JP3217970B2 - クーリングタワー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、環状オレフィンの
架橋重合体より成るクーリングタワー（以下「クーリン
グタワー」と称する）の外殻部であるケーシング部およ
び／または水槽部に関するものである。更に詳しくは、
従来のＦＲＰ（ガラス強化不飽和ポリエステル）製と同
等もしくはそれ以上の性能を有し、ＦＲＰ製クーリング
タワーと異なり、軽量で耐衝撃性の優れたクーリングタ
ワー用ケーシング部および水槽部に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、メタセシス重合触媒系（複分解触
媒系ともいう）の触媒成分を含有するメタセシス重合性
環状オレフィンからなるモノマー液と活性化剤成分を含
有するメタセシス重合性環状オレフィンからなるモノマ
ー液とを混合し、金型内へ注入し、金型内で重合・架橋
させて架橋重合体成形物を製造する方法は知られている
（例えば特公平３−２８４５１号公報参照）。

【０００３】この反応射出成形法は、入手容易な原料モ
ノマーを使用しうること、モノマーの粘度が低く射出成
形の圧力が低いこと、重合・架橋反応が速く成形サイク
ルが短いこと、大型の成形物を比較的容易に得ることが
できることおよび成形物は剛性と耐衝撃性のバランスが
よいことなどの優れた利点を有している。

【０００４】一方、クーリングタワーの外殻部は、主と
してケーシング部と水槽部に区分され、その部材として
最も一般的に使われているものはＦＲＰである。しかし
ＦＲＰ製の外殻部は仕上げまでの工期が長く、その品質
が作業者の力量にかかり、そのため生産性が低いのが現
状であり、従って生産工程の効率化、品質の安定化が望
まれていた。また、ＦＲＰは耐衝撃性に問題があり、製
品の運搬時や施工時に割れてしまうケースも知られてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、生産性を向
上させること等によって経済的に優れ、且つ、使用に際
して、軽量で外部からの衝撃に耐える力に優れ、しかも
容易に製作することが可能なクーリングタワーの外殻部
およびその外殻部より構成されるクーリングタワーを提
供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、かかるクー
リングタワーの外殻部を特定の部材で構成することによ
って上記課題が解決できることを見出し、本発明に到達
したものである。

【０００７】すなわち、本発明は、「ケーシング部およ
び水槽部等より構成されるクーリングタワーであって、
該クーリングタワーのうち（１）少なくともケーシング
部および／または水槽部は、メタセシス重合触媒系の触
媒成分を含有するメタセシス重合性環状オレフィンから
なるモノマー液Ａ（溶液Ａ）とメタセシス重合触媒系の
活性化剤成分を含有するメタセシス重合性環状オレフィ
ンからなるモノマー液Ｂ（溶液Ｂ）とを混合し、その原
料混合液を金型内に注入しその金型内において重合およ
び架橋反応せしめることによって得られた架橋重合体成
形物からなり、（２）該架橋重合体成形物がアイゾット
衝撃値１０ｋｇｃｍ／ｃｍ以上の性能を持つことを特徴
とするクーリングタワー。」である。

【０００８】かかる発明によれば、一般には０．２〜５
ｍの「大きさ」（ここで「大きさ」とは当該クーリング
タワーを上部から見た場合の形状が円の場合には半径
を、矩形の場合には辺を指す。以下同様）のクーリング
タワーのケーシング部や一般には０．２〜５ｍの「大き
さ」のクーリングタワーの水槽部において軽量化が計ら
れる。

【０００９】以下、本発明についてさらに詳しく説明す
る。

【００１０】本発明の架橋重合体を形成するためのメタ
セシス重合性環状オレフィンとしては、メタセシス重合
性シクロアルケン基を分子中に１〜２個含有するものが
使用される。好ましくはノルボルネン骨格を分子中に少
なくとも１つ有する化合物である。これらの具体例とし
ては、ジシクロペンタジエン、トリシクロペンタジエ
ン、シクロペンタジエン−メチルシクロペンタジエン共
二量体、５−エチリデンノルボルネン、ノルボルネン、
ノルボルナジエン、５−シクロヘキセニルノルボルネ
ン、１，４，５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，
６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、１，４−
メタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタ
ヒドロナフタレン、６−エチリデン−１，４，５，８−
ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オク
タヒドロナフタレン、６−エチリデン−１，４−メタノ
−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロ
ナフタレン、１，４，５，８−ジメタノ−１，４，４
ａ，５，８，８ａ−ヘキサヒドロナフタレン、エチレン
ビス（５−ノルボルネン）などを挙げることができ、こ
れらの混合物も使用することができる。特にジシクロペ
ンタジエンまたはそれを５０モル％以上、好ましくは７
０モル％以上含む混合物が好適に用いられる。また、必
要に応じて、酸素、窒素などの異種元素を含有する極性
基を有するメタセシス重合性環状オレフィンを共重合モ
ノマーとして用いることができる。

