JPH11114473A - 断熱パネルの製造方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 断熱パネルの製造方法を簡易化し、設備施設
を小型化する。 【解決手段】 枠材と底板とを備える有底無蓋のパネル
ケースを搬送手段によって一方向に移動させ、その経路
上に発泡樹脂の原材混合液の吐出手段を配する。吐出手
段は、発泡樹脂原材液を撹拌混合する撹拌装置と、混合
液を複数の経路に分岐させ八以上のノズル口から細分吐
出する分岐ノズルからなり、該ノズルにより樹脂混合液
を前記パネルケースの上方から供給する。撹拌装置は、
モータにより回転するロータをシリンダケース内に収納
してなり、ロータは、発泡樹脂の原材液を受け入れる注
液スペースと、該スペースからロータ外部に原材液を飛
散させる開口部と、原材液の逆流を防止するスパイラル
状の溝を表面に備える。シリンダケース最下端には、原
材混合液を分岐ノズルへ送出する開口を設ける。分岐ノ
ズルは、混合液の経路を順次二分割してゆく分岐経路を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築用の断熱パネルに
係り、殊にウレタンフォームを用いた断熱パネルの製造
を格段に簡略化する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築用の断熱パネル、とくに床パネルは
各種加重に耐えるよう、例えば図５に示すように構成す
ることが多い。１は木枠フレーム、２は底板、３は補強
材、４は硬質ウレタン樹脂、５は上板である。尚、パネ
ル使用時には天地を逆転させるので、底板２が上板とし
て機能し、この底板２に固定してある補強材３が生活加
重に抗して合板（底板２）の撓みを防止する。

【０００３】上板５は、本来的には必要がない。パネル
使用時には、この上板５は下向きに配置されるので加重
を支える機能とは直接の関係がないからである。しかし
ながら上板５がないと、従来、効率的なパネル製造が難
しいという事情があった。その理由は次の通りである。

【０００４】断熱床パネルを製造するには、底板２と木
枠フレーム１があり、また加重を支える補強材３があっ
たうえで、このパネルケースの内部にウレタン樹脂４が
存在していれば良い。従って、最も単純な製造方法は、
硬質ウレタン材を予めパネルケースの形状に合わせて切
断加工しておき、接着剤を使用してパネルケース内に収
納し固定すれば良いことになる。ところが、このような
製造方法は設備コストはかからないものの、製造効率が
いかにも悪い。

【０００５】そこで、底板２、上板５、木枠フレーム１
を用いてボックス型のパネルケースを作り、発泡ウレタ
ンの原材混合液をケース内部に強制注入し、ケース内部
で発泡させて最終製品を得る方法が用いられるようにな
った。図５中、符号７，８で示す部分が原材混合液の注
入口である。木枠フレーム１の一端から原材混合液を強
制注入するので、注入圧力も高く、上板５がないと断熱
材の成形は出来ない。原材混合液が飛散し、また発泡樹
脂が不必要に膨張してしまうからである。

【０００６】発泡樹脂原材混合液の注入は、例えば、一
定温度（６０℃程度）に管理された加温装置内にパネル
ケースを収納して行う。射出注入する原材混合液（ポリ
オール系原液およびポリイソシアネート系原液の混合
液）の膨張率を均一にするためである。閉じられた空間
であるボックス型パネルケースの内部温度を均一にして
おかないと、膨張率の高低差によってパネルに歪みが生
ずる等、製品の歩留りに影響が出るからである。また加
温装置を使用しない場合は、ホットプレスによる加圧処
理を行い、製品の変形や歪みを防止する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる従来
の断熱パネルの製造方法は、製品コストが嵩み、また緊
急の受注に迅速に対応できないという問題があった。

【０００８】まず、製品コストの点は、次の通りであ
る。従来の断熱パネル成形は、発泡樹脂の原材混合液を
強制注入する方式であったため、強制注入のための射出
制御系装置、パネルケースを一定温度に加温するための
温度制御系装置、温度制御系装置への大量格納のための
クレーン設備等、比較的大がかりな設備施設を必要とす
る。

