(57)【要約】【目的】  ロール成形時に発生するポケットウェーブを軽減することにより、樹脂発泡の均一化をはかり、良好な外観をもった金属製断熱パネルを得る。【構成】  表面材，裏面材，及び表面材と裏面材によって形成された空間に充填された発泡樹脂からなる金属製断熱パネルを製造する際に、上記面材となる素材金属コイルのうち少なくとも一方の素材金属コイルの幅方向両端部に、ロール成形によって折曲げ加工を施す前に予めコイル長手方向に伸びひずみを与えておくことにより、幅方向両端部に折曲げ加工を施したときに生じる圧縮ひずみを前記伸びの予ひずみと相殺させ、加工後に金属コイル全体に圧縮や引っ張りの応力が残らないようにすることで、ロール成形後に、すなわちパネル製造後に、表面に凹凸状のゆがみが現れることを防止することができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面材，裏面材，及び表面材と裏面材によって形成された空間に充填された発泡樹脂からなる金属製断熱パネルを製造する際に、上記面材となる素材金属コイルのうち少なくとも一方の素材金属コイルの幅方向両端部に、ロール成形によって折曲げ加工を施す前に予めコイル長手方向に伸びひずみを与えておくことを特徴とする金属製断熱パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製表面板，裏面板の間に樹脂を充填・発泡してなる金属製の断熱パネルの製造方法に関する。
【０００２】
建築物，建造物等の外装材，内装材，間仕切り材等の防火・断熱壁に、表裏金属板の間に発泡樹脂を挟んだパネルが使用されている。また業務用冷蔵庫等の断熱壁にもこのようなパネルが使用されている。断熱パネルは、表裏金属板の長手方向に平行な両側縁に形成した雌雄の嵌合部を噛み合わせることで一体化される。たとえば、表面金属板１の幅方向両端部（断熱壁では上下方向両端部）に嵌合部１Ｒ，１Ｌを形成し、嵌合部１Ｒ，１Ｌに噛み合う嵌合部２Ｒ，２Ｌを裏面金属板２の幅方向両端部に形成している（図１）。表面金属板１と裏面金属板２との間に発泡樹脂層３を挟み、嵌合部１Ｒ，１Ｌと嵌合部２Ｒ，２Ｌとを噛み合わせることにより断熱パネルが構成される。
【０００３】
例えば特許文献１には、このような金属製断熱パネルの製造方法が提案されている。
すなわち、図２に示すような設備構成をもつ装置が使用されており、まず、表面金属板１となる金属コイルＳを払出しリール１１からロール成形機１２に送り出し、ロール成形機１２で表面用金属コイルＳの幅方向端部を曲げ加工して嵌合部１Ｒ，１Ｌを形成する。嵌合部１Ｒ，１Ｌが形成された表面用金属コイルＳをプレヒータ１３で所定温度に予熱した後、注入器１４から液状の発泡性樹脂Ｒを表面用金属コイルＳ上に吐出する。発泡性樹脂Ｒは、表面用金属コイルＳが予熱されているため吐出開始後僅かな経過時間で発泡反応を開始する。発泡性樹脂Ｒとしては、断熱性能が要求されることからヌレート樹脂が多用されている。
【０００４】
裏面金属板２となる金属コイルＢも同様に払出しリール２１からロール成形機２２に送り出され、ロール成形機２２で裏面用金属コイルＢの幅方向端部を折曲げ加工することにより、表面用金属コイルＳの嵌合部１Ｒ，１Ｌに噛み合う嵌合部２Ｒ，２Ｌが形成される。嵌合部２Ｒ，２Ｌが形成された裏面用金属コイルＢは、プレヒータ２３で所定温度に予熱された後、嵌め合いロール３１に送り込まれる。
嵌め合いロール３１で幅方向両端部の嵌合部１Ｒ，１Ｌに嵌合部２Ｒ，２Ｌが噛み合わされた表面用金属コイルＳ，裏面用金属コイルＢは、加熱室３２に配置されている上下一対のコンベア３３ｕ，３３ｄの間に送り込まれる。表面用金属コイルＳ，裏面用金属コイルＢはダブルコンベア３３ｕ，３３ｄ間を通過する際に互いに押圧され、加圧・加熱状態で発泡反応が進行し、発泡樹脂層３が表面用金属コイルＳ，裏面用金属コイルＢ間に隙間なく充填され一体化される。
