中空構造板の製造方法
【課題】しわの発生を抑制することができ、安定して連続生産することが可能なシングルコーン型中空構造板の製造方法を提供する。
【解決手段】第１の熱可塑性樹脂シート２０に中空錐台状の凸部２ａを、所定の間隔を空けて複数形成した後、各凸部２ａの先端部に第２の熱可塑性樹脂シート３０を熱融着して、シングルコーン成形シート２の凸部２ａの先端部に、中間シート３が熱融着された中間体４を得る。その後、中間体４の表面及び裏面に、中間シート３と共に表面材７を構成する表面材シート５と、それ自体が表面材８として機能する表面材シート６を熱融着して、中空構造板１とする。
【解決手段】第１の熱可塑性樹脂シート２０に中空錐台状の凸部２ａを、所定の間隔を空けて複数形成した後、各凸部２ａの先端部に第２の熱可塑性樹脂シート３０を熱融着して、シングルコーン成形シート２の凸部２ａの先端部に、中間シート３が熱融着された中間体４を得る。その後、中間体４の表面及び裏面に、中間シート３と共に表面材７を構成する表面材シート５と、それ自体が表面材８として機能する表面材シート６を熱融着して、中空構造板１とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂製の中空構造板の製造方法に関する。より詳しくは、円錐台形状の凸部が形成された熱可塑性樹脂シートの両面に任意の樹脂シートを積層したシングルコーン型中空構造板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製の中空構造板は、軽量で、かつ耐薬品性、耐水性、断熱性、遮音性及び復元性に優れ、取り扱いも容易であることから、箱材や梱包材などの物流用途、壁や天井用のパネル材などの建築用途、更には、自動車用途などの幅広い分野に使用されている（例えば、特許文献１，２参照。）。このような中空構造板は、一般に、複数の凸部が形成された熱可塑性樹脂シートに、１又は２以上の熱可塑性樹脂シートを積層し、融着することにより製造されている（例えば、特許文献１〜５参照。）。
【０００３】
その際、熱可塑性樹脂シートに複数の凸部を形成する方法としては、例えば、真空吸引が可能な凹部が複数設けられた成形ロールを使用する方法（例えば、特許文献３，４参照。）、複数のピンが突設された成形ローラーを使用する方法（例えば、特許文献５，６参照。）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００３／０８０３２６号
【特許文献２】特開２０１０−９９８６７号公報
【特許文献３】特開２００７−１３６９３９号公報
【特許文献４】特開２００８−２１３２６２号公報
【特許文献５】特開２００７−８３４０７号公報
【特許文献６】特開２００５−１７０５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来の技術には、以下に示す問題点がある。即ち、複数の凸部が形成された熱可塑性樹脂シートの両面に、任意の熱可塑性樹脂シートを熱融着して、中空構造板を製造した場合、表面に波状のしわが発生しやすいという問題点がある。この問題は、特に、凸部が錐台形状の所謂シングルコーン型中空構造板において発生しやすく、安定して連続生産することが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、しわの発生を抑制することができ、安定して連続生産することが可能なシングルコーン型中空構造板の製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、錐台形状の凸部を有するシングルコーン成形シートを使用して、厚さ方向に非対称な形状の中空構造板を製造する場合について、表面にしわが発生する原因を調べた。その結果、シングルコーン成形加工時の反り、シートの引き取りテンションの強さ、或いはこれらの変化や斑、及び重力などの要因が複雑に影響し、表裏、前後、左右の各方向においてシングルコーン成形シート本来の形態を維持した状態で、表面材を積層することが難しくなり、このことがしわ発生の原因になっていることを見出した。
【０００８】
そこで、本発明においては、前述した各要因を抑制するため、中空構造板の製造方法を見直し、従来のようにシングルコーン成形シートの表面及び裏面に直接表面材を積層するのではなく、先ず、シングルコーン成形シートの凸部側の面に中間シートを積層して中間体を形成し、この中間体の表裏面に表面材を構成する新たな熱可塑性樹脂を積層することとした。
【０００９】
即ち、本発明に係る中空構造板の製造方法は、第１の熱可塑性樹脂シートの一方の面に、中空錐台状の凸部を、間隔をあけて複数形成した後、各凸部の先端部に第２の熱可塑性樹脂シートを熱融着して中間体を得る中間体作製工程と、前記中間体の表面及び裏面に、前記第２の熱可塑性樹脂シートと共に表面材を構成する第３の熱可塑性樹脂シート、及び単独で表面材を構成する第４の熱可塑性樹脂シートを熱融着する表面材形成工程と、を有する。
この中空構造板の製造方法では、前記凸部が形成された第１の熱可塑性樹脂シートの目付けを２００〜１０００ｇ／ｍ２とすることができる。
また、前記凸部の先端部の面積Ｓ１と、前記凸部の開口部の面積Ｓ２との比を、Ｓ１：Ｓ２＝１：１０〜１：２としてもよい。
更に、第１の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ１と、第２の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ２との比は、ｔ１：ｔ２＝２：１〜１：１とすることができる。
更にまた、中空構造板の厚さＴと、第２の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ２との比は、Ｔ：ｔ２＝５０：１〜１０：１とすることができる。
更にまた、第２の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ２と、第３の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ３及び第４の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ４との比は、それぞれｔ２：ｔ３＝１：１〜１：１０及びｔ２：ｔ４＝１：１〜１：１０とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、中空錐台状の凸部が間隔を空けて複数形成されている熱可塑性樹脂シートの各凸部の先端に、他の熱可塑性樹脂シートを熱融着して中間体を形成し、この中間体の表裏面に表面材を構成する新たな熱可塑性樹脂シートを積層しているため、表面材積層時におけるしわの発生を抑制することが可能で、表面性が良好なシングルコーン型中空構造板を、安定して連続生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る中空構造板の構造を模式的に示す断面図であり、（ｂ）はその分解斜視図である。
【図２】図１に示すシングルコーン形成シート２の一形態を示す斜視図である。
【図３】図１に示す中空構造板１の製造工程を模式的に示す図である。
【図４】図３に示す各工程のうち、中間体形成工程及び表面材形成工程の拡大図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態の変形例に係る中空構造板のシングルコーン成形シートの凸部形状を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施形態の他の変形例に係る中空構造板のシングルコーン成形シートの凸部形状を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図７】（ａ）は本発明の実施形態の他の変形例に係る中空構造板のシングルコーン成形シートの凸部形状を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図８】（ａ）は本発明の実施形態の他の変形例に係る中空構造板のシングルコーン成形シートの凸部形状を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図９】（ａ）は本発明の実施形態の他の変形例に係る中空構造板のシングルコーン成形シートの凸部形状を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について、添付の図面を参照して、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
［中空構造板１の全体構成］
図１（ａ）は本実施形態の中空構造板の構造を模式的に示す断面図であり、図１（ｂ）はその分解斜視図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の中空構造板１は、シングルコーン成形シート２とその凸部２ａ側の面に積層された中間シート３とからなる中間体４の表面及び裏面に、表面材シート５，６が積層された構成となっている。この中空構造板１では、一方の面側は、中間シート３及び表面材シート５により表面材７が構成され、他方の面側は、表面材シート６が単独で表面材８として機能する。
