CN110167742B - 管材修理用干性衬里和用于制造干性衬里的方法 - Google Patents

Abstract

制造用于增强管材的干性衬里的方法包括围绕心轴螺旋地缠绕玻璃纤维增强的连续材料，使得玻璃纤维增强的连续材料的后续层至少部分地与该材料的先前层重叠以形成重叠区域，并且在用树脂浸渍干性衬里以形成CIPP衬里之前将该材料的后续层在该重叠区域中固定至该材料的先前层。

Description

管材修理用干性衬里和用于制造干性衬里的方法

相关申请

这一申请要求2017年1月11日提交的并且名为DRY LINERS FOR PIPE REPAIR ANDMETHODS FOR MANUFACTURING DRY LINERS(管材修理用干性衬里和用于制造干性衬里的方法)的欧洲专利申请序列号17382006.9的优先权和所有权益，其整个公开内容通过引用完全并入本文。

领域

本申请涉及用于修复受损或劣化的管道系统的衬里并涉及制造这样的衬里的方法。

背景

地下管道系统对于运输液体和气体至住宅和商业是必不可少的。公共事业通常使用这些管道系统用于污水、水、气和其它应用。这样的管道系统安装在地下几英尺处，并因此接近管道系统受到限制。

地下管道经受周期性的载荷、过早的磨损、腐蚀和周围地基或土壤运动。结果是，管材可出现需要修理的受损或弱化区域。为了维持地下管道系统所提供的服务，必须迅速地检测和修理任何裂纹或泄漏。通过焊接、修补或其它方式修理小段管材通常是不令人满意并且困难的，因为管材直径不允许人类在安全条件下进入。同样，挖开和更换一段管材是困难、昂贵和耗时的。

用于修理地下管材的方案是在管材仍在原位时修理管材。一些现场管材修理工序包括将柔韧的增强衬里插入至受损的管材中。存在几种类型的增强件或增强衬里。一些增强衬里包括用于支撑和强度的玻璃纤维。

可通过几种已知技术中的一种从一个进入点至另一个来将衬里安装至受损的管材中。衬里通常具有与受损管材的内径基本相同或稍小的外径。加压衬里使得其沿着受损管材的内壁牢固地挤压。在插入管材之前，用树脂例如苯乙烯化树脂浸渍衬里。然后，使浸渍树脂的已膨胀衬里固化以在原始管材内形成新的刚性内衬或表面。在安装后硬化或固化的衬里被称作“现场固化管材(CIPP)”衬里。可通过几种已知的技术中的一种例如蒸气或UV固化来固化树脂。

用于制备CIPP玻璃衬里的制备方法包括缠绕方法。在常规的缠绕方法100(图1)中，首先用树脂/增稠剂混合物浸渍具有有限宽度的织物卷并且重新缠绕用于熟化。在限定的熟化时间之后，展开预浸渍的卷，并将相关的织物102螺旋地缠绕至心轴104上，该心轴104被热塑性箔膜层106覆盖，如图1中所示。心轴140绕纵轴Y旋转。当螺旋缠绕织物时，织物的边与在下面的织物层的边重叠。预浸渍树脂/增稠剂混合物的粘性将在上面的织物固定或保持在下面的织物上的位置。缠绕操作继续直至实现所需的层合材料厚度。然后，由外部热塑性箔膜层覆盖预浸渍的织物并且在储存和运输过程中保护预浸渍的织物免于日光/UV光。

含有苯乙烯单体的聚酯或乙烯基酯树脂体系经常用作CIPP衬里中的树脂。因为苯乙烯单体是环境有害材料，所以必须按照各种规定进行经渗透衬里的处理、运送和储存。此外，在经渗透衬里中树脂占浸渍衬里总重量的大部分(例如大约一半)。因此，处理和运送经树脂渗透衬里可为麻烦的和昂贵的。

概述

本申请描述用于制造干性衬里的方法。在示例性实施方案中，该方法包括围绕心轴螺旋地缠绕干性玻璃纤维增强的连续材料，使得玻璃纤维增强的连续材料的后续层至少部分地与该材料的先前层重叠，以形成重叠区域。该方法还包括将该材料的后续层在该重叠区域中固定至该材料的先前层。

本申请还描述用于增强管材的干性衬里。在示例性实施方案中，衬里包括螺旋缠绕的玻璃纤维增强材料，其形成第一层和至少部分地与该第一层重叠以形成重叠区域的第二层。示例性衬里还包括将该第一层在该重叠区域中固定至第二层的材料。

本申请还描述用于使用在形成用于增强管材的干性衬里中的玻璃纤维增强材料。在示例性实施方案中，玻璃纤维增强材料包括增强层，该增强层包括玻璃纤维，该增强层具有顶表面、与顶表面相对的底表面、第一边缘部分和与第一边缘部分相对的第二边缘部分。玻璃纤维增强材料还包括接近该第一边缘部分和该第二边缘部分中至少一个设置的多个热塑性纤维。

