JPS581317B2 - エキカガスチヨゾウ アルイハ ユソウヨウノ ダンネツヨウキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、堅固な外殻の内側表面に配置したポリウレタ
ンフォーム層を有し、液化ガス特にメタンあるいは天然
ガスの貯蔵あるいは輸送に用いる断熱容器に関する。

液化ガスはこの種の容器内にかなりの低温で（例えば液
化メタンあるいは液化天然ガスは大気圧下約−１６０℃
で）貯蔵されることになっており、従ってポリウレタン
フォーム層に亀裂が生じてさて液化ガスがこれらの亀裂
を通過し、堅固な外殻に到達する危険が存在する。

この堅固な外殻は通常、貯蔵される液化ガスの低温にて
展性を失う鋼でできているから、この堅固な外殻の温度
低下は必ず防止されねばならない。

本発明の目的は、このポリウレタンフォーム層内に亀裂
が生じこの層を通過して広がっていく危険を減少させる
ことにあり、特に、ポリウレタンフォーム層に亀裂が生
じた場合に液化ガスが堅固な外殻に到達する危険を減少
させることにある。

この目的を達成するため、本発明に従う断熱容器は、ポ
リウンタンフォーム層にガラス繊維材料およびエポキシ
樹脂系からなる防壁を具備しており、ポリウレタンフォ
ーム層内にこの防壁を配置してあることを特徴する。

本発明の適切な具体例において、この防壁は堅固な外殻
に平行あるいは実質的に平行である。

良質の確実な防壁を得るためには、防壁のガラス繊維含
量を例えば約３０〜５０重量％の範囲内、例えば約４０
重量％にする。

本発明の魅力ある具体例においては、防壁は１つ以上の
ガラス繊維材料層を有する。

望ましくは防壁のガラス繊維材料が布の形、例えば少な
くとも２層の布であるのが良い。

望ましくは、ポリウレタンフォーム層内に複数の該防壁
を存在させ、各々の該防壁を堅固な外殻から異なる距離
に配置する。

さらに本発明は、本発明に従う断熱容器内の防壁の簡単
で安価な製造方法に関する。

この方法は、堅固な外殻の内側表面上に既に適用したポ
リウレタンフォーム上にエポキシ樹脂組成物（この組成
物はエポキシ樹脂および硬化剤とからなる）を適用し、
該エポキシ樹脂組成物にガラス繊維材料層を適用し、こ
のガラス繊維材料および該エポキシ樹脂組成物上をロー
ラーを通過させてガラス繊維材料を該エポキシ樹脂組成
物でよく湿潤させかつ確実に圧縮し、このエポキシ樹脂
を硬化させ、最後に、形成されたこの防壁上にポリウレ
タンフォーム層を適用することを特徴とする。

望ましくは、このエポキシ樹脂組成物はチキソトロープ
剤を含むとよい。

必要ならば、このエポキシ樹脂組成物に、軟化型エポキ
シ樹脂の様な軟化成分を含ませる。

もし望むならば、ポリウレタンフォーム層内にガラス繊
維材料の強化網を少なくとも１つ、堅固な外殻に対して
平行にあるいは実質的に平行にして配置することも可能
である。

