Delft University of Technolog)'
Ship H y d r o m e c h a n i c s L a b o r a t o r yLibrary
M e k e l w e g 2, 2628 C D D e l f t T h e N e t h e r l a n d s Phone: +31 15 2786873 - Fax: +31 15 2781836I N T E R N A T I O N A L S H I P S T R U C T U R E S C O N G R E S S
Part I
THE PRESENT STATE OF AFFAIRS WITH RESPECT
TO PLASTICS IN SHIPBUILDING IN JAPAN
R E P O R T
BY PROF. DR. MASAO YOSHIKI
Part II
THE USE OF PLASTIC MATERIALS IN SHIP STRUCTURES
R E P O R T SR 63/10 OF LLOYDS REGISTER OF SHIPPING BY J. B. DAVIES B.Sc.
The memhers o f C o m m i t t e e 8c on S y n t h e t i c M a t e r i a l s , P r o f . D r . M . Y o s h i k i a n d Mr. J . B . D a v i e s w e r e r e q u e s t e d "by t h e C h a i r m a n t o p r e p a i r r e v i e w s w i t h r e s p e c t t o t h e u s e o f p l a s t i c m a t e r i a l s i n s h i p s t r u c t u r e s . The l a y e r p a r t o f t h e c o n t e n t s o f t h e s e r e p o r t s was i n c o r p o r a t e d i n t h e r e p o r t o f t h e N e t h e r l a n d s P a n e l . However i t was deemed u s e f u l t o d i s t r i b u t e a l s o t h e o r i g i n a l r e p o r t s t o t h e d e l e g a t e s o f t h e S e c o n d I n t e r n a t i o n a l S h i p S t r u c t u r e s C o n g r e s s
P r i n t e d b y t h e P r i n t i n g O f f i c e o f t h e D e p a r t m e n t o f M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ,
P a r t I b y M . Y o s h i k i . I , I n t r o d u c t i o n Page 1 I I , B a s i c R e s e a r c h " 1 I I I , P r i m a r y C o n s t r u c t i o n " 2 I V , S e c o n d a r y C o n s t r u c t i o n " 3 v . O u t f i t , F i n i s h and O t h e r s " 4 V I . F a b r i c a t i o n a n d I n s p e c t i o n S t a n d a r d " 4 V I I , C o n c l u s i o n " 4 R e f e r e n c e s " 4 P a r t I I b y J.B. D a v i e s . I . I n t r o d u c t i o n I I . P r e s e n t S t a t e o f A f f a i r s I I I . D e v e l o p m e n t s I V . R e s e a r c h i n C o n n e c t i o n w i t h P l a s t i c s i n S h i p b u i l d i n g V. C o n c l u s i o n s and R e c o m m e n d a t i o n s R e f e r e n c e s Page 9 It -15 I. 25 " 26 " 28 " 28
p l a s t i c s i n J a p a n e s e s h i p b u i l d i n g i n d u s t r y w i t h m a i n e m p h a s i s on t h e d e v e l o p m e n t a n d r e s e a r c h e s o f p l a s t i c s . P l a s t i c s m a t e r i a l s b e i n g u s e d i n s h i p b u i l d i n g a r e c l a s s i f i e d as f o l l o w s : P r i m a r y c o n s t r u c t i o n P l a s t i c s f o r s h i p b u i l d i n g S t r u c t u r a l p l a s t i c s ( e . g . h u l l , d e c k h o u s e ) S e c o n d a r y c o n s t r u c t i o n ( e . g . v e n t i l a t o r , t a n k , p r o p e l l e r ) N o n - s t r u c t u r a l p l a s t i c s ( t e r t i a r y ) ( e . g . d o o r , p i p e , d e c k f i n i s h , p a i n t s ) P i b r e g l a s s r e i n f o r c e d p l a s t i c s b e g a n t o be i n t r o d u c e d i n t o J a p a n a b o u t 1 9 5 4 , a n d i n t h e p e r i o d o f 1955 t o 1 9 5 8 , some s p o r a d i c a t t e m p t s w e r e made t o u s e t h i s t y p e o f p l a s t i c s f o r m a n u f a c t u r e o f b o a t s , l i f e - b o a t s , o r o u t f i t s a t d i f f e r e n t p l a c e s . B u t o n a c c o u n t o f impèrfect d e v e l o p m e n t o f m a t e r i a l s a n d i n f e r i o r t e c h n i q u e o f f a b r i c a t i o n , many d i f f i c u l t i e s w e r e ' f o u n d i n t h e a p p l i c a t i o n o f p l a s t i c s t o s h i p b u i l d i n g a n d t h e s e e f f o r t s p e t e r e d o u t . F o r a d r a s t i c a d v a n c e i n t h e a p p l i c a t i o n o f p l a s t i c s t o s h i p -b u i l d i n g , t h e n e c e s s i t y i s -b e i n g k e e n l y f e l t f o r o r g a n i z a t i o n o f a more c o m p r e h e n s i v e r e s e a r c h p r o g r a m w i t h t h e p o o l e d e f f o r t s o f i n d i v i d u a l p r o d u c e r s o f b a s i c m a t e r i a l s , p l a s t i c s f a b r i c a t o r s a n d u s e r s . S y s t e m a t i c d e v e l o p m e n t a l r e s e a r c h e s o n s t r u c t u r a l p l a s t i c s ( m a i n l y , f i b r e g l a s s r e i n f o r c e d p l a s t i c s , t o b e h e r e i n a f t e r a b b r e v i a t e d as FRP) a r e c o n c e n t r a t e d i n t h e 5 1' t h R e s e a r c h C o m m i t t e e o f t h e S h i p b u i l d i n g R e s e a r c h A s s o c i a t i o n o f J a p a n ( t o be h e r e i n a f t e r a b b r e v i a t e d as S R- 5 1) o n one h a n d and i n t h e R e i n f o r c e d P l a s t i c s A s s o c i a t i o n a n d t h e B o a t i n g A s s o c i a t i o n o f J a p a n ( t o be h e r e i n a f t e r a b b r e v i a t e d as S P - C o m m i t t e e ) . The SR-51 d e v o t e s t h e i r e f f o r t s c h i e f l y t o t h e b a s i c r e s e a r c h e s r e l a t e d t o t h e a p p l i c a t i o n s t o s u p e r s t r u c t u r e s , a n d s e c o n d l y a n d t e r t i a l l y a p p l i c a t i o n s ( i n c l u d i n g common p l a s t i c s ) ( 1 9 6 O - I 9 6 2 ) , w h i l e t h e SP-Committee d e v o t e s t h e i r e f f o r t s t o a p p l i c a t i o n o f p l a s t i c s t o s e c o n d a r y c o n s t r u c t i o n o f m i n e s w e e p e r s a n d m a n u f a c t u r e o f r a c i n g m o t o r b o a t s w i t h FRP ( 1 9 6 I - I 9 6 2 ) . Now t h e r e i s r i p e n i n g movement t o make a m e r g e r o f t h e s e t w o a n d e s t a b l i s h a p e r m a n e n t r e s e a r c h a n d d e v e l o p m e n t o r g a n i z a t i o n i n 1 9 6 3 « I I . BASIC RESEARCH I I . 1 M e c h a n i c a l S t r e n g t h The SR-51 / 1 / c o n d u c t e d c o m p a r a t i v e t e s t s on c l o t h - p h e n o l , h a r d p o l y v i n y l c h l o r i d e ( P Y C ) , and FRP ( e p o x i d e r e s i n , p h e n o l r e s i n , p o l y e s t e r r e s i n ) f o r f a t i g u e s t r e n g t h ( r o t a r y b e n d i n g , p l a t e b e n d i n g ) , w e a t h e r i n g s t r e n g t h ( h a l f t o one y e a r o u t d o o r e x p o s u r e , a n d w e a t h e r m e t e r ) , s e a w a t e r i m m e r s i o n s t r e n g t h ( o n e t o t h r e e m o n t h s ) , t e m p e r a t u r e c h a r a c t e r i s t i c ( t e n s i l e s t r e n g t h ) e t c . M e a n w h i l e , t h e G o v e r n m e n t M e c h a n i c a l L a b o r a t o r y and t h e T o k y o C h e m i c a l I n d u s t r i a l R e s e a r c h I n s t i t u t e c a r r i e d o u t c h i e f l y e x p e r i m e n t a l s t u d i e s on t h e m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f FRP, f o r i n s t a n c e , . t h e e f f e c t o f d y n a m i c p r o p e r t i e s o f FRP / 2 / , / j / ( f a t i g u e , c r e e p , s t r e s s c o n c e n t r a t i o n ) , p r e - l o a d i n g a n d s t r e s s e s on i t s w e a t h e r i n g s t r e n g t h . / 4 /
2 -To i n v e s t i g a t e t h e o v e r a l l p r o p e r t i e s o f FRP as b a s i c m a t e r i a l s f o r b o a t s , t h e B o a t M a t e r i a l s C o m m i t t e e a n d t h e B a s i c M a t e r i a l s C o m m i t t e e / 5 / w e r e f o r m e d u n d e r t h e SP-Committee ( 1 9 6 O ) . I n l i n e w i t h t h e c o n c e p t i o n s p r e s e n t e d i n t h e M a r i n e D e s i g n M a n u a l o f t h e O w e n s - C o r n i n g F i b r e g l a s s C o r p o r a t i o n USA, t h e s e c o m m i t t e e s i n v e s t i g a t e d t h e q u a l i t i e s o f d o m e s t i c -p r o d u c e d FRP, c l a r i f i e d t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f s e v e n g r a d e s o f FRP com-b i n e d w i t h v a r i o u s f i com-b r e g l a s s e s ( e q u i v a l e n t t o M1 - M5, M7, M8 u n d e r t h e M a r i n e D e s i g n M a n u a l ) f o u n d o u t v a r i o u s e l a s t i c c o n s t a n t s a n d s t r e n g t h s and made a s t a t i s t i c a l s t u d y . On t h e o t h e r h a n d , a f o u r - y e a r l o n g i n v e s t i g a t i o n / 6 / o f FRP p l a t e s has b e e n c o n d u c t e d on t h e l o n g - t i m e w e a t h e r p r o o f n e s s ( o u t d o o r e x p o s u r e ) , w a t e r p r o o f n e s s ( f r e s h w a t e r a n d 3.5?^ s e a w a t e r ) a n t i - c o r r o s i v e n e s s t o c h e m i c a l s ( g a s o l i n e , 3 0 ^ s u l p h u r i c a c i d , 1 0 ^ c a u s t i c s o d a ) . 1 1 . 