从以下参考附图的详细描述，本发明的另外的特征和优点将变得明显。

附图简要描述

为了更全面地理解总发明构思的属性和优点，应结合附图参考以下详细描述，其中：

图1是由缠绕方法形成的常规CIPP衬里的透视图；

图2是用于制造CIPP衬里方法的示例性实施方案的示意说明；

图3是CIPP衬里的示例性实施方案中层的横截面侧视图；

图4是CIPP衬里的另一个示例性实施方案中层的横截面侧视图；

图5是CIPP衬里的另一个示例性实施方案中层的横截面侧视图；

图6是CIPP衬里的另一个示例性实施方案中层的横截面侧视图；

图7是用于制造图6的CIPP衬里的方法的示例性实施方案的示意说明；

图8是CIPP衬里的另一个示例性实施方案中层的横截面侧视图；和

图9是CIPP衬里的另一个示例性实施方案中层的横截面侧视图。

详细描述

虽然总发明构思可以许多不同的形式实施，但是在附图中显示并将在本文详细描述其特定实施方案，应理解本公开内容被认为是总发明构思原理的举例。因此，总发明构思不意图限制于本文所示的特定实施方案。

除非另外定义，否则本文所用的术语具有与包含总发明构思的领域中普通技术人员通常理解的相同含义。本文使用的术语仅用于描述总发明构思的示例性实施方案，而不意图限制总发明构思。如在总发明构思的描述和所附权利要求书中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。

本申请描述各种示例性的用于增强管材的干性修理衬里和用于形成干性衬里的方法。术语“干性衬里”是指其中用于形成衬里的织物、非织物或它们的组合尚未用树脂材料浸渍的衬里，在已经将衬里安装在管材内部之后将使用该树脂材料来硬化或固化衬里。在这一申请中，在已经将衬里安装在管材内部之后用于硬化或固化衬里的树脂被称作“管内固化”(IPC)树脂以区别用于其它目的的树脂或粘合剂。

因此用IPC树脂浸渍干性衬里可发生在比制造衬里更晚的时间和不同的位置。因此，可在用IPC树脂浸渍之前处理、储存和运送干性衬里。例如，在使用之前，可将干性衬里送至合适的树脂浸透设施，在该设施中可在运送至工作现场之前用适合的IPC树脂体系浸渍该衬里。IPC树脂可为任何适合于与CIPP衬里一起使用的树脂体系。适合的IPC树脂体系的实例包括但不限于含有苯乙烯单体的聚酯或乙烯基酯树脂体系。

在示例性实施方案中，形成用于增强管材的干性修理衬里的方法利用形成连续衬里的经修改的缠绕方法。经修改的缠绕方法包括用于将衬里材料的重叠层固定在一起的方法代替使用IPC树脂来将层保持在一起。如将在以下更详细地描述，用于将衬里材料的重叠层固定在一起的方法的一些示例性实施方案可包括单独的树脂或粘合剂。然而，在将衬里材料的重叠层固定在一起的示例性实施方案中使用的树脂或粘合剂可以如将在以下描述的许多方式区别于IPC树脂。

图2显示用于制造CIPP衬里200的方法180的示例性实施方案的示意表示，并且图3说明CIPP衬里200的示例性实施方案中层的局部分解的横截面侧视图。可以各种方式构造衬里200。例如，干性衬里的不同实施方案可包括不同的材料、具有不同的直径和厚度、和在使用的层数和材料数量方面变化。在图2的示例性实施方案中，衬里200表示为具有外径OD和厚度T的环形横截面。然而，在固化之前衬里200是柔性的；因此，衬里200可折叠成大致平坦的用于储存，或者折叠成较小的横截面用于插入至管材中。另外，在插入至管材中之后衬里200的外径OD可膨胀。

参考图3，在示例性实施方案中，衬里200包括内箔层202和形成多个部分重叠材料层的螺旋缠绕的增强材料204。重叠层的数量取决于增强材料204缠绕的紧密程度。在图3的示例性实施方案中，衬里200包括增强材料204的第一层206和在重叠区域210中与增强材料204的第一层206部分重叠的增强材料204的第二层208。然而，在其它示例性实施方案中，衬里200可具有多于两个重叠层。衬里200还包括外箔层212和用于固定增强材料204的第一层206与增强材料206的第二层208的材料214。

一旦用IPC树脂浸渍衬里200，构造内箔层202以防止IPC树脂的泄漏，并且提供光滑的内表面。内箔层202还可充当苯乙烯阻隔物。此外，在一些实施方案中，可构造内箔层202以允许UV光通过该内箔层202从而固化IPC树脂。可以各种方式构造内箔层202。例如，可在不同实施方案中变化用于内箔层202的材料的类型和数量。可使用任何能够防止IPC树脂泄漏、提供光滑内表面、允许UV光通过并固化IPC树脂和/或提供苯乙烯蒸气阻隔物的材料。适合于内箔层202的材料包括但不限于聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚酯、或它们的组合。

构造外箔层212以形成外保护层并在衬里200浸渍之后防止IPC树脂的泄漏。在一些实施方案中，外箔层202还可保护树脂免于日光/UV光以防止IPC树脂(如果其为可UV光固化的)过早固化。可以各种方式构造外箔层212。例如，对于衬里200的不同实施方案而言可变化用于外箔层212的材料的类型和数量。可使用任何能够防止IPC树脂泄漏和帮助处理衬里200的材料。适合于外箔层212的材料包括但不限于聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚酯、或它们的组合。

在示例性实施方案中，外箔层202包括充当苯乙烯阻隔物的聚酰胺层和聚乙烯层以改进焊接外箔层202的能力。在示例性实施方案中，内箔层202和外箔层212是相同的材料。然而，在其它实施方案中，内箔层202和外箔层212可包括不同的材料。

