JP2013223939A

JP2013223939A - 既設管補修方法

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Publication number: JP2013223939A
Application number: JP2012096259A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Ooka; 伸吉大岡; Mitsuyoshi Cho; 満良張
Original assignee: Yoshika Engineering Co Ltd
Current assignee: Yoshika Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2013-10-31
Anticipated expiration: 2032-04-20
Also published as: JP6095278B2

Abstract

【課題】光硬化性ライニング材の適正な硬化反応が行われ、硬化作業の効率を向上させることができる既設管補修方法を提供すること。
【解決手段】管状の光硬化性ライニング材１００を既設管２００内に導入し、該導入された光硬化性ライニング材１００を前記既設管２００内周面に沿うように拡径する導入配置工程と、前記光硬化性ライニング材１００の内側で光照射装置１２を移動させながら前記光硬化性ライニング材１００に光を照射する光照射工程とを含む既設管補修方法であって、前記光照射工程は、前記光照射装置１２から発生する放射エネルギーが前記光硬化性ライニング材１００の単位体積当たり０．０５〜０．２５Ｊ／ｍｍ³となるように行うことを特徴とする既設管補修方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、管状の光硬化性ライニング材を既設管内周面に被装して内層管を形成する既設管補修方法に関する。

下水管等の既設管は長年の使用により劣化し、その耐用年数は一般に約５０年とされているため、耐用年数を超えた既設管は年々増加している。特に地中に埋設される下水管は、地盤変動等による様々な変形例えば、ズレによる段差の発生や径の変化などが生じることは不可避である。また、特に変形が生じなくても老朽化に伴って補修や改築、あるいは交換が必要になり、この様な種々の事情から、既設管は所定の時期に何らかの補修が必要となるのが現状である。

下水管等の既設管の補修方法としては、例えば、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂を用いたライニング材により内層管を形成する補修方法が知られている（特許文献１及び２）。

特許文献１に記載の熱硬化性ライニング材による補修方法では、未硬化状態の熱硬化性光ライニング材を折り畳まれた状態で既設管内に導入した後、両端部を密閉部材で密閉し、圧縮空気を供給して折り畳まれた状態から既設管内周面に密着するように拡径状態としてから、加熱流体を供給することにより熱硬化性樹脂の重合架橋反応を開始させて硬化させ、既設管内周面に硬化したライニング材（内層管）を被装している。

一方、特許文献２に記載の光硬化性ライニング材による補修方法では、未硬化状態の光硬化性ライニング材を折り畳まれた状態で既設管内に導入した後、両端部を密閉部材で密閉し、圧縮空気を供給して折り畳まれた状態から既設管内周面に密着するように拡径状態としてから、光照射装置を光硬化性ライニング材の内側で移動させながら光照射することにより光硬化性樹脂の重合架橋反応を開始させて硬化させ、既設管内周面に硬化したライニング材（内層管）を被装している。

熱硬化性ライニング材を用いた既設管補修方法は加熱流体を密閉されたライニング材内に導入して一気に硬化するために硬化収縮が大きく、硬化後のライニング材と既設管との間に隙間が生じることがある。また、既設管の割れ目等から流入する地下水の影響により加熱処理が円滑に行えない恐れがある。

一方で、光硬化性ライニング材を用いた既設管補修方法は、ライニング材の一方の端部から他方の端部に向かって光照射装置を移動させて既設管内周面に順次密着硬化させていくためライニング材の硬化による収縮が小さく、また、地下水の影響も受けないので、既設管内周面に良好に被装された高品質な内層管が得られる。光照射装置としては、複数のランプが直列に連結されてなるランプ連結体が使用されるのが一般的である。

特開平０９−１２３２７９特開２００９−２１４４０７

しかしながら、光硬化性ライニング材による補修方法においては、ライニング材の硬化不良が起きないよう、実際の現場では光照射が過度に行われる傾向にあり、これにより照射作業に要する時間が増えることから施工作業の効率が低下するという問題がある。

また、光照射の際には、光照射装置自体から発せられる熱及び発熱反応である重合・架橋反応から生じる熱を起因として、施工過程で光硬化性ライニング材の温度が過度に上昇する場合がある。温度が過度に上昇すると光硬化性ライニング材の材料自体の劣化が生じ、内層管である硬化後のライニング材の強度が不十分となる問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光硬化性ライニング材の適正な硬化反応が行われ、硬化作業の効率を向上させることのできる既設管補修方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の既設管補修方法は、
管状の光硬化性ライニング材を既設管内に導入し、該導入された光硬化性ライニング材を前記既設管内周面に沿うように拡径する導入配置工程と、前記光硬化性ライニング材の内側で光照射装置を移動させながら前記光硬化性ライニング材に光を照射する光照射工程とを含む既設管補修方法であって、
前記光照射工程は、前記光照射装置から発生する放射エネルギーが前記光硬化性ライニング材の単位体積当たり０．０５〜０．２５Ｊ／ｍｍ³となるように行うことを特徴とする。