2 S t r u c t u r a l S t r e n g t h SR-51 / 1 / , / Y/ s t u d i e d on t h e f a b r i c a t i o n , s t a t i c s t r e n g t h a n d f a t i g u e s t r e n g t h o f b o n d e d j o i n t s ( l a p j o i n t s o f FRP, e p o x y , p h e n o l , PYC); w e l d e d j o i n t s (PVC, p o l y e t h y l e n e ) ; a n d b o l t e d j o i n t s . S t r e n g t h t e s t o f s t i f f e n e d FRP p l a t e a n d FRP s a n d w i c h c o n s t r u c t i o n w e r e c o n d u c t e d b y SR-51 / Y/ ( b e n d i n g o f s t i f f e n e d FRP p l a t e ; b e n d i n g a n d . c o m p r e s s i o n o f FRP honeycomb, FRP f o a m s a n d w i c h p l a t e ) , b y SP- t a n k c o m m i t t e e / s / ( h y d r a u l i c p r e s s u r e t e s t o f s t i f f e n e d FRP p l a t e as t a n k member f o r wooden m i n e s w e e p e r s ) , SP-B c l a s s r u n a b o u t c o m m i t t e e / 1 0 / ( s t i f f e n e d FRP p l a t e as b o t t o m p l a t e f o r r a c i n g m o t o r b o a t s , a n d b y SR-51 / 7 / ( b e n d i n g and h y d r a u l i c s t r e n g t h o f t h e p a n e l w i t h w h i c h t h e s t i f f e n e r s c r o s s a t r i g h t a n g l e s ) . 1 1 . 3 C h a r a c t e r i s t i c s as o u t f i t SR-51 / Y/ c a r r i e d o u t i n v e s t i g a t i o n s on t h e h e a t i n s u r a t i n g c h a r a c -t e r i s -t i c as p a n e l (FRP s i n g l e b o a r d , FRP honeycomb S a n d w i c h e d B o a r d ) , o n t h e a c o u s t i c c h a r a c t e r i s t i c (PVC h o n e y c o m b , FRP h o n e y c o m b , FRP s i n g l e b o a r d , s t i f f e n e d FRP p l a t e , ) , on t h e v e n t i l a t i n g d u c t c h a r a c t e r i s t i c ( P V C ) , on t h e t e c h n i q u e o f p i p i n g o u t f i t (PVC, a p p l i c a t i o n t o h o t w a t e r s y s t e m , m e t h o d o f j o i n i n g , manner o f s u p p o r t i n g ) , e t c . The P l a s t i c s R e s e a r c h C o m m i t t e e o f J a p a n W e l d i n g E n g i n e e r i n g S o c i e t y has c o n d u c t e d s t u d i e s on t h e w e l d i n g , b o n d i n g a n d t e s t i n g o f p l a s t i c s , and now i s d r a w i n g up a d r a f t e n g i n e e r i n g s t a n d a r d . I I I . PRIMARY CONSTRUCTION I I I. 1 B o a t H u l l I n J a p a n , t h e p r o d u c t i o n o f PRP-made p l e a s u r e m o t o r b o a t s i s e x p a n d i n g s t e a d i l y , t h e f i g u r e f o r 1962 b e i n g e s t i m a t e d a t 140O ( c o n v e r t e d t o I 4 f e e t ) . S e v e r a l p l a n t s s p e c i a l i z e i n t h i s l i n e o f p r o d u c t i o n , t h e s i z e s o f t h e b o a t s p r o d u c e d r a n g i n g f r o m 8 t o 21 f e e t . E v e r y y e a r a b o a t show i s h e l d t o a n n o u n c e t h e y e a r ' s new s t y l e s . T h u s , p l e a s u r e b o a t s i n J a p a n a r e now e s t a b l i s h e d as a c o m m e r c i a l i t e m . M e a n w h i l e , r e s e a r c h e s f o r m a n u f a c t u r e o f r a c i n g m o t o r b o a t s ( i n c l u d i n g r u n a b o u t s a n d h y d r o p l a n e s ) w i t h FRP i n t h e i n t e r e s t o f l o n g e r l i f e a n d b e t t e r p e r f o r m a n c e a s compared w i t h t h e wooden b o a t s w e r e u n d e r t a k e n b y SP-C o m m i t t e e / I O / , / 1 1 / , a n d a f t e r v a r i o u s b a s i c t e s t s a n d p r o t o t y p e s o f a 3 m e t e r r u n a b o u t a n d a 2 . 5 m e t e r h y d r o p l a n e h a v e b e e n p e r f e c t e d w i t h s l i g h t l y s m a l l e r w e i g h t t h a n t h e wooden o n e s ; e q u a l p e r f o r m a n c e b u t w i t h n e a r l y t w i c e t h e s t r e n g t h o f t h e l a t t e r . F i g . 1 shows t h e c o n s t r u c t i o n o f 3 m e t e r
r a c i n g r u n a b o u t ( b c l a s s ) . A t p r e s e n t , SPCommittee a n d t h e J a p a n M o t o r -b o a t A s s o c i a t i o n a r e p u s h i n g d e v e l o p m e n t a l r e s e a r c h e s f o r o c e a n - r a c i n g m o t o r b o a t ( ? m e t e r , 200 HP) w h i c h c a n n e g o c i a t e t h e waves on t h e o p e n s e a . A n o t h e r p r o j e c t w o r t h y o f n o t e i s t h e m a n u f a c t u r e o f y a c h t s f o r 1964 Tokyo O l y m p i c Games / 1 2 / ( P i n a n d F l y i n g D u t c h m a n ) . M e a n w h i l e , t h e r e a r e some e x a m p l e s o f p l a s t i c b o a t s f o r p r a c t i c a l p u r p o s e s , s u c h as t h e l a v e r g a t h e r i n g b o a t , a l r e a d y c o m m e r c i a l i z e d , w h i c h i s h i g h l y b e i n g a p p r e c i a t e d f o r i t s l i g h t w e i g h t ; l i f e - b o a t w h i c h a r e b e i n g v i g o r o u s l y s t u d i e d ; a n d s m a l l f i s h i n g b o a t s w h i c h a r e now b e i n g p l a n n e d . I I I .2 S u p e r s t r u c t u r e SR-51 / 1 3 / h a s b e e n r e s p o n s i b l e f o r t h e s t u d y o f r e p l a c i n g t h e wooden w h e e l h o u s e o f t h e p a t r o l b o a t " H a r u c h i d o r i " (44- 8 0 m x 6.80 m x 3 . 5 5 m) w i t h FRP. The w h e e l h o u s e , 3-75 m l o n g x 3-60 m w i d e x 2 . 1 m h i g h , was b u i l t o f 6 . 5 mm t h i c k FRP, w i t h h a t s e c t i o n s t i f f e n e r s i n s e r t e d a t TOO mm i n t e r -v a l s ; a n d t h e p a n e l d e f l e c t i o n was d e s i g n e d n o t more t h a n 1/5O o f s p a n a n d t h e s t i f f e n e r d e f l e c t i o n n o t more t h a n 1/1OO o f s p a n . T h e r e a r e f i v e
b u i l d i n g b l o c k s a n d t h e j o i n t s w e r e e x e c u t e d w i t h m e t a l f i x t u r e s o f a l u m i n i u m a l l o y b e t w e e n c e i l i n g a n d s i d e w a l l a n d i n m a t - i n c o n n e c t i o n b e t w e e n s i d e w a l l a n d s i d e w a l l . F R P - m a d e ' o u t f i t s i n c l u d e d t w o w a t e r t i g h t d o o r s , t w o s i d e l i g h t b o x e s , t w o s i g n a l f l a g s t a n d s a n d one s e a r c h l i g h t s t a n d . The f i n i s h e d w e i g h t t u r n e d o u t e q u a l t o 54?^ o f a s t e e l one or-65/0 o f a wooden o n e . V e r y
l i t t l e v i b r a t i o n was f e l t i n t h e t r i a l r u n . F i g . 2 shows t h e c o n s t r u c t i o n o f t h i s w h e e l h o u s e . O t h e r e x a m p l e s o f a p p l i c a t i o n t o s u p e r s t r u c t u r e s i n c l u d e d t h e compass h o u s e / 1 4 / (3 m X 3 m X 2 . 4 m) o f a 4 5 . 0 0 0 t o n t a n k e r , a n d t h e s u p e r -s t r u c t u r e o f a wooden p l e a -s u r e b o a t / 1 4 /; b o t h w e r e o f s a n d w i c h c o n s t r u c -t i o n w i -t h FRP a n d PVC-foam p l a s -t i c s . I n -t h e l a -t -t e r c a s e -t h e r e d u c -t i o n o f w e i g h t as compared w i t h a wooden s t r u c t u r e a m o u n t e d t o a b o u t 3 t o n s ( o r 6% o f d i s p l a c e m e n t t o n n a g e ) a n d t h e s p e e d i n c r e a s e d e v e n a b o u t 1 0 ^ o v e r t h e e x p e c t a t i o n . F i g . 3 shows t h e c o n s t r u c t i o n o f t h i s s u p e r s t r u c t u r e . I V . SECONDARY CONSTRUCTION The f a i r w a t e r ( c o v e r i n g o f s e a c h e s t ) o f t h e m i n e d e t e c t o r o f a medium m i n e sweeper ( 4 6 m X 8 . 4 m X 3-9 m wooden l i g h t w e i g h t - c o n s t r u c t e d ) , w h i c h has b e e n t r a d i t i o n a l l y f a b r i c a t e d o f s t a i n l e s s s t e e l , i s now made o f FRP / 5 / . The d i m e n s i o n s a r e 2 . ? m x 1.2 m w i d e x 0 . 5 m d e e p ; w h e r e a s t h e t h i c k n e s s was 4 mm a n d t h e w e i g h t 110 k g i n t h e c a s e o f s t a i n l e s s s t e e l , i t becomes 8 mm a n d 50 k g i n t h e c a s e o f FRP. The t e n t a t i v e p r o d u c t h a s b e e n s u b m i t t e d t o a b a l l d r o p p i n g i m p a c t t e s t w i t h s a t i s f a c t o r y r e s u l t s o f c o l l i s i o n r e s i s t a n c e as c o m p a r e d w i t h s t a i n l e s s s t e e l a n d p l y w o o d . A l s o b a s i c r e s e a r c h e s / s / h a v e b e e n c a r r i e d o u t t o u s e FRP f o r f a b r i c a t i o n o f t h e f r e s h w a t e r t a n k a n d t h e f u e l t a n k ( a b o u t 7 m3) o f a medium m i n e s w e e p e r . P a r t o f t h e b r i d g e o f a s u b m a r i n e (2 m x 1 . 5 m x 1 m) h a s b e e n c o n -s t r u c t e d o f FRP. / 1 6 / M a n u f a c t u r e w i t h FRP o f t h e d i s t i l l e d w a t e r t a n k ( 3 5 0 1 , p r e s s u r e 1 ,-2 k g/ c m 2 ) f o r m a r i n e b a t t e r y was t r i e d . / l 7 / D e v e l o p m e n t a l s t u d i e s f o r u s i n g p l a s t i c s f o r f a b r i c a t i o n o f p r o p e l l e r s f o r s m a l l b o a t s a n d f i s h i n g b o a t s h a v e b e e n c o n d u c t e d ; / I8 / t h e m a t e r i a l s a r e n y l o n 6, f i b r e g l a s s r e i n f o r c e d n y l o n , p o l y a c e t a l , p o l y c a r b o n a t e , a n d ABS, a n d t h e i n j e c t i o n m o l d m e t h o d was a d o p t e d . I n t h e c a s e o f p r o p e l l e r s f o r medium v e s s e l s , p r o p e l l e r s o f d i a m e t e r s 0 . 9 5 m a n d 1.5 m w e r e t e n t a -t i v e l y p r o d u c e d b y FRP h a n d l a y u p a n d a r e now u n d e r -t e s -t on r e a l v e s s e l s . / I 8/
