JP2014097587A

JP2014097587A - 真空断熱パネルの製造方法

Info

Publication number: JP2014097587A
Application number: JP2012249082A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Ishikawa; 治彦石川
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-11-13
Filing date: 2012-11-13
Publication date: 2014-05-29

Abstract

【課題】発泡体材料の不均一により表面材に凹凸が形成されてしまうのが抑制される真空断熱パネルの製造方法を提供する。
【解決手段】底壁１１ａと、底壁１１ａの幅方向の両端部から上方に連設される側壁１１ｂと、を備えた表面材１１が幅方向と直交する方向を搬送方向として搬送されながら、底壁１１ａと両側の側壁１１ｂとで囲まれる内部空間内に真空断熱材１３と発泡体材料１５が配置され、表面材１１の側壁１１ｂの上端に裏面材１２が貼付され、加熱装置５により加熱されて発泡体材料１５が発泡して発泡体１４が内部に充填されることで製造される真空断熱パネル１の製造方法である。内部空間内に注入された発泡体材料１５が、気体が吹き付けられることで拡散される。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面材および裏面材を備え、内部に真空断熱材および発泡体が充填されてなる真空断熱パネルの製造方法に関するものである。

真空断熱パネル１は、図６に示すように、表面材１１よび裏面材１２を備え、表面材１１と裏面材１２とに囲まれる空間に真空断熱材１３および発泡体１４が充填されたものである（例えば特許文献１参照）。この真空断熱パネル１は、従来より、発泡体材料注入工程、裏面材貼付工程、加熱工程、切断工程の各工程を経て製造されている。図７に、製造装置の一例を示す。この製造装置は、搬送ベルト２２を有する搬送装置と、発泡体材料１５の注入装置３と、裏面材１２の貼付装置４と、加熱装置５と、切断装置６と、を備えている。表面材１１は、図６に示すように、底壁１１ａと、底壁１１ａの左右の両端部から上方に連設される側壁１１ｂと、両側壁１１ｂから左右の内側方に連設されるリップ部１１ｃとを備えている。表面材１１の底壁１１ａに、真空断熱材１３が載置されて設けられる。なお、この時、表面材１１は接着剤により底壁１１ａに貼付されてもよい。

図７に示すように、発泡体材料注入工程において、表面材１１内に発泡体材料１５が注入される。次に、裏面材貼付工程において、発泡体材料１５が注入された表面材１１のリップ部１１ｃに裏面材１２が貼付される。そして、加熱工程において、表面材１１が熱盤（不図示）により上下から加熱および加圧されて、表面材１１の内部に注入された発泡体材料１５が発泡するものである。

この従来の製造方法により製造される真空断熱パネル１にあっては、図６、図７に示すように、表面材１１の底壁１１ａに真空断熱材１３が直接載置されているため、真空断熱材１３が発泡体１４に押圧され、真空断熱材１３の外郭形状および真空断熱材１３の表面の凹凸が表面材１１の底壁１１ａに転写されてしまうものであった。

特開２００８−０９５４６５号公報

そこで、図３に示すように、表面材１１の底壁１１ａと真空断熱材１３との間に発泡体１４が介在する真空断熱パネル１が考えられた。これは、発泡体材料注入工程において、図８（ａ）に示すように、表面材１１の底壁１１ａ上に一段目の発泡体材料１５ａが注入される。次に、図８（ｂ）に示すように、この一段目の発泡体材料１５ａ上に真空断熱材１３が載置される。次に、図８（ｃ）に示すように、真空断熱材１３上に二段目の発泡体材料１５ｂが注入される、そして、図８（ｄ）に示すように、表面材１１のリップ部１１ｃ上に裏面材１２が貼付されるものである。

ノズル３２は、表面材１１の幅方向の所定の箇所（図示例では略中央部）の上方に設けられ（図２参照）、発泡体材料１５を下方に吐出するものである。発泡体材料１５は、粘性が高いため、ノズル３２から吐出された後、表面材１１の底壁１１ａ全体には広がらず、ノズル３２の直下に多量に存在し、幅方向の側端部には少量が存在する。発泡体材料１５は、加熱工程において加熱されると、発泡して膨張するが、裏面材１２に到達するとそれ以上は上方に膨張できず、側方へ膨張する。なお、発泡体材料１５が膨張した時、内部空間の空気は、表面材１１や裏面材１２に形成される排出孔等（不図示）を介して排出される。

