JP2004130520A

JP2004130520A - 保温パネルの製造方法

Info

Publication number: JP2004130520A
Application number: JP2002294636A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Endo; 遠藤　大輔
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2002-10-08
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】簡単な工程でＦＲＰパネルと保温材とを一体化することができ、安定した品質の保温パネルを低コストで得られる保温パネルの製造方法を提供する。
【解決手段】あらかじめ成形されたウレタン発泡体からなる保温材１３と、あらかじめＳＭＣ圧縮成形法によるプレス成形で形成された繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）パネル１２とを、前記保温材１３の外面を包み込むように樹脂コンパウンドを注型成形することによって一体に接着し、保温材１３をＦＲＰパネル１２と注型成形したＦＲＰ層１５とで挟み込んだ保温パネル１１を得る。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、保温パネルの製造方法に関し、詳しくは、パネル式組み立て水槽の壁面等に使用される繊維強化プラスチック製の保温パネルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、パネル式組み立て水槽の壁面に用いられる保温パネルは、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製パネル間に保温材を挟んだ構造を有している。このような保温パネルの製造方法として、あらかじめシートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）を圧縮成形することによって形成した所定形状の一対のＦＲＰパネル間に保温材を挟み、両ＦＲＰパネルの対向面同士及び保温材を接着剤によって接着する方法等が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２２６１７９号公報（第２頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、接着剤を使用する場合は、接着剤の塗布状態によって品質がばらつくことがあり、接着力の信頼性が低いという問題があった。さらに、サンディングによってＦＲＰパネルの接着面から離型材を除去するとともに接着面を荒らしておく必要があるが、このサンディングの状態によっても接着強度に差が出てしまうという問題もある。また、他の製造方法として、ハンドレイアップ法やＳＭＣプレス成形法、ＢＭＣ成形法が知られているが、いずれの方法においても、製造コストや品質安定性等に問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、簡単な工程でＦＲＰパネルと保温材とを一体化することができ、安定した品質の保温パネルを低コストで得られる保温パネルの製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の保温パネルの製造方法は、あらかじめ成形された保温材と、あらかじめ成形された繊維強化プラスチックパネルとを、前記保温材の外面を包み込むように樹脂コンパウンドを注型成形することによって一体に接着することを特徴とするものであって、特に、前記繊維強化プラスチックパネルがあらかじめシートモールディングコンパウンド圧縮成形法によるプレス成形で成形されたものであり、前記保温材がウレタン発泡体であり、前記樹脂コンパウンドが不飽和ポリエステル樹脂と硬化剤と補強用短繊維との混合物であることを特徴とし、さらに、前記繊維強化プラスチックパネルにおける前記保温材との接着面に６００ｇ／ｍ^２以上のガラスクロスマットが半含浸していることを特徴としている。
【０００７】
また、前記注型成形を終えた後、得られた成形品を加熱プレスして前記保温材と前記繊維強化プラスチックパネルとを加熱圧着すること、前記保温材と前記繊維強化プラスチックパネルとを積層する前に、該保温材に前記樹脂コンパウンドを含浸させることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の保温パネルの製造方法により保温パネルを製造する際の注型成形を行っている状態を示す説明図、図２は成形された保温パネルの一例を示す断面図である。まず、図２に示すような保温パネル１１を製造するにあたっては、保温パネル１１を構成する一方のＦＲＰパネル１２を適当な方法、例えば、ＳＭＣプレス成形にて所定形状に形成する。
