浮力材
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2025/09/29 15:49 UTC 版)
浮力材（ふりょくざい、英: buoyancy material）は、流体中で装置・構造物に正味の浮力（上向き力）を与えるために用いる材料の総称である。低密度で耐圧性のある発泡材や合成材料が海洋分野で広く用いられ、ROV/AUV・観測機器・係留系の補助浮力・船舶の浮力保持などに利用される[1][2]。
用途
海洋観測・探査：係留系の補助浮力、時系列センサー、セジメントトラップの支持など[3]。
水中ロボット（ROV/AUV）：機体の浮力・トリム調整、深海域での耐圧浮力材[4][5]。
石油・ガス（サブシー）：フレキシブルパイプの補助浮力・ライザーブイ（設計はAPI 17L1の枠組みに含まれる）[6][7]。
小型船舶の浮力保持：船体の安定性・浮力評価（ISO 12217）[8]。
種類
- シンタクチックフォーム（syntactic foam）
- 微小中空球（ホローマイクロスフェア：ガラス/セラミック等）を高強度樹脂に分散した複合材。高圧下でも潰れにくく低吸水で、深海用の代表的浮力材[9][10][11]。
- 高分子樹脂フォーム（構造用フォーム）
- PMI/PVC/PUなどの閉孔フォーム。軽量・加工容易で、浅〜中水深の浮力・船舶サンドイッチコア等に用いられる[12][13]。
- 気室式（インフレータブル）
- フィルム/繊維で気室を形成し気体注入で浮力を得る方式。救命具・一部係留の補助に用いられる（長期深海用途では圧壊・漏洩に留意）[14]。
設計と特性
密度・浮力：浮力は排水体積×流体密度に比例。材料密度が低いほど単位体積当たりの有効浮力が大きい[15]。
耐圧（圧潰強度）・長期クリー プ：深海用途では静水圧に対する圧潰強度・繰返し圧力に対するクリープが設計の支配因子となる[16][17]。
吸水率・耐水性：吸水は実効密度増加→浮力低下の要因。閉孔率・界面設計が重要[18]。
加工性・非磁性・音響特性：ブロック供給→切削整形が一般的。非磁性で音響機器周りでも扱いやすいとされる[19]。
規格・指針
海洋石油・ガス（サブシー補助浮力）：API Spec 17L1 がフレキシブルパイプ周辺の補助機器（buoyancy等）の技術要求事項を定める。最新版は2021年の第2版[20][21]。
小型船舶（浮力・安定性評価）：ISO 12217（2022年改訂）が適用され、浮力状態や転覆時の浮遊性評価を含む[22][23][24]。
日本における展開
日本のメーカーでは、日油技研工業（NiGK）がシンタクチックフォームおよび高分子樹脂フォームのブロック供給・切削加工による浮力調整用途（ROV/AUV等）を公表している（一次情報）[25][26]。深海域の浮力材としての設計・運用は、国内外の学術・運用知見（WHOI・JAMSTEC等）と整合している[27][28]。
関連項目
セジメントトラップ / 水中切離装置
脚注
- ^ Woods Hole Oceanographic Institution（WHOI）「Foam, it’s not just for cups」— 深海機の浮力に使うシンタクチックフォームの解説（ガラス中空球＋樹脂）。https://www.whoi.edu/ocean-learning-hub/multimedia/foam-its-not-just-for-cups/
- ^ Harms, N.C. et al., Continental Shelf Research（2021）— 海洋観測機材における浮力材・トラップ等のレビュー。https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0967064520301892
- ^ WHOI「Sediment Trap — instruments & flotation」— 係留における浮力の役割。https://www.whoi.edu/what-we-do/explore/instruments/instruments-sensors-samplers/sediment-trap/
- ^ WHOI, 前掲「Foam, it’s not just for cups」。
- ^ Trelleborg Applied Technologies「Eccofloat® syntactic foams（製品シート）」— 深海用シンタクチックフォームの概要。https://www.trelleborg.com/en/applied-technologies/products-and-solutions/buoyancy/eccofloat
- ^ API Spec 17L1, Specification for Ancillary Equipment for Flexible Pipes and Subsea Umbilicals, 2nd ed., 2021（規格ストアの版情報）。https://store.accuristech.com/standards/api-spec-17l1?product_id=2225318
- ^ API Spec 17L1（1st ed., 2013 のPDFプレビュー）— 補助機器に「buoyancy」等を列挙。https://www.api.org/~/media/files/publications/whats%20new/17l1%20e1%20pa.pdf
