(57)【要約】【課題】フェノール樹脂充填金属複合パネルを容易に製造できるフェノール樹脂充填金属複合パネルの製造方法を提供する。【解決手段】フェノール樹脂充填金属複合パネルの製造方法であって、フェノール樹脂発泡組成物を箱折り加工した金属鋼板内に塗布する工程と、そのフェノール樹脂発泡組成物上にフェノール樹脂発泡成型体を載置する工程と、載置したフェノール樹脂発泡成型体の上面に、フェノール樹脂発泡組成物を塗布する工程と、フェノール樹脂発泡組成物の上に、金属板を被せる工程と、フェノール樹脂発泡組成物を発泡硬化させる工程と、を含むフェノール樹脂充填金属複合パネルの製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェノール樹脂充填金属複合パネルの製造方法であって、
フェノール樹脂発泡組成物を箱折り加工した金属鋼板内に塗布する工程と、
該フェノール樹脂発泡組成物上にフェノール樹脂発泡成型体を載置する工程と、
載置したフェノール樹脂発泡成型体の上面に、フェノール樹脂発泡組成物を塗布する工程と、
前記フェノール樹脂発泡組成物の上に、金属板を被せる工程と、
前記フェノール樹脂発泡組成物を発泡硬化させる工程と、
を含むフェノール樹脂充填金属複合パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建材用の壁材や天井材、屋根等の各種建築用断熱パネル、冷蔵倉庫用断熱パネル等として使用される金属複合パネルに関し、パネル内部にフェノール樹脂発泡層を有する金属複合パネルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フェノール樹脂発泡層を内部に有する金属複合パネルの製造方法には、フェノール樹脂、界面活性剤、発泡剤、触媒からなるフェノール樹脂発泡組成物を金属パネル内に直接注入し発泡硬化させフェノール樹脂充填金属複合パネルを製造する方法がある。
この方法で熱伝導率の低いパネルを製造するには、フェノール樹脂の硬化反応で発生する縮合水を、いかにしてパネル外に速やかに移行させるかが問題であり、技術的にも難しく各メーカーにおいて、いろいろな方法が提案されている。本発明と直接関係する先行技術は無いが、関連する分野技術として、例えば、特開平０２−０４３０３３号公報や特開平０２−０４３０３４号公報、特許第３２３０２０７号公報等がある。これらの技術は、フェノール樹脂が発泡硬化する時に、発泡時のセル形成を阻害する水分を除去する方法について述べた技術であり、本発明の熱伝導率の低いパネルを製造する方法とは目的が全く異なる技術である。
【０００３】
また、もうひとつのフェノール樹脂金属複合パネルの製造方法として、フェノール樹脂発泡成型体と金属鋼板とをエポキシ系接着剤等を使用して接着させて金属複合パネルを製造する方法がある。この製造方法は、フェノール樹脂発泡成型体を使用するため、フェノール樹脂の硬化反応時に発生する縮合水は製造工程ですでに飛散している為、熱伝導率の低いパネルを製造することは容易であるが、この製造方法の問題点は、フェノール樹脂発泡成型体の厚みにバラツキが有ると、金属鋼板を貼り合わせてもそのまま厚みのバラツキがパネルに残る事である。パネルの厚み精度を向上するために、フェノール樹脂発泡成形体の表面を研削し、厚み精度を向上させてから、張り合わせる方法が、現実的に取られているが、手間もかかり、製造コストも高くなるなどの問題がある。また、金属鋼板が凸凹形状の波板の場合には、そのまま貼り合わせる事はできないためフェノール樹脂発泡成型体表面を金属鋼板の凸凹形状に合わせて研削する事が必要であり手間もかかり製造コストが高くなる。更にパネル周囲を覆う枠は、用途に応じて特殊な任意の形状をしており、枠とフェノール樹脂発泡成型体の隙間を完全に接着する為には、フェノール樹脂発泡成型体の周囲を特別な形状に加工する事が必要であり、コストが高く問題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０２−０４３０３３号公報
【特許文献２】特開平０２−０４３０３４号公報
【特許文献３】特許第３２３０２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フェノール樹脂発泡組成物をパネル内に注入して熱伝導率の低い金属複合パネルを製造するには、フェノール樹脂の硬化反応で発生する縮合水を、いかにパネル外に飛散させるかが重要であり、従来は、長時間の加熱や特殊な水抜き層を内部に設ける必要があった。
