JP5368124B2 - サンドイッチパネル製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、上下両面に対向配置された面材のうち、少なくとも一方が繊維強化樹脂製の面材により構成され、これら面材間に発泡性樹脂芯材が発泡成形されてなるサンドイッチパネルを製造するためのサンドイッチパネル製造方法に関する。

かかるサンドイッチパネルの例として、一方の面材が鋼板で、他方の面材が繊維強化樹脂（以下、ＦＲＰと称することがある。）、あるいは、両方の面材がＦＲＰで構成されたものが知られている。例えば、下記特許文献１には、一対のＦＲＰ板の間に、ウレタン樹脂等を注入発泡させたサンドイッチパネルが開示されている。

かかるサンドイッチパネルは、通常はバッチ式に製造されており、工数がかかるため製造効率が悪いという問題があった。連続生産ラインでＦＲＰ面材により構成されるサンドイッチパネルを製造するためには、ロールに巻き取られた状態の帯状のＦＲＰ面材を用いて、このロールからＦＲＰ面材を引き出していくことで連続生産を行うことが可能になる。

特許第２５１３５７５号公報

しかしながら、ロールからＦＲＰ面材を引き出してラインに供給するに際して、ＦＲＰ面材が蛇行してしまい、所望の方向に搬送できなくなるという問題がある。例えば、厚さが０．６ｍｍ程度で１０００ｍの長さの帯状のＦＲＰ面材を引き出そうとすると、かなり大きなテンションが作用するが、幅方向の左と右とでは、作用するテンションが異なるときがあり、これに起因して蛇行が生じる。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、ＦＲＰ面材をロールから引き出すときの蛇行搬送を防止し、ＦＲＰ面材により構成されるサンドイッチパネルを連続生産可能なサンドイッチパネル製造方法を提供することである。

上記課題を解決するため本発明に係るサンドイッチパネル製造方法は、
上下両面に対向配置された面材のうち、少なくとも一方が繊維強化樹脂製の面材により構成され、これら面材間に発泡性樹脂芯材が発泡成形されてなるサンドイッチパネルを製造するためのサンドイッチパネル製造方法であって、
帯状の下面材を供給する工程と、帯状の上面材を供給する工程と、搬送される帯状の下面材の上に発泡性樹脂芯材の発泡原液組成物を供給する工程と、供給された発泡原液組成物の発泡処理を行いながら下面材及び上面材を搬送する工程と、を有し、
前記下面材及び／又は上面材を供給する工程は、ロールに巻き取り収容された帯状の繊維強化樹脂製の面材を引き出す工程であり、この引き出し工程において面材の蛇行を防止する工程を有することを特徴とするものである。

この構成によるサンドイッチパネル製造方法の作用・効果を説明する。製造されるサンドイッチパネルは、上下の面材の少なくとも一方が繊維強化樹脂（ＦＲＰ）製である。これら上下の面材間に発泡性樹脂芯材が発泡成形される。帯状の下面材と帯状の上面材を供給する工程を有しており、下面材と上面材の少なくとも一方がＦＲＰ面材である。ＦＲＰ面材は、予めロールに巻き取られており、このロールからＦＲＰ面材を徐々に引き出すことで下流側の工程へ供給される。この引き出し工程において、面材の蛇行を防止する工程を有している。これにより、ＦＲＰ面材の蛇行搬送を抑制しながら供給することができる。したがって、ＦＲＰ面材を連続的に供給することができ、サンドイッチパネルを連続生産可能なサンドイッチパネル製造方法を提供することができる。

本発明において、前記繊維強化樹脂製の面材ロールの幅方向両端部に蛇行防止用のガイド部材が設けられていることが好ましい。

面材ロールの幅方向両端部にガイド部を設けることで、帯状の面材を引き出すときに確実に蛇行を防止することができる。例えば、ＦＲＰ面材は軸芯材にロールに巻き付けられているが、その軸芯材の両端部にガイド板を設けることで、蛇行防止を行うことができる。この場合、ガイド板には、ガイド板を変形させたり、移動させようとする大きな力が作用することも考えられるので、変形防止機構や、移動防止機構を設けておくことが好ましい。

