(57)【要約】【課題】  サンドイッチパネル内部の硬質ポリウレタンフォームが、実使用環境下の膨張収縮の応力に耐えかねて、経時的にクラックを生じていた。【解決手段】  本発明は、表面材１１と裏面材１２と、表面材１１と裏面材１２との間に介在させた枠材１３にて構成された容器状外面材内に形成された空間部１５に硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物Ｍを注入して発泡し、硬化させた硬質ポリウレタンフォームとで構成されるサンドイッチパネルであって、枠材１３の内側の少なくとも一部分に多孔性材料１４を付着させ、多孔性材料１４を介して硬質ポリウレタンフォームが枠材１３に付着することを特徴とするサンドイッチパネルである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面材と裏面材と、前記表面材と裏面材との間に介在させた枠材にて構成された容器状外面材内に形成された空間部に硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物を注入して発泡し、硬化させた硬質ポリウレタンフォームとで構成されるサンドイッチパネルであって、
前記枠材の内側の少なくとも一部分に多孔性材料を付着させ、前記多孔性材料を介して前記硬質ポリウレタンフォームが枠材に付着することを特徴とするサンドイッチパネル。
【請求項２】
前記一部分は、枠材のコーナー部分、繋ぎ目部分、辺の一部または辺の全部である請求項１に記載のサンドイッチパネル。
【請求項３】
前記多孔性材料は、軟質ウレタンフォームシートまたはガラスクロスシートである請求項１又は請求項２に記載のサンドイッチパネル。
【請求項４】
表面材と裏面材と、前記表面材と裏面材との間に介在させた枠材にて構成された容器状外面材内に形成された空間部に硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物を注入して発泡し、硬化させてサンドイッチパネルとする製造方法であって、
前記枠材の内側の少なくとも一部分に多孔性材料を付着させ、前記多孔性材料を介して硬質ポリウレタンフォームが枠材に付着するように、前記硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物を注入して発泡、硬化させることを特徴とするサンドイッチパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面材と裏面材と枠材にて構成された容器状外面材内に形成された空間部に硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物を注入して発泡し、硬化させてなる硬質ポリウレタンフォームとで構成されるサンドイッチパネル及びその製造方法に関する。このサンドイッチパネルは、例えば、冷凍冷蔵倉庫、建造物または環境試験室等の断熱材に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
サンドイッチパネルは、表面材、裏面材、及び表面材と裏面材との間に介在する枠材にて容器状外面材を作製し、表面材と裏面材をプレスにて圧縮しつつ容器状外面材内部に形成された空間部に、枠材に形成された注入口から硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物を注入して発泡、硬化させることにより製造されている（非特許文献１、第２３８〜２３９頁参照、特許文献１参照）。
【０００３】
このサンドイッチパネルは、−３０℃にも及ぶ過酷な耐冷環境を要する冷凍冷蔵倉庫や、あるいは、氷点下と高温下の環境を作り出す環境試験室等の断熱材として使用されている。
【０００４】
【非特許文献１】岩田敬治著「ポリウレタン樹脂ハンドブック」、第２３８〜２３９頁、日刊工業新聞社、昭和６２年９月２５日
【特許文献１】特開２００４−９８３２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
硬質ポリウレタンフォームは、その成形時に生じた膨張収縮の応力が内在しており、常温下においても、常に、その応力が硬質ポリウレタンフォームに作用する。そして、低温の使用環境下で硬質ポリウレタンフォーム自体が収縮して内部応力をさらに形成する。さらに、サンドイッチパネルを構成する樹脂からなる枠材も収縮をするため、この枠材の収縮力が外部応力として硬質ポリウレタンフォームに作用する。即ち、サンドイッチパネル内部の硬質ポリウレタンフォームは、絶えず、内部応力や外部応力を受け続けている。
