JP2001289363A

JP2001289363A - 耐火性三層管

Info

Publication number: JP2001289363A
Application number: JP2000107705A
Authority: JP
Inventors: Rikuo Watanabe; 陸生渡辺; Isamu Inoue; 勇井上
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2000-04-10
Filing date: 2000-04-10
Publication date: 2001-10-19

Abstract

(57)【要約】【構成】耐火性三層管１０が火災時の火炎によって所
定温度以上に加熱されると、中間層１６中のガラスフリ
ット１６ａが溶融する。さらに温度が上昇すると、溶融
したガラスフリット１６ａと合成樹脂とが結合しながら
膨張していき、遂には固化して耐火層７４を形成する。
この耐火層７４は、不燃化しており、外火に対してこれ
以上燃焼することがない。したがって、管路内を火炎や
煙等が通ることがない。【効果】合成樹脂管であっても、優れた耐火性を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は耐火性三層管に関し、
特にたとえば建築物配管用の合成樹脂管であって、火災
時の火炎または加熱に対して耐性を有する耐火性三層管
に関する。

【０００２】

【従来の技術】管の構成材料として用いられる合成樹脂
は、熱可塑性樹脂であり、融点または軟化点以上の高温
下では流動性を示し、著しい変形を生ずることがよく知
られる。そのため、管路中耐火性を要求されるような箇
所での使用には一般的に不向きである。

【０００３】しかしながら、合成樹脂管の中でも塩化ビ
ニル管は、比較的難燃性，耐火性に優れるため、従来、
そのような箇所においては、一定限度以下の外径および
一定限度以上の肉厚を有する塩化ビニル管に限って使用
されてきた。そして、サイズがこの制限を越えてしまう
ような場合には、鋼管の内面を塩化ビニルでライニング
した塩化ビニルライニング鋼管等が使用されていた。

【０００４】また、一方で、耐火剤や難燃剤等を原材料
に混入して塩化ビニル管等の合成樹脂管自体の耐火性を
向上させようとする試みもなされてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、塩化ビ
ニルライニング鋼管を用いた場合は、鋼管が重いため施
工性が悪く、かつ、コスト高であるという問題があっ
た。

【０００６】一方、耐火剤等を添加した合成樹脂の場合
は、曲げ強さ，衝撃強さや引っ張り強さ等の機械的強度
が著しく低下し、管材としての使用に堪えないという問
題があった。

【０００７】それゆえに、この発明の主たる目的は、合
成樹脂管であっても優れた耐火性を有する、耐火性三層
管を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、合成樹脂か
らなり、内外のスキン層の間に、ガラスフリットを混入
した中間層を形成した、耐火性三層管である。

【０００９】

【作用】この耐火性三層管が火災時の火炎によって所定
温度以上に加熱されると、中間層中のガラスフリットが
溶融する。さらに温度が上昇すると、溶融したガラスフ
リットと合成樹脂とが結合しながら膨張していき、遂に
は固化して耐火層を形成する。この耐火層は、不燃化し
ており、火炎に対してこれ以上燃焼することがない。し
たがって、管路内を火炎や煙等が通ることがない。

【００１０】

【発明の効果】この発明によれば、合成樹脂管であって
も、優れた耐火性を有する。したがって、鋼管等を用い
なくてよいので、軽量化でき、コストを下げることがで
きる。

【００１１】また、内圧および外圧に対して強度上ほと
んど影響のない中間層に、ガラスフリットを混入するよ
うにしたので、管の機械的強度はほとんど低下せず、管
材としての使用に支障がない。

【００１２】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１３】

【実施例】図１を参照して、この実施例の耐火性三層管
１０は、たとえば建築物配管用の合成樹脂管であって、
火災時の火炎等に対して耐火性を要求される箇所に使用
するものである。

【００１４】耐火性三層管１０は、内スキン層１２，外
スキン層１４および内スキン層１２と外スキン層１４と
の間に形成される中間層１６を含む。

【００１５】内スキン層１２および外スキン層１６は、
塩化ビニル，ポリプロピレンまたはポリエチレン等の合
成樹脂からなり、これらの層によって耐火性三層管１０
の機械的強度が確保される。

