JP7277189B2 - 管ライナとその製造および設置方法 - Google Patents

Description

本発明は、概括的には、現場硬化管ライナに関し、より具体的には、強化繊維を備える現場硬化管ライナに関する。

経時的に、または特殊な出来事または状態（例えば、地震活動、過剰なまたは不均等な負荷またはモーメントへの曝露、不十分な締固め、クラウン腐食、腐食性の土壌等）が原因で、加圧主管、他の管、および類似構造物の構造的完全性または性能は、減弱する可能性がある。例えば、そのような品目に、亀裂、腐食、劣化等が生じる可能性がある。管が高圧流体を運ぶのに使用される場合、加圧流体が、管上で、特に周方向に有意な力を与える可能性があるので、管の損傷は、特に問題となる。損傷した管および他の品目を修復する、または他の方法で強化する異なる方法が、知られている。例えば、補強された織物ライナは、管内部の１つまたは複数の部分に取り付けられることができる。現場硬化管（ＣＩＰＰ：Ｃｕｒｅｄ－ｉｎ－Ｐｌａｃｅ Ｐｉｐｅ）ライニング適用例では、ライナは、硬化性樹脂またはエポキシが含浸され、ホスト管の内部表面に沿って配置されて、硬化することができ、それによって、ホスト管と管内部との間に水密障壁を形成する。ホスト管の内側にＣＩＰＰライナを配置して（例えば反転、引き込み、および膨張等）、ライナを硬化する（例えば蒸気養生、紫外線硬化等）ためのさまざまな技術が、知られている。さらに、ＣＩＰＰライナは、多くの異なる方法で構築されたさまざまな材料から形成されてきた。例えば、ガラス繊維等などの強化繊維を積んだマットおよび織物から耐圧ライナを形成することが知られている。

１つの態様では、管をライニングするための反転ライナは、内部を有する外側不浸透性部分を備える。外側不浸透性部分は、流体不浸透性材料を備える。流体不浸透性材料は、長手方向に延びる管に形成されている。ライナは、内側および外側の強度部分を備える。外側強度部分は、外側不浸透性部分の内部に位置付けられる。内側および外側の強度部分のそれぞれは、内部を有する。内側および外側の部分のそれぞれは、それぞれ長手方向に延びる管を形成するように配置され、強化繊維を備える。内側および外側の強度部分の少なくとも１つは、強度材料の一体的シートを備える。強度材料のシートは、幅および幅に沿って間隔をあけて配置された対向する第１および第２の縦縁余白を有する。強度材料のシートは、互いに概ね平行に方向付けられ、強度材料のシートに沿って分散された繊維のチョップドストランドを備える。強度材料のシートの第１および第２の縦縁余白は、係合部が重なって配置される。内側および外側の強度部分の少なくとも１つは、内側および外側の強度部分の少なくとも１つの長さに沿って平行に延びる縦重なり部分を形成するために、強度材料のシートの第１および第２の縦縁余白を重なり合う関係でまとめて連結する接合構造を備える。中間部分は、内部を有する。中間部分は、フェルトを備える。フェルトは、長手方向に延びる管に形成されている。中間部分は、外側強度部分の内部に位置付けられる。内側強度部分は、中間部分の内部に位置付けられる。

別の態様では、管をライニングするためのライナを製造する方法は、強化繊維を備える第１の強度管を形成することを含む。少なくとも１つのフェルト管は、第１の強度管の周囲に形成される。強化繊維を備える第２の強度管は、少なくとも１つのフェルト管の周囲に形成される。不浸透性管は、第２の強度管の周囲に形成される。第１の強度管を形成する段階および第２の強度管を形成する段階の少なくとも１つは、シートの幅が、第１の強度管および第２の強度管のそれぞれ１つの周方向に延びるように、強度材料の一体的シートを配置することを含む。強度材料のシートは、互いに概ね平行に方向付けられ、強度材料のシートに沿って分散された繊維のチョップドストランドを備える。シートの第１および第２の縦縁余白は、重なり合う関係でまとめて接合されて、第１の強度管および第２の強度管のそれぞれ１つの長さと平行に延びる縦重なり部分を形成する。

