JPH0670480B2 - 熱拡大性チユ−ブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水道、ガス、化学工業用等の配管の内面腐食
防止及び補修、更生に用いる熱回復性、すなわち、熱拡
大性チューブに関するものである。

従来、水道、ガス、化学工業等に用いられる既設配管が
経年変化により管内面に錆等の付着物が堆積し、流量の
減少、あるいは管全体の老朽化により水、ガス、化学薬
品が漏れる事故が発生し、大きな社会問題にもなってい
る。このため、道路を堀削し既設管を新管と交換した
り、あるいは補修更生をおこなうが、近年の交通事情に
制約され、堀削が難かしく、又莫大な経費がかかる等の
問題があり、埋設管をそのままの状態で補修更生する必
要が高まつている。

そこで、埋設管の内面を防食被覆する方法として、管南
面を清掃後、エポキシ樹脂等の硬化型樹脂を塗布した
り、プラスチックチューブであるいは熱拡大性チューブ
を拡大して端内面に密着させる工法が採用されている。

しかしながら、エポキシ樹脂等を塗布する方法では、塗
布厚が薄く、又は均一な塗膜を形成するのが難かしく、
防食性能上問題があり、さらに硬化に時間を要する等工
期的にも問題があった。

プラスチックチューブあるいは熱拡大性チューブを拡大
して管内面に密着させる方法においては、プラスチック
チューブを管路内に挿入引込む場合、チューブの外径が
埋設管の内径に略々等しい場合には、チューブの外面と
管内面との摩擦力が大きく、引込張力が大でチューブに
外傷を与えるという問題がある。チューブの外径が管内
径より小さい場合は、管路内への引込みが多少容易とな
るが、管内面に密着させるには連続的に高温空気等によ
る熱及び内圧を加えて密着させ、その状態を維持して冷
却固化する必要があり、実施工においてこれらの熱、圧
力をくわえるための管端部の処理、熱源の確保等工法的
に問題が多い。そこで熱により径が拡大し管内面に密着
する熱拡大性チューブが提案されている。

一般にチューブに熱拡大性を付与するには、架橋プラス
チックの結晶融点近傍の温度で軸方向に引き伸ばし、径
方向に縮径することにより行なわれるが、軸方向にかな
り大きな変位を与えないと所望の縮径が行なわれず、逆
に熱回復時には軸方向の収縮が大きく寸法安定性に劣る
欠点がある。又、長尺使用の場合は、管内面と、チュー
ブ外面との間の摩擦により外傷を受け易く引込み張力が
大きく、さらに熱回復時の軸方向への回復力が、自重と
摩擦力とに抗して充分強くないと、当然軸方向への収縮
による径方向への拡大性を利用しているため、収縮代を
何等かの方法で強制的に管路内に押込んでやらないと、
管内面への充分な密着が期待できず、均一性に劣る欠点
があった。

本発明は、このようなチューブを使用する場合の従来の
欠点を解消するためなされたものであって、管路内への
挿入、引込みが容易で、軸方向への収縮がなく、熱回復
した時に管内面に極めて容易に密着する熱回復性、すな
わち熱拡大性チューブを提供しようとするものである。

本発明者等は、かかる目的を達成するため、鋭意研究の
結果本発明の熱拡大性チューブを完成するに到った。

本発明は、その実施例が図面にもみられるように、架橋
プラスチックチューブの内部に所望のピッチをもった螺
旋状金属線体を挿通し、チューブ内部を減圧しながら加
熱軟化させ、該チューブを前記螺旋状金属線体の外側に
螺旋状波形に縮径した状態で冷却固化して成り管内部に
挿入配置後前記螺旋状金属線体への通電によるチューブ
の再加熱により元の径に拡大して所望の管体内壁にチュ
ーブを被覆後通電加熱兼用の前記螺旋状金属線体を取出
し得るものである。

又、この場合、架橋プラスチックチューブとしては、結
晶性ポレオレフインの１種又は２種以上の混和物、又は
これとさらに非晶質熱可塑性樹脂もしくはゴムとの混和
物から成り、ゲル分率10〜80％にシラン架橋、電子線架
橋、あるいは化学架橋して成るものが好ましい。

