JP2006181875A - 管状ライナー - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂含浸性に優れ、作業性を向上させると共に、更なる長尺化を可能とした管状ライナーを提供する。
【解決手段】管状ライナー１の繊維スリーブ積層体２Ａを構成する炭素繊維シート２１、２２は、多数本の炭素繊維モノフィラメントを収束した炭素繊維ストランドに撚りをかけた単撚繊維束５か、又は、多数本の炭素繊維モノフィラメントを収束した炭素繊維ストランドを複数本合わせて撚りをかけた合撚繊維束５Ａを使用し、この単撚繊維束５又は合撚繊維束５Ａを一方向に配列して形成し、繊維スリーブ積層体２Ａを構成する複数の炭素繊維シート２１、２２は、単撚繊維束５又は合撚繊維束５Ａの配向角度が異なる炭素繊維シートを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、水道管、下水管などの既設管を補修するために、既設管の内周面のライニングに使用する管状ライナーに関するものである。

地中に埋設された水道管、下水管などの既設管を補修するために、既設管の内周面に未だ樹脂が硬化していない熱硬化性樹脂管を反転挿入してライニングする反転ライニング工法がある。

この反転ライニング工法は、図９に示すような、樹脂フィルムとされる外層３と、内層としてのフェルト層２Ｍとを有した長袋状のフェルト製バッグ（管状ライナー）１に熱硬化性樹脂を含浸し、図１０に示すように、未だ柔軟性を有した熱硬化性樹脂管１Ａを水圧Ｐによって管１００内に反転挿入し、その後、管内の水を加熱して樹脂を硬化させ、図１１に示すように、既設管１００内に硬化した樹脂管１Ｃを形成する工法である。

図１１に、この反転ライニング工法により補修された既設管１００の構造を示す。既設管１００の内周面にライナーとして含浸した樹脂が硬化した樹脂管１Ｃが密着して配設されている。

この反転ライニング工法は、短期間で施工ができ、しかもコストパフォーマンスに優れている、という点から近年採用実績が多くなっている。

しかしながら、上記構成の管状ライナー１を使用した場合には、ライナーとしての樹脂管の強度を得るためにライナーの厚さ、特に、フェルト層２Ｍの厚さが必然的に厚くならざるを得ず、それに伴って、反転作業が困難となり、作業性の改善が望まれている。

又、フェルト層２Ｍが厚くなると、既設管１００の内径が小さくなるといった問題、更には、重量的にも大となり、取り扱い性が悪くなる、といった問題をも有している。

そこで、本願出願人は、図１２に示すような管状ライナー１、即ち、強化繊維ｆが一方向に配列された長尺の強化繊維シート２１ａ、２２ａにて形成された繊維スリーブ２１ａＡ、２２ａＡを有する繊維スリーブ積層体２ａＡと、前記繊維スリーブ積層体２ａＡの外周に配置された円筒状フィルム外層３とを有し、強化繊維ｆは、管状ライナー１の長手軸線方向に対して所定の角度α、β（０°、＋４５°、−４５°或いは９０°）にて配向されている管状ライナーを提案した（特許文献１参照）。

特に、特許文献１は、図１３に示すように、繊維スリーブ積層体２ａＡを形成する強化繊維シート２１ａ、２２ａは、ステッチングＳにより一体化された強化繊維シート積層体２ａとされ、この強化繊維シート積層体２ａにて、管状ライナー１を作製することを提案している。

このようにして作製された管状ライナー１は、長手方向、径方向に伸縮性を有し、厚さをより薄くして、管の内径が小さくなることを回避すると共に、補強強度をより増大することができ、また、樹脂含浸後における管内への反転、挿入作業が極めて容易であって、皺にもならないといった多くの利点を有している。
特開２００４−４２２７７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の管状ライナー１について更に研究実験を進めたところ、繊維スリーブ積層体２ａＡへの樹脂含浸作業に多くの時間を必要とすることが分かった。

つまり、図１４に示すように、従来の管状ライナー１に使用される強化繊維シート２１ａ（２２ａ）は、一方向に配列された強化繊維ｆにて形成される強化繊維層１１を有する構成とされ、例えば、強化繊維ｆとして炭素繊維を使用するものとすると、強化繊維層１１の繊維目付は、通常、３０〜１０００ｇ／ｍ^２とされる。又、強化繊維としては、平均径７μｍの単繊維（炭素繊維モノフィラメント）を１２０００〜２４０００本収束した炭素繊維ストランド、即ち、単繊維束を一方向に引き揃えて使用される。