管状である光硬化性ライニング材の硬化反応の程度は管厚によって異なるため、光硬化性ライニング材の体積を考慮して光照射装置による放射エネルギーが上記範囲となるよう光照射を行えば、光硬化性ライニング材の適正な硬化反応が行われ、これに伴い作業効率も向上する。具体的には、上記範囲より低い場合には十分な硬化反応が行われず、上記範囲より高い場合には過度に光が照射されることとなり硬化後のライニング材の材質自体が劣化する。

特に、従来においては管厚が薄い光硬化性ライニング材を使用した場合には、光照射装置自体から生じる熱等の影響により重合・架橋反応が意図せず促進される結果、過度な照射となることが多くなる傾向にあったが、上記構成によれば、熱の影響を受けやすい薄厚のライニング材にも適した硬化反応が行われる。

したがって、上記構成による硬化作業を行えば、効率的な硬化作業で良好な品質の硬化後ライニング材（内層管）が既設管内周面に形成され、高い補修効果を得ることができる。

請求項２に記載の既設管補修方法は、
前記光照射装置は、複数の光照射ランプが直列に連結された構成を有するランプ連結体であり、該ランプ連結体の連結方向の単位長さ当たりの出力Ｐ_Aが０．５〜４Ｗ／ｍｍであることを特徴とする。

この構成のように、直列に連結されて配置されたランプ連結体を使用することにより光硬化性ライニング材の内周面の広範囲の領域を一度に且つ均一に照射することができる。また、単位長さ当たりの出力Ｐ_Aが上記範囲のランプ連結体を使用することで、上記単位体積当たりの照射を的確且つ迅速に行うことができる。

請求項３に記載の既設管補修方法は、
前記単位体積当たりの放射エネルギーＥ_V（Ｊ／ｍｍ³）と前記光硬化性ライニング材の管厚ｔ（ｍｍ）が以下の式（Ｉ）

（但し、Ａは０．３０〜０．５５であり、Ｂは−０．９５〜−０．６５である。）
の関係を満たし、前記式（Ｉ）に従い前記光硬化性ライニング材の管厚に応じて求められる前記放射エネルギーＥ_Vの範囲内で前記光照射工程を行うことを特徴とする。

この構成によれば、光硬化性ライニング材の管厚が薄いほど単位体積当たりの放射エネルギーＥ_Vが多くなるように光照射工程が行われる。これは、光硬化性ライニング材を硬化させるためには、光照射を行い始めてから光重合反応が開始するまでに一定の時間を要するためである。すなわち、光重合反応開始まで一定時間照射した後、重合反応が開始してから終了までの時間は、管厚にそれほど依存することなく直ちに終了する。そのため、単位体積当たりの放射エネルギーを管厚が厚い場合よりも薄い場合の方が相対的に多くなるように光照射することで光硬化に最適なエネルギーが付与される。上記特徴的構成はこの点に基づいて見出されたものであり、これにより硬化作業の更なる効率化が図られる。

請求項４に記載の既設管補修方法は、
前記光照射工程を、前記光照射装置による放射強度が０．０００８〜０．００４６Ｗ／ｍｍ²となるように行うことを特徴とする。

放射強度が上記範囲より低い場合には、光硬化性ライニング材の硬化反応が十分に行われず必要とされる強度が得られなくなる恐れがあり、また、硬化に要する作業が長時間となり作業効率が著しく低下する可能性がある。一方、放射強度が上記範囲より高い場合には、ライニング材の内表層が局所的に過度に照射されることによって、ライニング材の劣化が生じ硬化後の強度が低下する恐れがある。

請求項５に記載の既設管補修方法は、
前記光照射工程を、前記光照射装置から発生する放射エネルギーが前記光硬化性ライニング材の内周面の単位面積当たり２．０Ｊ／ｍｍ²以下となるように行うことを特徴とする。単位面積当たりの放射エネルギーが２．０Ｊ／ｍｍ²以下であれば更に良好に光硬化反応が行われる。

請求項６に記載の既設管補修方法は、
前記ランプ連結体の連結方向の長さが２５００〜６０００ｍｍであり、該ランプ連結体を２．５〜２０ｍｍ／ｓの速度で移動させることを特徴とする。ランプ連結体の長さ及び移動速度がこの範囲であれば、迅速な光照射作業で良好な光硬化反応を行われる。

