外装材及びその製造方法

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【発明の名称】	外装材及びその製造方法
【発明者】	【氏名】佐藤正人
【要約】	【課題】金属製の表面材にウレタン系硬質フォームを積層し、裏面にシート状の裏面材を積層接着するようにした外装材で施工するにあたり、外壁面のフラット性を向上させるようにする。【解決手段】連続して巻き出される金属製の表面材Ｈの断面形状を略樋状の樋状部ｄに成形するとともに、両側部に嵌合部ｋを成形し、樋状部ｄに独立気泡率が５０％以下のウレタン系硬質フォーム原料を充填して発泡硬化させ、この発泡時に、ウレタン系硬質フォームＪの表面に、穴ａを有するシート状裏面材Ｒを積層接着する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】断面形状が略樋状の金属製の表面材に、独立気泡率５０％以下のウレタン系硬質フォームが充填され、このウレタン系硬質フォーム上に、多数の穴を有するシート状の裏面材が積層接着されてなることを特徴とする外装材。
【請求項２】連続して巻き出される表面材に対して、その断面形状を略樋状に成形し、且つこの表面材の両側部に、外装材同士を嵌合させるための雄や雌等の嵌合部を成形する工程と、成形された樋状部に独立気泡率が５０％以下のウレタン系硬質フォーム原料を供給して発泡させる工程と、この発泡時に、ウレタン系硬質フォームの表面に、穴を有するシート状裏面材を積層接着する工程を備えたことを特徴とする外装材の製造方法。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば外壁材や屋根材等の外装材、及び外装材を製造するのに好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば金属製の表面材とシート状の裏面材との間に硬質ポリウレタンフォームを挟んでサンドイッチ状態にするような断熱性を有する外装材が知られており、このような外装材を連続的に製造する技術として、連続的に巻き出される表面材の両側を曲げて断面略樋状の樋状部を形成し、この樋状部にウレタン系硬質フォーム原料を供給して発泡させつつダブルコンベアに向けて送り込み、同時に別の場所から巻き出される裏面材をダブルコンベア内で合体させて断熱性を有する外装材を製造するような技術が知られている。この際、外装材を構成する表面材は、断面形状を樋状にする成形する際に、外装材とした時に外装材同士を嵌合させるための雄や雌等の嵌合部も成形されるのが一般的である。このようにして得られる長尺の外装材は、建屋の外壁を構築するために、各外装材の嵌合部に、隣接する外装材の嵌合部を連結して外壁を構成する。そして、嵌合部で連結して得られた外壁面は、全体としてフラット（平坦）で仕上がりも良好なものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、近年、市場の要望はもう一段高いレベルに推移するようになっている。すなわち、上記のようにして得られる外装材は、ウレタン系硬質フォーム原料を使用しているため、その特性上、発泡して硬化及び養生の過程で、ウレタン系硬質フォーム単体のみで評価した時、長さでみて０．５～５％程度の収縮が生じる。また、ウレタン系硬質フォームは、低温または高温に長く晒されると寸法変化を生じ易いものである。そのようなウレタン系硬質フォームの寸法変化により、特に表面材と裏面材の材料が異なる外装材においては、外装材の反りの原因となり、これが外壁面の僅かな歪みとなって現れて問題視されるようになった。