内箔层202径向向外并且外箔层212径向向内设置增强材料204。构造增强材料204以在衬里200的纵轴B方向上提供增强支撑(参见图2)。可以各种方式构造增强材料204。例如，可在不同实施方案中变化用于增强材料204的材料的类型和数量。可使用任何适用于在CIPP衬里中使用并且能够为衬里200提供纵向增强的材料。在一些实施方案中，增强材料204可包括并入该材料的增强纤维。适合的增强材料204包括可为织造的、非织造的、针织的或缝合的玻璃纤维织物，玻璃纤维垫，或其它含有纤维的材料。在包括增强纤维的材料中，该材料中使用的纤维可为任何类型的有机或合成纤维。在一些示例性实施方案中，增强纤维包括玻璃、碳、聚酯、聚烯烃、尼龙、芳族聚酰胺、聚苯硫醚、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚丙烯腈(PAN)、碳化硅(SiC)、氮化硼等中的任何一种或多种。在一些示例性实施方案中，材料可为包括多种不同类型纤维的混合织物(或层)。纤维可为连续纤维或可为不连续的，例如短切原丝。纤维可为定向取向的或随机取向的。

在示例性实施方案中，增强材料204包括多个玻璃纤维。在一个示例性实施方案中，增强材料204是包括取向玻璃纤维的织物以在特定方向上提供增强。例如，在一个示例性实施方案中，在衬里的横向方向上取向玻璃纤维以改进在管材的周向方向上衬里的机械性质。玻璃纤维可为连续纤维或不连续纤维。在一个示例性实施方案中，玻璃纤维是取向的短切纤维(例如取向的短切原丝)。

可以各种方式构造用于固定增强材料204的第一层206与第二层208的材料214。可使用任何能够固定增强材料204的第一层206与第二层208，并且适合于在CIPP衬里中使用的材料。此外，可以任何适合的方式将材料214设置在增强材料204上或并入增强材料204中。在一些示例性实施方案中，可局部施加或仅在重叠区域210中设置材料214并且材料214可以不存在于增强材料的其它部分中。然而，在其它实施方案中，也可在材料的其它部分中施加或设置材料214。例如，在一些实施方案中，可跨过基本上所有或大部分增强材料204来施加或设置材料。

参考图3，增强材料204包括顶表面220、与顶表面220相对的底表面222、第一边缘部分224和与第一边缘部分224相对的第二边缘部分226。在图2和3的示例性实施方案中，用于固定增强材料204的第一层206与增强材料204的第二层208的材料214包括多个热塑性纤维230。

可以各种方式构造热塑性纤维230。例如，可在不同实施方案中变化所用热塑性材料的一种或多种类型、纤维的数量、纤维的位置、纤维的取向、和纤维的尺寸(例如直径)。可使用任何可熔融并且固定增强材料204的第一层206与增强材料204的第二层208的热塑性纤维。适合的热塑性材料可包括但不限于聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、和聚酯的共聚物。

在图2和3的示例性实施方案中，衬里200包括在接近第一边缘部分224和第二边缘部分226的热塑性材料204的顶表面220上的多个热塑性纤维230。增强材料204包括中心的纵轴D(参见图2)。“接近”第一边缘部分224和第二边缘部分226是指比中心的纵轴更接近第一边缘部分224和第二边缘部分226来设置热塑性纤维230。在一些实施方案中，可接近第一边缘部分224和第二边缘部分226设置所有的多个热塑性纤维230。在其它实施方案中，可接近第一边缘部分224和第二边缘部分226设置多个热塑性纤维230中的一些而可在更接近中心的纵轴D设置多个热塑性纤维230中的一些。

在一些实施方案中，可在增强材料204的底表面222上或在顶表面220和底表面222两者上设置热塑性纤维230。此外在一些实施方案中，可接近第一边缘部分224和第二边缘部分226中仅一个设置热塑性纤维230。在一些实施方案中，可将热塑性纤维230整合至增强材料204中。例如，可将热塑性纤维230织入增强材料204中或可以其他方式将热塑性纤维230与增强材料204一起成形。在一些实施方案中，可跨过基本上整个顶表面220、跨过基本上整个底表面224或跨过基本上整个顶表面220和整个底表面222两者来设置热塑性纤维230。

在示例性实施方案中，衬里200在增强材料204的顶表面220上接近第一边缘部分224和第二边缘部分226中的每个包括三行大体上平行的连续热塑性纤维230。热塑性纤维230大体上在材料204的纵向方向C上延伸(参见图2)。连续热塑性纤维230的每行可包括单个热塑性纤维230或多个纤维。在其它实施方案中，衬里200可包括多于或少于三行的热塑性纤维230。此外，在一些实施方案中，可不按行排列热塑性纤维230，但是可采用一些其它适合的模式排列或可随机排列热塑性纤维230。又进一步，在一些实施方案中，热塑性纤维230可为采用任何适合的取向(包括随机取向的)排列的不连续纤维。

在一个示例性实施方案中，增强材料204具有宽度W(参见图2)并且将热塑性纤维230设置在约5％至约50％的宽度W、或约10％至约40％的宽度、或约15％至约30％的宽度上或并入约5％至约50％的宽度W、或约10％至约40％的宽度、或约15％至约30％的宽度中。在一个示例性实施方案中，将热塑性纤维230设置在约30％或更小的宽度W上或并入约30％或更小的宽度W中。在一个示例性实施方案中，增强材料204以约1％至约10％的比率包括玻璃纤维和热塑性纤维230两者。

