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【発明の名称】 中空構造板
【発明者】 【氏名】中嶋 雅彦
【住所又は居所】岐阜県岐阜市藪田西2−1−1 宇部日東化成株式会社内

【氏名】宮崎 雄士
【住所又は居所】岐阜県岐阜市藪田西2−1−1 宇部日東化成株式会社内

【要約】 【課題】諸物性、特に平面圧縮強度に優れ、且つ軽量で物性の表裏及び縦横差の少ない中空構造板を提供する。

【解決手段】規則的に配置された円錐台形状の突起体2を有する2つのシート3を、対向するシート3の突起体2には非接着な状態で、互いの突起体2の頂部をもう一方のシート3のライナー部4に一体に結合することで中空構造板1を形成した。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
規則的に配置された円錐台形状の突起体を有する2つのシートを、対向するシートの突起体には非接着な状態で、互いの突起体の頂部をもう一方のシートのライナー部に一体に結合することで形成されることを特徴とする中空構造板。
【請求項2】
前記突起体の上底(頂部)面積と下底(底部)面積との比(下底面積/上底面積)が2から700であり、且つ前記ライナー部に対する前記突起体の下底総面積の割合が0.2から0.9であることを特徴とする請求項1に記載の中空構造板。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、諸物性、特に平面圧縮強度に優れ、且つ軽量で物性の表裏及び縦横差の少ない中空構造板に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ハーモニカ型プラスチックダンボール(例えば、商品名「ダンプレート」,宇部日東化成製)、円柱状独立空気室を形成したプラスチックダンボール(例えば、商品名「プラパール」,川上産業製)等のプラスチック製中空構造板は、軽量且つ耐水性、断熱性、耐薬品性及び諸物性に優れ、通い箱・コンテナ等の梱包資材、緩衝・養生シート等の保護材、各種芯材、等種々の用途に使用されている。
【0003】
また、「プラスチック製中空積層体及びその製造方法」(日産自動車,特許文献1参照)には、規則的に配列された円柱状のエンボスを有する2枚の熱可塑性樹脂フィルムにより構成される層Bを芯材(2層中芯)とし、この芯材の両面に接着または熱融着により設けられた熱可塑性樹脂フィルムAと熱可塑性樹脂フィルムCとからなるプラスチック製中空積層体であって、エンボス加工された2枚の熱可塑性樹脂フィルムにおけるエンボスの突起部を対向させ、一方の熱可塑性樹脂フィルムに設けられたエンボスの頂点が、他方の熱可塑性樹脂フィルムの底面に接触する状態で、この接触面が接着又は熱融着により一体化されており、且つ隣り合ったエンボスの壁面同士も接着または熱融着により一体化されていることを特徴とするものがある。
【特許文献1】特開平8−127091号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、前述のハーモニカ型プラスチックダンボールは、リブに対して平行方向と垂直方向で強度や剛性等の物性差が極めて大きいという欠点がある。
【0005】
また、円柱状独立空気室を形成したプラスチック構造板は、方向性の有無による物性差は小さいが、(i)中空突起体が円柱であり、また中空突起体の一つ一つの大きさが比較的大きいこと、(ii)製法上(凹形状の成形)、その突起体の壁部がフィルム化し、強度を維持できなくなる。製品厚みが増せばその傾向は顕著となる。また、この問題を解決するため、肉厚を増すと、当然重量が嵩み、軽量性が損なわれる。製法上、中空突起体の高さは5mm程度が限界である。
【0006】
中空突起体の形状を円錐台形状にすることで、前述の壁部のフィルム化を抑制することができるが、製品の表裏で強度や剛性等の物性差が生じる。
【0007】
また、前述の特許文献1に記載のプラスチック製中空構造板にいたっては、エンボス形状が円柱であるため、上記の理由と同様に強度を維持できなくなる。また、エンボス加工された2枚の熱可塑性樹脂フィルムが、エンボスの突起部を対向させた状態で、一方の熱可塑性樹脂フィルムに設けられたエンボスの頂点が、他方の熱可塑性樹脂フィルムの底面に接触する状態で接着又は熱融着して一体化させる時、肉厚が薄いため座屈し易く、強度が低下する。
【0008】
上記のプラスチック製中空構造板は総じて平面圧縮強度が低く、重量物の梱包資材や保護材には使用できない。
【0009】
そこで、本発明は、諸物性、特に平面圧縮強度に優れ、且つ軽量で物性の表裏及び縦横差の少ない中空構造板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】
【0010】
上記課題を解決するために、本発明の中空構造板は、規則的に配置された円錐台形状の突起体を有する2つのシートを、対向するシートの突起体には非接着な状態で、互いの突起体の頂部をもう一方のシートのライナー部に一体に結合することで形成されることを特徴とする。
【0011】
また、本発明の中空構造板は、突起体の上底(頂部)面積と下底(底部)面積との比(下底面積/上底面積)が2から700であり、且つ前記ライナー部に対する前記突起体の下底総面積の割合が0.2から0.9であることを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、中空構造板の諸物性、特に平面圧縮強度を優れたものとし、且つ軽量で物性の表裏及び縦横差を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
===本発明の実施形態===
図1は、本発明の中空構造板1を示す構成図であり、中空構造板1は、規則的に配置された円錐台形状の突起体2を有する2つのシート3を、対向するシート3の突起体2には非接着な状態で、互いの突起体2の頂部(先端)を相対するライナー部4に熱融着等により一体化することで形成されており、突起体2の上底(頂部)面積と下底(底部)面積との比(下底面積/上底面積)が2から700であり、且つライナー部4に対する突起体2の下底総面積の割合が0.2から0.9である。
【0014】
以下、このような構成の本発明を実施するための原材料、中空突起体、中空突起体の製造方法、中空構造板の製造方法、中空構造板の目付、並びにシート状体の貼り合わせについて、各々、説明する。
【0015】
<原材料>