【０００９】
すなわち、通常のスチレンモノマーを用いた不飽和ポリエステル樹脂に、炭酸カルシウム粉末を主とする充填材、硬化剤、分散剤等を添加した樹脂コンパウンドを、チョップドロービングガラスやチョップドストランドマット等の補強用の短繊維状のガラス繊維基材に含浸させたＳＭＣを加熱プレスすることによってＦＲＰパネル１２を成形する。このＦＲＰパネル１２の形状は、その使用状態に応じた強度やデザインを考慮して形成することができる。
【００１０】
さらに、ＦＲＰパネル１２における保温材１３との接着面に、番手が６００ｇ／ｍ^２以上のガラスクロスマット１４を半含浸させた状態とする。このガラスクロスマット１４は、保温材１３を接着するときにアンカーとしての効果を発揮し、接着強度を大幅に向上させることができる。ガラスクロスマット１４をＦＲＰパネル１２の表層に半含浸状態とするには、前記ＳＭＣの上に前記ガラスクロスマット１４を載せてプレスするだけで自動的に形成することができる。
【００１１】
このとき、ガラスクロスマット１４の番手が６００ｇ／ｍ^２未満であると、ガラスクロスマット全体がＳＭＣに含浸されてしまうため、前記接着時のアンカー効果を期待することができなくなる。なお、番手が６００ｇ／ｍ^２以上のガラスクロスマットならば前記効果を期待できるが、番手が大きくなりすぎるとＳＭＣ表皮への含浸が不十分となってしまうことがあるので、８００ｇ／ｍ^２程度までが適当である。さらに、ガラスクロスマット１４を使用しない場合は、プレス成形後のＳＭＣパネル表面に残っている離型材が接着に悪影響を与えるため、表面にサンディングを施して離型材を除去しておく必要がある。
【００１２】
また、保温材１３は、各種材料を選択可能であるが、強度等を考慮するとウレタン発泡体が好適である。この保温材１３は、保温パネル１１の形状に合わせてあらかじめ成形あるいは切断して用いられる。
【００１３】
一方、このように形成したＦＲＰパネル１２と、通常の方法によって所定の形状に成形した保温材１３とを接着するとともに、他方のＦＲＰ層１５を注型成形するための容器２１は、ＦＲＰパネル１２の外周形状に対応した四周の側壁２２と、この側壁２２内に設置される所定形状の底板２３及び天板２４とからなるものであって、底板２３には、真空ポンプ等の排気手段に接続される排気口２５が設けられ、天板２４には、樹脂コンパウンドを注入するための注入口２６が設けられている。また、各部材は、成形品（保温パネル１１）を容器２１内から取り出すために分解できるように形成されている。
【００１４】
保温パネル１１を成形する際には、組み立てた容器２１の底板２３上に前記ＦＲＰパネル１２を設置し、このＦＲＰパネル１２の上面所定位置に前記保温材１３を設置する。そして、天板２４を所定位置にセットして前記排気口２５から容器内を真空排気した後、前記注入口２６から他方のＦＲＰ層１５を形成するための樹脂コンパウンドを注入する。この樹脂コンパウンドは、前記ＳＭＣと同様に、不飽和ポリエステル樹脂に充填材、硬化剤、分散剤等と共に補強用の短繊維を混合したものであって、十分な流動性を有するものを使用すればよく、従来からこの種の注型成形に用いていた樹脂コンパウンドを使用することが可能である。
【００１５】
注入口２６から注入された樹脂コンパウンドは、保温材１３の外面を包み込むように流れるとともに、一部が保温材１３に含浸し、さらに、ＦＲＰパネル１２と保温材１３との接触面にも進入する。また、ＦＲＰパネル１２の表皮に前記ガラスクロスマット１４を半含浸状態としておくことにより、このガラスクロスマット１４に樹脂コンパウンドが含浸した状態となる。
【００１６】
そして、樹脂コンパウンドが硬化した後、容器２１から成形品を取り出すことにより、図２に示すように、あらかじめ成形した一方のＦＲＰパネル１２と、前記注型成形によって保温材１３を包含するように形成された他方のＦＲＰ層１５との間に保温材１３を挟み込んだ保温パネル１１を得ることができる。
【００１７】
このように、他方のＦＲＰ層１５の成形と同時に保温材１３をＦＲＰパネル１２に一体に接着することにより、十分な接着強度を安定して得られることができる。また、注型成形を行う容器内にあらかじめ成形したＦＲＰパネル１２と保温材１３とを設置して樹脂コンパウンドを注入するだけで得ることができるので、作業性が向上するだけでなく、品質のばらつきも抑えることができ、しかも、高価なプレス機や金型等の設備も不要となるため、均一な品質の保温パネル１１を安定して低コストで製造することが可能となる。
