(57)【要約】固定導管（２）と該固定導管（２）内に延伸する熱可塑性素材からなるパイプ、チューブまたはダクト（３）との間の環状隙間をシーリングする方法であって、該方法は、導管（２）内でパイプ、チューブまたはダクト（３）の周囲に同心円状に熱膨張材層（４）を適用するステップと、導管（２）の各端で該導管（２）とパイプ、チューブまたはダクト（３）との間に耐火性重合体によって作られたシーリング材（５）を適用するステップとを含んでいる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定導管と該固定導管内に延伸する熱可塑性素材からなるパイプ、チューブまたはダクトとの間の環状隙間をシーリングする方法であって、
前記導管内で前記パイプ、チューブまたはダクトの周囲に同心円状に熱膨張材層を適用するステップと、前記導管の各端で前記導管と前記パイプ、チューブまたはダクトとの間にシーリング材を適用するステップとを含み、
前記シーリング材は、耐火性重合体によって作られ、室温で湿気に露出された状態で硫化可能であるとともに、熱的に略形状保持およびサイズ保持するタイプであり、かつ、
硫化後の前記シーリング材は、ショアＡ硬度が４５−６０°の範囲内であることを特徴とするシーリング方法。
【請求項２】
前記導管内に環状空気隙間を形成するステップをさらに含んでいる請求項１に記載のシーリング方法。
【請求項３】
前記空気隙間は、前記層と前記導管との間にある請求項２に記載のシーリング方法。
【請求項４】
前記空気隙間は、前記パイプ、チューブまたはダクトと前記層との間にある請求項２に記載のシーリング方法。
【請求項５】
前記パイプ、チューブまたはダクトの外径寸法は、前記導管の内径寸法の５０％以上であり、好ましくは前記導管の内径寸法の６０％以上であり、さらに好ましくは前記導管の内径寸法の７０％以上である請求項１ないし４のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項６】
前記シーリング材は、１０−３０ｍｍの範囲の厚さで適用される請求項１ないし５のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項７】
前記導管は、該導管が金属合金製の場合には全長約１８ｃｍであり、該導管が石製またはコンクリート製の場合には全長約１５ｃｍである請求項１ないし６のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項８】
前記熱膨張材層は、単一層である請求項１ないし７のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項９】
熱的に略形状保持およびサイズ保持するタイプの前記重合体は、加熱時に前記重合体自体がそのような加熱を拡大する範囲より広い範囲にまで重合体を膨張させるであろう要素を含まない重合体を含有している請求項１ないし８のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項１０】
前記重合体は、重合体を基にしたシリコンを含有している請求項１ないし９のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項１１】
前記シーリング材は、４００℃の温度では引火しない請求項１ないし１０のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項１２】
前記シーリング材は、４５％以上の酸素指数を有している請求項１ないし１１のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項１３】
前記熱膨張材は、熱膨張製黒鉛を含有するゴム状素材である請求項１ないし１２のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項１４】
熱的に略非膨張タイプの耐火性硫化ゴムで作られたゴム状スリーブを、前記シーリング層に対して前記導管の外側に位置する前記パイプ、チューブまたはダクトの周囲に、同心円状に堅く適合するステップをさらに含んでいる請求項１ないし１３のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項１５】
熱的に略非膨張タイプの前記ゴムは、加熱時に前記ゴム自体がそのような加熱を拡大する範囲より広い範囲にまでゴムを膨張させるであろう要素を含まないゴムを含有している請求項１ないし１４のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項１６】
前記ゴムは、ゴムを基にしたシリコンを含有している請求項１５に記載のシーリング方法。
【請求項１７】
固定導管と該固定導管内に延伸する熱可塑性素材からなるパイプ、チューブまたはダクトとの間の環状隙間をシーリングするシーリングシステムであって、
前記パイプ、チューブまたはダクトの周囲に同心円状に適用される熱膨張材層と、前記導管の各端で前記導管と前記パイプ、チューブまたはダクトとの間に適用されるシーリング材とを備え、
前記シーリング材は、耐火性重合体によって作られ、室温で湿気に露出された状態で硫化可能であるとともに、熱的に略形状保持およびサイズ保持するタイプであり、かつ、
硫化後の前記シーリング材は、ショアＡ硬度が４５−６０°の範囲内である
ことを特徴とするシーリングシステム。
【請求項１８】
前記層は、１１−２１ｃｍの範囲の全長を有する請求項１７に記載のシーリングシステム。
【請求項１９】
前記熱膨張材層は、単一層である請求項１７または１８に記載のシーリングシステム。
【請求項２０】
前記熱的に略形状保持およびサイズ保持するタイプの重合体は、加熱時に前記重合体自体がそのような加熱を拡大する範囲より広い範囲にまで重合体を膨張させるであろう要素を含まない重合体を含有している請求項１７ないし１９のいずれかに記載のシーリングシステム。
【請求項２１】
前記重合体は、重合体を基にしたシリコンを含有している請求項１７ないし２０のいずれかに記載のシーリングシステム。
【請求項２２】
前記シーリング材は、４００℃の温度では引火しない請求項１７ないし２１のいずれかに記載のシーリングシステム。
【請求項２３】
前記シーリング材は、４５％以上の酸素指数を有している請求項１７ないし２２のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項２４】