このような構成の強化繊維シート２１ａ、２２ａは、例えば、繊維目付が２００ｇ／ｍ^２にて、単繊維束は、幅（ｗ）が４ｍｍ、厚さ（ｔ）が０．５ｍｍ程度に潰され、強化繊維層１１は、強化繊維ｆが密に配置された状態となる。

従って、管状ライナー１に樹脂を含浸する際に、強化繊維シート積層体２ａの一側に塗布された樹脂が他側へと浸透し難く、樹脂含浸に相当長時間を要することが分かった。

従って、上記優れた利点を有する管状ライナーにおいて、作業性をより向上するために、繊維スリーブ積層体に対する樹脂含浸性の更なる改善が希求されるところである。また、樹脂含浸性が良くすることは、作業性を向上させることから、管状ライナーの更なる長尺化が可能となる。

そこで、本発明の目的は、樹脂含浸性に優れ、作業性を向上させると共に、更なる長尺化を可能とした管状ライナーを提供することである。

上記目的は本発明に係る管状ライナーにて達成される。要約すれば、本発明は、炭素繊維が一方向に配列された長尺の炭素繊維シートを、少なくとも２層以上積層して形成された繊維スリーブ積層体と、前記繊維スリーブ積層体の外周に配置された円筒状フィルム外層とを有し、前記繊維スリーブ積層体を構成する前記各炭素繊維シートは、前記繊維スリーブ積層体の円周方向に所定の間隔にて、しかも、前記繊維スリーブ積層体の長手軸線方向に沿って、ステッチングにより一体化されている管状ライナーにおいて、
前記各炭素繊維シートは、多数本の炭素繊維モノフィラメントを収束した炭素繊維ストランドに撚りをかけた単撚繊維束か、又は、多数本の炭素繊維モノフィラメントを収束した炭素繊維ストランドを複数本合わせて撚りをかけた合撚繊維束を使用し、該単撚繊維束又は合撚繊維束を一方向に配列して形成し、
前記繊維スリーブ積層体を構成する複数の前記炭素繊維シートは、前記単撚繊維束又は合撚繊維束の配向角度が異なる炭素繊維シートを含むことを特徴とする管状ライナーである。

本発明の一実施態様によると、前記単撚繊維束又は合撚繊維束の配向角度は、管状ライナーの長手軸線方向に対して０°、＋４５°、−４５°或いは９０°である。

本発明の他の実施態様によると、前記繊維スリーブ積層体の内周側及び／又は外周側にフェルト層を配置し、前記各炭素繊維シートとともにステッチングにより一体化されている。

本発明の他の実施態様によると、前記炭素繊維ストランドは、６０００〜２４０００本の炭素繊維モノフィラメントにて形成され、前記合撚繊維束は、２〜５本の単繊維束を合撚して形成される。

本発明の他の実施態様によると、前記単繊維束又は複数の単繊維束は、１ｍ当たり５回から４０回の撚りをかける。

本発明の他の実施態様によると、前記各炭素繊維シートの繊維目付は、５０〜６００ｇ／ｍ^２である。

本発明の管状ライナーによれば、樹脂含浸性に優れ、作業性を向上させると共に、従来に比して更なる長尺化が可能である。

以下、本発明に係る管状ライナーを図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
先ず、図１〜図３を参照して、本発明の特徴をなす、管状ライナーを作製するための強化繊維シート、即ち、強化繊維として炭素繊維を使用した炭素繊維シートについて説明する。その後、図４〜図７を参照して、本発明の管状ライナーの構成について説明する。

（炭素繊維シート）
図１に、本発明の管状ライナーを形成するための長尺の炭素繊維シート積層体２の一実施例を示す。

炭素繊維シート積層体２は連続した所定の長さ（Ｌ）を有する。通常、例えば、５０ｍ〜１００ｍの長尺のものとされる。

本実施例にて、連続した炭素繊維シート積層体２は、強化繊維としての炭素繊維が一方向に配列されて形成される炭素繊維シートを２層以上、複数積層して構成される。図１に示す本実施例では、炭素繊維シート積層体２は、第１の炭素繊維シート２１と第２の炭素繊維シート２２を有する。

