JPH01502501A - 耐火性プラスチック構造部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 耐火性プラスチック、構造部材 １１Ｊ 本発明は感熱性または可燃性プラスチック材料からなる耐火性構造部材に関する 。一般にプラスチック構造部材はエポキシまたはポリエステル樹脂あるいは他の 合成材料から作られ、この場合構造部材の壁は１層以上のｌ！鰭層で補強可能で ある。

背ｌ！ＩＶＬ術 プラスチック材料は、パイプライン、貯蔵タンク、船体、壁部材などの種々の構 造物の製作にｔｔます多量に使用されてきている。

プラスチック材料はその耐食性および軽量性などの海洋環境用途に対する種々の 好ましい性質があるにもかかわらず、船舶および沿岸プラットフォームへの実際 使用に対しては一般的ニハ分ｊｉｉｉ協会および炭制槻間（Ｃｌａｓｓｉｆｉｃ ａｔｉｏｎ　５ｏｃｉｅｔｉｅｓ　ａｎｄＲｅｇｕｌａｔｏｒｙ　Ａｕｔｈｏｒ ｉｔｉｅｓ　）により許可されティない。許可ｅれていない主な理由は通常のプ ラスチック構造部材は火災損傷を受けやすいことである。

＠３！１部材に防火性のコーティングまたはクラッドからなる耐熱層を被償する ことなどによりプラスチック構造部材の耐火性を改善するために多くの試みがな されてきた。これらの処置は構造部材の耐火性をかなり向上するけれども、これ らは、ｌｌＩｌ構造部材ストおよびしばしば重量がかなり増加することおよび複 雑な据付けおよび検査手順が必要とされること、という本質的な不利益を有して いる。

ｌ豆二且１ 本発明の目的は、通常の製法にわずかな修正を加えるだけでこのような材料から なる通常のＩＩ構造部材比較して結果的にほとんどまたは全く高価とならないよ うなプラスチック材料からなる丈夫で軽量でありかつ耐火性を有するｌＩ構造部 材提供することである。

本発明の他の目的は、困難性および資用が付加されることなく、たとえば隔壁、 管または船形形状構造物に適合させるために平坦形状、単一曲面形状または複曲 面形状に製作可能な耐火性プラスチックｌ構造部材を提供することである。

本発明によりこの目的は、間に間隙を有しかつその間隙内に配置された支柱部材 の配列を有する相互に平行な壁であってこの部材は各々その両側で前記壁にＩＩ ＠されているところの１対のプラスチック壁からなる構造部材において、前記部 材が選択された相互間隔を有して配置されこれにより前記間隙内にわたり一賢は あるが透過性を有するコア（核部）を形成するようにした上記ｌｌＩ！！部材に より達成される。

支柱部材は開放形またはウェア状のボックス形部分あるいは孔あき１形部分から なり、これらの部分は各々その両側部において構造部材の平行な壁に接着されて ＠ｌ！部材の平行な壁の間るのが好ましい。

支柱部材は適当な接着剤により一方の壁に接着される可撓性の支持布（キャリヤ クロス）上に起重することがさらに好ましい、支柱部材が過当な相互間隔を設け て取付けられると、これらは構造部材の施工中に容易に壁の曲面に追従するであ ろう。

本発明による二重壁構造設計は、プラスチック構造物の実際の火災時における経 験およびプラスチック管を用いて実施された火災実験に基づいている。これらの 実験の結果、プラスチック管が火災側とは反対側の面から冷却され続けると、そ の良好な断熱特性により確実に、火に直接曝された管表面だけが燃えるだけで損 傷は一般に肉厚のわずかな部分に限定されるであろ余裕が見込んであれば、これ により十分に健全な材料がピーク作業圧力時においても管の運転をＮａさせるこ とができる。

ここで本発明を添付図面により詳細に説明する。

第２図は第１図の管のＩＩ￥−Ｙによる矢印方向からみた立断面図； 第３図は第２図の管の轢Ｘ−ｘによる矢印方向からみた断面図； ３図の管の断面図： 第５図は環状全問の仕切を示すために外壁が取除かれた第４図の管の側立面図： スタッドからなるコアの略図：および ム状スタッドからなるコアの略図である。

り管が示されている。管は内！！壁１と外管ｖ２とからなりこれらの壁は同軸に 配置されそれらの間に環状空間３を有している。

環状空間３内には支柱部材４の配列がウェア状に装着されて環る。

第１図に示すように、プラスチックの内！および外壁１および２はガラスｓ維の 層５により補強されたエポキシまたはポリいる。外管壁２の内周に閉鎖布７が配 置されて１部材４のつＩブ形状により形成されるコアのまわりに外管Ｗ２を施工 しやすくするための基盤を形成する。

