JP2016060136A - 管ライニング材 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス繊維層を有しながら通常圧による反転挿入が可能で且つ強度に優れ、さらに固定措置が不要な管ライニング材を提供する【解決手段】この管ライニング材５０のガラス繊維層３０は、ガラス繊維編布３０’で構成されているため高い強度を有している。また、接着剤等を一切使用していないため柔軟性に富み、管路への反転挿入を通常の流体圧によって行うことができる。さらに、管ライニング材５０内においてガラス繊維３２の方向が全て同じであるため、ガラス繊維層３０にズレが生じ難く、ニードルパンチ加工等の固定措置を行う必要がない。これにより、本発明に係る管ライニング材５０は、製造工程の簡略化と時間短縮、及び製造コストの削減を図ることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、管路の補修に用いる管ライニング材に関するものである。

地中に埋設された下水道管等の管路が老朽化や破損した場合、それら管路を掘り出すことなくその内周面にライニングを施して補修する管ライニング工法が実用化されている。この管ライニング工法は、例えば熱硬化性樹脂を含有する管ライニング材を補修する管路内に引き込みや反転により挿入し、挿入した管ライニング材を管路の内周面に押圧したまま加熱して熱硬化性樹脂を硬化することで管路の内周面に管ライニング材による硬質被膜を形成する。尚、管ライニング材を反転挿入する場合、この反転挿入は注水や高圧空気等による流体圧によって行うことが一般的である。

そして、この管ライニング材の強度向上のため、ガラス繊維をランダムな方向に固着したガラスマット層を積層した例えば下記［特許文献１］に記載の管ライニング材に関する発明が開示されている。

特開２０１３−８２１４４号公報

しかしながら、ガラス繊維をランダムな方向に固着したガラスマット層はガラス繊維同士の結束力が弱く、熱硬化性樹脂の硬化後の引張強度、曲げ強度、偏平強度等の数値が低いという問題点がある。また、ガラス繊維をランダムな方向に接着剤等で固着したガラスマット層は硬く、反転挿入時に通常よりも高い流体圧を要するという問題点がある。さらに、ガラスマット層はズレが生じやすく、［特許文献１］に記載されているようにニードルパンチ加工等の固定措置が必要となる。これは、製造工程と製造設備の増加、及び製造コストの増大を招くという問題点がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ガラス繊維層を有しながら通常圧による反転挿入が可能で且つ強度に優れ、さらに固定措置が不要な管ライニング材を提供することを目的とする。

本発明は、
（１）管路内に反転挿入して使用する管ライニング材であって、
気密性を有する皮膜層１０と、前記皮膜層１０の内側に位置し熱硬化性樹脂が含浸する第１樹脂吸収材層１２と、前記第１樹脂吸収材層１２の内側に位置するガラス繊維層３０と、前記ガラス繊維層３０の内側に位置し熱硬化性樹脂が含浸する第２樹脂吸収材層１４と、を有し、
前記ガラス繊維層３０が、ガラス繊維３２で編成されたガラス繊維編布３０’で構成されることを特徴とする管ライニング材５０を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）管路内に引き込んで使用する管ライニング材であって、
気密性を有する皮膜層１０と、前記皮膜層１０の内側に位置し熱硬化性樹脂が含浸する第１樹脂吸収材層１２と、前記第１樹脂吸収材層１２の内側に位置するガラス繊維層３０と、前記ガラス繊維層３０の内側に位置し熱硬化性樹脂が含浸する第２樹脂吸収材層１４と、前記第２樹脂吸収材層１４の内側に位置し気密性を有するとともに熱硬化性樹脂の硬化後に除去される引き剥がしチューブ層８と、を有し、
前記ガラス繊維層３０が、ガラス繊維３２で編成されたガラス繊維編布３０’で構成されることを特徴とする管ライニング材５０を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）ガラス繊維編布３０’が、連続したガラス繊維３２の束で構成された帯状の縦糸３４ａと、連続したガラス繊維３２の束で構成された帯状の横糸３４ｂと、前記縦糸３４ａと横糸３４ｂとを編む編糸３６と、で編成されることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の管ライニング材５０を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）ガラス繊維編布３０’の縦糸３４ａが管ライニング材５０の長手方向に沿うように配置され、且つ前記縦糸３４ａが管ライニング材５０の両端間で途切れることなく連続したガラス繊維３２で構成されることを特徴とする上記（３）記載の管ライニング材５０を提供することにより、上記課題を解決する。
（５）ガラス繊維層３０の内側もしくは外側に天然繊維で編成された織布層２０を有することを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の管ライニング材５０を提供することにより、上記課題を解決する。
（６）織布層２０が木綿布であることを特徴とする上記（５）記載の管ライニング材５０を提供することにより、上記課題を解決する。
（７）木綿布の目付が３００ｇ／ｍ^２〜７００ｇ／ｍ^２であり、厚みが０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであることを特徴とする上記（６）記載の管ライニング材５０を提供することにより、上記課題を解決する。

