JP5167107B2 - 管ライニング材及び管ライニング材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液状の硬化性樹脂を含浸させた柔軟な管状樹脂吸収材からなる管路更生用の管ライニング材、および該管ライニング材の製造方法に関する。

従来、下水管等の管路が老朽化した場合、該管路を地中から掘出することなくこれにライニングを施して当該管路を補修する管ライニング工法が、既に実用に供されている。この管ライニング工法では、外表面がプラスチックフィルムで被覆された管状樹脂吸収材に未硬化の液状硬化性樹脂を含浸して成る管ライニング材が流体圧によって管路内に反転又は引き込みにより挿入される。管ライニング材は、その後管路の内壁に押圧したままに保持され、管ライニング材に含浸された硬化性樹脂が硬化されて管路の内壁が硬化した管ライニング材でライニングされる。

ところで、管状樹脂吸収材に含浸される硬化性樹脂として、光照射により硬化する樹脂、あるいは加熱により硬化する樹脂が使用されている。光照射により硬化する樹脂を使用する場合には、管路の内壁に押圧されて円形状に保持されている管ライニング材内に光照射装置（ＵＶランプ、可視光線光源等）を走行させることにより、樹脂が硬化される。加熱により硬化する樹脂の場合には、熱水又は熱気などの熱媒を管ライニング材に作用させて、樹脂を硬化させている。

光照射により硬化する樹脂を用いた管ライニング材の場合、硬化速度が早く、硬化するまでに要する時間が短いという効果がある一方、硬化できる層の厚さが薄く、通常１０ｍｍ程度である、という問題がある。一方、加熱により硬化する樹脂を用いた管ライニング材の場合、管ライニング材を厚くしてもこれを硬化させることは可能であるが、硬化速度が遅く、硬化するまでに長時間を要する。

そこで、光照射により硬化する樹脂と加熱により硬化する樹脂の両方を、管状樹脂吸収材に含浸させて、管ライニング材が厚くても比較的に短時間で硬化可能にすることが提案されている（特許文献１）。このような管ライニング材は、管路に挿入された状態では、光照射により硬化する樹脂が内側にくるようになっており、まず内側の樹脂が光照射により硬化し、その硬化の際に発生する熱により他方の樹脂が硬化される。
特開２００３−３３９７０号公報

しかしながら、上記特許文献１から知られている管ライニング材では、光照射による樹脂硬化により発生する熱は高温であり、この熱で加熱することにより他方の樹脂を高速に硬化できる利点はあるものの、硬化速度を早めるために、硬化した管ライニング材にボイド（空隙）が発生し、水密性が劣化し、ライニング後も、地上から漏水がある、という問題がある。また、硬化後のライニングの仕上がりが悪い、という問題もある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、水密性を向上させた高品質の管ライニング材、及び該管ライニング材の製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明は、
管路内に挿入されて管路の内周面を更生するための管ライニング材であって、
液状の硬化性樹脂を含浸した管状の樹脂吸収材からなる外部ライニング材と、
前記外部ライニング材の内周面に密着され、液状の硬化性樹脂を含浸した管状の樹脂吸収材からなる内部ライニング材と、を有し、
内部ライニング材の樹脂吸収材の密度が外部ライニング材の樹脂吸収材より高密度であることを特徴とする。

また、本発明は、
管路内に挿入されて管路の内周面を更生するための管ライニング材の製造方法であって、
液状の硬化性樹脂を含浸した管状の樹脂吸収材からなる外部ライニング材内に、該外部ライニング材の樹脂吸収材より密度の高い管状の樹脂吸収材に液状の硬化性樹脂を含浸した内部ライニング材を挿入し前記外部ライニング材に密着させて外部ライニング材と内部ライニング材からなる管ライニング材を製造することを特徴とする。

