JP2003506594A - 下水管および下水ダクトを更新または改修するための方法 - Google Patents

下水管および下水ダクトを更新または改修するための方法

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Abstract

(57)【要約】 この発明は下水管および下水ダクトを更新または改修するための方法に関し、これには大量の屑ゴムが使用可能である。固有の低い安定性の管が、屑ゴムおよびプラスチック材料から製造される。これらの管は、下水ダクトの古い下水パイプに導入され、固有の低い安定性の管は古い下水パイプの壁によって支持される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
この発明は、下水管（sewer conduit）および下水ダクト（sewer duct）を更
新（redevelop）または改修（renovate）するための方法に関する。更新または
改修は、下水溝（sewer drain）および下水ダクトの現在の性能を改良するため
の手段であって、元の物質は完全にまたは部分的に含まれる。下記においては、
下水溝の更新のみが記載されるが、下水溝および下水ダクトの更新および改修も
含まれる。
【０００２】
【背景技術】
下水溝は、環境的影響を被り、一定時間後、たとえば漏水のために、もはや望
まれる要件を満たすことができなくなるので、時々更新されなければならない。
【０００３】 たとえば、ドイツでは、何十万キロメートルもの長さの下水ダクトが近い将来
に更新されなければならない。ドイツでは、およそ１，４００，０００ｋｍの下
水ダクトがある。約７５０，０００ｋｍが更新されなければならない。計算によ
れば、これは将来的に１５００億（１５０×１０9）ドイツマルクにもなる。
【０００４】 今日、（たとえばポリプロピレンの）プラスチックの管が、下水ダクトを更新
するために用いられている。いくつかの異なったライニング方法が用いられる。
ライニング方法のある方法群は、いわゆる管リライニングであり、付着物の新し
い形成を防ぐために物理的、化学的、生化学的および／または生物学的腐食に対
する耐性を回復または改良して、静荷重容量および耐水性を回復および／または
改良するために、自己支持型のプラスチック管が形材として、更新されるべき下
水パイプ内に導入される。それにより、更新されるべき下水パイプまたはアクセ
スピットの断面の寸法は、低減されてしまう。
【０００５】 リライニング方法は、配管リライニング、長管リライニングおよび短管リライ
ニングに区別可能である。配管リライニングを用いる場合、円形の断面を有する
プラスチックのパイプが、更新されるべき下水パイプの部分に１回の作業サイク
ルで挿入される。環状の空間が、「インライナー」を構成するプラスチックの配
管と、更新されるべき下水パイプとの間に形成される。この環状の空間は、充填
材料によって充填される。たとえば、砂、易流動性の水硬性の結合可能材料およ
び発泡素材が充填材料として用いられる。この方法は、下水パイプの断面形状か
ら独立している。慨して、７００ｍまでの長さの、ＤＮ８０−ＤＮ２０００の公
称値範囲の円形断面材が、取付けの管路の条件に従って更新される。配管リライ
ニングと対照的に、長管リライニングおよび短管リライニングの際には、自己支
持型の単一の管が、更新されるべき下水パイプに非連続的に導入される。またこ
れらの方法は、下水パイプの断面の異なった形状に適合可能である。用いられる
べき更新するための方法は、局所的な条件に依存する。
【０００６】 下水ダクトの更新は、いくつかの問題を受ける。一方では、それは非常に高価
であり、他方では、生態的損害が起こるので環境問題が生じる。
【０００７】 さらなる環境問題は、特に使用済みの自動車のタイヤの、屑ゴムの衛生事業で
ある。環境汚染を防ぐために、過去において、そのような古タイヤを再利用し貴
重なエネルギ源を活かすための多くの努力がなされてきた。
【０００８】 古タイヤの原料の利用は、熱分解、水素添加およびガス化という異なった方法
に集中している。それによってできた生成物（オイル、ガス、コークス、煤など
）は、通常、利用の前に浄化されなければならず、高くつく。原料の利用は、さ
らに、有害物質を放ち、下水清浄化および廃棄ガス清浄化のための高価な方法ス
テップと組合されなければならない。
【０００９】 今日、古タイヤの精力的な利用は、セメント業界における古タイヤの制御され
た燃焼を含む。しかしながら、既に容量のボトルネックが存在する。さらに、セ
メント製造の製造プロセスにおける安定性の問題が、供給速度が高いとき生じる
。
【００１０】 古タイヤの投棄の重要性は、ゴミ捨て場のコストが上昇するという事実のため
