JP2008265245A - 光硬化性ライニング材の光硬化方法及び該方法に用いる光硬化システム - Google Patents

Abstract

【課題】紫外線発光ダイオードの利点を生かすことができ、且つ硬化作業を迅速に行うことのできるライニング材の光硬化方法及び光硬化システムを提供すること。
【課題を解決するための手段】未硬化状態の光硬化性の管状ライニング材１０の光硬化工程は、発光ダイオード２２を用いて行うものとし、光硬化工程の前段の工程として、発光ダイオード２２の光照射による光硬化反応が良好となる温度状態まで管状ライニング材１０を昇温させるライニング材予熱工程を含む。これにより、消費電力の低減化、光照射装置の小型化、過度な温度上昇によるライニング材の劣化の防止、更に、ライニング材の劣化を防止するための煩雑な照射制御の解消など、紫外線ランプを用いた場合には達成できなかった作用を得ることがでる。且つ、発光ダイオードの場合の課題である硬化作業時間の長期化を予熱工程を光硬化工程の前段の動作として行うことで解消している。
【選択図】図６

Description

本発明はライニング材の光硬化方法及び該方法に用いる光硬化システム、特に、硬化前の光硬化性樹脂ライニング材の内側から光照射を行いライニング材を硬化させる光硬化性のライニング材の光硬化方法及び該方法に用いる光硬化システムに関するものである。

日本の下水道普及率は平均６７％であり、都市部では、ほぼ１００％に近い普及率である。したがって、下水管渠（かんきょ）の新設事業は一部地方を除いて殆ど無くなり、老朽管渠の維持管理が重要なものとなっている。下水管渠の総延長は約３６万kmであり、そのうち耐用年数５０年を越えた管渠は７０００km以上となっている。また、今後年間数千kmずつ増加する見込みである。

一般に下水管渠などの地中に埋設される管については、設置からの年数の経過による様々な変形例えば、断面変形や接続部離脱、管体クラックなどの老朽化現象が現れる。この様な状況が生じると流下力が低下したり、管内への地下水の浸入による下水処理量が増えたりする問題が起こっている。

この様な種々の事情から、既設管は所定の時期に何らかの補修が必要となるのが現状である。この既設管の補修技術として、地面を非開削のままで、既設管を更生させる方法、すなわち、まず、未硬化状態の光硬化性の管状ライニング材を圧縮空気によって反転させながら、或いは引き込みによって既設管内に導入する。この管状ライニング材は、ガラス繊維などの補強芯材に所定の樹脂を含浸させる等して工場にて成形されている。次いでライニング材の内側に圧縮空気を吹き込み、ライニング材外壁面を管路内壁面に密着させ、その後、そのライニング管の内側から光照射装置によって樹脂を硬化させ、管路内壁面に不透水性ライニング管を形成して既設管を更生する補修方法が知られている。

例えば、特許文献１では、不飽和ポリエステル樹脂およびスチレンを含む紫外線硬化性樹脂層をアウターフィルムおよびインナーフィルムで内包してなる可撓性のスリーブ(管状ライニング材)を用い、既設管内にこれを導入し、既設管内壁に密着させ、紫外線照射装置をスリーブ内を移動させながら未硬化のスリーブに紫外線を照射して樹脂を硬化させる既設管のライニング方法が開示されている。そして、同特許文献１では、紫外線の照射による硬化過程の間に生じ得る火災の危険を排除した既設管のライニング方法ならびに該方法によるライニング作業の安全管理装置および紫外線照射用ライトトレインが開示されている。

特開平１１−１９８２３０号（特許第３００５２０８号）

しかし、上述の特許文献１を初めとする、紫外線を照射する従来の光硬化装置には以下のような問題点がある。

（ｉ）光硬化装置は、紫外線を発光する水銀ランプなどのランプを多数（４〜６個）直列に連結し、その連結体を配管に沿って移動させるようになっている。この様な水銀ランプは、例えば、定格電力１ｋＷのものが複数用いられているので消費電力大きくなり、また、紫外線ランプは寸法が大きいので光硬化装置も大型になる。