前記熱膨張材は、熱膨張製黒鉛を含有するゴム状素材である請求項１７ないし２３のいずれかに記載のシーリングシステム。
【請求項２５】
熱的に略非膨張タイプの耐火性硫化ゴムで作られ、前記シーリング層に対して前記導管の外側に位置する前記パイプ、チューブまたはダクトの周囲に、同心円状に堅く適合するゴム状スリーブをさらに備えている請求項１７ないし２４のいずれかに記載のシーリングシステム。
【請求項２６】
熱的に略非膨張タイプの前記ゴムは、加熱時に前記ゴム自体がそのような加熱を拡大する範囲より広い範囲にまでゴムを膨張させるであろう要素を含まないゴムを含有している請求項１７ないし２５のいずれかに記載のシーリングシステム。
【請求項２７】
前記ゴムは、ゴムを基にしたシリコンを含有している請求項２６に記載のシーリングシステム。
【請求項２８】
固定導管と、該固定導管内を延伸するように熱可塑性素材から作られたパイプ、チューブまたはダクトとを備えたパーティションであって、
前記導管内で前記パイプ、チューブまたはダクトの周囲に同心円状に適用される熱膨張材層をさらに備え、
前記導管の各端には、前記導管と前記パイプ、チューブまたはダクトとの間にシーリング材が適用され、
前記シーリング材は、耐火性重合体によって作られ、室温で湿気に露出された状態で硫化可能であるとともに、熱的に略形状保持およびサイズ保持するタイプであり、かつ、
硫化後の前記シーリング材は、ショアＡ硬度が４５−６０°の範囲内であることを特徴とするパーティション。
【請求項２９】
前記導管内に環状空気隙間を備えている請求項２８に記載のパーティション。
【請求項３０】
前記空気隙間は、前記層と前記導管との間にある請求項２９に記載のパーティション。
【請求項３１】
前記空気隙間は、前記パイプ、チューブまたはダクトと前記層との間にある請求項２９または３０に記載のパーティション。
【請求項３２】
前記パイプ、チューブまたはダクトの外径寸法は、前記導管の内径寸法の５０％以上であり、好ましくは前記導管の内径寸法の６０％以上であり、さらに好ましくは前記導管の内径寸法の７０％以上である請求項２８ないし３１のいずれかに記載のパーティション。
【請求項３３】
前記シーリング材は、１０−３０ｍｍの範囲の厚さで適用される請求項２８ないし３２のいずれかに記載のパーティション。
【請求項３４】
前記導管は、該導管が金属合金製の場合には全長約１８ｃｍであり、該導管が石製またはコンクリート製の場合には全長約１５ｃｍである請求項２８ないし３３のいずれかに記載のパーティション。
【請求項３５】
前記熱膨張材層は、単一層である請求項２８ないし３４のいずれかに記載のパーティション。
【請求項３６】
熱的に略形状保持およびサイズ保持するタイプの前記重合体は、加熱時に前記重合体自体がそのような加熱を拡大する範囲より広い範囲にまで重合体を膨張させるであろう要素を含まない重合体を含有している請求項２８ないし３５のいずれかに記載のパーティション。
【請求項３７】
前記重合体は、重合体を基にしたシリコンを含有している請求項２８ないし３６のいずれかに記載のパーティション。
【請求項３８】
前記シーリング材は、４００℃の温度では引火しない請求項２８ないし３６のいずれかに記載のパーティション。
【請求項３９】
前記シーリング材は、４５％以上の酸素指数を有している請求項２８ないし３８のいずれかに記載のパーティション。
【請求項４０】
前記熱膨張材は、熱膨張製黒鉛を含有するゴム状素材である請求項２８ないし３９のいずれかに記載のパーティション。
【請求項４１】
前記シーリング層に対して前記導管の外側の位置に、前記パイプ、チューブまたはダクトの周囲に同心円状に堅く適合される熱的に略非膨張タイプの耐火性硫化ゴムで作られたゴム状スリーブを備えている請求項２８ないし４０のいずれかに記載のパーティション。
【請求項４２】
熱的に略非膨張タイプの前記ゴムは、加熱時に前記ゴム自体がそのような加熱を拡大する範囲より広い範囲にまでゴムを膨張させるであろう要素を含まないゴムを含有している請求項４１のいずれかに記載のパーティション。
【請求項４３】
前記ゴムは、ゴムを基にしたシリコンを含有している請求項４１または４２に記載のパーティション。
【請求項４４】
前記パーティションおよび前記導管は、互いに金属合金から作られている請求項２８ないし４３のいずれかに記載のパーティション。
【請求項４５】
前記パーティションは、石製またはコンクリート製の壁からなり、かつ、前記導管は、前記石製またはコンクリート製の壁に穿設された貫通孔からなる請求項２８ないし４３のいずれかに記載のパーティション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定導管と該導管内に延伸する熱可塑性素材からなるパイプ、チューブまたはダクトとの間の環状隙間をシーリングする方法に関する。また、本発明は、固定導管と該導管内に延伸する熱可塑性素材からなるパイプ、チューブまたはダクトとの間の環状隙間を封止するシーリングシステムに関する。さらに、本発明は、固定導管と、該固定導管内を延伸する可塑性素材のパイプ、チューブまたはダクトとを備えたパーティションに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、導管は、例えば２つの領域に区分けする建築要素に組み込まれる。このような建築要素は、パーティションとも呼ばれる。パイプは、導管を介して２つの区画のうちの一方から他方に延伸している。これらの導管は、しばしばパイプ・ペネトレーション（pipe  penetrations）またはトランジット・システム（transit  systems）と呼ばれる。このような導管は、土木工学に基づいて形成された建造物で多く見られる。工場、ビル、排水システム、トンネル、地下鉄などは、そのようなペネトレーションを備えている。しかしながら、航海工学に基づいて形成された建造物もまた、そのような導管を備えている。一例として、それらを船の舷側で見られ、他の例としては油田などの掘削装置で見られる。
【０００３】
これらのペネトレーションは、そのような建造物では歓迎されない必需品として見られている。このような建造物には、例えば、配水および排水システム用、空気調整システム用、水圧および空気圧調整用、スプリンクラー用などのパイプだけではなく、ガスまたは油輸送用のパイプが延設される必要があるが、これは、区画分離における弱点の導入を伴う。
【０００４】