分 第２図および第３図かられかるように、支柱部材４は矩形管から切出された開放 ボックス状部分からなる。部材４は対をなして配ばされ、８対をなす部材４は隣 接されかつそれらの開放端が共通平面８内にあるように配置される。第１図に示 すように、立方体部材４の隣接対は規則的パターンでかつ部材４の隣接対の開放 端の共通平面８は交互に長手方向（矢印工参照）と接線方向（矢印■参照）とを 向くように配置される。部材４の隣接対はさらに規則的な間隔で配置され、これ により部材４の隣接対間の間隙を通過する流路（矢印■参照）と部材４の内部を 通過する流路（矢印■参照）とを形成する。支柱部材４間の間隙は、支柱部材４ が支持布６に付着されている場合、施工の藺に部材４の配列を平面であれ単一曲 面または複曲面であれ任意の下部表面に追従させることを可能にする。開放ボッ クス状部材４は透過性を有する観点から、部材４の隣接対は相互に狭るために環 状空間を通過して循環可能な冷却流体に対する環状空間の透過性を害することは ない。もし、各ウェアがたとえば中央細孔または端部細孔を有していれ啄部材は 同様に環状空間の透過性を害することなくすべて同一方向に向けて隣接させるこ とが可能である。ウェアの中央または端部に設けられた細孔の位置は強度を不当 に低下させることはないであろう。狭い相互間隔を有しかつつＩブ形状をなす部 材４の隣接対の配置は部材４が環状！１ｆ１３の幅にまたがる中空ではあるが構 造的なコアとして働くことを可能とし、このコアを介して、内壁または外壁のい ずれかに加えられた曲げおよびせん断荷重を伴なう引張および／または圧縮荷重 は他方の壁に伝達され、これにより荷重を両方の管壁に分散することが可能であ る。内！！壁および外！！Ｗ１および２はたとえ荷重が壁の一方に加えられたと しても相互に支持し合うので、管は、６壁の厚さが管を通過して移送される流体 の設計内圧力に耐えるように必要な「通常の」単壁管の肉厚の半分に等しくなる ように設計可能である。たとえば壁部材のようなビームまたはパネル構造が含ま れる場合、サンドインチ対向外板の肉厚の和は通常のサンドインチ設計理論によ り同一の強度および剛性に対する単一壁設計の厚さより小さくすることが可能で 、これに伴って重量軽減およびコスト節減が図れる。

部材４により提供される補強強度をさらに向上させるために、部材の８対の隣接 側壁は適切な接着剤により相互に接着可能である。この他に、部材４により提供 されるコアの剛性をさらに向上させるために、第１図および第３図に示すように 接線方向に配置された部材の対の隣接側！！藺のくさび状間隙に補強充填材を充 填することが可能である。

第４図および第５図に示すように、内管壁および外１！！！１および２の間の環 状空間は一対の仕切板１０により、冷ｆＪ］Ｆ！Ｌ体をその中で矢印Ｖおよび■ で示すように反対方向に循環させるための往き流路１１と帰り流路１２とに分割 可能である。

板１０は可撓性エラストマー材料で作られ長手方向部材および接線方向部材の隣 接対の間の間隙内で正弦波状通路に沿って配置可能であり、これにより管壁の剛 性をさらに向上可能である。

第６図は、連続の連結配管１５．１６の往き流路および帰り流路１１、１２が相 互に流体連結をなすようにどのように接続されるかを示す。したがって外管１５ ．１６の外！！壁には現在圧力配管タッピング（小配管枝出部）に使用されるね じ付インサートのような継手１７が設けられ、このタッピング内にＵ形の耐火性 チューブ１９が挿入可能である。

第６図に示すように同軸のソケット部分１８を備えた管に継手１７を設けること により、管！内に開放ボックス状部材４により形成された中空コアは連続冷却層 を形成し、これにより接続された管の全長にわたり外！ｔ２を冷却可能である。

冷却流体は循環ポンプ２０（破線で図示）により開放ボックスコア４を通過して 循環され、連結配管の一端にお５ト砺′環ポンプ２０は冷却流体を帰り流路１２ から往き流路１１へ矢印Ｖおよび■で示す方向に圧送する。連結配管の他端部に おいて管の往き流路と帰り流路とを相互にＮ続する分路導管を管に設けることに より冷却流体をための長い供給配管および帰り配管を必要としない。

このように設けられた閉じた流体循環系統はさらに火災検知および／または漏洩 検知システムとしても使用可能である。もし循環系統がたとえば２．５バールに 少し加圧されていれば、圧力の急変は内管Ｗまたは外管壁のいずれかの漏洩を指 示する−であろう、さらに管の内容物による冷却流体の汚染は内管壁の破損を指 示する。