各炭素繊維シート２１、２２は、強化繊維としての炭素繊維が一方向に配列されて構成される。即ち、第１の炭素繊維シート２１は、主軸に対して所定の角度（α）にて配列され、第２の炭素繊維シート２２は、主軸に対して所定の角度（β）にて配列され、実質的に、即ち、連続した炭素繊維シート積層体２の先頭端と最後尾端を除いて一定の所定長さ（Ｆ）とされる長繊維の炭素繊維にて形成される。シート形状とされる炭素繊維シート積層体２には、未だマトリクス樹脂は含浸されてはいない。

本明細書にて「主軸」とは、連続炭素繊維シート積層体２の長手方向に沿った軸を意味するものとする。

本発明によれば、第１の炭素繊維シート２１と第２の炭素繊維シート２２は、炭素繊維シート積層体２の長手方向に沿ってステッチングＳにより一体化される。炭素繊維シート積層体２の幅方向における各ステッチングＳの幅間隔（ｓ１）は、３〜３０ｍｍとされる。又、ステッチングＳの送り（ｓ２）は、２〜１０ｍｍ程度とされる。

また、ステッチングＳは、ステッチ糸として一般的にはポリエステル糸を用いるが、綿、ナイロン、ビニロン、ガラス繊維などを使用することができる。

より具体的には、ステッチングＳは、図示するように、例えば、＋４５°、−４５°などに連続的に配向されたシート状に並べられた繊維を、シート幅方向に数十本〜数百本並べたステッチング用針とステッチ糸により、シートの長手方向に連続的に縫って行き、２層或いは数層の配向繊維状物をステッチ糸により一体化させる。ステッチングＳは、図示するようなチェーンステッチでも、或いはジグザグ状のトリコットステッチでも良い。

本実施例の炭素繊維シート積層体２は、所望される管状ライナー１の繊維スリーブ積層体２Ａ（図４参照）の管径に応じて所定の幅（Ｗ）とされる。即ち、ステッチング幅間隔（ｓ１）は、炭素繊維シート積層体２が、管状（即ち、スリーブ状）の繊維スリーブ積層体２Ａへと成形された場合には、スリーブの円周方向に適当な所定の間隔とされる。

又、図７を参照して後述するが、繊維スリーブ積層体２Ａの内周側及び／又は外周側にフェルト層２Ｍ_１、２Ｍ_２を配置することもできる。この場合には、このフェルト層２Ｍ_１、２Ｍ_２も、炭素繊維シート積層体２と共にステッチングにて一体化することも可能である。また、フェルト層２Ｍ_１、２Ｍ_２としては、代表的な例としてポリエステルフェルトを挙げることができる。

上述したように、従来、斯かる構成の炭素繊維シート積層体２に使用される各炭素繊維シート２１、２２の繊維目付は、通常、３０〜１０００ｇ／ｍ^２とされ、また、炭素繊維としては、平均径７μｍの単繊維（炭素繊維モノフィラメント）を６０００〜２４０００本収束した単繊維束（炭素繊維ストランド）を一方向に引き揃えて使用していた。

このような従来構成の各炭素繊維シート２１ａ、２２ａは、例えば、繊維目付が２００ｇ／ｍ^２にて、炭素繊維ストランドは、幅（ｗ）が４ｍｍ、厚さ（ｔ）が０．５ｍｍ程度に潰され、図１４に示すように、炭素繊維シート２１ａ、２２ａは、炭素繊維が密に配置された状態となる。

これに対して、本発明によれば、図２に示すように、各炭素繊維シート２１、２２の炭素繊維としては、撚りをかけた炭素繊維ストランド（本願明細書では、撚りをかけた炭素繊維ストランドを「単撚繊維束」という。）５が使用される。

つまり、本発明によれば、炭素繊維として平均径７μｍの炭素繊維モノフィラメントを６０００〜２４０００本収束した炭素繊維ストランドを使用し、更に、この炭素繊維ストランドは、１ｍ当たり５回から４０回の撚りがかけられ、単撚繊維束５とされる。撚り回数が５回未満であれば、炭素繊維ストランドを収束する力が弱く、ストランドが細くなりにくい。また、４０回を越えれば、炭素繊維ストランドが巻き締めにより硬くなり、樹脂の含浸性や、ステッチング時の縫製がやりにくくなる。