本発明に係る管ライニング材のガラス繊維層は、連続したガラス繊維の束で編成されたガラス繊維編布で構成されている。このため、ガラス繊維層の結束力が強く、熱硬化性樹脂の硬化後に高い強度を有する。また、本発明に係る管ライニング材のガラス繊維編布の縦糸は、管ライニング材の長手方向に途切れることなく連続しているため、特に長辺方向において極めて高い強度を有する。さらに、本発明に係る管ライニング材のガラス繊維層はガラス繊維編布で構成されているため、柔軟性に富み、管路への反転挿入を通常の流体圧によって行うことができる。またさらに、ガラス繊維の方向は一定であるため、ガラス繊維層にズレが生じ難く、ニードルパンチ加工等の固定措置を行う必要がない。これにより、本発明に係る管ライニング材は、製造工程の簡略化と時間短縮、及び製造コストの削減を図ることができる。

本発明に係る管ライニング材の模式断面図である。 本発明に係る管ライニング材のガラス繊維編布を説明する図である。 本発明に係る第２の形態の管ライニング材の模式断面図である。

本発明に係る管ライニング材について図面に基づいて説明する。図１（ａ）は本発明に係る反転挿入型の管ライニング材５０の模式断面図である。また、図１（ｂ）は本発明に係る引き込み型の管ライニング材５０の模式断面図である。

図１(ａ)、（ｂ）に示す反転挿入型及び引き込み型の管ライニング材５０は、最外層に位置するとともに気密性を有する皮膜層１０と、この皮膜層１０の内側に位置し熱硬化性樹脂が含浸する第１樹脂吸収材層１２と、この第１樹脂吸収材層１２の内側に位置するガラス繊維層３０と、このガラス繊維層３０の内側に位置し熱硬化性樹脂が含浸する第２樹脂吸収材層１４と、を有している。また、図１(ｂ)に示す引き込み型の管ライニング材５０は、上記の構成に加え、第２樹脂吸収材層１４の内側に気密性を有する引き剥がしチューブ層８を有している。尚、引き剥がしチューブ層８は、内部に水もしくは高圧空気を注入して管路内に引き込んだ管ライニング材５０を管路の内壁面に押圧するためのものであり、先端は閉塞している。また、引き剥がしチューブ層８は、管ライニング材５０の硬化後に第２樹脂吸収材層１４から引き剥がされて除去される。

尚、管ライニング材５０の各層の径は、補修する管路の径等に応じて適宜設定される。特に、反転挿入型の管ライニング材５０は、使用時の反転を考慮して内側の第２樹脂吸収材層１４を若干大径に形成することが好ましい。

管ライニング材５０を構成する第１樹脂吸収材層１２、第２樹脂吸収材層１４は、不飽和ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂といった液状未硬化の熱硬化性樹脂を含浸吸収するものであり、所定の厚みを有するポリエステル、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＥＶＡ、アクリル、ビニロン、レーヨン等の合成樹脂繊維の不織布を用いることが好ましい。ただし、第１樹脂吸収材層１２、第２樹脂吸収材層１４は、熱硬化性樹脂を吸収可能な部材であれば特に限定はない。そして、これら第１樹脂吸収材層１２、第２樹脂吸収材層１４は、後述のガラス繊維層３０を挟んだ上で、長辺方向の両側辺が縫合され管状に形成される。尚、第１樹脂吸収材層１２の縫合部分には熱可塑性フィルムから成るテープ１８を溶着し、この縫合部分の気密性を向上させても良い。