【０００９】また工程が複数段に分かれているため、ク
レーン管理、温度管理など、それぞれ専門の技術スタッ
フが必要であり、各工程で次段処理のための時間を要す
る。例えばパネルケースの温度管理や原材混合液の注入
作業でいうと、５〜１０枚のパネルケースを集約して一
括処理しないと効率が悪いが、一括処理の必要から安全
性を確保するための待機、外気温の変化に基づく温度制
御時間の待機など、製造ステップ上の必要待機時間を要
し、必ずしもスムースな流れ作業を実現できるわけでは
ない。単位時間あたりに製造できるパネル数には自ずと
限界がある。またホットプレスによる成形方法では、ベ
ニヤ合板（３）を通して内部のウレタンを加熱するた
め、熱伝導効率が悪く成形に時間を要する。設備費用、
人権費、安全効率等、各種の条件を満たす製品コストは
自ずと一定の下限があり、それ以下に製品コストを引き
下げるのは困難であるというのが現在の実情である。

【００１０】また、従来の製造方法では、緊急の受注に
対応できない。第一の原因は、従来の製造方法が比較的
大がかりな設備を必要とするため、敷地や設備スペース
の関係で、自由な製造拠点の設立に困難を伴うからであ
る。建築資材は輸送コストをかけず、応答よく現場に搬
送できてこそ受注を伸ばすことができるものであり、遠
隔地、例えば北海道からトラック便で限られた数の資材
を送っても時間的にもコスト面でも競争にならない。製
造拠点を比較的自由に得るには、より規模の小さな、簡
略化された効率的な設備工場においてパネル製造を可能
にする必要がある。

【００１１】また、すでに述べたように従来の製造方法
では、各製造ステップにおいて安全や品質管理上の待機
時間を要するため、緊急を要する需要に速やかに対応で
きないという問題がある。建築資材は単位価格が高く容
量もかさばるため、加工食品や文房具類のように予め大
量に生産してストックしておくことは出来ない。一方に
おいて、建築資材は特定の地域で大量に資材を必要とす
る場合がある。遠隔地から運んだのでは輸送コストに無
理が生ずる場合でも、近隣地域に製造拠点があり、かつ
応答性よく納品できるのであれば、当該製品に対する信
頼性は格段に高まる。

【００１２】そこで本発明の目的は、断熱パネルの製造
方法をより簡易化し、設備施設を小型化する点にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成し課題を
解決するため、本発明の断熱パネルの製造方法は、枠材
と底板とを備える有底無蓋のパネルケースを搬送手段に
よって一方向に移動させる一方、該搬送手段の経路上
に、発泡樹脂の原材混合液の吐出手段を配設し、該吐出
手段を、発泡樹脂原材液を撹拌混合する撹拌装置と、該
撹拌装置から送り込まれた発泡樹脂の混合液を複数の経
路に分岐させ少なくとも八以上のノズル口から細分吐出
する分岐ノズルとによって構成し、該ノズル口から細分
吐出される発泡樹脂原材混合液を、前記パネルケースの
上方から供給する。

【００１４】また請求項２の装置は、請求項１記載の断
熱パネルを製造する装置であって、前記撹拌装置は、モ
ータによって回転するロータと、微小クリアランスをも
って当該ロータを回転可能に収納するシリンダケースと
を備え、前記ロータは、全体形状略円筒形をなし、発泡
樹脂の原材液を受け入れる注液スペースを備え、該注液
スペースに入った発泡樹脂の原材液をロータ外部に飛散
させる複数の開口部を備えるとともに、該開口部から飛
散した原材液の逆流を防止するためのスパイラル状の溝
部を表面に備えてなり、前記シリンダケースは、その最
下端部に、ロータの回転によって撹拌混合された原材液
を下方から前記分岐ノズルへ送出するための集液開口を
備える。