請求項７に記載の既設管補修方法は、
前記ランプ連結体における隣り合う光照射ランプの平均間隔が２００〜８００ｍｍであることを特徴とする。この構成によれば、光硬化性ライニング材をムラ無く均一に照射することができる。

本発明に係る既設管補修方法によれば、使用する光照射装置や光硬化性ライニング材の種々の形態を考慮して光照射工程が行われるので、作業効率良く高品質な光硬化性ライニング材を形成することができ、高い補修効果を確保することができる。

光硬化性ライニング材を下水管内に導入した後、光照射する様子を説明する概略図である。光照射装置であるランプ連結体の一例を示す概略図である。光硬化性ライニング材の構成を説明する斜視図である。光硬化性ライニング材の管厚と単位体積当たりの放射エネルギーの関係を示すグラフである。

上述したように、本発明の既設管補修方法は、管状の光硬化性ライニング材を既設管内に導入し、導入された光硬化性ライニング材を既設管内周面に沿うように拡径する導入配置工程と、光硬化性ライニング材の内側で光照射装置を移動させながら光硬化性ライニング材に光を照射する光照射工程とを含む。以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る既設管補修方法が適用される既設管としての下水管２００内への光照射装置１２の設置状態を示している。なお、図面の簡略化のため下道管２００に雨水や一般排水などを流入させるために下水管２００に結合される取付管等は図示を省略している。また、同じく図面の簡易化のため下水管２００の内径や長さに対する他の構成部材のサイズは同一の縮尺にはなっていない。

なお、本図で例示している光照射装置１２は、１２ａから１２ｆの符号で示した６つの光照射ランプを直列に連結して構成されており、図上、実線で示した右側の光照射装置が走行を開始する位置である起点位置にある状態、左側に破線で示した光照射装置１２が移動した後、反対側の端部に到着した終点位置にある状態を示している。また、同じく図面の明瞭化のため、光照射装置１２に設けられている走行用の脚部や車輪は省略されている。

ここで、まず、管状の光硬化性ライニング材１００の光硬化のための前提の準備作業について説明する。図示のように、本例における補修対象の既設管である下水管２００は、いわゆるマンホールと呼ばれる縦坑３００と４００との間に形成されている。補修を行うに当たっては、前準備として、下水管２００の上流側をせき止めるため止水部材（図示せず）がマンホール３００の上流側に設置される。本図に示された状態では、光硬化性ライニング材１００は、既に下水管２００内に導入されており、更に、下水管２００の内周面に沿うように拡径する作業も終了している。

光硬化性ライニング材１００の下水管２００内への導入作業は、光硬化性ライニング材１００をそのまま引き込むことも可能であるが、未硬化の光硬化性ライニング材１００を先端側から反転させつつ下水管２００内に押し込んでいく反転導入なども好適に用いられる。

また、上記拡径作業は、光硬化性ライニング材１００内に整形用空気を吹き込むことによって行われるが、そのために、光硬化性ライニング材１００の両端部には、光硬化性ライニング材１００を密閉するためのエンドパッカー５０がそれぞれ取り付けられる。そして、マンホール３００側の端部のエンドパッカー側から空気が吹き込まれ、これにより、光硬化性ライニング材１００内の圧力が上昇し、光硬化性ライニング材１００が下水管２００の内周面に密着するように拡径されていくものである。

以上のようにして光硬化性ライニング材１００の導入配置工程が終了すると、その後、光照射装置１２による光照射工程が行われる。図示のように、光照射装置１２は、光硬化性ライニング材１００内のマンホール４００側の端部に設置された位置から、牽引ワイヤ８００によりマンホール３００側に引かれて光硬化性ライニング材１００内を矢印の方向に走行して移動する。そして、その走行中に光硬化性ライニング材１００に対して内側から光照射し硬化させるものである。光照射装置１２はその発光部が光硬化性ライニング材の中心をその軸方向に移動する。

本発明において特徴的なことは、光照射装置１２から発生する放射エネルギーが光硬化性ライニング材１００の単位体積当たり０．０５〜０．２５Ｊ／ｍｍ³、好ましくは０．０５〜０．２２Ｊ／ｍｍ³となるように光照射工程を行うことである。

光硬化性ライニング材の体積を考慮して単位体積当たりの放射エネルギーが上記範囲となるよう光照射を行えば、光硬化性ライニング材の管厚の違いにより光照射が過度となったり不十分となったりすることを回避することができる。

