JPH0392331A - 内張り材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、下水道や上水道．送油管その他あらゆる既
設配管内面にライニングすることができ）る内張り材、
特に厚さの均一性と密着性の向上に関するものである． ［従来の技術］ 近年、下水道や上水道等の既設管の強度補強や防食対策
．漏水・浸水対策あるいは流量改善などを目的として、
既設管内面に合成樹脂をライニングしたり、既設管内面
に合成樹脂を形成する反転ライニング工法が脚光を浴び
ている． 例えば、特公昭５５−４３８９０号公報，特開昭６４−
８５７３８号公報に開示された工法は、二一ドルフエル
ト層にエボキシ．ポリエステル等の液状熱硬化性樹脂を
含浸した内張り材を既設管内で流体圧力により反転．進
行させ５反転した内張り材を流体圧力によって既設管内
面に圧着し、熱硬化性樹脂を硬化させて既設管内面に合
成樹脂をライニングする方法である． また、特開昭６４−１６６３３号公報，特開昭６４−１
６６３４号公報あるいは特開昭６３−２８５３９５号公
報に開示された工法は、小口径の熱可塑性プラスチック
管を既設管内に挿入した後、熱可塑性プラスチック管を
内部より加熱加圧して膨張させ、既設管内面に密着させ
る方法である． ［発明が解決しようとする課題］ 特公昭５５−４３８９０公報に代表される従来の反転工
法に使用する内張り材は既設管内で反転するときに反転
面の押圧力によって柔軟な内張り材に不均一な伸びが生
じる．また、二一ドルフエルト層に含浸した液状熱硬化
性樹脂も反転時に反転面の不均一な押圧力によってフエ
ルト層内を移動する．このためフエルト層の厚さと断面
方向の樹脂含漫量に差が生じ、形成された合成樹脂管の
厚さが一定にならず、強度のバラツキが生じるという短
所があった． また，特に長尺の内張り材を使用する場合には、液状樹
脂を含浸した柔軟な内張り材を保管するために含浸過程
後巻き取ったり折り重ねる必要がある．このとき内張り
材の各部分に自重ないし押圧力の差によって厚みのバラ
ツキが生じ、液状樹脂に環境圧力差が加えられる．この
ような状態の内張り材で合成樹脂管を形成するとやはり
厚みのバラツキ，強度のパラツキが生じる．また、液状
樹脂を柔軟バック全長に亙って均一に含浸するのは非常
に困難であり、通常±１５％のバラツキが生じて、均一
な合成樹脂管を形成することが困難であった． また、既設管に技管の継手部のズレ，ハズレ，クラック
等の空隙がある場合、反転後の既設管の押圧力によって
、これら空隙周囲の液状樹脂が空隙内に浸み出して空隙
周囲の強度が低下するほか、液状樹脂が加熱によるゲル
化まえの粘度低下により地下浸入水と共に流出してしま
い、ボーラスな含浸層となって強度が著しく低下すると
いう短所もあった。

また、熱硬化性樹脂を含浸した内張り材は反転後、加熱
硬化して成形するが、加熱硬化のときの加熱時間及び冷
却時間の合計時間は例えば径が３００！Ｉｌ１　．厚さ
６ｍ＋＋の内張り材にポリエステル樹脂使用した場合で
約１５時間を要する。また、エボキシ樹脂の速乾タイプ
でも約６〜８時間かかり、作業時間が長くなるという短
所がある．これは長い加熱保持期間の間に既設管や周囲
土壌に蓄熱され、冷却速度がゆるやかになることにも起
因する． また、熱硬化性樹脂の加熱硬化のときにライニング層の
長手方向と円周方向に収縮が発生する．この収縮により
既設管とライニング層との間に隙間が生じ、侵入水や漏
水の原因になるという短所ちあった． また、特開昭６４−１６６３３号公報，特開昭６４−１
６６３４号公報あるいは特開昭６３−２８５３９５号公
報に開示された工法のように、既設管径より小断面形状
に加工した熱可塑性樹脂管を加熱・軟化・拡管するには
、樹脂温度差による同一圧力下の伸び率差が大きく、ま
た加熱すると不定形状態となり、自己膨張力もないので
外圧で強制的に伸長・拡管せねばならない．このため既
設管内と樹脂管内の円周方向、長手方向いずれの部分で
も同一圧力下で均一に加熱する必要がある．しかし、実
際は加熱温度がバラツキ、樹脂管の伸びに変動が生じて
樹脂管にシワが発生したり、管厚にパラツキを生ずるほ
か、既設管との間に空隙を生じるという短所があった。