（ｉｉ）また、紫外線ランプは、消耗電力に対する有効光線の発光効率が２割程度と低く、残り８割が熱として発散しており、しかも点灯時に５００℃〜７００℃程度の高温になる。この紫外線ランプの発熱は、ライニング材を適温まで加熱できるという点では有用であるが、その後、更に、硬化反応から発生した熱が加わり、ライニング材の温度は必要以上に上昇してしまう。その結果、ライニング材の良質性が保たれない状況が生じる場合があり、硬化作業の的確性に問題が生じる。

（ｉｉｉ）上記従来の光照射式のライニング方法では、管状ライニング材は、所定範囲の波長の光の照射を受けて硬化反応が始まるが、その反応については、光の照射を受ける表面の温度が、約３０〜５０℃となることが必要である。この温度に達していないと、硬化反応の進行は極めて遅く迅速な硬化作業は行い難い。しかし、一般的に地中に埋設された既設管の温度は１５℃〜１８℃程度であり、寒冷時には更に低く、また、寒冷時に地上から導入される管状ライニング材自体も更に低い温度となっている。この様な状況で既設管に接している管状ライニング材を効率よく硬化させるためには、管状ライニング材の表面温度を上述した適温にまでに上げなければならない。

そこで、実際の施工では、硬化過程を速くするために、パワーの大きめの、すなわちワット数の大きい紫外線ランプが多く使用されている。これにより照射された強い光線が、まず材料に吸収され熱エネルギーとなって材料の温度上昇に寄与する。そして、材料温度が４０〜５０℃までに達すると、硬化反応が一気に始まる。しかし、上述のような大パワーの紫外線ランプの強い光線の照射により、管状ライニング材が短時間に昇温され、硬化反応の適温に達すると、その後、硬化反応が急激に進む。そして、硬化反応そのものは放熱反応であることから、硬化開始後はその反応熱と紫外線ランプの照射光線の強いエネルギーで管状ライニング材の温度が急激に高くなり、管径や光照射の出力にも依るが通常、光照射開始から２分〜５分後には、１００から２００℃まで上昇することがある。

しかし、温度が１５０℃以上になると、硬化後の管状ライニング材の性能に悪影響を与えるおそれ、すなわち、強度が弱くなり、製品としての品質は低下するおそれがある。現状でのこの様な状況の回避手法、すなわち、管状ライニング材の過度の上昇を回避するための手法としては、管状ライニング材の内側面の温度を測定しつつ、照射時間を調整するという煩雑な制御を行っている。

また、同時に、高温によって、例えばスチレンなどの樹脂成分が蒸発して気体となり、それが火災にならないように外部から冷風を常に供給して冷却する必要があり、そして、この冷風が高温のランプに当たり、ランプを急に冷やすため、ランプが破損し易くなる等の問題もあった。

この様な、従来のガリウムランプや水銀ランプなどの紫外線ランプの欠点を解消するため、光硬化のための光照射用の発光手段として、紫外線を照射可能な発光ダイオードを用いることが考えられる。発光ダイオードは発光効率が良く、例えば、５Ｗ〜２０Ｗの消費電力で十分な発光パワーを得ることができる。また、構造が簡単であり、小型で振動にも強く、長寿命で故障の確率も低く、更にランニングコストが安い等、種々の利点がある。

しかし、紫外線発光ダイオードは、発光効率が高い反面、点灯時の発熱温度が７０〜８０℃程度で、かつ他の物に対する加熱機能は極めて小さい。したがって、従来の紫外線ランプに比して発熱量の極めて少ない発光ダイオードでは、ライニング材を適温まで加熱することは非常に困難であり、結局、短い時間での硬化作業は期待できない。この様に、発光ダイオードを用いて、光硬化作業を行おうとする場合、光硬化の初期段階の準備を行うことに手間取り、円滑な管状ライニング材の円滑な光硬化を行うことが困難であると予想される。

本発明は、この様な課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、紫外線発光ダイオードの利点を生かすことができ、且つ硬化作業を迅速に行うことのできる光硬化性のライニング材の光硬化方法及び該方法に用いる光硬化システムを提供することにある。

上記課題を解決するため請求項１に係る光硬化性ライニング材の光硬化方法は、
未硬化状態の光硬化性の管状ライニング材をその外側面が更生対象の既設管内壁に沿うように導入する管状ライニング材導入工程と、前記導入された管状ライニング材の内側からの光照射により管状ライニング材を硬化させる光硬化工程と、を含む光硬化性ライニング材の光硬化方法において、前記光硬化工程は、発光ダイオードを用いて行うものとし、該光硬化工程の前段の工程として、前記管状ライニング材が前記発光ダイオードの光照射による光硬化反応が良好となる温度状態まで前記管状ライニング材を昇温させるライニング材予熱工程を含むことを特徴とする。