このような弱点は、建造物の機械的強度においては殆ど現れないが、一領域のみにできるだけ長期間封止しなければならない火災の発生時における建造物全体の望まれない物理現象の輸送においては、なおさら現れない。これは、火災を制御して消火するためだけではなく、火災がさらに拡大する前に、火災に近い区画内の人々が火災からの安全距離に達するための時間を得るためにも重要である。煙および／または火が導管を介してある区画から他の区画へ回るのを防ぐために、導管には通常、火の近くで熱に曝された場合に、その導管をしばらく閉じる素材が具備されている。
【０００５】
導管を有するとともに、２つの区画を区分けしている建築要素について上述したが、建築要素は、周囲の環境からある区画を分離するものであってもよい。すなわち、建築要素の片側は、大気条件に曝されていてもよい。
【０００６】
導管内に延伸するパイプ、該導管自身および該導管が組み込まれた建築要素は、それぞれ、熱伝導を許容する材料から構成されていると理解される。熱伝導効率は、素材の種類およびその素材の寸法に依存する。特に、そのような状況下では、導管の内側スペースに少なくとも２つの異なった経路を介して熱を加えることができる。第１経路は、導管内に延伸するパイプを経由するものであり、導管の内側スペースへの第２経路は、導管自体を構成している素材を経由するものである。海上建造物および船などの場合、通常、導管は金属すなわち高い熱伝導性素材からなり、大抵は第２経路で急速に導管の内側スペースに熱が加えられる。言うまでもなく、例えば、パーティションがコンクリートの壁であり、その壁に孔を貫通することによって導管が形成されている状況では、専ら第１経路を介して導管の内側スペースに熱が加えられる。
【０００７】
海上および地上の両方の建設産業では、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）などのプラスチック材からパイプ、特に上述したサービスシステムと呼ばれるパイプを作る傾向が強い。アルミニウム製または金属製のパイプと比較すると、そのようなプラスチック製のパイプは、大幅な軽量化を示し、造船において有用であることは明白である。周知のように、ブラスチックは、腐食の影響を受けず、また腐食に寄与しないので、海上および地上の両方の建設産業において有用である。しかしながら、そのようなプラスチック製のパイプは、熱に曝されると弱体化、すなわち柔らかくなり、ひいては本明細書中で述べられているように、熱可塑性または熱軟化性の素材から構成されている。したがって、一般的には、熱可塑性素材という用語は、プラスチックを含有する、またはプラスチックからなる素材を参照している。しかし、ガラス繊維から作られたパイプ、あるいはガラス繊維を使用して作られたパイプが、熱可塑性素材を結成していると考えることも可能である。
【０００８】
金属から作られ、金属製の建築要素またはパーティションに組み込まれた導管では、このようなパイプの弱体化がより急速に起こるということは、明らかである。そして、導管は、可塑性素材のパイプ周辺で一種のオーブンとして作用し、結果としてパイプの局部破壊を引き起こす。しかしながら、火に曝された石製またはコンクリート製の壁において加熱された貫通孔の内壁は、オーブンと同様に作用するが、このケースにおける加熱率は、『金属製オーブン』の加熱率とは異なる。石製またはコンクリート製の壁は、より大量の熱を吸収し、かつ熱を伝導しない。したがって、導管への熱供給用の第２経路は、あまり効果的ではない。このような状況下では、第１経路、すなわちパイプ自体を経由した導管への熱伝達が、最も優位な経路である。
【０００９】
導管と該導管内に延伸するパイプとの空間を封止することは、一般的な方法であり、シーリングシステムに含まれる。このようなシーリングシステムは、熱に曝される前に封止する能力を備え、例えば、気体や水がパイプと導管との隙間を通過することができないようなに封止する。
【００１０】
特に、熱可塑性素材のパイプが延設された導管に関しては、進歩的なシーリングシステムが開発されている。本願と発明者が同一である特許文献１は、いわゆる『粉砕プラグ』について記載している。導管の各端部は、導管と該導管内に延伸するパイプとの環状隙間に挿入されたプラグになっている。この粉砕プラグは、熱膨張材から作られている。この粉砕プラグは、熱に曝されると膨張する。しかしながら、導管が非常に硬い素材からなるため、内径方向のみに膨張可能である。熱可塑性パイプは、熱に曝されると弱体化し始めるので、プラグの内径方向への膨張によってパイプがさらに押しつぶされるとともに、完結した導管と同様にパイプが塞がれる。プラグによって塞がれる必要がある環状隙間が境界明瞭であることから、このようなプラグの使用は、１本のパイプが延設された導管に対しては非常に有用である。
【００１１】
また、本願と発明者が同一である特許文献２は、複数のパイプが延設されている導管を開示している。その導管の封止に関し、上述したような導管施工にある程度適しているシステムが説明されている。そのシステムは、多数の熱膨張可能なゴム状スリーブを具備している。このスリーブの素材は、ゴム素材の中に熱膨張性黒鉛を混入することによって熱膨張可能に構成されている。また、そのようなスリーブは、充填スリーブと呼ばれる。通常、スリーブは、容易に屈曲可能で柔らかく、比較的弱い機械特性を有している。このことから、スリーブは、導管に挿入されるとともに、該導管を充填するのに相応しいものと言える。このスリーブは、互いに平行かつパイプに平行な構造で適用される。また、そのシステムは、導管の両端を封止するための耐火性および／または耐水性シーリング材を備えている。このシーリング材は、スリーブの端部に適用され、導管を封止するシーリング層を形成する。
【００１２】
通常、特許文献２に記載されているシステムは導管に適用され、該導管は、パイプの断面に対してその断面が比較的大きいものである。これに対する主な理由は、導管には該導管を熱膨張性のゴム製スリーブによって満たすための十分なスペースがなければならないということであり、これにより、それらの熱膨張性のゴム製スリーブは、導管を完全に塞ぐように径（横）方向に膨張した状態になる。充填スリーブ間に各空スリーブと同様にスペースがある場合、導管内の温度が熱膨張性ゴム素材の膨張点に達し次第、径（横）方向の熱膨張が制限されることなく生じ得る。
【００１３】
長さ単位あたりの軸（縦）方向には、封止層間で膨張に利用できるスペースが全くなく、かつ、軸方向では、軸方向に並べられる熱膨張材の量を考慮すると、膨張が径方向より大きいと予想されるが、充填スリーブの膨張は、初期ではまだ圧倒的に径方向に向かっている。