また、フェノール樹脂発泡成型体を貼り合わせて厚み精度の良いフェノール樹脂充填金属複合パネルを製造するには、フェノール樹脂発泡成型体の厚み精度上げるために、フェノール樹脂発泡成型体の表面を研削加工する事が必要であった。また金属鋼板に凹凸のある波板鋼板を貼り合わせるには、フェノール樹脂発泡成型体表面を波型に研削する必要があり大変な手間を要した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、フェノール樹脂発泡成型体をパネル内のフェノール樹脂発泡層の一部に使用することにより、熱伝導率の低いフェノール樹脂充填金属複合パネルを効率良く生産する方法を見出し本発明に至った。
すなわち、本発明は、フェノール樹脂充填金属複合パネルの製造方法であって、フェノール樹脂発泡組成物を箱折り加工した金属鋼板内に塗布する工程と、そのフェノール樹脂発泡組成物上にフェノール樹脂発泡成型体を載置する工程と、載置したフェノール樹脂発泡成型体の上面に、フェノール樹脂発泡組成物を塗布する工程と、フェノール樹脂発泡組成物の上に、金属板を被せる工程と、フェノール樹脂発泡組成物を発泡硬化させる工程と、を含むフェノール樹脂充填金属複合パネルの製造方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、フェノール樹脂に含まれる水分及びフェノール樹脂発泡組成物が反応して発生する縮合水をパネル外に殆ど発散させることなく、熱伝導率の低いフェノール樹脂充填複合金属パネルを短時間加熱で製造することを可能とする。
本発明で製造したフェノール樹脂充填金属複合パネルは厚み精度が良く平坦性が良好であり、金属鋼板とフェノール樹脂発泡成型体の間は、特別な接着材を使用することなく、同一のフェノール樹脂発泡組成物自体で強固に発泡自己接着される。また金属鋼板が凹凸の波板であっても容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明によって製造されたフェノール樹脂充填複合金属パネル断面構造の模式図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下本発明について製造方法の手順を追って説明する。フェノール樹脂充填金属複合パネルの具体的な製造方法は、箱折り加工した金属鋼板上に、フェノール樹脂の漏洩を防止する枠を４方に取り付け、内側にフェノール樹脂／界面活性剤／発泡剤／触媒の混合物からなるフェノール樹脂発泡組成物（以下、フェノール樹脂発泡組成物）を流し込み、その上に、フェノール樹脂発泡成型体を置き、必要に応じ更にその上にフェノール樹脂発泡組成物を流し込むとともに、該枠上に箱折り加工した金属板を被せ、しかる後加熱プレスに挟み、流し込んだフェノール樹脂発泡組成物を発泡硬化させて一体化させる。この際、箱折り加工した金属板を被せなければ片面金属鋼板でできているパネルとすることができる。この場合は更にその上にフェノール樹脂発泡組成物を流し込む必要はないし、加熱は下側から加熱すればよい。詳細について以下に説明する。
【００１０】
金属複合パネルの表面材となる金属板の材質は、アルミニウム、スチール、ステンレス等が使用でき、使用用途により、各種メッキを表面に施し耐蝕性を向上させたり、美観性を向上する為にポリエステル樹脂などを塗装した各種鋼板が使用され、必要に応じて金属板の端部を箱折状に加工したり、あるいは複雑な任意な形状に加工して使用する。
【００１１】
金属鋼板の周囲に設ける枠は、フェノール樹脂発泡組成物の発泡時の漏洩防止や、金属複合パネル施工時のパネル間の接続を容易にする為に用いる。枠はパネルが断熱用途に使用される場合は、パネル金属鋼板の表裏の熱橋を防ぐ為に、熱伝導率の低い物が好ましく、材質としては、ポリスチレン樹脂、塩化ビニール樹脂、フェノール樹脂等を発泡させて製造された低発泡成型体が好ましく、更に不燃性や耐熱性が要求される場合は、炭酸カルシウムなどの無機材料を混合したものが使用される。枠の外形状は、パネルを接続する為に、必要に応じて合いじゃくり加工等が施される。
【００１２】
フェノール樹脂発泡組成物は、フェノール樹脂に、界面活性剤、発泡剤及び触媒を一様に分散混合して得られる。本発明におけるフェノール樹脂はアルカリ金属水酸化物または、アルカリ土類金属水酸化物で合成したレゾール型フェノール樹脂である。本発明で使用するフェノール樹脂のフェノール類対アルデヒド類の出発モル比は、１：１から１：４が好ましく、より好ましくは１：１．５から１：１．２５の範囲内である。
