(57)【要約】  パイプの一部に対する断熱体として機能するパイプ断熱システムは、パイプの一部の周りで円周方向に適合する熱可塑性ポリマー発泡体の部分、パイプの一部の周りで円周方向に適合し、隣接する熱可塑性発泡体の部分に当接する溶融物バリヤ材のリング、熱可塑性ポリマー発泡体の部分および溶融物バリヤ材のリングの周りのメッシュ、熱可塑性ポリマー発泡体、溶融物バリヤ材およびメッシュを囲む金属被覆、および金属被覆の周りで円周方向に適合し、回りにパイプ断熱体を有するパイプの一部に対してパイプ断熱システムを保持する支持バンドを含む。溶融物バリヤ材のリングは、非水平のパイプの一部の頂部および底部、ならびに、パイプの一部に沿った任意の２５０センチメートルの距離以内に存在する。  【選択図】図１ｂ
2015528086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプの一部に対する断熱体として機能するパイプ断熱システムであって、
ａ．前記パイプの一部の周りで円周方向に適合する熱可塑性ポリマー発泡体の部分であって、それぞれの部分が前記パイプの全長より短い距離を前記パイプの一部に沿って長手方向に伸びる熱可塑性ポリマー発泡体の部分、
ｂ．前記パイプの一部の周りで円周方向に適合し、熱可塑性発泡体のいずれかの隣接する部分に当接する溶融物バリヤ材のリングであって、前記溶融物バリヤ材が８００℃以上の溶融温度を有するか、または溶融ではなく分解する溶融物バリヤ材のリング、
ｃ．前記熱可塑性ポリマー発泡体の部分および溶融物バリヤ材のリングの周りで、前記断熱システムにより覆われる前記パイプの一部に沿って伸びるメッシュであって、間隙を介して配置されてメッシュ部材の間の間隔を画定するメッシュ部材を含み、前記間隔が１０平方ミリメートル以上で、２００平方ミリメートル以下の平均サイズであり、さらに、前記メッシュ部材が８００℃以上の溶融温度を有するか、または溶融物で残留しないで分解する材料から作られるメッシュ、
ｄ．前記熱可塑性ポリマー発泡体、溶融物バリヤ材およびメッシュを囲む金属被覆、ならびに、
ｅ．前記金属被覆の周りで円周方向に適合し、前記パイプ断熱体を有する長尺パイプに対し前記パイプ断熱システムを保持する支持バンド、
を含み、
溶融物バリヤ材のリングが、非水平のパイプの一部の前記頂部および底部ならびに前記パイプの一部に沿って熱可塑性ポリマー発泡体の部分の間に存在し、それにより、少なくとも溶融物バリヤ材のリングの一部が前記パイプの一部の長さに沿って任意の２５０センチメートルの距離以内に存在するパイプ断熱システム。
【請求項２】
それぞれの溶融物バリヤ材が、前記パイプの一部の長さ寸法に沿って少なくとも１０ミリメートル伸びる請求項１に記載のパイプ断熱システム。
【請求項３】
前記溶融物バリヤ材が、高分子発泡体および発泡ガラスから選択される請求項１〜２のいずれか１項に記載のパイプ断熱システム。
【請求項４】
前記溶融物バリヤ材が、米国材料試験協会Ｄ６２２６−０５の方法により測定して、３０パーセント未満の連続気泡含量を有する請求項３に記載のパイプ断熱システム。
【請求項５】
前記溶融物バリヤ材が発泡ガラスである請求項３または請求項４に記載のパイプ断熱システム。
【請求項６】
前記溶融物バリヤ材が、ＡＳＴＭ  Ｄ１６２２−０８により測定して、３５〜１２０キログラム／立方メートルの密度を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載のパイプ断熱システム。
【請求項７】
前記熱可塑性ポリマー発泡体が、独立気泡押出ポリスチレン発泡体である請求項１〜６のいずれか１項に記載のパイプ断熱システム。
【請求項８】
前記熱可塑性発泡体および前記バリヤ材の両方が、４０ミリメートル以上の厚さを有する請求項１〜７のいずれか１項に記載のパイプ断熱システム。
【請求項９】
前記メッシュ部材が、ガラスから作られる請求項１〜８のいずれか１項に記載のパイプ断熱システム。
【請求項１０】
前記金属被覆が、１０マイクロメートル以上の厚さを有するアルミニウム箔である請求項１〜９のいずれか１項に記載のパイプ断熱システム。
【請求項１１】
前記メッシュと金属被覆との間にエポキシ接着剤をさらに含む請求項１〜１０のいずれか１項に記載のパイプ断熱システム。
【請求項１２】
前記熱可塑性ポリマー発泡体と前記メッシュとの間にエポキシコーティングをさらに含む請求項１〜１１のいずれか１項に記載のパイプ断熱システム。
【請求項１３】
前記メッシュが２つの金属被覆の間に存在するように、前記熱可塑性ポリマー発泡体の回りで、前記熱可塑性ポリマー発泡体と前記メッシュとの間に金属被覆をさらに含む請求項１〜１２のいずれか１項に記載のパイプ断熱システム。
【請求項１４】
（ｉ）前記熱可塑性ポリマー発泡体が、３６キログラム／立方メートル未満の密度を有するスチレンポリマー発泡体であり、（ｉｉ）前記溶融物バリヤ材のリングが、発泡ガラスであり、（ｉｉｉ）前記メッシュが、ガラス繊維メッシュであり、（ｉｖ）前記熱可塑性ポリマー発泡体と前記メッシュとの間の前記金属被覆が、３０〜５０マイクロメートルの厚さのアルミニウム箔であり、さらに、（ｖ）前記熱可塑性ポリマー発泡体、溶融物バリヤ材およびメッシュを囲む前記金属被覆が、３０〜５０マイクロメートルの厚さのアルミニウム箔であり、ならびに、前記熱可塑性ポリマー発泡体および溶融物バリヤ材のリングの厚さが、それぞれ、２５ミリメートル以上で、５０ミリメートル以下であることをさらに特徴とする請求項１３に記載のパイプ断熱システム。