他の目的および特徴は、下文において一部が明らかとなり、一部が指し示される。

ライナの部分斜視図である。 ライナの概略断面図である。 ライナの強度層を形成するための材料のシートの概略部分平面図である。

対応参照文字は、図面を通じて対応部分を表す。

図１を参照すると、ホスト管（図示せず）の内側で現場硬化されるためのライナの１つの実施形態は、概括的に参照番号１０と表示されている。図示されたライナ１０は、反転によって据え付けられるように構成される。開示の態様は、本発明の範囲から逸脱しない範囲で、他の方法で据え付けられるライナの用途に適合され得ることを理解されたい。ライナ１０は、ライナの長さＬに沿って間隔をあけて配置される第１の端部および第２の端部を有する。以下でさらに詳細に説明されるように、ライナ１０は、外側部分１２、外側部分の中に入れ子になった外側強度部分１４、外側強度部分の中に入れ子になった中間部分１６、および中間部分の中に入れ子になった内側強度部分１８を備える。外側部分１２、外側強度部分１４、中間部分１６、および内側強度部分１８のそれぞれは、図示された実施形態では、１つまたは複数の可撓性管を備える。管は、ライナ１０を形成するために、同心配置で入れ子になっている。据付け前、内側強度部分１８は、ライナ１０の内部を画定しているが、ライナが、ホスト管の中に反転された後、外側部分１２は、据え付けられたライナの液流路を画定する。この開示の全体を通じて、「内側」および「外側」という用語（ならびに他の類似の専門用語）は、反転前の、図面に示すように、ライナ１０の配置に関して使用される。以下でさらに詳細に説明されるように、図示されるライナ１０は、ライナが、単一のユニットとしてホスト管の中に確実に反転され得るべく、別個の部分１２、１４、１８、１６が、相互に連結されているように構成される。その上さらに、下文で検討されるように、ライナ１０の強度部分１４、１８は、据え付けられたライナに独立した圧力に耐える能力を提供するように構成されており、さらに、据え付けられたライナに実質的にしわを発生させることなく、そのようになっている。

図２を参照すると、外側部分１２は、ライナ１０の第１の端部から第２の端部まで延びる長さを有しており、外側部分の長さに沿って延びる管に形成されるコーティングされたフェルトを備える。外側部分１２は、フェルト１２Ａの内側層（例えば、ニードルパンチされた、マット状の、縮合された、または他の方法でまとめて圧縮された不織糸）、および流体不浸透性コーティング１２Ｂを備える。コーティング１２Ｂは、流体形態でフェルト１２Ａに塗布されるポリマーで形成されて、次いで、永久にフェルトに接着するために硬化されることができる。あるいは、コーティングとフェルトとの間に、実質的にフェルトの全表面面積に沿って、実質的に連続的である接着状態が存在するように、コーティング１２Ｂは、接着剤、熱等を使用して、フェルト１２Ａに永久的に接着される不浸透性ポリマーフィルムから形成されることができる。フェルト１２Ａは、ポリエステルフェルトなどの堅固な樹脂材料を備える。不浸透性コーティング１２Ｂは、ポリマー、例えば、ポリエチレンまたはポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリ塩化ビニルなどのビニルポリマー、またはポリウレタンを備えることができる。コーティングされたフェルト外側部分１２を形成する例示的な方法は、米国特許第７，８５７，９３２号、第７，２６１，７８８号、および第７，２３８，２５１号に記載されており、当該特許のそれぞれは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

所望の長さまで外側部分１２を形成するために、コーティングされたフェルトの多数のシートは、両端を突き合せて配置されて、隣接する端部余白でまとめて接合される。コーティングされたフェルトのシートは、シートの側部余白が、相互に係合するように、管の中に折り込まれ、フェルト層１２Ａは、管の内部を画定し、不浸透性コーティング１２Ｂは、管の外部を画定している。側部余白は、縫合、接着剤接着、フレームボンド等などの接合構造によって、シーム１９（例えば、突合せシーム、重なりシーム等）でまとめて接合される。図示された実施形態では、シーム１９は、外側部分１２の長手方向に延びている。流体不浸透性テープ２０は、シーム１９の長さに沿って外側部分１２の外部表面に貼り付けられる。ある実施形態では、テープ２０は、外側部分１２の外部表面に熱接着または化学結合されることができる。テープ２０は、外側部分１２が、流体不浸透性障壁を提供するように、シーム１９をシールする。

外側部分１２上のコーティング１２Ｂは、気密性を有していれば好ましく、テープ２０は、ライナが反転されて、液圧によって拡張されて管と接触することができるように、シーム１９の流体シールを提供する。好適なことに、外側部分１２を構成するコーティングされたフェルトは、ライナ１０が、第１の直径からより大きい第２の直径まで半径方向に拡張されるとき、円周方向に伸びるように構成される。ライナ１０が据付けの間、半径方向に拡張するとき、シーム１９が、元の状態で、テープ２０によってシールされたままで、コーティングされたフェルトは、円周方向に伸びる。ホスト管の中に反転された後、コーティング１２Ｂは、据え付けられたライナ１０の内部に沿って連続的に延びる、実質的に平滑な、水密表面を画定する。

図示された実施形態では、強度部分１４、１８のそれぞれは、材料の同じ種類から形成されて、同じ一般的な様式で組み立てられる。他の実施形態では、強度部分が、本発明の範囲から逸脱しない範囲で異なる構成を有することもできることを理解されよう。強度部分１４、１８はそれぞれ、ライナ１０の第１の端部から第２の端部まで延びる長さを有しており、それぞれの強度部分の長さに沿って延びる管を形成する多層複合材料を備える。外側強度部分１４は、外側部分１２の内部を通って長手方向に延び、独自の縦内部を画定する。中間部分１６は、外側強度部分１４の内部を通って長手方向に延び、内側強度部分１８は、中間部分の内部を通って長手方向に延びる。図示されたライナ１０は、外側部分１２と中間部分１６との間に同心状に配置された外側強度部分１４と、中間部分内部に入れ子になった内側強度部分１８とを含んでいるが、他の実施形態は、他の数、および他の配置の強度部分を含むこともできる。

