JPH078547B2 - 複合プラスチック ダクト構造およびその形成方法 - Google Patents

複合プラスチック ダクト構造およびその形成方法

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JPH078547B2
JPH078547B2 JP3148097A JP14809791A JPH078547B2 JP H078547 B2 JPH078547 B2 JP H078547B2 JP 3148097 A JP3148097 A JP 3148097A JP 14809791 A JP14809791 A JP 14809791A JP H078547 B2 JPH078547 B2 JP H078547B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明は有害なまたは腐蝕性薬品に耐え、
かつ耐火性を有するヒュームダクトおよびその製造方法
に関する。
【０００２】
【背景技術】腐蝕性蒸気排気システムについての管路(d
uctwork)は、薬品をプロセス原料に用いる、または半導
体工業、めっき工業、製薬工業および多くの他の工業に
おける処理に用いる多くの異なる産業において広く用い
られている。また、排水処理プラントにおいては下水お
よび他の薬品の処理に塩素および苛性アルカリ(caustic
s)のような、または水酸化ナトリウムまたは亜リン酸ナ
トリウムのような腐蝕性薬品が用いられている。多くの
調査および開発研究、並びにカレッジの科学校舎におて
いは、生化学、遺伝学、地質学、一般化学および物理学
のような種々の分野における要件に応じて各種の薬品が
用いられている。これらの薬品は、各種タイプの処理ま
たは道具に用いられ、これらの多くは作業環境において
作業者を危険物にさらしている。作業者の安全のため
に、これらの薬品からの蒸気はエアダクトを介して排出
して作業場から潜在的汚染物を除去する必要がある。あ
る種のダクト機械設備は多数の排気ファンに分岐または
接続できる管路の多数の脚部から構成され、極めて大型
化されている。使用される薬品の多様性のために、各種
産業において、ダクトに向い、さらされるすべての薬品
を処理することのできる管路構造についての単一材料を
得ることは極めて難しい。それ故、黒鋼板、亜鉛めっき
鋼、ステンレス鋼、並びにプラスチック材料、例えばポ
リ塩化ビニル、ポリプロピレン、および被覆金属および
ガラス繊維強化プラスチックのような種々の材料が、ヒ
ューム排出管路の製作に用いられている。最近の40年間
において、材料の使用は金属または被覆金属から離れ、
プラスチックス、特に FRP (ガラス繊維強化プラスチッ
クス）の使用に向けられている。
【０００３】ガラス繊維の製造工業においては、種々の
タイプの樹脂が最近30年間にわたって用いられている。
これらの樹脂としてはビスフェノール フマレート、エ
ポキシ、クロレンデック無水物(chlorendic anhydride
s) 、イソフタル酸またはオルトフタル酸樹脂、および
ビニルエステル樹脂を包含している。すべてのプラスチ
ックに共通の問題は可燃性であり、燃えやすく、かつ、
多量のスモックを発生し、作業者を危険にさらすことで
ある。このために、酸化アンチモン、ホウ素化合物およ
び熱吸収充填剤、例えばアルミニウム三水和物のような
種々の化学機構と組合せることによって、材料の可燃性
を減少するように研究されている。スチレンの使用を排
除する、メタクリル酸メチルのようなハイブリッド樹脂
が試みられており、また種々の樹脂の混合物も試みられ
ている。プラスチック工業においては、しばしば「難燃
剤」としてあるクラスの材料に属させている。一般に、
これらの材料には充填剤、アルミニウム三水和物のよう
なヒート シンク (heat sinks) 、および特にアンチモ
ンまたはホウ素化合物と複合するハロゲン化樹脂系を混
合している。後者のハロゲン化樹脂系は遊離基捕捉剤(f
ree radicaltraps)として作用し、これによって酸素の
表面燃焼をなくし、かつ燃焼を妨げるようにしている。
【０００４】上述する背景に対し、1970年において、優
れた燃焼およびスモック特性を有する樹脂系およびヒュ
ーム排出プラスチック ダクトが開発されている。この
樹脂系は米国特許第4,053,447 ; 4,076,873 ; および