本発明では、液状の硬化性樹脂を含浸した管状の樹脂吸収材からなる外部ライニング材の内部に、該外部ライニング材の樹脂吸収材より密度の高い管状の樹脂吸収材に液状の硬化性樹脂を含浸した内部ライニング材が層化して配置される。内部ライニング材の樹脂吸収材の密度は、外部ライニング材の樹脂吸収材より高密度であるので、ボイドの発生が減少し、表面がきめ細で気密となる。従って、外部ライニング材の樹脂吸収材にボイドが発生しても、内部ライニング材によりこれが被覆されるので、管ライニング材の水密性が向上するとともに、管ライニング材の仕上がりがきれいになるので、高品質の管ライニング材が得られる。

内部ライニング材と外部ライニング材の樹脂吸収材にそれぞれ光照射により硬化する樹脂と加熱により硬化する樹脂の両方が含浸している場合、あるいは、内部ライニング材と外部ライニング材の樹脂吸収材に光照射により硬化する樹脂だけしか、あるいは加熱により硬化する樹脂しか含浸されない場合、あるいはその一方の樹脂吸収材に光照射により硬化する樹脂あるいは加熱により硬化する樹脂が、他方の樹脂吸収材には光照射により硬化する樹脂と加熱により硬化する樹脂の両方が含浸されている場合も、内部ライニング材の樹脂吸収材の密度が、外部ライニング材の樹脂吸収材より高密度であると、同様な効果が得られる。

以下、添付した図を参照して本発明を実施するための最良の形態の実施例を説明する。ここでは、更生される管路として下水道の本管のライニングを説明する。しかしながら、本発明は、これだけでなく、上水道や農業用水管などの管路をライニングする場合にも適用できるものである。

以下に説明する実施例では、内部ライニング材と外部ライニング材の両方の樹脂吸収材に、それぞれ光照射により硬化する樹脂（以下、第１の樹脂という）と加熱により硬化する樹脂又は常温で硬化する樹脂（以下、第２の樹脂という）の両方が含浸される例が示されるが、本発明は、これに限定されることなく、内部ライニング材と外部ライニング材の両樹脂吸収材に第１の樹脂だけしか含浸されない場合、あるいは内部ライニング材と外部ライニング材の両樹脂吸収材に第２の樹脂だけしか含浸されない場合にも、本発明は適用できる。同様に、内部ライニング材と外部ライニング材の一方の樹脂吸収材に、第１の樹脂あるいは第２の樹脂が含浸され、他方の樹脂吸収材には第１の樹脂と第２の樹脂の両方が含浸されている場合にも適用できる。

図１〜図３には、本発明による管ライニング材の一実施例が図示されている。管ライニング材１は、外部ライニング材１０と内部ライニング材（インナーライナー）１１の２層構造となっている。

外部ライニング材１０は、不織布から成る柔軟な管状の樹脂吸収材１０ａから構成され、その外周面には、気密性のプラスチックフィルム１０ｂがコーティングされる。樹脂吸収材１０ａには、未硬化状態の液状の第１の樹脂と第２の樹脂が含浸される。樹脂吸収材１０ａを構成する不織布の材質としては、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン、アクリル、ビニロン等のプラスチック繊維、あるいはガラス繊維等が用いられ、これに含浸される液状の第２の樹脂としては不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、又はビニルエステル樹脂等で熱触媒が添加されたものが、液状の第１の樹脂としては、同様の樹脂で熱触媒に代えて光触媒を添加したものが使用される。また、気密性のプラスチックフィルム１０ｂの材質としては、ポリエチレン、ポリエチレン／ナイロン共重合体、塩化ビニール、ポリプロピレン等が用いられる。このように、第１と第２の樹脂は、触媒が異なるだけで樹脂は同じであり、共に熱硬化性樹脂であるが、熱触媒を添加した第２の樹脂を熱硬化性樹脂、光触媒を添加した第１の樹脂を光硬化性樹脂というときもある。

外部ライニング材１０の樹脂吸収材１０ａには、第１の樹脂と第２の樹脂が混合した状態で含浸されるが、特許文献１に記載されているように、内周面側に第１の樹脂が、外周面側に第２の樹脂が含浸されるように、偏在して含浸させることもできる。また、内周面側に第１の樹脂層が形成され、外周面側に第２の樹脂層が形成されるように、２層にして含浸させることも可能である。