4
-V. OUTFIT, F I N I S H AND OTHERS
SR-51 d e s i g n e d a p l a s t i c m o d e l room i n one o f t h e c a b i n s ( 2 . 6 m x 5.2 m) i n t h e t r a d e f a i r s h i p "Sakura-maru."; a n d a p p l i c a t i o n s o f v a r i o u s p l a s t i c s t o t h e o u t f i t a r e s t i l l b e i n g i n v e s t i g a t e d ( l o n g r a n g e t e s t f o r s t r e n g t h , f a b r i c a t i o n , h e a t i n s u l a t i o n , s o u n d - i n s u l a t i o n , v i b r a t i o n , e t c . ) . I n t h e s a i d m o d e l room a l l t h e o u t f i t i t e m s f r o m t h e f i x t u r e s i n c l u d i n g t h e w a l l , c e i l i n g , f l o o r , e n t r a n c e d o o r , window f r a m e s ; t h e f u r n i t u r e s i n c l u d i n g t h e b e d s , w a r d r o b e s , d e s k s , s h e l v e s , b o o k - c a s e s , t o i l e t c a b i n e t s , s o f a s , r o t a t i n g c h a i r s t o t h e e q u i p m e n t i n c l u d i n g t h e w i n d o w s , wash b a s i n s , w a t e r t a p s , a i r d u c t s a n d g r i l l s , t h e i l l u m i n a t i n g f i x t u r e s ; t h e d r a p e r y and t h e c u r t a i n r o d s w e r e made o f p l a s t i c s . The o b s e r v a t i o n s i n t i m e o f m a n u f a c t u r e a n d d u r i n g t h e v o y a g e showed t h a t t h e b e d , d e s k , s o f a s e t c . w e r e w a r p e d ; p l a s t i c f i x t u r e o f w i n d o w s d e v e l o p e d a s l a c k n e s s i n t h e s c r e w e d p o r t i o n a n d s p r u n g a l e a k . M e a n w h i l e , t h e edge s t r e n g t h o f p l a s t i c - m a d e e q u i p m e n t was f o u n d i n s u f f i c i e n t . T h e r e was no o t h e r p a r t i c u l a r t r o u b l e . B u t some i t e m s showed no w e i g h t r e d u c t i o n t h r o u g h a p p l i c a t i o n o f p l a s t i c s ( f o r e x a m p l e , b e d , s o f a a n d o t h e r i t e m s c a l l i n g f o r r i g i d i t y ) ; o t h e r s y i e l d e d t o m e t a l o n e s . T h i s s u g g e s t s t h a t t h e r e i s c e r t a i n l i m i t a t i o n t o t h e a p p l i c a b i l i t y o f p l a s t i c s f o r t h e s e i t e m s . R e c e n t l y b u i l t ( A p r i l , I 9 6 3 ) s i g h t s e e i n g s h i p s o f S e t o I n l a n d Sea, " S u m i r e - m a r u " a n d K o h a k u - m a r u " (77-00 m x 12.80 m x- 6. 0 0 m, 27OOGT.) made t h e b e s t u s e o f a b o v e m e n t i o n e d r e s e a r c h e s , a n d t h e i r i n b o a r d c e i l i n g s , c a r p e t s , f l o o r i n g s , i n b o a r e d p a i n t s , p o l y g l a s s d o o r s , v a r i o u s k i n d s o f d e c o l a t i n g p a n e l s , f i t t i n g s a n d f u r n i t u r e s o f c r e w s p a c e ( p a p e r h o n e y c o m b ) e t c . w e r e v a s t l y r e p l a c e d b y p l a s t i c s .
V I . FABRICATION AND INSPECTION STANDARD
SP-Committee / 5 / h a s f o r m u l a t e d t h e s t a n d a r d s f o r p l a s t i c s f a b r i c a t i o n and i n s p e c t i o n p r o c e d u r e s o f t h e f a i r w a t e r a n d t a n k s o f m i n e s w e e p e r s . V I I . CONCLUSION D e v e l o p m e n t o f new p l a s t i c s m a t e r i a l s f o r s h i p b u i l d i n g i n J a p a n h a s n e a r l y r e a c h e d a s a t u r a t i o n p o i n t a n d t h e i r s c o p e o f a p p l i c a t i o n s h a s a l s o b e e n n e a r l y s e t t l e d . W i t h c o n s i d e r a b l e amount o f d a t a a c c u m u l a t e d , t h e n e x t s t e p w i l l be t o a n a l y z e t h e m a n d e s t a b l i s h t h e s t a n d a r d s f o r d e s i g n i n g , f a b r i c a t i o n , t e s t i n g a n d i n s p e c t i o n . REFERENCES / 1 / The S h i p b u i l d i n g R e s e a r c h A s s o c i a t i o n o f J a p a n ; R e p o r t o f The 51th R e s e a r c h C o m m i t t e e ( i 9 6 0 ) / 2 / S. Shimamura; R e i n f o r c e d P l a s t i c s 8. 1 (1962) / j / S. Shimamura; R e i n f o r c e d P l a s t i c s 8. 6 (1963) / 4 / H. M a k i a n d S. Shimamura; R e i n f o r c e d P l a s t i c s 8. 6 (1963) / 5 / B o a t M a t e r i a l C o m m i t t e e ; R e i n f o r c e d P l a s t i c s 7 . 4 - 5 (1961) B a s i c M a t e r i a l C o m m i t t e e ; R e i n f o r c e d P l a s t i c s 9.2 (1963)
/ 6 /
hl
hl
K. T a b e i ; R e i n f o r c e d P l a s t i c s 8.3 (1962) The S h i p b u i l d i n g R e s e a r c h A s s o c i a t i o n o f J a p a n ; R e p o r t o f The 5 1t h R e s e a r c h C o m m i t t e e (1961) Tank C o m m i t t e e ; R e i n f o r c e d P l a s t i c s 7.3 (1961) I . H i s h i d a ; R e i n f o r c e d P l a s t i c s 7 . 4 - 5 (1961) / 1 0 / B o a t P l a s t i c s C o m m i t t e e (B C l a s s R u n a b o u t ) , R e p o r t (1961) / 1 I/ B o a t P l a s t i c s C o m m i t t e e (B C l a s s H y d r o p l a n e ) , R e p o r t (1962) / 1 2 / T. Toda; R e i n f o r c e d P l a s t i c s 9.4 (1963) / 1 3 / Y. T o k u n a g a ; E n g i n e e r i n g M a t e r i a l s 11.6 (1963) / 1 4 / M. M a k i n o ; P l a s t i c s ( J a p a n ) 14.2 (1963) / 1 5 / P a i r w a t e r C o m m i t t e e ; R e i n f o r c e d P l a s t i c s 5.6 (1960) / 1 6 / S. Shimamoto; J o u r . Soc. N a v a l A r c h i t e c t s i n K a n s a i , J a p a n 99 ( l 9 6 o ) / 1 7 / S. Shimamoto; J o u r . Soc. N a v a l A r c h i t e c t s i n K a n s a i , J a p a n 102 (1961) / I 8 / A. Y a z a k i ; R e i n f o r c e d P l a s t i c s 7 - 4 - 5 ( l 9 6 l ) (W&S 5 3 3 1 / 1 )sr4 fftf iter,Of,
sn/rt] Jtcr/oJ/
-850 ^9 60 700 126C 3T50
F i g . 2, P a t r o l Boat "HARUCHIDORI" Wheel house
L. Upper b r i d g e deck, 2. C e n t e r l i n e s e c t i o n , 3. B r i d g e deck
V . , L ^ j o i n t "D" p a r t , 5. Hattype s t i f f n e r Upper p a r t c o n n e c t i o n "A" 7. Lover p a r t c o n n e c t i o n "B" 8. S t i f f n e r a t c o r n e r "G"
ROOF r A l V E L S t C T f C N
^ RIB
FRP coNf*ecT/oN
BEAM
P i g . 3, • E x c u r s i o n S h i p "RIKUCHU MARU NO. 1 "
I . INTRODUCTION The p u r p o s e o f t h i s r e v i e w i s t o g i v e t h o s e members o f t h e C o n g r e s s who may be u n f a m i l i a r w i t h t h e s e m a t e r i a l s , an i n t r o d u c t i o n t o p l a s t i c m a t e r i a l s w i t h p a r t i c u l a r r e f e r e n c e t o t h o s e u s e f u l i n s h i p b u i l d i n g a n d a n i n d i c a t i o n as t o t h e e x t e n t t o w h i c h t h e y a r e , a n d may b e , u s e d i n s h i p c o n s t r u c t i o n . S u r v e y o f P l a s t i c M a t e r i a l s The t e r m p l a s t i c s n o r m a l l y r e f e r s t o m a t e r i a l s t h a t c a n be s h a p e d u n d e r t h e i n f l u e n c e o f p r e s s u r e a n d h e a t , o r more a c c u r a t e l y , t o s y n t h e t i c o r g a n i c a n d i n o r g a n i c m a c r o - m o l e c u l a r m a t e r i a l s . T h e s e m a t e r i a l s a r e f o u n d n e i t h e r as c r y s t a l s n o r as a p u r e l i q u i d b u t i n a s t a t e b e t w e e n t h e t w o , b e i n g b u i l t up o f l o n g a n d c o m p l e x m o l e c u l e s b y p o l y m e r i z a t i o n . These m a t e r i a l s a r e a n e x t r e m e l y w i d e r a n g e t h a t f a l l r o u g h l y i n t o t h e f o l l o w i n g g r o u p s , d e p e n d i n g on t h e i r m o l e c u l a r s t r u c t u r e . a. T h e r m o p l a s t i c s a r e t h o s e c o m p r i s i n g s t r a i g h t a n d b r a n c h e d c h a i n m o l e c u l e s t h a t a r e e n t i r e l y d e p e n d e n t f o r c o h e s i o n o n t h e m o l e c u l a r b o n d , o r i n t e r m o l e c u l a r f o r c e s . They a r e s o f t e n e d b y h e a t i n g a n d s e t a g a i n on c o o l i n g w i t h o u t u n d e r g o i n g c h e m i c a l c h a n g e ; t h i s p h y s i c a l change i s r e v e r s i b l e a n d t h e y w i l l r e v e r t t o t h e i r o r i g i n a l s t a t e on t h e a p p l i c a t i o n o f f u r t h e r h e a t . b. T h e r m o s e t t i n g p l a s t i c s a r e t h o s e i n w h i c h f u r t h e r c h e m i c a l r e a c t i o n p e r m i t s a d e g r e e o f c r o s s l i n k i n g t h a t r e s u l t s i n a t h r e e - d i m e n s i o n a l n e t w o r k . They a r e i n c r e a s i n g l y i n f u s i b l e on h e a t i n g a n d u n d e r g o t h i s r e a c t i o n , known as p o l y m e r i z a t i o n , w h i c h i s n o t r e v e r s i b l e . T h i s r e a c t i o n i s c h a r a c t e r i s e d b y t h r e e s t a g e s , v i z . 