また、特開昭６３　−　２．！１５３９５号公報に示す
ように、曲管内面外側で軟化したパイプを小口径からビ
グで強制的５伸ばし圧着すると、軟化状態において収縮
性がないため外側が他の部分に比べ管厚が薄くなると共
に５内側では伸長された部分が進行方向下流側でシワに
なるという短所があった．この発明は係る短所を解決す
るためになされたものであり、伸びを極力抑えて確実に
既設管内面にライニングすることができる内張り材を得
ることを目的とするものである． ［課題を解決するための手段］ この発明に係る内張り材は、既設管の内径より大きい外
径で形状記憶樹脂により形成された樹脂パイプからなる
内張り材であって、形状記憶樹脂の成形温度より高い温
度の軟化点を有し、軸方向と円周方向に沿って織られた
直交織の強化繊維からなる円筒織布を形状記憶樹脂と一
体に形成して樹脂パイプを形成し、形成された樹脂パイ
プを形状記憶ＦＭ脂の形状回復温度以上で形状記憶湿度
以下の加熱雰囲気内で軟化して断面積を小さくして形成
したことを特徴とする。

［作用］ この発明においては形状記憶樹脂と直交織の強化繊維か
らなる円筒織布を一体に形成して、既設管の内径より大
きい外径の樹脂パイプを形成し、この樹脂パイプを形状
記憶樹脂の形状回復温度から形状記憶温度以内の温度範
囲で軟化させて断崩積を小さくして内張り材を形成する
。この内張り材を既設管内に索引・挿入あるいは加熱加
圧流体で軟化させて反転・進行させた後、元の樹脂パイ
プの形状に回復させる．この樹脂パイプは既設管の内径
より大きく形成されているから、形状を回復したときに
既設管内面に完全に密着する．また、内張り材が形状記
憶樹脂と直交織の強化＃ａ雄からなる円筒織布として一
体に形成することにより形状記憶樹脂の機械的強度を円
筒織布で補強するから、内張り材を既設管内に索引・挿
入するとき、あるいは形状回復温度から形状記憶温度の
範囲で軟化状態（ゴム状領域）にして既設管内に反転・
進行させるときに、内張り材の引張強度，弾性率を向上
させて内張り材の伸びを抑える． ［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例に係る内張り材１の加工工
程を示す工程図である。第１図（ａ）において、２は形
状記憶ＦＭＷｒｉからなり既設管の内径に対して例えば
１００〜１２０％の外径を有する樹脂パイプ、３は樹脂
パイブ２の内面に設けられた円筒織布である． 樹脂パイブ２を形成する形状記憶樹脂は、形状記憶温度
以上の成形時に形成された形状が記憶され、その形状を
変形させても形状回復温度以上で形状記憶温度以下の加
熱雰囲気内で軟化状態にすると、変形前の元の形状に回
復する樹脂であり、例えばボリスチレンと結晶化ポリブ
タジエンのブロック共重体（旭化成工業製）やトランス
ボリイソブレン（クラレ製）．ポリウレタン（三菱重工
業製）あるいはポリノルボルネン（日本ゼオン製）及び
これらの改質品２誘導品からなる．そして、この形状記
憶樹脂は従来の硬質塩化ビニール管を形成する場合と同
様に押出成形可能な樹脂である。

また、円筒織布３は樹脂パイプ２を形成する形状記憶樹
脂の成形温度より高い温度、例えば２［１［）０Ｃ以上
の軟化点を有する炭素繊維系．ガラス繊維系．ふっ素系
．アラミド系．ポリエステル系．ナイロン系等からなり
、引張強さ（ｇ／デニール）があり比較的伸び率の小さ
い強化繊維からなる。

この強化繊維を円形織機（例えば（株）鳥居鉄工所製）
を利用して軸方向と円周方向に沿って直交平織に織るか
，あるいは例えば縦，横の密度（本／２５ｍｍ）がそれ
ぞれ２０〜３０本程度の平織のガラスクロスを軸方向に
縫製して円筒織布３を形成する。

