(57)【要約】【課題】軽量、高剛性、高強度且つ環境性に優れたハニカム構造体を、簡便なプロセスで効率良く生産することができるハニカム構造体の製造方法を提供する。【解決手段】母材シート１２の一端部１０ｃ側から各々平行且つ等間隔な複数のスリット１１を加工して複数の帯状体１２を形成し、帯状体１２の端部１０ｃ側を、該延在方向Ｘを軸として各々ツイストし、ツイストされた帯状体１２を各々隣接する他の帯状体１２と部分的に仮接合して帯状体１２で挟まれた複数のセル領域１４を仮形成し、仮形成されたセル領域１４に成形型３４を挿入して加熱し、帯状体１２を各々接合すると共にセル領域１４を成形する。これにより、均一で高品質なセルを有する、軽量、高剛性且つ高強度なハニカム構造体１を、連続したプロセスで効率良く生産することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材シートを準備し、該母材シートの一端側から各々平行且つ等間隔な複数のスリットを加工して複数の帯状体を形成する工程と、
前記帯状体の前記一端側を、該延在方向を軸として各々ツイストする工程と、
前記ツイストされた前記帯状体を、各々隣接する他の前記帯状体と部分的に仮接合し、前記帯状体で挟まれた複数のセル領域を仮形成する工程と、
前記仮形成された前記セル領域に成形型を挿入して加熱し、前記帯状体を各々接合すると共に前記セル領域を成形する工程と、を具備することを特徴とするハニカム構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロア材や壁材等の各種ボード材等に利用されるハニカム構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハニカム構造体（ハニカムコア）の製造方法として、条線状に接着剤を塗布した母材シートを複数枚積層して接合し、その積層体を積層方向に展張することによりハニカム構造を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
具体的には、母材シートに一定の間隔、一定の幅で条線状に接着剤を塗布し、上下の層における前記条線状の接着剤の位置が半ピッチずつずれるようにして母材シートを配置して積層している。また更に、母材シートに配設される条線状の接着剤の間に、上下の母材シートの非接合を保つセパレータを配設する場合もある（例えば、特許文献２）。
【０００４】
また、他の従来技術の例として、押出成形や射出成形によりハニカム構造体を形成する方法が知られている（例えば、特許文献３）。また更に、押出成形等によって形成されたハニカム状やコルゲート状のコア材を積層して接合することによってハニカム構造体を形成することも行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３０９７６８号公報（第２−３頁、第１図）
【特許文献２】特開平９−１１３７２号公報（第３−４頁、第１図）
【特許文献３】特開平５−３４５３７６号公報（第２頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、母材シートを積層、接着して、展張する方式では、母材シートに接着剤を塗布する工程が必要であり、また、その接着剤を正確な位置に配設する必要があった。そのため、生産工程の効率化が難しいという問題点があった。
【０００７】
また、母材シートを接合するために用いる接着剤は、大気汚染の原因となる揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を含むものがあるという問題点もあり、環境的側面から、接着剤を使用しない接合方法が求められている。
【０００８】
また、母材シート間に、母材シート相互の接合を防止して非接合部を確保するためのセパレータ等を配設する方式では、該セパレータを正確な位置関係で配設する作業が煩雑であるという問題点があった。また、接合後にセパレータを除去する工程も必要になる。
【０００９】
また、積層体を形成して展張する方式では、展張する工程の前に、複数回の切断工程が必要であった。具体的には、先ず、接着剤を塗布する工程や積層工程、接合工程の前に、各々の装置の寸法に適合し且つ効率良く接着剤の塗布や積層、接合が行えるよう、母材シートを所定の寸法に切断している。そして、ブロック状に接合された積層体を形成した後、最終用途に適合する寸法にするため、その積層体を所定の幅に切断する工程が必要であった。
【００１０】