【００１６】中間層１６は、塩化ビニル，ポリプロピレ
ンまたはポリエチレン等の合成樹脂からなり、耐火剤と
してガラスフリット１６ａが重量比１５〜３０％程度混
入されている。このガラスフリット１６ａが火災時等に
溶融し、樹脂と結合して体積膨張し、かつ、樹脂を不燃
化することにより耐火性が得られる。

【００１７】ガラスフリット１６ａは、リン酸塩系ガラ
ス，ホウ酸塩系ガラス，硫酸塩系ガラス等の無機酸化物
ガラスまたはこれらの混合物であり、約３５０〜８００
℃の温度で溶融するいわゆる低融点ガラスである。この
実施例で混入されるガラスフリット１６ａとしては、た
とえば、粒度が約０．１〜５０μｍの粉末状のものが好
ましく、その主たる組成がＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，Ｃａ
Ｏ，Ｎａ₂Ｏ等からなるものまたはＣＡＳ登録番号６５
９９７−１８−４の化学物質等が使用され、製品として
はエア・ブラウン株式会社製の「シープリー」（商品
名）等が使用され得る。なお、中間層１６には、耐火性
能をより向上させるために、ガラス繊維，カーボン繊維
等の無機繊維がさらに添加されてもよい。

【００１８】この耐火性三層管１０は、たとえば図２に
示すような製造装置１８を用いて製造される。製造装置
１８は、第１押出成形機２０，第２押出成形機２２，真
空サイジング装置２４，引取機２６および切断機２８等
を含む。

【００１９】第１押出成形機２０および第２押出成形機
２２は、ホッパ３０および３２から供給された合成樹脂
原材料（塩化ビニル樹脂，ポリオレフィン系樹脂等）を
加熱溶融して押し出すための第１押出機３４および第２
押出機３６を含み、第１押出機３４および第２押出機３
６の出口には金型３８が取り付けられる。第１押出成形
機２０（ホッパ３０）には、耐火性三層管１０の内スキ
ン層１２および外スキン層１４の原材料が供給され、第
２押出成形機２２（ホッパ３２）には、中間層１６の原
材料が供給される。つまり、ホッパ３２に供給される樹
脂には、耐火剤としてガラスフリット１６ａが混入され
る。

【００２０】金型３８は、図３に示すように、多層（三
層）押出用金型であり、合流部４０および成形部４２を
含む。合流部４０において、第１押出機３４および第２
押出機３６から導入された溶融樹脂４４および４６が合
流され、その出口近傍で積層される。積層された溶融樹
脂４４および４６は、成形部４２において、積層された
ままで拡径されて管状にされる。すなわち、溶融樹脂４
４が内スキン層１２および外スキン層１４となり、溶融
樹脂４６が中間層１６となる。そして、成形部４２の先
端部に設けられたダイリング４８およびマンドレル５０
によって、外周および内周がある程度適切なサイズに規
制され、連続管５２として押し出される。

【００２１】なお、第１押出成形機２０，第２押出成形
機２２および金型３８等の内部において、合成樹脂は約
１８０〜２００℃の温度下に置かれるが、上述のように
ガラスフリット１６ａは約３５０℃までは溶融しないた
め、これらの装置内でガラスフリット１６ａが溶融して
樹脂と結合し膨張する恐れはない。

【００２２】真空サイジング装置２４は、金型３８から
押し出された連続管５２の外面をサイジングするととも
にこれを冷却するためのものであり、図４に示すよう
に、連続管５２の押出方向に延びる本体５４を含む。本
体５４の長手方向の一方端部および他方端部には管の入
口５６および出口５８が形成される。本体５４内の入口
５６側には真空ポンプ６０が接続された真空室６２が設
けられ、真空室６２内にはサイジングスリーブ６４が配
置され、サイジングスリーブ６４の一端が入口５６に接
続される。また、真空室６２と出口５８との間に冷却室
６６が設けられ、真空室６２および冷却室６６の全長に
わたって散水パイプ６８が配置される。

