(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
抄造機を用いて所定のスラリーを抄いてグリーンシートを形成する第１手順と、
このグリーンシートの表面に補強用短繊維を、前記グリーンシートの抄造方向に沿って間隔を置いて設けられた、前記グリーンシートの幅と同等の幅と、前記グリーンシートの長さ方向に延びる長さとを有する複数の方形領域に散布する第２手順と、
この補強用短繊維が散布されたグリーンシートを所定の芯管に複数回巻き取る第３手順と、
このグリーンシートを養生硬化させる第４手順と、
このグリーンシートから前記芯管を抜き取る第５手順と、
このグリーンシートに所定の合成樹脂製内管を挿入する第６手順と、
を備えたことを特徴とする耐衝撃耐火二層管の製造方法。
【請求項２】
抄造機を用いて所定のスラリーを抄いて形成されたグリーンシートを、所定の芯管に複数回巻き取って形成された外管と、
前記外管に挿入される所定の合成樹脂製の内管と、
を備えた耐衝撃耐火二層管であって、
前記グリーンシートは、その表面の、前記グリーンシートの抄造方向に沿って間隔を置いて設けられた、前記グリーンシートの幅と同等の幅と、前記グリーンシートの長さ方向に延びる長さとを有する複数の方形領域に、補強用短繊維が散布されていることを特徴とする耐衝撃耐火二層管。
【請求項３】
前記方形領域には、長さ３ｍｍ〜５０ｍｍの補強用短繊維が１０ｇ／ｍ2〜２０ｇ／ｍ2の割合で散布されていることを特徴とする請求項２記載の耐衝撃耐火二層管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不燃性の材料を積層してなる外管と合成樹脂の内管とからなる耐火二層管に関し、特に外管の層間密着性を向上させ耐衝撃性を強化し、且つ、美観を向上させた耐衝撃耐火二層管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、合成樹脂製の内管と不燃性の材料からなる外管とを組み合わせた耐火二層管が、集合住宅等の排水管や換気管として広く普及してきている。この耐火二層管の内管には、塩ビ等の合成樹脂からなる管を用いており、耐薬品性、耐腐食性、内面平滑性、施工性等に優れた性質を有している。
その一方で、合成樹脂管の耐火性に劣る欠点を不燃性の材料からなる外管で被覆して補っている。このように、耐火性能を強化してあることにより、施工後、仮に集合住宅の１箇所で出火したとしても、排水管等を伝わって他の部屋に延焼することを防止できるようになっている。
【０００３】
この耐火二層管の外管に被覆する不燃性の材料として、補強繊維としての効果が著しい石綿が長年使用されてきた。しかし近年では、資源の枯渇および人体に対する有害性の指摘により、石綿の使用に代わって、有機および無機の短繊維を用いて補強することが試みられてきている。
一般に短繊維による補強を行う際には、セメント等の水硬性無機質材料に混合加水混練されるため、外管内にランダムに配置されることになる。
一方、これら不燃性の外管の補強方法に長繊維および、ネット状の繊維の使用が提案の例として、特開昭５７−１６５２２６号公報および実開平４−６８２７７号公報に記載の技術を挙げることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような耐火二層管は、工場での生産完了から施工現場に至るまでに種々の過程を経て施工される。
まず、生産過程では、水硬性無機質材料をグリーンシートと呼ばれるシート状に成形し、このグリーンシートを芯管の外周部分に複数回巻き付け、所定の厚みに成形して、不燃性の外管を製造する。そして、これを養生硬化した後、芯管を引き抜く。この引き抜き過程で該外管の端部が破損し易く、不良品の発生と製造効率の低下の大きな原因となっていた。そのため、外管端部を破損しにくくするための補強が望まれていた。
【０００５】
また、製品完成後の荷扱いで、搬送による衝撃および荷積みの荷重、施工現場での取り扱い上の衝撃等の各種の外力により、外管に亀裂が発生することがあった。この外管の亀裂は商品価値を著しく低下させるだけでなく、最も重要な耐火性能をも劣化させてしまう。
さらに、製造工程において、セメント等の水硬性無機質材料に補強繊維を混合し、成型しているため、繊維同士が絡み合うと、外管表面上に凹凸が生じてしまい、シート表面の外観上好ましくなかった。
上記の課題である耐衝撃性向上のため、特開昭５７−１６５２２６号公報および実開平４−６８２２７公報記載の技術では、補強用長繊維での補強方法が提案されているが、全面に補強することがコストアップの原因となり、また、ネット状補強繊維を挿入した部分の層間密着不良による層間剥離が起こり易くなるといった問題もあった。
