(57)【要約】  【課題】配管材そのもので防火措置が可能な施工性に優れた耐火配管材を提供することを目的としている。【解決手段】熱膨張性耐火樹脂組成物からなる管状の耐火膨張層と、この耐火膨張層の外側または内側の少なくともいずれか一方を被覆する被覆層とを備える複層耐火配管材であって、前記耐火膨張層が、ポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、熱膨張性黒鉛を１〜１５重量部の割合で含む耐火性樹脂組成物によって形成され、前記被覆層が熱膨張性耐火材料非含有のポリ塩化ビニル系樹脂組成物で形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱膨張性耐火樹脂組成物からなる管状の耐火膨張層と、この耐火膨張層の外側または内側の少なくともいずれか一方を被覆する被覆層とを備える複層耐火配管材であって、
前記耐火膨張層が、ポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、熱膨張性黒鉛を１〜１５重量部の割合で含む耐火性樹脂組成物によって形成され、前記被覆層が熱膨張性耐火材料非含有のポリ塩化ビニル系樹脂組成物で形成されていることを特徴とする複層耐火配管材。
【請求項２】
最外層に被覆層を備えている請求項１記載の複層耐火配管材。
【請求項３】
最内層に被覆層を備えている請求項１または２記載の複層耐火配管材。
【請求項４】
耐火膨張層の外側および内側を被覆する被覆層を備え、耐火膨張層を構成する耐火性樹脂組成物が、ポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、１．３倍膨張温度が１８０℃〜２４０℃である熱膨張性黒鉛を５〜１５重量部の割合で含んでいることを特徴とする請求項１記載の複層耐火配管材。
【請求項５】
耐火膨張層の外側および内側を被覆する被覆層の厚みが、それぞれ０．２〜２．０ｍｍであることを特徴とする請求項４記載の複層耐火配管材。
【請求項６】
成形時の樹脂温度を熱膨張性黒鉛の１．３倍膨張温度よりも５℃以上低く、かつ、１７０℃〜２１０℃にして三層共押出成形することを特徴とする請求項４または５記載の複層耐火配管材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火配管材に関し、特に建築物の仕切り部に形成された区画貫通部に使用される耐火配管材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築物には、建物種類や仕様によって、防火区画が定められており、防火区画には、仕様に応じて、建築基準法によって定められている耐火構造または準耐火構造の床材や壁材が用いられる。一方、建築物内には、配管（電線管、排水管、ダクト等）が設置されるが、かかる配管には、上記のような防火区画を貫通するものもある。
上記防火区画に、配管等を貫通させる貫通孔（以下、「区画貫通部」と記す）を設けた場合、火災が発生すると、この区画貫通部を介して、火災が発生した部屋から防火区画を挟んだ隣の部屋に、炎や煙がすぐに入り込み、短時間で大きな火災事故を招く恐れがある。
そのため、建物内の区画貫通部を貫通する配管材は、区画貫通耐火試験に合格し、国土交通省認定または消防評定を受けたものしか設置できないと建築基準法に定められている。
また、この区画貫通部に配管を貫通させた後、前記区画貫通部と配管との間に隙間が生じないように、区画貫通部と配管との間に不燃材料であるモルタルなどを充填することにより区画貫通部と配管との間の隙間を埋める防火措置工法が行われている。
【０００３】
配管材が、金属製である場合は、それ自体に耐熱性、不燃性を有するので、上記のように、区画貫通部と配管との間を不燃材料であるモルタルなどにより隙間を埋めるだけで十分な防火効果が認められるが、管の重量が重いため、運搬時や施工時の作業性に劣るという問題点がある。
一方、配管材が、合成樹脂製である場合は、金属製のものに比べて、軽量で取り扱い性に優れるものの耐熱性および耐火性に劣る。したがって、火災時に、配管材が、燃焼によって消失したり、熱変形したりして、区画貫通部と配管との間に隙間が生じて、防火区画の一方の側で発生した熱、火炎、煙等が、住民等の避難完了前に他方側へ到達してしまう恐れがある。
【０００４】
そこで、合成樹脂製の配管材を使用する場合の防火措置として、施工時に、配管材の外面に耐火膨張性を備えたシート状被覆材を巻きつける防火措置工法が採用されている。そして、このようなシート状被覆材を構成する耐火性樹脂組成物としては、例えば、ゴムや熱可塑性エラストマーや液状ポリマーなどのベース樹脂に、無機系膨張剤として熱膨張性黒鉛を配合するとともに、形崩れ防止用樹脂としてポリカーボネート樹脂やポリフェニレンサルファイド樹脂などを配合したもの（例えば、特許文献１参照）、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂に、リン化合物、熱膨張性黒鉛、および無機充填剤を多量に含有させたもの（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
しかし、このシート状被覆材を用いた防火措置工法の場合、一旦、合成樹脂製の配管材を仮配管して、シート状被覆材を巻きつける部位の位置決めを行った後に、シート状被覆材を配管材に巻きつけ、配管材の支持、固定を行ってから開口部をモルタルで埋め戻すようになっているため、作業工数が多く施工時間が長くかかる上、シート状被覆材を配管材に巻きつけた後は、配管の位置調整がやりにくいという問題がある。
【０００５】
一方、耐火性を備えた合成樹脂管として、ポリ塩化ビニルなどで構成される合成樹脂層の外側にブチルゴムやイソブチレンゴムなどのゴム物質に熱膨張性黒鉛と無機充填剤とを多量に含有させた耐火性組成物からなる耐火膨張層を備えた耐火配管材も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
この耐火配管材は、耐火性に優れる上、合成樹脂と耐火性組成物とを共押出して成形することができ、生産性にも優れている。
しかし、この耐火配管材は、耐火膨張層がゴム物質を主成分としているため、それのみでは曲げ強度等の機械的強度が低い。そのため、配管材として必要な機械的強度を備えた合成樹脂層の外側に、前記耐火膨張層を設けることとなり、通常の合成樹脂管よりも管外径が大きくなってしまう。また、この耐火配管材は、前述の通り、耐火膨張層がゴム物質を主成分としているため、管継手との接着性に劣る。そのため、この耐火配管材に管継手を装着する場合には、管継手を装着しようとする部分の耐火膨張層を剥がして、合成樹脂層を露出させ、この合成樹脂層製の配管材に直接管継手を装着する必要がある。したがって、作業工数が多く施工時間が長くかかる上、剥がした部分を捨てることになり不経済である。
【０００６】
また、上記以外にも耐火性を備えた合成樹脂管として、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂に約350℃〜800℃で溶融する低融点ガラスからなるガラスフリットを含有させた耐火性組成物からなる耐火膨張層と、この耐火膨張層の内外にポリ塩化ビニルなどの合成樹脂からなる被覆層を設けたものも提案されている（例えば、特許文献４参照）。