【００１３】
界面活性剤は、一般にフェノール樹脂フォームの製造に使用されるものを使用できるが、中でもノニオン系の界面活性剤が効果的である。例えば、ポリジメチルシロキサン等のシリコーン系界面活性剤、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合体、アルキレンオキサイドとノニルフェノール、ドデシルフェノールのようなアルキルフェノールとの縮合物等が挙げられる。これら界面活性剤は、単独あるいは複数のものを混合して使用される。
【００１４】
本発明で使用する発泡剤としては、ノルマルペンタン、イソペンタン、シクロペンタン、ノルマルブタン、イソブタン等の炭化水素類を単独、あるいはそれぞれをブレンドして使用してもよい。フェノール樹脂と発泡剤の混合割合は、発泡条件、発泡倍率によって異なるが、フェノール樹脂に対し発泡剤を２〜１５ｗｔ％が通常使用される。
【００１５】
また触媒は特に限定しないが、トルエンスルホン酸、やキシレンスルホン酸、フェノールスルホン酸などの芳香族スルホン酸類が上げられ、これら一種類でも、二種類以上の組み合わせでもよい。また、これらの触媒をジエチレングリコール、エチレングリコールなどの溶媒で希釈して用いることもできる。
触媒は、その種類及び、発泡条件により使用量は異なるが、フェノール樹脂に対し、５〜１５％程度が通常使用される。
【００１６】
フェノール樹脂と発泡剤、及び触媒の混合方法は特に限定しない。ハンドミキサーや連続混合方式のピンミキサー等を利用してもよい。均一に混合されたフェノール樹脂発泡組成物は、まず下面を構成する金属鋼板上に均一に流し込む。
金属鋼板を移動させながら、フェノール樹脂発泡組成物を連続して流し込む方法を用いれば、均一に連続して流し込みができるが、連続装置が無い場合は、フェノール樹脂発泡組成物を所定量流し込んだ後、均一な厚みになるよう刷毛やヘラで均一に伸ばす方法でも良い。フェノール樹脂発泡組成物を均一に金属鋼板上に流し込んだ後、この上にフェノール樹脂発泡成形体を置く。
【００１７】
フェノール樹脂発泡成型体は、熱伝導率が低く、且つ、吸湿しても、熱伝導率の変化の少ないフェノール樹脂発泡成型体が好ましい。またフェノール樹脂発泡成型体は、絶乾状態で使用することが好ましい。例えば、旭化成建材株式会社製造のフェノールフォームは、小さな泡の集合体で、この小さな泡は一つ一つが独立したセル（独立気泡）になっており、この中に熱を伝えにくいガスが封じ込められている。そのため熱伝導率が０．０２０ｗ／ｍｋと極めて低い優れた断熱性を示し、また、吸湿しても熱伝導率値の変化が少なく、その性能が長期にわたり保持されており、本発明を実施する為には、非常に好ましいフェノール樹脂発泡成型体である。
【００１８】
本発明で使用するフェノール樹脂発泡成型体の厚みは、金属複合パネル全体の厚みの５０％〜９５％を占める厚みが好ましいが、更に好ましくは、８０％〜９５％を占める厚みが非常に好ましく、金属鋼板とフェノール樹脂発泡成形体の隙間、すなわちフェノール樹脂発泡組成物の層が３〜５ｍｍ程度になるように、フェノール樹脂発泡成形体の厚みを調整する事が好ましい。フェノール樹脂発泡成型体の占める割合が少ないと、フェノール樹脂発泡組成物が多く必要になり、フェノール樹脂の反応で発生する縮合水が必然的に多くなり、金属パネル内に蓄積される水分が多くなりフェノール樹脂発泡層の熱伝導率が高くなる。このため所望の低い熱伝導率を発現する為には、水を抜く為の加熱時間が長く必要になり、生産性が落ちる事になるので、フェノール樹脂発泡成型体の占める割合は、多い方が好ましい。
【００１９】
またフェノール樹脂発泡成型体のサイズは、枠の内側と、３〜５ｍｍ程度の隙間が空く程度が良好である。あまり隙間が狭いとフェノール樹脂発泡組成物が流れ込まない為、空洞ができたりする為、枠とフェノール樹脂発泡成型体を完全に発泡接着するためには、隙間を３〜５ｍｍ程度設ける事が好ましい。
次に、載置したフェノール樹脂発泡体成型体の上面あるいは、上面に被せる金属鋼板の内側に該フェノール樹脂発泡組成物を再度均一に流し込む。流し込む方法は先に述べた下面金属鋼板への流し込み方法に準じて流し込む。
【００２０】
