JPH0712641B2 - 耐火性プラスチック構造部材 - Google Patents

耐火性プラスチック構造部材

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JPH0712641B2
JPH0712641B2 JP62501858A JP50185887A JPH0712641B2 JP H0712641 B2 JPH0712641 B2 JP H0712641B2 JP 62501858 A JP62501858 A JP 62501858A JP 50185887 A JP50185887 A JP 50185887A JP H0712641 B2 JPH0712641 B2 JP H0712641B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 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層以上の繊維
層で補強可能である。
背景技術 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ますます多量に
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
対しては一般的には分類協会および規制機関（Classifi
cation Societies and Regulatory Authorities）によ
り許可されていない。許可さ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。
構造部材に防火性のコーティングまたはクラッドからな
る耐熱層を被覆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、構造部材のコ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。
発明の概要 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構造部材に比較して
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
する構造部材を提供することである。
本発明の他の目的は、困難性および費用が付加されるこ
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接着されて
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剛性ではあるが透過性
を有するコア（核部）を形成するようにした上記構造部
材により達成される。
支柱部材は開放形またはウェブ状のボックス形部分ある
いは孔あきＩ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構造部
材の平行な壁の間の間隙内に剛性ではあるがきわめて透
過性を有するコアを形成するのが好ましい。
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）上に配置することがさ
らに好ましい。支柱部材が適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うということが分
かった。管の設計において通常の適当な強度余裕が見込
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継続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。
図面の簡単な説明 第１図は管壁間の環状空間内のコア配置を示した本発明
を具体化した管の内部図； 第２図は第１図の管の線Ｙ−Ｙによる矢印方向からみた
立断面図； 第３図は第２図の管の線Ｘ−Ｘによる矢印方向からみた
断面図； 第４図は管壁間の環状空間が冷却流体の循環のために往
き流路と帰り流路とに分割されている様子を示した第１
図から第３図の管の断面図； 第５図は環状空間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； 第６図は本発明を具体化した接続配管の縦断面図； 第７図は本発明を具体化した他の耐火性構造部材の断面
図； 第８図は本発明を具体化した耐火性構造部材における円
柱形スタッドからなるコアの略図；および 第９図は本発明を具体化した退火性構造部材におけるプ
リズム状スタッドからなるコアの略図である。
詳細な説明 第１図から第６図に本発明を具体化した退火性プラスチ
ック管が示されている。管は内管壁１と外管壁２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
ウェブ状に装着されて環状空間３の幅にまたがって透過
性ではあるが剛性なコアを形成する。
第１図に示すように、プラスチックの内壁および外壁１
および２はガラス繊維の層５により補強されたエポキシ
またはポリエステル樹脂で製作される。内管壁の外周に
は支持布６が設けられ、支持布６に補強部材４が適切な
接着剤により結合されている。外管壁２の内周に閉鎖布
７が配置されて、部材４のウェブ形状により形成される
コアのまわりに外管壁２を施工しやすくするための基盤
を形成する。
第２図および第３図から分かるように、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は対をなして配置され、各対をなす部材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Ｉ参照）と接線方向（矢印II
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III参照）と部材４の
内部を通過する流路（矢印IV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、施工の間に部材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い間隔に配置で
き、それでも火災時に外管壁２に必要な冷却を与えるた
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、各ウェブが
たとえば中央細孔または端部細孔を有していれば、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。ウェブの中
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
ウェブ形状をなす部材４の隣接対の配置は部材４が環状
空間３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。内管壁および外管壁１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、各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
ンドイッチ対向外板の肉厚の和は通常のサンドイッチ設
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、部材の各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
側壁間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、内管壁および外管壁
１および２の間の環状空間は一対の仕切板10により、冷
却流体をその中で矢印ＶおよびVI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
に向上可能てある。
第６図は、連続の連続配管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。したがって各管15,16の外管壁には
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材18を備えた管に
継手17を設けることにより、管壁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管壁２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
の一端において循環ポンプ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VI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
相互に接続する分路導管を管に設けることにより、冷却
流体を循環するための閉回路が形成されるが、このとき
回路を閉じる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、圧力の急変は内管壁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空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。
第１図から第６図に示す管は次のようにして製作可能で
ある。まず内管壁１が通常の方法のたとえばつる巻き
（helical winding）またはフープ巻き（hoop windin
g）および玉巻き（polar winding）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布６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
な面壁／コア接着領域と共に横方向および長手方向のウ
ェ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て使
用中にかかる撓みまたは衝撃荷重により発生される引剥
ぎ力に抵抗する。この場合コアユニット間の間隙は、共
軸の管壁１および２の周方向および長手方向の異なる強
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、曲管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
にたとえばモヘヤロー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い織物またはさらに硬化された積
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つけのた
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
の異なる接着剤または樹脂、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／壁境界面における可撓
性樹脂および強力積層板用さらに剛性な樹脂とを使用可
能にすることである。種類は異なっても適合性のよい接
着剤または樹脂の使用がもし可能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
間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。
閉鎖布を施工した後に内管壁へのたれ込みまたは分離を
防止するために囲いセットを用いてディスクを切断する
ことによりコア端部の整合が可能である。
次にコアの開放端部の上からシーリングテープが「Ｚ」
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閉鎖を完了する。
次に通常の方法によりたとえばガラス粗糸をつる状また
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
り外管壁２が製作される。
最後に管の端部付近の外壁２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図から第９図は本発明による耐火性構造部材内の剛
性ではあるが透過性を有するコアの代替具体例を示す。
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Ｉ形支柱部材25
によりコアが形成されている構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路（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ッ
トフォ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。
第１図から第６図の図面において本発明により設計され
た管について本発明を説明してきた。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
他の任意の構造物においても使用可能であることが理解
されよう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｌ 9/22 53/00

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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あって、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. 【請求項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誘導す
    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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項５】支柱部材が矩形チュ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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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項のいずれか一項に記載の構造部
    材。
  9. 【請求項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、ここで前記環状空間が管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. 【請求項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個の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形部材で形成され
    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. 【請求項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。
JP62501858A 1987-03-13 1987-03-13 耐火性プラスチック構造部材 Expired - Fee Related JPH0712641B2 (ja)

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JP (1) JPH0712641B2 (ja)
KR (1) KR960006185B1 (ja)
GB (1) GB2179977B (ja)
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