JP2002147659A - 耐火複合管の配管材 - Google Patents

耐火複合管の配管材

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JP2002147659A
JP2002147659A JP2000349241A JP2000349241A JP2002147659A JP 2002147659 A JP2002147659 A JP 2002147659A JP 2000349241 A JP2000349241 A JP 2000349241A JP 2000349241 A JP2000349241 A JP 2000349241A JP 2002147659 A JP2002147659 A JP 2002147659A
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Izumi Horio
泉 堀尾
Shinji Yamamoto
信治 山本
Tomio Shimizu
富雄 清水
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Showa Denko Kenzai KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量であり、可撓性を有し、燃焼や廃棄物の
処理においても塩化水素ガスやダイオキシンなどの発生
が無く、界壁を貫通する火炎の遮断性に優れた二層管や
二層管継手などの耐火複合配管材の提供。 【解決手段】 内側の内管と外側の外管の二層を有する
複合管の内管が樹脂で成形され、外管が耐火性若しくは
難燃性の無機質系材料で内管を被覆するごとく成形され
た配管材であって、内管がハロゲン元素を含まない熱可
塑系樹脂の材料で成形された耐火複合配管材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽量であり、可撓
性を有し、火炎の遮断性に優れ、火災時や廃棄物として
処理した場合に塩素を含む有害ガスやダイオキシンなど
の発生のない、耐火性建築物の内部に敷設される耐火複
合配管材料およびそのための継ぎ手などの耐火性複合配
管材料(本発明において複合管および継ぎ手を含め単に
「複合管」または「複合配管材料」ということがあ
る。)に関する。
【0002】
【従来の技術】都市住宅の中で大きな需要が有り、重要
な位置を占めるアパートあるいはマンションなどの共同
住宅は、住居が密着して建てられている。このため一旦
火災が発生したときは容易に延焼し災害が大きくなる
が、これをを防止するため個々の住居毎に耐延焼性を付
与する防火壁などの延焼防止策が施されている。これは
生命、財産等の保全の観点からも、特に共同住宅におい
ては1戸建て住宅よりも火災の延焼防止の機能が強く求
められている。このような通常の共同住宅における一般
的な防火壁などの界壁には、給水、排水等の水回り施設
及び電気やガスなどが配設された配管が貫通して設けら
れることが多く、従ってこれらの配管は火災時において
これら界壁を貫通する管を経由する延焼を防止する機能
を必要とされる。上記の要望に対応するため、建築基準
法や消防法に基づく基準や行政指導で配管材料を含めて
共同住宅における隣家との界壁の構造や性能の要件が定
められている。
【0003】従来、界壁を貫通する給水管、排水管等に
は、鋳鉄管あるいは鋼管の内部に塩化ビニルなどをライ
ニングした管材(ライニング鋼管)が使用されてきた。
このうち、鋳鉄管は重量があることから運搬作業性に劣
り、加えて切断などの加工が困難である。また、上記ラ
イニング鋼管も同様に重量があり、施工性において難点
があった。そのため、近年になってこれらの金属系配管
に代えて、軽量であり施工性の向上を目的とする、塩化
ビニル管を内管とし外管をモルタルで成形した複合管
(耐火二層管)が、施工性やコストにおいても優れた配
管材であることから多用されてきた。上記耐火二層管
(複合管)においては、塩化ビニルは火災時などにおい
