JP4374741B2

JP4374741B2 - 接合体及びその製造方法

Info

Publication number: JP4374741B2
Application number: JP2000190847A
Authority: JP
Inventors: 成夫上拾石; 利治中江
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2020-06-26
Also published as: JP2002001825A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックから成るユニットバスの壁、天井やバス分野等の成形品の断熱や結露に対応するため、成形体全面に発泡体を積層被覆するが、更に成形体と発泡体の間に空気層を設け、断熱性能を更に向上させた断熱プラスチック成形体と発泡体の接合体及びその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＲＣ工法による住居用高層建造物や軽量鉄骨製の個人住宅の増加に伴いバス、シンク等水廻りのユニット化は常識的になっている。しかし、これらのユニットは成形品であるため、本来は結露防止のためには断熱材の積層あるいは複合化が必須であるが、成形体はその形態保持、強度を持たせるため複雑なリブ等の補強構造となっているため、全面の断熱は難しく、補強構造のリブ間に発泡スチロールやガラス繊維マットなどをその形状にカットした物を接着剤や粘着材によって裏貼りした物や無機繊維を混入した発泡性ディスパージョンを吹き付け被覆したものや、構造的に結露した水を連続的に排出する構造で対応するのが一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、リブ等の補強部分は断熱は難しく、裏貼りや被覆が不十分のため、実質的には断熱が十分には期待できず、従って、結露問題は解決されていなかった。
【０００４】
また、プラスチックを成形するにあたり、あらかじめ発泡体をプラスチックと積層一体化したものを各種の方法で成形する事も考案できるが、プラスチック成形体は複雑でかつ比較的深いリブ等の補強構造をしているためリブ構造に追従できず、隙間ができたり、あるいは破れが生じたりする。このことから、あらかじめ成形体表面と同形に成形、はめ込む等の被覆方法も提案されるが、リブは非常にシャープな形状となっており、従って、成形深さにも限界があり、前記提案は本分野で全体をカバーする事は困難であった。また、プラスチックが熱硬化型の場合、成形後のキュアで発熱を伴うため、発泡体部分が劣化するなど困難であった。
【０００５】
そこで、本発明はこのような成形体本体表面のみでなくその補強構造部をも容易に断熱材で被覆し、更に断熱性能を向上させる方法及びその構造体を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、基本的には下記の構成を有する。即ち、「少なくとも片面側に凹凸形状を有するプラスチック成形体と、該成形体の凹凸形状に対向して該凹凸形状にはめ込み接合可能な熱可塑性樹脂系発泡体とが配置され、かつ、該成形体と該発泡体との間には外部と遮断された閉鎖空間を有し、該閉鎖空間の該成形体厚さ方向の長さが０．５〜５ｃｍであり、該成形体と該発泡体とが密着していることを特徴とする接合体。」および、「前記熱可塑性樹脂系発泡体を、前記成形体表面と同型の成形体を押し型を用いて賦形し、このとき発泡体の成形深さを３０ｍｍ以内にとどめる調整部材を配して、成形することを特徴とする請求項１に記載の接合体の製造方法。」