この１つのあるいは複数の強化網は本来のポリウレタン
フォーム層に貢献して、ポリウレタンフォーム層を通過
して亀裂が広がるのを停止あるいは減速させる。

図に関連して本発明をより詳細に説明すると、ここで； 第１図は本発明に従うタンクを具備した海運タンカーの
断面図を示す。

第２図は、本発明に従うタンク壁の最初の具体例の小部
分Ａの横断面の側面図である。

第３図は本発明に従うタンク壁の第２の具体例の小部分
Ａの横断面の側面図である。

第４図は本発明に従う防壁の具体例の小部分の拡大断面
図である。

第１図において、海運タンカーは船体外側１２と船体内
側１および該船体外側内側間の脚荷水空間１３よりなる
。

このタンカーはメインデツキ１４およびトランクデツキ
１５を備えている。

船体内側１は液化ガス容器の堅固な外殻の役目を果し、
この堅固な外殼１は通常鋼例えばＥ等級鋼で作られる。

ポリウレタンフォーム層２は堅固な外殼１の内側表面３
上に配置される。

このポリウレタンフォームは望ましくは閉鎖小室を有す
る堅固なポリウレタンフォームであることが望ましい。

層２は、望ましくは噴射法例えば１９７２年１２月２０
日公告のイギリス特願第１３００３５２号に記載されて
いる様な装置によって適用される。

ポリウレタンフォーム２の内側表面４は積荷である液化
ガス１６例えば圧力約１ｋｇ／ｃｍ２および温度約−１
６０℃の液化天然ガスとの直接の接触に適応させられる
。

液面１７上には蒸気空間１８が存在する。

層２内には少なくとも１つの防壁５が配置される。

例えば第２図の具体例においてはポリウレタンフォーム
層２内に１つの防壁５が存在し、第３図の具体例におい
てはポリウレタンフォーム層２内に３つの防壁５が存在
する。

この防壁５を簡略化して第４図に示す。

防壁５はエポキシ樹脂を含浸させたガラス繊維材料の２
つの層６および７を有する。

この層６および７はガラス繊維材料の布の形であること
が望ましい。

この布は０．２〜０．７５ｍｍの範囲内のメッシュサイ
ズを有する（メッシュサイズはメッシュの最大距離を意
味する）。

ガラス繊維布の２層６および７はエポキシ樹脂を含んで
おり、お互いに小距離ｄだけ離れて配置されていて、こ
の層６，７間にはエポキシ樹脂の薄層８が存在する。

この距離ｄは、亀裂がエポキシ樹脂内を進行できないよ
うに臨界亀裂サイズより小であるべきであり、例えばｄ
は０．２ｍｍ以下である。

防壁５の全厚さＴは０．５〜１ｍｍの範囲内であること
が望ましい。

防壁５は次の様な様式で適用される。

ポリウレタンフォーム２を堅固な外殼１の内側表面３に
、防壁５の望まれる位置、例えば内側表面３からの距離
が２００〜２５０ｍｍの位置に依存してある厚さが達成
されるまで、適用したと仮定しよう。

次に、エポキシ樹脂および硬化剤を含むエポキシ樹脂組
成物の薄層を、望ましくは噴射によってポリウレタンフ
ォームの障害のない表面上に適用する。

望ましくはこのエポキシ樹脂組成物はチキントロープ剤
を含む。

望むならば、該エポキシ樹脂組成物に軟化成分および／
あるいは適切な硬化促進剤を含ませてもよい。

その後、ガラス繊維布を適用する。

最初にガラス繊維布６を適用し、次に必要ならば、この
ガラス繊維材料上に望ましくは噴射によって上述のエポ
キシ樹脂組成物の付加的量を適用する。

次にガラス繊維材料および該エポキシ樹脂組成物上をロ
ーラーを通過させてガラス繊維材料を良好に湿潤させ、
かつ含まれる材料を圧縮する。

次にガラス繊維布７を適用し再び更にエポキシ樹脂組成
物のある量を適用する。

その後ガラス繊維材料および該エポキシ樹脂組成物上を
ローラーを通過させて、ガラス繊維材料６、７を該エポ
キシ樹脂組成物で良好に湿潤させ、かつ含まれる材料を
圧縮し、そうした後エポキシ樹脂を硬化させる。

最後に、防壁５の最上部にポリウレタンフォームを、ポ
リウレタンフォーム層２の所望の厚さが達成されるまで
適用する。

もし１つ以上の防壁５が必要ならば、例えば第３図に示
される様に３つの防壁が必要な場合は、上記の工程を１
回以上繰返す。

良質で確実な防壁５を得るためには、防壁のガラス繊維
含量を例えば約３０〜５０重量％の範囲内、例えば４０
重量％にする。

エポキシ樹脂（ポリエポキシドとも呼ばれる）は、１分
子あたり平均して１つ以上のエポキシ基ポリエポキシド
は、飽和あるいは不飽和の、脂肪族、芳香族あるいは複
素還式であってもよく、またハロゲン原子、ヒドロキシ
ル基およびエーテル基の様な置換基を含んでもよい。

