JPS6226194Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 一般に構造部材に要求される物性は圧縮、曲
げ、伸びに関するものが多い。然し、その用途に
よつては他の特殊な物性が求められる場合があ
り、本考案はその様な多種多様な物性の要求に対
処し得る合成材に関するものである。

今ここに低温液化ガスタンク（主としてメンブ
レン又はセミメンブレン方式）防熱用根太材を例
にとつて説明すると、 一般に、低温液化ガスタンクに使用せられる防
熱用根太材として要求される物性は次の如くであ
る。

(イ) 低温で脆くならない (ロ) 熱伝導率が小さい (ハ) 圧縮強度が大きい (ニ) 曲げ強度が大きい (ホ) 剪断剛性率が大きい (ヘ) 温度による膨張収縮が少ない→線膨脹率が小
さい ところで、従来この防熱用根太材としては入手
し易さの面から天然木材が巾広く使用せられてい
る。

しかし、天然木材は上記の必要物性を全て満た
しているわけではなく、天然木材の一つである米
松を例にとると、その熱伝導率は第４図に示す如
く、約0.1Kcal／ｍ：hr・℃と高く、周辺の防熱
材として一般的に用いられる合成樹脂発泡体（例
えばポリウレタン・フオーム）のそれと比較して
約５倍の大きさを有している。又、圧縮強度は、
米松の場合、14Kg／cm²と比較的小さいため、タン
ク荷重を支持すべき役目を併せ持つ根太材として
使用する時は、受圧面積をその荷重に見合う様大
きくした。即ち根太幅を大きくした根太設計とす
る必要がある。

この根太を含む防熱システムにおいては、熱伝
導率の大きい材料の占有面積が大きいことから、
必然的にタンクへの熱侵入が大となり、このこと
は、熱侵入に伴ない蒸発するガスの処理、例えば
再液化等に要する動力の増大をもたらし、燃料消
費の面と併せて経済的に不利となる。

本考案は叙上の欠点に鑑み、天然木材の如く、
物性面でバラツキが避けられない材料に代えて、
品質管理された工程によりバラツキが無い様に化
学的に合成された素材を用い、これらを適切に組
み合せることにより人為的に、要求される特殊な
物性をも具備せしめた積層材を提供することを目
的としてなされたものであり、その要旨は、幅方
向に奇数枚の単板が接着剤を介して積層されてな
る角柱状の積層材であつて、各単板はそれぞれ長
繊維束で一方向に強化された硬質熱硬化性又は硬
質熱可塑性樹脂発泡体からなり、長繊維方向が該
角柱状の積層材の長さ方向と略平行となる単板が
両側に現れ、該単板が、長繊維方向が該単板の長
繊維方向と斜め又は直角に交叉してなる単板と交
互に積層されて幅方向中心面に対して対称に構成
されていることを特徴とする積層材に存する。

本考案における長繊維としては例えばガラス長
繊維、炭素繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊
維等が挙げられ、就中ガラス長繊維が好適であ
る。

又、硬質熱硬化性又は硬質熱可塑性樹脂発泡体
としては発泡後硬質の発泡体を生ずるものであれ
ばよく、例えば硬質のポリウレタン樹脂発泡体、
フエノール樹脂発泡体、尿素樹脂発泡体等が挙げ
られ、又、硬質熱可塑性樹脂発泡体としては、ポ
リ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリスチレン、
（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）共
重合樹脂、（アクリロニトリル−スチレン）共重
合樹脂等の樹脂発泡体が挙げられる。そして、本
考案における長繊維で一方向に強化された硬質熱
硬化性樹脂発泡体（例えば、ガラス長繊維強化硬
質ポリウレタン樹脂発泡体）又は硬質熱可塑性樹
脂発泡体からなる素材自身は公知のものである
が、この素材自身は当然ながら方向性を有してお
り、素材単体では防熱用根太材としては不適であ
る。例えば第４図の単板の欄（ガラス長繊維含有
率はいずれも35重量％）に示す如く、長繊維
（縦）方向の圧縮強度は93Kg／cm²と十分として
も、長繊維方向と直角（横）方向の圧縮強度は11
Kg／cm²と甚だ小さく、これを是正するため比重を
大きくすると熱伝導率も大きくなつて不都合であ
る。これと同じような事が曲げ強度についても言
える。又、熱伝導率は長繊維方向とこれと直角方
向とは２倍相当の違いがあり使用方向により不都
合が生じる。