【０００６】
その結果、かかる応力の集中する箇所、あるいは、硬質ポリウレタンフォーム成形時の応力集中部分（脆弱部分）の樹脂骨格が破壊され、クラックが経時的に生じていた。特に、枠材による外部応力は、サンドイッチパネルとしての形状を考えれば、枠材のコーナー部分や繋ぎ目部分でより大きな応力が発生すると考えられ、事実、このコーナー部分や繋ぎ目部分でクラック現象が確認されていた。そして、このコーナー部分や繋ぎ目部分でのクラックによって、ヒートブリッジが形成され、断熱性能の低下や結露等が発生していた。
【０００７】
さらに、近年の脱フロン対策により、ＨＦＣ化合物や水を用いた発泡方法により製造した硬質ポリウレタンフォームのサンドイッチパネルが多く見られるようになった。しかし、ＨＦＣ化合物や水を用いた発泡方法により製造した硬質ポリウレタンフォームは、フロンを用いた発泡方法で製造したものよりも、強度が低下し脆くなる傾向にあり、このクラック現象を助長するものであった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、フロンの代替品として、例えばＨＦＣ化合物や水等を発泡剤に用いても、経時的にクラックを生じないサンドイッチパネル及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題であるクラックの発生を生じないようにするために鋭意研究した結果、膨張や収縮等の強い応力集中箇所（例えば、枠材のコーナー部分）や、成形時の内部応力が集中する部分（潜在的な脆弱部分）に働く応力をその部分に集中させないように、応力を分散させることで、クラックの発生をなくせることを見出し、本発明に至った。
【００１０】
即ち、本発明のサンドイッチパネルは、表面材と裏面材と、この表面材と裏面材との間に介在させた枠材にて構成された容器状外面材内に形成された空間部に硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物を注入して発泡し、硬化させた硬質ポリウレタンフォームとで構成されるサンドイッチパネルであって、枠材の内側の少なくとも一部分に多孔性材料を付着させ、多孔性材料を介して硬質ポリウレタンフォームが枠材に付着することを特徴とする。
【００１１】
かかる構成により、硬質ポリウレタンフォームにおける経時的に生じる膨張や収縮等の応力が、例えば、枠材のコーナー部分や潜在的脆弱部分に集中しても、硬質ポリウレタンフォームと枠材との間に挟まれた多孔性材料がかかる応力を逃がすように作用する。すなわち、枠材の一部に多孔性材料を付着することで、応力が分散され、クラックの発生を抑制できる。
【００１２】
また、本発明の多孔性材料は、枠材の内側のコーナー部分、繋ぎ目部分、枠材の辺の一部、または、辺の全面に付着されることが好ましく、特に、枠材の辺の全面に付着されることがより好ましい。
【００１３】
コーナー部分や繋ぎ目部分に多孔性材料を付着することにより、枠材のコーナー部分や繋ぎ目部分に集中していた応力が、分散され、結果、該繋ぎ目部分やその近傍から発生するクラックを抑制できる。
【００１４】
また、枠材の辺の一部または全面に多孔性材料を付着することにより、辺の一部または全面での硬質ポリウレタンとの付着力を他の枠材の部分より弱めることで応力に対する柔軟性を高めて、コーナー部分にかかる応力を逃がすことができ、結果、クラックの発生を抑制できる。
【００１５】
また、本発明に用いられる多孔性材料は、連続的な空隙を有するシート状のものが好ましい。この連続的な空隙により、硬質ポリウレタンフォームがこの連続的な空隙に侵入し、硬質ポリウレタンフォームと枠材とが付着可能に構成できる。多孔性材料は、例えば、ガラスクロスシート、不織布または軟質ウレタンフォームシート等が例示される。これらの多孔性材料は、製造コストを圧迫せず、枠材の内部の一部分に簡単に付着することができる。特に、製造コストの面や、硬質ポリウレタンフォームとの物理的結合特性から軟質ウレタンフォームシートがより好ましい。
【００１６】