発泡樹脂層３を挟み込んだ表面用金属コイルＳ，裏面用金属コイルＢは、加熱室３２から送り出された後、切断装置３４で定寸切断され、所定長さの断熱パネルＷとして次工程に搬出される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６５３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、表面用金属コイルＳ及び裏面用金属コイルＢの幅方向の両端部には、嵌合部形成のためにロール成形機により折曲げ加工を施すことになる。特に表面用金属コイルＳには複雑な折曲げ加工を施すことになる。幅広の金属コイル端部にロール成形機で折曲げ加工を施すと、面材中央に、図３にＰとして示すような凹凸状のゆがみ、いわゆるポケットウェーブが発生しやすくなる。特に金属コイル素材としてステンレス鋼等を使用するとき、ポケットウェーブの発生が顕著な場合がある。
ポケットウェーブが発生すると、パネル内部に充填した樹脂の発泡が不均一になって、製品パネルの表材はもとより、ロール成形後はほぼ平坦であった裏材にまで形状不良が発生することになる。金属素材がロール成形によるポケットウェーブが軽微な普通鋼の場合は、ロール成形によって生じた面材の形状不良は樹脂の発泡時の圧力によりほとんど消失して良好な形状のパネルが得られる。しかしながら、金属コイル素材として特にステンレス鋼を使用した場合は、発泡の不均一に起因する表・裏面のゆがみが目立ち、意匠上、商品として出荷できなくなる。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、ロール成形時に発生するポケットウェーブを軽減することにより、樹脂発泡の均一化をはかり、良好な外観をもった金属製断熱パネルを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の金属製断熱パネルの製造方法は、その目的を達成するため、表面材，裏面材，及び表面材と裏面材によって形成された空間に充填された発泡樹脂からなる金属製断熱パネルを製造する際に、上記面材となる素材金属コイルのうち少なくとも一方の素材金属コイルの幅方向両端部に、ロール成形によって折曲げ加工を施す前に予めコイル長手方向に伸びひずみを与えておくことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明者等は、表面材及び裏面材によって形成された空間に発泡樹脂を充填してなる金属製断熱パネルを製造する際に、面材に発生するポケットウェーブの発生機構について検討した。その結果、表面金属板１及び裏面金属板２となる金属コイルの幅方向端部にロール成形機で折曲げ加工を施すときに、折曲げ部に長手方向の圧縮ひずみが生じ、平坦部に圧縮応力を発生させることになり、折曲げ部の圧縮量の増加に伴って平坦部の圧縮応力が大きくなって座屈限界を超えたとき、表面平坦部に凹凸状のゆがみ、いわゆるポケットウェーブとなって現れたことを確認した。
このように、断熱パネルを構成する２枚の面材のうち、少なくとも一方の面材にポケットウェーブ等による波打ちを生じると、面材両側の曲げ加工部を噛み合わせたときに、表裏の面材で構成されるパネル内部の空間が均一にならず、発泡樹脂の分布も不均一となる。その結果、樹脂の発泡する圧力も不均一に分布することとなり、表裏の面材にゆがみを生じることになる。
【０００９】
そこで、折曲げ加工を施す前に、素材金属コイルの幅方向両端の折曲げ部に長手方向への伸びの予ひずみを与えておくことにより、折曲げ加工を施したときに生じる圧縮ひずみを前記予ひずみと相殺させ、加工後に金属コイル全体に圧縮や引っ張りの応力が残らないようにすることで、ロール成形後に凹凸状のゆがみが表面に現れることを防止することができたものである。すなわち、広幅材となる素材金属コイルは、予ひずみを与えておくことにより、折曲げ部に相当する部分の長手方向の長さが平坦部に相当する部分の長手方向長さよりも長くなっている。この素材を冷間ロール成形すると、折曲げ部に発生する長手方向の圧縮歪みは、予め付与された長手方向の長さ分によって相殺される。そのため、曲げ加工が施されない平坦部では、作用する圧縮応力が座屈限界以下に抑制され、凹凸状のゆがみの発生が防止される。
素材金属コイルに予め付与する長手方向の伸びひずみ量（コイル両端部での最大値）は、素材の板厚，硬さ，折曲げ部及び平坦部のサイズ等によって異なるが、予ひずみを付けないでロール成形した場合に発生するポケットウェーブの急峻度（λ＝波高さ／波ピッチ）（日本塑性加工学会編「塑性加工技術シリーズ１５  矯正加工」９頁、１９９２年，コロナ社）の２倍から５倍程度の範囲とすることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
