JP7470098B2

JP7470098B2 - 空調ドレン用配管材

Info

Publication number: JP7470098B2
Application number: JP2021506247A
Authority: JP
Inventors: 裕信中村; 保松永; 祥吾中根
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2024-04-17
Anticipated expiration: 2040-02-18
Also published as: WO2020189141A1; JPWO2020189141A1

Description

本発明は、空調ドレン用配管材に関する。

建築技術の高度化に伴い、建築物に張り巡らされる空調ドレン用の配管材には、多様な性質が求められる。特にかかる配管材を防火区画に使用するためには、高い耐火性能が要求される。

このような中、耐火管材としては、当該配管の内部に黒鉛を含有させたものが知られている。火災の際には、黒鉛が高温に曝されることにより、発泡して配管材が膨張する。すると、配管材の内部が半ば閉塞された状態となり、配管材内部の空気の流れが塞き止められ、それ以上の火災の燃え広がりが防がれることにより、高い耐火性能を有するというものである（例えば、特許文献１参照）。

しかし、このような配管材は耐火性能には優れる一方で、断熱性能が不充分であることから、排水の通過又は環境条件により結露が生じやすく、建築物に結露による壁や天井への染みが発生するという問題がある。

このような結露の発生を防止するために、断熱効果の高い発泡層を備えた多層構造を有する配管材も提案されている。しかしながら、発泡層を設けると、耐火性能試験を行った際、配管の形状を維持するための強度が不充分となってしまい、高熱により配管が変形し、配管の外表面と施工により配管が貫通している壁面との間に隙間ができ、そこから煙及び熱が漏洩してしまうという問題がある。

このような多層構造を有する配管材の強度を向上させるための解決策として、配管材の厚みを分厚くすることも考えられる。しかし、この場合には、配管材の内径が小さくなり、配管の流量効率が悪くなるという問題がある。

このような事情から、発泡層を備える多層管を空調ドレン用の配管材として採用する場合には、特にＩＳＯに規定される耐火性能を満たすため、防火区画貫通で特別な処理を施すことが求められる。このような特別な処理としては、配管に耐火材料を巻きつけて耐火層を設けることが一般的である。

しかし、配管に巻きつける耐火材料は高コストである上に、耐火材料を巻きつける作業も必要であり、コスト面及び労力面の双方で課題を有している。

このように、黒鉛を含ませた配管材では断熱性不足が、発泡層を設けた配管材では耐火性不足が課題となっている。

日本国特許第４４４０２９０号公報

上記のような事情に鑑み、本発明の目的とするところは、充分な流水量を有しつつも、優れた断熱性能及び耐火性能を有する空調ドレン用配管材を提供することにある。

本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、発泡層を備えた多層管においても、発泡層の外側に存在する非発泡層を従来品よりも厚く設定し、且つ、各層の厚みを所定の関係式を充足するものとすることにより、充分な流水量を確保しつつも、断熱性能のみならず、耐火性能にも優れた空調ドレン用配管材とすることが可能であることを見出した。本発明者らは、かかる知見に基づきさらに研究を重ね、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、以下の空調ドレン用配管材を提供する。
項１．
内層、発泡層、及び外層を有する配管材であって、
前記内層、前記発泡層、及び前記外層はそれぞれ熱可塑性樹脂を含み、
外径（Ｄ）、内径（Ｕ）、前記外層の厚み（Ｔｏ）、前記発泡層の厚み（Ｔｃ）、及び前記内層の厚み（Ｔｉ）が下記式（１）～（４）の関係を有することを特徴とする、配管材。
８≦Ｄ／Ｔｏ≦１７式（１）
１０≦Ｄ／Ｔｃ≦１６式（２）
０．５ｍｍ≦Ｔｉ≦４．０ｍｍ式（３）
０．５５≦Ｕ／Ｄ≦０．７５式（４）
項２．
前記熱可塑性樹脂は、ポリ塩化ビニル系樹脂である、項１に記載の配管材。
項３．
前記発泡層の発泡倍率が２以上８以下である、項１又は２に記載の配管材。
項４．
前記外径（Ｄ）が３０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下である、項１～３の何れかに記載の配管材。
項５．
前記発泡層における独立気泡率が５０％以上である、項１～４の何れかに記載の配管材。

