JP2003112356A - 管路用塩化ビニル系樹脂ライナー材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、押出原管を形状記憶性能を有する状
態でその断面径が小さくなるように２以上の箇所を折り
込むことにより縮小変形したライナー材について、原形
へ復元させるための加熱時に、折込み部の管内面に亀裂
が生じることのない管路用塩化ビニル系樹脂ライナー材
およびその製造方法を提供することである。 【解決手段】管路用塩化ビニル系樹脂ライナー材１は、
押出成形機により成形される押出原管１０に形状記憶性
能を有する状態で２箇所以上の折込み部２、３、４を設
けてその断面径が小さくなるように縮小変形される塩化
ビニル系樹脂ライナー材において、前記２箇所以上の折
込み部２、３、４のうち管内面２ｂでの最大伸び率が４
０％以下であるようにしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、老朽化した既設管
路、例えば下水道管や地下ケーブル管路の補修や更生に
使用するライナー材及びその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、老朽化した既設管路、例えば下水
道管や地下ケーブル管路をライナー材によって補修乃至
更生する場合、主にポリエチレン等のポリオレフィン系
の樹脂製ライナー材は既設管路の内径より小さな断面径
のものに屈曲縮小変形して製造されるのが一般的であ
る。このライナー材を現場に搬送して既設管路内に挿通
し、このライナー材内にスチーム等の加熱気体を所定の
圧力で圧入することによって、ライナー材を既設管路の
内周面に密接させる方法によっていた（例えば、特許第
２７２８２６６号、特開平１１−３０９７７９号、特開
平１１−３２０６８５号、特開平１１−３２０６８６
号）。

【０００３】上記した従来のライナー材は、ポリエチレ
ン等のポリオレフィン系の樹脂材料で形成されているか
ら、既設管路内に密接させる際に比較的高い温度と圧力
を必要としている。このため、施工装置の大型化、高コ
スト化を余儀なくされ、作業の安全性にも問題がある。
また、ライナー材の復元用加熱気体は、主にスチームが
使用されている。しかし、ポリオレフィン製ライナー材
の復元作業については、かなりの高温、高圧を必要とす
るので、そのスチーム発生装置の大型化や、その保安の
ための装置の複雑化、高コスト化を免れない。

【０００４】そこで、本発明者等は、塩化ビニル系樹脂
材料がガラス領域からゴム領域へ転移する領域におい
て、変形回復速度が著しく速いことに着目し、ライナー
材の形成材料として塩化ビニル系樹脂材料を従来のポリ
オレフィン系樹脂材料に代えて使用することにした。

【０００５】塩化ビニル系樹脂材料のライナー材は、そ
の材料のガラス転移点あるいは軟化点以上で力を加えて
変形させれば合成樹脂の分子鎖が力の作用方向に配向さ
れ、同時に分子鎖の絡み合いが伸ばされる。これを急冷
すればその状態が凍結されてストレスが残留される。こ
の凍結状態が再加熱時に解除して前記残留ストレスを開
放すれば、変形前の形状に復元されるという形状記憶現
象を有することが確認されている。

【０００６】従って、塩化ビニル系樹脂材料を使用する
とき、その押出原管についても、前記従来の方法と同様
に、所定の温度（好ましくは、塩化ビニル系樹脂材料の
ガラス転移温度Ｔ_g 以下の温度）となるように一次冷却
し、次いで、これを所定温度（好ましくはＴ_g 〜Ｔ_g ＋
４０℃の温度）で２以上の箇所を折り込んで縮小変形
し、その変形状態を維持するライナー材を得ることがで
きる。このライナー材を再加熱すると、ライナー材を縮
小変形前の原形に復元させることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、塩化ビ
ニル系樹脂材料等のライナー材は、前記した原形へ復元
させるための加熱時に、その折込み部、特にその管内面
において亀裂が生じてしまうという問題点があった。ラ
イナー材の管内面に亀裂が生じると、ライナー材がその
部分で弱くなり、このライナー材を用いて施工した既設
管路の補修乃至更生が不完全となる。

【０００８】そこで、本発明は、押出原管を形状記憶性
能を有する状態でその断面径が小さくなるように２以上
の箇所を折り込むことにより縮小変形したライナー材に
ついて、原形へ復元させるための加熱時に、折込み部の
管内面に亀裂が生じることのない管路用塩化ビニル系樹
脂ライナー材およびその製造方法を提供することを目的
とした。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明の管路用塩化ビニル系樹脂ライナー材は、
押出成形機により成形される押出原管に形状記憶性能を
有する状態で２箇所以上の折込み部を設けてその断面径
が小さくなるように縮小変形される塩化ビニル系樹脂ラ
イナー材において、前記２箇所以上の折込み部のうち管
内面での最大伸び率が４０％以下であるようにしたこと
を特徴とする。

