JP2014064974A

JP2014064974A - 管洗浄用ピグ

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Publication number: JP2014064974A
Application number: JP2012210736A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nakazato; 聡中里; Itsuo Takahashi; 逸雄高橋
Original assignee: NAKAZATO CONSTRUCTION CO Ltd; Achilles Corp
Current assignee: NAKAZATO CONSTRUCTION CO Ltd; Achilles Corp
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2014-04-17
Anticipated expiration: 2032-09-25
Also published as: JP5847047B2

Abstract

【課題】ランチャー圧力が高くなることなくスムーズに通過でき、しかも、ピグ本体の密度を小さくしても、水圧や管径変化などによる損傷が起こらず、洗浄性に優れた管洗浄用ピグを提供する。
【解決手段】発泡密度が２０ｋｇ／ｍ³未満、４０％圧縮硬さが１１０Ｎ／３１４ｃｍ²以下である軟質ポリウレタンフォームからなるピグ本体の外周面に、シリコーゴムからなる塗工膜を有し、アスカーゴム硬度計Ｃ型で測定した硬度が０〜１であることを特徴とする。このとき、塗工膜を設ける前のピグ本体と、塗工膜を設けた後のピグとの４０％圧縮硬さが同一であることが好ましい。
【選択図】図３

Description

本発明は、損傷することなく、ランチャーはもとより管路全体をスムーズに通過でき、しかも、洗浄性に優れた管洗浄用ピグに関する。

従来、特許文献１に記載されるような、ガス管路や水道管路などの管内を洗浄するピグが提案されている。
このようなピグは、一般に、曲管や管径変化などにも対応できるよう圧縮性と復元性とを有し、投入・載置されたピグの発射部であるランチャー（launcher）から管内へと水圧や空気圧により送り込まれ、該管内の洗浄を行うものである。

ところが、管内壁面に堆積する付着物のそぎ落とし性を向上させる目的で、洗浄する管径の最大値よりサイズが大きいピグ(例えば、直径230mm程度)を使用すると、ランチャー（例えば、内径75mm程度）において、ピグを発射させるための給水の圧力が高まりピグ自体に損傷（亀裂、破れ、折れジワ、凹み）が生じたり、最悪の場合、ランチャーで詰まる（ランチャーから発射されない）といった不具合が発生していた。
そこで、ピグの大きさよりも通常小さい（径が細い）ランチャーにて、給水の圧力を高めることなく、スムーズに発射させるために、ピグ本体の密度を下げることで圧縮変形しやすくし該ランチャーの通過性を上げることが検討されている。

しかしながら、ピグ本体の密度を下げたものでは、上記給水の圧力によって、ピグが変形したり損傷してしまうことがあり、十分なそぎ落とし性（すなわち洗浄性）が得られないことがあった。

特許第３４２１０１２号公報

本発明は、以上のような現状を考慮し、ランチャーにおける給水の圧力（以下、これを「ランチャー圧力」とする）を高めることなくスムーズに通過でき、しかも、ピグ本体の密度を小さくしても、水圧や管径変化などによる損傷が起こらない管洗浄用ピグの提供を課題とする。

本発明者らは、上記の課題を解決するために検討を行った結果、ピグ本体をシリコーンゴムからなる膜でコーティングすることで、
該ピグ本体が、従来より軽く柔らかい素材であっても、水圧や管径変化などによる損傷が生じることなく、また、ランチャー内径より３倍ほど大きくてもスムーズに通過できるので、ランチャー圧力を低く抑えられることを見出した。

