JP6072874B2

JP6072874B2 - サンドイッチパネルの製造装置

Info

Publication number: JP6072874B2
Application number: JP2015186737A
Authority: JP
Inventors: 勇加治屋; 芳敬小野
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Coated Sheet Corp
Current assignee: Nippon Steel Coated Sheet Corp
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2031-06-01
Also published as: JP2016040127A

Description

本発明は、外皮の間に芯材を充填して形成されるサンドイッチパネルの製造装置に関するものである。

従来より、二枚の金属外皮の間に断熱材などの芯材を挟み込んで充填したサンドイッチパネルが製造されている（例えば、特許文献１参照）。このようなサンドイッチパネルを製造するにあたっては、次のような工程が考えられる。

まず、サンドイッチパネルの注文長さに応じて、コイルから二枚の金属板を切り出し、所定の成形を施して金属外皮を作製する。また、芯材であるロックウール等を所定の長さに切り出す。次に、一方の金属外皮に接着剤を塗布する。次に、この金属外皮の接着剤を塗布した面に芯材を載置する。次に、他方の金属外皮に接着剤を塗布する。次に、この他方の金属外皮の接着剤を塗布した面を、一方の金属外皮に載置した芯材の上面に重ね合せる。この後、ダブルコンベア等の加熱加圧装置を用いて二枚の金属外皮の間に芯材を挟んだ状態で加熱加圧する。これにより、接着剤を硬化させて二枚の金属外皮と芯材とを接着して一体化する。このようにしてサンドイッチパネルを製造することができる。

特開平１１−２５６７９８号公報

しかし、上記の製造方法では、二枚の金属外皮と芯材とを重ね合せた後、加熱加圧するまでの間は接着剤が硬化していないため、加熱加圧装置への搬送中や加熱加圧時に金属外皮と芯材とが位置ずれを起こすことがあり、サンドイッチパネルの寸法精度不良やサンドイッチパネルとしての機能（例えば防水機能）の低下が発生するおそれがあった。

そこで、二枚の金属外皮を粘着テープで仮止めした後、加熱加圧することも考えられるが、この場合、金属外皮の前端と後端の二カ所に人員を配置し、二枚の金属外皮と芯材とを重ね合せた状態で搬送を一時停止し、手作業で粘着テープを貼り付けなければならず、人件費の悪化や生産性の低下という問題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、金属外皮と芯材との位置ずれを低減することにより寸法精度不良や機能低下を少なくすることができ、また、省力化により低コスト化と生産性の向上とを図ることができるサンドイッチパネルの製造装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係るサンドイッチパネルの製造装置は、二枚の金属外皮の間に芯材を充填して形成されるサンドイッチパネルの製造装置であって、前記二枚の金属外皮と前記芯材との積層体に対して仮止め接着剤を供給するための仮固定装置を備え、前記仮固定装置は、前記二枚の金属外皮の端部に前記仮止め接着剤を供給するための噴射ノズルを備え、前記二枚の金属外皮の端部に供給された前記仮止め接着剤で前記二枚の金属外皮の端部同士が仮止めされることを特徴とするものである。

前記噴射ノズルは前記仮止め接着剤を略円形に供給可能であることが好ましい。

前記仮止め接着剤がホットメルト接着剤であり、前記二枚の金属外皮の端部に供給された前記仮止め接着剤にエアーを供給するためのエアーノズルを備えていることが好ましい。

前記仮止め接着剤が供給された積層体を長手方向と直交する方向に搬送するための横送コンベアを備えていることが好ましい。

本発明では、仮固定装置で供給される仮止め接着剤で、二枚の金属外皮の端部同士を仮固定することにより、金属外皮と芯材とを固着用接着剤で接着するまでに、金属外皮と芯材とが位置ずれしにくくすることができ、寸法精度不良や機能低下を少なくすることができるものである。また、手作業で粘着テープを着脱する作業を軽減することができ、省力化により低コスト化と生産性の向上とを図ることができるものである。

サンドイッチパネルの一部を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。サンドイッチパネルの一例を示す斜視図である。金属外皮の一例を示す断面図である。他の金属外皮の一例を示す断面図である。本発明の製造装置の一例を示す概略図である。同上の製造工程の一部を示す断面図である。同上の製造工程の一部を示す断面図である。同上の製造工程の一部を示す断面図である。同上の反転機の一例を示す概略図である。同上の製造工程の一部を示す断面図である。同上の仮止め装置の一例を示す概略図である。同上の製造工程の一部を示す断面図である。同上の加熱加圧装置の一例を示す概略図である。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。