これによって、単撚繊維束５が一方向に引き揃えられたときに、潰されないか、或いは、潰される程度がきわめて少なく、単撚繊維束５は、断面直径（ｄ）が１〜３ｍｍの略円形断面形状を維持することができ、そのために、図１４に示す幅（ｗ）が、撚りをかける前に比べ、約半分程度となる。

つまり、一方向に配列された単撚繊維束５にて形成される炭素繊維シート２１、２２は、その繊維目付が、通常の３０〜１０００ｇ／ｍ^２とされる場合には、各単撚繊維束５、５の間に、図２に示すように、空隙（ｇ）＝０．２〜２ｍｍが形成される。

各炭素繊維シート２１、２２の繊維目付は、上述のように、３０〜１０００ｇ／ｍ^２とされるが、繊維目付が３０ｇ／ｍ^２より小さい場合には炭素繊維の補強効果が少なくなり、また、目開き（ｇ）が過大となる。又、繊維目付が１０００ｇ／ｍ^２を越えるとシートの厚さ（Ｔ）（図３）が大となり、樹脂含浸が悪く、実用的でなくなる。好ましくは、繊維目付は、５０〜６００ｇ／ｍ^２とされる。

このようにして形成された炭素繊維シート積層体２の長さ（Ｌ）及び幅（Ｗ）は、補強される管の寸法、形状に応じて適宜決定されるが、取扱い上の問題から、一般に、全幅（Ｗ）は、１００〜５００ｍｍとされる。又、長さ（Ｌ）は、１００ｍ以上のものを製造し、使用時において適宜切断して使用される。

上記構成の炭素繊維シート積層体２を使用した管状ライナーに樹脂含浸を行う場合、従来の図１３に従った構成の炭素繊維シート積層体２ａを使用した場合では、０．３〜０．５Ｍ／分の含浸速度であったが、図１に示す上記実施例の構成の炭素繊維シート積層体２を使用した場合には、１〜１．５Ｍ／分となった。

従って、作業性が向上したことにより、従来よりも２〜３倍長い管状ライナーを使用することが可能となった。つまり、従来の管状ライナーでは、作業効率から最大８０ｍが限度とされるが、本実施例では、同じ作業時間にて２００ｍの管状ライナーを使用することができる。

上記実施例の説明では、炭素繊維シート積層体２は、撚りをかけた炭素繊維ストランド、即ち、単撚繊維束５を一方向に引き揃えて作製するものとしたが、別法では、撚りをかけない状態の炭素繊維ストランド（単繊維束）を複数本、例えば、２〜５本を合わせて、合わせた全体の繊維束に撚りをかけたもの（本明細書では、「合撚繊維束」という。）５Ａを使用することも可能である。

つまり、この場合にも、上述のように、炭素繊維として平均径７μｍの炭素繊維モノフィラメントを６０００〜２４０００本収束した炭素繊維ストランド、即ち、単繊維束を使用し、この単繊維束を２〜５本合体し、１ｍ当たり５回から４０回の撚りをかける。撚り回数が５回未満であれば、炭素繊維ストランドを収束する力が弱く、ストランドが細くなりにくい。また、４０回を越えれば、炭素繊維ストランドが巻き締めにより硬くなり、樹脂の含浸性や、ステッチング時の縫製がやりにくくなる。

これによって、合撚繊維束５Ａは、断面直径（ｄ）が２〜４ｍｍの略円形断面形状となり、撚りをかける前に比べ、図１４に示す幅（ｗ）が約半分以下となる。

この実施例においても、炭素繊維シート積層体２は、図１に示すように、上記合撚繊維束５Ａを一方向に引き揃え、上記と同様に、第１の炭素繊維シート２１と第２の炭素繊維シート２２を作製し、これら炭素繊維シート２１、２２を長手方向に沿ってステッチングＳにより一体化して作製される。炭素繊維シート積層体２の幅方向における各ステッチングＳの幅間隔（ｓ１）は、３〜３０ｍｍとされる。又、ステッチングＳの送り（ｓ２）は、２〜１０ｍｍ程度とされる。

本実施例に従って構成される炭素繊維シート積層体２も又、各炭素繊維シート２１、２２の繊維目付が通常の３０〜１０００ｇ／ｍ^２とされる場合には、各合撚繊維束５Ａ、５Ａの間に、空隙（ｇ）＝０．２〜２ｍｍが形成される。

