形成されている。この中空樹脂板10は、例えば、複数の凸部及び/又は凹部がマトリクス状に形成された1又は2枚の樹脂シートからなるコア材3と、その両面に積層された表面材4,5とで構成することができる。
中空部1a~1cは、面内方向に複数形成されていればよく、その形状や構成は特に限定されるものではない。例えば、面内方向に複数の独立中空部が相互に隣接して形成されていてもよく、それが厚さ方向に複数段積層されていてもよい。また、中空部は、任意の方向に連続し、端部が開放された構成でもよく、このような連続した開放中空部1cと独立中空部1a,1bの両方が形成されていてもよい。
端部2について、上下縁部2a,2bの断面形状を円弧状にすると、梱包用バンドなどにより局所的負荷がかかった場合でも、応力が曲面に沿って分散し、上下縁部2a,2bに変形や白化が発生しにくくなる。加えて、端部2の外観形状を上下対称とすることで、局所的負荷が上側縁部2a及び下側縁部2bのどちらにかかった場合でも、同様に変形や白化の発生を抑制することが可能となるため、取り扱い性が向上する。
本実施形態の中空樹脂板10は、端部2の外観形状だけでなく、内部構造についても、上下対称であることが好ましい。中空部1a~1cも含む中空樹脂板10全体を上下対称構造とすることにより、表裏面の強度差をなくすことができるため、取り扱い性を更に向上させることができる。
図2に示すように、端部2が封止された構造にする場合、端部2の樹脂密度が、その他の部分よりも150~240%高いことが好ましい。端部2の樹脂密度上昇率をこの範囲にすることで、クリープ変形耐性及びバンド破損抑制効果の両方を高めることができる。なお、端部2以外の部分と比較して、端部2の樹脂密度の上昇率が240%を超える場合、端末加工時に樹脂が外側に押し出されて、バンド破損の原因となるバリや段差が発生する虞がある。
本実施形態の中空樹脂板10は、例えば、熱可塑性樹脂からなるコア材と、その両面に積層された熱可塑性樹脂からなる表面材とで構成され、面内方向に複数の中空部を有する基材を、端末加工することにより得られる。具体的には、本実施形態の中空樹脂板10は、前述した基材の少なくとも一の端部を、外観が上下対称で、上下縁部が断面円弧状でかつ曲率半径R(mm)と板厚T(mm)との関係が上記数式2を満たす形状に加工することにより製造することができる。
基材には、例えば、複数の凸部及び/又は凹部がマトリクス状に形成された1又は2枚の樹脂シートからなるコア材の両面に、表面材が積層された構成の板状樹脂成形体を使用することができる。
基材の端末加工は、例えば、目的とする端面形状、即ち、外観が上下対称で、上下縁部が断面円弧状でかつ曲率半径R(mm)と板厚T(mm)との関係が上記数式2を満たす形状に対応する形状の凹部を有する金型を用いて行うことができる。図6は基材の端末加工方法の一例を示す概略図である。図6に示すように、側面視でU字状の凹部30aを有する金型30を用いて、基材6に端末加工を施す場合は、基材6の端部に加熱した金型30を押し当てて、凹部30aの形状を転写させる。
そして、基材の端末加工では、巻き込み量Lと板厚Tとの比(L/T)が0.1~0.5の範囲になるようにすることが好ましい。巻き込み量Lと板厚Tとの比(L/T)をこの範囲にすることで、端部2の樹脂密度がその他の部分よりも150~240%高くなり、クリープ変形耐性及びバンド破損抑制効果が共に優れた中空樹脂板が得られる。なお、巻き込み量Lと板厚Tとの比(L/T)は、0.11~0.17の範囲とすることがより好ましく、これによりクリープ変形耐性及びバンド破損抑制の効果を更に向上させることができる。
次に、本実施形態の第2の実施形態に係る中空樹脂板について説明する。前述した第1の実施形態の中空樹脂板は、コア材及び表面材の端縁を接合して端部を封止しているが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、端部が開口していてもよい。