望ましいポリエポキシドは、ノボラツク、レゾール、レ
ソルシノール、４，４′−ジビドロキシジフエニルスル
ホンおよび２，２−ビス（４−ヒドロキシフエニル）プ
ロパンや２，２−ビス（４−ヒドロキシフエニル）メタ
ンの様なジフエニロールアルカン等の様な多価フェノー
ルのグリシジルポリエーテルである。

望ましいグリシジルポリエーテルは、１７０〜３００の
エポキシ当量を有する２，２−ビス（４−ヒドロキシフ
エニル）プロパンのグリシジルポリエーテルであり、こ
れらのグリシジルポリエーテルは通常２５℃で粘稠な液
体から半固体の状態にある。

この様なグリシジルポリエーテルの粘度はプチルグリシ
ジルエーテル、フエニルグリシジルエーテル、ステアリ
ルグリシジルエーテル、あるいは１分子につき９〜１１
の炭素原子を有する脂肪族モノカルボン酸の様なモノカ
ルボン酸のグリシジルエステル、等の様な液体モノエポ
キシドの小比率即ち５〜２０重量％を混合することによ
って減少させることが可能である。

他のポリエポキシドとしては、エチレングリコール、グ
リセロール、トリメチロールメタンの様な脂肪族ポリヒ
ドロキシ化合物のポリグリシジルエーテル、およびフタ
ル酸、テレフタル酸、テトラハイドロフタル酸、ヘキサ
ハイドロフタル酸、不飽和脂肪酸重合体の様なポリカル
ボン酸のペンタエリスリトールポリグリシジルエステル
および３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキサンカ
ルボン酸の（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキ
シル）メチルエステルの様なシクロヘキセン誘導体のエ
ポキシ化により得られたポリエポキシドがある。

上述の様なポリエポキシドの混合物あるいはポリエポキ
シドと液体モノエポキシドの混合物もまた使用可能であ
る。

エポキシ樹脂は硬化剤と混合し反応させることにより硬
い樹脂状物質に変えることが可能である。

エポキシ樹脂を包囲している温度即ち１０〜４０℃で硬
化する硬化剤系が望ましい。

一般に、良く知られている硬化剤としては；脂肪族、脂
環式、複素環式、芳香族アミン｛その様なアミンの例と
しては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ト
リエチレンテトラアミン、Ｎ−ヒドロキシエチルジエチ
レントリアミン、Ｎ−（アミノエチル）−ピペラジン、
Ｎ、Ｎ−（ジエチル）アミノプロピルアミン、トリエチ
ルアミン、トリエタノールアミン、ベンジルジメチルア
ミン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス
（３−メチル−４−アミノフエニル）メタン、インホロ
ンジアミン、４，４′−ジアミノジフエニルメタン、４
，４′−ジアミノジフエニルスルホン、ｍ−フエニレン
ジアミンがある｝：芳香族脂肪族アミンや脂環式アミン
やポリアミンのモノエポキシド付加物；エチレン様に不
飽和の脂肪酸とエチレンジアミンあるいほジエチレント
リアミンとの重合により誘導されるアミノアミドの様な
、ポリカルボン酸と過剰の脂肪族第一ポリアミンとのア
ミド；過剰の脂肪族ポリアミンのポリエポキシド付加物
の様なアミノ化合物がある。

１分子あたり少なくとも２個のアミノ基水素原子を有す
るアミン化合物が望ましく、この型のアミン化合物は一
般にエポキシ樹脂の１個のエポキシ基あたり少なくとも
１個のアミノ基水素原子を供給する量にて硬化剤として
使用される。

アミンの混合物もまた使用可能で、もし望むなら、促進
剤の添加により硬化を促進することも可能であり、この
促進剤としては、フェノールの様なヒドロキシ化合物例
えば、フェノール、クレゾールおよびＣ８〜Ｃ１２アル
キルフェノール、サルチル酸および乳酸、が望ましい。