【０００４】本発明は、このような市場の要望に答えるためになされたものであり、外壁面のフラット性を従来に較べて向上させることが出来る外装材及びその製造方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、ウレタン系硬質フォームの独立気泡率を下げることにより、ウレタン系硬質フォームの寸法安定性が向上し、その結果として外装材の反りも抑制されるのではないかと考えた。その際、独立気泡率を下げることにより、生成時のウレタン系硬質フォームからのガスが増加し、このため、裏面側を平坦にし且つ反りを抑制するために設ける裏面材が、ガスの影響で剥離し易くなることに対しては、裏面材にガス抜けのための穴を設ければ良いのではないかと考えて実験を重ねた結果、以下のような構成により外装材の反りと裏面材の剥離防止に顕著な効果を有し、しかも断熱性の低下も僅かであることが判った。
【０００６】すなわち、本発明では、外装材として、断面形状が略樋状の金属製の表面材に、独立気泡率５０％以下のウレタン系硬質フォームが充填され、このウレタン系硬質フォーム上に、多数の穴を有するシート状の裏面材を積層接着されるものとした。また、製造方法においては、連続して巻き出される表面材に、その断面形状を略樋状に成形し且つ得られる外装材同士を嵌合させるための雄や雌等の嵌合部を成形するとともに、この樋状部に独立気泡率が５０％以下のウレタン系硬質フォーム原料を供給して発泡させ、ウレタン系硬質フォームの発泡時の表面に、穴を有するシート状裏面材を積層接着するようにした。
【０００７】このように、独立気泡率を５０％以下にすることにより、ウレタン系硬質フォームの寸法安定性が向上して、外装材の反りを抑制することが出来、また、穴を有する裏面材を用いることにより、ガスの影響で剥がれにくくなる。ここで、独立気泡率は、ウレタン系硬質フォームのコア部について、ＡＳＴＭＤ－２８５６に基づいて測定したものである。また、裏面材の穴の程度は、あまり小さすぎるとガスが抜けにくくなり、また大きすぎると裏面材の強度が低下するため、適切な大きさで適切な数にするが、通常のサイズの断熱建材等の場合、一つの穴の径は０．０３～１．０ｍｍφ程度で、数は１００ｃｍ^２当たり１個程度またはそれ以上が適当である。
【０００８】因みに、製造装置としては、連続して巻き出される表面材を略樋状に成形し且つ両側部に嵌合部を成形するための成形手段を設け、その下流に前記樋状部にウレタン系硬質フォーム原料を供給し得る樹脂供給手段を配設するとともに、別の箇所から連続して巻き出される裏面材に連続的に穴を明けることの出来る穴明け手段を設け、また前記表面材と裏面材とを発泡樹脂材料を介して合体させるためのダブルコンベアを設けるようにすれば良い。
【０００９】このような装置構成により、既存の製造装置を殆どそのまま活用し、裏面材に穴を明けるための穴明け手段だけを追加すれば良いため、設備を簡素に構成出来て好適である。ここで、穴明け手段としては、裏面材に連続的に穴を明けることが出来れば任意であり、例えば裏面材が紙面材等の素材であれば、穴明け手段として、針布をロールに巻き付けたもの等を適用することが出来、これを裏面材に押し付けて穴明けできるようにする。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。ここで、図１は本発明に係る外装材の製造装置の概要図、図２は製造された外装材の説明図である。
【００１１】本発明に係る外装材は、例えば図２に示すような表面材Ｈと裏面材Ｒとの間にウレタン系硬質フォームＪがサンドイッチ状態で挟まれるような長尺状の外装材Ｄである。ウレタン系硬質フォームＪは、連続気泡構造の硬質ポリウレタンフォームまたはウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームであり、且つ発泡剤は、水またはこれに二酸化炭素発泡剤が併用されたものを使用することにより脱フロン化を達成し、環境問題にも対応出来るようにしている。そして、ウレタンフォームに貼り合わせられる裏面材Ｒが剥離し易くなるのを防止し、また裏面材Ｒが紙面材等の場合に、裏面材Ｒが膨らんだり、シワが発生する等の不具合を防止出来るようにされている。