従って、上記構成の炭素繊維シート積層体２を使用した管状ライナーに樹脂含浸を行う場合においても、樹脂含浸速度は、１〜１．５Ｍ／秒となり、従来より飛躍的に向上した。

図１に示す実施例の炭素繊維シート積層体２にて、強化繊維として炭素繊維の単撚繊維束５（又は、合撚繊維束５Ａ）は、第１の炭素繊維シート２１では、主軸に対して所定の角度（α）にて配列され、第２の炭素繊維シート２２では、主軸に対して所定の角度（β）にて配列され、後述するように、α＝＋４５°、β＝−４５°とするのが好ましい。

勿論、α＝９０°、β＝０°、或いは、α＝０°、β＝９０°とすることもできる。α＝９０°、β＝０°とされる炭素繊維シート積層体２の実施例を図３に示す。この実施例の炭素繊維シート積層体２は、先の実施例とは単撚繊維束５（又は、合撚繊維束５Ａ）の配向角度α、βが異なるだけで、図１に示す実施例の炭素繊維シート積層体２と同様の材料、構成にて形成することができる。従って、図１に示す実施例の炭素繊維シート積層体２と同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、先の実施例の説明を援用する。

図３に示す炭素繊維シート積層体２も又、図１に示す炭素繊維シート積層体２と同様の作用効果を達成し得る。

また、上記各実施例の説明では、炭素繊維シート積層体２は、第１及び第２炭素繊維シート２１、２２の２層にて構成されるものとして説明したが、これに限定されるものではない。

例えば、後述の図５に示す管状ライナーを作製する場合には、炭素繊維シート積層体２は、第１及び第２炭素繊維シート２１、２２の他に、第３の炭素繊維シート２３（単撚繊維束５（又は、合撚繊維束５Ａ）の配向角度αが９０°）を積層し、３層をステッチングにより一体化して構成することができる。

更に、図７に示す管状ライナーを作製する場合には、上述したように、炭素繊維シート積層体２は、第１及び第２炭素繊維シート２１、２２の両側に、更に、フェルト層２Ｍ_１、２Ｍ_２を積層し、４層をステッチングにより一体化して構成することができる。勿論、上述の図５に示す管状ライナーにおいても、炭素繊維シート積層体２の両側にフェルト層２Ｍ_１、２Ｍ_２を積層し、５層をステッチングにより一体化して構成することもできる。

（管状ライナーの全体構成）
次に、上記炭素繊維シート積層体２を使用して作製される本発明に係る管状ライナー１の実施例について説明する。

図４に、本発明に係る水道管、下水管などの管状体の内面に適合される管状ライナー１の一実施例を示す。

本実施例の管状ライナー１は、繊維スリーブ積層体２Ａを有する。上述のように、繊維スリーブ積層体２Ａは、強化繊維として炭素繊維の単撚繊維束５（又は、合撚繊維束５Ａ）が一方向に配列された長尺の炭素繊維シートを２層積層した炭素繊維シート積層体２にて形成された、第１の繊維スリーブ２１Ａと第２の繊維スリーブ２２Ａとを有する。繊維スリーブ積層体２Ａの外周には、円筒状フィルム外層３が配置される。

円筒状フィルム外層３は、ポリエチレンフィルムシートのような樹脂フィルムシートにて作製するか、或いは、図８を参照して後述するように、このような樹脂フィルムシートが外表面に一体に形成されたフェルト、即ち、フィルム付きフェルトを使用して作製することができる。このフィルム付きフェルトを、円筒状フィルム外層３として使用した場合には、図８に示すように、樹脂フィルム３ａが最外層となるように配置される。フェルト層３Ｍとしては、代表的な例としてはポリエステルフェルトを挙げることができる。

図４に示す本実施例にて、繊維スリーブ積層体２Ａは、上述のように、単撚繊維束５（又は、合撚繊維束５Ａ）が管状ライナー１の長手軸線方向に対して所定の角度αにて配向された第１の繊維スリーブ２Ａと、単撚繊維束５（又は、合撚繊維束５Ａ）が管状ライナー１の長手軸線方向に対して所定の角度βにて配向された第２の繊維スリーブ２Ｂと、を有している。