第１樹脂吸収材層１２、第２樹脂吸収材層１４に対する熱硬化性樹脂の含浸方法は、例えば以下のようにして行う。先ず、管ライニング材５０の外径と略同等の口径をもつ管状のプラスチックフィルム内に管ライニング材５０を挿入する。次に、このプラスチックフィルムの両端の開口部を封止する。次に、プラスチックフィルムの封止部の一方に樹脂タンクに接続した樹脂注入管を挿入する。また、他方の封止部に真空ポンプと接続した吸気管を挿入する。そして、真空ポンプを動作させることでプラスチックフィルム内の空気を吸引する。これにより、熱硬化性樹脂が樹脂注入管を通してプラスチックフィルム内に吐出し、この吐出した熱硬化性樹脂を第１樹脂吸収材層１２、第２樹脂吸収材層１４が吸収することで、第１樹脂吸収材層１２、第２樹脂吸収材層１４に熱硬化性樹脂を含浸させる。

また、管ライニング材５０を構成する皮膜層１０は第１樹脂吸収材層１２の表面側を被覆する高気密性の合成樹脂製のフィルムであり、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、またはポリウレタンなどの熱可塑性樹脂による単層構造もしくは、これを二層または三層構造としたものを用いることが好ましい。尚、二層構造の皮膜層１０の例としては、第１樹脂吸収材層１２側をポリエチレン層、表層側をナイロン層としたものが挙げられる。また、三層構造の皮膜層１０の例としては中間層をナイロン層とし、内外層をポリエチレン層としたものが挙げられる。

次に、本発明の大きな特徴であるガラス繊維層３０に関して説明する。本発明の管ライニング材５０に用いるガラス繊維層３０は、ガラス繊維で編成されたガラス繊維編布３０’で構成される。そして、このガラス繊維編布３０’は、図２に示されるように、ガラス繊維３２の束で構成された帯状の縦糸３４ａ、横糸３４ｂと、これら縦糸３４ａ、横糸３４ｂを編む編糸３６と、で編成される。尚、このガラス繊維編布３０’の編み方には特に限定はなく周知の編成方法を用いることができる。また、ガラス繊維の材質にも特に限定はなく一般的な周知のガラス繊維を用いることができる。

また、ガラス繊維編布３０’に用いる個々のガラス繊維３２は、ガラス繊維編布３０’内で連続し途切れの無い長繊維を用いる。また、本発明に係るガラス繊維層３０は、基本的に１枚のガラス繊維編布３０’で構成する。そして、ガラス繊維編布３０’の縦糸３４ａの方向は管ライニング材５０の長手方向と略同一となるように構成する。よって、縦糸３４ａを構成するガラス繊維３２の一本一本は、管ライニング材５０の両管端の間で途切れることなく連続している。即ち、縦糸３４ａは、管ライニング材５０の両管端と同等の長さを有するガラス長繊維（ガラス繊維３２）の束で構成される。

そして、このガラス繊維編布３０’で構成された本発明に係るガラス繊維層３０は、ガラス繊維をランダムな方向に固着した従来のガラスマット層とは異なりガラス繊維３２同士が編糸３６によって隙間なく強く結束されている。このため、硬化後に高い強度を有する。さらに、本発明に係るガラス繊維層３０は、前述のように管ライニング材５０の管端間で途切れることなく連続したガラス繊維３２により縦糸３４ａが構成されている。このため、本発明に係る管ライニング材５０は、特に長辺方向の強度が極めて高いという特性を有している。

また、このガラス繊維編布３０’で構成された本発明に係るガラス繊維層３０は、従来のガラスマット層とは異なり接着剤等を一切使用していない。このため、従来のガラスマット層よりも柔らかく柔軟性に富んでいる。よって、特に反転挿入型の管ライニング材５０においては、管路への反転挿入を通常の流体圧によって行うことができる。

