JP2004514843A

JP2004514843A - パイプを補強するためのライナーとその製造方法

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Publication number: JP2004514843A
Application number: JP2002523521A
Authority: JP
Inventors: ルノー　クロード　エム　ジ　ジェ　エル; アードルフ　ゲオルグ
Original assignee: オウェンス　コーニング　コンポジッツ　エスピーアールエル; オウェンス　コーニング　ファイバーグラス　エスパーナ　ソシエダッド　アノニマ
Priority date: 2000-08-30
Filing date: 2001-08-27
Publication date: 2004-05-20
Also published as: DE60111241D1; CA2417057A1; WO2002018834A3; EP1313982B1; ES2243559T3; CA2417057C; WO2002018834A2; DE60111241T2; AU2001295519A1; US6360780B1; EP1313982A2; ATE296987T1

Abstract

補強ライナー、及びライナーの製造方法を開示する。ライナーは、第１及び第２支持層（１１０，１２０）を有するファブリック（１００）材料を含む。各層は、強化繊維（１１２，１２２）を含む。第１及び第２支持層は、異なる方向に配向され、それらの方向にライナーを支持する。ライナーは、第１及び第２支持層を互いに結合するのに使用されるステッチング材料（１３０）を含む。ステッチング材料は、好ましくは、弾性糸である。支持層のうちの一方は、互いに平行に配向される長いチョップトストランドを含む。長いチョップトストランドは、それらが完成補強ライナーの周囲方向にあるように差し向けられる。長いチョップトストランドを、ファブリックの幅の部分に沿って連続的に或いは単にファブリックの幅の部分に沿ってのみ分配することができる。ライナーを製造する開示される方法は、ライナーを作ることができる択一的な加工方法を含む。ファブリックは、連続ロール（１６０）の形態で製造される。ある方法は、ロールを固定マンドレル（４２）のまわりにらせん状に巻き付けることを含む。他の方法は、いくつかのロールをマンドレルのまわりに円周方向に取り付けることを含む。ロールは、各ロールからのファブリックのストリップが、マンドレルに連続ライナー面を作る隣接したファブリックのストリップの部分に重なるように取り付けられる。

Description

【０００１】
（発明の技術分野）
本発明は、地中配管設備を修復するためのライナーに関し、特に、このような修復のために強度及び剛性を改善した伸縮性ファブリックに関する。この発明は、例えば、伸縮性ファブリックの製造方法にも関する。本発明は、損傷した及び又は劣化した配管設備の修理及び修復に有用である。
【０００２】
（発明の背景）
地中配管設備は、液体及び気体を家庭及び事業に輸送するのに不可欠である。下水、水、ガス及び他の用途の設備は、典型的には、これらの配管設備を使用する。このような配管設備は、数フィート地下に設置されており、配管設備へのアクセスは制限される。
【０００３】
地中配管は、繰り返し荷重、早期の磨耗、腐食、間隙、周囲の基礎又は地球運動を経験する。これらの要素は、パイプの全体的な劣化の一因となる。しばしばパイプは、修理を必要とする損傷した領域又は弱まった領域を発生させる。
【０００４】
地中配管設備によって提供されるサービスを維持するために、どんなクラック又は漏れをもすばやく見つけて、修理しなければならない。このような修理は、一般的には、長い長さのパイプの取り替えを要する、というのは、パイプの直径により、人のアクセスが安全な状態でできないので、溶接、パッチング等によるパイプの小さな部分の修理が、通常、不満足であり、且つ難しく、或いは不可能ですらあるからである。地中パイプの場合、パイプの取り替えは、難しく、高価で、時間がかかる。
【０００５】
地中パイプの修理に対する解決策は、パイプが依然として適所にあるうちにパイプを修理することにある。現場でのパイプ修理方法が開発された。ある方法は、可撓性補強ライナーを損傷したパイプの中に挿入することを含む。ライナーは、典型的には、損傷したパイプの内径とほぼ同じ外径を有する。ライナーを、それが損傷したパイプの内壁にしっかりと圧接するように加圧する。次いで、拡張したライナーを硬化して、新たな、かたいライニング又は表面をもとのパイプ内に形成する。
【０００６】
何種類かの補強物又は補強ライナーがある。あるライナーは、ポリエステル材料で作られる。別のライナーは、合成樹脂を含浸させた繊維を利用する。変形例として、繊維マットが、ライナー用の材料として使用される。ある補強ライナーは、ガラス繊維が良好な伸び抵抗を依然としてもちながら、高い強度と剛性を有することから、支持及び強度のためのガラス繊維を含む。