である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明におけるプラスチック成形体の凹凸形状とは、外部と遮断された閉鎖空間が形成され、かつ、そこに密閉された空気層が保持されるために発泡体と気密に密着可能となるならば特に限定されるものではないが、隔壁形状であることが好ましい。或いはリブ形状であることが好ましい。また、閉鎖空間は、成形体厚さ方向の長さ（空間間隔）が０．５〜５ｃｍであることが好ましい。１〜４ｃｍがより好ましく、１．５〜３．５ｃｍが更に好ましい。前記数値範囲の下限値を下回ると空気層が少なくなり断熱性が低下することなり、上限値を上回ると空間が過大となり断熱の点では好ましいがコンパクト性の点で好ましくないことがある。１つの閉鎖空間の体積は、５０〜２００ｃｍ³であることが好ましい。６０〜１８０ｃｍ³がより好ましく、６５〜１５０ｃｍ³が更に好ましい。前記数値範囲の下限値を下回ると空間体積が少なく、結果的に断熱性が低下する事となり、上限値を上回ると空間、すなわち空気層が多く断熱性の点では好ましいが、
前記のように嵩張り、コンパクト性に劣るので好ましくない。
【０００８】
本発明において、プラスチック成形体と熱可塑性樹脂系発泡体は成形体の凸部分などで密着しているが、少なくとも縁部は完全に密着し、プラスチック成形体と熱可塑性樹脂発泡体の空間部の空気層と外部大気との対流が生じない様にする事が肝要である。尚、閉鎖空間の全合計面積が成形体の面積の１０〜５０％であることが好ましい。１５〜４０％がより好ましく、２０〜３５％が更に好ましい。前記数値範囲の下限値を下回ると実質的に空気層の量が少なく成りすぎ断熱性能が低下することになり、上限値を上回ると閉塞空間が過大となりコンパクト性が低下するので、好ましくないことがある。
【０００９】
本発明に用いるプラスチック成形体とは熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂のいずれでも良いが、熱可塑性樹脂としてはＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、芳香族ポリエステル樹脂（ＰＥＴ、ＰＢＴ）、ナイロン樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアセタール樹脂などが例示できる。中でもガラス繊維などにより繊維強化されたものが好適に用いられる。熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メタクリル樹脂、フェノール樹脂などが例示でき、これらをその樹脂の特徴に合わせて加熱圧縮、加熱真空成形、ハンドレイアップ成形等の方法で成形体としたものである。中でも、有機、無機、天然のチョップした短繊維や織物等に不飽和ポリエステル樹脂を含浸させたものが好適に用いられる。
【００１０】
本発明に用いる熱可塑性樹脂系発泡体としてはポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂に揮発性ガスを用いて押し出し発泡したいわゆる無架橋型押し出し発泡体や、ポリエチレン系樹脂あるいはポリプロピレン系樹脂に過酸化化合物による化学架橋あるいは電子線を用いた架橋を施して添加した化学発泡剤を分解温度以上に加熱して発泡した架橋型発泡体が例示できる。しかし、好ましいのは架橋型発泡体である。中でも、ポリオレフィン系架橋型発泡体である。その場合、架橋度は好ましくは１０〜７０％、より好ましくは、１５〜６０％、見掛け密度は好ましくは０．２〜０．０２５g/cm³、より好ましくは０．５〜０．０３g/cm³、厚さは好ましくは３〜１５mmである。架橋度が１０％未満では後の加熱真空成形後の形態保持性が悪化するので好ましくなく、７０％を越えると伸びが急速に低下するため複雑な形状に成形できなくなるので好ましくない。見掛け密度が０．