JP2005205445A - Method for manufacturing metallic heat insulating panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属製表面板,裏面板の間に樹脂を充填・発泡してなる金属製の断熱パネルの製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a metal heat insulating panel formed by filling and foaming a resin between a metal front plate and a back plate.
建築物,建造物等の外装材,内装材,間仕切り材等の防火・断熱壁に、表裏金属板の間に発泡樹脂を挟んだパネルが使用されている。また業務用冷蔵庫等の断熱壁にもこのようなパネルが使用されている。断熱パネルは、表裏金属板の長手方向に平行な両側縁に形成した雌雄の嵌合部を噛み合わせることで一体化される。たとえば、表面金属板1の幅方向両端部(断熱壁では上下方向両端部)に嵌合部1R,1Lを形成し、嵌合部1R,1Lに噛み合う嵌合部2R,2Lを裏面金属板2の幅方向両端部に形成している(図1)。表面金属板1と裏面金属板2との間に発泡樹脂層3を挟み、嵌合部1R,1Lと嵌合部2R,2Lとを噛み合わせることにより断熱パネルが構成される。
Panels in which foam resin is sandwiched between front and back metal plates are used for fireproof and heat insulation walls such as exterior materials, interior materials, and partition materials for buildings and structures. Such panels are also used for heat insulating walls of commercial refrigerators. The heat insulating panel is integrated by engaging the male and female fitting portions formed on both side edges parallel to the longitudinal direction of the front and back metal plates. For example, fitting
例えば特許文献1には、このような金属製断熱パネルの製造方法が提案されている。
すなわち、図2に示すような設備構成をもつ装置が使用されており、まず、表面金属板1となる金属コイルSを払出しリール11からロール成形機12に送り出し、ロール成形機12で表面用金属コイルSの幅方向端部を曲げ加工して嵌合部1R,1Lを形成する。嵌合部1R,1Lが形成された表面用金属コイルSをプレヒータ13で所定温度に予熱した後、注入器14から液状の発泡性樹脂Rを表面用金属コイルS上に吐出する。発泡性樹脂Rは、表面用金属コイルSが予熱されているため吐出開始後僅かな経過時間で発泡反応を開始する。発泡性樹脂Rとしては、断熱性能が要求されることからヌレート樹脂が多用されている。
For example,
That is, an apparatus having an equipment configuration as shown in FIG. 2 is used. First, a metal coil S to be a
裏面金属板2となる金属コイルBも同様に払出しリール21からロール成形機22に送り出され、ロール成形機22で裏面用金属コイルBの幅方向端部を折曲げ加工することにより、表面用金属コイルSの嵌合部1R,1Lに噛み合う嵌合部2R,2Lが形成される。嵌合部2R,2Lが形成された裏面用金属コイルBは、プレヒータ23で所定温度に予熱された後、嵌め合いロール31に送り込まれる。
嵌め合いロール31で幅方向両端部の嵌合部1R,1Lに嵌合部2R,2Lが噛み合わされた表面用金属コイルS,裏面用金属コイルBは、加熱室32に配置されている上下一対のコンベア33u,33dの間に送り込まれる。表面用金属コイルS,裏面用金属コイルBはダブルコンベア33u,33d間を通過する際に互いに押圧され、加圧・加熱状態で発泡反応が進行し、発泡樹脂層3が表面用金属コイルS,裏面用金属コイルB間に隙間なく充填され一体化される。
発泡樹脂層3を挟み込んだ表面用金属コイルS,裏面用金属コイルBは、加熱室32から送り出された後、切断装置34で定寸切断され、所定長さの断熱パネルWとして次工程に搬出される。
Similarly, the metal coil B to be the
The front-side metal coil S and the back-side metal coil B, in which the
The metal coil S for front surface and the metal coil B for back surface sandwiching the
ところで、表面用金属コイルS及び裏面用金属コイルBの幅方向の両端部には、嵌合部形成のためにロール成形機により折曲げ加工を施すことになる。特に表面用金属コイルSには複雑な折曲げ加工を施すことになる。幅広の金属コイル端部にロール成形機で折曲げ加工を施すと、面材中央に、図3にPとして示すような凹凸状のゆがみ、いわゆるポケットウェーブが発生しやすくなる。特に金属コイル素材としてステンレス鋼等を使用するとき、ポケットウェーブの発生が顕著な場合がある。
ポケットウェーブが発生すると、パネル内部に充填した樹脂の発泡が不均一になって、製品パネルの表材はもとより、ロール成形後はほぼ平坦であった裏材にまで形状不良が発生することになる。金属素材がロール成形によるポケットウェーブが軽微な普通鋼の場合は、ロール成形によって生じた面材の形状不良は樹脂の発泡時の圧力によりほとんど消失して良好な形状のパネルが得られる。しかしながら、金属コイル素材として特にステンレス鋼を使用した場合は、発泡の不均一に起因する表・裏面のゆがみが目立ち、意匠上、商品として出荷できなくなる。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、ロール成形時に発生するポケットウェーブを軽減することにより、樹脂発泡の均一化をはかり、良好な外観をもった金属製断熱パネルを得ることを目的とする。
By the way, both ends in the width direction of the front surface metal coil S and the back surface metal coil B are subjected to bending processing by a roll forming machine to form a fitting portion. In particular, the surface metal coil S is subjected to complicated bending. When the end of the wide metal coil is bent by a roll forming machine, unevenness as shown by P in FIG. In particular, when stainless steel or the like is used as the metal coil material, the occurrence of pocket waves may be significant.