【０００７】
あるライナーは、それらが設置された後、硬化される。これらのライナーは、「適所硬化（ＣＩＰＰ）」ライナーと呼ばれる。適所硬化ライナーの樹脂は、硬化した後、ガラス強化繊維又は他の強化繊維に結合又は接着する。樹脂と繊維との間の接着により、軸線方向又は半径方向の荷重が硬化ライナーに付与されるとき、樹脂は伸びにもっと抵抗するようになる。こうして、硬化樹脂は、樹脂とガラス繊維との間の接着が壊されないかぎり、繊維によって強化される。
【０００８】
ライナーは、典型的には、水又は他の腐食材料に絶えずさらされる環境に設置される。特に、下水配管は、嫌気性細菌の存在により、硫化水素を発生させ、この硫化水素は、酸化によって下水に希硫酸を発生させる。これらのライナーはまた、変化する温度及び流れ状態にさらされる。
【０００９】
パイプの内側に挿入されたライナーは、硬化前、それ自身をホストパイプの直径まで伸び、調節するのに良好な可撓性を有するべきであり、硬化後、ホストパイプが要求される構造の一体性を失った場合、地盤沈下又は地盤移動に抵抗するのに良好な強度特性及び適切な剛性を有していなければならない。
【００１０】
いくつかの異なる材料を、パイプを補強するライナーとして使用することができる。周知の強化材料の例が、Ｍａｋｅｌａらの米国特許第５，５３５，７８６号（「Ｍａｋｅｌａ」）に開示されている。Ｍａｋｅｌａは、流れ導管を補強するための材料を開示している。材料は、互いに結合されるメリヤスファブリック５及びフェルト層６を含む。樹脂をファブリック５及び層６に含浸させることができる。Ｍａｋｅｌａの図５に示すように、ファブリック５は、半径方向の強度のために管の周囲方向に延びるフィラメント３を含む。ファブリック５はまた、ループ２が形成される糸１を含む。ファブリック５は、強化フィラメントがループ２の中を互いに平行な関係をなして延びるインターロック又は二重編み型のファブリックである。
【００１１】
補強ライナーの他の例が、Ｃａｔａｌｌｏの米国特許第５，８６８，１６９号（「Ｃａｔａｌｌｏ」）に示されている。Ｃａｔａｌｌｏは、パイプを修復するための管状ライニングホースを開示している。ライニングホース１は、樹脂吸収材料２，４の層と、強化繊維層３と、外側被覆層５と、を含む。
【００１２】
Ｃａｔａｌｌｏは、ライニングホースのいくつかの実施形態を開示している。Ｃａｔａｌｌｏの図１に示すように、強化繊維層３は、長手方向繊維３１と、半径方向繊維３２と、を含む。第２実施形態は、図２に示されているが、繊維３２よりも大きな距離だけ分離される間隔を隔てた半径方向繊維３４を含む。図３では、層３の繊維は、交差らせんパターンで配向されている。最後に、図４では、層３が、クロスハッチされたステッチング４２によって互いに保持された無秩序配向の繊維４０を含む。無秩序配向の繊維４０は、チョップトストランドマットを形成する。
【００１３】
補強ライニングの他の例が、タカダの米国特許第３，９９６，９６７号（「タカダ」）に示されている。タカダは、その図１に示すように、長手方向に延びた繊維１と、周囲繊維２と、を含む強化マトリックスを開示している。繊維１が、低伸び特性を有するガラス繊維である。周囲繊維２は、高い非回復伸びを有し、そして無伸縮ポリエステルでもよい。繊維２は、ライニングが設置されると、ライニングの形状を保持するように回復しない。
【００１４】
異なる用途に適応するように可撓である経済的な強化材料の必要性が存在する。同様に、フープ引張り及び曲げ強度並びにフープ曲げ剛性をもたらすと共にホストパイプの内径に嵌まるように円周方向に伸びる補強ライナーの必要性が存在する。
【００１５】
（発明の概要）
従来技術の欠点は、開示された補強ライナー、及びそのライナーを製造する方法によって解消される。ライナーは、第１層及び第２層を有するファブリック材料を含む。各層は強化繊維を含む。第１及び第２支持層は、異なる方向に配向され、それらの方向にライナーを支持する。
【００１６】
ライナーは、第１及び第２支持層を互いに結合するのに使用されるステッチング材料を含む。ステッチング材料は、好ましくは、弾性糸である。
【００１７】
支持層のうちの一方は、互いに平行に配向される長いチョップトストランドを含む。長いチョップトストランドは、それらが完成補強ライナーの周囲方向にあるように差し向けられる。長いチョップトファイバーを、ファブリックの幅の部分に沿って連続的に或いは単にファブリックの幅の部分に沿ってのみ分配することができる。
【００１８】
ライナーを製造する開示される方法は、ライナーを作ることができる択一的な加工方法を含む。ファブリックは、連続ロールの形態で製造される。１つの方法は、ロールを、固定されたマンドレルのまわりにらせん状に巻き付けることを含む。他の方法は、いくつかのロールをマンドレルのまわりに円周方向に取り付けることを含む。ロールは、各ロールからのファブリックのストリップが、マンドレルに連続ライナー面を作る隣接したファブリックのストリップの部分に重なるように取り付けられる。