折曲げ部に長手方向に伸びの予ひずみを付与するには、折曲げ部を平坦部と比べて長手方向に長くなるように、軸長方向に関する押込み量が異なる予成形ロールを用いればよい。
折曲げ部と平坦部との間で異なる長手方向長さにする予備成形装置としては、例えば、図４に示されるような、入側通板ロール５４及び出側通板ロール５５の間に予成形ロール５１を配置したものが好ましい。また、予成形ロール５１に対向させて、支持ロール５２，５３を反対側に配置すると、必要とする箇所の伸長が確実に行える。通板ロール５４，５５は、走行する素材金属コイルＳに所定の張力を付与するため、ロール本体５４ａ，５５ａにウレタン等の弾性体５４ｂ，５５ｂをライニングしている。支持ロール５２，５３は、素材金属コイルＳの裏側に位置し、予成形ロール５１と共同して素材金属コイルＳを挟み込む。予成形ロール５１としては、例えば図５に示されるような、中央部に直径が最も小さい最小直径部５１ａがあり、最小直径部５１ａから軸方向両端部５１ｂ，５１ｄに向かって所望の曲面で形成される周面部５１ｃを備えているものが使用できる。
【００１１】
素材金属コイルＳは、入側支持ロール５２から予成形ロール５１を経て出側支持ロール５３に至る過程で、予成形ロール５１の周面形状に従って幅方向の走行距離が異なる。予成形ロール５１による押込み量ｈが最も大きい端部５１ｂ，５１ｄの近傍では、金属帯Ｓの走行距離が長くなる。他方、押込み量ｈが小さい最小直径部５１ａでは、金属帯Ｓが最も短い走行距離をとり、両端部により大きな張力が作用する。その結果、素材金属コイルＳは、前記張力と予成形ロールに巻き付くことによる曲げ変形の相乗作用で幅方向両端部が部分的に伸ばされ、両端部と中央部との間に長手方向に長さの差が付けられる。この長さの差は予成形ロール５１の上下位置を調整することによって制御できる。また、素材金属コイルＳに付与する張力を変えたり、クラウン形状が異なる予成形ロール５１に組み替えたりすることによっても、長さの差が制御される。このようにして必要な長さの差が付けられた素材金属コイルＳをロール成形によって幅方向に折り曲げるとき、ポケットウェーブのない平坦なパネル用画材が得られる。
【００１２】
このような折曲げ部と平坦部との間で異なる長手方向長さにする予備成形装置を、図２に示されたような従来の断熱パネルの製造ラインで、アンコイラ１１とロール成形機１２の間、さらに必要に応じてアンコイラ２１とロール成形機２２の間に配置してもよいし、あるいは断熱パネルの製造ラインとは別に設けて別途適切な予ひずみを付与した素材を一旦コイルに巻き取って、断熱パネル製造ラインに投入してもよい。
あるいはさらに、図６に示すような、形状矯正のためのロールベンディング機構を備えたロールレベラー（前記「塑性加工技術シリーズ１５  矯正加工」２９頁，５９頁）を、エッジウェーブが出るようなロールベンディング及び圧下条件で使用してもよい。
【００１３】
幅方向端部に長手方向に伸びの予ひずみが付与された素材金属コイルは、従来と同様に、ロール成形機１２，２２に送り出こまれ、ロール成形機１２，２２で金属コイルの幅方向端部に折曲げ加工が施される。この工程以降は従来の工程と全く同様である。
ロール成形する前に、素材金属コイルの幅方向端部に伸びの予ひずみを付与しておくことにより、その後の成形過程でポケットウェーブの発生を抑制することができる。このため、表面材と裏面材とで形成される空間の厚さが均一になっているので、その間に充填された樹脂を発泡させても、発泡が均一に行われ平坦度の良い断熱パネルが得られる。しかも面材そのものが極めて平坦性に優れているので、素材金属コイルとしてステンレス鋼を用いると鏡面が得られ、意匠上も優れた断熱パネルとなる。
【実施例】
【００１４】
比較例；
素材金属コイルとして板厚が０．５ｍｍで，板幅が表材７７０ｍｍ，裏材６１０ｍｍの高耐食クロム系ステンレス（２２Ｃｒ−０．７Ｍｏ−Ｎｂ−ＵＬＣ）鋼帯を使用した。予ひずみを与えることなく、表面材については２１段、裏面材については６段の冷間ロール成形機を使用して両端部に所定の折曲げ部を形成した。
その後、プレヒータ１３で所定温度に予熱された表面用素材金属コイルＳの上に発泡性樹脂Ｒを注入器１４から吐出した。発泡性樹脂Ｒには、ポリイソシアネート及びポリオールを高圧法で混合した発泡性ヌレート樹脂原料液を使用した。