本考案はこの素材のもつ本来の特徴を生かしつ
つ、その方向性を巧妙に利用して、使用目的に適
した物性を具備する積層材を得んとするのが目的
である。

本考案において、単板の数は３枚以上の奇数枚
であればよい。特に、二方向に交叉するように３
枚以上の単板が積層されているのがよく、例えば
長繊維の方向が長手方向となる２枚の単板の間に
これと長繊維方向が交叉してなる中間の単板が積
層された３層構造のものが好ましい。

以下本考案の積層材を図面に基いて説明する。
第１図は３層に積層した積層材の一例（直交型）
を一部省略して示す斜視図である。１，２及び３
はガラス長繊維強化硬質ポリウレタン樹脂発泡体
（ガラス繊維含有率35重量％）からなる単板であ
り、１ａ，２ａ及び３ａは各単板のガラス長繊維
方向を示す。側層の単板１及び３のガラス長繊維
方向１ａと３ａは同一であり、中間層の単板２の
ガラス長繊維方向２ａは前記側層のガラス長繊維
方向１ａと３ａと直交するように各単板１，２及
び３は接着剤（エポキシ系、ポリエステル系、シ
アノアクリレート系等の反応型接着剤が好まし
い。）等で接着積層されている。このように各単
板１，２及び３のガラス長繊維方向１ａ，２ａ及
び３ａが相互に直交するように積層した場合、第
４図に示す如く、米松の比重よりかなり小さくで
きると共に、米松の圧縮強度及び熱伝導率に比し
て著しく性能向上が図られること（圧縮強度／熱伝導率
で比 較すると、本実施例の場合、米松に比べ約10倍と
なる。）は勿論のこと、同時に素材のもつ方向性
すなわち圧縮及び曲げ強度等の強度特性並びに熱
伝導率及び線膨張率等の熱特性の点における方向
性を利用して必要な物性を具備せしめることがで
きる。

第２図は３層に集成した積層材の他に一例（斜
交型）を一部省略して示す斜視図である。４，５
及び６は、第１図と同一のガラス長繊維強化硬質
ポリウレタン樹脂発泡体（ガラス長繊維含有率35
重量％）からなる単板であり、４ａ，５ａ及び６
ａは各単板のガラス長繊維方向を示す。側層の単
板４及び６のガラス長繊維方向４ａ及び６ａは同
一であり、中間層の単板５のガラス長繊維方向５
ａは前記側層の単板４及び６のガラス長繊維方向
４ａ及び６ａと所定の交叉角θをもつて斜めに交
叉するように各単板４，５及び６は接着剤（例え
ばエポキシ系接着剤）等で積層されている。交叉
角θは積層材が適用される場所や目的に応じて決
められる。例えば交叉角θと剪断剛性率は第３図
に示す如くの関係にあり、剪断剛性率は第１図の
直交型の積層材に比して向上する。

特に交叉角θ＝45゜の場合、直交型の積層材に
比して、同一比重ながら約３倍の剪断剛性率を有
するものを得ることができる。

このように各単板４，５及び６のガラス長繊維
方向４ａ，５ａ及び６ａが相互に斜めに交叉する
ように積層した場合、第１図の直交型の積層材の
有する物性をさほど低下させることなく、より大
きい剪断剛性率を有するものを得ることができ例
えばより大きな剪断剛性率が必要とされるタンク
防熱用支持根太材として用いることができる。こ
れは第２図の積層材に矢印方向の剪断荷重Ｆ_Sが
作用すると、中間層の単板５のガラス長繊維が前
記剪断荷重Ｆ_Sに対して突つ張りを生じ、この方
向の剪断変形が起こりにくくなる性質を巧みに利
用した結果である。