この耐火配管材は、合成樹脂からなる被覆層によって、管の機械的強度を確保している。また、燃焼時には、ガラスフリットが溶融してガラス被膜を形成し、ガラス被膜と合成樹脂とが結合しながら膨張・固化することによって、耐火性を発現させようとするものである。
しかし、この耐火配管材は、ガラスフリットの融点が非常に高いため、ガラスフリットが溶融し始めたときには、既にポリ塩化ビニルなどの合成樹脂の伸長粘度が失われている。そのため、実際の燃焼時には、耐火膨張層が膨張できずに破泡してしまい、耐火性を発現できないという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特許第３１３３６８３号公報
【特許文献２】特開平１０−９５８８７号公報
【特許文献３】特開２００６−１６１９８２号公報
【特許文献４】特開２００１−２８９３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みて提案されたものであって、配管材そのもので防火措置が可能な施工性に優れた耐火配管材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、配管材そのもので防火措置を可能とするためには、配管材に以下の機能を持たせることが必須である。
（１）配管材の燃焼速度を遅延させて、非加熱側に火炎を噴出させないこと。
燃焼速度を遅延させるには、配管材そのものの燃焼を防止するとともに、燃焼時に管壁を熱膨張させ、配管材の貫通部内への熱の流入をできるだけ防ぐようにすることが望ましい。すなわち、加熱側において、配管材を閉塞させて遮炎することが最良である。また、膨張後の燃焼残渣が脱落しないことがより好ましい。
（２）燃焼時に配管材とその外周のモルタルとのシールを保って、非加熱側へ発煙させないこと。
【００１０】
そこで、本願発明者らは、上記（１）（２）の機能を配管材に持たせることを考慮した上で、上記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、以下の発明に至ったのである。
すなわち、請求項１記載の発明の複層耐火配管材は、熱膨張性耐火樹脂組成物からなる管状の耐火膨張層と、この耐火膨張層の外側または内側の少なくともいずれか一方を被覆する被覆層とを備えており、前記耐火膨張層が、ポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、熱膨張性黒鉛を１〜１５重量部の割合で含む耐火性樹脂組成物によって形成され、前記被覆層が熱膨張性耐火材料非含有のポリ塩化ビニル系樹脂組成物で形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項１記載の発明において、ポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、熱膨張性黒鉛を１〜１５重量部の割合で配合した理由としては、熱膨張性黒鉛を熱膨張性黒鉛が１重量部未満であると、燃焼時に、十分な熱膨張性が得られず、所望の耐火性が得られないし、１５重量部を超えると、加熱により組織が熱膨張しすぎて、その形状を保持できずに残渣が脱落し、耐火性が低下してしまうからである。なお、熱膨張性黒鉛の配合比は、好ましくは１〜１２重量部であり、さらに好ましくは２〜１０重量部である。
【００１２】
請求項２記載の発明の複層耐火配管材は、請求項１記載の発明において、最外層に被覆層を備えているものである。
【００１３】
請求項３記載の発明の複層耐火配管材は、請求項１または２記載の発明において、最内層に被覆層を備えているものである。
【００１４】
請求項４記載の発明の複層耐火配管材は、請求項１記載の発明において、耐火膨張層の内側および外側を被覆する被覆層を備え、耐火膨張層を構成する耐火性樹脂組成物が、ポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、１．３倍膨張温度が１８０℃〜２４０℃である熱膨張性黒鉛を５〜１５重量部の割合で含んでいることを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明において、熱膨張性黒鉛の１．３倍膨張温度とは、加熱炉内を一定温度にして、熱膨張性黒鉛の試料を３０分加熱した後の熱膨張性黒鉛の膨張倍率が、１．３以上になる温度である。なお、膨張倍率＝（加熱後の試料の体積／加熱前の試料の体積）である。
【００１６】
請求項４記載の発明において、熱膨張性黒鉛の１．３倍膨張温度が、１８０℃未満であると、成形中に熱膨張性黒鉛が膨張してしまうことがあり、管の外観不良を引き起こす上、燃焼時の耐火性が低下してしまう恐れがあるからである。一方、熱膨張性黒鉛の１．３倍膨張温度が２４０℃を超えると、成形中に熱膨張性黒鉛の膨張が開始してしまう恐れはないものの、燃焼時において、ポリ塩化ビニル系樹脂の熱分解（発泡）が進行し、ポリ塩化ビニル系樹脂の柔軟性が低下してしまった後に、熱膨張性黒鉛が膨張するため、ポリ塩化ビニル系樹脂が、熱膨張性黒鉛の膨張に耐え切れなくなり、バラバラに崩壊してしまうことがあるからである。
【００１７】
請求項５記載の発明の複層耐火配管材は、請求項４記載の発明において、耐火膨張層の内面および外面を被覆する被覆層の厚みが、それぞれ０．２〜２．０ｍｍであることを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の発明において、耐火膨張層の内面および外面を被覆する被覆層の厚みをそれぞれ０．２〜２．０ｍｍとした理由としては、被覆層の厚みが０．２ｍｍ未満であると管としての機械的強度に劣る恐れがあり、２．０ｍｍを超えると耐火性が低下する恐れがあるからである。
【００１９】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明で用いられるポリ塩化ビニル系樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル単独重合体；塩化ビニルモノマーと、該塩化ビニルモノマーと共重合可能な不飽和結合を有するモノマーとの共重合体；塩化ビニル以外の（共）重合体に塩化ビニルをグラフト共重合したグラフト共重合体等が挙げられ、これらは単独で使用されてもよく、２種以上が併用されてもよい。又、必要に応じて上記ポリ塩化ビニル系樹脂を塩素化してもよい。
【００２０】
上記塩化ビニルモノマーと共重合可能な不飽和結合を有するモノマーとしては、特に限定されず、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン等のα−オレフィン類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類；ブチルビニルエーテル、セチルビニルエーテル等のビニルエーテル類；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチルアクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル類；スチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル類；Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド等のＮ−置換マレイミド類などが挙げられ、これらは単独で使用されてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２１】