原材料となる熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではない。例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ホモポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、ブロック状ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂及びこれらのコモノマー若しくはコモノマーと他のモノマーとの共重合体、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、ABS、AAS、AES、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタート、ポリブチレンテレフタート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルホン、ポリエーテルケトン及びこれらのコモノマー若しくはコモノマーと他のモノマーとの共重合体等が挙げられ、これらは単独で使用しても併用してもよい。また、中空構造板の剛性向上を目的として、タルク、マイカ、炭酸カルシウム等のフィラーや、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維等のチョップドストランドを添加してもよいし、燃焼性、導電性、耐候性等、樹脂の改質を行う目的で種々の改質剤を添加しても良い。
【0016】
<中空突起体>
規則的に配置される突起体は円錐台形状であり、円錐台形側面の立ち上げ角度を45〜80°、好ましくは50〜70°とする。立ち上げ角度が45°未満であると、突起体の上底面積が小さくなるので、相対するライナー部への接着面積が小さくなり、得られた中空構造板に荷重を掛けた際、接着部が剥がれやすく、十分な強度が得られない(突起体上底の径は、2〜4mmとすることが好ましい)。立ち上げ角度が80°以上であると、真空成形した際に円錐台形の側面がフィルム化するため十分な強度が得られない。
【0017】
また、隣接する突起体下底部の間隔は、1〜5mmとする。突起体下底部の間隔が1mm未満であると賦形性が悪くなり、5mm以上であると単位面積当たりの突起体の数が少なくなり、十分な平面圧縮強度が得られない。
【0018】
<中空突起体の製造方法>
減圧チャンバ内に設置されたエンボスロールを使用し、真空成形を行うことで上記中空突起体を作製することができる。エンボスロールは、外周部に金属製突起体を規則的に配置したものとする。尚、金属製突起体の構成は上記範囲内で設計する。
【0019】
<中空構造板の製造方法>
上記のエンボスロール2基を上下対になるように設置し、同時に連続真空成形を行う。この際、規則的に配置された円錐台形状の突起体を有する熱可塑性樹脂シートの突起体が対向するように設置しなければならない。これらのシートが突起体を対向させた状態で、一方の熱可塑性樹脂シート(A)に設けられた突起体の先端を他方の熱可塑性樹脂シート(B)のライナー部に接着し、且つ熱可塑性樹脂シート(B)に設けられた突起体の先端を熱可塑性樹脂シート(A)のライナー部に接着して中空構造板を得る。突起体先端をライナー部に接着する方法としては、接着剤を使用してもよいし、加熱または超音波による融着としてもよい。
【0020】
<中空構造板の目付>
上記方法により得られる中空構造板の目付は、500〜3000g/m程度が好ましい。
【0021】
目付が小さすぎると、円錐台形の側面がフィルム化し、十分な強度、剛性等が得られなくなる。また、2枚のエンボス成形品を熱融着させる際に、円錐台形ピン先端の肉厚が薄くなるため、接着力が低下する。また、目付が大きすぎると、当然重量が嵩むばかりか、成形後の冷却が不十分となり、うまく脱型できなくなる。
【0022】
<シート状体の貼り合わせ>
上記の中空構造板の剛性、吸音特性、断熱性等の特性を付加させるため、中空構造板の表裏又はどちらか一方に熱可塑性樹脂シート、ステンレス、アルミニウム、銅等の金属シート、無機系多孔質シート等を貼り合わせてもよい。
【0023】
===本発明の実施例及び比較例===
<実施例>
本発明の実施例では、熱可塑性樹脂;B101(三井ポリプロ製,ホモポリプロピレン,MI=0.8)、フィラー;MAX2070T(竹原化学工業製,タルクマスターバッチ,タルク含有率70wt%)を使用し、金属製突起体は、先端径2mm,根元6mm,突起体間隔2mm,高さ5.5mmである。
【0024】
そして、熱可塑性樹脂95wt%、フィラー5wt%の割合でドライブレンドし、主原料とした。この主原料を一軸押出機で溶融混錬し、Tダイにより軟化状態の熱可塑性樹脂シートを押し出した。その後、規則的に金属製突起体が配置されたエンボスロールにより真空成形された熱可塑性シート(3a)、及びこのエンボスロールの金属製突起体が互いに向かい合う形で設置されたエンボスロールにより真空成形された熱可塑性樹脂シート(3b)を作製した後、熱可塑性樹脂シート(3a)に設けられたピンの先端を他方の熱可塑性樹脂シート(3b)のライナー部4に熱融着し、且つ熱可塑性樹脂シート(3b)に設けられた突起体2の先端を熱可塑性樹脂シート(3a)のライナー部4に熱融着して一体化し、中空形状のコア材を得た。更に、このコア材の表裏に熱融着により上記と同一組成のポリプロピレン樹脂シート5を貼り合わせ、総厚み6mm、総目付1500g/m(エンボス成形品;目付500×2=1000,ポリプロピレン樹脂シート;250×2=500g/m)の中空構造板1を得た。その上で、この中空構造板1(7cm角)の平面圧縮強度を算出した。
【0025】
図2は、このような中空構造板1を示す概略側面図であり、突起体2の先端の径は2〜4mm、突起体2の間隔は1〜5mm、ピン角度は50〜70°、ピン高さ3〜30mmである。なお、図1と同種部位については、同一の番号を付与している。
【0026】
<比較例1>
ハーモニカ型プラスチックダンボール(商品名「ダンプレート」,宇部日東化成製,A-6-140,厚み6mm,目付1400g/m)の平面圧縮強度を算出した。
【0027】
<比較例2>
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」,川上産業製,P5PP3,厚み5mm,目付1500g/m)の平面圧縮強度を算出した。
【0028】
<比較例3>
円柱状独立空気室を形成したポリプロピレン製プラスチック構造板(商品名「プラパール」、川上産業製、P5PP3、厚み5mm、目付500g/m)を2枚使用し、実施例1と同様に突起体の先端を対になるもう一方のライナー部に熱融着して一体化し、中空形状のコア材を得た。更に、このコア材の表裏に熱融着によりポリプロピレン樹脂シートを貼り合わせ、総厚み6mm、総目付1500g/m(プラパール;目付500×2=1000、ポリプロピレン樹脂シート;250×2=500g/m)の中空構造板を得た。その上で、この中空構造板(7cm角)の平面圧縮強度を算出した。
【0029】
以下、このようにして算出された本発明の実施例及び比較例1,比較例2,比較例3の平面圧縮強度を表1に示す。また、突起体の上底と下底の面積比を表2に示し、ライナー部と下底総面積の比を表3に示す。
【0030】
[表1]