なお、本発明において内周面側、外周面側なる表現は、既設管路内へ挿入され光照射を受ける準備ができた状態にある管ライニング材の内外の関係を表している。従って、反転工法でライニング材を既設管路内へ挿入する場合には、挿入前のライニング材は外周面側に第１の樹脂が、内周面側に第２の樹脂が偏在ないし存在する状態になっている。

外部ライニング材１０の樹脂吸収材１０ａは、片面に高気密性のプラスチックフィルム１０ｂがコーティングされた所定幅で所定長さの帯状樹脂吸収材を丸め、その両端部を突き合せて縫製し、図２の上部に示したような管状の樹脂吸収材１０ａに形成される。樹脂吸収材１０ａの突き合わせ部１０ｃはポリウレタン、ポリエチレンあるいはポリプロピレン製のテープ１４を樹脂吸収材１０ａに被着することにより気密に接合される。あるいは、帯状の樹脂吸収材を丸めその両端部を縫い合わせて管状にしてから、気密性のプラスチックフィルム１０ｂをコーティングすることもできる。

図３は、管ライニング材の断面を模式的に示す図であるので、樹脂吸収材１０ａの突き合わせ部１０ｃ、テープ１４などは図示されていない。このように管状に形成された樹脂吸収材１０ａに、真空引きにより、第１と第２の樹脂が含浸される。

なお、帯状樹脂吸収材に第１と第２の樹脂を含浸してから筒状に丸め、その両端部を接着又は縫合により結合して管状にするようにしてもよい。

このような構成の外部ライニング材１０を、老朽化した管路に挿入し圧縮空気を供給することにより管路の内壁に押圧した状態で、第１の樹脂を硬化させ、その硬化熱により第２の樹脂を硬化させてライニングを行うと、硬化速度が早いために、硬化したライニング材にボイドが発生し、水密性が劣化するという問題がある。そこで、本発明では、管状の柔軟な樹脂吸収材からなる内部ライニング材を用い、管ライニング材を、外部ライニング材と内部ライニング材からなる２層構造にする。

なお、本発明では、既設管路内へ挿入され光照射を受ける準備ができた状態にあるときに、内部にあるのが内部ライニング材、それより外部にあるのが外部ライニング材と表現されている。

内部ライニング材１１の柔軟な管状の樹脂吸収材１１ａとしては、その密度が外部ライニング材１０の樹脂吸収材１０ａより高密度であるものを用いる。外部ライニング材１０の樹脂吸収材１０ａとして、例えば、ニードルパンチング加工されたポリエステルなどプラスチック繊維からなる不織布を用いた場合、樹脂吸収材１０ａと同じ材質の樹脂吸収材を圧縮してニードルパンチング加工することにより、樹脂吸収材１０ａより密度の高い樹脂吸収材１１ａを製作することができる。あるいは、樹脂吸収材１０ａとしてスパンボンド加工されたプラスチック繊維からなる不織布を用い、同じ材質で目付けがそれより大きく、重量のあるスパンボンド加工された不織布を樹脂吸収材１１ａに用いることにより、樹脂吸収材１０ａより密度の高い樹脂吸収材１１ａを得ることができる。

内部ライニング材１１の樹脂吸収材１１ａは、図４の上部に示したような所定幅で所定長さの帯状樹脂吸収材１１ａ’を丸め、その両端部を突き合せて縫製し、図４の下部に示したような管状の樹脂吸収材１１ａに形成される。樹脂吸収材１１ａの突き合わせ部１１ｂは、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン製のテープ１５を樹脂吸収材１１ａに被着することにより気密に接合される。

内部ライニング材１１の樹脂吸収材１１ａには、外部ライニング材１０の樹脂吸収材１０ａと同様に、第１と第２の樹脂が混合した状態で含浸される。樹脂吸収材１１ａに含浸される第１と第２の樹脂のそれぞれの特性は、樹脂吸収材１０ａに含浸される第１と第２の樹脂と同じにする。