上記塩化ビニルをグラフト共重合する（共）重合体としては、塩化ビニルをグラフト（共）重合するものであれば、特に限定されず、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル−一酸化炭素共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−ブチルアクリレート−一酸化炭素共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリウレタン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレンなどが挙げられ、これらは単独で使用されてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２２】
上記ポリ塩化ビニル系樹脂の平均重合度は、特に限定されるものではないが、小さくなると成形体の物性低下が起こり、大きくなると溶融粘度が高くなって成形が困難になるので、４００〜１６００が好ましく、６００〜１４００が、特に好ましい。尚、上記平均重合度とは、複合塩化ビニル系樹脂をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解させ、濾過により不溶成分を除去した後、濾液中のＴＨＦを乾燥除去して得た樹脂を試料とし、ＪＩＳ  Ｋ−６７２１「塩化ビニル樹脂試験方法」に準拠して測定した平均重合度を意味する。
【００２３】
上記ポリ塩化ビニル系樹脂の重合方法は、特に限定されず、従来公知の任意の重合方法が採用されてよく、例えば、塊状重合方法、溶液重合方法、乳化重合方法、懸濁重合方法等が挙げられる。
【００２４】
上記ポリ塩化ビニル系樹脂の塩素化方法としては、特に限定されず、従来公知の塩素化方法が採用されてよく、例えば、熱塩素化方法、光塩素化方法等が挙げられる。
【００２５】
上記ポリ塩化ビニル系樹脂はいずれも、樹脂組成物としての耐火性能を阻害しない範囲で、架橋、変性して用いてもよい。この場合、予め架橋、変性した樹脂を用いてもよく、添加剤等を配合する際に、同時に架橋、変性してもよいし、あるいは樹脂に前記成分を配合した後に架橋、変性してもよい。上記樹脂の架橋方法についても、特に限定はなく、ポリ塩化ビニル系樹脂の通常の架橋方法、例えば、各種架橋剤、過酸化物を使用する架橋、電子線照射による架橋、水架橋性材料を使用した方法等が挙げられる。
【００２６】
また、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明で用いられる熱膨張性黒鉛は、従来公知の物質であり、天然鱗状グラファイト、熱分解グラファイト、キッシュグラファイト等の粉末を濃硫酸、硝酸、セレン酸等の無機酸と、濃硝酸、過塩素酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過酸化水素等の強酸化剤とで処理して、グラファイト層間化合物を生成させたもので、炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物である。
【００２７】
なお、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明の複層耐火配管材には、その物性を損なわない範囲で、難燃剤、安定剤、滑剤、加工助剤、衝撃改質剤、耐熱向上剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、顔料、可塑剤、熱可塑性エラストマーなどの添加剤が添加されていてもよい。
【００２８】
上記難燃剤としては、燃焼時の難燃性を高めるためのものであれば特に限定されず、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、ハイドロタルサイト、二酸化アンチモン、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等の酸化アンチモン、三酸化モリブデン、二硫化モリブデン、アンモニウムモリブデート等のモリブデン化合物、テトラブロモビスフェノールＡ、テトラブロムエタン、テトラブロムエタン、テトラブロムエタン等の臭素系化合物、トリフェニルフォスフェート、アンモニウムポリフォスフェート等のリン系化合物、ホウ酸カルシウム、ホウ酸亜鉛などが挙げられるが、ポリ塩化ビニルの燃焼抑制効果としては、三酸化アンチモンが特に好ましい。アンチモン化合物は、ハロゲン系化合物の存在下では、高温条件のもとで、ハロゲン化アンチモン化合物を作り、燃焼サイクルを抑制させる効果が非常に強く、相乗効果が著しいからである。
したがって、ハロゲン化合物であるポリ塩化ビニル系樹脂に、熱膨張性黒鉛を入れながら、相乗効果の高いアンチモン化合物を混入すると、難燃性の相乗効果が非常に高くなり、燃焼遅延効果が著しく発揮される。
【００２９】
難燃剤の添加部数は、特に限定されないが、ポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、難燃剤が１重量部未満であると、十分な相乗効果が得られにくいし、難燃剤が２０重量部以上添加されると、成形性や物性が著しく低下してしまう恐れがあるため、難燃剤は、ポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、１重量部以上２０重量部以下、添加されていることが好ましい。
【００３０】
上記安定剤としては特に限定されず、例えば、熱安定剤、熱安定化助剤などが挙げられる。上記熱安定剤としては特に限定されず、例えば、ジブチル錫メルカプト、ジオクチル錫メルカプト、ジメチル錫メルカプト、ジブチル錫メルカプト、ジブチル錫マレート、ジブチル錫マレートポリマー、ジオクチル錫マレート、ジオクチル錫マレートポリマー、ジブチル錫ラウレート、ジブチル錫ラウレートポリマー等の有機錫系安定剤；ステアリン酸鉛、二塩基性亜りん酸鉛、三塩基性硫酸鉛等の鉛系安定剤；カルシウム−亜鉛系安定剤；バリウム−亜鉛系安定剤；バリウムーカドミウム系安定剤などが挙げられる。これらは単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３１】
上記熱安定化助剤としては特に限定されず、例えば、エポキシ化大豆油、りん酸エステル、ポリオール、ハイドロタルサイト、ゼオライト等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３２】
上記滑剤としては、内部滑剤、外部滑剤が挙げられる。