図３を参照すると、強度部分１４、１８はそれぞれ、多層複合織物のシート３０から形成される。図３は、構成層を図示するために切断されている。所望の全体長にするために、強度部分１４、１８はそれぞれ、さらに、両端を突き合せた配置でまとめて連結される多数のシートで形成されることが可能であることを理解されたい。各シート３０は、長さＬＳに沿って間隔をあけて配置された第１および第２の端部余白を有している。組み立てられたライナ１０では、シート３０の長さＬＳは、ライナの長さＬに沿って延びる。各シート３０は、幅Ｗに沿って間隔をあけて配置された第１および第２の側部余白をさらに有している。組み立てられたライナ１０では、各シートの幅Ｗは、ライナの周方向に（例えば、周囲の周りに）延びる。強度部分１４、１８のそれぞれを形成するために、側部余白が、相互に係合して、他のシームおよび外側部分１２のシーム１９とは円周方向にオフセットしているそれぞれのシーム５２、５４（図２）でまとめて接合されるように、それぞれのシートは、管に折り込まれる。

多層シート３０は、堅固な樹脂材料から形成された第１の含浸層３２、堅固な樹脂材料から形成された第２の含浸層３４、および含浸層の間に受容された強化繊維を含む強度層３６を備える。図示された実施形態では、強度層３６は、さらに、樹脂または他の硬化性ポリマーが含浸されるように構成される。他の強度部分は、他の多層材料（例えば、単一の含浸層および１つまたは複数の強度層、２つまたはそれ以上の強度層および含浸層等を備える多層材料）、または単層材料を備えることもできる。

図示された実施形態では、含浸層３２、３４のそれぞれは、堅固な樹脂フェルト、例えばシート３０の長さＬＳおよび幅Ｗに沿って連続的に延びるポリエステルフェルトから形成される。図示された実施形態では、フェルト層３２、３６の不織布繊維は、強度層３６に縫い付けられて、フェルト層の間の強度層に固定される。フェルト層３２、３４を強度層３６に縫い付けることで、ライナ１０が組み立てられたとき、複合織物３０が、材料の一体的シートとして扱われることが可能になる。フェルト層３２、３４は、優れた樹脂含浸特性を提供し、さらに、複合織物３０をそれぞれの管１４、１８に形成するとき、産業用ミシンによって処理されるのに適した構造を提供する。フェルト層３２、３４の例示的材料は、ポリエステルフェルトである。そのようなフェルトは、例えばＩｎｓｉｔｕＭａｉｎ（登録商標）管ライナなどの、さまざまな現場硬化管ライニング製品において、ミズーリ州セントルイスのＡｅｇｉｏｎ社で使用されている。強度部分の含浸層（複数可）を形成するのに、本発明の範囲から逸脱しない範囲で他の種類のフェルトまたは他の堅固な樹脂材料が、使用されることもできる。

好適なことに、強度層３６は、ガラス繊維、炭素繊維等などの強化繊維を備える。強度層３６は、織物シート３０の長さＬＳおよび幅Ｗに沿って連続的に延びる。図示された実施形態では、強度層３６は、第１、第２、および第３の下層３６ｉ、３６ｉｉ、３６ｉｉｉから形成されており、下層のそれぞれは、織物シート３０の長さＬＳおよび幅Ｗに沿って延びる。図示された実施形態では、第１の下層３６ｉは、強度層３６の全体に分散されている、ランダムな方向性を有するチョップド繊維４２から形成されたマットである。第２の下層３６ｉｉは、長さＬＳと概ね平行に方向付けられ、強度層３６の全体に分散されている連続繊維４４から形成され、第３の下層３６ｉｉｉは、互いに概ね平行に、かつ連続繊維を横断するように方向付けられ、強度層全体に分散された長繊維４６を包含している、長い、方向性を有するチョップ材料から形成される。図示された実施形態では、長い、方向性を有するチョップド繊維４６の下層は、ランダムな方向性を有する繊維４２の下層と連続繊維４６の下層との間に挟まれているが、下層の他の配置も、本発明の範囲から逸脱しない範囲で可能である。繊維４２、４４、４６の異なる種類が、図２および図３に概略的に図示されている。強度層は、他の実施形態では他の構成を有することができることを理解されよう。

チョップド繊維４２は、まとまってランダムな方向性を有したマット状になっていて、強度層３６の下層３６ｉを形成する。ライナ１０が、半径方向に拡張する際に、チョップド繊維４２が、互いに相対的にシフトして、下層３６ｉが円周方向に伸びることを可能にすることができるように、ランダムな方向性を有するチョップド繊維４２はまとまって、マット状態でゆるく保持される。ランダムな方向性を有する繊維４２は、無方向性様式でそれぞれの強度部分１４、１８の強度を強化するように構成される（例えば、ランダムな方向性を有する繊維は、ライナ１０を、周方向およびさらに他の方向において強化する）。そのうえ、下文でさらに詳細に説明するように、ランダムな方向性を有する繊維４２のマットは、繊維４４、４６の束が、強度層３６を形成するために固定される裏張り構造を提供する。繊維４４、４６の束をランダムな方向性を有する繊維４２の下層３６ｉに固定することで、シート材料が、フェルト層３２、３４の片方または両方に縫い付けられる、または他の方法で固定される前に、繊維を強化する３つの下層３６ｉ、３６ｉｉ、３６ｉｉｉを含むシート材料を製造の間独立して扱うことが可能になる。