【００１０】塩化ビニル系樹脂材料からなる押出原管に
設けた２箇所以上の折込み部のうち、管内面での最大伸
び率が４０％以下であるようにすることにより、押出原
管の管内面、特に折込み部の管内面における亀裂の発生
を効果的に防ぐことができる。これは押出原管に対する
押し込み部における管内面で最大の伸びが生じ、その最
大伸び率が４０％以下であるようにすると、塩化ビニル
系樹脂材料の種類を問わず、押出原管における管内面の
伸び率を加熱しても亀裂の発生限界を超えないという新
知見によるものである。

【００１１】押出原管の押し込み部における管内面での
最大伸び率が４０％以下であるようにするには、例え
ば、押出原管の肉厚が１０ｍｍ〜１５ｍｍである場合
に、折込み部における管内面の内径が５０ｍｍ以上とな
るようにすることによって得られる。折込み部の管内面
の内径が５０ｍｍ以上となる場合、折込み部の曲率が小
さくなり、それだけ折込み部における最大伸び率が小さ
くなるからである。

【００１２】押出原管に対して２箇所以上の折込みを設
けるのは、押出原管の断面径が小さくなるようにするの
に、押出原管の管壁に最低２箇所以上の折込み部を設け
ることが必要だからである。例えば、ライナー材の断面
形をＵ形状に変形する場合には、押出原管の管壁をＵ形
状に押し込んだ凹形面と、この凹形面に対応する凸形面
とによって折込み部が形成される。その他の折込み形状
としては、ライナー材の断面形をＺ形、Ｘ形等の多様な
断面形状とする場合が含まれる。

【００１３】上記した本発明の管路用塩化ビニル系樹脂
ライナー材は、本発明に係る次の製造方法によって得る
ことができる。即ち、押出成形機により成形される押出
原管に形状記憶性能を有する状態で２箇所以上の折込み
部を設け、その断面径が小さくなるように縮小変形され
る塩化ビニル系樹脂ライナー材の製造方法であって、前
記２箇所以上の折込み部のうち管内面での最大伸び率が
４０％以下となるように、周頂部がＲ形状の折込ローラ
を前記押出原管の管壁部にその管軸に沿って回動させな
がら突入させて折り込むことを特徴とする方法である。

【００１４】周頂部がＲ形状の折込ローラを前記押出原
管の管壁部にその管軸に沿って回動させながら突入させ
て折り込むことにより、管内面での最大伸び率が４０％
以下となるように押出原管の断面径を容易かつ迅速に縮
小変形させることが可能である。即ち、折込み時に、押
出原管の管壁部は折込ローラの周頂部のＲ形状に沿って
変形され、この変形時の折込み部の曲率は折込ローラの
幅によって規制されるからである。従って、折込ローラ
の幅を適宜設定することにより、折込み時に生じる押出
原管の管内面における最大伸び率が４０％以下となるよ
うに調整することができる。例えば、押出原管の肉厚が
１０ｍｍ〜１５ｍｍである場合に、幅が３５ｍｍ以上の
折込みローラで折り込んで縮小変形させることにより、
押出原管の管内面の最大伸び率を４０％以下となるよう
にすることができる。

【００１５】前記したようにライナー材の縮小変形に係
る断面形状は押出原管の断面形がＵ形、Ｚ形、Ｘ形等の
多様な断面形状のものとすることができるから、選定し
た断面形状に合わせて１又は２以上の折込ローラを配置
した賦形装置を使用することができる。

【００１６】本発明の製造方法で使用できる塩化ビニル
系樹脂としては、例えば、平均重合度が１０００〜１４
００の塩化ビニル樹脂又はアクリルグラフト変性塩化ビ
ニル樹脂等の塩化ビニル系樹脂１００重量部に、錫系あ
るいは鉛系の安定剤１〜６重量部、アクリルゴム、ニト
リルゴム又はエチレン−酢酸ビニル共重合体の１種又は
２種以上等の熱可塑性エストラマー１０〜２０重量部、
その他の添加剤（滑剤、加工助剤、含量等）１〜５重量
部を配合したものを使用することができる。この塩化ビ
ニル系樹脂材料のガラス転移温度は３５℃〜８０℃であ
る。