特に、従来においては管厚が薄い光硬化性ライニング材を使用した場合には、光照射装置自体が発する熱等の影響により重合・架橋反応が意図せず促進される結果、過度な照射となることが多くなる傾向にあったが、単位体積当たりの放射エネルギーを上位範囲に設定することで、熱の影響を受けやすい薄厚のライニング材にも適した硬化反応が行われる。

光照射装置から発生する光硬化性ライニング材単位体積当たりの放射エネルギーは下記式（ＩＩ）により求められる。

本式（ＩＩ）において、Ｅ_Vは光照射装置から発生する光硬化性ライニング材単位体積当たりの放射エネルギー（Ｊ／ｍｍ³）、Ｐは光照射装置の出力（Ｗ）、φは光硬化性ライニング材の拡径状態の内径（ｍｍ）、ｔは光硬化性ライニング材の管厚（ｍｍ）、ｖは光照射装置の移動速度（ｍｍ／ｓ）、πは円周率である。

また、本発明において、好ましくは、光硬化性ライニング材の単位体積当たりの放射エネルギーＥ_V（Ｊ／ｍｍ³）と光硬化性ライニング材の管厚ｔ（ｍｍ）が以下の式（Ｉ）

（但し、Ａが０．３０〜０．５５であり、Ｂが−０．９５〜−０．６５である。）
の関係を満たし、この式（Ｉ）に従い前記光硬化性ライニング材の管厚に応じて求められる前記放射エネルギーＥ_Vの範囲内で光照射工程を行う。

これにより、光硬化性ライニング材の管厚が薄いほど単位体積当たりの放射エネルギーが多くなるように照射される。すなわち、光硬化性ライニング材の管厚の違いにより必要とされる放射エネルギーを適宜選択して光硬化作業を行うことで、実情に適した光硬化反応が行われる。

本発明では、更に好ましくは、前記光照射工程を、前記光照射装置による放射強度が０．０００８〜０．００４６Ｗ／ｍｍ²、好ましくは０．００１〜０．００４Ｗ／ｍｍ²となるように行う。

放射強度が上記範囲より低い場合には、光硬化性ライニング材の硬化反応が十分に行われず補修に必要な強度が得られなくなる恐れがあり、また、硬化に要する作業が長時間となり作業効率が著しく低下する可能性がある。一方、放射強度が上記範囲より高い場合には、ライニング材の内表層が局所的に過度に照射されることによって、ライニング材の劣化が生じ硬化後の強度が低下する恐れがある。

本発明において、光照射装置の放射強度は下記式（ＩＩＩ）により求められる。

本式（ＩＩＩ）において、Ｒは放射強度（Ｗ／ｍｍ²）、Ｐは光照射装置の出力（Ｗ）、φは光硬化性ライニング材の拡径状態の内径（ｍｍ）、Ｌは光照射装置であるランプ連結体の連結方向の長さ（ｍｍ）、πは円周率である。

また、本発明において、好ましくは、光照射装置１２による光照射工程を、光照射装置１２から発生する放射エネルギーが光硬化性ライニング材１００の内周面の単位面積当たり２．０Ｊ／ｍｍ²以下、好ましくは０．３〜１．３Ｊ／ｍｍ²となるように行う。この範囲であれば、後述する実施例に示されているように硬化不良及び材料の劣化が生じず、良好に硬化した内層管が得られる。

光硬化性ライニング材の内周面の単位面積当たりの放射エネルギーは下記式（ＩＶ）により求められる。

式（ＩＶ）において、Ｅ_Aは、光照射装置から発生する光硬化性ライニング材の内周面の単位面積当たりの放射エネルギー（Ｊ／ｍｍ²）、Ｐは光照射装置の出力（Ｗ）、φは光硬化性ライニング材の拡径状態の内径（ｍｍ）、ｖは光照射装置の移動速度（ｍｍ／ｓ）、πは円周率である。

上記式（ＩＩ）（ＩＩＩ）（ＩＶ）における出力Ｐは、光照射装置から放射される単位時間当たりの放射エネルギーのことをいい、この放射エネルギーには光重合反応に必要とされる光（特に波長２００〜８００ｎｍ）エネルギーの他、副次的に放射される赤外線等のエネルギーや光照射装置自体が発する熱エネルギーも含まれる。熱エネルギーも光重合反応に影響を与え、光硬化性ライニング材の温度が上昇すると光重合反応が促進することも考慮に入れたものである。光照射装置の光照射に必要とされる消費電力（Ｗ）は通常ほぼ全て光又は熱エネルギーに変換されるため、上記出力Ｐ（Ｗ）はその消費電力（Ｗ）と実質的に同一である。

