JP4545399B2 - Rehabilitation material and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管路を更生する更生材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
【従来の技術】
従来より、下水管等の管内面をライニングする場合には、繊維質材料に硬化性樹脂を含浸させた筒状の可撓性の更生材を管内へ引き込み、その更生材を空気圧や水圧で管内面に押し付けて、その状態で硬化性樹脂を熱硬化又は光硬化させることにより、管路の内壁面に筒状の内張り（筒状体）を付与する管路の更生方法（ライニング工法）が採用されている。
【０００４】
このようなライニング工法では、ポリエステル繊維等の有機繊維で造ったフェルト（繊維質基材）に硬化性樹脂を含浸させた更生材が使用されることが多いが、有機繊維に換えてガラスクロスやガラスマットなどのガラス繊維質材料を使用した更生材は、樹脂の硬化によって形成される筒状体の耐圧偏平強度（剛性）が大きくなるという特徴を備えていた。
【０００５】
このようなガラス繊維質材料を使用した更生材も種々提案されている。たとえば、内層と外層を積層して成るチューブ基材であって、内層は内側から軸方向のガラスロービング、ガラスチョップドストランドマット、円周方向のガラスロービング、ガラスフェルト、軸方向のガラスロービングを順次積み重ねた層であり、外層は外側から軸方向のガラスロービング、ガラスチョップドストランドマット、円周方向のガラスロービング、ガラスフェルト、軸方向のガラスロービングを順次積み重ねた層としたライニング用チューブ基材が提案され、そのライニング用チューブ基材に硬化性樹脂を含浸させることにより更生材が得られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１５０５４５号公報
【０００７】
【発明が解決すべき課題】
一般に、ガラス繊維強化熱硬化性プラスチック管（ＧＲＰ）は強い耐圧偏平強度（剛性）を有することが知られ、それらは、例えば、ＪＩＳ Ｋ ７０３２により測定されている。
【０００８】
ここで、本発明の対象である更生材は、施工後の硬化性樹脂が硬化された状態では、筒状の成形体（以下、筒状体１０という。）である。この筒状体１０は、地中で土圧を受けるので、図７に示すように、土圧（荷重Ｆ）を受けた筒状体１０は、例えば、想像線（２点鎖線）により示すように変形する。
【０００９】
このような変形が生起した場合には、筒状体１０が突出して変形する両側面Ａ，Ａ´付近では、図８（ａ）に示すように、筒状体１０の外周縁側１０ｂでは引張荷重（←→）が作用し、内周縁側１０ａでは圧縮荷重（→←）が作用する。一方、筒状体１０が窪んで変形する上下面Ｂ，Ｂ´付近では、図８（ｂ）に示すように、外周縁側１０ｂでは圧縮加重（→←）が作用し、内周縁側１０ａでは引張加重（←→）が作用する。
【００１０】
ここで、一般にガラス繊維で補強した成形体は、引張強度に対しては剛性を増すが、圧縮強度に対しては充分ではない。それ故、ガラス繊維の補強作用によって筒状体１０の剛性を増大させるには、単にガラス繊維を多用すればよいというものではない。
【００１１】
また、このようなガラス繊維強化熱硬化性プラスチック管（ＧＲＰ）を更生材として適用した場合には、つぎのような問題点がさらに加わる。
【００１２】
例えば、繊維質材料としてガラスクロスを用いた更生材は、ガラス繊維の補強作用によって剛性の強い筒状体を形成できる反面、ガラスクロスを多用すると更生材が周方向に伸びにくくなり、このため更生材を空気圧等で管路の内壁面に密着させにくいという問題が発生する。
【００１３】
また、ガラスクロスに換えてガラスマットを用いれば、更生材は、周方向にも延びるので管路の内壁面への密着性は改良されるものの、長手方向の引張強度が充分でないため、管路内へ更生材を引き込むときに大きい引張力が作用すると更生材が破断する恐れが生じる。
【００１４】
これに対して、特許文献１に記載の更生材によれば、管路の内壁面に密着させやすく、長手方向にも大きい引張強度を有し、含浸樹脂の硬化により高強度の内張りを形成することができるライニング用チューブ（更生材）を提供することができる。
【００１５】
しかしながら、特許文献１に記載の更生材は、５層からなる内層及び５層からなる外層を積層させることが必要であり、層の構成が複雑であり、製造の作業効率が劣るという課題点がある。また、層の構成が複雑である反面、必ずしも施工性が充分であるとはいえない。
【００１６】
そこで、この発明は、製造の作業効率が良好であるという簡単な構成でも、管路内へ更生材を引き込むに充分な引張強さを備えた更生材であって、施工中には管路の内壁面への密着性に優れ、また、施工後は剛性の強い更生材を提供することを目的とする。
【００１７】
本発明は、繊維質材料に硬化性樹脂が含浸された繊維質基材と、補修すべき管路の内壁面に直接接触される不透過性フィルム又はシートからなる最外層とを含み、管路内に引き込まれて使用され、管路の内壁面に圧接した状態で前記硬化性樹脂が硬化されることにより、管路の内壁面を更生する更生材において、前記繊維質基材は、補強繊維を主材として形成された織物又は組布と、該織物又は組布の内側に配列された硬化性樹脂を含浸したフェルトと、該フェルトの内側に配列された補強繊維質層とを含んで構成され、前記織物又は組布は、前記補強繊維の繊維軸が管路の管軸と４０〜５０度の範囲内で交差して配列され、前記織物又は組布と前記フェルトとはニードルパンチングにより一体化され、かつ、さらに、該織物又は組布は、前記最外層を構成する不透過性フィルム又はシート側に固着されて一体化されていることを特徴とする更生材である。
【００１８】
このように構成すれば、この更生材は、補強繊維を含んでいることにより施工後に強い剛性を備えることができる。また、この更生材は補強繊維を主材として形成された織物又は組布を含むので、引き込みに際して強い引張力が作用しても引き裂かれることがない。さらに、この織物又は組布は補強繊維の繊維軸が管路の管軸と４０〜５０度の範囲内で交差して配列されていることにより、管路の径方向にも適度に伸張するので、施工中には管路の内壁面への密着性に優れる。
また、この更生材は、補強繊維を主材として形成された織物又は組布と補強繊維質層とがフェルトを介して配置されることにより、サンドイッチ構造により剛性を高めることができる。
また、織物又は組布とフェルトとはニードルパンチングにより一体化されているので、樹脂を含浸させた場合の含浸性が損なわれることがなく、場合によっては増大されて、製造の作業効率が増大される。さらに、ニードルパンチングにより一体化された織物（又は組布）側に薄いフィルム又はシートを最外層として固着させて一体化させているので、表面側の平滑性が保たれて、最外層としての薄いフィルム又はシートの管路の内壁面への密着性が増大され、施工性が良好となる。
【００２２】
ここで、このような補強繊維としては、補強作用を有する繊維であり、高弾性又は高強度の繊維が例示され、ガラス繊維が安価で入手できるので最も好ましいが、他に、炭素繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維などの有機・無機の補強繊維を用いることもできる。炭素繊維、「ケブラー」などの商品名で発売されているアラミド繊維、「ベクトラン」などの商品名で発売されている芳香族ポリエステル繊維はいずれもガラス繊維よりも高弾性率を備えた補強繊維として知られており、このような有機又は無機の高強力・高弾性率繊維を補強繊維として用いてもよい。
【００２３】
また、組布は織布に比べて物性値が向上するので好ましい。
【００２５】
この更生材は、例えば、外側に配置されるベースホースとベースホースの内側に配置されるキャリブレーションホースとを含んで構成され、ベースホースは、不透過性フィルム又はシートからなる最外層と最外層の内側に配列された織物と、織物の内側に配列された硬化性樹脂を含浸したフェルトと、該フェルトの内側に配列された補強繊維質層を含んで構成されている。
【００２６】
また、この更生材は、例えば、外側に配置されるベースホースとベースホースの内側に配置されるキャリブレーションホースとを含んで構成され、ベースホースは、外側に配置されるベースアウタと内側に配置されるベースインナとから構成され、そのベースアウタは、不透過性フィルム又はシートからなる最外層と最外層の内側に配列された織物又は組布と、織物又は組布の内側に配列された硬化性樹脂を含浸したフェルトを含んで構成され、このベースインナは、硬化性樹脂が含浸されたフェルトと、フェルトの内側に配置された補強繊維質層を含んで構成され、
前記ベースアウタを構成するフェルトと、前記ベースインナを構成するフェルトは、前記ベースアウタを構成する前記織物又は組布と、前記ベースインナを構成する補強繊維質層との間に挟まれたサンドイッチ構造となって構成されている。
【００２７】
このように構成すれば、補強繊維質層と織物又は組布とがフェルトを挟んで配置されていることにより、サンドイッチ構造に起因して剛性が高められ、得られた筒状体が偏平する方向に耐圧を受けた場合の耐圧偏平強度（リングの剛性）が一層増大される。
【００２８】
このようなベースインナは、さらに補強繊維質層を多層とすることもでき、例えば、硬化性樹脂が含浸されたフェルトと、フェルトの内側に配置された補強繊維質層、補強繊維質層の内側に配置された硬化性樹脂が含浸されたフェルトと、該フェルトの内側に配置された補強繊維質層を含んで構成されている。
【００２９】
これらの補強繊維質層は、補強繊維を主材として形成された不織布（繊維軸がランダム）などの補強繊維質層に加えて織物又は組布などのように繊維軸が一定の方向に揃っていてもよく、また、この場合の織物又は組布は、補強繊維の繊維軸が管路の管軸と交差する方向に配列されてもよい。
【００３０】
以上の、織物又は組布とフェルトとはニードルパンチングにより一体化したものが更生材の形態安定性及び硬化性樹脂の含浸性に優れて特に好ましく用いられる。
【００３１】
