JP5779141B2 - 断熱パネルの製造方法 - Google Patents
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例えば、下記特許文献1では、外装枠体内にウレタン樹脂やシリコン樹脂を発泡させた断熱材を設けた断熱パネルが提案されている。この断熱パネルは、その外装枠体を、内枠材および外枠材と、これら内枠材と外枠材との内端縁に係合してこれらを接合する遮温体と、内装面材および外装面材と、により構成し、その内部に断熱材が充填される空洞部を設けた構造としている。また、この断熱パネルでは、遮温体を合成樹脂により成形し、アルミニュームからなる内枠材と外枠材との間の断熱作用を行うものとしている。
また、本発明においては、前記枠材を上方側に開口させた状態で、この枠材と前記発泡系材料を注入する注入機とを相対的に移動させながら前記注入工程を行い、次いで、該発泡系材料が硬化する前に、該枠材の上方側に前記裏面材を配してその上方側から押圧し、厚さを規制した状態で前記発泡系材料を硬化させるようにしてもよい。
また、本発明においては、前記枠材に真空断熱材を収容させる工程を更に備えていてもよい。
また、本発明においては、前記枠材の両側面部に、外方側に向けて開口し、隣接する断熱パネル同士を接合する際に接合実部材が挿入される係合凹溝をそれぞれに設け、前記分断工程において、これら両側の係合凹溝の溝底部を除去するようにして分断するようにしてもよい。
図1〜図5は、本実施形態に係る断熱パネルの製造方法の一例及び同製造方法により製造された断熱パネルの一例を模式的に示す図である。
本実施形態に係る断熱パネルの製造方法により製造された断熱パネル1は、図1(b)、(c)に示すように、略矩形平板状とされている。
この断熱パネル1は、枠材11と、この枠材11内に充填された断熱材21と、枠材11の裏面側に貼着された裏面材23と、を備えている。また、本実施形態では、断熱パネル1は、枠材11内に収容された真空断熱材22と、枠材11の表面側に積層された表面材24と、を更に備えている。
この断熱パネル1(枠材11)の幅や長さ寸法は、当該断熱パネル1が用いられる対象等に応じて適宜、設定するようにしてもよい。例えば、当該断熱パネル1を、内装建材として用いる場合には、幅寸法を300mm〜900mm程度、長さ寸法を900mm〜2400mm程度としてもよい。また、この断熱パネル1の厚さ寸法は、当該断熱パネル1が用いられる対象や、必要とされる断熱性等に応じて適宜、設定するようにしてもよい。例えば、上記同様、当該断熱パネル1を内装建材として用いる場合には、枠材11の厚さ寸法を10mm〜30mm程度、裏面材23の厚さ寸法を0.01mm〜1mm程度、表面材24の厚さ寸法を3mm〜15mm程度としてもよい。
本実施形態では、枠材11は、表面部12の幅方向両側縁に両側面部13,13を一連に設けた構造とされている。また、本実施形態では、枠材11は、その長手方向両側端部に端面部を設けずに、長手方向両外方側にも開口した形状とされている。
また、本実施形態では、枠材11の両側面部13,13の裏面側縁に、互いに向き合う方向に突出する裏側片部14,14をそれぞれ一連に設けている。この枠材11の表面部12、両側面部13,13及び両裏側片部14,14は、互いに略同厚さ寸法とされており、例えば、0.1mm〜1mm程度の比較的に薄い厚さ寸法とされたものとしてもよい。
なお、分断部15,15の断熱パネル1の厚さ方向に沿う寸法は、枠材11の両側面部13,13が断熱パネル1の厚さ方向に沿う熱橋(ヒートブリッジ)となることを抑制する観点等から適宜、設定するようにしてもよい。例えば、分断部15,15の断熱パネル1の厚さ方向に沿う寸法を、0.5mm〜10mm程度としてもよく、0.5mm〜5mm程度の比較的に小さい寸法としてもよい。
この断熱材21は、後記するように注入される発泡系材料20が発泡、硬化した発泡系(フォーム系)断熱材とされている。