２g/cm³未満では成形性の点では好ましいが、発泡倍率が低く成りすぎて断熱性能が急速に低下するので好ましくなく、０．０２５g/cm³を越えると断熱性能の点では好ましいが、発泡体の腰がなくなり成形後の形態保持性が悪化、プラスチック成形体にはめ込む作業時の作業性が悪化するので好ましくない。厚さは３mm未満では真空成形後の絞りのきついところ（特にリブ部）が薄く成りすぎて断熱性能が低下するので好ましくなく、１５mmを越えると断熱性能の点では好ましいが、厚みが厚くなるため真空成形条件が狭くなることと、シャープな形状に成形できず、プラスチック成形体にはめ込む時、リブ部などに空間ができやすくなり、断熱性能が低下するので好ましくない。
【００１１】
本発明に用いる熱可塑性樹脂系発泡体にはユニット構造体の外部だけでなく、内部の加飾と断熱双方を満足させるために少なくとも片面に繊維布帛やプラスチック製表皮、あるいはプラスチックフィルム等の表皮材が積層したものを用いることもできる。繊維布帛を積層したものはユニット構造体の内部、特に床部分などに用いると滑り止めに成るなどの効果が期待でき、更にプラスチック製表皮、具体的にはＰＶＣ製表皮は加熱型等で凹凸模様を付加すると内部壁部分にタイルのような立体的な装飾を付加できるメリットもある。また、フィルムの場合発泡体表面、あるいはフィルムに印刷を施し、印刷面が発泡体側に成るように積層すると自由自在の装飾が付加できる。
【００１２】
本発明のプラスチック成形体の少なくとも片面側の好ましくは全面に、その成形体表面と同型に成形された熱可塑性樹脂系発泡体を真空成形し、はめ込み積層するが、プラスチック成形体と発泡体の間に断熱空間を設けた接合体とする方法は、以下の通りである。即ち、熱可塑性樹脂系発泡体を、所望の形に成形されたプラスチック成形体の積層被覆する面と全く同一の形状に真空成形するが、この際に、発泡体のリブ等の絞り深さを３０ｍｍ以内とするようにリブ間の凹部分に調整部材をあらかじめ配して、その深さを調整し、成形後リブ部分の途中の深さまではめ込まれるようにすればよい。このようにして得られた発泡体の不必要部をカットして、被覆するプラスチック成形体にかぶせ、リブ部分に押し込みながら、はめ込み積層すれば、発泡体の成形品とプラスチック成形体の間に空間が設けられた接合体が得られる。このとき、リブ部分の深さが不足、脱落などの心配があれば、各所に両面テープ等をポイントでセットしておけばより完全に固定化できる。
【００１３】
この時、真空成形に用いる金型は、あらかじめ木製やプラスチック、アルミ鋳込み等の金型を作成し、通常の加熱真空成形しても良いが、コストが高くなったり、あるいは実際の製品面を完全に反映するのは難しい。本発明では成形型として、実際のプラスチック成形体を真空成形型として用いるが、このとき、プラスチック成形体のリブ底部のコーナに０．６mm程度の真空孔を開けておくとともに、リブ深さに対しリブ部分が３０ｍｍ以内になるように石膏や木材などで深さ調整のために調整部材を配した状態のものを用いる。この方法を用いれば、高価な金型を用いる必要もなく、単に真空孔を開けたり、リブ深さ調整の石膏の流し込みや、角材を単純にカットして設置する程度の簡単な方法で成形型が得られる。
【００１４】
これらの結果、本発明法によると、従来非常に困難であったユニット構造体の全面の積層による断熱化及びより断熱性の向上したものが安価に、かつ、精度良く得られるのである。
【００１５】
【実施例】
次に実施例に基づいて本発明を説明する。
【００１６】
本発明における測定法、評価基準は次の通りである。
１．発泡体の架橋度
発泡体を細断し、０．２ｇ精秤する。このものを１３０℃のテトラリン中に浸積し、攪拌しながら３時間加熱し溶解部分を溶解せしめ、不溶部分を取り出しアセトンで洗浄してテトラリンを除去後、純水で洗浄しアセトンを除去して１２０℃の熱風乾燥機にて水分を除去して室温になるまで自然冷却する。このものの重量（Ｗ₁）ｇを測定し、次式で架橋度を求める。