When pocket waves occur, the foaming of the resin filled inside the panel becomes non-uniform, and not only the surface of the product panel but also the shape of the back that was almost flat after roll forming will occur. . When the metal material is plain steel with a small pocket wave by roll forming, the shape defect of the face material caused by roll forming is almost eliminated by the pressure at the time of foaming of the resin, and a well-shaped panel is obtained. However, especially when stainless steel is used as the metal coil material, the distortion of the front and back surfaces due to non-uniform foaming is conspicuous, and the product cannot be shipped as a product.
The present invention has been devised to solve such problems, and by reducing pocket waves generated during roll molding, the resin foam is made uniform, and a metal heat insulation having a good appearance is obtained. The purpose is to obtain a panel.
本発明の金属製断熱パネルの製造方法は、その目的を達成するため、表面材,裏面材,及び表面材と裏面材によって形成された空間に充填された発泡樹脂からなる金属製断熱パネルを製造する際に、上記面材となる素材金属コイルのうち少なくとも一方の素材金属コイルの幅方向両端部に、ロール成形によって折曲げ加工を施す前に予めコイル長手方向に伸びひずみを与えておくことを特徴とする。 In order to achieve the object, the method for manufacturing a metal heat insulating panel of the present invention manufactures a metal heat insulating panel made of a foam material filled in a surface material, a back material, and a space formed by the surface material and the back material. When performing the bending process by roll forming on the both ends in the width direction of at least one material metal coil among the material metal coils to be the face material, it is necessary to give an elongation strain in the coil longitudinal direction in advance. Features.
本発明者等は、表面材及び裏面材によって形成された空間に発泡樹脂を充填してなる金属製断熱パネルを製造する際に、面材に発生するポケットウェーブの発生機構について検討した。その結果、表面金属板1及び裏面金属板2となる金属コイルの幅方向端部にロール成形機で折曲げ加工を施すときに、折曲げ部に長手方向の圧縮ひずみが生じ、平坦部に圧縮応力を発生させることになり、折曲げ部の圧縮量の増加に伴って平坦部の圧縮応力が大きくなって座屈限界を超えたとき、表面平坦部に凹凸状のゆがみ、いわゆるポケットウェーブとなって現れたことを確認した。
このように、断熱パネルを構成する2枚の面材のうち、少なくとも一方の面材にポケットウェーブ等による波打ちを生じると、面材両側の曲げ加工部を噛み合わせたときに、表裏の面材で構成されるパネル内部の空間が均一にならず、発泡樹脂の分布も不均一となる。その結果、樹脂の発泡する圧力も不均一に分布することとなり、表裏の面材にゆがみを生じることになる。
The inventors of the present invention have studied the generation mechanism of pocket waves generated in the face material when manufacturing a metal heat insulating panel in which a space formed by the front surface material and the back surface material is filled with foamed resin. As a result, when the width direction end of the metal coil that becomes the front
As described above, when waving due to pocket waves or the like is generated in at least one of the two face materials constituting the heat insulation panel, the face materials on the front and back sides are engaged when the bent portions on both sides of the face material are engaged with each other. The interior space of the panel is not uniform, and the distribution of the foamed resin is not uniform. As a result, the pressure at which the resin foams is also unevenly distributed, and the front and back face materials are distorted.