また、単撚繊維束５（又は、合撚繊維束５Ａ）の配向角度α及びβは、任意の角度とし得るが、曲げ力に対する補強効果を有効に発揮するために互いに異なる角度とし、特に、α＝＋４５°、β＝−４５°とするのが好ましい。斯かる構成の繊維スリーブ積層体２Ａは、図１に示す炭素繊維シート積層体２を使用して作製することができる。

更に、図５に示す第２の実施例のように、繊維スリーブ積層体２Ａには、単撚繊維束５（又は、合撚繊維束５Ａ）が周方向に配列された、即ち、単撚繊維束５（又は、合撚繊維束５Ａ）の配向角度（α）が９０°とされた炭素繊維シート２３を使用して、繊維スリーブ２３Ａを配置することもできる。この第２の実施例の場合には、補強後の既設管のフープ力に対する補強効果をも増大することができる。

図６に示す第３の実施例に係る管状ライナー１は、単撚繊維束５（又は、合撚繊維束５Ａ）の配向角度α及びβが、それぞれ、α＝９０°、β＝０°とされるが、斯かる構成の繊維スリーブ積層体２Ａは、図３に示す炭素繊維シート積層体２を使用して作製することができる。

図７に、本発明の管状ライナー１の第４の実施例を示す。

上述のように、本発明によれば、繊維スリーブ積層体２Ａとしては、単撚繊維束５（又は、合撚繊維束５Ａ）が互いに異なる方向に配列された長尺の炭素繊維シートにて形成される繊維スリーブ２１Ａ、２２Ａ、更には、２３Ａなどを複数層有しているが、図７に示すように、繊維スリーブ積層体２Ａは、その内周側及び外周側にフェルト層２Ｍ（２Ｍ_１、２Ｍ_２）をそれぞれ配置することもできる。勿論、フェルト層２Ｍ_１、２Ｍ_２のいずれかをなくすこともできる。

本発明によれば、単撚繊維束５（又は、合撚繊維束５Ａ）が互いに異なる方向に配列された長尺の炭素繊維シート積層体２にて形成される繊維スリーブ積層体２Ａを有していることにより、補強強度が大幅に増大されるので、従来に比べ、フェルト層２Ｍ_１、２Ｍ_２の合計厚みを大幅に、例えば５０〜１００％程度減らすことができる。フェルト層の厚みが薄くなることにより、管の内径が小さくなることを回避することができる。又、樹脂含浸後における管内への反転、挿入作業が容易となる。

又、フェルト層としては、従来と同様に、ポリエステルフェルトが使用可能である。

実施例２
次に、図８を参照して、炭素繊維シート積層体２を使用して繊維スリーブ積層体２Ａを作製する方法について説明する。

この実施例では、図７に示す管状ライナー１を作製する場合について説明する。従って、炭素繊維シート積層体２としては、図８（ａ）に示すように、図３に示す積層された炭素繊維シート２１、２２の他に、更に、その両側に、フェルト層２Ｍ_１、２Ｍ_２を配置し、これら積層された４層部材をステッチングＳにより一体化したものを使用する。

炭素繊維シート積層体２を所定長さに切断し、図８（ｂ）に示すように、その両端部２Ｅの端縁部を突き合わせ、ポリエステル繊維Ｔｈなどを使用して、縫製し、筒状とする。

次いで、図８（ｃ）に示すように、上記縫製した炭素繊維シート積層体２の突き合わせ位置に、幅（ｗ）が２００ｍｍ以上に寸法取りされた同じ炭素繊維シートをラップ部材２ｂとして積層し、両者を加熱する。これによって筒状とされた炭素繊維シート積層体２とラップ部材２ｂとが互いに融着する。

上記工程によって、筒状とされた炭素繊維シート積層体２の炭素繊維を、ラップ部材２ｂを介して繊維の強度を有効に伝達させることができ、炭素繊維シート積層体２は、筒状の繊維スリーブ積層体２Ａに形成される。

その後、図８（ｄ）に示すように、上記筒状の繊維スリーブ積層体２Ａの外周囲に、円筒状フィルム外層３として、フィルム３ａとフェルト３Ｍが一体とされたフィルム付きフェルト、所謂、ポリエチコートフェルトを被せる。