発泡系材料20としては、ウレタン樹脂やポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、フェノール樹脂等の合成樹脂に、発泡剤や、必要に応じて硬化剤や難燃剤等を含有させた発泡樹脂系材料としてもよい。また、発泡系材料20としては、発泡ゴム系材料や、炭酸カルシウム等を原料とする無機質系発泡材料としてもよい。本実施形態では、発泡系材料20を、硬質発泡ウレタンとしている。
この真空断熱材22としては、芯材をガスバリア性の包装材で外装して真空吸引することにより形成されたものとしてもよい。芯材としては、熱伝導率の比較的に低い材料を用いた連続気泡のウレタンフォームやスチレンフォーム、フェノールフォーム等の発泡体からなるものとしてもよい。または、芯材としては、各種フォーム材を粉砕したものやシリカ、アルミナ、パーライト等の粉粒体からなるものとしてもよく、グラスファイバー、グラスウール、ロックウール、セルロースファイバー等の繊維体からなるものとしてもよい。さらには、上記した各種の発泡体や粉粒体、繊維体を混合して芯材として用いるようにしてもよい。包装材としては、ガスバリア性のある金属フィルム等としてもよい。または、外層側に樹脂フィルム等の保護層、中間に金属フィルムや金属蒸着層等のガスバリア層、内層側(芯材側)に熱溶着性を有した樹脂フィルム等の熱溶着層を有した積層フィルム(シート)を包装材として用いるようにしてもよい。
この裏面材23としては、金属系材料や合成樹脂系材料、無機質系材料等からなるものとしてもよい。また、上記のように、比較的に薄い厚さ寸法とされたアルミニウムシート(フィルム)等の金属シート(フィルム)や、樹脂シート(フィルム)、炭酸カルシウム紙等の紙材を裏面材23として用いるようにしてもよい。
この表面材24としては、当該断熱パネル1が用いられる対象等に応じて、適宜の材料からなるものとしてもよい。例えば、当該断熱パネル1を、内装建材として用いる場合には、石膏ボードや、けい酸カルシウム板、火山性ガラス質複層板等の無機質系ボードを表面材24として用いるようにしてもよい。または、合板やLVL等の木質積層板や、パーティクルボード等の木片ボード、インシュレーションボードやMDF(中密度繊維板)等の木質繊維板などの木質系ボードを表面材24として用いるようにしてもよい。さらには、当該断熱パネル1の断熱性をより向上させるために、硬質発泡ウレタンボード等の断熱ボードを表面材24として用いるようにしてもよい。
また、この表面材24としては、その表面に、突板や樹脂シート等の表面化粧シートの貼着や、塗装等によって表面処理が施されたものとしてもよい。
本実施形態に係る断熱パネルの製造方法は、図1〜図3に示すように、枠材11に、上記した発泡系断熱材21となる発泡系材料20を注入する注入工程と、枠材11の裏面側に、上記した裏面材23を貼着する貼着工程と、を備えている。また、断熱パネルの製造方法は、注入された発泡系材料20が発泡して硬化した後に、枠材11の両側面部13,13をパネル厚さ方向に分断して上記した分断部15,15を形成する分断工程を備えている。
また、本実施形態では、断熱パネルの製造方法は、枠材11を上方側に開口させた状態で、この枠材11と発泡系材料20を注入する注入機5(図3参照)とを相対的に移動させながら注入工程を行うようにしている。つまり、枠材11を、その表面部12の裏面を上向きに配した状態で、注入工程を行うようにしている。また、断熱パネルの製造方法は、この注入工程を行い、次いで、発泡系材料20が硬化する前に、枠材11の上方側に裏面材23を配してその上方側から押圧し、厚さを規制した状態で発泡系材料20を硬化させるようにしている。つまり、本実施形態では、裏面材23の貼着工程を、注入工程の前や、発泡系材料20の硬化後ではなく、注入工程の後に注入された発泡系材料20が完全に硬化する前に行うようにしている。