【００１４】
あらゆる理論によって制限されることを望まないのであれば、これは３つの要素の結果であると考えられる。まず第一に、低温であるためにまだ限定的な範囲のみではあるが、熱膨張が生じるとすぐに、軸方向に膨張しているスリーブが封止層間で窮屈になり、座屈し始めるとともに、封止層の内壁に対する押圧を解除する。第二に、膨張が径方向に広がるときに生じる小さい抵抗を考慮して、膨張は径方向になる。（スリーブ内またはスリーブ間のスペースによる隙間だけではなく、高温時に導管内でパイプが弱体化することにより生じる隙間も径方向に利用可能であることを忘れてはならない）。第三に、もともと導管内に閉じ込められ、導管内の温度上昇および体積減少により高圧になった空気は、ある段階で逃散しようとし、その逃散ルートは、封止層がバラバラになることなく封止層内で利用できそうな小さな貫通亀裂であると推定される。この空気の逃散は、導管内で利用可能な『新たな容積』を提供し、そこには膨張しているスリーブ層が膨張することが可能であるとともに、導管と封止層の閉じ込め状態を維持する。
【００１５】
ある段階では、封止層によって抑制された導管の拡張力が非常に高くなるので、封止層が破損してしまう。
【００１６】
この破損は、封止層が破損する前に膨張スリーブが導管を封止するので、その時点ではそのこと自体は問題ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】欧州特許第１２００７５．９号明細書
【特許文献２】国際公開第２００６／０９７２９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
現在、より小さく、炎への露出前および露出中の封止能力を落とすことなく、重量とスペースの両方を節約するために、より短い導管を備えるという強い要望がある。
【００１９】
断面積の寸法がより小さい導管には、主に半径方向に実行される充填スリーブ材の膨張を開始させる能力が殆どない。このような状況下では、それは、窮屈な径方向膨張となる。したがって、かなり早い時点では、膨張が軸方向になるように試み、封止層が早期に破損するという結果をもたらし、導管が膨張材によって完全に封止される前に封止層が破損する可能性を孕んでいる。このような状態では、封止層に代わるはるかに高強度な『構造』を適用する必要がある。それに応じて、当事者は、封止層よりむしろ高圧に耐えられるように設計されたプラグを適用する。導管と導管内に延伸するパイプとの間の環状隙間に膨張製充填スリーブを備え、該導管の両端において深く挿入されたプラグによって塞がれた導管では、充填スリーブが効果的に膨張し、導管およびパイプを完全に塞ぐ、ということが判明している。
【００２０】
しかしながら、パイプに対する導管の断面積をさらに減少させるという傾向は、より大きなスペースとより大きな重量を節約しようとして継続している。
【００２１】
導管とパイプとの環状隙間が非常に小さい場合、プラグを挿入することができず、その結果、充填スリーブ材の軸方向への膨張に対して抗うことができない。パイプが導管に対してわずかに偏心である場合には、状況をさらに悪化させる。
【００２２】
ゴム製で熱膨張性である比較的薄い包括シートと２つのブロッキング具を備え、各ブロッキング具が、熱膨張材の軸方向膨張に対する抗力をもたらすとともに、膨張を内径方向に向かわせるために、パーティションに対して導管の前部に取り付けれ、熱に曝されると、導管およびパイプを完全に塞ぐようになっているシステムが、市場で利用可能になっている。このようなシステムには、多くの欠点がある。まず第一に、導管を『取り囲んでいる』パーティションの一部に取り付けるための２つの余分な取り付けステップ（パーティションの各側に１つのブロッキング具）および設備を必要とする。第２に、導管を取り囲んでいるパーティションの一部にブロッキング具の取り付けを必要とするため、断面方向における節約スペースがある程度失われる、ということである。第３に、ブロッキング具自体がスペースを必要とするので、事実上、導管または貫通物が軸方向において短くなるどころか長くなってしまう。
【００２３】
本発明の目的は、固定導管と該導管内に延伸する熱膨張材からなるパイプ、チューブまたはダクトとの間の環状隙間をシーリングする方法を提供することである。
【００２４】
また、本発明の目的は、固定導管と該導管内に延伸する熱膨張材からなるパイプ、チューブまたはダクトとの間の環状隙間を封止するシーリングシステムを提供することである。
【００２５】
さらに、本発明の目的は、固定導管と該導管内に延伸する熱可塑性素材からなるパイプ、チューブまたはダクトとを具備したパーティションを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
固定導管と該導管内に延伸する熱可塑性素材からなるパイプ、チューブまたはダクトとの間の環状隙間をシーリングする方法が提供される。この方法は、導管内でパイプ、チューブまたはダクトの周囲に同心円状に熱膨張材層を適用することを含んでいる。また、この方法は、導管とパイプ、チューブまたはダクトとの間における導管の各端で、耐火性重合体によって作られたシーリング材を適用することを含んでいる。また、このシーリング材は、室温で、かつ湿気に露出された状態において硫化可能である。このシーリング材は、熱的に略形状保持およびサイズ保持するタイプである。硫化後のシーリング材は、ショアＡ硬度が４５−６０°の範囲内である。
【００２７】
このシーリング材は、熱膨張材層の軸方向への膨張による軸方向の高圧力に耐え得る、ぴったりと嵌合されたプラグとして作用することができるので、軸方向への膨張をブロックして、内径方向に『向かせ直す』ことができ、その結果、導管および熱可塑性のプラスチック製パイプが完全に塞がれる、ということが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るシーリングシステムおよびパーティションを示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るシーリングシステムおよびパーティションを示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る方法の第１ステップである。
【図４】本発明の実施形態に係る方法の第２ステップである。