図８（ａ）〜図８（ｄ）に示す上記製造工程によって、管状ライナー１が作製される。

実施例３
次に、樹脂が含浸された熱硬化性樹脂管１Ａの作製方法について説明する。

上述のようにして作製された管状ライナー１は、通常、扁平状態に畳んだ状態で、真空引きをしながら、繊維スリーブ積層体２Ａに対して内部から熱硬化性樹脂が含浸される。これにより、炭素繊維スリーブ２１Ａ、２２Ａ、フェルト層２Ｍ１、２Ｍ２などを備えた繊維スリーブ積層体２Ａに熱硬化性樹脂が含浸され、熱硬化性樹脂管１Ａが作製される。熱硬化性樹脂管１Ａの外周囲は、樹脂フィルム外層３が設けられているので、マトリクス樹脂が外部に漏れ出ることはなく、樹脂含浸処理が効率良く行われる。

樹脂含浸された管状ライナー１、即ち、熱硬化性樹脂管１Ａは、樹脂が硬化しないように保冷庫などに保管され、現場へと搬送される。未だ柔軟性を有している熱硬化性樹脂管１Ａは、図１０に示す従来と同様に、既設管１００内へと挿入され、その先端部が反転され、既設管入口にセットされる。

次いで、図１０に示すように、熱硬化性樹脂管１Ａは、水圧Ｐによって管１００内に連続して、反転挿入され、管状ライナー１の内層２部分が既設管１００の内壁に密着する。その後、管内の水を加熱して樹脂を硬化させ、図１１に示すように、既設管１００内に硬化した樹脂管１Ｃを形成する。

本発明によれば、管状ライナー１は、繊維スリーブ積層体２Ａを形成する炭素繊維シート２１、２２などは、ステッチングＳにより一体化された炭素繊維シート積層体２にて作製されるので、長手方向、径方向に伸縮性を有し、厚さをより薄くして、管の内径が小さくなることを回避すると共に、補強強度をより増大することができ、また、樹脂含浸後における管内への反転、挿入作業が極めて容易であって、皺にもならない。

更に、本発明の管状ライナー１は、強化繊維として単撚繊維束５（又は、合撚繊維束５Ａ）が一方向に配列された長尺の炭素繊維シート積層体２にて形成されるので、管状ライナーに樹脂含浸を行う場合、上述したように、従来に比して、３倍程度の含浸速度を達成することができ、作業性を著しく向上させることができる。

また、従来の管状ライナーでは、作業効率から最大８０ｍが限度とされるが、本実施例では、同じ作業時間にて２００ｍの管状ライナーを使用することができる。

性能試験
図８を参照して説明した実施例２に従って、管状ライナー１を作製した。

炭素繊維として平均径７μｍの単繊維（炭素繊維モノフィラメント）を、収束本数１２０００本収束したＰＡＮ系炭素繊維ストランド（単繊維束）を用いた。このストランドは、１ｍ当たり１５回撚りをかけて、単撚繊維束５とした。

各炭素繊維シート２１、２２にて、単撚繊維束５を繊維目付が２００ｇ／ｍ^２、かつ、それぞれ、配向角度が９０°（炭素繊維シート２１）と０°（炭素繊維シート２２）となるように引き揃えて配列し、更に、積層された炭素繊維シート２１、２２の両側にフェルト層２Ｍ_１、２Ｍ_２を配置し、ポリエステル糸を使用したステッチングＳにより一体化して、炭素繊維シート積層体２を作製した。ステッチングＳの幅間隔（ｓ１）は１０ｍｍ、送り（ｓ２）は４ｍｍとした。フェルト層２Ｍ_１、２Ｍ_２は、厚さ１ｍｍのポリエステルフェルトであった。

また、各炭素繊維シート２１、２２にて、各単撚繊維束５、５の間には、１〜２ｍｍの間隙があった。

このようにして作製した炭素繊維シート積層体２は、幅（Ｗ）が７４０ｍｍ、長さ（Ｌ）が５０ｍであった。

図８に示す製造工程により、筒状の繊維スリーブ積層体２Ａを作製し、この筒状の繊維スリーブ積層体２Ａの外周囲に、円筒状フィルム外層３として、樹脂フィルムシート３ａとフェルト層３Ｍが一体とされたフィルム付きフェルト、所謂、ポリエチコートフェルトを被せた。ポリエチコートフェルト３の厚さは、３．５ｍｍであった。