さらに、本発明に係るガラス繊維層３０は、上記のように柔軟性に富むことに加え、前述のようにガラス繊維編布３０’の縦糸３４ａが管ライニング材５０の長辺方向に沿い、横糸３４ｂが周方向に沿って配置されている。よって、ガラス繊維をランダムな方向に固着した従来のガラスマット層とは異なり、ガラス繊維３２（縦糸３４ａ、横糸３４ｂ）の方向が全て統一されている。よって、反転挿入時に歪みが生じ難く、ガラス繊維層３０にズレが生じることも無い。このため、本発明に係る管ライニング材５０はニードルパンチ加工等の固定措置が不要で、製造工程の簡略化と時間短縮、及び製造コストの削減を図ることができる。

次に、本発明に係る第２の形態の管ライニング材５０を図３を用いて説明する。図３に示す第２の形態の管ライニング材５０は、ガラス繊維層３０の内側もしくは外側に天然繊維で編成された織布層２０を有している。尚、図３（ａ）は、反転挿入型の管ライニング材５０の外側に織布層２０を設けた例を示している。また、図３（ｂ）は、反転挿入型の管ライニング材５０の内側に織布層２０を設けた例を示している。

織布層２０は木綿、麻、絹、毛糸等の天然繊維で編成された目の細かな織布であり、中でも特に木綿布を用いることがコスト面から好ましい。ここで、第１樹脂吸収材層１２、第２樹脂吸収材層１４は、基本的に合成樹脂繊維の不織布が用いられ、その目は一般的に粗い。また、ガラス繊維層３０に用いるガラス繊維編布３０’は、編布自体の目は細かいもののガラス繊維３２の内部には熱可塑性樹脂が含浸しない。この点、天然繊維で編成された織布層２０は織目が細かで隙間が少なく、さらに繊維内部にも熱可塑性樹脂が含浸する。よって、これを硬化した織布層２０は極めて高い気密性を有する。特に織布層２０に木綿布を用いる場合、目付が３００ｇ／ｍ^２〜７００ｇ／ｍ^２の範囲にあり、厚みが０．５ｍｍ〜１．０ｍｍのものが、糸径、織目、コスト面ともに適当である。そして、この織布層２０を有する第２の形態の管ライニング材５０は、上記の理由により硬化後に極めて高い気密性を有する。

次に、本発明に係る管ライニング材５０の設置方法の一例を簡単に説明する。尚、ここでは反転挿入型の管ライニング材５０の設置方法を説明する。先ず、補修する管路内を清掃する。次に、ベンド管に反転挿入型の管ライニング材５０を通す。次に、ベンド管に通した管ライニング材５０の先端を外側に折り返してベンド管の先側に取り付ける。次に、このベンド管をマンホール等の立坑から降下させ、ベンド管の先側を補修する管路内の上流側に設置する。次に、ベンド管の内部にガイドチューブ等を介して水を注入する。このとき、管ライニング材５０の最外層は気密性の皮膜層１０で覆われているため、管ライニング材５０の内部に水が浸入することはない。これにより、管ライニング材５０は注水された水の圧力を受けて、順次反転しながら管路の下流に向かって挿入される。この反転の際、本発明に係る管ライニング材５０はガラス繊維層３０に柔軟なガラス繊維編布３０’を用いているため、通常の圧力（注水した水の圧力）によって十分な反転挿入が可能である。また、ガラス繊維編布３０’を構成する縦糸３４ａ、横糸３４ｂは常に一定の繊維方向にあるから、反転時に歪みが生じ難く、固定措置を施さなくともガラス繊維層３０にズレが生じることは無い。

そして、反転挿入した管ライニング材５０は注水された水の水圧を受けて管路の内壁に押圧される。そして、この状態で管ライニング材５０の先端内部に所定の温度に加熱された温水を温水ホース等を介して送出する。この温水により、管ライニング材５０の第１樹脂吸収材層１２、第２樹脂吸収材層１４に含浸された熱硬化性樹脂は、管ライニング材５０が管路の内壁に押圧された状態のまま硬化する。これにより、管路の内壁面に硬化した管ライニング材５０による硬質被膜が形成される。尚、管ライニング材５０の反転（押圧）及び硬化は注水と温水に変えて、高圧空気と高温蒸気によって行っても良い。