そして、表面材１１の幅方向の側端部にも発泡体１４が充填されるように、多くの発泡体材料１５が注入される。しかしながら、この場合、内部空間に充填される発泡体１４の密度は、図９に示すように、発泡体材料１５が多量に存在していたノズル３２の直下（中央部）の発泡体１４ａが最も高く、幅方向の側端部の発泡体１４ｂは密度が低い。また、発泡体１４に生じる圧縮応力は、発泡体１４の密度が高い程高い。このため、ノズル３２の直下の真空断熱材１３が位置する部分の発泡体１４ａは、幅方向の側端部に位置する発泡体１４ｂよりも膨張しようとする圧力が大きく、真空断熱材１３を押圧する。これにより、図９に示すように、依然として、表面材１１の底壁１１ａに真空断熱材１３の形状が転写され、表面材１１に凸部８が形成されるものであった。

本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、発泡体材料の不均一により表面材に凹凸が形成されてしまうのが抑制される真空断熱パネルの製造方法を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、本発明に係る真空断熱パネルの製造方法は、以下のようなものである。

底壁と、前記底壁の幅方向の両端部から上方に連設される側壁と、を備えた表面材が前記幅方向と直交する方向を搬送方向として搬送されながら、前記底壁と両側の前記側壁とで囲まれる内部空間内に真空断熱材と発泡体材料が配置され、前記表面材の前記側壁の上端に裏面材が貼付され、加熱装置により加熱されて前記発泡体材料が発泡して発泡体が内部に充填されることで製造される真空断熱パネルの製造方法であって、前記内部空間内に注入された前記発泡体材料が、気体が吹き付けられることで拡散されることを特徴とする。

また、前記気体は、拡散ノズルから噴射されるものであって、前記拡散ノズルからの前記気体の噴射角度が調整可能であることが好ましい。

本発明の真空断熱パネルの製造方法にあっては、発泡体材料の不均一により表面材に凹凸が形成されてしまうのが抑制されるものである。

本発明の一実施形態の製造方法において用いられる製造装置の概略構成図である。同上の製造装置の要部の平面図である。同上において製造される真空断熱パネルであり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側断面図であり、（ｃ）は正面断面図である。他の実施形態の製造方法において用いられる製造装置の要部の平面図である。同上の製造装置の拡散ノズルを説明する図であり、（ａ）は拡散ノズルが設けられた部分の周辺を側方の斜め上方より見た斜視図であり、（ｂ）は拡散ノズルの下面図である。従来の一製造方法において製造される真空断熱パネルであり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側断面図であり、（ｃ）は正面断面図である。従来の一製造方法において用いられる製造装置の概略構成図である。（ａ）〜（ｄ）は従来の他の製造方法を説明する説明図である。従来の他の製造方法において製造される真空断熱パネルの正面断面図である。

以下、本発明の一実施形態について図１乃至図３に基いて説明する。

真空断熱パネル１は、図３に示すように、表面材１１および裏面材１２を備え、表面材１１の内部空間には、真空断熱材１３および発泡体１４が設けられる。

真空断熱パネル１は、表面材１１の内部空間に真空断熱材１３が配置された状態で発泡体材料１５が注入され、表面材１１の上面に裏面材１２が貼付され、発泡体１４が内部空間（但し真空断熱材１３が設けられている部分を除く）に充填されて製造される。以下に、本発明の製造方法の詳細について説明する。

本発明の製造方法の工程は、表面材設置工程、発泡体材料・真空断熱材装填工程、裏面材貼付工程、加熱工程、切断工程からなる。本実施形態では、製造方法において用いられる製造装置は、図１に示すように、搬送装置２と、発泡体材料１５の注入装置３と、裏面材１２の貼付装置４と、加熱装置５と、切断装置６と、を備えている。