'A' s t a g e when t h e r e s i n i s s t i l l l i q u i d , 'B' s t a g e ( a f t e r h e a t i n g ) when t h e r e s i n i s a t h e r m o p l a s t i c s o l i d a n d 'C' s t a g e ( a f t e r f u r t h e r h e a t i n g ) when t h e r e s i n i s f u l l y c u r e d a n d h a s become an i n f u s i b l e s o l i d . The s t r u c t u r a l a r r a n g e m e n t w i t h i n e a c h g r o u p c a n v a r y s u f f i c i e n t l y t o p r o d u c e a m a r k e d e f f e c t on t h e p h y s i c a l p r o p e r t i e s . Some l i n e a r m a t e r i a l s c a n c o n t a i n a r e a s o f c r y s t a l l i n i t y , t h e e x t e n t Of w h i c h a f f e c t s t h e s t r e n g t h , r i g i d i t y a n d s o f t e n i n g p o i n t . C r o s s - l i n k i n g i n t h e t h r e e d i m e n s i o n a l s t r u c t u r e a l s o i n c r e a s e s s t r e n g t h a n d r i g i d i t y a l t h o u g h i n t h i s c a s e t h e t e m p e r a t u r e e f f e c t i s l e s s p r o n o u n c e d w i t h i n t h e w o r k i n g r a n g e . An i m p o r t a n t e f f e c t o f t h e s t r u c t u r a l a r r a n g e m e n t i s t h e v i s c o -e l a s t i c b -e h a v i o u r o f t h -e m a t -e r i a l s u n d -e r l o a d . U n d -e r s h o r t t -e r m l o a d i n g , p l a s t i c s e x h i b i t e l a s t i c p r o p e r t i e s , b u t b y v i r t u e o f t h e d e p e n d a n c e o n i n t e r - m o l e c u l a r f o r c e s , t h e s u s t a i n e d l o a d w i l l r e s u l t i n a d e g r e e o f v i s c o u s f l o w . They a r e t h e r e f o r e e s s e n t i a l l y t i m e - d e p e n d e n t , a n d f o r t h i s r e a s o n a r e s e l d o m u s e d f o r i m p o r t a n t l o a d b e a r i n g members u n l e s s r e i n f o r c e d b y s t r o n g i n o r g a n i c f i b r e s . The members a r e a l s o t e m p e r a t u r e s e n s i t i v e , p a r t i c u l a r l y t h e t h e r m o p l a s t i c s g r o u p , due t o t h e e f f e c t o f t e m p e r a -t u r e r e d u c i n g -t h e i n -t e r - m o l e c u l a r f o r c e s . The most i m p o r t a n t t y p e s a r e s u m m a r i s e d i n t h e a c c o m p a n y i n g t a b l e s , g b u t i t s h o u l d be r e a l i s e d t h a t t h e s e t a b l e s a r e i n c o m p l e t e a n d a r e i n c l u d e d f o r c o m p a r i s o n o n l y . P o r t h e c o n v e n i e n c e o f a c o m p a c t r e v i e w , t h e t y p e s o f p l a s t i c s a r e c l a s s i f i e d i n T a b l e 1 . T h e r m o p l a s t i c s The d e p e n d a n c e o f t h e s t r a i g h t a n d b r a n c h e d c h a i n p o l y m e r s on t h e m o l e c u l a r b o n d a c c o u n t s f o r t h e i r r e l a t i v e l y l o w s t r e n g t h a n d s e n s i t i v i t y t o t i m e a n d t e m p e r a t u r e . T h e i r p r i n c i p a l c h a r a c t e r i s t i c i s t h e r e a d i n e s s t o s o f t e n a n d f l o w w i t h i n c r e a s i n g t e m p e r a t u r e b y v i r t u e o f t h e w e a k e n i n g o f t h e i n t e r m o l e c u l a r f o r c e s . T h u s , t h e y a r e e a s i l y f o r m e d a n d a r e
TABLE I - SUMMARY OP PLASTIC MATERIALS G r o u p D e f i n i t i o n G e n e r a l C h a r a c t e r i s t i c s T h e r m o p l a s t i c s S t r a i g h t a n d b r a n c h e d l i n e a r c h a i n o r g a n i c p o l y m e r s . Good c h e m i c a l r e s i s t a n c e . N o r m a l t e m p e r a t u r e r a n g e . T e m p e r a t u r e s e n s i t i v e , l o w c o e f f i c i e n t o f f r i c t i o n . M o d e r a t e m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s . T h e r m o s e t t i n g m o u l d i n g m a t e r i a l s P o w d e r s t h a t y i e l d c r o s s - l i n k e d p o l y m e r s d u r i n g t h e m o u l d i n g p r o c e s s and w h i c h n o r m a l l y c o n t a i n f i l l e r s f o r s p e c i f i c p u r p o s e s . M o d e r a t e t e m p e r a t u r e s . R i g i d . R e i n f o r c e d p l a s t i c s C r o s s - l i n k e d p o l y m e r s r e i n f o r c e d w i t h i n o r g a n i c f i b r e s . M o d e r a t e t e m p e r a t u r e s . H i g h s t r e n g t h / w e i g h t r a t i o . Some t o x i c h a z a r d s . E n v i r o n m e n t s e n s i t i v e . L a m i n a t e d p l a s t i c s H i g h p r e s s u r e c o m p r e s s i o n m o u l d e d f i b r o u s s h e e t s r e i n f o r c e d r e s i n s c r o s s - l i n k e d d u r i n g l a m i n a t i n g p r o c e s s . M o d e r a t e t e m p e r a t u r e s . E n v i r o n m e n t s e n s i t i v e . R i g i d . S t r o n g . E x p a n d e d p l a s t i c s S y n t h e t i c i n f l a t e d m a c r o m o l e c u l a r m a t e r i a l s . E x c e p t i o n a l l y l o w d e n s i t y . Low t h e r m a l t r a n s m i s s i o n . N o r m a l t o l o w t e m p e r a t u r e l i m i t . S u s c e p t i b l e t o s o l v e n t s . P o o r m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s . C a s t i n g r e s i n s L i q u i d r e s i n s f o r c a s t i n g a t a t m o s p h e r i c p r e s s u r e s . M o d e r a t e t e m p e r a t u r e s . E x c e l l e n t e l e c t r i c a l p r o p e r t i e s . Good d i m e n s i o n a l s t a b i l i t y . Some t o x i c h a z a r d s -E n v i r o n m e n t s e n s i t i v e . C o a t i n g r e s i n s S y n t h e t i c h i g h - p o l y m e r s o f a l l k i n d s s u i t a b l e f o r p r o t e c t i v e c o a t i n g s . M o d e r a t e t e m p e r a t u r e s . D u r a b l e . Good c h e m i c a l r e s i s t a n c e b y s e l e c t i o n . A d h e s i v e s V a r i o u s s y n t h e t i c p o l y m e r s s u i t a b l e f o r u s e as a d h e s i v e s . N o r m a l t e m p e r a t u r e s . Good m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s . Some f i r e a n d t o x i c h a z a r d s . Some c o s t l y . A v a i l a b l e f o r a l m o s t a n y m e t a l c o m b i n a t i o n . S i l i c o n e s S e m i - i n o r g a n i c s y n t h e t i c p o l y m e r s o f v a r i o u s m o l e c u l a r w e i g h t . E x c e l l e n t e l e c t r i c a l p r o p e r t i e s . H i g h t e m p e r a t u r e s . Low m e c h a n i c a l s t r e n g t h .
G r o u p A c r y l i c s P o l y m e t h y l m e t h a c r y l a t e ( P e r s p e x ) E x c e p t i o n a l t r a n s p a r e n c y . V i n y l s P o l y e t h y l e n e ( P o l y t h e n e ) P o l y v i n y l f o r m a l P o l y v i n y l c h l o r i d e ( p . v . c . ) C h e m i c a l r e s i s t a n c e . E l e c t r i c a l p r o p e r t i e s . F l u o r i n e s P o l y t e t r a f l u o r o e t h y l e n e ( p . t . f . e . ) C h l o r o t r i l f l u o r o e t h y l e n e O u t s t a n d i n g c h e m i c a l r e s i s t a n c e . E l e c t r i c a l p r o p e r t i e s . S t y r e n e s P o l y s t y r e n e Low d e n s i t y a n d m o u l d a b i l i t y , d i m e n s i o n a l s t a b i l i t y . Low d i e l e c t r i c c o n s t a n t . P o l y p r o p y l e n e P o l y p r o p y l e n e P r o p e r t i e s s l i g h t l y s u p e r i o r t o HD p o l y t h e n e . A m i d e s P o l y a m i d e s ( N y l o n ) Good m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s . Low d i e l e c t r i c c o n s t a n t . A b s o r b s w a t e r a n d a l c o h o l s . C e l l u l o s e C e l l u l o s e a c e t a t e C e l l u l o s e a c e t a t e b u t y r a t e C e l l u l o s e n i t r a t e T r a n s p a r e n c y . T o u g h n e s s . T o u g h n e s s . I m p a c t s t r e n g t h . D i m e n s i o n a l s t a b i l i t y . I n f l a m m a b l e . T o u g h n e s s . D i m e n s i o n a l s t a b i l i t y . Low w a t e r a b s o r p t i o n R a p i d d e g r a d a t i o n u n d e r s u n l i g h t . P o l y c a r b o n a t e P o l y c a r b o n a t e I m p a c t s t r e n g t h . D i m e n s i o n a l s t a b i l i t y . W i d e t e m p e r a t u r e r a n g e .