【００１７】塩化ビニル系樹脂材料の押出原管は、前記
従来の方法と同様に、所定の温度（好ましくは、塩化ビ
ニル系樹脂材料のガラス転移温度Ｔ_g 以下の温度）とな
るように一次冷却することにより形状記憶性能を確保す
る。次いで、これを所定温度（好ましくはＴ_g 〜Ｔ_g ＋
４０℃の温度）で２以上の箇所を折り込んで縮小変形
し、その変形状態を維持するように二次冷却することに
よりライナー材を得ることができる。このライナー材を
既設管路内に施工する際に加熱すると、ライナー材を形
状記憶された縮小変形前の原形に復元させることができ
る。この加熱方法としては、例えば、スチーム等の加熱
気体を先端部を閉止したライナー材内に圧入しながら加
熱する。ライナー材の原形への復元によって、既設管路
内面にライナー材が密着状態となり、既設管路の補修乃
至更生を行なうことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係る第一の実施の形態の
管路用塩化ビニル系樹脂ライナー材１を図１に示した。
ライナー材１は、塩化ビニル系樹脂材料を押出成形機に
より押出成形した押出原管１０の管壁に、その管軸に沿
った折込み部２、３、４を設けたもので、断面形状がＵ
形状となっている。折込み部２、３、４を設けることに
より、その断面径が小さくなるように変形されている。

【００１９】折込み部２、３は、回転軸５ｂの回りに回
動する折込ローラ５を押出原管１０の管壁に突入させる
ことにより連続的に形成される。

【００２０】折込ローラ５は、その幅に対応するＲ形の
周頂部５ａを有している。周頂部５ａが接する外面部に
ライナー材１の折込み面２ａが形成されると共に、折込
み面２ａの管内面部に折込み面２ｂが形成される。この
場合、折込み面２ｂにおける伸び率は、折込ローラ５に
よる強制的な折込み力が作用するから、最も大きな歪み
が生じている。

【００２１】折込み部３は、折込み部２の形成と同時
に、折込み部２と対面する押出原管１０の管壁部分に形
成される。また、折込み部４は、折込み部２、３の両側
の位置にそれぞれ形成され、これらはいずれも強制的に
形成されたものではないので、その部分の伸び率は常に
小さく、加熱時にその部分で亀裂が生じることはない。

【００２２】本発明に係る第二の実施の形態の管路用塩
化ビニル系樹脂ライナー材６を図２に示した。ライナー
材６は、塩化ビニル系樹脂材料を押出成形機により押出
成形した押出原管１０の管壁に、その管軸に沿った折込
み部７、８を設けたもので、断面形状がＸ形状となって
いる。折込み部７、８を均等な位置に設けることによ
り、その断面径が小さくなるように変形されている。

【００２３】各折込み部７は、回転軸９ｂの回りに回動
する折込ローラ９を押出原管１０の管壁に突入させるこ
とにより連続的に形成される。各回転軸９ｂの向きは対
応する押込み部７の押し込み方向とそれぞれ直交してい
る。

【００２４】折込ローラ９は、その幅に対応する径であ
るＲ形の周頂部９ａを有している。周頂部９ａが接する
外面部にライナー材６の折込み面７ａが形成されると共
に、折込み面７ａの管内面部に折込み面７ｂが形成され
る。この場合、折込み面７ｂにおける伸び率は、折込ロ
ーラ９による強制的な折込み力が作用する点から最も大
きな歪みが生じている。

【００２５】各折込み部８は、折込み部７の形成と同時
に、隣接する折込み部７の両側の位置にそれぞれ形成さ
れ、これらはいずれも強制的に形成されたものではない
ので、その部分の伸び率は常に小さく、加熱時にその部
分で亀裂が生じることはない。

【００２６】

【実施例】（実施例１）平均重合度が１２００の塩化ビ
ニル樹脂１００重量部に、錫系あるいは鉛系の安定剤４
重量部、アクリルゴムの熱可塑性エストラマー１２重量
部、その他の添加剤（滑剤、加工助剤、含量等）２重量
部を配合したもの（ガラス転移温度Ｔ_g は３５℃〜８０
℃）を塩化ビニル系樹脂材料とした。

【００２７】この塩化ビニル系樹脂材料を押出成形機に
より肉厚１１ｍｍの押出原管１０として成形した。押出
原管１０をその軸線に沿って、幅３８ｍｍの折込ローラ
５により連続的に折り込んで、図１に示す形態の断面形
状がＵ形のライナー材１を得た。このライナー材１につ
いて、折込み部２の管内面２ｂの内径と伸び率を調べ
た。ライナー材１を寸断してそれぞれ５００ｍｍの長さ
の試料とし、これらの試料を１００℃のオーブン内に投
入して加熱した。この加熱時にライナー材の管内面にお
ける亀裂の発生の有無を調べた結果、管内面２ｂには亀
裂が全く生じなかった。

【００２８】（実施例２）実施例１と同じ塩化ビニル系
樹脂材料により、肉厚１１ｍｍの押出原管１０を成形し
た。押出原管１０の軸線に沿って、幅３３ｍｍの折込ロ
ーラ５により連続的に折り込んで、図１に示す形態の断
面形状がＵ形のライナー材１を得た。このライナー材１
について、折込み部２の管内面２ｂの内径と伸び率を調
べた。このライナー材１を寸断してそれぞれ５００ｍｍ
の長さの試料とし、これらの試料を１００℃のオーブン
内に投入して加熱した。この加熱時にライナー材の管内
面における亀裂の発生の有無を調べた結果、管内面２ｂ
には亀裂が全く生じなかった。