搬送装置２は、本実施形態では、プーリ２１と、プーリ２１に掛け回される搬送ベルト２２と、プーリ２１を駆動するモータ等の駆動手段と、を備えたベルトコンベア装置が挙げられる。また、他の搬送装置２としては、例えば、図示しないが、搬送方向に並設されるローラと、ローラを駆動するモータ等の駆動手段と、を備えたローラ装置が挙げられる。このように、搬送装置２としては、様々な既存の搬送装置が適宜使用可能であり、特に限定されない。この搬送装置２は、表面材１１の搬送に用いられる。

表面材１１は、図３に示すように、底壁１１ａと、底壁１１ａの左右の両端部から上方に連設される側壁１１ｂと、両側壁１１ｂから左右の内側方に連設されるリップ部１１ｃとを備えたものである。本実施形態では、金属材料（例えば塩化ビニルが被覆された鋼板）により表面材１１が形成されるが、特に鋼板に限定されず、また、被覆がなくてもよい。また、本実施形態では、両側壁１１ｂから左右の内側方にリップ部１１ｃが連設されているが、両側壁１１ｂから左右の外側方にフランジ部が連設されるものでもよい。底壁１１ａと左右両側の側壁１１ｂとで囲まれる空間が上記内部空間となる。本実施形態では、このような表面材１１は、表面材設置工程の前に、プレスやロールフォーミングによる表面材作成工程において、平板状をした金属材料から形成される。

表面材作成工程で作成された表面材１１は、表面材設置工程において、図１に示すように、搬送装置２の搬送ベルト２２上に設置される。この表面材設置工程は、表面材作成工程と同様に、人手による工程でもよいし、自動化された工程でもよく、既存の装置や産業用ロボットが適宜利用可能である。

搬送装置２に設置された表面材１１は、搬送路の途中に設置されている発泡体材料１５の注入装置３へと搬送され、発泡体材料・真空断熱材装填工程が行われる。

発泡体材料１５の注入装置３は、図１に示すように、タンクのような材料貯留部３１と、材料貯留部３１の内部と連通するノズル３２と、材料押出し手段（不図示）と、を備えている。材料貯留部３１は、材料の種類毎に複数設けられてもよく、各材料貯留部３１は、内部の材料がノズル３２へと送られる。ノズル３２は、材料貯留部３１から送られてくる材料を吐出するもので、複数の材料が送られる場合には、内部で材料が混合され発泡体材料１５が生成される。材料押出し手段は、ノズル３２から材料を吐出させるもので、材料貯留部３１をシリンダー状として、ピストンをモータ等の駆動手段により駆動するようにしてもよい。また、材料押出し手段として前記のような構成を特に設けず、材料が自重でノズル３２から吐出するようにしてもよい。発泡体材料・真空断熱材装填工程において、この注入装置３により表面材１１に発泡体材料１５が注入されるもので、注入装置３と発泡体材料・真空断熱材装填工程については後述する。

発泡体材料１５が注入された表面材１１は、ノズル３２の搬送方向下流側に設置される裏面材１２の貼付装置４による裏面材貼付工程にて、裏面材１２が貼付される。裏面材１２の貼付装置４は、本実施形態では、図１に示すように、芯材に裏面材１２が巻き付けられてなる回転自在なドラム４１と、ドラム４１の駆動手段（不図示）と、裏面材１２を表面材１１の上面に被せるための引張りローラ４２と、を備えたものであるが、特にこれに限定されず、様々な既存の装置が適宜利用であり、特に限定されない。

裏面材貼付工程では、前後に連続して搬送される一連の表面材１１に対して、連続的に裏面材１２が貼付される。裏面材１２は、本実施形態ではクラフト紙や合成樹脂からなるシートで形成されるが、特にこれらに限定されない。

裏面材１２が貼付された表面材１１は、裏面材１２の貼付装置４の搬送方向下流側に設置される加熱装置５にて、加熱工程が行われる。加熱装置５は、図１に示すように、内部に加熱手段（不図示）を有する加熱室５１を備えた加熱炉であり、加熱室５１の入口５２および出口５３を介して加熱室５１を貫通するように搬送ベルト２２が挿通される。そして、搬送ベルト２２に搬送される表面材１１が、加熱室５１内にて加熱手段により加熱される。さらに本実施形態では、表面材１１を載置した搬送ベルト２２を上下から押さえベルト５４で押さえる押さえベルトコンベア装置５５が設けられている。なお、表面材１１が搬送装置２により搬送されない場合には、表面材１１が熱盤により上下から加熱および加圧されてもよい。

