(57)【要約】【課題】構造材として使用する、軽量で剛性のあるプラスチックボードにおいて、反りのない製品であって、一層の軽量化を実現したものを提供する。【解決手段】表面に真空吸引孔（５１）を多数有するとともに台形のプラグ（５２）を多数設け、回転可能に支持した円筒からなる成形ロール（５）を２本、一方の成形ロールに設けた台形のプラグが他方の成形ロールに設けた台形のプラグと衝突しないように、互いの軸を平行に近接して配置し、等速で回転させたものに、２本のフラットダイ（６）からプラスチックを溶融押し出しし、押出された２枚の溶融プラスチックのシート（７）をそれぞれ真空成形ロール（５）で成形してプラグの形状に対応した台形の突出部（１２，２２）が多数形成されたシート（１，２）を形成し、各台形の頂面（１３，２３）を相手シートの平坦な面（１１，２１）に融着させる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦な面から垂直方向に伸びる台形の突出部を多数設けたプラスチックのシートを２枚、それぞれの突出部が向かい合うが、台形の頂は相手シートの平坦な面に接するように接合してなる軽量で剛性の高いプラスチックボード。
【請求項２】
請求項１に記載したボードの一方の表面に、または両方の表面に、さらに平坦なプラスチックのシートを接合してなる軽量で剛性の高いプラスチックボード。
【請求項３】
突出部の形状が、円筒台、円錐台もしくは楕円錐台、または三角以上の多角錐台である請求項１または２の軽量で剛性の高いプラスチックボード。
【請求項４】
プラスチックが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルおよびポリカーボネートから選んだものである請求項１または２の軽量で剛性の高いプラスチックボード。
【請求項５】
請求項１に記載の軽量で剛性の高いプラスチックボードを製造する装置であって、表面に真空吸引孔を多数設けるとともに台形のプラグを多数設け、回転可能に支持した成形ロールを２本、一方の円筒に設けた台形のプラグが他方の円筒に設けた台形のプラグと衝突しないように、互いの軸を平行に近接して配置し、等速で回転できるように駆動手段を与え、かつ真空源に接続したものに、プラスチックの溶融押し出しを行なうフラットダイを２本、それぞれの成形ロールの上方に配置してなる製造装置。
【請求項６】
請求項１に記載の軽量で剛性の高いプラスチックボードを製造する方法であって、請求項５に記載した装置を使用し、２本のフラットダイからプラスチックを溶融押出し、押出された２枚の溶融プラスチックのシートをそれぞれ、前記した２本の回転する成形ロールにのせ、真空吸引により、プラグの形状に対応した形状の突出部が多数平坦な面から垂直方向に伸びるシートを形成し、各突出部を相手の平坦な面に融着させることによって２枚のシートを接合させることからなる製造方法。
【請求項７】
請求項２に記載の軽量で剛性の高いプラスチックボードを製造する方法であって、請求項６に記載した方法を実施したのち、得られたプラスチックボードの一方の面に平坦なプラスチックのシートを接着するか、または両方の面にそれぞれ平坦なプラスチックのシートを融着または接着することからなる製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の構造材として有用な、軽量で剛性の高いプラスチックボードに関する。本発明は、そのようなプラスチックボードの製造方法および製造装置にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
構造材として使用する、軽量で剛性の高いプラスチックボードとして、プラスチック気泡シートの構造をした製品がある。この種のボードは、Ｔ−ダイから溶融押出ししたプラスチックシートを真空成形して多数の短円柱形のキャップをもったキャップシートを用意し、そのキャップの頂面に平坦なプラスチックのシートを、通常は熱融着により、貼り合わせ一体化することにより製造している。この製品のキャップの頂面に、もう１枚の平坦なプラスチックのシートを貼り合わせて、三層構造にしたものもある。また、上記の二層構造を、キャップ頂面にだけ平坦なプラスチックのシートを貼り合わせて構成したものもある。
【０００３】