上記構成によれば、消費電力の低減化、光照射装置の小型化、過度な温度上昇によるライニング材の劣化の防止、更に、ライニング材の劣化を防止するための煩雑な照射制御の解消など、紫外線ランプを用いた場合には達成できなかった作用を得ることがでる。そして、紫外線照射発光ダイオードの場合の課題である硬化作業時間の長期化を予熱工程を光硬化工程の前段の動作として行うことで解消している。したがって、硬化作業時間の長期化を伴うことなく、発光ダイオードによる管状ライニング材の良好な硬化作業が確保される。

請求項２に係る光硬化性ライニング材の光硬化方法は、
前記光硬化工程が、前記管状ライニング材内を移動可能に構成され、前記管状ライニング材内壁全周に対して光照射を行うことができるように前記発光ダイオードを配置して有する移動式光照射手段を前記管状ライニング材内で移動させつつ行われ、前記ライニング材予熱工程が、前記移動式光照射手段の前記発光ダイオードの配置箇所より所定間隔を置いた進行方向前方位置に、前記管状ライニング材を加熱するための加熱部を設け、前記発光ダイオードによる光硬化工程の際に前記加熱部からの発熱により行うことを特徴とする。

上記構成によれば、発光ダイオードによる光硬化作業の迅速化を図るための予熱工程が光硬化のための移動式光照射手段の移動動作中にその進行方向前方位置で同時に行われる。したがって、発光ダイオードによる光硬化作業の前に、別途予熱工程を独立した作業として行う必要がなく、効率的な予熱作業が可能であると共に、ライニング材の硬化作業全体の所要時間を長期化させるおそれもない。

請求項３に係る光硬化性ライニング材の光硬化方法は、
未硬化状態の管状ライニング材をその外側面が前記更生対象の既設管内壁面に沿うように既設管内に導入するライニング材導入手段と、前記管状ライニング材の内部から光照射し該管状ライニング材を硬化させる硬化用発光部を有する光照射手段と、を含む光硬化性ライニング材の光硬化システムにおいて、前記光照射手段は、前記管状ライニング材内を移動可能に構成された移動本体と、該移動本体に前記管状ライニング材内壁の全周に光照射可能に設けられた発光ダイオードと、を有し、前記光照射手段の光硬化動作時における移動方向前方には、前記光照射手段に連結されて設けられ、前記移動動作の際に前記光照射手段と共に管状ライニング材内を移動可能に構成され、前記管状ライニング材内壁の前記光照射手段の光照射位置の前方領域を加熱する予熱手段を配置したことを特徴とする。

この構成によれば、上記請求項１又は２に係る光硬化方法の実施を簡単な構成で達成することができる。すなわち、発光ダイオードを備えた移動式の光照射手段と、これに加えて、光照射手段の進行方向前方で管状ライニング材を加熱する予熱手段を有しており、光照射手段の移動中に共に移動しつつ管状ライニング材の温度条件を発光ダイオードによる光硬化に適する温度に整えている。これにより、発光ダイオードによる光硬化作業の迅速化がシンプルな工程によって図られている。

請求項４に係る光硬化性ライニング材の光硬化システムは、
前記光照射手段は、前記移動本体の外側面に前記管状ライニング材内壁の全周に対して光が照射されるように複数の発光ダイオードが配置されて装着されたことを特徴とする。この構成によれば、光照射手段には、管状ライニング材の内壁全周に光が照射されるように複数の発光ダイオードが設置されているので、光照射手段の移動中における管状ライニング材の全域の適切な硬化が確保される。

請求項５に係る光硬化性ライニング材の光硬化システムは、
前記光照射手段の前記移動本体が、前記移動方向に伸長する所定長さの柱状体に構成され、前記発光ダイオードは所定間隔毎に該移動本体に外方に光照射可能に装着され、少なくとも該発光ダイオード装着部は、前記光硬化動作時の移動中に該移動方向に伸びる回転軸を中心に回転するように構成されたことを特徴とする。