そこで、折曲げ加工を施す前に、素材金属コイルの幅方向両端の折曲げ部に長手方向への伸びの予ひずみを与えておくことにより、折曲げ加工を施したときに生じる圧縮ひずみを前記予ひずみと相殺させ、加工後に金属コイル全体に圧縮や引っ張りの応力が残らないようにすることで、ロール成形後に凹凸状のゆがみが表面に現れることを防止することができたものである。すなわち、広幅材となる素材金属コイルは、予ひずみを与えておくことにより、折曲げ部に相当する部分の長手方向の長さが平坦部に相当する部分の長手方向長さよりも長くなっている。この素材を冷間ロール成形すると、折曲げ部に発生する長手方向の圧縮歪みは、予め付与された長手方向の長さ分によって相殺される。そのため、曲げ加工が施されない平坦部では、作用する圧縮応力が座屈限界以下に抑制され、凹凸状のゆがみの発生が防止される。
素材金属コイルに予め付与する長手方向の伸びひずみ量(コイル両端部での最大値)は、素材の板厚,硬さ,折曲げ部及び平坦部のサイズ等によって異なるが、予ひずみを付けないでロール成形した場合に発生するポケットウェーブの急峻度(λ=波高さ/波ピッチ)(日本塑性加工学会編「塑性加工技術シリーズ15 矯正加工」9頁、1992年,コロナ社)の2倍から5倍程度の範囲とすることが好ましい。
Therefore, before applying the bending process, by applying a pre-strain of elongation in the longitudinal direction to the bent parts at both ends in the width direction of the material metal coil, the compressive strain generated when the bending process is performed is described above. By offsetting the pre-strain and preventing the entire metal coil from being subjected to compressive or tensile stress after processing, it was possible to prevent the uneven distortion from appearing on the surface after roll forming. That is, the material metal coil which becomes a wide material has a longitudinal length of a portion corresponding to a bent portion longer than a longitudinal length of a portion corresponding to a flat portion by applying pre-strain. . When this material is cold-roll formed, the longitudinal compressive strain generated in the bent portion is offset by the length in the longitudinal direction previously applied. Therefore, in the flat portion where the bending process is not performed, the acting compressive stress is suppressed below the buckling limit, and the occurrence of uneven distortion is prevented.
The amount of longitudinal strain applied to the metal coil in advance (maximum value at both ends of the coil) varies depending on the plate thickness, hardness, bent part and flat part size of the material, etc., but no prestrain is applied. 2 times the steepness of pocket waves (λ = wave height / wave pitch) generated by roll forming with JIS (Plastic Processing Technology Series 15 Straightening, page 9, 1992, Corona) A range of about 5 times is preferable.