また、押出成形や射出成形でハニカム構造体を成形する方法では、複雑な形状をした金型が必要になるという問題点があった。また、特に、面積の広いボード状のハニカムコアを成形する場合には、金型が大きくなり設備費が高額になると共に、材料の流動性を均一に確保してハニカムセルの品質を均一化することが難しい。また更に、押出成形等によってハニカム構造体を成形した後、成形されたハニカム構造体を所定の厚さに切断する必要があった。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、軽量、高剛性、高強度且つ環境性に優れたハニカム構造体を、簡便なプロセスで効率良く生産することができるハニカム構造体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のハニカム構造体の製造方法は、母材シートを準備し、該母材シートの一端側から各々平行且つ等間隔な複数のスリットを加工して複数の帯状体を形成する工程と、前記帯状体の前記一端側を、該延在方向を軸として各々ツイストする工程と、前記ツイストされた前記帯状体を、各々隣接する他の前記帯状体と部分的に仮接合し、前記帯状体で挟まれた複数のセル領域を仮形成する工程と、前記仮形成された前記セル領域に成形型を挿入して加熱し、前記帯状体を各々接合すると共に前記セル領域を成形する工程と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のハニカム構造体の製造方法によれば、母材シートの一端側から複数のスリットを加工して複数の帯状体を形成し、該帯状体を各々ツイストして、各々隣接する他の前記帯状体と部分的に仮接合することにより、複数のセル領域を仮形成している。これにより、連続したプロセスで、高効率に、ハニカム構造体のセルを仮形成することができる。
【００１４】
また、前述の仮形成されたセル領域に成形型を挿入して加熱することにより、前記セル領域を所定の形状に整えて、前記帯状体を各々強固に接合することができる。これにより、均一で高品質なセルを形成でき、軽量、高剛性且つ高強度なハニカムコアを効率良く生産することができる。
【００１５】
また、前記帯状体の幅が完成品としてのボードの厚みに対応する寸法になるよう前記スリット加工を行うことにより、成形型を用いてセル領域が成形された後、切断等をする必要がなくなる。つまり、成形型を用いた加熱接合工程により、ハニカム構造体を完成させることができる。
【００１６】
また、前記仮接合では、前記帯状体の一部分を加熱して押圧することにより、接着剤を使用することなく、前記帯状体を互いに接合することができる。これにより、接着剤を塗布する工程や積層する工程を無くして生産プロセスを簡略化することができる。また、接着剤を無くすことにより、大気汚染等の原因となる揮発性有機化合物の放出を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るハニカム構造体を用いた車両内装用ボードの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るハニカム構造体の帯状体を形成する工程を説明する斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るハニカム構造体の帯状体をツイストする工程を説明する（Ａ）斜視図、（Ｂ）平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るハニカム構造体の帯状体を（Ａ）仮接合する工程、（Ｂ）位置を変えて仮接合する工程、（Ｃ）更に位置を変えて仮接合しセル領域を仮形成する工程を説明する平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るハニカム構造体を展張する工程の（Ａ）展張前、（Ｂ）展張後を示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るハニカム構造体の帯状体を接合してセル領域を成形する工程を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態に係るハニカム構造体及びその製造方法を図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】
先ず、図１を参照して、ハニカム構造体１及びそれを用いた車両内装用ボード２０の概略構成について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るハニカム構造体１を備えた車両内装用ボード２０の斜視図である。
【００２０】
本発明に係るハニカム構造体１（ハニカムコア）は、フロア材や壁材等の各種ボード状構造材の芯材（コア）として用いられるものである。例えば、図１に示す車両内装用ボード２０を始め、建築物、建具、家具、その他一般的な構造用部材の芯材として、ハニカム構造体１を利用することができる。
【００２１】
車両内装用ボード２０は、自動車、鉄道車両、航空機、船舶等の輸送機械の内装に用いられる略板状の構造部材である。車両用内装ボード２０は、芯材として略板状のハニカム構造体１を備えており、そのハニカム構造体１の両主面（上下面）に表皮材２１が接合されている。