4,107,127号明細書に記載されている。一般に、フェノ
ールおよび類似する環状構造分子は優れた難燃特性を有
することが確認されており、またこれらはスモックの発
生量が低いことも確認されている。フェノールおよびそ
れ自体は、一般に、その硬化のために熱および／または
圧力が要求される。ＦＲＰ積層物はフェノール樹脂のみ
の使用に展開することができる。フェノール系に属する
レソルシノールは管路を作るのに熱および圧力を用いる
必要性を軽減するかまたは排除している。種々の配合物
は周囲温度（室温）で硬化するようにしている。
【０００５】上述する米国特許明細書に記載されている
ように、レソルシノールまたはフェノール／レソルシノ
ール配合物と組合せて用いる種々のタイプのアルデヒド
は樹脂の硬化に用いることができる。混合物中に含有す
るヒドロキシル基に対して過剰のアルデヒドを必要とし
ている。パラホルムアルデヒド、フルフルアルデヒドま
たは他のアルデヒドは単独で、または種々のタイプのフ
ェノール／レソルシノール混合物と組合せて用いること
ができる。
【０００６】適当な難燃性ダクト材料を得る問題のほか
に、他のおよび極めて厳格な問題が広範囲にわたる種類
の空気・担持薬品(air-borne chemicals) に耐えること
のできるダクトの製造に提起されている。
【０００７】あるダクト材料は広範囲にわたる産業に用
いられているすべての薬品に耐えることができない。あ
る種類の樹脂はある種の薬品に耐える高められた特性を
有している。例えば、一般にポリエステルは酸によく耐
え、および苛性アルカリにある程度耐えるが、一般に溶
剤、特にハロカーボンによく耐えることができない。一
般に、エポキシは苛性アルカリおよび溶剤によく耐える
が、しかし強い鉱酸によく耐えることができない。他の
材料、例えばポリ塩化ビニル、ポリプロピレンなどは同
じ特性、例えばある薬品に対してよく耐え、他の薬品に
対して抵抗が乏しい性質を示している。
【０００８】同様の特性がフェノール／アルデヒド樹脂
の種々の組合せについても見られる。これらの組合せは
多くの酸によく耐えるが、しかし過酸化水素のような酸
化剤と用いる場合には濃硫酸のような酸に耐えない。こ
れらの同じ樹脂系は液体苛性アルカリによく耐える。こ
れらのタイプの材料を扱うヒューム排気システムにおい
て、ＰＲＦ樹脂系は代替樹脂系からの有効な耐薬品性が
得られない。
【０００９】高められた耐薬品性を有する樹脂系は、し
ばしば極めて乏しい難燃性能を有しているために、理想
的な製品を得ることが難しい。他方において、これらの
高められた難燃性を有する樹脂はある種タイプの薬品に
対する抵抗が乏しい。
【００１０】
【発明の開示】本発明の主目的は上述する問題点を除去
し、よい耐薬品性およびよい難燃性を有するヒューム排
気ダクトを提供することである。本発明の他の目的はよ
い耐薬品性およびよい難燃性を有するヒューム ダクト
を製造する方法を提供することである。
【００１１】本発明の原理によると、難燃性材料の外層
で被覆した、およびかかる外層と一体にした耐薬品性材
料の内張りを有する複合ヒューム ダクトを得ることに
ある。管路の直径、特にその使用環境によるが、ダクト
内張りの呼称壁厚は30〜70ミルの範囲にするが、通常は
50ミル付近にする。この事は必要な耐薬品バリヤーを維
持しながら、ダクトにおける潜在的な燃料の量を制限す
る。内層はハロゲン化ビニルエステルのような耐薬品性
樹脂で飽和状態にする繊維材料、例えばガラス繊維の層
からなる。同様に、内層を被覆する外層はレソルシノー
ルまたはフェノール レソルシノール タイプの難燃性
樹脂と組合せる織物またはガラス繊維材料からなる。PR
F 樹脂で飽和状態にした付加ガラス層は 1/8〜3/8 イン
チの全厚の範囲にわたって変えうるダクト直径に関して
必要な構造強度を与える。
【００１２】マンドレル工具(mandrel tool)を、先ず第
１耐薬品性樹脂で被覆し、次いでマンドレルをかかる第
１樹脂で飽和状態にした織物材料の順次層を巻付ける一
連のプロセス段階を用いて二層ダクトを形成することが
できる。難燃性樹脂で飽和状態にした適当な織物材料の
順次層を被覆して、第１層上に難燃性外層を直接に被覆
する。次いで、二層複合ダクト構造をマンドレルから除
去する前に硬化する。
【００１３】
【実施例】次に、本発明を添付図面に基づいて説明す
る。図１は難燃性外層12および多くの気化薬品(vaporiq
