| 【発明の名称】 |
硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法および製造装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】藤池 滋
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| 【要約】 |
【課題】簡便な手法によって、パネルの反りや厚みのバラツキがなくフォーム形成後の変形の少ない均質な硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法および製造装置を提供すること。
【構成】1の表面材供給手段2、他の表面材供給手段3、原液供給手段4、搬送手段(ベルトコンベア)1s,1r、パネル取出手段、を有し、前記駆動ローラ6s,6rおよび支持ローラ7s,7rとコンベア用ベルト5s,5rとの間に脱着可能な補助ベルト8s,8rを挟みこみ、コンベア用ベルト5s,5rの中央部を増厚可能な構造を有することを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項1】 少なくとも1つの駆動ローラおよび複数の支持ローラを有する2つのベルトコンベアを使用して2枚の表面材を移送するとともに、該2枚の表面材の間に硬質ポリウレタンフォーム発泡原液を供給し、前記移送過程において発泡原液を発泡・樹脂化させて、硬質ポリウレタンフォーム層を形成させる硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法であって、 前記駆動ローラおよび支持ローラとコンベア用ベルトとの間に脱着可能な補助ベルトを挟みこむことによって、コンベア用ベルトの中央部を増厚することを特徴とする硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法。 【請求項2】 前記補助ベルトによるコンベア用ベルトの中央部の増厚を、前記ベルトコンベアのウレタン発泡のゲルタイムとライズタイムの間に相当する位置から開始することを特徴とする請求項1記載の硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法。 【請求項3】 少なくとも1つの駆動ローラおよび複数の支持ローラを有する2つのベルトコンベアを使用して2枚の表面材を移送するとともに、該2枚の表面材の間に硬質ポリウレタンフォーム発泡原液を供給し、前記移送過程において発泡原液を発泡・樹脂化させて、硬質ポリウレタンフォーム層を形成させる硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法であって、 前記駆動ローラおよび支持ローラのコンベア用ベルト面との接触面と反対側に1以上のフリーローラを配設し、前記フリーローラの位置および数量を調整することによって、コンベア用ベルトのテンションを制御することを可能とすることを特徴とする硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法。 【請求項4】 前記フリーローラを3以上の奇数個、偶数段に配設し、そのうちの少なくとも2つを支持ローラあるいは支持ローラと駆動ローラと接するように配設するとともに、最上段のフリーローラの少なくとも1つを駆動ローラあるいは支持ローラと同方向に回転させることを特徴とする請求項3記載の硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法。 【請求項5】 前記フリーローラの位置を、ベルトコンベアの移送方向の中心から駆動ローラおよび支持ローラの配設間隔を単位として調整することを特徴とする請求項3または4記載の硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法。 【請求項6】 (1)1の表面材を原反より供給する1の表面材供給手段、(2)他の表面材を原反より供給する他の表面材供給手段、(3)前記2枚の表面材の間に硬質ポリウレタンフォーム発泡原液を供給する原液供給手段、(4)少なくとも1つの駆動ローラおよび複数の支持ローラを有する2つのベルトコンベアを使用して前記2枚の表面材を移送する搬送手段、(5)前記発泡原液が発泡・樹脂化して形成された硬質ポリウレタンフォーム層を有するサンドイッチパネルを取り出すパネル取出手段、を有する硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造装置であって、 前記駆動ローラおよび支持ローラとコンベア用ベルトとの間に脱着可能な補助ベルトを挟みこみ、コンベア用ベルトの中央部を増厚可能な構造を有することを特徴とする硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造装置。 【請求項7】 前記駆動ローラおよび支持ローラのコンベア用ベルトとの接触面と反対側に、その位置および数量の変更が可能な1以上のフリーローラが配設されることを特徴とする請求項6記載の硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造装置。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】 【0001】 本発明は、硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法および製造装置に関し、具体的には、ダブルベルトコンベアを用い、少なくとも2枚の表面材の間に硬質ポリウレタンフォーム発泡原液を注入して硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルを作製する方法および製造装置に関する。 【背景技術】 【0002】 従来、硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルは冷蔵庫等の断熱材として多用され、表面材として化粧性に優れた化粧性面材としてカラー鋼板、メッキ鋼板、アルミ材などを使用したものが公知である。このような表面材を使用した硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルは、主として以下の3つの工程、つまり、 (1)表面材を原反より巻き戻して供給する表面材供給工程 (2)前記積層表面材の裏面側にポリウレタン発泡原液を供給する原液供給工程 (3)原液の上に他の表面材(裏面材)を供給して発泡・樹脂化させる発泡工程 を有する製造方法により製造され、連続体として製造されたパネルは、適宜、製品の仕様に応じて裁断加工される。 