JPH0247348B2

JPH0247348B2 -

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Publication number: JPH0247348B2
Application number: JP57121674A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tonokawa; Yasushi Ueda
Original assignee: Dow Kakoh KK
Current assignee: Dow Kakoh KK
Priority date: 1982-07-13
Filing date: 1982-07-13
Publication date: 1990-10-19
Also published as: JPS5912839A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はLNG等の低温タンクあるいはタン
カー等の内側又は外側断熱用として好適な低温用
複合板断熱構造物に関する。その目的は極低温と
なつても収縮による断熱層のクラツクの発生や、
目地の拡大による熱橋が起らず、長期高荷重がか
かつてもクリープが少く形状の安定性が高く、曲
げ加工して曲面にも添付けできる低温用複合板断
熱構造物を提案するにある。ポリスチレン発泡体、ポリウレタン発泡体等の
硬質合成樹脂発泡体は断熱性、耐透湿性、圧縮強
度等の優れた物性を備え、断熱材として広く用い
られている。ところが、これら発泡体をLNGタ
ンク等の極低温の物体の断熱材として用いた場合
は、断熱層内外間の温度差が極端に大となり、収
縮差による歪応力によつて、断熱層に亀裂を生じ
たり、目地が拡大したりして断熱性能が低下した
り長期間高荷重を受けるとクリープが大きくなつ
たりする欠点があつた。この発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、その要旨は、面積の異なる大小２群の合成樹
脂発泡体を断面凸形をなす如く、積層一体化した
複合板を容器表面に配列させてなる複合板断熱構
造物であつて、上記２群の発泡板の少なくとも容
器に接する面側の発泡板層は、厚さ方向をＹ軸、
巾、長さ方向をＺ、Ｘ軸としたとき、Ｙ軸方向の
水蒸気透過率Py1.5（ｇ／m²・hr）、Ｘ軸、Ｚ軸
方向の破断伸び率Ex、Ezが、60Ex８、60
Ez８（％）のポリスチレン系押出発泡板からな
ることを特徴とする低温用複合板断熱構造物であ
る。この複合板の基本的構造例は第１図に示すごと
くであり、大小２つの直方体形の硬質合成樹脂発
泡体（以下単に発泡体と呼ぶ）１，２を接着剤３
を介し積層一体化して複合板４が構成されてい
る。この複合板４は厚さ方向をＹ軸、巾、長さ方
向をＸ軸、Ｚ軸としたときＹ軸方向の水蒸気透過
率Pyは1.5ｇ／m²・hrであり、２つの発泡体１，
２のＸ軸、Ｚ軸方向の破断伸び率（伸度）は８％
〜60％となつている。この複合板４による断熱は第２図のごとく行わ
れる。すなわち、断熱すべき低温物体５の面に、
複合板４を大小発泡体１，２を交互に内外逆に
し、内外発泡体の目地６ａ，６ｂ位置をずらし敷
き並べる。この際、発泡体１ａおよび２ａのＸ、
Ｚ軸方向の伸度Ex、Ezは８〜60％の高伸度とし
なければならない。なお、第２図において、６は
複合板４に差通しこれを係止するための、低温物
体５に突設した係止杆である。このように構成してなつた断熱層は、内側の低
温物体５側から外気側にわたつて大きな温度勾配
を生じるが、低温物体５に接する発泡体１ａある
いは１ａは巾長さ方向の伸度Ex、Ezが８〜60％
と高伸度であるため、低温による収縮が起つて
も、その収縮力を発泡体１ａ，２ａ内で吸収緩和
し、亀裂の発生が防止される。また、同時に内外
発抱体１ａ，２ｂ、あるいは２ａ，１ｂ間に作用
する歪応力も緩和される。大小の発泡体から構成
された複合板のため１，２間の目地６ａ，６ｂ位
置がずれるため低温側発泡体が収縮しても断熱層
に欠損を生ぜず高断熱性を維持する。また、複合
板４は厚さ方向の水蒸気透過率Pyが1.5ｇ／m²・
hr以下となしてあるので断熱層内に水が結露し断