【００２２】
表皮材２１は、各種合成樹脂材料や各種金属材料等から成る薄板状（シート状）の部材である。ハニカム構造体１の両主面に表皮材２１を接合することにより、軽量且つ高剛性、高強度なボード状構造材を形成することができる。また、必要に応じて、表皮材２１の表面に図示しない仕上表皮材を貼り付けても良い。仕上表皮材としては、樹脂その他を材料とする不織布、織布、織物、カーペット、その他各種シート状の材料を用いることができる。
【００２３】
次に、図２ないし図６を参照して、ハニカム構造体１の構成及び製造方法を詳細に説明する。
先ず、図２を参照して、帯状体１２を形成する工程について説明する。
図２は、ハニカム構造体１の帯状体１２を形成する工程を説明する斜視図である。
【００２４】
図２に示すように、母材シート１０を準備し、該母材シート１０の一方の端部１０ｃ側から各々略平行且つ略等間隔な複数のスリット１１を加工する。具体的には、例えば、円盤状の回転刃３１等によって母材シート１０を切断することによってスリット１１を形成する。スリット１１を加工することにより、母材シート１０が部分的に切断分離され、略平行に延在し且つ略等幅な複数の帯状体１２が形成される。
【００２５】
尚、スリット１１の間隔、即ち帯状体１２の幅寸法（Ｙ方向寸法）は、最終製品としてのボード（ハニカム構造体１）の厚みに対応する寸法に形成される。具体的には、帯状体１２の幅寸法は、例えば、１０〜２０ｍｍである。
【００２６】
ここで、例えば、複数の回転刃３１を有し、該回転刃３１を所定の間隔で配置したスリッタマシン等を利用することにより、母材シート１０の一方の端部１０ｃ側から連続して高効率にスリット１１を加工して帯状体１２を形成することができる。つまり、母材シート１０を図２に示すＸ方向に送りつつ回転刃３１で連続的に切断して帯状体１２を形成する。
【００２７】
また、ロール状（１０ｄ）の母材シート１０を用いて、その一方の端部１０ｃを引き出しつつスリット１１を加工することにより、更に効率良く、連続して帯状体１２を形成することができる。尚、母材シート１０の形状は、ロール状（１０ｄ）に限定されるものではなく、予め所定の寸法に加工された板状等、その他の形状でも良い。
【００２８】
また、母材シート１０の切断方法は、前述した回転刃３１を用いる方法に限定されるものではなく、例えば、レーザ等を用いた切断等、その他の切断方法を採用することもできる。
【００２９】
ここで、母材シート１０は、各種合成樹脂材料を主原料とする織物または編物である。これにより、母材シート１０は、組立時には柔軟で、その取扱いが容易である。そのため、帯状体１２等の形成作業を容易に行うことができる。また、後述する加熱成形により、母材シート１０は優れた接合強度と剛性を発揮するので、成形後のハニカム構造体１を高剛性且つ高強度にすることができる。
【００３０】
特に、本実施形態に係る母材シート１０は、異なる値の融点を２点以上有するようにコントロールされた原材料、または融点の異なる２つ以上の原材料を含むことを特徴とする。例えば、母材シート１０は、１００〜１３０℃の低融点と、１５０〜１７０℃の高融点と、を有する。これにより、後述する仮接合と本接合（最終成形）とを異なる温度条件下で行うことにより、組立作業効率を高めると共に、最終製品の寸法精度及び強度を向上させることができる。詳細については、後述する。
【００３１】
また、母材シート１０の材質としては、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂の何れを採用しても良い。しかし、好ましくは、熱可塑性樹脂である。母材シート１０に熱可塑性樹脂を用いることにより、後述する仮接合を行った後に行う最終成形の加工性が向上する。
【００３２】
また、母材シート１０の材質は、例えば、ポリ乳酸（ＰＬＡ）やポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）等の生分解性プラスチックが好ましい。これにより、ハニカム構造体１を廃棄することによる環境破壊を防止することができる。即ち、廃棄後のハニカム構造体１は、自然界に存在する微生物の働きによって分解される。
【００３３】
また、母材シート１０の材質としては、再生可能な生物資源由来のプラスチック（いわゆるバイオマスプラスチック）を採用することが望ましい。例えば、サトウキビ等から作られるエタノール（バイオエタノール）を原料とする植物由来ポリエチレン（ＰＥ）等を採用することにより、材料の製造から廃棄までの二酸化炭素排出量を大幅に削減することができる。即ち、製造や輸送過程のエネルギー消費分を除けば、原材料の生成から分解までの二酸化炭素排出量をゼロ（カーボンニュートラル）にすることができる。