内部滑剤は、成形加工時の溶融樹脂の流動粘度を下げ、摩擦発熱を防止する目的で使用される。上記内部滑剤としては特に限定されず、例えば、ブチルステアレート、ラウリルアルコール、ステアリルアルコール、エポキシ大豆油、グリセリンモノステアレート、ステアリン酸、ビスアミド等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
上記外部滑剤は、成形加工時の溶融樹脂と金属面との滑り効果を上げる目的で使用される。外部滑剤としては特に限定されず、例えば、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、エステルワックス、モンタン酸ワックスなどが挙げられる。これらは単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３３】
上記加工助剤としては特に限定されず、例えば重量平均分子量１０万〜２００万のアルキルアクリレート−アルキルメタクリレート共重合体等のアクリル系加工助剤などが挙げられる。上記アクリル系加工助剤としては特に限定されず、例えば、ｎ−ブチルアクリレート−メチルメタクリレート共重合体、２−エチルヘキシルアクリレート−メチルメタクリレート−ブチルメタクリレート共重合体等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３４】
上記衝撃改質剤としては特に限定されず、例えばメタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＭＢＳ）、塩素化ポリエチレン、アクリルゴムなどが挙げられる。
【００３５】
上記耐熱向上剤としては特に限定されず、例えばα−メチルスチレン系、Ｎ−フェニルマレイミド系樹脂等が挙げられる。
【００３６】
上記酸化防止剤としては特に限定されず、例えば、フェノール系抗酸化剤などが挙げられる。
【００３７】
上記光安定剤としては特に限定されず、例えば、ヒンダードアミン系等の光安定剤等が挙げられる。
【００３８】
上記紫外線吸収剤としては特に限定されず、例えば、サリチル酸エステル系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系等の紫外線吸収剤などが挙げられる。
【００３９】
上記顔料としては特に限定されず、例えば、アゾ系、フタロシアニン系、スレン系、染料レーキ系等の有機顔料；酸化物系、クロム酸モリブデン系、硫化物・セレン化物系、フェロシアニン化物系などの無機顔料などが挙げられる。
【００４０】
また、上記ポリ塩化ビニル系樹脂には可塑剤が添加されていてもよいが、成形品の耐熱性や耐火性を低下させることがあるため、多量に使用することはあまり好ましくない。上記可塑剤としては特に限定されず、例えば、ジブチルフタレート、ジー２―エチルヘキシルフタレート、ジー２―エチルヘキシルアジペート等が挙げられる。
【００４１】
上記熱可塑性エラストマーとしては特に限定されず、例えば、アクリルニトリル−ブタジエン共重合体(ＮＢＲ)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(ＥＶＡ)、エチレン−酢酸ビニル−一酸化炭素共重合体(ＥＶＡＣＯ)、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体や塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体等の塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。これらの熱可塑性エラストマーは、単独で用いられても良いし、２種類以上が併用されても良い。
【００４２】
上記添加剤を上記ポリ塩化ビニル系樹脂に混合する方法としては特に限定されず、例えば、ホットブレンドによる方法、コールドブレンドによる方法等が挙げられる。
【００４３】
本発明にかかる複層耐火配管材としては、例えば、耐火管や耐火管継手が挙げられる。また、本発明にかかる複層耐火配管材は、各層を構成する樹脂組成物に適宜、滑剤や加工助剤を加えて、流動性の調整を行った後、一般的に用いられる押出成形機や射出成形機によって成形される。成形機の種類やスクリュー形状などは、特に限定されず、引張強度や衝撃を考慮して、十分に混練できるものであればよいが、連続成形可能な押出成形機が好ましい。特に、請求項４または５記載の複層耐火配管材については、請求項６に記載の製造方法が最適である。
【００４４】
すなわち、請求項６に記載の発明は、請求項４または５記載の複層耐火配管材の製造方法であって、  成形時の樹脂温度を熱膨張性黒鉛の１．３倍膨張温度よりも５℃以上低く、かつ、１７０℃〜２１０℃にして三層共押出成形することを特徴とする。
本発明において、成形時の樹脂温度とは、樹脂の溶融時の最高温度をいうものとする。
【００４５】
請求項６に記載の発明において、成形時の樹脂温度を熱膨張性黒鉛の１．３倍膨張温度よりも５℃以上低く、かつ、１７０℃〜２１０℃とした理由は、成形時の樹脂温度と熱膨張性黒鉛の１．３倍膨張温度とが略同じ温度であると、成形中に熱膨張性黒鉛が膨張してしまうことがあり、管の外観不良を引き起こす上、燃焼時の耐火性が低下してしまう恐れがあるからである。また、成形時の樹脂温度が１７０℃未満であると、樹脂の混練状態が悪くなり、配管材としての物性が発現しにくくなってしまう恐れがあり、２１０℃を超えると、成形中に樹脂が熱分解して発泡してしまう恐れがあるからである。
【発明の効果】
【００４６】
請求項１記載の発明の複層耐火配管材は、熱膨張性耐火樹脂組成物からなる管状の耐火膨張層と、この耐火膨張層の外側または内側の少なくともいずれか一方を被覆する被覆層とを備えており、前記耐火膨張層が、ポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、熱膨張性黒鉛を１〜１５重量部の割合で含む耐火性樹脂組成物によって形成され、前記被覆層が熱膨張性耐火材料非含有のポリ塩化ビニル系樹脂組成物で形成されているので、成形性に優れており、例えば、射出成形や押出成形などによって、高い寸法精度で連続的に生産できる。
また、本発明の複層耐火配管材は、加熱側において、配管材を膨張させて遮炎することができる上、配管材とその外周のモルタルとのシール効果を発現でき、区画貫通部で仕切られた非加熱側に火炎や煙が回るのを効果的に阻止することができる。
また、本発明の複層耐火配管材は、配管材を構成する耐火膨張層が、ポリ塩化ビニル系樹脂を主成分としているので、配管材として必要な機械的強度や耐薬性を十分に備えている。そのため、本発明の複層耐火配管材は、塩化ビニル樹脂管の外周に繊維強化モルタルを被覆した、いわゆる耐火二層管や、合成樹脂層の外側にブチルゴムやイソブチレンゴムなどのゴム物質に熱膨張性黒鉛と無機充填剤とを多量に含有させた耐火性組成物からなる耐火膨張層を積層した耐火配管材に比べて、管外径が大きくならない。その結果、例えば、防火区画に区画貫通部を複数設ける場合には、各区画貫通部の間隔を小さく取れる上、床下に配管する場合に、勾配がとりやすくなるなど、画期的に施工性が向上する。