また、このニードルパンチングにより一体化された織物又は組布側に最外層を固着させて一体化させれば、表面が平滑であるので、最外層としての不透過性フィルム又はシートの厚みが薄くても、不透過性フィルム又はシートを滑らかに付与することができ、これにより、管路の内壁面への密着性も増大する。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００３３】
この発明の実施の形態の一例に係る更生材１０は、図１に示すように、外側に配置されるベースホース１１とベースホース１１の内側に配置されるキャリブレーションホース１２とを含んで構成されている。
【００３４】
このベースホース１１は、外層不透過性フィルム（又はシート）１３とそれに固着された外層繊維質層１４とから構成され、キャリブレーションホース１２は、内層不透過性フィルム（又はシート）１５とそれに固着された内層繊維質層１６とから構成されている。これらの外層繊維質層１４及び内層繊維質層１６には硬化性の樹脂が含浸されている。
【００３５】
外層不透過性フィルム１３は、硬化性樹脂が透過又は蒸散しないように不透過性を備え、耐久性やコストの観点から適宜な材料を選択することができ、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンやナイロンなどのポリアミドが例示される。
【００３６】
内層不透過性フィルム１５も硬化性樹脂が透過又は蒸散しないように不透過性であり、仕上がりの内面の滑らか性、耐傷性、耐久性等を考慮して適宜の材料が選択される。それらは、たとえば、ポリウレタン、ポリアミド、飽和ポリエステル等が用いられている。
【００３７】
これらの外層不透過性フィルム１３及び内層不透過性フィルム１５は、以上に説明の素材に限定されずに適宜の材料が使用でき、それらは、例えばラミネートであってもよい。
【００３８】
また、含浸される硬化性樹脂は、更生材１０の耐久性、力学的性質や取り扱い性、コストなどを考慮して適宜選択される。硬化性不飽和ポリエステル系樹脂が代表的な樹脂として例示されるが、エポキシ系樹脂等、これらに限らずにその他の熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂等であってもよい。
【００３９】
このような更生材１０は、例えば次のようにして調整される。
【００４０】
まず、施工現場の地中管の口径、形状及び長さによりベースホース１１及びキャリブレーションホース１２の材料が選択され、適宜の長さに切断される。ついで、含有されるべきそれぞれの重合開始剤を含有する硬化性樹脂が混合調整され、この硬化性樹脂は、ベースホース１１又はベースホース１１及びキャリブレーションホース１２の繊維質層に含浸される。キャリブレーションホース１２の内外が反転され、ベースホース１１の内側に挿入される。
【００４１】
この更生材１０は硬化性樹脂が含浸された状態で可撓性であり、例えば、筒状の更生材１０は偏平に折り畳まれたり巻き込まれて保管可能である。
【００４２】
この更生材１０は、更生材が偏平に折り畳まれ、運搬や施工の容易さのために巻き取られ、又は折り畳まれ、重ねられた状態で施工現場に搬送される。もちろん、硬化性樹脂の含浸工程を含めたこれらの一連の作業は作業現場で行われていてもよい。
【００４３】
ここで、本発明の実施の形態に係るベースホース１１は、図２及び図３に示すように、補強繊維としてのガラス繊維を主材とした織物又は組布により補強されている。そのような補強材としては、例えば補強繊維を含んだ経糸２１と緯糸２２とがほぼ直角に交差して折り込まれた織物２０（図２ａ）又は補強繊維が互いに交叉した状態で重ねて（積層して）適宜の接着剤などで接合させた組布２０（図２ｂ）が例示される。
【００４４】
ここで、織物としては、補強繊維が経糸２１及び緯糸２２として形成された織物であれば、その織り組織などは特には限定されない。
【００４５】
そのような織り組織は、例えば、平織りが最も入手しやすいが、重ね織り、搦め（からめ）織りであってもよく、また、斜文織り、綾織り、朱子織り、変化組織であってもよい。また、経糸及び緯糸はそれぞれ単一であっても、複数本であってもよい。また、経糸と緯糸とが同一であっても異なっていてもよい。
【００４６】
また、組布としては、繊維軸２１ａ，２２ａが互いに交叉して重ねた状態でバインドした少なくとも２軸の補強繊維を含む組布が代表的な例として挙げられる。組布は織布に比べて一般的に物性値が向上するので好ましい。
【００４７】
このような組布は、織物と同様に縦横に直角に交叉した組布であっても、チューブ状にする際に、管軸１ａと交叉できればその形態は問わない。しかしながら、組布は、一般に斜交糸を含んで形成することが容易である。この点、互いに±４５度斜交した斜交糸２１，２２を含む組布であれば、縫製などによりチューブ状とすることも簡易であり好ましい。ここで、この交叉角度はこれに限定されず、例えば、±１０度〜±８０度、好ましくは±３０度〜±６０度、特に好ましくは±４０度〜±５０度で交叉した組布が例示される。
【００４８】
また、この組布２０は斜交糸を含めば、２軸に限らずに本発明の効果を損なわない範囲内で３軸、４軸などの多軸であってもよく、また繊維軸の方向性がない不織布などが積層された多層構造であってもよい。
【００４９】
このような織物又は組布２０を構成する補強繊維の一例としてのガラス繊維は、フィラメントの状態、ロービングの状態又はクロスの状態等適宜の状態で、適宜の表面処理が施されることにより、含浸される硬化性樹脂との親和性を高めることができる。
【００５０】
本発明に用いられる織物又は組布２０としては、ガラスロービングを織った厚手の平織りクロス（ロービングクロス）又は２軸斜交組布が一例として挙げられる。このロービングクロス又は２軸斜交組布は、広く市販品として入手でき、かつ、このロービングクロス又は２軸斜交組布は、更生材に含浸されるエポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂に対する親和性も優れているので、本発明に適した素材の一例である。
【００５１】
このような平織りのロービングクロス又は組布の一例としては、例えば、直径１０〜１７μｍ程度のフィラメント（ガラス長繊維）の数百本を集束してストランドとし、これを所定の番手となるように引きそろえて束にしたロービングを経糸及び緯糸又は斜交糸として、平織り又は積層などにより織物又は組布として織った又は積層された厚手の平織りクロス又は多軸組布が例示される。
【００５２】
この織物又は組布２０の目付は、必要とする剛性及び管径により左右されるが、例えば、４００ｇ／ｍ2〜１０００ｇ／ｍ2の範囲内である。
【００５３】
また、本発明においては、これらの織物又は組布２０は、経糸２１（又は斜交糸２１）の繊維軸２１ａ及び緯糸２２（又は斜交糸２２）の繊維軸２２ａは、それぞれ管軸（管路の長手方向）１ａとはいずれも充分な角度で交差して配列されている。
【００５４】
ここで、この交差する角度θは、特には限定されないが、略４５度の場合に径方向の伸び率が最も大きく、本発明の効果が最も顕著となる。これにより、本発明においてこの交差する好ましい角度θは、４０〜５０度の範囲内である。なお、後述する実施例では略４５度で交差されている
【００５５】
このような交差する角度θを備えた筒状体１０は、所定のロービングクロスを斜めに使い、隣接する端部を縫製などにより縫合して得ることができる。
【００５６】
これにより、本発明の更生材１０では、経糸２１及び緯糸２２（又は斜交糸２１，２２）として形成された織物（又は組布）２０を含むので、引き込みに際して強い引張力が作用しても引き裂かれることがない。また、この織物（又は組布）２０は経糸２１及び緯糸２２（又は斜交糸２１，２２）の繊維軸２１ａ，２２ａが管路１の管軸１ａと交差する方向に配列されていることにより、管路１の径方向にも適度に伸張するので、施工中には管路１の内壁面への密着性に優れる。
【００５７】
これにより、簡単な構成でも、管路内へ更生材を引き込むに充分な引張強さを備えた更生材であって、施工中には管路の内壁面への密着性に優れ、また、施工後は剛性の強い更生材を提供することができる。
【００５８】
また、このベースホース１１は、図４〜図６に示すように、外側に配置される外層不透過性フィルム（又はシート）１３を含むベースアウタ１１１と内側に配置されるベースインナ１１２との二つの部材から構成されていてもよい。
【００５９】
これらの場合において、ベースアウタ１１１は、本発明に係る所望の織物（又は組布）２０と、織物（又は組布）２０の内側に配列された硬化性樹脂を含浸するための所望の厚みのフェルト２３を含んでいる。
【００６０】
フェルト２３を構成する材料としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、炭素繊維、ガラス繊維などの有機又は無機の繊維が用いられ、これらは単一であっても混合されて使用されてもよい。これらの繊維は、ニードルパンチングなどの適宜の手法により圧縮されて嵩密度（目付）が高められた不織布（フェルト）とされる。
【００６１】
これらの織物（又は組布）２０とフェルト２３は、例えば、ニードルパンチングにより一体化されているのが好ましく、ニードル後に織物（又は組布）２０側に外層不透過性フィルム（又はシート）１３が熱融着などにより一体化されている。また、適宜の段階で縫製などの手法により筒状に成形され、通常は筒状の形態で硬化性樹脂が含浸される。
【００６２】
ニードルパンチングにより一体化させることにより、樹脂を含浸させた場合の含浸性が損なわれることがなく、場合によっては増大されて、製造の作業効率が増大される。また、ニードルパンチングすることにより、織物（又は組布）２０側に薄いフィルムを一体化させた場合にも、表面側の平滑性が保たれて、管路の内壁面への密着性が増大される。
【００６３】
なお、このフェルト２３は、従来のフェルトと同様に、例えば、ポリエステル繊維からなるフェルトであり、その厚みは、硬化性樹脂を含浸するに必要な厚みであれば特には限定されない。サンドイッチ構造により剛性を持たせるには所望の厚みが好ましく、例えば、目付で５００ｇ／ｍ2〜１２００ｇ／ｍ2の範囲内であり、厚みでは、２〜８ｍｍの範囲内であるが、この範囲には限定されない。
【００６４】