【0031】
表1に示すように、本発明の実施例によれば、比較例1,比較例2,比較例3と比べ、平面圧縮強度が高いことがわかる。
【0032】
[表2]


【0033】
表2に示すように、突起体の上底と下底の面積比は、最小値が2.4であり、最大値が685.0であった。このことから、突起体の上底と下底の面積比は、およそ2から700の範囲が好ましいといえる。
【0034】
[表3]


【0035】
また、表3に示すように、ライナー部と下底総面積の比は、最小値が0.180864であり、最大値が0.873413012であった。このことから、ライナー部と下底総面積の比は、およそ0.2から0.9の範囲が好ましいといえる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明の実施形態における中空構造板を示す構成図である。
【図2】本発明の実施例における中空構造板を示す概略側面図である。
【符号の説明】
【0037】
1 中空構造板
2 突起体(円錐台形状)
3 シート
4 ライナー部
5 ポリプロピレン樹脂シート
【出願人】 【識別番号】000120010
【氏名又は名称】宇部日東化成株式会社
【住所又は居所】東京都中央区東日本橋1丁目1番7号
【出願日】 平成16年6月15日(2004.6.15)
【代理人】 【識別番号】110000176
【氏名又は名称】一色国際特許業務法人

【公開番号】 特開2006−1036(P2006−1036A)
【公開日】 平成18年1月5日(2006.1.5)
【出願番号】 特願2004−176969(P2004−176969)