JPS59155010A - 管内面被覆方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は水道管、ガス管等、特にそれらの既設管を補修
、更生する管内面被覆工法に関するものである。

〔発明の背景〕

従来水道管、ガス管等の既設管が老朽化した場合、道路
を掘り起こして新管と交換し布設していた。しかし近年
の道路事情により道路の掘り起こしが出来ない場合には
、埋設された状態で管を補修し更生する必要性が高まっ
ている。数十メートルから数百メートルに亘って埋設さ
れている管を更生する方法として、老朽化した鋳鉄管、
クリタイル管、鋼管等の内部を清掃した後、エポキシ樹
脂を塗装したり、常温硬化型エポキシ樹脂をナイロンチ
ューブの外面に塗布しながら、繊維で補強さ°れたナイ
ロンチューブを管内へ引込み、チコーーブを加圧膨張し
て、管壁に密着させる工法が採られていた。

しかしながら、エポキシ樹脂を塗布する工法ては、塗布
厚が不均一で、管壁を貫通した穴や接続部の隙間を完全
に密封することは困難であり、また補修後に機械的振動
が加わるとクラック管１〜が発生し気密性に問題が生じ
ることかあった。一方、繊維で補強されたナイロンチュ
ーブを被覆する工法では常温硬化型エポキシ樹脂を用い
るため、作業性が悪く　（夏場は早く硬化し冬場は非常
に硬化しにくい等）使用上の制約があり、更にはナイロ
ン、テトロン、ガラス等の繊維で補強されたナイロンチ
ューブを用いるために家庭や事務所等への分岐管が埋設
されている箇所ではこの工法を適用することが出来なか
った。

このため上記の従来工法に代り貫通した穴や接続部の隙
間でも完全に密封補修出来、分岐管のある既設管へ適用
可能な水道、ガス等の管更、生工法が望まれていた。

〔発明の要約〕

本発明は上記工法において、新規な管内面被覆チューブ
と、加熱加圧接着工法を用いるものであって、その要旨
は常温におけるヤング率が２００〜２０００　Ｋ、ｇ／
ｃ１ｎ２　で、１００℃における抗張力が５０−４００
　Ｋｙ／ｃｍ”の熱可塑性エラストマーから成るチュー
ブを、管内壁に０．３〜＆ＯＫ９／ＣＴｎ”の水蒸気圧
を導入せしめて加熱加圧接着することを特徴とする管内
面被覆方法である。

〔発明の詳細な説明〕

本発明において熱可塑性エラストマーとは、熱可塑性樹
脂とゴムとの中間的な特性を示すプラスチックスで、ポ
リマー分子内に弾性的性質を発現する構造が組込れた樹
脂である。例えばポリオレフィンエラストマー、ホリエ
ステルエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリウ
レタンニジストマー、ポリスチレンエラストマ等があり
、特にＪＩＳ　Ｋ　７１１３　のプラスチックの引張試
験方法に規定された方法による引張弾性率（以下ヤング
率というンと引張破壊強さく以下抗張力という）が、次
の範囲内にあるのが最適である。

常温におけるヤング率が２００〜２０００　Ｋ９７ｃｍ
２　であって、２００にノ／Ｃｍ２以下ではチューブが
軟らかすぎて、管内へ導入する際、チューブが伸びたり
破れたりするためであり、２０００　Ｋ９７ｃｍ２以上
ではチューブが硬すぎて曲管部への導入やチューブを反
転しながら導入することが困難なためである。さらに１
００℃における抗張力が５０〜４００　Ｋｇ／ａｎ２テ
あって、５０　Ｋ９７ｃｍ２以下では、チューブが加圧
水蒸気の圧力によって分岐管部や腐食された欠陥孔の部
分で破壊してしまうためであり、４０ＱＫｙ／Ｃｍ２以
上では分岐管部の開孔が困難なためである。