上記光照射装置としては、光源として紫外〜可視光領域（通常、波長２００〜８００ｎｍ）に発光するものが採用でき、ガリウムランプ等のメタルハライドランプ、水銀ランプ、ケミカルランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、マーキュリーハロゲンランプ、カーボンアーク灯、白熱灯、レーザ光等が挙げられ、後述する光重合開始剤の吸収波長に対応する波長の光を照射できるランプを適宜選択する。本発明では、特に３５０〜４５０ｎｍの波長域にピーク波長を有する紫外線及び／又は可視光照射装置が好ましく、良好に硬化が行われる点でガリウムランプが特に好ましい。

また、光照射装置は複数の光照射ランプが直列に連結されて構成されたランプ連結体であることが好ましい。ランプ連結体の例を図２に示す。図示のように、複数の（本例では１２個の）光照射ランプ６２がケーブル等によって直列に連結されてランプ連結体６０が構成されており、ランプ連結体６０の先端には牽引ワイヤ６４が接続されている。ランプ連結体６０には、配置状態において光硬化性ライニング材１００の径方向外方に延在するように脚部６６が複数設けられており、脚部６６の先端には車輪６８が設けられている。この脚部６６及び車輪６８によりランプ連結体の発光部が光硬化性ライニング材の中心部を軸方向に移動可能となっている。

ランプ連結体６０の連結方向の長さ（先端から後端までの長さ）は例えば２５００〜６０００ｍｍ、好ましくは２８００〜５０００ｍｍである。そして、本発明では、ランプ連結体を２．５〜２０ｍｍ／ｓ、特に７〜２０ｍｍ／ｓの速度で移動させることが好ましい。これら範囲であれば迅速な硬化作業を行うことができる。

また、ランプ連結体６０のそれぞれ隣り合う光照射ランプ６２の平均間隔は例えば２００〜８００ｍｍ、特に３００〜６００ｍｍとすることが好ましい。これにより光硬化性ライニング材をムラ無く均一に照射することができる。平均間隔は、上述したランプ連結体の連結方向の長さを光照射ランプの個数で除することにより求めることができる。光照射ランプ６２の実際に光が放射する光源部の長さ方向の長さは例えば５０〜５００ｍｍであり、上記平均間隔や下記出力Ｐ_Aに応じて適宜選択する。

更に、光照射ランプ６２単独での出力Ｐ_iは通常５００〜１２００Ｗであるものが好ましく使用される。連結する光照射ランプの数は通常５〜１５個である。したがって、この光照射ランプが複数連結された光照射装置（ランプ連結体）全体の出力Ｐは通常２５００Ｗ〜１８０００Ｗ、好ましくは３６００Ｗ〜１２０００Ｗである。出力Ｐは上述した光硬化性ライニング材の拡径時の内径φや管厚ｔに応じて適宜選択することができる。

また、ランプ連結体６０は、好ましくは、ランプ連結体６０の連結方向の単位長さ当たりの出力Ｐ_Aが０．５〜４Ｗ／ｍｍ、好ましくは１〜２．５Ｗ／ｍｍとなるように構成する。これにより、光硬化性ライニング材の内周面の広範囲の領域を一度に且つ均一に照射することができ、また、上述した単位面積又は単位体積当たりの光照射を迅速に行うことができる。ランプ連結体の単位長さ当たりの出力Ｐ_Aは、上記ランプ連結体全体の出力Ｐを上記ランプ連結体の連結方向の長さで除することにより求められる。

光照射装置が上記光照射ランプ連結体である場合、各々独立して点灯及び消灯が可能となるように制御できるようにすることが好ましい。特に光照射ランプ連結体では、既設管内に導入された光硬化性ライニング材の両端及びその近傍では他の部分に比べて照射量が少なくなり、照射量にムラが生じ得る。そのため、点灯及び消灯を制御することにより、どの箇所においても一定の照射量で光照射することができる。

下水管内に導入した光硬化性ライニング材１０の全範囲に亘って上記したように光照射を行った後、光照射装置及びパッカーを地上に引き上げ、その後硬化後のライニング材１０の両端の管口処理を適宜行うことにより補修が完了する。

図３は本発明に使用する光硬化性ライニング材の一例を示す概略斜視図である。図示のように、光硬化性ライニング材１００は基本的に３層の構成を有している。すなわち、光硬化性ライニング材１００のベースとなり、ガラス繊維マットやフェルト等の筒状の繊維基材（ロービングクロスやチョップストランドマット等）に光硬化性樹脂組成物が含浸された光硬化層３２と、その光硬化層３２の外側に設けられたアウターフィルム３４と、光硬化層３２の内側に設けられたインナーフィルム３６を有している。

