JP2011074688A - 推力伝達材とそれを備える推進管 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリスチレン系樹脂からなる発泡性粒子を型内で発泡させて得られる推力伝達材において、密度が0.17〜0.67g/cm3であり、平均気泡径が60μm以下とする。この推力伝達材は、応力−ひずみ曲線での弾塑性域が広い特性を有し、荷重の吸収性に優れる。それにより、大きな応力、急激な応力集中、および複雑な応力が作用したときでも、クッションとしての機能を発揮し、荷重を吸収して推進管の破損を防止する。
【選択図】図1
Description
最初に、本発明による推力伝達材の具体例をその製造方法とともに説明する。発泡性粒子として、未発泡粒子または嵩発泡倍数が2.0〜20倍の範囲内に発泡させてなる低倍発泡粒子を用い、適宜の発泡成形型の成形品キャビティ内に充填し、密度が0.17〜0.67g/cm3の推力伝達材である推力伝達材を型内発泡成形する。
前記発泡剤は、単独で用いても良く、2種以上を混合して用いてもよい。
予備発泡粒子の「嵩密度」は、下記の要領で測定されたものをいう。先ず、500cm3のメスシリンダーを用意し、このメスシリンダー内に予備発泡粒子を500cm3の目盛りに水平になるように充填する。なお、メスシリンダーを水平方向から目視し、予備発泡粒子が一粒でも500cm3の目盛りに達しているものがあれば、その時点で予備発泡粒子のメスシリンダー内への充填を終了する。次に、メスシリンダー内に充填した予備発泡粒子の質量を小数点以下2位の有効数字で秤量し、その質量をW(g)とする。そして、下記の式により予備発泡粒子の嵩密度を算出する。
予備発泡粒子の「嵩発泡倍数」は、前記嵩密度の逆数(1/嵩密度)であり、ポリスチレン系樹脂の場合には、嵩密度0.33g/cm3の予備発泡粒子は嵩発泡倍数3倍、嵩密度0.2g/cm3の予備発泡粒子は嵩発泡倍数5倍となる。
発泡成形体の「密度」は、JIS K6767:1999「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の測定」記載の方法で測定した。即ち、50cm3以上(半硬質及び軟質材料の場合は100cm3以上)の試験片を材料の元のセル構造を変えない様に切断し、その質量(g)を測定し、次式により算出する。
発泡成形体の「発泡倍数」は、前記密度の逆数(1/密度)であり、ポリスチレン系樹脂の場合には、密度0.33g/cm3の発泡成形体は発泡倍数3倍、密度0.2g/cm3の発泡成形体は発泡倍数5倍となる。
平均気泡径(μm)はASTM D−2842−69に準拠して測定した。
平均気泡径(μm)=t/0.616
発泡成形体における任意の表面にカッターナイフを用いて深さ1mmの切込み線を形成し、この切込み線に沿って発泡成形体を手またはハンマーで二分割する。
融着率は、70%以上を合格、70%未満を不合格とした。
発泡成形体から厚さ10mm×幅50mm×長さ50mmの試験体を切断採取する。
JIS K7220:2006「発泡プラスチック−硬質材料の圧縮試験」により、10%変形時における荷重を求め、圧縮応力を算出するとともに、荷重100kNまで載荷を行い、圧縮応力−変形量曲線を求めた。なお、試験には、定速型万能試験機(ロードセル容量:100kN)を、変形量の測定には変位計(1000×10−6/mm、0.1%RO)を用い、載荷速度は0.2mm/minとした。
100リットルの反応器に純水44kg、第三リン酸カルシウム800g、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.7gを入れ撹拌を行いながら、スチレン42kgにベンゾイルパーオキサイド110g、t−ブチルパーオキシベンゾエート8gを溶解して加えた。反応器を密閉し90℃に昇温し、5時間反応を行なった後125℃に1時間かけて昇温し、1時間後に冷却を始め常温まで冷却した。得られたスラリーを脱水乾燥し、篩分けして平均粒子径1400μmのポリスチレン系樹脂粒子を得た。
実施例1と同様にして、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
実施例1と同様にして、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
気泡調整剤としてアルキル硫酸ナトリウムを添加しない以外は、実施例1と同様に、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