熱性能を低下せしめたり、これが凍結し断熱層を
破壊するのを防止できる。又この複合板は上記作
用効果のほか大小発泡体１，２の巾長さ方向の伸
度Ex、Ezが高いために容易に曲げ加工を施すこ
とによつて、円弧面、球殻面等の曲面を形成する
ことができる。従つて、円筒形あるいは球形のタ
ンクの面に添付け断熱層を設けることができる。
複合板は曲げ加工に際し、高伸度のために、曲面
外側表層部に亀裂を生じたり、内側表層部に顕著
なしわを発生せず、欠損部を生じることがない。第１図の複合板４は第３図のごとく敷並べ断熱
層を設けることもできる。すなわち、低温物体５
の面に、大発泡体１を接して複合板４を敷き並
べ、外側の小発泡体２間に別体の発泡体等の断熱
材７を嵌込み閉塞しあるいは充填後発泡させて断
熱施工することもできる。この場合も少なくとも
低温物体５に接する大発泡体１は巾、長さ方向の
伸度Ex、Ezは８〜60％でなければならない。なお、第２図、第３図において必要に応じ目地
６ａ，６ｂを接着剤で固着したり、グラスウール
等の詰物を充填し、目地を気密にする手段が採用
される。この発明の複合板には必要に応じ、大小発泡体
１，２の両表面あるいは片表面に、防湿用あるい
は補強用の薄層体を積層し用いられる。例えば第
４図ａ，ｂのごとく小発泡体２あるいは大発泡体
１の表面に防湿性薄層体８を貼着積層し複合板４
を構成する。球形タンク等の外側断熱構造物の場
合この複合板４は防湿薄層体８を外側として断熱
層を形成するならば、断熱層の結露、凍結防止が
一層完全となる。また、例えば第５図ａ，ｂの如く、小発泡体２
又は大発泡体１の表面には防湿層８を大発泡体１
又は小発泡体２の表面には、ガラス繊維、合成又
は天然繊維等で補強した合成樹脂層（又は接着剤
層）９を積層して複合板４としたり、第６図ａ，
ｂのように大小発泡体１，２の表面を上記繊維等
で補強した合成樹脂層９を積層して複合板４とす
ることもできる。これら繊維入り合成樹脂層を有する複合板４
は、表面強度が強く、発泡体の収縮が補強合成樹
脂層９で拘束され極低温に冷却されても線膨張率
が小さいので寸法安定性が一層向上し、低温側の
目地の拡大が抑制されさらに外部からの衝撃等に
対しても強化される。第５図の複合板４は特に
LNGタンク等の外断熱用パネルとして又第６図
の複合板４は、圧縮強度の高い発泡板との組合せ
でLNGタンクの内側断熱用パネルとして好適で
ある。複合板の形状は前記直方体形の大小発泡体から
なるものに限定されるものではない。例えば、第
７図のごとく、大小発泡体１，２を台形となしこ
れを積層してなつたものであつてもよい。この形
状の複合板も第２図あるいは第３図のごとく敷き
並べ断熱層を形成することができる。第８図及び第９図は、第５図ａを円弧形状およ
び球面形状の型に押出挾持して成形したもので、
円筒形又は球形の断熱容器表面に容易に添付ける
ことができる。特に繊維層９で補強された合成樹
脂層１０が片面に積層されているために、成形に
際しては、合成樹脂層１０を発泡体との接着力の
強いポリウレタンやエポキシ系の反応型樹脂を用
いると、未硬化状態で曲げ加工して賦形しその状
態で硬化し、形態保持性がより高い曲面を有する
複合板が得られるので好適である。第４図、第５
図の複合板を曲げ加工し湾曲面とする場合、防湿
層８を弯曲外側とするとは限らない。防湿層８を
内側となし湾曲面を形成し、円筒形あるいは球形
の内側面に添けて断熱層を形成することができ
る。この発明に用いるポリスチレン系押出発泡体を
構成するポリスチレンは、スチレンを主成分とす
る樹脂であるが、スチレンの代りにａ−メチルス
チレン、ビニルトルエン、クロルスチレン等他の
スチレン系モノマーであつてもよい。又上記スチレン系モノマーに共重合可能なモノ
マー、例えばアクリロニトリル、メタクリロニト
リル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、
無水マレイン酸、アクリルアミド、ビニルピリジ
ン、アクリル酸、メタクリル酸等を共重合したコ
ポリマーが含まれる。更に上記スチレン系ポリマーにその特性が損わ
れない程度に他のポリマーをブレンドしたものも
差し支えない。スチレンを主成分とするポリエチレン系押出発