図示された実施形態では、連続繊維４４は、各シート３０の長さＬＳに沿って、連続的に延びる束で配置される。連続繊維４４の束は、シート３０の幅Ｗに沿って間隔をあけて配置される。シートが、外側および内側強度部分１４、１８のそれぞれ１つに形成されるとき、連続繊維４４の束は、それぞれの強度部分の周囲の周りに間隔をあけて配置される。ライナ１０が半径方向に拡張するとき、各強度部分が円周方向に伸びることができるように、連続繊維４４の束は、シート３０の幅Ｗに沿って、それぞれの強度部分１４、１８の周囲の周りを移動することができる。図示の連続繊維４４は、繊維の１束の厚みの下層３６ｉｉを形成しているが、他の実施形態では、連続繊維の束は、積み重ねられて、１束より多い束の厚さを有する連続繊維の下層を形成することもできる。連続繊維４４は、シート３０の縦補強を提供し、したがって、ライナ１０の縦補強を提供する。

図示された強度層３６の下層３６ｉｉｉの中の長繊維４６は、シート３０の幅Ｗと概ね平行に延びている。より具体的には、長繊維４６は、シートの幅と概ね平行に延びる束になって配置される。したがって、個々の長繊維４６は、それらが部分を成している束と概ね平行に延びている。長い、方向性を有するチョップ繊維４６の束は、シート３０の長さＬＳに沿って相互に間隔をあけて配置されて、強度層３６の中間下層３６ｉｉｉを形成する。図示された長繊維４６は、繊維の１束の厚みの下層３６ｉｉｉを形成しているが、他の実施形態では、チョップド繊維の束は、積み重ねられて、１束より多い束の厚さを有する下層を形成することもできる。長繊維４６の図示された束は、連続繊維４４の束に対して概ね垂直に方向付けられる。組み立てられた強度部分１４、１８のそれぞれでは、長繊維４６の束は、それぞれの強度部分の長さに沿って間隔をあけて配置されており、ライナ１０を円周方向に補強するために、周方向に（それぞれの強度部分の周囲の周りに）延びる。図示された実施形態では、長繊維４６の各束は、それぞれの強度部分１４、１８の全周囲の周りに延びる。各長繊維４６は、ランダムな方向性を有する繊維４２と比較して長いけれども、シート３０の幅Ｗおよびそれぞれの強度部分１４、１８の外周より小さい長さを有する。繊維４６は、本発明の範囲から逸脱しない範囲で、すべて同じ長さを有することができる、または異なる長さを有することができる。チョップド繊維４６は、例示した実施形態では束で配置されているが、円周方向に方向付けられたチョップド繊維は、本発明の範囲から逸脱しない範囲で強度層の中で支持されることもできる。

図２を参照すると、各下層３６ｉｉｉの中の束が、連続繊維の代わりに長繊維４６から形成されているので、ライナ１０が、半径方向に拡張するとき、強度部分１４、１８のそれぞれは、円周方向に伸びることができる。各強度層３６では、長繊維４６は、それらが、長さと平行な方向に、ライナ１０の外周に沿って、それぞれの個別の束の中で互いに相対的に移動することができるように、ゆるくまとまって保持される。長繊維４６が、それらの長さに沿って互いに相対的に移動することができるので、ライナ１０が、半径方向に拡張するとき、各強度部分１４、１８の強度層３６の中間下層３６ｉｉｉは、円周方向に伸ばされることができる。フェルト層３２、３４および強度層３６の内側および外側下層３６ｉ、３６ｉｉが、さらに、前述したように円周方向に伸ばすことのできる材料から形成されるので、ライナ１０が、反転の間拡張されるとき、ライナ１０の直径が増大する際に、各強度部分１４、１８は、円周方向に伸びるように構成される。

図示された実施形態では、縫合５０は、強度層３６を形成するために、束ねた長繊維４６および束ねた連続繊維４４を、ランダムな方向性を有する繊維４２のマットにゆるく固定している。しかし、他の実施形態では、強化繊維をゆるく固定する他の方法が、本発明の範囲から逸脱しない範囲で用いられることもできる。縫合５０は、それぞれの周囲の束の中の長繊維４６が、強度層３６の周囲に沿って互いに相対的に移動することを可能にするだけ十分にゆるいが、製造の間、強度層の繊維４２、４４、４６をまとめて保持するのに、十分に強い。縫合５０は、さらに、据付けの間、ランダムな方向性を有する繊維４２がシフトすることを可能にし、連続繊維４４の束が、ライナ１０の円周方向に移動することを可能にするように構成される。したがって、縫合５０は、ライナ１０が半径方向に拡張されるとき、強化繊維が、強度層３６の周囲の伸びを促進するために必要に応じて移動することを可能にしながら、据付けの間、強化繊維４２、４４、４６の全般的な配置を維持するように構成される。