さらに、他の本発明は、表面材と裏面材と、この表面材と裏面材との間に介在させた枠材にて構成された容器状外面材内に形成された空間部に硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物を注入して発泡し、硬化させてサンドイッチパネルとする製造方法であって、枠材の内側の少なくとも一部分に多孔性材料を付着させ、多孔性材料を介して硬質ポリウレタンフォームが枠材に付着するように、硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物を注入して発泡、硬化させることを特徴とするサンドイッチパネルの製造方法である。
【００１７】
かかる製造方法によれば、上記で説明したクラックの生じないサンドイッチパネルを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
＜サンドイッチパネルの構成＞
本発明に用いられる硬質ポリウレタンフォームを形成するための硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物は、ポリオール組成物とイソシアネート成分とを混合することにより形成される。ポリオール組成物は、ポリオール化合物、発泡剤、触媒、整泡剤を含み、必要に応じて可塑剤、低分子量多官能活性水素化合物、充填剤等が添加、混合される。ポリオール化合物、触媒、整泡剤などは、硬質ポリウレタンフォームの技術分野において公知の化合物を限定なく使用することができる（例えば、上記非特許文献１、第３章ポリウレタンの原材料、第７０〜１２８頁参照）。
【００２０】
発泡剤としては、例えば、ＨＦＣ化合物（例えば、ＨＦＣ−２４５ｆａ等）、水、または、ＨＦＣ化合物と水を併用するもの等が例示されるが、ノルマルペンタンやシクロペンタンなどの炭化水素化合物を主成分とする発泡剤を使用することも可能である。特に、本願では、ＨＦＣ化合物、またはＨＦＣ化合物と水を併用するものの使用が好ましい。
【００２１】
表面材、裏面材並びに枠材としては公知の材料が使用可能である。表面材と裏面材とは同一材料であっても異なった材料であってもよい。具体的には、面材としてはステンレス鋼板、メッキ鋼板、カラー鋼板、アルミ面材、樹脂パネル、クラフト紙等が例示され、枠材としては、木材、樹脂材（例えば、ＰＶＣ）等が例示される。
【００２２】
本発明における枠材は、通常、図１（ａ）に示すように、額縁のようにコーナー部分を繋ぎ合わせて形成される。また、図１（ｂ）に示すように、枠材のコーナー部分を専用の繋ぎ合わせ部材１を用いて形成することもできる。
【００２３】
本発明に用いられる多孔性材料は、好ましくは、ガラスクロスシートまたは不織布であり、さらに好ましくは、軟質ウレタンフォームシートである。ガラスクロスシートは、目抜き平織りのシートで目抜きの格子サイズは、略正方形で１辺が１０ｍｍ程度以下が好ましく、更に３ｍｍから５ｍｍがより好ましい。格子サイズが細かいと硬質ポリウレタンフォームとガラスメッシュとの充分な絡み合いが得られず、格子サイズが荒すぎると枠材とガラスクロスシートとの付着面積が減り、応力の分散が充分に得られないので好ましくない。
【００２４】
不織布は、特に限定されず、本発明の目的を達成する不織布を適宜選択できる。
【００２５】
軟質ウレタンフォームシートは、その厚みが１ｍｍから２ｍｍで、連続気泡を有するものが好ましい。厚みが１ｍｍより小さいものは、製造上困難であり、厚みが２ｍｍを超えるものは、硬質ポリウレタンフォームが枠材と付着しにくくなるので好ましくない。
【００２６】
また、多孔性材料の他に、単に、コーナー部の繋ぎ目部分の不連続性をなくし、硬質ポリウレタンフォームとコーナー部との連続性のある接着を目的として、クラフトテープ、ビニルテープ、布テープ等の粘着テープを用いることも可能である。かかる連続性のあるコーナー部を形成することによって、コーナー部に発生する応力を分散することができる。
【００２７】
＜製造方法＞
以下に、ＨＦＣ化合物と水とを併用したものを発泡剤として使用した硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物を用いた場合のサンドイッチパネルの製造方法について、図２から図４を用いて説明する。
【００２８】
図１に、表面材１１、裏面材１２及び枠材１３から形成された容器状外面材１０を斜視図にて示した。枠材１３の短辺側の中央部に注入口１８が形成されている。