泡体は、独立気泡に富み、断熱性、透湿抵抗、圧
縮強度、長期耐圧縮クリープにすぐれ、水蒸気透
過率も小さい特徴と有するが一般に破断伸び率は
５％以下であり、本発明の複合板に用いるために
は、Ex、Ez方向に８〜60％の伸度を付与しなく
ては、極低温下での熱応力を吸収したり、円筒形
や球面形状への成形が困難である。本発明の複合板用の断熱板は以下の如く、Ｘ軸
（長さ方向）、Ｚ軸（巾方向）に圧縮することによ
つて達成できる。第１０図に示すごとく２組の上下対をなす挾持
駆動ベルト１１，１２及び１３，１４との間に駆
動速度差を設け、この間に、ポリスチレン系押出
発泡体１５を送り込み、その速度差で搬送方向、
例えば、Ｘ軸方向に圧縮加圧を施せば、Ｘ軸方向
に高伸度の発泡体１６が得られる。駆動速度差と加圧の回数により、８〜60％の伸
度を付与できる。同様にＺ軸方向にも圧縮して本
発明の２軸方向に大きい伸度の発泡体を得る。発泡体はＸ、Ｚ軸方向の伸度Ex、Ezは８〜60
％でなければならない。８％未満では低温での収
縮応力の吸収が不充分であり、60％以上は水蒸気
透過率や発泡体の機械的性能の低下が大きくなり
好ましくない。水蒸気透過率Pyは1.5ｇ／m²・hr
以下であり、長期的な断熱性能の維持を重視する
ならばPyは1.0以下でより好適である。圧縮速度
Qyは2.5Kg／cm²以上なくてはならない。これ未満
では複合板を被断熱体に添体後圧着固定する部分
の局部応力で一部にクリープ等が起り、複合パネ
ルが被断熱体と離れたり、外部からの応力で断熱
材として形態の保持性が劣り、損傷を受け易く好
ましくない。より好ましくは３Kg／cm²以上であ
る。発泡体の密度は30〜100Kg／m²である。30
Kg／m²未満では断熱性、水蒸気透過率、圧縮強度
及び長期耐クリープ性を所望の水準に維持するこ
とができないが、密度の上限としては、最も厳し
い物性を要求されるLNG大型タンク内部の断熱
用パネルとする場合でも充分に圧縮強度と長期耐
クリープ性を満足するので100Kg／m²以内でよく、
２軸方向への押圧加工性の低下、パネル重量増加
による施工性の低下および経済性から100Kg／m²
以上は必要としない。この複合板に用いる防湿層はアルミニウム箔等
の金属薄板、ポリエステル等の防湿性フイルムシ
ート類あるいはこれらの複合積層物等から選択で
きる。防湿層と発泡体間の接着に用いる接着剤は
接着力が高く、耐低温性を有するエポキシ系、ウ
レタン系等の反応型接着剤が好適であり、このほ
か、感熱タイプ、感圧タイプの接着剤、この複合
板（第５及び６図）を円筒形あるいは、球形の複
合板として使用する場合の加工手段につき以下に
記載する。薄層体として、発泡体との接着性にすぐれ低温
の機械的特性のすぐれた反応型合成樹脂をガラス
繊維メツシユで補強したものを選択する。第１０図で押圧加工したポリスチレン系押出発
泡体にウレタン系２液型接着剤を全面に塗付し次
いで、補強層を置き、その上から同様の接着剤を
塗付して上記補強層を埋め、この補強接着層が未
硬化の状態で、複合板を被断熱体の曲率と同様の
曲率の円筒あるいは球面形の型表面に押圧あるい
は挾持して60〜90℃好ましくは70℃〜80℃に加熱
した条件で合成樹脂を硬化完了させた後に冷却し
て脱型する。合成樹脂層の硬化条件によつては、これを冷間
で行ない曲面形成することもできる。しかし60〜
90℃に加熱する方が硬化時間も短かく、発泡体の
曲げ歪の緩和も完全に行われ、より好適である。この複合板を構成する発泡体１はすべてが前記
の伸び率のものであることは必ずしも必要ではな
い。例えば、第５図のごとく、複合体４を低温側
発泡体１又は２と高温側発泡体２又は１とをその
界面を接着剤３で接着して構成し、高温側発泡体
２又は１の面に防湿層８を接着剤３を介し積層し
複合板を形成してもよい。この場合、低温側発泡
体１又は２の伸度Ex、Ezはそれぞれ８〜60％と
しなければならないが、高温側発泡体２又は１は
必ずしもその必要はない。例えば高温側発泡体２
又は１が二軸（Ex、Ez）高伸度（８〜60％）の
ものと一軸が高伸度で他の一軸が低伸度（８％未
満）のものと、または２軸とも低伸度のものと組
合わせ高温側発泡体１ｂを構成してもよい。ある