【００１４】
［中間体４］
図２は本実施形態の中空構造板１で使用されるシングルコーン成形シート２の一形態を示す斜視図である。図２に示すように、中間体４を構成するシングルコーン成形シート２には、その一方の面に、中空で角錐台形又は円錐台形（以下、これらを合わせて「錐台形」という。）状の凸部２ａが、所定の間隔を空けて複数形成されている。
【００１５】
また、シングルコーン成形シート２の各凸部２ａの先端には、熱可塑性樹脂からなる中間シート３が熱融着されている。この中間シート３は、シングルコーン成形シート２の剛性を補い、表面材シート５，６を積層する際に、中間体４が変形などすることを防止すると共に、表面材７の一部を構成するものである。
【００１６】
中間体４を構成するシングルコーン成形シート２及び中間シート３の材質は、熱可塑性樹脂であれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリカーボネート（ＰＣ）などを使用することができる。これらの熱可塑性樹脂の中でも、コスト、成形性及び物性の面から、特に、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、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及びブロック状ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂が好ましい。
【００１７】
また、シングルコーン成形シート２及び中間シート３を形成する熱可塑性樹脂には、タルク、マイカ及び炭酸カルシウムなどのフィラーや、ガラス繊維、アラミド繊維及び炭素繊維などのチョップドストランドが添加されていてもよい。これにより、中間体４の剛性を向上させることができる。
【００１８】
更に、シングルコーン成形シート２及び中間シート３を形成する熱可塑性樹脂には、難燃性、導電性及び耐候性などを向上させるための改質剤が添加されていてもよい。なお、シングルコーン成形シート２及び中間シート３は、通常、同じ材料で形成されるが、熱融着可能な範囲で相互に異なる材料で形成することもできる。
【００１９】
本実施形態の中空構造板１では、シングルコーン成形シート２における開口部２ｂから仮想される水平面と凸部２ａとがなす角度（傾斜角）θが、４５°以上であることが好ましい。傾斜角θが４５°未満の場合、例えば中空構造板１に表面材７，８側から荷重をかけた際に、十分な強度が得られないことがある。これは、単位面積あたりの凸部２ａの数が少なくなるため、中間シート３と凸部２ａの先端部との総接着面積が小さくなり、シングルコーン成形シート２と中間シート３とがはがれやすくなること、その凸部２ａの形状に由来した厚さ方向の強度が低下することなどに由来するものと考えられる。
【００２０】
また、傾斜角θは、５０°以上７０°未満であることがより好ましく、これにより、中間体４の剛性を高めると共に、中空構造板１としたときの強度を向上させることができる。なお、凸部２ａの傾斜角θは一定でなくてもよく、凸部２ａは中心軸に対して非対称な形状であってもよい。そして、本実施形態の中空構造板１の構成は、凸部２ａが、傾斜角が７０°未満でかつ非対称な形状の場合に、特に有効である。
【００２１】
また、凸部２ａの先端部の直径は２〜４ｍｍとすることが望ましく、これにより、凸部２ａの数を所定の値以上にすることができるため、厚さ方向における圧縮強度を向上させることができる。更に、凸部２ａの間隔は、１〜５ｍｍとすることが望ましい。凸部２ａの間隔が１ｍｍ未満の場合、賦形性が低下することがあり、また５ｍｍを超えると、単位面積あたりの凸部２ａの数が少なくなり、厚さ方向において十分な圧縮強度が得られないことがある。
【００２２】
更に、シングルコーン成形シート２における凸部２ａの高さｈは、３ｍｍ以上であることが好ましい。凸部２ａの高さｈが３ｍｍ未満の場合、中空構造板１の各種用途において、その中空構造による有用性が低くなると共に、製造上の困難性も低下する。なお、凸部２ａの高さｈが１５ｍｍを超えると成形が難しくなるため、製造工程における成形性を考慮すると、凸部２ａの高さｈは１５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
更にまた、凸部２ａの先端部の面積Ｓ１と、凸部２ａの開口部２ｂの面積Ｓ２との比が、Ｓ１：Ｓ２＝１：１０〜１：２であることが望ましい。この範囲にすることにより、凸部２ａの厚さ方向における圧縮強度を維持しつつ、シングルコーン成形シート２における凸部２ａの部分の厚さを均一に保つことが可能となる。
【００２４】
［表面材シート５，６］
表面材シート５は、前述した中間シート４に熱融着され、この中間シート４と共に表面材７を構成する。また、シングルコーン成形シート２に熱融着される表面材シート６は、単独で表面材８として機能する。これら表面材シート５，６の材質は、熱可塑性樹脂であれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリカーボネート（ＰＣ）などを使用することができる。
【００２５】
［目付け］
本実施形態の中空構造板１の目付けは、特に限定されるものではないが、５００〜３５００ｇ／ｍ２とすることが好ましい。中空構造板１の目付けが５０ｇ／ｍ２未満の場合、シングルコーン成形シート２の厚さが薄くなりすぎて凸部２ａ側面がフィルム化し、強度や剛性が低下することがあり、また、目付けが３５００ｇ／ｍ２を超えると、質量が増加し、用途によっては軽量性が損なわれることがあるからである。
【００２６】
なお、中空構造板１の目付けを前述した範囲にするためには、例えば、シングルコーン成形シート２の目付けを２００〜１０００ｇ／ｍ２、中間シート３の目付けを１００〜５００ｇ／ｍ２、表面材シート５，６の目付けをそれぞれ１００〜１０００ｇ／ｍ２とすればよい。
【００２７】
［製造方法］
次に、前述した構成の中空構造板１の製造方法について説明する。図３は図１に示す中空構造板１の製造工程を模式的に示す図であり、図４はその中間体作製工程及び表面材形成工程の拡大図である。図３に示すように、本実施形態の中空構造板１は、中間体４を形成する第１工程と、中間体４に表面材シート５，６を熱融着して表面材を形成する第２工程の２つの工程を経て製造される。
【００２８】
［第１工程：中間体作製工程］
第１工程では、第１の熱可塑性樹脂シート２０からシングルコーン成形シート２を形成すると共に、シングルコーン成形シート２の凸部２ａの先端部に、第２の熱可塑性樹脂シート３０からなる中間シート３を熱融着して、中間体４を作製する。この中間体作製工程は、例えば、図４に示すように、表面に円錐台形状又は角錐台形状のピン１１ａが複数突設されている成形ローラー１１と、表面が平坦なローラー１２とが、その回転軸が相互に平行になるように配置されている真空成形装置により実施することができる。
【００２９】
これら成形ローラー１１及びローラー１２は、それぞれ減圧チャンバー１０ａ，１０ｂ内に設置されており、例えば樹脂の溶融温度よりも低い温度に加熱される構成となっている。また、成形ローラー１１及びローラー１２の手前には、熱可塑性樹脂シート２０，３０に接触して加熱するヒーター１６が設けられている。更に、成形ローラー１１及びローラー１２には、熱可塑性樹脂シート２０，３０を吸引保持するための吸引孔１７が設けられていることが望ましい。
【００３０】
ここで、成形ローラー１１及びローラー１２の温度は、特に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂シート２０，３０を形成する樹脂の種類などに応じて適宜設定することができるが、成形性の観点から、例えばポリプロピレン樹脂を使用する場合であれば４５〜９０℃とすることが望ましい。なお、成形ローラー１１及びローラー１２の温度が４５℃未満の場合、シングルコーン成形シート２や中間シート３が固化し、熱融着の強度が不十分となることがある。一方、成形ローラー１１及びローラー１２の温度が９０℃を超えると、成型後のシングルコーン成形シート２が十分に冷却されず、離型時に変形することがある。
【００３１】
この装置を使用して、中間体４を作製する際は、先ず、ダイから、溶融状態の熱可塑性樹脂シート２０，３０を押し出す。これら熱可塑性樹脂シート２０，３０は、ヒーター１６によって加熱された後、第１の熱可塑性樹脂シート２０は、成形ローラー１１に吸引保持され、ピン１１ａに対応する形状の中空錐台状の凸部２ａが形成されて、シングルコーン成形シート２となる。
【００３２】
その際、第１の熱可塑性樹脂シート２０の厚さは、特に限定されるものではないが、０．２〜２．０ｍｍであることが好ましい。第１の熱可塑性樹脂シート２０の厚さが０．２ｍｍ未満の場合、得られるシングルコーン成形シート２の物性が十分でないことがある。また、第１の熱可塑性樹脂シート２０の厚さが２．０ｍｍよりも厚いと、真空成形により凸部２ａを形成することが困難になることがある。