【００２９】
図３（ａ）に、多孔性材料１４を、枠材１３のコーナー部１３ａに付着した例を示した。コーナー部１３ａに付着される多孔性材料１４のサイズは、応力分散機能を発揮できるサイズであれば特に限定されないが、図３（ａ）に示すように枠材１３の高さと一致するシート幅で、長さが２０ｃｍのものが好ましく、さらには、長さが、短辺１３ｂの半分の長さとなるものがより好ましい。そして、多孔性材料１４は、コーナー部１３ａの角部分（枠材の繋ぎ目部分）を中心位置として、短辺側と長辺側に等しい長さに割り当てて付着される（図３（ａ）参照）。なお、長辺と短辺の長さの比率に応じて、付着する多孔性材料１４の長さを割り当ててもよい。
【００３０】
また、図３（ｂ）に、多孔性材料１４を、枠材１３の短辺１３ｂに付着した例を示した。短辺１３ｂに付着される多孔性材料１４のサイズは、応力分散機能を発揮できるサイズであれば特に限定されないが、短辺１３ｂの面積の５０％以上のサイズが好ましく、さらには、短辺１３ｂの面積と等しいサイズがより好ましく、特に、コーナー部１３ａの角部分（枠材の繋ぎ目部分）も付着できるサイズがより好ましい。なお、枠材１３の長辺に多孔性材料１４を付着することもできる。
【００３１】
ここで、多孔性材料１４と枠材１３を付着させるための付着剤（接着剤）は、特に限定されない。また、接着剤を用いずに粘着テープ（例えば、布テープ、クラフトテープ、ビニルテープ、セロハンテープ等）を用いて、枠材１３と多孔性材料１４を貼り付けて、付着させてもよく、接着剤と粘着テープを併用してもよい。
【００３２】
また、多孔性材料１４の連続的な空隙を付着剤や粘着テープ等で完全に塞がず、この連続的な空隙を通過して硬質ポリウレタンフォームと枠材１３とを付着させるように構成するために、多孔性材料１４と枠材１３とを部分的に付着させると共に、製造工程中に、多孔性材料１４が剥がれやヨレ等を生じないように付着させることが望ましい。なお、図３（ａ）及び（ｂ）において、多孔性材料１４の接着剤の塗布面の例を示したが、特にこれに制限されず、上記目的達成のために適宜、塗布面を設定できる。
【００３３】
次に、多孔性材料１４を枠材１３の一部に付着させた容器状外面材１０Ａから１０Ｆを、多段プレス３０に設置し、プレスする。なお、プレス圧は、サンドイッチパネルの仕様によって適宜設定されるが、通常、２ｔ／ｍ２から５ｔ／ｍ２である。
【００３４】
そして、ミキシングヘッド２４を容器状外面材１０Ａの注入口１８に、挿入し、ミキシングヘッド２４から硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物Ｍを注入する（図４参照）。次に、所定量を注入完了後、ミキシングヘッド２４を注入口１８から抜き取る。
【００３５】
以上の容器状外面材１０の注入口１８にミキシングヘッド２４を挿入し、硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物Ｍを注入する工程を、すべての容器状外面材１０に対して繰り返す。
【００３６】
そして、注入された硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物Ｍが発泡し、硬質ポリウレタンフォームが成形され、サンドイッチパネルが得られる。
【００３７】
以上のように、ＨＦＣ化合物と水とを併用したものを発泡剤に用いて成形された硬質ポリウレタンフォームは、従来の発泡剤（例えば、フロン等）を用いて成形されたものよりも、クラックを生じやすい傾向にある。しかし、本発明によれば、ＨＦＣ化合物と水とを併用したものを発泡剤に用いても、多孔性材料１４を枠材１３の一部に付着させるという簡単な構成で、実使用環境下で経時的にクラックを生じさせないサンドイッチパネルを得ることができる。
【００３８】
上記において、ＨＦＣ化合物と水とを併用したものを発泡剤として使用した硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物Ｍを用いた場合のサンドイッチパネルの製造方法について説明したが、発泡剤はＨＦＣ化合物と水とを併用したものに限定されず、その他の例えば、ＨＦＣ化合物または水を単独で発泡剤として用いることができる。発泡剤として、ＨＦＣ化合物と水を併用するものを用いると、ＨＦＣ化合物を単独で用いるより、発泡剤原液の蒸気圧が低下するので、より製造に適し、さらに、低コストであるため好ましい。