本発明において、前記発泡処理が行われた帯状のサンドイッチパネルを搬送方向と直交する方向に切断する工程と、前記切断工程の後、サンドイッチパネルの表面を押さえつけて反りを矯正する工程と、反りを矯正した状態で、幅方向両端部からはみ出た発泡性樹脂芯材を除去する工程と、を更に有することが好ましい。

上下面材の間に発泡原液組成物が供給されて発泡処理が行われた後、帯状のサンドイッチパネルは、搬送方向と直交する方向に切断（クロスカット）されて、製品のサンドイッチパネルとなる。この場合、幅方向両端部からはみ出ている発泡性樹脂芯材を除去処理（サイドカット）する必要がある。サンドイッチパネルのクロスカットを行った後、上下面材の材質が異なる場合、例えば、一方がＦＲＰで他方が鋼板の場合は、搬送方向に沿って反りが発生する。この反りが存在すると、サイドカットが行いにくい。そこで、サンドイッチパネルの表面を押さえつけて、反りを矯正した状態にすることで、サイドカットを難なく行うことができる。

上記の前記反りを矯正する工程において、サンドイッチパネルを搬送しつつ、サンドイッチパネルの搬送方向に沿った所定長さを押圧可能な押圧部材を用いて前記表面を押圧することが好ましい。

反りを矯正する場合、例えば、幅方向に沿ったローラのみで上方向から押圧する方法が考えられるが、反りの程度が大きい場合、ローラによる矯正手段のみでは不十分である。そこで、サンドイッチパネルを搬送しつつ、サンドイッチパネルの搬送方向に沿った所定長さを押圧できるような押圧部材を用いる。これにより、サンドイッチパネルの表面を広い範囲にわたって押圧することができ、確実に反りを矯正することができる。

サンドイッチパネルの構造を示す図 サンドイッチパネルの製造ラインの構成を示す概念図 サンドイッチパネルの製造ラインの構成を示す概念的に示す斜視図 第１面材ロールから上面材（ＦＲＰ面材）を引き出す部分の機構を示す概略の斜視図 ガイド板を含む蛇行防止機構の正面図 蛇行防止機構の構成を示す断面図 製品としてのサンドイッチパネルを示す斜視図 サンドイッチパネルに発生する反りの状態を示す図 矯正装置の構成を示す斜視図 サンドイッチパネルの反りを矯正している状態を示す図

本発明に係るサンドイッチパネル製造方法の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、製品としてのサンドイッチパネルの構造例を示す図である。図２は、製造ラインを概念的に示す図である。図２Ａは、製造ラインを概念的に示す斜視図である。

＜サンドイッチパネルの構成＞
製造されるサンドイッチパネルは図１に示すように、一対の面材１，２の間に発泡性樹脂芯材である硬質ウレタンフォーム３がサンドイッチされた構造を有している。一方の面材１は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）製であり、他方の面材２は鋼板である。このサンドイッチパネルＰは、建築用の壁材、例えば、農畜舎用に使用される。農畜舎用のような厳しい環境下においては、面材として鋼板を用いると、アンモニアや高温多湿下による錆・変色等により面材が腐食するため、これを防止するため、一方の面材１にＦＲＰ面材が用いられる。

なおＦＲＰ面材には、帯電防止剤としてカチオン系四級アンモニウム塩が２．０％添加されている。これにより、静電気の発生を抑制し、感電を防止することができる。帯電防止剤は上記以外のものを使用してもよい。なお、帯電防止剤は必ずしも添加しなくてもよい。

他方の面材２は、鋼板製であるが、その表面形状に波型が形成されている。図１には（ａ）小波形状、（ｂ）大波形状、（ｃ）角波形状が例示されている。波型形状は、上記以外にも種々の形状を採用することができる。形状以外にも、ピッチ、高さ等、種々変更することができる。また、波型形状は必ずしも必要なものではない。

＜サンドイッチパネルの製造ライン＞
次に、サンドイッチパネルの製造ラインについて、図２、図２Ａにより説明する。上方に、ＦＲＰ面材をロールに巻き付けた第１面材ロール１０が設けられている。ＦＲＰは、例えば、厚み０．６ｍｍであり、約１０００ｍの長さの帯状のものがロールに巻き取られている。第１面材ロール１０から、ＦＲＰ面材（上面材）１が引き出されて製造ラインへ供給される。