12 -c o n d u -c i v e t o a w i d e v a r i e t y o f e -c o n o m i -c p r o -c e s s i n g t e -c h n i q u e s . A l t h o u g h n o r m a l l y u n s u i t a b l e f o r s t r u c t u r a l p u r p o s e s , t h e y p o s s e s s e x c e l l e n t e l e c t r i c a l p r o p e r t i e s and c h e m i c a l r e s i s t a n c e . The m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s c a n be c o n t r o l l e d by e i t h e r : 1) m o d i f y i n g t h e m o l e c u l a r s t r u c t u r e t o v a r y t h e a r r a n g e m e n t o f s i d e b r a n c h e s , 2) v a r y i n g t h e d e g r e e o f c r y s t a l l i n i t y , o r 3) by t h e c a r e f u l use o f p l a s t i c i s e r s .
The most u s e f u l o f t h e t h e r m o p l a s t i c s a r e t h e p o l y t h e n e s and v i n y l s . W i t h p o l y t h e n e t h e d e g r e e o f c r y s t a l l i n i t y , and t h e r e f o r e d e n s i t y , c a n be c o n t r o l l e d and t h e m a t e r i a l i s p r o d u c e d i n v a r y i n g d e n s i t y g r a d e s . The h i g h d e n s i t y g r a d e s h a v e s u p e r i o r m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s , a r e h a r d e r , more b r i t t l e and b e t t e r r e s i s t a n t t o t e m p e r a t u r e . The v i n y l s i n c l u d e p . v . c . w h i c h i s n o r m a l l y r i g i d b u t can be m o d i f i e d by t h e a d d i t i o n o f p l a s t i c i s e r s . I t has e x c e l l e n t a b r a s i o n r e s i s t a n c e and i s c o n d u c i v e t o r e i n f o r c e m e n t t o g i v e u s e f u l m e c h a n i c a l s t r e n g t h . The m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f t h e s t y r e n e g r o u p can be o b t a i n e d by m o d i f y i n g t h e m o l e c u l a r s t r u c t u r e . P o l y s t y r e n e s a r e b o t h v e r s a t i l e and t r a n s p a r e n t , and among t h e most e a s i l y m o u l d e d t h e r m o p l a s t i c . P o l y p r o p y l e n e i s a n o t h e r u s e f u l m a t e r i a l and has a r a n g e o f p r o p e r t i e s s l i g h t l y s u p e r i o r t o most t h e r m o p l a s t i c s . A summary o f t h e t h e r m o p l a s t i c m a t e r i a l s i s shown i n T a b l e 2 . T h e r m o s e t t i n g P l a s t i c s . The p r o p e r t i e s o f t h e r m o s e t t i n g m o u l d i n g m a t e r i a l s can be c o n t r o l l e d by t h e use o f c e r t a i n f i l l e r s t o g i v e a r a n g e o f h a r d i n f u s i b l e m a t e r i a l s w i t h v a r y i n g e l e c t r i c a l and c h e m i c a l p r o p e r t i e s f o r s p e c i f i c p u r p o s e s . P o r c o m p r e s s i o n and t r a n s f e r m o u l d i n g s t h e p h e n o l i c s a r e m o s t p o p u l a r on
a c c o u n t o f t h e i r r e l a t i v e l y l o w c o s t and v e r s a t i l i t y . The e p o x y and p o l y e s t e r r e s i n s a r e l a t e r d e v e l o p m e n t s , t h e f o r m e r p o s s e s s i n g e x c e l l e n t b o n d i n g p r o p e r t i e s .
R e i n f o r c e d p l a s t i c s a r e a r e l a t i v e l y new g r o u p o f m a t e r i a l s w h i c h h a v e g r o w n r a p i d l y i n r e c e n t y e a r s . T h e s e m a t e r i a l s may be f o r m e d a t l o w as
w e l l as h i g h p r e s s u r e s and a r e c h a r a c t e r i z e d by t h e i r l i g h t w e i g h t
c o r r o s i o n r e s i s t a n c e and good m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s . The r e i n f o r c e m e n t i s u s u a l l y g l a s s , b u t a s b e s t o s , c o t t o n , s i s a l , j u t e and o t h e r s y n t h e t i c f i b r e s may be u s e d . P o l y e s t e r r e s i n s a r e m o s t l y u s e d w i t h e p o x i d e r e s i n s w h e r e h i g h e r p e r f o r m a n c e i s a r e q u i r e m e n t . A c r y l i c s , s i l i c o n e s , n y l o n s and o t h e r r e s i n s a r e o c c a s i o n a l l y u s e d f o r s p e c i f i c r e q u i r e m e n t s . L a m i n a t e d p l a s t i c s c o m p r i s e f i b r o u s s h e e t b a s e d m a t e r i a l s b o n d e d u n d e r p r e s s u r e a t e l e v a t e d t e m p e r a t u r e s w i t h t h e r m o s e t t i n g r e s i n s t h a t c r o s s - l i n k d u r i n g t h e l a m i n a t i n g p r o c e s s . The f i n i s h e d l a m i n a t e s a r e r i g i d and s t r o n g w i t h t h e m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s d e p e n d i n g on t h e b a s e m a t e r i a l . P h e n o l i c r e s i n s a r e g e n e r a l l y u s e d b u t e p o x i d e , m e l a m i n e and s i l i c o n e s a r e u s e d f o r s p e c i f i c p u r p o s e s . The t h e r m o s e t t i n g r e s i n s a r e l i s t e d i n T a b l e 3. E x p a n d e d P l a s t i c s The c o n t r o l l e d i n f l a t i o n o f s y n t h e t i c m a c r o - m o l e c u l e s has p e r m i t t e d t h e d e v e l o p m e n t o f a r a n g e o f c e l l u l a r m a t e r i a l o f e x c e p t i o n a l l y l o w d e n s i t y . T h e i r c h a r a c t e r i s t i c s t r u c t u r e i s c o n d u c i v e t o e f f i c i e n t t h e r m a l i n s u l a t i o n , i n w h i c h r e s p e c t t h e y compare f a v o u r a b l y w i t h any a v a i l a b l e a l t e r n a t i v e . The c l o s e d , u n i - c e l l u l a r t y p e s a r e more c r o s s - l i n k e d t h a n t h e open c e l l t y p e s , w i t h t h e r e s u l t t h a t t h e y a r e more r i g i d and a l s o m o r e r e s i s t a n t t o h e a t t r a n s m i s s i o n . The m a t e r i a l s a r e f i n d i n g i n c r e a s i n g u s e
R e s i n G e n e r a l D e s c r i p t i o n U s u a l F i l l e r s P h e n o l i c P h e n o l - f o r m a l d e h y d e . P u r f u r a l a l d e h y d e l p h e n o l r e s i n s W o o d f l o u r , c o t t o n , f l o c k , p a p e r , f a b r i c , a s b e s t o s , m i c a , s i l i c a . E l e c t r i c a l c h a r a c t e r i s t i c s . U r e a U r e a f o r m a l d e h y d e A l p h a c e l l u l o s e , c e l l u l o s e . T r a n s p a r a n t t o o p a g u e . M e l a m i n e M e l a m i n e f o r m a l d e h y d e C e l l u l o s e , a s b e s t o s , m i n e r a l f a b r i c , g l a s s f i b r e , f l o c k . R e s i s t s o r g a n i c s o l v e n t s . Decomposed b y s t r o n g a c i d s . A t t a c k e d b y A l k a l i s . A l k y d U n s a t u r a t e d p o l y m e r i s a b l e a l k y d t y p e r e s i n s . G r a n u l a r m i n e r a l , p u t t y -m i n e r a l , g l a s s f i b r e . H i g h d i m e n s i o n a l t o l e r a n c e s . U n i f o r m m o u l d s h r i n k a g e . E l e c t r i c a l p r o p e r t i e s . P o l y e s t e r E s t e r i f i c a t i o n o f p o l y h y d r i c a l c o h o l s a n d p o l y b a s i c a c i d s . G l a s s f i b r e , c l o t h , f a b r i c , s i l i c a , s i s a l . C h e m i c a l l y c o n t r o l l e d . R a p i d c u r e p o s s i b l e . A l l y l D i a l l y l P h t h a l a t e G l a s s f i b r e , m i n e r a l , a s b e s t o s , c e l l u l o s e . Low s h r i n k a g e E p o x y C o n d e n s a t i o n l i n e a r p o l y m e r s w i t h e p o x i d e g r o u p s f r o m e p i c h l o r o h y d r i n a n d p o l y h y d r i c compounds. G l a s s f i b r e , a s b e s t o s , m i n e r a l . Can be m o d i f i e d c h e m i c a l l y . E x c e l l e n t m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s when r e i n f o r c e d . S i l i c o n e s S e m i i n o r g a n i c p o l y m e r s o r g a -n o p o l y s i l o x a -n e s . G l a s s f i b r e , m i n e r a l Low w a t e r o b s o r p t i o n . E x c e l l e n t e l e c t r i c a l b u t p o o r m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s .