【請求項１５】
前記パイプ断熱システムの任意の１００センチメートルの長さが、少なくとも一部の溶融物バリヤ材のリングを含むことをさらに特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のパイプ断熱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプ用高分子発泡体断熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
２０１２年７月１日発効のヨーロッパの建築材料用耐火試験の分類を管理する新規格が実施される。その日に先立って、建造物の個別要素の耐火試験性能を分類することにより等級が決定された。新規格では、すべての要素を一緒に含むビルディングシステムの試験が必要である。これは、ヨーロッパの防火性能試験にパラダイムシフトをもたらす。    
【０００３】
新規格は、ＥＮ１３５０１−１に従って耐火試験性能を分類する。直線管断熱体の等級は、Ａ１Ｌ〜ＦＬの範囲に入る。前記ＦＬを超える等級で、等級がＡ１Ｌに近づくことは、耐火性能が高くなること（改善されること）に相当する。ＦＬの等級は、ＥＮ  ＩＳＯ  １１９２５−２試験によるクラスＥ格付けに不合格であることに相当する。ＥＬの等級は、ＥＮ  ＩＳＯ１１９２５−２試験の合格に相当するが、このような等級では、多くの用途でまだ不十分である。ＤＬ、ＣＬまたはＢＬの等級を達成するためには、パイプ断熱体は、ＥＮ  ＩＳＯ１１９２５−２およびＥＮ１３８２３の両方の試験に合格する必要がある。
【０００４】
垂直方向の直線管用の熱可塑性ポリマー発泡体ベース断熱システムは、ＥＮ１３５０１−１等級格付けで苦戦中であり、特に、ＤＬ以上、とりわけ、ＣＬ以上の等級の獲得に苦戦を強いられている。従って、好適な断熱直線管、特に、垂直方向パイプであり、この新規ヨーロッパ火炎試験規格に基づいて、現在の熱可塑性ポリマー発泡体ベースパイプ断熱体よりも性能を改善できる断熱システムを開発する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、断熱体用ヨーロッパＥＮ１３５０１−１等級に準拠して、現在の熱可塑性ポリマー発泡体ベース断熱体よりも改善された性能を有する熱可塑性ポリマー発泡体ベース直線管用断熱システムを提供する。本発明の実施形態では、４０ミリメートル以上の厚さの熱可塑性ポリマー発泡体でヨーロッパＥＮ１３５０１−１規格によるＣＬ以上の等級を達成できる。本発明の実施形態では、５０ミリメートル以上の厚さの熱可塑性ポリマー発泡体でヨーロッパＥＮ１３５０１−１規格によるＤＬ以上の等級を達成できる。
【０００６】
新規防火性能分類による性能の改善には、断熱システムのそれぞれの個別要素の難燃特性を最適化すること以上のことが必要となった。むしろ、本発明は、熱可塑性ポリマー発泡体を含むパイプ断熱システムが全体として火炎試験でどのような挙動をするかを分析し、その後、断熱システム全体に対しシステム変更設計を行った結果である。理論に拘泥する意図はないが、本発明は、熱可塑性ポリマーが溶融して通路が形成され（煙突効果）、その通路を通って火炎と熱が移動でき、ポリマー発泡体の分解を加速するために、熱可塑性発泡構造体がＥＮ１３８２３試験条件下で期待されるより早く崩壊する可能性があるという懸念に対処する。熱可塑性ポリマー発泡体を火炎源からより厳重に封鎖することのみの試みは、発泡体と共に熱を閉じ込め、発泡体の溶融と煙突効果を加速することにより、逆効果を招くことがわかった。
【０００７】
本発明は、煙突効果を生じる通路を形成する溶融熱可塑性ポリマー発泡断熱体流を制限するように特に設計された断熱システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様では、本発明は、パイプの一部に対する断熱体として機能するパイプ断熱システムであり、システムは、（ａ）パイプの周りで円周方向に適合する熱可塑性ポリマー発泡体の部分であって、それぞれ、パイプの全長より短い間隔をパイプの一部に沿って長手方向に伸びる部分、（ｂ）パイプの一部の周りで円周方向に適合し、いずれかの隣接する熱可塑性発泡体の部分に当接する溶融物バリヤ材のリングであって、溶融物バリヤ材が８００℃以上の溶融温度を有するか、または溶融ではなく分解するリング、（ｃ）熱可塑性ポリマー発泡体の部分および溶融物バリヤ材のリングの周りで、断熱システムにより覆われたパイプの長手に沿って伸びるメッシュであって、間隙を介して配置されてメッシュ部材間の間隔を画定するメッシュ部材を含み、間隔が１０平方ミリメートル以上で２００平方ミリメートル以下の平均サイズを有し、メッシュ部材が８００℃以上の溶融温度を有するか、または溶融物を残留させるのではなく分解する物質から作られるメッシュ、（ｄ）熱可塑性ポリマー発泡体、溶融物バリヤ材およびメッシュを囲む金属被覆、および（ｅ）金属被覆の周りで円周方向に適合し、回りにパイプ断熱体を有する長尺パイプに対しパイプ断熱システムを保持する支持バンドを含み、溶融物バリヤ材のリングが非水平方向パイプの頂部および底部、ならびに、パイプの一部に沿った熱可塑性ポリマー発泡体部分の間に存在し、それにより、少なくとも溶融物バリヤ材のリングの一部がパイプの一部の長さに沿った任意の２５０センチメートル毎の距離内に存在する。