下方に、鋼板をロールに巻き付けた第２面材ロール２０が設けられている。第２面材ロール２０に巻き付けられている鋼板は通常のプレートであるが、波型形成装置２１を通過させることで、表面に種々の波型形状を形成することができる。第２面材ロール２０から、鋼板面材（下面材）２が引き出されて製造ラインへ供給される。波型形状は、図２Ａに示すように、幅方向に沿って形成されている。

ミキシングヘッド３は、上面材１と下面材２の間に発泡原液組成物を供給する。より具体的には、搬送される帯状の下面材２の上に、ポリイソシアネート成分と、ポリオール化合物、発泡剤などを含むポリオール組成物とを混合した発泡原液組成物が、下面材２の面上に幅方向に均一な原液厚さになるように吐出される。

上面材１は、ニップローラ４を経由して、下面材２の上に供給され、ニップローラ４を通過すると、上面材１と下面材２の間に供給された発泡原液組成物の発泡が徐々に進行し、さらにダブルコンベア５に送り込まれる。ダブルコンベア５は、公知の装置であり、多数のスラットを無端チェーンにより連結したコンベア装置である。このダブルコンベア５は、サンドイッチパネルＰを上下方向から挟持する形で、上面材１及び下面材２を搬送する。このダブルコンベア５により、加熱発泡処理が行われる。

切断装置６は、帯状のサンドイッチパネルＰを搬送方向に直交する方向に切断（クロスカット）し、製品のサンドイッチパネルＰを作成する。得られたサンドイッチパネルＰは、矯正装置７へ送り込まれ、反りの矯正と、幅方向両端部からはみ出ている発泡性樹脂芯材を除去処理（サイドカット）が行われる。サイドカットされたサンドイッチパネルＰは集積装置８へと送り込まれる。

＜蛇行防止機構＞
次に、ＦＲＰ面材を供給するときの帯状のＦＲＰ面材の蛇行防止を行うための機構を説明する。図３は、第１面材ロール１０から上面材１を引き出す部分の機構を示す概略の斜視図である。図４は、ガイド板を含む蛇行防止機構の正面図である。図５は、蛇行防止機構の構成を示す断面図である。

帯状の上面材１は、図５にも示すように、紙管１１の周囲に巻き取られたロールの形態で収容されている。図５は、左側の部分のみを図示しているが、右側の機構も同じであるので図示を省略している。

紙管１１の外径は、例えば、φ５００ｍｍである。紙管１１の幅方向両端部には、金属製のガイド板１２が設けられている。このガイド板１２は、帯状の上面材１を引き出すときに上面材１の幅方向両端部を規制し、蛇行防止をさせる機能を有する。

ガイド板１２の表面には、放射状に第１補強部材１３と第２補強部材１４が結合されている。ガイド板１２と第１・第２補強部材１３，１４は、溶接等の適宜の方法により、一体的に結合されている。第１・第２補強部材１３，１４からなるユニットは、ガイド板１２に９０°間隔で４か所配置されており、半径方向に沿った放射状に取り付けられている。図５に示すように、側面視で、第１・第２補強部材１３，１４は、「く」の字状に連結されている。

紙管１１の軸方向両端部には、コーン部材１５が設けられており、コーン部材１５の傾斜面１５ａに紙管１１の端部が当接している。紙管１１の内径は面材の種類により異なるが、傾斜面１５ａとすることで、内径の違いに対応することができる。傾斜面１５ａの角度と、第２補強部材１４の取り付け傾斜角度は同じであり、互いに近接した状態で設けられている。

コーン部材１５の中心部には駆動軸１６が連結されており、不図示のモーターにより回転駆動される。ガイド板１２の中央部には穴が形成されており、その部分にコーン部材１５の傾斜面１５ａが挿入されるが、その穴のエッジ部分で傾斜面１５ａを傷つけないようにするため、エッジ部分を面取りする等の処理を施すことが好ましい。

