(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の樹脂製表皮材シートと、両表皮材シートの間に挟み込まれる形態で両表皮材シートそれぞれと面接着される樹脂製芯材とを有するサンドイッチパネルであって、
該樹脂製芯材は、所定発泡倍率を有する発泡樹脂製であり、
２枚の樹脂製表皮材シートそれぞれは、該樹脂製芯材より高い剛性を有し、
少なくとも一方の表面に、それぞれ開口を形成して内方に向かって延び、かつ対応する表皮材シートにより閉じられる空隙を内部に構成する複数の窪みを有し、
前記所定発泡倍率との関係で前記複数の窪みに割り当てられる所与の空隙体積のもとで、前記少なくとも一方の表面を介して、前記樹脂製芯材と対応する表皮材シートとの面接着を保持しつつ、前記樹脂製芯材のうち前記複数の窪みによる空隙を除いた発泡樹脂の中実部が、前記樹脂製芯材の厚み方向の圧縮荷重に対する支持機能を奏するように、前記複数の窪みの数およびその総開口面積が決定される、
ことを特徴とするサンドイッチパネル。
【請求項２】
２枚の樹脂製表皮材シートと、両表皮材シートの間に挟み込まれる形態で両表皮材シートそれぞれと面接着される樹脂製芯材とを有するサンドイッチパネルであって、
該樹脂製芯材は、所定発泡倍率を有する発泡樹脂製であり、
２枚の樹脂製表皮材シートそれぞれは、該樹脂製芯材より高い剛性を有し、
少なくとも一方の表面に、それぞれ内方に向かって延び、かつ対応する表皮材シートにより閉じられる空隙を内部に構成する複数の窪みを有し、
前記複数の窪みそれぞれは、前記少なくとも一方の表面に開口を形成する環状リブにより構成され、
前記所定発泡倍率との関係で前記複数の窪みに割り当てられる所与の空隙体積のもとで、前記少なくとも一方の表面を介して、前記樹脂製芯材と対応する表皮材シートとの面接着を保持しつつ、前記樹脂製芯材の厚み方向の圧縮荷重に対する支持機能を奏するように、前記環状リブの数およびその環状形状が決定される、
ことを特徴とするサンドイッチパネル。
【請求項３】
前記樹脂製芯材は、一対の熱可塑性樹脂製板材により構成され、一対の熱可塑性樹脂製板材はそれぞれ、内表面側で突出する前記環状リブにより構成される内方に向かって先細の複数の窪みを外表面に有し、前記複数の窪みそれぞれは、最先細部に突き合わせ部を有し、一対の樹脂製板材それぞれの対応する窪み同士の突き合わせ部を突き合わせ溶着することにより、芯材が形成され、
一対の熱可塑性樹脂製板材それぞれは、その表面において対応する表皮材シートと接着される、請求項２に記載のサンドイッチパネル。
【請求項４】
前記複数の窪みは、有底であり、前記突き合わせ部は、突き合わせ平面部を有し、一対の樹脂製板材それぞれの対応する窪み同士の平面部が互いに背向する形態で突き合わせ溶着することにより、芯材が形成される、請求項３に記載のサンドイッチパネル。
【請求項５】
前記突き合わせ部は、一対の樹脂製板材の互いに対向する対向面に形成される開口周縁部により形成され、一対の樹脂製板材それぞれの対応する窪み同士の突き合わせ部が互いに背向する形態で突き合わせ溶着することにより、貫通穴を有する芯材が形成される、請求項３に記載のサンドイッチパネル。
【請求項６】
前記複数の窪みはそれぞれ、前記熱可塑性樹脂製芯材の前記外表面における開口が正六角形の角錐台形状を有する、請求項４または請求項５に記載のサンドイッチパネル。
【請求項７】
前記複数の窪みは、前記熱可塑性樹脂製芯材の前記外表面上で、ハニカム状に配置されている、請求項６に記載のサンドイッチパネル。
【請求項８】
２枚の樹脂製表皮材シートの間に介在する熱可塑性樹脂製芯材を有し、２枚の樹脂製表皮材シートそれぞれは、該熱可塑性樹脂製芯材より高い剛性を有するサンドイッチパネル用熱可塑性樹脂製芯材の成形方法であって、
一対の分割形式の金型それぞれのキャビティの周縁部に形成された環状のピンチオフ部のまわりにはみ出す形態で、溶融状態の発泡性の熱可塑性樹脂製材料を一対の分割形式の金型間に位置決めする段階と、
一対の分割形式の金型を型締して、一対の分割形式の金型内に密閉空間を形成する段階と、
密閉空間内の溶融状態の発泡性の熱可塑性樹脂製材料を材料中に形成された気泡が破裂しないように加圧および/または減圧することにより、一対の分割形式の金型の少なくとも一方のキャビティのピンチオフ部の内側に設けられた突起部により熱可塑性樹脂製材料を賦形する段階と、を有し、
それにより、密閉空間内の熱可塑性樹脂製材料の少なくとも一方のキャビティに対向する表面に窪みを設けることを特徴とする熱可塑性樹脂製芯材の成形方法。
【請求項９】
前記溶融状態の発泡性の熱可塑性樹脂製材料は、円筒状に押し出されたパリソンである、請求項８に記載の熱可塑性樹脂製芯材の成形方法。
【請求項１０】
前記溶融状態の発泡性の熱可塑性樹脂製材料は、Tダイより押し出されたシート状パリソンである、請求項８に記載の熱可塑性樹脂製芯材の成形方法。
【請求項１１】
前記溶融状態の発泡性の熱可塑性樹脂製材料は、予め押し出し成形された発泡性の熱可塑性樹脂製材料を再加熱することにより溶融状態とする、請求項８に記載の熱可塑性樹脂製芯材の成形方法。
【請求項１２】
２枚の樹脂製表皮材シートの間に介在する熱可塑性樹脂製芯材を有し、２枚の樹脂製表皮材シートそれぞれは、該熱可塑性樹脂製芯材より高い剛性を有するサンドイッチパネル向けの熱可塑性樹脂製芯材の成形方法であって、
それぞれ、一対の分割形式の金型のキャビティの周縁部に形成された環状のピンチオフ部のまわりにはみ出す形態で、２条の発泡性の熱可塑性樹脂製材料のシート状パリソンを一対の分割形式の金型間に位置決めする段階と、
一対の分割形式の金型それぞれのキャビティにおいて、該キャビティから対向する分割形式の金型に向かって突出するように設けた環状のピンチオフ部に対して、対応するシート状パリソンを当接させて、一対の分割形式の金型のキャビティと対応するシート状パリソンとの間に密閉空間を形成する段階と、
該密閉空間を通じて対応するシート状パリソンを吸引することにより、対応するシート状パリソンを一対の分割形式の金型のピンチオフ部の内側に設けた複数の突起部に押し当てて、賦形する段階と、
一対の分割形式の金型を型締して、２条のシート状パリソン同士を溶着する段階と、を有し、
それにより、溶着された２条のシート状パリソンの周縁にパーティングラインを形成することを通じて、シート状パリソンの内部に密閉中空部を設けるとともに、シート状パリソンの表面に複数の窪みあるいは複数の貫通穴を設けることを特徴とする熱可塑性樹脂製芯材の成形方法。
【請求項１３】
２枚の樹脂製表皮材シートの間に介在する熱可塑性樹脂製芯材を有し、２枚の樹脂製表皮材シートそれぞれは、該熱可塑性樹脂製芯材より高い剛性を有するサンドイッチパネル用熱可塑性樹脂製芯材の成形方法であって、
一対の分割形式の金型それぞれのキャビティの周縁部に形成された環状のピンチオフ部のまわりにはみ出す形態で、溶融状態の発泡性の熱可塑性樹脂製材料を一対の分割形式の金型間に位置決めする段階と、
一対の分割形式の金型を型締して、一対の分割形式の金型内に密閉空間を形成する段階と、
型締された一対の分割形式の金型を通じて密閉空間内の溶融状態の発泡性の熱可塑性樹脂製材料パリソンを吸引することにより、一対の分割形式の金型の少なくとも一方のキャビティのピンチオフ部の内側に設けられた突起部により熱可塑性樹脂製材料を賦形する段階と、を有し、
それにより、密閉空間内の熱可塑性樹脂製材料の少なくとも一方のキャビティに対向する表面に窪みを成形することを特徴とする熱可塑性樹脂製芯材の成形方法。
【請求項１４】
２枚の樹脂製表皮材シートの間に介在する熱可塑性樹脂製芯材を有し、２枚の樹脂製表皮材シートそれぞれは、該熱可塑性樹脂製芯材より高い剛性を有するサンドイッチパネル用熱可塑性樹脂製芯材の成形方法であって、
一対の分割形式の金型それぞれのキャビティの周縁部に形成された環状のピンチオフ部のまわりにはみ出す形態で、溶融状態の発泡性の熱可塑性樹脂製材料を一対の分割形式の金型間に位置決めする段階と、
一対の分割形式の金型を型締することにより、一対の分割形式の金型の少なくとも一方のキャビティの環状のピンチオフ部の内側に設けられた突起部により熱可塑性樹脂製材料を賦形する段階と、を有し、
それにより、密閉空間内の熱可塑性樹脂製材料の少なくとも一方のキャビティに対向する表面に窪みを成形することを特徴とする熱可塑性樹脂製芯材の成形方法。
【請求項１５】
２枚の樹脂製表皮材シートの間に介在する熱可塑性樹脂製芯材を有するサンドイッチパネルの成形方法であって、
請求項８ないし１４のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂製芯材の成形方法により成形された芯材を一対の分割形式の金型間に位置決めする段階と、
一対の分割形式の金型それぞれのキャビティの周縁部に形成された環状のピンチオフ部のまわりにはみ出す形態で、２条の溶融状態の熱可塑性樹脂製材料のシート状パリソンを、前記芯材を挟んで一対の分割形式の金型間に位置決めする段階と、
一対の分割形式の金型を型締して、一対の分割形式の金型内に密閉空間を形成する段階と、
密閉空間内から加圧することにより、あるいは型締された一対の分割形式の金型を通じて密閉空間内を吸引することにより、一対の分割形式の金型それぞれのキャビティにおいて環状のピンチオフ部の内側に設けられた凹凸部により、密閉空間内のシート状パリソンを賦形するとともに、シート状パリソンと芯材とを溶着する段階と、を有し、
それにより、内部に芯材を配置した状態で、互いに溶着されたシート状パリソンの周縁にパーティングラインを形成することを特徴とするサンドイッチパネルの成形方法。
【請求項１６】
前記熱可塑性樹脂製芯材の平均密度（ｘ）と実効密度（ｙ）との関係が、以下の関係式を満たし、かつ前記熱可塑性樹脂製芯材の発泡倍率が、１０倍以下である、請求項１または請求項２に記載のサンドイッチパネル。
０．０５ｘ≦ｙ≦０．８５ｘ
【請求項１７】
前記熱可塑性樹脂製芯材の内部に形成される気泡は、前記サンドイッチパネルに要求される断熱性に応じた独立気泡率を確保可能なように前記所定発泡倍率が制限される一方、前記少なくとも一方の表面上に形成される前記複数の窪みは、前記サンドイッチパネルに要求される剛性に応じて前記少なくとも一方の表面上での分布が決められる、請求項１または請求項２に記載のサンドイッチパネル。
【請求項１８】
前記環状リブの環状形状は、前記環状リブが形成する開口の大きさ、形状あるいは前記環状リブの厚みを含む、請求項２に記載のサンドイッチパネル。
【請求項１９】
前記環状リブそれぞれにより形成される開口の全周長と総開口面積とに基づいて、前記環状リブの数が決定される、請求項１８に記載のサンドイッチパネル。
【請求項２０】
前記熱可塑性樹脂製材料は、押し出し機内に所定発泡倍率に必要な量の発泡剤を添加し、加熱混練することにより発泡性溶融樹脂とし、該発泡性溶融樹脂を所定の押し出し速度で押し出すことにより、発泡パリソンとして形成される、請求項９または請求項１０に記載の熱可塑性樹脂製芯材の成形方法。
【請求項２１】
発泡樹脂製芯材の両面に樹脂製表皮材シートが接着されているサンドイッチ構造体において、樹脂製表皮材シートそれぞれは、該発泡樹脂製芯材より高い剛性を有し、発泡樹脂製芯材には複数の窪みが形成されている、ことを特徴とするサンドイッチパネル。
【請求項２２】