さらに、本発明の複層耐火配管材は、配管材を構成する耐火膨張層と被覆層とが、いずれもポリ塩化ビニル系樹脂をベース樹脂としているため、層同士のなじみがよく、各層の界面が密着しており、止水性に優れている。そのため、本発明の複層耐火配管材同士を管継手によって接続する際に、配管材の管端処理が不要となり、より一層、施工性が向上する。
【００４７】
請求項２記載の発明にかかる複層耐火配管材は、請求項１記載の発明において、最外層に被覆層を備えているので、請求項１記載の発明の効果に加えて、配管材の外周面が接着性に優れており、例えば、管継手などの他の部材を容易かつ確実に接合させることができる。
【００４８】
請求項３記載の発明に係る複層耐火配管材は、請求項１または２記載の発明において、最内層に被覆層を備えているので、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、配管材の内周面が平滑で、流体をスムーズに通過させることができる上、配管材の内周面が耐薬品性に優れており、流体の種類が限定されにくく、汎用性がある。
【００４９】
請求項４記載の発明に係る複層耐火配管材は、請求項１記載の発明において、耐火膨張層の内側および外側を被覆する被覆層を備え、耐火膨張層を構成する耐火性樹脂組成物が、ポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、１．３倍膨張温度が１８０℃〜２４０℃である熱膨張性黒鉛を５〜１５重量部の割合で含んでいるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、以下のような優れた効果が得られる。
すなわち、熱膨張性黒鉛の１．３倍膨張温度が１８０℃〜２４０℃であるので、熱膨張性黒鉛が１．３倍膨張温度に達しても、ポリ塩化ビニル系樹脂の溶融・分解（発泡）は進行しておらず、ポリ塩化ビニル系樹脂の伸長粘度が保たれている。そのため、熱膨張性黒鉛の膨張に合わせて、ポリ塩化ビニル系樹脂が効果的に伸長する。その結果、熱膨張性黒鉛を大量に配合しなくても、効果的に耐火膨張層が形成され、次いで、ポリ塩化ビニル系樹脂が炭化するため、非常に優れた耐火性を発現できる。
また、耐火膨張層の外側が、熱膨張性耐火材料非含有のポリ塩化ビニル系樹脂組成物で形成された被覆層で被覆されているので、配管材の外周面が接着性に優れており、例えば、管継手などの他の部材を容易かつ確実に接合させることができる。
さらに、耐火膨張層の内側が、熱膨張性耐火材料非含有のポリ塩化ビニル系樹脂組成物で形成された被覆層で被覆されているので、配管材の内周面が平滑で、流体をスムーズに通過させることができる上、配管材の内周面が耐薬品性に優れており、流体の種類が限定されにくく、汎用性がある。
【００５０】
請求項５記載の発明にかかる複層耐火配管材は、請求項４記載の発明において、耐火膨張層の内面および外面を被覆する被覆層の厚みが、それぞれ０．２〜２．０ｍｍであるので、請求項４記載の発明の効果に加えて、管としての十分な機械的強度を確保しながら、優れた耐火性を発揮できる。
【００５１】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５記載の複層耐火配管材の製造方法であって、  成形時の樹脂温度を熱膨張性黒鉛の１．３倍膨張温度よりも５℃以上低く、かつ、１７０℃〜２１０℃にして三層共押出成形するので、成形時のポリ塩化ビニル系樹脂の熱安定性を確保した状態で、熱膨張性黒鉛を含む耐火性樹脂組成物を金型流路面に接触させずに成形できる。そのため、熱膨張性黒鉛を含む耐火性樹脂組成物が、金型流路面に付着することがなく、機械的強度に優れた複層耐火配管材を長時間安定して押出成形できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
本発明にかかる第１の実施形態の複層耐火配管材Ｐ１は、図１に示すように、耐火膨張層１１と、この耐火膨張層１１の内周面を被覆する内側被覆層１２とから構成されている。
本発明にかかる第２の実施形態の複層耐火配管材Ｐ２は、図２に示すように、耐火膨張層１１と、この耐火膨張層１１の内周面を被覆する内側被覆層１２と、前記耐火膨張層１１の外周面を被覆する外側被覆層１３とから構成されている。
本発明にかかる第３の実施形態の複層耐火配管材Ｐ３は、図３に示すように、耐火膨張層１１と、この耐火膨張層１１の外周面を被覆する外側被覆層１３とから構成されている。
以下、実施例を挙げて詳細に説明する。
【００５３】
（実施例１）〜（実施例５）（比較例１）〜（比較例２）
耐火膨張層１１と、この耐火膨張層１１の外周面を被覆する外側被覆層１３とから構成される２層管とした。
耐火膨張層１１を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、無機充填剤としての炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）３重量部を配合し、さらに、熱膨張性黒鉛（東ソー社製、品番GREP-EG、1.3倍膨張温度２１０℃）を（表１）に示した割合で配合した後、内容積２００リットルのヘンシェルミキサー（川田工業社製）で攪拌混合して得た。
外側被覆層１３を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）３重量部を配合した後、内容積２００リットルのヘンシェルミキサー（川田工業社製）で攪拌混合して得た。
【００５４】
そして、得られた樹脂組成物を一般的に用いられる押出成形機によって共押出成形して、試験用配管材Ｐを作製した。成形時の樹脂温度は、１９０℃であった。試験用配管材Ｐは、ＪＩＳＫ６７４１に準拠して、長さ１２００ｍｍ、外径１１４ｍｍ、厚さ６．６ｍｍ、呼び径１００Ａとした。耐火膨張層１１と外側被覆層１３の層厚みは、（表１）に示す値とした。
【００５５】
（実施例６）〜（実施例１０）（比較例３）〜（比較例４）
耐火膨張層１１と、この耐火膨張層１１の内周面を被覆する内側被覆層１２とから構成される２層管とした。
耐火膨張層１１を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、無機充填剤としての炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）３重量部を配合し、さらに、熱膨張性黒鉛（東ソー社製、品番GREP-EG、1.3倍膨張温度２１０℃）を（表１）に示した割合で配合した後、内容積２００リットルのヘンシェルミキサー（川田工業社製）で攪拌混合して得た。
内側被覆層１２を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）３重量部を配合した後、内容積２００リットルのヘンシェルミキサー（川田工業社製）で攪拌混合して得た。
【００５６】
そして、得られた樹脂組成物を一般的に用いられる押出成形機によって共押出成形して、試験用配管材Ｐを作製した。成形時の樹脂温度は、１９０℃であった。試験用配管材Ｐは、ＪＩＳＫ６７４１に準拠して、長さ１２００ｍｍ、外径１１４ｍｍ、厚さ６．６ｍｍ、呼び径１００Ａとした。耐火膨張層１１と内側被覆層１２の層厚みは、（表１）に示す値とした。
【００５７】