て高温に加熱されると、樹脂中に含まれるハロゲンの効
果により、加熱された樹脂は発泡して該複合管を閉塞す
る。この現象は火炎が複合管内部を伝播したり、熱風が
吹き抜けることを防止する機能を有しこれにより延焼を
防止していた。
【0004】しかし、上記内管に使用されている塩化ビ
ニル管は、硬質材であることから剛性も高く、単一材料
による配管材として塩化ビニルのみであっても優れては
いるが、その反面可撓性に劣り、施工時や補修時におい
て衝撃や曲げなどの過剰に大きな応力によって破損する
ことがあった。さらに塩化ビニル樹脂は、火災時あるい
は廃棄物として焼却処理される時、燃焼ガスまたは熱分
解生成物中には塩化水素ガスなどの塩素含有ガスの生成
が避けられず、またダイオキシンの発生の可能性も高く
環境悪化の問題点があった。従って耐衝撃性を有し、高
温に加熱されたときは複合管を閉塞し、燃焼ガス中に有
害ガスを生成しない耐火性の配管材料が求められてい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、全体として
軽量であり、可撓性を有することから破損が少なく、燃
焼や廃棄物の処理においても塩化水素ガスやダイオキシ
ンなどの発生が無く、界壁を貫通する火炎の遮断性に優
れた二層管や二層管継手などの耐火複合配管材を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の課題を解決する
ための手段は下記特徴の耐火性複合配管材料およびその
継ぎ手などの耐火複合配管材を提供することにある。す
なわち本発明は[1] 内側の内管と外側の外管の二層
を有する複合管の内管が樹脂で成形され、外管が耐火性
若しくは難燃性の無機質系材料で内管を被覆するごとく
成形された配管材であって、内管がハロゲン元素を含ま
ない熱可塑系樹脂の材料で成形された耐火複合配管材、
【0007】[2] 内管が、外径50mm未満でかつ
厚み5mm以下の熱可塑性樹脂である上記[1]に記載
の耐火複合配管材、[3] 内管の厚みがその外径の1
0%未満の熱可塑性樹脂である上記[1]記載の耐火複
合配管材、[4] 内管の樹脂がポリオレフィンである
上記[1]ないし[3]の何れかに記載の耐火複合配管
材、[5] 内管の樹脂がポリプロピレンである上記
[4]記載の耐火複合配管材、および[6] 内管の樹
脂がポリエステルである上記[1]ないし[3]の何れ
かに記載の耐火複合配管材、を開発することにより上記
の課題を解決した。
【0008】
【発明の実施の形態】これまで、耐火複合管の内管とし
て使用されていた硬質塩化ビニル管は、安価、比較的軽
量であり、また塩素を含有しているため、複合管の場合
には燃焼するに際し自ら発泡して内管の内方へ膨張する
ため内管を閉塞する性質がある。このため上記の閉塞作
用により、火災時において火炎が管内を通じて隣接住居
などへ伝播延焼することを防止できるため、従来は耐火
複合管の内管としてコスト的にも硬質塩化ビニル管がも
っぱら使用されていた。
【0009】これに対し、ポリオレフィンやポリエステ
ルなどのハロゲン元素を含有しない熱可塑性樹脂は、加
熱あるいは燃焼に際しても発泡しないため、硬質塩化ビ
ニル管のような自己延焼防止性がないとされ、耐火複合
管の内管としておそらく確認されずに不適当であると考
えられていた。
【0010】しかし、硬質塩化ビニル管は可撓性に劣る
ため、施工時における曲げ加工や過剰の衝撃による大き
な応力を受けて破損することがあったり、さらに高温に
曝されたり、火災あるいは廃棄処理において燃焼すると
きは環境に有害な塩化水素ガスやダイオキシンなどを発
生する問題があった。
【0011】そこで本発明者らは、可撓性を有し、過剰
応力による破損を防止することが可能で、かつ塩素原子
を含有しない物質の範囲で、上記内管に適する物質につ
いて研究、検討を重ねた結果、驚くべきことに外管に耐
火性もしくは難燃性の無機質系材料で被覆したときは、
ポリオレフィンやポリエステルなどのようなハロゲン元
素を含有しない物質製の内管でも発泡はしないが、これ
とは別のメカニズムによる内管を閉塞する自己延焼防止