これらのプラスチックボードは、単位重量あたりの強度が高く、構造材として有用であるが、製造過程で反りが生じやすく、完全に平坦な製品を得るのは困難であるという、共通した問題をもっている。このため、プラスチックボードの用途に、おのずから限界がある。
【０００４】
反りが生じる理由は、基本的に、製品に避けられない非対称性にある。まず、ボードの中心面に関して両側の構造を考えれば容易にわかるように、前記したいずれの構成のボードも、非対称な構造をもっている。構造的な非対称性をできるだけ軽減しても、製造履歴を考えると、いったん冷却凝固した部品に溶融状態のプラスチックを接触させて融着をはかる手法では、後者の収縮により反りが生じることは必然である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主たる目的は、構造材として使用する軽量で剛性のあるプラスチックボードにおいて、上記した構造的および製造履歴的な非対称性を排除し、それによって反りが原理的に除かれた製品を提供することにある。本発明の付随的な目的は、一層の軽量化を実現したプラスチックボードを提供することにある。そのようなプラスチックボードを製造する方法、およびその方法の実施に使用する装置を提供することも、本発明の目的に含まれる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の軽量で剛性の高いプラスチックボードは、基本的な態様としては、図１に示すように、平坦な面（１１，２１）から垂直方向に伸びる台形の突出部（１２，２２）を多数設けたプラスチックのシートを２枚（１，２）、それぞれの突出部が向かい合うが、台形の頂面（１３，２３）は相手シートの平坦な面に接するように接合してなる。
【０００７】
【発明の実施形態】
図１に示したプラスチックボードの変更態様としては、上述したボードの一方の表面に、または両方の表面に、さらに平坦なプラスチックのシートを貼り合わせてなる。図２に示した例は、両方の表面に平坦なプラスチックのシート（３，４）を貼り合わせた場合である。このシートの貼り合わせによって、プラスチックボードの表面が平坦になるから、平坦であることが必要な、または好ましい用途に適する製品が得られる。
【０００８】
台形の突出部（１２，２２）の形状は、任意に選択することができる。代表的なものは円錐台であるが、横断面に関していえば、楕円錐台、三角錐台、四角錐台、六角錐台その他の多角錐台であってもよいし、水滴型やＬ字型など、種々の変形断面をもったものであってもよく、それらの組み合わせも、もちろん可能である。縦断面に関していえば、円錐や角錐のように若干のテーパをもったものが製造容易であるが、製造上の問題がなければ、テーパを実質上もたない、円筒台や角柱台とよぶべき形状であってもよい。
【０００９】
製品プラスチックボードの厚さは、突出部の高さと平坦な部分の厚さとの合計で定まる。所望の厚さと強度に応じて、突出部を設計すべきである。突出部の横断面および縦断面の形状、台形の頂部および底部の面積と平坦な部分の面積との比率もまた、プラスチックボードの機械的な性質に影響する。たとえば、面方向の圧縮に対しては、突出部の側壁が面の垂直方向に対して示す傾き、つまりテーパが小さい、円柱台や角柱台の方が有利である。
【００１０】
使用するプラスチック材料も任意に選択できるが、ポリエチレンとくに高密度ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン、ＰＥＴなどのポリエステルおよびポリカーボネートなどが適切である。
【００１１】
本発明の、軽量で剛性の高いプラスチックボードを製造する装置は、図３に示すように、表面に真空吸引孔（５１）を多数設けるとともに台形のプラグ（５２）を多数設け、回転可能に支持した円筒からなる成形ロール（５）を２本、一方の円筒に設けた台形のプラグが他方の円筒に設けた台形のプラグと衝突しないように、互いの軸を平行に近接して配置し、等速で回転できるように駆動手段（図示してない）を与え、かつ真空源（これも図示してない）に接続したものに、プラスチックの溶融押し出しを行なうフラットダイを２本（６）、それぞれの成形ロールの上方に配置してなる。
【００１２】