（実施例１１）〜（実施例１５）（比較例５）〜（比較例６）
耐火膨張層１１と、この耐火膨張層１１の内周面を被覆する内側被覆層１２と、前記耐火膨張層１１の外周面を被覆する外側被覆層１３とから構成される３層管とした。
耐火膨張層１１を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、無機充填剤としての炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）３重量部を配合し、さらに、熱膨張性黒鉛（東ソー社製、品番GREP-EG、1.3倍膨張温度２１０℃）を（表１）に示した割合で配合した後、内容積２００リットルのヘンシェルミキサー（川田工業社製）で攪拌混合して得た。
内側被覆層１２、外側被覆層１３を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）３重量部を配合した後、内容積２００リットルのヘンシェルミキサー（川田工業社製）で攪拌混合して得た。
【００５８】
そして、得られた樹脂組成物を一般的に用いられる押出成形機によって共押出成形して、試験用配管材Ｐを作製した。成形時の樹脂温度は、１９０℃であった。試験用配管材Ｐは、ＪＩＳＫ６７４１に準拠して、長さ１２００ｍｍ、外径１１４ｍｍ、厚さ６．６ｍｍ、呼び径１００Ａとした。耐火膨張層１１、内側被覆層１２、外側被覆層１３の層厚みは、（表１）に示す値とした。
【００５９】
（耐火性評価）
図４に示す耐火試験炉Ｘにより、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１３０分以上の場合を◎（優秀）、１２０分以上の場合を○（合格）、１２０分未満の場合を×（不合格）とした。
【００６０】
（物性評価）
上記（実施例１）〜（実施例１５）および（比較例１）〜（比較例６）で得られた配管材から任意にダンベル試験片を切り出し、得られた試験片について、ＪＩＳＫ７１１３に準拠して引張試験（評価温度２３℃）を行った。なお、管としての実用的な性能を満たしているかを判定するため、２３℃で引張強度が４５（ＭＰａ）以上のものを◎（優秀）、３０（ＭＰａ）以上のものを○（合格）、３０（ＭＰａ）未満のものを×（不合格）とした。
【００６１】
【表１】
2008180367.tif 000003
【００６２】
（実験結果）
（表１）に示すように、（比較例１）〜（比較例６）は、発煙時間が短く、（耐火性評価）が不合格であった。したがって、（耐火性評価）（物性評価）のいずれも満足するには、（実施例１）〜（実施例１５）に示すように、熱膨張性耐火樹脂組成物からなる管状の耐火膨張層と、この耐火膨張層の外側または内側の少なくともいずれか一方を被覆する被覆層とを備え、耐火膨張層が、塩化ビニル樹脂１００重量部に対して、熱膨張性黒鉛を１〜１５重量部の割合で含む耐火性樹脂組成物で形成され、被覆層が熱膨張性耐火材料非含有の塩化ビニル樹脂組成物で形成されていることが必要である。
なお、熱膨張性黒鉛が１５重量部を超えると、図５に示すように、試験用配管材Ｐは、加熱により組織が熱膨張しすぎて、その形状を保持できずに残渣が脱落してしまった。
【００６３】
（実施例１６）〜（実施例２０）
耐火膨張層１１と、この耐火膨張層１１の内周面を被覆する内側被覆層１２とから構成される２層管とした。
耐火膨張層１１を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、無機充填剤としての炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）４０重量部、熱膨張性黒鉛（東ソー社製、品番GREP-EG、1.3倍膨張温度２１０℃）５重量部を配合した後、内容積２００リットルのヘンシェルミキサー（川田工業社製）で攪拌混合して得た。
内側被覆層１２を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）３重量部を配合した後、内容積２００リットルのヘンシェルミキサー（川田工業社製）で攪拌混合して得た。
【００６４】
そして、得られた樹脂組成物を一般的に用いられる押出成形機によって共押出成形して、試験用配管材Ｐを作製した。成形時の樹脂温度は、１９０℃であった。試験用配管材Ｐは、ＪＩＳＫ６７４１に準拠して、長さ１２００ｍｍ、外径１１４ｍｍ、厚さ６．６ｍｍ、呼び径１００Ａとした。耐火膨張層１１と内側被覆層１２の層厚みは、（表２）に示す値とした。
【００６５】
（比較例７）
熱膨張性黒鉛を含有する耐火膨張性樹脂組成物からなる単層管とした。
この樹脂組成物は、耐火膨張層１１を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）１００重量部、熱膨張性黒鉛（東ソー社製、品番GREP-EG、1.3倍膨張温度２１０℃）３０重量部、ポリリン酸アンモニウム（住友化学社製、品番スミセーフＰ）１００重量部を配合した後、溶融混練して得た。
そして、得られた樹脂組成物を一般的に用いられる押出成形機によって押出成形して、単層の試験用配管材Ｐを作製した。成形時の樹脂温度は、１９０℃であった。試験用配管材Ｐは、ＪＩＳＫ６７４１に準拠して、長さ１２００ｍｍ、外径１１４ｍｍ、厚さ６．６ｍｍ、呼び径１００Ａとした。
【００６６】
（比較例８）
熱膨張性黒鉛非含有の塩化ビニル樹脂組成物からなる単層管とした。
この樹脂組成物が、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）３重量部であること以外は、（比較例７）と同様にして、試験用配管材Ｐを得た。
【００６７】
（比較例９）
耐火膨張層１１と、この耐火膨張層１１の内周面を被覆する内側被覆層１２とから構成された２層管とした。
耐火膨張層１１を構成する樹脂組成物が熱膨張性黒鉛を含んでいないこと、耐火膨張層１１と内側被覆層１２の層厚みを（表２）に示す値にすること以外は、（実施例１６）と同様にして、試験用配管材Ｐを得た。
【００６８】
そして、（実施例１６）〜（実施例２０）（比較例７）〜（比較例９）で得られた試験用配管材Ｐについて、上記の（耐火性評価）（物性評価）を実施し、この結果を（表２）に併せて示した。
【００６９】
【表２】
2008180367.tif 000004
【００７０】
（実験結果）
（表２）に示すように、（比較例７）は、引張強度が低く、（物性評価）が不合格であった。（比較例８）（比較例９）は、発煙時間が短く、（耐火性評価）が不合格であった。
したがって、（耐火性評価）（物性評価）のいずれも満足するには、（実施例１６）〜（実施例２０）に示すように、耐火膨張層１１と、この耐火膨張層１１の内周面を被覆する内側被覆層１２とを備え、耐火膨張層１１が、ポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、熱膨張性黒鉛を１〜１５重量部の割合で含む耐火性樹脂組成物で形成され、内側被覆層１２が熱膨張性耐火材料非含有のポリ塩化ビニル系樹脂組成物で形成されていることが必要である。
なお、熱膨張性黒鉛が１５重量部を超えると、図５に示すように、試験用配管材Ｐは、加熱により組織が熱膨張しすぎて、その形状を保持できずに残渣が脱落してしまった。