可以任何适合的方式将热塑性纤维230设置在增强材料204的顶表面220上。将热塑性纤维230粘附于增强材料204的顶表面220的适合的方法可包括但不限于熔融该纤维、使用粘合剂、将纤维喷至顶表面220上、在增强材料层之间缠绕纤维230使得增强材料的缠绕张力将纤维固定在层之间的位置、和将纤维缝至增强材料204中。在一个示例性实施方案中，热塑性纤维230部分熔融至增强材料204的顶表面220上以粘附于增强材料204。可以任何适合的方式(例如但不限于红外、激光和热空气)熔融热塑性纤维230。在另一个示例性实施方案中，将热塑性纤维230沿着增强材料204的长度编织穿过增强材料204或以其他方式将热塑性纤维230并入织物中。

参考图2中所示形成衬里200的示例性方法180，提供柱形心轴250。构造心轴250沿箭头A所示的方向绕中心轴B旋转。可在衬里200的不同实施方案中变化心轴250的直径。通常，选择心轴250的直径以设定衬里200的内径。

绕心轴250放置内箔层202以形成衬里200的内层。可以任何适合的方式绕心轴250放置内箔层202。例如，在一个示例性实施方案中内箔层202形成为袋状物并且在开始缠绕工艺之前越过心轴250拉动内箔层202。

相邻心轴250提供并设置包括热塑性纤维230的增强材料204的卷252以螺旋缠绕在内箔202上方。随着心轴250旋转，以螺旋缠绕的方式围绕心轴250拉动或供给来自卷252的增强材料204以产生增强材料204的部分重叠层。可在衬里200的不同示例性实施方案中变化重叠层的数量和重叠区域的宽度。例如，可选择材料层的数量以实现衬里200的期望厚度。

在所示实施方案中，提供并构造熔融装置254以(至少部分)熔融热塑性纤维230使得熔融的纤维将增强材料204的重叠的、螺旋缠绕层粘附在一起。在所示实施方案中，显示了单个熔融装置254。然而，在其它实施方案中，可使用多于一个熔融装置。

在所示实施方案中，在增强材料204缠绕至心轴250上之前，熔融装置254通常设置在增强材料204上方处于卷252和心轴250之间的位置。然而，熔融装置254可设置在任何适合于熔融热塑性纤维的位置。例如，在一些实施方案中可在增强材料下方设置熔融装置或者可在材料上方和材料下方设置多个熔融装置。在一些实施方案中，在增强材料螺旋地缠绕至心轴250上之后可将熔融装置设置在熔融热塑性纤维的位置。例如，可将熔融装置设置在心轴250上方处于熔融已经缠绕至心轴250上的增强材料204中热塑性纤维230的位置。在一个示例性实施方案中，心轴250充当加热装置254。例如，可构造心轴250为至少部分熔融热塑性纤维230的适合温度。

在至少部分熔融之后，热塑性纤维230固定增强材料204的第一层206与增强材料206的第二层208以形成干性衬里200。在熔融之前，热塑性纤维230在增强材料204的纵向方向上提供增强，如图2中由箭头C所示。当从卷252拉动增强材料时由热塑性纤维230提供的增强限制了增强材料204的拉伸。然而，一旦熔融，热塑性纤维230失去其在纵向方向C中的拉伸强度性质。结果是，在不受热塑性纤维230限制的情况下当放置在管材中时衬里200可径向膨胀。

熔融装置254可为任何能够至少部分熔融热塑性纤维230的适合的装置。适合的熔融装置包括但不限于使用红外、激光和热空气的装置。

在将增强材料204缠绕至心轴250上并且增强材料204的重叠层固定在一起之后，可在增强材料204上方施加外箔层212使得外箔层212圆周地包围增强材料204和内箔层202。在一个示例性实施方案中，在缠绕之后直接施加外箔212。增强材料204和内箔层202夹在外箔的顶层和外箔的底层之间。顶层的侧边与底层的对应侧边接触并且密封在一起以形成围绕增强材料204和内箔层202的封闭形状或管。

在施加了外箔212之后，可例如通过将衬里卷成卷或将衬里折叠成折叠叠块来包装干性衬里200用于储存或运送。因为衬里200尚未用IPC树脂浸渍，所以该衬里比树脂浸渍的衬里更轻并且更容易处理。

为了施加IPC树脂，在外箔层中形成开口并且将树脂注入干性衬里。然后重新密封开口并且通过真空、辊或其它适合的方法将树脂分散在整个衬里中。

图4说明衬里400的另一个示例性实施方案。衬里400基本上类似于图3的衬里200的示例性实施方案，即衬里400包括内箔层402和形成多个部分重叠材料层的螺旋缠绕的增强材料404。重叠层的数量取决于增强材料404缠绕的紧密程度。在图4的示例性实施方案中，衬里400包括增强材料404的第一层406和在重叠区域410中与增强材料404的第一层406部分重叠的增强材料404的第二层408。然而，在其它示例性实施方案中，衬里400可具有多于两个重叠层。衬里400还包括外箔层412和用于固定增强材料404的第一层406与增强材料404的第二层408的材料414。

增强材料404包括顶表面420、与顶表面420相对的底表面422、第一边缘部分424和与第一边缘部分424相对的第二边缘部分426。用于固定增强材料404的第一层406与增强材料404的第二层408的材料414包括多个热塑性纤维430。在图4的示例性实施方案中，衬里400包括在接近第一边缘部分424和第二边缘部分426两者的增强材料404的顶表面420和底表面422两者上的热塑性纤维。