また、本実施形態では、断熱パネルの製造方法は、連続的に長尺に形成された枠材11に対して、その長手方向に沿って適宜の間隔を空けて真空断熱材22を収容させ、上記注入工程及び貼着工程を実行した後、当該製造方法によって製造される断熱パネル1が上記のような長さ寸法となるように切断する切断工程を更に備えている。
このパネル製造装置2は、枠材形成工程を実行する枠材形成装置4と、注入工程を実行する注入機5と、貼着工程を実行する裏面材繰出機6及び裏面材押圧装置7と、切断工程を実行する切断機8と、を搬送装置3の上流側から下流側に向けてこの順に配した構成とされている。
または、枠材形成装置4としては、押出成形等によって枠材11を形成する押出装置としてもよい。この場合は、押出装置の下流側に搬送装置3を配設するようにしてもよい。このようなロールフォーミングや押出成形等の連続成形によって枠材11を形成する態様とすることで、同一断面形状の長尺の枠材11を効率的に形成することができる。
また、図例では、枠材形成装置4において収容工程を行うような態様としているが、形成された枠材11に真空断熱材22を収容させる収容装置等を別途、設けるようにしてもよく、作業者等が適宜、真空断熱材22を収容する態様としてもよい。
本実施形態では、この注入機5に対して枠材11を搬送装置3で搬送しながら、つまり、注入機5と枠材11とを相対的に移動させながら、発泡系材料20を枠材11に注入するようにしている。なお、枠材11に対して注入機5のノズルを適宜の移動手段によって移動させながら発泡系材料20を枠材11に注入する態様としてもよい。
また、この注入機5による発泡系材料20の注入量は、発泡、硬化した状態で、枠材11と裏面材23とによって囲まれた空間に概ね全域に亘って充填されるよう適宜、設定するようにしてもよい。また、本実施形態のように、真空断熱材20を収容させた場合には、上記空間内に収容された真空断熱材22を除いた概ね全域に亘って充填されるよう適宜、設定するようにしてもよい。
この裏面材繰出機6は、上記のように搬送される枠材11の長手方向に沿ってその上方側(裏面側)に裏面材23を載置するように繰り出して配する構成とされている。なお、裏面材23を枠材11の上方側に配する装置としては、このような裏面材23を連続的に繰り出す裏面材繰出機6に限られず、適宜の長さ寸法とされた裏面材23を枠材11の上方側に載置して配する載置装置等としてもよい。
この裏面材押圧装置7は、図例では、枠材11を上方側及び下方側から押圧し、発泡系材料20の発泡に伴う裏面材23の上方側への膨らみや変形等を防止する押圧コンベア対7a,7bを備えている。なお、裏面材押圧装置7としては、枠材11を上方側及び下方側から押圧するものに限られず、搬送装置3や基台等の載置対象に載置された枠材11に対して上方側からのみ押圧するものとしてもよい。つまりは、上方側に配された裏面材23を、その上方側から枠材11の上面(裏面)に押し付け、厚さを規制、つまり、膨らみや変形等を規制するものであればよい。
また、裏面材押圧装置7は、この押圧コンベア対7a,7bによって下流側に向けて搬送しながら発泡系材料20を加熱し、硬化させる加熱器を備えている。なお、裏面材押圧装置7としては、このように搬送しながら硬化させる態様に限られず、発泡系材料20が注入され、その上方側に裏面材23が配された枠材11を停止させて硬化させる態様としてもよい。また、加熱して硬化させる態様に限られず、少なくとも上方側から押圧し、上記のように厚さを規制した状態で常温硬化させる態様としてもよい。
このように適宜の長さとされた断熱パネル材を、搬送装置9によって次工程となる分断工程に向けて搬送するようにしてもよい。
なお、この分断工程の実行は、上記のように枠材11に注入された発泡系材料20が硬化した後であればいつでもよい。例えば、分断工程を、上記のような切断工程の前に行ったり、または、切断工程とともに行うようにしてもよい。さらには、施工現場等において分断工程がなされるものとしてもよい。