にますます減少している。さらなる問題は、潜在的な火事のリスク、自発的熱分
解、および寄生虫の影響のリスクである。
【００１１】 さらに、頻繁に起こる古タイヤの不法投棄のために、古タイヤの衛生事業の分
野における処置が必要である。
【００１２】 いくつかの方法が、屑ゴム、特に古タイヤの再利用について公知である。 ＥＰ−ＰＳ ０ ４９３ ７３２は、硫黄含有屑ゴムの調整のための方法を開
示する。ゴムは、粉末のゴムに細かく粉砕される。次に、細かく粉砕されたゴム
から、再生ゴムが脱硫によって生成される。細かく粉砕されたゴムは、硫黄が、
残りの再可塑化された再生ゴムから部分的にまたは完全に硫黄元素および／また
は硫酸として分離されるまで、空気を供給しながら化学合成無機栄養生物の微生
物の細菌性の懸濁液中に保持される。このようにして再可塑化された再生ゴムは
、古タイヤをリトレッドするときトレッド混合物中のある重量部分において再使
用される。
【００１３】 ＤＥ−ＯＳ ４４ ３１ ３３６は、微粉砕された古タイヤ、１つまたはいく
つかの樹脂質および化学試薬の混合物を含有する材料組成を開示する。樹脂質は
、ポリプロピレン樹脂、低密度のポリエチレン樹脂および高密度のポリエチレン
樹脂から選択される。化学試薬は、アセトン、苛性ソーダ、グラスウール、リン
酸アンモニウム、でんぷんおよび顔料からなる群から選択される。これらの材料
組成から構造的生成物を作るために、成分は互いに混合され、混合物は２３０か
ら３５０℃で溶解され、混合物は、回転成形法、押出法またはプレス成形法によ
って引出される。この方法に従って下水パイプを製造するとき、材料組成は、微
粉砕された古タイヤおよび樹脂質ならびにアセトン、グラスウール、リン酸アン
モニウムおよび／またはでんぷんを含む。アセトン、グラスウール、リン酸アン
モニウムおよび／またはでんぷんの添加は、たとえば、下水パイプの固有の安定
性を改良する役割を果たす。
【００１４】 ＤＥ−ＯＳ ４４ ３３ ９６１は、粉末のゴムおよびポリエチレンをベース
として再循環混合物から構造的生成物および平らな製品を作るための方法を開示
する。ポリエチレンは溶解され混練される。粉末のゴムおよびおそらくはさらな
る物質が添加される。ポリエチレン混合物は次に、ローラによって混練される。
【００１５】 ＤＥ−ＯＳ ４２ ２０ ６２３は、加硫された古タイヤから微粉砕されたゴ
ム粉末を作るための方法を開示し、同じ細かさの再循環された熱可塑性樹脂と配
合された、生成されたゴム粉末は、新しい原料に加工可能である。
【００１６】
【発明の開示】
この発明の目的は、下水ダクトを更新するための好ましい方法を提供すること
である。
【００１７】 この発明に従うと、この目的は、 （ａ） 屑ゴムおよびプラスチック材料から固有の低い安定性の管を製造する
ことと、 （ｂ） 下水ダクトの古い下水パイプ内にこの管を導入することとによって達
成され、固有の低い安定性の管は、古い下水パイプの壁によって支持される。
【００１８】 この文脈では、固有の低い安定性の管は、下水パイプに晒される荷重に耐える
ことができない管を意味する。そのような荷重は、特に、土壌によって与えられ
る圧力である。
【００１９】 この発明は、下水ダクトを更新するために用いられる管の固有の安定性は、そ
れらが既に存在している下水ダクトの古い下水パイプに導入されるとき、それほ
ど高くなくてもよいという認識に基づいている。したがって、固有の低い安定性
のこれらの管は、古い下水パイプの壁と環状の充填物とによって支持可能である
。
【００２０】 したがって、この発明に従う方法の特定の利点は、管が屑ゴムおよびプラスチ
ック材料のみから製造可能であるということである。高い固有の安定性は必要と
されないので、固有の安定性を増大させるために通常用いられるさらなる物質は
必要とされない。
【００２１】 この発明に従う方法のために、屑ゴムおよびプラスチック材料から構築される
管の製造コストは、普通用いられる純プラスチック材料（ポリプロピレン）の管
についてよりも低いので、下水ダクトを更新するためのコストを低く抑えること
ができる。
【００２２】 管を製造するために用いられるプラスチック材料は、たとえば、ポリエチレン
またはポリプロピレンであり得、新しいプラスチック材料だけでなく再循環され
たプラスチック材料も使用可能である。管を製造するために用いられる屑ゴムは
、さまざまな屑ゴムソースから得ることができる。それは、たとえば、官能基を
有するＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン−ターポリマー）であり得る。
【００２３】 好ましくは、管を製造するために用いられる屑ゴムは、１ｍｍより小さい粒子
