JP2017210776A - 断熱パネルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 住宅用建材に要求される難燃性または不燃性と軽量さを両立させつつ、しかも反りが少なく寸法精度が優れた断熱パネルを提供することを課題とする。【解決手段】 難燃性または不燃性のシート２が表面に貼着された鋼板３の一対の対向する両端部３ａが裏面側に折り曲げられ、両端部間３ａの開放側３ｂに裏面材として鉄箔４が配置され、該鉄箔４と鋼板３裏面側との空隙部３ｃに樹脂発泡体５が充填され、鉄箔４および鋼板３と密着一体化されている。【選択図】図１

Description

本発明は、断熱パネルおよびその製造方法に関する。

従来より、省エネルギーの観点から、住宅などの建物について断熱性の向上が図られている。近年では、鋼板等の金属板にウレタンフォーム等の断熱材が配設された断熱パネルを、建物の内壁に取り付ける、内貼断熱施工の検討が進んでいる。

このような内貼断熱施工に用いられる断熱パネルとしては、様々な構成を備えたものが提案されている。例えば、本発明者らは、これまでに、金属板、難燃性または不燃性のシート、樹脂発泡体材料が発泡してなる樹脂発泡体および裏面材を備える断熱パネルを提案している（特許文献１）。

特許文献１の断熱パネルでは、表面に難燃性または不燃性のシートが貼着された金属板の一対の対向する両端部が、裏面側に折り曲げ加工されている。そして、折り曲げ加工された金属板の両端部間の開放側には裏面材としてアルミ箔が配置され、金属板裏面側との空隙部に樹脂発泡体が充填され、密着一体化されている。このような断熱パネルでは、金属板の表面に難燃性または不燃性のシートが直接貼着されていることにより、金属板と壁紙との間にケイ酸マグネシウム板などの難燃材を設けなくとも、所定の不燃性または難燃性を付与することができる。しかも、ある程度の厚みが必要とされるケイ酸マグネシウム板などの難燃材を設ける必要がないので、断熱パネルの軽量化も可能となる。

しかしながら、特許文献１の断熱パネルにおいては、高温条件下に放置すると、樹脂発泡体の収縮が起こり、断熱パネルに反りが生じるおそれがあった。このような反りは、樹脂発泡体の硬化収縮時の残留応力によって引き起こされると考えられる。また、裏面材であるアルミ箔と金属板との剛性の差により、相対的に剛性の低いアルミ箔が配設された裏面側に大きなひずみが生じると考えられる。

反りが生じてしまうと、樹脂発泡体の寸法を回復させる養生工程を経ても、断熱パネルを元の形状に回復させることは困難であった。そしてまた、居室空間の内壁面の美観が損なわれ、所定の寸法精度が得られずに断熱性能が損なわれる等の問題が生じかねない。特許文献１の断熱パネルにおいては、これらの問題点について、必ずしも十分に検討がなされているとは言い難い側面があった。

特開２０１５−１１７５７４号公報

本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、住宅用建材に要求される難燃性または不燃性と軽量さを両立させつつ、しかも反りが少なく寸法精度が優れた断熱パネルを提供することを課題としている。また、そのような断熱パネルを得ることのできる製造方法を提供することも課題としている。

上記の課題を解決するために、本発明の耐熱パネルは、難燃性または不燃性のシートが表面に貼着された鋼板の一対の対向する両端部が裏面側に折り曲げられ、前記両端部間の開放側に裏面材として鉄箔が配置され、該鉄箔と鋼板裏面側との空隙部に樹脂発泡体が充填され、鉄箔および鋼板と密着一体化されていることを特徴としている。

また、本発明の断熱パネルの製造方法は、難燃性または不燃性のシートを鋼板の表面に貼着する工程と、前記鋼板の一対の対向する両端部を裏面側に折り曲げる工程と、前記両端部間の開放側に、裏面材として鉄箔を配置する工程と、該鉄箔と鋼板の裏面側との空隙部に樹脂発泡体材料を供給する工程と、前記樹脂発泡体材料を加熱して発泡させて、前記空隙部に樹脂発泡体を充填し、前記鉄箔および鋼板と密着一体化する工程とを、含むことを特徴としている。