本発明の空調ドレン用配管材は、充分な流水量を有しつつ、断熱性能及び耐火性能の双方に優れる。

本発明の配管材の断面図の一例。本発明の配管の製造装置の一例の平面図。本発明の配管の製造装置の一例の正面図。本発明の配管の製造装置に使用する金型と配管外面成形用チューブの一例を示す構成図。耐火性能評価試験に使用する耐火試験炉の概略図。

（１．配管材）
（１．１．内層、発泡層及び外層）
本発明の配管材は、内層、発泡層及び外層を有する。図１に示すのは、内層１、発泡層２及び外層３がこの順に配管材の内側から積層された多層構造を有する配管材１０´である。

内層、発泡層及び外層を構成する材料は、共に熱可塑性樹脂を含む。これら３層を構成する熱可塑性樹脂材料は、全て同一の熱可塑性樹脂材料であってもよいし、３層それぞれに異なる熱可塑性樹脂材料であってもよい。

熱可塑性樹脂としては、公知の熱可塑性樹脂を広く採用することが可能であり、特に限定はない。具体的には、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリブテン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－エチルアクリレート共重合体、エチレン－酢酸ビニル共重合体などのポリオレフィン系共重合体、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン）樹脂、ＥＥＡ樹脂（エチレン－アクリル酸エチルコポリマー）、ＡＳＡ（アクリロニトリル－アクリル酸エステル－スチレン）樹脂、ＡＥＳ（アクリロニトリル－エチレンプロピレンジエンゴム－スチレン）樹脂、ＭＳ（メタクリル酸メチル－スチレン）樹脂、及びアクリル系樹脂などを使用することができる。これらは一種のみを単独で使用してもよいし、二種以上を混合して使用してもよい。また耐火性能を付与するために後述する難燃剤や充填剤を添加することが望ましい。

上述した熱可塑性樹脂の中でも、特に外層及び内層に関しては、難燃性に優れているという理由から、ポリ塩化ビニル系樹脂を採用することが好ましい。特に、外層の材料としては、管継手等との接続が容易であるという理由から、ポリ塩化ビニル系樹脂を採用することが好ましい。接続方法としてはＴＳ工法（Ｔａｐｅｒｓｉｚｅｄｓｏｌｖｅｎｔｗｅｌｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄ）及び溶接工法が挙げられる。

使用するポリ塩化ビニル系樹脂としては、ポリ塩化ビニル樹脂はもちろん、塩化ビニル単量体と塩化ビニル単量体と共重合可能な他の単量体との共重合体を使用することも好ましい。塩化ビニル単量体と共重合可能な他の単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン等の不飽和炭化水素化合物、塩化アリル、アクリロニトリル等のビニル基を有する化合物、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、酢酸ビニル等のアクリル酸エステル化合物及び無水マレイン酸等のジカルボン酸化合物の単量体が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよい。共重合体はランダム共重合体、ブロック共重合体及びグラフイト共重合体から選択されるいずれであってもよい。またポリ塩化ビニル系樹脂は単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよい。

ポリ塩化ビニル系樹脂の中でも、ポリ塩化ビニル系樹脂を後塩素化した塩素化塩化ビニル樹脂を使用することが、より好ましい。塩素化塩化ビニル樹脂は塩化ビニル樹脂よりも塩素含有量が大きく、耐火性能に影響を与える難燃性及び耐熱変形性に優れる。