ed chemicals) に耐える同心内層14を含む、本発明の原
理に基づいて形成したダクト10の断面を示している。両
層は後述するプロセス段階により樹脂含浸材料から作
る。ダクト10は管形状の種々の直径大きさ、一般に２〜
84インチの直径大きさで、好ましくは 125〜375 ミルの
範囲の両層12および14の総合厚さで作ることができる。
12インチの標準直径を有する多くのダクトの場合、総合
厚さは約 125ミルが好ましい。
【００１４】内層または内張り14は二三の理由から約50
ミルの厚さを有するのが好ましい。その第１として、ガ
ラス繊維のような材料と組合せた場合に、樹脂系に多孔
性の問題が生ずることである。しかしながら、50ミルの
内張り厚さを用いることによって、内張りの任意の多孔
性を排除することができる。第２として、50ミル以上の
内張り厚さにする場合に、潜在的燃料の量を高めること
ができ、ありうる第１の問題を高める傾向があることで
ある。これらの両問題は、ダクトの任意の直径に対して
約50ミルまたは大体70ミルの内張り厚さに制限すること
によって軽減することができる。
【００１５】上述するように、各層12および14は硬化し
て剛性な構造を形成する樹脂を含浸するガラス繊維のよ
うな織物材料からなる。内張り14の場合、知られている
および一般に入手することのできる数種のハロゲン化耐
薬品性樹脂としては、(1) ビニルエステル； (2)クロレ
ンデック無水物； (3)ビスフェノール フマレート；
(4)イソフタル酸ポリエステル； (5)オルトフタル酸ポ
リエステル；および(6)芳香族または脂肪族アミンによ
るエポキシを例示することができる。
【００１６】上述する初めの５種の樹脂はすべて酸およ
び苛性アルカリに対する抵抗性を有するが、溶剤に対す
る抵抗を有していない。これに対して、第６番目の最後
の樹脂の一般に入手しうる芳香族または脂肪族アミンに
よるエポキシは溶剤および苛性アルカリに比較的によく
抵抗するが、しかし鉱酸に対し強い抵抗性がない。一般
に、極めて効果的な耐薬品性樹脂、ハロゲン化ビニルエ
ステルは本発明における生成物について好ましいタイプ
である。
【００１７】ダクト10の外層は、上述するようにフェノ
ール−レルシノールおよびアルデヒドを含むＰＲＦタイ
プの難燃性樹脂を用いて作る。ＰＲＦ樹脂を用いる本出
願人の従来の特許明細書に記載されている樹脂系は難燃
性および低スモック発生であることが確められている。
この特性を有する樹脂から形成した管路を、ファクトリ
ー ミューチュアル (Factary Mutual)により、およ別
にファクトリー ミューチュアル # 4922 試験計画案
(Factory Mutual＃ 4922 test protocol ) の下で繰返
し試験した。上記樹脂は、燃焼がダクトの長さに沿って
推移しなく、ダクトが崩壊せず、かつスモック発生が極
めて少ないことを繰返し確めた。
【００１８】これらのＰＲＦ樹脂から作った管路は、ス
プリンクラーを用いないでファクトリー ミューチュア
ル リサーチ (Factasy Mutual Research)により認可さ
れると共に、かかる樹脂はアンダーライターズ ラボラ
トリース (Underwriters Laboratories) によりその U
L-181 試験計画案の下でリストされている。この試験計
画案の部分は ASTM E-84 トンネル テストにより信頼
されている。これらのトンネル テストにおいて、本発
明者の樹脂を用るダクト材料の延焼性等級は５であり、
スモック発生等級はゼロである。このダクトは、明らか
に優れている難燃性を有する材料についての背景および
有用な材料源を提供する。次の問題は、従来開発された
難燃性ダクトにおいて優れた耐薬品性を達成できるかに
ある。本発明においては、耐薬品性内張り14を難燃性外
層12と組合せることにある。図２〜６においては、直径
12インチを有する二層複合ダクト10を形成する一連のプ
ロセス段階を示している。
【００１９】約12インチ外径のマンドレルのような型ま
たは工具16を機械に取付け、回転する。この点におい
て、段階１（図２）において、マンドレルを好ましくは
ローラー アプリケータ17により選定した耐薬品性樹脂
の層を被覆する。次の段階２（図３）において、約６イ
ンチ幅を有し、かつ処理ビニルエステル樹脂で飽和した
有機ベール（organic veil) またはガラス繊維材料の層