可采用与衬里200相同的方式形成衬里400。特别地，增强材料404螺旋缠绕在心轴周围，其中熔融热塑性纤维430以固定增强材料404的第一层406与增强材料404的第二层408。

图5说明衬里500的另一个示例性实施方案。衬里500基本上类似于图3的衬里200的示例性实施方案，即衬里500包括内箔层502和形成多个部分重叠材料层的螺旋缠绕的增强材料504。重叠层的数量取决于增强材料504缠绕的紧密程度。在图5的示例性实施方案中，衬里500包括增强材料504的第一层506和在重叠区域510中与增强材料504的第一层506部分重叠的增强材料504的第二层508。然而，在其它示例性实施方案中，衬里500可具有多于两个重叠层。衬里500还包括外箔层512和用于固定增强材料504的第一层506与增强材料504的第二层508的材料514。

增强材料504包括顶表面520、与顶表面520相对的底表面522、第一边缘部分524和与第一边缘部分524相对的第二边缘部分526。用于固定增强材料504的第一层506与增强材料504的第二层508的材料514包括多个热塑性纤维530。在图5的示例性实施方案中，衬里500包括基本上跨过增强材料506的整个顶表面520的热塑性纤维530。

可采用与衬里200相同的方式形成衬里500。特别地，增强材料504螺旋缠绕在心轴周围，其中熔融热塑性纤维530以固定增强材料504的第一层506与增强材料506的第二层508。

图6说明衬里600的另一个示例性实施方案。衬里600基本上类似于图3的衬里200的示例性实施方案，即衬里600包括内箔层602和形成多个部分重叠材料层的螺旋缠绕的增强材料604。重叠层的数量取决于增强材料604缠绕的紧密程度。在图6的示例性实施方案中，衬里600包括增强材料604的第一层606和在重叠区域610中与增强材料604的第一层606部分重叠的增强材料604的第二层608。然而，在其它示例性实施方案中，衬里600可具有多于两个重叠层。衬里600还包括外箔层612和用于固定增强材料604的第一层606与增强材料604的第二层608的材料614。

增强材料604包括顶表面620、与顶表面620相对的底表面622、第一边缘部分624和与第一边缘部分624相对的第二边缘部分626。用于固定增强材料604的第一层606与增强材料604的第二层608的材料614包括设置在重叠区域610中例如在第一层606和第二层608之间的粘合剂630，例如胶、树脂、环氧类、胶带(例如双面胶)、或其它适合的粘合剂。可施加粘合剂630至第一层606、至第二层608、或至第一层和第二层两者。可以各种方式构造并以各种方式施加粘合剂630。在图6和7中，粘合剂630显示为单个连续层。然而，在其它实施方案中，可作为多个层或作为多个连续或不连续部分施加粘合剂630。例如，在一个示例性实施方案中，可作为一系列平行的带或行施加粘合剂630。

在一些实施方案中，可施加热和/或压力至施加了粘合剂630的增强材料604以改进由粘合剂630产生的结合。然而，在其它实施方案中，可选择粘合剂630使得不需要施加热和/或压力。

在一个示例性实施方案中，可作为粉末施加粘合剂630。适合的粉末可包括但不限于基于双酚A的聚酯粉末和共聚酯粉末。

可以任何适合的方式例如但不限于通过喷枪来施加粉末粘合剂630。在一些示例性实施方案中，一旦施加了粉末粘合剂630，可施加热和压力至施加了粘合剂630的增强材料604以固化粉末粘合剂630。可以任何适合的方式施加热和压力。例如，可用使用红外、激光和热空气的加热装置施加热并且可通过增强材料的缠绕张力施加压力。在一个示例性实施方案中，所施加热的温度大于粉末粘合剂630的熔点并小于热塑性纤维230的熔点。

在一些示例性实施方案中，粘合剂630可为热熔粘合剂。适合的热熔粘合剂包括但不限于聚酯和共聚酯热熔粘合剂。在一个示例性实施方案中，热熔粘合剂是乙烯乙酸乙烯酯(EVA)热熔粘合剂。可以任何适合的方式例如但不限于胶枪来施加热熔粘合剂630。在一些示例性实施方案中，一旦施加了热熔粘合剂630，可施加压力至施加了粘合剂630的增强材料604以在增强材料604的重叠层之间形成强结合。可以任何适合的方式施加压力至增强材料604。例如，在一个示例性实施方案中，通过增强材料604的缠绕张力来施加压力。

在一些示例性实施方案中，粘合剂630可为基于液体/溶剂的喷胶。适合的基于液体/溶剂的喷胶包括但不限于含有具有低沸点的有机溶剂(例如丙酮、二甲醚)的基于橡胶的喷胶。在一个示例性实施方案中，基于液体/溶剂的喷胶为来自加利福尼亚州Huntington Beach的Airtech International Inc.的AirTAC2/Econotac 2。

可以任何适合的方式例如但不限于喷枪、喷罐和辊涂布器(roll applicator)施加基于液体/溶剂的喷胶630。在一些示例性实施方案中，一旦施加了基于液体/溶剂的喷胶630，可施加低压力至施加了粘合剂630的增强材料604以在增强材料604的重叠层之间形成强结合。可以任何适合的方式施加压力至增强材料604。例如，在一个示例性实施方案中，通过增强材料604的缠绕张力来施加压力。