【０００９】
本発明は断熱パイプ、特に、垂直方向パイプに有用である。本発明は、断熱パイプ、さらには垂直方向パイプに特に望ましく、また同時に、現在既知の熱可塑性ポリマー発泡体ベースパイプ断熱システムより高いＥＮ１３５０１−１等級を達成する。本発明は、４０ミリメートル以上の厚さの熱可塑性ポリマー発泡体を使って、ヨーロッパＥＮ１３５０１−１規格によるＣＬ以上の等級を達成できる直線管断熱体を得るのに有用である。また、本発明は、５０ミリメートル以上の厚さの熱可塑性ポリマー発泡体を使って、ＥＮ１３５０１−１によるＤＬ以上の等級を達成できる直線管断熱体を得るのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１ａ】図１ａは、垂直なパイプの一部に適用した本発明の実施形態をパイプの頂部から見た図である。
【図１ｂ】図１ｂは、図１ａのパイプおよびパイプ断熱システムの断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
試験方法番号と共に日付が示されていない場合、試験方法はこの文書の優先日付時点の最新のものである。試験方法への言及は、試験協会および試験方法番号の両方を含む。本明細書では次の試験方法での省略と識別名を使用する。ＡＳＴＭ：米国材料試験協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）；ＥＮ：欧州規格（Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｎｏｒｍ）；ＤＩＮ：ドイツ工業規格（Ｄｅｕｔｓｃｈｅｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔ  ｆｕｒ  Ｎｏｒｍｕｎｇ）；およびＩＳＯ：国際標準化機構（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）。
【００１２】
「複数の」は、２つ以上を意味する。「および／または」は、「および、または別の方法として」を意味する。特に指示がない限り、すべての範囲は端点を含む。    
【００１３】
特に指示がない限り、「ポリマー」は、ホモポリマーおよび共重合体の両方を意味する。特に指示がない限り、「共重合体」は、ブロック共重合体、グラフト共重合体、交互共重合体およびランダム共重合体を含む。
【００１４】
「垂直の」は、言及される物品の部位で地球の重力場に平行に位置合わせした状態を意味する。「水平の」は、言及される物品の部位で地球の重力場に垂直に位置合わせした状態を意味する。「垂直に配列された」および「非水平の」は、同義で、垂直成分、好ましくは、完全な垂直方位を意味する。例えば、完全に水平ではないものは、垂直方向を向いている。
【００１５】
「頂部」は、垂直方向の物品の最も高い（地球の中心から最も離れた）部分で、通常、最も高い物品の表面を意味する。「底部」は、物品の、通常、最も低い表面を意味する。ここで、最も低いは、地球の中心に最も近いことを意味する。
【００１６】
本発明は、熱可塑性ポリマー発泡体の部分を含む。熱可塑性ポリマー発泡体は、複数の気泡（ｃｅｌｌ）または空隙を画定する熱可塑性ポリマー連続相マトリックスを含む。ポリマー発泡体は、連続気泡発泡体であっても、独立気泡発泡体であってもよい。連続気泡発泡体は、３０パーセント（％）以上の連続気泡含量を有し、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、９０％以上、９５％以上の連続気泡含量であってもよく、さらに、１００％の連続気泡含量であってもよい。独立気泡発泡体は、３０％以下の連続気泡含量を有し、２０％以下、１０％以下、５％以下の連続気泡含量であってもよく、さらに、ゼロパーセントの連続気泡含量であってもよい。米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）の方法Ｄ６２２６−０５に準拠してパーセント連続気泡含量が決定される。熱可塑性ポリマー発泡体は、より高い断熱性となるように、独立気泡発泡体であるのが望ましい。熱可塑性ポリマー発泡体は、２５キログラム／立方メートル（ｋｇ／ｍ３）以上、好ましくは、３０ｋｇ／ｍ３以上、およびより好ましくは、３５ｋｇ／ｍ３以上、の密度を有し、さらに、同時に、８０ｋｇ／ｍ３以下の密度を有することが望ましく、また、５０ｋｇ／ｍ３以下、および、さらには、４０ｋｇ／ｍ３以下の密度であってもよい。断熱値を最大にする一方で溶融に使われるポリマーを最小限にするために、より肉厚の熱可塑性ポリマー発泡体に対しては、より低い密度が特に望ましい。熱可塑性ポリマー発泡体密度は、ＡＳＴＭ  Ｄ１６２２−０８に準拠して測定される。
【００１７】
熱可塑性ポリマー発泡体の連続相マトリックスを形成可能な適切な熱可塑性ポリマーには、２種以上の熱可塑性ポリマーの内のいずれか１種または任意の組み合わせが含まれる。オレフィン系ポリマー、オレフィン系およびアルケニル芳香族成分の両方を含むアルケニル芳香族ホモポリマーおよび共重合体が好適する。適切なオレフィン系ポリマーの例には、エチレンおよびプロピレンのホモポリマーおよび共重合体が含まれる。    