【００２９】（比較例１、２）前記実施例１と同様の押
出原管１０に、幅２２ｍｍの折込ローラ５により連続的
に折込み部２を形成して得られるライナー材１を比較例
１の試料とし、同じく幅１８ｍｍの折込ローラ５により
連続的に折込み部２を形成して得られるライナー材１を
比較例２の試料とした。これらの試料についても、前記
同様に折込み部２の管内面２ｂの内径と伸び率を調べ
た。このライナー材１を寸断してそれぞれ５００ｍｍの
長さの試料とし、これらの試料を個別に１００℃のオー
ブン内に投入して加熱した。この加熱時におけるライナ
ー材の管内面の亀裂の発生の有無を調べた。その結果、
比較例１、２のいずれについても、折込み部２の管内面
２ｂに亀裂の発生が認められた。

【００３０】上記した実施例１、２及び比較例１、２の
結果を表１にまとめて示した。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１に示した結果から、実施例１の試料に
よれば、幅３８ｍｍの折込ローラ５により、管内面２ｂ
の内径６０ｍｍで、伸び率が４０％以下のものが得られ
ること。また、実施例２の試料によれば、幅３３ｍｍの
折込ローラ５により、管内面２ｂの内径５５ｍｍで、伸
び率が４０％以下のものが得られることが分かる。ま
た、折込ローラ５の幅がより小さい比較例１、２の試料
による場合には、管内面２ｂの内径が比較的に小さくな
り、その部分の伸び率が大きくなることが分かる。

【００３３】しかも、比較例１、２の試料の場合、１０
０℃の温度で加熱した時にはいずれの試料についても管
内面２ｂに亀裂が生じたのに対し、管内面２ｂの伸び率
が４０％以下の実施例１、２の試料の場合には、１００
℃の温度で加熱した時に管内面２ｂに亀裂が生じなかっ
たことが分かる。

【００３４】

【発明の効果】上述したように本発明は構成されるか
ら、次のような効果が発揮される。本発明の管路用塩化
ビニル系樹脂ライナー材は、折込み部の管内面の最大伸
び率を４０％以下に限定するようにしたことから、ライ
ナー材の断面径を小さく変形して、既設管路内に容易に
挿入することができると共に、原形への復元に際する加
熱時の管内面での亀裂の発生を防止することが可能とな
った。これにより、ライナー材を施工することにより、
既設管路内を確実に補修乃至更生することができる。

【００３５】また、本発明の管路用塩化ビニル系樹脂ラ
イナー材の製造方法によれば、周頂部がＲ形状の折込ロ
ーラを押出原管の管壁部にその管軸に沿って回動させな
がら突入させるようにすることによって、押出原管を迅
速に折り込み加工することにより、ライナー材を連続的
に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態の管路用塩化ビ
ニル系樹脂ライナー材の断面形態を示す横断面図であ
る。

【図２】本発明に係る第２の実施の形態の管路用塩化ビ
ニル系樹脂ライナー材の断面形態を示す横断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 管路用塩化ビニル系樹脂ライナー材 ２ 折込み部 ２ａ 折込み面 ２ｂ 折込み面 ３ 折込み部 ４ 折込み部 ５ 折込ローラ ５ａ 周頂部 ５ｂ 回転軸 ６ 管路用塩化ビニル系樹脂ライナー材 ７ 折込み部 ７ａ 折込み面 ７ｂ 折込み面 ８ 折込み部 ９ 折込ローラ ９ａ 周頂部 ９ｂ 回転軸 １０ 押出原管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】押出成形機により成形される押出原管に形
   状記憶性能を有する状態で２箇所以上の折込み部を設け
   てその断面径が小さくなるように縮小変形される塩化ビ
   ニル系樹脂ライナー材において、前記２箇所以上の折込
   み部のうち管内面での最大伸び率が４０％以下であるよ
   うにしたことを特徴とする管路用塩化ビニル系樹脂ライ
   ナー材。
2. 【請求項２】押出成形機により成形される押出原管に形
   状記憶性能を有する状態で２箇所以上の折込み部を設け
   てその断面径が小さくなるように縮小変形される塩化ビ
   ニル系樹脂ライナー材の製造方法であって、前記２箇所
   以上の折込み部のうち管内面での最大伸び率が４０％以
   下となるように、周頂部がＲ形状の折込ローラを前記押
   出原管の管壁部にその管軸に沿って回動させながら突入
   させて折り込むことを特徴とする管路用塩化ビニル系樹
   脂ライナー材の製造方法。