【0003】 具体的にこうした工程を用いたダブルベルトコンベアによる製造方法としては、図7に例示するような方法が知られている(例えば特許文献1参照)。つまり、下側のベルトコンベア110bの方が投入側に長い上下一組のベルトコンベアに未硬化状態の発泡ウレタン樹脂を投入し、連続的に均一厚みの発泡ウレタンボードを成形する方法ならびに成形ラインが存在する。この成形ラインでの発泡ウレタンボード成形時に、図8に示すように下側のベルトコンベア110bに、未硬化の発泡ウレタン樹脂が接する前の地点で0.5mm以上の厚みを有する浴室用裏面側鋼板102を載せ、その上に未硬化状態の発泡ウレタン樹脂を投入する。上側のベルトコンベア110aには、目付け量100〜400g/m2の紙114を連続的に投入し、ラインに投入された未硬化状態の発泡ウレタン樹脂と接触させる。上記方法により、上下組になったベルトコンベアの出口では、浴室用裏面側鋼板102/発泡ウレタン樹脂105/紙114という構成の、均一な厚みの複合板113が得られる。 【0004】 【特許文献1】特開2001−115597号公報 【発明の開示】 【発明が解決しようとする課題】 【0005】 しかしながら、従前のこうした硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法には、以下のような問題点があった。 【0006】 (1)通常500〜1000mm幅のパネルを作製することが多いが、スチールベルトを使用した場合、ベルトコンベア面の端部に反りあがりが、150mmにも及ぶ場合がある。特に、「幅の広い製品」や「厚みの厚い製品」において顕著に現れる現象である。 【0007】 (2)また、空気の混入などを防止するためにポリウレタン発泡原液をベルトコンベアの中央から注入すること、スチールベルトを使用した場合のベルトの端部が伸びる現象が生じること、およびダブルコンベアにおいて両者の温度差が生じることによって、製品の中央厚みが厚くなる現象が発生しやすく、発生すれば天秤状態となり施工が困難となる。例えば、スチールベルトを使用して厚み50mmの製品を作製した場合、本来図9(A)に例示するような平板状体となる本パネルが、スチールベルトの端部Eの伸びによって、図9(B)に例示するように、中央部Cの厚みcが端部Eの厚みeに対し5mm程度厚く仕上がる場合が発生した。冷蔵庫等の断熱材として内装と外装の間に挟みこむ仕様で使用された場合、外観不良または内装の膨れ現象となり使用できない。また、その他の目的で使用される場合においても「厚み不良」となり、商品としての価値が無くなる品質不良となる。 【0008】 (3)このとき、ベルトコンベアの受けとなるローラの形状を、中央の径を太くしたクラウンロールで支えることによって、中央厚みが厚くなる現象を防止できる効果があることが判ったが、ローラの径を変更する加工は困難であり高価となる。また、「製品の厚み」「ウレタンの処方」によって、クラウンロールでの支えが必要とされる最適な位置が変わる場合がある。さらに、クラウンローラの場合は、ローラの段替えが容易に行えないという問題点がある。 【0009】 (4)また、パネルの作製工程においては、ダブルベルトコンベアを構成する上下のコンベア用ベルトの緩みや撓みなどによって、パネルの平面度および均質性が低下することがある。また、コンベア用ベルトの長期の使用によっては、こうした緩みや撓みは必ず生じるものであり、使用頻度が高い場合には、その保守の負荷も大きくなり、簡便な対応が求められていた。 【0010】 (5)一方、パネルの作製工程において使用されるダブルベルトコンベアは、常に引張力をかけて用いられることから、強靭性が要求される一方消耗も激しく、例えば幅1200mmのスチールベルトでは通常3〜5年で交換を行う必要がある。このとき、例えば芯間20M程度のスチールベルトの交換には、約数百万円程度の費用が必要であり上下であれば約1000万円となり、大きな経済的負荷が生じていた。 【0011】 本発明の目的は、簡便な手法によって、パネルの反りや厚みのバラツキがなくフォーム形成後の変形の少ない均質な硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法および製造装置を提供することにある。特に、パネルの幅や厚みあるいは組成などの仕様に対応可能で、汎用性の高い硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルを製造する方法および製造する装置を提供することにある。 【課題を解決するための手段】 【0012】 本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、以下に示す硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法および製造装置によって上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。 【0013】 本発明は、少なくとも1つの駆動ローラおよび複数の支持ローラを有する2つのベルトコンベアを使用して2枚の表面材を移送するとともに、該2枚の表面材の間に硬質ポリウレタンフォーム発泡原液を供給し、前記移送過程において発泡原液を発泡・樹脂化させて、硬質ポリウレタンフォーム層を形成させる硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法であって、前記駆動ローラおよび支持ローラとコンベア用ベルトとの間に脱着可能な補助ベルトを挟みこむことによって、コンベア用ベルトの中央部を増厚することを特徴とする。 【0014】 硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネル(以下「本パネル」という。)の作製においては、成型後の本パネルの平面度(長さおよび幅方向の厚みの均一性と幅方向の反りがないこと)と合せて、本パネルを構成するポリウレタンフォームの均質性が重要である。本発明は、本パネルの幅方向の平面度および均質性の改善を主眼として、クランクローラの技術思想を利用しながら、さらに簡便性および汎用性を改善して、上記の課題の解決を図るものである。 【0015】 つまり、コンベア用ベルトの中央部近傍で駆動ローラおよび支持ローラとコンベア用ベルトとの間に脱着可能な補助ベルトを挟み込むことによって、本パネルの作製時に2枚の表面材の間に注入された硬質ポリウレタンフォーム発泡原液(以下「発泡原液」という。)