【００１１】本発明におけるモノマー液Ａ（溶液Ａ）中
には、メタセシス重合触媒系の触媒成分が含有されてい
る。かかる触媒成分としては、タングステン、レニウ
ム、タンタル、モリブデンなどの金属のハライドやアン
モニウムなどの塩類が用いられるが、特にタングステン
化合物が好ましい。かかるタングステン化合物として
は、タングステンヘキサハライド、タングステンオキシ
ハライドなどが好ましく、より具体的にはタングステン
ヘキサクロライド、タングステンオキシクロライドなど
が好ましい。また、有機アンモニウムタングステン酸塩
や有機アンモニウムモリブデンなども用いることができ
る。一般にタングステン化合物は、直接モノマーに添加
すると、直ちにカチオン重合を開始することが分かって
おり好ましくない。従って、かかるタングステン化合物
は不活性溶媒、例えばベンゼン、トルエン、クロロベン
ゼンなどに予め懸濁し、少量のアルコール系化合物およ
び／またはフェノール系化合物を添加することによって
可溶化させて使用するのが好ましい。さらに上述した如
き、好ましくない重合を予防するためにタングステン化
合物１モルに対し、約１〜５モルのルイス塩基またはキ
レート化剤を添加することが好ましい。かかる添加剤と
してはアセチルアセトン、アセト酢酸アルキルエステル
類、テトラヒドロフラン、ベンゾニトリルなどを挙げる
ことができる。極性モノマーを用いる場合には、前述の
如く、そのものがルイス塩基である場合があり、上記の
如き化合物を特に加えなくてもその作用を有している場
合もある。前述の如くして、触媒成分を含むモノマー液
Ａ（溶液Ａ）は、実質上充分な安定性を有することにな
る。

【００１２】一方、本発明におけるモノマー液Ｂ（溶液
Ｂ）中には、メタセシス重合触媒系の活性化剤成分が含
有されている。この活性化剤成分は、周期律表第Ｉ〜第
ＩＩＩ族の金属のアルキル化物を中心とする有機金属化
合物、特にテトラアルキル錫、アルキルアルミニウム化
合物、アルキルアルミニウムハライド化合物が好まし
く、具体的には塩化ジエチルアルミニウム、ジ塩化エチ
ルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、ジオクチ
ルアルミニウムアイオダイド、テトラブチル錫などを挙
げることができる。これら活性化剤成分としての有機金
属化合物を、モノマーに溶解することにより、モノマー
液Ｂ（溶液Ｂ）が形成される。

【００１３】基本的には前記溶液Ａおよび溶液Ｂを混合
し、金型内に注入することによって、架橋重合体成形物
を得ることができるが、上記組成のままでは、重合反応
が非常に速く開始されるので、成形金型に十分流れ込ま
ない間に硬化が起こることもあり、度々問題となる場合
が多い。従って、活性調節剤を用いることが好ましい。
かかる調節剤としては、ルイス塩基類が一般に用いら
れ、なかんずく、エーテル類、エステル類、ニトリル類
などが用いられる。具体例としては安息香酸エチル、ブ
チルエーテル、ジグライムなどを挙げることができる。
かかる調節剤は一般的に、有機金属化合物の活性化剤の
成分の溶液（溶液Ｂ）の側に添加して用いられる。前述
と同様にルイス塩基を有するモノマーを使用する場合に
は、それに調節剤の役目を兼ねさせることができる。

【００１４】メタセシス重合触媒系の使用量は、例えば
触媒成分としてタングステン化合物を用いる場合は、上
記原料モノマーに対するタングステン化合物の比率は、
モル基準で約１，０００対１〜１５，０００対１、好ま
しくは１，５００対１〜２，５００対１であり、また、
活性化剤成分はアルキルアルミニウム類を用いる場合に
は、上記原料モノマーに対するアルミニウム化合物の比
率は、モル基準で約１００対１〜１０，０００対１、好
ましくは２００対１〜１，０００対１が用いられる。さ
らに上述した如き、キレート化剤や調節剤については、
実験によって上記触媒系の使用量に応じて、適宜、調節
して用いることができる。