折曲げ部に長手方向に伸びの予ひずみを付与するには、折曲げ部を平坦部と比べて長手方向に長くなるように、軸長方向に関する押込み量が異なる予成形ロールを用いればよい。
折曲げ部と平坦部との間で異なる長手方向長さにする予備成形装置としては、例えば、図4に示されるような、入側通板ロール54及び出側通板ロール55の間に予成形ロール51を配置したものが好ましい。また、予成形ロール51に対向させて、支持ロール52,53を反対側に配置すると、必要とする箇所の伸長が確実に行える。通板ロール54,55は、走行する素材金属コイルSに所定の張力を付与するため、ロール本体54a,55aにウレタン等の弾性体54b,55bをライニングしている。支持ロール52,53は、素材金属コイルSの裏側に位置し、予成形ロール51と共同して素材金属コイルSを挟み込む。予成形ロール51としては、例えば図5に示されるような、中央部に直径が最も小さい最小直径部51aがあり、最小直径部51aから軸方向両端部51b,51dに向かって所望の曲面で形成される周面部51cを備えているものが使用できる。
In order to give a pre-strain of elongation in the longitudinal direction to the bent portion, a preforming roll having a different pushing amount in the axial length direction may be used so that the bent portion becomes longer in the longitudinal direction than the flat portion.
As a preforming device for making the length in the longitudinal direction different between the bent portion and the flat portion, for example, a pre-forming device as shown in FIG. What arrange | positioned the shaping |
素材金属コイルSは、入側支持ロール52から予成形ロール51を経て出側支持ロール53に至る過程で、予成形ロール51の周面形状に従って幅方向の走行距離が異なる。予成形ロール51による押込み量hが最も大きい端部51b,51dの近傍では、金属帯Sの走行距離が長くなる。他方、押込み量hが小さい最小直径部51aでは、金属帯Sが最も短い走行距離をとり、両端部により大きな張力が作用する。その結果、素材金属コイルSは、前記張力と予成形ロールに巻き付くことによる曲げ変形の相乗作用で幅方向両端部が部分的に伸ばされ、両端部と中央部との間に長手方向に長さの差が付けられる。この長さの差は予成形ロール51の上下位置を調整することによって制御できる。また、素材金属コイルSに付与する張力を変えたり、クラウン形状が異なる予成形ロール51に組み替えたりすることによっても、長さの差が制御される。このようにして必要な長さの差が付けられた素材金属コイルSをロール成形によって幅方向に折り曲げるとき、ポケットウェーブのない平坦なパネル用画材が得られる。
The material metal coil S has a different travel distance in the width direction according to the shape of the peripheral surface of the preforming
このような折曲げ部と平坦部との間で異なる長手方向長さにする予備成形装置を、図2に示されたような従来の断熱パネルの製造ラインで、アンコイラ11とロール成形機12の間、さらに必要に応じてアンコイラ21とロール成形機22の間に配置してもよいし、あるいは断熱パネルの製造ラインとは別に設けて別途適切な予ひずみを付与した素材を一旦コイルに巻き取って、断熱パネル製造ラインに投入してもよい。
あるいはさらに、図6に示すような、形状矯正のためのロールベンディング機構を備えたロールレベラー(前記「塑性加工技術シリーズ15 矯正加工」29頁,59頁)を、エッジウェーブが出るようなロールベンディング及び圧下条件で使用してもよい。
A preforming apparatus for making the longitudinal lengths different between the bent part and the flat part is a conventional heat insulation panel production line as shown in FIG. Further, if necessary, it may be arranged between the
Alternatively, a roll leveler having a roll bending mechanism for shape correction as shown in FIG. 6 (the above-mentioned “Plastic Processing Technology Series 15 Straightening” on pages 29 and 59) is used for roll bending that produces an edge wave. And under rolling conditions.
幅方向端部に長手方向に伸びの予ひずみが付与された素材金属コイルは、従来と同様に、ロール成形機12,22に送り出こまれ、ロール成形機12,22で金属コイルの幅方向端部に折曲げ加工が施される。この工程以降は従来の工程と全く同様である。
ロール成形する前に、素材金属コイルの幅方向端部に伸びの予ひずみを付与しておくことにより、その後の成形過程でポケットウェーブの発生を抑制することができる。このため、表面材と裏面材とで形成される空間の厚さが均一になっているので、その間に充填された樹脂を発泡させても、発泡が均一に行われ平坦度の良い断熱パネルが得られる。しかも面材そのものが極めて平坦性に優れているので、素材金属コイルとしてステンレス鋼を用いると鏡面が得られ、意匠上も優れた断熱パネルとなる。
The material metal coil with the pre-strain stretched in the longitudinal direction at the end in the width direction is fed to the
Before roll forming, by applying pre-elongation to the end in the width direction of the material metal coil, generation of pocket waves can be suppressed in the subsequent forming process. For this reason, since the thickness of the space formed by the front surface material and the back surface material is uniform, even if the resin filled in between is foamed, the foaming is performed uniformly and a heat insulation panel with good flatness is obtained. can get. In addition, since the face material itself is extremely flat, if stainless steel is used as the material metal coil, a mirror surface can be obtained, and the design is excellent in heat insulation panel.