本発明の断熱パネルによれば、住宅用建材に要求される難燃性または不燃性と軽量さを両立させつつ、しかも反りが少なく寸法精度が優れた断熱パネルを提供することができる。また、本発明の断熱パネルの製造方法によれば、そのような断熱パネルが実現可能である。

本発明の断熱パネルを例示した概略断面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、本発明の断熱パネルの製造方法を例示した概略工程断面図である。 本発明の断熱パネルと、比較例として裏面材にアルミ箔を用いた断熱パネルの表面側における反りの測定結果を示したグラフである。

以下に、本発明の断熱パネルおよびその製造方法について、詳細に説明する。

なお、本明細書中において、「表面側」の用語は、断熱パネルを施工時に、屋内居室空間に対向する側を意味しており、「裏面側」の用語は、断熱パネルを施工時に、躯体に接する側を意味している。

図１に示すように、断熱パネル１は、難燃性または不燃性のシート２が表面に貼着された鋼板３の一対の対向する両端部３ａが裏面側に折り曲げられ、両端部３ａ間の開放側３ｂに裏面材として鉄箔４が配置されている。そして、鉄箔４と鋼板３裏面側との空隙部３ｃに樹脂発泡体５が充填され、鉄箔４および鋼板３と密着一体化されている。

難燃性または不燃性のシート２としては、例えば、セラミックペーパー、シリコンワニスコーティング処理したガラス繊維シート、無機（粉体）充填紙、不燃紙等が例示されるが、中でも不燃紙を用いることが好ましく考慮される。不燃紙としては、例えば、水酸化アルミニウム、ケイ酸マグネシウム等を混抄したものが例示される。難燃性または不燃性シート２は、接着剤により鋼板３の表面に貼着される。また、難燃性または不燃性シート２の厚みとしては、例えば、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲が例示される。

難燃性または不燃性シート２の表面には、糊が塗布され、この糊により、壁紙やクロスが貼着される。糊、壁紙およびクロスについては、建材として通常使用されているものであれば、特に制限されることなく用いることができる。

上記セラミックペーパーや不燃紙等のような難燃性または不燃性シート２により、断熱パネル１は、難燃性または不燃性を付与される。このため、断熱パネル１の鋼板３と壁紙との間にケイ酸マグネシウム板などの難燃材を設ける必要がなくなる。また、ケイ酸マグネシウム板が設けられた断熱パネルと同程度の防火性能（耐火性能）を、セラミックペーパーや不燃紙が貼着された断熱パネル１で得ることができる。この場合、必要となるセラミックペーパーや不燃紙の単位面積当たりの重量は、ケイ酸マグネシウム板よりも軽いため、断熱パネル１の軽量化が可能である。そして、施工現場での断熱パネル１の取り回しや、輸送コストの低減等の効果についても期待できる。

鋼板３としては、亜鉛メッキ鋼板等、表面に各種金属のメッキが施されたメッキ鋼板であってもよいし、メッキが施されていない鋼板であってもよい。また、鋼板の表面にエポキシ樹脂やポリエステル樹脂等のプライマーが施されていてもよいし、施されていなくてもよい。

裏面材としての鉄箔４は、所定の剛性を備えていれば、特に制限されることなく用いることができる。鉄箔４の厚みとしては、例えば、２０μｍ〜３００μｍの範囲が例示される。このような鉄箔４は、折り曲げられた鋼板３の両端部３ａ間の開放側３ｂに配設される。鉄箔４の配設方法としては、例えば、裏面側から鉄箔４および鋼板３を加圧して、鋼板３と圧着させる方法や、金属用の接着剤を用いて接着する方法等が例示される。

このようにして、鉄箔４が、鋼板３の両端部３a間の開放側３ｂに裏面材として配置されることにより、断熱パネル１の表面側と裏面側との間の剛性の差が小さくなり、後述の樹脂発泡体５の硬化収縮にともなう断熱パネル１の変形を抑制することができる。

樹脂発泡体５は、断熱材として鉄箔４と鋼板３裏面側との空隙部３ｃに設けられるもので、鉄箔４および鋼板３と密着一体化されている。樹脂発泡体５は、建材として通常用いられている樹脂発泡体であれば、特に制限されないが、例えば、発泡ウレタン、発泡フェノール、発泡スチロール等が例示される。中でも、樹脂発泡体５が発泡ウレタンであることが好ましく、硬質ウレタンフォーム、特に、イソシアヌレートフォームであることがさらに好ましく考慮される。