【００１２】ここで、本実施例における外装材Ｄについて更に詳しく説明すると、前記表面材Ｈは、例えばカラー鋼板、カラーステンレス板、カラーアルミ板、ガルバリウム鋼板、銅板等の金属製板であり、図２に示すように、略樋状の樋状部ｄを備えるとともに、両側端部には、隣接する外装材Ｄの端部に嵌合し合うための嵌合部ｋが形成されている。
【００１３】また、ウレタン系硬質フォームＪは、ポリオール成分とポリイソシアネート成分に触媒、発泡剤、整泡剤、及び難燃剤等を混合して、短時間に発泡成形した硬質ポリウレタンフォーム、またはウレタン変性ポリイソシアヌレートフォームであり、例えば、ポリオール成分として、ポリエーテルポリオール１００重量部に対して、発泡剤としての水が１１重量部、難燃剤が１５重量部、整泡剤としてのシリコーンが２重量部、反応促進のための触媒が４．５重量部、ポリイソシアネート成分として、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネートが２３３重量部等のものが使用される。また、裏面材Ｒとしては、発泡剤として水を用いたものは、合成樹脂フィルム等の接着性が良好でないので、例えばクラフト紙、炭酸カルシウム紙、アルミ箔ラミネート紙等の紙面材とするのが好ましい。
【００１４】かかる外装材Ｄを製造する装置について説明する。図１に示すように、製造装置１は、アンコイラー２から巻き出される表面材Ｈの下流側に、エンボスロール３と成形手段としての成形機（ロールフォーミング）４を順次備えており、エンボスロール３によって、表面材Ｈの表面に意匠模様等の凹凸形状を刻設した後、成形機４によって、樋状部ｄと両端部の嵌合部ｋを形成するようにしている。
【００１５】またその下流には、ウレタン系硬質フォーム原料を供給するための吐出ヘッド５と、ダブルコンベア６が直列に配置されており、吐出ヘッド５では、ポリオール成分とポリイソシアネート成分のウレタンフォーム原料をミキシングして、表面材Ｈの樋状部ｄ内に均一に供給出来るようにされている。
【００１６】一方、この表面材Ｈの上部には、裏面材Ｒが巻き出されるリール７が設けられており、またその下流側には、穴明け手段としての穴明けローラ８が設けられている。そしてこの穴明けローラ８によって、連続的に裏面材Ｒに穴ａを明けることが出来るようにしている。因みに、本実施例では、穴明けローラ８として、針布をロールに巻き付けたものを使用するようにしており、針の径は、裏面材Ｒに明けられる穴ａの大きさがガス抜きに有効であり、また裏面材Ｒの強度低下に繋がらないよう、例えば０．０３～１．０ｍｍφ程度の穴ａを明けることが出来るような径にし、また針で明けられた穴ａの数は、１００ｃｍ^２当たり１個程度またはそれ以上になるようにしている。
【００１７】前記ダブルコンベア６は、表面材Ｈの樋状部ｄ内に供給されたウレタン系硬質フォームＪの上面に、裏面材Ｒを重ね合わせて、前記原料の発泡時の自己接着力により貼り合わせることが出来るようにされ、上下のコンベアによって、発泡硬化するウレタン系硬質フォームＪの厚みを一定に規制出来、且つ裏面が平坦に出来るようにされている。また、このダブルコンベア６の下流側には、所定のサイズで外装材Ｄを切断するための切断機９が配設されている。
【００１８】以上のような製造装置１を使用した断熱材Ｄの製造方法について説明する。金属製の表面材Ｈをアンコイラー２から巻き出し、エンボスロール３によってエンボス加工した後、成形機４によって樋状部ｄと両端嵌合部ｋを形成する。そして成形された樋状部ｄ内に、吐出ヘッド５からウレタン系硬質フォーム原料を供給し、発泡させつつダブルコンベア６に向けて送り込む。