そこで、本発明の第１の目的は、製造過程での芯管の引き抜き時の端部破損を防止し、製品の製造完了から施工完了までの様々な過程において生じる外管亀裂を防止し、また、露出配管の外観向上された耐衝撃耐火二層管の製造方法を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、外管に対して与えられる各種の外力による衝撃に対応し、破損や亀裂の発生しにくい耐衝撃耐火二層管を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、抄造機を用いて所定のスラリーを抄いてグリーンシートを形成する第１手順と、このグリーンシートの表面に補強用短繊維を、前記グリーンシートの抄造方向に沿って間隔を置いて設けられた、前記グリーンシートの幅と同等の幅と、前記グリーンシートの長さ方向に延びる長さとを有する複数の方形領域に散布する第２手順と、この補強用短繊維が散布されたグリーンシートを所定の芯管に複数回巻き取る第３手順と、このグリーンシートを養生硬化させる第４手順と、このグリーンシートから前記芯管を抜き取る第５手順と、このグリーンシートに所定の合成樹脂製内管を挿入する第６手順と、を備えることにより、前記第１の目的を達成する。
【０００７】
請求項２記載の発明では、抄造機を用いて所定のスラリーを抄いて形成されたグリーンシートを、所定の芯管に複数回巻き取って形成された外管と、前記外管に挿入される所定の合成樹脂製の内管と、を備えた耐衝撃耐火二層管であって、前記グリーンシートは、その表面の、前記グリーンシートの抄造方向に沿って間隔を置いて設けられた、前記グリーンシートの幅と同等の幅と、前記グリーンシートの長さ方向に延びる長さとを有する複数の方形領域に、補強用短繊維が散布されていることにより、前記第２の目的を達成する。
【０００８】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記方形領域には、長さ３ｍｍ〜５０ｍｍの補強用短繊維が１０ｇ／ｍ2〜２０ｇ／ｍ2の割合で散布されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図１ないし図５を参照して、詳細に説明する。
図１は耐火二層管の構成を示した図である。この耐火二層管１０は、合成樹脂製内管２０をこの内管より若干短い不燃性の外管３０で覆うことにより構成されている。この合成樹脂製内管２０の外径は、不燃性の外管３０の内径より若干小さめになっており、容易にこの合成樹脂製内管２０を不燃性の外管３０に挿入できるようになっている。
この合成樹脂製内管２０と不燃性の外管３０との間に若干の隙間を設けることにより、熱湯等を排水した際に発生する合成樹脂製内管２０の熱膨張を吸収し、不燃性の外管３０に応力が及ぶのを防止している。
ここでまず、この耐火二層管１０の一般的な製造方法を説明する。
内管である合成樹脂製の管は、汎用品を使用する。一方、不燃性の材料を積層してなる外管は、ハチェック式抄造機、フローオン式抄造機、長網式抄造機等で成形される。
【００１０】
図２は、フローオン抄造機による抄造例を示した図である。
この抄造機では、原料液層５０内の原料液を濾過して抄きあげて抄造し、抄き出された薄いグリーンシート８０を芯管と呼ばれる鋼鉄管４０に直巻きに巻き取り成形する。このグリーンシート８０は、極めて薄いものであるため、複数回巻き取り積層して外管としての所望の厚さに成形している。
本実施の形態では、ここでグリーンシート８０を芯管４０に巻き取る前にグリーンシート８０上に補強短繊維を散布することで補強短繊維を挿入している。
【００１１】
この補強短繊維の種類としては、有機繊維、無機繊維を問わない。例えば、ガラス繊維、ビニロン、ポリプロピレン、ナイロン、炭素繊維、スチール繊維、ユリア樹脂、メラニン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリビニル樹脂、ポリビニルアルコール、アセタール、アクリル樹脂、ポリオリフィン系樹脂等を挙げることができる。
また、接着剤として使用されるゴム系、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ＳＢＲゴム、天然ゴム、再生ゴム、ブチルゴム、ブロックゴム、シリコーン、ポリサルファイド、塩化ゴム、セルロース、等を短繊維状にして巻くこともできる。
なお、繊維の太さとしては、１０μｍφ〜１ｍｍφのものが望ましい。
【００１２】
実施例１の不燃性外管に用いる無機質材料の原料配合は次の通りである。
普通ポルトランドセメント        ６０％
混和材（炭酸カルシウム、スクラップ等）  ３０％
軽量材（パーライト等）            ５％