いは一軸のみ高伸度のもの、または二軸とも低伸
度のもののみで構成してもよい。この複合板を低温物体に添付け断熱する場合、
発泡体厚み方向に温度勾配を生じ、低温物体に近
い位置の発泡体には大きな収縮力が作用するが、
高温側に向い収縮力は低下する。従つて外側部の
発泡体は内側部に比べ低伸度でその応力が吸収で
きる。すなわち、低温側、高温側の発泡体厚さの
分配は、被断熱物体の温度、高温側発泡体の伸
度、要求断熱性能等により設定される。なお、低
温側、高温側発泡体１，２又は２，１間の接着剤
３層にガラス繊維、天然又は合成繊維等の補強材
を配し、両層間の歪応力の拘束、収縮緩和を図る
とより好適であり、発泡体の組合せによる歪応力
の多少により使い分けられる。内側断熱か外側断
熱かにより、要求性能を勘案し、発泡体の密度、
圧縮強度、防湿層や合成樹脂補強層の有無や配置
及び本発明の２軸方向高伸度ポリスチレン押出発
泡板の使用厚さと他の硬質発泡体との組合せによ
り非常に広範囲の低温容器の複合板断熱構造物と
して応用できる。本発明の低温用複合断熱構造物に使用できる高
温側硬質合成樹脂発泡体とは、独立気泡構造のも
のをなし、ビーズ等の発泡体成形、押出発泡成形
体および反応硬化型発泡体を含み、最も望ましく
は押出発泡成形板をさす。又これらの発泡体を構成する合成樹脂とは、ス
チレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、メタクリ
ル酸メチル、ナイロン、ウレタン、フエノール等
を主成分とする樹脂あるいは、これらに共重合可
能なものとの共重合体又はブレンドしたものも含
まれる。より好ましい樹脂としては、スチレンを主成分
とする樹脂であるが、スチレンの代りにａ−メチ
ルスチレン、ビニルトルエン、クロルスチレン等
他のスチレン系モノマーであつてもよい。また上記スチレン系モノマーに共重合可能なモ
ノマー、例えばアクリロニトリル、メタクリロニ
トリル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチ
ル、無水マレイン酸、アクリルアミド、ビニルピ
リジン、アクリル酸、メタクリル酸等を共重合し
たコポリマーが含まれる。更に上記スチレン系ポリマーにその特性が損わ
れない程度に他のポリマーをブレンドしたものも
差し支えない。最も好ましくは、スチレンモノマー単体からな
るポリスチレンである。ポリスチレンの中でもス
チレン単量体含量が0.3重量％以下で三量体含量
0.5重量％〜1.5重量％の範囲のものを選定するこ
とが好ましい。本発明でいう各特性の測定方法及び評価は、以
下のように行つた。 (1) 密度；〔Kg／m²〕発泡体から50mm×50mm×50mmの立方体を採取
し、重量〔ｇ〕、体積（cm³）から算出し、５個
の平均値を密度（Kg／m²）とする。 (2) 圧縮強度；〔Kg／cm²〕密度を測定した50mm×50mm×50mmの試験片の
厚さ方向（Ｙ軸方向）で、ASTM D1621に基
づき圧縮強度を測定し５個の平均値で表す。圧縮歪率は５％とする。但し５％以内に降伏
現象が発生する場合は、降伏値を圧縮強度と
し、以下の基準で評価する。

【表】 (3) 破断伸び率〔％〕引張強度測定法、ASTM D1623B法に基づ
き指定の方向（Ｘ、及びＺ）に、試験片を引張
り、破断した時の歪量（伸び量）〔mm〕を測定
し以下の式で計算し評価する。試験片は各方向Ｘ、Ｚ毎に合計５個採取す
る。試験片サイズ；50mm×50mm×50mm 破断伸び率（Ex又はEz）＝破断時の伸び量〔mm〕／試験片の厚さ〔mm〕×100
〔％〕 (4) 水蒸気透過率；WVTR〔ｇ／m²・hr〕 25mm×80％の試験片３ケを採取し、ASTM
C355に準じて測定する。25mm厚さでのWVTR
は次式で計算する。但し蒸留水を用いる方法で
行う。 WVTR〔ｇ／m²・hr〕＝Ｇ／Ａ・ｔＧ；重量変化〔ｇ〕ｔ；〃Ｇの生じた時間巾（hr）Ａ；透過面積（m²） (5) 熱伝導率の経時変化率第１１図に示すように押圧加工した製品を上
部より厚さ25mm、巾200mm、長さ200mmの試験片
を採取し、第１２図に示す装置を用いて加速吸
湿試験を行う。断熱材１８で囲んだ温度調節機１９を備えた
容器１７に27℃に水２０を入れ、該容器の開口