上記のヤング率や抗張力の選定は、管とチューブ肉厚に
よって決定する必要があるが、本発明においてはチュー
ブ肉厚は管内径の１／１ｏｏ〜５／、＋　ｏ　。

位が適当である。

本発明に用いる熱可塑性エラストマーは、例えば住人Ｔ
ＰＥ＃１９００　　（住人化学工業社製、商品名）ハイ
トレル５５５６．６３４．６　　（デュポン社製、商品
名）ヘルプＬ／　ンＰ　Ｐ４．ＯＨ，Ｐ７ＯＢ、Ｐ　１
５０Ｍ　（東洋紡績社製、商品名）ダイアミドＰＡＥ　
Ｘ−４，０１８，Ｘ−３９７８゜Ｘ−４，１３８（ダイ
セル化学工業社製、商品名）、タケラックＴ−８９０，
Ｔ−１６７１（武田薬ａ’　工業社製、商品名）ツルプ
レンＴ−４１４，，ｒ−＋ｑ５（日本エラストマー社製
、商品名）を用いることが出来る。これらの熱可塑性エ
ラストマーは、チューブ押出し成形機でチューブ状に成
形し、そのまま用いてもよいが、１００’Ｃでの抗張力
が不足する場合はγ線、電子線の照射あるいは過酸化物
、シランカップリング剤等によって化学架橋して高温強
度を向上させたものを用いてもよい。

このようなチューブは、そのまま管内面に挿入して加熱
圧着しても管壁と充分な接着性が得られない。このため
熱可塑性エラストマーより成るチューブの片面、すなわ
ちチューブを長さ方向に折りたたんで管内へ引込む場合
にはチューブ外面に、チューブを反転しながら管内へ挿
入する場合にはチューブ内面に、極性基を１０．重量％
以上有するエチレンとの共重合樹脂層（以下エチレン系
共重合層という）を設けるか、もしくは熱硬化性接着層
を塗布することが望ましい。極性基を１０重量％以上有
するエチレンとの共重合体としては、エチレン酢酸ビニ
ル共重合体（略号ＥｖＡ）、エチレンエチルアクリレー
ト共ＴＬ　合体（ＥＥＡ　）　、エチレングリシジルメ
ククリレート共重合体、エチレングリシジルメタクリレ
ート−酢酸ビニル三元共重合体、アイオノマー樹脂、ケ
ン化エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンアクリル酸
エステル共重合体を加水分解あるいは熱分解して得られ
る共重合体等でポリマー中に−０１１（基、−ｃｏ’基
、−ＣＯＯＨ基、０−ＣＨａ基、−Ｃｏｏ−Ｍ基、−０
ＣＯＨ基、−ＣＯＮＨ基、−ＣＮ基等の結合を、１０重
量％以上有する樹脂である。

極性基か１０重量％以下のエチレン系共重合体は、金属
及び各１種熱可塑性エラストマーとの接着性が劣るため
好ましくない。また前記エチレン系共重合体を単独で用
いても良いが、エチレン系共重合体に、テルペン樹脂、
キシレン樹脂、フェノール樹刀旨、刀旨肪族石油イ立ｎ
」旨、クマロン樹刀旨、エステルガム等の粘着剤性付与
剤やワックスや可塑剤等を添加して流動性や接着性を改
良することも可能である。

また熱可塑性エラストマーから成るチューブに熱硬化性
樹脂層を塗布する場合は、エポキシ樹脂、ポリエステル
樹脂、ポリウレタン樹脂等の接着剤をチューブ挿入時、
もしくは加熱硬化型接着剤の場合はあらかじめチューブ
表面に０．１〜Ｑ、５ｍｘ厚さに塗布しておくことか好
ましい。

本発明はこの上うな熱可塑性エラストマーから成るチュ
ーブを、加圧水蒸気を用いて管内壁に均一に接着する工
法で以下の様に工事される。

第１図は熱可塑性エラストマーチューブ（１）の内面に
極性基を１０重量％以上有するエチレンとの共重合樹脂
層（２）又は熱硬化性接着層を塗布した状態を示す。□ 熱可塑性エラストマーチューブを反転せずに引込む場合
は外面に接着層を設けるのが良い。