この構成によれば、光照射手段の移動本体が、柱状に形成され、少なくとも、発光ダイオードの装着部は自動的に回転可能に構成されている。したがって、管状ライニング材内壁への光照射は、各発光ダイオードが円運動を行い、螺旋状の移動軌跡を描きつつ行われる。これにより、光照射はよりムラなく行われ、発光ダイオードの設置位置等の細かい配慮が不要となる。

請求項６に係る光硬化性ライニング材の光硬化システムは、
前記光照射手段及び／又は予熱手段が、牽引されることなく自動的に前記管状ライニング材内を移動可能とする自走手段を有することを特徴とする。この構成によれば、光照射手段や予熱手段を管状ライニング材内で牽引移動させるための牽引装置等の設置や牽引作業が不要となり、光硬化作業の簡易化が達成される。

本発明に係る光硬化性ライニング材の光硬化方法及び光硬化システムによれば、発光ダイオードを使用して光硬化を行う場合の課題である硬化作業時間の長期化を確実に解消し、発光ダイオードによる利点を十分に生かしたライニング材の硬化作業を行うことができる。すなわち、予熱工程を光硬化工程の前段の動作として行うことで、硬化作業時間の長期化を伴うことなく、発光ダイオードによる管状ライニング材の良好な硬化作業が確保される。これにより、消費電力や製造費用の低減化、装置の小型化、硬化作業時のライニング材の劣化の防止、更に、ライニング材の劣化防止のための制御の簡略化など、従来技術に対する種々の効果を発揮することができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態では、マンホール間の下水本管の補修を管状ライニング材を用いて行う場合を例として説明する。図１に示したように、補修対象の既設管である本管１００は、いわゆるマンホールと呼ばれる縦坑２００と３００との間に形成されている。補修を行うに当たっては、前準備として、本管１００の上流側をせき止めるため止水部材１０１がマンホール２００の上流側に設置され、本管１００の途中位置に存在する一般排水の導入路である桝４００及び桝４００から伸長する取付管５００の上流側にも止水部材４０１が設置されている。

図１は、このような下水管本管１００の補修作業における管状ライニング材１０の導入工程の一例が示されている。図示のように、未硬化状態の管状ライニング材１０は、未だ管形状に拡径した状態にはなく、やや平らな形状で下水道本管１００内に引き込まれている。この引き込み動作は、マンホール２００側で収納部１２にローラーに巻回された状態で収納されている管状ライニング材１０をマンホール３００側の地上部に設置された牽引部１４の牽引動作によって下水道本管１００内に引き込むものである。

牽引部１４に装着された引き込み用ロープ１７が管状ライニング材１０の先端部１０ａに固定されており、この牽引用ロープ１６を引っ張ることにより管状ライニング材１０がマンホール２００側からマンホール３００側へ下水道本管１００を通って引き込まれていくものである。なお、この引き込み動作をより円滑なものとするために必要箇所にローラー１６―１、１６−２、１６−３、１６−４等が適宜設置されている。

なお、管状ライニング材１０は、例えば、ガラス繊維やフェルト（不織布）、もしくはその両方の組み合わせで形成されており、これに樹脂を含浸させている。含浸樹脂は、ビニエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の樹脂に光開始材を混入し、光で硬化できるものが用いられる。また、未硬化の管状ライニング材１０の表面は粘着性を有しているため、他の物への付着を避けるため、管状ライニング材の表裏面には、アウターフィルム、インナーフィルムがそれぞれ被覆装着されている。

図２は、管状ライニング材１０の下水道本管１００内への導入の他の動作例を示しており、この導入法は、管状ライニング材１０をそのまま引き込むのではなく、図示のように管状ライニング材１０を先端側から反転させつつ下水道本管１００内に押し込んでいく反転導入である。

マンホール２００から管状ライニング材１０が２つのローラ１７−１，１７−２間を通って導入されており、マンホール２００の近傍の地上に設置された図示しない管状ライニング材１０の送り機構から順次送り出され、マンホール２００を通って下水道本管１００に挿入されている。なお、図示のように、下水道本管１００の入り口開口部から、上記ローラ１７、更に図示していない地上の管状ライニング材１０の送り機構までは、覆い管６００によって密閉カバーされている。そして、この覆い管６００内から加圧空気（温風等）を下水道本管１００内に吹き込むことにより、管状ライニング材１０の反転押し込みが行われる。すなわち、図示のように反転して内側となる部分に押し込み用空気（矢印９００）が吹き込まれ、これにより管状ライニング材１０は反転しつつ徐々に本管１００内に押し込まれていくものである。