の大きさを有する微粉のゴムに加工される。これは、プラスチック材料との良好
な混和性を達成する。しかしながら、ある種の添加剤も、屑ゴムとプラスチック
材料との混和性を改良する手段として使用可能である。そのような添加剤は、た
とえば、約２０００の分子量を有する結晶性ポリプロピレンワックスとしてのス
リップ剤である。
【００２４】 管を製造する際、屑ゴムとプラスチック材料との成分の割合は、さまざまなに
選択可能である。５０から７０重量パーセントの屑ゴムおよび３０から５０重量
パーセントのプラスチック材料を用いることが特に好ましいということが示され
ている。
【００２５】 上に説明したように、古タイヤは、固有の低い安定性の管を製造するために使
用可能である。したがって、この発明に従う方法は、大量の古タイヤが使用可能
であるので、重要な環境的課題を解決する。ドイツにおける古タイヤの量は、１
年当り約６００，０００，０００ｋｇである。この発明に従う方法を用いて下水
ダクトを更新すると、約１２年の時間期間の間獲得される古タイヤのすべてを使
い果たすことができるということが示されるだろう。この数は、古タイヤにおけ
る屑ゴム（煤および充填材料を含む）の占有率が約７０％であると推測すること
によって達成される。これは、１年当り４２０，０００，０００ｋｇの屑ゴムの
量になる。屑ゴムのおおよその密度が０．９３ｇ／ｃｍ3であれば、屑ゴムの量
は、４５０，０００ｍ3であると計算される。下水ダクトの平均的断面がＤＮ５
００（５００ｍｍ）であれば、周囲は１．５７ｍである。７５０，０００ｋｍの
下水ダクトという更新要件では、これは、約１，２００，０００，０００ｍ2の
表面になる。６ｍｍの層の厚さ（管の壁の厚さに対応する）であれば、これは、
７，２００，０００ｍ3の量になる。使用される材料の７０％が屑ゴムである場
合、これは、５，１００，０００ｍ3の量が屑ゴムで充填されるということにな
る。したがって、この発明に従う方法は、古タイヤをなくすための長期的な解決
を供給し、古タイヤの衛生事業のためのライフサイクルコストは節約される。
【００２６】 この発明に従う方法を用いて古タイヤの管を製造するとき、それは以下のよう
に加工可能である： まず、古タイヤは、ゴムの品質や、細断されているか、粗砕されているか、粉
砕されているか、および異物（スチール、繊維のナイロンなど）が除去されてい
るかに従って分類される。粉砕は、温粉砕および冷細砕（低温粉砕）の形で行な
われ得る。個別の処理ステップは、それ自体知られている。
【００２７】 未処理の粉末のゴムとは別に、特に処理された粉末のゴムも使用可能である。
この粉末のゴムは、粉末のゴムを製造するための公知の方法の１つに従って、た
とえばＥＰ−ＰＳ ０ ４９３ ７３２に記載される方法に従って製造可能であ
る。この方法によって製造された、表面が変性された粉末の屑ゴムは、プラスチ
ック材料（たとえばポリプロピレンまたはポリエチレン）とともにプラスチック
製品を製造するために十分に好適である。
【００２８】 この発明に従う方法を用いて管を製造するために用いられる、たとえばポリプ
ロピレンなどのプラスチック材料は、原料混合物が生成されるように、先行技術
の方法に従って同様に粉末のゴムと混合される。
【００２９】 ここで、この原料混合物から、管または構造部材が、管または構造部材に所望
の厚さ、大きさおよび断面形状を与える押出プロセス、回転成形プロセスまたは
プレス製造プロセスによって製造される。このようにして製造された管の材料特
性は、原料混合物の組成および加工パラメータを介して設定される。そのような
方法は、それ自体知られている。
【００３０】 この発明に従う方法を用いることによって製造された固有の低い安定性の管は
次に、前述のリライニング方法の１つに従って古い下水パイプに導入される。
【００３１】 固有の低い安定性の管の外寸法は、空間が固有の低い安定性の管と古い下水パ
イプとの間に形成されるように、古い下水パイプの内寸法よりも小さいとき、こ
の発明に従う方法で用いられる屑ゴムの消費は、屑ゴムまたは屑ゴムを含有する
材料によってこの空間を充填することによってさらに増大可能である。
【００３２】 固有の低い安定性の使用される管の断面形状は、任意であり得る。しかしなが
ら、有利には、それは、古い下水パイプの断面形状に適合し、円形であり得る。
【００３３】 この発明の実施例をさらに詳細に記載する。
【００３４】
【発明の好ましい実施例】 下水ダクトを更新するための、ここに記載される実施例では、古タイヤが用い
られる。古タイヤは、先行技術の方法の１つに従って未処理のまたは特に処理さ
れた粉末のゴムに加工される。好ましい方法では、集められた古タイヤは、機械