【図５】本発明の実施形態に係る方法の第３ステップである。
【図６】図５に示された第３ステップの結果である。
【図７】本発明の実施形態に係る方法の第４ステップである。
【図８】図７に示された第４ステップの結果である。
【図９】本発明の実施形態に係る方法の第５ステップである。
【図１０】図９に示された第５ステップの結果である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るシーリングシステムおよびパーティションを示す断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係るシーリングシステムおよびパーティションを示す一部分解立体図である。
【図１３】本発明の第５実施形態に係るシーリングシステムおよびパーティションを示す一部分解立体図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明、さらにはその実施形態およびそれに関連した利点についてさらに記載するとともに、図１ないし図１３を参照しながら説明する。
【００３０】
図面において、部品には参照符号が付されている。
【００３１】
図１は、固定導管２を備えたパーティション１の断面を示している。この導管内には、熱可塑性素材からなるパイプ、チューブまたはダクト３が延伸している。このような可塑性素材は、例えばプラスチックである。通常、そのような素材は、約７５℃以上の温度に曝されると軟化する。また、１４０℃以上の温度に曝された場合には、燃焼を生じ得る。
【００３２】
導管２は、パイプ、チューブまたはダクト３の周囲の導管２内で同心円状に当て嵌められた熱膨張材層４をさらに備えている。この導管２の各端部には、導管２の内壁とパイプ、チューブまたはダクト３との間にシーリング材５が当て嵌められている。このシーリング材５は、耐火性重合体から作られている。
【００３３】
シーリング材は、室温で、かつ湿気に露出された状態において硫化可能である。このようなシーリング材は、市販のものである。また、このシーリング材は、熱的に略形状保持およびサイズ保持するタイプであり、硫化後のシーリング材は、ショアＡ硬度が４５−６０°の範囲内である。このようなシーリング材は、シリコンを基礎とすることができ、かつ、例えば、ＮＯＦＩＲＮＯ（登録商標）という商品名でパテとして市販されている。シーリング材には、膨張性黒鉛が含有されていない。
【００３４】
図示されているように、導管２は、該導管２内に環状の空気隙間６を備えている。この空気隙間６は、層４と導管２との間に確かに存在している。しかしながら、これの代わりに、あるいはこれに加えて、この空気隙間６が、層４とパイプ、チューブまたはダクト３との間に存在していてもよい。この導管２内に閉じ込められた空気によって、弱体化したパイプ、チューブまたはダクト３を『押しつぶす』とともに、導管２を完全に塞ぐように熱膨張可能な層４が膨張するのに要する時間を短縮できる、ということが分かる。
【００３５】
図示されているように、パーティションの一側面には、絶縁材７が取り付けられている。通常、この素材は、火または熱に直接曝されると予想されるパーティションの側面に取り付けられる。パーティションおよび導管がそれぞれ金属または金属合金で作られている状況下で適用される絶縁材は、通常、鉱滓綿（ミネラルウール）を基にしている。
【００３６】
導管２の直径は、パイプ、チューブまたはダクト３の直径に対して比較的小さい。パイプ、チューブまたはダクト３の外径は、導管２の内径の５０％以上であることが好ましい。より好ましくは、パイプ、チューブまたはダクト３の外径は、導管２の内径の６０％以上である。パイプ、チューブまたはダクト３の外径が、導管２の内径の７０％以上である場合には、さらなる最適化が達成される。言うまでもなく、導管２の内径に対するパイプ、チューブまたはダクト３の外径の割合が大きいほど、より大きなスペースが節約される。図１に示されているパーティションは、金属合金、典型的なアルミニウム鋼または銅金属合金からなる。しかしながら、図２に示すように、パーティション１自体が、石製またはコンクリート製の壁からなるものであってもよい。その場合、導管２は、その石製またはコンクリート製の壁に穿設された貫通孔からなる。パーティションが石製またはコンクリート製の壁である場合には、通常、パーティション１の何れの側面にも絶縁材は適用されない。
【００３７】
導管２が金属合金からなる場合、導管２の全長は、約１８ｃｍである。導管が石製またはコンクリート製のパーティションの貫通孔を基にしている場合、導管の全長は、約１５ｃｍである。封止するためのシステムは、導管２が金属製または石製／コンクリート製のいずれのタイプであっても、本質的には同じである。もっとも、導管の寸法は異なり、その結果として層４の寸法も異なる。
【００３８】
熱膨張材層４は、単一層である。この熱膨張材４は、熱膨張性黒鉛を含有するゴム状素材である。このような素材は、非膨張素材である。
【００３９】
シーリング材５は、耐火性重合体からなり、かつ、熱的に略形状保持およびサイズ保持するタイプで作られ、好ましくは、加熱時に重合体自体がそのような加熱を拡大する範囲より広い範囲にまで重合体を膨張させるであろう要素を含まない重合体を含有している。この重合体は、重合体を基にしたシリコンを含有していることが望ましい。理想的には、シーリング材は、４００℃の温度では引火しない。さらに、酸素指数を国際的に認識されている周知の方法で測定した際に、シーリング材が４５％以上の酸素指数であることが、好都合な適用条件である。
【００４０】
次に、図３−１０を参照すると、固定導管２と該固定導管２内を延伸するパイプ、チューブまたはダクト３との環状隙間を封止するための方法が開示されている。石製またはコンクリート製のパーティション１内に導管２が描写されているが、パーティションと導管が金属合金の金属で作られていても、方法は本質的には同じである。前述したように、パイプ、チューブまたはダクト３は、熱可塑性素材で作られている。第１ステップとして、図３に示されているように、導管２を有するパーティション１が提供され、導管２内には熱可塑性素材からなるパイプ、チューブまたはダクト３が延設されている。図４に示すように、第２ステップは、パイプ、チューブまたはダクト３の周囲に熱膨張材を同心円状に取り付けることを含んでいる。この熱膨張材は、スリーブにまたはスリーブとして提供され、図４に示されるように、パイプ、チューブまたはダクト３の周囲でスリーブを便利に操作するためにスリット８を有している。図５に概略的に示されているように、スリーブがパイプ、チューブまたはダクト３の周囲で一旦操作されると、例えば第３ステップのように、導管２内に押し込まれる。好ましくは、このスリーブは、最終的に導管中央に位置し、導管の両端部には、シーリング材５によって占領され得るスペースがまだ残されているので、シーリング材５をパーティション１と同一平面になるように導管２内に配することができる。図６は、パイプ、チューブまたはダクト３の周囲に熱膨張材４を取り付けた最終的な結果を示している。