なお、この積層工程は、分断工程の後に行う態様に限られず、枠材形成工程の後であればいつでもよい。
上記のような各工程を経て、図1(c)に示すように、上記した断熱パネル1が製造される。
また、注入された発泡系材料20が発泡して硬化した後に枠材11の両側面部13,13をパネル厚さ方向に分断するようにしているので、断熱性を向上し得る断熱パネル1を効率的に製造することができる。つまり、比較的に熱伝導率の高い金属系材料から形成された枠材11の両側面部13,13がパネル厚さ方向に分断されるため、枠材11の両側面部13,13が熱橋(ヒートブリッジ)となるようなことを抑制することができ、断熱性を向上し得る断熱パネル1を製造することができる。また、注入された発泡系材料20が発泡して硬化した後に分断するようにしているので、枠材11の両側面部13,13の堰としての機能を阻害することなく効率的に断熱パネル1を製造することができる。つまり、断熱作用を行う遮温体等の接合部材を設けたり、これを枠材に組み付けたりする必要がなく、金属系材料から形成された枠材11に断熱材21となる発泡系材料20を注入して断熱性を向上し得る断熱パネル1を効率的に製造することができる。
なお、上記した例との相違点について主に説明し、同様の構成については、その説明を省略または簡略に説明する。
本変形例では、上記した分断工程の前に、枠材11A(11B)の両側面部13A,13A(13B,13B)に分断する際に補助となる分断補助部17(17A)を形成する補助工程を更に備えている。この補助工程は、上記した注入工程の前に行うようにしてもよい。例えば、枠材形成工程の前後や、枠材形成工程とともに行うようにしてもよい。
また、図4(c)に示すように、枠材11Bの内面に沿わせるようにシート19を設けるようにしている。このシート19としては、発泡系材料20の通過を阻止するものであればよく、例えば、上記同様の樹脂シートや金属シート等を採用するようにしてもよい。このようなシート19を設けておくことで、枠材11Bの両側面部13B,13Bのそれぞれに上記のようなミシン目17A,17Aを設け、この後に、注入工程を行う場合にも、発泡系材料20の枠材11Bの両側面部13B,13Bからの染み出しを防止することができる。
また、本変形例では、分断補助部17,17(17A,17A)を形成する補助工程を備えているので、枠材11A(11B)の両側面部13A,13A(13B,13B)をパネル厚さ方向に分断する際における作業性を向上させることができる。また、このような分断補助部17,17(17A,17A)を設けることで、例えば、上記した分断工程を施工現場等において行う際にも容易に行うことができる。
なお、分断補助部17,17(17A,17A)としては、上記した薄厚部17,17やミシン目17A,17Aに限られず、枠材11A(11B)の両側面部13A,13A(13B,13B)を分断する際に補助となるものであればどのようなものでもよい。
本変形例では、図5(c)に示すように、枠材11Cの両側面部13C,13Cに、隣接する断熱パネル1A,1A同士を接合する接合実部材25が挿入される係合凹溝18,18をそれぞれ外方側に向けて開口するように設けている。また、本変形例では、上記した分断工程において、これら両側の係合凹溝18,18の溝底部18a,18aを除去するようにして分断するようにしている。
これら両側面部13C,13Cの係合凹溝18,18は、図5(a)に示すように、両側面部13C,13Cを枠材11Cの幅方向内方側に屈曲させるように形成されている。これら係合凹溝18,18は、上記した枠材形成工程において形成するようにしてもよい。
また、図5(b)に示すように、枠材11Cに注入された発泡系材料20が発泡して硬化した後に、上記した分断工程と同様にして、これら両側の係合凹溝18,18の溝底部18a,18aを除去するようにして分断し、分断部15A,15Aを設けるようにすればよい。