【００１５】この架橋重合体の成形物には、実用に当た
ってその特性を改良または維持するために更にその目的
に応じた各種添加剤を配合することができる。かかる添
加剤としては、エラストマー、充填剤、強化剤、酸化防
止剤、熱安定剤、顔料、光安定剤、紫外線吸収剤、滑
剤、帯電防止剤、難燃化剤、発泡剤、軟化剤、粘着付与
剤、可塑剤、離型剤、防臭剤、香料または増量剤が挙げ
られ、これらは単独のみならず２種以上を組み合せて使
用することもできる。

【００１６】添加の方法としては、予め原料液に混ぜる
ことも、また第３液として例えば溶液Ａと溶液Ｂとの混
合時に混合することも、またあるいは予め成形金型内に
充填しておくこともでき、添加剤の種類により適した方
法が選択される。特にガラス繊維などの補強剤は、金型
内に予めセットしそこに混合した液を注入するのが一般
的である。

【００１７】また、本発明の成形物は、他の重合体をモ
ノマー溶液状態の時に添加しておいて得ることができ
る。かかる重合体添加剤としてはエラストマーが、成形
物の耐衝撃性を高めることおよび溶液の粘度を調節する
上で効果がある。かかる目的に用いられるエラストマー
としては、スチレン−ブタジエン−スチレントリブロッ
クゴム、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック
ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブチルゴム、
エチレンプロピレン−ジエン−ポリマー、ニトリルゴム
など広範なエラストマーを挙げることができる。

【００１８】このようにして得られる架橋重合体成形物
は衝撃強度としてノッチ付きアイゾットが１０ｋｇｃｍ
／ｃｍ以上、条件によっては容易に１５ｋｇｃｍ／ｃｍ
以上となり、ＦＲＰ製の外殻部に較べ、製品の運搬時や
施工時の破損が格段に少なくなることが判明した。な
お、ここでノッチ付きアイゾットはＪＩＳのＫ６９１１
によって測定された値である。

【００１９】本発明のクーリングタワーのケーシング部
または水槽部を形成するための金型の材質としては、ス
チール、鋳造あるいは鍛造のアルミニウム、亜鉛合金な
どの鋳造や溶射、ニッケルや銅などの電鋳および樹脂な
どが挙げられる。また、金型の構造は成形時に金型内に
発生する圧力が数ｋｇ／ｃｍ²と他の成形方法に比べて
極めて低いので簡単なもので十分であり、従って他の成
形方法に比べて安価に作ることができる。

【００２０】次に、本発明のクーリングタワー用ケーシ
ング部およびクーリングタワー用水槽部の構造について
図面により説明する。

【００２１】図１はクーリングタワーの全体を示す斜視
図である。番号１はケーシング部、番号３は水槽部を表
し、外殻部はケーシング部１と水槽部３より成る。フラ
ンジ部２は後述するようにケーシング部をいくつかの部
分に分割して成形した場合の組み立てのための目的と、
場合によってはケーシング部自体の強度を上げるための
ものである。図３においてはモーター６はケーシング部
の上に設置されている。番号７は冷却水の出入り口、排
水口等である。

【００２２】図２は本発明のクーリングタワー用ケーシ
ング部の一例を示す。Ａは斜視図、Ｂは該ケーシング部
を斜視図ＡのＸ断面で切った断面図を示す。図２では８
つ割りされたケーシング部分５を組み合わせて１つのケ
ーシング部を形成しているが、ケーシング部の大きさ等
によって、１（一体構造）乃至１６個に分割して、これ
らを組み合わせて１つのケーシング部を形成しても何等
差し支えない。これらを組み合わせるには、８つ割りさ
れた各ケーシング部分に設けられたフランジ部に接着剤
を塗布しおよび／またはボルト等で締結固定する方法が
考えられる。