又、螺旋状金属線体としてはその外側に絶縁被覆を有す
る線体であり、螺旋ピッチの長さが架橋プラスチックチ
ューブの内径の20〜60％であり、さらに螺旋径が架橋プ
ラスチックチューブの内径の70〜95％であるものが好ま
しい。

なお熱拡大性チューブの螺旋状波形の谷部の外径が山部
の外径の50〜90％であることが好ましい。

さらに、架橋プラスチックチューブの内部に前記所望の
ピッチをもった螺旋状金属線体を挿通し、チューブ内部
を減圧しながら加熱軟化させ、該チューブを前記螺旋状
金属線体の外側に螺旋状波形に縮径した状態で冷却固化
したのち、螺旋状波形の谷部外側面に接着剤層を塗布形
成したものとすれば熱拡大時にチューブを管内壁に一段
と強固に接着せしめ得ることができる。

本発明にて使用する架橋可能な結晶性ポリマーは、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、エチレン−醋酸ビニル共重
合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のポリ
オレフイン樹脂の１種または２種以上の混和物から成
り、さらにこれらの結晶性ポリマーと、非晶質の熱可塑
性樹脂もしくはゴムとの混和物も用いることができる。
これらの混和物から成るチューブの架橋方法としては、
シラン架橋、電子線架橋あるいは化学架橋の何れの方法
も採用することができ、この場合のゲル分率は10％以
上、80％以下とし、成形性、熱回復力の面からみて30％
以上が望ましい。

第１図は、架橋プラスチックチューブ２の内部に絶縁被
覆を施した線からなる螺旋状金属線体１を挿入した状態
を示す。この架橋チューブ２の外径は、熱回復時、つま
り熱拡大時に適用する管14の内面に充分に密着するよう
に、管14の内径と同等か、僅かに大きい方が望ましく、
該架橋チューブ２の内部に挿入される螺旋状金属線体１
の螺旋外径は架橋チューブ２の内径より小さく設定し、
またピッチを所望の値とする。

第２図は本発明熱拡大性チューブの製造工程の説明図で
あり、サプライリール３に長尺巻回収納した架橋チュー
ブ２に図示していない減圧制御装置から接続端子４によ
り端部から所望の減圧を行ない、ガイドロール５を経て
送出しロール6,6′により一定速度で加熱炉７に導入さ
れる。加熱炉７で所望の結晶融点近傍の温度に加熱され
た架橋チューブ２は内部からの減圧によりチューブ内部
に挿入されている螺旋状線体１に沿って径方向に変位し
ながら縮径され、螺旋状波形チューブ８が得られる。こ
の螺旋状波形チューブ８は直ちに図示していない冷却水
供給装置として連結しているリング状の水冷却装置９で
全周水冷固化されながら引取装置10,10′により送出し
ロールと同速で引取られ、ガイドロール12を経て螺旋状
波形の熱拡大性チューブ11としてテークアップリール13
に連続的に容易に巻取られる。

第３図は前記製造工程の主要部の説明図で、架橋チュー
ブ２が送出しロール6,6′により一定速度で所望の温度
に加熱できる加熱炉７に導入され内部からの減圧により
徐々に内径方向への変位が開始する。この場合急激な変
位をさけ、ゆるやかに変位させるため、結晶融点近傍
で、できるだけ高い引張弾性率を示す温度領域で所望の
形状に変位するように、減圧を調節するのが望ましい。
温度が高いと引張弾性率が小さくなり、所望の形状に成
形するための減圧度の調節が難しくなるからである。こ
のような条件のもとで、加熱され変位を開始した架橋チ
ューブは、内部の螺旋状線体に沿って波形に成形されな
がら直ちに冷却装置により水冷され螺旋状波形チューブ
８に成形され、引取装置により引取られ第４図の如き螺
旋状線体１を内在同伴させた熱回復性すなわち熱拡大性
チューブ11が得られる。ここで螺旋状波形にチューブが
成形される段階で軸方向の変位をなくすため送出しロー
ルと引取装置の速度を一定にしておくのが望ましく、チ
ューブが強制的に減圧により内側に変位する時に、内部
の螺旋状線体の外径とチューブ内径の差は螺旋状波形の
谷部への変位により吸収されるため、結果的に全体が縮
径された状態で成形されることになる。この場合、螺旋
状波形の山部外径と谷部外径との比は、山部に対し谷部
が50％以上、90％以下が望ましい。50％以下では熱回復
時の谷部への熱伝導の面で不利となり、90％以上では縮
径効果がなくなるからである。