の厚みを、コンベア用ベルトの中央部で薄くすることができる。こうした技術思想は、駆動ローラや支持ローラをクランクローラとすることによって実現可能であるが、既述のようないくつかの課題を解消することは困難であった。本発明は、補助ベルトを利用したコンベア用ベルトの中央部の増厚によって、発泡原液の中央部への量的集中や液体の比圧縮性などの要因による中央部への力の集中などを周辺部へ分散することが可能となり、コンベア用ベルトの中央部と周辺部での本パネルの均等な厚みを形成することが可能となる。具体的には、コンベア用ベルトの中央部の増厚によって、図1(A)に例示するように、中央部Cの厚みcを端部Eの厚みeよりも薄く成型された発泡原液層あるいは硬質ウレタンフォーム層が、発泡・樹脂化反応に伴い、断面図1(B)に例示するような平板状体とすることができる。従って、こうした簡便な手法によって、反りや厚みのバラツキのない本パネルを製造する方法を提供することが可能となる。また、本発明においては、補助ベルトの厚みを変更することによって、コンベア用ベルトの中央部における厚みを変更することができることから、本パネルの幅や厚みあるいは組成など種々の仕様に対応することもできる。 【0016】 本発明は、上記硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法であって、前記補助ベルトによるコンベア用ベルトの中央部の増厚を、前記ベルトコンベアのウレタン発泡のゲルタイムとライズタイムの間に相当する位置から開始することを特徴とする。 【0017】 本パネルの作製においては、発泡原液が供給されることによって(a)発泡原液を構成する発泡剤による発泡と(b)発泡原液を構成する物質の化学反応による樹脂化が進行する。このとき、発泡原液の発泡・樹脂化に伴う発泡原液層あるいは硬質ウレタンフォーム層の高さは、図2に示すように、ミキシングタイムMT(攪拌時間)、クリームタイムCT(発泡開始時間)、ゲルタイムGT(樹脂化開始時間)、タックフリータイムTFT(表面硬化時間)、ライズタイムRT(発泡終了時間)を経て安定する。従って、本パネルの幅方向の平面度および均質性を確保するためには、一定速度で移動するベルトコンベア上において、クリームタイムCT〜ライズタイムRTの間、さらに好ましくはゲルタイムGT〜ライズタイムRTの間の位置におけるコンベア用ベルトの中央部と周辺部との発泡の均一性を図りながら成型することが重要となる。本発明は、ベルトコンベアのウレタン発泡のゲルタイムとライズタイムの間に相当する最適位置から、上記補助ベルトによるコンベア用ベルトの中央部の増厚を開始することによって、こうした発泡の均一性を図り、本パネルの反りや厚みのバラツキのない本パネルを製造することが可能となった。 【0018】 本発明は、少なくとも1つの駆動ローラおよび複数の支持ローラを有する2つのベルトコンベアを使用して2枚の表面材を移送するとともに、該2枚の表面材の間に硬質ポリウレタンフォーム発泡原液を供給し、前記移送過程において発泡原液を発泡・樹脂化させて、硬質ポリウレタンフォーム層を形成させる硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法であって、前記駆動ローラおよび支持ローラのコンベア用ベルト面との接触面と反対側に1以上のフリーローラを配設し、前記フリーローラの位置および数量を調整することによって、コンベア用ベルトのテンションを制御することを可能とすることを特徴とする。 【0019】 本パネルの作製においては、ベルトコンベアの長さ方向での補助ベルトのテンションが本パネルの平面度および均質性に対して影響を与える。品質低下の原因の1つとして、上記の2枚の表面材の位置決めを行う2つのベルトコンベアを構成する上下のコンベア用ベルトの緩みや撓みから生じる場合もあり、補助ベルトのテンションの調整を重要な課題として挙げることができる。発泡・樹脂化段階にある発泡原液に対して掛かるコンベア用ベルトからの負荷が、コンベア用ベルトの移動に伴い変化することから、平面度や均質性を維持できないためである。本発明は、駆動ローラおよび支持ローラと別にフリーローラを設けるとともに、フリーローラの位置および数量を調整して補助ベルトのテンションの調整を容易にすることによって、簡便にこうした緩みや撓みを解消し、発泡原液に対して安定したコンベア用ベルトからの負荷を掛け、本パネルの平面度および均質性についても優れた品質を確保することが可能となった。 【0020】 本発明は、上記硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法であって、前記フリーローラを3以上の奇数個、偶数段に配設し、そのうちの少なくとも2つを支持ローラあるいは支持ローラと駆動ローラと接するように配設するとともに、最上段のフリーローラの少なくとも1つを駆動ローラあるいは支持ローラと同方向に回転させることを特徴とする。 【0021】 上記のように、フリーローラの配設は、補助ベルトのテンションの調整を行い、本パネルの平面度および均質性について優れた品質を確保するための重要な要素である。本発明は、さらにフリーローラを支持ローラあるいは支持ローラと駆動ローラと接するように配設することによって、フリーローラの調整を簡便にかつ駆動源を持たずに行うことを可能とした。また、最上段のフリーローラの少なくとも1つを駆動ローラあるいは支持ローラと同方向に回転させることによって、長期の使用において生じる緩みや撓みを分散し、局部的な補助ベルトの緩みや撓みの発生を防止することが可能となった。これによって、補助ベルトのテンションの調整を行い、本パネルの平面度および均質性についても優れた品質を確保することが可能となった。 【0022】 本発明は、上記硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法であって、前記フリーローラの位置を、ベルトコンベアの移送方向の中心から駆動ローラおよび支持ローラの配設間隔を単位として調整することを特徴とする。 【0023】 フリーローラを用いた補助ベルトのテンションの調整は、基本的にはフリーローラの数量を変更して行われる。この場合、複数のローラ径を有するフリーローラを変更することによって、テンションの微調整も可能であるが操作が煩雑となる。ここで、駆動ローラおよび支持ローラを用いたベルトコンベアにおいて、該支持ローラあるいは支持ローラと駆動ローラに接するようにフリーローラを配設した場合にあっては、フリーローラを配設する位置によって補助ベルトの実効長が変化する。