【００２３】本発明のクーリングタワー用ケーシング部
は形状において特に制限はなく、上から見た形状で円形
や角形のものが使われる。外殻部を軽量で破損しにくい
ものとするには、モーターの荷重を受ける上部では図
１、２の番号４に示す折り畳み構造（つば状構造）や肉
厚化（材料の厚さを他の部分より厚くすること、以下同
様）を、金属枠に固定する部分には肉厚化を、風圧によ
る変形防止には必要に応じ通常形状のリブや波状リブを
ケーシング部表面に設けることが好ましい。本発明のク
ーリングタワーの外殻としては、ケーシング部と水槽部
の両方とも本発明の架橋重合体とすることが最も好まし
いが、いずれか一方を本発明の架橋重合体とすることで
も良い。

【００２４】図３は本発明のクーリングタワー用水槽部
の一例を示す。Ｃは斜視図、Ｄは該水槽部を斜視図Ｃの
Ｙ断面で切った断面図を示す。図３においては、水槽部
が一体構造で作られているが、強度補強を兼ねて、フラ
ンジ部等を介した分割構造であっても良い。また、図３
の水槽部には細かな付属取り付け部が省略されている
が、冷却水の出入り口、排水口、補給水等のクーリング
タワーに必要な取り付け口が設けられている。この水槽
部は図１に示すごとく架台などに取り付けられて使用さ
れる。

【００２５】クーリングタワー用水槽部もクーリングタ
ワー用ケーシング部と同様に、部分肉厚化やリブ（波状
リブを含む）等によって補強することができる。

【００２６】ケーシング部および水槽部には、成形物を
そのままで使用することができるが、一般的には、美観
上塗装されるのが望ましい。塗膜の厚みは特に制限はな
いが、通常２５〜１００μｍである。

【００２７】

【実施例】以下実施例を挙げて本発明を説明する。な
お、実施例は説明のためのものであって、本発明はこれ
らに限定されるわけではない。

【００２８】（金型）クーリングタワー用ケーシング部
として図２に示す製品形状の８つ割りされたケーシング
部分（図２の番号５の部分に該当）を彫り込んだアルミ
ニウム金型を使用した。

【００２９】（溶液Ａの調製）六塩化タングステン２８
重量部を窒素気流中下で乾燥トルエン８０重量部に添加
し、次いでｔ−ブタノール１．３重量部をトルエン１重
量部に溶解した溶液を加え１時間撹拌し、次いでノニル
フェノール１８重量部およびトルエン１４重量部よりな
る溶液を添加して５時間窒素パージ下撹拌した。さらに
アセチルアセトン１４重量部を加えた。副生する塩化水
素ガスを追い出しながら窒素パージ下に一晩撹拌を継続
し、重合用触媒溶液を調製した。

【００３０】次いで、精製ジシクロペンタジエン（純度
９９．７重量％、以下同様）９５重量部、精製エチリデ
ンノルボルネン（純度９９．５重量％、以下同様）５重
量部よりなるモノマー混合物に対し、エチレン含有７０
モル％のエチレン−プロピレン−エチリデンノルボルネ
ン重合ゴム３重量部、酸化安定剤としてエタノックス７
０２を２重量部を加えた溶液に上記重合用触媒溶液をタ
ングステン含量が０．０１Ｍ／リットルになるように加
えて触媒成分を含有するモノマー液（溶液Ａ）を調製し
た。

【００３１】（溶液Ｂの調製）精製ジシクロペンタジエ
ン９５重量部、精製エチリデンノルボルネン５重量部よ
りなるモノマー混合物に対し、エチレン含有７０モル％
のエチレンープロピレンーエチリデンノルボルネン重合
ゴム３重量部を溶解した溶液に、トリオクチルアルミニ
ウム８５、ジオクチルアルミニウムアイオダイド１５、
ジグライム１００のモル割合で混合調製した重合用活性
化剤混合液をアルミニウム含有が０．０３Ｍ／リットル
になる割合で添加し、活性化剤成分を含有するモノマー
液Ｂ（溶液Ｂ）を調製した。

【００３２】（成形）前述の成形用アルミニウム金型を
キャビティー型９０℃、コア型６０℃に加熱し金型を閉
じた後、この中へＲＩＭ成形機を利用してミキシングヘ
ッド中で前述の溶液Ａと溶液Ｂとを等量衝突混合し注入
した。液注入充填後１０分で金型を開き架橋重合体成形
物を取り出した。ケーシング部および水槽部はともに同
じ条件下で成形を行った。