次に螺旋状金属線体の材質は、銅、アルミニウム、鉄、
クロム等通電による発熱体として使用できるものならよ
く、前記縮径された熱拡大性チューブが回復する温度で
流動しない程度の耐熱性を有し、チューブ内面に密着し
難い絶縁材で被覆されているのが望ましく、さらに表面
がシリコーン等で離型処理されていれば一層望ましい。
チューブ内に螺旋状線体を挿入するのは、素材チューブ
を押出成形する際に絶縁被覆線をロール成形等の適宜な
方法により所望の一重或いは必要により等間隔の二重の
螺旋状に成形しながら同時に挿入するのが望ましく、一
重螺旋のピッチ或いは二重螺旋の等間隔に隣接する線体
の間隔は減圧成形時に谷部への変位が大きく過度に落込
まない程度とし、架橋チューブの内径の60％以下、20％
以上が形状保持及び通電加熱時の熱効率の面で望まし
い。架橋チューブ内径に対する螺旋状線体の外径の比は
70％以上、95％以下が望ましく、70％以下では軸方向に
変位せずに縮径するには径方向への変位が大き過ぎて成
形し難く、95％以上では縮径効果が小さく、管内径と螺
旋状波形の山部外径との間隙に余裕がなく長尺チューブ
の管路内への引込みが難しくなる。

このようにして縮径された螺旋状波形の熱拡大性チュー
ブ11は、加熱すると、拡大して元のチューブに熱回復す
る性質を有しており、第５図の如く熱回復した時に鋼管
14の内径に等しいか、僅かに大きくなるように設定した
熱拡大性チューブ11を挿入し、両端部から螺旋状線体に
通電することによる発熱を利用して熱回復させ、第６図
の如く鋼管内面に密着した被覆層14が極めて容易にえら
れるが、この熱拡大性チューブの全長を一重の螺旋状線
体による１回路にする線と抵抗値が高くなり商用電源で
は通電し難い場合にこれを二重にすることにより抵抗値
の低減が計れ、有利に通電できるばかりでなく更に長尺
使用が可能となる利点がある。この鋼管14の内面と被覆
層をより強力に密着させるには、第７図の如く熱拡大性
チューブ（すなわち熱回復性チューブ）11の螺旋状波形
の谷部外側面を利用して熱により軟化して接着性を発現
する変性ポリオレフイン、ダイマー酸素ポリアミド、熱
回復時の熱で硬化するＢステージのエポキシ樹脂、ある
いはブチルゴム系接着剤等を予め塗布して接着剤層15を
形成しておくことによりできる。さらに、熱回復時にチ
ューブ内部を僅かに加圧するだけで容易に密着性を向上
させることもできる。

以下実施例により本発明をさらに具体的に説明する。

実施例１ シラン変性低密度ポリエチレンを用い、外径53mm、肉厚
2.0mmのチューブ２を押出成形しながら、その内部に、
1.6φの硬銅線に耐熱性PVCを0.5mm被覆しシリコーンに
よる離型処理を施こした絶縁電線を、螺旋外径46mm、ピ
ッチ20mmになるように、ロール成形しながらチューブの
成形速度に合わせて挿入し、長さ100mのリールに巻回収
納したチューブを得た。このチューブを温水処理により
ゲル分率75％の架橋チューブ２とし、加熱炉７で120℃
に加熱し、サプライリール３側から大気圧に対して150m
mHg減圧し、螺旋状波形に成形し、直ちに水冷固化（水
冷却装置９により）して、螺旋外径49mm、谷部外径約30
mm、ピッチ20mmの熱回復性、すなわち熱拡大性チューブ
11を95mテークアップリール13に巻回収納した。この熱
拡大性チューブ11から約21m切断し、50Aの鋼管（外径6
0.5mm、肉厚3.8mm）14の20mの内部に引込み、チューブ1
1の両端面を鋼管14の端面に合わせて引込み、チューブ1
1の片端から絶縁電線１のリード部を取出し密封し、他
端はリード部と空気封入口をとり出して密封した。次に
このリード間に電力密度0.5w／cm²、10分間通電し、熱
回復すなわち熱拡大させた後、直ちに空気封入入口から
0.1kg／cm²の内圧をかけ、管内面に密着させた後、冷
却し管内面に均等に密着した被覆層が得られ、発熱体と
して利用した螺旋状線体を最後に容易に引抜くことがで
きた。