【００３３】
一方、第２の熱可塑性樹脂シート３０は、ローラー１２に吸引保持され、樹脂シート２の凸部２ａの先端部に熱融着されて、中間シート３となる。この中間シート３は、表面材シート５と共に表面材７を構成するもので、従来用いられていないものであるため、その厚さによっては、中空構造板１のバランスを崩してしまうことがある。
【００３４】
中空構造板１の曲げ強度は、表面材の７，８の厚さに比例して高まるが、表面材７の厚さと表面材８の厚さが異なると、物性面において表裏に差が生じ、例えば表面を内側にして曲げる場合と、裏面を内側にして曲げる場合とで、強度に差が出てしまう。このため、中空構造板１の表裏で物性や質量などに違いが生じないように、各表面材７，８の厚さは同じにすることが望ましい。
【００３５】
また、前述したように表面材７は、中間シート３と表面材シート５とで構成されるが、表面材シート５の厚さと、表面材シート６の厚さとの差が大きくなると、表面材シート５，６の積層に由来して、得られる中空構造板１に反りが発生しやすくなる。このため、表面材シート５の厚さは、表面材シート６の厚さと同じであることが望ましい。
【００３６】
従って、本実施形態の中空構造板１においては、各表面材７，８の厚さを同じにするためには、表面材８（表面材シート６）の厚さを、中間シート３の厚さ分だけ厚くする必要がある。そこで、中間シート３（第２の熱可塑性シート３０）は、必要最低限の厚さにすることが望ましく、その好適な範囲は０．１〜１．０ｍｍである。
【００３７】
例えば、中間シート３の厚さが１．０ｍｍを超えると、表面材シート５，６の厚さの差が大きくなり、中空構造板１に反りが発生するなどの新たな問題が生じることがある。また、前述したように、表面材シート５，６の厚さの差はできるだけ少ない方が望ましいが、中間シート３の厚さを０．１ｍｍ未満にすると、中間体４の安定性向上の効果が十分に得られないことがあり、中空構造板１を安定して連続生産することが難しくなることがある。
【００３８】
更に、シングルコーン成形シート２を形成する第１の熱可塑性樹脂シート２０の厚さｔ１と、中間シート３を構成する第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２との比は、ｔ１：ｔ２＝２：１〜１：１であることが好ましい。第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２が、第１の熱可塑性樹脂シート２０の厚さｔ１の１／２よりも薄い場合、即ち、（ｔ１／２）＞ｔ２である場合は、中間シート３によるシングルコーン成形シート２の変形を抑制する効果が不十分となることがある。
【００３９】
一方、第２の熱可塑性樹脂シート３０が、第１の熱可塑性樹脂シート２０よりも厚い場合、即ち、ｔ１＜ｔ２である場合は、熱融着時における第２の熱可塑性樹脂シート３０の熱で、シングルコーン成形シート２が必要以上に溶融し、変形してしまうことがある。
【００４０】
また、中空構造板１の全厚Ｔに対する第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２は、Ｔ：ｔ２＝５０：１〜１０：１であることが好ましい。第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２が、中空構造板１の厚さＴの１／１０よりも厚い場合、即ち、（Ｔ／１０）＜ｔ２である場合は、熱融着時における第２の熱可塑性樹脂シート３０の熱で、シングルコーン成形シート２が必要以上に溶融し、変形してしまうことがある。
【００４１】
一方、第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２が、中空構造板１の厚さＴの１／５０よりも薄い場合、即ち、（Ｔ／５０）＞ｔ２である場合は、中間シート３によるシングルコーン成形シート２の変形を抑制する効果が不十分となることがあり、結果として、しわの発生を抑制しにくくなる場合がある。
【００４２】
そして、この第１工程で形成された中間体４は、引取機６１により引き取られ、後述する第２工程に送られる。
【００４３】
［第２工程：表面材形成工程］
第２工程では、前述した第１工程で製造した中間体４の表裏面に、表面材シート５，６を熱融着することで表面材７，８を形成し、中空構造板１を得る。この表面材形成工程は、例えば、図３，４に示すように、１対のローラー１３，１４が、その回転軸が相互に平行になるように所定の間隔をあけて配置されている装置により実施することができる。
【００４４】
この装置を使用して、表面材７，８を形成する際は、先ず、ダイから溶融状態の表面材シート５，６を押し出したり、既にシート化された表面材シート５，６を半溶融状態にして送り出したりする。これら表面材シート５，６は、それぞれラミネート用のローラー１３，１４によって、加熱加圧され、予熱装置６２によって予熱された中間体４の表面に熱融着されて、表面材７，８となる。その後、中間体４の表面に表面材シート５，６が熱融着された中空構造板１は、空冷、冷却ロール１５ａ，１５ｂ及び平板状の冷却装置６３などによって冷却される。
【００４５】
その際、各ローラー１３，１４の温度は、特に限定されるものではなく、表面材シート５，６を形成する樹脂の種類などに応じて適宜設定することができるが、成形性の観点から、例えばポリプロピレン樹脂を使用する場合であれば１７０〜２２０℃とすることが望ましい。ローラー１３，１４の温度が１７０℃未満の場合、表面材シート５，６が冷却されて、中間体４との接着性が低下することがあり、また、ローラー１３，１４の温度が２２０℃を超えると、表面材シート５，６やローラー１３，１４の熱で、中間体４が再溶融して変形することがある。
【００４６】
ここで、表面材シート５，６の厚さは、特に限定されるものではなく、中間体４の厚さ及び中空構造板１の厚さに応じて適宜設定することができる。ただし、前述したように、表面材シート５の厚さと、表面材シート６の厚さとの差が大きくなると、得られる中空構造板１に反りが発生しやすくなるため、表面材シート５，６の厚さは同じであることが望ましい。
【００４７】
また、第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２と、この第２の熱可塑性樹脂シート３０により構成される中間シート３に熱融着される表面材シート５の厚さｔ３との比は、ｔ２：ｔ３＝１：１〜１：１０であることが望ましい。これにより、中空構造板１における反りの発生を抑制しつつ、剛性を高めることができる。そして、反り発生防止、剛性向上、更には中空構造板１の厚さ方向における物性バランス保持の観点から、第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２と、表面材シート６の厚さｔ４との比も、ｔ２：ｔ４＝１：１〜１：１０であることが望ましい。
【００４８】
更に、表面材シート５の厚さｔ３と、表面材シート６の厚さｔ４の比は、ｔ３：ｔ４＝２：１〜１：２であることが好ましい。これにより、中間体４に表面材シート５，６を熱融着する際に、反りが生じることを防止することができ、かつ中空構造板１の全体のバランスを良好にすることができる。なお、表面材シート５，６の厚さは同じ（ｔ３：ｔ４＝１：１）であることがより好ましく、これにより、反りがなく、平坦な中空構造板１が得られやすくなる。
【００４９】
本実施形態の中空構造板１においては、表面材シート５，６の上に、更に、熱可塑性樹脂シートやその他の材料を積層してもよい。その積層材料としては、熱可塑性樹脂シート以外に、例えば熱硬化性樹脂シート、発泡シート、紙、織布、不織布、金属板、金属メッシュ体、金属酸化物板などが挙げられる。
【００５０】
また、その積層方法は、特に限定されるものではなく、例えば、熱融着、超音波融着、接着剤による接着、ラミネートなどの公知の方法を適用することができる。なお、表面材シート５，６の上への積層は、前述した表面材形成工程の後、オンライン上で行ってもよいし、別途オフラインで切断後の中空構造板に対して行ってもよい。
【００５１】
このようにして製造された中空構造板１は、引き取り機６４ａ，６４ｂなどによって引き取られ、切断機６５で所定の長さに切断された後、例えば、積載装置６６などの上に載置される。
【００５２】
以上詳述したように、本実施形態の中空構造板１の製造方法では、シングルコーン成形シート２の凸部２ａの先端部に中間シート３を熱融着して中間体４を作製し、その表裏面に表面材７，８を形成しているため、中間体４はシングルコーン成形シート２に対して剛性が向上するなどの理由から安定性が増す。これにより、表面材７，８積層時の変形を抑制することができるため、しわが発生しにくくなり、表面性が優れた中空構造板１を、安定して連続生産することができる。
【００５３】
なお、図４には、成形ローラー１１と通常のローラー１２とが対向配置された装置で中間体４を形成する方法を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、１対の成形ローラーを備えた装置でも、図１に示すような中間体４を製造することが可能である。