性があることを発見した。その上、外管を無機質系の耐
火材で被覆した複合管の場合は、内管として硬質塩化ビ
ニル管のような大きな剛性を備えていない熱可塑性樹脂
材料でも十分使用可能であることがわかった。
【0012】上記の例として、外管を無機質系材料でポ
リプロピレン製の内管を被覆した耐火性複合管において
は、火災などにおいて内管は収縮や溶着により管全体を
閉塞する現象が生じるため、火炎が耐火性複合管を通じ
て界壁を貫通して隣接住居などへ伝播延焼することを防
止できる。特に、内管の外径が50mm未満であり、内
管の厚みが5mm以下である耐火複合配管材や内管の外
径が50mm以上であり、内管の厚みが内管の外径の1
0%未満である耐火複合配管材のような、限定された範
囲の技術的構成においては、より高い延焼防止の効果が
認められた。
【0013】更にこのような現象は、ポリプロピレンの
みでなく、ポリエチレンやポリブテンやポリエステルな
どのハロゲン元素を含まない通常の熱可塑性樹脂にも認
められた。中でもコスト、物性などのバランスからはポ
リプロピレンが最も好ましい材料である。また、上記の
現象は、収縮性チュ−ブや延伸プラスチックチュ−ブな
どやその他の熱収縮性材料であればさらに顕著に現れる
が、収縮性が小さくても熱可塑性樹脂などの加熱されて
溶着する材料であれば、無機質系材料を用いた耐火性複
合管内部において一般的に認められる。
【0014】以下内管にポリプロピレンを使用した一実
施例について説明する。本発明に係る内管が薄肉管の場
合、内管が加熱されると管の内方に収縮し、その結果、
複合管は閉塞する。建設省の指導による防火区画の貫通
部の防火性能試験方法を適用したとき本発明の耐火複合
管が上下に走る鉛直状態の配管の場合、防火区画の床の
上方10cmないし30cm付近で閉塞が起こってい
て、開放されていた直立管の頂部から、僅かな白煙の漏
洩があるものの、火炎が管内を伝播して管頂部から炎が
あがることはなかった。さらに、外管への加熱が上記建
設省の試験法より厳しい場合でも、閉塞の位置が該試験
法の時より高い位置に移動するだけで同様に閉塞は起こ
り、管頂部から炎があがらない。
【0015】また、上記のような薄肉管の場合は、収縮
による管閉塞が認められたが、厚肉管の場合は必ずしも
収縮による閉塞が起こるのではなく、起こらないことも
あった。そのため、多くの実験を実施した結果、次のよ
うな知見を得た。つまり、通常樹脂パイプは、小管径の
場合は内管の厚みもそれに応じて小さくなるが、内管の
外径が50mm未満において、内管の厚みが外径の10
%以上であっても5mm以下であれば収縮による管の閉
塞が生じる。また管径が大きくなるに従って、管の厚み
も大きくなるが、この場合、内管自体の強度が大きくな
り、収縮変形に対する抵抗があるためか、管は容易に収
縮せず、管径に対する管の厚みの比率が影響する。すな
わち内管の外径が50mm以上において内管の厚みが該
外径の10%未満であれば、熱によって可塑化すると共
に、ある程度の収縮を伴い、さらに溶着による閉塞が生
じる。
【0016】この閉塞現象は配管材料独自の特性として
熱収縮性が大きければ閉塞が容易に生じることは当然で
あるが、熱収縮性が小さい材料であっても、上記の条件
下において閉塞が可能であることが分かった。例えば、
鉛直に配設された界壁貫通配管の場合、熱可塑性樹脂と
してポリプロピレンの薄肉の内管を設けた複合管では、
加熱により収縮し始める。さらに内管部分の温度が樹脂
の溶融温度に達すると内管下端(溶融部分)の樹脂が液
滴状になり、表面張力の影響を受けて該液滴は大きくな
る挙動を示す。その結果、上記液滴の上部では内管の樹
脂が可塑化して変形自由な状態となり、結果として管内
方向への移動(収縮)が起こる。
【0017】また、内管が厚肉の場合、加熱されても管
としての剛性が残っているため容易に収縮することはな
く、管径に対する管厚みの比率が小さくなるにしたがっ
て可塑化が生じて管内方向への移動(収縮)が可能にな
り、その結果内管が閉塞する。この収縮が確実に生起す
るのは、耐火複合管が垂直ないし垂直に近い状態に配設
