ガラス繊維強化ポリプロピレン排水管・継手…(1)

特集① 管をつなぐ

ガラス繊維強化ポリプロピレン排水管・継手【商品名：排水用 フジGRPパイプ】*渡邉 光章

1．まえがきの耐衝撃性を改良したタイプで、パイプ・継手類を

富 士 化 工 ㈱ は 繊 維 強 化 プ ラ ス チ ッ ク 管FRP製造している。

（Fiberglass Reinforced Plastics）パイプを製造する会社として、1957年（昭和32年）に設立された。
現在は、高耐食性、耐熱性を特長とする「フジパイプ7000シリーズ」ならびに耐食性、耐圧性を特長とする「フジFWパイプ」をFRP配管材料として製造販売している(1)。
また、1962年（昭和37年）には、国内で初めてポ

図1

ポリプロピレンの分子構造リプロピレン製パイプ、継手を商品化し「フジポリレンPP」として製造販売している。このフジポリレ

3．排水用フジGRPパイプの特性(2)ンPPをガラス繊維で強化した樹脂配管として「フジポリプロピレンの特長を生かした製品が「フジGRPパイプ」を1973年（昭和48年）に商品化し、耐薬ポ リ レ ンPP」 で あ る が、 さ ら に 高 温 領 域 で の 剛 性品性、耐熱性を特長とする排水管として様々な施設を高 める ため に、ポ リプ ロピ レン をガ ラス 繊維 でに使用されている。

2．ポリプロピレンの特長
ポリプロピレンは汎用プラスチックの中で最も軽量で耐熱性が高く、酸やアルカリへの耐薬品性や耐ストレスクラッキング性にも優れている。フィルム、成型品あるいはシートにその優れた性能が認められており、廃棄燃焼時にも有毒ガスを出さない環境にやさしいクリーンな材料として広く使われている。
分子構造を図1に示す。化学構造式はアイソタク

図2

フジGRPパイプ

チック、シンジオタクチック、アタクチックの三種類があるが、アタクチック以外の立体規則性を持つ構造が結晶性の樹脂である。その中でもアイソタク
チック構造は、側鎖のメチル基が全て同じ方向を向いていて、かつ、プロピレンが頭-尾結合している構造であるため、物理的、化学的にも安定している。
弊社では、アイソタクチック構造のポリプロピレン*富士化工㈱図3

フジGRPパイプの構造

配管技術研究協会誌 2020年秋 ・ 冬季号

HS2020-10-11.indd 45459/11/2020 3:09:35 PM

ガラス繊維強化ポリプロピレン排水管・継手…(2)

図4

フジGRPパイプ（天井配管例）

表1

図5

フジGRPパイプ（ピット配管例）

フジGRPパイプの耐薬品性：ほとんど侵されない：ある程度侵される（条件付きで使用可）

46 配管技術研究協会誌 2020年秋 ・ 冬季号

HS2020-10-11.indd 46

9/11/2020 3:09:35 PM

ガラス繊維強化ポリプロピレン排水管・継手…(3)
強 化 し た 繊 維 強 化 熱 可 塑 性 樹 脂FRTP（Fiberglass
Reinforced Thermo Plastics）を管外層に配置し、一般的には、酸、アルカリ、塩類およびガス類には、高温、高濃度まで使用可能である。

接液する内層にはポリプロピレンを配置した二層構

特に食品工場、厨房、給食センター等で使用され造の配管材料が「フジGRPパイプ」である（図2、図3）。ている洗剤中に含まれる水酸化ナトリウム（苛性ソ軽量でかつ耐熱性、耐薬品性に優れた配管材料とーダ）や界面活性剤に対しても優れた耐薬品性を示

して、食品工場、厨房、給食センターならびに、製す。表2に主な厨房洗剤の成分に対する耐薬品性を示

薬工場、研究施設、病院等の排水配管で使用されてす。

いる。図4、図5に配管の使用例を示す。
3.1 耐薬品特性表3に「フジGRPパイプ」と「フジポリレンPP」の表1に「フジGRPパイプ」の耐薬品性を示す。

表23.2 物理的特性物理的特性を示す。

厨房洗剤の成分に対する耐薬品性

配管技術研究協会誌 2020年秋 ・ 冬季号

HS2020-10-11.indd 47

47

9/11/2020 3:09:36 PM

ガラス繊維強化ポリプロピレン排水管・継手…(4)表3

物理的特性

4．排水用フジGRPパイプ規格(3)4.1 パイプ

表4に「排水用フジGRPパイプ」の規格表を示す。
2018年 ま で は、 呼 び 径40 ～ 100を 厚 肉 管 のH種、呼び径125 ～ 200までを薄肉管のL種でラインナップしていたが、軽量化を目的に呼び径75、100をL種に変更し、排水用フジGRPパイプ規格として確立した。
「フジGRPパイプ」は熱膨張係数が他のプラスチッ