【００１９】
（発明の詳細な説明及び好ましい実施形態）
在来の配管設備を図１Ａ及び図１Ｂに示す。配管設備１０は地中に設置される。配管設備１０は、パイプ１２及びいくつかの開口１６を含む。開口１６は、配管設備１０の長さに沿う周期的な位置でパイプへのアクセスを可能にするように寸法決めされている。
【００２０】
パイプ１２は損傷領域１４を含む。損傷領域１４は、クラック又は、弱まった或いは薄くなった領域を含む。パイプ１２は、典型的には、弱まった或いは薄くなった領域でたるむ。
【００２１】
パイプ１２は、周囲環境状態、配管設備内の摩耗又は腐食材料、外部荷重、間隙率、及び成長根を含む、種々の力によって損傷を受けることがある。パイプ１２は、配管設備の有用性及び機能を確保するために好ましく修理又は修復される。
【００２２】
配管設備を修理することができる１つの方法は、補強ライナーをパイプ１２の損傷領域に挿入することにある。補強ライナーは、典型的には、パイプのたるみを防止し、且つパイプのいかなるクラックをも覆ってシールするために半径方向の支持を行う。
【００２３】
補強ライナーは、典型的には、ライナーの長手方向軸線と垂直である周囲方向に配向されている一連の補強部材を含む。これらの補強部材は、ライナーの円周のまわりに配置され、ライナーが硬化し、凝固した後、ライナーに半径方向の強度及び剛性を与える。補強部材は、典型的には、ガラス繊維のようなフィラメント要素である。
【００２４】
補強ライナーはまた、長手方向の支持を行う。ライナーは、長手方向軸線に沿って配向された補強部材を含むことができる。これらの補強部材は、典型的には、ガラス繊維のようなフィラメント要素である。
【００２５】
補強ライナーは、硬化前、半径方向に可撓であり、硬化後、剛性をもたらすべきである。半径方向の可撓性により、補強ライナーを半径方向に拡張させて、損傷したパイプの内壁に圧接させる。パイプの損傷領域は異なる断面形状と輪郭を有していてもよい。したがって、補強ライナーは、ライナーが位置決めされて硬化するとき、長さに沿って連続的な内径及び外径を有していなくてもよい。
【００２６】
ガラス繊維は、比較的低い伸び特性を有する。したがって、連続ガラス繊維をライナーの半径方向に配向させた補強ライナーは、半径方向に延びる能力が制限されている。
【００２７】
本発明は、たて、よこ、又は両方向に伸縮できる補強繊維の製造に関する。ファブリックは、ホース形状に変形後、ホストパイプへの挿入が容易であり、損傷したパイプの直径と一致するように膨張が容易である。
【００２８】
本発明の原理を具体化するライナーが、連続繊維をライナーの長さに沿って配向させ、不連続繊維をライナーの長さとほぼ垂直に配向させたファブリックを含む。異なる繊維は互いに結合されて、ファブリックを形成する。不連続繊維は、ライナーの半径方向又は周囲方向に可撓性とフープ強度をもたらす。ライナーは、ファブリックのストリップを重ね合わせることによって形成される。ストリップは、らせん巻きストリップでもよいし、円周方向巻きストリップでもよいし、或いは長手方向のストリップであってもよい。
【００２９】
これらの一般的な原理を確認したので、現在好ましい実施形態においてこれらの原理の選択された実行を以下に記載する。
【００３０】
本発明の原理を具体化する、パイプのような管状部材を補強するためのライナーを図２ないし図１８に図示する。図２ないし図４に示すように、ファブリック１００は、第１支持層１１０及び第２支持層１２０を含む。支持層１１０，１２０は、ステッチング要素１３０によって互いに結合される。
【００３１】
ファブリック１００は、材料の連続ストリップとして形成される。支持層１１０，１２０の異なる配向を図２及び図３に図示し、これらの図ではファブリックの幅を、連続形態のファブリックの配向に応じて「Ｗ」で図示する。
【００３２】
第１支持層１１０は、ほぼ同じ方向に延びるフィラメント要素又は繊維１１２を含む。繊維１１２は、完成補強ライナーの長手方向を表す矢印「Ｌ」の方向に延びる。したがって、繊維１１２がライナーにその方向に強度を与える。ファブリック加工工程に応じて、繊維１１２は、図２に示すように、ファブリックのいずれかの側又は両側で幅に細断され又は切断される連続繊維であってもよいし、或いはファブリックのいずれかの側又は両側で単純に曲げられ、そして折りたたまれてもよい。変形例として、繊維１１２はファブリックの長さに沿って連続的で、図３に示すように、ファブリック幅にわたって配置されてもよい。
【００３３】
第２支持層１２０は、フィラメント要素を含み、又は繊維１２２は、互いにほぼ同じ方向に配置される。図２に示すように、繊維１２２は、繊維１１２とほぼ垂直な方向に延びる。
【００３４】
好ましくは、繊維１１２，１２２は、Ｅ型又はＥＣＲ型のガラス繊維のようなガラス繊維である。変形例として、繊維は、Ｓ−２型のガラス繊維、パルプ繊維、綿、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、アラミド及び炭素繊維を含んでもよい。