以上のように、本発明に係る管ライニング材５０は、第１樹脂吸収材層１２、第２樹脂吸収材層１４の間にガラス繊維編布３０’で構成されたガラス繊維層３０を有している。そして、本発明に係るガラス繊維編布３０’は、連続したガラス繊維３２の束で構成された帯状の縦糸３４ａ、横糸３４ｂで編成され、さらに縦糸３４ａの方向が管ライニング材５０の長手方向と略同一となるように構成される。よって、縦糸３４ａを構成するガラス繊維３２は管ライニング材５０の管端間で途切れることなく連続している。これにより、本発明に係る管ライニング材５０は、特に長辺方向に極めて高い強度を有する。

また、本発明に係る管ライニング材５０のガラス繊維層３０は、前述のようにガラス繊維編布３０’で構成されているため、ガラス繊維をランダムな方向に固着した従来のガラスマット層よりも伸びや裂けが発生し難く、高い強度を有している。また、接着剤等を一切使用していないため柔軟性に富み、管路への反転挿入を通常の流体圧によって行うことができる。さらに、管ライニング材５０内においてガラス繊維３２（縦糸３４ａ、横糸３４ｂ）の方向が全て同じであるため、ガラス繊維層３０にズレが生じ難く、ニードルパンチ加工等の固定措置を行う必要がない。これにより、本発明に係る管ライニング材５０は、製造工程の簡略化と時間短縮、及び製造コストの削減を図ることができる。

またさらに、本発明に係る第２の形態の管ライニング材５０は、上記の構成に加え天然繊維で編成された織布層２０を有している。この織布層２０は硬化後に高い気密性を有し、管ライニング材５０の高気密化に寄与する。

尚、本発明に係る管ライニング材５０の各層の構成、材質、形状、ガラス繊維編布３０’の編み方等は特に上記の例に限定されるものではなく、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。

１０ 皮膜層
１２ 第１樹脂吸収材層
１４ 第２樹脂吸収材層
２０ 織布層
３０ ガラス繊維層
３０’ ガラス繊維編布
３２ ガラス繊維
３４ａ 縦糸
３４ｂ 横糸
３６ 編糸
５０ 管ライニング材

本発明は、
（１）管路内に反転挿入して使用する管ライニング材であって、
気密性を有する皮膜層１０と、前記皮膜層１０の内側に位置し熱硬化性樹脂が含浸する第１樹脂吸収材層１２と、前記第１樹脂吸収材層１２の内側に位置するガラス繊維層３０と、前記ガラス繊維層３０の内側に位置し熱硬化性樹脂が含浸する第２樹脂吸収材層１４と、を有し、
前記ガラス繊維層３０が、連続したガラス繊維３２の束で構成された帯状の縦糸３４ａと、連続したガラス繊維３２の束で構成された帯状の横糸３４ｂと、前記縦糸３４ａと横糸３４ｂとを編む編糸３６と、で編成された一枚のガラス繊維編布３０’で構成され、
さらに、前記ガラス繊維編布３０’の縦糸３４ａが前記管ライニング材５０の長手方向に沿うように配置されるとともに管ライニング材５０の両端間で途切れることなく連続しており、また、前記ガラス繊維編布３０’の横糸３４ｂが前記管ライニング材５０の周方向に沿って配置されていることを特徴とする管ライニング材５０を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）管路内に引き込んで使用する管ライニング材であって、
気密性を有する皮膜層１０と、前記皮膜層１０の内側に位置し熱硬化性樹脂が含浸する第１樹脂吸収材層１２と、前記第１樹脂吸収材層１２の内側に位置するガラス繊維層３０と、前記ガラス繊維層３０の内側に位置し熱硬化性樹脂が含浸する第２樹脂吸収材層１４と、前記第２樹脂吸収材層１４の内側に位置し気密性を有するとともに熱硬化性樹脂の硬化後に除去される引き剥がしチューブ層８と、を有し、
前記ガラス繊維層３０が、連続したガラス繊維３２の束で構成された帯状の縦糸３４ａと、連続したガラス繊維３２の束で構成された帯状の横糸３４ｂと、前記縦糸３４ａと横糸３４ｂとを編む編糸３６と、で編成された一枚のガラス繊維編布３０’で構成され、
さらに、前記ガラス繊維編布３０’の縦糸３４ａが前記管ライニング材５０の長手方向に沿うように配置されるとともに管ライニング材５０の両端間で途切れることなく連続しており、また、前記ガラス繊維編布３０’の横糸３４ｂが前記管ライニング材５０の周方向に沿って配置されていることを特徴とする管ライニング材５０を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）ガラス繊維層３０の内側もしくは外側に天然繊維で編成された織布層２０を有することを特徴とする上記（１）または（２）に記載の管ライニング材５０を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）織布層２０が、繊維内部にも熱可塑性樹脂が含浸し、且つ、第１樹脂吸収材層１２及び第２樹脂吸収材層１４よりも目の細かな目付が３００ｇ／ｍ ^２ 〜７００ｇ／ｍ ^２ で、厚みが０．５ｍｍ〜１．０ｍｍの木綿布であることを特徴とする上記（３）記載の管ライニング材５０を提供することにより、上記課題を解決する。