【００５４】
即ち、本実施形態の中空構造板１は、所謂シングルコーン型の中空構造板であるが、所謂ツインコーン型（２つのシングルコーン成形シート２が、それぞれの凸部２ａの先端部同士で熱融着している形状）の中空構造板を製造する装置を使用して、製造することも可能である。このように、本発明の中空構造板の製造方法には、ローラーを含めて、全く同じ製造装置を用いて、前述した異なる２種類の形態の中空構造板を製造することができるという優れた効果もある。
【００５５】
また、本実施形態の中空構造板１における凸部２ａは、図１に示すような形状に限定されるものではない。図５〜図９は本発明の実施形態の変形例に係る中空構造板のシングルコーン成形シートの凸部形状を示す図であり、各図における（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【００５６】
具体的には、本実施形態の中空構造板は、図５に示すような段差のある形状の凸部４０ａを有するシングルコーン成形シート４０、又は図６に示すような傾斜角が厚さ方向で変化している形状の凸部４１ａを有するシングルコーン成形シート４１、図７に示すようなこれらを組み合わせた形状の凸部４２ａを有するシングルコーン成形シート４２を使用してもよい。更には、図８に示すような角錐台形状の凸部４３ａを備えるシングルコーン成形シート４３や、図９に示すような平面視で円形でも矩形でもない形状の凸部４４ａを有するシングルコーン成形シート４４を使用することもできる。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明の実施例及び比較例を挙げて、本発明の効果について具体的に説明する。本実施例においては、図３，４に示す装置を使用し、以下に示す条件で、図１に示す中空構造板１を製造して、しわの発生の有無を確認した。
【００５８】
＜実施例＞
目付けが４００ｇ／ｍ２、厚さｔ１が０．４ｍｍの第１の熱可塑性樹脂シート２０と、目付けが２００ｇ／ｍ２、厚さｔ２が０．２ｍｍの第２の熱可塑性樹脂シート３０を、相互に平行な位置を保った状態で、減圧チャンバー１０ａ，１０ｂ内に導入した。その際、熱可塑性樹脂シート２０，３０は、いずれも、熱可塑性樹脂：プライムポリマー社製 ブロックコポリプロピレン Ｅ６０１（ＭＩ＝０．８）に、フィラー：竹原化学工業社製 タルクマスターバッチ ＭＡＸ２０７０Ｔ（タルク含有率７０質量％）を配合した熱可塑性樹脂組成物を、ダイから溶融状態で押し出すことにより形成した。
【００５９】
そして、減圧チャンバー１０ａ内に回転可能に配置された成形ローラー１１（ピン構成：高さ４．５ｍｍ、最小直径２ｍｍ、最大直径６ｍｍ、傾斜角度約６４°）の周面に、第１の熱可塑性樹脂シート２０を吸着させて、成形ローラー１１に突設されたピン１１ａの形状に応じて第１の熱可塑性樹脂シート２０に多数の中空凸部を真空成形し、シングルコーン成形シート２を得た。一方、第２の熱可塑性樹脂シート３０は、減圧チャンバー１０ｂ内に回転可能に配置されたローラー１２の周面に沿わす形で引取った。
【００６０】
更に、熱可塑性樹脂シート２０，３０間に接触状態で配置された熱融着用の加熱手段により、凸部２ａが形成されたシングルコーン成形シート２の先端部を加熱し、成形ローラー１１及びローラー１２の接線位置で凸部２ａの先端部に、第２の熱可塑性樹脂シート３０からなる中間シート３を熱融着した。この状態で引取りローラーにより引取り、シングルコーン成形シート２の凸部２ａの先端部に、中間シート３が熱融着された中間体４を得た。
【００６１】
その後、中間体４の表裏面に、目付けが３００ｇ／ｍ２、厚さｔ３が０．３ｍｍの表面材シート５及び目付けが３００ｇ／ｍ２、厚さｔ３が０．３ｍｍの表面材シート６を積層し、熱融着した。その際、表面材シート５，６は、いずれも、熱可塑性樹脂：プライムポリマー社製 ブロックコポリプロピレン Ｅ６０１（ＭＩ＝０．８）に、フィラー：竹原化学工業社製 タルクマスターバッチ ＭＡＸ２０７０Ｔ（タルク含有率７０質量％）を配合した熱可塑性樹脂組成物を、ダイから溶融状態で押し出すことにより形成した。
【００６２】
その結果、しわが発生することなく厚さ５ｍｍ、目付け１２００ｇ／ｍ２の中空構造板１が得られた。この実施例の中空構造板１は、厚さが８ｍｍ、シングルコーン成形シート２の凸部２ａの先端部の面積Ｓ１と、凸部２ａの開口部２ｂの面積Ｓ２との比が、Ｓ１：Ｓ２＝１：６であった。
【００６３】
一方、第１の熱可塑性樹脂シート２０の厚さｔ１と、第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２との比は、ｔ１：ｔ２＝２：１であった。また、中空構造板１の厚さＴと、第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２との比は、Ｔ：ｔ２＝４０：１であった。更に、第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２と、表面材シート５の厚さｔ３及び表面材シート６の厚さｔ４との比は、それぞれｔ２：ｔ３＝１：１．５、ｔ２：ｔ４＝１：１．５であった。
【００６４】
＜比較例＞
前述した実施例と同様の方法で、目付けが４００ｇ／ｍ２、厚さが０．４ｍｍのシングルコーン成形シート２を作製し、その両面に、目付けが４００ｇ／ｍ２、厚さが０．４ｍｍの２枚の熱可塑性樹脂シートを表面材として積層し、熱融着した。その際、シングルコーン成形シート及び各熱可塑性樹脂シートは、いずれも、熱可塑性樹脂：プライムポリマー社製 ブロックコポリプロピレン Ｅ６０１（ＭＩ＝０．８）に、フィラー：竹原化学工業社製 タルクマスターバッチ ＭＡＸ２０７０Ｔ（タルク含有率７０質量％）を配合した熱可塑性樹脂組成物を、ダイから溶融状態で押し出すことにより形成した。
【００６５】
そして、この比較例の中空構造板では、全体に、引き取り方向に伸びる大きな波状のしわが発生した。
【００６６】
以上の結果から、本発明によれば、しわの発生を抑制することが可能で、表面性が良好なシングルコーン型中空構造板を、安定して連続生産することができることが確認された。
【符号の説明】
【００６７】
１ 中空構造板
２、４０、４１、４２、４３、４４ シングルコーン成形シート
２ａ、４０ａ、４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ 凸部
２ｂ 開口部
３ 中間シート
４ 中間体
５、６ 表面材シート
７、８ 表面材
１０ａ、１０ｂ 減圧チャンバー
１１ 成形ローラー
１２、１３、１４ ローラー
１５ 冷却ローラー
１６ 加熱ヒーター
１７ 吸引孔
２０、３０ 熱可塑性樹脂シート
６１、６４ 引取機
６２ 予熱装置
６３ 平板状の引取機
６５ 切断機
６６ 積載装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂製の中空構造板の製造方法に関する。より詳しくは、円錐台形状の凸部が形成された熱可塑性樹脂シートの両面に任意の樹脂シートを積層したシングルコーン型中空構造板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製の中空構造板は、軽量で、かつ耐薬品性、耐水性、断熱性、遮音性及び復元性に優れ、取り扱いも容易であることから、箱材や梱包材などの物流用途、壁や天井用のパネル材などの建築用途、更には、自動車用途などの幅広い分野に使用されている（例えば、特許文献１，２参照。）。このような中空構造板は、一般に、複数の凸部が形成された熱可塑性樹脂シートに、１又は２以上の熱可塑性樹脂シートを積層し、融着することにより製造されている（例えば、特許文献１〜５参照。）。
【０００３】
その際、熱可塑性樹脂シートに複数の凸部を形成する方法としては、例えば、真空吸引が可能な凹部が複数設けられた成形ロールを使用する方法（例えば、特許文献３，４参照。）、複数のピンが突設された成形ローラーを使用する方法（例えば、特許文献５，６参照。）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００３／０８０３２６号
【特許文献２】特開２０１０−９９８６７号公報
【特許文献３】特開２００７−１３６９３９号公報
【特許文献４】特開２００８−２１３２６２号公報
【特許文献５】特開２００７−８３４０７号公報