実施例２ 実施例１で得られた熱拡大性チューブの螺旋状波形の谷
部外側面に、ダイマー酸系ポリアミド樹脂（軟化点130
℃）を約0.4mm厚に塗布して接着剤層15を形成した（第
７図参照）。次に、同じ50Aの鋼管20mに引込み、実施例
１と同様に端末処理後、電力密度0.5w／cm²で、内圧0.1
kg／cm²を加えながら15分間通電後、冷却し管内面に均
等に接着した被覆層が得られた。最後に、発熱体として
も利用した螺旋状線体を容易に引抜くことができた。

以上述べたように、本発明の熱拡大性チューブは、径方
向に螺旋状波形に変位することによる縮径効果を利用
し、熱拡大性チューブの欠点である軸方向への収縮がな
く、螺旋状波形であるため管路内への引込み時に管内面
との摩擦抵抗を小さくすることができ、直管はもとよ
り、螺旋状波形の屈曲性のため曲管への引込みや、狭い
場所からの長尺物の引込みをも容易することができる効
果は極めて大きい。さらに、外部からの熱源によらず、
内在している螺旋状線体を利用して通電発熱により長さ
方向に均一に加熱ができ、管内面に均等に密着できる利
点がある。又、螺旋状波形の谷部外側面に接着剤を塗布
被着して接着剤層を形成しておけば、管路内引込み時の
剥離を防ぎ、熱回路時の熱を利用して管内面へ強力に接
着させることができる利点もあり工業的価値は極めて大
きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は螺旋状金属線体を挿通した素材の架橋チューブ
を一部切欠して示す側面図、 第２図は本発明品の一実施例品の製造工程説明図、 第３図は同じくその主用部を示す説明図、 第４図は本発明の一実施例品を一部切欠して示す側面
図、 第５図は鋼管内部に本発明の一実施例品の熱拡大性チュ
ーブを挿通した状態を一部切欠して示す側面図、 第６図は第５図に示す本発明の一実施例品を加熱拡大し
て内面に被覆層を形成した鋼管を一部切欠して示す側面
図、さらに、 第７図は本発明の他の実施例品を示す側面図である。 １……螺旋状金属線体、２……架橋チューブ ３……サプライリール、４……減圧接続端子 ５……ガイドロール、6,6′……送出しロール ７……加熱炉、８……螺旋状波形チューブ ９……水冷却装置、10,10′……引取装置 11……熱拡大性チューブ（熱回復性チューブ） 12……ガイドロール、13……テークアップリール 14……鋼管、15……接着剤層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】架橋プラスチックチューブの内部に所望の
   ピッチをもった螺旋状金属線体を挿通し該チューブ内部
   を減圧しながら加熱軟化させ、前記チューブを前記螺旋
   状金属線体の外側に螺旋状波形に縮径した状態で冷却固
   化して成ることを特徴とする熱拡大性チューブ。
2. 【請求項２】架橋プラスチックチューブが結晶性ポリオ
   レフインの１種又は２種以上の混和物、又はこれとさら
   に非晶質熱可塑性樹脂もしくはゴムとの混和物から成
   り、ゲル分率10〜80％にシラン架橋、電子線架橋、ある
   いは化学架橋して成ることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の熱拡大性チューブ。
3. 【請求項３】螺旋状金属線体がその外側に絶縁被覆を有
   する線体であり、螺旋ピッチの長さが架橋プラスチック
   チューブの内径の20〜60％であり、さらに螺旋径が架橋
   プラスチックチューブの内径の70〜95％であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱拡大性チュー
   ブ。
4. 【請求項４】熱拡大性チューブの螺旋状波形の谷部の外
   径が山部の外径の50〜90％であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の熱拡大性チューブ。
5. 【請求項５】架橋プラスチックチューブの内部に所望の
   ピッチをもった螺旋状金属線体を挿通し、チューブ内部
   を減圧しながら加熱軟化させ、前記チューブを前記螺旋
   状金属線体の外側に螺旋状波形に縮径した状態で冷却固
   化したのち螺旋状波形の谷部外側面に接着剤層を塗布形
   成して成ることを特徴とする熱拡大性チューブ。