【００１９】一方、上方のリール７から、紙面材等の裏面材Ｒを巻き出し、穴明けローラ８によって穴ａを明けた後、ダブルコンベア６に送り込み、発泡中のウレタン系硬質フォームの上面に重ね合わせて発泡時の自己接着力により貼り合わせて合体させる。この際、ウレタン系硬質フォームから生成されるガスは裏面材Ｒの穴ａを通して外部に排出され、裏面材Ｒとウレタン系硬質フォームとの接着力を高めることが出来る。また、ガスが裏面材Ｒとウレタン系硬質フォームの間に溜まって裏面材Ｒが膨らんだり、シワが発生したりするような不具合がない。
【００２０】そして、ダブルコンベア６で一体化された外装材Ｄは、下流の切断機９で所定のサイズに切断され製品となるが、裏面材Ｒが剥がれ易くなったり、シワ等が発生するような不具合がなく、品質の良い外装材Ｄが効率良く製造出来る。以上のような方法により製造された外装材Ｄは、建屋の外壁材や屋根材等に使用される。
【００２１】次に、本発明の外装材Ｄの効果等の実験結果について説明する。まず、独立気泡率９５％のウレタン系硬質フォーム原料を用いて、厚み０．２５ｍｍのカラー鋼板を略樋状に成形した樋状部に充填し、その裏面にクラフト紙を積層接着して、幅０．４ｍ、長さ３ｍの外装材を得た。これを比較例１とした。また、独立気泡率４５％のウレタン系硬質フォーム原料を用いて、厚み０．２５ｍｍのカラー鋼板を略樋状に成形した樋状部に充填し、その裏面に穴明き（４個／１００ｃｍ^２、穴径０．１ｍｍ）クラフト紙を積層接着して、幅０．４ｍ、長さ３ｍの外装材を得た。これを実施例１とした。
【００２２】上記実施例１と同様の内容で穴なしクラフト紙を使用した参考例１の外装材を作製したところ、クラフト紙は部分的にしか接着しておらず、製品としては不完全なものであった。
【００２３】また、製造１ヶ月後、長さ３ｍの外装材の中央部（１．５ｍの位置）の幅方向表面の湾曲について、前記実施例１と比較例１のものをそれぞれサンプル数１０個づつ測定した結果、全てのサンプルにおいて、裏面側がへこむような反りが発生しており、比較例１の反りの平均値は１．３ｍｍであるのに対して、実施例１の平均値は０．２ｍｍであった。この結果、本発明の有効性が確認された。
【００２４】尚、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。例えば裏面材Ｒの材質や穴明けローラ８の具体的構成等は任意であり、また、裏面材Ｒの穴ａの数やサイズや形状等も例示である。また、ウレタン系硬質フォームＪの製造は、発泡剤として必ずしも水のみを使用するものではないが、水のみ又は二酸化炭素発泡剤が併用されたものにすることで環境問題にも対処できる。また、独立気泡率５０％以下としているので、水を使用しているにも拘わらず、従来の水発泡の欠点である寸法安定性の悪さを克服することが可能となっている。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明に係る外装材及びその製造方法は、連続して巻き出される表面材を略樋状に成形し、この樋状部に独立気泡率５０％以下のウレタン系硬質フォーム原料を供給するとともに、多数の穴を有する裏面材をウレタン系硬質フォームに積層接着させて外装材を製造するようにしたため、得られる外装材は反りが抑えられたものになるとともに、ウレタン系硬質フォームの生成時に発生するガスが裏面材の穴から逃げ出して、裏面材の接着強度が高まり、また裏面材が膨らんだりシワになったりするような不具合を防止出来る。因みに、製造装置も、例えば既存の断熱材の製造設備に対して、裏面材に穴を明けるための穴明け手段を追加するようにすれば簡易に構成出来るものである。

【出願人】	【識別番号】０００００００７７【氏名又は名称】アキレス株式会社
【出願日】	平成１３年６月４日（２００１．６．４）
【代理人】	【識別番号】１００１０３１２６【弁理士】【氏名又は名称】片岡修
【公開番号】	特開２００２－３６１７９３（Ｐ２００２－３６１７９３Ａ）
【公開日】	平成１４年１２月１８日（２００２．１２．１８）
【出願番号】	特願２００１－１６７５１３（Ｐ２００１－１６７５１３）