インナーフィルム３４及びアウターフィルム３６は、硬化前の光硬化性樹脂の粘着性が原因で他の物への付着を防止するために適宜設けられるものであり、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリウレタンフィルム等である。インナーフィルム３４としては、少なくとも光照射装置から照射される光を透過するフィルム（上記例示フィルムでよい）が用いられ、アウターフィルム３６としては、光照射装置から照射された光が、光硬化性ライニング材の外部に透過せず、可能な限り光硬化反応に使われるように遮光フィルムを用いることが好ましい。遮光フィルムとしては、２枚の透明ポリエチレンフィルムの間に黄色等の着色被膜層を有する積層フィルムを用いることができる。

光硬化層３２における繊維基材と含浸した光硬化性樹脂組成物の重量比（繊維基材：光硬化性樹脂組成物）は例えば４５：５５〜５５：４５である。この範囲の重量比であれば、上述した範囲の放射エネルギーで十分な光硬化反応が行われる。

光硬化層３２の厚さは補修対象である既設管の径、管厚、劣化程度等により適宜選択してよく、例えば２〜２０ｍｍである。光硬化性ライニング材は、使用する前には折り畳まれた状態で保存され、既設管内に導入した後に蒸気等の流体により断面円形状の拡径状態とされる。拡径状態の内径φは例えば２００〜１０００ｍｍであり、補修対象の既設管のサイズに合わせて適宜選択する。インナーフィルム３４は光硬化層３２を硬化させた後に適宜剥離除去する。

光硬化性ライニング材１００に含まれる光硬化性樹脂組成物は、重合性樹脂、重合性不飽和モノマー及び光重合開始剤を含む。重合性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等を使用することができる。

不飽和ポリエステル樹脂としては、α，β−不飽和カルボン酸と多価アルコールとのエステル化反応により得られる不飽和ポリエステルを使用することができる。α，β−不飽和カルボン酸以外にも飽和カルボン酸を含んでもよい。

α，β−不飽和カルボン酸の例としては、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、クロロマレイン酸、又はこれらのジメチルエステル類等を挙げることができる。これらのα，β−不飽和カルボン酸は、それぞれ単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、飽和カルボン酸としては、例えばフタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、アジピン酸、セバチン酸等を使用することができる。これらの飽和カルボン酸はそれぞれ単独で用いてもよいし，２種以上を組み合わせてもよい。

一方、多価アルコ−ルとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，６−ヘキサンジオ−ル、シクロヘキサンジオ−ル、ネオペンチルグリコ−ル、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールＡ、水素化ビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加物等のジオール類、トリメチロ−ルプロパンなどのトリオール類、ペンタエリスリトール等のテトラオール類等を挙げることができる。これらの多価アルコール類はそれぞれ単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

ビニルエステル樹脂としては、エポキシ樹脂に分子内に重合性不飽和結合を有するモノカルボン酸を付加して得られるエステル化合物を使用することができる。ビニルエステル樹脂は、純品であっても良いし、スチレン等の重合性モノマーで希釈したものでも良い。

エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェノールＡジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエーテル、ノボラックのグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル、又はテトラグリシジル−ｍ−フェニレンジアミン等が挙げられる。また、モノカルボン酸としては、アクリル酸又はメタクリル酸等が挙げられる。

上記不飽和ポリエステル又はビニルエステル樹脂等の重合性樹脂は不飽和重合性モノマーに溶解された溶解液として使用される。不飽和重合性モノマーとしては、スチレン、ビニルトルエン及びα−メチルスチレン等の芳香族ビニルモノマー；メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート等のメタクリレート系モノマーを挙げることができる。これら不飽和重合性モノマーは、単独使用でも２種以上併用でもよい。一般的にはスチレンが使用される。不飽和重合性モノマーは光硬化性樹脂組成物全体の質量に対して一般に２５〜４０質量％の量で使用される。

光重合開始剤としては、公知の紫外線重合開始剤及び／又は可視光重合開始剤を使用できる。紫外線重合開始剤の例としては、ベンゾインエーテル系のイソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、ベンジルケタール系のヒドロシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルジメチルケタール、ケトンベンゾフェノン系のベンジル、メチル−Ｏ−ベンゾインベンゾエート、２−クロロチオキサントン、メチルチオキサントン、ベンゾフェノン系のベンゾフェノン／第３級アミン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、アシロホスフィンオキサイド、ビスアシルホスフィンオキサイド、カンファーキノン等を代表例として挙げることができ、これらは単独で又は併用することができる。