【００１５】さらに請求項３の装置は、請求項１記載の
断熱パネルを製造する装置であって、前記分岐ノズルは
少なくとも、撹拌装置から送られた発泡樹脂の原材混合
液の経路を二分割する第一の分岐経路と、分岐された二
つの分岐経路をそれぞれ二分割する第二の分岐経路とを
備える。

【００１６】

【作用】本発明に係る断熱パネルの製造方法は、請求項
１に記載するように、発泡樹脂の原材混合液を撹拌する
手段を経て、この原材混合液を、複数に分岐したノズル
から下方に吐出することによって実現する。つまり従来
の強制射出注入をとらず、少なくとも八以上に分岐させ
たノズル吐出口から発泡樹脂原材混合液を吐出し、ノズ
ルの下を移動しているパネルケースに当該原材混合液を
供給し、そのまま自然の発泡反応に委ねる。パネルケー
スの上から発泡樹脂の原液混合材を吐出供給するので、
すでに述べた上板（使用時には底板となるもの）は不要
である。

【００１７】樹脂（例えばウレタン）の自然発泡と収縮
作用による底板の歪み変形を最小限に抑えるため、底板
の適当部分、例えば長手方向の両サイドに底板への樹脂
の接着を防止する剥離の手段、例えば剥離剤を塗布し、
あるいはポリフィルムまたは紙などを配することが望ま
しい。この剥離手段の配設は、例えば幅３〜５ｃｍ程度
のテープ状の紙を貼着するか、あるいは任意箇所に適当
寸法をもって配する。底板の全面に配することはしな
い。樹脂が底板に強く接着している領域をある程度確保
しないと、ウレタンが浮き上がってしまうからである。
つまりパネルの大きさや使用目的に応じ、底板の歪みを
可能な限り抑える程度の剥離手段を設ければ良いわけで
ある。

【００１８】本発明では、少なくとも八以上の経路に分
岐させた量の原材混合液を各ノズル口からゆっくりと吐
出させれば良いので、従来の強制射出のような安全性対
策は必要性がない。射出ノズルの操作を誤って発泡樹脂
の原液が外部に飛散する等の事故が生じる可能性はない
からである。パネルケースを連続的に移動させ、分岐ノ
ズルから細分量化された樹脂原液を吐出供給するだけで
良いので、膨張率を安定させるための加温装置も不要で
ある。分岐ノズルから一定量の原材混合液を供給すれ
ば、各供給部分（供給された樹脂液のライン部分）は外
気温に従って一定の反応発泡を行い、ほぼ均一に発泡拡
大し、法令上要求される必要な肉厚の断熱層を形成する
ことが出来るからである。

【００１９】請求項２は、発泡樹脂の原材混合液を効率
的に撹拌するための装置である。発泡樹脂の原液は、例
えばポリオール系原液とポリイソシアネート系原液のよ
うに二液を混合して発泡させるのが一般的であり、従っ
て従来の断熱パネル製造においても発泡樹脂の原材混合
という処理は必要であったが、従来は装置構成の大小を
問題にされず、単純に急速撹拌が出来れば問題はなかっ
た。また従来の撹拌装置は、エアによる強制射出の使用
を前提としていたため、ゆるやかな吐出供給に対応する
撹拌処理ができない。後段の分岐ノズルに樹脂原液を安
定的に送出することが難しいわけである。

【００２０】そこで請求項２では、後段の分岐ノズルに
樹脂原液を安定送出できるよう、ロータ表面にスパイラ
ル状の溝部を形成した。シリンダケースとロータとのク
リアランスによって樹脂の原材溶液は撹拌されるが、こ
のスパイラル溝により、混合液を下方に送り込み、逆流
を防止するためである。尚、ロータはモータによって回
転するので適宜箇所に開口を設けておけば樹脂原材液は
ロータ外部に飛散し、シリンダケースとの隙間で撹拌さ
れる。シリンダケース下端部には、分岐ノズルへ樹脂の
原材混合液を送り込むための集液開口がある。すべての
原材混合液はこの集液開口を通過して分岐ノズルに送り
込まれる。