発泡層はポリ塩化ビニル系樹脂以外の熱可塑性樹脂を含んでもよい。該熱可塑性樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂及びポリブテン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－エチルアクリレート共重合体及びエチレン－酢酸ビニル共重合体などのポリオレフィン系共重合体、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン）樹脂、ＥＥＡ樹脂（エチレン－アクリル酸エチルコポリマー）、ＡＳＡ（アクリロニトリル－アクリル酸エステル－スチレン）樹脂、ＡＥＳ（アクリロニトリル－エチレンプロピレンジエンゴム－スチレン）樹脂並びにＭＳ（メタクリル酸メチル－スチレン）樹脂等が挙げられる。これらの中でも溶融張力を向上させ発泡倍率向上に好ましい分子量300万以上の高分子量アクリル系樹脂を含んでいることが望ましい。これらは単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよい。

発泡層を形成する際の発泡方法としては、公知の方法を広く採用することが可能であり、特に限定はない。化学発泡方法及び物理発泡方法の何れでもよい。

化学発泡方法を採用する場合には、例えば熱可塑性樹脂に熱分解型発泡剤を添加する手法を例示することができる。熱分解型発泡剤としては、重曹（炭酸水素ナトリウム）系発泡剤、ＡＤＣＡ（アゾジカルボンアミド）、ＤＰＴ（Ｎ，Ｎ‘－ジニトロソペンタメチレンテトラミン）及びＯＢＳＨ（４，４’－オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド））を例示することが可能であり、これらは単独で使用しても２種類以上併用してもよい。また、後述する独立気泡率を高くするという観点から、発泡剤としてＡＤＣＡを使用もしくは併用することが好ましい。

物理発泡方法を採用する場合には、例えば熱可塑性樹脂に熱膨張性マイクロスフェアー（微小プラスチック球体）を添加する手法を挙げることができる。ここでの熱膨張性マイクロスフェアー（微小プラスチック球体）とは、低沸点炭化水素を内包する熱可塑性ポリマーセルであり、市販品としては、例えば徳山積水社製の商品アドバンセルを挙げることができる。

発泡層の発泡倍率は２倍以上８倍以下であることが好ましく、３倍以上６倍以下であることがより好ましい。発泡倍率を２倍以上とすることにより、配管材の断熱性能を良好なものとすることができる。また、発泡倍率を８倍以下とすることにより、発泡層内の気泡径を均一なものとして連続気泡の形成リスクを低減することができる。その結果、管の端部から連続気泡内に水が毛細管現象などの理由で発泡層内に水が浸入した場合に、発泡層全体に水が染み渡るリスクがなくなり、配管材の断熱性能の低下を防ぐことができる。

尚、本明細書において発泡倍率とは、下記工程Ａ）～Ｃ）で表される方法により計測及び算出される値であるものと定義される。
Ａ）管を軸方向の長さが約５０ｍｍになるように切り、続いて周方向にほぼ均等に４分割になるように軸方向に切る。
Ｂ）非発泡内層及び非発泡外層をフライスで切削し、発泡層だけを長さ約５０ｍｍ程度の板状に加工したものを試験片とする。試験片は４個作成される。
Ｃ）試験片をＪＩＳＫ７１１２：１９９９に従い、２３℃±２℃で水置換式比重測定機で見かけ密度を小数点以下３桁まで求め、下記式（ａ）により発泡倍率を算出する。
ｍ＝γｏ／γ ・・・（ａ）
［式（ａ）中、ｍは発泡倍率であり、γは発泡層の見かけ密度（ｇ／ｃｍ³）であり、γｏは発泡層の構成材料の未発泡時の密度（ｇ／ｃｍ³）である。］

各物質の密度は添加剤などを添加した際、場合によっては０．１程度密度が変動するため、発泡層の構成材料の未発泡時の密度は例えば化学便覧（応用化学編II 材料編）に記載されている値を使用するものとする。塩化ビニル樹脂の未発泡時の密度は１．５４である。

また、配管材の断熱性能を考慮し、発泡層は高い独立気泡率（本明細書において、独立気泡とは、隣り合う気泡同士がつながっていない気泡であると定義される。）を有することが好ましい。

具体的には、独立気泡率が５０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。独立気泡率の上限値は特に限定されず、例えば９５％以下とすることが好ましい。