比較例;
素材金属コイルとして板厚が0.5mmで,板幅が表材770mm,裏材610mmの高耐食クロム系ステンレス(22Cr−0.7Mo−Nb−ULC)鋼帯を使用した。予ひずみを与えることなく、表面材については21段、裏面材については6段の冷間ロール成形機を使用して両端部に所定の折曲げ部を形成した。
その後、プレヒータ13で所定温度に予熱された表面用素材金属コイルSの上に発泡性樹脂Rを注入器14から吐出した。発泡性樹脂Rには、ポリイソシアネート及びポリオールを高圧法で混合した発泡性ヌレート樹脂原料液を使用した。
このとき、ロール成形された表面材には、高さ約1mm、周期約500mm(急俊度λ=0.2%)の周期的な波打ちが発生していた。裏面材はほぼ平坦な形状を呈していた。
Comparative example;
A high corrosion-resistant chromium-based stainless steel (22Cr-0.7Mo-Nb-ULC) steel strip having a plate thickness of 0.5 mm, a plate width of 770 mm, and a backing material of 610 mm was used as the material metal coil. Without pre-straining, a 21-stage cold roll forming machine was used for the front surface material and a 6-stage cold roll forming machine was used for the back surface material to form predetermined bent portions at both ends.
Thereafter, the foamable resin R was discharged from the
At this time, the roll-formed surface material had periodic undulations having a height of about 1 mm and a period of about 500 mm (steepness λ = 0.2%). The back material had an almost flat shape.
次いで、表面用素材金属コイルSの幅方向両端に形成した嵌合部1R,1Lに裏面用素材金属コイルBの嵌合部2R,2Lを嵌め合いロール31で噛み合わせ、所定温度に保持された加熱室32に送り込んだ。加熱室32内でダブルコンベア33u,33dにより表面用素材金属コイルS,裏面用素材金属コイルBを加熱加圧し、発泡樹脂層3を挟み込んだ厚み35mmの断熱パネルWを製造した。
この断熱パネルを平らな床上に置き、光を反射させて斜め上方より観察したところ、光の反射が乱れた凹凸感のあるゆがみが表・裏ともに発生していた。この凹凸の高さ,周期はロール成形後の表材に発生していたポケットウェーブによる波打ちとは異なり、通常の方法では測定することが不可能なレベルのものであった。
Next, the
When this heat insulating panel was placed on a flat floor, and reflected from an oblique angle from above, light was distorted, and irregular distortion was observed on both the front and back sides. The height and period of the irregularities were at a level that could not be measured by a normal method, unlike the waving due to pocket waves that occurred on the surface after roll forming.
実施例;
上記比較例で用いたのと同材質、同サイズの素材金属コイルを使用した。
図6に示すような、上側8本,下側9本、計17本の直径36mmのベンディング機構を備えたワークロールが組み込まれたマルチローラーレベラーに、表面材に使用する上記素材金属コイルを通し、レベラーのワークロールベンディング量及びインターメッシュ(圧下量)を調整することにより、幅方向端部における急峻度の最大値が0.50%,0.70%,0.98%,1.05%及び1.10%であるエッジウェーブ状の予ひずみを付与したコイルを作成した。裏面材については、ロール成形後の形状が良好であったので、本実施例では特に予ひずみは付与しなかった。
このようにして準備した表面材及び裏面材用金属コイルを、比較例で用いた金属製断熱パネル製造装置に通してステンレス鋼製断熱パネルを製造した。
Example;
The same material and the same size metal coil as those used in the comparative example were used.