与渗透衬里600并且在安装在管材中之后用于固化衬里的IPC树脂体系不同，采用比IPC树脂低得多的量施加用来将增强材料604的重叠层固定在一起的粘合剂630。另外，仅在衬里600的某些区域(例如在重叠区域610内或大体上在重叠区域610内)上施加粘合剂630。例如，常规地，在浸渍衬里之后IPC树脂占衬里600重量的约50％。相反地，在用IPC树脂浸渍衬里之后粘合剂630仅占该量的一部分例如衬里重量的小于2％。

图7说明形成图6中所示衬里600的方法700的示例性实施方案。方法700类似于图2的方法180，除了用于将增强材料604的重叠层固定在一起的材料614包括粘合剂630的层而不是图2的热塑性纤维230。特别地，方法700包括经构造来在由箭头A所示的方向上绕中心轴B旋转的柱形心轴750。围绕心轴750包裹内箔层602以形成衬里600的内层。

相邻心轴750提供增强材料604的卷752并设置以螺旋地缠绕在内箔602上方。随着心轴750旋转，来自卷752的增强材料604以螺旋缠绕的方式围绕心轴750拉动或供给，以产生增强材料604的部分重叠层。可在衬里600的不同示例性实施方案中变化重叠层的数量和重叠区域的宽度。

在所示实施方案中，提供并构造一个或多个粘合剂涂布器754以(至少部分)在重叠区域610中施加粘合剂630的层(参见图6)。在所示实施方案中，显示单个粘合剂涂布器754。然而，在其它实施方案中，可使用多于一个粘合剂涂布器754。在所示实施方案中，在增强材料604缠绕至心轴750上之前，通常在增强材料604的第二部分626上方处于卷752和心轴750之间的位置来设置粘合剂涂布器754。然而，可以任何适合于施加粘合剂630至增强材料604的位置来设置粘合剂涂布器754。例如，在一些实施方案中可在增强材料604下方设置或者在增强材料604上方和下方都设置一个或多个粘合剂涂布器754。

在一些实施方案中，在施加了粘合剂630并且增强材料604的重叠层缠绕至心轴750上之后使得在重叠区域610中设置粘合剂630，可施加热和/或压力至重叠区域610或整个衬里600。热和/或压力帮助粘合剂在增强材料604的重叠层之间形成强结合。

在增强材料604缠绕至心轴750上并且增强材料604的重叠层固定在一起之后，可在增强材料604上方施加外箔层612。在施加了外箔层612之后，可例如通过将衬里卷成卷或将衬里折叠成折叠叠块来包装干性衬里600用于储存或运送。

图8说明衬里800的另一个示例性实施方案。衬里800基本上类似于图3的衬里200的示例性实施方案，即衬里800包括内箔层802和形成多个部分重叠材料层的螺旋缠绕的增强材料804。重叠层的数量取决于增强材料804缠绕的紧密程度。在图8的示例性实施方案中，衬里800包括增强材料804的第一层806和在重叠区域810中与增强材料804的第一层806部分重叠的增强材料804的第二层808。然而，在其它示例性实施方案中，衬里800可具有多于两个重叠层。衬里800还包括外箔层812和用于固定增强材料804的第一层806与增强材料804的第二层808的材料814。

增强材料804包括顶表面820、与顶表面820相对的底表面822、第一边缘部分824和与第一边缘部分824相对的第二边缘部分826。用于固定增强材料804的第一层806与增强材料804的第二层808的材料814包括在增强材料804的重叠层之间缝合、针刺、钉合或一些其它形式的机械缠结830。

可以各种方式构造缝合、针刺、钉合、或其它形式的机械缠结830。可使用任何能够将增强材料804的重叠层固定在一起的缝合、针刺、钉合、或其它形式的机械缠结。在示例性实施方案中，在重叠区域810中将增强材料804的重叠层缝在一起。在重叠区域810中将缝合物830缝合或编织穿过第一层806和第二层808以将层固定在一起。缝合物830可为柔性的以增强衬里800的拉伸和柔韧性。可由弹性或似橡胶类型的材料制成缝合物830。适合于缝合的材料包括但不限于聚酯或聚氨酯。在一个示例性实施方案中，缝合物830包括弹性纱线等。在一个示例性实施方案中，缝合物830是未拉伸的聚酯纱线或其它可被拉伸的材料。

图9说明衬里900的另一个示例性实施方案。衬里900基本上类似于图3的衬里200的示例性实施方案，即衬里900包括内箔层902和形成多个部分重叠材料层的螺旋缠绕的增强材料904。重叠层的数量取决于增强材料904缠绕的紧密程度。在图9的示例性实施方案中，衬里900包括增强材料904的第一层906和在重叠区域910中与增强材料904的第一层906部分重叠的增强材料904的第二层908。然而，在其它示例性实施方案中，衬里900可具有多于两个重叠层。衬里900还包括外箔层912和用于固定增强材料904的第一层906与增强材料904的第二层908的材料914。

增强材料904包括顶表面920、与顶表面920相对的底表面922、第一边缘部分924和与第一边缘部分924相对的第二边缘部分926。用于固定增强材料904的第一层906与增强材料904的第二层908的材料914包括连接至增强材料的遮蔽物(veil)930。