次に、図４に示すベースホース１１では、ベースインナ１１２はこのフェルト２３に接する側に配置されるフェルト２４とその内側に配置される補強繊維質層としてのガラス繊維質層２５を含んで構成され、同様にニードルパンチングなどにより両層は一体化されている。ニードルパンチングにより一体化させることにより、樹脂の含浸性が増大されることは上述と同様である。
【００６５】
ここで、このフェルト２４は、フェルト２３と直接接合されて、ベースアウタ１１１とベースインナ１１２との接合性を高めるためのものである。それ故、このフェルト２４はフェルト２３と同一素材であっても又は異なってもよいが、同一素材であれば、コストが低減できる。なお、このフェルト２４の目付は小さくてもよく、例えば、１００ｇ／ｍ2〜３００ｇ／ｍ2の範囲内である。
【００６６】
また、ガラス繊維質層２５は、例えば、管軸１ａ方向に配列されたロービングであるが、本発明に係る織物（又は組布）２０であってもよい。いずれの場合にもニードルパンチングにより一体化されていることが好ましい。
【００６７】
このように構成すれば、フェルト２３及び２４を挟んで織物（又は組布）２０と補強繊維質層としてのガラス繊維質層２５とが配置されたサンドイッチ構造をとることにより、得られた筒状体１０に耐圧を受けた場合の耐圧偏平強度（リングの剛性）が一層増大される。
【００６８】
所望のサンドイッチ構造を得るための目的には、フェルト２３の目付を減少させてフェルト２４の目付を相対的に多くしたり、また、換言すれば、フェルト２４の目付を多く取ることによりフェルト２３の目付を少なくしてもよい。いずれにしても、フェルト２３とフェルト２４との合計厚みを所望の厚みとすることにより所望のサンドイッチ構造を有する筒状体１０が得られる。
【００６９】
以上の観点から、フェルト２３とフェルト２４の合計目付は、例えば、６００ｇ／ｍ2〜１４００ｇ／ｍ2程度の範囲内であり、その合計厚みは、３〜９ｍｍの範囲内であるが、この範囲には限定されない。
【００７０】
以上に説明のベースアウタ１１１及びベースインナ１１２は、さらに多層とすることもできる。例えば、図５に示すベースインナ１１２では、フェルト２４とガラス繊維質層２５のさらに内側にフェルト２６を介して補強繊維質層としてのガラス繊維質層２７が配置されている。ここで、このフェルト２６及びガラス繊維質層２７は、例えば、フェルト２４及びガラス繊維質層２５と同一のものでよく、その目付も同一でよい。この場合、このフェルト２６及びガラス繊維質層２７の目付及び厚みに応じて、例えば、フェルト２３の厚み及び目付を減じれば、大略同一規格（厚みなど）の更生材を得ることができる。これにより、多層のサンドイッチ構造を得ることができ、一層剛性は増大される。
【００７１】
なお、このガラス繊維質層２５及び２７に換えて本発明に係る織物を用いてもよい。このような一例が図６に示されている。この図６において、符号２０１及び２０２は本発明に係る経糸及び緯糸がともに管軸に斜めに交差した織物又は組布を示している。この織物（又は組布）２０１及び２０２は、織物（又は組布）２０と同一規格であるが、異なっていてもよい。
【００７２】
このように本発明に係る織物又は組布２０（又は２０，２０１及び２０２）が内層にフェルト２３及び２４（又は２３及び２４並びに２６）を介在させて二つ（又はそれ以上）に分割されていることにより、密着性に優れ、かつ、剛性（耐圧偏平強度）が一層強い更生材とすることができる。
【００７３】
また、以上の織物又は組布（又は補強繊維質層）とフェルトとはニードルパンチングにより一体化したものが更生材の形態安定性及び硬化性樹脂の含浸性に優れて特に好ましく用いられる。
【００７４】
以上説明の更生材は、縫製などにより織物（又は組布）の配列が所望の配列となるように縫製、接着などにより筒状体とされた後に、内部のフェルト等の繊維質材料に硬化性樹脂が含浸される。この硬化性樹脂としては、熱硬化性、光硬化性、常温硬化性など適宜の硬化性樹脂が使用可能であり、不飽和ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂が好適な一例として例示される。
【００７５】
このような更生材を用いて下水管等の管内面を更生する場合には、所定の形状及び寸法を備えた筒状の更生材が用意される。繊維質材料に硬化性樹脂を含浸させるが、各繊維質材料は、ニードルパンチングにより一体化されているので、形態安定性が良好であり、かつ、含浸性にも優れている。
【００７６】
筒状の更生材はこの含浸状態では可撓性であり、自由に折り畳むことができる。この折り畳まれた状態でトラックなどにより施工現場に搬送される。もちろん、施工現場で樹脂を含浸させる作業を行うこともできる。
【００７７】
更生材の末端をロープなどにより牽引してマンホールなどを介して更生材を管路内に引き込む。更生材は、織物を含んでいるので、管路が長い場合、また、敷き込みに抵抗があっても、引き裂かれることなく、かつ、形態維持性も良好に敷き込むことができる。
【００７８】
筒状の更生材の両末端を栓などの締結手段により封鎖して気密性を保った状態で、更生材の内部に圧力媒体を充填する。これにより更生材は拡径されて圧力媒体が押圧手段となって管路の内壁に密着される。この押圧手段は、圧力媒体に限らずに機械的な押圧手段であってもよい。このような押圧手段は公知であり、パッカーを備えた押圧手段が例示される。
【００７９】
ここで、管路径は数パーセントの誤差を含んでいるが、本発明に係る更生材では、この数パーセントの誤差は径方向の更生材の伸張により吸収されて更生材は管路の内壁面に密着される。
【００８０】
この状態で、硬化性樹脂を熱や光等の作用により硬化させれば管路の内壁面に剛性の強い筒状の内張り（筒状体）を形成させることができる。
【００８１】
圧力媒体としては、空気や水、温水、蒸気などが例示される。含浸される樹脂が熱硬化性樹脂であれば、圧力媒体として温水や蒸気などを用いることが効率的であるが、熱硬化性樹脂は、その他の手段により硬化されてもよい。
【００８２】
【実施例】
以下に実施例により本発明の効果を説明するが、本発明はこれらの実施例には限定されない。なお、以下の実施例においては、同一のキャリブレーションホース１２を用い、市販のベースホースにガラス繊維入り特殊フェルトを使用することにより得られた高強度の更生材を対照とした比較実験が行われた。
【００８３】
また、本発明の実施例では、経糸及び緯糸が管軸に対して４５度傾斜配置させたものが用いられ、各織物とフェルトとはニードルパンチングにより一体化され、外層不透過性フィルム１３としてはナイロン系のコーティングが用いられた。
【００８４】
ベースホースの厚みは略９ｍｍになるように設定され、硬化性樹脂としては市販品と同じポリエステル樹脂の同一量が含浸され、管路としては内径φ３００ｍｍの既設管を使用した。
【００８５】
実施例１のベースホース１１は、図４に準じて作成され、ベースアウタ１１１は、ポリエステル系のフェルト（厚み６ｍｍ、１０８０ｇ／ｍ2）及び±４５度で斜交した斜交糸からなる多軸（２軸）ガラス組布（８００ｇ／ｍ2）が用いられ、その厚みは約７ｍｍである。また、ベースインナ１１２としては、ポリエステル系のフェルト（２００ｇ／ｍ2）及びガラスロービング（９００ｇ／ｍ2）が用いられ、その厚みは約２ｍｍである。
【００８６】
実施例２のベースホース１１は、図５に準じて作成され、ベースアウタ１１１は、ポリエステル系のフェルト（厚み４ｍｍ、７２０ｇ／ｍ2）及び実施例１と同様な±４５度で斜交した斜交糸からなる多軸（２軸）ガラス組布（８００ｇ／ｍ2）が用いられ、その厚みは約５ｍｍである。また、ベースインナ１１２としては、実施例１のベースインナが２層に積層されたものが用いられ、従ってその厚みは約４ｍｍである。
【００８７】
実施例３のベースホース１１は、図６に準じて作成され、実施例２のベースインナ１１２のガラスロービング（９００ｇ／ｍ2）に変えて実施例１と同様な多軸（２軸）ガラス組布（８００ｇ／ｍ2）が用いられた。
【００８８】
なお、対照例のベースホース１１は、実施例１のベースアウタ１１１に用いる多軸ガラス組布（８００ｇ／ｍ2）に換えてガラスロービング（９００ｇ／ｍ2）が用いられた構成である。
【００８９】
いずれの実施例１〜３に従う更生材も、対照例と同様に含浸作業性に優れ、また、拡径圧力０．８ｋｇｆ／ｃｍ2での条件下での拡径作業により既設管との密着性も良好であった。これにより、実用的な作業性を備えていた。
【００９０】
硬化後に得られた筒状体の耐圧偏平試験をＪＩＳ Ｋ ７０３２（プラスチック配管系−ガラス強化熱硬化性プラスチック管−管の初期剛性の求め方）に準拠して行ったところ、実施例１では約９２００ＭＰａ、実施例２では約８４４０ＭＰａ、実施例３では約７７５０ＭＰａと対照例の更生材の値が約６４００ＭＰａであるのに比べていずれも高弾性であった。
【００９１】
これらの結果から、多軸（２軸）ガラス組布を用い、サンドイッチ構造としたことが耐圧偏平強度に大きく寄与していると考えられた。また、多軸（２軸）ガラス組布の配置は、最外層に近い程、高弾性に寄与すると考えられた。
【００９２】
なお、以上の実施例では、補強繊維としてガラス繊維を用いて説明したが、ガラス繊維に代えて、例えば、ガラス繊維よりも高弾性率である炭素繊維やケブラー（商品名）などのアラミド繊維（芳香族ポリアミド繊維）、高強力高弾性率繊維として知られているベクトラン（商品名）などの芳香族ポリエステル繊維などの高弾性率を有する繊維の織布又は組布を用いれば、径方向には伸張できるが高弾性かつ高強力（引っ張っても切れにくい）な更生材が得られることにより、本発明の目的又は効果が得られることは明らかである。
【００９３】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【００９４】
たとえば、更生材は、キャリブレーションホースとベースホースとから構成されていたが、織物（又は組布）を含めば、この構成には限定されない。たとえば、内外表面が気密性の高いプラスチックフィルムで被覆された本発明に係る織物又は組布を含む筒状の繊維質基材（布帛）に硬化性樹脂が含浸された３層構成でもよい。なお、いずれにしても織物は最外層に近い方が好ましい。
【００９５】
また、以上の実施の形態では、既設管の補修を兼ねた例を示しているが、必ずしもこれに限定されずに、補修を必要としない新設管の管路にこの発明の更生材を適用してもよい。
【００９６】