樹脂発泡体５は、樹脂発泡体材料５ａとして、鋼板３の両端部３ａ間の開放側３ｂに供給された後、加熱され、発泡して鉄箔４と鋼板３裏面側との空隙部３ｃに充填され、鉄箔４および鋼板３と密着一体化する。そして、樹脂発泡体材料５ａの温度低下にともなって硬化し、樹脂発泡体が形成される。

樹脂発泡体材料５ａは、鉄箔４を裏面材として配置する前に、鋼板３の内底面部に載置されてもよいし、鉄箔４が、鋼板３の両端部３a間の開放側３ｂに裏面材として配置された後に、空隙部３ｃの開口部分から供給されてもよい。中でも、製造工程を簡略化する観点から、鉄箔４を裏面材として配置する前に、空隙部３ｃの開口部分から鋼板３の内底面部に樹脂発泡体材料５ａを載置することが好ましく考慮される。

また、断熱パネル１においては、樹脂発泡体材料５ａを鉄箔４と鋼板３の裏面側との空隙部３ｃに供給する前に、前記内底面部に、断熱材として、さらに真空断熱材が設けられることも好ましい。前記真空断熱剤は、鋼板３の前記内底面部に接着剤を用いて貼着することが好ましい。そして、前記真空断熱材の貼着後に、その上方より樹脂発泡体材料５ａを供給することにより、断熱パネル１の断熱性能がさらに向上する。前記真空断熱材は、建材として、通常用いられているものであれば、特に制限されることはない。また、真空断熱材は、一般にプラスチック製のラミネートフィルム内に封入されているため、その接着には、前記ラミネートフィルムを侵すことがないように、ホットメルト系接着剤を用いることが好ましく考慮される。

上記のとおりの断熱パネル１の製造方法について、以下に詳細に説明する。

断熱パネル１の製造方法は、難燃性または不燃性のシート２を鋼板３の表面に貼着する工程と、鋼板３の一対の対向する両端部３ａを裏面側に折り曲げる工程と、両端部３ａ間の開放側３ｂに、裏面材として鉄箔４を配置する工程を含んでいる。さらに、断熱パネル１の製造方法は、該鉄箔４と鋼板３の裏面側との空隙部３ｃに樹脂発泡体材料５ａを供給する工程と、樹脂発泡体材料５ａを加熱して発泡させて、空隙部３ｃに樹脂発泡体５を充填し、鉄箔４および鋼板３と密着一体化する工程とを、含む。

図２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、本発明の断熱パネルの製造方法を例示した概略工程断面図である。

断熱パネル１の製造方法においては、第一に、図２（ａ）に示すように、難燃性または不燃性のシート２を鋼板３の表面に貼着する。難燃性または不燃性のシート２の貼着方法としては、例えば、接着剤を用いた貼着や、シート２が樹脂成分を含有する場合、加熱加圧して融着させる方法等が例示される。接着剤としては、例えば、酢酸ビニル系、またはエチレン酢酸ビニル共重合体系、ウレタン系エポキシ系、ポリエステル系の接着剤等が例示される。鋼板３の表面に前記接着剤を塗布する方法としては、従来公知の方法を適用することができる。例えば、フローコーター、ロールコーター、カーテンコート、ナイフコート、スピンコート、テーブルコート、シートコート、枚葉コート、ダイコート、バーコート等が例示される。また、吹き付け法、エアレススプレー法、エアスプレー法、刷毛塗り、コテ塗り、浸漬法、引き上げ法等が例示される。これらの塗布方法は、自動化してもよく、手動にて塗布してもよいが、断熱パネル１の生産性の観点から自動化することが好ましく考慮される。

難燃性または不燃性のシート２が含有する樹脂としては、例えば、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂が例示される。このような樹脂を含有することにより、難燃性または不燃性のシート２を、鋼板３の表面に載置して加熱加圧することにより、前記樹脂が溶融し、鋼板３の表面にシート２を融着させることができる。