TABLE l Y - TYPICAL PROPERTIES OP EXPANDED PLASTICS Type N a t u r e S p e c i f i c G r a v i t y T h e r m a l C o n d u c t i v i t y B t u / f t V ° P / i n / h r P o l y u r e t h a n e ( i s o c y a n a t e ) R i g i d P l e x i b l e 0.008 t o 0.40 0.24 t o 0.63 0.2 t o 0.25 0. 2 t o 0.3 P o l y s t r y r e n e R i g i d 0.016 t o 0.32 0.28 P o l y v i n y l c h l o r i d e ( p . v . c O R i g i d P I 2 x i b l e 0.03 t o 0.08 0.06 t o 0.18 0.23 t o 0 . 3 1 C e l l u l o s e a c e t a t e ( c . c . a . ) R i g i d 0.064 t o 0.11 0.30 t o 0.31 P h e n o l f o r m a l d e h y d e R i g i d 0.048 t o 0.16 0.20 t o 0.28 S i l i c o n e s R i g i d S e m i - r i g i d 3.5 0.28
C a s t i n g R e s i n s C a s t i n g r e s i n s c o m p r i s e a f a m i l y o f l i q u i d r e s i n s t h a t c a n b e p o l y m e r i z e d w i t h t h e a i d o f c a t a l y s t s a n d a c c e l e r a t o r s i n o p e n m o u l d s and s u b s e q u e n t l y o v e n c u r e d t o f o r m h a r d i n f u s i b l e m a t e r i a l s . The p r o p e r t i e s , w h i c h c a n be c o n t r o l l e d t o some e x t e n t b y a d d i t i v e s a n d f i l l e r s , a r e d e p e n d e n t on t h e m o u l d i n g c o n d i t i o n , c y c l e and c u r e . The m a i n r e s i n s a r e a l l y l , e p o x y , p h e n o l i c , p o l y e s t e r a n d p o l y c a r b o n a t The p h e n o l i c g r a d e s h a v e r a t h e r p o o r c h e m i c a l r e s i s t a n c e a n d a r e n o t recommended f o r h i g h t e m p e r a t u r e s , w h e r e a s t h e e p o x i d e s , w h i c h o f f e r t h e b e s t a l l r o u n d c h a r a c t e r i s t i c s , m a i n t a i n e x c e l l e n t e l e c t r i c a l p r o p e r t i e s o v e r a w i d e r a n g e o f t e m p e r a t u r e . C o a t i n g R e s i n s a n d A d h e s i v e s H i g h p o l y m e r s o f f e r a v e r y w i d e r a n g e o f c o a t i n g m a t e r i a l s f o r v a r i o u s p u r p o s e s , many b e i n g s p e c i a l l y d e v e l o p e d f o r s p e c i f i c r e q u i r e m e n t s . The s e l e c t i o n i s a m a t t e r o f w h e t h e r t h e u l t i m a t e r e q u i r e m e n t i s p r o t e c t i v e , a g a i n s t c h e m i c a l o r w e a r , o r d e c o r a t i v e . S i m i l a r l y , t h e r e a r e many p o l y m e r s f o r m i n g t h e b a s i s o f a n e x t r e m e l y w i d e r a n g e o f a d h e s i v e s f o r b o n d i n g a l m o s t e v e r y c o m b i n a t i o n o f m a t e r i a l s i n p r e s e n t d a y u s e . One o f t h e m o s t i m p o r t a n t o f t h i s g r o u p i s t h e e p o x i d e g r o u p w h i c h a r e p r o v i n g e x c e l l e n t , b o t h as c o a t i n g a n d a d h e s i v e m a t e r i a l s . S i l i c o n e s S i l i c o n e s i n c l u d e t h e r a n g e o f s e m i - o r g a n i c p o l y m e r s known as o r g a n o p o l y s i l o x a n e s . The t y p e o f o r g a n i c g r o u p a n d t h e d e g r e e o f c r o s s l i n k a g e d e t e r m i n e s t h e p h y s i c a l f o r m w h i c h c a n be f l u i d ( w a x e s , p o l i s h e s and l u b r i c a n t s ) , r e s i n s o r e l a s t o m e r i c ( s i l i c o n e r u b b e r s ) . They h a v e e x c e l l e n t e l e c t r i c a l p r o p e r t i e s t h r o u g h t e m p e r a t u r e s r a n g i n g f r o m s u b - z e r o t o j u s t above 300 C.
I I . PRESENT STATE OP AFFAIRS
I I .1 G e n e r a l P l a s t i c m a t e r i a l s b e i n g u s e d i n s h i p b u i l d i n g a r e c l a s s i f i e d as shown b e l o w , a n d i t i s p r o p o s e d o n l y t o e l a b o r a t e on t h o s e m a t e r i a l s u s e d f o r s t r u c t u r a l p l a s t i c s . P l a s t i c s i n S h i p b u i l d i n g S t r u c t u r a l P l a s t i c s N o n - S t r u c t u r a l P l a s t i c s ^ I I ( S e c t i o n I I . 5 ) P r i m a r y C o n s t r u c t i o n S e c o n d a r y C o n s t r u c t i o n ( S e c t i o n I I .3 ) ( S e c t i o n I I . 4 ) Of t h e many v a r i o u s t y p e s o f p l a s t i c u s e d i n s h i p c o n s t r u c t i o n , r e i n f o r c e d p l a s t i c s a r e s h o w i n g t h e g r e a t e s t p r o m i s e as a s t r u c t u r a l m a t e r i a l . T h e r e a r e f e w s t r u c t u r a l a p p l i c a t i o n s f o r w h i c h p l a s t i c s a r e t h e
16
m o s t s u i t a b l e m a t e r i a l when, as i s commonly t h e c a s e , s t r e n g t h and s t i f f -n e s s a r e t h e o v e r - r i d i -n g c o -n s i d e r a t i o -n s . The o -n l y p l a s t i c m a t e r i a l s w h i c h c o m p e t e s e r i o u s l y i n t h i s r e s p e c t a r e t h o s e w i t h f i b r o u s r e i n f o r c e m e n t , v i z . r e i n f o r c e d p l a s t i c s . T h e s e h a v e a s t r e n g t h / w e i g h t a d v a n t a g e o v e r s t e e l , b u t t h e y s u f f e r a d i s a d v a n t a g e i n p e r f o r m a n c e / c o s t r a t i o w h i c h o n l y s p e c i a l c i r c i i m s t a n c e s can o f f s e t . P r o p e r t i e s w h i c h n o r m a l l y m a t t e r f o r s t r u c t u r a l a p p l i c a t i o n a r e l i g h t n e s s , s t r e n g t h , s t i f f n e s s and d i m e n s i o n a l s t a b i l i t y , a l s o r e s i s t a n c e t o w e a t h e r i n g , c h e m i c a l a t t a c k , h e a t and f i r e . As t h e i n i t i a l c o s t o f a r e i n f o r c e d p l a s t i c c o m p o n e n t i s u s u a l l y much h i g h e r t h a n t h a t o f t h e c o n v e n t i o n a l m a t e r i a l and d e s i g n , t h i s m a t e r i a l i s o n l y b e i n g u s e d w h e r e any o f t h e above p r o p e r t i e s o u t b a l a n c e t h e e x t r a i n i t i a l c o s t o v e r t h e s e r v i c e l i f e o f t h e s t r u c t u r e . H o w e v e r , i n t h e c a s e o f an i t e m i n s e r i e s p r o d u c t i o n , t h e c o s t s a r e o f t e n more f a v o u r a b l e f r o m d e d u c t i o n s due t o t h e p r o d u c t i o n r a t e and t h e l a r g e n u m b e r s i n v o l v e d . The m a i n c o n s i d e r a t i o n s a p p e a r t o be l i g h t n e s s , d u r a b i l i t y and ease o f m a i n t e n a n c e . I I . 2 P r o p e r t i e s o f P l a s t i c s u s e d i n S h i p b u i l d i n g The m a i n t h e r m o s e t t i n g r e s i n s u s e d i n r e i n f o r c e d p l a s t i c l a m i n a t e s a r e p o l y e s t e r , e p o x y and p h e n o l i c . The f i r s t two a r e b y f a r t h e m o s t i m p o r t a n t as b o t h can be m o u l d e d a t r o o m t e m p e r a t u r e and p r e s s u r e , and t h e r e f o r e do n o t r e q u i r e any e x p e n s i v e t o o l i n g . E p o x y has s u p e r i o r p r o p e r -t i e s -t o p o l y e s -t e r , b u -t has -t h e d i s a d v a n -t a g e o f a much h i g h e r c o s -t and i s n o t so e a s i l y h a n d l e d due t o t o x i c and d e r m a t i t i c r i s k s . P o l y e s t e r r e s i n s h a v e t h e g r e a t a d v a n t a g e t h a t t h e y c u r e t h r o u g h an a d d i t i o n a l p o l y m e r i s a t i o n r e a c t i o n and do n o t e v o l v e v o l a t i l e b y - p r o d u c t s i n t h e p r o c e s s . T h e y can t h e r e f o r e be m o u l d e d a t l o w p r e s s u r e , s u c h as c o n t a c t p r e s s u r e when t h e p r e s s u r e i s o n l y s u f f i c i e n t t o k e e p t h e m o u l d i n g i n t h e m o u l d . T h e i r d e v e l o p m e n t made i t p o s s i b l e t o m o u l d s h a p e s o f a l m o s t u a l i m i t e d s i z e a t an e c o n o m i c p r i c e , w h i c h p r e v i o u s l y h a d b e e n i m p o s s i b l e . When u s e d a l o n e , h o w e v e r , p o l y e s t e r r e s i n s a r e n o t s t r o n g n o r t o u g h , b u t i n c o m b i n a t i o n w i t h c e r t a i n r e i n f o r c i n g m a t e r i a l s , m a i n l y some f o r m o f g l a s s f i b r e , t h e y e x h i b i t p r o p e r t i e s w h i c h make t h e m s u i t a b l e as s t r u c t u r a l m a t e r i a l s o f c o n s i d e r a b l e l o a d - b e a r i n g c a p a c i t y . T h i s i s by f a r t h e most i m p o r t a n t a p p l i c a t i o n o f p o l y e s t e r r e s i n .