一定の間隔に離間させた一対の金型面の少なくとも一方の面から突出した突起体により、発泡樹脂製芯材に複数の窪みを形成する発泡樹脂製芯材成形工程と、それぞれ、前記発泡樹脂製芯材より高い剛性を有する２枚の樹脂製表皮材シートによって前記発泡樹脂製芯材を挟み込み、窪み以外の部位で接着する挟み込み工程と、を備えることを特徴とするサンドイッチパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンドイッチパネルおよびサンドイッチパネル用芯材の成形方法ならびにサンドイッチパネルの成形方法に関し、より詳細には、サンドイッチパネル全体としての曲げ剛性あるいはせんだん剛性を確保する一方、芯材自体の圧縮剛性を保持しつつ、簡便に軽量化が達成可能なサンドイッチパネル、および発泡倍率の調整が容易で、強度不足を防止可能なサンドイッチパネル用芯材の成形方法およびサンドイッチパネルの成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、いわゆるサンドイッチパネルが、自動車、航空機等の輸送機械用、建材用、電気機器のハウジング用、スポーツ・レジャー用等多用途に用いられてきた。
サンドイッチパネルは、２枚の表皮材シート、両表皮材シートとの間に介在する芯材とを有し、表皮材シート、芯材および表皮材シートの積層構造が基本的形態であるが、用途に応じてサンドイッチパネルに要求される機能が変わる。
たとえば、浴室に使用される内装パネルのように、外観上の美観が重視される反面、それほどの強度が要求されない場合には、外観を呈するおもて面側表皮材シートにさらに化粧材が貼り合わせられ、化粧材の表面性状あるいは全体成形形状が重視され、構造材としての用途の場合には、外観上の美観より強度が要求される。
この点、自動車、航空機等の輸送機械の内装材部品、特に車両用のカーゴフロアボード、デッキボード、リアパーセルシェルフ等は、燃費向上の観点から軽量化が要求されるとともに強度が要求されることから、両表皮材シートおよび芯材が樹脂製である樹脂製のサンドイッチパネルが多用されてきた。
従来、このようなサンドイッチパネルは、用途に向けた外形形状に対応するために、両表皮材シートおよび芯材それぞれが個別に切断加工等により製造され、用意された両表皮材シートおよび芯材同士を組み付け、接着等することにより完成してきた。
一方で、両表皮材シートおよび芯材が樹脂製である樹脂製のサンドイッチパネルは、各種の成形方法により製造されてきた。
特許文献１は、押出成形による樹脂製のサンドイッチパネルの成形方法を開示する。
この成形方法は、サンドイッチパネルを構成する各表層をそれぞれ、Ｔダイから押し出して、溶融状態の表層の溶融熱を利用して各表層を溶着することにより、層間の接着性が良好なサンドイッチパネルを連続的に製造することが可能である。
特許文献２は、射出成形による樹脂製のサンドイッチパネルの成形方法を開示する。【０００３】
この成形方法は、表皮層と内部層が異なる組成物からなるサンドイッチパネルにあって、表皮層を形成する組成物を第１シリンダから表皮層の厚さを形成するのに必要なだけ射出し、次いで、内部層を形成する組成物を第２シリンダから高速で射出することにより、表皮層の厚さの薄いサンドイッチパネルを成形することが可能である。
このような射出成形による樹脂製のサンドイッチパネルの成形方法によれば、断面形状が一定の成形体のみならず、断面形状が変化する自由な外形形状の成形体を製造することが可能であり、この点で、押出成形に比べて、成形物の形状に対する制約性が低い。
しかしながら、射出成形方法は、密閉金型空間内に溶融樹脂を圧入し、密閉金型内面に押し付けることにより、溶融樹脂を賦形する形態を採用することから、射出成形方法単独で、内部に密閉中空部を有する成形体を成形することは、技術的に困難である。【０００４】
ところで、たとえば樹脂製のサンドイッチパネルを自動車のカーゴフロアリッドとして利用する場合、単に外観上の美観だけでなく、カーゴフロアリッドに重量物の荷物を載置する用途に用いられることから、荷物の重量に耐える剛性（特に曲げ剛性）が必要である反面、燃費向上の観点から軽量化が要求され、高剛性および軽量化という両立させるのが困難な技術的課題を克服することが必要である。【０００５】
そのため、このような用途に向けた樹脂製のサンドイッチパネルとして、表皮材シートとしては、ヤング率の高い硬い樹脂材料を採用し、一方芯材としては、嵩（芯材の厚み）をかせいで、両表皮材シートの間隔をなるべく広げることにより断面係数を増大させつつ、芯材自体としては、軽量化を図るために、たとえば発泡材料を採用したり、あるいは内部に中空部を設けたり、あるいは表面に多数の窪みを設けたりするものが採用されている。【０００６】
より詳細には、樹脂製のサンドイッチパネルにおいて、芯材に空隙を設けて軽量化を達成するのに、たとえば特許文献３ないし特許文献７に開示されているように、樹脂を発泡させて内部に無数の気泡を設ける場合と、たとえば特許文献８に開示されているように、樹脂材の表面に多数の凹陥部を設ける場合とに大別される。【０００７】
多数の凹陥部を設ける態様として、特許文献８に開示されているように、２枚の樹脂製シートを用い、それぞれのシートは、それぞれ内表面側で突出する環状リブにより構成される複数の窪みを外表面に有し、複数の窪みそれぞれは、底部に突き合わせ平面部を有し、２枚の樹脂製シートそれぞれの対応する窪み同士の平面部が互いに背向する形態で突き合わせ溶着することにより、２枚の樹脂製シートの間に突き合わせ溶着部以外は中空部が形成される。
特許文献３ないし特許文献７にはいずれも、発泡芯材を上下一対のスキン材で挟み込んだ少なくとも３層構造からなるサンドイッチ構造体が開示されている。【０００８】
特許文献３は、航空機の機体構造体として、真空吸引により、１５ないし３０倍程度の発泡倍率を有するポリエーテルイミド樹脂からなる発泡樹脂の両面に炭素繊維強化シートを接着させる点を開示する。特許文献４ないし特許文献７は、自動車用のデッキボードあるいはフロアパネル等の内装材パネル向けのサンドイッチ構造体として共通である。特許文献４は、分割金型の間に２条の溶融状態のパリソンを位置決めし、２条の溶融状態のパリソンの間に予め成形されたポリプロピレン等の発泡芯材を配置して、真空もしくは圧空により分割金型に押圧して成形する点を開示する。特許文献５は、上下の分割金型において、予め成形された裏面側シート素材を再加熱して軟化させたものを下型に載置し、次いで下型を通じて裏面側シート素材を真空吸引することにより賦形し、次いで裏面側シート素材の上にポリエチレン等の発泡樹脂を載置するとともに、予め成形されたおもて面側シート素材を再加熱して軟化させたものを発泡樹脂の上に載置し、次いで上下型それぞれを通じて真空吸引しながら型締めすることにより、サンドイッチ構造体を成形する点を開示する。特許文献５は、さらに、このような発泡樹脂の芯材の代替として、プレス抜き加工や射出成形により予め形成された格子状構造成形体、ハニカム構造成形体、あるいはエンボス構造成形体を用いて、同様な製造方法により、サンドイッチ構造体を成形する点を開示する。
特許文献６は、発泡体として４ないし１２倍の発泡倍率を有するアクリロニトリルースチレン共重合体の発泡ビーズを用いて、一体プレスにより積層構造体を製造する点を開示する。
特許文献７は、特許文献６と同様に、発泡体としてポリスチレンの発泡ビーズを用いて、プレスにより多層パネルを製造する点を開示する。【０００９】
それに対して、特許文献８は、円錐台形状の多数の窪みを有する樹脂製芯材を有するサンドイッチパネルについて、押出成形により段ロールを用いて成形されたサンドイッチパネルを開示する。このサンドイッチパネルは、２枚の樹脂製表皮材シートと、両表皮材シートとの間に介在する熱可塑性樹脂製芯材とを有し、該樹脂製芯材はそれぞれ、内方に向かって先細の複数の円錐台窪みが外表面に設けられた一対の熱可塑性樹脂製板材を有し、複数の円錐台窪みそれぞれは、段ロールの表面に設けられた複数の突起体により形成され、内表面側で突出し最先細部に突き合わせ平面部を有し、一対の樹脂製板材それぞれの対応する窪み同士の平面部を段ロールによる押圧力により突き合わせ溶着することにより、中空リブ構造を有する芯材が形成される。
以上のようなサンドイッチパネルによれば、発泡による気泡の形成、あるいは表面の窪みの形成により、軽量化を達成することが可能であるが、以下のような技術的問題点が存する。
第１に、発泡による気泡の形成のみ、あるいは表面の窪みの形成のみにより軽量化を図ろうとすると、サンドイッチパネルに要求される強度、断熱性、吸音性等他の機能が損なわれる点である。【００１０】
より詳細には、特許文献３ないし特許文献７の場合、たとえば、単に発泡剤の充てん量を増量して発泡倍率を上げることにより、簡便に軽量化を達成可能である一方、芯材の表面に開口を設ける必要がないので、芯材と表皮材との間の接着面積を低減させることがない反面、芯材全体に亘って無数の気泡が一様に分布することから、芯材自体の圧縮剛性が低下する。
また、特許文献３ないし特許文献７の場合、発泡倍率を上げることにより、芯材全体に亘って断熱性あるいは吸音性を向上可能であるが、気泡の形成位置を調整するのは困難であることから所望の剛性分布を得ることは困難である。
特に、発泡倍率を上げることにより、独立気泡率が低下する傾向にあるから、それにより断熱性は顕著に低下する。【００１１】
それに対して、特許文献８の場合、凹陥部を設けることにより、軽量化が達成可能である一方、凹陥部を構成する環状リブにより、それぞれ芯材自体の圧縮剛性を確保可能である反面、芯材の表面に必然的に開口を設ける必要があることから、芯材と表皮材との間の接着面積が低減するとともに、凹陥部の数を増大しようとすれば、芯材の内部構造が複雑となり特殊な成形方法が必要となる。【００１２】
芯材と表皮材との間の接着面積が低減すれば、サンドイッチパネル全体としての曲げ剛性あるいはせんだん剛性が低下する事態を生じる。一方、サンドイッチパネルに曲げ荷重が負荷された場合に、最大曲げ応力が上下端の表皮材シートに発生するところ、芯材の嵩を確保するとともに、芯材と表皮材シートとの間の強固な接着性を確保するとしても、芯材自体から破壊あるいは破損することもあり得るから、芯材自体の強度確保も必要である。【００１３】
また、特許文献８の場合、たとえば、金型のキャビティに設ける突起部の位置、形状およびまたは大きさを所望に調整することにより、所望の凹陥部の分布、かくして剛性分布を得ることが可能であるが、１つ１つの凹陥部による空隙体積は発泡による気泡のそれに比べて格段に大きくならざるを得ないことから、断熱性あるいは吸音性を向上するのは困難である。
第２に、サンドイッチパネルの成形方法に起因して、良好な品質のサンドイッチパネルを得るのが困難となる点である。【００１４】
より詳細には、特許文献３ないし特許文献７のように、発泡による気泡の形成には、一般的に化学発泡技術あるいは物理発泡技術が用いられるが、どちらの場合であっても、発泡させるからといって芯材に対する成形方法に対する制約とはならず、無発泡の芯材と同様に、押し出し成形、射出成形、ブロー成形あるいはプレス成形を利用することは可能であるが、発泡倍率の増大に伴い、特に押し出し成形あるいは射出成形の場合、発泡倍率の調整が困難となり、所望の品質を得るのが困難となる。
それに対して、特許文献８のように、表面に窪みを形成する場合、芯材を構成する一対の熱可塑性樹脂製板材同士の接着性が不良で、サンドイッチパネル全体として十分な曲げ剛性を奏することができない。