独立気泡率を５０％以上とすることにより、通水時に接続部位である管の端部から連続気泡内に水が毛細管現象等の理由で発泡層内に浸入するリスクが低下し、配管材の良好な断熱性能に寄与する。独立気泡率は高ければ高いほど断熱性能低下のリスクが減り好ましいが、現実的には９５％以上にすることは困難で、９５％にしようとすると十分な発泡倍率を得ることが困難である。

尚、本明細書において発泡層の独立気泡率Ｃｃ（％）は、ＪＩＳＫ７１３８：２００６に準拠し２３±２℃で空気比較式比重計を使用して測定した発泡層の体積Ｖａ（ｃｍ³）、ＪＩＳＫ７１１２：１９９９に準拠し２３±２℃で水置換式比重計を使用して測定した発泡層の体積Ｖａｑ（ｃｍ³）から、下記式（ｂ）を用いて算出される値であると、定義される。
Ｃｃ＝（Ｖａ／Ｖａｑ）×１００・・・（ｂ）

発泡層を形成する際には、既述の如く、発泡剤を使用することも好ましい。これに加えて、本発明の配管材における内層、発泡層及び外層の各々の層には、本発明の目的又は効果を損なわない範囲内で、その他の添加剤を加えることも好ましい。

かかる添加剤としては、配管材の構成樹脂材料に使用される公知の添加剤を広く使用することが可能であり、特に限定はない。具体的には、安定剤、滑剤、加工助剤、充填剤、難燃剤、着色剤等を例示することができる。配管材を構成するための樹脂組成物中の添加剤の配合量に関しては、目的とする特性に応じ、適宜決定することが好ましい。

添加剤の中でも耐火性能付与の点で難燃剤は重要である。難燃剤としては特に限定されず、無機系難燃剤、ハロゲン系難燃剤及びリン系難燃剤を例示することができる。無機系難燃剤としてより具体的には、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、ホウ素系化合物、及び酸化アンモニウム等の金属酸化物が挙げられる。ハロゲン系難燃剤として塩素化ポリエチレン、塩素化パラフィン、アルキル臭素化合物、テトラブロモビスフェノールＡ、デカブロモジフェニルエーテル、テトラブロモジフェニルエーテル、ヘキサブロモベンゼン、及びヘキサブロモシクロデカンが挙げられる。リン系難燃剤としてトリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、トリスクロロエチルホスフェート、トリスクロロプロピルホスフェート、及びトリスジクロロプロピルホスフェートが挙げられる。これらは一種のみを単独で使用しても良いし、二種以上を併用してもよい。

また、配管材に耐火性能、すなわち難燃性を付与するため、充填剤を使用することも好ましい。かかる充填剤としては、無機系充填剤を使用することが好ましい。無機系充填剤としては、アルミニウム、銅、鉄及びニッケル等の金属粉、シリカ、珪藻土、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛及び酸化鉄等の金属酸化物、タルク、クレー、マイカ、ベントナイト、セピオライト、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト及びガラス等のケイ酸塩、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム及びハイドロタルサイト等の炭酸塩、並びに硫酸カルシウム、硫酸バリウム及び亜硫酸カルシム等の硫酸塩が挙げられる。これらの化合物の形状は球状でも板状でも針状でも構わない。

図１には内層、発泡層及び外層のみを表示するが、必要に応じて、その他の層、例えば膨張黒鉛を含有した層及び／又はリサイクル塩化ビニルを使用した層を、内層と外層の間に設けることも可能である。この場合、配管材の耐火性能が向上する。

（１．２．式（１）～（４）の関係式）
また、本発明の配管材において、外径（Ｄ）、内径（Ｕ）、前記外層の厚み（Ｔｏ）、前記発泡層の厚み（Ｔｃ）、及び前記内層の厚み（Ｔｉ）が下記式（１）～（４）の関係式を満たす。