【００２１】請求項３は、発泡樹脂溶液を一定分量で吐
出するためのノズル構成である。本発明に係る分岐ノズ
ルは、少なくとも八以上に細分分岐させたノズル口から
樹脂の原材混合液を吐出させるが、前記撹拌装置から送
り込まれた樹脂混合液を、そのまま分岐させたのでは、
各ノズル吐出口への分岐圧力にばらつきが生じ、きれい
な吐出処理が難しい。そこで請求項３の装置は、撹拌装
置から送り込まれた原材混合液を二分割し、それをさら
に二分割するという分岐方式を採る。各段での分岐は二
分割であるから、分岐圧力は均等になる。一本のルート
をいっきに四分割、十二分割すると中央と端部で圧力差
が生じるが、すべての分岐ルートを二分割すると、分岐
ポイントにおける圧力は均等に働き、中央部分も端部も
ばらつきがなく、きれいに一定圧力で溶液が吐出され
る。尚、請求項１に係る製造方法を実現するには、分岐
させるべき経路数はある程度多いほうが好ましい。請求
項１では少なくとも八以上としてあるが、その八経路を
さらに各二分割させた十六分割程度が最適の吐出ノズル
開口数である。

【００２２】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を
説明する。図１は、本発明に係る断熱パネルの製造方法
の一例を示すものである。本発明は断熱パネルのパネル
ケース１０を搬送装置２０によって一方向に移動させ、
当該搬送装置２０の上方に設けた吐出装置２５において
発泡樹脂の原材混合液を細分分岐させ、複数の吐出口か
らパネルケース１０に原材混合液Ｒをゆるやかに吐出さ
せ、パネルケース１０に入れた原材混合液の自然発泡を
待つ。

【００２３】パネルケース１０は、木枠フレーム１１、
底板１５、補強材１６を備え、搬送装置２０上を移動し
ながら原材混合液の吐出供給を受ける。搬送装置２０
は、例えばローラコンベアを使用し、一定速度でパネル
ケース１０を移動させる。従来の製造工程のように一括
集中しての樹脂注入ではなく、搬送装置２０上を一枚ず
つ移動させながら細分分岐させた樹脂の原材液を注入し
てゆけば良い。吐出装置２５は、発泡樹脂原材液を撹拌
混合する撹拌装置３０と、該撹拌装置から送り込まれた
発泡樹脂の混合液を複数の経路に分岐させる分岐ノズル
４０を備える。

【００２４】図２〜図３は、撹拌装置３０の具体的構成
例を示すものである。この撹拌装置３０は、モータ５５
（図１）によって回転するロータ３１と、微小クリアラ
ンスをもってロータ３１を回転可能に収納するシリンダ
ケース３７とを備えており、ロータ３１は略円筒形の全
体形状をなし、発泡樹脂の原材液を受け入れる注液スペ
ース３２を上部に備えるとともに、注液スペース３２内
に供給された発泡樹脂の原材液をロータ外部に飛散させ
る複数の開口部３３を備えている。またロータ３１の周
面には、スパイラル状の溝部３４を形成してあり、この
溝部３４によって樹脂の原材溶液を撹拌し、混合液を下
方に送り込んで逆流を阻止する。

【００２５】ロータの開口部３３は、この実施例では注
液スペース周囲のロータ壁面にスパイラル形状をなすよ
う設けてあり、当該開口部３３に連続させて前記スパイ
ラル状の溝部３４を形成した。開口部３３とスパイラル
溝３４は必ずしもこの例のように連続した構造とする必
要はないが、実施例のように構成すれば開口部３３と溝
部３４とを一括して成形可能となるとともに、開口部３
３から飛散吐出した樹脂原材液をスパイラル溝３４の内
部にスムースに導き入れて下方に送り込むことが可能と
なる。尚、スパイラル溝３４は、深さおよび幅を例えば
２〜５ｍｍ程度に設定する。