図５に示すように、第２補強部材１４には、ボルト１６が結合されている。このボルト１６を設けることで、ガイド板１２がずれたり落下したりすることを防止することができる。すなわち、ガイド板１２の位置ずれが生じようとすると、ボルト１６の先端がコーン部材１５に干渉するように構成されている。

第１面材ロール１０には、約１０００ｍ程度の長さの帯状の上面材１が巻き取られている。この状態から上面材１を引き出していくと、テンションの作用により、上面材１が蛇行（巻きずれ）し、所望の方向に供給できないという問題が発生する。すなわち、上面材１の幅方向の右側と左側とでは作用するテンションが異なることがあり、これに起因して蛇行が生じる。そこで、ロールの両端部に一対のガイド板１２を設けることで、蛇行搬送を抑制し、帯状の上面材（ＦＲＰ面材）１を連続的に供給できるようにしている。

また、上面材１の蛇行を規制するために、ガイド板１２には大きな力が作用することがあるが、第１・第２補強部材１３，１４を設けるなどして強度を持たせており、ガイド板１２を安定化させた状態で、上面材１を引き出していくことができる。

＜矯正装置＞
次に、矯正装置７に関して説明する。切断装置６でクロスカット（幅方向に沿った切断：図６参照）されると、製品としてのサンドイッチパネルＰが得られる。しかし、加熱発泡された直後でもあり、上面材１と下面材２の材質の違いにより、両者の熱膨張係数が異なるため、図７に示すように下方が凸になる反りが生じる。

一方、クロスカットされたサンドイッチパネルＰの幅方向両端部には、発泡性樹脂芯材３のはみ出しが生じているので、仕上げ加工として、搬送方向に沿って、幅方向端部を切断（サイドカット）する必要がある。このカットラインを図６にＬで示す。このサイドカットを行うときは、図７に示すような反りが生じているとうまくサイドカットを行うことができない。そこで、反りを矯正するための矯正装置７が設けられている。

なお、サイドカットを行うのは、図６に示すように一方の端部のみである。もう他方の端部は、サイドカットを行わない。他方の端部については、下面材２のはみ出し部２ａが設けられている。サンドイッチパネルＰを隣接配置するときに、このはみ出し部２ａを設けることで、波型部分を重畳させて、密閉性を高めるためである。

図８は、矯正装置７の構成を示す斜視図である。図９は、サンドイッチパネルＰの反りを矯正している状態を示す図である。

図８に示すように、サンドイッチパネルＰの幅方向両端部に対応する位置に、一対の押圧部材３０が設けられている。押圧部材３０の押圧面にはベーク材３０ａが取り付けられている。ベーク材３０ａの形状は、サンドイッチパネルＰの搬送方向に沿った細長い矩形形状を有している。押圧する位置は、図６に示すカットラインＬの幅方向の少し内側である。搬送方向に沿った長さ（所定長さ）については、反りの程度等を考慮して適宜決めることができる。

押圧部材３０は、押圧部材支持腕３１に取り付け支持されている。押圧部材支持腕３１には、円弧状の長孔３１ａが形成さえており、押圧部材３０の表面に植設されたピン３０ｂが嵌合する。この構成により、押圧部材３０の押圧部材支持腕３１に対する相対取り付け角度は、支軸３１ｂ周りに調整可能となっており、適切な姿勢でサンドイッチパネルＰを上方から押圧できるようにしている。

幅方向一対の押圧部材３０は連結部材３２により連結されることで、一体的に動作できるようにするとともに、強度も持たせている。同様の理由により、軸方向一対の押圧部材支持腕３１も連結部材３３により連結されている。なお、サイドカットは一方の端部のみであるため、押圧部材３０は片方のみに設けてもよい。両側でサイドカットを行う場合は、押圧部材３０を一対設けることが好ましい。

押圧部材支持腕３１の根元部分が、駆動腕３２に支持されている。駆動腕３２は、押えローラ３３を回転自在な状態で支持している。押えローラ３３も、押圧部材３０と同様に反りを矯正させる機能を有する。押えローラ３３は、そのローラ軸が幅方向に沿って配置されている。駆動腕３２は、支軸３２ａ周りに回転可能に支持されており、駆動シリンダ３４により駆動される。図９は、駆動シリンダ３４を駆動して、押圧部材３０と押えローラ３３により、サンドイッチパネルＰの表面を押圧し、反りの矯正を行っている状態を示している。駆動腕３２を図９の反時計方向に回転させることで、押圧部材３０と押えローラ３３を上方に退避させることができる。