【００１８】
望ましくは、フォームコアは、１種または２種以上のアルケニル芳香族ポリマーを含むか、またはそれから構成されるポリマーマトリックスを有する高分子フォームコアである。アルケニル芳香族ポリマーは、ポリマー構造に重合されたアルケニル芳香族モノマーを含むポリマーである。アルケニル芳香族ポリマーは、ホモポリマーでも、共重合体でも、ホモポリマーと共重合体のブレンドであってもよい。アルケニル芳香族共重合体は、ランダム共重合体でも、交互共重合体でも、ブロック共重合体でも、これらの任意の組み合わせであってもよく、また、直鎖でも、分岐でも、これらの混合物であってもよい。
【００１９】
スチレン系ポリマーは、アルケニル芳香族ポリマーであるのが特に望ましい。スチレン系ポリマーは、ポリマー骨格へと重合されたスチレンモノマーを有し、スチレンホモポリマー、共重合体およびこれらのブレンドを含む。
【００２０】
本発明に適するスチレン系共重合体の例には、スチレンと１種または複数種の次記の化合物との共重合体が含まれる：アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、アクリロニトリル、マレイン酸無水物、メチルアクリラート、エチルアクリラート、イソブチルアクリラート、ｎ−ブチルアクリラート、メチルメタクリラート、酢酸ビニルおよびブタジエン。
【００２１】
スチレン−アクリロニトリル共重合体（ＳＡＮ）は、本発明での使用に特に望ましいアルケニル芳香族ポリマーである。理由は、製造の容易さと、モノマー入手可能性にある。ＳＡＮ共重合体は、ブロック共重合体であっても、またはランダム共重合体であってもよく、また、直鎖でも、分岐であってもよい。ＳＡＮは、ポリスチレンホモポリマーより高い熱変形温度を有し、この結果、ポリスチレンホモポリマー発泡体より高い使用温度を有する発泡体が得られる。このプロセスの望ましい実施形態は、ＳＡＮを含む、というよりさらに適切に言えば、ＳＡＮから構成されるポリマー組成物を採用する。１種または複数種のアルケニル芳香族ポリマー、というよりさらに適切に言えば、ポリマー組成物それ自体が、ＳＡＮとポリスチレンホモポリマーなどの別のポリマーとのポリマーブレンドを含むか、またはそれらから構成できる。
【００２２】
ポリマー組成物がＳＡＮのみを含むか、または、ＳＡＮと他のポリマーを一緒に含むかのいずれにしても、ＳＡＮのアクリロニトリル（ＡＮ）成分は、望ましくは、熱可塑性ポリマーマトリックス中に、全熱可塑性ポリマーの重量をベースにして、１重量パーセント（ｗｔ％）以上、好ましくは、５ｗｔ％以上、より好ましくは、１０ｗｔ％以上の濃度で存在する。ＳＡＮのＡＮ成分は、望ましくは、熱可塑性ポリマーマトリックス中に、全熱可塑性ポリマーの重量をベースにして、５０ｗｔ％以下、典型的な例では、３０ｗｔ％以下の濃度で存在する。  
【００２３】
本発明の最も広い範囲では、熱可塑性ポリマー発泡体は、押出および膨張発泡体の両方を含むいずれのタイプの熱可塑性ポリマー発泡体であってもよいが、押出発泡体が最も望ましい。膨張ポリスチレン（ＥＰＳ）発泡体などの膨張発泡体は、ビーズまたはストランドなどの膨張可能な発泡体の複数の発泡体要素を含み、これらは、通常、拘束体内で（例えば、型内、または拘束板の間で）膨張させられて、膨張している発泡構造体が一体化されるように力を受け、それにより、それらが相互に融着して複合発泡体構造を形成する。膨張発泡体は、ポリマー発泡体全体に伸び、発泡体気泡群を取り囲むポリマーの表皮を有することを特徴とする。これらの表皮は、生ずる発泡複合体の膨張と成形の間に接触し、一緒に融着する膨張している発泡体要素の表面に相当する。ポリマーの表皮は、平均的気泡壁または生じた平均的発泡体構造よりも大きい密度および／または厚さを有する。膨張ビーズ発泡体およびストランド発泡体は、２種のタイプの膨張ポリマー発泡体である。膨張ビーズ発泡体は、膨張して一緒に融着し、個別ビーズの表面に対応するポリマー表皮の殻内に閉じ込められてグループ分けされた気泡を有する発泡体構造を形成する複数の発泡体ビーズを含む。ストランド発泡体は、膨張するポリマー発泡体の複数のストランドを含み、相互に接触して一緒に融着し、通常、生じた発泡体の１区間中に伸びるポリマー表皮内含有単位でグループ分けされた気泡を有する発泡体構造を生ずる。
【００２４】
膨張ポリマー発泡体とは対照的に、押出ポリスチレン（ＸＰＳ）発泡体などの押出ポリマー発泡体は、ポリマーの単一膨張塊を押出して、膨張させ、平均気泡壁または発泡体密度より大きい密度または厚さを有し、ポリマー発泡体全体に伸びて気泡群を閉じ込めるポリマー表皮ネットワークを有さないポリマー発泡体を形成することにより作られる。押出ポリマー発泡体は、複数の膨張発泡体塊を一緒に融着することによる帰結ではなく、単一ポリマー塊から膨張させる。それぞれの膨張塊は、その周辺に相対的に厚いまたは高い密度表皮を有する。従って、膨張ポリマー発泡体は、発泡体全体にわたりこの表皮のネットワークを有するが、一方、押出ポリマー発泡体は、その外表面の回りのみにこのような表皮を有する。
【００２５】