より詳細には、段ロールによれば、一対の樹脂製板材がロールの間に送られて、その位置で押圧力が付加されて接着されることから、一対の樹脂製板材同士の接着は、面接着より点接着に近くしかも接着時間が短いため、十分な接着性を確保できない。
この点、いわゆる金型を用いた成形によれば、金型による成形の制約から、複数の窪みは内方に向かって先細のテーパ角度を設けざるを得ないが、金型の型締により十分な溶着時間を確保可能であり、このような問題点を引き起こす恐れはない。
特許文献９は、金型による成形の１つであるシート成形（圧縮成形）による樹脂製サンドイッチパネルの製造方法を開示する。
より詳細には、２つの分割金型の間に、表皮材シートおよび芯材（場合により化粧材）を配置して、分割金型を型締することにより、金型内の表皮材シートおよび芯材を加圧して賦形するとともに、表皮材シートと芯材とを溶着することが可能であり、この点で一度にサンドイッチパネルを形成することが可能である。
しかしながら、型締により賦形あるいは溶着するためには、表皮材シートおよび芯材はいずれも、溶融状態とする必要があり、表皮材シートが、たとえば原反ロールから連続シートとして繰り出される場合には、赤外線ヒータ等で分割金型への配置前に再加熱する必要があり、このような再加熱に起因して、サンドイッチパネルを構造体としての用途に用いる場合、十分な強度を有するサンドイッチパネルを得るのが困難となる。より詳細には、上述のような再加熱の成形性への悪影響に起因して、表皮材シート同士の溶着部分である外周パーティングラインの溶着強度、あるいは表皮材と芯材との間の溶着強度が劣化するため、サンドイッチパネル全体としての強度が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開昭５５−６７４４４号
【特許文献２】特開２００５−１３２０１６号
【特許文献３】特開２００２−２２５２１０号
【特許文献４】特開２００６−３３４８０１号
【特許文献５】特開２００８−２４７００３号
【特許文献６】特開２００８−２２２２０８号
【特許文献７】特開２００６−２２４６８１号
【特許文献８】特開２００６−１０３０２７号
【特許文献９】特開平７−１７１８７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
以上の技術的課題に鑑み、本発明の目的は、サンドイッチパネル全体としての曲げ剛性あるいはせんだん剛性を確保する一方、芯材自体の圧縮剛性を保持しつつ、簡便に軽量化が達成可能なサンドイッチパネルを提供することにある。
以上の技術的課題に鑑み、本発明の目的は、サンドイッチパネルとして所望の剛性分布を達成しつつ、断熱性あるいは吸音性の向上が可能なサンドイッチパネルを提供することにある。
以上の技術的課題に鑑み、本発明の目的は、発泡倍率の調整が容易で、強度不足の発生を防止可能なサンドイッチパネル用芯材の成形方法およびサンドイッチパネルの成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明に係るサンドイッチパネルは、
２枚の樹脂製表皮材シートと、両表皮材シートの間に挟み込まれる形態で両表皮材シートそれぞれと面接着される熱可塑性樹脂製芯材とを有するサンドイッチパネルであって、
該熱可塑性樹脂製芯材は、所定発泡倍率を有する発泡樹脂製であり、
少なくとも一方の表面に、それぞれ開口を形成して内方に向かって延び、かつ対応する表皮材シートにより閉じられる空隙を内部に構成する複数の窪みを有し、
前記所定発泡倍率との関係で前記複数の窪みに割り当てられる所与の空隙体積のもとで、前記少なくとも一方の表面を介して、前記熱可塑性樹脂製芯材と対応する表皮材シートとの面接着を保持しつつ、前記熱可塑性樹脂製芯材のうち前記複数の窪みによる空隙を除いた発泡樹脂の中実部が、前記熱可塑性樹脂製芯材の厚み方向の圧縮荷重に対する支持機能を奏するように、前記複数の窪みの数およびその総開口面積が決定される、構成としている。【００１８】
上記目的を達成するために、本発明に係るサンドイッチパネルは、
２枚の樹脂製表皮材シートと、両表皮材シートの間に挟み込まれる形態で両表皮材シートそれぞれと面接着される熱可塑性樹脂製芯材とを有するサンドイッチパネルであって、
該熱可塑性樹脂製芯材は、所定発泡倍率を有する発泡樹脂製であり、
少なくとも一方の表面に、それぞれ内方に向かって延び、かつ対応する表皮材シートにより閉じられる空隙を内部に構成する複数の窪みを有し、
前記複数の窪みそれぞれは、前記少なくとも一方の表面に開口を形成する環状リブにより構成され、
前記所定発泡倍率との関係で前記複数の窪みに割り当てられる所与の空隙体積のもとで、前記少なくとも一方の表面を介して、前記熱可塑性樹脂製芯材と対応する表皮材シートとの面接着を保持しつつ、前記熱可塑性樹脂製芯材の厚み方向の圧縮荷重に対する支持機能を奏するように、前記環状リブの数およびその環状形状が決定される、構成としている。
【００１９】
以上の構成を有するサンドイッチパネルによれば、熱可塑性樹脂製芯材を発泡樹脂製とする一方、少なくとも一方の表面に、それぞれ内方に向かって延び、かつ対応する表皮材シートにより閉じられる空隙を内部に構成する複数の窪みを設けることにより、熱可塑性樹脂製芯材、かくしてサンドイッチパネルの軽量化を達成することが可能である。【００２０】
この場合、たとえば、発泡剤の充てん量を調整することにより熱可塑性樹脂製芯材内部に形成される気泡により簡便に空隙体積の調整が可能である一方、少なくとも一方の表面に設ける複数の窪みの数あるいは密度を抑制することにより、窪みのみにより軽量化に必要な空隙体積を確保するのに比べて、窪みを有する熱可塑性樹脂製芯材の成形方法の特殊化、あるいは複雑化を回避することが可能である。【００２１】
さらに、このような窪みそれぞれを少なくとも一方の表面に開口を形成する環状リブにより構成し、所定発泡倍率との関係で複数の窪みに割り当てられる所与の空隙体積のもとで、少なくとも一方の表面を介して、熱可塑性樹脂製芯材と対応する表皮材シートとの面接着を保持しつつ、熱可塑性樹脂製芯材の厚み方向の圧縮荷重に対する支持機能を奏するように、環状リブの数および環状形状を決定することにより、サンドイッチパネル全体としての曲げ剛性あるいはせんだん剛性を確保する一方、芯材自体の圧縮剛性を保持しつつ、簡便に軽量化が達成可能である。【００２２】
より詳細には、発泡により形成される気泡のみにより軽量化に必要な全体空隙体積を達成しようとすると、気泡は熱可塑性樹脂製芯材の内部に形成されることから、対応する表皮材シートとの接着面を形成する少なくとも一方の表面上に気泡形成に伴う開口は生じない反面、発泡倍率が必然的に増大し、それにより熱可塑性樹脂製芯材の厚み方向の圧縮剛性が低下する。【００２３】
それに対して、軽量化に必要な全体空隙体積を窪みのみにより達成しようとすると、窪みを構成する環状リブがこのような熱可塑性樹脂製芯材の厚み方向の圧縮荷重に対する支持機能を奏する反面、少なくとも一方の表面に形成される開口面積が増える結果、少なくとも一方の表面上で対応する表皮材シートとの接着面積が低減し、それによりサンドイッチパネル全体としての曲げ剛性あるいはせんだん剛性が低下する。【００２４】
そこで、サンドイッチパネルの軽量化を達成するうえで、窪みの数、あるいは環状リブによる開口の大きさ、形状、あるいは環状リブの厚み等環状リブの環状形状を適宜に決定することにより、サンドイッチパネル全体としての曲げ剛性あるいはせんだん剛性の確保と芯材自体の圧縮剛性の確保とを両立させることが可能となる。
【００２５】
また、前記熱可塑性樹脂製芯材は、一対の熱可塑性樹脂製板材により構成され、一対の熱可塑性樹脂製板材はそれぞれ、内表面側で突出する前記環状リブにより構成される内方に向かって先細の複数の窪みを外表面に有し、前記複数の窪みそれぞれは、最先細部に突き合わせ部を有し、一対の樹脂製板材それぞれの対応する窪み同士の突き合わせ部を突き合わせ溶着することにより、芯材が形成され、
一対の熱可塑性樹脂製板材それぞれは、その表面において対応する表皮材シートと接着されるのがよい。【００２６】
さらに、前記複数の窪みは、有底であり、前記突き合わせ部は、突き合わせ平面部を有し、一対の樹脂製板材それぞれの対応する窪み同士の平面部が互いに背向する形態で突き合わせ溶着することにより、芯材が形成されるのがよい。
さらにまた、前記突き合わせ部は、一対の樹脂製板材の互いに対向する対向面に形成される開口周縁部により形成され、一対の樹脂製板材それぞれの対応する窪み同士の突き合わせ部が互いに背向する形態で突き合わせ溶着することにより、貫通穴を有する芯材が形成されるのでもよい。
加えて、前記複数の窪みはそれぞれ、前記熱可塑性樹脂製芯材の前記外表面における開口が正六角形の角錐台形状を有するのがよい。
さらに、前記複数の窪みは、前記熱可塑性樹脂製芯材の前記外表面上で、ハニカム状に配置されているのがよい。
また、前記熱可塑性樹脂製芯材の平均密度（ｘ）と実効密度（ｙ）との関係が、以下の関係式（０．０５ｘ≦ｙ≦０．８５ｘ）を満たし、かつ前記熱可塑性樹脂製芯材の発泡倍率が、１０倍以下であるのがよい。【００２７】
さらにまた、前記熱可塑性樹脂製芯材の内部に形成される気泡は、前記サンドイッチパネルに要求される断熱性に応じた独立気泡率を確保可能なように前記所定発泡倍率が制限される一方、前記少なくとも一方の表面上に形成される前記複数の窪みは、前記サンドイッチパネルに要求される剛性に応じて前記少なくとも一方の表面上での分布が決められるのがよい。
さらに、前記環状リブの環状形状は、前記環状リブが形成する開口の大きさ、形状あるいは前記環状リブの厚みを含むのがよい。
さらにまた、前記環状リブそれぞれにより形成される開口の全周長と総開口面積とに基づいて、前記環状リブの数が決定されるのがよい。
上記目的を達成するために、本発明に係るサンドイッチパネル用熱可塑性樹脂製芯材の成形方法は、
２枚の樹脂製表皮材シートの間に介在する熱可塑性樹脂製芯材を有するサンドイッチパネル用熱可塑性樹脂製芯材の成形方法であって、
一対の分割形式の金型それぞれのキャビティの周縁部に形成された環状のピンチオフ部のまわりにはみ出す形態で、溶融状態の発泡性の熱可塑性樹脂製材料を一対の分割形式の金型間に位置決めする段階と、
一対の分割形式の金型を型締して、一対の分割形式の金型内に密閉空間を形成する段階と、
密閉空間内の溶融状態の発泡性の熱可塑性樹脂製材料中から、材料中に形成された気泡が破裂しないように加圧することにより、一対の分割形式の金型の少なくとも一方のキャビティのピンチオフ部の内側に設けられた突起部により熱可塑性樹脂製材料を賦形する段階と、を有し、
それにより、密閉空間内の熱可塑性樹脂製材料の少なくとも一方のキャビティに対向する表面に窪みを成形するとともに、熱可塑性樹脂製材料に中空部を設ける構成としている。【００２８】
以上の構成を有するサンドイッチパネル用熱可塑性樹脂製芯材の成形方法によれば、
熱可塑性樹脂製芯材の内部に形成する無数の気泡のみにより、サンドイッチパネルの軽量化を達成するのに比べて、熱可塑性樹脂製芯材の表面に形成する複数の窪みにより形成される空隙部に依存することにより、発泡倍率を制限することが可能であり、それにより発泡倍率の増大に伴う調整の困難性を回避することが可能であるとともに、一対の金型を用いてサンドイッチパネルの構成部材である芯材と表皮材シートとを溶着することで、良好な接着性を確保することが可能であるから、発泡倍率の調整が容易で、強度不足の発生を防止可能である。
また、前記溶融状態の発泡性の熱可塑性樹脂製材料は、円筒状に押し出されたパリソンでもよい。