【特許文献６】特開２００５−１７０５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来の技術には、以下に示す問題点がある。即ち、複数の凸部が形成された熱可塑性樹脂シートの両面に、任意の熱可塑性樹脂シートを熱融着して、中空構造板を製造した場合、表面に波状のしわが発生しやすいという問題点がある。この問題は、特に、凸部が錐台形状の所謂シングルコーン型中空構造板において発生しやすく、安定して連続生産することが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、しわの発生を抑制することができ、安定して連続生産することが可能なシングルコーン型中空構造板の製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、錐台形状の凸部を有するシングルコーン成形シートを使用して、厚さ方向に非対称な形状の中空構造板を製造する場合について、表面にしわが発生する原因を調べた。その結果、シングルコーン成形加工時の反り、シートの引き取りテンションの強さ、或いはこれらの変化や斑、及び重力などの要因が複雑に影響し、表裏、前後、左右の各方向においてシングルコーン成形シート本来の形態を維持した状態で、表面材を積層することが難しくなり、このことがしわ発生の原因になっていることを見出した。
【０００８】
そこで、本発明においては、前述した各要因を抑制するため、中空構造板の製造方法を見直し、従来のようにシングルコーン成形シートの表面及び裏面に直接表面材を積層するのではなく、先ず、シングルコーン成形シートの凸部側の面に中間シートを積層して中間体を形成し、この中間体の表裏面に表面材を構成する新たな熱可塑性樹脂を積層することとした。
【０００９】
即ち、本発明に係る中空構造板の製造方法は、第１の熱可塑性樹脂シートの一方の面に、中空錐台状の凸部を、間隔をあけて複数形成した後、各凸部の先端部に第２の熱可塑性樹脂シートを熱融着して中間体を得る中間体作製工程と、前記中間体の表面及び裏面に、前記第２の熱可塑性樹脂シートと共に表面材を構成する第３の熱可塑性樹脂シート、及び単独で表面材を構成する第４の熱可塑性樹脂シートを熱融着する表面材形成工程と、を有する。
この中空構造板の製造方法では、前記凸部が形成された第１の熱可塑性樹脂シートの目付けを２００〜１０００ｇ／ｍ２とすることができる。
また、前記凸部の先端部の面積Ｓ１と、前記凸部の開口部の面積Ｓ２との比を、Ｓ１：Ｓ２＝１：１０〜１：２としてもよい。
更に、第１の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ１と、第２の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ２との比は、ｔ１：ｔ２＝２：１〜１：１とすることができる。
更にまた、中空構造板の厚さＴと、第２の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ２との比は、Ｔ：ｔ２＝５０：１〜１０：１とすることができる。
更にまた、第２の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ２と、第３の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ３及び第４の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ４との比は、それぞれｔ２：ｔ３＝１：１〜１：１０及びｔ２：ｔ４＝１：１〜１：１０とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、中空錐台状の凸部が間隔を空けて複数形成されている熱可塑性樹脂シートの各凸部の先端に、他の熱可塑性樹脂シートを熱融着して中間体を形成し、この中間体の表裏面に表面材を構成する新たな熱可塑性樹脂シートを積層しているため、表面材積層時におけるしわの発生を抑制することが可能で、表面性が良好なシングルコーン型中空構造板を、安定して連続生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る中空構造板の構造を模式的に示す断面図であり、（ｂ）はその分解斜視図である。
【図２】図１に示すシングルコーン形成シート２の一形態を示す斜視図である。
【図３】図１に示す中空構造板１の製造工程を模式的に示す図である。
【図４】図３に示す各工程のうち、中間体形成工程及び表面材形成工程の拡大図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態の変形例に係る中空構造板のシングルコーン成形シートの凸部形状を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施形態の他の変形例に係る中空構造板のシングルコーン成形シートの凸部形状を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図７】（ａ）は本発明の実施形態の他の変形例に係る中空構造板のシングルコーン成形シートの凸部形状を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図８】（ａ）は本発明の実施形態の他の変形例に係る中空構造板のシングルコーン成形シートの凸部形状を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図９】（ａ）は本発明の実施形態の他の変形例に係る中空構造板のシングルコーン成形シートの凸部形状を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について、添付の図面を参照して、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
［中空構造板１の全体構成］
図１（ａ）は本実施形態の中空構造板の構造を模式的に示す断面図であり、図１（ｂ）はその分解斜視図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の中空構造板１は、シングルコーン成形シート２とその凸部２ａ側の面に積層された中間シート３とからなる中間体４の表面及び裏面に、表面材シート５，６が積層された構成となっている。この中空構造板１では、一方の面側は、中間シート３及び表面材シート５により表面材７が構成され、他方の面側は、表面材シート６が単独で表面材８として機能する。
【００１４】
［中間体４］
図２は本実施形態の中空構造板１で使用されるシングルコーン成形シート２の一形態を示す斜視図である。図２に示すように、中間体４を構成するシングルコーン成形シート２には、その一方の面に、中空で角錐台形又は円錐台形（以下、これらを合わせて「錐台形」という。）状の凸部２ａが、所定の間隔を空けて複数形成されている。
【００１５】
また、シングルコーン成形シート２の各凸部２ａの先端には、熱可塑性樹脂からなる中間シート３が熱融着されている。この中間シート３は、シングルコーン成形シート２の剛性を補い、表面材シート５，６を積層する際に、中間体４が変形などすることを防止すると共に、表面材７の一部を構成するものである。
【００１６】
中間体４を構成するシングルコーン成形シート２及び中間シート３の材質は、熱可塑性樹脂であれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリカーボネート（ＰＣ）などを使用することができる。これらの熱可塑性樹脂の中でも、コスト、成形性及び物性の面から、特に、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、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及びブロック状ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂が好ましい。
【００１７】
また、シングルコーン成形シート２及び中間シート３を形成する熱可塑性樹脂には、タルク、マイカ及び炭酸カルシウムなどのフィラーや、ガラス繊維、アラミド繊維及び炭素繊維などのチョップドストランドが添加されていてもよい。これにより、中間体４の剛性を向上させることができる。
【００１８】
更に、シングルコーン成形シート２及び中間シート３を形成する熱可塑性樹脂には、難燃性、導電性及び耐候性などを向上させるための改質剤が添加されていてもよい。なお、シングルコーン成形シート２及び中間シート３は、通常、同じ材料で形成されるが、熱融着可能な範囲で相互に異なる材料で形成することもできる。
【００１９】
本実施形態の中空構造板１では、シングルコーン成形シート２における開口部２ｂから仮想される水平面と凸部２ａとがなす角度（傾斜角）θが、４５°以上であることが好ましい。傾斜角θが４５°未満の場合、例えば中空構造板１に表面材７，８側から荷重をかけた際に、十分な強度が得られないことがある。これは、単位面積あたりの凸部２ａの数が少なくなるため、中間シート３と凸部２ａの先端部との総接着面積が小さくなり、シングルコーン成形シート２と中間シート３とがはがれやすくなること、その凸部２ａの形状に由来した厚さ方向の強度が低下することなどに由来するものと考えられる。
【００２０】
また、傾斜角θは、５０°以上７０°未満であることがより好ましく、これにより、中間体４の剛性を高めると共に、中空構造板１としたときの強度を向上させることができる。なお、凸部２ａの傾斜角θは一定でなくてもよく、凸部２ａは中心軸に対して非対称な形状であってもよい。そして、本実施形態の中空構造板１の構成は、凸部２ａが、傾斜角が７０°未満でかつ非対称な形状の場合に、特に有効である。