本発明の熱可塑性ポリマー発泡体としては、押出ポリマー発泡体がより望ましい。押出ポリマー発泡体は、膨張ポリマー発泡体より良い断熱材となり、また、より高い耐湿性である傾向がある。比較的高い密度のポリマー表皮のネットワークは、ポリマー発泡体全体にわたり熱短絡を生ずる場合があり、これは、押出発泡体では起こらない。湿気が膨張発泡体全体にネットワークを形成する融着表皮に沿って空隙を通り抜けて、望ましくない断熱の低下および湿気に関連する他の問題の両方を生ずる場合もある。望ましくは、熱可塑性ポリマー発泡体は、独立気泡押出ポリスチレン発泡体である。
【００２６】
熱可塑性ポリマー発泡体は、熱可塑性ポリマー発泡体のポリマーマトリックス中に分散する添加物を含んでもよい。適切な添加物の例には、次記の内の２種以上のいずれか１種または任意の組み合わせが含まれる：難燃成分（例えば、臭素化ポリマー、非高分子臭素化化合物、リン成分、および塩素化化合物）、赤外線減衰剤（例えば、黒鉛、カーボンブラック、二酸化チタン、アルミナベーマイト、および金属フレーク）、加工助剤、着色剤および顔料。
【００２７】
熱可塑性ポリマー発泡体の部分は、本発明のシステムのパイプ断熱体が断熱しているパイプの一部の周りで円周方向に適合し、それぞれの部分は、パイプに沿って長手方向に伸びる。部分は、パイプに沿って長手方向に伸びる熱可塑性ポリマー発泡体の一部を意味する。パイプの一部の周りで円周方向に適合は、パイプの一部に沿って長手方向に伸びると同時に、パイプの長さ寸法に垂直な平面内でパイプの周りに、好ましくは、パイプの周りに完全に巻き付けることを意味する。長さは、物品の最大寸法に相当し、また、パイプに関しては、何かがパイプ中を取って流れることができる方向に相当する。熱可塑性ポリマー発泡体の部分は、適合してパイプの一部の周りで円周方向に一緒に巻き付けられる熱可塑性発泡体の２個以上の小片を含んでもよい。
【００２８】
熱可塑性ポリマー発泡体の部分は、パイプに沿ってパイプの全長より短い距離にわたり伸びる。本パイプ断熱システムは、パイプの一部の周りで円周方向に適合し、パイプの一部の非水平部分の頂部と底部末端およびパイプの一部に沿った熱可塑性ポリマー発泡体の部分の間に配置される溶融物バリヤ材のリングをさらに含む。溶融物バリヤ材のリング間の間隔は、少なくとも溶融物バリヤ材のリングの部分が、パイプの一部の長さに沿って、任意の２５０センチメートルの距離以内、好ましくは、任意の１００センチメートルの距離以内、およびより好ましくは、任意の５０センチメートルの距離以内に存在するような間隔である。溶融物バリヤ材のリングは、パイプの一部に沿ったいずれかの隣接する熱可塑性発泡体の部分に当接する。溶融物バリヤ材のリングは、隣接する熱可塑性発泡体の部分に接着されても、または接着されずに隣接する熱可塑性発泡体の部分とは独立していてもよい。
【００２９】
溶融物バリヤ材のリングは、望ましくは、パイプの一部の長さ寸法に沿って、少なくとも１０ミリメートル、好ましくは、２０ミリメートル以上伸び、また、３０ミリメートル以上、４０ミリメートル以上、さらには、５０ミリメートル以上伸びてもよく、また同時に、通常、３００ミリメートル以下伸び、また、２００ミリメートル以下、１００ミリメートル以下、８０ミリメートル以下、５０ミリメートル以下、さらには、３０ミリメートル以下伸びてもよい。
【００３０】
本発明により断熱されるパイプの一部が火炎にさらされる場合、本発明では、溶融物バリヤ材のリングは少なくとも次の機能を果たす：（１）溶融熱可塑性ポリマー発泡体の非水平パイプの一部の底部に向かう自由流を防ぐ、（２）火炎にさらされた場合に火炎が非水平パイプの一部の頂部に向かって自由に燃え上がる間の煙突効果を抑制する。および（３）火災の間に熱可塑性ポリマー発泡体要素が溶融した場合でも、支持バンドと共同して、溶融物バリヤのリングがパイプ断熱システムを所定位置で保持する。従って、溶融物バリヤ材は、火炎にさらされた場合、熱可塑性発泡体よりも長時間、システム中で無傷のままで残るのが望ましい。溶融物バリヤ材が火炎への全暴露期間中、少なくともＥＮ１３５０１−１等級で指定された試験方法の間、無傷のまま残るのが好ましい。この点に関しては、溶融物バリヤ材は、溶融ではなく分解するか、または、８００セ氏温度（℃）以上、好ましくは、１０００℃以上の溶融温度を有する。
【００３１】
本発明の最も広い範囲では、溶融物バリヤ材は、例えば、ポリマー、金属または鉱物から選択される材料のいずれか、またはこれらの組み合わせから作ることができる。同時に、溶融物バリヤ材は、固形物、繊維状または多孔性であってもよい。例えば、溶融物バリヤ材は、ポリマー、金属、鉱物またはこれらのいずれかの組み合わせから作られる発泡体（すなわち、内部で複数の気泡を画定する材料の連続マトリックスを有する多孔性構造）であってよい。断熱システムの重量を最小限にするために、およびシステムの耐熱性を高めるために、溶融物バリヤ材は、発泡体であることが望ましい。特に、溶融物バリヤ材は、望ましくは、熱伝導性材料の発泡体材料、例えば、高分子発泡体，発泡ガラス，発泡ケイ酸塩またはエアロゲルである。例えば、溶融物バリヤ材は、望ましくは、ポリイソシアヌラートなどの高分子発泡体である。望ましくは、溶融物バリヤ材は、溶融物バリヤ材の断熱特性を最適化するためにＡＳＴＭ  Ｄ６２２６−０５で測定して３０パーセント未満の連続気泡含量のポリイソシアヌラート発泡体などの高分子発泡体である。また、発泡ガラスは、特に適する溶融物バリヤ材である。パイプ断熱システムの重量を最小限に維持するために、溶融物バリヤ材は、５００キログラム／立方メートル（ｋｇ／ｍ３）以下、好ましくは、２５０ｋｇ／ｍ３以下、より好ましくは、１８０ｋｇ／ｍ３以下の密度であるのが望ましく、また、１２０ｋｇ／ｍ３以下、１００ｋｇ／ｍ３以下、８０ｋｇ／ｍ３以下、さらには、５０ｋｇ／ｍ３以下の密度であってもよい。同時に、溶融物バリヤ材は、望ましくは、３０ｋｇ／ｍ３以上、より望ましくは、３５ｋｇ／ｍ３以上の密度であり、また、火炎にさらされた場合の構造的健全性を最適化するために、４０ｋｇ／ｍ３以上、８０ｋｇ／ｍ３以上、さらには、１００ｋｇ／ｍ３以上の密度であってもよい。発泡体密度は、ＡＳＴＭ  Ｄ１６２２−０８に準拠して測定される。