さらに、前記溶融状態の発泡性の熱可塑性樹脂製材料は、Tダイより押し出された連続シート状パリソンでもよい。
さらに、前記熱可塑性樹脂製材料は、押し出し機内に所定発泡倍率に必要な量の発泡剤を添加し、加熱混練することにより発泡性溶融樹脂とし、該発泡性溶融樹脂を所定の押し出し速度で押し出すことにより、発泡パリソンとして形成されるのがよい。
さらにまた、前記溶融状態の発泡性の熱可塑性樹脂製材料は、予め押し出し成形された発泡性の熱可塑性樹脂製材料を再加熱することにより溶融状態とするのでもよい。
上記目的を達成するために、本発明に係るサンドイッチパネル用熱可塑性樹脂製芯材の成形方法は、
２枚の樹脂製表皮材シートの間に介在する熱可塑性樹脂製芯材を有するサンドイッチパネル向けの熱可塑性樹脂製芯材の成形方法であって、
それぞれ、一対の分割形式の金型のキャビティの周縁部に形成された環状のピンチオフ部のまわりにはみ出す形態で、２条の発泡性の熱可塑性樹脂製材料のシート状パリソンを一対の分割形式の金型間に位置決めする段階と、
一対の分割形式の金型それぞれのキャビティにおいて、該キャビティから対向する分割形式の金型に向かって突出するように設けた環状のピンチオフ部に対して、対応するシート状パリソンを当接させて、一対の分割形式の金型のキャビティと対応するシート状パリソンとの間に密閉空間を形成する段階と、
該密閉空間を通じて対応するシート状パリソンを吸引することにより、対応するシート状パリソンを一対の分割形式の金型のピンチオフ部の内側に設けた複数の突起部に押し当てて、賦形する段階と、
一対の分割形式の金型を型締して、２条のシート状パリソン同士を溶着する段階と、を有し、
それにより、溶着された２条のシート状パリソンの周縁にパーティングラインを形成することを通じて、シート状パリソンの内部に密閉中空部を設けるとともに、シート状パリソンの表面に複数の窪みあるいは複数の貫通穴を設ける構成としている。
上記目的を達成するために、本発明に係るサンドイッチパネル用熱可塑性樹脂製芯材の成形方法は、
２枚の樹脂製表皮材シートの間に介在する熱可塑性樹脂製芯材を有するサンドイッチパネル用熱可塑性樹脂製芯材の成形方法であって、
一対の分割形式の金型それぞれのキャビティの周縁部に形成された環状のピンチオフ部のまわりにはみ出す形態で、溶融状態の発泡性の熱可塑性樹脂製材料を一対の分割形式の金型間に位置決めする段階と、
一対の分割形式の金型を型締して、一対の分割形式の金型内に密閉空間を形成する段階と、
型締された一対の分割形式の金型を通じて密閉空間内の溶融状態の発泡性の熱可塑性樹脂製材料パリソンを吸引することにより、一対の分割形式の金型の少なくとも一方のキャビティのピンチオフ部の内側に設けられた突起部により熱可塑性樹脂製材料を賦形する段階と、を有し、
それにより、密閉空間内の熱可塑性樹脂製材料の少なくとも一方のキャビティに対向する表面に窪みを成形する構成としている。
上記目的を達成するために、本発明に係るサンドイッチパネル用熱可塑性樹脂製芯材の成形方法は、
２枚の樹脂製表皮材シートの間に介在する熱可塑性樹脂製芯材を有するサンドイッチパネル用熱可塑性樹脂製芯材の成形方法であって、
一対の分割形式の金型それぞれのキャビティの周縁部に形成された環状のピンチオフ部のまわりにはみ出す形態で、溶融状態の発泡性の熱可塑性樹脂製材料を一対の分割形式の金型間に位置決めする段階と、
一対の分割形式の金型を型締することにより、一対の分割形式の金型の少なくとも一方のキャビティの環状のピンチオフ部の内側に設けられた突起部により熱可塑性樹脂製材料を賦形する段階と、を有し、
それにより、密閉空間内の熱可塑性樹脂製材料の少なくとも一方のキャビティに対向する表面に窪みを成形する構成としている。
【００２９】
上記目的を達成するために、本発明に係るサンドイッチパネルの成形方法は、
２枚の樹脂製表皮材シートの間に介在する熱可塑性樹脂製芯材を有するサンドイッチパネルの成形方法であって、
請求項８ないし１４のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂製芯材の成形方法により成形された芯材を一対の分割形式の金型間に位置決めする段階と、
一対の分割形式の金型それぞれのキャビティの周縁部に形成された環状のピンチオフ部のまわりにはみ出す形態で、２条の溶融状態の熱可塑性樹脂製材料のシート状パリソンを、前記芯材を挟んで一対の分割形式の金型間に位置決めする段階と、
一対の分割形式の金型を型締して、一対の分割形式の金型内に密閉空間を形成する段階と、
密閉空間内から加圧することにより、あるいは型締された一対の分割形式の金型を通じて密閉空間内を吸引することにより、一対の分割形式の金型それぞれのキャビティにおいて環状のピンチオフ部の内側に設けられた凹凸部により、密閉空間内のシート状パリソンを賦形するとともに、シート状パリソンと芯材とを溶着する段階と、を有し、
それにより、内部に芯材を配置した状態で、互いに溶着されたシート状パリソンの周縁にパーティングラインを形成する構成としている。
上記目的を達成するために、本発明に係るサンドイッチパネルは、
発泡樹脂製芯材の両面に樹脂製表皮材シートが接着されているサンドイッチ構造体において、発泡樹脂製芯材には複数の窪みが形成されている構成としている。
上記目的を達成するために、本発明に係るサンドイッチパネルの製造方法は、
一定の間隔に離間させた一対の金型面の少なくとも一方の面から突出した突起体により、発泡樹脂製芯材に複数の窪みを形成する発泡樹脂製芯材成形工程と、２枚のスキン材によって前記発泡樹脂製芯材を挟み込み、窪み以外の部位で接着する挟み込み工程と、を備える構成としている。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明に係るサンドイッチパネル用熱可塑性樹脂製芯材、このような芯材の成形方法、このような芯材を有するサンドイッチパネル並びにこのようなサンドイッチパネルの成形方法それぞれの実施形態について、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
本発明に係るサンドイッチパネルは、自動車用、航空機用、車両・船舶用、建材用、各種電気機器のハウジング用、スポーツ・レジャー用の撓み剛性または曲げ座屈に強い構造部材として好適に用いることができるものである。特に自動車等の構造部材として軽量化の観点から燃費向上を図ることができるものであり、具体的には、カーゴフロアボード、デッキボード、リアパーセルシェルフ、ルーフパネル、ドアトリムなどの内装パネル、その他ドアインナーパネル、プラットフォーム、ハードトップ、サンルーフ、ボンネット、バンパー、フロアスペーサー、ディビアパッドなどの構造部材として軽量化に貢献するものであり、サンドイッチパネルの形状は製品の目的に応じて適宜決定することができる。
本実施形態では、サンドイッチパネルとして、軽量化かつ高剛性が要求される自動車のカーゴフロアリッドに用いられる場合を例として、以下に説明する。
【００３１】
自動車のカーゴフロアリッド１００は、図１に示すように、自動車の制約された後部スペースに収める関係から複雑な外形形状が必要とされ、より具体的には、タイヤハウスを避けるための曲率半径の小さい湾曲部１０２、自動車の後部形状に沿った曲率半径の大きい湾曲部１０４、およびカーゴフロアリッドを開閉するためのヒンジ部を構成する局所的な突起部１０６が必要とされるとともに、表面形状として運転手がカーゴフロアリッドを開閉するための把手を構成する凹部１０８が必要とされ、その一方で、燃費向上の観点から軽量化が要求され、カーゴフロアリッドの厚みも制限されるとともに、上面に荷物等の重量物を載置することから高剛性（特に曲げ剛性）が要求される。
【００３２】
図２に示すように、このようなサンドイッチパネル１０は、おもて面側表皮材シート１２Ａと裏面側表皮材シート１２Ｂと、両表皮材シート１２Ａ，Ｂの間に介在する発泡性の芯材１３と、おもて面側表皮材シート１２Ａの外表面に貼り合わされた化粧材シート１４とから構成され、サンドイッチパネル１０は、化粧材シート１４、おもて面側表皮材シート１２Ａ、芯材１３、および裏面側表皮材シート１２Ｂの積層構造物である。
【００３３】
芯材１３は、発泡剤を添加した樹脂により形成される。芯材１３を形成する樹脂としては、エチレン、プロピレン、ブテン、イソプレンペンテン、メチルペンテン等のオレフィン類の単独重合体あるいは共重合体であるポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン）、ポリアミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のアクリル誘導体、ポリカーボネート、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−プロピレン−ジエン類等のターポリマー、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、熱可塑性ポリイミド等の熱可塑性樹脂およびフェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド等の熱硬化性樹脂が挙げられる。なお、これらは一種類を単独で用いても、二種類以上を混合して用いてもよい。特に、芯材１３と表皮材シート１２とを同材質とすることにより熱溶着によって溶剤等を用いることなく接着させることができる。芯材１３は、添加剤が含まれていてもよく、その添加剤としては、シリカ、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、ガラス繊維、カーボン繊維等の無機フィラー、可塑剤、安定剤、着色剤、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤等が挙げられる。
特に、熱可塑性樹脂のなかでもオレフィン系樹脂またはオレフィン系樹脂を主体にした樹脂、ポリプロピレン系樹脂またはポリプロピレン系樹脂を主体にした樹脂が、不織布等の化粧材シートとの溶着性、機械的強度および成形性のバランスに優れている点で好ましい。ポリオレフィン系樹脂としては、２３０℃におけるメルトテンションが３０〜３５０ｍＮの範囲内のポリプロピレンを用いる。ポリプロピレンとしては、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体およびその混合物を用いることができる。
【００３４】
本発明に用いられる発泡剤としては、物理発泡剤、化学発泡剤およびその混合物のいずれを用いてもよい。物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡剤、およびブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。超臨界流体としては、二酸化炭素、窒素などを用いて作ることが好ましく、窒素であれば臨界温度１４９．１℃、臨界圧力３．４ＭＰａ以上、二酸化炭素であれば臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ以上とすることにより得られる。
【００３５】