本発明は、このような知見の下でなし得たものであり、以下を要旨とする。
（１）発泡密度が２０ｋｇ／ｍ³未満、４０％圧縮硬さが１１０Ｎ／３１４ｃｍ²以下である軟質ポリウレタンフォームからなるピグ本体の外周面に、シリコーンゴムからなる塗工膜を有し、アスカーゴム硬度計Ｃ型で測定した硬度（以下、単に「Ｃ硬度」と記載することがある）が０〜１であることを特徴とする管洗浄用ピグ。
（２）塗工膜を設ける前のピグ本体と、塗工膜を設けた後のピグとの４０％圧縮硬さが同一であることを特徴とする前記（１）に記載の管洗浄用ピグ。
（３）洗浄する管径の最大値をαとしたときに、ピグ本体の直径がα×１．０５〜１．２０であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の管洗浄用ピグ。
（４）塗工膜の目付が、ピグ本体の外周面の１ｍ²あたり５００〜６００ｇとなるように形成されてなることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の管洗浄用ピグ。
（５）塗工膜は、ピグ本体の外周面に開口するセルの頂辺および該頂辺近傍内壁面の少なくとも一部に形成されてなることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の管洗浄用ピグ。

本発明の管洗浄用ピグは、ピグ本体が、軽く柔らかい素材であっても、水圧や管径変化などによる損傷が起こることなく、ランチャーはもとより管路全体をスムーズに通過（移動）できるものである。よって、ランチャー圧力の上昇を抑えられるので、ポンプを動かす電気や水の消費量を削減でき省エネに役立つ。
また、本発明の管洗浄用ピグは、塗工膜を設けてもピグの硬さが硬くならないので、洗浄対象の管の内径よりサイズを十分に大きくし、管内壁との接触面積を増やすことができる結果、そぎ落とし性（すなわち洗浄性）の飛躍的な向上が期待できるものである。

本発明の管洗浄用ピグの一実施態様例を説明する断面模式図である。本発明の管洗浄用ピグの他の実施態様例を説明する断面模式図である。本発明の管洗浄用ピグの表面状態の一例を示す拡大写真である。図３に示した表面状態を説明する断面模式図である。

図１に、本発明の一実施態様例を説明する断面模式図を示す。図１に示すように、本発明の管洗浄用ピグ（以下、単に「ピグ」と記すことがある）１０は、特定の物性を有する軟質ポリウレタンフォームからなるピグ本体１の外周面に、シリコーンゴムからなる塗工膜２を設けたものである。
図１にて、ピグ１０は、管内での方向性をなくしたほうが好ましいので、球体の形状を例示しているが、球体以外、例えば、円柱体、反角柱体、双円錐体などの形状でもよい。

ピグ本体１は、ＪＩＳＫ７２２２に準拠して測定された発泡密度が２０ｋｇ／ｍ³未満、ＪＩＳＫ６４００−２に準拠して測定された４０％圧縮硬さが１１０Ｎ／３１４ｃｍ²以下である軟質ポリウレタンフォームからなる。
発泡密度が２０ｋｇ／ｍ³以上で４０％圧縮硬さが１１０Ｎ／３１４ｃｍ²を超えるフォームは、圧縮されにくい(圧縮硬さが高い)ので、ピグを発射させるための給水の圧力が高くなり、その水の勢いで損傷（亀裂、破れ、折れジワ、凹み）が生じやすいばかりか、最悪の場合、ランチャーで詰まってしまい発射できないこともある。
発泡密度が小さく（軽量で）柔らかいものほど、通過（移動）性はよくなるが、あまりに軽すぎたり柔らかすぎると、損傷しやすいうえ、復元性が損なわれ、そぎ落とし（洗浄）性が低下してしまうので、下限値としては、発泡密度が１６ｋｇ／ｍ³程度、４０％圧縮硬さが８０Ｎ／３１４ｃｍ²程度とすればよい。

さらに、ピグ本体１は、ＪＩＳＫ６４００−３に準拠して測定された反発弾性率が４０％以上、ダウ式通気度が１．５ｄｍ³／ｓ以上、セル数が３０〜４０個／ｉｎｃｈ程度の連通フォームであることが好ましい。
反発弾性率が小さすぎるものでは、ランチャーなどの細径部分を圧縮した状態で通過した後、管径が大きい箇所での復元性（収縮戻り性）が悪く、管内壁面との接触が不十分な箇所が生じる虞がある。
通気度が低すぎたり、セル数／ｉｎｃｈが多すぎるものでは、後述のシリコーンゴムとの馴染み性（フォームへの浸透性）が悪く、塗工膜２を形成しにくいばかりか、実際の使用での圧縮（復元）性が悪い。一方、セル数／ｉｎｃｈが少なすぎるものでは、通水性が良くなりすぎて、ピグへの水圧が低下してしまい、管内での走行不良を招く虞がある。