本発明の第1実施例として、基材又は端末加工条件を変えて実施例1~10及び比較例1~4の中空樹脂板を製造し、その性能を評価した。
図2に示す構造の基材を用いて、前述した第1の実施形態の中空樹脂板を作製した。その際、樹脂シート31,32には、ポリプロピレン樹脂からなり、目付が1500g/m2、厚さが0.75mm、凸部が31a,32aの高さ20mmのものを用いた。また、表面材4,5には、目付が1000g/m2、厚さが1.00mmのポリプロピレン樹脂シート用いた。
図2に示す構造の基材を用いて、前述した第1の実施形態の中空樹脂板を作製した。その際、樹脂シート31,32には、ポリカーボネート樹脂からなり、目付が1500g/m2、厚さが0.72mm、凸部31a,32aの高さが20mmのものを用いた。また、表面材4,5には、目付が1000g/m2、厚さが0.92mmのポリカーボネート樹脂シートを用いた。
実施例1と同じ基材を用いて、前述した第1の実施形態の中空樹脂板を作製した。実施例3では、曲率半径(R)が16mmの凹部を有する金型を使用し、端末加工の条件は、金型温度190℃、プレス距離15.0mm、金型を基材に近づける速度20mm/分、金型の保持時間4.5秒とした。
実施例1と同じ基材を用いて、図1に示す構造の中空樹脂板を製造した。実施例4では、曲率半径(R)が22mmの凹部を有する金型を使用し、端末加工の条件は、金型温度185℃、プレス距離14.5mm、金型を基材に近づける速度30mm/分、金型の保持時間4.5秒とした。
図3に示す構造の基材を用いて、前述した第1の実施形態の中空樹脂板を作製した。その際、コア材には、ポリプロピレン樹脂からなり、目付が1500g/m2、厚さが0.75mm、中空部の高さが20mmのものを用いた。また、表面材4,5には、目付が1000g/m2、厚さが1.00mmのポリプロピレン樹脂シートを用いた。
図2に示す構造の基材を用いて、前述した第1の実施形態の中空樹脂板を作製した。その際、樹脂シート31,32には、ポリプロピレン樹脂からなり、目付が1000g/m2、厚さが0.75mm、凸部31a,32aの高さが9mmのものを用いた。また、表面材4,5には、目付が750g/m2、厚さが0.75mmのポリプロピレン樹脂シートを用いた。
図2に示す構造の基材を用いて、前述した第1の実施形態の中空樹脂板を作製した。その際、樹脂シート31,32には、ポリプロピレン樹脂からなり、目付が1500g/m2、厚さが0.75mm、凸部31a,32aの高さが12mmのものを用いた。また、表面材4,5には、目付が1000g/m2、厚さが1.00mmのポリプロピレン樹脂シートを用いた。
実施例1と同じ基材を用いて、前述した第2の実施形態の中空樹脂板を作製した。実施例8では、実施例1と同じ金型を使用し、端末加工の条件は、金型温度175℃、プレス距離12mm、金型を基材に近づける速度6.0mm/分、金型の保持時間3.0秒とした。
実施例1と同じ基材を用いて、前述した第2の実施形態の中空樹脂板を作製した。実施例9では、実施例1と同じ金型を使用し、端末加工の条件は、金型温度175℃、プレス距離13.5mm、金型を基材に近づける速度6.0mm/分、金型の保持時間3.0秒とした。
図2に示す構造の基材を用いて、前述した第1の実施形態の中空樹脂板を作製した。その際、樹脂シート31,32には、ポリプロピレン樹脂からなり、目付が1500g/m2、厚さが0.75mm、凸部31a,32aの高さが20mmのものを用いた。また、表面材4,5には、目付が1000g/m2、厚さが1.00mmのポリプロピレン樹脂シートを用いた。
実施例1と同じ基材を用いて、端部が封止された中空樹脂板を作製した。比較例1では、曲率半径(R)が16mmの凹部を有する金型を使用し、端末加工の条件は、金型温度200℃、プレス距離16.0mm、金型を基材に近づける速度30mm/分、金型の保持時間4.5秒とした。