他の有益な硬化剤としては、３弗化硼素およびそれのア
ミン、アルコールおよびエーテル付加物がある。

溶媒、希釈剤、増量剤および充填剤もまた、エポキシ樹
脂組成物内に存在してもよい。

望ましくは、水平でない表面上に適用した後したたり落
ちたり流れたりすることを避けるため、液体エポキシ樹
脂組成物にチキソトロープ剤を含入させた方がよい。

有益なチキソトロープ剤としては、「エアロシル（Ａｅ
ｒｏｓｉｌ）」や「キャブオシル（Ｃａｂ−Ｏ−ｓｉｌ
）」の商品名で市販品として手に入る製品の様な微粉状
シリカ、ベントナイト特に市販の「ベントン（Ｂｅｎｔ
ｏｎｅ）」の様なアミン改質ベントナイトがある。

エポキシ樹脂組成物は望ましくは軟化成分を含み、これ
は硬化組成物の柔軟性を改良する成分である。

軟化成分は、不飽和脂肪酸重合体のポリグリシジルエス
テルあるいは１分子あたり１０〜１８の炭素原子を有す
る長鎖脂肪アルコールのグリシジルエーテルの様なエポ
キシド、不飽和脂肪酸重合体のアミノアミドあるいはカ
ルボキシ化ポリジエンとポリアミンとの反応生成物の様
な軟化型硬化剤、パイン油やコールタールやアスファル
トあるいは天然あるいは合成エラストマーの様な外部軟
化剤（この語はエポキシあるいはアミン基を含まない軟
化剤を意味する）であってもよい。

可能なる適切なエポキシ樹脂組成物を次の参考例に記載
する。

参考例１ ａ）エポキシ樹脂：１８２〜１９４のエポキシ当量を有
し２５℃にて粘度１００〜１５０ポアズである、２，２
−ビス（４−ヒドロキシフエニル）プロパンのグリシジ
ルポリエーテル。

ｂ）軟化成分：不飽和Ｃ８脂肪酸二量体の工業ジグリシ
ジルエステル。

ｃ）硬化剤：Ｎ−（アミノエチル）ピペラジン。

ｄ）促進剤：フェノール。

ｅ）チキントローブ剤：「エアロシル（ＡＥＲＯＳＩＬ
）３８０」。

上述成分の重量比は、ａ：ｂ：ｃ：ｄ：ｅ＝２５：７５
：１４：５：３。

参考例２ ａ）エポキシ樹脂：１８２〜１９４のエポキシ当量を有
し２５℃にて粘度１００〜１５０ポアズである、２，２
−ビス（４−ヒドロキシフエニル）プロパンのグリシジ
ルポリエーテル。

ｂ）軟化成分：７００のエポキシ当量を有する軟化型エ
ポキシ樹脂である「フレキシビライザー（Ｆｌｅｘｉｂ
ｉｌｉｚｅｒ）１５１」（イギリス；プロクターアンド
ギャンブルリミテイド市販）。

ｃ）硬化剤：改質脂環式アミン。

ｄ）チキントロープ剤：「エアロシル（ＡＥＲＯＳＩＬ
）３８０」。

上述成分の重量比は、ａ：ｂ：ｃ：ｄ＝１００：５０：
４６：５。

もし望むならポリウレタンフォーム層２の本来の状態を
改良するには、層２内にガラス繊維材料の強化網を１つ
以上組み込むことが可能である。

例えば、第２図に示す様に、２つの強化網９、１０を別
々に、断熱層の耐性不足に従って位置された防壁５上の
断熱層内に、例えば内側表面４から各々１０ｍｍおよび
３０ｍｍまでの距離のところに配置することが可能であ
る。