この円筒織布３を、例えば第２図に示すようなマンドレ
ル４とダイ５の間に引き込みながら、形状記憶温度、例
えば１２０°Ｃ以上の温度で軟化しリング７から供給す
る冷却空気により冷却することにより、第１図（ａ）に
示すような円筒織布３と一体化した樹脂パイブ２を形成
する．次に、このように円筒織布３と一体化された樹脂
パイプ２を形状記憶樹脂の廂状回復温度（ゴム化温度）
例えば９０’Ｃ以上から形状記憶温度の加熱雰囲気内で
軟化させながら、成型ローラや押出しスリット等の機械
的方法により、断面積が既設管の断面積より小さくなる
ように扁平にして第１図（ｂ）に示すような扁平樹脂パ
イブ２と扁平円筒織布３からなる内張り材ｌを形成し、
この内張り材ｌの軟化状態を保持して、そのままかある
いは先端に索引ローブを取付けて円形巻きか又は折りた
たんでから形状回復温度以下に冷却して硬化させ保管す
る． 次に、上記のようにして形成された内張り材ｌを使用し
て既設管内面に合成樹脂管を形成する場合の動作を第３
図の断面図を参照して説明する．まず、内張り材ｌの先
端に耐熱フィルムホースｌＯを接合し、この耐熱フィル
ムホースｌＯの先端部を加熱保温槽１ｌの内張り材取出
口１２から引き出した状態で、第３図に示すように索引
ローブ１３と共に巻き取った内張り材１を加熱保温槽１
．　ｌに収納する．この加熱保温槽１１を既設管ｌ４に
近接して配置した反転圧力容器１５に隣接した状態で設
置し、加熱保温槽１１の内張り材取出口ｌ２を反転圧力
容器ｌ５の内張り材挿入口１６に固定する．この状態で
加熱保温槽１ｌの加熱流体供給ロエ７から熱風．蒸気等
の加熱流体ｌ８を供給し、上部のベンチュレータ１９か
ら排出しながら、加熱保温槽１１内を内張り材ｌを構成
する樹脂パイプ２ａの形状回復温度から形状記憶温度の
温度範囲に保持して、内張り材１を軟化状態にする． 次に、内張り材ｌの先端に接合した耐熱フィルムホース
１．　Ｏの先端を反転圧力容器ｌ５から引き出し、内面
が外側になるように反転して反転圧力容器１５の内張り
材引出口２０にスチールバンド２ｌで固定する。耐熱フ
ィルムホースｌＯの先端を反転固定した後、反転圧力容
器ｌ５の流体供給口２２から樹脂パイブ１ａの形状回復
温度から形状記憶温度の温度を有する推進加熱流体２３
を連続供給する．この推進加熱流体２３の供給により耐
熱フィルムホース１０の反転部１０ａが進行し、加熱保
温［１１内で軟化している内張ク材ｌを内張り材挿入口
ｌ２を通して反転圧力容器Ｌ５内に引き出して内張り材
１を反転させる．反転圧力容器ｌ５内に推進加熱流体２
３を供給するにしたがって内張り材ｌの反転部が既設管
１４内に挿入され、反転部内外の圧力差により既設管１
４内を進行する．この反転部が既設管１４内を進行する
際、反転前の内張り材ｌは、その形状回復圧力が金属系
形状記憶材と比べて小さく、かつ推進加熱流体２３の圧
力により両面から押圧されているため、膨張．拡大する
ことなしに進行する。また、内張り材ｌの反転部はゴム
弾性体になっており、さらに反転後は内張り材ｌを構成
する樹脂パイプＩａの形状回復力が働くので容易に推進
加熱流体２３の圧力は反転部が進行する程度の圧力、例
えば既設管ｌ４が２５０〜３００＋ａｍ口怪管の場合で
０．　２Ｋｇｆ／ｃｍ”程度の極めて低い圧力で良い． また、推進加熱流体２３の圧力が低い圧力ですむととも
に、内張り材ｌの伸びが軸方向と円周方向に対してそれ
ぞれ平行に織られた円筒織布３で抑制されているから、
内張り材ｌの伸びによる変形を防止し均一な厚さで内張
り材ｌを反転することができる． なお、反転圧力容器ｌ５の内部に設けた矯正板２４は内
張り材挿入口１２から引き出された反転前の扁平な内張
り材１を保持することにより、内張ク材Ｌの反転部が既
設管ｌ４内を進行するときに、反転前後の内張’）　Ｎ
　Ｉが接触してＦ！Ｊ擦抵抗が生じることを防止してい
る． このようにして既設管Ｉ４の内面に内張ク材ｌを反転・
進行させると、形状回復温度以上で軟化している内張り
材ｌの外面が既設管ｌ４の内面にｍ　　自＋ｈ　　Ｉ　
．　　　　　ａ）一）ｒｊｊ　　ＦＭ　　ｎ　　ｔナ　
１　ｎ）０コ　’Ｅ＋　　＋ｗ　　ｌ＋　　’ｔｆｔ　
　：４ｔ　　ｔ＋ｎ　Ｍ　　ｈ　　１４−２３の圧力が
作用しているため、内張り材ｌを構成する樹脂パイプ２
の形状回復力と推進加熱流体２３の圧力との相互作用が
働き、既設管ｌ４の内の空気や水を排除しながら内張り
材ｌを接看剤なしで既設管１４内面に密着させる． 既設管１４の中間にまで反転部が進行すると内張り材ｌ
の終端部に取り付けられている索引ローブｌ３が反転圧
力容器ｌ５内に引出され、以後反転部は索引ローブｌ３
の張力により支持される。