８≦Ｄ／Ｔｏ≦１７式（１）
１０≦Ｄ／Ｔｃ≦１６式（２）
０．５ｍｍ≦Ｔｉ≦４．０ｍｍ式（３）
０．５５≦Ｕ／Ｄ≦０．７５式（４）

外径（Ｄ）は、配管材の外側の直径であり、内径（Ｕ）は、配管材の内側の直径である。また、本明細書において、外層の厚み（Ｔｏ）、発泡層の厚み（Ｔｃ）、内層の厚み（Ｔｉ）はそれぞれ、（１）管を輪切りにした際の一方の層の界面と他方の層との界面までの距離もしくは（２）管を輪切りにした際の層の界面から切断面の端部までの距離をノギス、マイクロスコープ又はレーザー顕微鏡等で測定するものとする。特にマイクロスコープ又はレーザー顕微鏡により観察及び計測することが望ましい。

これまでの多層構造を有する配管材においては、配管材に必要な性能を付与する層が中間層であるため、内層及び外層は比較的薄く設計されることが一般的であった。特に外層は継手等との接着接合さえできれば良く、比較的薄い外層肉厚でも十分だった。本発明においては、従来品と比べて厚めに設定することにより耐火性能の向上をなし得ている。

式（１）に示すように、Ｄ／Ｔｏの値は８以上であり、好ましくは１０以上である。Ｄ／Ｔｏが８未満であると、配管材の内径が小さくなる結果、配管の充分な流水量を確保できなくなってしまう。さらには、配管材の重量も過大となり、運搬時及び施工時における作業性が低下する。

一方、Ｄ／Ｔｏの値は１７以下であり、好ましくは１５以下である。Ｄ／Ｔｏが１７を超えると、配管材が高温に対して変形又は消滅しやすくなり、耐火性能が不充分となってしまう。特に火災時には高熱により配管が変形し、配管の外表面と施工により配管が貫通している壁面との間に隙間ができ、そこから煙及び熱が漏洩してしまうというリスクがある。

式（２）に示すように、Ｄ／Ｔｃの値は１０以上であり、好ましくは１１以上である。
Ｄ／Ｔｃが１０未満であると、配管材の内径が小さくなる結果、配管の充分な流水量を確保できなくなってしまう。

一方、Ｄ／Ｔｃの値は１６以下であり、好ましくは１５以下である。Ｄ／Ｔｃが１６を超えると、配管材の断熱性能が不充分なものとなり、流水時に結露等が発生しやすくなる。

式（３）に示すように、内層厚み（Ｔｉ）は０．５ｍｍ以上であり、より好ましくは１．０ｍｍ以上である。Ｔｉが０．５ｍｍ未満であると、配管材を継手等に接続する際に、配管材と継手との間に隙間ができやすく、当該隙間から発泡層に水が浸入し、その結果、配管材の断熱性能が低下するリスクが高くなる。

一方、Ｔｉは４．０ｍｍ以下であり、好ましくは３．５ｍｍ以下である。Ｔｉが４．０ｍｍを超えると、配管材の内径が小さくなることにより、配管材の流水量を充分に確保できない。また、配管材の重量も過大となってしまうため、運搬時及び施工時における作業性が低下する。

式（４）に示すように、Ｕ／Ｄの値は０．５５以上であり、好ましくは０．６０以上である。Ｕ／Ｄが０．５５未満であると、配管材の肉厚が増加することにより内径が小さくなり、配管材の流水量が不充分となってしまう。

一方で、Ｕ／Ｄの値は０．７５以下であり、好ましくは０．７２以下である。Ｕ／Ｄが０．７５を超えると、配管材の耐火性能、断熱性能、及び施工時の接合性が低下することとなる。

以上にしてなる本発明の配管材の製造方法は、多層構造を有する配管材を製造する際の常法に基づくことが可能であり、特に限定はない。例えば、下記の方法に基づき、得ることができる。