【００３５】
繊維１２２は長いチョップトファイバーであり、図２に示すように、ほぼ平行な線に分配される。完成補強ライナーでは、繊維１２２は、好ましくは、ライナーの円周又は周囲方向に延び、このことは、図２及び図３に矢印「Ｐ」で図示されている。繊維第１層１１０及び第２層１２０の配向は、補強ライナーを半径方向及び円周方向で支持するクロスハッチングパターンを生成する。
【００３６】
支持層１１０，１２０は、図４に示すように、ステッチング要素１３０によって互いに結合される。ステッチング要素１３０は、層１１０，１２０を一緒に取り付けるために層１１０，１２０に縫い付けられ、或いは織り込まれる。
【００３７】
ステッチング要素１３０は、ファブリック１００の伸縮及び柔軟性を高めるために可撓である。好ましくは、要素１３０は、弾性又はゴムタイプの材料で作られる。変形例として、要素１３０は、非伸縮ポリエステル糸であってもよいし、伸縮させることができる他の材料であってもよい。
【００３８】
ファブリックはまた、エネルギーの付与によって硬化する樹脂材料を含む。樹脂材料は、巻いて管にする前に、ガラス繊維に付与されてもよい。変形例として、管そのものにすべて一度に樹脂材料を含浸させてもよい。樹脂材料は、硬化し、繊維と結合して、ライナーに強度を与える。樹脂材料は、好ましくは、改質又は非改質不飽和ポリエステル樹脂又はビニルエステル樹脂である。しかしながら、樹脂材料は、熱硬化エポキシ樹脂であってもよい。
【００３９】
変形実施形態では、ファブリック１００は、図５に示すように第３支持層１４０を含んでもよい。好ましくは、層１４０は、無秩序に配向され、且つマットの形態に配列される一層のチョップトファイバーである。層１４０は、前述のように、ステッチング要素１３０によって第１層１１０及び第２層１２０に結合されている。層１４０は、層１２０のどちらの側にあってもよい。層１４０はまた、層１１０と層１２０との間に位置決めされてもよい。
【００４０】
本発明の原理を具体化するファブリックの変形実施形態を図６及び図７に示す。第２支持層１２０は、ファブリックの幅全体にわたって分配されてもよいし、或いは幅「Ｗ」の一部分にわたって分配されてもよい。
【００４１】
図６では、第２支持層１２０の繊維１２２は、ファブリック１０２の幅の一部分にわたって分配されている。特に、繊維１２２は、ファブリックの幅のほぼ半分にわたって分配されている。
【００４２】
以下により詳細に記載するように、繊維１２２の分配は、完成補強ライナーにおける繊維１２２の位置を決定する。ライナーが製造されるとき、ファブリックの連続層が重なり合う。したがって、繊維１２２を、それらがライナーの周囲に沿ったライナーの外面上にあるように配置することができる。
【００４３】
補強ライナー用のファブリックの他の変形実施形態を図７に示す。前に記載した実施形態と同様に、第２支持層１２０の繊維１２２は、ファブリック１０４の幅の一部分にわたって分配されている。
【００４４】
この実施形態の繊維の分配の説明及び理解を簡単にするために、ファブリック１０４は、３つの部分、すなわち、側部分１５０，１５２及び中間部分１５４に分割される。繊維１２２は、図示されているように側部分１５０，１５２の各々にほぼ平行な線に分配される。この分配の重要性は、以下のライナーの製造の説明に関して明らかである。
【００４５】
一般的には、中間部分１５４の厚さは、繊維１２２を含む側部分１５０，１５２の厚さよりも小さい。厚さの違いを補償するために、中間部分１５４は、無秩序に配向されたチョップトガラス繊維及び又は充填材を含む。充填材１５６は、ファブリックに埋め込まれ、支持層によって適所に保持される。充填材１５６は、中間部分１５４の厚さを増すために中間部分１５４に含まれる。
【００４６】
種々の材料を充填材１５６として使用することができる。ある例は、樹脂、炭酸カルシウム、必ずしも溶融させる必要のないガラスビーズ又はバブル、ＥＸＰＡＮＣＥＬ（登録商標）（スウェーデンＫｅｍａｎｏｒｄＡＢによって提供される）によって供給されるように膨張又は非膨張微小球、細断シート材料配合物（ＳＭＣ）パーツのような、再循環ガラス強化プラスチック配合物を含むガラスと樹脂の再循環混合物を含む。微小球は、ガスをカプセル化する小球ポリマーシェルである。ガスが加熱されるとき、ガスの圧力が増し、シェルは柔らかくなって膨張する。紫外線放射によって硬化されるライナーについては、充填材は、好ましくは、できるだけ半透明であり、例えば、バブル、微小球、又はチョップトガラス繊維である。変形例として、充填材は、フリース又はフェルト材料のような予め加工された材料からなるのがよく、一例は、支持層の間に介在されるポリエステルフェルトから作られたこのような材料のシートからなり、支持層は上述のように縫い合わされる。
【００４７】