また、本パネルの長さ方向の平面性および均質性を確保するには、駆動ローラおよび支持ローラを等間隔で配設することが好ましく、その間隔がベルトコンベアの基準長とすることができる。本発明は、このことを利用したものであって、フリーローラの位置を最小実効長であるベルトコンベアの移送方向の中心に配置した場合から、駆動ローラおよび支持ローラの配設間隔を単位として位置をずらせることによって、補助ベルトのテンションの微調整を可能にした。これによって、補助ベルトのテンションの調整を行い、本パネルの平面度および均質性についても優れた品質を確保することが可能となった。 【0024】 本発明は、(1)1の表面材を原反より供給する1の表面材供給手段、(2)他の表面材を原反より供給する他の表面材供給手段、(3)前記2枚の表面材の間に硬質ポリウレタンフォーム発泡原液を供給する原液供給手段、(4)少なくとも1つの駆動ローラおよび複数の支持ローラを有する2つのベルトコンベアを使用して前記2枚の表面材を移送する搬送手段、(5)前記発泡原液が発泡・樹脂化して形成された硬質ポリウレタンフォーム層を有するサンドイッチパネルを取り出すパネル取出手段、を有する硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造装置であって、前記駆動ローラおよび支持ローラとコンベア用ベルトとの間に脱着可能な補助ベルトを挟みこみ、コンベア用ベルトの中央部を増厚可能な構造を有することを特徴とする。 【0025】 本パネルの作製においては、成型後の本パネルの平面度と均質性が重要である。本発明は、本パネルの幅方向の平面度と均質性の改善を主眼として、クランクローラの技術思想を利用しながら補助ベルトを利用したコンベア用ベルトの中央部の増厚という簡便な手法を用いた装置によって、コンベア用ベルトの中央部と周辺部での均等な発泡条件を形成することを可能とするもので、反りや厚みのバラツキのない本パネルの製造装置を提供することが可能となる。また、本パネルの幅や厚みあるいは組成など種々の仕様に対しては、補助ベルトの厚みを変更することによって対応することが可能であるという、汎用性の高い本パネルの製造装置を構成することができる。 【0026】 本発明は、上記硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造装置であって、前記駆動ローラおよび支持ローラのコンベア用ベルトとの接触面と反対側に、その位置および数量の変更が可能な1以上のフリーローラが配設されることを特徴とする。 【0027】 本パネルの作製においては、本パネルの幅方向の品質とともに、補助ベルトのテンションの安定化を図り、本パネルの平面度および均質性の改善が重要である。本発明は、駆動ローラおよび支持ローラと別にフリーローラを設けるとともに、フリーローラの位置および数量を調整して補助ベルトのテンションの調整し、緩みや撓みを解消し、発泡原液に対して安定したコンベア用ベルトからの負荷を掛けることが可能となった。これによって、上記の本パネルの幅方向の平面度および均質性の改善と合わせ、本パネル全体として優れた品質を確保することができる本パネルの製造装置の提供が可能となった。 【発明の効果】 【0028】 以上のように、本発明は、クランクローラの技術思想を利用した補助ベルトという増厚手段の配設、また補助ベルトのテンション調整のためのフリーロールの配設という、簡便な手法を用いることによって、パネルの反りや厚みのバラツキがなくフォーム形成後の変形の少ない均質な硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法および製造装置を提供することが可能となった。また、パネルの幅や厚みあるいは組成などの仕様に対応できる汎用性の確保も可能となった。 【発明を実施するための最良の形態】 【0029】 以下、本発明に係る本パネルの製造装置(以下「本装置」という。)の好適な実施形態について図面を用いて説明する。 【0030】 <本装置の基本構成> 本装置の基本は、(1)1の表面材(以下「表面材」という。)を原反より供給する1の表面材供給手段(以下「表面材供給手段」という。)、(2)他の表面材(以下「裏面材」という。)を原反より供給する他の表面材供給手段(以下「裏面材供給手段」という。)、(3)表面材と裏面材の間に硬質ポリウレタンフォーム発泡原液を供給する原液供給手段、(4)少なくとも1つの駆動ローラおよび複数の支持ローラを有する2つのベルトコンベアを使用して前記2枚の表面材を移送する搬送手段、(5)前記発泡原液が発泡・樹脂化して形成された硬質ポリウレタンフォーム層を有するサンドイッチパネルを取り出すパネル取出手段、を有する製造装置を挙げることができる。具体的には、図3(A)に例示するような構成を挙げることができる(構成例1)。 【0031】 図3(A)に示すように、2つのベルトコンベア1s,1rを有する本装置1に対し、表面材供給手段2から原反(図示せず)よりの表面材S、裏面材供給手段3から原反(図示せず)よりの裏面材R、原液供給手段4から発泡原液La、がそれぞれ供給され、表面材Sと裏面材Rは各々ベルトコンベア1sと1rによって搬送される。と同時に、表面材Sと裏面材Rの間に発泡原液Laが供給され、サンドイッチ状態で搬送されながら、発泡・樹脂化を進行させ、本パネルが作製される。作製された本パネルは、所望の寸法に裁断されリフトなどのパネル取出手段(図示せず)によって製品として取り出される。ベルトコンベア1s,1rには、コンベア用ベルト5s,5rを移動させる駆動ローラ6s,6r、各々のコンベア用ベルト5s,5rを支持する支持ローラ7s,7rが設けられ、発泡原液Laの発泡・樹脂化過程における成型を図り、表面材Sと裏面材Rによって挟持された所望の形状の本パネルが作製される。ここで、表面材Sと裏面材Rの入れ替えを行うことは可能である。 【0032】 表面材Sあるいは裏面材Rとしては、紙・鉄板・アルミ箔・フィルム等が用いられ、コンベア用ベルト5s,5rによって支持された状態で、発泡ウレタンフォーム層が形成され、本パネルが完成する。 【0033】 また、図3(A)においては、駆動ローラ6s,6rと支持ローラ7s,7rが直線的に配設されている構成例を例示したが、原液供給手段4側の表面材Sと裏面材Rの間を広くし、徐々に狭める構成や、原液供給手段4側の表面材Sと裏面材Rの間を広くなるように、支持ローラ7s,7rの配列を途中で折曲げる構成を採ることも可能である。 