反転挿入された管状ライニング材１２は表裏逆になりながら挿入されて行くが、管状ライニング材１０の内側に送られる加圧空気の気圧は、例えば、０．０３〜０．０７Mpa程度である。この加圧空気の送り込みのため、覆い管６００は、下水道本管１０のマンホール１００側の開口部まで密閉設置されており、上記管状ライニング材１０の導入は、この覆い管６００の中を通して行われる。

図３は、上述した図１及び図２の引き込み又は押し込み動作が終了した後の管状ライニング材１０の整形作業を示してる。すなわち、未硬化の管状ライニング材１０を下水道本管１００の内壁にできるだけ密着するように沿わせる必要があり、このための拡径・整形作業を行っている。図示のように、本管１００内に導入された未硬化の管状ライニング材１０内に整形用空気（矢印７００）を吹き込むことによって行われる。設置された管状ライニング材１０の両端部には、必要な貫通孔の形成されたエンドパッカー１８ー、１８−２がそれぞれ取り付けられており、マンホール２００側の端部のエンドパッカー１８−１の空気導入口１８ａから空気を吹き込んでいる。この空気の吹き込みにより、管状ライニング材１０内の圧力が上昇し、管状ライニング材１０は下水道本管１００の内壁に沿って整形されて行く。整形用空気７００の吹き込みは、地上に配置したポンプ２０を備える作業車両２５などから空気供給管２２を介して圧縮空気を送り込むことにより行われている。

なお、この管状ライニング材１０の拡径による整形動作は、上述した図１の引き込み作業によって管状ライニング材１０が設置された場合だけでなく、図２の反転押し込み動作によって管状ライニング材が本管１００内に設置された場合にも行って良い。反転押し込み動作の場合、図１の引き込み作業の場合に比べ、既に管状ライニング材１０がある程度管状に整形された状態となっているので、図２の整形用空気の吹き込み作業は必要に応じて行えば足りる。

本発明方法において特徴的なことは、導入された管状ライニング材１０の内側からの光照射により管状ライニング材１０を硬化させる光硬化工程が、発光ダイオードを用いて行われ、かつ、この光硬化工程の前段の工程として、管状ライニング材１０が発光ダイオードの光照射によって良好な光硬化反応を行うように適温状態まで管状ライニング材１０を昇温させるライニング材予熱工程を行うことである。

図４は、光硬化工程及び予熱工程を行うために好適な実施の形態に係る光硬化装置２０及び予熱装置３０を示している。図示のように、光硬化を行うための光照射部分は、従来の紫外線ランプではなく、柱状（或いは筒状）に形成された本体部の外表面に発光ダイオード２２を備えた光照射装置２０である。光照射装置２０には、発光ダイオード２２が複数個（例えば、２０個〜６０個）設置され、光照射装置２０から外方に光を照射できるように構成されている。

また、発光ダイオード２２は、本実施の形態では、例えば、定格電力５〜２０Ｗ程度のものが用いられ可視光と紫外線領域にまたがる領域の波長３００〜４５０ｎｍの光を発光できる用に調整されている。これは、管状ライニング材１０の厚さが補修対象である既設管の構成や埋設深さ等の条件により３ｍｍ〜２０ｍｍの間で種々設定されることから、光の浸透力を確保するため４００ｎｍ以下の波長の純粋な紫外線のみではなく、浸透性の良い可視光領域の光線まで含めているものである。なお、この光照射装置２０は必要に応じ、長手方向に複数連結していわゆるランプトレインとして構成することも可能である。

そして、特徴的なことは、この光照射装置２０の光硬化工程における進行方向の前方部分に予熱工程を行うための予熱装置（３０）として発熱手段を設けていることである。この発熱手段としては発光手段を用いることが可能であるが、その場合には、管状ライニング材１０に対する硬化作用のない発光手段が用いられる。