そして、反転部が既設管ｌ４の終端部まで進行した後、
樹脂パイプ２ａの形状回復温度以下まで自然冷却するか
、冷気．冷水等の冷却流体を供給して強制冷却して、内
張り材ｌを硬化させて、既設管１４内に合成樹脂管を形
成し、その後形成された合成Ｗｔ４Ｗ８管の両端を切断
して既設管ｌ４内に自立した合成樹脂管を完成する。

このように円筒織布３とｌ！１脂パイプ２とを一体化し
た内張ク材１により既設管１内に合成ＦＭ脂管時に内張
り材ｌの厚さの変動が少なくなり、均一な厚さの合成樹
脂管を形成することができる．例えば形状記憶樹脂とし
て形状回復温度３５°（のボリノルボルネンを使用した
場合、この樹脂判体が温度５０°Ｃで軟化してゴム状領
域になっ］いるときの機械的特性は、破断強度０．６〜
０，Ｋｇｆ／ｍｍ”，伸び率４００％以上であり、２３
６Ｃの常温で硬化しているときの引張破断侶度は３．Ｏ
　Ｋ　ｇ　ｆ　／ｍｍ”である。この形状記憶摺脂を密
度が縦．横共に３０本／　２　５　ｍ　ｍ　，質１８　
２　ｇ　／　ｍ　’のガラスクロスで一体化して強化１
ると、樹脂が形状回復温度以上で軟化していても、ガラ
スクロク自体の強度に近い特性すなわち引張破断強度２
０Ｋｇ／ｍｍ”，伸び率４〜８λになる．したがって、
反転・進行時の内張り材ｌの伸びを大幅に聞えることが
できる． なお、上記実施例においては内張り材ｌを既設管１４内
に反転・進行させる場合について説明したが、内張り材
工を反転させずに既設管１４内に索引・挿入する場合に
おいても上記実施例と同様な作用を奏することができる
． すなわち、既設管ｌ４内に内張り材ｌを索引・挿入する
場合、内張ク材１に引張り力が作用するが、内張り材１
の樹脂パイプ２が軸方向と円周方向に対してそれぞれ平
行に織られた直交平織の円筒織布３と一体に形成されて
いるため、この円筒織布３により内張り材ｌの伸びが抑
えられ、厚さが変化することなしに既設管１４内に挿入
することができる． また、上記実施例は樹脂パイプ２の内面に円筒織布３を
一体化した場合について説明したが、樹脂バイプ２の素
管を円筒織布３にはめ合せた後、熱間押出加工により樹
脂パイプ２と円筒織布３を接合させて、第４図に示すよ
うに樹脂パイブ２の外面に円筒織布３を一体化して扁平
にした場合、第５図に示すように樹脂バイプ２の内外面
にそれぞれ円ｒｆｉ織布３を一体化した場合、あるいは
第６図に示すように樹脂パイプ２の中間層として円筒織
布３を設けた場合も上記実施例と同様な作用を）奏する
ととができる． さらに、第７図に示すようにマンドレル通過後の形状記
憶温度以上で軟化状態にある樹脂バイプ２の外面に直交
手織基調のガラスクロステーブ３ａに張力を加えながら
螺旋巻きして食い込み接看し、その後冷却リング７を通
して冷却空気や冷却水を放出して硬化することにより樹
脂パイブ２とガラスクロステーブ３ａを一体化して、ガ
ラスクロステーブ３ａで樹脂パイプ２の伸びを抑えるこ
ともできる． なお、ガラスク口ステーブ３ａを巻き付けるときに圧着
ローラ８を併用することにより表面粗度を平滑化するこ
とができる． ［発明の効果コ この発明は以上説明したように、形状記憶樹脂と直交織
の強化ｔａ維からなる円筒織布を一体に形成して、既設
管の内径より大きい外径のＦＭ脂パイプを形成し、この
樹脂パイプを形状記憶樹脂の形状回復温度から形状記憶
温度以内の温度範囲で軟化させて断面積を小さくして形