【0034】 ここで、コンベア用ベルト5s,5rの設置位置と発泡原液Laの供給位置との関係が重要であるが、発泡原液Laに対するコンベア用ベルト5s,5rによる負荷を、ベルトコンベア1s,1r上のウレタン発泡のゲルタイムGTとライズタイムRTの間に相当する位置から開始することが好ましい。具体的には、図3に例示するように、発泡原液Laの発泡が始まり(クリークタイムCT)、次第に膨張していく過程において樹脂化が始まる(ゲルタイムGT)。ここで、ゲルタイムGT前にコンベア用ベルトからの負荷を施しても発泡原液Laを周辺部に移動させるだけであり、2つのベルトコンベアによるサンドイッチ成型の効果は得られない。ゲルタイムGT以降にコンベア用ベルトからの負荷を施すことによって、必要な成型を行うことができる。一方、ライズタイムRT以降については、発泡圧がピークを迎える関係から、10〜15秒間コンベア用ベルトからの負荷を施し続けることが、より効果的である。 【0035】 <本パネルの製造プロセス> 本装置においては、(1)表面材Sを原反より供給する表面材供給工程、(2)裏面材Rを原反より供給する裏面材供給工程、(3)表面材Sと裏面材Rの間に発泡原液Laを供給する原液供給工程、(4)2つのベルトコンベア1s,1rを使用して表面材Sと裏面材Rを移送する搬送工程、(5)発泡原液Laを発泡・樹脂化させる発泡工程からなり、各操作を行うことによって、本パネルの作製を行うことができる。ここでは、表面材Sを下側、裏面材Rを下側に配置し、その間に発泡原液Laを供給する場合を例示する。 【0036】 (1)表面材供給工程 本パネルの作製の開始に際し、表面材Sを、表面材供給手段2を介して原反よりベルトコンベア1sに供給する。表面材Sの表面側をベルトコンベア1sのコンベア用ベルト5sに接するようにセットし、ベルトコンベア1sの駆動によって搬送される。 【0037】 (2)裏面材供給工程 表面材Sの搬送が始まると同時に、裏面材Rを、裏面材供給手段3を介して原反よりベルトコンベア1rに供給する。裏面材Rの表面側がベルトコンベア1rのコンベア用ベルト5rに接するようにセットし、ベルトコンベア1rの駆動によって搬送される。裏面材Rの供給・搬送速度は、表面材Sと同じにすることによって、表面材Sと裏面材Rおよび発泡原液Laが同じ速度で移送される。 【0038】 (3)原液供給工程 表面材Sの搬送が始まると同時に、原液供給手段4から表面材Sの裏面側に発泡原液Laを供給する。発泡原液Laの供給は、1つの原液供給手段4を幅方向に移動させながら所定の幅で供給する方法や、複数の原液供給手段4を幅方向に配列して同時に供給する方法がある。一般には、上記のように中央部に発泡原液Laを多く供給し、後段の操作において周辺部に広げる方法を採ることが好ましい。 【0039】 (4)搬送工程 駆動ローラ6s,6rを駆動することによって、2つのベルトコンベア1s,1rを駆動し、支持ローラ7s,7rによって支持されて表面材Sと裏面材Rを搬送する。コンベア用ベルト5s,5rは同じ搬送速度で駆動され、表面材Sと裏面材Rの間に供給された発泡原液Laは、裏面材Rにカバーされた状態で表面材Sとともに搬送される。 【0040】 (5)発泡工程 表面材Sの裏面側に供給された発泡原液Laは、図4(A)に例示するように表面材S上で発泡を開始し、図4(B)に例示するように膨張しながら搬送されるとともに、表面材Sと裏面材Rの間で成型されながら、徐々に樹脂化される。樹脂化が進むにつれて、発泡ポリウレタンフォーム層が形成されるとともに、徐々に表面の硬化が進行し硬質ポリウレタンフォーム層が形成される。このとき、支持ローラ7s,7rは、発泡原液Laに対し発泡圧を受けながら一定形状を保持するように押圧することによって、硬質ポリウレタンフォーム層の一定形状の成型を確保することができる。さらに樹脂化が完了することによって、表面材Sと裏面材Rによって両面がカバーされた硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルが作製される。 【0041】 <本装置の1の構成例> 本装置の1の構成例は、上記基本構成(構成例1)の(1)表面材供給手段、(2)原液供給手段、(3)裏面材供給手段、(4)搬送手段、(5)パネル取出手段、に加え、(6)駆動ローラおよび支持ローラとコンベア用ベルトとの間に挟みこんだ脱着可能な補助ベルトを有することを特徴とする(構成例2)。主として、本パネルの幅方向の平面度および均質性を主眼として、クランクローラの技術思想を利用し、発泡原液の中央部への量的集中や液体の比圧縮性などの要因による中央部への力の集中などを周辺部へ分散を図るものである。 【0042】 具体的には、図3(B)(平面図)および図3(C)(X−X断面図)および図3(D)(Y−Y断面図)に例示するような補助ベルト8s,8rが、コンベア用ベルト5s,5rに配設され、ともに駆動ローラ6s,6rおよび支持ローラ7s,7rを周回する構成を挙げることができる。 【0043】 このとき、駆動ローラ6s,6rにおいては、図3(B)に例示するX−X断面のように、駆動ローラ6s,6r、補助ベルト8s,8r、およびコンベア用ベルト5s,5rからなる構成全体が、いわゆるクラウンローラと同様の形状を有しており、クラウンローラと同様に機能する。また、支持ローラ7s,7rにおいては、図3(D)に例示するY−Y断面のように、支持ローラ7s,7r、補助ベルト8s,8r、およびコンベア用ベルト5s,5rからなる構成について、表面材Sあるいは裏面材Rと接触する側においてクラウンローラと同様の形状を有しており、クラウンローラと同様に機能する。 【0044】 図3(C)および(D)においては、2つのコンベア用ベルト5s,5rの両方に、各々補助ベルト8s,8rを配設した例を示した。両方に配設する場合においては、各コンベア用ベルト5s,5rに掛かる負荷を分散することができるとともに、補助ベルト8s,8rが脱着可能であることからコンベア用ベルト5s,5rの中央部の増厚の微調整も可能となる。なお、図3(E)(X−X断面図)に例示するように、いずれか一方のみ(図3(E)ではコンベア用ベルト5r側のみ)に、補助ベルト8r(または補助ベルト8s)を配設することも可能である。 【0045】 ここで、補助ベルト8s,8rは、コンベア用ベルト5s,5rと一体的に結合することから、補助ベルト8s,8rによるコンベア用ベルト5s,5rの中央部の増厚のタイミングが重要であるが、上記のようにベルトコンベア1s,1r上のウレタン発泡のゲルタイムGTとライズタイムRTの間に相当する位置から開始することとなる。 