18を被覆マンドレルに螺旋状パターンで被覆する。付加
樹脂19は第１層に段階３（図４）に示すように、例えば
適当な液体計量分配機20によって被着する。こゝで、段
階２および３を段階４および５におけるように繰返して
ベール層を重ねる。1-1/2 オンスのランダム ガラス
マット層22を被覆し、耐薬品性樹脂に浸す。これらの層
を完全に圧延して、すべてのガラスまたは有機ベール材
料層が樹脂で十分に飽和されるようにする。しかる後
に、余分のランダム ガラス マット層を前のガラス
層の湿潤表面に被覆することができる。しかしながら、
この付加ガラス マットはビニルエステル樹脂で完全に
湿潤しないし、圧延もされない。この技術は「ドライ」
ファイナル ガラス (“dry ”final glass)または「ウ
ェット−オン−ドライ」システム（“wet −on−dry ”
system) として知られている。予備触媒添加 (precata
lyqed)ビニルエステル樹脂の部分を硬化する。この後硬
化段階は必要としなく、後述する「ウェット−オン−ウ
ェット (wet-on-wet) 」として知られているプロセスを
用いることができる。ビニルエステル樹脂を硬化した
後、段階６に進行させてガラスの順次層としてガラス、
ランダム ガラス マット、ロービング織物、ボート
クロス (boat cloth) 、フィラメントワインド (filame
ntwinding)または有機ベールの付加層24を被覆して外層
12を形成して、ダクトの予定寸法に基づいて必要とする
適当な壁厚にする。これらの付加層はすべてフェノール
およびアルデヒド源を含むか、または含まない種々の割
合のレソルシノールを用いる PRF樹脂25で飽和する。か
かるアルデヒド源としては、例えばパラホルムアルデヒ
ド、フルフルアルデヒド (furfuraldehyde) 、または約
55％液体ホルムアルデヒド、約35％メタノールおよび約
10％メトキシメタノールを含み、かつメチルホルミセル
(Methyl-Formcel) として市販されているホルムアルデ
ヒド／メタノール混合物を例示することができるが、こ
れらに制限されるものでない。また、PRF 樹脂は適当な
計量分配装置20によって被着することができる。織物の
外層はガラス繊維ローラー17により平滑に螺旋巻きに被
覆するのが好ましい（図６）。
【００２０】外層の PRF樹脂／ガラス上層12を形成する
場合、ビニルエステル ガラス層14を空気にさらさない
ようにする。この事はビニルエステル／ガラス／有機ベ
ールマトリックスの下部の硬化空気抑制を妨げる。この
方法は空気抑制の問題を回避し、全複合ダクト10につい
て内層14におけるエステル樹脂の硬化を不十分にする。
【００２１】複合構造を形成する他の方法としては「ウ
ェット−ウェット プロセス」がある。このプロセスに
おいては、有機または無機ベールおよびマット層からな
る内張り材料18を内張り樹脂系で浸す。ドライ ランダ
ムガラス層を耐薬品内張り樹脂で含浸した最後のガラス
層の上部に被覆する。これが硬化するのを待つよりか、
難燃性樹脂を第２ランダム がラス マット層を用い湿
潤内張り材料＋付加ガラス材料上に直接に被着する。こ
の事は、予想に反して、異なる樹脂系と剥離強さとの間
の化学結合が少なくとも２倍高まることから好ましい方
法である。更に、内張りの耐薬品性は予想されるように
減少しないことを確めた。
【００２２】また、樹脂系に混合して粘度制御、ガラス
浸潤（glass wet-out)、ガラス結合およびフィッシュア
イ抑制を達成する付加添加剤を用いることができる。１
種の樹脂が他の樹脂を汚染するから、異なる樹脂系を互
いに組合せて用いる場合に、ある問題を生ずる。ＰＲＦ
樹脂の難燃性は排除されるか、または低下し、逆にビニ
ルエステル樹脂の耐薬品性が低下することがある。これ
らの問題にもかかわらず、上述する本発明の方法はダク
ト システムの使用に有益な極めて望ましい耐薬品性内
張りおよび難燃性外層を組合せた製品を形成することが
できる。本発明のすべての例において、異なる樹脂を異
なる織物層に用いてガラス繊維複合ダクトを形成する。
最近の40年にわたって、プラスチックの可燃性を測定す
るのに多くの試験が用いられている。試験では極めて小
さい試料（１″×５″）が用いられ、種々の角度でキャ
ンドルまたはブンゼン バーナーに短時間（15秒) にわ