【００２６】さらにこの実施例では、前記スパイラル状
の溝部３４に加え、ロータ周面の水平方向にも溝３５を
形成してある。樹脂原液をシリンダケース内でより確実
に撹拌混合するためである。すなわち水平溝３５の形成
により、スパイラル３４に沿った螺旋状の下降液流に加
えて、溝３５に沿った水平液流がロータの回転に伴い形
成される。そしてこれら二つの液流は、スパイラル溝と
水平溝との交差部分３６で衝突することとなって、シリ
ンダ内における原材液の撹拌混合を一層促進させる。
尚、符号５０はロータ３１を回転駆動させるシャフトで
ある。シャフト５０（ロータ３１）の回転方向は、原材
液の下降液流を形成するため、スパイラル溝部３４が下
方に向け進行する方向（図２の矢印Ａ方向）である。

【００２７】シリンダケース３７は、樹脂原液の供給パ
イプ５１，５２を接続する受液室３８（図２では図示せ
ず）を上部に有する一方、ロータ３１の回転によって撹
拌混合された原材液を下方から前記分岐ノズル４０へ送
出するための集液開口３９を最下端部に備える。パイプ
５１，５２を通じて受液室３８に供給された樹脂原液
（例えばポリオール系原液およびポリイソシアネート系
原液）は、ロータの受液スペース３２に流れ込み、ロー
タ３１によって撹拌混合された後、集液開口３９を通過
して分岐ノズル４０に送り込まれる。尚、混合液を集液
開口３９からスムースに排出させるため、シリンダケー
スの底面３７ａを集液開口３９に向け漏斗状に下降傾斜
させるとともに、該形状に合わせてロータの底面３１ａ
を円錐形に形成した。

【００２８】図４は、分岐ノズル４０の具体的構成例を
示すものである。この分岐ノズル４０は、二枚の金属パ
ネル４１，４２を合わせ、両パネル間に樹脂混合液の分
岐経路を形成するもので、パネル上端部には撹拌装置３
０から送出される原材混合液をノズル内に導入するため
の受液口４３を形成し、さらにパネル４１にはこの受液
口４３から送り込まれる原材混合液を十六の経路に分岐
させる凹溝を形成してある。すなわち、受液口４３から
の溝経路は、経路４４ａと経路４４ｂとに二分割され、
各経路４４ａ，４４ｂは、経路４５ａと経路４５ｂ、並
びに経路４５ｃと経路４５ｄとにそれぞれ二分割され
る。さらにこれら各経路４５ａ〜４５ｄは同様にして経
路４６ａ〜４６ｈにそれぞれ二分割され、分割された各
経路４６ａ〜４６ｈは更にそれぞれ二分割されてノズル
口４７ａ〜４７ｐに至る。そしてかかる溝経路を形成し
たパネル４１の内側面４１ａに金属パネル４２を配して
両パネル４１，４２を一体化し、分岐ノズル４０を形成
する。

【００２９】従って受液口４３からノズル４０内に送り
込まれた原材混合液は、経路４４ａと経路４４ｂとに均
等の圧力および分量で二分割され、さらに順次均等の圧
力／分量で分割されて経路４５ａ〜４５ｄ，４６ａ〜４
６ｈを通過し、最終的にノズル下面の各ノズル口４７ａ
〜４７ｐから均等分量で吐出されることとなる。尚、ノ
ズルの分岐経路数は必ずしも十六に限定されず、例えば
八本でも構わない。ただし、より細分化した方が樹脂発
泡時の表面の不均一を抑え、製品の均一化を図ることが
出来るから、経路数は実施例のように十六、或いはもう
一段分岐させた三十二程度とすることが望ましい。