なお、この発明の更生とは、ひび割れの補修に限らず、ひび割れが生じていなくて単に老朽化された管路の更生でも、また、何らかの理由により新設管の内面に自立管としての更生材を設ける場合の更生でもよい。
【００９７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、製造の作業効率が良好であるという簡単な構成でも、管路内へ更生材を引き込むに充分な引張強さを備えた更生材であって、施工中には管路の内壁面への密着性に優れ、また、施工後は剛性の強い更生材を提供できる、という実用的に有益な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る更生材の一例を説明する一部切欠斜視図である。
【図２】 本発明の実施の形態に係る更生材に含まれる織物又は組布の状況を説明する図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、その平面図、図２（ｃ）は、繊維軸と管軸との交差の状況を説明する図である。
【図３】 図３（ａ）は、図２（ａ）の緯糸２２に平行に切断した織物の断面模式図、図３（ｂ）は、図２（ｂ）の斜交糸２２に平行に切断した組布の断面模式図である。
【図４】 本発明の実施の形態に係る更生材を説明する断面模式図である。
【図５】 本発明の実施の形態に係る更生材を説明する断面模式図である。
【図６】 本発明の実施の形態に係る更生材を説明する断面模式図である。
【図７】 荷重Ｆを受けた場合の筒状体の変形の様子を説明する図である。
【図８】 図７の変形部の応力の状況を説明する断面模式図である。
【符号の説明】
１：管路
１ａ：管軸
１０：更生材（筒状体）
１１：ベースホース
１１１：ベースアウタ
１１２：ベースインナ
１２：キャリブレーションホース
１３：外層不透過性フィルム（又はシート）
１４：外層繊維質層
１５：内層不透過性フィルム（又はシート）
２０，２０１，２０２：織物（又は組布）
２１：経糸（斜交糸）
２１ａ：繊維軸
２２：緯糸（斜交糸）
２２ａ：繊維軸
２３，２４，２６：フェルト
２５，２７：ガラス繊維質層（補強繊維質層）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention provides a rehabilitation material for rehabilitating a pipeAnd manufacturing method thereofAbout.
[0002]
[Prior art]
[0003]
[Prior art]
Conventionally, when lining the inner surface of a sewage pipe or the like, a tubular flexible rehabilitation material in which a fibrous material is impregnated with a curable resin is drawn into the pipe, and the rehabilitation material is pulled into the pipe by air pressure or water pressure. Adopting a lining method that reinforces the inner wall of the pipeline by pressing the surface against the surface and thermosetting or photocuring the curable resin in that state. Has been.
[0004]
In such a lining method, a rehabilitation material in which a felt (fibrous base material) made of an organic fiber such as polyester fiber is impregnated with a curable resin is often used. Rehabilitation materials using glass fiber materials such as glass mats have a feature that the pressure-resistant flat strength (rigidity) of the cylindrical body formed by curing of the resin is increased.
[0005]
Various rehabilitation materials using such glass fiber materials have also been proposed. For example, it is a tube base material formed by laminating an inner layer and an outer layer, and the inner layer is formed by sequentially stacking an axial glass roving, a glass chopped strand mat, a circumferential glass roving, a glass felt, and an axial glass roving from the inside. A lining tube base material has been proposed in which the outer layer is an axial glass roving from the outside, a glass chopped strand mat, a circumferential glass roving, a glass felt, and an axial glass roving. The retreaded material is obtained by impregnating the lining tube base material with a curable resin (see, for example, Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-150545 A
[0007]
[Problems to be Solved by the Invention]
In general, it is known that glass fiber reinforced thermosetting plastic pipes (GRP) have a strong flattening strength (rigidity), and they are measured by, for example, JIS K 7032.
[0008]
Here, the rehabilitation material which is the object of the present invention is a tubular molded body (hereinafter referred to as the tubular body 10) in a state where the curable resin after construction is cured. Since this cylindrical body 10 is subjected to earth pressure in the ground, as shown in FIG. 7, the cylindrical body 10 that has received earth pressure (load F) is, for example, indicated by an imaginary line (two-dot chain line). Transforms into
[0009]
When such deformation occurs, in the vicinity of both side surfaces A and A ′ where the tubular body 10 protrudes and deforms, a tensile load is applied on the outer peripheral edge 10b of the tubular body 10 as shown in FIG. (← →) acts, and a compressive load (→ ←) acts on the inner peripheral edge 10a. On the other hand, in the vicinity of the upper and lower surfaces B and B ′ where the cylindrical body 10 is depressed and deformed, as shown in FIG. 8B, a compression load (→ ←) acts on the outer peripheral edge side 10b, and a tension is applied on the inner peripheral edge side 10a. Weighting (← →) acts.
[0010]
Here, in general, a molded body reinforced with glass fibers increases rigidity with respect to tensile strength, but is not sufficient with respect to compressive strength. Therefore, in order to increase the rigidity of the cylindrical body 10 by the reinforcing action of the glass fiber, it is not simply that a lot of glass fiber is used.
