JP2005205816A - 表面仕上げ材 - Google Patents

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Abstract

【課題】船舶の構造、設備に施されるエポキシ系制振材において、優れた防火性能を発揮しうる、軽くて薄い表面仕上げ材を提供する。
【解決手段】船舶の構造又は設備の外面又は内面に施されたエポキシ系制振材2の外面に、ガラス繊維防火層と金属皮膜防火層とを設けた。ガラス繊維防火層と金属皮膜防火層は、高シリカ繊維等のガラスクロス3、アルミニウム箔等の金属皮膜4、高けい酸ガラス繊維等を原料としてマット状に成形された耐熱ガラスフェルト5をそれぞれ適宜重ね合わせて構成されている。ガラスクロス3と金属皮膜4とは複数枚をそれぞれ交互に重ね合わせて構成されてもよい。
【選択図】 図1

Description

本発明は、船舶の構造又は設備の外面に施されたエポキシ系制振材の外面に装着されて使用される表面仕上げ材に関する。
船舶の船体の構造、又は外板、機関架台、船底タンク部等の設備には、振動、騒音防止のためにエポキシ系制振材が施されている。このエポキシ系制振材としては、例えば、構造物に手やコテで直接塗布していくタイプのショウダンプNH−1(商品名)がある。これは、エポキシ樹脂を主剤とし、変性ポリアミン等液状分と無機質充填剤等からなる硬化剤を配合した2液性の制振材である。
従来から、このようなエポキシ系制振材を構造物に施した後に、防火層を、表面仕上げ材として設けることが行われている。
従来のこの種の表面仕上げ材として、エポキシ系制振材の外表面にセメント系床仕上げ材を塗布硬化するものがある(特許文献1参照)。また、エポキシ系制振材の上に、ガラス繊維層を設けたものが知られている(特許文献2参照)。
実開平4−101447号公報 特開平2−111538号公報
上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
近年、船舶安全法が改正され、制振材の表面における防火特性はより高い防火性能を要求されるようになった。
エポキシ系制振材の上に、セメント系床仕上げ材を塗布硬化されてなるものや、防火を主目的としていないガラス繊維層を設けたものは、後述する所定の船舶用防火基準(隔壁、天井表面及びパイプ等の断熱材に関する基準)をクリアすることができない。特に、セメント系床仕上げ材は、重量が大であること以外にも、耐熱性が悪く加熱されるとひび割れしてそこから高熱が伝達されてエポキシ系制振材が燃えてしまうという欠陥がある。
本発明は、以上の点に着目してなされたもので、船舶の構造、設備に施されるエポキシ系制振材において、優れた防火性能を発揮しうる、軽くて薄い表面仕上げ材を提供することを目的とする。
本発明は次の構成により上記の課題を解決する。
〈構成1〉
船舶の構造又は設備に施されたエポキシ系制振材の外面に、ガラス繊維防火層と金属皮膜防火層とを設けたことを特徴とする表面仕上げ材。
金属皮膜防火層によって火炎からの輻射熱を反射すると共に、高温ガスの浸入を遮断し、ガラス繊維防火層によって良好な耐火性能を発揮してエポキシ系制振材への延焼を防止する。
〈構成2〉
構成1に記載の表面仕上げ材において、上記ガラス繊維防火層と上記金属皮膜防火層は、ガラスクロス、金属皮膜、耐熱ガラスフェルト、金属皮膜を順次重ね合わせて構成されていることを特徴とする表面仕上げ材。
ガラスクロスとしては、Eガラス繊維又は高シリカ繊維、例えばSiO2 96%以上のシリカクロスが用いられる。耐熱ガラスフェルトとしては、例えばEガラス長繊維を薬品処理した高けい酸ガラス繊維あるいはEガラス長繊維を原料とし、各々解繊した後マット状に成形したものであり、常用使用温度700〜1000℃に耐えるものが用いられる。
金属皮膜は、最外層に位置していなくとも、すなわち、ガラス繊維防火層の中に埋設されていても、外部からの輻射熱を反射し、高温ガスの浸入を遮断する効果を奏する。