部側を、前記の試料片２１により、パツキン２
２を介して閉塞する。この際、試料片の下面と
容器内の水面との間は約30mmの距離を設けるよ
うに配置する。また、試験片２１の上面は、循
環水口２３及び２４から循環される冷却水によ
つて２℃に冷却されている。冷却板２５に密着
している。このような状態を保つて14日間放置
したのち、試料片の表面をガーゼで軽くふきと
り、ASTM C518に従つてこのものの熱伝導率
λ′を測定し、あらかじめ試験前に同じ条件下で
測定した熱伝導率λとの変化の割合λ′／λを求
め、次表に従つて評価する。

【表】 (6) パネル極低温抵抗性 50mm×300mm×300mmの試験板を採り、上下面
を切削仕上後、第１３図のようにＸ軸、Ｚ軸方
向を明示した試験発泡体２７上下面に12mm×
300mm×300mmの合板（JAS規格品）２９，３０
をポリウレタン系２液型極低温用接着剤（住友
ベークライト社製：スミタツクEA90177）２８
で接着し24時間×23℃の条件で0.5Kg／cm²の加
圧下で熟成硬化させて、試験用パネル２６と
し、３枚を製作、試験する。極低温：−160℃テスト第１４図に示すように上記試験用パネル２
６を−160℃±５℃に内部を温調した極低温
槽３１の中に急激に入れ、５時間放置後常温
に急激に取り出し１時間放置する。この操作
を繰返し、４回行い、４回目に極低温槽３１
から試験パネル２６を取り出した直後試験発
泡体２７の４つの面を観察しクラツクの有無
と発生した方向を確認する。１時間後に合板
２９，３０、試験発泡体２７の境界面にそつ
てノコ歯型スライサーでスライスし、更に試
験発泡体２７の内部に向つて約10mm厚さで５
分割したスライスサンプルを調整し、各々の
スライスサンプル面に界面活性剤と着色用イ
ンクを混合した水を塗付し、サンプル表面の
クラツクの有無と方向を調査記録する。なお、極低温槽３１内の温度コントロール
は、液体窒素ボンベ３２から液体窒素配管３
３を介して槽内頂部の噴出ノズル３５に導
き、ここで有孔ジヤマ板３６に接触しながら
気化し、ガスは排出口３８から出て槽内の温
度を下げる。液体窒素は槽内の温度計３７と
タイマーを連動させたコントロール装置によ
り流量自動調節弁３４の開閉で液体窒素流量
が調節される。極低温：−196℃テスト第１５図に示すように、上記の試験用パネ
ル２６を断熱材３９で密閉された液体窒素浸
漬装置４０で試験する。ステンレス製の深底トレー４１に液体窒素
４２を液体窒素ボンベから直接、液体窒素配
管３３と液体窒素導入弁４３を介して導入
後、上記試験片パネル２６を急激に液体窒素
４２内に充分浸漬するように入れ、鉄製サポ
ート４５の上にあらかじめ液体窒素中で冷却
済の鉄製重錘４４ををせ、30分間連続浸漬し
た後、上記試験パネル２６を雰囲気中に取り
出し、通風しなが１時間放置する。この操作
を４回行い、極低温−160℃のテストで行つ
たと同様の装置と方法で発泡体外面、内面の
クラツクの有無と方向を調査記録する。各々のテスト温度条件について、３ケの試
験パネルの調査記録の結果をもとに以下の基
準つて従つて評価する。極低温片面冷却テスト第１６図に示すように50mm×400mm×400mm
の高温側発泡体４７ｂ、50mm×400mm×400mm
の低温側発泡体４７ａを重ね、その上下面に
12mm×400mm×400mmの合板（JAS規格品）４
８，４９を配し、各層間にポリウレタン系２
液型極低温用接着剤（住友ベークライト社
製：スミタツクEA90177）５０を塗付し、24
時間×23℃の条件下で0.5Kg／cm²の加圧下で
熱硬化させて、第１６図に示す試験用パネル
４６を３枚製作する。第１３図の断熱層が単
層構造の試験パネル２６と共に以下の試験に
供する。第１７図に示すように、鉄製サポート４５
の上に第１３図の試験用パネル２６又は100
mm〜150mm×400mm×400mmの第１６図の試験
用パネル４６をのせる。発泡板層が複数層か
らなる第１６図の試験パネル４６の場合は、
低温側発泡体４７ａの方を上面に置き、この
上部に液体窒素充填用深底トレイ４１をの
せ、試験用パネル上部合板４８と深底トレイ
４１との密着性確保のため重錘４４を深底ト