【００７１】
（実施例２１）〜（実施例２３）
耐火膨張層１１と、この耐火膨張層１１の内周面を被覆する内側被覆層１２と、前記耐火膨張層１１の外周面を被覆する外側被覆層１３とから構成された３層管とした。
耐火膨張層１１を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、熱膨張性黒鉛（東ソー社製、品番GREP-EG、1.3倍膨張温度２１０℃）５重量部と、無機充填剤としての炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）４０重量部とを配合した後、内容積２００リットルのヘンシェルミキサー（川田工業社製）で攪拌混合して得た。
また、内側被覆層１２および外側被覆層１３を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）３重量部を配合した後、内容積２００リットルのヘンシェルミキサー（川田工業社製）で攪拌混合して得た。
【００７２】
そして、得られた樹脂組成物を一般的に用いられる押出成形機によって共押出成形して、試験用配管材Ｐを作製した。成形時の樹脂温度は、１９０℃であった。試験用配管材Ｐは、ＪＩＳＫ６７４１に準拠して、長さ１２００ｍｍ、外径１１４ｍｍ、厚さ６．６ｍｍ、呼び径１００Ａとした。耐火膨張層１１、内側被覆層１２、外側被覆層１３の層厚みは、（表３）に示す値とした。
【００７３】
（比較例１０）
耐火膨張層１１を構成する樹脂組成物が、熱膨張性黒鉛を含んでいないこと、耐火膨張層１１と内側被覆層１２と外側被覆層１３の層厚みを（表３）に示す値にすること以外は、（実施例２１）と同様にして、複層の試験用配管材Ｐを得た。
【００７４】
そして、（実施例２１）〜（実施例２３）および（比較例７）（比較例８）（比較例１０）で得られた試験用配管材Ｐについて、上記の（耐火性評価）（物性評価）を実施し、この結果を（表３）に併せて示した。
【００７５】
【表３】
2008180367.tif 000005
【００７６】
（実験結果）
（表３）に示すように、（比較例７）は、引張強度が低く、（物性評価）が不合格であった。（比較例８）（比較例９）は、発煙時間が短く、（耐火性評価）が不合格であった。
したがって、（耐火性評価）（物性評価）のいずれも満足するには、（実施例２１）〜（実施例２３）に示すように、耐火膨張層１１と、この耐火膨張層１１の内周面を被覆する内側被覆層１２と、前記耐火膨張層１１の外周面を被覆する外側被覆層１３とを備え、耐火膨張層１１が、ポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、熱膨張性黒鉛を１〜１５重量部の割合で含む耐火性樹脂組成物で形成され、内側被覆層１２および外側被覆層１３が熱膨張性耐火材料非含有のポリ塩化ビニル系樹脂組成物で形成されていることが必要である。
なお、熱膨張性黒鉛が１５重量部を超えると、図５に示すように、試験用配管材Ｐは、加熱により組織が熱膨張しすぎて、その形状を保持できずに残渣が脱落してしまった。
【００７７】
（実施例２４）〜（実施例３１）（比較例１１）
耐火膨張層１１と、この耐火膨張層１１の内周面を被覆する内側被覆層１２と、前記耐火膨張層１１の外周面を被覆する外側被覆層１３とから構成される３層管とした。
耐火膨張層１１を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、無機充填剤としての炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）３重量部を配合し、さらに、（表４）に示す１．３倍膨張温度の熱膨張性黒鉛を（表４）に示した割合で配合した後、内容積２００リットルのヘンシェルミキサー（川田工業社製）で攪拌混合して得た。
内側被覆層１２、外側被覆層１３を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）３重量部を配合した後、内容積２００リットルのヘンシェルミキサー（川田工業社製）で攪拌混合して得た。
【００７８】
そして、得られた樹脂組成物を一般的に用いられる押出成形機によって共押出成形して、試験用配管材Ｐを作製した。成形時の樹脂温度は、１９０℃であった。試験用配管材Ｐは、ＪＩＳＫ６７４１に準拠して、長さ１２００ｍｍ、外径１１４ｍｍ、厚さ６．６ｍｍ、呼び径１００Ａとした。耐火膨張層１１、内側被覆層１２、外側被覆層１３の層厚みは、（表４）に示す値とした。
【００７９】
【表４】
2008180367.tif 000006
【００８０】
（実験結果）
（表４）に示すように、（比較例１１）は、（実施例２４）〜（実施例２６）に比べて、発煙時間がとても短く、（耐火性評価）が不合格であった。
（実施例２７）（実施例３１）は、（実施例２５）（実施例２８）（実施例２９）（実施例３０）に比べて、発煙時間がやや短く、（耐火性評価）がやや劣った。
したがって、（耐火性評価）（物性評価）のいずれも満足するには、耐火膨張層１１が、ポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、１．３倍膨張温度が１８０℃〜２４０℃の範囲である熱膨張性黒鉛を５〜１５重量部の割合で含む耐火性樹脂組成物で形成されていることが好適であることが分かった。
【００８１】
（実施例３２）〜（実施例３８）
耐火膨張層１１と、この耐火膨張層１１の内周面を被覆する内側被覆層１２と、前記耐火膨張層１１の外周面を被覆する外側被覆層１３とから構成される３層管とした。
耐火膨張層１１を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、無機充填剤としての炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）３重量部を配合し、１．３倍膨張温度が２１０℃の熱膨張性黒鉛１０重量部を配合した後、内容積２００リットルのヘンシェルミキサー（川田工業社製）で攪拌混合して得た。
内側被覆層１２、外側被覆層１３を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）３重量部を配合した後、内容積２００リットルのヘンシェルミキサー（川田工業社製）で攪拌混合して得た。
【００８２】
そして、得られた樹脂組成物を一般的に用いられる押出成形機によって共押出成形して、試験用配管材Ｐを作製した。成形時の樹脂温度は、１９０℃であった。試験用配管材Ｐは、ＪＩＳＫ６７４１に準拠して、長さ１２００ｍｍ、外径１１４ｍｍ、厚さ６．６ｍｍ、呼び径１００Ａとした。耐火膨張層１１、内側被覆層１２、外側被覆層１３の層厚みは、（表５）に示す値とした。
【００８３】
【表５】
2008180367.tif 000007
【００８４】
（実験結果）
（表５）に示すように、（実施例３７）は、内側被覆層１２、外側被覆層１３の層厚みが、ごく薄い０．１ｍｍであったため、他の実施例に比べて、引張強度がやや劣った。一方、（実施例３８）は、内側被覆層１２、外側被覆層１３の層厚みが、ごく厚い２．２ｍｍであったため、他の実施例に比べて、耐火性がやや劣った。