発泡剤の添加量は、後に説明するように、発泡により芯材１３の内部に形成される無数の気泡により所望の空隙体積となる一方、発泡倍率が高すぎることにより、芯材１３の表皮材シート１２との接着面に対して直交する向きの圧縮荷重に対する剛性が必要以上に低下しないように、あるいは発泡倍率が高すぎることにより、無数の気泡の独立気泡率が低下して、断熱性能が低下しないように定められる。より具体的には、サンドイッチパネル１０全体としての軽量化を図る観点から、芯材１３に要求される全体空隙体積を定め、それを芯材１３の内部の無数の気泡と、後に説明する芯材１３の表面に形成される複数の窪み２０による空隙部とに割り振り、無数の気泡に割り当てられる空隙体積に基づいて、発泡倍率、すなわち発泡剤の添加量を定めればよい。
【００３６】
芯材１３は、一対の熱可塑性樹脂製板材１６により構成され、一対の熱可塑性樹脂製板材１６はそれぞれ、内表面１８側に向かって先細の複数の窪み２０を外表面２２に有する。複数の窪み２０はそれぞれ、有底であり、最先細部に突き合わせ平面部２４を有し、一対の熱可塑性樹脂製板材１６それぞれの対応する窪み２０同士の平面部２４が互いに背向する形態で突き合わせ溶着することにより、芯材１３が形成されるようにしている。一対の熱可塑性樹脂製板材１６それぞれは、その表面において対応する表皮材シート１２と窪み２０が形成されていない部位において溶着されるようにしている。
【００３７】
図３に示すように、複数の窪み２０はそれぞれ、芯材１３の外表面２２における開口２６が正六角形の角錐台であり、外表面２２上で開口２６がハニカム状に配置されている。これにより、芯材１３の外表面２２に最も密に複数の窪み２０を配置することが可能である。複数の窪み２０それぞれの開口２６の大きさ、窪みの深さおよび隣り合う窪み同士の間隔について、開口２６の大きさが大きく、窪みの深さが深く、隣合う窪み同士の間隔が小さいほど、芯材１３全体としての空隙率を向上することが可能であり、軽量化に資する反面、後に説明するように、サンドイッチパネル１０全体に要求される剛性の観点から決定する必要がある。
【００３８】
より具体的には、芯材１３に形成される窪み２０は芯材１３内部に向かって先細り形状を有しており、窪み２０の開口部の幅（Ｄ１）および窪み２０の底面となる薄肉部５の幅（Ｄ２）は、芯材１３の厚みに応じて適宜選択されるが、Ｄ１は５〜５０ｍｍ、好ましくは５〜２５ｍｍであり、Ｄ２は１〜３０ｍｍ、好ましくは１〜１５ｍｍの範囲とすることができる。
変形例として、複数の窪み２０は、芯材１３の外表面２２において均等に分散配置させるのが好ましいが、その形状は、円錐形状、円錐台形状、円筒形状、角柱形状、角錐形状、半球形状など多種の形状から適宜選択すればよい。
【００３９】
一対の熱可塑性樹脂製板材１６それぞれが、後に説明するように、２つの分割形式の金型５０の間に位置決めした溶融状態のパリソンＰを２つの分割形式の金型５０を型締することにより成形される場合、サンドイッチパネル１０の用途に応じて、サンドイッチパネル１０用熱可塑性樹脂製芯材１３をその内部の所望の位置に密閉中空部２８を有するとともに所望の表面形状を呈するように形成する一方、熱可塑性樹脂製芯材１３の分割形式の金型５０のキャビティ５２に向かって押圧される表面を通じて、対応する樹脂製表皮材シート１２と接着され、サンドイッチパネル１０の用途に応じた外形あるいは表面形状および内部構造を所望に実現可能なサンドイッチパネル用芯材１３を提供することが可能である。特に、芯材１３を挟んで対向する樹脂製表皮材シート１２同士の周縁面が互いに溶着することにより、パーティングラインＰＬが形成され、サンドイッチパネル１０全体の剛性向上に寄与することも可能である。
【００４０】
なお、突き合わせ平面部２４は、一対の熱可塑性樹脂製板材１６の互いに対向する対向面に形成される開口周縁部により形成され、一対の熱可塑性樹脂製板材１６それぞれの対応する窪み２０同士の突き合わせ部が互いに背向する形態で突き合わせ溶着することにより、貫通穴を有する芯材１３が形成されるのでもよい。
【００４１】
変形例として、図５に示すように、図４に示す薄肉部を排除することにより、貫通穴２７としてもよい。さらに、隣り合う複数の窪み２０の間の中実部に中空部を設けて、さらに空隙率を向上してもよい。
さらなる変形例として、図２２に示すように、複数の窪み２０を芯材１３の一方の外表面２２Aにのみ設け、それぞれの窪み２０の深さが、芯材１３の他方の外表面２２Bまで及ばない程度としてもよい。
【００４２】
さらなる変形例として、図２３に示すように、複数の窪み２０を芯材１３の両外表面２２Aおよび２２Bに設ける場合、図４および図５と異なり、外表面２２Aの窪み２０と外表面２２Bの窪み２０とが互い違いに配置されるようにし、それぞれの窪み２０の深さが、芯材１３の相手方の外表面２２まで及ばない程度としてもよい。
【００４３】
さらなる変形例として、図２４に示すように、複数の窪み２０を芯材１３の両外表面２２Aおよび２２Bに設ける場合、図４および図５と異なり、中実部１９を設けず、複数の窪み２０以外は、中空部２８としてもよい。この場合、複数の窪み２０それぞれは、環状リブ２１により構成され、環状リブ２１が形成する両外表面２２Aおよび２２B上の開口２６の大きさ、形状あるいは環状リブ２１の厚み等の環状リブ２１の環状形状および環状リブ２１の数を適宜に定めることにより、芯材１３の内部に形成される気泡の発泡倍率との関係で、複数の窪み２０に割り当てられる空隙体積のもとで、両外表面２２Aおよび２２Bを介して、芯材１３と対応する表皮材シート１２との面接着を保持しつつ、芯材１３の厚み方向の圧縮荷重に対する支持機能を有するようにすることが可能である。
【００４４】
芯材１３は窪み２０を形成することにより、サンドイッチパネル１０の芯材としての実質的な密度（実効密度）を低下させて軽量化を図る観点から、芯材１３の平均密度（ｘ）と前記実効密度（ｙ）との関係が下記の式を満たすことが好ましい。芯材１３の平均密度（ｘ）は、芯材１３の重量を窪み２０および中空部１９を除いた芯材１３の体積で割った値であり、窪み２０および中空部１９を除いた体積は２３℃の水中に所定の大きさに切断した芯材１３（例えば、縦１０ｃｍ×横１０ｃｍで芯材の厚み方向に垂直な断面で切断した測定サンプルとして）を沈めて測定することが可能である。また、芯材１３の実効密度（ｙ）は、芯材１３の重量を窪み２０を含めた芯材１３の仮想の体積で割った値である。つまり、サンドイッチパネル１０において、芯材１３は２枚の表皮材シート１２によって挟み込まれているため、２枚の表皮材シートの間に形成される芯材１３が占める実質的な体積は窪み２０の体積を含めたものとなる。実効密度（ｙ）の値は前記２３℃の水中に芯材１３を沈めて測定した体積に全ての窪み２０および中空部１９の体積を加えた値として求めることができる。尚、簡易的には芯材１３の外形寸法から体積を求めることもできる。
（式１）０．０５ｘ≦ｙ≦０．８５ｘ  
【００４５】
芯材１３の平均密度（ｘ）と比較して実効密度（ｙ）が、あまり小さくなっていない場合には（ｙ＞０．８５ｘ）、窪み２０による軽量化が図れない。また、芯材１３の平均密度（ｘ）と比較して実効密度（ｙ）あまり小さくなり過ぎる場合には（ｙ＜０．０５ｘ）、窪み２０の占める割合が高くなり過ぎてスキン材との接着強度が低下して、強いてはサンドイッチ構造体の剛性が低下することとなる。
【００４６】
また、芯材１３の発泡倍率は、３０倍（比重０．９０ｇ／ｃｍ３のポリプロピレン換算で平均密度０．０３ｇ／ｃｍ３）程度の範囲まで適宜調整が可能であるが、軽量かつ高剛性のサンドイッチパネル１０を得る観点から１０倍以下、好ましくは５．０倍以下の範囲とする。サンドイッチパネル１０において中間層に位置する芯材１３には最大せん断応力がかかることとなるが、芯材１３の実効密度（ｙ）と平均密度（ｘ）の関係、発泡倍率、窪み２０の形状等を調整することにより、芯材１３はせん断応力およびパネルの厚み方向の圧縮力に耐えて潰れ難いものとなり、軽量かつ高剛性のサンドイッチパネル１０を得ることができる。
【００４７】
本発明において、表皮材シート１２は、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、エンジニアリングプラスチックスなどから形成されたシートからなる。芯材１３の両側に設けられる表皮材シート１２間の間隔、すなわち芯材１３の嵩（厚み）を確保し、サンドイッチパネル１０全体としての剛性、特に曲げ剛性を確保する観点から、表皮材シート１２の剛性としては、少なくとも芯材１３の剛性より高い材質が要求される。表皮材シート１２は、サンドイッチパネル１０の上面壁および下面壁を構成し、好ましくはサンドイッチパネル１０の外周において表皮材シート１２ａと表皮材シート１２ｂの末端をピンチオフ部８によって溶着一体化して側壁を構成する。サンドイッチパネル１０の外周の側壁と芯材１３の外周には隙間が形成されており、これにより成形後の表皮材シート１２と芯材１３との熱収縮の差によってサンドイッチパネル１０の変形を防止することができる。
より詳細には、表皮材シート１２は、ドローダウン、ネックインなどにより肉厚のバラツキが発生することを防止する観点から溶融張力の高い樹脂材料を用いることが好ましく、一方で金型５０への転写性、追従性を良好とするため流動性の高い樹脂材料を用いることが好ましい。
【００４８】
具体的にはエチレン、プロピレン、ブテン、イソプレンペンテン、メチルペンテン等のオレフィン類の単独重合体あるいは共重合体であるポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン）であって、２３０℃におけるＭＦＲ（ＪＩＳ  Ｋ−７２１０に準じて試験温度２３０℃、試験荷重２．１６ｋｇにて測定）が３．０ｇ／１０分以下、さらに好ましくは０．３〜１．５ｇ／１０分のもの、またはアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリスチレン、高衝撃ポリスチレン（ＨＩＰＳ樹脂）、アクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等の非晶性樹脂であって、２００℃におけるＭＦＲ（ＪＩＳ  Ｋ−７２１０に準じて試験温度２００℃、試験荷重２．１６ｋｇにて測定）が３．０〜６０ｇ／１０分、さらに好ましくは３０〜５０ｇ／１０分でかつ、２３０℃におけるメルトテンション（株式会社東洋精機製作所製メルトテンションテスターを用い、余熱温度２３０℃、押出速度５．７ｍｍ／分で、直径２．０９５ｍｍ、長さ８ｍｍのオリフィスからストランドを押し出し、このストランドを直径５０ｍｍのローラに巻き取り速度１００ｒｐｍで巻き取ったときの張力を示す）が５０ｍＮ以上、好ましくは１２０ｍＮ以上のものを用いて形成される。
【００４９】
また、表皮材シート１２には衝撃により割れが生じることを防止するため、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーが３０ｗｔ％未満、好ましくは１５ｗｔ％未満の範囲で添加されていることが好ましい。具体的には水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとしてスチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体、水添スチレン−ブタジエンゴムおよびその混合物が好適であり、スチレン含有量が３０ｗｔ％未満、好ましくは２０ｗｔ％未満であり、２３０℃におけるＭＦＲ（ＪＩＳ  Ｋ−７２１０に準じて試験温度２３０℃、試験荷重２．１６ｋｇにて測定）は１．０〜１０ｇ／１０分、好ましくは５．０ｇ／１０分以下で、かつ１．０ｇ／１０分以上あるものがよい。
【００５０】