たってさらすようにしている。火炎が試料の長さに沿っ
て徐々に推移した場合には、プラスチックは遅い燃焼で
あるとし、火炎が与えられた時間に除去されて消えた場
合には、自消性として区別てしいる。この小規模試験
は、１″×５″試料より大きいダクトを同じ材料から形
成した場合に、同じ結果が実際に得られるように推定し
ている。
【００２３】しばしば、あてにされる大規模試験は AST
M E84 「トンネル テスト」である。図７〜９に示すよ
うに、候補材料26 (幅20インチ×長さ25フィート) の試
験片をトンネルの「天井」に支えるようにして試験トン
ネルまたはチャンバーに配置する。細長いチャンバーは
薄鋼板32でおおった耐火レンガ30で裏張りし、試験中に
試料物質を観察するために観察パネル34をチャンバーの
長さに沿って設ける。トンネル天井において、試料物質
を移動できる鋼おおい38により適切に保持する絶縁ブロ
ック36に隣接して維持する。ガス バーナー40をトンネ
ル入口に設ける。トンネルの反対端部を縮小区分42を介
して通風室ダクト44に接続する。下からのガス炎を試験
物質にその最初の約5-1/2 フィートに当てる。試料が燃
える速度を時間基準で計算し、延焼速度がゼロであるセ
メント−石綿板と比較する。また、トンネルの全長にわ
たり燃えて、100 の延焼速度に達するアカカシ材と比較
する。最近の試験基準の下で、プラスチック材料をセメ
ント・石綿板およびアカカシ材の基準に従って試験して
その相対延焼速度を定める。使用したプラスチックによ
って、プラスチックの延焼速度は 10 〜1500の範囲にな
り、最後の1500では殆ど爆発性になる。
【００２４】同じ ASTM E84 トンネル装置はセメント・
石綿およびアカカシ材の基準に対し交替プラスチック製
品のスモック発生を評価する性能を有している。光電池
46は、通風室ダクト44を横切り、試料物質から発生する
スモックにより生ずる不明瞭さを測定する。この光電池
46はダクト44の１側におけるウィンドーに設け、光源48
を反対側に設ける。セメント・石綿板は光電池で確認さ
れるようにスモックを発生せず、ゼロの等級を有してお
り、アカカシ材により発生するスモック量は100 として
確認される。光電池に接続したペンおよびチャート（図
に示していない）からなる自動装置はスモックの相対不
明瞭さをチャート上の面積関係で解釈する。このように
して、試験の特定期間にわたり量的に与えられるスモッ
クの量を測定することができる。
【００２５】しばしば、排出物の腐蝕性が金属物質によ
って適切に扱われていないことから、プラスチックは多
くの工業プロセスにおける管路に用いられる多くの共通
の材料であるとされている。1960年〜1970年初期まで、
保険業者は大火事損失のために、プラスチック管路に内
部燃焼スプリンクラーを要求し始めている。この年の末
期近くにおいて、ファクトリー ミューチュアル リサ
ーチ（FM) は多くの産業保険業者と組み、ダクトテスト
基準番号＃4922を開発し、この結果、プラスチック ダ
クトの火災を含む実際の多くの結果を断定するようにし
た。他の保険業者は保険業者自体の基準として FM ＃49
22を適用し、プラスチック管路の内部にスプリンクラー
を設けるか否かを定めるようにしている。
【００２６】ＦＭ試験には図10に示している装置50を用
いている。ヘプタン槽52からの火炎を囲い54内に発生さ
せ、この火炎を12インチ円形(round) ×24フィート長さ
ダクト56の１端に引き込む。反対端における排気ファン
58が火炎をダクト56に引き込む。一連の熱電対60をダク
ト56に沿って離間して配置し、記録計62に接続する。試
験は go/no-go 基準にする。試験経過により、ダクトを
15分間において１端から他端に燃えないようにし、ファ
ン近くの熱電対センサは1000°F を記録しないようにす
る。燃焼端から 23 フィートに位置するのぞき穴64にお
いて、火炎が現れないようにする。非金属ダクトがこの
基準に合格できない場合には、非金属管路にファクトリ
ー ミューチュアル基準によってその内部にスプリンク
ラーを設けるようにする。
【００２７】半導体工業に使用される、いわゆるクリー
ンルームの広い使用により、ファクトリー ミューチュ
アルは考慮される他の基準を取り入れてその試験を変
え、例えばダクトの外部にスモックを過度に与えないよ
うにし、またダクトを崩壊しないようにした。これらの