〈構成3〉
構成1に記載の表面仕上げ材において、上記ガラス繊維防火層と上記金属皮膜防火層は、複数のガラスクロス層と複数の金属皮膜とを交互に重ね合わせて構成されていることを特徴とする表面仕上げ材。
ガラスクロス層と金属皮膜の組み合わせは、3層以上あることが好ましい。
〈構成4〉
構成1に記載の表面仕上げ材において、上記ガラス繊維防火層と上記金属皮膜防火層は、耐熱ガラスフェルトと金属皮膜とを重ね合わせて構成されていることを特徴とする表面仕上げ材。
この構成はガラスクロスを使用しないもので、使用環境等の状況に応じて使用される。
〈構成5〉
構成1に記載の表面仕上げ材において、上記ガラス繊維防火層と上記金属皮膜防火層は、複数のガラスクロス層と金属皮膜とを交互に重ね合わせ、最外側の上記金属皮膜の外面に、ガラス糸で縫合した耐熱ガラスフェルトとガラスクロスを重ね合わせて構成したことを特徴とする表面仕上げ材。
この構成では最外層のガラスクロスがガラス糸によってその内側の耐熱ガラスフェルトやガラスクロスに固着される。
〈構成6〉
構成5に記載の表面仕上げ材において、上記ガラス糸は、上記耐熱ガラスフェルトと上記ガラスクロスとを、非直線状に横断する形で縫っていることを特徴とする表面仕上げ材。
ガラス糸が非直線状に横断する形とは、ガラス糸が最外層のガラスクロスからその内側の耐熱ガラスフェルトを経て、さらにその内側のガラスクロスに至る状態が非直線状、例えばジクザク状あるいは階段状の形になってことをいう。このような形とするのは、外部の熱がガラス糸通過孔を通じてストレートに内部に伝達されないようにするためである。
〈構成7〉
構成2ないし6のいずれかに記載の表面仕上げ材において、上記金属皮膜をアルミニウム箔で構成したことを特徴とする表面仕上げ材。
金属皮膜としてアルミニウム箔を用いることは、軽薄材料であること、及び適度な光沢があるので輻射熱を反射する効果が大であることから好ましい。また複数枚のアルミニウム箔を積層した方が高温ガスの浸入を効果的に遮断する上で好ましい。
本発明の表面仕上げ材は、船舶の構造又は設備の外面に施されたエポキシ系制振材の外面に、ガラス繊維防火層と金属皮膜防火層とを設けたものである。金属皮膜防火層は、火炎からの輻射熱を反射すると共に高温ガスの浸入を遮断するもので、複数層が設けられてもよい。ガラス繊維防火層は、防火層の主体となるもので、良好な耐火性能を発揮してエポキシ系制振材への延焼を防止する。
以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。
図1は、実施例1の表面仕上げ材の構成を示す断面図である。
図1において、船舶の構造又は設備の外面である基体1の外面に、エポキシ系制振材2が施されている。エポキシ系制振材2の外表面に、ガラスクロス3、金属皮膜4、耐熱ガラスフェルト5、金属皮膜4を順次重ね合わせて構成された防火層が設けられている。
ガラスクロス3としては、Eガラス繊維で、常用使用温度550℃以上に耐えるガラスクロスが用いられている。金属皮膜4としてはアルミニウム箔等の光沢面を有する金属箔が1枚あるいは複数枚を積層したものが用いられている。耐熱ガラスフェルト5としては、SiO 95%以上の、Eガラス長繊維を薬品処理した高けい酸ガラス繊維あるいはEガラス長繊維を原料とし、各々解繊した後マット状に成形したもので、常用使用温度700〜1000℃に耐えるものが用いられる。
エポキシ系制振材としては、例えば、50〜3000Hzの広い周波数範囲にわたり、優れた振動減衰効果を発揮するショウダンプNH−1(商品名)がある。これは、エポキシ樹脂液状分約46%と、無機質充填剤約54%とからなる主剤に、変性ポリアミン等液状分約36%と、無機質充填剤約63%と、無機質分散剤約1%とからなる硬化剤を配合したものである。
[試験1]
ここで、実施例1による表面仕上げ材の表面燃焼性試験を行ったので、その説明をする。
[試験体の構成]