さらに、表皮材シート１２には芯材１３と同様に添加剤が含まれていてもよく、その添加剤としては、シリカ、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、ガラス繊維、カーボン繊維等の無機フィラー、可塑剤、安定剤、着色剤、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤等が挙げられる。具体的にはシリカ、マイカ、ガラス繊維等を成形樹脂に対して５０ｗｔ％以下、好ましくは３０〜４０ｗｔ％添加する。
【００５１】
表皮材シート１２の表面に化粧材シート１４を設ける場合において、化粧材シート１４とは、外観性向上、装飾性、成形品と接触する物（例えば、カーゴフロアボードの場合、ボード上面に載置される荷物など）の保護を目的として構成されるものである。化粧材シート１４の材質は、繊維表皮材シート状表皮材、フィルム状表皮材等が適用される。かかる繊維表皮材の素材としては、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリウレタン、アクリル、ビニロン等の合成繊維、アセテート、レーヨン等の半合成繊維、ビスコースレーヨン、銅アンモニアレーヨン等の再生繊維、綿、麻、羊毛、絹等の天然繊維、又はこれらのブレンド繊維が挙げられる。これらの中でも、触感、耐久性及び成形性の観点から、目付け重量が１５０ｇ／ｍ２以上のポリエステルからなる不織布であることが好ましい。化粧材の引張強度は、立体形状再現性及び成形性の観点から、１５ｋｇ／ｃｍ 2以上であることが好ましく、伸度は、３０％以上であることが好ましい。尚、かかる引張強度及び伸度の値は、温度２０℃においてＪＩＳ−Ｋ−７１１３に準拠して測定したものである。尚、表皮材１０は前記の不織布等に代えてシート状の化粧材、フィルム状の化粧材として、熱可塑性エラストマ−、エンボス加工された樹脂シート、印刷層が外面に付された樹脂シート、合成皮革、滑り止め用メッシュ形状の表皮シート等が使用できる。
【００５２】
以上の構成を有するサンドイッチパネル１０によれば、芯材１３を発泡樹脂製とする一方、少なくとも一方の外表面２２に、それぞれ開口２６を形成して内方に向かって延び、かつ対応する表皮材シート１２により閉じられる空隙を内部に構成する複数の窪み２０を設けることにより、芯材１３、かくしてサンドイッチパネル１０の軽量化を達成することが可能である。
【００５３】
この場合、たとえば、発泡剤の充てん量を調整することにより芯材１３の内部に形成される気泡により簡便に空隙体積の調整が可能である一方、少なくとも一方の外表面２２に設ける複数の窪み２０の数あるいは体積を抑制することにより、窪み２０のみにより軽量化に必要な空隙体積を確保するのに比べて、窪み２０を有する芯材１３の成形方法の特殊化、あるいは複雑化を回避することが可能である。
【００５４】
さらに、所定発泡倍率との関係で複数の窪み２０に割り当てられる所与の空隙体積のもとで、少なくとも一方の外表面２２を介して、芯材１３と対応する表皮材シート１２との面接着を保持しつつ、芯材１３のうち複数の窪み２０による空隙を除いた発泡樹脂の中実部１９が、芯材１３の厚み方向の圧縮荷重に対する支持機能を奏するように、複数の窪み２０の数およびその総開口面積を決定することにより、サンドイッチパネル１０全体としての曲げ剛性あるいはせんだん剛性を確保する一方、芯材自体の圧縮剛性を保持しつつ、簡便に軽量化が達成可能である。
【００５５】
より詳細には、発泡により形成される気泡のみにより軽量化に必要な全体空隙体積を達成しようとすると、気泡は芯材１３内部に形成されることから、対応する表皮材シート１２との接着面を形成する少なくとも一方の表面上に気泡形成に伴う開口２６は生じない反面、発泡倍率が必然的に増大し、それにより芯材１３の厚み方向の圧縮剛性が低下する。
【００５６】
それに対して、軽量化に必要な全体空隙体積を窪み２０のみにより達成しようとすると、窪み２０以外の発泡樹脂の中実部１９が、芯材１３の厚み方向の圧縮荷重に対する支持機能を奏する反面、少なくとも一方の外表面２２に形成される開口面積が増える結果、少なくとも一方の外表面２２上で対応する表皮材シート１２との接着面積が低減し、それによりサンドイッチパネル１０全体としての曲げ剛性あるいはせんだん剛性が低下する。
そこで、サンドイッチパネル１０の軽量化を達成するうえで、窪み２０の数および総開口面積を適宜に決定することにより、サンドイッチパネル１０全体としての曲げ剛性あるいはせんだん剛性の確保と芯材自体の圧縮剛性の確保とを両立させることが可能となる。
【００５７】
以上の構成を有する芯材１３を成形する押出ヘッド４０および一対の分割形式の金型５０は従来既知であり、図６に示すように、一対の分割形式の金型５０はそれぞれ、一対の分割形式の金型５０の間に供給されたパリソンＰを賦形するキャビティ５２が互いに対向するように配置され、それぞれのキャビティ５２の表面には、キャビティ５２の外周縁部にほぼ沿って環状のピンチオフ部５１が設けられ、ピンチオフ部５１の内側には、複数の突起体５４が形成され、複数の突起体５４それぞれは、閉位置で芯材１３を成形後に金型５０を開位置に移動させる際、成形された芯材１３から複数の突起体５４を抜くために、対向する金型５０に向かって先細のテーパが付けられている。テーパ角度αは、芯材１３の長手方向に対して少なくとも７５°以上であることが好ましい。複数の突起体５４はそれぞれ、正六角形の角錐台形状を有する。これにより、金型５０を閉位置に移動させ、金型５０を型締する際、２つの分割金型５０それぞれのキャビティ５２に向かって２つの金型５０内の溶融状態のパリソンＰが押圧され、それにより溶融状態のパリソンＰのキャビティ５２に対向する面に複数の突起体５４が挿入されて、複数の突起体５４の外形と相補形状の窪み２０が対向面に形成されるようになっている。
次に、芯材１３の成形方法について説明する。
【００５８】
まず、たとえばポリオレフィン系樹脂を押出機（図示せず）に供給し、加熱溶融しつつ混練してから所定量の発泡剤を添加し、押出機内で更に混練して発泡性溶融樹脂とし、発泡性溶融樹脂を発泡に適した樹脂温度および発泡性溶融樹脂が発泡を開始しない圧力下に維持しながらアキュームレータ（図示せず）に充填する。次いで、押出ヘッド４０のダイ先端のゲートを開いた状態で、アキュームレータのラム（図示せず）を押すことにより、発泡性溶融樹脂が低圧域に開放されて、発泡性の筒状パリソンＰが形成される。なお、後工程の分割金型５０による成形工程中において、発泡倍率はほぼ一定に保持される。
次いで、図６に示すように、既知の押出ヘッド４０より溶融状態の筒状パリソンＰをスリットダイを通じて鉛直下方に押出し、連続の溶融状態の筒状パリソンＰを開位置にある２つの分割金型５０の間に供給する。
次いで、図７に示すように、２つの分割金型５０を開位置から閉位置に移動し、２つの分割金型５０を型締する。これにより、密閉空間が構成される。
次いで、この密閉空間を通じて、ブロー成形あるいは真空成形することにより、密閉空間内のパリソンＰはキャビティ５２に向かって押し付けられ、キャビティ５２に沿って賦形される。
【００５９】
より詳細には、ブロー成形の場合、従来既知の方法と同様に、ブローピン（図示せず）を芯材１３中に差し込んで内部に加圧流体を導入することにより、パリソンＰをキャビティ５２に向かって押し付け、真空成形の場合、従来既知の方法と同様に、密閉空間に連通した流路（図示せず）を分割金型５０中に設け、この流路を通じて密閉空間を吸引することにより、パリソンＰをキャビティ５２に向かって吸引し、パリソンＰがキャビティ５２に向かって密着される。
【００６０】
これにより、溶融状態の連続的な筒状パリソンＰにより、熱可塑性樹脂製板材１６が構成され、一対の熱可塑性樹脂製板材１６それぞれの対応するキャビティ５２に対向する面に、キャビティ５２の複数の突起体５４が挿入され、対向面に、複数の突起体５４に対応する複数の窪み２０が形成される。複数の窪み２０はそれぞれ、対向面の反対側の面、すなわち内表面１８側で突出するように形成され、それにより底部を形成する突き合わせ平面部２４が形成される。
【００６１】
その際、２つの分割金型５０において、複数の突起体のキャビティ５２での配置形態を共通とすることにより、一対の熱可塑性樹脂製板材１６それぞれにおいて、対応する窪み２０の突き合わせ平面部２４同士が溶着されるとともに、各金型５０のピンチオフ部が当接することにより、連続筒状パリソンＰは、その周縁部にパーティングラインＰＬが形成されると同時に、溶着される。
次いで、図８に示すように、金型駆動装置により２つの分割金型５０を閉位置から開位置に移動し、２つの分割金型５０を型開きする。これにより、成形された芯材１３を２つの分割金型５０の間から取り出す。
以上で、発泡性の芯材１３の成形が完了する。
以上の構成を有するサンドイッチパネル用熱可塑性樹脂製芯材の成形方法によれば、
【００６２】
芯材１３の内部に形成する無数の気泡のみにより、サンドイッチパネルの軽量化を達成するのに比べて、芯材１３の表面に形成する複数の窪み２０により形成される空隙部に依存することにより、発泡倍率を制限することが可能であり、それにより発泡倍率の増大に伴う調整の困難性を回避することが可能であるとともに、一対の金型５０を用いてサンドイッチパネルの構成部材である芯材１３と表皮材シート１２とを溶着することで、良好な接着性を確保することが可能であるから、発泡倍率の調整が容易で、強度不足の発生を防止可能である。
【００６３】
図９ないし図１１は、芯材１３として大きさの異なる窪み２０を偏在させ、それにより芯材１３の内部構造を長手方向（高さ方向）に変化させた変形例である。この例では、押出ヘッドを２基設け（４０Ａ、４０Ｂ）、それぞれから連続シート状パリソンＰを押し出すようにしている。この場合、図面上右側の連続シート状パリソンＰについてのみ大きさの異なる窪み２０を偏在させ、左側の連続シート状パリソンＰについては、図４ないし図８と同様に、大きさの等しい窪み２０を長手方向（高さ方向）に均等に分布させている。
そのために、図９ないし図１１に示すように、図面上右側の金型５０のキャビティ５２には、大きさの異なる突起体５４を設けている。より詳細には、図４ないし図８と同様に、角錐台形状の窪み２０のほかに、長手方向（高さ方向）に幅をもたせた角錐台形状の窪み２０を設けている。
これにより、図１０に示すように、金型５０の型締により、右側の連続シート状パリソンＰには、突き合わせ底面の広い窪み２０が成形され、この突き合わせ底面には、左側の連続シート状パリソンＰに形成された２つ分の窪み２０の突き合わせ底面が突き合わせられている。
このような構成の芯材１３によれば、発泡倍率の増大を抑制することにより、独立気泡率を維持することで、断熱性あるいは吸音性を確保しつつ、芯材１３の長手方向に内部構造を変化させ、局所的な強度を所望に分布させることが可能である。
【００６４】