【００３２】
熱可塑性ポリマー発泡体および溶融物バリヤ材のリングは、同じ厚さでも、異なる厚さでもよい。「厚さ」は、長さに垂直方向で、パイプの一部から半径方向に伸びる寸法を意味する。熱可塑性ポリマーおよび溶融物バリヤ材のリングは、同じ厚さでもよい。しかし、熱可塑性ポリマーおよび溶融物バリヤ材のリングは、異なる厚さでもよい。さらに、異なる溶融物バリヤ材のリングが、相互に異なる厚さであってもよい。例えば、溶融物バリヤ材のリング、または一連の溶融物バリヤ材のリングが、熱可塑性ポリマー発泡体より大きい厚さであっても、または、それより薄い厚さであってもよい。
【００３３】
熱可塑性ポリマー発泡体および溶融物バリヤ材のリングは、独立に、（熱可塑性ポリマー発泡体、溶融物バリヤ材のリングまたは熱可塑性ポリマー発泡体および１種または複数種またはすべての溶融物バリヤ材のリングの内のいずれかの選択を意味する）５ミリメートル以上、１０ミリメートル以上、２０ミリメートル以上、２５ミリメートル以上、３０ミリメートル以上、４０ミリメートル以上、５０ミリメートル以上、６０ミリメートル以上、７０ミリメートル以上の、また、さらには、７５ミリメートル以上の厚さであってよい。同時に、熱可塑性ポリマー発泡体および溶融物バリヤ材の厚さは、通常、５０センチメートル以下であり、また、３０センチメートル以下、１０センチメートル以下、８０ミリメートル以下、７５ミリメートル以下、さらには、５０ミリメートル以下であってもよい。熱可塑性ポリマー発泡体の厚さを大きくすると、発泡体を通る熱伝導が減少する方向になる。溶融物バリヤ材の厚さを大きくすると、パイプの一部に沿って、溶融熱可塑性ポリマー発泡体が下方へ流出し、火炎が上昇することに対するより大きなバリヤを形成する。
【００３４】
パイプ断熱システムは、熱可塑性ポリマー発泡体の部分の間に、ゴム類似の材料または繊維強化ポリエステルおよび／またはエポキシ化合物を含まなくてもよい。パイプ断熱システムは、ゴム類似の材料または繊維強化ポリエステルおよび／またはエポキシ化合物を完全に含まなくてもよい。
【００３５】
本発明のパイプ断熱システムは、熱可塑性ポリマー発泡体の部分および溶融物バリヤ材のリングの回りで、断熱システムにより覆われるパイプに一部に沿って伸びるメッシュをさらに含む。メッシュは、例えば、織物または不織布タイプの材料であってもよい。メッシュは、熱可塑性ポリマー発泡体の部分および溶融物バリヤ材の回りに巻き付けられ、その結果、パイプ断熱システムがパイプの一部を断熱する場合、熱可塑性ポリマー発泡体および溶融物バリヤ材は、メッシュとパイプの一部との間に存在する。メッシュは、熱と火炎にさらされる場合、熱可塑性ポリマー発泡体および溶融物バリヤ材を所定位置で保持するのを支援する役割を果たす。
【００３６】
メッシュは、メッシュ部材を含み、メッシュ部材は、メッシュ部材間の間隔を画定するために間隙を介して配置される。メッシュ部材間の間隔は、重要である。理由は、間隔が小さすぎると、メッシュが、熱可塑性ポリマー発泡体に対する熱を捕捉し、熱可塑性ポリマー発泡体の溶融を加速すると思われるからである。メッシュ部材間の間隔が広すぎると、溶融熱可塑性ポリマー発泡体がメッシュを通って自由に流出するであろう。メッシュ部材間の間隔は、１０平方ミリメートル（ｓｑ  ｍｍ）以上の平均サイズであり、また、１０ｓｑ  ｍｍ以上、２０ｓｑ  ｍｍ以上、３０ｓｑ  ｍｍ以上、５０ｓｑ  ｍｍ以上、７５ｓｑ  ｍｍ以上、１００ｓｑ  ｍｍ以上、さらには、１５０ｓｑ  ｍｍ以上の平均サイズであってもよい。同時に、メッシュ部材間の間隔は、２００ｓｑ  ｍｍ以下の平均サイズであり、また、１７５ｓｑ  ｍｍ以下、１５０ｓｑ  ｍｍ以下、１２５ｓｑ  ｍｍ以下、さらには、１００ｓｑ  ｍｍ以下の平均サイズであってもよい。
【００３７】
メッシュ部材は、溶融ではなく分解する材料、または８００℃以上、好ましくは、１０００℃以上の溶融温度を有する材料から作られる。適切なメッシュ部材の材料には、例えば、ガラス、ガラス繊維、鉱物繊維、金属繊維、およびアラミド繊維が含まれる。
【００３８】
金属被覆は、熱可塑性ポリマー発泡体、溶融物バリヤ材およびメッシュを囲む。金属被覆は、望ましくは、アルミニウムから作られる。厚さ（周囲にパイプ断熱体が存在するパイプの一部に対して半径方向で測定して）は、望ましくは、１０マイクロメートル以上、好ましくは、２０マイクロメートル以上であり、また、３０マイクロメートル以上、４０マイクロメートル以上、５０マイクロメートル以上、７５マイクロメートル以上、さらには、１００マイクロメートル以上であってもよい。同時に、金属被覆の厚さは、通常、１０００マイクロメートル以下であり、また、５００マイクロメートル以下、さらには、１００マイクロメートル以下であってもよい。