（２．配管材の製造方法）
図２及び図３は、三層構造の空調ドレン用管１０’を製造するための製造装置２０の全体構成図である。製造装置２０は、内外層押出機１１、発泡層押出機１２、金型１３、冷却水槽１５、引取機１６、及び切断機１７を備えることが好ましい。内外層押出機１１、及び発泡層押出機１２には金型１３が接続されており、金型１３には冷却水槽１５が接続されていることが好ましい。冷却水槽１５に引取機１６が接続されており、引取機１６には切断機１７が接続されている。さらに、図２及び図３に示すように、ガスボンベ１８と定量ポンプ１９が発泡層押出機１２に接続されていてもよい。

ガスボンベ１８及び定量ポンプ１９は、発泡層押出機１２のベント孔から、気体の発泡剤を供給するものである。内外層押出機１１は、内層１及び外層３を形成する非発泡層用熱可塑性樹脂組成物を溶融混練し、金型１３に押し出すものである。

発泡層押出機１２は、発泡層２を形成する発泡層用熱可塑性樹脂組成物を溶融混練し、金型１３に押し出すものである。金型１３は、内外層押出機１１から注入された非発泡層用熱可塑性樹脂組成物と、発泡層押出機１２から注入された発泡層用熱可塑性樹脂組成物から、三層構造の未硬化の空調ドレン用管１００’を成形するものである。

冷却水槽１５には、未硬化の配管材１００’を所定寸法に成形するための管外面成形用チューブ１４が取り付けられており、金型１３で成形された未硬化の配管材１００’の外面を管外面成形用チューブ１４に接触させた状態で冷却するものである。引取機１６は、冷却水槽１５で冷却された配管材１０’を受け取るものである。切断機１７は、引取機１６から送られてきた配管材１０’を所定の長さに切断するものである。

まず、非発泡層用熱可塑性樹脂組成物を内外層押出機１１に供給し、溶融混練する。これとは別に、発泡層用熱可塑性樹脂組成物を発泡層押出機１２に供給し、溶融混練する。このときガスを発泡剤として使用する場合には、発泡層用熱可塑性樹脂組成物を溶融混練しているところに、ガスボンベ１８内のガスを定量ポンプ１９のポンプ動作によりベント孔から供給する。固体又は液体の発泡剤を使用する場合には、発泡層用熱可塑性樹脂組成物に発泡剤をあらかじめ配合しておいてもよい。

そして、図４に示すように、内外層押出機１１により溶融混練された非発泡層用熱可塑性樹脂組成物２１と、発泡層押出機１２により溶融混練された発泡層用熱可塑性樹脂組成物２２を、金型１３に注入し、金型１３内部で合流させて、三層構造の未硬化の配管材１００’を成形する。未硬化の配管材１００’は、非発泡層用熱可塑性樹脂組成物２１から形成される非発泡熱可塑性樹脂層３１と、内層１及び外層３の間の、発泡層用熱可塑性樹脂組成物２２から形成される発泡熱可塑性樹脂層３２とから構成される。

さらに、三層構造の未硬化の配管材１００’を金型１３より吐出すると、発泡熱可塑性樹脂層３２の樹脂が発泡する。未硬化の配管材１００’を管外面成形用チューブ１４内に挿入し、未硬化の配管材１００’は所定寸法に型成形されながら冷却水槽１５内で冷却されて配管材１０’となる。さらに、冷却成形された空調ドレン用管１０’を引取機１６に引き渡して切断機１７に送り、切断機１７において所定の長さに切断する。

金型１３で成形するときの温度は、１４０℃以上２００℃以下が好ましく、１６０℃以上１９０℃以下がより好ましい。また、金型で成形するときの時間は、１０分以上３０分以下が好ましく、１０分以上２０分以下がより好ましい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