また，可視光重合開始剤としては、アシルホスフィンオキサイド化合物が有効である。その例としては，ビス（２，６−ジクロルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，６−ジクロルベンゾイル）−２，５−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，６−ジクロルベンゾイル）−４−エトキシフェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，６−ジクロルベンゾイル）−４−プロピルフェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルホスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニルホスフィンオキサイド等を挙げることができ、単独使用又は併用することができる。

紫外光波長領域の２５０ｎｍから可視光波長領域の４５０ｎｍの吸収をもつ光重合開始剤が好ましい。光重合開始剤の使用量は、光硬化性樹脂組成物全体の質量に対して０．０１〜１０質量％、好ましくは０．５〜５質量％の範囲である。０．０１質量％未満だと重合が充分に行われないおそれがあり、１０質量％以上では硬化時間はほぼ横ばいとなる。

以下、実施例により本発明を説明する。

１．光硬化性ライニング材の製造
不飽和ポリエステル樹脂６８質量部、重合性ビニルモノマー（スチレン）３０質量部及び光重合開始剤２質量部を撹拌・混合し光硬化性樹脂組成物を得た。

まず厚み０．２ｍｍの遮光フィルム（アウターフィルム：２枚の透明ポリエチレンフィルムの間に黄色被膜層を有する積層フィルム）を敷き、その上に６００ｇ／ｍ²のロービングクロスＥＲＷ５８０−５５４Ａ（ガラス繊維、セントラル硝子（株）製）重ねてその上に上記光硬化性樹脂組成物を含浸し、その後中間層として６００ｇ／ｍ²のチョップストランドマットＥＣＭ６００−５０１（ガラス繊維、セントラル硝子（株）製）を重ねてその上に上記光硬化性樹脂組成物を同様に含浸し、再度その上に６００ｇ／ｍ²のロービングクロスＥＲＷ５８０−５５４Ａ（ガラス繊維、セントラル硝子（株）製）重ねてその上に上記光硬化性樹脂組成物を同様に含浸し、最後にその上に厚み０．２ｍｍのポリエチレンフィルム（インナーフィルム）を被覆した後、管状に成形して光硬化性ライニング材を作製した。使用したガラス繊維と光硬化性樹脂組成物の重量比は１：１であり、光硬化層の厚さが下記表に示す管厚ｔとなるようにそれぞれ調整して管厚の異なる複数の光硬化性ライニング材を作製した。

２．光硬化性ライニング材の硬化
下記表に示すように、光硬化性ライニング材の拡径状態の内径φ（ｍｍ）、光硬化性ライニング材の管厚ｔ（ｍｍ）、光照射装置の出力Ｐ（Ｗ）、移動速度ｖ（ｍｍ／ｓ）等を各場合で変更して光照射を行い光硬化性ライニング材を硬化させた。

表１に示す例では、光照射装置としてガリウムランプ（出力Ｐ_i：６００Ｗ、ピーク波長：４２０ｎｍ）を６個直列に連結してなるランプ連結体（出力Ｐ：３６００Ｗ、ランプ連結体の連結方向の長さ：２９００ｍｍ、ランプ連結体単位長さ当たりの出力Ｐ_A：１．２４Ｗ／ｍｍ、隣り合うランプの平均間隔：４８３ｍｍ）を使用した。

表２に示す例では、光照射装置としてガリウムランプ（出力Ｐ_i：１０００Ｗ、ピーク波長：４２０ｎｍ）を９個直列に連結してなるランプ連結体（出力Ｐ：９０００Ｗ、ランプ連結体の連結方向の長さ：３７６０ｍｍ、ランプ連結体単位長さ当たりの出力Ｐ_A：２．３９Ｗ／ｍｍ、隣り合うランプの平均間隔：４１８ｍｍ）を使用した。

表３及び４に示す例では、光照射装置としてガリウムランプ（出力Ｐ_i：１０００Ｗ、ピーク波長：４２０ｎｍ）を１２個直列に連結してなるランプ連結体（出力Ｐ：１２０００Ｗ、ランプ連結体の連結方向の長さ：４９６０ｍｍ、ランプ連結体単位長さ当たりの出力Ｐ_A：２．４２Ｗ／ｍｍ、隣り合うランプの平均間隔：４１３ｍｍ）を使用した。

また、表５に示す例では、光硬化性ライニング材の内径φが２５０ｍｍ、管厚が５ｍｍの場合に、出力の異なるガリウムランプ（ピーク波長：４２０ｎｍ）を６個連結してなるランプ連結体（ランプ連結体の連結方向の長さ：２５００ｍｍ、隣り合うランプの平均間隔：４１７ｍｍ）を使用した。