【００３４】
本実施形態では、母材シート１０の原料として、ポリ乳酸を用いている。ポリ乳酸は、生物資源由来であり、且つ生分解性の熱可塑性樹脂である。このように、生物資源由来の生分解性プラスチックを採用することにより、廃棄による環境への悪影響を防止しつつ、カーボンニュートラルを実現することができる。
【００３５】
また、ポリ乳酸は、後述する熱接合方法に対して調整適用可能な好適な熱的特性を備えている。そのため、母材シート１０としてポリ乳酸を採用し、且つ後述する接合方法を採用することにより、軽量、高剛性、高強度且つ環境性に優れたハニカム構造体１を簡便なプロセスで効率良く生産することができる。
【００３６】
次に、図３を参照して、形成された帯状体１２をツイストする工程について説明する。
図３（Ａ）は、ハニカム構造体１の帯状体１２をツイストする工程を説明する斜視図であり、同図（Ｂ）は、同工程を説明する平面図である。
【００３７】
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、帯状体１２の一端側（端部１０ｃ側）を、帯状体１２が延在する方向（Ｘ方向）を軸として、略９０℃の角度で各々ツイストする。つまり、母材シート１０の主面が水平（ＸＹ平面上）であるとすれば、帯状体１２は、その主面１２ａ、１２ｂが垂直（ＸＺ平面上）になるようにツイストされる。
【００３８】
これにより、各々の帯状体１２は、端部１０ｃ側の主面が互いに平行且つ対向するよう配置される。更に詳しくは、図３（Ｂ）に示すように、帯状体１２の一の主面１２ａは、隣接する他の帯状体１２の一の主面１２ａの反対側となる他の主面１２ｂと対向する。
【００３９】
ここで、帯状体１２のツイストは、種々の方法によって行うことができる。例えば、図３（Ａ）に示す如く、回転軸の傾斜角度を変えた複数のガイドローラ３１等を利用して、帯状体１２を捩じりながら延在方向（Ｘ方向）に送ることにより帯状体１２をツイストすることができる。具体的には、複数のガイドローラ３１を、帯状体１２の送り方向（Ｘ方向）に向かって、その回転軸が水平（Ｙ方向）から垂直（Ｚ方向）に順次変化するよう配置した送り装置等を利用すれば良い。
【００４０】
次に、図４を参照して、ツイストされた帯状体１２を仮接合してセル領域１４を仮形成する工程について説明する。
図４（Ａ）は、ハニカム構造体１の帯状体１２を仮接合する工程を説明する平面図である。同図（Ｂ）は、位置を変えて仮接合する工程を、同図（Ｃ）は、更に位置を変えて仮接合しセル領域１４を仮形成する工程を示す平面図である。
【００４１】
図４（Ａ）に示すように、帯状体１２を、隣接する一方側の帯状体１２と組み合わせて２本ずつに分け、組み合わされた帯状体１２の互いの主面１２ａ、１２ｂを仮接合する。具体的には、一の帯状体１２の主面１２ａを隣接する他の帯状体１２の主面１２ｂと部分的に仮接合する。
【００４２】
仮接合は、仮接合する箇所（接合部１３）を加熱し、当該箇所を挟み込むように加圧する加圧治具３３等を用いて押圧することにより行う。ここで、加熱温度は、母材シート１０の低融点に対応した温度とする。具体的には、加熱温度は、例えば、１００〜１３０℃である。これにより、母材シート１０を構成する材料のうち低融点の部分のみが溶融され、仮接合箇所（接合部１３）において帯状体１２が部分的に仮接合される。
【００４３】
次に、図４（Ｂ）に示す如く、一部分が仮接合された帯状体１２を端部１０ｃの方向（Ｘ方向）に送り、帯状体１２の延在方向（Ｘ方向）に対する位置を変えて、前記仮接合された箇所の反対側の主面１２ａ、１２ｂを、隣接する他の帯状体１２と仮接合する。具体的には、例えば、主面１２ａが仮接合された一の帯状体１２は、主面１２ａの反対側となる主面１２ｂが、隣接する他の帯状体１２の主面１２ａと部分的に仮接合される。
【００４４】
そして、図４（Ｃ）に示す如く、帯状体１２の延在方向（Ｘ方向）に位置を変えて、また、仮接合する主面１２ａ、１２ｂを変えて、仮接合を繰り返し行う。つまり、一の帯状体１２は、一の主面１２ａと、他の主面１２ｂとが、交互に、各々対向する他の帯状体１２と仮接合される。これにより、帯状体１２によって挟まれるように複数のセル領域１４が仮形成される。
【００４５】
ここで、前記仮接合では、帯状体１２の一部分を加熱して押圧することにより、接着剤を使用することなく、帯状体１２を互いに接合することができる。これにより、接着剤を塗布する工程や積層する工程を無くして生産プロセスを簡略化することができる。また、接着剤を無くすことにより、大気汚染等の原因となる揮発性有機化合物の放出を抑えることができる。
【００４６】
次に図５（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、セル領域１４が仮形成されたハニカム構造体１を展張する工程を説明する。