As shown in FIG. 6, the above-mentioned metal coil used for the surface material is passed through a multi-roller leveler in which a work roll having a bending mechanism with a diameter of 36 mm, including a total of 17 on the upper side and 9 on the lower side, is incorporated. By adjusting the work roll bending amount and intermesh (rolling amount) of the leveler, the maximum value of the steepness at the end in the width direction is 0.50%, 0.70%, 0.98%, 1.05% And the coil which provided the pre-strain of the edge wave shape which is 1.10% was created. About the back material, since the shape after roll forming was favorable, no pre-strain was particularly applied in this example.
The surface material and the back surface metal coil thus prepared were passed through the metal heat insulating panel manufacturing apparatus used in the comparative example to manufacture a stainless steel heat insulating panel.
予ひずみを付与することにより、表面材のロール成形後のポケットウェーブは大幅に軽減されていた。また、得られた断熱パネルを平坦な床上に置き、光を反射させて斜め上方より観察したところ、表・裏ともに、予ひずみなしで製造した断熱パネルで観察されたようなパネル表面のゆがみはほとんど観察されなかった。
ただし、予ひずみのない条件でロール成形した後の素材に発生していたポケットウェーブの急峻度0.2%の5倍を超える予ひずみを与えたもの、すなわち、最大急峻度1.05%及び1.10%の予ひずみを与えたものにあっては、予ひずみの影響によると思われるパネル横方向のスジ状模様が僅かに観察された。
このことから、本実施例にあっては、予ひずみ量は0.5%から1.0%の範囲で良好な結果が得られた。
この予ひずみの適正範囲については、表・裏面材の材質及び厚さ、並びに断熱パネルの寸法,構造等によって変わってくることはいうまでもない。それぞれに応じて、最適な予ひずみ量を予め確認しておくことが好ましい。
By applying the pre-strain, the pocket wave after roll forming of the surface material was greatly reduced. In addition, when the obtained heat insulation panel was placed on a flat floor, reflected from the light and observed from diagonally above, the distortion of the panel surface as observed with the heat insulation panel manufactured without pre-strain was observed on both the front and back sides. Little was observed.
However, a pre-strain exceeding 5 times the 0.2% of the steepness of the pocket wave generated in the material after roll forming under conditions without pre-strain, that is, the maximum steepness of 1.05% and In the case of applying a pre-strain of 1.10%, a slight streak pattern in the horizontal direction of the panel, which seems to be due to the effect of the pre-strain, was observed.
Therefore, in this example, good results were obtained when the pre-strain amount was in the range of 0.5% to 1.0%.
Needless to say, the appropriate range of the pre-strain varies depending on the material and thickness of the front and back materials, and the size and structure of the heat insulating panel. In accordance with each, it is preferable to confirm in advance the optimum amount of pre-strain.
以上に説明したように、本発明は、断熱パネルの表面材,裏面材となる素材金属コイルのうち少なくとも表面材の素材金属コイルの幅方向両端部に、ロール成形によって折曲げ加工を施す前に予めコイル長手方向に伸びひずみを与えておくことにより、折曲げ加工によって、曲げ部に収縮が生じても、予め付与された伸びひずみと相殺され、全体的に板幅方向で長さに差がない折曲げ表面材,裏面材を得ることができ、最終的に表裏面にポケットウェーブに起因したゆがみの生成がなく、良好な外観をもった金属製断熱パネルを得ることができた。 As described above, the present invention can be applied to at least both end portions in the width direction of the material metal coil of the surface material among the material metal coils to be the surface material and the back surface material of the heat insulation panel, before being subjected to bending by roll forming. By applying an elongation strain in the longitudinal direction of the coil in advance, even if the bending portion contracts by bending, it is offset by the elongation strain applied in advance, and there is a difference in length in the overall plate width direction. It was possible to obtain a bent surface material and a back surface material, and finally, a metal heat insulation panel having a good appearance was obtained without generating distortion due to pocket waves on the front and back surfaces.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070403 |