第２図は第１図のチューブを扁平した状態を示し管内面
への装入を容易にする。

第３図は既設管（３）に取付けられた分岐管（４）　（
４）’に前記扁平したチューブを反転器（５）を用いて
、チューブを反転しながら既設管内面に装入する状態を
示す。反転器にはチューブ端部を固定する取付は口（６
）とチューブ装入口（７）、加圧口（８）、圧力調整器
（９）が取付けられ、チューブ内圧を調整しながら既設
管へ装着される。

第４・図はチューブ片端部より加圧蒸気装入器（１０）
によりチューブ内を加熱加圧接着する。加圧蒸気装入器
には装入バルブα℃と圧力調整器曽が取付けられ、既設
管の終端部にはドレン抜きバルブαＪが取付けられ管内
面を均一に加圧加熱することが出来る。

第５図はチューブを加圧接着後、加圧バッキング（貝と
加熱部αつから構成された加圧加熱開孔器０６）をチュ
ーブ内に導入し、分岐管部（４）　（４）’のチューブ
を破裂させ開孔する。加圧開孔は電熱線α８）より分岐
部チューブを所定温度まで加熱し加圧ホースａ″Ｉ）よ
り加圧バッキング（１Φ及びバッキング間の加圧室αＱ
に加圧空気を送入し、分岐管部のチューブを破裂させ開
孔する。チューブを既設管内壁に均一に接着させるため
には０．３〜３．０　Ｋ９７ｃｍ２の加圧水蒸気圧を管
の片端部より除々に導入することが是非必要であった。

その理由は土中に埋設された金属体を加熱するためには
、熱空気や電熱線を導入して加熱する方法では、加熱時
間が長時間必要とするばかりでなく数十〜数百メートル
を均一に加熱することは不可能であった。また両端より
水蒸気を導入するとドレンの排出が困難となり、均一加
熱が出来なかった。さらに水蒸気圧力は０．３に９／ｃ
ｍ２以下では数百メートルの管を９０°Ｃに上昇させる
ためには数時間を必要とし、実用上問題があり、３．０
に９／ｃｍ２以上では熱可塑性エラストマーの高温耐圧
強度を大巾に上げる必要があると共に、分岐管部の開孔
性が困難になるためである。

チューブ（３）を加熱接着後、チューブ内には部分的に
加熱し加圧する加熱開孔冶具を挿入し、分岐管部にも接
着したチューブを開孔せしめる。加熱開孔冶具は長さ１
０〜５０Ｃｍ位の加圧室の中に５〜３０Ｃｎ′Ｌ位の加
熱部を設けたもので、一般゛には電熱ヒーターと空気圧
室を組立てたもので、チューブの加圧接着時の温度と圧
力より高く保持出来るものが必要である。その温度は１
５０〜８００℃で１〜５　Ｋ９７ｃｍ２の加圧可能な冶
具が好ましい。

本発明は上記工法において、水蒸気加熱中には管内面被
覆用チューブが分岐管部で破壊せず、その後の加熱加圧
によって順次分岐管部を大きく開孔して行くのかポイン
トである。

このためには熱可塑性エラストマーチューブの１００℃
における抗張力が重要な因子であることが判った。

本発明の工法によれば、その開孔率は５０％以上を有す
るもので、分岐管部へ流れる流体の抵抗を出来るだけ小
さくしたものである。

以下実施例に基づいて説明する。

実施例１〜５ 第１表に実施例に用いた熱可塑性エラストマーから成る
管内面被覆用チューブの特性を示す。これら各々の材料
を押出成形機にて外径１０５１１ＵＡ、肉厚１．０１ｆ
ｆｉのチューブに成形し、恋いで！１〜３のチューブの
内側には酢酸基を２０重量％とカルボキシル基５重量％
を有するエチレン共重合樹脂より成るチューブを０．２
肌厚さで設け、またｉ；４．〜５のチューブ内側にはビ
スフェノール型エポキシ樹脂とジシアンジアミド硬化剤
を混合した接着層をＱ、１ｌｌｌｊ１１厚さで設けた。