表4

排水用フジGRPパイプ規格

ク管に比べて小さく、温度変化の大きい環境でも配管の伸びを抑えることができる。このため、温度変化に起因する配管の蛇行を抑制できることからラック配管や露出配管に適している。
3.3 耐熱・耐寒性
耐熱性、耐寒性に優れており、‐10℃～ 100℃までの温度領域で使用可能である。
3.4 軽量性
比重が鋼管やステンレス管に比べて約1/8と小さいことから軽量である。このため施工時の運搬が容易で、天井配管や地下配管での施工性が良好である。
3.5 耐候性安定剤が配合されていることから、長期間の屋外4.2 継手
表5に排水用フジGRPパイプの接合に使用する継手を示す。
接合部を熱で溶融するための電熱線を継手内部に埋め込んだ熱線融着継手と、この熱線融着継手を用使用に耐える。

いて接合するオス口の継手類からなる接合システム

3.6 電気絶縁性である。排水用フジGRPパイプの溶融接合はすべてこ

電気抵抗が1016Ωcm以上と大きいことから、土壌・の熱線融着継手とバーコード式専用コントローラ（以周辺環境や流体種類に依らず電食がない。

下、コントローラ）を用いて施工できる。従来のス

3.7 保温・保冷性

リーブ溶着接合、糸溶接等の施工者の技量を必要とポリプロピレンは熱伝導率が0.2（W/m･h･℃）とする接合は用いなくても施工可能である。また、新鋼管の1/270と非常に小さいことから保温性能に優れ商品として塩ビ管との接合部に使用する「変換アダている。また、結露が生じにくい特性を有している。

プタ」をラインナップした。

3.8 内面平滑性
管内面の粗度係数n=0.0081 ～ 0.0087と内面が平表5

継手種類

滑であることから、流体摩擦抵抗が小さく、スケールなどの付着物が付きにくい。
パイプを接続する継手の内面は、凹凸をなくす工夫がなされていることから、内部液体中に含まれる不純物やウエス等が堆積しにくい内面形状を特長とし、排水管に好適である。
3.9 環境対応
ポリプロピレンはハロゲン化合物を含まないことから、燃焼時に有毒ガスを発生しない。またREACH規制などの対象物質は含まれない。

48 配管技術研究協会誌 2020年秋 ・ 冬季号

HS2020-10-11.indd 48

9/11/2020 3:09:36 PM

ガラス繊維強化ポリプロピレン排水管・継手…(5)より融着接合するものである(4)。
実際の融着作業では、図7に示すようにコントローラからケーブルのコネクタを継手のターミナルピンに接続し、バーコードリーダでバーコード情報を読み取った後、コントローラのスタートボタンを押すと通電が開始する。
継手に貼付されているバーコードには、ISO13950「Plastics pipes and fittings-Automaticrecognition systems for electrofusion joints」に準拠した内容が記載されている。具体的には、「管図6

熱線融着継手の呼び径」、「継手種類」、「通電時間」、「通電時間の環境温度補正係数」等が記載されている。バーコー
ドリーダで読み取った情報をもとに環境温度を考慮

5．接合方法

した最適な通電時間で融着が終了する。

ポリプロピレンが持つ高耐食性が逆に接着するこ

適切に融着が完了したことを目視あるいは触手でとができない理由であるため、接合方法としては溶着確認できるように、インジケータ機能が付いている。

（加熱溶融した樹脂を圧着すること）あるいは機械的施工者は融着後、継手表面よりインジケータが隆起な接合で接続する。表6に代表的な接合方法を示す。

していることを確認することで、融着が適切に完了したことを目視または触手で確認することができる。

表6

フジGRPパイプの接合方法

また、このインジケータ機能により融着し忘れを防止することができる。図8にインジケータ部の隆起前、隆起後の状態を示す。

5.1 熱線融着接合
熱線融着継手にパイプを挿入した後、コントロー
ラから継手内部に埋め込まれた電熱線に電気を供給(a)隆起前
図8(b)隆起後インジケータ隆起状況

して発熱させ、継手内面と管外面を溶融することにコントローラには融着異常検知機能および融着履歴記憶機能が装備されている。
融着異常検知機能は、融着時に接合品質に影響を与えるような異常が発生した場合にコントローラの液晶画面に異常内容を表示して、警告音とともに通電を停止する機能である。接合品質に影響を与えるような異常とは、入力側の電源電圧が低下した場合や継手へのパイプ挿入不足により隣接する熱線同士が短絡した場合などである。
また、融着履歴記憶機能は、融着に関するデータ
図7