冷却流体としては適当な流体または流体混合物であればいずれを使用してもよい 。大抵の用途に対しては冷却流体として水を使用するのが好ましく、この場合寒 冷期には凍結防止溶液を添加すればよい、他の用途に対しては、たとえば低温窒 素ガスなどの低温不活性ガスのようなガス状冷却流体を使用することが好ましい 。

管の通常使用の間に重量を軽減させるために、管壁間の中空コアにより形成され る冷却流体循環系統は通常使用時には空にしたままとし、もし煙または火焔の検 知器が火災発生の信号を出したならば冷却流体を注入すればよい。さらに冷却流 体循環系統は端部開放コア注入系統に置換えてもよく、この場合は火災発生時に 冷却流体が連結配管の一端の流体供給口から系統内を通過して連結配管の他端で 管の外壁内に設けられた開口へ供給される。このようにすれば環状９間を往き流 路と帰り流路とに分割するための仕切板を設ける必要はなく、したがってさらに 重量軽減とコスト節減とが達成可能である。

である。まず内管壁１が通常の方法のたとえばつる巻き（ｈｅｌｉｃａｌ　ｗｉ ｎｄｉｎｇ）またはフープ巻き（ｈｏｏｐ　ｗｉｎｄｉｎｇ）および玉巻き（ｐ ｏｌａｒ　ｗｉｎｄｉｎＱ）により製作される。

次に第１図に示す開放ボックスコアは、たとえばフィラメント巻きまたは引抜き により図示の寸法および形状に形成された正方形または矩形チューブからの切出 片である部材４を、「固形」または流動性接着剤を用いて織りガラスまたはそれ に類似の支持１５６または支持テープ上に接着することにより製作される。部材 ４の配列は適切な面！！／コア接着領域と共に横方向および長手方向のつＩブ領 域を形成してせん断応力に抵抗し、また部材４の背中合せの形状は平衡がとられ た接着配置を形成し力に抵抗する。この場合コアユニット藺の間隙は、共軸の１ ！！１および２の周方向および長手方向の興なる強度に合せるように調節される 。

この配置はまた取付けまでの間コア／支持布の組合せを不規則な下部基盤の形状 および複雑な曲面に追従させる可撓性をコアに提供し、これにより一般的にコア をたとえば管のソケット端部、曲１！部分および曲面などの上に取付けすること を可能にする。

次に好ましくは機械式施工および下側からの布の湿潤化とを用いて支持布６を管 内壁上に巻きつけることにより内管壁１への施工が行われ、これにより重なりな く管を完全に被覆可能である。布の湿潤化はもし必要ならばコア間のはけによる 点塗りおよび金属またはゴムの圧密ローラを用いたコア面ローラがけダにより補 助可能である。

次に同様な方法で閉鎖布７が施工されるが、この場合湿っているか乾いているか にかかわらず布が施工される前にたとえばモヘヤＯ−ラによりボックスコア頂部 を接着剤であらかじめ湿めらせておくことは任意である。もし乾いた布が施工さ れるときは、コア頂部に接着剤を下塗りすることが必要であり、このときは布の 湿潤化のための別の工程が必要となろう。他の代替方法は閉鎖布７を予備含浸さ れたより硬＆７またはざらＣ＆≧巨ｊされた積層形状に加工しそれがボックスコ ア頂部間において確実に円弧曲面を形成して平坦な面のない外層巻きっけのため の健全な基盤を提供するようにすることである。２段工程を用いる目的は、コア ／壁間接着用およびもし必要ならば一般の積層用とにおそらくは折合いの悪い２ 種類の興なる接着剤またはＩＭ脂、たとえば衝撃抵抗および剥離抵抗とを向上す るためのコア／壁堤界面における可撓性樹脂および強力であれば製造速度はより 早くなるであろう。またある適用例では接着用および積層用樹脂として同一樹脂 を使用することが実用的であり好ましかろう。

もし第４図および第５図に示すようにコア内に冷却流体用の往き流路と帰り流路 とが必要ならば、閉鎖布７が施工される前にたとえばエラストマーのような可撓 性の仕切板１０を管の両側に１つずつ長手方向にコアボックスの藺にすなわち接 着剤を用いるかまたは樹脂がまだ濡れている間に取付けることによりこれが配置 可能である。

次にコアの開放端部の上からシーリングテープがｒＺＪ形状に積層されて開口は 一部粗糸（ロービング）をつる巻またはフープ巻きすることによりシールされる 。この工程が数回繰返されてコア端部のｒｌｆｆ鎖を完了する。