本実施の形態では、加熱用の発光部として、純粋な赤外線のみ（他の波長領域の光を含まない）を発光する赤外線式発熱体（赤外線ランプ３０）（予熱装置と同符号３０を用いる）が用いられている。この赤外線ランプ３０は、ランプ本体部３０ａとそれをカバーするカバー部３０ｂを有し、カバー部３０ｂには、冷却用の開口部３０ｃが複数設けられている。この赤外線ランプ３０は管状ライニング材１０の光硬化させる機能は奏しないが、管状ライニング材１０を昇温させるには有効に機能する。ここでは、例えば、５００Ｗ〜８００Ｗのものが好適に用いられているが、管径などの条件によっては２０００Ｗ程度のものを用いても良い。

この赤外線ランプ３０を前方に設置したことにより、光の照射という光硬化のための手段と同じ手法により、かつ光硬化工程と同時進行で予熱工程を行うことが可能となっている。すなわち、赤外線ランプ３０による光照射によって、硬化用の光照射前の段階で管状ライニング材１０を発光ダイオード２２による光硬化に適する温度まで昇温させておくことができる。大がかりな装置を付加することなく、前方に種類の異なるランプを追加設置するという簡単な構成の増加により、予熱工程を行うことができる。

この様な、光照射装置２０と予熱装置３０を組み合わせた装置を用いることにより、消費電力が小さく、小型の光照射装置により、過度な温度上昇なくライニング材の品質の良好性を保った光硬化を行うことが可能である。そして、光硬化の前段として、且つ同時進行で予熱工程を行うことができ、発光ダイオード２２を用いる場合の課題である硬化作業時間の長期化をなくすことができる。

また、この図４に示した発光ダイオード２２を装填した光照射装置２０と予熱装置３０では、図示のように、光照射装置２０と予熱装置３０との連結間隔を調整できるように構成されている。本実施の形態では、管状ライニング材１０内に導入された機構のみにより伸縮可能な電動式油圧式シリンダ３２を設け、この油圧式シリンダ３２を外部からの操作指示により、自動的に伸縮調整できるように構成している。これにより、光照射装置２０と予熱装置３０との距離を調整可能としているのは、既設管（下水道本管１００）内の状況によっては、予熱装置３０からの熱によって光照射装置２０の部分の温度が上がりすぎることも考えられ、その様な場合に両者の間の距離を遠ざけることができるようにしたものである。したがって、光照射装置２０には温度測定部を設けておき、適切な発光ができるように、発光ダイオード２２近傍の温度をモニタしておくのが好適である。

上記光照射装置２０と予熱装置３０との間の距離の調整は、上述の油圧シリンダの他にも種々の手段を用いることができ、図５に示したように、両者の連結をワイヤ３４によって行い、このワイヤ３４の巻き取り、巻き戻しを行う自動巻回手段３６を光照射装置２０と予熱装置３０との間に設置することも可能である。

この様に組み合わせて構成された光照射装置２０と予熱装置３０は、管状ライニング材１０内で、光硬化時の進行方向先端に取り付けられた牽引用ワイヤ８００によって牽引移動されるものである。

光照射装置２０及び予熱装置３０の他の構成部分については、管状ライニング材１０内における状態を示した図６に基づいて説明する。同図は、光硬化工程における管状ライニング材１０内部の状態を示している。図示のように発光ダイオード２２を装填した光照射装置２０とその前段に設置された予熱装置３０は、図３に示したように、拡径された未硬化状態の管状ライニング材１０にマンホール２００側からマンホール３００側に向かって、下水道本管１００内に予め引き込まれており、光硬化工程は、上述した牽引用ワイヤ８００により、マンホール２００側に牽引動作しつつ行われる。

光照射装置２０及び予熱装置３０は、管状ライニング材１０内を移動可能な移動式装置（「ランプトレイン」）として構成されている。すなわち、硬化用発光部としての発光ダイオード２２を装填した光照射装置２０が二段連結とされ、その前方側に予熱装置としての赤外線ランプ３０が連結されている。また、それぞれの部材の所定位置には、光照射装置２０及び予熱装置３０が管状ライニング材１０内のセンターに位置するように保持しつつ移動可能にするため、脚部とその先端に車輪のついた公知の走行手段３８がそれぞれ設けられている。

この実施の形態によれば、光照射の工程の事前の作業として別個独立して予熱工程を行う必要がなく、光照射装置２０の牽引移動中に同時に予熱工程を行うことができ、工程の煩雑性は生じない。すなわち、上述したように未硬化の管状ライニング材１０の光照射による硬化反応の適温は、一般的に４０℃〜５０℃であり、一方、発光時の温度が７０℃程度の発光ダイオード２２では、地中で冷えている下水道本管１００に接している管状ライニング材１０の温度を適温に上昇させることは容易ではないが、この予熱工程により発光ダイオード２２による迅速な光硬化工程を達成することができる。