熱可塑性樹脂製芯材１３の成形方法の変形例として、２つの分割金型５０を型締する前に溶融状態の発泡性のパリソンＰを賦形してもよい。すなわち、一対の分割形式の金型５０のキャビティ５２のまわりにはみ出す形態で、２つの熱可塑性樹脂製材料のシート状パリソンＰを一対の分割形式の金型５０間に位置決めした後、一対の分割形式の金型５０それぞれのキャビティ５２において間隔を隔てて配置され、かつキャビティ５２から対向する分割形式の金型５０に向かって突出する一対の突起体（図示せず）に対して、シート状パリソンＰを当接させて、一対の分割形式の金型５０のキャビティ５２とシート状パリソンＰとの間に密閉空間を形成する段階と、密閉空間を通じてシート状パリソンＰを吸引することにより、シート状パリソンＰを一対の分割形式の金型５０のキャビティ５２に押し当てて、賦形する段階と、一対の分割形式の金型５０を型締して、２つのシート状パリソンＰ同士を溶着する段階と、を有し、それにより、溶着された２つのシート状パリソンＰの周縁にパーティングラインＰＬを形成することを通じて、シート状パリソンＰの内部に密閉中空部２８を設けるとともに、シート状パリソンＰの表面に複数の窪み２０あるいは複数の貫通穴を設ける構成としてもよい。
【００６５】
その場合、賦形段階は、一対の分割形式の金型５０の少なくとも一方のキャビティ５２に複数設けられた突起体５４であって、それぞれ、対向する分割形式の金型５０に向かって先細の形状を有する複数の突起体５４に対して、対応するシート状パリソンＰを押し当てることにより、シート状パリソンＰの表面に複数の突起体５４に対応する複数の窪み２０を賦形するのがよい。
【００６６】
さらに、一対の分割形式の金型５０を型締めすることにより、プレス加工を通じてシート状パリソンＰの表面に複数の突起体５４に対応する複数の窪み２０を賦形してもよい。このような方法によれば、型締めにより一対の金型５０内に形成された密閉空間内を加圧、あるいは減圧する必要がないので、密閉空間内に配置された発泡性のシート状パリソンＰの内部に形成された無数の気泡がこのような密閉空間内の圧力変化により影響を受け、場合により気泡がつぶれたり、あるいは隣り合う気泡同士がつながって独立気泡率が低下したり、あるいは逆に気泡が膨張したりする事態を回避することが可能である。
以上、芯材１３の製造方法として発泡ブロー成形等の発泡樹脂を分割金型で挟み込んで成形する方法を説明したが、発泡射出成形、発泡ビーズ成形等の発泡樹脂を型締めした状態の分割金型内に射出または充填する既知の方法によっても製造することが可能である。
次に、このように成形された芯材１３を利用して、サンドイッチパネル１０を金型を用いて成形する装置および方法について説明する。
図１２に示すように、サンドイッチパネル１０の成形装置６０は、押出装置６２と、押出装置６２の下方に配置された型締装置６４とを有し、押出装置６２から押出された溶融状態のパリソンＰを型締装置６４に送り、型締装置６４により溶融状態のパリソンＰを成形するようにしている。
【００６７】
押出装置６２は、従来既知のタイプであり、その詳しい説明は省略するが、ホッパー６５が付設されたシリンダー６６と、シリンダー６６内に設けられたスクリュー（図示せず）と、スクリューに連結された油圧モーター６８と、シリンダー６６と内部が連通したアキュムレータ７０と、アキュムレータ７０内に設けられたプランジャー７２とを有し、ホッパー６５から投入された樹脂ペレットが、シリンダー６６内で油圧モータ６８によるスクリューの回転により溶融、混練され、溶融状態の樹脂がアキュムレータ室に移送されて一定量貯留され、プランジャー７２の駆動によりＴダイ７１に向けて溶融樹脂を送り、ダイスリット（図示せず）を通じて連続的なシート状のパリソンＰが押し出され、間隔を隔てて配置された一対のローラ７９によって挟圧されながら下方へ向かって送り出されて分割金型７３の間に垂下される。これにより、シート状のパリソンＰはしわまたは弛みがなく張った状態で分割金型７３の間に配置される。
【００６８】
押出装置６２の押出の能力は、達成すべき発泡倍率、独立気泡率の観点、ならびに成形する表皮材シート１２の大きさ、パリソンＰのドローダウン発生防止の観点から適宜選択する。より具体的には、ダイスリットからの樹脂の押出速度が速すぎると、発泡倍率が小さくなる一方で独立気泡率が低下し、それに対して、押出速度が遅すぎると、過発泡となる一方で独立気泡率が低下するので、芯材１３に要求される機能、特に強度、断熱性、吸音性の観点から、押し出し速度を定める必要がある。その一方、実用的な観点からは、ダイスリットからの樹脂の押出速度は、数百ｋｇ／時以上、より好ましくは７００ｋｇ／時以上である。また、パリソンＰのドローダウン発生防止の観点から、パリソンＰの押出工程はなるべく短いのが好ましく、樹脂の種類、ＭＦＲ値に依存するが、一般的に、押出工程は４０秒以内、より好ましくは３０秒以内に完了するのがよい。このため、熱可塑性樹脂のダイスリットからの単位面積、単位時間当たりの押出量は、５０ｋｇ／時ｃｍ２以上、より好ましくは６０ｋｇ／時ｃｍ２以上である。
ダイスリットは、鉛直下向きに配置され、ダイスリットから押し出された連続シート状のパリソンは、そのままダイスリットから垂下する形態で、鉛直下向きに送られるようにしている。ダイスリットは、その幅を可変とすることにより、連続シート状のパリソンＰの厚みを変更することが可能である。
一方、型締装置６４も、押出装置６２と同様に、従来既知のタイプであり、その詳しい説明は省略するが、２つの分割形式の金型７３と、金型７３を溶融状態のシート状パリソンＰの供給方向に対して略直交する方向に、開位置と閉位置との間で移動させ金型駆動装置とを有する。
【００６９】
２つの分割形式の金型７３は、キャビティ７４を対向させた状態で配置され、それぞれキャビティ７４が略鉛直方向を向くように配置される。それぞれのキャビティ７４の表面には、より正確には、後に説明する環状のピンチオフ部７６の内側には、溶融状態のシート状パリソンＰに基づいて成形される表皮材シート１２の外形、および表面形状に応じて凹凸部が設けられる。
【００７０】
２つの分割形式の金型７３それぞれにおいて、キャビティ７４のまわりには、ピンチオフ部７６が形成され、このピンチオフ部７６は、キャビティ７４のまわりに環状に形成され、対向する金型７３に向かって突出する。これにより、２つの分割形式の金型７３を型締する際、それぞれのピンチオフ部７６の先端部が当接し、溶融状態のパリソンＰの周縁にパーティングラインＰＬが形成されるようにしている。
【００７１】
２つの分割形式の金型７３の間には、一対の金型７３と入れ子式に、キャビティ７４と略平行に一対の枠部材７５が配置され、一対の枠部材７５はそれぞれ、開口７７を有し、図示しない枠部材駆動装置により一対の枠部材７５を水平方向に移動させるようにしている。これにより、一対の枠部材７５それぞれを対応する溶融状態のパリソンＰに向かって移動して、パリソンＰを保持し、その状態で逆向きに、対応する金型７３のピンチオフ部７６の先端が開口７７を通じてパリソンＰの表面に当接まで移動させることが可能としている。
【００７２】
金型駆動装置については、従来と同様のものであり、その説明は省略するが、２つの分割形式の金型７３はそれぞれ、金型駆動装置により駆動され、開位置において、２つの分割金型７３の間に、２枚の溶融状態の連続シート状パリソンＰが、互いに間隔を隔てて配置可能なようにされ、一方閉位置において、２つの分割金型７３のピンチオフ部７６が当接し、環状のピンチオフ部７６が互いに当接することにより、２つの分割金型７３内に密閉空間が形成されるようにしている。なお、開位置から閉位置への各金型７３の移動について、閉位置は、２条の溶融状態の連続シート状パリソンＰの中心線の位置とし、各金型７３が金型駆動装置により駆動されてその位置に向かって移動するようにしている。
次に、サンドイッチパネル１０の成形方法について説明する。
まず、図１３に示すように、シート状の化粧材シート１４を２つの分割金型７３の側方から一方の分割金型７３と一方の枠部材７５との間に挿入し、一方の分割金型７３に設けた仮止ピン（図示せず）により、シート状の化粧材シート１４を一方の分割金型７３のキャビティ７４を覆うように仮止めする。
次いで、図１４に示すように、溶融状態の熱可塑性樹脂製パリソンＰを各ダイスリットから鉛直下方に押し出して、２条の連続シート状パリソンＰを２つの分割金型７３の間に供給し、それとともに枠部材駆動装置により一対の枠部材７５を対応する連続シート状パリソンＰに向けて移動する。
【００７３】
次いで、図１５に示すように、連続シート状パリソンＰを保持した枠部材７５を、対応する分割金型７３に向かって枠部材７５の開口７７を通じて金型５０のピンチオフ部７６が連続シート状パリソンＰのキャビティ７４に対向する面に当接するまで移動する。これにより、連続シート状パリソンＰのキャビティ７４に対向する面、ピンチオフ部７６およびキャビティ７４により密閉空間が形成される。
【００７４】
次いで、図１６に示すように、それぞれの分割金型７３を通じて密閉空間内を吸引し、それにより対応する連続シート状パリソンＰがキャビティ７４に対して押圧され、キャビティ７４に沿った形状に賦形される。なお、図面上左側の連続シート状パリソンＰについては、賦形されるとともに、連続シート状パリソンＰとキャビティ７４との間に介在する化粧材シート１４に溶着する。
次いで、図１７に示すように、マニピュレータ（図示せず）の吸着盤７８により保持された芯材１３を２つの分割金型７３の間に側方より挿入する。
【００７５】
次いで、図１８に示すように、マニピュレータを右側の分割金型７３に向かって水平方向に移動させることにより、右側の分割金型７３のキャビティ７４に吸着された連続シート状パリソンＰに対して芯材１３を押し付ける。これにより、芯材１３を連続シート状パリソンＰに溶着する。次いで、吸着盤７８を芯材１３から脱着して、マニピュレータを２つの分割金型７３の間から引き抜き、型締の準備を行う。
【００７６】
次いで、図１９に示すように、金型駆動装置により２つの分割金型７３を開位置より互いに近づく向きに閉位置まで移動させて、型締する。これにより、一方の連続シート状パリソンＰ（図面右側）に溶着された芯材１３は、他方のシート状パリソンＰに溶着されるとともに、連続シート状パリソンＰ同士の周縁が溶着されてパーティングラインＰＬが形成される。なお、型締の際、芯材１３自体は、表皮材シート１２とは異なり、予め成形されたコールドな状態で溶融状態の表皮材シート１２に対して溶着するため、芯材１３自体は、型締により変形を受けないように予め位置決めされている。
【００７７】
以上で、化粧材シート１４、表皮材シート１２、芯材１３、および表皮材シート１２が積層されたサンドイッチパネル１０が完成する。図２０は、賦形された表皮材シート１２と溶着された芯材１３とを一方の金型７３のキャビティ７４から見た正面図である。１０９はキャビティ７４の突起形成部、１１０は把手形成用金型突起であり、芯材１３は金型キャビティより若干小さな形状であり、把手形成用金型突起を避けた形状となっている。
次いで、図２１に示すように、２つの分割金型７３を型開きし、完成したサンドイッチパネル１０からキャビティ７４を離間させ、パーティングラインＰＬまわりに形成されたバリを除去する。
以上で、サンドイッチパネル１０の成形が完了する。
【００７８】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において、当業者であれば、種々の修正あるいは変更が可能である。たとえば、第１実施形態においては、サンドイッチパネル１０の構成要素である芯材１３が、連続の筒状溶融パリソンＰに基づいて一対の熱可塑性樹脂製板材１６により構成される場合を説明したが、それに限定されることなく、溶融状態の管状あるいはシート状パリソンＰ単体を利用して、成形してもよい。
【００７９】
また、一対の熱可塑性樹脂製板材１６それぞれが、２つの分割形式の金型５０を用いて熱可塑性樹脂製材料の溶融パリソンＰに基づいてブロー成形あるいは真空成形される場合を説明したが、それに限定されることなく、一対の熱可塑性樹脂製板材１６同士の強固な接着性が確保される限り、２つの分割形式の金型５０を用いてシート成形（圧縮成形）により成形されてもよい。