[0011]
Moreover, when such a glass fiber reinforced thermosetting plastic pipe (GRP) is applied as a rehabilitation material, the following problems are further added.
[0012]
For example, rehabilitation materials using glass cloth as the fibrous material can form a rigid cylindrical body by the reinforcing action of glass fibers, but if the glass cloth is used frequently, the rehabilitation material will not easily extend in the circumferential direction, and therefore There arises a problem that the material is difficult to adhere to the inner wall surface of the pipe line by air pressure or the like.
[0013]
In addition, if a glass mat is used instead of the glass cloth, the rehabilitation material extends in the circumferential direction, so that the adhesion to the inner wall surface of the pipeline is improved, but the tensile strength in the longitudinal direction is not sufficient. If a large tensile force is applied when the rehabilitated material is drawn in, the rehabilitated material may break.
[0014]
On the other hand, according to the rehabilitation material described in Patent Document 1, it is easy to adhere to the inner wall surface of the pipe, has a large tensile strength in the longitudinal direction, and forms a high-strength lining by curing the impregnating resin. A lining tube (rehabilitation material) that can be provided can be provided.
[0015]
  However, the rehabilitation material described in Patent Document 1 requires that an inner layer consisting of five layers and an outer layer consisting of five layers be laminated, and the configuration of the layers is complicated.Manufacturing efficiency is inferiorThere is a problem. Moreover, although the structure of the layer is complicated, it cannot be said that the workability is necessarily sufficient.
[0016]
  Therefore, the present inventionProduction efficiency is goodRehabilitation material with sufficient tensile strength to draw the rehabilitation material into the pipe line even with a simple configuration, excellent adhesion to the inner wall of the pipe line during construction, and rigid after construction It aims to provide a strong rehabilitation material.
[0017]
  The present invention relates to a fibrous base material in which a fibrous material is impregnated with a curable resin.And an outermost layer made of an impermeable film or sheet that is in direct contact with the inner wall surface of the pipeline to be repaired.In the rehabilitation material for rehabilitating the inner wall surface of the pipeline, the curable resin is cured in a state where it is drawn into the pipeline and pressed against the inner wall surface of the pipeline,The fibrous base material isWoven fabric or braid formed with reinforcing fiber as the main materialWhen,Felt impregnated with curable resin arranged inside the woven fabric or braidWhen,Reinforcing fiber layer arranged inside the feltWhenThe woven fabric or braided fabric is configured such that the fiber axis of the reinforcing fiber is a tube axis of a pipeline.And 4Within 0-50 degreesCross atArranged,The woven fabric or braid and the felt are integrated by needle punching, and the woven fabric or braid is further fixed and integrated on the impermeable film or sheet side constituting the outermost layer.It is the rehabilitation material characterized by this.
[0018]
  If comprised in this way, this rehabilitation material can be provided with strong rigidity after construction by including the reinforcement fiber. Further, since the rehabilitation material includes a woven fabric or a braid formed with reinforcing fibers as a main material, the rehabilitation material will not be torn even if a strong tensile force is applied upon drawing. Further, this woven fabric or braided fabric has a fiber axis of the reinforcing fiber and the pipe axis of the pipe lineAnd 4Within 0-50 degreesCross atBy being arranged, it also extends appropriately in the radial direction of the pipeline, so that it is excellent in adhesion to the inner wall surface of the pipeline during construction.
  Moreover, this rehabilitation material can raise rigidity by sandwich structure by arrange | positioning the woven fabric or braid | blade formed with reinforcing fiber as a main material, and a reinforcing fiber layer through a felt.
  In addition, since the woven fabric or braid and the felt are integrated by needle punching, the impregnation property when impregnated with the resin is not impaired, and in some cases, the work efficiency of the production is increased. The Furthermore, needle punchingIntegrated byThin on the fabric (or braid) sideLet the film or sheet adhere as the outermost layerIntegrationBecauseThe smoothness of the surface side is maintained,Thin film or sheet as the outermost layerAdhesion to the inner wall surface of the pipe is increased, and workability is improved.
[0022]
Here, as such a reinforcing fiber, it is a fiber having a reinforcing action, and a highly elastic or high-strength fiber is exemplified, and a glass fiber is most preferable because it can be obtained at a low price. Organic and inorganic reinforcing fibers such as polyester fiber, nylon fiber, and vinylon fiber can also be used. Carbon fiber, aramid fiber marketed under a trade name such as “Kevlar”, and aromatic polyester fiber marketed under a trade name such as “Vectran” are all reinforced fibers with higher elastic modulus than glass fiber. Such organic or inorganic high-strength and high-modulus fibers may be used as reinforcing fibers.
[0023]
Also,A braided fabric is preferred because its physical properties are improved compared to a woven fabric.
[0025]
The rehabilitation material includes, for example, a base hose disposed on the outside and a calibration hose disposed on the inside of the base hose. The base hose includes an outermost layer and an outermost layer made of an impermeable film or sheet. Woven fabric arranged inside, felt felt impregnated with curable resin arranged inside the fabric, and reinforcing fibrous layer arranged inside the felt.
[0026]
  In addition, the rehabilitation material includes, for example, a base hose disposed outside and a calibration hose disposed inside the base hose, and the base hose is disposed inside the base outer disposed inside. The base outer includes an outermost layer made of an impermeable film or sheet, a woven fabric or a braid arranged inside the outermost layer, and a curable resin arranged inside the woven fabric or braid. This base inner is composed of a felt impregnated with a curable resin and a reinforcing fibrous layer disposed inside the felt.And
The felt constituting the base outer and the felt constituting the base inner have a sandwich structure sandwiched between the woven fabric or braid constituting the base outer and the reinforcing fibrous layer constituting the base inner. TheIt is configured.
[0027]
  With this configuration, the reinforcing fibrous layer and the woven fabric or the braided fabric are arranged with the felt interposed therebetween., Rigidity is increased due to the sandwich structureFurther, the pressure-resistant flattening strength (ring rigidity) when the obtained cylindrical body is subjected to pressure resistance in the flattening direction is further increased.
[0028]
Such a base inner may further have a multilayered reinforcing fiber layer, for example, a felt impregnated with a curable resin, a reinforcing fiber layer disposed inside the felt, and an inner side of the reinforcing fiber layer. A felt impregnated with a curable resin disposed on the inside of the felt and a reinforcing fibrous layer disposed on the inside of the felt.
[0029]
These reinforcing fibrous layers have fiber axes aligned in a certain direction, such as woven fabric or braided cloth, in addition to reinforcing fibrous layers such as nonwoven fabric (fiber axes are random) formed with reinforcing fibers as the main material. In this case, the woven fabric or the braided fabric may be arranged in a direction in which the fiber axis of the reinforcing fiber intersects the tube axis of the conduit.
[0030]
The above-mentioned woven fabric or braid and felt integrated by needle punching are particularly preferably used because of excellent shape stability of the rehabilitated material and impregnation of the curable resin.
[0031]
  MaOctopusThe outermost layer on the fabric or braid side integrated by needle punchingIf you fix and integrateBecause the surface is smooth, the outermost layerThickness of impervious film or sheet asEven if is thin,Impervious film or sheetCan be applied smoothly,,tubeThe adhesion to the inner wall surface of the road is also increased.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0033]
As shown in FIG. 1, the rehabilitation material 10 according to an example of the embodiment of the present invention includes a base hose 11 disposed outside and a calibration hose 12 disposed inside the base hose 11. ing.
[0034]
The base hose 11 is composed of an outer layer impermeable film (or sheet) 13 and an outer fibrous layer 14 fixed thereto, and the calibration hose 12 is fixed to the inner layer impermeable film (or sheet) 15. The inner fiber layer 16 is formed. The outer fibrous layer 14 and the inner fibrous layer 16 are impregnated with a curable resin.
[0035]
The outer layer impermeable film 13 is impermeable so that the curable resin does not permeate or evaporate, and an appropriate material can be selected from the viewpoint of durability and cost. For example, polyolefin such as polyethylene and polypropylene, Examples include polyamides such as nylon.
[0036]
The inner layer impermeable film 15 is also impermeable so that the curable resin does not permeate or evaporate, and an appropriate material is selected in consideration of the smoothness, scratch resistance, durability, etc. of the finished inner surface. For example, polyurethane, polyamide, saturated polyester and the like are used.
[0037]
The outer layer impermeable film 13 and the inner layer impermeable film 15 are not limited to the materials described above, and appropriate materials can be used, and for example, a laminate may be used.
[0038]
Further, the curable resin to be impregnated is appropriately selected in consideration of the durability, mechanical properties, handleability, cost, etc. of the rehabilitation material 10. A curable unsaturated polyester-based resin is exemplified as a typical resin, but is not limited to an epoxy-based resin, but may be other thermosetting resins or photo-curable resins.
[0039]
Such rehabilitation material 10 is adjusted as follows, for example.