【００１７】
架橋度＝［（０．２−Ｗ₁)／０．２］×１００（％）
２．見掛け密度
発泡体を１０×１０ｃｍに切り出し、厚み（ｔmm）、その重量（ｗg）を測定し
次の算式で見掛け密度を算出する
見掛け密度＝ｗ／１０×１０×ｔ（g/cm³）
３．厚み
発泡体を１０×１０ｃｍに切り出し、その中心部をＪＩＳ−Ｋ−６７６７に準じて測定する。
４．成形状態
真空成形した成形品のリブ部等絞りのきついところを目視検査し、極端に薄くなっていないか、破れていないかをみる。また、その部分を切り出し厚みを測定し、真空成型前の元の厚みの１／３以下のものは不合格。
５．はめ込み状態
真空成形したものをはめ込み積層して２０分以上経過してから、状態を目視し、はめ込み部が浮いて、膨らんでいないか見る。
６．結露（断熱性）性の評価
断熱性評価室にユニットをセットし、内外気温差２０℃、相対湿度４５％で放置、２４時間後、内外を目視で観察、ユニットの表面に水滴が付着していないか確認する。水滴が発生したものは不合格。
［実施例１］
金型として不飽和ポリエステル樹脂系ＧＦＲＰ製ユニットバス壁用パネル（共和工業（株）社製（図１参照））のリブの各コーナーに０．６mm径の真空孔を開け更に、各リブ間の凹部にそれぞれリブ間より５ｍｍ小さく厚さ３０ｍｍの角材を両面粘着テープで固定し、台座にセットした。熱可塑性樹脂系発泡体として架橋度が３８％、密度が０．０３３g/cm³、厚みが５mmの架橋ポリプロピレン系発泡体（東レ（株）製トーレペフＰＰＡＲ６０）を準備し、ＦＲＰ製ユニットバス壁用パネルサイズに合わせてカットし、真空成型機にクランプして、発泡体の表面温度が１６０℃となるようにヒーター加熱、真空成形した。冷却後、成形品の不要バリ部分をカット、除去してＦＲＰ製ユニットバス壁用パネル用の成形品を得た。このものをＦＲＰ製ユニットバス壁用パネルのリブ部分先端部に両面粘着テープを適宜配したものに、はめ込み全体を積層体とした。積層体を気温差２０℃、相対湿度４５％に設定した雰囲気に２４時間設置して結露性の評価を行った。結果を表１に示した。
［実施例２］
金型は実施例１と同じ物を用いた。熱可塑性樹脂系発泡体として架橋度が２８％、密度が０．０３０g/cm³、厚みが１０mmの架橋ポリエチレン系発泡体（東レ（株）製トーレペフＡＧ００）を用いた以外は実施例と同じ評価を行った。結果は表１に示した。
［比較例１］
実施例１に用いたＦＲＰ製ユニットバス壁用パネルをそのまま用いて評価した。結果は表１に示した。
［比較例２］
実施例１に用いたＦＲＰ製ユニットバス壁用パネルのフラットな部分に厚さ６ｍｍのポリウレタン性吹き付け断熱層を設けたものも評価した。結果は表１に示した。
［実施例３］
成形型として実施例１と同様のＦＲＰ製ユニットバス壁用パネル（共和工業（株）社製）でリブ深さが５０ｍｍのものの各コーナーに０．６mmの真空孔を開けて、更に、各リブ間の凹部にそれぞれリブ間より５ｍｍ程度小さく厚さ２０ｍｍの角材を両面プで固定、台座にセットして用いた。熱可塑性樹脂系発泡体として架橋度が３２％、密度が０．０３３g/cm³、厚みが６mmの架橋ポリプロピレン系発泡体（東レ（株）製トーレペフＰＰＡＰ６６）を準備し、ＦＲＰ製ユニットバス壁用パネルサイズに合わせてカットし、真空成型機にクランプして、発泡体の表面温度が１６０℃となるようにヒーター加熱、真空成形した。冷却後、成形品の目視検査を行ったが、破れや偏肉による極端な厚みの薄い部分は見あたらず良好な成形品であった。この成形品をＦＲＰ製ユニットバス壁用パネルのリブ部分に脱離防止に適宜両面粘着テープを配したものにかぶせ、リブ部分にはめ込み全体を積層体とした。２０分後、再度積層品の形態を観察したが成形、はめ込み不具合による浮き部分なども認められず、また、この成形積層品を垂直に立てかけたり、あるいは裏返しの状態にしても熱可塑性樹脂系発泡体成形品の脱落はなく、リブ等の部分のはめ込み部がしっかり保持の機能を果たしていることが確認された。この、積層体を気温差２０℃、相対湿度４５％にした雰囲気に２４時間設置して結露の状態を確認した結果、全く結露は認められず断熱効果が確認された。