この装置を使用して行なう、本発明の、軽量で剛性の高いプラスチックボードを製造する方法は、前記した２本のフラットダイ（６）からプラスチックを溶融押出し、押出された２枚の溶融プラスチックのシート（７）をそれぞれ、前記した２本の回転する成形ロール（５）にのせ、真空吸引により、プラグの形状に対応した形状（台形）の突出部（１２，２２）が多数、平坦な面（１１，２１）から垂直方向に伸びるシート（１，２）を形成し、各突出部（台形）の頂面（１３，２３）を相手の平坦な面に融着させることによって、２枚のシートを接合させることからなる。その模様は、図４に示すとおりである。このとき、融着を助けるため、上記のプラグを超音波振動させて、そのエネルギーを接合に利用することが可能である。
【００１３】
前述した、一方または両方の面に平坦なプラスチックのシートを貼り合わせた態様のプラスチックボードを製造するには、上記のようにして製造したプラスチックボードの一方の面に平坦なプラスチックのシートを接着するか、または両方の面にそれぞれ平坦なプラスチックのシートを融着または接着する。この貼り合わせ作業は、プラスチックボード製造工程に続けてインラインで行なうこともできるし、オフラインで行なうこともできる。
【００１４】
一方の面にだけ平坦なプラスチックのシートを貼り合わせる場合は、はじめに論じた面対称性のうちの構造的な対称性が失われるわけであるが、製造履歴にもとづく対称製喪失がなければ、反りは生じない。融着は、冷却凝固にともなう収縮が反りを招くから、両面に行なってその影響が相殺される場合でないと、本発明の意図した反りの回避ができなくなる。これに対し、冷間で実施する接着は、収縮に伴う反りという問題がないから、片面だけに実施することができる。ただし、溶剤系の接着材を使用した場合、その適用面が膨潤して成形時の歪みが開放されることが、わずかであるが反りをもたらす可能性があるので、実施にあたっては、接着材の選択に注意する必要がある。
【００１５】
【実施例】
ポリプロピレンを材料とし、図３に示した装置を使用して、本発明のプラスチックボードの基本的な態様、すなわち図１に示す構造の製品を製造した。各部の仕様は、つぎのとおりである。
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【００１６】
このプラスチックボードの反りを、長さ１ｍ（流れ方向）×幅０．５ｍのサンプルを平らな定盤の上に置いて浮かんだ距離を測定することによって調べたところ、１０ｍｍ以下であった。特性はつぎのとおりである。
面に垂直な方向の圧縮強度：５５ｋｇ／ｃｍ２
面方向の挫屈強度：４０ｋｇ／ｃｍ２
曲げ剛性（支点間距離１５０ｍｍ）：２０ｋｇ
【００１７】
【発明の効果】
本発明のプラスチックボードは、その構造が中心面に対して対称であることから、従来この種製品に避けられなかった反りから開放された。それにより、反りが実質上ないことが要求される用途に対しても、このプラスチックボードは有用である。一方または両方の表面が平坦であることが求められる用途に対しては、変更態様のプラスチックボードが応えることができる。
【００１８】
このようなプラスチックボードは、本発明の装置を使用する本発明の製造方法により、確実に製造することができる。この装置は、従来のプラスチック気泡シートタイプのボードの製造に使用されていた装置の、キャビティつき真空成形ロールおよび圧着ロールの組み合わせに代えて、プラグつき真空成形ロールを２本組み合わせ使用することにより構成でき、特殊な部品を必要としないから、プラスチック気泡シートの当業者にとって、容易に建設し運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラスチックボードの基本的な態様を示す図であって、Ａは一部を切り欠いて内部の構造を示した平面図、ＢはＡのＸ−Ｘ方向拡大断面図。
【図２】本発明のプラスチックボードの変更態様を示す、図１と同様な図であって、Ａは一部を切り欠いて内部の構造を示した平面図、ＢはＡのＹ−Ｙ方向拡大断面図。
【図３】本発明のプラスチックボードの製造装置と、それを使用しているところを示す要部の断面図。
【図４】図３の一部の拡大図。
【符号の説明】
１，２  プラスチックのシート
１１，２１  平坦な面
１２，２２  台形の突出部
１３，２３  台形の頂面
３，４  平坦なプラスチックのシート
５  真空成形ロール
５１  真空吸引孔
５２  台形のプラグ
６  フラットダイ
７  溶融プラスチックシート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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