レイ４１に適宜配置し、試験用パネルの下部
合板面４５のみ大気開放し深底トレイ４１及
び試験パネル４６の残る全面を断熱材５１で
完全に覆つて、極低温片面冷却テスト装置５
２する。深底トレイ４１に液体窒素４２を注
入し、常時液体窒素がトレイ内に充された状
態で24時間連続して試験パネル４６上面を液
体窒素４２で冷却し、一方試験パネル４６の
下面は雰囲気温度とする。試験パネル４６の
断面４周部と断熱材５１の間の目地には、目
地充てん材５３を入れ、外気の対流を防止す
る構造で実験を行つた。第１３図に示す試験
パネル２６（50mm×300mm×300mm）でも同様
のテストを行う。実験完了後、試験パネル２６又は４６を取
り出し、大気中に放置後合板２９，３０又は
４８，４９と試験発泡体４７ａ又は、試験発
泡体４７ｂ（試験体２６の場合は２７）の境
界面にそつてノコ歯型スライサーでスライス
し、さらに試験発泡板の内部に向つて約10mm
厚さで第１３図の試験パネル２６では５分割
又は第１６図の試験パネル４６では10分割し
たスライスサンプルを調整し、各々のスライ
スサンプル面に界面活性剤と着色用インクを
混合した水を塗付し、スライスサンプル表面
及び内面のクラツクの有無と方向を調査記録
する。各々のテスト温度条件について、３ケの試
験パネルの調査記録の結果をもとに以下の基
準に従つて評価する。

【表】 (7) 耐クリープ性試験発泡体から50mm×50mm×50mmの試験片を
８ケ採取する。その中から５ケを選び、厚さ方
向（Ｙ軸）の圧縮強度をASTM D1621に従つ
て測定し、平均圧縮強度（Kg／cm²）を求め、こ
れをσ_cとする。残つた３ケをクリープ測定用試
験片５９とし、第１８図に示すように厚さ方向
の上下面に厚さ５mmの合板５５，５６を接着剤
５７，５８を介して加圧接着硬化したものをク
リープ測定用複合体５４とする。クリープ測定
用試験片５９の厚さ方向（Ｙ軸）の厚さを正確
に1/100mmの単位まで計測し、この寸法をT₀と
する。第１９図に示すようにクリープ測定用複
合体５４をクリープ測定装置６０の重錘架台６
２と装置架台６４の間に静かにセツトし、次い
で上記で求めた平均圧縮強度σ_cの1/3の値σ_c/3か
ら求められる５×５×σ_c/3Kgから重錘架台６２
の重量W₁を差引いた重錘W₂（W₂＝25×σ_c/3−
W₁）６３を衝撃をあたえぬように静かに載荷
する。載荷直後にダイヤルゲージ６２の目盛を
ゼロにセツトする。23℃×1000時間経過後のダ
イヤルゲージ６１の目盛T₁すなわち1000時間
のクリープ量（mm）を1/100mm単位で読み取り、
以下の式に従つてクリープ量（％）を求め、下
記の基準で耐クリープ性を評価する。クリープ量（％）＝T₁／T₀×100

【表】実施例１、比較例１密度が27〜90Kg／m²、セルサイズ0.6〜0.1mm、
厚さ100mmのポリスチレン押出発泡板（旭ダウ(株)
社製；スタイロフオーム）を第１０図に示す押
圧装置で本文記載の製造方法に準じて、始めにＸ
軸方向（長さ方向）次いで、Ｚ軸方向（巾方向に
押圧加工した。この際、第２表に示す押圧加工条
件の中、圧縮率と加工回数のみを適宜選択し、他
は同一条件で行い、密度、圧縮強度、破断伸び
率、水蒸気透過率、熱伝導率の経時変化率、パネ
ル極低温抵抗性、極低温片面冷却抵抗性、耐クリ
ープ性等の評価を行うための素材を作成した。
（実験No.１〜14）比較のために、密度が28〜95Kg／m²のポリスチ
レン押出発泡板（旭ダウ(株)社製；スタイロフオー
ム）の未加工のもの及びＸ軸方向のみ加工した
もの、Ｘ、Ｚ軸共に加工したものも製造した。又
発泡体素材の比較のため、市販のポリスチレンビ
ーズ発泡板、ポリ塩化ビニル押出発泡板及び成型
板（厚さ；20mm）、ポリメチルメタクリル酸押出
発泡板（旭ダウ(株)試作品；厚さ20mm）の加工した
ものとしないもの及び、一般用硬質ポリウレタン
（No.33）、LNG地下タンク断熱材料として処方さ
れた半硬質ポリウレタン（No.34〜36）を加えて評
価材料とした。各々の発泡体について、本文記載の方法で、熱
伝導率の経時変化、Ｙ軸方向の圧縮強度と耐クリ
ープ性、極低温片面冷却抵抗性及び極低温抵抗性
（−160℃と196℃）に着目し、本丈記載の方法と