各強度部分１４、１８では、織物シートの側部余白が、それぞれのシーム５２、５４で相互に重なり合うように、複合織物シート３０は、折り込まれる。したがって、各シームは、ライナ１０の長さＬに概ね沿って延びる重なり部分を備える。図示された実施形態では、重なり縫合５６、５８は、それぞれのシート３０の重なっている側部余白を各強度部分１４、１８の中にまとめて固定している。他の実施形態では、重ねられた側部余白は、他の種類の接合構造、例えば熱接着、接着剤接着等によってまとめて固定されることもできる。

各重なり部分５２、５４は、幅ＷＯ１、ＷＯ２を有する。ある実施形態では、各幅ＷＯ１、ＷＯ２は、約１．５インチ（３．８ｃｍ）から約２．５インチ（６．４６ｃｍ）までの包括的な範囲の中にある。この範囲内の幅は、産業用ミシンを使用して、重なり部分５２、５４を縫合するのに適切であり得る。しかしながら、他の実施形態では、他の幅の重なり部分が、使用され得ることを理解されよう。縫合５６、５８は、管が、それぞれのシーム５２、５４を破損することなく円周方向に拡張することを可能にする。含浸層３２、３４および強度層３６は、円周方向に伸びるように構成されるので、各強度層１４、１８が、据付けの間、第１の直径からより大きい第２の直径まで拡張するとき、それぞれの縦重なり部分５２、５４の幅ＷＯ１、ＷＯ２は、減少しない。代わりに、それぞれの縦重なり部分５２、５４の幅ＷＯ１、ＷＯ２、は、同じままである、または増大し、それぞれの強度部分１４、１８の周囲の増大と比例して増大する。縫合５６、５８は、それぞれの強度部分１４、１８の直径が、増大した後であっても、シート３０の縦側部余白を、シーム５２、５４ごとにまとめて保持する。

１つまたは複数の実施形態では、各重なり部分５２、５４は、補強ストリップ６０、６２で補強される。補強ストリップ６０、６２は、どのような適切な補強材でも含むことができる。ある実施形態では、各補強ストリップ６０、６２は、フェルト層と、フェルト層にニードルパンチされている、または他の方法でフェルト層に固定されている繊維層とを備える２層材料を備える。１つの実施形態では、補強ストリップ６０、６２は、例えばフレームボンド、接着剤接着、縫合等によって、重なりシーム５２、５４の反対側の箇所でそれぞれの強度部分１４、１８の外側フェルト層３４に取り付けられる。ある実施形態では、各補強ストリップ６０、６２は、それぞれの強度部分１４、１８の長さに沿って連続的に延びている。各補強ストリップ６０、６２は、それぞれの強度部分の長さに連続的に沿って、またはそれぞれの強度部分の長さに沿って間隔をあけて配置された箇所で、シーム５２、５４の反対側で、それぞれの強度部分１４、１８の外側フェルト層３４に接着されることができる。

中間部分１６は、ライナ１０の第１の端部から第２の端部まで延びる長さを有し、内部を有する管に形成されたフェルトを備える。前述したように、中間部分１６は、外側強度層１４の内部を通って長手方向に延び、内側強度層１８は、中間部分の内部を通って長手方向に延びる。中間部分１６は、別個のフェルト管にそれぞれ形成された１つまたは複数の別個のフェルト層１６Ａ、１６Ｂを備える。フェルト管１６Ａ、１６Ｂは、樹脂などの硬化性ポリマーが含浸されるようにそれぞれ構成される。図示された実施形態では、中間部分１６は、同心状に配置される２つの別個のフェルト管１６Ａ、１６Ｂを備える。他のライナの中間部分は、他の数のフェルト管（例としてゼロまたはそれ以上のフェルト管、例えば１つから５つの包含的な範囲の数のフェルト管等）を有することもできることを理解されよう。

各別個のフェルト層１６Ａ、１６Ｂは、中間部分１６の長さに沿って延びる長さに沿って間隔をあけて配置された第１および第２の端部余白と、中間部分の周囲の周りに延びる幅に沿って間隔をあけて配置された第１および第２の側部余白とを有するフェルトのシート（または両端を突き合せて配置された複数のフェルトのシート）を備える。各フェルトシート１６Ａ、１６Ｂは、シートの側部余白が、相互に係合して、それぞれのシーム６６、６８でまとめて接合されるように、管の中に折り込まれる。図示された実施形態では、側部余白は、縫合された突合せシームでまとめて接合されるが、側部余白は、本発明の範囲から逸脱しない範囲で他の方法でまとめて接合されることもできる。好適なことに、各シーム６６、６８は、ライナ１０が据付けの間、半径方向に拡張する際に、中間部分１６の周囲の伸びに耐えるように構成される。１つまたは複数の実施形態では、ライナ１０の中のシーム１９、５２、５４、６６、６８は全て、互いが円周方向にオフセットしている。