【００２１】
また、凸部２ａの先端部の直径は２〜４ｍｍとすることが望ましく、これにより、凸部２ａの数を所定の値以上にすることができるため、厚さ方向における圧縮強度を向上させることができる。更に、凸部２ａの間隔は、１〜５ｍｍとすることが望ましい。凸部２ａの間隔が１ｍｍ未満の場合、賦形性が低下することがあり、また５ｍｍを超えると、単位面積あたりの凸部２ａの数が少なくなり、厚さ方向において十分な圧縮強度が得られないことがある。
【００２２】
更に、シングルコーン成形シート２における凸部２ａの高さｈは、３ｍｍ以上であることが好ましい。凸部２ａの高さｈが３ｍｍ未満の場合、中空構造板１の各種用途において、その中空構造による有用性が低くなると共に、製造上の困難性も低下する。なお、凸部２ａの高さｈが１５ｍｍを超えると成形が難しくなるため、製造工程における成形性を考慮すると、凸部２ａの高さｈは１５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
更にまた、凸部２ａの先端部の面積Ｓ１と、凸部２ａの開口部２ｂの面積Ｓ２との比が、Ｓ１：Ｓ２＝１：１０〜１：２であることが望ましい。この範囲にすることにより、凸部２ａの厚さ方向における圧縮強度を維持しつつ、シングルコーン成形シート２における凸部２ａの部分の厚さを均一に保つことが可能となる。
【００２４】
［表面材シート５，６］
表面材シート５は、前述した中間シート４に熱融着され、この中間シート４と共に表面材７を構成する。また、シングルコーン成形シート２に熱融着される表面材シート６は、単独で表面材８として機能する。これら表面材シート５，６の材質は、熱可塑性樹脂であれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリカーボネート（ＰＣ）などを使用することができる。
【００２５】
［目付け］
本実施形態の中空構造板１の目付けは、特に限定されるものではないが、５００〜３５００ｇ／ｍ２とすることが好ましい。中空構造板１の目付けが５０ｇ／ｍ２未満の場合、シングルコーン成形シート２の厚さが薄くなりすぎて凸部２ａ側面がフィルム化し、強度や剛性が低下することがあり、また、目付けが３５００ｇ／ｍ２を超えると、質量が増加し、用途によっては軽量性が損なわれることがあるからである。
【００２６】
なお、中空構造板１の目付けを前述した範囲にするためには、例えば、シングルコーン成形シート２の目付けを２００〜１０００ｇ／ｍ２、中間シート３の目付けを１００〜５００ｇ／ｍ２、表面材シート５，６の目付けをそれぞれ１００〜１０００ｇ／ｍ２とすればよい。
【００２７】
［製造方法］
次に、前述した構成の中空構造板１の製造方法について説明する。図３は図１に示す中空構造板１の製造工程を模式的に示す図であり、図４はその中間体作製工程及び表面材形成工程の拡大図である。図３に示すように、本実施形態の中空構造板１は、中間体４を形成する第１工程と、中間体４に表面材シート５，６を熱融着して表面材を形成する第２工程の２つの工程を経て製造される。
【００２８】
［第１工程：中間体作製工程］
第１工程では、第１の熱可塑性樹脂シート２０からシングルコーン成形シート２を形成すると共に、シングルコーン成形シート２の凸部２ａの先端部に、第２の熱可塑性樹脂シート３０からなる中間シート３を熱融着して、中間体４を作製する。この中間体作製工程は、例えば、図４に示すように、表面に円錐台形状又は角錐台形状のピン１１ａが複数突設されている成形ローラー１１と、表面が平坦なローラー１２とが、その回転軸が相互に平行になるように配置されている真空成形装置により実施することができる。
【００２９】
これら成形ローラー１１及びローラー１２は、それぞれ減圧チャンバー１０ａ，１０ｂ内に設置されており、例えば樹脂の溶融温度よりも低い温度に加熱される構成となっている。また、成形ローラー１１及びローラー１２の手前には、熱可塑性樹脂シート２０，３０に接触して加熱するヒーター１６が設けられている。更に、成形ローラー１１及びローラー１２には、熱可塑性樹脂シート２０，３０を吸引保持するための吸引孔１７が設けられていることが望ましい。
【００３０】
ここで、成形ローラー１１及びローラー１２の温度は、特に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂シート２０，３０を形成する樹脂の種類などに応じて適宜設定することができるが、成形性の観点から、例えばポリプロピレン樹脂を使用する場合であれば４５〜９０℃とすることが望ましい。なお、成形ローラー１１及びローラー１２の温度が４５℃未満の場合、シングルコーン成形シート２や中間シート３が固化し、熱融着の強度が不十分となることがある。一方、成形ローラー１１及びローラー１２の温度が９０℃を超えると、成型後のシングルコーン成形シート２が十分に冷却されず、離型時に変形することがある。
【００３１】
この装置を使用して、中間体４を作製する際は、先ず、ダイから、溶融状態の熱可塑性樹脂シート２０，３０を押し出す。これら熱可塑性樹脂シート２０，３０は、ヒーター１６によって加熱された後、第１の熱可塑性樹脂シート２０は、成形ローラー１１に吸引保持され、ピン１１ａに対応する形状の中空錐台状の凸部２ａが形成されて、シングルコーン成形シート２となる。
【００３２】
その際、第１の熱可塑性樹脂シート２０の厚さは、特に限定されるものではないが、０．２〜２．０ｍｍであることが好ましい。第１の熱可塑性樹脂シート２０の厚さが０．２ｍｍ未満の場合、得られるシングルコーン成形シート２の物性が十分でないことがある。また、第１の熱可塑性樹脂シート２０の厚さが２．０ｍｍよりも厚いと、真空成形により凸部２ａを形成することが困難になることがある。
【００３３】
一方、第２の熱可塑性樹脂シート３０は、ローラー１２に吸引保持され、樹脂シート２の凸部２ａの先端部に熱融着されて、中間シート３となる。この中間シート３は、表面材シート５と共に表面材７を構成するもので、従来用いられていないものであるため、その厚さによっては、中空構造板１のバランスを崩してしまうことがある。
【００３４】
中空構造板１の曲げ強度は、表面材の７，８の厚さに比例して高まるが、表面材７の厚さと表面材８の厚さが異なると、物性面において表裏に差が生じ、例えば表面を内側にして曲げる場合と、裏面を内側にして曲げる場合とで、強度に差が出てしまう。このため、中空構造板１の表裏で物性や質量などに違いが生じないように、各表面材７，８の厚さは同じにすることが望ましい。
【００３５】
また、前述したように表面材７は、中間シート３と表面材シート５とで構成されるが、表面材シート５の厚さと、表面材シート６の厚さとの差が大きくなると、表面材シート５，６の積層に由来して、得られる中空構造板１に反りが発生しやすくなる。このため、表面材シート５の厚さは、表面材シート６の厚さと同じであることが望ましい。
【００３６】
従って、本実施形態の中空構造板１においては、各表面材７，８の厚さを同じにするためには、表面材８（表面材シート６）の厚さを、中間シート３の厚さ分だけ厚くする必要がある。そこで、中間シート３（第２の熱可塑性シート３０）は、必要最低限の厚さにすることが望ましく、その好適な範囲は０．１〜１．０ｍｍである。
【００３７】
例えば、中間シート３の厚さが１．０ｍｍを超えると、表面材シート５，６の厚さの差が大きくなり、中空構造板１に反りが発生するなどの新たな問題が生じることがある。また、前述したように、表面材シート５，６の厚さの差はできるだけ少ない方が望ましいが、中間シート３の厚さを０．１ｍｍ未満にすると、中間体４の安定性向上の効果が十分に得られないことがあり、中空構造板１を安定して連続生産することが難しくなることがある。
【００３８】
更に、シングルコーン成形シート２を形成する第１の熱可塑性樹脂シート２０の厚さｔ１と、中間シート３を構成する第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２との比は、ｔ１：ｔ２＝２：１〜１：１であることが好ましい。第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２が、第１の熱可塑性樹脂シート２０の厚さｔ１の１／２よりも薄い場合、即ち、（ｔ１／２）＞ｔ２である場合は、中間シート３によるシングルコーン成形シート２の変形を抑制する効果が不十分となることがある。
【００３９】
一方、第２の熱可塑性樹脂シート３０が、第１の熱可塑性樹脂シート２０よりも厚い場合、即ち、ｔ１＜ｔ２である場合は、熱融着時における第２の熱可塑性樹脂シート３０の熱で、シングルコーン成形シート２が必要以上に溶融し、変形してしまうことがある。
【００４０】
また、中空構造板１の全厚Ｔに対する第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２は、Ｔ：ｔ２＝５０：１〜１０：１であることが好ましい。第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２が、中空構造板１の厚さＴの１／１０よりも厚い場合、即ち、（Ｔ／１０）＜ｔ２である場合は、熱融着時における第２の熱可塑性樹脂シート３０の熱で、シングルコーン成形シート２が必要以上に溶融し、変形してしまうことがある。