基準で評価し、各々の結果とそれらを総合評価し
た結果を第１表に示した。総合評価の基準は以下
で行つた。 ◎；すべてが特性が〇印のもの（最高水準を満す
もの）〇；△印はあるが〇印が多いもの（本発明の目的
を満すもの） ×；×印が１つでもあるもの（目的を達しないも
の）第１表の結果によると、本発明の目的を満す発
泡体は、ポリスチレン系押出発泡体で密度が35〜
100〔Kg／m²〕、Ｘ軸Ｚ軸方向の破断伸び率が８〜
60％、Ｙ軸方向の水蒸気透過率が1.5〔ｇ／m²・
hr〕以下でなければならぬことがわかる。更に
LNG地下タンクの断熱材としての機能を高め、−
196℃の液体窒素の保冷材として考え、他の特性
も最高水準にある本発明の発泡体では、密度が40
〜90〔Kg／m²〕、Ｘ軸及びＺ軸方向の破断伸び率
Ex、Ezが12〜40％、Ｙ軸方向の水蒸気透過率が
1.0〔ｇ／m²・hr〕以下でなければならぬことが判
る。実施例２実施例１で第１０図の押圧加工装置により加工
した密度40Kg／m²、Ｘ軸、Ｚ軸の破断伸び率が
各々15％の本発明の２軸方向高伸度押出ポリスチ
レン発泡板（実験No.５）と密度85Kg／m²、Ex、
Ezが各々20％、15％の本発明の押出ポリスチレ
ン発泡板（実験No.８）を選び、この発泡板を第１
３図に示す複数層を有する断熱複合板の低温側発
泡板層とし、以下の高温側の発泡板との組合せ
で、本文記載の方法で第１６図の断熱層が複数の
発泡体からなる断熱複合板を作つた。高温側発泡
板層としては、２軸高伸度押出ポリスチレン発泡
板（実験No.５と８）、１軸方向高伸度押出ポリス
チレン発泡板４種類、２軸方向低伸度押出発泡板
４種類、ポリスチレンビーズ成形板の２軸方向高
伸度品と２軸方向低伸度品、２軸方向高伸度塩化
ビニル発泡板及び市販の硬質と半硬質のポリウレ
タン発泡体等を適宜選定して高温側発泡板の層数
を１層及び２層と組合せ、第２表−１と２に示す
組合せ（実験No.37〜53）になる複合発泡体層が
100〜150mmの厚さの複合板を各々３枚製作し、本
文記載の方法で熱伝導率の経時変化率、耐クリー
プ性については各複合板層を比例的に積層し各々
厚さ25mm、50mmとした試験片で代用評価し、片面
冷却抵抗性は文本記載の方法で評価した結果を第
３表−１及び２に記載した。この結果、断熱複合
板は本発明の２軸方向高伸度ポリスチレン押出発
泡板だけからなる発泡体の必然性はなく、少くと
も低温側の発泡板層として本発明の２軸方向に高
伸度を有する押出ポリスチレン発泡体を使用すれ
ば、高温側発泡体としては、厚さと性能を適宜選
択することにより、各種の硬質合成樹脂発泡体が
使用できることが判つた。低温側と高温側の発泡
体厚さの分配は、被断熱物体の温度、高温側発泡
体の伸度、要求断熱性能等により設置される。上
記の如き断熱設計条件にもよるが低温側断熱材と
しては少くとも50％以上の２軸高伸度押出ポリス
チレン発泡体を使う必要がある。また円弧形又は
球形の大型容器表面に施工するものは同一曲率の
型で冷間又は熱間で挾持、押圧することで成形が
可能であり、２軸高伸度ポリスチレン押出板のみ
からなる複合体と同様に合成樹脂層を併用するこ
とより賦形性が良い。なお、低温側、高温側発泡体等の接着層にガラ
ス繊維等の補強層を配し、両層間の歪応力の拘束
と収縮の緩和を図るとより好適であることも判つ
た。以上の実施例１、比較例１及び実施例２の結果
から判るように面積の異なる大小２群の硬質合成
樹脂発泡体からなる低温用複合板断熱構造物にお
いては、低温側の硬質発泡体としては、厚さ方向
をＹ軸、巾、長さ方向をＸ軸、Ｚ軸としたとき、
Ｙ軸方向の水蒸気透過率Py≦1.5（ｇ／m²・hr）、
Ｘ軸、Ｚ軸方向の破断伸び率が各々60Ex８、
60Ez８を満すポリスチレン系押出発泡板で
あることが必須であるが、残る高温側の硬質合成
樹脂発泡体は、本発明の２軸方向に高伸度のポリ
スチレン系押出発泡板であることは必ずしも必要
でなく、低温用断熱材として要求される断熱性、
熱伝導率の長期安定性、圧縮強度、圧縮クリープ
等の性能を満せば、ビーズ成型品、ポリスチレン
以外の押出発泡品及び反応型発泡体等も使用でき
る。本発明における低温用複合板断熱構造物を構成