各ファブリックは、平らな連続シートとして形成され、そしてロールの形態で収集される。ファブリックの支持層の配向は、ライナーを作る方法によって決定される。好ましくは、長いチョップトファイバー１２２は、完成ライナーのほぼ周囲方向に配向される。したがって、ファブリックの形成における繊維１２２の配向は、ライナーの形成中、ファブリックロールの特定な配向に関係する。
【００４８】
本発明の原理を具体化するロールを図８に示す。ロール１６０は、上述のように第１支持層１１０及び第２支持層１２０と、ステッチング要素と、を含む連続ファブリック１０４である。
【００４９】
ロール１６０は、ロールの長手方向軸線に沿って配向された繊維１１２を含む。繊維１１２は、ファブリックのほぼ幅全体にわたって延びる繊維である。ロール１６０はまた、繊維１１２とほぼ垂直に配向された、長い不連続な繊維１２２を含む。図８に示すファブリック１０４は、上で図７に対して論じられたファブリックを表わしている。当業者は、ロール１６０を、図２ないし図７に示すファブリックの３つの実施形態のいずれかで形成することができることを認識するだろう。
【００５０】
本発明の原理を具体化する変形ロールを図９に示す。ロール１６２は、ロール１６０と同様な連続ファブリックを含む。しかしながら、繊維１１２，１２２の配向が変えられている。繊維１１２は、ロール１６２の長手方向軸線と垂直な方向に向けられる。繊維１２２は、矢印「Ｗ」で示されているような、ファブリック１００の幅に向けられる。
【００５１】
本発明の原理を具体化する補強ライナーを製造する方法を図１０に示す。この方法では、ファブリック１０４は、ロールから成形装置に供給される。当業者が認識するように、図１０に示す巻付け方法は在来の製造方法である。より詳細に説明されるこの巻付け方法の例が、Ｂｒａｎｄｅｎｂｕｒｇｅｒの米国特許第５，７９８，０１３号に開示されている。
【００５２】
成形装置４０は、適所に固定されるマンドレル４２を含む。マンドレル４２は長手方向軸線４４及び外面４６を有する。フィルム層４８、好ましくは、樹脂状耐水性及び樹脂防水性熱可塑性フィルムが、マンドレルの外面４６に付与される。
【００５３】
ロール１６０は、マンドレル４２のまわりに図１０の矢印「Ｂ」の方向に円周方向に回転される。ファブリック１０４は、マンドレル４２のフィルム４８上にらせん状に重ねられ、連続する層が前の層の一部分に重なり、マンドレルの長手方向軸線の方向に進められる。
【００５４】
この方法に関して、ファブリックは、上述した３つの実施形態のいずれでもよい。ただ簡単のため、図１０のファブリックは、図７に示すファブリック１０４を表わしている。
【００５５】
例示として、ファブリックの連続する層が部分的に重なる方法を図１１ないし図１３に示す。図１１ないし図１３に示すライナーの各々は、図１０に示す方法を用いて製造される。補強ライナーの断面側面図を示す。
【００５６】
層間の関係の説明を簡単にするために、個々の層は分離される。当業者が認識するように、層は完成強化ライナーでは互いに接触している。用語「層」は、マンドレルのまわりのロールの１回転中、マンドレルに配置されるファブリックの量を言及するのに使用される。
【００５７】
ライナーの一部分を図１１に示す。ライナー１７０は、長さに沿って多層のファブリックを有し、層１７２，１７４，１７６を有する。ライナーの長手方向軸線の向きを「Ｌ」として示す。
【００５８】
ファブリック１００の第１実施形態では、繊維１２２はファブリックの幅に沿って分配される。ファブリックの連続する層は、好ましくは、前の層の少なくとも１つに部分的に重なって、連続補強ライナー面を作る。好ましくは、層１７４は、層１７２のほぼ半分に重なる。同様に、層１７６は、層１７４のほぼ半分に重なる。できたライナー１７０は、ライナー１７０の長さに沿って二層の長いチョップトファイバーを有する。ライナーが、ライナーを数層で作るために、ファブリック幅の１／３又は１／４のような、ファブリックのより小さい重なり部分になるように巻かれてもよい。
【００５９】
他のライナーの一部分を図１２Ａに示す。ライナー１８０が、層１８２，１８４，１８６と、長手方向軸線「Ｌ」と、を含む。この実施形態では、ファブリック１０２は、図６に示すファブリックを表わす。ファブリック１０２は、ファブリックの幅の一部分のみにわたって分配された繊維１２２を含む。
【００６０】
層１８４は、繊維１２２を備えた層１８４の一部分が繊維１２２のない層１８２の一部分を覆うように層１８２に重ねられる。層１８６は、同様に層１８４の一部分に重ねられる。できた補強ライナー１８０は、単層のファブリックの厚さの２倍である外面を含む。
【００６１】
できたライナー１８０は、長さに沿ってライナーの外面に単層の繊維１２２を連続的に有する。この構造は、連続する層間に繊維１２２のいかなる重なりをも除去する。
【００６２】
層の重なり量は、図１２Ｂに示すように、他の層の繊維１２２を覆う繊維１２２の数層を有するライナーを構成するように変更してもよい。
【００６３】