以下、実施例に基づき、本発明の実施形態をより具体的に説明するが、本発明がこれらに限定されるものではない。

実施例１～６及び比較例１～８
下記表１及び２に示す条件に基づき、各実施例及び比較例の配管材を製造した。製造に際しては、図２～４に示される製造装置を使用し、下記表に示す肉厚及び発泡倍率となるように、温度条件及び押出量を調整し、配管材を製造した。内外層用の原料としては、ポリ塩化ビニル樹脂（徳山積水工業社製、ＴＳ－１０００Ｒ）１００質量部に対し、有機錫系安定剤（日東化成社製、ＴＶＳ－８８３２）３質量部、ＭＢＳ樹脂（カネカ社製、Ｂ－５６４）５質量部、分子量３００万以上の高分子量アクリル樹脂（カネカ社製、ＰＡ－２０）1質量部、滑剤（三井化学社製、ハイワックス２２０ＭＰ）１質量部、滑剤（エメリーオレオケミカルズジャパン社製ロキシオール２５９）１質量部、炭酸カルシウム（白石工業社製、ＣＣＲ）２質量部、着色剤（大日精化工業社製）０．６質量部を使用した。

尚、実施例５～６の内外層用の原料にとして、塩素化塩化ビニル樹脂（徳山積水工業社製、ＨＡ－５８Ｋ）を使用した。それ以外は実施例１～４及び比較例１～８の原料と同じとした。

発泡層用の原料はポリ塩化ビニル樹脂（徳山積水工業社製、ＴＳ－８００Ｅ）を使用した。さらに、発泡性を良くするために分子量３００万以上の高分子量アクリル樹脂（カネカ社製、ＰＡ－４０）を塩化ビニル樹脂１００質量部に対し１０質量部使用し、発泡剤として、重曹（永和化成工業社製、セルボンＳＣ－８５５）２質量部及びＡＤＣＡ（永和化成工業社製、ビニホールＡＣ－３）０．４質量部を併用した。他に有機錫系安定剤（日東化成社製、ＴＶＳ－８８３２）３質量部、滑剤（三井化学社製、ハイワックス２２０ＭＰ）１質量部、滑剤（エメリーオレオケミカルズジャパン社製ロキシオール２５９）１質量部、炭酸カルシウム（白石工業社製、ＣＣＲ）２質量部、着色剤（大日精化工業社製）０．４質量部を使用した。発泡層に関しては、全ての実施例及び比較例において、同様の組成に基づき製造した。

実施例７～８及び比較例９～１０
内外層用の原料は実施例１と同じ配合のポリ塩化ビニル樹脂を使用した。中間層すなわち発泡層は、アクリル樹脂（三菱ケミカル社製ＡＣＲＹＰＥＴＴＮ１００）１００質量部に対し、発泡剤としてＡＤＣＡ（永和化成工業社製、ビニホールＡＣ－３）０．６質量部、難燃剤として水酸化マグネシウム（協和化学工業製、キスマ５）５質量部を混合した原料を使用した。

実施例９～１０及び比較例１１～１２
内外層の原料として低密度ポリエチレン樹脂（旭化成製、サンテックＭ２２０６）１００質量部に対し、難燃剤として水酸化マグネシウム（協和化学工業製、キスマ５）５質量部、充填剤としてタルク（日本タルク製、ナノエースＤ－８００）５質量部混合した原料を使用した。中間層すなわち発泡層は、上記のポリエチレン樹脂系混合原料に発泡剤としてＡＤＣＡ（永和化成工業社製、ビニホールＡＣ－３）０．６質量部を混合した原料を使用した。

各実施例及び比較例における各層、外径及び内径に関しては、ノギスにより計測を行った。発泡倍率に関しては、上記式（ａ）に基づき、独立気泡率に関しては上記式（ｂ）に基づき、算出した。

（耐火性能評価試験）
図５に示す耐火試験炉Ｘを使用し、耐火試験（平成１２年６月１日に施行された改正建築基準法の耐火性能試験の評価方法，ＩＳＯ８３４-１に従う。）を実施した。
床材Ｙは、１００ｍｍ厚さのＰＣ（プレキャストコンクリート）パネルを用いた。試験用配管材Ｐは、床材Ｙに設けられた区画貫通部Ｒに貫通させ、加熱室Ｚ内に３００ｍｍ露出させ、床材Ｙの外部に８００ｍｍ露出させた。
なお、加熱室Ｚの側壁にはバーナーＶ，Ｖが設置されている。また、試験用配管材Ｐの先端部近傍に温度測定用の熱電対Ｑが設置されている。
加熱開始後、区画貫通部Ｒと試験用配管材Ｐとの隙間から煙が出るまでの時間（発煙時間）を測定した。消防法の令８区画の判定基準に従って、発煙時間が６０分以上の場合を合格、６０分未満の場合を不合格とした。