加熱工程では、前後に連続して搬送される一連の表面材１１を押さえベルト５４で押さえながら加熱し、発泡体材料１５を発泡、膨張、硬化させる。

発泡体材料１５が発泡し発泡体１４となった表面材１１は、加熱装置５の搬送方向下流側に設置される切断装置６にて、切断工程が行われる。切断装置６は、図１に示すように、回転刃６１を備えるカッター装置と、表面材１１の搬送速度と同期してカッター装置を移動させる移動装置（不図示）を備えたものであるが、これらは既存の装置が好適に利用され、特に限定されない。

切断工程では、前後に連続して搬送される一連の表面材１１から、各表面材１１を切り出すもので、搬送方向と直交する方向に一連の表面材１１が切断される。

以下に、発泡体材料・真空断熱材装填工程について説明する。発泡体材料・真空断熱材装填工程は、一段目の発泡体材料注入工程、真空断熱材設置工程、二段目の発泡体材料注入工程、の各工程により構成される。また、図１に示すように、注入装置３において、一段目用のノズル３２ａおよび二段目用のノズル３２ｂは、搬送方向に離間し、表面材１１の上方の所定の幅方向位置（本実施形態では略中央部）に位置するように設置される。一段目用のノズル３２ａおよび二段目用のノズル３２ｂの搬送方向下流側にはそれぞれ、発泡体材料１５を拡散させるための一段目用の拡散ノズル３３ａおよび二段目用の拡散ノズル３３ｂが設けられる。

一段目の発泡体材料注入工程では、図１、図２に示すように、表面材１１の底壁１１ａの所定の幅方向位置の上面に、一段目用のノズル３２ａから一段目の発泡体材料１５ａが吐出される。そして、底壁１１ａの上面に吐出された一段目の発泡体材料１５ａには、一段目用の拡散ノズル３３ａより気体が吹き付けられる。これにより、図２に示すように、底壁１１ａの上面の一段目の発泡体材料１５ａは、幅方向（搬送方向と直交する方向）に拡散される。なお、発泡体材料１５ａは、搬送方向へも拡散されるが、搬送方向に連続的に発泡体材料１５ａが吐出されていて、この搬送方向の前後の発泡体材料１５ａも拡散されて、拡散効果は相殺される。次に、真空断熱材設置工程に移行する。

真空断熱材設置工程では、図１に示すように、底壁１１ａ上に吐出された一段目の発泡体材料１５ａ上に、真空断熱材１３が載置される。真空断熱材１３の載置には、様々な既存の装置、産業用ロボット等により適宜構成可能であり、また、手作業で載置してもよく、限定されない。

二段目の発泡体材料注入工程では、図１、図２に示すように、二段目用のノズル３２ｂから表面材１１の底壁１１ａの上面（真空断熱材１３が位置する場合には真空断熱材１３の上面）に、二段目の発泡体材料１５ｂが吐出される。そして、底壁１１ａおよび真空断熱材１３の上面に吐出された二段目の発泡体材料１５ｂには、二段目用の拡散ノズル３３ｂより気体が吹き付けられる。これにより、一段目の発泡体材料１５ａに気体が吹き付けられるのと同様に、二段目の発泡体材料１５ｂは、底壁１１ａおよび真空断熱材１３の上面の幅方向に拡散される。

なお、一段目用のノズル３２ａおよび二段目用のノズル３２ｂから吐出される単位時間当たりの吐出量は、一表面材１１の内部空間がノズル３２の下方を通過する時間内に、該表面材１１の内部空間にそれぞれ所定量が吐出されるように設定される。

また、拡散ノズル３３より噴出する気体としては、空気等、様々な気体が利用可能で特に限定されないが、希ガスや窒素ガス等の不活性ガスが好適に用いられる。

上記のように、本発明においては、ノズル３２から吐出される発泡体材料１５に、拡散ノズル３３からの気体が吹き付けられ、発泡体材料１５は幅方向に拡散することとなる。これにより、発泡体材料１５の幅方向における密度が不均一となるのが抑えられる。そして、内部空間に充填される発泡体１４の密度は、ノズル３２の直下（幅方向の中央部）と、幅方向の側端部とで大きな相違がなくなる。