本発明で製造されるサンドイッチパネルＡの一例を図２に示す。このサンドイッチパネルＡは二枚の金属外皮１、２の間に芯材３を充填して形成されている。サンドイッチパネルＡの上端には嵌合凸部４が横方向の全長にわたって形成されている。また、サンドイッチパネルＡの表面には嵌合凸部４の直ぐ下側において溝部５が横方向の全長にわたって形成されている。さらに、サンドイッチパネルＡの表面には溝部５の直ぐ下側において段部６が横方向の全長にわたって形成されている。段部６は溝部５よりも表面側に突出し、サンドイッチパネルＡのパネル本体６１の表面よりも凹んで形成されている。尚、パネル本体６１はサンドイッチパネルＡの上端部と下端部とを除く部分であって、サンドイッチパネルＡの中央部を含む平板状部分をいう。また、サンドイッチパネルＡの下端には嵌合凹部７が形成されている。嵌合凹部７はサンドイッチパネルＡの下端面に開口して形成されている。施工時に隣接するサンドイッチパネルＡ、Ａは嵌合凸部４と嵌合凹部７とが嵌合されて接続される。尚、上記では、サンドイッチパネルＡの上端に嵌合凸部４が、下端に嵌合凹部７が形成された場合について説明したが、これに限らず、サンドイッチパネルＡの一側端部に嵌合凸部が、他側端部に嵌合凹部が形成されていてもよい。

二枚の金属外皮１、２のうち、一方の金属外皮１はサンドイッチパネルＡの屋外側面等の表面側を構成する表面外皮として形成され、他方の金属外皮２はサンドイッチパネルＡの屋内側面等の裏面側を構成する裏面外皮として形成されている。金属外皮１、２は平板状の金属板にロール成形等などの加工を施して所定の形状に形成されている。金属外皮１、２は従来から建材を形成する際に使用される金属板で形成することができ、例えば、鋼板、亜鉛めっき鋼板、ガルバリウム鋼板（登録商標）、塗装鋼板などを挙げることができる。金属外皮１、２の板厚も特に限定は無く、例えば、０．３〜２．０ｍｍとすることができる。

図３に示すように、表面外皮となる金属外皮１は、サンドイッチパネルＡの上端面の表面側部分を構成する上端片８と、上端片８の端部から略鉛直下向きに折り曲げて形成された嵌合凸部片９と、嵌合凸部片９の下端から金属外皮１の裏面側に突出して形成された略コ字状の溝部形成片１０と、溝部形成片１０の下端部から略鉛直下向きに突設された略Ｌ字状の段部形成片１１と、段部形成片１１の下端部から略鉛直下向きに突設された本体片１２と、本体片１２の下端からその裏面側で略鉛直上向きに折り返して形成された嵌合凹部側片１３と、嵌合凹部側片１３の上端から本体片１２と反対側に向かって突設された嵌合凹部底片１４とを備えて構成されている。

図４に示すように、裏面外皮となる金属外皮２は、サンドイッチパネルＡの上端面の裏面側部分を構成する上端片１５と、上端片１５の端部から略鉛直下向きに折り曲げて形成された嵌合凸部片１６と、嵌合凸部片１６の下端から金属外皮２の表面側に突出して形成された突出片１７と、突出片１７の端部から略鉛直下向きに突設された本体片１８と、本体片１８の下端からその裏面側で略鉛直上向きに折り返して形成された嵌合凹部側片１９と、嵌合凹部側片１９の上端から本体片１８と反対側に向かって突設された嵌合凹部底片２０とを備えて構成されている。

金属外皮１の嵌合凹部側片１３は金属外皮２の嵌合凹部側片１９よりも長く形成されている。また、金属外皮１の本体片１２の下部と嵌合凹部側片１３との間の空間は係止部２１として形成されており、金属外皮２の本体片１８の下部と嵌合凹部側片１９との間の空間も係止部２２として形成されている。

芯材３としては断熱性を有することが好ましく、さらに、防火性や耐火性を有するものであることが好ましい。具体的には、芯材３としてはロックウールやグラスウールなどの無機繊維材や、ウレタンフォームやフェノールフォームなどの樹脂発泡体の成形体等を用いることができる。芯材３はサンドイッチパネルＡの全体にわたって一枚物であっても良いし、複数個のブロック状物を並設して芯材３を形成しても良い。また、サンドイッチパネルＡの端部（特に、上端部と下端部）には、上記無機繊維材や樹脂発泡体よりも耐火性の高い材料で形成された芯材３を用いることができ、例えば、石膏や珪酸カルシウムなどの無機材料からなる芯材３を用いることができる。