次に通常の方法によりたとえばガラス組糸をつる状またはフープ状および玉状に フィラメント巻きすることにより外管檗２が製作される。

最後に管の端部付近の外Ｗ２内に形成された孔内に冷却流体の入口および出口継 手１７がねじ込まれる。

第７図には、その間に環状空間２４を有する一対の平行な壁２２．２３を含み、 この空間２４内に複数のｌ形支柱部材２５によりコアが形成されているｌｌＩ造 部材が示されている。各部材２５は１個ものの単体であっても背中合せ形状に配 置され、相互に接着された一対のＣ形部分２５Ａ、２５Ｂで構成してもよい。さ らに各部材２５にはその中央に略図で矢印により示される冷却流体用流路を形成 するために細孔２６が設けられる。もし必要ならば孔あき支柱部材２５は第７図 に示す平行な形状の代りに、ウェブ形状または隣接形状のような適切なパターン に配置可能である。

第８図および第９図には中実支柱からなるコアが示されている。第８図に示す支 柱２７は円柱形状を有し、一方第９図に示す支柱２８はプリズム形状を有する。

支柱２７および２８は選択された相互間隔に配置されて支柱間の間隙を通過する 冷却流体用の流１（矢印で示す）を形成する。

本発明による耐火性構造部材は、矩形または円形形状を有する流体移送配管また は大径の加圧または奈各貯蔵容器におけるような耐火性を必要とするすべてのプ ラスチック構造物への使用に適している。船舶内および沿岸プラントフオーム上 の構造物への使用のほかに、この構造部材は耐火性を必要とする陸上構造物にも 使用可能である。

管について本発明を説明してきた１本発明は管状構造物に限定されず、船舶用の プラスチック製船殻および甲板、プラスチック製壁および屋根部材、電気パネル 等のような平坦または曲面のプラスチック製壁を有するその他の任意のＩＩ構造 物おい一部も使用可能であることが理解されよう。

にネ葛τ０フΣ工にシ訊τ工ＯＮ入ＬＳ詰以フ社フＯＲταｒｅｐｏｒｔ Ｒ−＾＋２３２５５０３　２２１０４／７７　Ｎｃｎｅｎ−Ａ−２０３８６６８ ０８１０１／７１　ＮｃｎｅＤＥ−Ａ−２３５８２２９０６１０６ρ４　Ｎｃｎ ＠ＤＥ−Ｃ−９ｍ６２５２　Ｎｏｍ５ υＳ−Ａｍ　ｍ７５４７８４　Ｎｏｎｅｆａｒ　！？Ｉｅ）？１１　ｄｅｉｔｉ ｉ寓　ａｂｅｕｔ　ｔｈｉｓ　ａ＝！ａｘ　：

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．間に間隙を有しかつその間隙内に配置された支柱部材の配列を有する相互に 平行な壁であってこの部材は各々その両側で前記壁に接着されているところの一 対のプラスチック壁からなる構造部材でれて、前記部材が選択された相互間隔を 有して配置されこれより前記間隙内にわたり剛性ではあるが透過性を有するコア を形成するようにした耐火性構造部材。
2. ２．構造部材の壁の１つを貫通する流体入口および出口手段と、流体入口手段か ら前記間隙を通過して流体出口手段へ向って流動するように冷却流体を毎導する ための手段とをさらに含む請求の範囲第１項に記載の構造部材。
3. ３．前記支柱部材の配列が接着剤が含浸された可撓性の支持布により前記壁の少 なくとも１つに接着される請求の範囲第１項に記載の構造部材。
4. ４．前記支柱部材の各々が前記壁に平行な方向に透過性を有するように製作され る請求の範囲第１項に記載の構造部材。
5. ５．支柱部材が矩形チユーブから切出される開放ボックス状部分からなる請求の 範囲第４項に記載の構造部材。
6. ６．部材は対をなして各対の部材が隣接されかつそれらの開放端が共通平面内に あるように配置される請求の範囲第５項に記載の構造部材。
7. ７．部材の隣接対が交互に直交方向に配置される請求の範囲第６項に記載の構造 部材。
8. ８．前記間隙内において前記壁に平行な方向に少なくとも１つの仕切板が配置さ れこれにより前記間隙を通過する冷却流体のための複数の流路を形成する請求の 範囲第１項から第７項のいずれかに一項載の構造部材。
9. ９．構造部材が共軸の内壁および外壁とを有する管であり、前記間隙が共軸の管 壁間の環状空間により形成され、ここで前記環状空局が菅の両側において環状空 間を貫通して実質的に長手方向に伸長する一対の仕切板により冷却流体のための 往き流路と帰り流路とに分割される請求の範囲第８項に記載の構造部材。
10. １０．支柱部材が孔あきＩ形部材からなり、Ｉ形部材は各々１個ものの単体であ るかまたは背中合せに配置され相互に接着された一対のＣ形部分で形成されるか のいずれかである請求の範囲第１項に記載の構造部材。
11. １１．支柱部材が中実の支柱からなる請求の範囲第１項に記載の構造部材。