【0046】 また、コンベア用ベルト5s,5rに対する補助ベルト8s,8rの位置およびその幅や厚みの関係は、最終仕上がり状態の本パネルの仕様、例えば、その素材、硬度、発泡度、幅あるいは厚みなどによって異なるが、本発明者の検証によれば、例えば、幅1000mm、厚み50mmの本パネルの作製工程において、幅400〜600mm、厚み1〜3mm程度の平板状体を中央に位置した場合に良好な結果が得られた。具体的には、上記図3(C)において、例えば、厚み1.5mmのスチール製の補助ベルト8r(または補助ベルト8s)を挿入した場合、図3(F)に例示するようなクラウンローラと同様の滑らかな曲線形状を形成することができた。 【0047】 このとき、補助ベルト8s,8rの幅方向のズレや蛇行の発生を防止する必要がある。これに対し、1つには、後述のような材質の選択により、その発生を低減することが可能である。また、コンベア用ベルト5s,5r、駆動ローラ6s,6rあるいは支持ローラ7s,7rにおいて凹状部等の加工が可能な場合には、そのうちの少なくとも1つと補助ベルト8s,8rが、凹状部等を介して嵌め合う方法を挙げることができるが、通常、駆動ローラ6s,6rあるいは支持ローラ7s,7rにおける本パネルの幅方向の撓みが発生することがあり(特に中央部では大きな撓みが生じやすい)実用上困難性を伴うことが多い。従って、幅方向のズレや蛇行を防止するために、コンベア用ベルト5s,5r、駆動ローラ6s,6rあるいは支持ローラ7s,7rに対して、例えば、図5(A)に例示するようなゴム製のOリング8aをセットする方法が好適である。具体的には、柔軟性に優れたニトリルゴムを複数本配置する方法などを挙げることができる。 また、このとき、複数の補助ベルトを段重ねにすることも好ましく、使用状態によって厚みの調整が可能となる。補助ベルト8s,8rは、平板状体に限定されるものではなく、例えば、図5(B)に例示するような中央を厚くした貼り合せによる「重ね」方式(最も広い面でローラ表面とのスベリを防ぎ、重ねあうベルト同士は同質面でスベリを防ぐ)など、幅方向のズレが生じにくい種々の断面形状を有するベルトを適用することが可能である。こうした、種々の方法によって補助ベルト8s,8rの幅方向のズレや蛇行を防止することが可能である。 【0048】 補助ベルト8s,8rの材質は、コンベア用ベルト5s,5r、および駆動ローラ6s,6rと支持ローラ7s,7rのいずれかあるいは両方がスチール製の場合には、適切な屈曲率と厚みを有する繊維またはワイヤ補強の樹脂ベルトが好適である。 【0049】 次に、本装置において、補助ベルト8s,8rが配設された場合の技術的効果について説明する。つまり、発泡原液Laの発泡・樹脂化過程において、次のプロセスによってクラウンローラを用いた場合と同様に機能すると推定する。 【0050】 (1)上記のように、コンベア用ベルト5sの中央部には発泡原液Laが多く注入されることから、発泡原液Laの単位幅長さ当りの容積(以下「比容積」という。)は、周辺部よりも大きくなる。また、通常中央部への注入量が少ないと「エアのたまり」ができることから、中央部から両側周辺部に発泡原液Laを流すことによって安定した充填を行うことができる。 【0051】 (2)発泡原液Laがコンベア用ベルト5rによって挟まれた状態になると、中央部は表面材と裏面材の間の補助ベルトが配設されている分、比容積が小さくなる。従って、中央部の発泡原液Laは、コンベア用ベルト5s,5rからの負荷によって密度が周囲よりも大きくなるとともに、液体の比圧縮性によって中央部から周辺部に移動する力が働き、中央部での圧力が周辺部に拡散する。 【0052】 (3)反応によって発泡原液Laが膨張し始めると、中央部と周辺部はともに圧力を高め相互に押圧し合いながらフォームを形成していく。このとき、(2)のように中央部での比容積が小さいことから、コンベア用ベルト5s,5rからの形成されたフォームの中央部の密度は周辺部よりも大きくなる。このとき、中央部から周辺部への圧力が増加すると同時に、周辺部においても発泡による膨張に伴う密度の上昇によって中央部に対して側面からの押圧を大きくする。従って、この状態で樹脂化が進むと、中央部の密度(発泡密度)が周辺部よりも高い状態で発泡ウレタンフォーム層が形成されることになる。 【0053】 (4)樹脂化がある程度進んだ状態で、コンベア用ベルト5rからの負荷が取り除かれると、未硬化のポリウレタンフォーム層全体として少し膨張し、中央部での密度が大きい分周辺部よりも僅かに膨張量が大きくなる。従って、全体として高い平面性および均質性を有する硬質ポリウレタンフォーム層を形成される。 【0054】 (5)このように、補助ベルト8s,8rが配設されたベルトコンベア1s,1rが、発泡原液Laの発泡・樹脂化過程において、コンベア用ベルト5s,5rの中央部での現象、つまり、発泡原液Laの中央部への量的集中や液体の比圧縮性などを要因とする現象に対して、クラウンローラを用いた場合と同様の機能を果たしたものである。 【0055】 以上のような本発明の効果は、本パネルの幅方向の平面度および均質性に対する技術的効果だけではなく、本パネルの長さ方向の平面度および均質性に対しても良好な技術的効果をもたらすものである。つまり、中央部での圧力が周辺部に拡散する効果は、幅方向だけではなく長さ方向にも同様に機能することとなり、長さ方向の平面度および均質性を改善することができる。 【0056】 <本装置の他の構成例> 本装置の他の構成例は、構成例1の(1)表面材供給手段、(2)原液供給手段、(3)裏面材供給手段、(4)搬送手段、(5)パネル取出手段、に加え、(7)駆動ローラおよび支持ローラのコンベア用ベルトとの接触面と反対側に配設される1以上のフリーローラを有することを特徴とする(構成例3)。主として、本パネルの長さ方向の平面度および均質性を主眼として、駆動ローラおよび支持ローラと別にフリーローラを設け、フリーローラの位置および数量を調整してコンベア用ベルトのテンションを調整することによって、コンベア用ベルトの緩みや撓みの解消を図るものである。 【0057】 具体的には、図6(A)は、駆動ローラ6s,6rおよび支持ローラ7s,7rと別に、ベルトコンベア1s,1rの一端に、フリーローラ9s,9rを設けた場合の構成を例示している。フリーローラ9s,9rは、コンベア用ベルト5s,5r(補助ベルト8r,8s(図示しない)を付設している)を接続後に、そのテンションに合せてセット位置を決定することができる。