そして、上記のようなサンドイッチパネルＡを製造するにあたっては、図５に示すような装置を用いて、以下のように行うことができる。まず、所定の形状に成形された表面外皮の金属外皮１を組み付け設備３０にセットする。このとき、裏面外皮の金属外皮２をセットしても良いが、後述の補強材３１の取り付けの作業性等を考慮して表面外皮の金属外皮１をセットする。また、図６に示すように、金属外皮１はその裏面（芯材３と接着する方の面）を上方に向けて配置され、その裏面には固着用接着剤６２がほぼ全面にわたって塗布されている。固着用接着剤６２は金属外皮１と芯材３とを強固に接着し、長期間にわたってサンドイッチパネルＡとしての構造を保持するためのものである。固着用接着剤６２としては、例えば、有機系接着剤ではウレタン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂（尿素樹脂）、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化型樹脂接着剤を用いることができ、無機系接着剤ではケイ酸ソーダ、ポリリン酸等を用いることができる。

次に、組み付け設備３０にセットした金属外皮１に補強材３１を取り付ける。補強材３１はサンドイッチパネルＡの横方向と略同等の長さに形成されている。また、補強材３１は金属外皮１、２と同様の金属板を屈曲して形成されており、一対の挿入片３２、３３と、挿入片３２と挿入片３３との一端部を連結する連結片３４とで断面略コ字状に形成されている。そして、一対の挿入片３２、３３のうち、長い方の挿入片３２を金属外皮１の係止部２１に差し込んで係止することにより、金属外皮１に補強材３１を取り付けることができる。また、組み付け設備３０にセットした金属外皮１に芯材３を配設する。この場合、芯材３を金属外皮１の上面（固着用接着剤６２を塗布した裏面）に載置する。このようにして図７に示すように、金属外皮１に補強材３１と芯材３とを取り付ける。

次に、図８に示すように、金属外皮１の上面に配置した芯材３の上に裏面外皮となる金属外皮２を配設する。この金属外皮２は所定の形状に成形されており、組み付け設備３０の側方にある反転機６３により芯材３の上に被せて配置される。図９に示すように、反転機６３は、Ｌ型のアーム３５と、このアーム３５に設けた吸盤等の保持具３６とを備えて形成されており、アーム３５は軸部３７を中心として上下に回動駆動自在に形成されている。そして、金属外皮２はその裏面（芯材３と接着する方の面）を上側にして保持具３６に載置されて保持されている。この金属外皮２の裏面には上記と同様の固着用接着剤６２が全面にわたって塗布されている。この状態で軸部３７を中心としてアーム３５を回転させることにより、金属外皮２を上下に反転させながら金属外皮１に配置した芯材３の上方に位置させる。この後、保持具３６による金属外皮２の保持を解除することによって、金属外皮２を芯材３の上面に配置する。また、金属外皮２の係止部２２を補強材３１の短い方の挿入片３３に差し込んで係止する。このようにして図１０に示すように、二枚の金属外皮１、２の間に芯材３が配置された積層体３８を形成することができる。

このように形成される積層体３８において、金属外皮１の上端片８の先端面と金属外皮２の上端片１５の先端面とが対向し、金属外皮１の嵌合凸部片９と金属外皮２の嵌合凸部１６とが対向配置される。また、上端片８、１５と嵌合凸部片９、１５及び嵌合凸部片９と嵌合凸部片１５の間の芯材３とでサンドイッチパネルＡの嵌合凸部４が形成される。また、溝部形成片１０でサンドイッチパネルＡの溝部５が形成される。また、段部形成片１１でサンドイッチパネルＡの段部６が形成される。また、金属外皮１の本体片１２と金属外皮２の本体片１８が対向し、本体片８、１２及び本体片８と本体片１２の間の芯材３でパネル本体６１が形成される。また、金属外皮１の嵌合凹部底片１４の先端面と金属外皮２の嵌合凹部底片２０の先端面とが対向し、金属外皮１の嵌合凹部側片１３の上部と金属外皮２の嵌合凹部側片１９とが対向配置され、嵌合凹部底片１４、２０及び嵌合凹部側片１３の上部と嵌合凹部側片１９とで囲まれる空間により、サンドイッチパネルＡの嵌合凹部７が形成される。また、金属外皮１と金属外皮２とが補強材３１により嵌合凹部７側において全長にわたって連結される。