基体1として厚さ3mmのアルミニウム板を用いた。このアルミニウム板の一面に、厚さ4mmのエポキシ系制振材2、厚さ1.7mmのガラスクロス3、厚さ0.01mmのアルミニウム箔4、厚さ5mmの耐熱ガラスフェルト5、厚さ0.01mmのアルミニウム箔4を順次重ね合わせて各層接着して試験体を構成した。試験体の全体寸法は、幅が155mm、長さが800mm、高さ約14mmである。この試験体は5個製作されて使用された。
[試験方法]
試験は、国際海事機関(IMO)海上安全委員会決議61(67)「火災試験方法の適用に関する国際コード」(以下、「火災試験方法コード」という。)のパート5「表面燃焼性試験」及びIMO総会決議A.653(16)「隔壁、天井及び甲板仕上げ材の表面燃焼性試験方法」に従って実施された。
5個の試験体のうち、2個の試験体はパイロット炎を非接触とする、「非接触着火炎における試験」を行い、残り3個の試験体はパイロット炎を接触させる、「接触着火炎における試験」を行った。上記試験法に従い試験を行なった結果、試験時間はいずれも10分間であった。
なお、表面に露出したアルミニウム箔4の外面は光沢面のため、A6537.4項に従って薄い黒色塗装を施して光沢なしとした。
[試験結果]
A.非接触着火炎における試験の結果
・試験開始2秒経過後は煙の発生が認められたが、1分経過後、煙の発生が少なくなって3分経過後には煙の発生がなくなった。10分経過後の試験終了時、試験体に対する着火はなく、従って延焼も起こらなかった。
・隔壁、天井表面及びパイプ等の断熱材に関する基準(以下、基準という。)との比較は、次のとおりである。
(1)消火点の熱輻射 CFE (単位:kw/m2)について
基準が20.0以上に対して、2個の試験体とも50.7以上であった。
(2)燃焼持続に必要な熱平均値 Qsb(単位:(MJ/m2)について
基準が1.5以上に対して、2個の試験体とも30.42以上であった。
(3)総発熱量 Qt (単位:MJ)
基準が0.7以下に対して、2個の試験体は0.01と0.00であった。
(4)燃焼発熱速度の最大値 Qp(単位:kw)
基準が4.0以下に対して、2個の試験体は0.12と0.18であった。
B.接触着火炎における試験の結果
・3個の試験体とも次の状況であった。
すなわち、試験開始1秒経過後、煙の発生と変色が認められた。4秒経過後、火炎に接近している試験体の端部に小炎が確認されたが、10秒経過後には消火した。3分経過後、煙の発生はストップした。10分経過後の試験終了時、表面燃焼は確認されなかった。延焼距離は20mmであった。
・基準との比較は次のとおりである。
(1)消火点の熱輻射 CFE (単位:kW/m2)について
基準が20.0以上に対して、3個の試験体とも50.7以上であった。
(2)燃焼持続に必要な熱平均値 Qsb(単位:(MJ/m2)について
基準が1.5以上に対して、3個の試験体とも30.42以上であった。
(3)総発熱量 Qt (単位:MJ)
基準が0.7以下に対して、2個の試験体は0.00で、1個の試験体は0.01であった。
(4)燃焼発熱速度の最大値 Qp(単位:kw)
基準が4.0以下に対して、3個の試験体はそれぞれ0.22、0.16、0.23であった。
C.判定
これらの結果より、本試験体は、「火災試験方法コードのパート5」並びに「IMO A.653(16)」に規定されている「隔壁、天井又は同様の暴露する表面の表面材料」としての要求基準を満たしていると判定された。
また、火災試験方法コードのAnnex22.2より、本試験体は火災試験方法コードのパート2の要件(煙・毒性試験の免除規定:総発熱量0.2MJ以下、最大発熱率1.0KW以下)を満たすものとみなされた。
図2は、実施例2の表面仕上げ材の構成を示す断面図であり、図1と同一の部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
図2において、基体1の外面に、エポキシ系制振材2が施されている。エポキシ系制振材2の外表面に、ガラスクロス層3と金属皮膜4と重ね合わせたものを3層設けられて防火層とされている。