【００４１】
図７に示すように、第４ステップにおいて、シーリング材が、導管２とパイプ、チューブまたはダクト３との間の導管２の一端（または各端）に適用される。前述したように、このシーリング材５は、耐火性重合体で作られていて、室温で湿気に曝された状態では硫化可能である。また、このシーリング材５は、熱的に略形状保持およびサイズ保持するタイプであり、硫化後のシーリング材は、ショアＡ硬度が４５−５０°の範囲になっている。このシーリング材の取付は、例えば、シーリング材分配器（sealant  dispenser）９を用いて実行することができる。このシーリング材５は、（図８に示されているように）非常にたっぷりと適用されるので、例えば、図９に示されている、あるいは図示されていない道具や湿った布を用いて、シーリング材５が導管２内に押圧される（第５ステップ）。また、シーリング材５が手で押し込まれる場合、シーリング材５が作業の手にくっつかないように、例えば手を水で濡らしておくことが推奨される。最後にこのケースでは、シーリング材５は、パーティション１と同一平面となり、本願明細書で説明されるシーリングシステムでそれを装着した導管２を含むパーティション１は、該パーティション１の片面から見ると図１０に示すようになっている。導管が鉄鋼または金属（金属合金）で作られている場合には、シーリング材は、導管の各縁と同一平面になっている。
【００４２】
前述のとおり、コンクリート製または石製の壁に穿設された貫通孔である導管に用いる説明したシステムと、金属または金属合金で作られたパーティションの一部として金属または金属合金で作られた導管に用いるシステムとは、本質的には同じである。重要なこととして、導管、特に熱膨張材層への熱伝達に利用可能なルートは、これらの２つのタイプでは異なる。金属製または金属合金製パーティションのパーツである導管は、それ自体も金属または金属合金からなり、熱に曝されている側から導管に延伸するパイプ、チューブまたはダクトを介した場合と同様に、パーティションの材料および導管の材料を介して導管に熱を伝達することができる。すなわち、この場合、２つのルートが利用可能である。その一方で、石製またはコンクリート製パーティションの貫通孔からなる導管は、導管への熱伝達に利用可能なルートが１つのみであり、それは、パイプ、チューブまたはダクト自体によって提供されるルートである。初めに、コンクリート製または石製のパーティションは、熱を導管に伝達し始める前に、その熱を長い時間をかけて吸収する。コンクリート製または石製の壁自体から導管への熱伝達が生じる時までには、熱可塑性素材のパイプ、チューブまたはダクトの大部分は、概ね弱体化している。
【００４３】
興味深いことに、これらの各タイプの導管に対して、上述したシーリングシステムが適用可能であることが判明した。言うまでもなく、導管が、金属または金属合金で作られている場合、ならびに金属製または金属合金製パーティションの一部からなる場合には、熱が非常に急速に導管に入り、かつ熱膨張材が急速に反応する。しかしながら、不都合な点として、鉄鋼または金属製導管の使用は、常に腐食の被害を受け易い。
【００４４】
したがって、導管がコンクリート製または石製の壁の貫通孔である場合には、上述したシーリングシステムも十分に速く反応することが分かる。熱に曝されている間、この状況下では、シーリングシステムすなわちシーリング層が火に近いために熱に曝された側でいくらか開口する可能がある。この開口は、熱可塑性のパイプ、チューブまたはダクトの初期軟体化によって生じ得る。しかしながら、この結果により、加熱された空気が導管内に軸方向から入り込み、該導管内の温度を上昇させる。シーリング材層の機械的なブロッキング機能は、元の状態を保っている。熱膨張層が膨張し始めるとすぐに、シーリング層が径方向に膨張し、その時までには弱体化しているパイプ、チューブまたはダクトを閉じる。さらに膨張すると、完結体である導管は、熱膨張材層４の膨張ゴム状素材によって塞がれる。
【００４５】
火の近くで２時間さらしても、火に近くに曝された側の反対側では、どのような変化も現れず、また、その非曝側から煙が漏れることもなかった。
【００４６】
本発明に係るシステムのさらなる利点は、上述した点から分かるように、１つのシステムを異なるタイプの導管に提供することである。これらの導管は、導管への熱伝達用として利用可能なルートが異なっているという意味では、相違している。
【００４７】
異なるタイプの導管に関しては、導管の実際の長さが異なる点を上記で示した。一般に、石製またはコンクリート製の壁に穿設された貫通孔からなる導管の長さは、約１５ｃｍ以下である。鉄筋構造物、例えば海上または造船産業に用いられる場合の導管の長さは、約１８ｃｍ以下である。異なるサイズのパイプ、チューブまたはダクト（すなわち、それらの外径が異なるという意味）による有用性、ならびに異なるサイズの導管（この場合は内径が異なる）による有用性を鑑みて、実質的に軸方向に延伸するスリットを有する単一層のスリーブとしての熱膨張材層と、表１に記載されているような可能性の１つに応じた寸法を提供することができる。この表１から、空気隙間６の寸法、あるいは通常であれば熱膨張層４の膨張に使用できる容積を解明することが可能である。層の長さは、いくら短くても短すぎることはないのは明らかである。結局は、パイプ、チューブまたはダクトを『圧壊』し、導管を塞ぐのに十分な熱膨張材が必要である。熱膨張材は、ＲＩＳＥという商品名で市販されている。熱に曝されることによる膨張は、原体積の５〜４０倍の範囲である。
【００４８】
【表１】
2010530945.tif 000003
【００４９】