次に、図５に示すように、積層体３８をローラなどの搬送コンベア３９を用いて仮固定装置４０にまで搬送する。仮固定装置４０は仮止め接着剤４１を積層体３８に供給するものである。仮止め接着剤４１としては、ホットメルト接着剤を用いることができ、加熱により溶融し、常温等に温度が下がると固化するものを用いることができる。例えば、仮止め接着剤４１としては８０〜３５０℃で溶融し、常温で固化するものを用いることができる。また、金属外皮１と金属外皮２の仮止めを強固に行うために、後述の加熱加圧成形の際にも流動しにくく、ある程度の接着性や保形性を有することが好ましい。また、仮止め接着剤４１は金属外皮１、２に使用可能な各種金属板に対して接着性乃至は粘着性を有し、オープンタイムが比較的長いものであることが好ましい。

仮止め接着剤４１は図１１に示す仮固定装置４０の溶融装置４２で加熱されて溶融されている。溶融された仮止め接着剤４１は供給管４３を通じて噴射ノズル４４に供給されている。噴射ノズル４４は可動部４５に設置されており、可動部４５はボールねじ４６に装着されている。また、ボールねじ４６は設置台４７の上に設けられており、モータ等の駆動部４８により回転駆動自在に形成されている。さらに、エアーノズル４９が噴射ノズル４４の直ぐ横に配置されており、可動部４５に設けられている。そして、駆動部４８の駆動によりボールねじ４６が回転することにより可動部４５がボールねじ４６の長手方向と略平行な方向に移動自在に形成されている。この可動部４５の移動に伴って噴射ノズル４４及びエアーノズル４９を所望の位置に配置することができる。

そして、上記の積層体３８は嵌合凹部７側の一端部が噴射ノズル４４と向き合うように配置され、この状態で噴射ノズル４４から溶融した仮止め接着剤４１が噴射される。図１（ａ）（ｂ）に示すように、噴射された仮止め接着剤４１は、金属外皮１の嵌合凹部底片１４の表面と、金属外皮２の嵌合凹部底片２０の表面、及び嵌合凹部底片１４、２０の先端部の間から露出する補強材３１の連結片３４の表面とにわたって付着する。この後、自然放冷よりも短時間で冷却するために、エアーノズル４９からエアーが噴射され、嵌合凹部底片１４、２０と連結片３４とにわたって付着した仮止め接着剤４１が冷却されて固化する。これにより、金属外皮１の端部の嵌合凹部底片１４と金属外皮２の端部の嵌合凹部底片２０と補強材３１とが嵌合凹部７側において仮止めされる。この場合、仮止め接着剤４１の付着量はサンドイッチパネルＡの厚みや大きさなどによって適宜設定可能であるが、例えば、５〜３０ｇ／ｍ^２とすることができる。また、仮止め接着剤４１は積層体３８の横方向（長手方向）の複数の箇所に付着させることができる。これにより、金属外皮１と金属外皮２と補強材３１との仮止めの強度を向上させることができる。この場合、駆動部４８の駆動によりボールねじ４６を回転させて可動部４５をボールねじ４６の長手方向と略平行な方向に沿って移動させ、積層体３８の長手方向（積層体３８の搬送方向と同じ）の所望の位置に噴射ノズル４４及びエアーノズル４９を配置し、この後、仮止め接着剤４１の噴射及びエアーの噴射を上記と同様に行うことができる。尚、積層体３８への仮止め接着剤４１の供給量（噴射量）は、噴射ノズル４４に設けた電磁弁等の開閉時間や仮止め接着剤４１の噴射時の温度やエアーノズル４９からのエアーの噴射量などで調整することができる。また、仮止め装置４０はタッチパネル等で操作可能とし、この操作で仮止め接着剤４１やエアーの噴射のタイミングや回数、可動部４５の移動速度や移動距離を設定することができるのが好ましい。

また、図１２に示すように、積層体３８の他端部には嵌合凸部４側において粘着テープ５０が貼着される。この粘着テープ５０は、金属外皮２の嵌合凸部片１６の表面と上端片１５の表面及び金属外皮１の上端片８の表面と嵌合凸部片９の表面とにわたって貼着される。これにより、金属外皮１と金属外皮２とが嵌合凸部４側において仮止めされる。この粘着テープ５０は手作業によって行うことができる。尚、この粘着テープ５０の代わりに、上記と同様の仮止め装置４０を用いて、積層体３８の他端部においても、仮止め接着剤４１で金属外皮１と金属外皮２と仮止めしても良い。また、従来では、積層体３８の一端部と他端部との両方において粘着テープを手作業により貼着していたが、本発明では少なくとも一方は仮止め装置４０により手作業をなくすことができ、省力化や低コスト化等を図ることができる。