构造遮蔽物930使得可熔融该遮蔽物930以便粘附增强材料904的第一层906与增强材料904的第二层908。可以各种方式构造遮蔽物930。例如，可在不同的实施方案中改变用于遮蔽物的材料、遮蔽物的尺寸和遮蔽物相对于增强材料的位置。可使用允许遮蔽物930熔融使得遮蔽物930粘附增强材料904的第一层906与增强材料904的第二层908的任何构造。

在示例性实施方案中，遮蔽物930包括玻璃纤维和热塑性纤维两者。可使用任何适合的热塑性纤维。在一个示例性实施方案中，遮蔽物930包括玻璃纤维和聚酯纤维。在另一个示例性实施方案中，整个遮蔽物由聚酯制成。在图9所示的实施方案中，遮蔽物930连接至增强材料904的顶表面920并且跨越基本上整个顶表面。然而，在其它实施方案中，可将遮蔽物930连接至底表面922或顶表面920和底表面922两者并且遮蔽物930可跨越小于基本上整个表面。

可通过任何适合的方式将遮蔽物930连接至顶表面920或底表面922。例如，在一个示例性实施方案中，通过缝合、针刺、钉合、或一些其它形式的机械缠结932将遮蔽物930连接至增强材料904。

其他变体

以下描述用于制造增强管材用衬里的方法和设备的示例性实施方案的其它变体。

[A].制造用于增强管材的干性衬里的方法，该方法包括：围绕心轴螺旋地缠绕玻璃纤维增强的连续材料，使得玻璃纤维增强的连续材料的后续层至少部分地与该材料的先前层重叠，以形成重叠区域；将该材料的后续层在该重叠区域中固定至该材料的先前层。

[B].[A]的方法，其中将一种或多种热塑性纤维连接至该重叠区域中的材料或与该重叠区域中的材料整合，并且其中将该材料的后续层在该重叠区域中固定至该材料的先前层还包括至少部分地熔融该一种或多种热塑性纤维。

[C].[B]的方法，其中该一种或多种热塑性纤维包括聚丙烯。

[D].[B-C]中任一项的方法，还包括在熔融该一种或多种热塑性纤维之后施加压力至该重叠区域。

[E].[B-D]中任一项的方法，其中该材料在该重叠区域中包括多个连续的热塑性纤维。

[F].[E]的方法，其中以两行或更多行平行的纤维排列该多个连续的热塑性纤维。

[G].[A]的方法，其中将包含玻璃纤维和聚酯纤维的混合物的遮蔽物连接至该玻璃纤维增强的连续材料，并且其中将该材料的后续层在该重叠区域中固定至该材料的先前层还包括至少部分地熔融该遮蔽物的聚酯纤维。

[H].[A]的方法，其中将该材料的后续层在该重叠区域中固定至该材料的先前层还包括施加粘合剂至该材料上使得该粘合剂至少部分地位于该重叠区域中。

[I].[H]的方法，还包括施加热和压力至重叠区域中的衬里。

[J].[H-I]中任一项的方法，其中该粘合剂包括粉末树脂、热熔粘合剂、基于液体/溶剂的喷胶、或它们的组合。

[K].[A]的方法，其中将该材料的后续层在该重叠区域中固定至该材料的先前层还包括将该材料的后续层在该重叠区域中机械地缠结至该材料的先前层。

[L].[K]的方法，其中将该材料的后续层在该重叠区域中机械地缠结至该材料的先前层还包括将该材料的先前层和该材料的后续层缝合在一起。

[M].[A-L]中任一项的方法，还包括在用树脂浸渍干性衬里之前从心轴去除该干性衬里。

[N].用于增强管材的干性衬里，该干性衬里包含：螺旋缠绕的玻璃纤维增强材料，该螺旋缠绕的玻璃纤维增强材料形成第一层和至少部分地与该第一层重叠以形成重叠区域的第二层；和第二材料，该第二材料将该第一层在该重叠区域中固定至第二层。

[O].[N]的干性衬里，其中该第二材料包括多个热塑性纤维，熔融该热塑性纤维以将该第一层固定至该第二层。

[P].[O]的干性衬里，其中在熔融之前将该热塑性纤维连接至该玻璃纤维增强材料。

[Q].[O-P]中任一项的干性衬里，其中该热塑性纤维是连续纤维。

[R].[N]的干性衬里，其中该第二材料包括施加至至少部分地在该重叠区域中的玻璃纤维增强材料的粘合剂。

[S].[R]的干性衬里，其中施加该粘合剂至该第一层、该第二层、或该第一层和该第二层两者。

[T].[R-S]中任一项的干性衬里，其中该粘合剂包括粉末树脂、热熔粘合剂、基于液体/溶剂的喷胶、或它们的组合。

[U].[N]的干性衬里，其中该第二材料包括机械缠结。

[V].[U]的干性衬里，其中该机械缠结包括缝合或针刺。

[W].[N]的干性衬里，其中该第二材料包括遮蔽物，该遮蔽物包含玻璃纤维和聚酯纤维的混合物。

[X].用于形成增强管材用干性衬里的玻璃纤维增强材料，该玻璃纤维增强材料包含：增强层，该增强层包括玻璃纤维，该增强层具有顶表面、与顶表面相对的底表面、第一边缘部分和与第一边缘部分相对的第二边缘部分；和接近该第一边缘部分和该第二边缘部分设置的多个热塑性纤维。