内側表面４からの防壁５の位置はまた、断熱層の耐性不
足に依存し、例えば内側表面４から５０ｍｍの距離に位
置される。

内側表面４に近い強化網９の目的は、表面４に発生し層
２内の表面のひびに源を発する全ての亀裂の進行を停止
あるいは減速させることにある。

第２の強化網１０は、層２内に埋もれている全てのひび
から発生する全ての亀裂の進行を減速しあるいは停止す
るための安全対策として存在する。

強化網１０はまた、強化網９から透入してきた全てのひ
びを減速あるいは停止させる。

更に、層２の亀裂発生機構の性質に従って設置された９
，１０の様な強化網の組合せは本来のポリウレタンフォ
ーム層を改良する非常に効果的な工夫である。

強化網１１は、堅固な外殼１から発生してくる全ての疲
れ亀裂の進行を停止させあるいは減速させる働きをする
。

強化網９，１０および１１は、６〜１５ｍｍの範囲のメ
ッシュサイズを有する。

防壁５は、層２内の亀裂が防壁５を通過するのを防止し
、またその下方の亀裂の形成を抑制する。

更に、低温の液化ガスが層２内に存在する亀裂を通って
層２内に透入した場合に、防壁５はこの液化ガスが更に
透入し堅固な外殼１に到達してこれを冷却するのを防止
する。

本発明に従う容器の通常の使用において、低温の液化ガ
スは層２の内側表面４の側の容器内に貯蔵される。

従って、内側表面４は容器内の液化ガスの温度にほぼ等
しくなる。

堅固な外殼１は通常周囲の温度にほぼ等しい。

防壁５と協同して作用する層８あるいは防壁５は堅固な
外殼１が許しがたい低温にまで温度低下するのを効果的
に防止する。

堅固な外殼１は船体により形成され得るし、また二重船
体を有する船の内側の船体により形成され得る。

該容器はまた陸上で液化ガスを貯蔵するために使用する
ことも可能である。

本発明は、慣用の高価ないわゆる内部タンクを省略でき
る（これは液化ガスが通常の貯蔵において常に断熱材料
２と直接に接触していることを意味する）という利点を
有する。

液化天然ガス用のタンクあるいはタンカーの場合には、
このことは建造コストの大幅な低減を意味する。

しかし、本発明は内部タンクを具備した容器にもまた使
用可能であり、この場合には液化ガスは、該内部タンク
が破損し漏れが発生した場合にのみ断熱材料と直接に接
触する。

防壁５および網９，１０．１１は堅固な外殼１に平行あ
るいは実質的に平行であるのが望ましい。

もし望むなら、防壁および／あるいは強化網のガラス繊
維材料は例えば噴射作用によって適用して、ガラス繊維
のより索の形することが可能である。

防壁５内へのガラス繊維材料の使用は、実に多くの理由
から非常に魅力的である。

その理由としては、特に、ガラス繊維材料は安価で容易
に手に入り、その低温条件における機械的性質即ち高い
強度と低い熱膨張率によって安全に使用できることがあ
げられる。

網９，１０．１１へガラス繊維を使用することは次の利
点を有する。

即ちガラス繊維は安価で容易に手に入り、また容易に編
みあるいは織って必要とされる組成の網にすることが可
能である。

その低温条件における機械的性質即ち高い強度と低い熱
膨張率によって安全に使用できる。

もし望むなら、ガラス繊維網９，１０．１１は省略でき
る。

その例として、第４図に詳細に示した型の３つの防壁５
のみからなり、ガラス繊維網を有しない第３図に従う具
体例があげられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従うタンクを具備した海運タンカーの
断面図を示す。 第２図は本発明に従うタンク壁の最初の具体例の小部分
Ａの断面側面図である。 第３図は本発明に従うタンク壁の第２の具体例の小部分
Ａの断面側面図である。 第４図は本発明に従う防壁の具体例の小部分の拡大断面
図である。 １・・・・・・堅固な外殻、２・・・・・・ポリウレタ
ンフォーム層、５・・・・・・防壁、６，７・・・・・
・ガラス繊維材料層、８・・・・・・エポキシ樹脂組成
物の薄層、９，１０，１１・・・・・・ガラス繊維材料
の強化網、１３・・・・・・脚荷水空間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 液化ガス特に液化天然ガスの貯蔵あるいは輸送に供
   せられ、堅固な外殼１の内側表面３上に配置した堅固な
   ポリウレタンフォーム製の断熱性連続層２を有する断熱
   容器において、ポリウレタンフォーム層２の中には、前
   記の堅固な外殼１に実質的に平行に連続性防壁５が存在
   しており、しかしてこの防壁５はガラス繊維材料６，７
   および硬化エポキシ樹脂８から構成され、このガラス繊
   維はエポキシ樹脂を含浸させたものであることを特徴と
   する断熱容器。