また、本変形例では、枠材11Cの両側面部13C,13Cに接合実部材25が挿入される係合凹溝18,18をそれぞれに設けているので、隣接する断熱パネル1A,1A同士を接合する際における作業性を向上し得る断熱パネル1A,1Aを製造することができる。
なお、本変形例に係る断熱パネルの製造方法において、上記した分断補助部17(17A)を形成する補助工程を更に備えていてもよい。この場合は、係合凹溝18,18の溝底部18a,18aの溝幅方向両側等に、分断補助部17(17A)を設けるようにしてもよい。
また、本実施形態では、上記したように、パネル製造装置2を用い、枠材形成工程、収容工程、注入工程、貼着工程及び切断工程の各工程を連続的に行う態様とした例を示しているが、このような態様に限られず、種々の装置、態様によって各工程を行うようにしてもよい。
また、本実施形態では、注入工程に次いで裏面材23を貼着して厚さを規制した状態で発泡系材料20を硬化させるようにした例を示しているが、このような態様に限られない。例えば、裏面材23の貼着工程を、注入工程の前や、発泡系材料20の硬化後等に行うようにしてもよい。この場合は、適宜、必要に応じて、注入機5の注入態様等を変形したり、硬化した発泡系材料20つまりは断熱材21の枠材11,11A,11B,11Cからの食み出し部位を切除したりするようにしてもよい。
また、本実施形態では、枠材11,11A,11B,11Cの両側面部13,13,13A,13A,13B,13B,13C,13Cに、裏側片部14,14を設けた例を示しているが、このような裏側片部14,14を設けないようにしてもよい。この場合は、枠材11,11A,11B,11Cの両側面部13,13,13A,13A,13B,13B,13C,13Cの両裏面側端面に裏面材23を貼着するようにしてもよい。または、枠材11,11A,11B,11Cの両側面部13,13,13A,13A,13B,13B,13C,13Cの外方側側面の一部に至るように裏面材23を貼着する態様等としてもよい。
11,11A,11B,11C 枠材
12 表面部
13,13A,13B,13C 側面部
17 薄厚部(分断補助部)
17A ミシン目(分断補助部)
18 係合凹溝
18a 溝底部
20 発泡系材料
21 断熱材
22 真空断熱材
23 裏面材
25 接合実部材
5 注入機
Claims (5)
- パネル厚さ方向一方側に開口するように表面部及び両側面部を有した金属系材料から形成された枠材に断熱材となる発泡系材料を注入する注入工程と、該枠材の裏面側に裏面材を貼着する貼着工程と、注入された前記発泡系材料が発泡して硬化した後に前記枠材の両側面部をパネル厚さ方向に分断する分断工程と、を備えていることを特徴とする断熱パネルの製造方法。
- 請求項1において、
前記分断工程の前に、前記枠材の両側面部に分断する際に補助となる分断補助部を形成する補助工程を更に備えていることを特徴とする断熱パネルの製造方法。 - 請求項1または2において、
前記枠材を上方側に開口させた状態で、この枠材と前記発泡系材料を注入する注入機とを相対的に移動させながら前記注入工程を行い、次いで、該発泡系材料が硬化する前に、該枠材の上方側に前記裏面材を配してその上方側から押圧し、厚さを規制した状態で前記発泡系材料を硬化させることを特徴とする断熱パネルの製造方法。 - 請求項1乃至3のいずれか1項において、
前記枠材に真空断熱材を収容させる工程を更に備えていることを特徴とする断熱パネルの製造方法。 - 請求項1乃至4のいずれか1項において、
前記枠材の両側面部に、隣接する断熱パネル同士を接合する接合実部材が挿入される係合凹溝をそれぞれ外方側に向けて開口するように設け、前記分断工程において、これら両側の係合凹溝の溝底部を除去するようにして分断することを特徴とする断熱パネルの製造方法。
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