【００２３】連続管５２が真空サイジング装置２４に与
えられると、真空ポンプ６０の負圧により連続管５２が
膨張され、その外面がサイジングスリーブ６４の内面に
密着されることによりサイジングされる。また、サイジ
ングされた連続管５２は、散水パイプ６８から撒かれる
冷却水により冷却されて硬化される。

【００２４】引取機２６は、連続管５２を一定の速さで
引き取るためのものであり、連続管５２の下部および上
部に押圧される引取ローラ７０を含む。引取ローラ７０
の少なくとも一つには図示しないモータが接続され、モ
ータの回転数を制御することによって連続管５２の引き
取り速さが調整される。

【００２５】切断機２８は、連続管５２を所定長さに切
断するためのものであり、連続管５２の先端位置を検出
するセンサ７１と、センサ７１に連動して駆動される鋸
歯７２とを含む。連続管５２の先端がセンサ７１を押す
と、鋸歯７２が駆動されて連続管５２が切断され、耐火
性三層管１０が得られる。

【００２６】この耐火性三層管１０が、たとえば建物配
管用に使用される。そして、そこで火災等が発生した場
合に加熱されると、図５に示すように不燃化される。

【００２７】すなわち、火炎によって耐火性三層管１０
が加熱され（図５（Ａ））、温度がガラスフリット１６
ａの融点（約３５０℃）を超えると、中間層１６内のガ
ラスフリット１６ａが溶融してガラス被膜を形成する。
そして、温度が約８００〜１０００℃に達すると、溶融
したガラスフリット１６ａ（ガラス被膜）と中間層１６
の合成樹脂とは結合しながら、管厚の約２〜３倍程度に
膨張し、遂には固化して耐火層７４を形成する（図５
（Ｂ））。この耐火層７４は、約１２００℃までは耐火
性を発揮するため、耐火性三層管１０がこれ以上燃焼す
ることはない。したがって、管路内を火炎や煙等が通る
ことがない。

【００２８】この実施例によれば、合成樹脂管であって
も、優れた耐火性を有する。したがって、鋼管を使用し
なくてもよいので、軽量化でき、コストを下げることが
できる。

【００２９】また、耐火層７４は厚肉であるため、火炎
だけでなく熱を遮断することもできる。

【００３０】また、内圧および外圧等に対して強度上ほ
とんど影響のない中間層１６に、ガラスフリット１６ａ
を混入するようにしたので、管の機械的強度はほとんど
低下せず、管材としての使用に支障がない。

【００３１】また、非自消性のポリオレフィン系樹脂
（ポリエチレン，ポリプロピレン等）等を管の原材料に
用いても、耐火性を有する管１０とすることができるの
で、非自消性合成樹脂管の用途を飛躍的に拡大すること
が可能となる。

【００３２】なお、中間層１６は、軽量化のために、発
泡層として形成するようにしてもよい。発泡層を形成す
る場合には、たとえば、第２押出成形機２２において溶
融される中間層１６の樹脂原料中に発泡剤を混入する。
発泡剤が混入されても溶融樹脂４６は高圧下に置かれる
第２押出機３６および金型３８内では発泡せず、金型３
８から押し出され圧力開放された後、ガスが発生して発
泡される。

【００３３】また、中間層１６は、管の強度にほとんど
影響を及ぼさないので、その原料は、内外スキン層と同
じものである必要はなく、リサイクル材等を使用するこ
とも可能である。なお、中間層１６は、平常時には表面
に露出することがないので、有害物が溶け出したり揮発
したりすることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。

【図２】製造装置を示す斜視図である。

【図３】金型を示す図解図である。

【図４】真空サイジング装置を示す図解図である。

【図５】図１実施例が耐火層を形成する過程を示す図解
図である。

【符号の説明】

１０ …耐火性三層管１２ …内スキン層１４ …外スキン層１６ …中間層１８ …製造装置７４ …耐火層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合成樹脂からなり、内外のスキン層の間
に、ガラスフリットを混入した中間層を形成した、耐火
性三層管。
【請求項２】前記中間層は、発泡層である、請求項１記
載の耐火性三層管。