本発明のピグ１０は、このようなピグ本体１の外周面に、シリコーンゴムからなる塗工膜２を有し、表面硬度を示すＣ硬度が０〜１であることが重要である。
ピグ１０のＣ硬度が１を超えてしまうような塗工膜２では、管径の変化に伴い圧縮したり復元する際に、ピグ本体１との追随性に劣るので、圧縮変形を妨げやすく、結果として破損が生じやすいピグとなる。

図３は、塗工後のピグ１０の表面状態の一例を示す拡大写真（顕微鏡「Ｎｉｋｏｎ社製のＳＭＺ６６０：２０倍率」での画像を市販のデジタルカメラで撮影した写真）であり、図４は、図３の表面状態をよりわかりやすく示した断面模式図である。
図３，４に示すように、本発明では、塗工膜２を、ピグ本体の外周面に開口するセル４の頂辺および該頂辺近傍内壁面の少なくとも一部に形成されてなることが好ましい。すなわち、塗工膜２は、当該セルの頂辺と、その近傍内壁面の一部ないし全体に形成され得る。
このように、塗工後のピグ１０の表面では、外周面に開口するセル４の内部がシリコーンゴムにより満たされた状態のものと満たされない状態のものとが混合した状態であってもよく、塗工後のピグ１０内部への通水(浸水）も可能な状態ゆえ、ピグ本体がもつ硬度を、殆ど上げることなく（塗工膜２を設けた後も維持したまま）、引張強さや切断時伸びといった機械的強度を飛躍的に向上させることができ、この結果、ピグ本体１を、ランチャー内径より３倍ほど大きく、かつ２０ｋｇ／ｍ³未満の発泡密度としても、水圧や管径変化がもたらす損傷を確実に防止できるものである。
なお、ピグ本体１の直径としては、洗浄する管径の最大値をαとしたときに、α×１．０５〜１．２０であることが好ましい。ピグ本体１の直径が小さすぎると、管内で回転しやすく、そぎ落とし性（洗浄性）に劣るものとなる、一方、大きすぎても、洗浄性は飽和するうえ、通過（移動）性や取扱性が悪い。

したがって、本発明では、塗工膜２を設ける前のピグ本体１の４０％圧縮硬さと、塗工膜２を設けた後のピグ１０の４０％圧縮硬さとを、同等ないしは同一とすることが好ましい。
塗工膜を設ける前に比べて、塗工膜を設けた後の４０％圧縮硬さが上がってしまうものでは、圧縮変形しにくいピグとなり、ランチャー圧力が高くなるうえ、水圧や管径変化により破損しやすい。

シリコーンゴムとしては、ＪＩＳＫ６２４９に準拠して測定された硬化後の引張強さが２０ｋｇｆ／ｃｍ²以上、切断時伸びが４００％以上であることが好ましい。
硬化後の引張強さや、切断時伸びが小さすぎると、塗工後のピグ１０の機械的強度の向上が期待できないうえ、管内壁面への密着性（すなわち、そぎ落とし性）に劣る傾向がある。

上記シリコーンゴムには、塗工膜２としての上記物性を損ねない範囲で、着色剤、研磨剤などを添加してもよい。

塗工膜２は、目付量が多すぎると、塗工後のピグ１０の表面硬度や４０％圧縮硬さが硬くなり、ランチャー圧力が上昇する傾向があり、ピグ１０の軽量化にとっても好ましくない。目付量が少なすぎれば、ピグの損傷が生じやすくなり、塗工膜を設ける技術的意義をなさないので、塗工膜２の目付は、ピグ本体の外周面の１ｍ²あたり５００〜６００ｇ程度とすることが好ましい。したがって、塗工膜の乾燥後の厚みは、１〜５ｍｍ、好ましくは１〜２ｍｍ程度とすればよい。