熱線融着継手の融着状況(通電開始年月日時刻、継手種類、通電時間、異常の配管技術研究協会誌 2020年秋 ・ 冬季号

HS2020-10-11.indd 49

49

9/11/2020 3:09:36 PM

ガラス繊維強化ポリプロピレン排水管・継手…(6)有無など)をコントローラ内部のメモリーに記憶し、後日データで呼び出して確認できる機能である。

例えば手洗い場の排水管やエア抜き管などに使用される塩ビ管との接合部に使用される管種を変換す5.2 フランジ接合る継手である。従来の変換部の接合方法は、接着もフランジ接合法は、取り外し継手として利用する。

融着もできないため双方の管端にフランジを配置し、フランジは外径、ピッチサークルおよびボルトの穴フランジ同士の接続で実施していた。しかし、狭隘径はJIS10Kに準じ、図9に示す溶着フランジ(PF-WE)

部に配管する際のボルトナットの締め付け作業のやのボルト締付けトルク値は、呼び径40が14.7N･m、呼り辛さや、フランジ部のせり出し等の影響で非常にび径50以上が19.6N･mである。

作業性が悪く、また、接合部の重量負担が大きいた
め配管サポート数の増大などの諸問題を抱えていた。
今回開発した変換アダプタは、そうした諸問題を解決する新しい継手である（図11、図12）。従来のフランジ接合に比べて重量を約1/10に軽量化し、施工時間の大幅な短縮を実現した。
変換アダプタによる接合は、図13に示すように塩

図9

溶着フランジ（PF-WE）接合

5.3 ネジ接合
排水バルブソケット（VS-WE）を鋼管やバルブに

図11

変換アダプタ（VP用）

図12

変換アダプタ（HT用）

接合する場合は、ネジ部にテフロンテープを2回程度巻き、2山だけ手締め後、モンキーレンチ等を用いてねじ込む。図10は排水バルブソケットに鋼管継手を接続した状態である。

図10

排水バルブソケットと鋼管継手の接続

5.4 変換アダプタの接合変換アダプタとは、フジGRPパイプと塩ビ管継手（VP、HT）を接合するために開発した新商品である。
排水管が使用される施設によっては、排水の温度条件や薬液条件が厳しくない管路とフジGRPパイプとの接続が必要な場合が発生する。

図13

従来のフランジ接合(上)と変換アダプタ接合(下)50 配管技術研究協会誌 2020年秋 ・ 冬季号

HS2020-10-11.indd 50

9/11/2020 3:09:36 PM

ガラス繊維強化ポリプロピレン排水管・継手…(7)
ビ製ソケット側に塩ビ管を接着し、フジGRPパイプ側に熱線融着継手を融着して施工する。

7．おわりに排水用フジGRPパイプとして、管・継手のラインナップが充実し配管材として成熟期に入ったものと6．施工考えている。今回は新商品として変換アダプタ継手

6.1 支持間隔を紹介できたが、今後もより施工し易い新たな製品

表7に「フジGRPパイプ」の支持間隔例を示す。間や工法を生み出し、施工技術の向上という付加価値

隔例の数値は、内容液比重1.0、許容たわみ量10mmを想定して算出した値である。

を高める開発を心掛けたい。
ま た、 本 稿 が「 排 水 用 フ ジGRPパ イ プ 」 の 特 長、留意事項をご理解いただき、より安全に安心してご表7

サポート支持間隔

使用いただくためのご参考になれば幸甚である。
〈参考文献〉(1)富士化工カタログ フジパイプ7000シリーズ
富士化工カタログ フジFWパイプ(2)浅野：配管技術研究協会誌 2018 秋・冬季号(3)富士化工カタログ 排水用フジGRPパイプ(4)斎藤ら：配管技術 52(3)75-79 (2010)

6.2 サポート方法
管の受け部のサポート形状は、軸・周方向ともに管の外径以上の長さとし、ゴムシート等の緩衝材を介して偏平・応力集中等の偏荷重、局部荷重が管に直接かからない構造とする。図14に推奨するサポー
ト形状を示す。

図14

サポート形状6.3 埋設施工
地下埋設時に尖った岩石、ガラス片などが直接パイプに当たると、時間経過とともにパイプがへこみついには亀裂が生じることから、埋戻しは良質な砂質土で行う必要がある。

渡邉 光章【筆者紹介】

富士化工株式会社 技術本部 開発部〒416-0937 静岡県富士市前田90番地
TEL：0545-61-1372

配管技術研究協会誌 2020年秋 ・ 冬季号

HS2020-10-11.indd 51

51

9/11/2020 3:09:36 PM