ガラスクロス層3及び金属皮膜4は、実施例1のものと同様の材料が用いられる。
この実施例2の表面仕上げ材は、ガラスクロス層3と金属皮膜4との組み合わせであるので、構造が簡単であり製作が容易である。また、エポキシ系制振材2の外表面に、ガラスクロス層3が貼着されていることにより施工し易いという利点がある。なお、ガラスクロス層3と金属皮膜4の組み合わせは3層以上あることが好ましい。その層数は施工状況に応じて適宜決定される。
図3は、実施例3の表面仕上げ材の構成を示す断面図であり、図1と同一の部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
図3において、基体1の外面に、エポキシ系制振材2が施されている。エポキシ系制振材2の外表面に、耐熱ガラスフェルト5と金属皮膜4とを重ね合わせてなる防火層が設けられている。耐熱ガラスフェルト5と金属皮膜4は、実施例1のものと同様の材料が用いられる。
この実施例3の表面仕上げ材は、ガラスクロスを用いないタイプのものである。施工状況に応じて、耐熱ガラスフェルト5や金属皮膜4の各厚さが調整されて使用される。
図4は、実施例4の表面仕上げ材の構成を示す断面図であり、図1と同一の部分には同一符号を付している。
図4において、基体1の外面に、エポキシ系制振材2が施されている。エポキシ系制振材2の外表面に、ガラスクロス層3と金属皮膜4とを重ね合わせたものが2層設けられている。外側の金属皮膜4の外面に、耐熱ガラスフェルト5とガラスクロス3Aを重ね合わせて設けられている。ガラスクロス3A、耐熱ガラスフェルト5、外側のガラスクロス4は、ガラス糸6により縫合されている。
ガラス糸6は、ガラスクロス3A、耐熱ガラスフェルト5、ガラスクロス3を通過する際は、非直線状、例えば図4に示したように階段状に横断するようにされている。このようにされていることにより、外部の熱がガラス糸通過孔を通じてストレートに内部に伝達されることを防止できる。
[試験2]
ここで、実施例4による表面仕上げ材の表面燃焼性試験を行ったので、その説明をする。
[試験体の構成]
基体1として厚さ3mmのアルミニウム板を用いた。このアルミニウム板の一面に、厚さ4mmのエポキシ系制振材2、厚さ3.4mmのアルミニウム箔付ガラスクロス3(2層)、厚さ5mmの耐熱ガラスフェルト5、厚さ0.6のガラスクロス3Aを順次重ね合わせ、ガラス糸6でガラスクロス3A、耐熱ガラスフェルト5、ガラスクロス3を縫合して試験体を構成した。試験体の全体寸法は、幅が155mm、長さが800mm、高さ16mmである。この試験体は6個製作されて使用された。
[試験方法]
試験は、前述の試験1と同様の試験方法に従って実施された。
6個の試験体のうち、3個の試験体はパイロット炎を非接触とする、「非接触着火炎における試験」を行い、残り3個の試験体はパイロット炎を接触させる、「接触着火炎における試験」を行った。上記試験法に従い試験を行なった結果、試験時間はいずれも10分間であった。
[試験結果]
A.非接触着火炎における試験の結果
・3個のうち、2個の試験体とも次の状況であった。
すなわち、試験開始2秒経過後、煙の発生と変色が認められた。7秒経過後、火炎に接近している試験体の端部に小炎が確認されたが、10秒経過後には消火した。1分経過後、煙の発生はストップした。10分経過後の試験終了時、表面燃焼は確認されなかった。延焼距離は20mmであった。
・3個のうち、残り1個の試験体は次の状況であった。
すなわち、試験開始2秒経過後は煙の発生、変色が認められた。1分経過後、煙の発生がなくなった。10分経過後の試験終了時、試験体に対する着火はなく、従って延焼も起こらなかった。
・基準との比較は、3個の試験体とも次のとおりである。
(1)消火点の熱輻射 CFE (単位:kW/m2)について
基準が20.0以上に対して、3個の試験体とも51.3以上であった。
(2)燃焼持続に必要な熱平均値 Qsb(単位:(MJ/m2)について