【００３３】クーリングタワー用ケーシング部用の成形
物（図２に示す製品形状の８つ割りされたケーシング部
分５に該当）を８個組み合わせたケーシング部の主な寸
法（図２の記号による）は次の通りであった。 ａ＝１２３０ｍｍ、ｂ＝２０００ｍｍ、ｃ＝１５５０ｍ
ｍ ｄ＝９１０ｍｍ、ｅ＝５０ｍｍ また、水槽部用成形物の主な寸法（図３の記号による）
は次の通りであった。 ｆ＝８５０ｍｍ、ｇ＝４００ｍｍ、ｈ＝３００ｍｍ すべての成形物の厚みは、３ｍｍを基本肉厚として設定
したが、フランジ部やボルト取り付け部等の強度を要す
るところおよび風圧等による応力が集中するところでは
４〜７ｍｍとした。

【００３４】（塗装および組み立て）上記の成形物を汎
用のウレタン系塗料を用い、成形物の表面をあらかじめ
アルコールで拭いて前処理した後塗装した。塗装後は８
０℃で５時間乾燥した。塗装後の成形物を他の部材と共
に組み立てて図１に示す構成のクーリングタワーを作製
した。

【００３５】（クーリングタワーとしての評価）上記の
ごとく作製されたクーリングタワーを地上に設置して、
屋外環境（岩国市内）下１年間連続使用してその機能を
観測したが、クーリングタワーのケーシング部および水
槽部の変形具合および欠陥チェックでは何の問題点も認
められなかった。なお、上記の成形時に同時に成形され
た水槽部についてサンプルを切り出しノッチ付きアイゾ
ットを測定したところ、３０ｋｇｃｍ／ｃｍと良好な値
を示した。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、メタセシス重合触媒系
の触媒成分および活性化剤成分の存在下にメタセシス重
合性環状オレフィンの反応射出成形法によって得られる
大型のクーリングタワー用ケーシング部およびクーリン
グタワー用水槽部が提供される。本発明のケーシング部
および水槽部は従来のＦＲＰと異なり軽量であり、かつ
耐衝撃性が良く、設置する際あるいは設置後の使用状況
下で、優れた取り扱い容易性、耐久性を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるクーリングタワー用ケーシング
部、クーリングタワー用水槽部をクーリングタワーに取
り付けた時の一例を示す。

【図２】本発明におけるクーリングタワー用ケーシング
部の１例を示すものである。Ａは斜視図、Ｂは該ケーシ
ング部を斜視図ＡのＸ断面で切った断面図を示す。

【図３】本発明におけるクーリングタワー用水槽部の１
例を示すものである。Ｃは斜視図、Ｄは該水槽部を斜視
図ＣのＹ断面で切った断面図を示す。

【符号の説明】

１ ケーシング部 ２ フランジ部 ３ 水槽部 ４ 折り畳み構造 ５ ８つ割りされたケーシング部分 ６ モーター ７ 冷却水出入口、排水口等 Ｘ 図２Ｂのケーシング部断面図を得るための図
２Ａの断面 Ｙ 図３Ｄの水槽部断面図を得るための図３Ｃの
断面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｋ 105:24 Ｂ２９Ｋ 105:24 Ｂ２９Ｌ 31:18 Ｂ２９Ｌ 31:18 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F28C 1/00 B29C 35/02 B29C 39/00 C08G 61/08 B29K 23:00 B29K 105:24 B29L 31:18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング部および水槽部等より構成さ
   れるクーリングタワーであって、該クーリングタワーの
   うち（１）少なくともケーシング部および／または水槽
   部は、メタセシス重合触媒系の触媒成分を含有するメタ
   セシス重合性環状オレフィンからなるモノマー液Ａ（溶
   液Ａ）とメタセシス重合触媒系の活性化剤成分を含有す
   るメタセシス重合性環状オレフィンからなるモノマー液
   Ｂ（溶液Ｂ）とを混合し、その原料混合液を金型内に注
   入しその金型内において重合および架橋反応せしめるこ
   とによって得られた架橋重合体成形物からなり、（２）
   該架橋重合体成形物がアイゾット衝撃値１０ｋｇｃｍ／
   ｃｍ以上の性能を持つことを特徴とするクーリングタワ
   ー。
2. 【請求項２】 架橋重合体成形物中にエラストマーを含
   有する、請求項１記載のクーリングタワー。