図１１は、本発明の第３実施形態に係るシステムおよびパーティションを示す断面図である。このシステムは、熱で殆ど膨張しないタイプの耐火性硫化ゴムでそれぞれ作られた多数のゴム要素をさらに含有している。この例では、導管２は、該導管２の内壁とパイプ、チューブまたはダクト３との間に形成された支持構造を備えている。この支持構造は、熱で殆ど膨張しないタイプの耐火性硫化ゴムで作られた少なくとも１つのゴム要素１０を備えている。熱で殆ど膨張しないタイプのゴムは、加熱時にゴム自体がそのような加熱を拡大する範囲より広い範囲にまでゴムを膨張させるであろう要素を含まないゴムを含有している。このようなゴム要素１０は、管状部材であることが好ましい。そのゴム要素は、ショアＡ硬度が７０−７８の範囲内であることが好ましく、さらにはショアＡ硬度が約７４であることが望ましい。ゴム要素１０は、好ましくはそれ自体によって閉じられる外套壁を備えている。その外套壁の厚さは、約２−５ｍｍの範囲であり、さらには３−４ｍｍであることが望ましい。このような要素１０は、それ自体が比較的硬い。そのようなものとして、それは、比較的大きい内径を有するとともに、比較的小さい外径のパイプ、チューブまたはダクトが延伸している導管の少なくとも一部を満たす。それでも熱膨張材４の単一層を適用する可能性はあり、特に、熱に曝された際に、そのような硬質ゴム管状部材１０は、熱膨張層４の熱膨張を内径方向へ向かわせる。また、硬質ゴム要素１０によって形成された支持構造は、シーリング層５に対する支持を供与することができる。
【００５０】
図１２は、このようなシステムの第４実施形態を示す一部分解立体図であり、一方、図１３は、このようなシステムの第５実施形態を示す一部分解立体図である。図１２と図１３との相違点は、図１２のパイプが、導管内を該導管と同心円状に延伸しているのに対して、図１３のパイプが、軸を外して導管内を延伸している、ということである。
【００５１】
最後に、図１１−１３に示されている、このような耐火性硫化ゴムの硬質ゴム要素１０は、軸方向スリット（図示せず）を備えていてもよく、また、シーリング層５（図示せず）に対して導管２のすぐ外側に位置するパイプ、チューブまたはダクトの周囲に同心円状に取り付けられていてもよい、ということを指摘しておく。特に、図１１−１３に示されるような状況では、このことにより、熱膨張層４の軸方向膨張に対するシーリング層５のさらなる支持を供与することができる。
【００５２】
本発明は、上述された例に限定されるものではない。熱膨張層４は、特に図１１−１３から分かるように、環状隙間を封止するために用いられているが、導管２自体は必ずしも円筒状である必要性はない。例えば、この導管２が矩形断面を有していてもよい。このような場合、熱で殆ど膨張しないタイプの耐火性硫化ゴムで作られたゴム要素１０は、パイプ、チューブまたはダクト３とこれらのゴム要素１０との間に、略環状の隙間が効果的に形成されるように導管２内に配される。そして、熱膨張材層４は、パイプ３の周囲に同心円状に取り付けられる。実際には、例えばパイプの周囲でその材料のスリーブを操作することによって、最初にパイプの周囲に熱膨張材を同心円状に取り付け、そして２番目に、ゴム要素１０で導管２内の残りスペースを満たすのが得策かもしれない。シーリング層５は、３番目に取り付けられる。
【００５３】
熱膨張材のスリーブは、押し出し加工によって作られることが多く、ゴム要素１０は、成形ステップで作られることが望ましい。
【００５４】
もっとも、安全性と経済性の理由をともに考慮した理想として、シーリング層５の厚さを約２ｃｍとしているが、安全性の理由を考慮して、シーリング層５をもっと厚くし、例えば約３ｃｍとしてもよく、また、より経済性の理由を考慮して、シーリング層５をさらに薄くし、例えば約１ｃｍとしてもよい。
【００５５】
このような全ての改良例および実施形態は、添付のクレームによって定義されるように、本発明の範囲内のものである、と理解される。
【図１】
2010530945.tif 000004
【図２】
2010530945.tif 000005
【図３】
2010530945.tif 000006
【図４】
2010530945.tif 000007
【図５】
2010530945.tif 000008
【図６】
2010530945.tif 000009
【図７】
2010530945.tif 000010
【図８】
2010530945.tif 000011
【図９】
2010530945.tif 000012
【図１０】
2010530945.tif 000013
【図１１】
2010530945.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
2010530945.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月15日(2009.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定導管と該固定導管内に延伸する熱可塑性素材からなるパイプ、チューブまたはダクトとの間の環状隙間をシーリングする方法であって、前記パイプ、チューブまたはダクトの外径寸法が、前記導管の内径寸法の５０％以上であるシーリング方法において、
前記導管内で前記パイプ、チューブまたはダクトの周囲に同心円状に熱膨張材層を適用するステップと、前記導管の各端で前記導管と前記パイプ、チューブまたはダクトとの間にシーリング材を適用するステップとを含み、
前記シーリング材は、耐火性重合体によって作られ、室温で湿気に露出された状態で硫化可能であるとともに、熱的に略形状保持およびサイズ保持するタイプであり、かつ、
硫化後の前記シーリング材は、ショアＡ硬度が４５−６０°の範囲内であることを特徴とするシーリング方法。
【請求項２】
前記導管内に環状空気隙間を形成するステップをさらに含んでいる請求項１に記載のシーリング方法。
【請求項３】
前記空気隙間は、前記層と前記導管との間にある請求項２に記載のシーリング方法。
【請求項４】
前記空気隙間は、前記パイプ、チューブまたはダクトと前記層との間にある請求項２に記載のシーリング方法。
【請求項５】
前記パイプ、チューブまたはダクトの外径寸法は、前記導管の内径寸法の６０％以上であり、好ましくは前記導管の内径寸法の７０％以上である請求項１ないし４のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項６】
前記シーリング材は、１０−３０ｍｍの範囲の厚さで適用される請求項１ないし５のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項７】