このとき、ロール成形された表面材には、高さ約１ｍｍ、周期約５００ｍｍ（急俊度λ＝０．２％）の周期的な波打ちが発生していた。裏面材はほぼ平坦な形状を呈していた。
【００１５】
次いで、表面用素材金属コイルＳの幅方向両端に形成した嵌合部１Ｒ，１Ｌに裏面用素材金属コイルＢの嵌合部２Ｒ，２Ｌを嵌め合いロール３１で噛み合わせ、所定温度に保持された加熱室３２に送り込んだ。加熱室３２内でダブルコンベア３３ｕ，３３ｄにより表面用素材金属コイルＳ，裏面用素材金属コイルＢを加熱加圧し、発泡樹脂層３を挟み込んだ厚み３５ｍｍの断熱パネルＷを製造した。
この断熱パネルを平らな床上に置き、光を反射させて斜め上方より観察したところ、光の反射が乱れた凹凸感のあるゆがみが表・裏ともに発生していた。この凹凸の高さ，周期はロール成形後の表材に発生していたポケットウェーブによる波打ちとは異なり、通常の方法では測定することが不可能なレベルのものであった。
【００１６】
実施例；
上記比較例で用いたのと同材質、同サイズの素材金属コイルを使用した。
図６に示すような、上側８本，下側９本、計１７本の直径３６ｍｍのベンディング機構を備えたワークロールが組み込まれたマルチローラーレベラーに、表面材に使用する上記素材金属コイルを通し、レベラーのワークロールベンディング量及びインターメッシュ（圧下量）を調整することにより、幅方向端部における急峻度の最大値が０．５０％，０．７０％，０．９８％，１．０５％及び１．１０％であるエッジウェーブ状の予ひずみを付与したコイルを作成した。裏面材については、ロール成形後の形状が良好であったので、本実施例では特に予ひずみは付与しなかった。
このようにして準備した表面材及び裏面材用金属コイルを、比較例で用いた金属製断熱パネル製造装置に通してステンレス鋼製断熱パネルを製造した。
【００１７】
予ひずみを付与することにより、表面材のロール成形後のポケットウェーブは大幅に軽減されていた。また、得られた断熱パネルを平坦な床上に置き、光を反射させて斜め上方より観察したところ、表・裏ともに、予ひずみなしで製造した断熱パネルで観察されたようなパネル表面のゆがみはほとんど観察されなかった。
ただし、予ひずみのない条件でロール成形した後の素材に発生していたポケットウェーブの急峻度０．２％の５倍を超える予ひずみを与えたもの、すなわち、最大急峻度１．０５％及び１．１０％の予ひずみを与えたものにあっては、予ひずみの影響によると思われるパネル横方向のスジ状模様が僅かに観察された。
このことから、本実施例にあっては、予ひずみ量は０．５％から１．０％の範囲で良好な結果が得られた。
この予ひずみの適正範囲については、表・裏面材の材質及び厚さ、並びに断熱パネルの寸法，構造等によって変わってくることはいうまでもない。それぞれに応じて、最適な予ひずみ量を予め確認しておくことが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
以上に説明したように、本発明は、断熱パネルの表面材，裏面材となる素材金属コイルのうち少なくとも表面材の素材金属コイルの幅方向両端部に、ロール成形によって折曲げ加工を施す前に予めコイル長手方向に伸びひずみを与えておくことにより、折曲げ加工によって、曲げ部に収縮が生じても、予め付与された伸びひずみと相殺され、全体的に板幅方向で長さに差がない折曲げ表面材，裏面材を得ることができ、最終的に表裏面にポケットウェーブに起因したゆがみの生成がなく、良好な外観をもった金属製断熱パネルを得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】金属製断熱パネルの構造を説明する断面図
【図２】金属製断熱パネルを製造する装置の設備構成の概略を説明する図
【図３】ポケットウェーブの発生状況を説明する図
【図４】幅方向端部に伸びの予ひずみを付与する方法の一例を説明する図
【図５】予成形ロールの形状の一例を示す図
【図６】マルチローラーレベラーのロール配置状況を説明する図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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