他のライナーの一部分を図１３に示す。ライナー１９０は、層１９２，１９４，１９６と、長手方向軸線「Ｌ」と、を含む。この実施形態では、ファブリック１０４は、図７に示すファブリックを表わしている。ファブリック１０４は、ファブリックの側部分１５０，１５２に分配された繊維１２２を含む。
【００６４】
層１９４は、層１９４の側部分１５０及び中間部分１５４が層１９２の中間部分１５４及び側部分１５２をそれぞれ覆うように、層１９２上に配置されている。層１９６は、同様に層１９４上に配置される。
【００６５】
できた補強ライナー１９０は、ファブリックの単層の厚さの３倍である外面を含む。層１９２，１９４，１９６は充填材１５６を含むので、ファブリックの一様な厚さは、図１３に示すように、層の重なりを容易にする。
【００６６】
図１０の方法によって製造された補強ライナーの例を図１６及び図１７に図示する。各ライナーは、ファブリックの一連の重なりストリップを含む。
【００６７】
ライナーのファブリックの連続層の配向は、ロールと形成されたライナーとの間の相対移動によって決定される。ロールがファブリックの層を配置するとき、ロール又はライナーが、ライナーの長手方向軸線「Ｌ」に沿って軸線方向に移動する距離は、層の巻付け角度を決定する。例えば、ロールがライナーのまわりを回転する間、ライナーが軸線方向に前進するならば、ファブリックの層は、長手方向軸線「Ｌ」と垂直な平面に関して角度「Ｃ」で配置される。
【００６８】
図１６に示すライナー１６４は、ロールがファブリックをマンドレルに巻き付けるとき、ライナー又はロールを前進させないで製造される。好ましい実施形態では、ライナー１６６の層は、図１７に示すように角度「Ｃ」で配置される。当業者が認識するように、繊維１２２は、ライナーのほぼ周囲方向に向けられる。ライナー１６６の周囲方向からのずれは、巻付け角度「Ｃ」、マンドレル直径、ファブリックの幅、ファブリックの部分的重なり量によって決定される。これらのパラメーターの１つ又は２つ以上の変更は、巻付け角度「Ｃ」を左右する。
【００６９】
本発明の原理を具体化する補強ライナーを製造する変形方法を図１４に示す。この方法では、ファブリック１００は、いくつかのロールから同時に成形装置に供給される。当業者はこのことが在来の方法と同じであることを認識するであろう。
【００７０】
成形装置４０は、フィルム層４８を外面４６に位置決めした支持マンドレル４２を含む。
【００７１】
ファブリック１００のいくつかの片が、対応する数のロール１６２に形成される。各ロール１６２は、マンドレル４２の円周のまわりの位置に取り付けられる。ロール１６２は、当業者によって認識されるように、ロール１６２がほどけて、ファブリックをマンドレル４２の長手方向軸線の方向に沿って置くのを可能にする支持装置に結合される。ロール１６２は、図示されるように、ファブリックの隣接したストリップが互いに重なるように位置決めされる。
【００７２】
変形方法によって形成されたライナーの部分を図１５に示す。部分は、２つの支持層を備えたライナーの断面端面図である。ライナー２００は、ストリップ２０２，２０４を含むファブリックの多層を含む。ストリップ２０２，２０４は、重ねられて、連続的な包囲ライナーを作る。ストリップ２０２，２０４は、矢印「Ｐ」で表わされる、ライナーの円周方向に向けられた繊維１２２を含む。
【００７３】
図１４の製造方法によって形成されたライナーの例を図１８に図示する。ライナー１６８は、ライナーの長手方向軸線「Ｌ」に沿った方向に向けられる、ファブリックの一連の平行なストリップを含む。
【００７４】
補強ライナーはいくつかの方法によって損傷したパイプに取り付けられる。例示の在来の取付方法が、図１Ａ及び図１Ｂに図示され、そして、当業者によって認識される。図１ａ及び図１ｂに示す方法は、一般的には、それぞれ「反転」又は「戻り」方法、及び「ウインチインプレース」（ＷＩＰ）又は「ウインチスルー」方法と呼ばれる。
【００７５】
「反転」方法のみを簡単な理由のために説明する。図１Ａに示す方法では、補強ライナーを地中パイプ１２の中に取付装置を使用して挿入する。取付装置３０は、カラー３４に結合された案内管３２を含む。案内管３２は、カラー３４が損傷したパイプ１２の近くに位置決めされるようにアクセス口１６内に配置される。ライナー１０６が、案内管３２の中に導入され、ホストパイプに横たわるライナー１０６の外面は、案内管の内側の内面として役立つ。例えば、ライナー１０６は、反転された靴下とそっくりに裏返しにされる。圧縮ガスや流体のような媒体が、案内管３２の中に挿入され、ライナー１０６を損傷したパイプの内部へ前進させる。媒体がライナーを満たすとき、ライナーは作業位置又は作業形態へ逆戻りする。
【００７６】
円周方向の可撓性又は伸縮性により、補強ライナー１０６は膨張し、その外面がホストパイプ１２の内壁に圧接する。ライナー１０６は、パイプの損傷領域に沿って延びて、膨張させられ、パイプ１２の内周に係合する。
【００７７】