要件として、クリーンルーム内の空気を極めて高い速度
で再循環するうよにする。それ故、クリーンルーム付近
に設置した管路の場合、燃焼中ダクトの外部からのスモ
ックをクリーンルーム区域に循環し、ダクトが崩壊した
場合、区域からの排気をできないようにする。この条件
はクリーンルーム内に含まれた汚染生成物、その装置お
よび高い経費を要するクリーンルーム表面自体である。
それ故、プラスチック排気ダクトの燃焼およびスモック
特性はクリーンルーム環境についてのクリーンルーム要
件として重要性が高められている。次に、本発明を本発
明の原理により形成したダクト部分の例およびその結果
に基づいて説明する。
【００２８】例１ 種々の小さいダクトおよびエルボー（８インチ直径およ
びこれ以下）を図２〜６について上述した技術を用いて
構成し、すなわち、ビニルエステル樹脂を有する有機ベ
ール18およびマットから内張り14を形成し、PRF ／FRP
材料から上層12を形成した。しかる後に、耐薬品試験を
行い構造、添加剤、およびビルニエステル樹脂を用いる
硬化方法がかかる耐薬品性に任意の負の影響を有するか
否かを定めた。耐薬品性についての試験には次の試薬を
含んでいた； −75％硫酸 −１：１ V/V 濃硫酸および30％過酸化水素 −50％ V/V 硫酸 −濃水酸化アンモニウム ダクトの内面にこれらの薬品を一定時間にわたって通し
た。顕微鏡検査を内面について試験の末期に行い欠陥ま
たは劣化を評価した。
【００２９】方法は、ブリージングが複合構造の壁を通
して生じるのを定めるようにした。薬品が状態を変える
のを分析した。耐薬品試験は満足な結果、すなわち、ダ
クト構造に化学的劣化のないことを確めた。
【００３０】例２ 予備耐薬品性スクリーニング試験を行った後、外層12お
よび内層14を有する製品10を耐火性能について評価し
た。多くの製品をこの目的のために作った。60フィート
の12インチ直径のダクトおよびエルボを図２〜６に示す
ようにして作った。この場合、耐薬品性樹脂をダウ＃ 5
10Aビニルエステル樹脂にし、難燃性樹脂を ATSファイ
ア バン（登録番号） (ATS Fire Ban) にした。ファク
トリー ミューチュアル＃4922ダクト テストを用い、
水平および組合せ垂直／水平ダクト テストを行った。
【００３１】水平ダクト テストにおいて、12インチ円
形×24フィート長さのダクトをハンガーに取付けた。ヘ
フタン槽を燃料源として用い、ダクトの１端に配置し
た。ダクトの反対端における排気ファンによって空気を
ダクトに引き込んだ。燃焼させ、管に引き込んだ。上述
するように、ＦＭテストにおいて管外皮が１端から他端
に燃えないようにし、また燃焼がファン入口近くのぞき
穴を介して見えないようにし、また燃焼から離れた 23
′ 6″位置（ファンの丁度前）において熱電対が1000
°Ｆ以上の温度にならないうにした。この実際の試験に
おいて、初めの数線フィート(lineal feet) のダクトが
幾分燃焼したが、しかしながら燃焼はファン入口近くの
どこにも見られず、ダクトは崩壊せず、温度は短時間に
おいて約 800°Ｆに上昇したにすぎなかった。燃焼端近
くの初めの５〜６線フィートのダクトのみが燃焼に影響
を受けた。この点以外において、内張り14は焦げ、炭化
したが、しかしダクトの内部において順次燃焼するのに
十分な除気はされなかった。ダクトの内部に発生したス
モックは外層により制限され、ファンにより試験中約８
〜15分間にわたって排気した。しかる後、多くのスモッ
クはダクトの内部に発生しなかった。ダクトの外部にお
いては材料スモックは発生せず、この製品はファクトリ
ー ミューチュアル ダクト テストに合格した。ＦＭ
によるこのダクト内における内部スプリンクラー保護取
付けは必要とされず、また燃焼試験中、崩壊しなかった
ことから、ＦＭによってスモック除去ダクトとして評価
された。
【００３２】例３ 例２に用いられた12インチ直径のダクト10のセグメント
を用いるＦＭ垂直／水平ダクト テストにおいて、燃焼
源をダクトの15フィート垂直セクションのベースに配置
した。更に、これを90°エルボーに接続し、付加24フィ
ートの水平ダクトをファンへの接続前に用いた。同じ試
験では、このタイプの試験に適するパラメータ、すなわ
ち、燃焼がファン入口に進行しないこと；燃焼がファン
入口近くにおいて観察されないこと；およびファン入口