したがって、内側被覆層１２、外側被覆層１３の層厚みは、０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲であることが好適であることが分かった。
【００８５】
（実施例３９）〜（実施例４１）（比較例１２）〜（比較例１３）
耐火膨張層１１と、この耐火膨張層１１の内周面を被覆する内側被覆層１２と、前記耐火膨張層１１の外周面を被覆する外側被覆層１３とから構成される３層管とした。
耐火膨張層１１を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、無機充填剤としての炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）３重量部を配合し、１．３倍膨張温度が２３０℃の熱膨張性黒鉛を１０重量部配合した後、内容積２００リットルのヘンシェルミキサー（川田工業社製）で攪拌混合して得た。
内側被覆層１２、外側被覆層１３を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）３重量部を配合した後、内容積２００リットルのヘンシェルミキサー（川田工業社製）で攪拌混合して得た。
【００８６】
そして、得られた樹脂組成物を一般的に用いられる押出成形機によって、（表６）に示す成形時の樹脂温度で共押出成形して、試験用配管材Ｐを作製した。試験用配管材Ｐは、ＪＩＳＫ６７４１に準拠して、長さ１２００ｍｍ、外径１１４ｍｍ、厚さ６．６ｍｍ、呼び径１００Ａとした。耐火膨張層１１、内側被覆層１２、外側被覆層１３の層厚みは、（表６）に示す値とした。
【００８７】
【表６】
2008180367.tif 000008
【００８８】
（実験結果）
（表６）に示すように、（比較例１２）は、成形時の樹脂温度が低すぎたため、引張強度がやや劣った。また、（比較例１３）は、成形時の樹脂温度が高すぎたため、引張強度がやや劣った。したがって、上記樹脂組成物の成形時の樹脂温度は、１７０℃〜２１０℃であることが好ましい。
【００８９】
（実施例４２）〜（実施例４５）（比較例１４）
耐火膨張層１１と、この耐火膨張層１１の内周面を被覆する内側被覆層１２と、前記耐火膨張層１１の外周面を被覆する外側被覆層１３とから構成される３層管とした。
耐火膨張層１１を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、無機充填剤としての炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）３重量部を配合し、（表７）に示す１．３倍膨張温度の熱膨張性黒鉛を（表７）に示す割合で配合した後、内容積２００リットルのヘンシェルミキサー（川田工業社製）で攪拌混合して得た。
内側被覆層１２、外側被覆層１３を構成する樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂（大洋塩ビ社製、品番TH1000）１００重量部に、鉛系安定剤（堺化学株式会社製、品番SL-1000）２重量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学株式会社製、品番ハイワックス4202E）０．５重量部、炭酸カルシウム（白石カルシウム社製、品番ホワイトンSB）３重量部を配合した後、内容積２００リットルのヘンシェルミキサー（川田工業社製）で攪拌混合して得た。
【００９０】
そして、得られた樹脂組成物を一般的に用いられる押出成形機によって、（表７）に示す成形時の樹脂温度で共押出成形して、試験用配管材Ｐを作製した。試験用配管材Ｐは、ＪＩＳＫ６７４１に準拠して、長さ１２００ｍｍ、外径１１４ｍｍ、厚さ６．６ｍｍ、呼び径１００Ａとした。耐火膨張層１１、内側被覆層１２、外側被覆層１３の層厚みは、（表７）に示す値とした。
【００９１】
【表７】
2008180367.tif 000009
【００９２】
（実験結果）
（表７）に示すように、（比較例１４）は、熱膨張性黒鉛の１．３倍膨張温度が、成形時の樹脂温度よりも１０℃低かったため、（実施例４２）〜（実施例４５）に比べて、引張強度が低くなってしまった。また、（実施例４５）は、熱膨張性黒鉛の１．３倍膨張温度が２４０℃よりも高かったため、（実施例４２）〜（実施例４４）に比べて、発煙時間がやや短く、また、引張強度がやや劣った。
したがって、成形時の樹脂温度は、熱膨張性黒鉛の１．３倍膨張温度よりも５℃以上低く、かつ、１７０℃〜２１０℃にすることが好適であることが分かった。
【００９３】
（結論）
以上、実施例を提示して詳述したとおり、本実施形態の複層耐火配管材Ｐ１〜Ｐ３によれば、燃焼時には、耐火性樹脂組成物で構成された層が効果的に膨張して、図６に示すように、複層耐火配管材Ｐ１〜Ｐ３と区画貫通部Ｒとの隙間および複層耐火配管材Ｐ１〜３の内部を閉塞することができ、床材Ｙで仕切られた他の側に火炎や煙が回るのを阻止することができる。
また、複層耐火配管材Ｐ１，Ｐ２は、内側被覆層１２を備えているので、配管材の内周面が平滑で、流体をスムーズに通過させることができる上、配管材の内周面が耐薬品性に優れており、流体の種類が限定されにくく、汎用性がある。
また、複層耐火配管材Ｐ２，Ｐ３は、外側被覆層１３を備えているので、配管材の外周面が接着性に優れており、例えば、管継手などの他の部材を容易かつ確実に接合させることができる。
【００９４】
なお、本発明の複層耐火配管材は、上記実施例に限定されるものではない。例えば、上記の実施例では、配管材の呼び径が１００Ａであったが、他の径であってももちろん構わない。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる複層耐火配管材Ｐ１の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる複層耐火配管材Ｐ２の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる複層耐火配管材Ｐ３の断面図である。
【図４】耐火性試験に使用する耐火試験炉Ｘの構造を簡単に示す説明図である。
【図５】図４に示す耐火試験炉Ｘでの耐火性試験において、配管材Ｐが、加熱により熱膨張した後、その形状を保持できずに残渣が脱落する様子を示す説明図である。
【図６】図４に示す耐火試験炉Ｘでの耐火性試験において、本発明にかかる複層耐火配管材Ｐ１が、加熱により熱膨張した後、その形状を保持して耐火性を維持している様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９６】
Ｐ１    複層耐火配管材
Ｐ２    複層耐火配管材
Ｐ３    複層耐火配管材
１１    耐火膨張層
１２    内側被覆層（被覆層）
１３    外側被覆層（被覆層）
【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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【図６】
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