このようにして得られた、反転前の管状ライナー１の内径は２４３ｍｍ、外径は２３８ｍｍ、長さが５０ｍであった。

この管状ライナー１にエポキシ樹脂を含浸し、熱硬化性樹脂管１Ａを作製した。繊維スリーブ積層体２Ａにおける樹脂量は、７８０ｇ／ｍ^２であった。

比較例として、強化繊維として撚りをかけないストランド（単繊維束）を使用した点でのみ異なり、他は全く同じ材料、構成、寸法の炭素繊維シート積層体を作製し、その積層体を使用して同じ寸法の管状ライナーを作製し、樹脂を含浸して熱硬化性樹脂管を作製した。

樹脂含浸作業が、本発明では、約１時間で終了したが、比較例では、約２．５時間を必要とした。また、本発明の管状ライナーは、樹脂含浸後における既設管内への反転、挿入作業が極めて容易であり、皺にもならなかった。

本発明に従った炭素繊維シート積層体の一実施例を示す斜視図である。 本発明に従った炭素繊維シート積層体の一部を拡大した斜視図である。 本発明に従った炭素繊維シート積層体の他の実施例を示す斜視図である。 本発明に係る管状ライナーの一実施例を示す斜視図である。 本発明に係る管状ライナーの他の実施例を示す斜視図である。 本発明に係る管状ライナーの他の実施例を示す斜視図である。 本発明に係る管状ライナーの他の実施例を示す斜視図である。 本発明に係る管状ライナーの製造方法の一実施例を説明する図である。 従来の管状ライナーの斜視図である。 反転ライニング工法を説明する図である。 熱硬化性樹脂管を既設管に施工した状態を示す部分破断斜視図である。 従来の管状ライナーの斜視図である。 従来の強化繊維シート積層体の斜視図である。 従来の強化繊維シートの構造を説明する斜視図である。

符号の説明

１ 管状ライナー
１Ａ 熱硬化性樹脂管
１Ｃ 樹脂管
２ 炭素繊維シート積層体
２Ａ 繊維スリーブ積層体
２Ｍ_１、２Ｍ_２ フェルト層
３ 円筒状フィルム外層
３ａ 樹脂フィルムシート
３Ｍ フェルト層
５（５Ａ） 単撚繊維束（合撚繊維束）
２１、２２ 炭素繊維シート
２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ 繊維スリーブ

Claims (7)

1. 炭素繊維が一方向に配列された長尺の炭素繊維シートを、少なくとも２層以上積層して形成された繊維スリーブ積層体と、前記繊維スリーブ積層体の外周に配置された円筒状フィルム外層とを有し、前記繊維スリーブ積層体を構成する前記各炭素繊維シートは、前記繊維スリーブ積層体の円周方向に所定の間隔にて、しかも、前記繊維スリーブ積層体の長手軸線方向に沿って、ステッチングにより一体化されている管状ライナーにおいて、
   前記各炭素繊維シートは、多数本の炭素繊維モノフィラメントを収束した炭素繊維ストランドに撚りをかけた単撚繊維束か、又は、多数本の炭素繊維モノフィラメントを収束した炭素繊維ストランドを複数本合わせて撚りをかけた合撚繊維束を使用し、該単撚繊維束又は合撚繊維束を一方向に配列して形成し、
   前記繊維スリーブ積層体を構成する複数の前記炭素繊維シートは、前記単撚繊維束又は合撚繊維束の配向角度が異なる炭素繊維シートを含むことを特徴とする管状ライナー。
2. 前記単撚繊維束又は合撚繊維束の配向角度は、管状ライナーの長手軸線方向に対して０°、＋４５°、−４５°或いは９０°であることを特徴とする請求項１の管状ライナー。
3. 前記繊維スリーブ積層体の内周側及び／又は外周側にフェルト層を配置し、前記各炭素繊維シートとともにステッチングにより一体化されていることを特徴とする請求項１又は２の管状ライナー。
4. 前記炭素繊維ストランドは、６０００〜２４０００本の炭素繊維モノフィラメントにて形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の管状ライナー。
5. 前記合撚繊維束は、２〜５本の単繊維束を合撚して形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の管状ライナー。
6. 前記単繊維束又は複数の単繊維束は、１ｍ当たり５回から４０回の撚りをかけることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の管状ライナー。
7. 前記各炭素繊維シートの繊維目付は、５０〜６００ｇ／ｍ^２であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の管状ライナー。

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