また、重要なことは、迅速な光硬化工程を確保できるにもかかわらず、大きな出力の紫外線ランプを用いた時のように、管状ライニング材１０が必要以上の高温状態になることが回避されるので、管状ライニング材１０の劣化だけでなく、スチレン等の臭気性、可燃性を有するガスの発生や火災の発生の危険性を抑制することも可能である。

図７は、光照射装置の他の構成例を示している。図示のように、本体部は、六角柱の柱状体の光照射装置７０として構成され、その六つの各側面に発光ダイオード２２が設置されている。この様に、光照射装置の構成は、その外表面に発光ダイオード２２を適宜配置し管状ライニング材１０内を照射できるものであれ場、種々の構成のものを用いることが可能である。

また、図８は、光照射装置２０を回転させつつ移動させるようにした実施の形態が示されている。すなわち、最後尾の光照射装置２０の後段に、光照射装置２０に対して回転力を加えるための回転駆動装置４０を連結している。回転駆動装置４０には、回転駆動手段４２が装填されており、例えば、この回転駆動手段４２によって回転される回転軸４４が、各光照射装置２０内に挿通固定されて構成されている。そして、この回転駆動手段４２を外部からの操作指示によって、適切な速度で回転させるようにしている。そして、各光照射装置２０の連結結合部２３の部分には、ボールベアリングが装填され各光照射装置２０が回転可能な構成となっている。

管状ライニング材１０の内壁に対する光照射は、光照射装置２０の表面に設置された発光ダイオード２２によって、ムラなく均等に行わなければならず、そのためには発光ダイオード２２の配置を適切に行わなければならない。しかし、本実施の形態のように、光照射装置２０を回転させるようにすることによって、管状ライニング材１０の内壁全周への均等な光照射を容易に得ることができる。この発光ダイオード２２の回転動作と牽引用ワイヤ８００による牽引移動動作とによって、各発光ダイオード２２の移動軌跡は１つの直線ではなく、管状ライニング材１０内を螺旋状に描かれる。したがって、ムラのない均等な光照射が確保される。

更に、本実施の形態では、回転駆動装置４０は自走可能な構成を有しており、走行用の駆動部４３二より車輪４５を回転駆動して、前方の光照射装置２０や予熱装置３０全体を押し移動させることのできる構成とされている。この場合、上述した光照射装置２０や予熱装置３０との間の間隔調整機構は、後方から押されてもその間隔を維持できる様な構造のものが用いられる。

図９は、本発明に係る光硬化方法を行うに際して、作業の円滑化を図るための構成（ジャケット８０）を付加した実施の形態を示している。下水道本管１００の全体を補修する場合、下水道本管１００に導入される管状ライニング材１０は下水道本管１００内全域を確実に網羅しなければならない。したがって、管状ライニング材１０は下水道本管１００の外のマンホール側にはみ出した状況が生じる。その場合、管状ライニング材１０は、拡径用空気の導入時に大きく膨らんでしまい、下水道本管１００の管口の部分の管状ライニング材１０の厚さが薄くなってしまう現象が生じる。

そこで、ジャケット８０を管状ライニング材１０の両端に装着するものである。ジャケット８０は、強化ガラス繊維などを主体として形成されており、マンホール内での管状ライニング材１０の膨らみを防止することができる強度を備えている。ジャケット８０を下水道本管１００の両端内部に、その開口端部８０ａ側が差し入れられて装着されており、このジャケット８０内に管状ライニング材１０のはみ出し部が収納されている。

ジャケット８０は管状ライニング材１０内に導入される拡径用の加圧空気により、ある程度の形状保持力が生じており、光照射装置２０（本図面では光照射装置１個用いたものが示されている）もこのジャケット８０内に移動させてお躯ことができる。そして、そこから牽引移動させることによって、下水道本管１００内の管状ライニング材１０の全域に対する良好な光照射を行うことが可能となる。

本発明は、上記各実施の形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、光照射装置２０の連結は複数の場合に限られす、赤外線ランプ３０と発光ダイオード２２を装填した光照射装置２０を１個ずつの連結としても良い。また、光照射装置と予熱装置との間の間隔を調整するための機構は、両者を連結しつつ、その連結手段の長さを調整することのできる公知の種々の技術を用いることが可能である。