【００８０】
さらに、第１実施形態においては、芯材１３が一対の熱可塑性樹脂製板材１６により構成され、一対の熱可塑性樹脂製板材１６それぞれが、その表面に複数の窪み２０を有し、複数の窪み２０それぞれが、他方の表面側で突出するような形態を有し、一対の熱可塑性樹脂製板材１６において、対応する窪み２０同士の突き合わせ平面部２４を溶着する場合を説明したが、それに限定されることなく、一対の熱可塑性樹脂製板材１６同士の強固な接着性が確保される限り、一対の熱可塑性樹脂製板材１６それぞれの窪み２０の底部を突き合わせなくてもよい。
さらにまた、一対の熱可塑性樹脂製板材１６それぞれが、その表面に複数の窪み２０を有するが、その窪み２０は他方の表面側で突出するような形態でなく、それにより対応する窪み２０同士の突き合わせ平面部２４を溶着しない場合でもよい。
【００８１】
また、第１実施形態においては、カーゴフロアボードに用いられるサンドイッチパネル１０として、外観を呈するおもて面側表皮材シート１２に対して化粧材シート１４を貼り合わせる場合を説明したが、それに限定されることなく、化粧材シート１４を省略し、おもて面側表皮材シート１２をそのまま露出させてもよい。加えて、カーゴフロアボードに用いられるサンドイッチパネル１０に限定されることなく、フットレスト、サイドドアトリム、シートバック、リアーパーセルシェルフ、ドアパネル、座席シート等の自動車内装材、機械器具のキャリングケース、弱電製品の部品、壁材、パーティション等の建築用内装材、椅子等の家具、その他にも、タンク、ダスト、ケース、ハウジング、トレイ、コンテナ等の用途に好適に用いられる。
【００８２】
本発明者は、上述のように、発泡性の芯材の表面に複数の窪みを設けた、いわゆるハイブリッドのサンドイッチパネルの実用的な成形の可能性について、確認試験を行った。
【実施例１】
【００８３】
熱可塑性樹脂として２３０℃におけるＭＦＲが３．０ｇ／分の長鎖分岐構造を導入したプロピレン単独重合体（サンアロマー社製、ＰＦ８１４）を用い、発泡剤および核剤としてプロピレン単独重合体に対してタルクＭＢ３重量部を添加して、押出機で混練した後にマンドレルとダイ外筒の間の円筒状空間であるダイ内アキュムレーターに貯留し、リング状ピストンを用いて円筒状のパリソンとして分割金型に押出し、型締め後パリソン内に０．１ＭＰａの圧力でエアを吹き込んで１辺略４ｍｍの正六角形からなる複数の窪み２０および中空部１９を有する厚さ１５ｍｍの芯材１３（サンプル１）を得た。ＭＦＲはＪＩＳ  Ｋ−７２１０に準じて試験荷重２．１６ｋｇで測定したものである。本発明に用いられるアキュムレーターは射出率が２００ｃｍ３／ｓｅｃ以上、好ましくは５００ｃｍ
３／ｓｅｃ以上のものが用いられる。
実施例１により得られた芯材１３の平均密度は０．１ｇ／ｃｍ３（発泡倍率換算：９倍）、実効密度は０．０６ｇ／ｃｍ
３（発泡倍率換算：１５倍相当）であった。
【実施例２】
【００８４】
型締め後パリソン内に圧力でエアを吹き込むことなく、パリソンと金型との間の空気を吸引することでパリソンを金型キャビティに密着させる以外は実施例１と同様の方法により１辺略４ｍｍの正六角形からなる複数の窪み２０を有する中実状の厚さ１５ｍｍの芯材１３（サンプル２）を得た。実施例２により得られた芯材１３の平均密度は０．１ｇ／ｃｍ３（発泡倍率換算：９倍）、実効密度は０．０８ｇ／ｃｍ
３（発泡倍率換算：１１倍相当）であった。
【実施例３】
【００８５】
発泡剤の添加量を減らした以外は実施例２と同様の方法により１辺略４ｍｍの正六角形からなる複数の窪み２０を有する中実状の厚さ１５ｍｍの芯材１３（サンプル３）を得た。実施例３により得られた芯材１３の平均密度は０．１３ｇ／ｃｍ３（発泡倍率換算：７倍）、実効密度は０．１１ｇ／ｃｍ
３（発泡倍率換算：８倍相当）であった。
次に、熱可塑性樹脂として２３０℃におけるＭＦＲが０．５ｇ／分の結晶性のエチレン−プロピレンブロック共重合体（日本ポリケム社製、ノバテックＰＰ  ＥＣ９）を用い、ファイラーとしてタルクを３０ｗｔ％相当混合してＴダイから２枚のシートとして押出し、分割金型を型締めして前記芯材１３を２枚のシートで挟み込んで、冷却後に金型から取り出してサンドイッチパネル１０を得た。
以上のように、いわゆるハイブリッドのサンドイッチパネルの実用的な成形可能性を確認した。【００８６】
本発明者は、発泡性の芯材の表面に設ける複数の窪みが芯材の圧縮剛性に与える影響を試験により確認した。
（１）   芯材の仕様
５種のサンプル１ないし５を準備した。前記実施例１ないし３により得られたサンプル１ないし３を用いた。サンプル４および５共通に、発泡ビーズを用いて型内発泡し、厚さ１５ｍｍの板状に切り出した市販のポリプロピレン製発泡板（ＥＰＰ）を用いた。発泡倍率が１５倍のものをサンプル４、１１倍のものをサンプル５とした。【００８７】
（２）   試験方法
それぞれのサンプルにおいて、窪みおよび中空部の体積を含めた実効密度を測定するとともに、芯材の圧縮強さについては、各サンプルを縦横１０ｍｍ×１０ｍｍ（厚さ１５ｍｍ）の寸法で切断した試験片を用いてJIS  K7220に準拠して測定を行なった。測定結果を表１に示す。
（３）   試験結果
表１において、サンプル２とサンプル３との比較から明らかなように、発泡倍率が高いほど芯材の圧縮強さが小さい。サンプル１とサンプル４との比較、およびサンプル２とサンプル５との比較から明らかなように、実効密度が一定の場合、窪みの存在により芯材の圧縮強さが大きくなっている。【００８８】
以上より、芯材として、発泡により内部に無数の気泡を設けるとともに、表面に複数の窪みを設けるいわゆるハイブリッドの芯材により軽量化を図る際、全体空隙体積を無数の気泡による空隙体積と複数の凹陥部による空隙体積とに割り振る場合において、芯材自体の圧縮剛性確保の観点から、複数の凹陥部によって空隙を設けるのが有効であることが判明した。
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネル１０が自動車のカーゴフロアリッドに適用された状態を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネル１０の一部を破断して示す断面斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネル用芯材の正面図である。
【図４】図３のA-A矢視方向に対応するサンドイッチパネル１０の断面図である。
【図５】変形例を示す図４と同様なサンドイッチパネル１０の断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネル用芯材の成形工程における型締前の状態を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネル用芯材の成形工程における型締状態を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネル用芯材の成形工程における型開き状態を示す図である。
【図９】本発明の変形実施形態に係るサンドイッチパネル用芯材の成形工程における型締前の状態を示す図６と同様な図である。
【図１０】本発明の変形実施形態に係るサンドイッチパネル用芯材の成形工程における型締状態を示す図７と同様な図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネル用芯材の成形工程における型開き状態を示す図８と同様な図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネル１０の成形装置の概略を示す図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネル１０の成形工程において、化粧材シート１４を分割形式の金型間に配置した状態を示す図である。
【図１４】本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネル１０の成形工程において、表皮材シートを分割形式の金型間に配置した状態を示す図である。
【図１５】本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネル１０の成形工程において、表皮材シートを分割形式の金型に当接させた状態を示す図である。
【図１６】本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネル１０の成形工程において、表皮材シートを賦形した状態を示す図である。
【図１７】本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネル１０の成形工程において、芯材を分割形式の金型間に配置した状態を示す図である。
【図１８】本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネル１０の成形工程において、芯材を一方の表皮材シートに押し付けた状態を示す図である。
【図１９】本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネル１０の成形工程において、分割形式の金型を型締めした状態を示す図である。
【図２０】本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネル１０の成形装置の一方の金型のキャビティの正面図である。
【図２１】本発明の第１実施形態に係るサンドイッチパネル１０の成形工程において、分割形式の金型を型開きした状態を示す図である。
【図２２】本発明の変形例に係る図４と同様な図である。
【図２３】本発明のさらなる変形例に係る図４と同様な図である。
【図２４】本発明のさらなる変形例に係る図４と同様な図である。
【符号の説明】
【００９０】
Ｐ  パリソン
ＰＬ  パーティングライン
α  テーパ角度
１０  サンドイッチパネル
１２  表皮材シート
１３  芯材
１４  化粧材シート
１６  熱可塑性樹脂製板材
１８  内表面
１９  中実部
２０  窪み
２１  環状リブ
２２  外表面
２４  突き合わせ部
２６  開口
２７  貫通穴
２８  中空部
４０  押出ヘッド
５０  金型
５２  キャビティ
５４  突起体
６０  サンドイッチパネル成形装置
６２  押出装置
６４  型締装置
６５  ホッパー
６６  シリンダー
６８  油圧モータ
７０  アキュムレータ
７２  プランジャー
７３  金型
７４  キャビティ
７５  枠部材
７６  ピンチオフ部
７７  開口
７８  吸着盤
８０  周縁
８２  空間部
１００  カーゴフロアリッド
１０１  突起
１０２  小さい湾曲部
１０３  突起
１０４  大きい湾曲部
１０６  突起部
１０８  凹部
１０９  突起形成部
１１０  把手形成用金型突起
【図１】
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【図２】
0005532522.tif 000004
【図３】
0005532522.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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