加水用補強繊維（パルプ）          ４％
散布用補強繊維（合成繊維）        １％
なお、散布用補強繊維は、４３μｍφ×６ｍｍ（図４参照）、４３μｍφ×１５ｍｍ（図５参照）のものを使用した。
【００１３】
散布用補強繊維を除いた上記原料を加水してスラリーとし、フローオン式抄造機でグリーンシート８０を抄造した。このグリーンシート８０は、厚さ０．６ｍｍ幅２、１００ｍｍのエンドレスで抄造される。その際、抄き上げられたグリーンシート８０の上から散布機を通った散布用補強繊維９０が抄造方向と直交する方向に補強繊維９０が並ぶ向きで散布される。
なお、散布量は下記の条件とした。
５ｇ／ｍ２、  １０ｇ／ｍ２  、２０ｇ／ｍ２  、３０ｇ／ｍ２
図３は、１本の外管を形成するグリーンシート８０を展開したときの、このグリーンシート上の補強用繊維９０の散布位置を示している。図４、図５の配置は、この図３に示した配置を示している。
【００１４】
上記試験体を作成し、次の試験を実施して比較を行った。
（１）引き抜き性
芯管外径より１ｍｍ大きい内径の鉄管を固定し、外管を巻いた芯管をその鉄管に１２ｍ／ｍｉｎで通し、芯管を引き抜き、その引き抜き状態を観察する。
◎・・外管の端部が２０ｍｍ以上欠けずに引き抜きできた。
○・・外管の端部が５０ｍｍ以上欠けずに引き抜きできた。
×・・破断した。
【００１５】
（２）耐衝撃性
砂箱内の砂の上に外管を砂面と平行に軽く押しつけて置き、外管の上から質量５００ｇのなす型錘を高さ５００ｍｍ（錘下端から試験体上面まで）から試験体のほぼ中央に落とし、次に前回の高さより５０ｍｍ下がった高さ４５０ｍｍより落下させて、管体の破壊状況を次の基準に従い判定する。試験体は外管の中央と端部の２水準とする。
◎・・凹んでいるが、周囲に割れ欠け等、影響が見られない。
○・・周囲に割れ、欠け等影響が見られない。
×・・破壊された。
【００１６】
（３）層管密着性
外管の中央部と端部を幅１００ｍｍに輪切りにし、それをクランプで挟み込み、直径−２０ｍｍまで潰し、その断面の密着状態を次の基準に従い判断する。
◎・・完全に１枚になっており、層が不明である。
○・・毛髪程度の線が目視できる。
×・・明らかに層間に空隙を認めるものである。
【００１７】
（４）表面性
散布用繊維も含め、全ての原料を加水しスラリーにし、製品を成形した外管を基準品とし、表面状態を次の基準に従い判断する。
◎・・基準品よりかなり良い。
○・・基準品よりやや良い。
×・・基準品と同等品である。
【００１８】
図４および図５に示す表には、上記の試験結果を示してある。
図４には、４３μｍφ×６ｍｍの補強用短繊維を用いた場合、図５には、４３μｍφ×１５ｍｍの補強用短繊維を用いた場合の試験結果を示してある。  この結果からいずれの場合も補強用短繊維の配置位置を図３の（２）または（３）の位置とし、散布量を１０ｇ／ｍ2から２０ｇ／ｍ2とした場合が最も優れた製品特性を示すことが明らかである。また、散布量が多すぎると、特に層間密着性、表面性に難点が生じやすくなる。さらに、散布位置は、（１）では、効果が乏しい。
なお、補強用繊維の配置位置は、図３の位置に限定されるのもでなく、例えば破損や亀裂の発生しやすい箇所に重点的に散布する事も可能である。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、グリーンシートの段階で補強用短繊維を散布してあることで、耐衝撃性の優れた耐衝撃耐火二層管を製造することができる。
【００２０】
請求項２記載の発明では、外管の内部に補強用短繊維を散布してあるので、製造時、施工時に受ける各種の衝撃に対して破損しにくい、耐衝撃耐火二層管を得ることができる。
請求項３記載の発明では、所定の量の補強用短繊維を散布してあるので、より耐衝撃性のすぐれた耐衝撃耐火二層管を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る耐火二層管の構成を示した図である。
【図２】フローオン抄造機による抄造をしてグリーンシートを形成して、それを芯管に巻き付ける行程を説明する図である。
【図３】補強用繊維をグリーンシートに散布する位置を説明する図である。
【図４】４３μｍφ×６ｍｍの補強用繊維を用いた場合の試験結果を示した表である。
【図５】４３μｍφ×１５ｍｍの補強用繊維を用いた場合の試験結果を示した表である。
【符号の説明】
１０  耐火二層管
２０  合成樹脂製内管
３０  不燃性外管
４０  芯管
８０  グリーンシート
９０  補強用繊維
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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