（断熱性能評価試験）
温度２０℃、相対湿度８０％に調節した恒温恒湿室内で、配管勾配１／５０に設定した４ｍの樹脂管を設置し、７℃に調節した水道水を１時間６リットルの割合で１時間流した後、樹脂管外面の下部を手で触り結露の有無を確認した。結露が確認されない場合を合格、結露が確認される場合を不合格とした。

（流量効率の算出）
配管を流れる最大流量は内径に大きな影響を受け、内径増加に対して最大流量は著しく増大する。したがって外径が大きいにもかかわらず内径が小さい配管は、流量効率が悪く、製品コスト的にも不利になる。
最大流量は各実施例及び比較例の図面より配管内径と接続機器を調べることで、内径に対するドレン排水量を算定した。ＳＧＰ配管内径の20A と50A における実測の最大流量値の２点を通るカーブから、配管の内径の8/3 乗根に比例するものとして式を導いた。配管の内径の8/3乗根に比例するとしたのはSHASE-S 206 給排水衛生設備基準・同解説P263～266 に示される管の許容流量が、管の内径の8/3 乗根に比例するとされているためである。内径の20A及び50Aは、SGPの呼び径であるため、それらの内径Zと最大流量Yとの関係を計算した結果、下記式が得られた。

Y＝0.00445*Ｚ＾（8/3）-11.30

最大流量/外径が、外径が50mm未満の場合は0.3以上、外径が50mm以上70mm未満の場合は0.7以上、外径が70mm以上100mm未満の場合は1.5以上でないと流量効率が良いとは言えない。よってそれらの数値以上を合格、そうでない場合を不合格とした。

１内層
２発泡層
３外層
１０´ 配管材
１１被覆内外層押出機
１２発泡層押出機
１３金型
１４配管外面成形用チューブ
１５冷却水槽
１６引取機
１７切断機
１８ガスボンベ
１９定量ポンプ
２０製造装置
２１被覆層用熱可塑性樹脂組成物
２２発泡層用熱可塑性樹脂組成物
３１被覆層用熱可塑性樹脂層
３２発泡熱可塑性樹脂層
１００´ 未硬化の配管材
Ｐ試験用配管材
Ｑ熱電対
Ｒ区画貫通部
Ｖバーナー
Ｘ耐火試験炉
Ｙ床材
Ｚ加熱室

Claims

内層、発泡層、及び外層を有する配管材であって、
前記内層、前記発泡層、及び前記外層はそれぞれ熱可塑性樹脂を含み、
外径（Ｄ）、内径（Ｕ）、前記外層の厚み（Ｔｏ）、前記発泡層の厚み（Ｔｃ）、及び前記内層の厚み（Ｔｉ）が下記式（１）～（５）の関係を有することを特徴とする、配管材。
８≦Ｄ／Ｔｏ≦１７式（１）
１０≦Ｄ／Ｔｃ≦１６式（２）
０．５ｍｍ≦Ｔｉ≦４．０ｍｍ式（３）
０．５５≦Ｕ／Ｄ≦０．７５式（４）
５．５ｍｍ≦Ｔｏ≦９．２ｍｍ式（５）
前記熱可塑性樹脂は、ポリ塩化ビニル系樹脂である、請求項１に記載の配管材。
前記発泡層の発泡倍率が２以上８以下である、請求項１又は２に記載の配管材。
前記外径（Ｄ）が３０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下である、請求項１～３の何れか１項に記載の配管材。
前記発泡層における独立気泡率が５０％以上である、請求項１～４の何れか１項に記載の配管材。