する複合断熱材は上記の条件を満たし、かつ面積
の異なる大小２群から構成された複合断熱材を交
互に又は上下に配列するために、低温側から高温
側へ目地が貫通する部分がなく、複合断熱材の性
能の特異性と相俟つて、長期間使用にもクリープ
が非常に少く、熱応力の吸収がすぐれ極低温下で
クラツクの発生がなく、熱伝導率がよく長期的に
も変化の少く軽量で施工性と経済性にもすぐれ、
熱欠損がない低温用複合断熱構造物である。

【表】

【表】【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる複合板の斜視図、第２
図、第３図はこの複合板を配列させてなる複合板
断熱構造物の断面図、第４図ａ，ｂはそれぞれ防
湿層を積層した複合板の側面図、第５図ａ，ｂは
第４図ａ，ｂに補強層を積層した複合板の側面
図、第６図ａ，ｂは夫々第１図の複合板の大小発
泡体の表面に補強層を積層した実施態様を示す側
面図、第７図は面積の異なる大小発泡体が台形の
複合板の側面図、第８図、第９図は各々第５図ａ
の複合板を湾曲加工して得た円弧状成形複合体と
球形状成形複合体を示す斜視図、第１０図は発泡
体を圧縮し高い伸度を付与する状態を示す模式
図、第１１図は熱伝導率の経時変化率測定のため
のサンプリング位置と寸法を示す図、第１２図は
熱伝導率の経時変化特性を評価するための加速吸
湿させるための装置の原理図、第１３図は極低温
抵抗性評価用複合パネルを示す図、第１４図と第
１５図は複合体パネルでの極低温抵抗性を評価す
るための装置の原理図で、第１１図はマイナス
160℃の雰囲気でのテスト装置用、第１５図は液
体窒素中へ浸漬テスト装置を示す模式図、第１６
図は発泡板層が複数層からなる極低温片面冷却抵
抗性試験用パネルを示す図、第１７図は極低温片
面冷却試験装置を示す模式図、第１８図は長期ク
リープを測定するための複合体を示す図、第１９
図は長期クリープ測定装置を示す模式図である。１……大発泡体、１ａ……低温側大発泡体、１
ｂ……高温側大発泡体、２……小発泡体、２ａ…
…低温側小発泡体、２ｂ……高温側小発泡体、３
……接着剤、４……複合板、５……低温被断熱物
体、６……複合板係止用の杆、６ａ……低温側複
合板間の目地部、６ｂ……高温側複合板間の目地
部、７……断熱材、８……防湿性フイルム層、９
……繊維系補強材、１０……合成樹脂層、１１，
１２，１３，１４……挾持駆動ベルト、１５……
硬質合成樹脂発泡体、１６……１軸高伸度硬質合
成樹脂発泡体、１７……容器、１８……断熱材、
１９……温度調節器、２０……水、２１……試験
片、２２……パツキン、２３，２４……循環水出
入口、２５……冷却板、２６……極低温抵抗性試
験パネル、２７……試験発泡体、２８……低温用
接着剤、２９，３０……合板、３１……極低温
槽、３２……液体窒素ボンベ、３３……液体窒素
配管、３４……液体窒素流量自動調節弁、３５…
…液体窒素噴出ノズル、３６……有孔ジヤマ板、
３７……温度計、３８……窒素ガス排出口、３９
……断熱材、４０……液体窒素浸漬試験装置、４
１……深底トレイ、４２……液体窒素、４３……
液体窒素導入弁、４４……鉄製重錘、４５……鉄
製サポート、４６……片面冷却用試験パネル、４
７ａ……低温側発泡体、４７ｂ……高温側発泡
体、４８……上部合板、４９……下部合板、５０
……接着剤、５１……断熱材、５２……極低温パ
ネル片面冷却テスト装置、５３……目地充填材、
５４……クリープ測定用複合体、５５，５６……
合板、５７，５８……接着剤、５９……クリープ
測定用試験片、６０……クリープ測定装置、６１
……ダイヤルゲージ、６２……重錘架台、６３…
…重錘、６４……クリープ測定装置架台。

Claims

【特許請求の範囲】１面積の異なる大小２群の硬質合成樹脂発泡体
を断面凸形をなす如く、積層一体化した複合板を
容器表面に配列させてなる複合板断熱構造物であ
つて、上記２群の発泡体の少なくとも容器に接す
る面側の発泡板層は、厚さ方向をＹ軸、巾、長さ
方向をＺ、Ｘ軸としたとき、Ｙ軸方向の水蒸気透
過率Py1.5（ｇ／m²・hr）、Ｘ軸、Ｚ軸方向の破
断伸び率Ex、Exが、 60Ex８、60Ez８（％）のポリスチレン
系押出発泡板からなることを特徴とする低温用複
合板断熱構造物。