尚、上記いずれの実施例においても中間層の単
板２，５の厚みｂ，b′やガラス長繊維含有率等は
積層材が適用される目的や場所に応じて適宜決め
られる（本考案においては、積層材の全幅Ｂ，
B′に対する中間層の単板２，５の幅ｂ，b′の割合
を強化率（Ｘ）と定義する。

即ち、強化率（Ｘ）＝ｂ／Ｂ又はb′／B′）。

又、積層に際しては、第１図、第２図に示すよ
うに側層に長手方向に長繊維で強化された単板を
配置し、中間層に長繊維がこれと直交又は斜めに
交叉する単板を配置するのが好ましい。これは、
両側から長手方向に長繊維で強化された側層に
より、中間層を挟むことによつて中間層の持つ性
質がより一層強化され、強化率から期待される以
上の特性（例えば圧縮強度、剪断剛性率）を引き
出すことが出来るからである。中間層を積層材
の長手方向に長尺の単板として作ることは現実に
は難しく、一定長さのものを継いで作ることにな
る。仮に、この継目部を有する継ぎ板を両側部に
配置した積層材においては、曲げ荷重等が作用す
るとこの継目部から亀裂が生じ、積層材の強度低
下につながり易い。そこで、これを避けるため、
製造上継目部が生ずる部分は中間層に、継目部が
無く作れる長尺単板は両側層に配し、両者を接着
剤等で相互に強化し合うことによつて、強い積層
材とすることができるからである。

又、実施例における積層材はいずれも前記単板
を３層積層したものであるが、２層に積層した場
合は加工後温度変化による反りが生じ易く、又、
層数を増やすと接着ケ所が増える分コスト高とな
るため最も安価でかつ実用性の高い物性が得られ
る最小の積層数は３層ということになる。もつと
も本考案においてはこの３層積層のものに限定さ
れず、前記単板を５層以上積層したものであつて
もよい。

本実施例からわかるように、使用目的や使用場
所に応じて要求物性が定まれば、単板の数や幅な
いし強化率を適切に選定し、さらに、交叉角θを
適切に選択することにより容易に所望の物性を具
備する積層材が得られる。

以上の通り、本考案積層材は構成されているの
で、長繊維束で一方向に強化された硬質熱硬化性
又は硬質熱可塑性樹脂発泡体と比較して、熱伝導
率、線膨張率、及び剪断剛性率を大幅に低下させ
ることなく、 角柱状積層材の高さ方向の圧縮強度に優れ、角
柱状積層材の長さ方向を屈曲させようとする曲げ
強度に優れている。

また、複雑な製造方法によることなく、長繊維
束で一方向に強化された硬質熱硬化性又は硬質熱
可塑性樹脂発泡体からなる単板を単に接着剤を用
いるだけで長繊維方向の交叉した積層材が得られ
る。

さらに、奇数枚の単板を対称に積層したもので
あるから、物性上も対称性を有し、ねじれ等を生
じることがない。

したがつて、本考案積層材は防熱用根太材とし
て特に好適に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案積層材の一例を一部省略して
示す斜視図、第２図は本考案積層材の他の一例を
一部省略して示す斜視図、第３図は交叉角θと剪
断剛性率の関係を示すグラフ、第４図は本考案積
層材と単板と米松との諸物性値を示す図である。 １〜６……単板、１ａ〜６ａ……長繊維方向。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 幅方向に奇数枚の単板が接着剤を介して積層さ
   れてなる角柱状の積層材であつて、各単板はそれ
   ぞれ長繊維束で一方向に強化された硬質熱硬化性
   又は硬質熱可塑性樹脂発泡体からなり、長繊維方
   向が該角柱状の積層材の長さ方向と略平行となる
   単板が両側に現れ、該単板が、長繊維方向が該単
   板の長繊維方向と斜め又は直角に交叉してなる単
   板と交互に積層されて幅方向中心面に対して対称
   に構成されていることを特徴とする積層材。