図５（Ａ）及び（Ｂ）は、ハニカム構造体１を展張する工程を説明する平面図であり、同図（Ａ）は、展張前の状態を示し、同図（Ｂ）は、展張後の状態を示している。
【００４７】
前述の仮接合を繰り返し実施することにより、図５（Ａ）に示すように、複数のセル領域１４が仮形成される。セル領域１４が仮形成されたハニカム構造体１を横幅方向（Ｙ方向）に引き伸ばし（図５（Ｂ）参照）、セル領域１４に後述する成形型３４（図６参照）を挿入するための開口を確保する。
【００４８】
尚、この展張工程は、従来技術の積層体を展張する工程とは異なるものである。即ち、従来技術の展張工程は、積層体を積層方向に展張してハニカム構造を形成し、仕上げるものである。これに対し本実施形態では、仮接合により、既に、ハニカム構造であるセル領域１４が上下方向に開口した状態で仮形成される。そして、この展張工程でハニカム構造を仕上げるのではなく、ハニカム構造の仕上げは、後述する成形型３４によって行う。そのため、この展張工程では、セル領域１４の開口に成形型３４を挿入できる程度にハニカム構造体１を引き延ばせば良い。
【００４９】
次に、図６を参照して、ハニカム構造体１のセル領域１４を成形（最終成形）する工程について説明する。
図６は、成形型３４を用いてセル領域１４を成形する工程を説明する斜視図である。
【００５０】
図６に示すように、仮形成され引き延ばされたセル領域１４に成形型３４を挿入し、加熱条件下で押圧する。これにより、セル領域１４の形状は整えられ、最終形状に成形される。そして、加熱条件下で成形を行うことにより、各セル領域１４を所定の形状に保持した状態で硬化させることができる。また同時に、各帯状体１２の仮接合箇所（接合部１３）を強固に接合（本接合）する。
【００５１】
セル領域１４の形状は、例えば、略六角形状であるが、これに限定されるものではない。例えば、セル領域１４を、三角形状、四角形状、その他多角形状、その他連続配置可能な任意の形状に成形することができる。
【００５２】
ここで、加熱温度は、母材シート１０の高融点に対応した温度とする。具体的には、加熱温度は、例えば、１５０〜１７０℃である。また、押圧圧力は、例えば、０．１ｋＰａ程度が望ましい。これにより、母材シート１０を構成する材料の全体が溶融して、ハニカム構造体１全体を強固に仕上げることができる。
【００５３】
尚、前述の通り、帯状体１２は、該幅が完成品としてのボードの厚みに対応する寸法となるよう予め形成されている。そのため、この成形型３４を用いてセル領域１４を成形する工程の後にハニカム構造体１の厚み寸法を仕上げるための切断等をする必要がない。つまり、成形型３４を用いた加熱接合工程により、最終製品としてのハニカム構造体１が完成する。
【００５４】
以上説明の工程により、均一なセル形状を有する、軽量、高剛性、高強度且つ環境性に優れたハニカム構造体１を効率良く生産することができる。尚、図１に示すように、ハニカム構造体１の主面に表皮材２１等を貼付することにより、車両内装用ボード２０のような各種用途に適合したボード材を製作することができる。
【００５５】
尚、以上の説明では、加熱して押圧する仮接合の方法を例示したが、仮接合の方法は、これに限定されるものではない。例えば、加熱して押圧する方法に代えて、接着剤等を用いて仮接合を行うことも可能である。接着剤等を用いた仮接合であっても、帯状体１２を形成してツイストし仮接合の後に最終成形を行うという簡便で連続した生産性の高い生産プロセスは成立する。
【００５６】
また、成形型３４を用いた最終の加熱成形によって帯状体１２を強固に接合することができるので、仮接合時の接着剤使用量は、従来技術に比して少量で良い。即ち、接着剤の使用量を削減することができる。また特に、仮接合に接着剤を用いる方法は、母材シート１０として単一の融点を有する原材料を用いることができるというメリットを有する。つまり、仮接合に接着剤を用いることにより、単一の融点を有する母材シート１０を用いる場合においても本発明の生産プロセスを適用して生産性を向上させることができる。
【００５７】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１        ハニカム構造体
１０      母材シート
１１      スリット
１２      帯状体
１３      接合部
１４      セル領域
２０      車両内装用ボード
２１      表皮材
３４      成形型
【図１】
2015058536.tif 000003
【図２】
2015058536.tif 000004
【図３】
2015058536.tif 000005
【図４】
2015058536.tif 000006
【図５】
2015058536.tif 000007
【図６】
2015058536.tif 000008