的に細かく粉砕され、−４０℃（ゴムの凝固点）より低い温度に液体窒素によっ
て冷却される。タイヤの部分は、ミルで砕かれ、ゴムと繊維とスチールとの成分
に分解される。ゴムのさらなる細かい粉砕の際に選択される粒子の大きさは、５
００μｍ以下である。その後に、粉末のゴムは、懸濁され、空気を供給しながら
適温でバイオリアクタ内で微生物処理される。微生物は、特定の硫黄酸化性微生
物である。これは、ポリスルフィド架橋の微量解離により粒子表面での脱硫を引
起す。ポリマー鎖は、損なわれないままである。生物学的ステップの後に、懸濁
液の分離が、沈降分離および濾過によって行なわれる。分離された粉末のゴムは
、注意深く乾燥され準備が整う。
【００３５】 このようにして官能基を有する粉末のゴムは、２軸スクリュー押出機でポリプ
ロピレン（たとえば、PP Hostalten PPT 1070 EU, natural）と配合される。ポ
リプロピレンは、重量測定により導入され，粉末のゴムは側面供給によって容量
測定により導入される。溶解塊は、アダプタ（Ｙチューブ）により水封粗砕（wa
ter-ring granulation）に入る。粗砕機は、３ｍｍの直径を有する１２個の口径
および３枚の刃を有する。塊の温度は、１７０℃と２５０℃の間であり，好まし
くは２００℃である。
【００３６】 次に、管が、１軸スクリュー押出機によってこの原料塊から製造される。押出
機のスクリュー直径は、１００ｍｍである。押出機の温度は、２００℃である。
真空タンク較正が用いられる。
【００３７】 管の製造は、１回の作業サイクルでなされてもよく、配合するステップを落と
すことが可能である。塊の温度は、１７０℃と２５０℃との間の範囲である。押
出機のスクリューの数および他のパラメータ（たとえばバキュームまたはスクリ
ュー直径）のすべては、必要に応じて自由に選択可能である。
【００３８】 このようにして製造された管は、ここで先行技術のリライニング方法の１つに
従って古い下水パイプに導入される。そのような方法はそれ自体知られており、
したがってここに詳細に記載されない。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下水管および下水ダクトを更新または改修するための方法で
    あって、 （ａ） 屑ゴムおよびプラスチック材料から固有の低い安定性の管を製造する
    ステップと、 （ｂ） 下水ダクトの古い下水パイプにこの管を導入するステップとを含み、
    固有の低い安定性の管は、古い下水パイプの壁によって支持されることを特徴と
    する、方法。
  2. 【請求項２】 管の外寸法は、管と古い下水パイプとの間に空間が形成され
    るように、古い下水パイプの内寸法よりも小さく、この空間は屑ゴムを含有する
    材料によって充填されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 管を製造するために用いられる屑ゴムは、廃タイヤまたは官
    能基を有するＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン−ターポリマー）から得
    られることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 管を製造するために用いられる屑ゴムは、１ｍｍより小さい
    粒子の大きさを有する微粉のゴムに加工されることを特徴とする、請求項１から
    ３のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】 管を製造するために用いられるプラスチック材料は、ポリプ
    ロピレンであることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】 管を製造するとき、屑ゴムとプラスチック材料との成分の割
    合は、５０から７０重量％の屑ゴムおよび３０から５０重量％のプラスチック材
    料になるよう選択されることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の
    方法。
  7. 【請求項７】 管を製造するとき、屑ゴムとプラスチック材料との混和性を
    改良するための添加剤が用いられることを特徴とする、請求項１から６のいずれ
    かに記載の方法。
JP2000562686A 1998-07-28 1999-07-21 下水管および下水ダクトを更新または改修するための方法 Withdrawn JP2003506594A (ja)

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