【００３９】
金属被覆は、例えば、メッシュおよび熱可塑性ポリマー発泡体の周りに巻き付けられるチューブまたはシートの形であってもよい。金属被覆がメッシュおよび熱可塑性ポリマー発泡体の周りに巻き付けられるシートの形状である場合、金属被覆がそれ自体で重なり合うか、それ自体で機械的に連結し合うか、またはそれ自体で重なり合い、かつ機械的に連結し合って、金属被覆の内側の熱可塑性ポリマー発泡体が溶けてなくなった場合でも、金属被覆を所定位置に確実に残すのが好ましい。金属被覆がそれ自体で重なり合う場合、望ましくは、メッシュおよび周りの熱可塑性ポリマー発泡体の周囲長の２５％程度以上、好ましくは、メッシュおよび周りの熱可塑性ポリマー発泡体の周囲長の５０％以上重なり合う。接着剤を使って、またはそれ自体との機械的連結により、または接着剤と機械的連結の両方を使って重なり合う金属被覆がそれ自体に固定されるのがさらに望ましい。また、パイプ断熱システムの全長より短い長さ伸びる金属被覆の一部は、隣接する金属被覆の一部と重なり合うか、機械的に連結されるか、または重なり合い、かつ機械的に連結されるのが望ましい。金属被覆の重なり合う一部は、望ましくは、相互に接着されるか、機械的に相互に連結されるか、または相互に接着され、かつ機械的に連結される。金属被覆をそれ自体に固定するための適切な接着剤には、エポキシ接着剤、アクリル接着剤およびポリウレタン接着剤が含まれる。
【００４０】
任意選択で、エポキシ接着剤、また、さらには、１層のエポキシコーティングがメッシュと熱可塑性ポリマー発泡体の部分との間に存在してもよい。あるいは、さらに、エポキシ接着剤またはさらには、１層のエポキシコーティングが金属被覆とメッシュとの間に存在してもよい。エポキシ接着剤およびコーティングは、本パイプ断熱体の要素を一緒に接着するのに有用な場合がある。
【００４１】
任意選択で、記載の金属被覆は、また、メッシュ部材と熱可塑性ポリマー発泡体との間の熱可塑性ポリマー発泡体の回りに存在してもよい。このような配置は、メッシュ部材を２つの金属被覆層の間に挟み込む。両方の金属被覆層は本明細書記載の通りであるが、２つの金属被覆層は、相互に異なっても、または同じでもよい。すなわち、金属被覆層は、例えば、金属組成、厚さ、または金属組成と厚さの両方で異なってもよい。メッシュと高分子発泡体との間の金属被覆は、望ましくは、熱可塑性ポリマー発泡体、溶融物バリヤ材およびメッシュを取り囲む金属被覆と同じ厚さであるか、または、より望ましくは、それらより厚い。
【００４２】
本発明のパイプ断熱システムの周りの支持バンドは、パイプ断熱システムを、回りにパイプ断熱システムを有するパイプに保持する。支持バンドは、パイプ断熱システムの金属被覆の周りで円周方向に適合し、パイプ断熱システムを、回りにパイプ断熱システムを有するパイプの一部に対して締め付けるか、または圧迫する。支持バンドと、回りにパイプ断熱システムを有するパイプの一部との間で、溶融物バリヤ材のリングを含むパイプ断熱システムの回りに伸びるように支持バンドを配置するのが望ましい。このような配置では、熱または火炎にさらされた場合でも、溶融物バリヤ材のリングは、パイプ断熱システムの堅固で安定な要素として機能し、熱可塑性ポリマー発泡体の部分が溶融したとしても、支持バンドがパイプ断熱システムを所定位置に保持するのを可能とする。
【００４３】
支持バンドは金属であるのが望ましいが、８００℃以上の溶融温度を有するか、または溶融ではなく分解する任意の材料から作ることができる。適切な支持バンド材料の例には、鋼、アルミニウムおよびガラス強化プラスチックバンドが含まれる。各溶融物バリヤ材のリング位置でパイプ断熱システムの残りの部分の回りに支持バンドを備え、その結果、溶融物バリヤ材のリングの各位置に、周りにパイプ断熱システムを有するパイプに対しパイプ断熱システムを締め付ける支持バンドが存在するのが望ましい。
【００４４】
図１ａおよび１ｂは、パイプの一部に適用された本発明の実施形態を示す図である（正確な縮尺ではない）。図１ａは、垂直のパイプに適用された本発明を頂部から見下ろした真正面図である。図１ｂは、図１ａに示す視線Ａに沿った断面側面図である。
【００４５】
図１ａおよび１ｂは、２２ミリメートルの直径のパイプ１の周りに配置されているパイプ断熱システム１０の形状の実施例１を示す。パイプ断熱システム１０は、パイプ１に沿って９５０ミリメートル長手方向に伸びる押出ポリスチレン発泡体２０の部分（溶融物バリヤ材のリング３０ａが図１ａでの目視を妨げているので、図１ｂでのみ見ることができる）を含む。押出ポリスチレン発泡体２０は、約３５ｋｇ／ｍ３の密度、５％未満の連続気泡含量を有する（例えば、ＳＴＹＲＯＦＯＡＭ（商標）ＦＢ−Ｘ銘柄の押出ポリスチレン発泡体。ＳＴＹＲＯＦＯＡＭは、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙの商標である）。溶融物バリヤ材のリング３０ａは、パイプ断熱システム１０の頂部に存在する。溶融物バリヤ材のリング３０ｂは、パイプ断熱システム１０の底部に存在する。溶融物バリヤ材のリング３０は、パイプの一部１の距離に沿って９５０ミリメートルの間隔で存在する。