なお、塗工膜２は、図１に示すように、ピグ本体１の全外周面に有するものであってもよく、これまで述べたような塗工膜２を設ける技術的意義の支障とならない範囲内で略全周面としてもよい。また、部分的に、厚く形成することもできるし、その厚みの変化により、そぎ落とし性の向上を図ってもよい。
塗工膜２を設ける方法としては、特に限定されないが、刷毛塗り、スプレー塗装、ディッピングなどが挙げられ、中でも、塗工性や乾燥性の面でピグ本体１の形状に左右されにくいスプレー塗装が好適である。

図２に、本発明の他の実施態様例を説明する断面模式図を示す（図１，２において、共通あるいは同一の部分は同じ符号で示してある）。
図２に示すように、本発明のピグ２０は、圧縮(復元)性を向上させるために塗工膜２やピグ本体１を貫通する孔３を形成してもよい。この貫通孔３の径は、３〜５ｍｍ程度とすればよく、孔３の内壁面にも塗工膜を形成することもできる。また、貫通孔３は、２本以上設けることもできるし、その際には貫通孔同士を交差させても、させなくてもよい。

実施例１
〔ピグ本体の成形〕
板状の軟質ポリウレタンフォーム（発泡密度：１８ｋｇ／ｍ³、４０％圧縮硬さ：９５Ｎ／３１４ｃｍ²、反発弾性率：４５％、ダウ式通気度：２．０ｄｍ³／ｓ、セル数：約３０個／ｉｎｃｈ）から、熱線加工にて球状（直径２２３ｍｍ）のピグ本体を成形した。

〔塗工膜の形成〕
次いで、成形したピグ本体の外周面全体に、塗工膜として、１液タイプのシリコーンゴム（MOMENTIVE performance materials社製 “ＹＥ５５０５”。硬化後の引張強さ：２０ｋｇｆ／ｃｍ²、切断時伸び：４００％）を、スプレー吹き付けにて、乾燥後の厚みが１ｍｍ（目付量がピグ本体の外周面１ｍ²あたり５００ｇ）となるように設け、実施例１のピグ（直径２２５ｍｍ）を得た。なお、得られたピグの硬度（４０％圧縮硬さとＣ硬度）は、表１に示すとおりであった。

比較例１
塗工膜として、２液タイプのウレタン系塗料（大日精化社製 “レザミンＤ−９０８７”と“レザミンＤ−５２（架橋剤）”）を使用した以外は、実施例１と同じ方法にてピグ（直径２２５ｍｍ）を得た。得られたピグの硬度は、表１に示すとおりであった。

比較例２
塗工膜として、１液タイプのウレタン系塗料（大同塗料社製 “ボースイテックス＃３０００”）を使用した以外は、実施例１と同じ方法にてピグ（直径２２５ｍｍ）を得た。得られたピグの硬度は、表１に示すとおりであった。

比較例３
塗工膜を設けずに、実施例１で成形したピグ本体そのものを、比較例３のピグとした（直径２２３ｍｍ）。該ピグの硬度は、表１に示すとおりであった。

比較例４，５
塗工膜を設けずに、板状の軟質ポリウレタンフォーム（発泡密度：２５ｋｇ／ｍ³、４０％圧縮硬さ：１１５Ｎ／３１４ｃｍ²、反発弾性率：３５％、ダウ式通気度：１．０ｄｍ³／ｓ、セル数：約３０個／ｉｎｃｈ）から、熱線加工にて球状（直径２２３ｍｍ）に成形したピグ本体そのものを、比較例４のピグとした。該ピグの硬度は、表１に示すとおりであった。
上記比較例４で成形したピグ本体を用いる以外は、実施例１と同じ方法にて塗工膜を形成したピグを比較例５（直径２２５ｍｍ）とした。得られたピグの硬度は、表１に示すとおりであった。