また、図6(B)と(C)および図7(A)〜(C)に例示するように、フリーローラの位置あるいは数量を変更することができるベルトコンベア1s,1rを挙げることができる。なお、ここで、2つのベルトコンベア1s,1rに対して、両方にフリーローラ9s,9rを設けた場合を例示しているが、いずれか一方のみに配設する場合もある。 【0058】 (1)フリーローラの位置の変更 図6(B)は、図6(A)からフリーローラ9rの位置を変更した場合を示している。フリーローラ9s,9rの位置は、図6(A)同様、コンベア用ベルト5s,5r(補助ベルト8r,8s(図示しない)を付設している)を接続後に、そのテンションに合せてセットすることができる。このとき、フリーローラ9s,9rの位置を、ベルトコンベア1s,1rの移送方向の中心から駆動ローラ6s,6rおよび支持ローラ7s,7rの配設間隔を単位として調整することが好ましい。つまり、ベルトコンベア1s,1rが有する基準長として、駆動ローラ6s,6rおよび支持ローラ7s,7rの配設間隔dを利用し、補助ベルト8r,8s(図示しない)のテンションを調整することによって、調整の指標の明確性および調整の確実性を確保することができる。具体的に数値化した比較は、別項(3)において例示する。 【0059】 (2)フリーローラの数量の変更 (2−1)図6(C)は、フリーローラ9rに追加してフリーローラ9raを配設した場合を示している。裏面材Rを移送する補助ベルト8r(図示しない)のテンションを大きく調整するために、ベルトコンベア1rの一端にフリーローラ9rを設けるとともに、他端にフリーローラ9raを配設することによって、調整幅を拡大したものである。このときも、上記同様フリーローラ9rおよび9raの位置を、ベルトコンベア1rの移送方向の中心から駆動ローラ6rおよび支持ローラ7rの配設間隔を単位として調整することが好ましい。具体的に数値化した比較は、次項(3)において例示する。なお、表面材Sを移送するベルトコンベア1sについても、同様に、フリーローラ9saを配設することが可能である。 【0060】 (2−2)図6(D)は、フリーローラ9r,9sに追加してテンションローラ9rb,9sbを配設した場合を示している。ベルトコンベア1r(および1s)の一端にフリーローラ9r(および9s)を設けるとともに、ベルトコンベア1r(および1s)に対して反対側にテンションローラ9rb(および9sb)を配設することによって、裏面材Rおよび表面材Sを移送するコンベア用ベルト5rおよび5sに付設された補助ベルト8r,8s(図示しない)のテンションの調整精度を向上させたものである。このときも、上記同様フリーローラ9r(および9s)およびテンションローラ9rb(および9sb)の位置を、ベルトコンベア1r(および1s)の移送方向の中心から駆動ローラ6rおよび支持ローラ7rの配設間隔を単位として調整することが好ましい。 【0061】 (2−3)図7(A)は、フリーローラ9rに追加してフリーローラ9rc,9rdを配設した場合を示している。フリーローラを3以上の奇数個(図中は3つのフリーローラ9r,9rcおよび9rd)、偶数段(図中は2段)に配設し、そのうちの少なくとも2つ(図中はフリーローラ9rcと9rd)を支持ローラ7rあるいは支持ローラ7rと駆動ローラ6rに接するように配設することによって、最上段のフリーローラの少なくとも1つ(図中はフリーローラ9r)を駆動ローラ6rあるいは支持ローラ7rと同方向に回転させることができる。このとき、破線で示すように、フリーローラ9rおよび9rdの横にフリーローラ9raおよび9reを設けることによって、さらに駆動ローラ6rおよび支持ローラ7rの配設間隔を単位としてコンベア用ベルト5rのテンションを調整することができる。具体的に数値化した比較は、次項(3)において例示する。なお、ベルトコンベア1sについても、同様に、フリーローラ9sc,9sdを配設することが可能である。 【0062】 また、本構成においては、図6(A)と同様のコンベア用ベルト5rの長さを有しているが、フリーローラ9r,9rcおよび9rdの回転軸を固定する必要がなく、取り外しや追加が容易である点について優れている。図7(A)に示すように、フリーローラ9rc,9rdは駆動ローラ6rと反対方向に回転し、フリーローラ9rは駆動ローラ6rと同じ方向に回転することができる。さらに、破線で示すようなフリーローラ9raおよび9reのように、フリーロールを追加する場合に、特別な治具や部品の取替え無しに作業できる点においても優れている。 【0063】 (2−4)図7(B)は、フリーローラ9r,9rcおよび9rdの位置を変更した場合を示している。図6(B)と同様、フリーローラ9r,9rcおよび9rdの位置を、駆動ローラ6rおよび支持ローラ7rの配設間隔dを単位として調整し、コンベア用ベルト5rのテンションを調整することによって、調整の指標の明確性および調整の確実性を確保することができる。具体的に数値化した比較は、別項(3)において例示する。また、フリーローラ9r,9rcおよび9rdを固定する必要がない点については、図7(A)と同様である。なお、表面材Sを移送するベルトコンベア1sについても、同様に、フリーローラ9s,9scおよび9sdを配設することが可能である。 【0064】 (2−5)図7(C)は、フリーローラ9r,9rcおよび9rdに追加してフリーローラ9ra,9reおよび9rfを配設した場合を示している。ベルトコンベア1rの一端にフリーローラ9r,9rcおよび9rdを設けるとともに、他端にフリーローラ9ra,9reおよび9rfを配設することによって、調整幅を拡大したものである。図6(C)と同様、フリーローラ9r,9rc,9rd,9ra,9reおよび9rfの位置を、ベルトコンベア1rの移送方向の中心から駆動ローラ6rおよび支持ローラ7rの配設間隔dを単位として調整し、コンベア用ベルト5rのテンションを調整することが好ましい。具体的に数値化した比較は、次項(3)において例示する。また、フリーローラ9r,9rc,9rd,9ra,9reおよび9rfを固定する必要がない点については、図7(A)と同様である。なお、表面材Sを移送するベルトコンベア1sについても、同様に、フリーローラ9s,9sc,9sd,9sa,9seおよび9sfを配設することが可能である。 【0065】 (2−6)図7(D)は、フリーローラ9r,9rcおよび9rdに追加してテンションローラ9rbを配設した場合を示している。裏面材Rを移送するコンベア用ベルト5rのテンションを微調整するために、ベルトコンベア1rの一端にフリーローラ9r,9rcおよび9rdを設けるとともに、ベルトコンベア1rに対して反対側にテンションローラ9rbを配設することによって、調整精度を向上させたものである。