近くの温度が1000°Ｆに上昇しないことを確めた。試験
を15分間にわたって行った。また、試験結果において、
火炎の衝突を直接に受ける数線フィートの垂直セクショ
ンだけが約1800°Ｆ火炎面(flame front) に応答した。
ダクト内部におけるスモック発生は限られた時間におい
てだけ生じたが、しかしながら外層により制限された。
火炎はダクトの初めの６〜７線フィート以外には現われ
ず、ダクトのどこにも順次燃焼は存在しなく、ファン入
口前にはダクトの内部または外部にも存在しなかった。
ファンのすぐ前において上昇した最大温度は約 700°Ｆ
であった。
【００３３】水平および垂直／水平試験において、燃焼
端から８線フィート以外の管路は、燃焼を伴わないよう
に見え、すなわち、15分間の燃焼試験後、試験前におけ
るように良く見えた。
【００３４】ファクトリー ミューチュアル テスト計
画案では、15分燃焼試験の終りにおいて 600〜2000フィ
ート／分のファン速度の増大が要求されている。この試
験において、付加高速度を10分間にわたって維持した。
この目的は、管路が高速度により生じた高められた負圧
下で崩壊するか否かを調べることである。ダクトの利点
は、ファクトリー ミューチュアルによりスモック除去
ダクトとして特別等級を受けることである。燃焼の場
合、排気ダクトはダクトを接続する装置の部分からスモ
ックを有利に除去することができた。この事は、できる
だけ多くのスモックを除去するのに重要なクリーンルー
ム環境において極めて大切なことである。
【００３５】本発明におけるダクト10は、上述するファ
クトリー ミューチュアル処理により試験した場合に、
両試験（スプリンクラーおよびスモック除去）基準に合
格した。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の原理を実施して形成した多層ヒ
ュームダクトの断面図である。
【図２】図２は図１に示すダクトを形成する各段階の工
程を示す斜視図である。
【図３】図３は図１に示すダクトを形成する各段階の工
程を示す斜視図である。
【図４】図４は図１に示すダクトを形成する各段階の工
程を示す斜視図である。
【図５】図５は図１に示すダクトを形成する各段階の工
程を示す斜視図である。
【図６】図６は図１に示すダクトを形成する各段階の工
程を示す斜視図である。
【図７】図７は ASTM 「トンネル テスト」装置の斜視
図である。
【図８】図８は図７に示す ASTM テスト装置の端面図で
ある。
【図９】図９は図１の９−９線上の ASTM テスト装置の
１部を切欠にした側面図である。
【図１０】図10はヒュームダクトを試験するためにファ
クトリー ミューチュアル リサーチにより開発された
試験装置の１部を切欠にした斜視図である。
【符号の説明】
10 ダクト 12 外層 14 内層または内張り 16 型または工具 17 ローラー アプリケーター 18 有機ベールまたはガラス繊維層（または内張り材
料） 19 付加樹脂 20 液体計量分配機 22 ランダム ガラス マット 24 付加層 25 ＰＲＦ樹脂 26 候補材料 30 耐火レンガ 32 薄鋼板 34 観察パネル 36 絶縁ブロック 38 鋼おおい 40 バーナー 42 縮小区分 44 通風室ダクト 46 光電池 48 光源 50 図10に示す装置 52 ヘプタン槽 54 囲い 56 ダクト 58 排気ファン 60 熱電対 62 記録計

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 難燃性樹脂材料を含浸させた織物材料の
    外層および耐化学腐食性樹脂材料を含浸させた織物材料
    の内張り層を含む複合プラスチック ダクト構造。
  2. 【請求項２】 内張り材料をハロゲン化ポリエステルで
    含浸させた請求項１記載のダクト構造。
  3. 【請求項３】 内張り材料をハロゲン化ビスフェノール
    フマレートで含浸させた請求項１記載のダクト構造。
  4. 【請求項４】 内張り材料をハロゲン化ビニルエステル
    樹脂で含浸させた請求項１記載のダクト構造。
  5. 【請求項５】 内張り材料をハロゲン化エポキシで含浸
    させた請求項１記載のダクト構造。
  6. 【請求項６】 内張り材料がハロゲン化熱可塑性樹脂か
    らなる請求項１記載のダクト構造。
  7. 【請求項７】 外層をレソルシノールまたはフェノール