基準が1.5以上に対して、3個の試験体とも30.78以上であった。
(3)総発熱量 Qt (単位:MJ)
基準が0.7以下に対して、3個の試験体はそれぞれ0.01、0.02、0.01であった。
(4)燃焼発熱速度の最大値 Qp(単位:kw)
基準が4.0以下に対して、3個の試験体はそれぞれ0.16、0.16、0.14であった。
B.接触着火炎における試験の結果
・3個の試験体とも次の状況であった。
すなわち、試験開始1秒経過後、煙の発生と変色が認められた。4秒経過後、火炎に接近している試験体の端部に小炎が確認されたが、1分10秒経過後に消火した。10分経過後の試験終了時、表面燃焼は確認されなかった。延焼距離は端部から20mmであった。
・基準との比較は次のとおりである。
(1)消火点の熱輻射 CFE (単位:kW/m2)について
基準が20.0以上に対して、3個の試験体とも51.3以上であった。
(2)燃焼持続に必要な熱平均値 Qsb(単位:(MJ/m2)について
基準が1.5以上に対して、3個の試験体とも30.78以上であった。
(3)総発熱量 Qt (単位:MJ)
基準が0.7以下に対して、3個の試験体はそれぞれ0.00、0.01、0.07であった。
(4)燃焼発熱速度の最大値 Qp(単位:kw)
基準が4.0以下に対して、3個の試験体はそれぞれ0.09、0.12、0.22であった。
C.判定
これらの結果より、本試験体は、「火災試験方法コードのパート5」並びに「IMO A.653(16)」に規定されている「隔壁、天井又は同様の暴露する表面の表面材料」としての要求基準を満たしていると判定された。
また、火災試験方法コードのAnnex22.2より、本試験体は火災試験方法コードのパート2の要件(煙・毒性試験の免除規定:総発熱量0.2MJ以下、最大発熱率1.0KW以下)を満たすものとみなされた。
実施例1の表面仕上げ材の構成を示す断面図である。 実施例2の表面仕上げ材の構成を示す断面図である。 実施例3の表面仕上げ材の構成を示す断面図である。 実施例4の表面仕上げ材の構成を示す断面図である。
符号の説明
1 基体
2 エポキシ系制振材
3 ガラスクロス
4 金属皮膜
5 耐熱ガラスフェルト

Claims (7)

  1. 船舶の構造又は設備に施されたエポキシ系制振材の外面に、
    ガラス繊維防火層と金属皮膜防火層とを設けたことを特徴とする表面仕上げ材。
  2. 請求項1に記載の表面仕上げ材において、
    前記ガラス繊維防火層と前記金属皮膜防火層は、
    ガラスクロス、金属皮膜、耐熱ガラスフェルト、金属皮膜を順次重ね合わせて構成されていることを特徴とする表面仕上げ材。
  3. 請求項1に記載の表面仕上げ材において、
    前記ガラス繊維防火層と前記金属皮膜防火層は、
    複数のガラスクロス層と複数の金属皮膜とを交互に重ね合わせて構成されていることを特徴とする表面仕上げ材。
  4. 請求項1に記載の表面仕上げ材において、
    前記ガラス繊維防火層と前記金属皮膜防火層は、
    耐熱ガラスフェルトと金属皮膜とを重ね合わせて構成されていることを特徴とする表面仕上げ材。
  5. 請求項1に記載の表面仕上げ材において、
    前記ガラス繊維防火層と前記金属皮膜防火層は、
    複数のガラスクロス層と金属皮膜とを交互に重ね合わせ、最外側の前記金属皮膜の外面に、ガラス糸で縫合した耐熱ガラスフェルトとガラスクロスを重ね合わせて構成したことを特徴とする表面仕上げ材。
  6. 請求項5に記載の表面仕上げ材において、
    前記ガラス糸は、前記耐熱ガラスフェルトと前記ガラスクロスとを、非直線状に横断する形で縫っていることを特徴とする表面仕上げ材。
  7. 請求項2ないし6のいずれかに記載の表面仕上げ材において、
    前記金属皮膜をアルミニウム箔で構成したことを特徴とする表面仕上げ材。
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