また、ガラス繊維編布３０’に用いる個々のガラス繊維３２は、ガラス繊維編布３０’内で連続し途切れの無い長繊維を用いる。また、本発明に係るガラス繊維層３０は、１枚のガラス繊維編布３０’で構成する。そして、ガラス繊維編布３０’の縦糸３４ａの方向は管ライニング材５０の長手方向と略同一となるように構成する。よって、縦糸３４ａを構成するガラス繊維３２の一本一本は、管ライニング材５０の両管端の間で途切れることなく連続している。即ち、縦糸３４ａは、管ライニング材５０の両管端と同等の長さを有するガラス長繊維（ガラス繊維３２）の束で構成される。

Claims (7)

1. 管路内に反転挿入して使用する管ライニング材であって、
   気密性を有する皮膜層と、
   前記皮膜層の内側に位置し熱硬化性樹脂が含浸する第１樹脂吸収材層と、
   前記第１樹脂吸収材層の内側に位置するガラス繊維層と、
   前記ガラス繊維層の内側に位置し熱硬化性樹脂が含浸する第２樹脂吸収材層と、を有し、
   前記ガラス繊維層が、ガラス繊維で編成されたガラス繊維編布で構成されることを特徴とする管ライニング材。
2. 管路内に引き込んで使用する管ライニング材であって、
   気密性を有する皮膜層と、
   前記皮膜層の内側に位置し熱硬化性樹脂が含浸する第１樹脂吸収材層と、
   前記第１樹脂吸収材層の内側に位置するガラス繊維層と、
   前記ガラス繊維層の内側に位置し熱硬化性樹脂が含浸する第２樹脂吸収材層と、
   前記第２樹脂吸収材層の内側に位置し気密性を有するとともに熱硬化性樹脂の硬化後に除去される引き剥がしチューブ層と、を有し、
   前記ガラス繊維層が、ガラス繊維で編成されたガラス繊維編布で構成されることを特徴とする管ライニング材。
3. ガラス繊維編布が、連続したガラス繊維の束で構成された帯状の縦糸と、連続したガラス繊維の束で構成された帯状の横糸と、前記縦糸と横糸とを編む編糸と、で編成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の管ライニング材。
4. ガラス繊維編布の縦糸が管ライニング材の長手方向に沿うように配置され、且つ前記縦糸が管ライニング材の両端間で途切れることなく連続したガラス繊維で構成されることを特徴とする請求項３記載の管ライニング材。
5. ガラス繊維層の内側もしくは外側に天然繊維で編成された織布層を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の管ライニング材。
6. 織布層が木綿布であることを特徴とする請求項５記載の管ライニング材。
7. 木綿布の目付が３００ｇ／ｍ^２〜７００ｇ／ｍ^２であり、厚みが０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項６記載の管ライニング材。

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