[0040]
First, the materials of the base hose 11 and the calibration hose 12 are selected according to the diameter, shape, and length of the underground pipe at the construction site, and are cut into appropriate lengths. Subsequently, the curable resin containing each polymerization initiator to be contained is mixed and adjusted, and this curable resin is impregnated into the base hose 11 or the fibrous layer of the base hose 11 and the calibration hose 12. The inside and outside of the calibration hose 12 are reversed and inserted inside the base hose 11.
[0041]
The rehabilitation material 10 is flexible in a state where it is impregnated with a curable resin. For example, the tubular rehabilitation material 10 can be stored flatly folded or rolled up.
[0042]
The rehabilitated material 10 is folded flatly and wound up or folded for ease of transportation and construction, and conveyed to the construction site in a stacked state. Of course, the series of operations including the impregnation step of the curable resin may be performed at the work site.
[0043]
Here, as shown in FIGS. 2 and 3, the base hose 11 according to the embodiment of the present invention is reinforced by a woven fabric or a braided fabric mainly composed of glass fibers as reinforcing fibers. As such a reinforcing material, for example, a woven fabric 20 (FIG. 2a) in which warp yarns 21 and weft yarns 22 containing reinforcing fibers intersect with each other at a substantially right angle, or the reinforcing fibers are overlapped with each other (stacked). And) a braid 20 (FIG. 2b) joined with an appropriate adhesive or the like.
[0044]
Here, as long as the woven fabric is a woven fabric in which the reinforcing fibers are formed as the warp yarn 21 and the weft yarn 22, the woven structure or the like is not particularly limited.
[0045]
As such a weaving structure, for example, a plain weaving is most easily available, but may be a double weaving or a knit (knot) weaving, or a weave weaving, a twill weaving, a satin weaving or a changing weaving. . The warp and weft may be single or plural. Further, the warp and the weft may be the same or different.
[0046]
Moreover, as a braided fabric, a braided fabric including at least biaxial reinforcing fibers bound in a state where the fiber shafts 21a and 22a cross and overlap each other is a typical example. A braided cloth is preferable because the physical properties are generally improved as compared with a woven cloth.
[0047]
Even if such a braid is a braid crossed at right angles in the vertical and horizontal directions like the woven fabric, the form is not limited as long as it can be crossed with the tube shaft 1a in the tube shape. However, the braid is generally easy to form including oblique threads. In this regard, if the braided fabric includes the oblique threads 21 and 22 that are oblique to each other by ± 45 degrees, it is easy and preferable to form a tube by sewing or the like. Here, the crossing angle is not limited to this, and for example, a braided cloth crossed at ± 10 degrees to ± 80 degrees, preferably ± 30 degrees to ± 60 degrees, particularly preferably ± 40 degrees to ± 50 degrees. Is done.
[0048]
In addition, the braided yarn 20 is not limited to two axes as long as it includes an oblique thread, but may be multiaxial such as three axes or four axes within a range not impairing the effects of the present invention, and the direction of the fiber axis. A multilayer structure in which non-woven fabrics or the like are laminated may be used.
[0049]
The glass fiber as an example of the reinforcing fiber constituting the woven fabric or the braided fabric 20 is impregnated by performing an appropriate surface treatment in an appropriate state such as a filament state, a roving state, or a cloth state. The affinity with the curable resin to be produced can be increased.
[0050]
Examples of the woven fabric or braid 20 used in the present invention include a thick plain woven cloth (roving cloth) woven with glass roving or a biaxial oblique braid. This roving cloth or biaxial oblique assembly fabric is widely available as a commercial product, and this roving cross or biaxial oblique assembly fabric also has an affinity for the epoxy resin and unsaturated polyester resin impregnated in the rehabilitation material. Since it is excellent, it is an example of a material suitable for the present invention.
[0051]
As an example of such a plain weave roving cloth or braided fabric, for example, several hundred filaments (long glass fibers) having a diameter of about 10 to 17 μm are bundled to form a strand, which is pulled to a predetermined count. Thick plain weave cloths or multi-axial assembly fabrics that are woven or laminated as plain fabrics or laminated fabrics are illustrated by using the rovings that are bundled together as warps and wefts or diagonal yarns.
[0052]
The basis weight of the woven fabric or the braided fabric 20 depends on the required rigidity and the pipe diameter. For example, 400 g / m2~ 1000g / m2Is within the range.
[0053]
In the present invention, the woven fabric or braid 20 includes a fiber shaft 21a of the warp yarn 21 (or oblique yarn 21) and a fiber shaft 22a of the weft yarn 22 (or oblique yarn 22). (The longitudinal direction of the road) 1a and all are arranged so as to intersect at a sufficient angle.
[0054]
  Here, the intersecting angle θ is not particularly limited.AbbreviationLargest radial elongation at 45 degrees,BookThe effect of the invention is most prominent.Thus, in the present invention, the preferable intersecting angle θ is in the range of 40 to 50 degrees. In the embodiment described later, the crossing is made at approximately 45 degrees.
[0055]
The cylindrical body 10 having such an intersecting angle θ can be obtained by using a predetermined roving cloth obliquely and stitching adjacent ends by sewing or the like.
[0056]
As a result, the rehabilitation material 10 of the present invention includes the woven fabric (or braided fabric) 20 formed as the warp 21 and the weft 22 (or the oblique yarns 21 and 22). It will not be torn. Further, the woven fabric (or braided fabric) 20 is arranged in such a manner that the fiber axes 21a and 22a of the warp yarn 21 and the weft yarn 22 (or the oblique yarns 21 and 22) intersect with the tube shaft 1a of the pipe line 1. Moreover, since it extends moderately also in the radial direction of the pipe line 1, it is excellent in adhesion to the inner wall surface of the pipe line 1 during construction.
[0057]
As a result, the rehabilitation material has sufficient tensile strength to draw the rehabilitation material into the pipeline even with a simple configuration, and has excellent adhesion to the inner wall of the pipeline during construction. After that, a rehabilitation material with high rigidity can be provided.
[0058]
Further, as shown in FIGS. 4 to 6, the base hose 11 includes a base outer 111 including an outer layer impermeable film (or sheet) 13 disposed on the outer side and a base inner 112 disposed on the inner side. You may be comprised from the member.
[0059]
In these cases, the base outer 111 has a desired fabric (or braid) 20 according to the present invention and a felt having a desired thickness for impregnating the curable resin arranged inside the fabric (or braid) 20. 23 is included.
[0060]
As a material constituting the felt 23, organic or inorganic fibers such as polyester fiber, nylon fiber, acrylic fiber, vinylon fiber, carbon fiber, glass fiber, etc. are used. May be. These fibers are compressed by an appropriate technique such as needle punching to form a nonwoven fabric (felt) having an increased bulk density (weight per unit area).
[0061]
The woven fabric (or braid) 20 and the felt 23 are preferably integrated by, for example, needle punching, and the outer layer impermeable film (or sheet) 13 is provided on the woven fabric (or braid) 20 side after the needle. They are integrated by heat fusion. Further, it is formed into a cylindrical shape by a technique such as sewing at an appropriate stage, and is usually impregnated with a curable resin in a cylindrical shape.
[0062]
By integrating by needle punching, the impregnation property when impregnated with resin is not impaired, and in some cases it is increased, and the working efficiency of manufacturing is increased. In addition, by performing needle punching, even when a thin film is integrated on the fabric (or assembly) 20 side, the smoothness on the surface side is maintained and the adhesion to the inner wall surface of the conduit is increased. The
[0063]
The felt 23 is, for example, a felt made of polyester fiber, as in the conventional felt, and the thickness thereof is not particularly limited as long as it is a thickness necessary for impregnating the curable resin. A desired thickness is preferable for giving rigidity by the sandwich structure, for example, 500 g / m per unit area.2~ 1200g / m2The thickness is in the range of 2 to 8 mm, but is not limited to this range.
[0064]
Next, in the base hose 11 shown in FIG. 4, the base inner 112 includes a felt 24 disposed on the side in contact with the felt 23 and a glass fiber layer 25 as a reinforcing fiber layer disposed on the inside thereof. Similarly, both layers are integrated by needle punching or the like. It is the same as described above that the impregnation property of the resin is increased by integrating by needle punching.
[0065]
Here, the felt 24 is directly joined to the felt 23 to improve the joining property between the base outer 111 and the base inner 112. Therefore, the felt 24 may be made of the same material as or different from the felt 23. However, if the same material is used, the cost can be reduced. The basis weight of the felt 24 may be small, for example, 100 g / m.2~ 300g / m2Is within the range.
[0066]
The glass fiber layer 25 is, for example, roving arranged in the direction of the tube axis 1a, but may be a woven fabric (or braided fabric) 20 according to the present invention. In any case, it is preferable to be integrated by needle punching.
[0067]
If comprised in this way, the cylindrical shape obtained by taking the sandwich structure by which the textile fabric (or braid) 20 and the glass fiber layer 25 as a reinforcement fiber layer are arrange | positioned on both sides of the felts 23 and 24 is obtained. The pressure-resistant flattening strength (ring rigidity) when the body 10 receives pressure resistance is further increased.