【００３９】
また、図２において、長方形のパネルの短辺側に注入口１８を設けた例を示したが、製造するパネルの形状によっては、長辺側に注入口を設けてもよく、また注入口は複数設けてもよい。
【００４０】
また、図４においては、多段プレス３０を使用し、複数の容器状外面材をセットした状態で硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物Ｍを注入してサンドイッチパネルを製造する例を示したが、これに限定されず、例えば、サンドイッチパネルを一つづつプレスし、硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物Ｍを注入して製造することも可能である。
【００４１】
＜実施例＞
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして行った。
【００４２】
（１）冷熱サイクル評価
冷熱サイクル試験を行う。サンドイッチパネルを、−３０℃環境下で１６時間静置し、その後、８０℃環境下で８時間静置する。これを１０回繰り返して１サイクルとするサイクル試験を実施した。評価は、１０サイクル後の亀裂（クラックに成長する亀裂）の大きさで評価した。
【００４３】
（実施例１）
上記の製造方法で、厚物サンドイッチパネル１５０ｔ（ＨＦＣ−２４５ｆａ原液システム、フリー密度２８ｋｇ／ｍ３、反応性ゲルタイム＝１００秒）を製造した。２箇所のコーナー部に布テープ５ａ（市販品）を、および、その他の２箇所のコーナー部にガラスクロスシート５ｂ（格子サイズが縦３ｍｍ×横３ｍｍ）を、布テープ５ａを用いて部分的に付着させた（図５（ａ）参照）。冷熱サイクル試験の結果、表１に示すように、布テープ５ａを付着したコーナー部では、１０サイクル後に約７ｃｍの亀裂が確認され、ガラスクロスシート５ｂを付着したコーナー部では、１０サイクル後に約３から５ｃｍの亀裂が確認された。
【００４４】
【表１】
2006328809.tif 000003
【００４５】
（実施例２）
実施例１と同様の厚物サンドイッチパネル１５０ｔ（ＨＦＣ−２４５ｆａ原液システム、フリー密度２８ｋｇ／ｍ３、反応性ゲルタイム＝１００秒）を製造した。ただし、２箇所のコーナー部に軟質ウレタンフォームシート５ｃ（厚み２ｍｍ）を、および、その他の２箇所のコーナー部を挟む短辺の全面に、軟質ウレタンフォームシート５ｃを、接着剤を用いて部分的に付着させた（図５（ｂ）参照）。冷熱サイクル試験の結果、表１に示すように、軟質ウレタンフォームシート５ｃを付着したコーナー部では、１０サイクル後に約３ｃｍの亀裂が確認されたが、短辺全面に付着した場合では、その短辺を挟むコーナー部分において、亀裂が確認されなかった。
【００４６】
（比較例１）
コーナー部や短辺のいずれにも多孔性材料１４を付着していない厚物サンドイッチパネル１５０ｔ（ＨＦＣ−２４５ｆａ原液システム、フリー密度２８ｋｇ／ｍ３、反応性ゲルタイム＝１００秒）を製造した。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施の形態における枠材のコーナー部分の接ぎ合わせを説明する図
【図２】実施の形態におけるサンドイッチパネルの例を示す斜視図
【図３】実施の形態における多孔性材料を付着する枠材の箇所の例を説明する図
【図４】実施の形態におけるサンドイッチパネルの製造方法を例示した図
【図５】実施例における多孔性材料の付着箇所を説明する図
【符号の説明】
【００４８】
１      繋ぎ合わせ部材
５ａ    布テープ
５ｂ    ガラスクロスシート
５ｃ    軟質ウレタンフォームシート
１０      容器状外面材
１１      表面材
１２      裏面材
１３      枠材
１３ａ    コーナー部
１３ｂ    短辺
１４      多孔性材料
１５      空間部
１８      注入口
２４      ミキシングヘッド
Ｍ        硬質ポリウレタンフォーム発泡原液組成物
【図１】
2006328809.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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