管状ライニング材の引き込み動作を示す概略説明図である。 管状ライニング材の反転挿入動作を示す説明図である。 実施の形態に係る管状ライニング材の拡径・整形動作を示す動作説明図である。 光照射装置及び予熱装置の実施の形態を示す説明図である。 光照射装置及び予熱装置の他の実施の形態を示す説明図である。 既設管に導入された管状ライニング材内における光照射装置及び予熱装置の状態を示す説明図である。 光照射装置の他の構成例を示す説明図である。 光照射装置を自動的に回転可能とした構成例を示す説明図である。 既設管の両端にジャケットを装填する様にした実施の形態を示す説明図である。

符号の説明

１０ 管状ライニング材
２０、７０ 光照射装置
２２ 発光ダイオード
３０ 予熱装置（赤外線ランプ）
３４ 間隔調整用のワイヤ
３６ 巻回装置
４０ 回転駆動装置

Claims (6)

1. 未硬化状態の光硬化性の管状ライニング材をその外側面が更生対象の既設管内壁に沿うように導入する管状ライニング材導入工程と、前記導入された管状ライニング材の内側からの光照射により管状ライニング材を硬化させる光硬化工程と、を含む光硬化性ライニング材の光硬化方法において、
   前記光硬化工程は、発光ダイオードを用いて行うものとし、
   該光硬化工程の前段の工程として、前記管状ライニング材が前記発光ダイオードの光照射による光硬化反応が良好となる温度状態まで前記管状ライニング材を昇温させるライニング材予熱工程を含むことを特徴とする光硬化性ライニング材の光硬化方法。
2. 前記光硬化工程は、
   前記管状ライニング材内を移動可能に構成され、前記管状ライニング材内壁全周に対して光照射を行うことができるように前記発光ダイオードを配置して有する移動式光照射手段を前記管状ライニング材内で移動させつつ行われ、
   前記ライニング材予熱工程は、
   前記移動式光照射手段の前記発光ダイオードの配置箇所より所定間隔を置いた進行方向前方位置に、前記管状ライニング材を加熱するための加熱部を設け、前記発光ダイオードによる光硬化工程の際に前記加熱部からの発熱により行うことを特徴とする請求項１に記載の光硬化性ライニング材の光硬化方法。
3. 未硬化状態の管状ライニング材をその外側面が前記更生対象の既設管内壁面に沿うように既設管内に導入するライニング材導入手段と、前記管状ライニング材の内部から光照射し該管状ライニング材を硬化させる硬化用発光部を有する光照射手段と、を含む光硬化性ライニング材の光硬化システムにおいて、
   前記光照射手段は、
   前記管状ライニング材内を移動可能に構成された移動本体と、
   該移動本体に前記管状ライニング材内壁の全周に光照射可能に設けられた発光ダイオードと、を有し、
   前記光照射手段の光硬化動作時における移動方向前方には、
   前記光照射手段に連結されて設けられ、前記移動動作の際に前記光照射手段と共に管状ライニング材内を移動可能に構成され、前記管状ライニング材内壁の前記光照射手段の光照射位置の前方領域を加熱する予熱手段を配置したことを特徴とする光硬化性ライニング材の光硬化システム。
4. 前記光照射手段は、
   前記移動本体の外側面に前記管状ライニング材内壁の全周に対して光が照射されるように複数の発光ダイオードが配置されて装着されたことを特徴とする請求項３に記載の光硬化性ライニング材の光硬化システム。
5. 前記光照射手段の前記移動本体は、
   前記移動方向に伸長する所定長さの柱状体に構成され、前記発光ダイオードは所定間隔毎に該移動本体に外方に光照射可能に装着され、少なくとも該発光ダイオード装着部は、前記光硬化動作時の移動中に該移動方向に伸びる回転軸を中心に回転するように構成されたことを特徴とする請求項３又は４の何れか１項に記載の光硬化性ライニング材の光硬化システム。
6. 前記光照射手段及び／又は予熱手段が、牽引されることなく自動的に前記管状ライニング材内を移動可能とする自走手段を有することを特徴とする。
   請求項３から５の何れか１項に記載の光硬化性ライニング材の光硬化システム。

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