[0068]
In order to obtain a desired sandwich structure, the weight of the felt 23 is decreased to reduce the weight of the felt 24 to relatively increase the weight of the felt 24. In other words, the weight of the felt 23 is increased by increasing the weight of the felt 24. The basis weight may be reduced. In any case, the tubular body 10 having a desired sandwich structure is obtained by setting the total thickness of the felt 23 and the felt 24 to a desired thickness.
[0069]
From the above viewpoint, the total weight per unit area of the felt 23 and the felt 24 is, for example, 600 g / m.2~ 1400g / m2The total thickness is in the range of 3 to 9 mm, but is not limited to this range.
[0070]
The base outer 111 and the base inner 112 described above can be further multilayered. For example, in the base inner 112 shown in FIG. 5, a glass fiber layer 27 as a reinforcing fiber layer is disposed further inside the felt 24 and the glass fiber layer 25 via the felt 26. Here, the felt 26 and the glass fiber layer 27 may be the same as the felt 24 and the glass fiber layer 25, for example, and the basis weight thereof may be the same. In this case, if the thickness and basis weight of the felt 23 are reduced according to the basis weight and thickness of the felt 26 and the glass fiber layer 27, for example, a rehabilitation material having substantially the same standard (thickness etc.) can be obtained. Thereby, a multilayer sandwich structure can be obtained, and rigidity is further increased.
[0071]
Note that the woven fabric according to the present invention may be used in place of the glass fiber layers 25 and 27. One such example is shown in FIG. In FIG. 6, reference numerals 201 and 202 denote woven fabrics or braided fabrics in which warps and wefts according to the present invention obliquely intersect the tube axis. The woven fabrics (or braided fabrics) 201 and 202 have the same standard as the woven fabric (or braided fabric) 20, but may be different.
[0072]
Thus, the woven fabric or braid 20 (or 20, 201 and 202) according to the present invention is divided into two (or more) with felts 23 and 24 (or 23 and 24 and 26) interposed in the inner layer. By being, it can be set as the rehabilitation material which is excellent in adhesiveness and whose rigidity (pressure-resistant flat strength) is still stronger.
[0073]
In addition, the above woven fabric or braided fabric (or reinforcing fiber layer) and felt integrated by needle punching are particularly preferably used because of excellent shape stability of the rehabilitated material and impregnation of the curable resin.
[0074]
The rehabilitation material described above is hardened to fibrous materials such as felt after it is formed into a tubular body by sewing, bonding, etc. so that the arrangement of the woven fabric (or braid) becomes a desired arrangement by sewing etc. The resin is impregnated. As this curable resin, an appropriate curable resin such as thermosetting, photocurable, or room temperature curable can be used, and an unsaturated polyester resin or an epoxy resin is exemplified as a preferable example.
[0075]
When rehabilitating the inner surface of a pipe such as a sewage pipe using such a rehabilitation material, a tubular rehabilitation material having a predetermined shape and dimensions is prepared. The fibrous material is impregnated with a curable resin. Since the fibrous materials are integrated by needle punching, the shape stability is good and the impregnation property is also excellent.
[0076]
The tubular rehabilitation material is flexible in this impregnated state and can be folded freely. In this folded state, it is transported to the construction site by a truck or the like. Of course, the work of impregnating the resin at the construction site can also be performed.
[0077]
Pull the end of the rehabilitation material with a rope and pull the rehabilitation material into the pipeline through a manhole. Since the rehabilitated material contains a woven fabric, it can be laid without tearing and with good shape maintainability even when the pipe line is long and resistance is laid.
[0078]
In a state where both ends of the tubular rehabilitation material are sealed by a fastening means such as a stopper to maintain airtightness, the inside of the rehabilitation material is filled with a pressure medium. Thereby, the diameter of the rehabilitated material is expanded, and the pressure medium serves as pressing means and is brought into close contact with the inner wall of the pipeline. This pressing means is not limited to a pressure medium, but may be a mechanical pressing means. Such a pressing means is publicly known, and a pressing means provided with a packer is exemplified.
[0079]
Here, the pipe diameter includes an error of several percent, but in the rehabilitation material according to the present invention, this several percent error is absorbed by the extension of the radial rehabilitation material, and the rehabilitation material is applied to the inner wall surface of the pipe. Close contact.
[0080]
In this state, if the curable resin is cured by the action of heat, light or the like, a rigid cylindrical lining (tubular body) can be formed on the inner wall surface of the pipe.
[0081]
Examples of the pressure medium include air, water, hot water, and steam. If the resin to be impregnated is a thermosetting resin, it is efficient to use hot water or steam as the pressure medium, but the thermosetting resin may be cured by other means.
[0082]
【Example】
EXAMPLES The effects of the present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following examples, a comparison experiment was conducted using the same calibration hose 12 and a high strength rehabilitation material obtained by using a special felt containing glass fiber as a commercially available base hose. It was.
[0083]
In the embodiment of the present invention, warps and wefts are inclined by 45 degrees with respect to the tube axis, and each woven fabric and felt are integrated by needle punching. A nylon-based coating was used.
[0084]
The thickness of the base hose was set to be approximately 9 mm, the same amount of the same polyester resin as the commercially available product was impregnated as the curable resin, and an existing pipe having an inner diameter of φ300 mm was used as the pipe line.
[0085]
The base hose 11 of Example 1 was prepared according to FIG. 4, and the base outer 111 was made of polyester felt (thickness 6 mm, 1080 g / m2) And a multiaxial (biaxial) glass braid (800 g / m2) Is used, and its thickness is about 7 mm. Further, as the base inner 112, a polyester felt (200 g / m2) And glass roving (900 g / m)2) Is used, and its thickness is about 2 mm.
[0086]
The base hose 11 of Example 2 was prepared according to FIG. 5, and the base outer 111 was made of polyester felt (thickness 4 mm, 720 g / m2) And a multiaxial (biaxial) glass assembly (800 g / m) composed of oblique yarns obliquely at ± 45 degrees as in Example 1.2) Is used, and its thickness is about 5 mm. Further, as the base inner 112, the base inner of Example 1 laminated in two layers is used, and therefore the thickness thereof is about 4 mm.
[0087]
The base hose 11 of Example 3 was made according to FIG. 6, and the glass roving (900 g / m) of the base inner 112 of Example 2 was prepared.2) And the same multiaxial (biaxial) glass assembly (800 g / m) as in Example 1.2) Was used.
[0088]
In addition, the base hose 11 of the control example is a multiaxial glass braid (800 g / m) used for the base outer 111 of the first embodiment.2) Glass roving (900 g / m2) Is used.
[0089]
The rehabilitation material according to any of Examples 1 to 3 is excellent in impregnation workability as in the control example, and the expansion pressure is 0.8 kgf / cm.2The adhesion with the existing pipe was also good due to the diameter expansion under the conditions of This provided practical workability.
[0090]
When the pressure-resistant flattening test of the cylindrical body obtained after curing was performed in accordance with JIS K 7032 (Plastic piping system—Glass reinforced thermosetting plastic tube—How to determine the initial stiffness of the tube), in Example 1, about 9200 MPa, about 8440 MPa in Example 2, and about 7750 MPa in Example 3, which were both highly elastic compared to the value of the rehabilitation material of the control example, which was about 6400 MPa.
[0091]
From these results, it was considered that using a multi-axial (biaxial) glass fabric and having a sandwich structure greatly contributed to the flattening strength. Moreover, it was thought that arrangement | positioning of a multiaxial (biaxial) glass braid contributes to high elasticity, so that it is near the outermost layer.
[0092]
In addition, although the above Example demonstrated using glass fiber as a reinforced fiber, it replaced with glass fiber, for example, aramid fibers (such as carbon fiber and Kevlar (brand name)) having higher elastic modulus than glass fiber ( Aromatic polyamide fibers), aromatic polyester fibers such as Vectran (trade name) known as high-strength and high-modulus fibers, and the use of woven or braided fibers having high elastic modulus, It is obvious that the object or effect of the present invention can be obtained by obtaining a rehabilitation material that can be stretched but has high elasticity and high strength (not easily cut even when pulled).
[0093]
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration of the present invention is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. Is included in the present invention.
[0094]
For example, although the rehabilitation material was comprised from the calibration hose and the base hose, if a textile fabric (or braid) is included, it will not be limited to this structure. For example, a three-layer structure in which a cylindrical fibrous base material (fabric) including a woven fabric or a braided fabric according to the present invention whose inner and outer surfaces are coated with a highly airtight plastic film is impregnated with a curable resin may be used. In any case, the fabric is preferably closer to the outermost layer.
[0095]
In the above embodiment, an example of repairing an existing pipe is shown. However, the present invention is not necessarily limited to this, and the rehabilitation material of the present invention is applied to a pipe of a new pipe that does not require repair. May be.