- ^ ISO 12217-1:2022, Small craft — Stability and buoyancy assessment and categorization — Part 1（公式ページ）。https://www.iso.org/standard/79072.html
- ^ WHOI, 前掲「Foam, it’s not just for cups」— アルビン/ネレウス等での使用例と原理。
- ^ WHOI「Floating without Imploding」（解説PDF）— 深海機の浮力とシンタクチックの利点。https://www.whoi.edu/cms/files/FloatingWithoutImploding_68272.pdf
- ^ J-STAGE「海洋開発資材としてのシンタクチックフォーム」（2005）— 国産材料のレビュー。https://www.jstage.jst.go.jp/article/gomu1944/48/8/48_8_513/_pdf/-char/ja
- ^ Gurit「Corecell™ M（マリン用途のフォームコア）」— 海洋用途の代表例。https://www.gurit.com/products/corecell-m/
- ^ CA Composites「PMI foam cores（性質・用途）」https://cacomposites.com/product/pmi-foam-cores/
- ^ 日本船具「浮力材の種類と特徴」— 気室式概説。https://www.nihon-sengu.co.jp/kind2.html
- ^ 標準的材料解説（Trelleborg Eccofloat製品資料の密度レンジ）。https://www.trelleborg.com/applied-technologies/-/media/applied-technologies/en/product-sheets/buoyancy-solutions/eccofloat-2020.pdf
- ^ WHOI, 前掲「Floating without Imploding」。
- ^ J-STAGE, 前掲（シンタクチックフォームの設計指標）。
- ^ J-STAGE, 前掲。
- ^ Trelleborg「Eccofloat® TG range」（非磁性・機械加工性の記載）。https://www.trelleborg.com/en/applied-technologies/products-and-solutions/buoyancy/eccofloat
- ^ API Spec 17L1（2nd ed., 2021）— 版情報。https://store.accuristech.com/standards/api-spec-17l1?product_id=2225318
- ^ API Spec 17L1（2013版PDFプレビュー）。https://www.api.org/~/media/files/publications/whats%20new/17l1%20e1%20pa.pdf
- ^ ISO 12217-1:2022。https://www.iso.org/standard/79072.html
- ^ ISO 12217-2:2022。https://www.iso.org/standard/79073.html
- ^ ISO 12217-3:2022。https://www.iso.org/standard/79074.html
- ^ 日油技研工業「浮力材（NiGK OCEAN）」— シンタクチックフォーム／高分子樹脂フォーム、深海での耐圧・ブロック供給の説明。https://www.nichigi.co.jp/products/nigkocean/buoyancy_material.html
- ^ NiGK OCEAN 製品総覧（海洋機器ページ、浮力材の位置づけ）。https://www.nichigi.co.jp/products/nigkocean.html
- ^ JAMSTEC（係留観測と浮力の一般解説、セジメントトラップ等）。https://www.jamstec.go.jp/k2s1/mst.html
- ^ WHOI, 前掲。
外部リンク
WHOI「Foam, it’s not just for cups」— 深海機の浮力材解説 https://www.whoi.edu/ocean-learning-hub/multimedia/foam-its-not-just-for-cups/
Trelleborg「Eccofloat®（深海用シンタクチックフォーム）」https://www.trelleborg.com/en/applied-technologies/products-and-solutions/buoyancy/eccofloat
API Spec 17L1（2nd ed., 2021 版情報）https://store.accuristech.com/standards/api-spec-17l1?product_id=2225318
ISO 12217-1/-2/-3:2022（小型船舶の浮力・安定性評価）https://www.iso.org/standard/79072.html
; https://www.iso.org/standard/79073.html ; https://www.iso.org/standard/79074.html
日油技研工業「浮力材」https://www.nichigi.co.jp/products/nigkocean/buoyancy_material.html
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