図示された実施形態では、外側部分１２、外側強度部分１４、中間フェルト管１６Ａ、１６Ｂのそれぞれ、および内側強度部分１８はそれぞれ、ライナ１０のそれぞれの管を備える。ライナ１０の中に含まれる個々の管１２、１４、１６Ａ、１６Ｂ、１８は、接着剤７０Ａ－７０Ｄでまとめて接着される。１つまたは複数の実施形態では、接着剤７０Ａ－７０Ｄのそれぞれは、ライナ１０の長さＬに沿って連続的または断続的に延在する。ライナの外側部分１２は、接着剤７０Ａで外側強度部分１４の外側フェルト層３２に接着され、外側強度部分の内側フェルト層３４は、接着剤７０Ｂで外側フェルト管１６Ａに接着され、外側フェルト管は、接着剤７０Ｃで内側フェルト管１６Ｂに接着され、および内側フェルト管は、接着剤７０Ｄで内側強度層１８の外側フェルト層３２に接着される。対向する面、管１２、１４、１６Ａ、１６Ｂ、１８はすべて、フェルト材料で形成されているので、接着剤７０Ａ－７０Ｄは、フレームボンドを含むことができる。換言すれば、図示された実施形態では、別個の管１２、１４、１６Ａ、１６Ｂ、１８はそれぞれ、隣接する管にフレームボンドされて、一体的ライナ１０を形成している。他の実施形態においてライナの２つまたはそれ以上の管をまとめて固定するのに、他の種類の接着（例えば、接着剤接着、フレームボンドおよび接着剤接着の混合等）が、使用され得ることを理解されよう。

ライナ１０を製造する例示的方法では、縦側部余白が、重なりシーム５４で相互に重なり合うように、製造業者は、複合織物シート３０を内側強度管１８の中に折り込む。製造業者は、ステッチャを通る内側強度管１８を誘導して、側部余白を重なりシーム５４に沿ってまとめて縫合する。製造業者は、次いで、接着剤接着、フレームボンド等を用いて、補強ストリップ６２を重なり部分５４に接着する。

内側強度管１８を形成した後、中間部分１６を形成するために、製造業者は、それにフェルト１６Ａ、１６Ｂの１つまたは複数のシートを巻き付ける。１つの実施形態では、製造業者は、ステッチャを通るフェルトの各シートを誘導して、縦側部余白をシーム６６、６８でまとめて縫合する。好適なことに、シーム６６、６８が、内側強度管１８のシーム５４から円周方向に間隔を置いて配置されるように、製造業者は、それぞれのフェルトシートを巻き付ける。各フェルト管１６Ａ、１６Ｂは、さらに、内部で受容される管にフレームボンドされる。例えば、図示された実施形態では、製造業者は、フェルト管１６Ｂをフレームボンド７０Ｄで内側強度部分１８にフレームボンドし、フェルト管１６Ａをフレームボンド７０Ｃで他のフェルト管にフレームボンドしている。

所望数のフェルト管が、形成されて、内側強度部分１８にフレームボンドされた後、製造業者は、中間部分１６の周囲に別の複合織物シート３０を巻き付けて、外側強度管１４を形成する。シートの縦側部余白が、重なりシーム５２では相互に重なり合うように、製造業者は、中間部分１６の周囲にシート３０を折り込む。好適なことに、重なりシーム５２が、重なりシーム５４およびシーム６６、６８のそれぞれから円周方向に間隔を置いて配置されるように、製造業者は、複合織物シート３０を巻き付ける。製造業者は、ステッチャを通る外側強度管１４を誘導して、重なりシーム５２に沿って複合織物シート３０の縦側部余白をまとめて縫合する。製造業者は、次いで、接着剤接着、フレームボンド等を用いて、補強ストリップ６０を重なりシーム５２に接着する。外側強度管１４は、さらに、フレームボンド７０Ｂで外側フェルト管１６Ａにフレームボンドされる。

次いで、製造業者は、コーティングされたフェルトのシートを外側強度管１４の周囲に巻き付けて、外側管１２を形成する。具体的には、製造業者は、縦側部余白が、相互に係合し、コーティング１２Ｂが、管の外部を画定するように、外側強度管１４の周囲に、コーティングされたフェルトを折り込む。製造業者は、ステッチャを通るコーティングされたフェルト管１２を誘導して、材料の側部余白をシーム１９でまとめて縫合する。次いで、製造業者は、シームをシールするために、不浸透性テープ２０をシーム１９に沿って貼り付ける。

ライナ１０をホスト管（図示せず）の中に据え付けるために、最初に、ライナに樹脂などの硬化性ポリマーを含浸させる。ライナに硬化性ポリマーを含浸させるためのさまざまな技術は、知られている、または知られるようになる可能性がある、どのような適切な技術でも、本発明の範囲から逸脱しない範囲で使用されることができる。例えば、樹脂含浸システムは、米国特許第７，２３８，２５１号で開示されており、同特許は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。１つの実施形態では、ライナ１０に樹脂を含浸させる段階は、ホスト管から離れた工場で行われ、含浸されたライナは、最適に気候制御されたトラックでホスト管の場所まで運搬される。他の実施形態では、乗員は、本発明の範囲から逸脱しない範囲で、ホスト管の場所でライナ１０を含浸させることもできる。好適なことに、ライナ１０に樹脂を含浸させる段階は、外側管１２のフェルト層１２Ａ、外側強度管１４の層３２、３４、３６のそれぞれ、フェルト管１６Ａ、１６Ｂのそれぞれ、および内側強度管１８の層３２、３４、３６のそれぞれの全体に、ならびに補強ストリップ６０、６２のそれぞれを通して、樹脂を分散させる。