上記のようにして仮止めをした後、積層体３８を長手方向と直交する方向に横送コンベア５１で搬送し、加熱加圧装置５２の導入口５３にまで搬送する。このとき、上記のように仮止めされているので、搬送の際に振動等で、金属外皮１、２と芯材３と補強材３１とが互いに位置ずれを起こすことを少なくすることができる。図１３に示すように、加熱加圧装置５２は加熱炉５４内にダブルコンベア５５を設置して形成されている。ダブルコンベア５５は上下一対のコンベア５６、５７を対向配置して形成されている。コンベア５６、５７は一対の駆動ロール５８、５８間に無端ループ状のベルト５９を進行自在に掛架して形成されるものである。そして、導入口５３から加熱炉５４内に積層体３８を導入すると共にダブルコンベア５５の各コンベア５６、５７のベルト５９、５９間に積層体３８を挟みながらベルト５９の進行により積層体３８を搬送し、加熱炉５４の導出口６０から導出する。このようにして積層体３８は加熱加圧装置５２の加熱炉５４で加熱されながらベルト５９、５９の押圧により加圧される。これにより、積層体３８が加熱加圧されて固着用接着剤６２が硬化し、金属外皮１、２と芯材３及び補強材３１が一体化され、サンドイッチパネルＡが形成される。この加熱加圧成形の際の振動や押圧によっても、金属外皮１、２と芯材３及び補強材３１は仮止めされているために、互いに位置ズレすることを少なくすることができる。

このようにして加熱加圧成形されたサンドイッチパネルＡは導出口６０から導出された後、金属外皮１、２と補強材３１とから仮止め接着剤４１及び粘着テープ５０を手作業等で剥離して除去する。仮止め接着剤４１はホットメルト接着剤で形成されているため、除去後に溶融装置４２に戻されて溶融されて再利用することができる。一方、粘着テープ５０は剥離後に破棄される。従って、仮止め接着剤４１は粘着テープ５０よりも経済的である。

このように本発明では、二枚の金属外皮１、２と芯材３及び補強材３１を仮止め接着剤４１で仮固定することにより、金属外皮１、２と芯材３を固着用接着剤６２で接着するまでに、金属外皮１、２と芯材３と補強材３１とが位置ずれしにくくすることができる。従って、サンドイッチパネルＡの寸法精度不良や機能低下を少なくすることができるものである。また、手作業等で粘着テープを着脱する作業を軽減することができる。従って、省力化により低コスト化と生産性の向上とを図ることができるのである。

尚、上記では、仮止め接着剤４１と粘着テープ５０により仮止めする場合について説明したが、サンドイッチパネルＡの形態によっては、粘着テープ５０を用いずに仮止め接着剤４１のみで仮止めすることもできる。例えば、短尺のサンドイッチパネルＡを製造する場合は、仮止め接着剤４１のみでも十分に仮止めすることができる。

Ａサンドイッチパネル
１金属外皮
２金属外皮
３芯材
３８積層体
４０仮固定装置
４１仮止め接着剤
４４噴射ノズル
４９エアーノズル
５１横送コンベア

Claims

二枚の金属外皮の間に芯材を充填して形成されるサンドイッチパネルの製造装置であって、前記二枚の金属外皮と前記芯材との積層体に対して仮止め接着剤を供給するための仮固定装置を備え、前記仮固定装置は、前記二枚の金属外皮の端部に前記仮止め接着剤を供給するための噴射ノズルを備え、前記二枚の金属外皮の端部に供給された前記仮止め接着剤で前記二枚の金属外皮の端部同士が仮止めされることを特徴とするサンドイッチパネルの製造装置。
前記噴射ノズルは前記仮止め接着剤を略円形に供給可能であ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の製造装置。
前記仮止め接着剤がホットメルト接着剤であり、前記二枚の金属外皮の端部に供給された前記仮止め接着剤にエアーを供給するためのエアーノズルを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のサンドイッチパネルの製造装置。
前記仮止め接着剤が供給された積層体を長手方向と直交する方向に搬送するための横送コンベアを備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のサンドイッチパネルの製造装置。