［比較例３］
断熱材を発泡体に代えて、厚さ６mmにポリウレタンを吹き付けたものである以外は実施例３と同様にした。同様に評価したが、吹き付け断熱したものはリブなど非被覆部分に結露が認められ、断熱性能が不十分であることが確認された。
【００１８】
以上より、全面に断熱材をはめ込み被覆、かつ空間を持たせて空気層を配した積層体はユニット成型品の断熱に好適なものであるし、真空成形品をはめ込むことが好適な積層体の製造方法である。
【００１９】
【表１】

【００２０】
【発明の効果】
本発明法によると、ユニット成形品等の複雑な表面形状を持つ成形品を安価に、全面を断熱被覆するとともに発泡体層と成型品間に断熱空気層を設けたことにより断熱性能が向上し、従来のカット品を貼り付ける方法や吹き付けによる方法のものに比べ圧倒的優れた断熱接合体を得ることができる。
【００２１】
本発明法により得られる断熱プラスチック成形体発泡体は、ユニットバスの壁、天井やシンク等のユニット水廻り分野等一体成形ユニットで結露防止を必要とする分野に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＦＲＰ製ユニットバス壁用パネルの平面、断面図
【図２】断熱材被覆したときの断面図（従来品、本発明品）
【図３】真空成形型の真空孔の一例
【図４】熱可塑性樹脂系発泡体の成形例
【図５】真空成形された熱可塑性樹脂系発泡体の断面図
【図６】ＦＲＰ製ユニットバス壁用パネルに真空成形した熱可塑性樹脂系発泡体をはめ込み積層した例の断面図
【図７】熱可塑性樹脂系発泡体の片面にあらかじめ積層した例
【符号の説明】
１：ＦＲＰ製ユニットバス壁用パネル
２：補強リブ
３：断熱材カット品
４：熱可塑性樹脂系発泡体成形断熱材
５：空気断熱層
６：調整部材
７：真空孔
８：熱可塑性樹脂系発泡体
９：真空ライン
１０：熱可塑性エラストマー製表皮材

Claims

少なくとも片面側に凹凸形状を有するプラスチック成形体と、該成形体の凹凸形状に対向して該凹凸形状にはめ込み接合可能な熱可塑性樹脂系発泡体とが配置され、かつ、該成形体と該発泡体との間には外部と遮断された閉鎖空間を有し、該閉鎖空間の該成形体厚さ方向の長さが０．５〜５ｃｍであり、該成形体と該発泡体とが密着していることを特徴とする接合体。
１つの閉鎖空間の体積が５０〜２００ｃｍ³である請求項１に記載の接合体。
前記熱可塑性樹脂系発泡体のゲル分率が１０〜７０％、見掛け密度が０．２〜０．０２５g/cm³、厚さが３〜１５mmのポリオレフィン系樹脂架橋発泡体である請求項１または２のいずれかに記載の接合体。
前記熱可塑性樹脂系架橋発泡体が、少なくとも片面に繊維布帛、プラスチック製表皮、あるいはプラスチックフィルムが積層されたものである請求項１〜３のいずれかに記載の接合体。
前記成形体が繊維強化プラスチックから成るものである請求項１〜４のいずれかに記載の接合体。
前記プラスチック成形体が強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸したＦＲＰである請求項１〜５のいずれかに記載の接合体。
前記熱可塑性樹脂系発泡体を、前記成形体表面と同型の成形体を押し型を用いて賦形し、このとき発泡体の成形深さを３０ｍｍ以内にとどめる調整部材を配して、成形することを特徴とする請求項１に記載の接合体の製造方法。