押圧部材支持腕３１の根元部には長孔３１ｃが設けられ、これに対応して駆動腕３２にはネジ穴３２ｂが設けられる。これにより、押圧部材３０と押えローラ３３の相対高さ位置を調整することができる。

＜サイドカットを行うまでの手順＞
次に、サイドカットを行うまでの手順を簡単に説明する。ダブルコンベア５を通過してきた長尺状のサンドイッチパネルＰは、幅方向にクロスカットされることで、製品としてのサンドイッチパネルＰを得ることができる。次に、サイドカットを行うが、反りを矯正した状態で行うため、サンドイッチパネルＰを矯正装置７に送り込む。最初にサンドイッチパネルＰの搬送方向の先頭側の端部が押えローラ３３により押圧され始める。サンドイッチパネルＰが搬送されていくと、幅方向端部において押圧部材３０による反りの矯正が開始されると共に、サイドカットが行われる。

以上のような矯正装置７を設けることで、サンドイッチパネルＰの反りを矯正することができ、サイドカットをスムーズに行うことができる。特に、押えローラ３３のみでは十分に反りを強制できないような場合、さらに、押圧部材３０を追加して設けているので、確実に反りを矯正することができる。サイドカットの方法については、従来と同じであるので、説明を省略する。

＜別実施形態＞
本実施形態では、上下面材がＦＲＰ面材と鋼板から構成されるサンドイッチパネルについて説明したが、両面がＦＲＰ面材の場合にも、本発明は適用できるものである。また、本実施形態では、上面材１がＦＲＰ面材で下面材２が鋼板であるが、これを逆の配置にしてもよい。

１ ＦＲＰ面材（上面材）
２ 鋼板面材（下面材）
２ａ はみ出し部
３ 発泡性樹脂芯材
５ ダブルコンベア
６ 切断装置
７ 矯正装置
８ 集積装置
１０ 第１面材ロール
１１ 紙管
１２ ガイド板
１３ 第１補強部材
１４ 第２補強部材
１５ コーン部材
２０ 第２面材ロール
３０ 押圧部材
３０ａ ベーク板
３１ 押圧部材支持腕
３２ 駆動腕
３３ 押えローラ
３４ 駆動シリンダ
Ｌ サイドカットのライン
Ｐ サンドイッチパネル

Claims (2)

1. 上下両面に対向配置された面材のうち、少なくとも一方が繊維強化樹脂製の面材により構成され、これら面材間に発泡性樹脂芯材が発泡成形されてなるサンドイッチパネルを製造するためのサンドイッチパネル製造方法であって、
   帯状の下面材を供給する工程と、
   帯状の上面材を供給する工程と、
   搬送される帯状の下面材の上に発泡性樹脂芯材の発泡原液組成物を供給する工程と、
   供給された発泡原液組成物の発泡処理を行いながら下面材及び上面材を搬送する工程と、
   前記発泡処理が行われた帯状のサンドイッチパネルを搬送方向と直交する方向に切断する工程と、
   前記切断工程の後、サンドイッチパネルの表面を押さえつけて反りを矯正する工程と、
   反りを矯正した状態で、幅方向両端部からはみ出た発泡性樹脂芯材を除去する工程と、
   を有し、
   前記下面材及び／又は上面材を供給する工程は、ロールに巻き取り収容された帯状の繊維強化樹脂製の面材を引き出す工程であり、この引き出し工程において面材の蛇行を防止する工程を有し、
   前記反りを矯正する工程において、サンドイッチパネルを搬送しつつ、サンドイッチパネルの搬送方向に沿った所定長さを押圧可能な一対の押圧部材を用いて前記表面の幅方向両端部を押圧することを特徴とするサンドイッチパネル製造方法。
2. 前記繊維強化樹脂製の面材ロールの幅方向両端部に蛇行防止用のガイド部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のサンドイッチパネル製造方法。
   

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