次いでライナー１０６は、エネルギー硬化樹脂を硬化させるのに適当な種類のエネルギーを付与することによって硬化される。好ましい硬化用エネルギー源は紫外放射線であるが、一定量の硬化が熱によっても起こされるかもしれない。ライナーは、好ましくは、それが完全に設置された後、硬化する。樹脂を硬化させることができる異なる種類のエネルギーは、超音波エネルギー、熱放射、対流又は伝導を含む。
【００７８】
本発明の原理を具体化する補強ライナーの例示のファブリックに以下の寸法の範囲が用意される。
長いチョップトファイバーのテックス＝１６５０〜５１．７イールド（３００〜９６００センチ）
長いチョップトファイバーの長さ＝２〜１２インチ（５〜３０センチ）
ファブリックの幅＝４〜１００インチ（１０〜２５０センチ）
補強ライナーの直径＝４〜６４インチ（１０〜１６０センチ）
ファブリックの厚さ＝０．０２〜０．２インチ（０．０５〜０．５センチ）
【００７９】
当業者は、本発明の原理と一致する上述した特定の実施形態には、多くの可能な変更があることを認識する。例えば、第１及び第２支持層の繊維が補強ライナーの幅にわたって分配される範囲は変わってもよい。
【００８０】
ファブリックの連続する層間の重なり量を変えて、長いチョップトファイバーの位置及びできた補強ライナーの厚さを調整してもよい。
【００８１】
長いチョップトファイバーの長さ及び、それらの繊維のライン間の間隔を変えて、ライナーの長さを調節してもよい。当業者は、繊維が実質的にここで述べられたように整列されるけれども、繊維は通常、支持層の製造中、重ねて置かれることを認識する。製造中の整列変更は、典型的には、繊維が重なってもよいことを意味し、この説明のための用語「間隔」は、このような重なりを含む。
【００８２】
ライナーは、ライナーを反転させる代わりに、ライナーをパイプの中を所望な位置まで引っ張り、ライナーを圧縮ガスのような媒体で実質的に膨張させることによって、損傷したパイプの中に挿入されてもよい。
【００８３】
長いチョップトロービングと直交するストランドは連続であってもよいし、不連続であってもよい。
【００８４】
ファブリックがマンドレルに巻き付けられる角度を調節して、できたライナーの厚さを変えてもよい。
【００８５】
各支持層の厚さを変えて、ライナーの強度及び剛性特性を高めてもよい。層の厚さは、ガラスの種類、量、テックスによって決定される。同様に、互いに同一か異なる、ファブリックのいくつかの層は互いに接して、ライナーの最終厚さ及びライナーの所望構造を得ることができる。
【００８６】
ライナーは、薄いガラスベール又はポリエステル繊維ベールのような表面ベールを含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】
本発明の原理を具体化する補強ライナーの設置の概略側面図である。
【図１Ｂ】
本発明の原理を具体化する補強ライナーの設置の概略側面図である。
【図２】
本発明の原理を具体化するファブリックの好ましい実施形態の平面図である。
【図３】
図２のファブリックの別の向きの平面図である。
【図４】
図２のファブリックの側断面図である。
【図５】
本発明の原理を具体化するファブリックの変形実施形態の断面側面図である。
【図６】
本発明の原理を具体化するファブリックの変形実施形態の平面図である。
【図７】
本発明の原理を具体化するファブリックの他の変形実施形態の平面図である。
【図８】
図７のファブリックのロールの好ましい実施形態の斜視図である。
【図９】
図３のファブリックのロールの変形実施形態の斜視図である。
【図１０】
本発明の原理を具体化する補強ライニングを製造する好ましい方法を図示する概略図である。
【図１１】
図２のファブリックで作られた補強ライナーの概略拡大断面図である。
【図１２Ａ】
図６のファブリックで作られた補強ライナーの概略拡大断面図である。
【図１２Ｂ】
図６のファブリックで作られた補強ライナーの概略拡大断面図である。
【図１３】
図７のファブリックで作られた補強ライナーの概略拡大断面図である。
【図１４】
本発明の原理を具体化する補強ライニングを製造する変形方法を図示する概略図である。
【図１５】
図９のファブリックで作られた補強ライナーの概略断面図である。
【図１６】
本発明の原理を具体化するライナーの実施形態の斜視図である。
【図１７】
本発明の原理を具体化するライナーの実施形態の斜視図である。
【図１８】
本発明の原理を具体化するライナーの実施形態の斜視図である。

Claims

パイプを補強するための支持体を形成するための連続ファブリック（１００）であって、
第１繊維（１１２）を含む第１支持層（１１０）と、
前記第１繊維に関してある角度に配向され、チョップトファイバーをほぼ平行な配列で有する第２繊維（１２２）を含む第２支持層（１２０）と、
前記第１支持層及び前記第２支持層を互いに結合するステッチング要素（１３０）と、を有し、前記ファブリックを前記第２繊維と平行な方向に伸長させることができる、前記ファブリック。
前記第１繊維（１１２）はほぼ同一方向に整列される、請求項１に記載のファブリック。