【００３０】また分岐ノズルの構造は、装置を小型化す
る観点からは実施例のように二枚のパネルを合わせた構
造とすることが好ましいが、適当なパイプ部材を、前記
パネル４１に形成した凹溝のように順次二本に分岐させ
ていっても本発明に云う分岐ノズルを構成することが出
来る。また、撹拌装置の構造も実施例に限定されるもの
ではなく、例えばロータ（３１）に形成した溝部ないし
開口部の形状や配設方向は図示した例のほかにも変更が
可能である。また、撹拌装置は必ずしも樹脂混合液を圧
送できる必要はなく、例えば撹拌装置の後段（分岐ノズ
ル前段）にエアプレッシャを設けて樹脂混合液を圧送可
能とすれば、撹拌装置自体は、単純に樹脂原液を撹拌す
るだけの装置としても構わない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、断
熱パネルの製造方法をより簡易化し、設備施設を小型化
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｂ）は本発明に係る断熱パネルの製
造方法の一例を経時的に示す図である。

【図２】本発明で使用する撹拌装置の一例を示す分解斜
視図である。

【図３】本発明で使用する撹拌装置の内部構造を例示す
る図である。

【図４】本発明で使用する分岐ノズルの一例を示す分解
斜視図である。

【図５】従来の断熱パネルを例示する一部切欠斜視図で
ある。

【符号の説明】

１０ 断熱パネルのパネルケース １１ 木枠フレーム １５ 底板 １６ 補強材 ２０ 搬送装置 ２５ 吐出装置 ３０ 撹拌装置 ３１ ロータ ３２ 注液スペース ３３ 開口部 ３４ スパイラル状の溝部 ３５ 水平溝 ３６ スパイラル溝部と水平溝との交差部分 ３７ シリンダケース ３８ 受液室 ３９ 集液開口 ４０ 分岐ノズル ４１，４２ 金属パネル ４３ 受液口 ４４ａ〜４４ｂ，４５ａ〜４５ｄ，４６ａ〜４６ｈ 凹
溝（分岐経路） ４７ａ〜４７ｐ 凹溝（ノズル口） ５０ シャフト ５１，５２ 樹脂原材液の供給パイプ ５５ モータ Ｒ 発泡樹脂の原材混合液

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】枠材と底板とを備える有底無蓋のパネルケ
   ースを搬送手段によって一方向に移動させる一方、 該搬送手段の経路上に、発泡樹脂の原材混合液の吐出手
   段を配設し、 該吐出手段を、発泡樹脂原材液を撹拌混合する撹拌装置
   と、該撹拌装置から送り込まれた発泡樹脂の混合液を複
   数の経路に分岐させ少なくとも八以上のノズル口から細
   分吐出する分岐ノズルとによって構成し、 該ノズル口から細分吐出される発泡樹脂原材混合液を、
   前記パネルケースの上方から供給することを特徴とする
   断熱パネルの製造方法。
2. 【請求項２】前記請求項１記載の撹拌装置は、モータに
   よって回転するロータと、微小クリアランスをもって当
   該ロータを回転可能に収納するシリンダケースとを備
   え、 前記ロータは、全体形状略円筒形をなし、発泡樹脂の原
   材液を受け入れる注液スペースを備え、該注液スペース
   に入った発泡樹脂の原材液をロータ外部に飛散させる複
   数の開口部を備えるとともに、該開口部から飛散した原
   材液の逆流を防止するためのスパイラル状の溝部を表面
   に備えてなり、 前記シリンダケースは、その最下端部に、ロータの回転
   によって撹拌混合された原材液を下方から前記分岐ノズ
   ルへ送出するための集液開口を備えることを特徴とする
   請求項１の断熱パネルを製造する装置。
3. 【請求項３】前記請求項１記載の分岐ノズルは少なくと
   も、撹拌装置から送られた発泡樹脂の原材混合液の経路
   を二分割する第一の分岐経路と、分岐された二つの分岐
   経路をそれぞれ二分割する第二の分岐経路とを備えるこ
   とを特徴とする請求項１の断熱パネルを製造する装置。