成した内張り材をか再試ｑ！ｆ内グ安引．通人ふスいＬ
寸加社加『述沫ア軟化させて反転・進行させた後、元の
樹脂パイプの形状に回復させる．この樹脂パイプは既設
管の内径より大きく形成されているから、形状を回復す
るときの形状回復力と加圧流体の圧力との相互作用が樹
脂パイプに働き、樹脂パイプを接着剤なしで完全に既設
管内面に密着させことができ、接着剤や液状樹脂等の加
熱・硬化時の収縮により既設管との間に生じる隙間の発
生を防止して、浸入水や漏水の原因を除去することがで
きる．また、樹脂パイプを正確な管厚に成形後、扁平加
工等を行ない固体状態で保管・運搬するので、保管時の
厚みや強度のバラッキがなくなるとともに、内張り材が
形状記憶樹脂と直交織の強化繊維からなる円筒織布と一
体に形成されているため、形状記憶樹脂の機械的強度を
円筒織布で補強することができル． また、内張り材を既設管内に索引・挿入するとき、ある
いは形状回復温度から形状記憶温度の範囲で軟化状態（
ゴム状領域）にして既設管内に反杯＋：住鐸古拌スレキ
Ｌψ　巾担ｒｔｔナ出？１２１冶廖　田性率を向上させ
て内張り材の伸びを抑えることができるから、既設管内
に均一管厚、均一強度の合成樹脂管を形成することがで
きる． また、内張り材が形状記憶樹脂と直交織の強化Ｉｌｌ維
からなる円筒織布と一体に形成されているため、既設管
内に形成された合成樹脂管の引張強度１弾性率を高める
ことができるから、合成樹脂管の品質面で著しい向上を
図ることができる．また、樹脂パイプは軟化時に既設管
に密肴するから、曲管の部分でもシワを少なくすること
ができる． また、接着剤や液状樹脂等を使わずに樹脂パイプを既設
管に密着させることができるから、接着剤等の硬化時間
を必要としないとともに、既設管は簡単な下地処理です
むから、施工時間を短縮することができる． さらに、接着剤等の付着装置も不要であるから、既設管
との連結部が小型ですみ、下水管のマンホールからでも
施工することができ、施工費の低減を図ることができる
． また、軟化した内張り材を加圧流体の圧力で既設管内に
反転・進行させてから形状回復させて合成樹脂管を形成
するから、屈曲管内にもその形状に合った合成樹脂管を
容易に形成することができる．

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る内張り材の加工工程を
示す工程図、第２図は上記内張り材の加工状態を示す断
面図、第３図は上記内張り材による施工動作を示す断面
図、第４図．第５図．第６図及び第７図はそれぞれ他の
実施例を示す斜視図である． ｌ・・内張り材、２・・樹脂パイプ、３・・円筒織布、
３ａ・・ガラスクロステーブ、１４・・既設管．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 既設管の内径より大きい外径で形状記憶樹脂により形成
   された樹脂パイプからなる内張り材であって、 形状記憶樹脂の成形温度より高い温度の軟化点を有し、
   軸方向と円周方向に沿って織られた直交織の強化繊維か
   らなる円筒織布を形状記憶樹脂と一体に形成して樹脂パ
   イプを形成し、 形成された樹脂パイプを形状記憶樹脂の形状回復温度以
   上で形状記憶温度以下の加熱雰囲気内で軟化して断面積
   を小さくして形成したことを特徴とする内張り材。