    ／レソルシノールおよびアルデヒドで含浸させた請求項
    １記載のダクト構造。
  8. 【請求項８】 アルデヒドはパラホルムアルデヒドを含
    む請求項７記載のダクト構造。
  9. 【請求項９】 アルデヒドはフルフルアルデヒドを含む
    請求項７記載のダクト構造。
  10. 【請求項１０】 アルデヒドはホルムアルデヒド／メタ
    ノール混合物を含む請求項７記載のダクト構造。
  11. 【請求項１１】 難燃性材料の外層をフルフリルアルコ
    ール樹脂系で作った請求項１記載のダクト構造。
  12. 【請求項１２】 コロイド五酸化アンチモンを内層材料
    を形成するハロゲン化樹脂と相乗剤として用いた請求項
    ２〜５のいずれか一つの項記載のダクト構造。
  13. 【請求項１３】 樹脂系を含浸する織物材料はガラス繊
    維強化プラスチック材料からなるようにした請求項１記
    載のダクト構造。
  14. 【請求項１４】 前記材料を含浸する前記織物材料が黒
    鉛または炭素繊維を含む請求項１記載のダクト構造。
  15. 【請求項１５】 前記樹脂材料を含浸する前記織物材料
    がセラミック繊維を含む請求項１記載のダクト構造。
  16. 【請求項１６】 粘度制御をヒュームド シリカを用い
    て行った請求項２〜５のいずれか一つの項記載のダクト
    構造。
  17. 【請求項１７】 粘度制御をフラー土を用いて行った請
    求項２〜５のいずれか一つの項記載のダクト構造。
  18. 【請求項１８】 粘度制御をアセトン、ケトンまたは他
    のハロゲン化または非ハロゲン化アルコールを用いて行
    った請求項７，９および１１のいずれか一つの項記載の
    ダクト構造。
  19. 【請求項１９】 シランを用いて樹脂と繊維マトリック
    スとの結合を達成させた請求項１記載のダクト構造。
  20. 【請求項２０】 耐薬品性材料の内張りおよび難燃性材
    料の外層を有する空気およびガスを通す複合ダクト構造
    を形成する方法において、細長い円筒状マンドレルを用
    意し；このマンドレルを耐薬品性樹脂層で被覆し；前記
    マンドレルを織物材料の順次内層で巻き付け、および前
    記内層を付加耐薬品性樹脂で飽和させ；前記内層を巻い
    て気泡の存在しない実質的な均一厚さの内張りを形成
    し；織物材料の付加外層を前記第１層上に直接に被着
    し、前記第２層を難燃性ＲＦまたはＰＲＦ樹脂材料で飽
    和させて前記内張り材料のまわりに外皮を形成し；前記
    外層を圧縮して気泡を除去し；および前記外層を硬化し
    て該外層を前記内張りと一体にすることを特徴とする複
    合ダクト構造の形成方法。
  21. 【請求項２１】 前記内張り層を湿潤させ、前記外層お
    よび難燃性樹脂を被着して前記外皮を形成する前に硬化
    する請求項２０記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記内層および前記外層を湿潤させ、
    しかる後ただちに、前記内層がまだ湿潤状態にあるとき
    に、前記難燃性樹脂材料による前記外皮を形成する前記
    外層を被着する請求項２０記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記内張りの全組合せ厚さを３０〜７
    ０ミルの範囲にする請求項２０記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記全複合壁厚を１／８〜３／８イン
    チの範囲にする請求項２３記載の方法。
  25. 【請求項２５】 細長い円筒状マンドレルの代わりに、
    正方形、矩形または他の異形の工具を用いる請求項２０
    記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記内層および外層についての前記織
    物材料はランダムガラスマット、ロービング織物および
    フィラメントワインドを含む請求項２０記載の方法。
  27. 【請求項２７】 内層についての前記織物材料は有機ま
    たは無機ベール材料を含む請求項２６記載の方法。
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