第二に、図２（ｂ）に示すように、鋼板３の一対の対向する両端部３ａを裏面側に折り曲げる。鋼板３の折り曲げ加工としては、例えば、上型と下型からなる金型の上型と下型の間に鋼板３を配置して加熱加圧する金型成形や、ロールフォーマによるロールフォーミング成形等が例示される。金型成形では、製造工程がバッチ式となり、やや生産性が低いため、ロールフォーミング成形により連続的に鋼板３を折り曲げ加工することが好ましく考慮される。

ロールフォーミング成形の場合、例えば、鋼板３の一対の対向する両端部３ａが、その中間に位置する底面部に対して鋼板３の内側となる側に折り曲げられ、折り曲げられた両端部３ａにより側壁部が形成されることが例示される。このような、ロールフォーミング成形に用いるロールフォーマとしては、既存の装置を適宜使用することができる。

第三に、図２（ｃ）に示すように、両端部３ａ間の開放側３ｂに、裏面材として鉄箔４を配置する。前記のとおり、鉄箔４の配設方法としては、例えば、鉄箔４の裏面側から加圧して鋼板３と圧着させる方法や、金属用の接着剤を用いて接着する方法等が例示される。

鋼板３に金属用の接着剤を塗布して鉄箔４を接着する場合には、例えば、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリオレフィン系樹脂等を基剤とする接着剤を用いることが例示される。このような接着剤の塗布方法としては、鋼板３の表面に難燃性または不燃性のシート２を貼着する場合と同様に、従来公知の方法を適用することができる。

このようにして、鉄箔４が、鋼板３の両端部３a間の開放側３ｂに裏面材として配置されることにより、断熱パネル１の表面側と裏面側との間の剛性の差が小さくなり、後述の樹脂発泡体５の硬化収縮にともなう断熱パネル１の変形を抑制することができる。

第四に、図２（ｃ）に示すように、鉄箔４と鋼板３の裏面側との空隙部３ｃに樹脂発泡体材料５ａを供給する。空隙部３ｃへの樹脂発泡体材料５ａの供給は、例えば、図示しないが、タンク等の材料貯留部と、この材料貯留部の内部と連通する吐出ノズルと、樹脂発泡体材料５ａを圧送する手段とを備えた樹脂発泡体材料供給装置によって行うことが例示される。

あるいは、樹脂発泡体材料５ａの供給は、裏面材としての鉄箔４の配設後に、側面の開口部から、前記樹脂発泡体材料供給装置を用いて行うことも考慮される。

樹脂発泡体材料５ａを鉄箔４と鋼板３の裏面側との空隙部３ｃに供給する前に、前記内底面部に、断熱材として、さらに真空断熱材が設けられることも好ましい。前記真空断熱剤は、例えば、鋼板３の空隙部３ｃと対向する内底面部に接着剤を用いて貼着することが例示される。そして、前記真空断熱材の貼着後に、その上方ないし側方より樹脂発泡体材料５ａを供給することにより、断熱パネル１の断熱性能がさらに向上する。

第五に図２（ｄ）に示すように、樹脂発泡体材料５ａを加熱して発泡させて、空隙部３ｃに樹脂発泡体５を充填し、鉄箔４および鋼板３と密着一体化する。

上記第四の工程によって得られた、樹脂発泡体材料５ａを供給した鋼板３を、加熱装置内に導入することにより、樹脂発泡体材料５ａを発泡させることが可能となる。

前記加熱装置としては、樹脂発泡体の加熱、発泡に通常用いられている装置であれば、特に制限されることなく用いることができる。例えば、ベルトコンベア等の搬送装置を用いて、上方および下方に熱源を備える一対の熱板の間を、鋼板３が通過することにより加熱される装置の使用等が例示される。

このようにして、加熱された樹脂発泡体材料５ａは、発泡して鉄箔４と鋼板３裏面側との空隙部３ｃに充填され、鉄箔４および鋼板３と密着一体化する。そして、樹脂発泡体材料５ａの温度低下にともなって硬化し、樹脂発泡体５が鋼板３の空隙部３ｃ内部に形成される。

従来の断熱パネルでは、高温条件下に該パネルを放置すると、樹脂発泡体の収縮が起こり、断熱パネルの表面側が突出するような反りが生じることが知られている。このような反りの原因である、樹脂発泡体の収縮は、樹脂発泡体の温度が高くなって剛性が低下し、樹脂発泡体の発泡成形にともなう硬化収縮時の残留応力によって引き起こされると考えられている。