実施例２
板状の軟質ポリウレタンフォーム（発泡密度：１６ｋｇ／ｍ³、４０％圧縮硬さ：５０Ｎ／３１４ｃｍ²、反発弾性率：３８％、ダウ式通気度：２．０ｄｍ³／ｓ、セル数：約４０個／ｉｎｃｈ)から、熱線加工にて球状（直径２２３ｍｍ）に成形したピグ本体を用いる以外は、実施例１と同じ方法にて塗工膜を形成したピグを実施例２（直径２２５ｍｍ）とした。得られたピグの硬度は、表１に示すとおりであった。

参考例１
Ｂ社市販品（ピグ本体の発泡密度、４０％圧縮硬さ、反発弾性率、及び塗工膜の種類、並びにピグの直径、４０％圧縮硬さ、Ｃ硬度は、表１に示すとおり）を、参考例１とした。

実施例１〜２、比較例１〜５、参考例１で得られたピグの（１）ランチャー圧力と（２）損傷について、下記の評価方法で評価した。結果を併せて表１に示す。

（１）ランチャー圧力：直径７５ｍｍのランチャーに各ピグをセットし、ポンプアップした地下水をランチャーへ６００Ｌ／ｍｉｎで給水し、ランチャー内壁面に掛かる圧力（ＭＰａ）を山本計器製造（株）製の圧力計（普通形圧力計（Φ１００Ａ形））にて測定した。なお、通常、０．３０ＭＰａ未満のランチャー圧力であれば、ランチャーをスムーズに発射したとみなすことができる。

（２）ピグ損傷：上記ランチャーを通過した後の各ピグについて、目視にて損傷を確認した。
ピグに損傷が見られない場合を「○」、損傷が見られた場合を「×」とした。
なお、実施例２のピグについては、ランチャーを通過した後では損傷は全く見られなかったが、配管全体を洗浄させた後に折れジワ、凹みが見られ、実施例１に比べると洗浄性において若干劣るものであった。また、ランチャー通過後に凹みが見られた比較例５は、亀裂が生じた比較例４に比べれば損傷のダメージがやや抑えられていた。

本発明の管洗浄用ピグは、ランチャー圧力が高くなることなく、ランチャーをスムーズに通過し、曲管や管径変化にも対応できるうえ、そぎ落とし性（すなわち洗浄性）に優れたものである。
したがって、それほど熟練した技術や経験を必要とせずに、確かな洗浄効果が得られるものなので、ダクタイル鋳鉄管、鋳鉄管（粉体塗装・モルタルライニングなどの管内面塗装管）、鋼管（内面ライニング塗装管）、ステンレス管、塩化ビニル管など様々な管の洗浄に好適に使用され得る。

１０，２０管洗浄用ピグ
１ピグ本体
２塗工膜
３貫通孔
４ピグ本体の外周面に開口するセル

Claims

発泡密度が２０ｋｇ／ｍ³未満、４０％圧縮硬さが１１０Ｎ／３１４ｃｍ²以下である軟質ポリウレタンフォームからなるピグ本体の外周面に、シリコーンゴムからなる塗工膜を有し、アスカーゴム硬度計Ｃ型で測定した硬度が０〜１であることを特徴とする管洗浄用ピグ。
塗工膜を設ける前のピグ本体と、塗工膜を設けた後のピグとの４０％圧縮硬さが同一であることを特徴とする請求項１に記載の管洗浄用ピグ。
洗浄する管径の最大値をαとしたときに、ピグ本体の直径がα×１．０５〜１．２０であることを特徴とする請求項１または２に記載の管洗浄用ピグ。
塗工膜の目付が、ピグ本体の外周面の１ｍ²あたり５００〜６００ｇとなるように形成されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の管洗浄用ピグ。
塗工膜は、ピグ本体の外周面に開口するセルの頂辺および該頂辺近傍内壁面の少なくとも一部に形成されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の管洗浄用ピグ。