The r e s i n s a r e c u r e d b y means o f a s u i t a b l e c a t a l y s t and a c c e l e r a t o r a t t e m p e r a t u r e s f r o m 20*C and h i g h e r , w i t h o r w i t h o u t p r e s s u r e . A g e n e r a l p u r p o s e r e s i n has good h e a t r e s i s t a n c e up t o 120 - 140 C w h i l e i m p r o v e d r e s i s t a n c e up t o 180 - 200°C can be o b t a i n e d w i t h a t r i - a l l y l c y a n u r a t e m o d i f i e d p o l y e s t e r . The m a t e r i a l i s g e n e r a l l y u n a f f e c t e d by d i l u t e a c i d s , b u t i s a t t a c k e d by c e r t a i n c o n c e n t r a t e d a c i d s , s t r o n g a l k a l i s and some weak a l k a l i s o l u t i o n s . A l s o t h e r e i s no e f f e c t f r o m o r g a n i c s o l v e n t s s u c h as x y l e n e o r p e t r o l e u m b u t i t i s a t t a c k e d by k e t o n e s , e s t e r s and c h l o r i n a t e d s o l v e n t s . The u s u a l t y p e o f p o l y e s t e r u s e d i n s h i p s t r u c t u r e s i s a g e n e r a l p u r p o s e r e s i n w i t h g o o d m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s , l o w w a t e r a b s o r p t i o n and a r e a s o n a b l e d e g r e e o f h e a t d i s t o r t i o n . I n a d d i t i o n , t h e r e a r e o t h e r r e s i n s f o r m u l a t e d f o r a s p e c i f i c r e q u i r e m e n t s u c h as h e a t , f i r e o r c h e m i c a l r e s i s t a n c e . These s p e c i f i c t y p e s a r e g e n e r a l l y more e x p e n s i v e and h a v e l o w e r m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s t h a n t h e g e n e r a l p u r p o s e t y p e . E p o x y r e s i n s a r e u s e d f o r t h e p r o d u c t i o n o f r e i n f o r c e d p l a s t i c s , s u r f a c e c o a t i n g s , a d h e s i v e s and f o r c a s t i n g p u r p o s e s . T h e y a r e o f i m p o r -t a n c e f o r -t h e i r i m p r o v e d p r o p e r -t i e s , c h e m i c a l r e s i s -t a n c e and e x c e p -t i o n a l a d h e s i o n , p a r t i c u l a r l y t o m e t a l s . T h e y a r e u s e d i n a s i m i l a r m a n n e r t o p o l y e s t e r s , b e i n g c u r e d by means o f a h a r d e n i n g a g e n t , w i t h o r w i t h o u t h e a t o r p r e s s u r e . The r e s u l t i n g s o l i d i s d i m e n s i o n a l l y s t a b l e , t o u g h and
r e s i l i e n t . I t shows l i t t l e s h r i n k a g e u p o n s o l i d i f i c a t i o n and has g o o d r e s i s t a n c e t o h e a t d i s t o r t i o n a n d , a h o v e a l l , i s c h e m i c a l l y i n e r t . By t h e use o f v a r i o u s h a r d e n e r s , f i l l e r s , d i l u e n t s and r e s i n o u s m o d i f i e r s , t h e h a n d l i n g c h a r a c t e r i s t i c s and s e l e c t e d p r o p e r t i e s o f t h e r e s i n can be v a r i e d o v e r a w i d e r a n g e . D i l u e n t s a r e u s e d t o r e g u l a t e t h e v i s c o s i t y and i m p r o v e t h e w e t t i n g a b i l i t y o f t h e a d h e s i v e and l a m i n a t i n g f o r m u l a t i o n s . R e s i n o u s m o d i f i e r s a r e u s e d t o i m p r o v e f l e x i b i l i t y , i m p a c t s t r e n g t h and t h e r m a l s h o c k r e s i s t a n c e . F i l l e r s may be m e t a l l i c o r n o n -m e t a l l i c and a r e a d d e d t o l o w e r t h e c o e f f i c i e n t o f t h e r -m a l e x p a n s i o n , i n c r e a s e t h e r m a l c o n d u c t i v i t y , a l t e r s u r f a c e h a r d n e s s , i m p r o v e a d h e s i v e p r o p e r t i e s and o t h e r f l o w c h a r a c t e r i s t i c s . Each a p p l i c a t i o n must f i r s t be c a r e f u l l y s t u d i e d so t h a t t h e o p t i m u m m a t e r i a l s may be u s e d f o r a s p e c i f i c j o b .
The s t r u c t u r e s a r e i n v a r i a b l y made o f l a m i n a t e s u s i n g g l a s s f i b r e i n one f o r m o r a n o t h e r , and by t h e c o n t a c t m e t h o d a t r o o m t e m p e r a t u r e and p r e s s u r e . O t h e r r e i n f o r c e m e n t s a r e u s e d , s u c h as a s b e s t o s f i b r e s , b u t o n l y when a s p e c i f i c p r o p e r t y i s t h e p r i m e r e q u i r e m e n t . The most w i d e l y u s e d t y p e a r e s m a l l c h o p p e d s t r a n d s , o r f i b r e s , e i t h e r i n t h e f o r m o f m a t s o r s p r a y e d as i n t h e d e p o s i t o r t e c h n i q u e . T h i s t y p e i s a g e n e r a l p u r p o s e r e i n f o r c e m e n t w h i c h can be e a s i l y m o u l d e d and i s u s e f u l f o r p r o v i d i n g b u l k t o a l a m i n a t e . G l a s s c l o t h s o f many weaves a r e a v a i l a b l e , b u t t h e s e a r e i n f r e q u e n t l y u s e d i n c o n t a c t m o u l d i n g and t h e n o n l y f o r s p e c i a l i s e d a p p l i c a t i o n s . R o v i n g c l o t h s , h o w e v e r , a r e an e x c e p t i o n t o t h i s an as t h e y d r a p e w e l l on c u r v e d m o u l d s , t h e y a r e o f t e n u s e d t o f o r m s t i f f e n i n g members o r on t h e f a c e o f t h e m o u l d i n g t o g i v e a s t r o n g a b r a s i o n - r e s i s t a n t s u r f a c e l a y e r . T h e r e a r e s e v e r a l m e t h o d s o f m o u l d i n g r e i n f o r c e d p l a s t i c s and t h e s e l e c t i o n o f a p a r t i c u l a r m e t h o d i s m a i n l y d e p e n d e n t on t h e s i z e o f t h e u n i t , p r o d u c t i o n r a t e , t o t a l p r o d u c t i o n and t h e c o s t s i n v o l v e d . The c o n t a c t p r o c e s s , e i t h e r h a n d l a y - u p o r s p r a y d e p o s i t e d , i s by f a r t h e mosx w i d e l y u s e d . T y p i c a l f i g u r e s o f p r e s s u r e s i n v o l v e d and g l a s s c o n t e n t a c h i e v e d a r e shown i n t h e f o l l o w i n g t a b l e , b a s e d on p o l y e s t e r w i t h g l a s s mat r e i n f o r c e m e n t . M o u l d i n g P r o c e s s M o u l d i n g P r e s s u r e p . s . i . G l a s s C o n t e n t io C o n t a c t 0 27 Vacuum Bag 14 37 P r e s s u r e Bag 20 - 50 42 A u t o c l a v e 50 - 100 47 M a t c h e d D i e 50 - 170 50 The a b o v e p r o c e s s e s a r e l i s t e d i n o r d e r o f w o r k i n g p r e s s u r e a n d h e n c e o r d e r o f t o o l i n g up c o s t s . The p e r c e n t a g e g l a s s c o n t e n t o f t h e l a m i n a t e i n c r e a s e s a c c o r d i n g t o t h e p r e s s u r e , and c o n s e q u e n t l y g i v e s h i g h e r s t r e n g t h f i g u r e s . The m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f t h e l a m i n a t e a r e m a i n l y d e p e n d e n t o n : ( i ) T y p e o f r e s i n . ( i i ) M o d i f i c a t i o n t o t h e r e s i n s y s t e m b y a d d i t i v e s . ( i i i ) G l a s s c o n t e n t and o r i e n t a t i o n o f t h e r e i n f o r c e m e n t .
TABLE V - TYPICAL STRENGTH PROPERTIES OP RESIN CASTINGS R e s i n s.g. T e n s i l e 1,000 p . s . i . P l e x u r a l 1,000 p . s . i . C o m p r e s s i v e 1,000 p . s . i . P o l y e s t e r 1 .22 6 - 9 1 0 - 2 0 1 5 - 5 0 E p o x y 1 .20 8- 1 2 1 6 - 2 1 1 5 - 22 P h e n o l i c 1 .50 5 - 9 8 - 1 5 7 - 1 5
TABLE Y I - TYPICAL PROPERTIES OF G.R.P. LAMINATES (POLYESTER)
R e i n f o r c e m e n t io G l a s s C o n t e n t s.g. T h i c k n e s s p e r p l y . i n s . T e n s i l e S t r e n g t h p . s . i . P l e x u r a l S t r e n g t h p . s . i . P l e x u r a l M o d u l u s Mat - 2 o z s . 50 1 .42 .055 14,000 21,500 0,95 X 10 Woven R o v i n g s - 26 o z s . 50 1 .64 .037 55,000 27,100 1 .81 X 10^ C l o t h - 10 o z s . 46 1 .60 .01 6 24,100 51 ,100 1 .96 X 10^
T y p i c a l p r o p e r t i e s o f t h e r e s i n s a n d l a m i n a t e s a r e shown i n T a b l e s 5 a n d 6. The m a i n a d v a n t a g e s o f G.R.P. m a t e r i a l s i n s h i p c o n s t r u c t i o n c a n be s u m m a r i s e d as f o l l o w s : ( i ) M a t e r i a l can be f o r m e d w i t h o r w i t h o u t h e a t a n d p r e s s u r e . ( i i ) Good p h y s i c a l p r o p e r t i e s w i t h good s t r e n g t h / w e i g h t r a t i o . ( i i i ) I m p e r v i o u s t o c o r r o s i o n , r o t t i n g and m a r i n e a t m o s p h e r e s . ( i v ) K o t s u b j e c t t o a t t a c k b y b o r e r s a n d r e a s o n a ^ b l y r e s i s t a n t t o m a r i n e g r o w t h . ( v ) Reduced m a i n t e n a n c e a n d e a s y t o r e p a i r . I I .3 P l a s t i c s i n P r i m a r y C o n s t r u c t i o n s I I .3 . 1 B o a t H u l l s The p r o d u c t i o n o f G.R.P. p l e a s u r e b o a t s i s e x p a n d i n g s t e a d i l y i n n e a r l y a l l p r o d u c i n g c o u n t r i e s . A t e a c h m a j o r B o a t Show t h e p e r c e n t a g e o f p l a s t i c b o a t s o n d i s p l a y i s i n c r e a s i n g a t t h e e x p e n s e o f wood a n d s t e e l c r a f t . The m o s t s i g n i f i c a n t i n c r e a s e o v e r t h e p a s t few y e a r s h a s b e e n i n t h e number o f h u l l s i n t h e 20 t o 40 f t . r a n g e , a l t h o u g h t h e r e h a s n o t b e e n any g r e a t i n c r e a s e i n number o f c r a f t i n t h e h i g h e r r a n g e s n o r i n t h e l e n g t h o f t h e l a r g e s t h u l l . More h i g h q u a l i t y s a i l i n g y a c h t s a n d i n t e r -n a t i o -n a l r a c i -n g c r a f t a r e b e i -n g m o u l d e d i -n G.R.P. O-ne o f t h e l a t e s t moves i n t h e y a c h t r a c i n g f i e l d was t h e r e c e n t d e c i s i o n o f t h e I n t e r n a t i o n a l Y a c h t R a c i n g U n i o n t o i n v e s t i g a t e t h e R u l e s f o r 5.5 m e t r e r a t i n g y a c h t s t o p e r m i t t h e i r c o n s t r u c t i o n i n G.R.P. The l a r g e s t h u l l known t o h a v e b e e n m o u l d e d t o d a t e i s a 77 f t . p i l o t v e s s e l b u i l t i n H o l l a n d , u s i n g t h e ' A i r e x ' s a n d w i c h c o n s t r u c t i o n . T h i s s y s t e m c o n s i s t s o f a p . v . c . c o r e w i t h G.R.P. f a c e l a m i n a t e s and has b e e n u s e d on s e v e r a l c r a f t b u i l t i n H o l l a n d , Sweden a n d I t a l y , one o f t h e , m o s t n o t a b l e h u l l s b e i n g a 47 f t . l a n d i n g c r a f t f o r t h e D u t c h Navy. O t h e r n o t a b l e c r a f t a r e t h e 67 f t . H a l m a t i c m o t o r y a c h t , m o u l d e d i n 196O a n d t h e 57 f t , m o t o r m i n e s w e e p e r w h i c h v/as b u i l t o f honeycomb s a n d w i c h c o n s t r u c t i o n f o r t h e U.S, Navy i n 1 9 5 8 . C o n s i d e r a b l e i n t e r e s t i s b e i n g shown i n t h e u s e o f G.R.P. f o r