実施例1と同じ基材を用いて、端部が封止された中空樹脂板を作製した。比較例2では、曲率半径(R)が22mmの凹部を有する金型を使用し、端末加工の条件を、金型温度200℃、プレス距離16.0mm、金型を基材に近づける速度30mm/分、金型の保持時間4.5秒とした。
実施例1と同じ基材を用いて、端部が開口した中空樹脂板を作製した。比較例3では、実施例1と同じ金型を使用し、端末加工の条件は、金型温度175℃、プレス距離8.0mm、金型を基材に近づける速度6.0mm/分、金型の保持時間3.0秒とした。
実施例1と同じ基材を用いて、端部が開口した中空樹脂板を作製した。比較例4では、実施例1と同じ金型を使用し、端末加工の条件は、金型温度200℃、プレス距離7.0mm、金型を基材に近づける速度20.0mm/分、金型の保持時間1.0秒とした。
その結果、比較例4の中空樹脂板は、目付が3500g/m2、厚さが20.5mm、上下縁部の曲率直径2Rが12.3mm、曲率直径2Rと板厚Tとの比(2R/T)は0.60であった。
実施例1~10及び比較例1~4の中空樹脂板を、以下の方法で評価した。なお、比較のため、参考例として、端末加工していない基材を用いて同様の評価を行った。
図9は実施例及び比較例の中空樹脂板の局所的負荷試験の方法を模式的に示す図である。実施例及び比較例の中空樹脂板並びに参考例の基材を、幅50mm、長さ170mmに切断し、評価用試料50とした。そして、図9に示すように、試料50と台座51の間に梱包用バンド53を配置し、クランプ52で固定した。梱包用バンド53には、ポリプロピレン樹脂製で、幅15mm、厚さ0.6mmのものを使用した。
引張り速度を200mm/分にした以外は、前述した局所的負荷試験と同様の方法で試料50の縁部に荷重を加え、試験後に、梱包用バンド53に破損が発生しているか否かを目視で確認した。その結果、切断などの破損が発生したものを×(不可)、発生なかったものを○(可)とした。
端部座屈強度の測定は、前述した局所的負荷試験と同様の試料及び装置を用いて行った。具体的には、梱包用バンド53の先端をロードセル54に取り付け、引張り速度を20mm/分にして、梱包用バンド53を上方向に引っ張り、端部が座屈するまで(上昇していた荷重が下降に転じるまで)負荷をかけた。そして、この方法で測定された荷重の最大値を座屈強度とした。
本発明の第2実施例として、端部が封止されている実施例1~7,10について、耐クリープ性を評価した。図10は耐クリープ性試験の方法を模式的に示す図である。図10に示すように、耐クリープ性は、クランプ52により試料50上に梱包用バンド53を固定し、その先端に10kgの錘55を取り付けたものを、60℃のドライオーブン内に24時間静置し、試験前後で負荷をかけた箇所の厚さを測定し、変形量を求めた。
2、22 端部
2a、2b、22a、22b 縁部
31、32 樹脂シート
31a、32a、12a、13a 凸部
3、11~13 コア材
4、5 表面材
6~9 基材
10、20 中空樹脂板
12b、13b 凹部
21 開口部
30 金型
50 試料
51 台座
52 クランプ
53 梱包用バンド
54 ロードセル
55 錘
Claims (6)
- 上下縁部が断面円弧状の端部には、厚さ方向中央部に前記縁部に沿って延びる開口部が設けられている請求項1に記載の中空樹脂板。
- 前記開口部の幅W(mm)と板厚T(mm)との比(W/T)が0.4以下である請求項2に記載の中空樹脂板。
- 中空部も含む板全体が上下対称構造となっている請求項1~3のいずれか1項に記載の中空樹脂板。
- [規則91に基づく訂正 08.02.2018]
上下縁部が断面円弧状の端部は封止されており、前記封止された端部は、その他の部分よりも樹脂密度が150~240%高い請求項1に記載の中空樹脂板。 - 複数の凸部及び/又は凹部がマトリクス状に形成された1又は2枚の樹脂シートからなるコア材と、
前記コア材の両面に積層された表面材とで構成されている請求項1~5のいずれか1項に記載の中空樹脂板。
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