気泡調整剤としてアルキル硫酸ナトリウムを0.1g添加した以外は、実施例1と同様に、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
次に、前記の方法により得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を、15℃の雰囲気温度で、2日間熟成させた。
気泡調整剤としてアルキル硫酸ナトリウムを0.1g添加した以外は、実施例1と同様に、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
気泡調整剤としてアルキル硫酸ナトリウムを0.1g添加した以外は、実施例1と同様に、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
実施例1と同様に、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
[比較例5]
気泡調整剤としてアルキル硫酸ナトリウムを添加しない以外は、実施例1と同様に、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得、それを、15℃の雰囲気温度で、7日間熟成させた。
(1)実施例1および比較例1で得られた発泡成形体は、双方とも密度が0.59g/cm3であり、また、図1に示す応力−ひずみ曲線において限界圧縮応力が20kN/m2程度と高い値であって、双方とも、高負荷推進管とともに用いる推力伝達材として適している。しかし、実施例1の発泡成形体は、比較例1に比べ弾塑性域の傾きが小さく、範囲も広い。すなわち、ひずみ量が増えても応力の上昇が少なく、大きな荷重が作用したときに、比較例1と比較して、より大きく荷重を吸収できることがわかる。この差異は、気泡調整材の添加量の違いによって生じた平均気泡径の違い(実施例1が34μmに対して、比較例1は75μm)に起因していると考えられる。このことは、高い負荷が作用したときに、実施例1の発泡成形体からなる推力伝達材は、比較例1の発泡成形体からなる推力伝達材と比較して、推進管に与える影響を少なくできることを示しており、推力伝達材としてのクッション性能に優れたものであるといえる。
次に、前記した推力伝達材を成形するのに好適な発泡成形型を、図面を参照しながら説明する。なお、先に、図18を参照して、従来知られた発泡成形型を説明したが、当該発泡成形型におけると同じ部材には、以下の説明でも、同じ符号を付している。
図3〜図8を参照して、第1形態の発泡成形型1の一実施の形態を説明する。第1形態の発泡成形型1は、図3に示すように、固定側および移動側のマスターフレーム1a,1b、原料フィーダー5、エジェクターピン6、背面プレート7a,7b、シール材9を備える。そして、各マスターフレーム1a,1bの一側面には、蒸気供給口15が設けられ、そこからマスターフレーム1a,1b内の全域にわたり、過熱水蒸気が供給される。
次に図9〜図17を参照して、第2形態の発泡成形型100の一実施の形態を説明する。第2形態の発泡成形型100は、先に図18に基づき説明した発泡成形型とほぼ同じものであるが、一方のマスターフレームに、図示のものでは固定側のマスターフレーム1aに、複数本(以下に説明するものでは、9本)の原料フィーダー5が取り付けられている点で、基本的に構成上の違いがある。
100…第2形態の発泡成形型、
1a,1b…マスターフレーム、
2a,2b…蒸気吹き出しプレート、
4…成形品キャビティ、
5(5a〜5i)…原料フィーダー、
6…エジェクターピン、
8…円柱状または円筒状の補強サポート、
15…蒸気供給口、
20(20a〜20a)…アタッチメントプレート、
21…閉じた側周面、
22、22b、22c、22d…成形開口(成形品キャビティ)
23…アタッチメントプレートのマスターフレームから突出する領域、
40…蒸気吹き出しプレートの背面と接する部分の形状が線状をなす板状の補強サポート、
42…補強サポートに形成した蒸気通過口。
Claims (4)
- 発泡性粒子を型内で発泡させて得られる推力伝達材であって、密度が0.17〜0.67g/cm3であり、平均気泡径が60μm以下であることを特徴とする推力伝達材。
- 融着率が70%以上である請求項1に記載の推力伝達材。
- 発泡性粒子がポリスチレン系樹脂からなる発泡性粒子である請求項1または2に記載の推力伝達材。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の推力伝達材を先端およびまたは後端に備えることを特徴とする推進管。
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