なお、下記表中の管厚ｔは光硬化性ライニング材の光硬化層（図３の符号３２参照）の厚みのことであり、また内径φは作製した光硬化性ライニング材を拡径した状態の内径のことをいう。上記ガリウムランプはサンエナジー社製（型番ＳＥＧ１５００Ｃ１ｄ０２）を使用した。

硬化後のライニング材の劣化及び硬化不良の有無を目視及び指触で確認した。結果を表１〜５に示す。○は劣化及び硬化不良いずれも認められなかったことを示している。

また、横軸に光硬化性ライニング材の管厚ｔ（ｍｍ）、縦軸に単位体積当たりの放射エネルギーＥ_V（Ｊ／ｍｍ³）をとってグラフを描き、その累乗近似曲線から数式を算出した。結果を表６に示す。ランプ連結体（１０００Ｗ×１２個）を使用して管径φが４００ｍｍの光硬化性ライニング材を硬化した場合のグラフを一例として図４に示している。

＜評価結果＞
各表に示されているように、光硬化性ライニング材の単位体積当たりの放射エネルギーＥ_Vが０．０５〜０．２５Ｊ／ｍｍ³の範囲にある場合には、光硬化性ライニング材の劣化が生じていないか生じていてもごく僅かであり、また硬化不良も認められなかった。

また、光硬化性ライニング材の管厚ｔと放射エネルギーＥ_Vが上記数式（Ｉ）の関係を満たす場合には、ライニング材の僅かな劣化も見られず、更に的確に硬化できることが認められた。そして、図４に示されているように、光硬化性ライニング材の管厚が増えるに従い、硬化に必要な単位体積当たりの放射エネルギーＥ_Vは減少している。特に、管厚が薄い場合には放射エネルギーＥ_Vの低下度合いが大きく、管厚が厚くなるにつれてなだらかな傾斜曲線となっている。このことは、光照射を行い始めてから光重合反応が開始するまでに一定の時間を要し、重合反応が開始してから終了までの時間は、管厚にそれほど依存することなく直ちに終了するため、管厚が厚い場合よりも薄い場合に相対的に単位体積当たりの放射エネルギーを多く照射することで最適な硬化反応が行われることを示している。一方で、表５に示されているように、放射強度Ｒが０．００４６を超える場合にはライニング材の内表層に僅かな劣化が生じていることが認められた。

３２光硬化層
３４アウターフィルム
３６インナーフィルム
６０ランプ連結体
６２光照射ランプ
６４牽引ワイヤ
６６脚部
６８車輪
１００光硬化性ライニング材
２００下水管

Claims

管状の光硬化性ライニング材を既設管内に導入し、該導入された光硬化性ライニング材を前記既設管内周面に沿うように拡径する導入配置工程と、前記光硬化性ライニング材の内側で光照射装置を移動させながら前記光硬化性ライニング材に光を照射する光照射工程とを含む既設管補修方法であって、
前記光照射工程は、前記光照射装置から発生する放射エネルギーが前記光硬化性ライニング材の単位体積当たり０．０５〜０．２５Ｊ／ｍｍ³となるように行うことを特徴とする既設管補修方法。
前記光照射装置は、複数の光照射ランプが直列に連結された構成を有するランプ連結体であり、
該ランプ連結体の連結方向の単位長さ当たりの出力Ｐ_Aが０．５〜４Ｗ／ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の既設管補修方法。
前記単位体積当たりの放射エネルギーＥ_V（Ｊ／ｍｍ³）と前記光硬化性ライニング材の管厚ｔ（ｍｍ）が以下の式（Ｉ）

（但し、Ａは０．３０〜０．５５であり、Ｂは−０．９５〜−０．６５である。）
の関係を満たし、
前記式（Ｉ）に従い前記光硬化性ライニング材の管厚に応じて求められる前記放射エネルギーＥ_Vの範囲内で前記光照射工程を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の既設管補修方法。
前記光照射工程を、前記光照射装置による放射強度が０．０００８〜０．００４６Ｗ／ｍｍ²となるように行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の既設管補修方法。
前記光照射工程を、前記光照射装置から発生する放射エネルギーが前記光硬化性ライニング材の内周面の単位面積当たり２．０Ｊ／ｍｍ²以下となるように行うことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の既設管補修方法。
前記ランプ連結体の連結方向の長さが２５００〜６０００ｍｍであり、該ランプ連結体を２．５〜２０ｍｍ／ｓの速度で移動させることを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載の既設管補修方法。
前記ランプ連結体における隣り合う光照射ランプの平均間隔が２００〜８００ｍｍであることを特徴とする請求項２〜６の何れか１項に記載の既設管補修方法。