内部ライニング材１１の樹脂吸収材１１ａの外周面が外部ライニング材１０の樹脂吸収材１０ａの内周面と密着するようにするために、図３に示したように、管ライニング材１を断面が円形になるように膨らませたとき、内部ライニング材１１の樹脂吸収材１１ａの外径がほぼ外部ライニング材１０の樹脂吸収材１０ａの内径と同じになるように、それぞれ樹脂吸収材１０ａと１１ａの寸法を設定する。

また、樹脂吸収材１１ａの厚さは、樹脂吸収材１０ａと同じ厚さ、あるいはそれより薄くする。

内部ライニング材１１の樹脂吸収材１１ａへの樹脂の含浸、並びに内部ライニング材１１と外部ライニング材１０の２層化は、図５に示したような工程で行われる。

まず、図５（ａ）に示したように、管状のインナーチューブ１２内に、内部ライニング材１１を引き込み、内部ライニング材１１の樹脂吸収材１１ａに、第１と第２の樹脂を含浸する。続いて、図５（ｂ）に示したように、内部ライニング材１１とインナーチューブ１２の一端（図で右端）を折り返し、他端にロープ１６（図５（ｅ））を結合する。図５（ｃ）に示したように、折り返した内部ライニング材１１とインナーチューブ１２の端部を、第１と第２の樹脂を含浸した外部ライニング材１０の左端に装着して、内部ライニング材１１とインナーチューブ１２に反転圧を印加する。内部ライニング材１１とインナーチューブ１２は、この反転圧により反転されて、外部ライニング材１０内に挿入されていく（図５（ｄ））。そして、図５（ｅ）に示したように、内部ライニング材１１の先端が、外部ライニング材１０の右端部より所定長さはみ出したときに、反転圧を解消して内部ライニング材１１の外部ライニング材１０への挿入を終了する。このようにして、外部ライニング材１０と内部ライニング材１１によって２層化された管ライニング材１（図１）が得られる。管ライニング材１は、図５（ｅ）の状態で圧縮空気を排気すると、しぼんで扁平な管状の形状になる。

なお、内部ライニング材１１は、上述したような反転により外部ライニング材１０に挿入するのではなく、引き込みにより外部ライニング材１０に挿入するようにすることもできる。

このように製作された管ライニング材１は、既設管管路に挿入されて管路を更生する。図６は、この管路の更生を示している。扁平な管状となった管ライニング材１は、作業車２４により更生現場に搬送されてマンホール２０から本管２２に引き込まれてマンホール２１にその一端が導かれる。管ライニング材１のマンホール２０の端部から、紫外線及び／又は可視光を発光する光照射装置２７が搬入され、該端部には、エンドパッカー２６、２８が装着されて、管ライニング材１の内部は密閉された状態となる。作業車２４からライン２５を介して管ライニング材１内に圧縮空気が供給されるので、管ライニング材１は円形に拡径し、管ライニング材１の最外周となっている外部ライニング材１０の気密性プラスチックフィルム１０ｂが本管の内周面に密着するようになる。その状態で、光照射装置２７をマンホール２１側の端部からマンホール２０側に走行させる。

光照射装置２７により管ライニング材１の内部から光照射すると、内部ライニング材１１と外部ライニング材１０の第１の樹脂１１ａ、１０ａが光照射により硬化し、その硬化の際に発生する熱により内部ライニング材１１と外部ライニング材１０の第２の樹脂が硬化する。内部ライニング材１１の樹脂吸収材の密度は、外部ライニング材１０の樹脂吸収材より高密度であるので、第１と第２の樹脂が高密度で含浸されており、その分空気量が少なくなってボイドの発生が減少し、第１と第２の樹脂が硬化したときの水密性が顕著に向上する。したがって、外部ライニング材１０の樹脂吸収材にボイドが発生しても、ボイドが少なく仕上がりのよい内部ライニング材１０により外部ライニング材１０が被覆されるので、管ライニング材１の水密性が向上するとともに、管ライニング材の仕上がりがきれいになる。