【００１８】
また、このようにして注型成形を行った後、得られた成形品を加熱プレスして前記保温材１３と前記繊維強化プラスチックパネル１２とを圧着することにより、両者の接着力をさらに高めることができる。さらに、前記容器２１内にセットする前の保温材１３に前記樹脂コンパウンドを含浸させておくこともできる。
【００１９】
ここで、前記方法で製造した保温パネル１１と、従来法においてサンディングを行って接着した保温パネルと、サンディングを行わずに接着した保温パネルとにおける接着強度を比較した。なお、樹脂コンパウンドや保温材（発泡ウレタン）にはそれぞれ同種のものを使用し、形状も同一とした。その結果、本発明方法により得た保温パネル１１の接着強度は１．０ｔ／ｍ^２であり、破壊形態が保温材１３の破壊であったのに対し、サンディングを行った従来の保温パネルにおける接着強度は１．０ｔ／ｍ^２、破壊形態は界面剥離、また、サンディングを行わなかった従来の保温パネルにおける接着強度は０．７ｔ／ｍ^２であり、破壊形態は保温材の破壊であった。この結果から、本発明方法で製造した保温パネルは、サンディングを行って積層接着したものと同等の接着強度を有していることが分かる。
【００２０】
さらに、前記保温パネル１１について、ＦＲＰ水槽構造設計計算法に記載されているパネル耐圧試験に準拠して水圧荷重による強度剛性試験を行い、図３に示す水圧−歪み曲線（ＳＳ曲線）を得た。この試験結果から、破壊水圧は約１００ｋＰａ（１．０ｋｇｆ／ｃｍ^２）以上であることがわかった。また、破壊位置は、保温パネル１１におけるＦＲＰパネル１２のリブ部における第１ボルト部分であり、この部分に亀裂破断が生じた。なお、保温材１３及びＦＲＰ層１５にクラックは発生しなかった。さらに、ＦＲＰパネル１２と保温材１３との間及び保温材１３とＦＲＰ層１５と間には剥離を生じなかった。
【００２１】
また、ＳＳ曲線から、保温パネル１１における両面（接水部と外側）で歪み量に大きな差はないことが分かる。水圧試験機の枠材に拘束しているのはＦＲＰパネル１２のリブ部のみであり、他方は自由端となっているので、ＦＲＰパネル１２と保温材１３との間に大きな隙間が発生した場合は、繰り返し荷重の間で歪み量と水圧との関係にヒシテリシスあるいは両面の歪み量に差が発生するはずである。試験の結果、ＳＳ曲線にヒシテリシスはなく、ほぼ同じ軌跡を辿っていることが分かる。これにより、ＦＲＰパネル１２と保温材１３とは、お互いの初期形状を維持したまま変形していることが分かる。すなわち、保温パネル１１は、一体になっているものと考えられる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の保温パネルの製造方法によれば、ウレタン発泡体等の保温材をＦＲＰで挟み込んだ保温パネルを容易に製造することができ、十分な接着強度により一体化された製品を安定した品質で、かつ、低コストで得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】注型成形時の状態を示す説明図である。
【図２】保温パネルの一例を示す断面図である。
【図３】保温パネルのＳＳ曲線を示す図である。
【符号の説明】
１１…保温パネル、１２…ＦＲＰパネル、１３…保温材、１４…ガラスクロスマット、１５…ＦＲＰ層、２１…容器、２２…側壁、２３…底板、２４…天板、２５…排気口、２６…注入口

Claims

あらかじめ成形された保温材と、あらかじめ成形された繊維強化プラスチックパネルとを、前記保温材の外面を包み込むように樹脂コンパウンドを注型成形することによって一体に接着することを特徴とする保温パネルの製造方法。
前記繊維強化プラスチックパネルは、あらかじめシートモールディングコンパウンド圧縮成形法によるプレス成形で成形されたものであり、前記保温材がウレタン発泡体であり、前記樹脂コンパウンドが不飽和ポリエステル樹脂と硬化剤と補強用短繊維との混合物であることを特徴とする請求項１記載の保温パネルの製造方法。
前記繊維強化プラスチックパネルにおける前記保温材との接着面に６００ｇ／ｍ^２以上のガラスクロスマットが半含浸していることを特徴とする請求項１記載の保温パネルの製造方法。
前記注型成形を終えた後、得られた成形品を加熱プレスして前記保温材と前記繊維強化プラスチックパネルとを加熱圧着することを特徴とする請求項１記載の保温パネルの製造方法。
前記保温材と前記繊維強化プラスチックパネルとを積層する前に、該保温材に前記樹脂コンパウンドを含浸させることを特徴とする請求項１記載の保温パネルの製造方法。