この結果、発泡体材料１５の一表面材１１内への装填量が抑えられ、また、ノズル３２の直下に位置する真空断熱材１３の下側に発泡体材料１５が集中するのが抑えられる。すなわち、従来例においては、発泡体材料１５を拡散することなく、発泡体１４の密度が低くなりがちな幅方向の側端部へも発泡体材料１５を行き渡らせるように、本来必要な量よりも多い発泡体材料１５を一表面材１１内へ装填していた。これにより、一表面材１１内の幅方向の側端部へも発泡体材料１５が行き渡るものの、ノズル３２の直下に位置する真空断熱材１３の下側に発泡体材料１５が多く残って集中することとなっていた。これに対し本発明では拡散ノズル３３により発泡体材料１５が幅方向の側端部へ向けて拡散されることで、上記従来例における問題点が解消されるものである。そして、従来例のような凸部８（図９参照）が形成されるのが抑えられる。

次に、他の実施形態について図４、図５に基いて説明する。なお、上記実施形態と同じ構成については同符号を付して説明を省略し、主に異なる構成について説明する。本実施形態では、拡散ノズル３３が上記実施形態と異なるもので、他の構成については同じである。

本実施形態では、二本の筒状部材７１が設けられ、この各筒状部材７１に複数の拡散ノズル３３が設けられるものである。筒状部材７１は、基材７０に取り付けられる。基材７０は、図４、図５（ａ）に示すように、搬送装置２により搬送される表面材１１の搬送路の上方に設置される。二本の筒状部材７１の基端部が、基材７０の幅方向中央部に取り付けられる。そして、二本の筒状部材７１は、先端部が搬送方向下流側へ行く程、幅方向の外側へ位置するように、平面視略Ｖ字をなすように設けられる。

また、二本の筒状部材７１は、平面視においてなす略Ｖ字の間の角度と、拡散ノズル３３からの気体の噴射角度とが調整可能となるように設けられるのが好ましいものである。本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、基材７０に、搬送方向下流側に開口するソケットが二つ固定されている。二本の筒状部材７１は、基端部が若干折り曲げられており、この折り曲げられた部分が前記ソケット内に挿入され、抜け止めがなされて基端部の軸回りに回転自在となるように装着される。

筒状部材７１が、その基端部の軸回りに回転することで、二本の筒状部材７１がなす平面視略Ｖ字の間の角度が調整される。また、この回転に伴い、拡散ノズル３３からの気体の噴射角度も調整される。

１真空断熱パネル
１１表面材
１１ａ底壁
１１ｂ側壁
１１ｃリップ部
１２裏面材
１３真空断熱材
１４発泡体
１５発泡体材料
１５ａ一段目の発泡体材料
１５ｂ二段目の発泡体材料
２搬送装置
２１プーリ
２２搬送ベルト
３注入装置
３１材料貯留部
３２ノズル
３２ａ一段目用のノズル
３２ｂ二段目用のノズル
３３拡散ノズル
３３ａ一段目用の拡散ノズル
３３ｂ二段目用の拡散ノズル
４裏面材の貼付装置
４１ドラム
４２引張りローラ
５加熱装置
５１加熱室
５４押さえベルト
５５押さえベルトコンベア装置
６切断装置
６１回転刃
７０基材
７１筒状部材

Claims

底壁と、前記底壁の幅方向の両端部から上方に連設される側壁と、を備えた表面材が前記幅方向と直交する方向を搬送方向として搬送されながら、前記底壁と両側の前記側壁とで囲まれる内部空間内に真空断熱材と発泡体材料が配置され、前記表面材の前記側壁の上端に裏面材が貼付され、加熱装置により加熱されて前記発泡体材料が発泡して発泡体が内部に充填されることで製造される真空断熱パネルの製造方法であって、
前記内部空間内に注入された前記発泡体材料が、気体が吹き付けられることで拡散されることを特徴とする真空断熱パネルの製造方法。
前記気体は、拡散ノズルから噴射されるものであって、前記拡散ノズルからの前記気体の噴射角度が調整可能であることを特徴とする請求項１記載の真空断熱パネルの製造方法。