前記第１繊維（１１２）は不連続繊維である、請求項１に記載のファブリック。
前記第２繊維（１２２）は前記第１繊維（１１２）とほぼ垂直である、請求項１に記載のファブリック。
ファブリック（１０２）は幅を有し、前記第２繊維（１２２）はファブリックの幅の一部分にわたって分配される、請求項１に記載のファブリック。
前記第２繊維（１２２）はファブリック（１０２）の幅とほぼ垂直に分配される、請求項５に記載のファブリック。
前記第２繊維（１２２）はファブリック（１０２）の幅のほぼ半分にわたって配置される、請求項５に記載のファブリック。
ファブリック（１０４）は側部分（１５０，１５２）と、該側部分（１５０，１５２）の間の中間部分（１５４）と、を含み、前記第２繊維（１２２）はファブリックの前記側部分にのみ配置される、請求項５に記載のファブリック。
前記中間部分（１５４）に位置決めされた充填材（１５６）をさらに有する、請求項８に記載のファブリック。
前記充填材（１５６）は、樹脂、ガラス、細断された再生ガラス強化プラスチック配合物、及び微小球のうちの１つを含む、請求項９に記載のファブリック。
前記ステッチング要素（１３０）は弾性糸である、請求項１に記載のファブリック。
無秩序に配向されたチョップトファイバーを含み、且つ前記第１及び第２支持層（１１０，１２０）に結合される第３支持層（１４０）をさらに有する、請求項１に記載のファブリック。
前記支持体は長手方向軸線を有し、前記第２繊維（１２２）はほぼ前記長手方向軸線の方向に配向され、前記第１繊維（１２０）は前記第２繊維とほぼ垂直に配置される、請求項１記載のファブリックによって形成される支持体。
ほぼ管の形態に形成された補強ライナーを有し、前記管は、長手方向軸線及び前記長手方向軸線と垂直な平面に周囲方向を有し、前記ライナーは、第１支持層（１１０）及び第２支持層（１２０）を備えたファブリック（１００）を含み、前記第１及び第２支持層はステッチング要素（１３０）によって互いに結合され、前記第２支持層はほぼ同一方向に整列されるチョップトファイバー（１２２）を含む、パイプを補強するための支持体において、前記ファブリックは、層をなして重なるストリップとして配置されて、管を作り、前記ファブリックは前記第２繊維と平行な方向に伸長することができる、前記支持体。
前記ファブリック（１００）は前記管の長さに沿ってらせん状に配置される、請求項１４に記載の支持体。
前記チョップトファイバー（１２２）はほぼ周囲方向に沿って配向され、前記第１繊維（１１２）は前記第２繊維とほぼ垂直に配置される、請求項１５に記載の支持体。
前記ファブリック（１００）は前記管の長さに沿った長手方向のストリップとして配置される、請求項１４に記載の支持体。
前記ファブリック（１００）は幅方向を含み、前記チョップトファイバー（１２２）は前記幅方向とほぼ垂直に配置される、請求項１４に記載の支持体。
前記ファブリック（１８４）の各連続層は前の層（１８２）に接触し、前記チョップトファイバー（１２２）を備えた連続層の一部分が前記チョップトファイバーのない前の層の一部分に接触する、請求項１８に記載の支持体。
前記ファブリック（１９０）は、側部分（１５０，１５２）と、該側部分（１５０，１５２）の間の中間部分（１５４）と、を含み、前記チョップトファイバー（１２２）は前記ファブリックの前記側部分に沿ってのみ配置され、前記ファブリックの各連続層（１９４）は前の層（１９２）に接触し、連続層の側部分は前の層の中間部分に重なる、請求項１８に記載の支持体。
前記支持体は、前記ファブリック（１００）の内面に沿って延びる樹脂フィルム（４８）を含む、請求項１４に記載の支持体。
ファブリック（１７０）を第１層（１７２）に配置する工程と、ファブリックを第１層の一部分に重なる第２層（１７４）に配置する工程と、を有する、パイプを補強するための支持体の製造方法において、
第１及び第２層はほぼ管の形態に形成される補強ライナーを形成し、管は、長手方向軸線と、長手方向軸線と垂直な平面内の周囲方向と、を有し、ライナーは、第１支持層（１１０）と、第２支持層（１２０）と、を備えたファブリックを含み、第１及び第２支持層はステッチング要素（１３０）によって互いに結合され、第２支持層はほぼ同一方向に整列したチョップトファイバー（１２２）を含み、前記ファブリックを前記第２繊維と平行な方向に伸長させることができる、前記方法。
ファブリックを第１及び第２層（１７２，１７４）に配置する前記工程はファブリックを長手方向軸線に沿ってらせん状に配置することを含む、請求項２２に記載の方法。
ファブリックを第１及び第２層（２０２，２０４）に配置する前記工程はファブリックを長手方向軸線に沿って長手方向のストリップ（１６２）に配置することを含む、請求項２２に記載の方法。
第１層及び第２層に樹脂材料を含浸させることによって第１層（１１０）及び第２層（１２０）を結合することをさらに有する、請求項２２に記載の方法。
前記チョップトファイバー（１２２）は、前記長手方向軸線とほぼ垂直に整列される、請求項２２に記載の方法。