f i s h i n g b o a t s i n many c o u n t r i e s i n c l u d i n g U.S,A,, Canada, J a p a n a n d S o u t h A f r i c a . I n t h i s l a t t e r c o u n t r y , t h e m a t e r i a l i s t h o u g h t t o be p a r t i c u l a r l y s u i t a b l e f o r t h e i r w a t e r s a n d c r a f t o f u p t o 80 f t . a r e b e i n g b u i l t a n d d e v e l o p e d . E s t a b l i s h e d f l e e t s o f g i l l n e t t e r s , a b o u t 26 f t . i n l e n g t h , a r e a l r e a d y o p e r a t i n g w i t h t h e P a c i f i c N o r t h West P i s h i n g P l e e t s i n U,S.A, W h i l e d e f i n i t e f i g u r e s a r e n o t a v a i l a b l e f o r t h e p r o d u c t i o n o f s h i p s ' l i f e b o a t s , i t a p p e a r s t h a t t h e l a r g e s t p r o p o r t i o n a r e now b e i n g b u i l t o f G.R.P. The c o n s t r u c t i o n i s g e n e r a l l y s i n g l e s k i n b u t some c r a f t a r e b u i l t o f t h e ' A i r e x ' s a n d w i c h c o n s t r u c t i o n . B o a t s o f u p t o 36 f t . i n l e n g t h a r e i n s e r v i c e , w h i l e d e s i g n s a r e b e i n g p r e p a r e d f o r l a r g e r c r a f t up t o 39 f t . i n l e n g t h c a r r y i n g 150 p e r s o n s a n d a b o u t 17 t o n s i n w e i g h t . An i n t e r e s t i n g d e v e l o p m e n t i n t h i s f i e l d i s t h e t a n k e r l i f e b o a t w h i c h i s b a s i c a l l y a c o n v e n t i o n a l h u l l w i t h a t o t a l l y e n c l o s e d c a n o p y t o a f f o r d t h e crew p r o t e c t i o n w h i l e s a i l i n g away f r o m a b u r n i n g t a n k e r . S e v e r a l b o a t b u i l d e r s a r e p u t t i n g f o r w a r d G.R.P, h u l l s w i t h c a n o p i e s o f G.R.P. o r p l a s t i c r e i n f o r c e d a s b e s t o s as a s o l u t i o n t o t h i s p r o b l e m . I t may b e n o t e d h e r e t h a t t h e r e a p p a e r s t o b e no r e c o r d o f G.R.P. l i f e b o a t s o f a n y s i g n i f i c a n t s i z e i n s e r v i c e , o r b e i n g b u i l t , f o r a n y o f t h e s h o r e - b a s e d l i f e s a v i n g a u t h o r i t i e s .
20 -I -I. 3 ' 2 S u p e r s t r u c t u r e s B o t h s a n d w i c h a n d s i n g l e s k i n w i t h s t i f f e n e r s h a v e b e e n u s e d f o r p l a s t i c d e c k h o u s e s . A w h e e l h o u s e (12 f t . x 12 f t . ) f i t t e d o n a J a p a n e s e p a t r o l b o a t showed a s a v i n g i n w e i g h t o f 46?^ and 55^ o v e r a s i m i l a r d e s i g n i n s t e e l a n d wood r e s p e c t i v e l y . I n t h i s p a r t i c u l a r d e s i g n , a p a n e l d e f l e c t i o n o f 1/50 o f t h e s p a n a n d a s t i f f e n e r d e f l e c t i o n o f 1/100 o f t h e s p a n w e r e w o r k e d t o . S e v e r a l t r a w l e r s w i t h p l a s t i c w h e e l h o u s e s a r e now i n s e r v i c e i n A r c t i c w a t e r s a n d w i l l b e s u b j e c t t o r e g u l a r e x a m i n a t i o n . D e c k h o u s e s h a v e b e e n f i t t e d o n v a r i o u s r i v e r c r a f t , i n c l u d i n g R u s s i a n h y d r o f o i l s a n d t h e Denny h o v e r c r a f t , a n d a l s o t o M.T.B.'s a n d o t h e r s m a l l c r a f t i n B r i t a i n a n d Norway. S e v e r a l p r o p o s a l s h a v e b e e n f o r w a r d e d f o r w h e e l h o u s e s i n l a r g e t a n k e r s , b u t some h a v e n o t m a t e r i a l i s e d , a l t h o u g h a compass h o u s e (10 f t . X 10 f t . ) h a s b e e n f i t t e d o n a 45,000 t o n t a n k e r b u i l t i n J a p a n . I I. 4 P l a s t i c s i n S e c o n d a r y C o n s t r u c t i o n s The f o l l o w i n g a r e b r i e f d e t a i l s o f v a r i o u s a p p l i c a t i o n s o f t h e m a t e r i a l s i n s e c o n d a r y c o n s t r u c t i o n members, e i t h e r as t h e c o m p l e t e member o r a p a r t t h e r e o f . F u e l a n d w a t e r c a n be c a r r i e d i n b u i l t - i n o r s e p a r a t e t a n k s o f G.R.P. T a n k s o f u p t o 250 c u . f t . c a p a c i t y h a v e , so f a r , b e e n c o n s t r u c t e d . The m a t e r i a l i s n o t a f f e c t e d b y a n y o f t h e n o r m a l f u e l o i l s n o r i s t h e w a t e r a f f e c t e d b y t h e m a t e r i a l , p r o v i d e d t h e n e c e s s a r y c a r e i s t a k e n w i t h t h e d e s i g n a n d c o n s t r u c t i o n o f t h e t a n k s . S i m i l a r t a n k s a n d a s s o c i a t e d p i p i n g , a l s o i n G.R.P., h a v e b e e n u s e d f o r t h e c a r r i a g e o f w i n e . V a r i o u s ' f a i r w a t e r s ' h a v e b e e n b u i l t o f G.R.P. f o r c o v e r i n g u n d e r -w a t e r d e t e c t i n g g e a r i n -w a r s h i p s a n d a l s o p r o p e l l e r cones i n m e r c h a n t s h i p s . These c o v e r s a r e v e r y much l i g h t e r a n d s i m p l e r s t r u c t u r e s a g a i n s t w h a t w o u l d be a f a i r l y e x p e n s i v e f a b r i c a t i o n i n m e t a l . S e v e r a l f i r m s h a v e p r o d u c e d p l a s t i c p r o p e l l e r s , u s u a l l y o f n y l o n 6, w h i c h h a v e b e e n i n s e r v i c e f o r s e v e r a l y e a r s . D e v e l o p m e n t s t u d i e s h a v e b e e n c a r r i e d o u t i n J a p a n on p r o p e l l e r s f o r s m a l l b o a t s a n d f i s h i n g c r a f t . These p r o p e l l e r s h a v e b e e n i n j e c t i o n m o u l d e d i n n y l o n 6, g l a s s r e i n f o r c e d n y l o n , p o l y a c e t a l , p o l y c a r b o n a t e a n d A.B.S. m a t e r i a l s . P r o p e l l e r s u p t o 5 f t . i n d i a m e t e r , m o u l d e d i n G.R.P. b y t h e h a n d l a y - u p p r o c e s s , a r e a t p r e s e n t u n d e r g o i n g s e r v i c e t e s t s . C o n s i d e r a b l e w o r k h a s b e e n done i n I t a l y on t h e i s o v i t r i f i c a t i o n o f p r o p e l l e r s w h e r e , a f t e r s a n d b l a s t i n g , s e v e r a l l a y e r s o f g l a s s r e i n f o r c e m e n t a n d r e s i n a r e a p p l i e d o v e r t h e b l a d e s u r f a c e a n d e a c h l a y e r i s p o s t c u r e d a t e l e v a t e d t e m p e r a t u r e s . O t h e r c o a t i n g s w h i c h h a v e b e e n t r i e d a r e p o l y e s t e r s , p o l y t h e n e , v i n y l , p h e n o l and p o l y a m i d e s . A r e s i n c o a t i n g r e i n f o r c e d w i t h g l a s s f i b r e i s p r o v i n g h i g h l y s a t i s f a c t o r y as a p r o t e c t i o n a g a i n s t c o r r o s i o n o f b o t h o l d a n d new e x p o s e d t a i l s h a f t s . B o t h e p o x y and p o l y e s t e r r e s i n s h a v e b e e n u s e d , a n d t h e o p e r a t i o n o f r e s i n c o a t i n g a n d w i n d i n g o n o f t h e g l a s s t a p e may b e c a r r i e d o u t o n a l a t h e i n t h e shop o r done b y h a n d a t t h e s h i p . C o a t i n g s o f n e o p r e n e b o n d e d o n t o t h e s h a f t w i t h a r u b b e r b a s e d cement a r e a l s o u s e d b u t a r e more e x p e n s i v e t h a n t h e p r e v i o u s m e t h o d . L a m i n a t e d p l a s t i c u n d e r w a t e r b u s h e s on r u d d e r s t o c k s , p i n t l e s a n d s h a f t s a r e b e c o m i n g commonplace. The u s u a l t y p e i s f a b r i c b a s e d p h e n o l i c w i t h a f e w o f n y l o n . These b e a r i n g s a r e q u i t e s u c c e s s f u l l i f p r o v i d e d w i t h s u f f i c i e n t w a t e r g r o o v e s a n d t h e c l e a r a n c e i s a d e q u a t e , p a r t i c u l a r l y w i t h t h e n y l o n b e a r i n g s w h i c h s w e l l when i m m e r s e d i n w a t e r . I t i s common p r a c t i c e now t o i n t e r n a l l y f i l l a r u d d e r w i t h p o l y -u r e t h a n e , f o a m e d i n s i t -u , as a p r e c a -u t i o n a g a i n s t i n t e r n a l c o r r o s i o n a n d a l s o t o r e d u c e t h e r i s k o f f r a c t u r i n g t h e s i d e p l a t i n g due t o v i b r a t i o n .