ライナ１０に樹脂を含浸させた後、乗員は、ライナを反転させることによって、ライナをホスト管の内側に据え付ける。反転プロセスにおいて、ライナ１０は、裏返され、ライナの多くが反転されるにつれて、ホスト管の下で前進する。反転プロセスは、内側強度部分１８をホスト管の内部表面に押し当て、外側部分１２のコーティング１２Ｂを裏張りされた管の内部表面にする。したがって、反転が完了した後、不浸透性コーティング１２Ｂは、ライナ１０の樹脂が管の内部から流出するのを防ぐ樹脂障壁を提供する。反転プロセスの間、ライナが構造を保持して、単一ユニットとして反転されることができるように、フレームボンド７０Ａ－７０Ｄは別個の管１２、１４、１６Ａ、１６Ｂ、１８の間の確実な連結を維持する。ライナ１０を反転させるためのさまざまな技術は、知られている、または知られるようになる可能性がある、どのような適切な技術でも、本発明の範囲から逸脱しない範囲で使用されることができる。例えば、ライナを反転させるためのシステムは、米国特許第９，４５３，５９７号、第８，０６６，４９９号、第７，８６６、９６８号、第７，７６６，０４８号で開示されており、当該特許のそれぞれは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

反転前には、ライナ１０および管１２、１４、１６Ａ、１６Ｂ、１８のそれぞれは、それぞれの初期直径を有する。反転プロセスは、ライナ１０および各管１２、１４、１６Ａ、１６Ｂ、１８を初期直径からより大きい第２の直径まで伸ばす。前述したように、強度部分１４、１８のそれぞれの中に強化繊維４２、４４、４６を配置することで、それぞれの重なり部分５２、５４の幅ＷＯ１、ＷＯ２を減少させずに、強度部分が円周方向に伸びることが可能になる。ライナが、ホスト管１０の内部表面と接触するように配置されるので、ライナ１０が伸びることは、しわの生成を防止することを助ける。したがって、反転が完了した後、不浸透性コーティング１２Ｂは、それに沿って液体が、最小抗力で流れることができる平滑表面を構成する。連続繊維４４は、ライナ１０の伸長を阻止する。

ライナ１０がホスト管の内部表面と連続的に接触するように配置されれば、ライナの中の樹脂が硬化して、ホスト管の内部表面に沿って現場硬化ライナを形成する。ある実施形態では、樹脂は、周囲条件で硬化する。他の実施形態では、乗員は、熱、紫外線等などの、硬化エネルギの適切な形態を、樹脂を含浸させたライナ１０に向けて導くことによって、樹脂を硬化させる。樹脂含浸ライナを硬化させるためのさまざまな技術は、知られている、または知られるようになる可能性がある、どのような適切な技術でも、本発明の範囲から逸脱しない範囲で使用されることができる。例えば、硬化システムは、上記で参照により組み込まれた米国特許のいくつかで開示されており、ならびに参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第７，３６０，５５９号で開示されている。

据え付けられたライナ１０が利用状態になった後、硬化樹脂は、管１２、１４、１６Ａ、１６Ｂ、１８のそれぞれをまとめて強く結合する。そのうえ、内側および外側強度管１４、１８の強度層３６（特に円周方向に方向付けられた繊維４６）は、内部負荷（例えば内部液圧等）および／または外部負荷（例えば地震荷重等）に耐えるように、ホスト管を円周方向で補強する。したがって、示されるように、ライナ１０は、反転によって据え付けられることができ、実質的に平滑な、水密流路を画定するホスト管の内側に新しい、高強度管を提供することができる。

詳細に本発明を記載してきたが、添付の特許請求の範囲に画定される本発明の範囲から逸脱しない範囲で修正および変更が可能であることは明らかであろう。

本発明の範囲から逸脱しない範囲でさまざまな変更を上記の構造および方法に加えることが可能であるので、上記説明に含有され、添付図面に示される全ての事項は、例証的であり、限定的な意味ではないと解釈されるものであることが意図されている。

Claims (15)