溶融物バリヤ材のリング３０ａ、３０ｂ、および３０は、それぞれ、５０ミリメートルの高さである（すなわち、パイプ１の長さ寸法に沿って５０ミリメートル伸びる）。溶融物バリヤ材のリングは、すべて、約３５ｋｇ／ｍ３の密度の独立気泡ポリイソシアヌラート発泡体である（例えば、ＴＡＲＥＣＰＩＲ（商標）銘柄の断熱体。ＴＡＲＥＣＰＩＲは、Ｋｉｎｓｐａｎｄ  Ｔａｒｅｃの商標である）。メッシュ４０は、パイプ断熱システムの長さに伸び、ポリスチレン発泡体２０の部分および溶融物バリヤ材のリング３０ａ、３０ｂ、および３０の周りに巻き付けられる。メッシュ４０は、２５平方ミリメートルの繊維間の間隔を有するガラス繊維である。エポキシ接着剤（図示せず）は、メッシュ４０と押出ポリスチレン発泡体２０との間に存在する。アルミニウム箔５０は、パイプ断熱システム１０の残り部分の回りに巻き付けられ、パイプの一部１に沿って長手方向に伸びる。アルミニウム箔５０は、パイプの一部１に対し半径方向に測定して４０〜７５マイクロメートル（理想的には、約７０マイクロメートル）の厚さを有する。支持バンド６０は、パイプ断熱システムの残り部分の回りに伸び、溶融物バリヤ材のリング３０の周りに配置される。
【００４６】
類似のシステムの試験に基づくと、パイプ断熱システム１０は、ＥＮ１３５０１−１等級格付けのクラスＤＬ格付け以上を達成することが期待される。
【００４７】
追加の実施例である本発明のパイプ断熱システムの実施例２は、図１ａおよび１ｂに示す実施例と類似であるが、以下の変更を行っている：
（ａ）メッシュ材料４０と熱可塑性ポリマー発泡体２０との間に、第２の金属バリヤ材（３０〜５０マイクロメートル厚さ、好ましくは、約５０マイクロメートル厚さのアルミニウム箔）が存在し、その結果、メッシュ４０が第２の金属バリヤ材と金属バリヤ材５０との間に挟まれる；
（ｂ）（金属バリヤ材の）アルミニウム箔５０は、３０〜５０マイクロメートル（理想的には、約５０マイクロメートル）厚さである；
（ｃ）溶融物バリヤ材のリング３０ａ、３０ｂおよび３０は、１２０ｋｇ／ｍ３の密度の発泡ガラスである；および
（ｄ）熱可塑性ポリマー発泡体２０ならびに溶融物バリヤ材のリング３０、３０ａおよび３０ｂの厚さは、すべて同時に、２５〜３０ミリメートル、４０ミリメートル、または５０ミリメートルである。
【００４８】
２５〜３０ミリメートルの厚さのこの追加の実施例は、ＥＮ１３５０１−１のＣＬ等級を達成する。また、３３ｋｇ／ｍ３以下の密度の熱可塑性ポリマー発泡体を使うことにより、ＢＬ等級を達成することが期待される。熱可塑性ポリマー発泡体および溶融物バリヤ材のリングの厚さがすべて４０ミリメートルまたは５０ミリメートルの場合、この追加の実施例は、ＤＬ等級を達成する。また、３３ｋｇ／ｍ３以下の密度の熱可塑性ポリマー発泡体の使用により、ＣＬ等級を達成することが期待される。
【００４９】
参考用の比較例Ａは、実施例２に類似であるが、押出ポリスチレン発泡体が３５ｋｇ／ｍ３の密度のＳＴＹＲＯＦＯＡＭ（商標）ＦＢ−Ｘ銘柄の押出ポリスチレン発泡体で、４０ミリメートルの厚さであることが異なる。比較例Ａのパイプ断熱システムには、溶融物バリヤリングが存在せず、アルミニウム箔／メッシュ／アルミニウム箔蒸気バリヤ包装材中の押出ポリスチレン発泡体のみが存在する。比較例Ａの燃焼特性は、次の結果である：ＦＩＧＲＡ  ０．４ＭＪ：２８５．２０ワット／秒、ＴＨＲ６００：２８．８０メガジュール、ＳＭＯＧＲＡ：１５６．６０平方メートル／秒／秒、およびＳＰＲ６００：１９７０平方メートル。実施例３の結果は、ＥＮ１３５０１−１によるＳＢＩ等級：ＤＬ  ｓ３  ｄ０であった。
【００５０】
実施例３は、実施例２に類似であるが、以下の点を変更している：パイプ断熱システム１０が１５００ミリメートル（ｍｍ）の長さである。押出ポリスチレン発泡体（ＳＴＹＲＯＦＯＡＭ  ＩＢＴＲＢＥＸ銘柄の押出ポリスチレン発泡体）は、３３ｋｇ／ｍ３の密度で、５０ｍｍの厚さである。各溶融物バリヤ材のリング（３０、３０ａおよび３０ｂ）は、１００ｍｍの高さで５０ｍｍの厚さある。高さは、パイプ１に沿って測定され、厚さは、パイプの半径寸法で測定される。溶融物バリヤ材は、１２０ｋｇ／ｍ３の密度の発泡ガラス（ＦＯＡＭＧＬＡＳ（商標）Ｔ４。ＦＯＡＭＧＬＡＳは、Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ  ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの商標である）である。溶融物バリヤ材のリング間の間隔は、溶融物バリヤ材のリングの中心間で測定して４５０ｍｍである。ＥＮ１３８２３燃焼特性試験では、実施例３は、次の特性を有する：ＦＩＧＲＡ  ０．４ＭＪ：１０３．３０ワット／秒、ＴＨＲ６００：１１．９０メガジュール、ＳＭＯＧＲＡ：６８．０平方メートル／秒／秒、およびＳＰＲ６００：６６８．４平方メートル。実施例３の結果は、ＥＮ１３５０１−１のＳＢＩ等級：ＣＬ  ｓ２  ｄ０を達成する。
【００５１】
比較例Ａと比較すると、実施例３は、本発明のパイプ断熱システム中の溶融物バリヤ材リングの存在に起因して、ＥＮ１３５０１−１等級の極めて大きい改善を示す。
【図１ａ】
2015528086.tif 000003
【図１ｂ】
2015528086.tif 000004
【国際調査報告】
2015528086.tif 000005
2015528086.tif 000006