【００４１】
一方、第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２が、中空構造板１の厚さＴの１／５０よりも薄い場合、即ち、（Ｔ／５０）＞ｔ２である場合は、中間シート３によるシングルコーン成形シート２の変形を抑制する効果が不十分となることがあり、結果として、しわの発生を抑制しにくくなる場合がある。
【００４２】
そして、この第１工程で形成された中間体４は、引取機６１により引き取られ、後述する第２工程に送られる。
【００４３】
［第２工程：表面材形成工程］
第２工程では、前述した第１工程で製造した中間体４の表裏面に、表面材シート５，６を熱融着することで表面材７，８を形成し、中空構造板１を得る。この表面材形成工程は、例えば、図３，４に示すように、１対のローラー１３，１４が、その回転軸が相互に平行になるように所定の間隔をあけて配置されている装置により実施することができる。
【００４４】
この装置を使用して、表面材７，８を形成する際は、先ず、ダイから溶融状態の表面材シート５，６を押し出したり、既にシート化された表面材シート５，６を半溶融状態にして送り出したりする。これら表面材シート５，６は、それぞれラミネート用のローラー１３，１４によって、加熱加圧され、予熱装置６２によって予熱された中間体４の表面に熱融着されて、表面材７，８となる。その後、中間体４の表面に表面材シート５，６が熱融着された中空構造板１は、空冷、冷却ロール１５ａ，１５ｂ及び平板状の冷却装置６３などによって冷却される。
【００４５】
その際、各ローラー１３，１４の温度は、特に限定されるものではなく、表面材シート５，６を形成する樹脂の種類などに応じて適宜設定することができるが、成形性の観点から、例えばポリプロピレン樹脂を使用する場合であれば１７０〜２２０℃とすることが望ましい。ローラー１３，１４の温度が１７０℃未満の場合、表面材シート５，６が冷却されて、中間体４との接着性が低下することがあり、また、ローラー１３，１４の温度が２２０℃を超えると、表面材シート５，６やローラー１３，１４の熱で、中間体４が再溶融して変形することがある。
【００４６】
ここで、表面材シート５，６の厚さは、特に限定されるものではなく、中間体４の厚さ及び中空構造板１の厚さに応じて適宜設定することができる。ただし、前述したように、表面材シート５の厚さと、表面材シート６の厚さとの差が大きくなると、得られる中空構造板１に反りが発生しやすくなるため、表面材シート５，６の厚さは同じであることが望ましい。
【００４７】
また、第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２と、この第２の熱可塑性樹脂シート３０により構成される中間シート３に熱融着される表面材シート５の厚さｔ３との比は、ｔ２：ｔ３＝１：１〜１：１０であることが望ましい。これにより、中空構造板１における反りの発生を抑制しつつ、剛性を高めることができる。そして、反り発生防止、剛性向上、更には中空構造板１の厚さ方向における物性バランス保持の観点から、第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２と、表面材シート６の厚さｔ４との比も、ｔ２：ｔ４＝１：１〜１：１０であることが望ましい。
【００４８】
更に、表面材シート５の厚さｔ３と、表面材シート６の厚さｔ４の比は、ｔ３：ｔ４＝２：１〜１：２であることが好ましい。これにより、中間体４に表面材シート５，６を熱融着する際に、反りが生じることを防止することができ、かつ中空構造板１の全体のバランスを良好にすることができる。なお、表面材シート５，６の厚さは同じ（ｔ３：ｔ４＝１：１）であることがより好ましく、これにより、反りがなく、平坦な中空構造板１が得られやすくなる。
【００４９】
本実施形態の中空構造板１においては、表面材シート５，６の上に、更に、熱可塑性樹脂シートやその他の材料を積層してもよい。その積層材料としては、熱可塑性樹脂シート以外に、例えば熱硬化性樹脂シート、発泡シート、紙、織布、不織布、金属板、金属メッシュ体、金属酸化物板などが挙げられる。
【００５０】
また、その積層方法は、特に限定されるものではなく、例えば、熱融着、超音波融着、接着剤による接着、ラミネートなどの公知の方法を適用することができる。なお、表面材シート５，６の上への積層は、前述した表面材形成工程の後、オンライン上で行ってもよいし、別途オフラインで切断後の中空構造板に対して行ってもよい。
【００５１】
このようにして製造された中空構造板１は、引き取り機６４ａ，６４ｂなどによって引き取られ、切断機６５で所定の長さに切断された後、例えば、積載装置６６などの上に載置される。
【００５２】
以上詳述したように、本実施形態の中空構造板１の製造方法では、シングルコーン成形シート２の凸部２ａの先端部に中間シート３を熱融着して中間体４を作製し、その表裏面に表面材７，８を形成しているため、中間体４はシングルコーン成形シート２に対して剛性が向上するなどの理由から安定性が増す。これにより、表面材７，８積層時の変形を抑制することができるため、しわが発生しにくくなり、表面性が優れた中空構造板１を、安定して連続生産することができる。
【００５３】
なお、図４には、成形ローラー１１と通常のローラー１２とが対向配置された装置で中間体４を形成する方法を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、１対の成形ローラーを備えた装置でも、図１に示すような中間体４を製造することが可能である。
【００５４】
即ち、本実施形態の中空構造板１は、所謂シングルコーン型の中空構造板であるが、所謂ツインコーン型（２つのシングルコーン成形シート２が、それぞれの凸部２ａの先端部同士で熱融着している形状）の中空構造板を製造する装置を使用して、製造することも可能である。このように、本発明の中空構造板の製造方法には、ローラーを含めて、全く同じ製造装置を用いて、前述した異なる２種類の形態の中空構造板を製造することができるという優れた効果もある。
【００５５】
また、本実施形態の中空構造板１における凸部２ａは、図１に示すような形状に限定されるものではない。図５〜図９は本発明の実施形態の変形例に係る中空構造板のシングルコーン成形シートの凸部形状を示す図であり、各図における（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【００５６】
具体的には、本実施形態の中空構造板は、図５に示すような段差のある形状の凸部４０ａを有するシングルコーン成形シート４０、又は図６に示すような傾斜角が厚さ方向で変化している形状の凸部４１ａを有するシングルコーン成形シート４１、図７に示すようなこれらを組み合わせた形状の凸部４２ａを有するシングルコーン成形シート４２を使用してもよい。更には、図８に示すような角錐台形状の凸部４３ａを備えるシングルコーン成形シート４３や、図９に示すような平面視で円形でも矩形でもない形状の凸部４４ａを有するシングルコーン成形シート４４を使用することもできる。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明の実施例及び比較例を挙げて、本発明の効果について具体的に説明する。本実施例においては、図３，４に示す装置を使用し、以下に示す条件で、図１に示す中空構造板１を製造して、しわの発生の有無を確認した。
【００５８】
＜実施例＞
目付けが４００ｇ／ｍ２、厚さｔ１が０．４ｍｍの第１の熱可塑性樹脂シート２０と、目付けが２００ｇ／ｍ２、厚さｔ２が０．２ｍｍの第２の熱可塑性樹脂シート３０を、相互に平行な位置を保った状態で、減圧チャンバー１０ａ，１０ｂ内に導入した。その際、熱可塑性樹脂シート２０，３０は、いずれも、熱可塑性樹脂：プライムポリマー社製 ブロックコポリプロピレン Ｅ６０１（ＭＩ＝０．８）に、フィラー：竹原化学工業社製 タルクマスターバッチ ＭＡＸ２０７０Ｔ（タルク含有率７０質量％）を配合した熱可塑性樹脂組成物を、ダイから溶融状態で押し出すことにより形成した。
【００５９】
そして、減圧チャンバー１０ａ内に回転可能に配置された成形ローラー１１（ピン構成：高さ４．５ｍｍ、最小直径２ｍｍ、最大直径６ｍｍ、傾斜角度約６４°）の周面に、第１の熱可塑性樹脂シート２０を吸着させて、成形ローラー１１に突設されたピン１１ａの形状に応じて第１の熱可塑性樹脂シート２０に多数の中空凸部を真空成形し、シングルコーン成形シート２を得た。一方、第２の熱可塑性樹脂シート３０は、減圧チャンバー１０ｂ内に回転可能に配置されたローラー１２の周面に沿わす形で引取った。
【００６０】