1. 管をライニングするための反転ライナであって、
   内部を有する外側不浸透性部分であって、前記外側不浸透性部分は、流体不浸透性材料を備え、前記流体不浸透性材料は、長手方向に延びる管に形成されている、外側不浸透性部分と、
   内側および外側の強度部分であって、前記外側強度部分は、前記外側不浸透性部分の前記内部に位置付けられ、前記内側および外側の強度部分のそれぞれは、内部を有し、前記内側および外側の部分のそれぞれは、それぞれ長手方向に延びる管を形成するように配置され、強化繊維を備え、
   内部を有する中間部分であって、前記中間部分は、フェルトを備え、前記フェルトは、長手方向に延びる管に形成されており、前記中間部分は、前記外側強度部分の前記内部に位置付けられ、前記内側強度部分は、前記中間部分の前記内部に位置付けられる、中間部分を備え、
   前記外側の強度部分は、強度材料の一体的シートを備え、
   強度材料の前記シートは、長さと幅および前記幅に沿って間隔をあけて配置された対向する第１および第２の縦縁余白を有し、
   強度材料の前記シートは、外側フェルト層、内側フェルト層および前記外側フェルト層と前記内側フェルト層の間に受容された強化繊維を含む強度層を備え、
   前記外側フェルト層および前記内側フェルト層の不織布繊維は、前記強度層に縫い付けられ、
   前記強度層は、互いに概ね平行に方向付けられ、強度材料の前記シートに沿って分散された繊維のチョップドストランドを備え、
   強度材料の前記シートの前記第１および第２の縦縁余白は、互いに係合して配置され、
   強度材料の前記シートは、強度材料の前記シートの前記第１および第２の縦縁余白を接合する関係でまとめて連結し、シームを形成する接合構造を備え、
   前記ライナの外側不浸透性部分は、接着剤で、又はフレームボンドされることにより前記外側強度部分の前記外側フェルト層に接着され、
   前記外側強度部分の前記内側フェルト層は、接着剤で、又はフレームボンドされることにより前記中間部分に接着される
   反転ライナ。
2. 繊維の前記チョップドストランドが、前記ライナの周方向において前記ライナを強化するように配置される、請求項１に記載の反転ライナ。
3. 繊維の前記チョップドストランドが、強度材料の前記シートの前記幅と概ね平行に延びる、請求項１に記載の反転ライナ。
4. 強度材料の前記シートが、強度材料の前記シートに沿って分散された繊維の連続的ストランドをさらに備え、繊維の前記連続的ストランドが、互いに平行に、かつ繊維の前記チョップドストランドを横断するように方向付けられる、請求項１に記載の反転ライナ。
5. 強度材料の前記シートが、ランダムな方向性を有するチョップド繊維のマットをさらに備える、請求項１に記載の反転ライナ。
6. 前記シームが、幅を有し、前記内側および外側の強度部分の少なくとも１つが、前記シームの前記幅を減少させることなく、第１の直径からより大きい第２の直径まで拡張するように、前記反転ライナが、ホスト管の中に反転されるように構成される、請求項１に記載の反転ライナ。
7. 前記シームが、少なくとも３．８ｃｍの幅を有する、請求項１に記載の反転ライナ。
8. 前記接合構造が、縫合を含む、請求項１に記載の反転ライナ。
9. 前記内側および外側の強度部分の少なくとも１つが、補強ストリップをさらに備え、前記補強ストリップが、前記シームに沿って延びていて、前記第１および第２の縦縁余白のそれぞれに隣接する箇所で強度材料の前記シートに取り付けられる、請求項１に記載の反転ライナ。
10. 前記中間部分が、複数の別個のフェルト層を備える、請求項１に記載の反転ライナ。
11. 前記別個のフェルト層のそれぞれが、他の別個のフェルト層の隣接する１つにフレームボンドされる、請求項１０に記載の反転ライナ。
12. 前記中間部分が、１つから５つの別個のフェルト層の包含的な範囲内の数の別個のフェルト層を備える、請求項１に記載の反転ライナ。
13. 前記流体不浸透性材料が、コーティングされたフェルトを備える、請求項１に記載の反転ライナ。
14. 前記内側強度部分が、強度材料の一体的シートを備え、
    前記内側強度部分の強度材料の前記シートは、長さと幅および前記幅に沿って間隔をあけて配置された対向する第１および第２の縦縁余白を有し、
    前記内側強度部分の強度材料の前記シートは、外側フェルト層、内側フェルト層および前記外側フェルト層と前記内側フェルト層の間に受容された強化繊維を含む強度層を備え、
    前記外側フェルト層および前記内側フェルト層の不織布繊維は、前記強度層に縫い付けられ、
    前記強度層は、互いに概ね平行に方向付けられ、強度材料の前記シートに沿って分散された繊維のチョップドストランドを備え、
    前記内側強度部分の強度材料の前記シートの前記第１および第２の縦縁余白は、互いに係合して配置され、
    強度材料の前記シートは、前記内側強度部分の強度材料の前記シートの前記第１および第２の縦縁余白を接合する関係でまとめて連結し、シームを形成する接合構造を備え、
    前記内側強度部分の前記外側フェルト層は、接着剤で、又はフレームボンドされることにより前記中間部分に接着される
    請求項１に記載の反転ライナ。
15. 管をライニングするためのライナを製造する方法であって、
    強化繊維を備える第１の強度管を形成することと、
    少なくとも１つのフェルト管を前記第１の強度管の周囲に形成することと、
    前記少なくとも１つのフェルト管の周囲に強化繊維を備える第２の強度管を形成することと、
    不浸透性管を前記第２の強度管の周囲に形成することと
    を含み、
    前記第２の強度管を形成することが、
    シートの幅が、前記第２の強度管の周方向に延びるように、強度材料の一体的シートを配置することと、
    前記シートの第１および第２の縦縁余白をシームでまとめて接合することを含み、
    強度材料の前記シートは、外側フェルト層、内側フェルト層および前記外側フェルト層と前記内側フェルト層の間に受容された強化繊維を含む強度層を備え、
    前記外側フェルト層および前記内側フェルト層の不織布繊維は、前記強度層に縫い付けられ、
    前記強度層は、互いに概ね平行に方向付けられ、強度材料の前記シートに沿って分散された繊維のチョップドストランドを備え、および、
    前記方法は、さらに、前記内側フェルト層を少なくとも１つのフェルト管にフレームボンドすることおよび前記外側フェルト層を前記不浸透性管にフレームボンドすること、
    を含む、方法。
    

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