その後、枠上に上面用の金属鋼板を被せる。枠上に上面用の金属鋼板を被せた後、内側に該フェノール樹脂発泡組成物を流し込んでも良い。そして、加熱プレスで挟み込み、流し込んだフェノール発泡樹脂組成物を所定の温度条件で、発泡硬化させ一体化させる。加熱温度及び加熱時間は、フェノール樹脂の反応性や触媒量などによって異なるが、一般的な加熱温度は８０℃前後で、加熱プレス時間は２０分〜６０分程度であれば、完全に発泡し硬化が完了する。本方法で製造された金属複合パネルは、熱伝導率が低くまたフェノール樹脂発泡成型体と金属鋼板がフェノール樹脂発泡組成物で完全に自己発泡接着されており、厚みの精度も良く、パネルの平坦性も良好である。本製造手段の説明は両面に金属平鋼板を有する方法について説明したが、片面あるいは両面が凸凹の波板鋼板であっても可能である。箱折り加工した金属板を被せなければ片面金属鋼板でできているパネルとすることができる。この場合は更にその上にフェノール樹脂発泡組成物を流し込む必要はないし、加熱は下側から加熱すればよい。片面金属板でできている金属複合パネルでは裏面側に金属板を更に接着することで両面金属板とすることも可能である。片面金属板でできている金属複合パネル同士を接着することで両面金属板とすることも可能である。
【実施例】
【００２１】
本発明を実施例及び比較例に基づいて説明する。
【００２２】
［実施例１］
厚み０．４ｍｍの金属平鋼板の端を箱折り加工し、弁当箱状に成型した金属鋼板（幅９０ｃｍ、長さ１８０ｃｍ、深さ１ｃｍ）の周囲に、フェノール樹脂発泡組成物の漏洩を防止する為にポリスチレンの低発泡体の枠（厚み５ｃｍ、幅２ｃｍ）をテープで接着固定した後、フェノール樹脂５００ｇ、発泡剤としてノルマルペンタン３０ｇを事前に混合した物に、酸触媒３０ｇを入れ、均一に混合してできたフェノール樹脂発泡組成物を、金属鋼板内に流し込み、プラスチックヘラを使用して均一になるよう塗布した。その上に、フェノール樹脂発泡成型体として、旭化成建材（株）のフェノール樹脂発泡成型体を置いた。
使用したフェノール樹脂発泡成型体は、密度２７ｋｇ／ｍ３で、熱伝導率は０．０２０４ｗ／ｍｋの物を使用した。フェノール樹脂発泡成形体の大きさは、幅８５ｃｍ、長さ１７５ｃｍ、厚み４ｃｍの物を流し込んだフェノール樹脂発泡組成物上に載置した。更にその上に、フェノール樹脂５００ｇ、発泡剤としてノルマルペンタン３０ｇを事前に混合した物に、酸触媒３０ｇを入れ均一に混合してできたフェノール樹脂発泡組成物をフェノール樹脂発泡成形体上に流し込み、プラスチックへらを使用して均一な塗布量になるように塗布した。次にポリスチレン枠上に金属板を被せた後、８０度の加熱プレスで１時間保持し、フェノール樹脂発泡組成物を発泡硬化させた。加熱プレスから取り出して、金属パネル内のフェノール樹脂発泡体を切り出し、発泡体の熱伝導率を測定した所、０．０２４ｗ／ｍｋと低い値であった。発泡体の断面は、中央部に４０ｍｍのフェノール発泡成型体層があり、その両側に厚さ５ｍｍの発泡体層が均一に発泡しており、全体で厚さ５０ｍｍの発泡層が形成されていた。
【００２３】
［比較例１］
厚み０．４ｍｍの金属鋼板の端を箱折り加工し弁当箱状に成型した金属板（幅９０ｃｍ、長さ１８０ｃｍ、深さ１ｃｍ）の周囲に、フェノール樹脂発泡物の漏洩を防止する為にポリスチレンの低発泡体の枠（高さ５ｃｍ、幅２ｃｍ）を両面テープで接着固定した後、フェノール樹脂２５００ｇ、発泡剤としてノルマルペンタン１５０ｇを事前に混合した物に、酸触媒１５０ｇを均一に混合してできたフェノール樹脂発泡組成物を、金属箱内に流し込み、プラスチックヘラを使用して均一になるよう塗布した。ポリスチレン枠上に金属鋼板を被せた後、８０度の加熱プレスで１時間保持し、フェノール樹脂発泡組成物を発泡硬化させた。加熱プレスから取り出して、金属パネル内のフェノール樹脂発泡体を切り出し、フォームの熱伝導率を測定した所、０．０４０ｗ／ｍｋであった。
実施例１と比較して、熱伝導率は非常に高く満足する物は得られなかった。
以上の実施例及び比較例の結果から分かるように、本発明のフェノール樹脂発泡成型体をパネル内のフェノール樹脂発泡層の一部に使用する事により、短時間の加熱で、熱伝導率の低いフェノール樹脂充填金属パネルが容易に製造できる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、フェノール樹脂発泡体充填断熱金属パネルとして、壁断熱パネル、屋根断熱パネル、室内の間仕切りパネル板、外壁パネル、金属サイデング材、断熱サイデング材、クリーンルーム間仕切りパネル、冷凍冷蔵庫パネル等として使用される。
【符号の説明】
【００２５】
１…金属鋼板、２…枠、３…フェノール樹脂発泡組成物、４…フェノール樹脂発泡成型体、５…金属鋼板。
【図１】
2010167790.tif 000003