このときも、上記同様フリーローラ9rおよびテンションローラ9rbの位置を、ベルトコンベア1rの移送方向の中心から駆動ローラ6rおよび支持ローラ7rの配設間隔を単位として調整することが好ましい。なお、表面材Sを移送するベルトコンベア1sについても、同様に、フリーローラ9s,9sc,9sdおよび9sbを配設することが可能である。 【0066】 (3)位置および数量の調整効果 ここで、上記ベルトコンベア1s,1rが有する基準長として、駆動ローラ6s,6rおよび支持ローラ7s,7rの配設間隔dを利用した場合の、コンベア用ベルト5s,5rの長さの変化を具体的に数値化して比較すると、以下の通りとなる。ここでは、ベルトコンベア1rのみについて述べるが、ベルトコンベア1sにおいても同様である。 【0067】 (3−1)図6(A)あるいは図7(A)(破線での記載は除く)の場合、駆動ローラ6rと支持ローラ7rの配設間隔dを150mmとし、駆動ローラ6rと支持ローラ7rのローラ径およびフリーローラ9rc、9rdのローラ径を100mm、フリーローラ9rのローラ径を150mmとすると、緩みのない状態でのベルトの長さは、約3424mmとなる。 【0068】 (3−2)図6(B)あるいは図7(B)の場合、各ローラの間隔、ローラ径を上記と同様とすると、緩みのない状態でのベルトの長さは、約3324mmとなる。 【0069】 (3−3)図6(C)あるいは図7(C)場合、各ローラの間隔を上記と同様とし、駆動ローラ6rと支持ローラ7rのローラ径およびフリーローラ9rc、9rd、9reと9rfのローラ径を100mm、フリーローラ9rと9raのローラ径を150mmとすると、緩みのない状態でのベルトの長さは、約3506mmとなる。 【0070】 つまり、図6(A)から図6(B)あるいは図7(A)から図7(B)へ、フリーローラ9rを5つの同じピッチの移動によって、約100mmの調整が可能となり、1つの配設間隔によって約20mm単位の調整が可能となる。また、図6(A)から図6(C)あるいは図7(A)から図7(C)へ、1つフリーローラ9raあるいは3つのフリーローラ9ra、9reおよび9rfを追加することによって、約82mmの調整が可能となり、[フリーローラ9r、9rcおよび9rdの位置]あるいは/および[追加したフリーローラ9ra、9reおよび9rfの位置]を移動することによって、さらに微調整が可能となる。さらに、テンションローラ9rbの追加によって、ベルトの長さを変えずに補助ベルトのテンションを調整することができる。 【0071】 ここで、フリーローラ9s,9r,9saあるいは9raには大きな荷重が掛からないこと、および駆動ローラ6s,6rと支持ローラ7s,7rに対する負荷が少ないことが好ましいことより、フリーローラの材質はアルミパイプ・耐熱塩ビ・紙管等軽量な物が望ましい。また、駆動ローラ6s,6rと支持ローラ7s,7rとフリーローラ9s,9r,9saあるいは9raの中間に組み入れられたフリーローラ9rc,9rd,9reあるいは9rfについては、脱着を容易に行う目的から、耐熱塩ビのパイプ等を使用することも可能である。 【0072】 以上、本パネルの作製の基本構成である構成例1、本パネルの幅方向の平面度および均質性を主眼とした構成例2、および本パネルの長さ方向の平面度および均質性を主眼とした構成例3について個別に述べたが、これらを任意に組み合わせることあるいは他の構成要素を付加し新たな構成とすることによって、パネルの反りや厚みのバラツキがなくフォーム形成後の変形の少ない均質な硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルの製造方法および製造装置を提供することが可能である。 【産業上の利用可能性】 【0073】 以上の実施形態では、少なくとも2枚の表面材の間に硬質ポリウレタンフォーム発泡原液を注入して、硬質ポリウレタンフォームサンドイッチパネルを作製する場合を例示したが、本発明は、広く他の発泡性ポリマーのサンドイッチパネルを作製する場合について適用することが可能である。具体的には、フェノール樹脂フォームなど種々のフォームについて適用することができる。 【図面の簡単な説明】 【0074】 【図1】発泡・樹脂化反応に伴う発泡原液層あるいは硬質ウレタンフォーム層の断面の変化を例示する説明図 【図2】発泡・樹脂化反応に伴う発泡原液層あるいは硬質ウレタンフォーム層の高さの変化を例示する説明図 【図3】本装置の基本的構成を例示する説明図 【図4】本パネルの製造プロセスにおける発泡工程を例示する説明図 【図5】本装置に係る補助ベルトの使用形態を例示する説明図 【図6】本装置の他の構成を例示する説明図 【図7】本装置の他の構成を例示する説明図 【図8】従来のダブルベルトコンベアによる本パネルの製造方法を例示する説明図 【図9】従来の製造方法により作製されたパネルを例示する説明図 【符号の説明】 【0075】 1 本装置 1s,1r ベルトコンベア 2 表面材供給手段 3 裏面材供給手段 4 原液供給手段 5s,5r コンベア用ベルト 6s,6r 駆動ローラ 7s,7r 支持ローラ 8s,8r 補助ベルト 9s,9r フリーローラ d 駆動ローラと支持ローラの配設間隔 La 発泡原液 R 他の表面材(裏面材) S 1の表面材(表面材)
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| 【出願人】 |
【識別番号】000003148 【氏名又は名称】東洋ゴム工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成18年9月7日(2006.9.7) |
| 【代理人】 |
【識別番号】100104422 【弁理士】 【氏名又は名称】梶崎 弘一
【識別番号】100105717 【弁理士】 【氏名又は名称】尾崎 雄三
【識別番号】100104101 【弁理士】 【氏名又は名称】谷口 俊彦
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| 【公開番号】 |
特開2008−62510(P2008−62510A) |
| 【公開日】 |
平成20年3月21日(2008.3.21) |
| 【出願番号】 |
特願2006−242827(P2006−242827) |
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