なお、各樹脂吸収材１０ａ、１１ａに、それぞれ第１と第２の樹脂の両方が含浸される場合が、最も管ライニング材１の水密性が向上する。しかし、両樹脂吸収材１０ａ、１１ａに第１の樹脂だけしか含浸されない場合、あるいは第２の樹脂だけしか含浸されない場合にも、同様な効果が得られる。また、内部ライニング材と外部ライニング材の一方の樹脂吸収材に、第１の樹脂あるいは第２の樹脂が含浸され、他方の樹脂吸収材には第１と第２の樹脂の両方が含浸されている場合にも、同様な効果が得られる。

管ライニング材の硬化が終了すると、エンドパッカー２６、２８が取り外され、光照射装置２６が管路から除去されると共に、ロープ１６を引っ張ることにより、内周面に被覆されている剥離可能なインナーチューブ１２が管ライニング材より除去される。

なお、強度のある紫外線カットフィルムを、外部ライニング材１１の外周面に例えば、熱溶着により被着するようにしてもよい。このような紫外線カットフィルムは、紫外線をカットするので、外部ライニング材と内部ライニング材に含浸されている第１の樹脂を外光により不用意に硬化させてしまうのを防止すると共に、紫外線カットフィルムに強度があるので、管ライニング材を管路に引き込むときに発生する外部と内部ライニング材の伸びを防止することができる。この紫外線カットフィルムに気密性を持たせるようにする場合には、外部ライニング材の気密性フィルム１０ｂを省略することもできる。

また、管ライニング材１を管路２２に挿入するとき、引き込みではなく反転して挿入するようにしてもよい。その場合には、内部ライニング材と外部ライニング材の内外の関係を逆にしておく。

管ライニング材を示す斜視図である。 管ライニング材を分解して示した斜視図である。 管ライニング材の垂直断面を示す断面図である。 内部ライニング材の製造方法を説明する説明図である。 内部ライニング材を外部ライニング材に挿入する過程を示した説明図である。 管路を管ライニング材で更生する状態を示した説明図である。

符号の説明

１ 管ライニング材
１０ 外部ライニング材
１１ 内部ライニング材
１２ インナーチューブ
２２ 本管
２７ 光照射装置

Claims (10)

1. 管路内に挿入されて管路の内周面を更生するための管ライニング材であって、
   液状の硬化性樹脂を含浸した管状の樹脂吸収材からなる外部ライニング材と、
   前記外部ライニング材の内周面に密着され、液状の硬化性樹脂を含浸した管状の樹脂吸収材からなる内部ライニング材と、を有し、
   内部ライニング材の樹脂吸収材の密度が外部ライニング材の樹脂吸収材より高密度であることを特徴とする管ライニング材。
2. 前記硬化性樹脂が加熱又は光照射により硬化する樹脂、又は常温で硬化する樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の管ライニング材。
3. 前記内部ライニング材の樹脂吸収材が、スパンボンド加工された不織布、あるいは圧縮してニードルパンチング加工された不織布から構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の管ライニング材。
4. 前記内部ライニング材の内周面がインナーチューブで剥離可能に被覆されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の管ライニング材。
5. 紫外線カットフィルムが前記外部ライニング材の外周面に被着されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の管ライニング材。
6. 管路内に挿入されて管路の内周面を更生するための管ライニング材の製造方法であって、
   液状の硬化性樹脂を含浸した管状の樹脂吸収材からなる外部ライニング材内に、該外部ライニング材の樹脂吸収材より密度の高い管状の樹脂吸収材に液状の硬化性樹脂を含浸した内部ライニング材を挿入し前記外部ライニング材に密着させて外部ライニング材と内部ライニング材からなる管ライニング材を製造することを特徴とする管ライニング材の製造方法。
7. 前記硬化性樹脂が加熱又は光照射により硬化する樹脂、又は常温で硬化する樹脂であることを特徴とする請求項６に記載の管ライニング材の製造方法。
8. 前記内部ライニング材の樹脂吸収材が、スパンボンド加工された不織布、あるいは圧縮してニードルパンチング加工された不織布から構成されることを特徴とする請求項６又は７に記載の管ライニング材の製造方法。
9. 前記内部ライニング材の内周面がインナーチューブで剥離可能に被覆されることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の管ライニング材の製造方法。
10. 紫外線カットフィルムが前記外部ライニング材の外周面に被着されることを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の管ライニング材の製造方法。

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