前記導管は、該導管が金属合金製の場合には全長約１８ｃｍであり、該導管が石製またはコンクリート製の場合には全長約１５ｃｍである請求項１ないし６のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項８】
前記熱膨張材層は、単一層である請求項１ないし７のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項９】
熱的に略形状保持およびサイズ保持するタイプの前記重合体は、加熱時に前記重合体自体がそのような加熱を拡大する範囲より広い範囲にまで重合体を膨張させるであろう要素を含まない重合体を含有している請求項１ないし８のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項１０】
前記重合体は、重合体を基にしたシリコンを含有している請求項１ないし９のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項１１】
前記シーリング材は、４００℃の温度では引火しない請求項１ないし１０のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項１２】
前記シーリング材は、４５％以上の酸素指数を有している請求項１ないし１１のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項１３】
前記熱膨張材は、熱膨張製黒鉛を含有するゴム状素材である請求項１ないし１２のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項１４】
熱的に略非膨張タイプの耐火性硫化ゴムで作られたゴム状スリーブを、前記シーリング層に対して前記導管の外側に位置する前記パイプ、チューブまたはダクトの周囲に、同心円状に堅く適合するステップをさらに含んでいる請求項１ないし１３のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項１５】
熱的に略非膨張タイプの前記ゴムは、加熱時に前記ゴム自体がそのような加熱を拡大する範囲より広い範囲にまでゴムを膨張させるであろう要素を含まないゴムを含有している請求項１ないし１４のいずれかに記載のシーリング方法。
【請求項１６】
前記ゴムは、ゴムを基にしたシリコンを含有している請求項１５に記載のシーリング方法。
【請求項１７】
固定導管と、該固定導管内を延伸するように熱可塑性素材から作られたパイプ、チューブまたはダクトとを備え、前記パイプ、チューブまたはダクトの外径寸法は、前記導管の内径寸法の５０％以上であるパーティションであって、
前記導管内で前記パイプ、チューブまたはダクトの周囲に同心円状に適用される熱膨張材層をさらに備え、
前記導管の各端には、前記導管と前記パイプ、チューブまたはダクトとの間にシーリング材が適用され、
前記シーリング材は、耐火性重合体によって作られ、室温で湿気に露出された状態で硫化可能であるとともに、熱的に略形状保持およびサイズ保持するタイプであり、かつ、
硫化後の前記シーリング材は、ショアＡ硬度が４５−６０°の範囲内であることを特徴とするパーティション。
【請求項１８】
前記導管内に環状空気隙間を備えている請求項１７に記載のパーティション。
【請求項１９】
前記空気隙間は、前記層と前記導管との間にある請求項１８に記載のパーティション。
【請求項２０】
前記空気隙間は、前記パイプ、チューブまたはダクトと前記層との間にある請求項１８または１９に記載のパーティション。
【請求項２１】
前記パイプ、チューブまたはダクトの外径寸法は、前記導管の内径寸法の６０％以上であり、好ましくは前記導管の内径寸法の７０％以上である請求項１７ないし２０のいずれかに記載のパーティション。
【請求項２２】
前記シーリング材は、１０−３０ｍｍの範囲の厚さで適用される請求項１７ないし２１のいずれかに記載のパーティション。
【請求項２３】
前記導管は、該導管が金属合金製の場合には全長約１８ｃｍであり、該導管が石製またはコンクリート製の場合には全長約１５ｃｍである請求項１７ないし２２のいずれかに記載のパーティション。
【請求項２４】
前記熱膨張材層は、単一層である請求項１７ないし２３のいずれかに記載のパーティション。
【請求項２５】
熱的に略形状保持およびサイズ保持するタイプの前記重合体は、加熱時に前記重合体自体がそのような加熱を拡大する範囲より広い範囲にまで重合体を膨張させるであろう要素を含まない重合体を含有している請求項１７ないし２４のいずれかに記載のパーティション。
【請求項２６】
前記重合体は、重合体を基にしたシリコンを含有している請求項１７ないし２５のいずれかに記載のパーティション。
【請求項２７】
前記シーリング材は、４００℃の温度では引火しない請求項１７ないし２６のいずれかに記載のパーティション。
【請求項２８】
前記シーリング材は、４５％以上の酸素指数を有している請求項１７ないし２７のいずれかに記載のパーティション。
【請求項２９】
前記熱膨張材は、熱膨張製黒鉛を含有するゴム状素材である請求項１７ないし２８のいずれかに記載のパーティション。
【請求項３０】
前記シーリング層に対して前記導管の外側の位置に、前記パイプ、チューブまたはダクトの周囲に同心円状に堅く適合される熱的に略非膨張タイプの耐火性硫化ゴムで作られたゴム状スリーブを備えている請求項１７ないし２９のいずれかに記載のパーティション。
【請求項３１】
熱的に略非膨張タイプの前記ゴムは、加熱時に前記ゴム自体がそのような加熱を拡大する範囲より広い範囲にまでゴムを膨張させるであろう要素を含まないゴムを含有している請求項３０のいずれかに記載のパーティション。
【請求項３２】
前記ゴムは、ゴムを基にしたシリコンを含有している請求項３０または３１に記載のパーティション。
【請求項３３】
前記パーティションおよび前記導管は、互いに金属合金から作られている請求項１７ないし３２のいずれかに記載のパーティション。
【請求項３４】
前記パーティションは、石製またはコンクリート製の壁からなり、かつ、前記導管は、前記石製またはコンクリート製の壁に穿設された貫通孔からなる請求項１７ないし３２のいずれかに記載のパーティション。
【国際調査報告】
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2010530945.tif 000018
2010530945.tif 000019