更に、熱可塑性樹脂シート２０，３０間に接触状態で配置された熱融着用の加熱手段により、凸部２ａが形成されたシングルコーン成形シート２の先端部を加熱し、成形ローラー１１及びローラー１２の接線位置で凸部２ａの先端部に、第２の熱可塑性樹脂シート３０からなる中間シート３を熱融着した。この状態で引取りローラーにより引取り、シングルコーン成形シート２の凸部２ａの先端部に、中間シート３が熱融着された中間体４を得た。
【００６１】
その後、中間体４の表裏面に、目付けが３００ｇ／ｍ２、厚さｔ３が０．３ｍｍの表面材シート５及び目付けが３００ｇ／ｍ２、厚さｔ３が０．３ｍｍの表面材シート６を積層し、熱融着した。その際、表面材シート５，６は、いずれも、熱可塑性樹脂：プライムポリマー社製 ブロックコポリプロピレン Ｅ６０１（ＭＩ＝０．８）に、フィラー：竹原化学工業社製 タルクマスターバッチ ＭＡＸ２０７０Ｔ（タルク含有率７０質量％）を配合した熱可塑性樹脂組成物を、ダイから溶融状態で押し出すことにより形成した。
【００６２】
その結果、しわが発生することなく厚さ５ｍｍ、目付け１２００ｇ／ｍ２の中空構造板１が得られた。この実施例の中空構造板１は、厚さが８ｍｍ、シングルコーン成形シート２の凸部２ａの先端部の面積Ｓ１と、凸部２ａの開口部２ｂの面積Ｓ２との比が、Ｓ１：Ｓ２＝１：６であった。
【００６３】
一方、第１の熱可塑性樹脂シート２０の厚さｔ１と、第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２との比は、ｔ１：ｔ２＝２：１であった。また、中空構造板１の厚さＴと、第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２との比は、Ｔ：ｔ２＝４０：１であった。更に、第２の熱可塑性樹脂シート３０の厚さｔ２と、表面材シート５の厚さｔ３及び表面材シート６の厚さｔ４との比は、それぞれｔ２：ｔ３＝１：１．５、ｔ２：ｔ４＝１：１．５であった。
【００６４】
＜比較例＞
前述した実施例と同様の方法で、目付けが４００ｇ／ｍ２、厚さが０．４ｍｍのシングルコーン成形シート２を作製し、その両面に、目付けが４００ｇ／ｍ２、厚さが０．４ｍｍの２枚の熱可塑性樹脂シートを表面材として積層し、熱融着した。その際、シングルコーン成形シート及び各熱可塑性樹脂シートは、いずれも、熱可塑性樹脂：プライムポリマー社製 ブロックコポリプロピレン Ｅ６０１（ＭＩ＝０．８）に、フィラー：竹原化学工業社製 タルクマスターバッチ ＭＡＸ２０７０Ｔ（タルク含有率７０質量％）を配合した熱可塑性樹脂組成物を、ダイから溶融状態で押し出すことにより形成した。
【００６５】
そして、この比較例の中空構造板では、全体に、引き取り方向に伸びる大きな波状のしわが発生した。
【００６６】
以上の結果から、本発明によれば、しわの発生を抑制することが可能で、表面性が良好なシングルコーン型中空構造板を、安定して連続生産することができることが確認された。
【符号の説明】
【００６７】
１ 中空構造板
２、４０、４１、４２、４３、４４ シングルコーン成形シート
２ａ、４０ａ、４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ 凸部
２ｂ 開口部
３ 中間シート
４ 中間体
５、６ 表面材シート
７、８ 表面材
１０ａ、１０ｂ 減圧チャンバー
１１ 成形ローラー
１２、１３、１４ ローラー
１５ 冷却ローラー
１６ 加熱ヒーター
１７ 吸引孔
２０、３０ 熱可塑性樹脂シート
６１、６４ 引取機
６２ 予熱装置
６３ 平板状の引取機
６５ 切断機
６６ 積載装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の熱可塑性樹脂シートの一方の面に、中空錐台状の凸部を、間隔をあけて複数形成した後、各凸部の先端部に第２の熱可塑性樹脂シートを熱融着して中間体を得る中間体作製工程と、
前記中間体の表面及び裏面に、前記第２の熱可塑性樹脂シートと共に表面材を構成する第３の熱可塑性樹脂シート、及び単独で表面材を構成する第４の熱可塑性樹脂シートを熱融着する表面材形成工程と、
を有する中空構造板の製造方法。
【請求項２】
前記凸部が形成された第１の熱可塑性樹脂シートは、目付けが２００〜１０００ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１に記載の中空構造板の製造方法。
【請求項３】
前記凸部の先端部の面積Ｓ１と、前記凸部の開口部の面積Ｓ２との比が、Ｓ１：Ｓ２＝１：１０〜１：２であることを特徴とする請求項１又は２に記載の中空構造板の製造方法。
【請求項４】
第１の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ１と、第２の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ２との比を、ｔ１：ｔ２＝２：１〜１：１にすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の中空構造板の製造方法。
【請求項５】
中空構造板の厚さＴと、第２の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ２との比を、Ｔ：ｔ２＝５０：１〜１０：１にすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の中空構造板の製造方法。
【請求項６】
第２の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ２と、第３の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ３及び第４の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ４との比を、それぞれｔ２：ｔ３＝１：１〜１：１０及びｔ２：ｔ４＝１：１〜１：１０にすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の中空構造板の製造方法。
【請求項１】
第１の熱可塑性樹脂シートの一方の面に、中空錐台状の凸部を、間隔をあけて複数形成した後、各凸部の先端部に第２の熱可塑性樹脂シートを熱融着して中間体を得る中間体作製工程と、
前記中間体の表面及び裏面に、前記第２の熱可塑性樹脂シートと共に表面材を構成する第３の熱可塑性樹脂シート、及び単独で表面材を構成する第４の熱可塑性樹脂シートを熱融着する表面材形成工程と、
を有する中空構造板の製造方法。
【請求項２】
前記凸部が形成された第１の熱可塑性樹脂シートは、目付けが２００〜１０００ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１に記載の中空構造板の製造方法。
【請求項３】
前記凸部の先端部の面積Ｓ１と、前記凸部の開口部の面積Ｓ２との比が、Ｓ１：Ｓ２＝１：１０〜１：２であることを特徴とする請求項１又は２に記載の中空構造板の製造方法。
【請求項４】
第１の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ１と、第２の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ２との比を、ｔ１：ｔ２＝２：１〜１：１にすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の中空構造板の製造方法。
【請求項５】
中空構造板の厚さＴと、第２の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ２との比を、Ｔ：ｔ２＝５０：１〜１０：１にすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の中空構造板の製造方法。
【請求項６】
第２の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ２と、第３の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ３及び第４の熱可塑性樹脂シートの厚さｔ４との比を、それぞれｔ２：ｔ３＝１：１〜１：１０及びｔ２：ｔ４＝１：１〜１：１０にすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の中空構造板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−２８０８５（Ｐ２０１３−２８０８５Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６１５６（Ｐ２０１１−１６６１５６）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００１２００１０）宇部日東化成株式会社 (203)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００１２００１０）宇部日東化成株式会社 (203)
【Ｆターム（参考）】
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