しかしながら、本発明の断熱パネル１では、裏面材に鉄箔４を用いることにより、表面側を構成する鋼板３との剛性の差を比較的小さくすることができるので、断熱パネル１の反りを抑制することができる。

本発明の断熱パネル１は、住宅などの建物における、内貼断熱施工等に好適に用いることが可能であり、住宅用建材に要求される難燃性または不燃性と軽量さを両立させつつ、しかも反りが少なく寸法精度が優れた断熱パネルを提供することができる。

以下に実施例を示すが、本発明の断熱パネルおよびその製造方法は、実施例によって何ら限定されるものではない。
（実施例）
難燃性または不燃性のシートとして、水酸化アルミニウム紙を厚さ０．３ｍｍの長尺物の亜鉛メッキ鋼板の表面に接着剤を用いて貼着し、シートが貼着された鋼板の一対の対向する両端部を裏面側に折り曲げ加工した。次いで、両端部間の開放側に、裏面材として厚さ３０μｍの鉄箔を接着剤によって貼着し、該鉄箔と鋼板裏面側との空隙部に樹脂発泡体材料としてウレタン樹脂を充填し、加熱して、樹脂発泡体材料を発泡硬化させて、断熱パネルを得た。得られた断熱パネルの寸法は、縦１８００ｍｍ、横４２０ｍｍ、厚さ１３．５ｍｍであった。
（比較例）
裏面材として、鉄箔の代わりに厚さ３０μｍのアルミ箔を用いたこと以外は、実施例と同様にして断熱パネルを製造した。

得られた断熱パネルについて、１）長手方向の上端部、２）上端部と中央部との中間部分、３）中央部、４）中央部と下端部の中間部分、５）長手方向の下端部、の５か所における表面側の反りを測定した。室温２３℃での測定結果を図３に示す。

図３の結果から、裏面材として鉄箔を用いた実施例の断熱パネルでは、３）中央部における反りの値が０．０３６ｍｍであり、最も反りの大きな反りが計測されたのは、５）長手方向の下端部であり、その反りの値は−０．２６２ｍｍであった。

一方、裏面材としてアルミ箔を用いた比較例の断熱パネルでは、３）中央部における反りの値は１．００６ｍｍであった。また、２）上端部と中央部との中間部分における反りの値が１．０９６ｍｍ、４）中央部と下端部の中間部分における反りの値が１．２０ｍｍと大きかった。このため、比較例の断熱パネルの表面側には、実施例の断熱パネルと比較すると、略波型に凹凸が生じており、寸法精度が低下していることが確認された。

以上の結果から、本発明の断熱パネルの製造方法を適用することにより、住宅用建材に要求される難燃性または不燃性と軽量さを両立させつつ、しかも反りが少なく寸法精度が優れた断熱パネルが実現されることがわかる。

１ 断熱パネル
２ 難燃性または不燃性シート
３ 鋼板
３ａ 両端部
３ｂ 開放側
３ｃ 空隙部
４ 鉄箔
５ 樹脂発泡体
５ａ 樹脂発泡体材料

Claims (4)

1. 難燃性または不燃性のシートが表面に貼着された鋼板の一対の対向する両端部が裏面側に折り曲げられ、前記両端部間の開放側に裏面材として鉄箔が配置され、該鉄箔と鋼板裏面側との空隙部に樹脂発泡体が充填され、鉄箔および鋼板と密着一体化されていることを特徴とする断熱パネル。
2. 前記樹脂発泡体が発泡ウレタンであることを特徴とする請求項１に記載の断熱パネル。
3. 難燃性または不燃性のシートを鋼板の表面に貼着する工程と、
   前記鋼板の一対の対向する両端部を裏面側に折り曲げる工程と、
   前記両端部間の開放側に、裏面材として鉄箔を配置する工程と、
   該鉄箔と鋼板の裏面側との空隙部に樹脂発泡体材料を供給する工程と、
   前記樹脂発泡体材料を加熱して発泡させて、前記空隙部に樹脂発泡体を充填し、前記鉄箔および鋼板と密着一体化する工程とを、
   含むことを特徴とする断熱パネルの製造方法。
4. 前記樹脂発泡体が発泡ウレタンであることを特徴とする請求項３に記載の断熱パネルの製造方法。