[0096]
The rehabilitation of the present invention is not limited to repairing cracks, but can be rehabilitation of pipes that have not been cracked and have simply deteriorated. It may be rehabilitation if provided.
[0097]
【The invention's effect】
  As is clear from the above description, according to the present invention,Production efficiency is goodEven with a simple configuration, the rehabilitation material has sufficient tensile strength to draw the rehabilitation material into the pipeline, and has excellent adhesion to the inner wall of the pipeline during construction, and is rigid after construction. Practically beneficial to provide strong rehabilitation materialseffectPlay.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view illustrating an example of a rehabilitation material according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are views for explaining a situation of a woven fabric or a braided fabric included in the rehabilitation material according to the embodiment of the present invention, and FIGS. 2A and 2B are plan views thereof, and FIG. These are the figures explaining the condition of the intersection of a fiber axis and a pipe axis.
3A is a schematic cross-sectional view of a woven fabric cut in parallel with the weft yarn 22 in FIG. 2A, and FIG. 3B is in parallel with the oblique yarn 22 in FIG. 2B. It is a cross-sectional schematic diagram of the cut braid.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a rehabilitated material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating a rehabilitated material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a rehabilitated material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining a state of deformation of a cylindrical body when a load F is received.
8 is a schematic cross-sectional view illustrating the state of stress at the deformed portion in FIG.
[Explanation of symbols]
1: Pipe line
1a: Pipe axis
10: Rehabilitation material (tubular body)
11: Base hose
111: Base outer
112: Base inner
12: Calibration hose
13: Outer layer impermeable film (or sheet)
14: Outer fiber layer
15: Inner layer impermeable film (or sheet)
20, 201, 202: Woven fabric (or braided fabric)
21: Warp (oblique yarn)
21a: Fiber axis
22: Weft (oblique yarn)
22a: Fiber axis
23, 24, 26: Felt
25, 27: Glass fiber layer (reinforcing fiber layer)

Claims (8)

繊維質材料に硬化性樹脂が含浸された繊維質基材と、補修すべき管路の内壁面に直接接触される不透過性フィルム又はシートからなる最外層とを含み、管路内に引き込まれて使用され、管路の内壁面に圧接した状態で前記硬化性樹脂が硬化されることにより、管路の内壁面を更生する更生材において、
前記繊維質基材は、補強繊維を主材として形成された織物又は組布と、該織物又は組布の内側に配列された硬化性樹脂を含浸したフェルトと、該フェルトの内側に配列された補強繊維質層とを含んで構成され、
前記織物又は組布は、前記補強繊維の繊維軸が管路の管軸と４０〜５０度の範囲内で交差して配列され、
前記織物又は組布と前記フェルトとはニードルパンチングにより一体化され、かつ、さらに該織物又は組布は、前記最外層を構成する不透過性フィルム又はシートに固着されて一体化されていることを特徴とする更生材。It includes a fibrous base material impregnated with a curable resin in a fibrous material and an outermost layer made of an impermeable film or sheet that is in direct contact with the inner wall surface of the pipeline to be repaired , and is drawn into the pipeline. In the rehabilitation material for rehabilitating the inner wall surface of the pipeline, the curable resin is cured in a state of being pressed against the inner wall surface of the pipeline
The fibrous base material, a woven or set fabric formed as main material reinforcing fibers, a felt impregnated with a curable resin arranged on the inner side of said textile or set fabric, arranged on the inner side of the felt It is configured to include a reinforcing fibrous layer,
The woven fabric or braided fabric is arranged such that the fiber axis of the reinforcing fiber intersects the tube axis of the pipe line within a range of 40 to 50 degrees,
The woven fabric or braid and the felt are integrated by needle punching, and the woven fabric or braid is further fixed and integrated with the impermeable film or sheet constituting the outermost layer. Rehabilitated material. 前記更生材は外側に配置されるベースホースと該ベースホースの内側に配置されるキャリブレーションホースとを含んで構成され、
前記ベースホースは、不透過性フィルム又はシートからなる最外層と該最外層の内側に配列された前記織物又は組布と、該織物又は組布の内側に配列された硬化性樹脂を含浸したフェルトと、該フェルトの内側に配列された補強繊維質層とを含んで構成されていることを特徴とする請求項１記載の更生材。The rehabilitation material includes a base hose disposed outside and a calibration hose disposed inside the base hose;
The base hose includes an outermost layer made of an impermeable film or sheet, the fabric or braid arranged inside the outermost layer, and a felt impregnated with a curable resin arranged inside the fabric or braid. If, rehabilitating material according to claim 1, characterized in that it is configured to include a reinforcing fibrous layers arranged on the inner side of the felt. 前記更生材は外側に配置されるベースホースと該ベースホースの内側に配置されるキャリブレーションホースとを含んで構成され、
前記ベースホースは、外側に配置されるベースアウタと内側に配置されるベースインナとから構成され、
該ベースアウタは、不透過性フィルム又はシートからなる最外層と該最外層の内側に配列された前記織物又は組布と、該織物又は組布の内側に配列された硬化性樹脂を含浸したフェルトを含んで構成され、
前記ベースインナは、硬化性樹脂が含浸されたフェルトと、
該フェルトの内側に配置された補強繊維質層とを含んで構成され、
前記ベースアウタを構成するフェルトと、前記ベースインナを構成するフェルトは、前記ベースアウタを構成する前記織物又は組布と、前記ベースインナを構成する補強繊維質層との間に挟まれたサンドイッチ構造となっていることを特徴とする請求項１記載の更生材。The rehabilitation material includes a base hose disposed outside and a calibration hose disposed inside the base hose;
The base hose is composed of a base outer arranged on the outside and a base inner arranged on the inside,
The base outer comprises an outermost layer made of an impermeable film or sheet, the fabric or braid arranged inside the outermost layer, and a felt impregnated with a curable resin arranged inside the fabric or braid. Comprising and including
The base inner includes a felt impregnated with a curable resin,
It is configured to include a reinforcing fibrous layer disposed on the inner side of the felt,
The felt constituting the base outer and the felt constituting the base inner have a sandwich structure sandwiched between the woven fabric or braid constituting the base outer and the reinforcing fibrous layer constituting the base inner. The rehabilitation material according to claim 1, wherein 前記ベースインナは、硬化性樹脂が含浸されたフェルトと、
該フェルトの内側に配置された補強繊維質層と、
該補強繊維質層の内側に配置された硬化性樹脂が含浸されたフェルトと、
該フェルトの内側に配置された補強繊維質層とを含んで構成されていることを特徴とする請求項３記載の更生材。The base inner includes a felt impregnated with a curable resin,
A reinforcing fibrous layer disposed on the inner side of the felt,
A felt impregnated with a curable resin disposed inside the reinforcing fibrous layer;
Rehabilitating material according to claim 3, characterized in that it is configured to include a reinforcing fibrous layer disposed on the inner side of the felt. 前記補強繊維質層は、補強繊維を主材として形成された織物又は組布であり、該補強繊維の繊維軸が管路の管軸と４０〜５０度の範囲内で交差して配列されていることを特徴とする請求項３又は４記載の更生材。The reinforcing fiber layer is a woven fabric or a braid formed with reinforcing fibers as a main material, and the fiber axes of the reinforcing fibers intersect with the tube axis of the pipe line within a range of 40 to 50 degrees. The rehabilitation material according to claim 3 or 4, wherein 前記織物又は組布は、ロービングからなる織物又は組布であることを特徴とする請求項１又は４に記載の更生材。  The rehabilitation material according to claim 1 or 4, wherein the woven fabric or braided fabric is a woven fabric or braided fabric made of roving. 請求項１記載の更生材の製造方法であって、
前記硬化性樹脂は、前記織物又は組布とフェルトとがニードルパンチングにより一体化された後に付与されるとともに、
前記最外層は、前記織物又は組布とフェルトとがニードルパンチングにより一体化された後に付与されていることを特徴とする更生材の製造方法。It is a manufacturing method of the rehabilitation material according to claim 1,
The curable resin is applied after the woven fabric or braid and felt are integrated by needle punching,
The outermost layer is provided after the woven fabric or braid and felt are integrated by needle punching, and the method for producing a rehabilitated material. 請求項２又は請求項３に記載の更生材の製造方法であって、
前記硬化性樹脂が、前記ベースホース又は前記ベースホース及びキャリブレーションホースの繊維質層に含浸された後に、前記キャリブレーションホースの内外が反転され、該キャリブレーションホースが前記ベースホースの内側に挿入されることを特徴とする更生材の製造方法。It is a manufacturing method of the rehabilitation material according to claim 2 or 3,
After the curable resin is impregnated in the base hose or the fibrous layer of the base hose and the calibration hose, the inside and outside of the calibration hose are reversed, and the calibration hose is inserted inside the base hose. The manufacturing method of the rehabilitation material characterized by the above-mentioned.
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