これら５種のチューブを２ＯＡ分岐管（内径２１．６理
）を溶接した１００Ａ鋼管（内径１０５．３肌）の内面
に空気圧でチューブを反転させながら挿入し、その後水
蒸気圧を片端より導入し加熱加圧接着した。この時の反
転性と水蒸気圧とチューブ接着力の関係を調べた。さら
にその後分岐管部の開孔条件を求めるため、加圧ピグを
用いて分岐管部の圧力を３．０　Ｋ９７ｃｍ２に保持し
、電熱ヒーターで昇温しながらチューブの開孔温度を求
めた。

それらの結果を第１表に合わせて記載した。

比較例１〜２ 比較例として、第１表に併記した特性を示すチューブを
試作し、実施例と同様の性能試験を行なった。その結果
も第２表に併記した。

第１表から明らかな様に実施例１〜５の熱可塑性エラス
トマーチューブを用いた工法では、既設管路内へ反転装
入が可能であり、また片端より０．８〜３．０　Ｋ９７
ホ”の水蒸気圧を送入することにより、チューブは破壊
することなく管内壁に強固に接着することか判る。

さらに接着後に分岐管部を２００’Ｃ前後に加熱するこ
とにより、容易に開孔率５０％以上に開孔することが出
来た。

これに対して、比較例１では１００℃における抗張力が
低いため０．５に９理ｃｍ２　の水蒸気圧で分岐管部が
破壊し、管路全長を加熱接着することが出来なかった。

このため分岐部の開孔は第３図の（Ｃ）のどとく開孔率
２０％程度であった。また比較例２では常温に赴けるヤ
ン、グ率が高過ぎるためチューブの反転装入が不可能で
あった。

さらに加圧接着後のチューブの接着力は充分得られず、
分岐管部の開孔温度も２５０　’Ｃ以上を必要とした。

このため加熱による作業時間を長く必要とするばかりで
なく、チューブの接着面で剥離が発生し均一はライニン
グ面が得られなかった。

以上本発明は従来工法において欠点とされていた分岐管
への開孔性と現地作業性を一挙に解決し得る管内面被覆
方法であり、本発明の優位性を証明するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる管内面被覆用チューブの横断面
、第２図はチューブの偏平にした時の横断面図、第３図
は本発明のチューブ装入状況を示す縦断面図、第４図は
本発明のチューブ端部に加圧水蒸気を装入するときの縦
断面図、第５図は分岐管部を７１「熱加圧開孔器を用い
て開孔する状況を示す縦断面図である。 （１）は熱可塑性エラストマーチューブ、（２）は接着
性を有する樹脂層、（３）は既設管、（４）　（４）’
は分岐管、（５）はチューブ反転器、（１０）は加圧蒸
気装入器、Ｑ６）は加圧加熱開孔器を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）常温におけるヤング率が２００〜４０００　Ｋ９
   ７ｃｍ２で、１００℃における抗張力が５０〜４００　
   Ｋ９’／ｃｍ２の熱可塑性エラストマーから成るチュー
   ブを、管内壁に加熱膨張せしめて接着したことを特徴と
   する管内面被覆方法。
2. （２）チューブを加熱膨張する方法として、該チューブ
   内に０．８〜８．０　Ｋ９７ｃｍ２の水蒸気圧を片端部
   より導入せしめ、全長加熱接着することを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の管内面被覆方法。
3. （３）熱可塑性エラストマーから成るチューブの片面に
   、極性基を１０重量％以上有するエチレンとの共重合樹
   脂層を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項記載の管内面被覆方法。
4. （４）熱可塑性エラストマーから成るチューブの片面に
   、熱硬化性接着層を塗布したことを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項記載の管内面被覆方法。