[Y].[X]的玻璃纤维增强材料，其中该热塑性纤维包括聚丙烯。

[Z].[X-Y]中任一项的玻璃纤维增强材料，其中该热塑性纤维连接至该增强层的顶表面。

[AA].[X-Y]中任一项的玻璃纤维增强材料，其中该热塑性纤维连接至该顶表面和该底表面两者。

[BB].[X-Y]中任一项的玻璃纤维增强材料，其中接近该第一边缘部分和该第二边缘部分中仅一个或两个设置该热塑性纤维。

[CC].[X-Y]中任一项的玻璃纤维增强材料，其中将该热塑性纤维织入该增强层中。

虽然本文在各种示例性实施方案的上下文中描述和说明了总发明构思的各种发明方面、构思和特征，但是可单独地或以它们的各种组合和子组合在许多替代实施方案中使用这些各个方面、构思和特征。除非本文明确排除，否则所有这样的组合和子组合意在总发明构思的范围内。更进一步，虽然本文可描述关于本发明的各个方面、构思和特征的各种替代实施方案(例如替代材料，结构，构造，方法，电路，装置和部件，软件，硬件，控制逻辑，关于形式、装配和功能的替代物等)，但是这样的描述不意图为是否目前已知的或以后开发的可用的替代实施方案的完整或穷尽列表。本领域技术人员可容易地将一个或多个发明方面、构思或特征采纳到附加实施方案中并且在总发明构思的范围内使用，即使这样的实施方案没有在本文明确公开。另外，即使本发明的一些方面、构思或特征可在本文描述为优选的布置或方法，但是除非明确地这样声明，否则这样的描述不意图暗示这样的特征是所需的或必要的。更进一步，可包括示例性或代表性的值和范围以帮助理解本公开内容；然而，这样的值和范围不应被解释为限制性的，并且仅在如果明确说明的情况下才意图为临界值或范围。此外，虽然各个方面、构思和特征可在本文明确地被认定为是创造性的或形成本发明的一部分，但是这样的认定不意为排他性的，而是在没有明确地认定为这样或作为特定发明的一部分的情况下可存在本文完全描述的创造性方面、构思和特征。示例性方法或过程的描述不限于包括在所有情况下都需要的所有步骤，除非明确地这样声明，否则所呈现的步骤的顺序不被解释为所需的或必要的。

Claims (13)

1.制造用于增强管材的干性的现场固化衬里的方法，该方法包括：

围绕心轴螺旋地缠绕玻璃纤维增强的连续材料，使得玻璃纤维增强的连续材料的后续层至少部分地与该材料的先前层重叠，以形成重叠区域；

将该材料的后续层在该重叠区域中固定至该材料的先前层；和

在用树脂浸渍该干性衬里之前从心轴去除该干性衬里，其中该干性衬里经配置以被折叠成较小的横截面用于插入至管材中并且在插入至管材中之后膨胀。

2.根据权利要求1所述的方法，其中将一种或多种热塑性纤维连接至该重叠区域中的材料或与该重叠区域中的材料整合，并且其中将该材料的后续层在该重叠区域中固定至该材料的先前层还包括至少部分地熔融该一种或多种热塑性纤维。

3.根据权利要求2所述的方法，其中该一种或多种热塑性纤维包括聚丙烯。

4.根据权利要求1所述的方法，其中将包含玻璃纤维和聚酯纤维的混合物的遮蔽物连接至该玻璃纤维增强的连续材料，并且其中将该材料的后续层在该重叠区域中固定至该材料的先前层还包括至少部分地熔融该遮蔽物的聚酯纤维。

5.根据权利要求1所述的方法，其中将该材料的后续层在该重叠区域中固定至该材料的先前层还包括施加粘合剂至该材料上使得该粘合剂至少部分地位于该重叠区域中。

6.根据权利要求5所述的方法，其中该粘合剂包括粉末树脂、热熔融粘合剂、基于液体/溶剂的喷胶、或它们的组合。

7.根据权利要求1所述的方法，其中将该材料的后续层在该重叠区域中固定至该材料的先前层还包括将该材料的后续层在该重叠区域中机械地缠结至该材料的先前层。

8.根据权利要求7所述的方法，其中将该材料的后续层在该重叠区域中机械地缠结至该材料的先前层还包括将该材料的先前层和该材料的后续层缝合在一起。

9.用于增强管材的干性的现场固化衬里，该干性的现场固化衬里包含：

连续的螺旋缠绕的玻璃纤维增强材料，该螺旋缠绕的玻璃纤维增强材料形成第一层和至少部分地与该第一层重叠以形成重叠区域的第二层；和

第二材料，该第二材料在该重叠区域中将该第一层固定至第二层；

其中该干性衬里在固化之前是柔性的并且经配置以被折叠成较小的横截面用于插入至管材中并且在插入至管材中之后膨胀。

10.根据权利要求9所述的干性的现场固化衬里，其中该第二材料包括多个热塑性纤维，熔融该热塑性纤维以将该第一层固定至该第二层。

11.根据权利要求9所述的干性的现场固化衬里，其中该第二材料包括施加至至少部分地在该重叠区域中的玻璃纤维增强材料的粘合剂。

12.根据权利要求9所述的干性的现场固化衬里，其中该第二材料包括机械缠结。

13.根据权利要求9所述的干性的现场固化衬里，其中该第二材料包括遮蔽物，该遮蔽物包含玻璃纤维和聚酯纤维的混合物。

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