された場合において観察されるものであり、管径に対す
る管厚みの比率は、内管の外径が50mm未満ではその
厚みが5mm以下の場合、また内管の外径が50mm以
上においてはその厚みが該外径の10%未満であること
が閉塞可能な基準となる。
【0018】また、耐火複合管が水平に配設された界壁
貫通配管の場合、加熱されることで可塑化して、重力も
負荷するため、上下の管周が接近してゆき、容易に溶着
し、結果として内管が閉塞する。従って、界壁貫通配管
が鉛直に配設されても、水平に配設されても難燃性の無
機質系材料で被覆された内管は容易に閉塞が可能である
し、勿論、収縮性材料あれば一層容易に閉塞可能であ
る。
【0019】ハロゲン元素を含まない熱可塑性樹脂を内
管とする耐火複合管は、従来の硬質塩化ビニル管を内管
とする耐火複合管とは異なった挙動をすることによって
複合管を閉塞するものであることが見出された。また、
ポリプロピレン等、一般の熱可塑性樹脂製の内管は、硬
質塩化ビニル管に比べ可撓性を有するために、破損防止
に優れることや燃焼することにより塩素ガスやダイオキ
シンなどを発生じないため環境衛生上も優れている。
【0020】本発明の耐火複合配管材料は共同住宅等の
給水管、排水管や換気管として用いられることが多い
が、これら流体の移動に限らず、電気系の配線材の導通
管など、他の用途にも使用できる。また、本発明の耐火
複合配管材料と接合する配管は、本発明の耐火複合配管
材料のみに限らず従来の硬質塩化ビニルを内管とする耐
火複合配管材料は勿論、金属管や裸の合成樹脂のみで成
形された樹脂管とも接合可能である。
【0021】
【発明の効果】本発明は、従来の硬質塩化ビニルを内管
とする耐火複合配管材料に比べ、内管は可撓性を有し耐
衝撃性に優れ、衝撃や曲げ応力に対して対応力があって
破損が少ないだけでなく、火災などの高温に曝されたと
きには、熱収縮や可塑性による溶着によって管を閉塞
し、耐火複合配管材料内部を通じて火炎が界壁を貫通す
る事を防ぎ、火炎の伝播を遮断できるものである。本発
明の耐火複合配管材料は、硬質塩化ビニルを内管とする
耐火複合配管材料とは、耐火複合配管材料を閉塞させる
ためのメカニズムは異なるが、従来の硬質塩化ビニルを
用いた耐火複合配管材料と同等の防火性能を有するだけ
でなく、更に本発明の耐火複合配管材料は火災や焼却に
よる廃棄処理時において、塩化水素ガスやダイオキシン
などの有害ガスを発生しないため環境衛生管理において
も優れている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 富雄 東京都港区芝大門一丁目13番9号 昭和電 工建材株式会社内 Fターム(参考) 2D060 AC01 2D061 AC05 3H111 AA01 BA15 CA52 CC13 DA11 DA26 DB03 DB05

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内側の内管と外側の外管の二層を有する
    複合管の内管が樹脂で成形され、外管が耐火性若しくは
    難燃性の無機質系材料で内管を被覆するごとく成形され
    た配管材であって、内管がハロゲン元素を含まない熱可
    塑系樹脂の材料で成形された耐火複合配管材。
  2. 【請求項2】 内管が、外径50mm未満でかつ厚み5
    mm以下の熱可塑性樹脂である請求項1記載の耐火複合
    配管材。
  3. 【請求項3】 内管の厚みがその外径の10%未満の熱
    可塑性樹脂である請求項1記載の耐火複合配管材。
  4. 【請求項4】 内管の樹脂がポリオレフィンである請求
    項1ないし3の何れか1項に記載の耐火複合配管材。
  5. 【請求項5】 内管の樹脂がポリプロピレンである請求
    項4記載の耐火複合配管材。
  6. 【請求項6】 内管の樹脂がポリエステルである請求項
    1ないし3の何れか1項に記載の耐火複合配管材。
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