JP2020168858A - パイプリライニングにおける巻き付け用の非対称ファブリック組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】本願は、連続ファブリック、および、この連続ファブリックを使用して、パイプを補強するための修復ライナを形成する方法を記載する。【解決手段】パイプを補強するための修復ライナを形成するのに使用される連続ファブリック。ファブリックは、上層、および、１つまたはそれ以上の下層を含む。上層の幅は、連続ファブリックの幅よりも小さく、上層の密度は、前記少なくとも１つの下層の少なくとも１つの密度よりも小さい。上層は、本質的に上層だけがファブリック巻き付けで見えるように、マンドレルのまわりにオーバーラップするパターンでファブリックを巻き付けるための案内として役立つことができる。【選択図】図１ａ

Description

本発明は、出典を明示することによってその開示内容全体が本願の一部とされる２０１４年１０月２４日に出願された欧州特許出願第14382418.3号の利益を主張する。

パイプは、時間が経つと漏れ、或いは構造的に機能不全となり、定期的に交換または修復を必要とする。或るパイプ、特に、雨水パイプまたは下水道パイプのような、地下のパイプを交換することは、非常に困難であり、高価であり得る。したがって、パイプを物理的に交換するよりはむしろ、接近が困難な場所でパイプを修復する技術が開発されてきた。

１つの修復技術は、古いパイプを本質的に交換するために、古いパイプ内に挿入することができる現場硬化型パイプライナの使用を伴う。詳しくは、可撓性の管、すなわち靴下管(sock)を使用して古いパイプの内径を内張りする現場硬化型パイプライナが知られている。ライナは、樹脂裏張りライニング上で作ることができ、或いは、初期設置中に付けられる樹脂を有するのがよい。ライナは、いくつかの知られた技術の１つによって、１つの入口箇所からもう１つの箇所まで設置することができる。ライナをパイプ内の所定位置に配置した状態で、樹脂を硬化させると、ライナは、本質的に、古いパイプ内で新しいパイプとなる。樹脂は、紫外線硬化を含めて、いくつかの知られた技術の１つによって硬化されるのがよい。現場硬化型パイプライナは、普通にマンホールを通って容易に接近することができる、裏張りすべきパイプ部分の上流端および下流端での接近しか必要としないという理由を含めて、いくつかの理由で、費用的に効率的である。

１つのタイプの現場硬化型パイプは、例えば、出典を明示することによって各々その開示内容全体が本願の一部とされる２００２年３月２６日に発行された米国特許第6,360,780号、および、２００３年９月９日に発行された米国特許第6,615,875号に開示されているように、マンドレル上での巻き付け工程でガラスファブリックから作られる。

本願は、連続ファブリック、および、この連続ファブリックを使用して、パイプを補強するための修復ライナを形成する方法を記載する。

例示的な実施形態では、ファブリックは、上層、および、１つまたはそれ以上の下層を含む。上層の幅は、連続ファブリックの幅よりも小さい。上層の密度は、前記１つまたはそれ以上の下層の密度よりも小さいのがよい。

本発明の更なる特徴および利点は、添付の図面を参照してなされる以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

一般的な本発明の概念の特徴および利点は、添付の図面を参照してなされる以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

連続ファブリックであって、該連続ファブリックの１つの部分が、該連続ファブリックのもう１つの部分よりも厚いことを示す、連続ファブリックの断面図である。 もう１つの連続ファブリックであって、縁部に沿って減少された厚さを有する該連続ファブリックの部分を示す、もう１つの連続ファブリックの断面図である。 図１ａの連続ファブリックのロールの斜視図である。 もう１つの連続ファブリックの斜視図である。 図２ａの連続ファブリックの斜視図である。 もう１つの連続ファブリックであって、縁部に沿って減少された厚さを有する該連続ファブロックの部分を示す、もう１つの連続ファブリックの断面図である。 もう１つの連続ファブリックの断面図である。 複数の層を備えたファブリックを示す、もう１つの連続ファブリックの断面図である。 図５ａの連続ファブリックの平面図である。 もう１つの連続ファブリックの断面図である。 もう１つの連続ファブリックの断面図である。 図５ａの連続ファブリックをマンドレルに付ける斜視図である。 図５ａの連続ファブリックをマンドレルにもう１つの仕方で付ける斜視図である。 図７に示された付け方の正面図である。 付け配向で示された連続ファブリックからの巻き付けの部分断面図である。 付け配向で示された連続ファブリックからのもう１つの巻き付けの部分断面図である。

詳細な説明は、一般的な本発明の概念による例示的な実施形態を単に記載するにすぎず、いかなる仕方でも本発明の範囲を制限することを意図しない。実際、特許請求の範囲によって記載されている本発明は、詳細な説明に記載されている例示的な実施形態よりも広く、詳細な説明に記載されている例示的な実施形態によって限定されず、詳細な説明で使用されている用語は、それらの十分普通の意味を有する。

今、一般的な本発明の概念を、本発明の例示的な実施形態を随時参照して説明する。しかしながら、この一般的な本発明の概念は、異なる形態で実施することができ、詳細な説明に記載されている実施形態に限定して解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が、完全になるように、かつ、当業者に一般的な本発明の概念の範囲を十分に伝えるように提供されている。

他の仕方で定義されなければ、本願で使用されているすべての技術用語および科学用語は、当業者が普通に理解するのと同じ意味を有する。この詳細な説明に記載される用語法は、特定の実施形態を記載するためだけであり、一般的な本発明の概念を限定することを意図しない。この詳細な説明および添付の特許請求の範囲で使用されているように、単数形「a」、「an」、「the」は、文脈が明らかにその他を指示していない場合は、複数形も含むことを意図している。

他の仕方で指示されなければ、本願明細書および特許請求の範囲で使用される分子量のような成分、特性の量、反応条件等を表わすすべての数字は、すべての例において、用語「約」によって変更されるものとして理解されることができる。したがって、他の仕方で指示されなければ、本願明細書および特許請求の範囲で示される数値的特性は、本発明の実施形態で得られるように求められる適切な特性にまさに依存し得る近似である。一般的な本発明の概念の広い範囲を記載する数値範囲およびパラメータは、近似であるにもかかわらず、特定の例で示される数値は、可能な限り正確に報告されている。しかしながら、数値はどれも、それぞれの測定において見出される誤差に必然的に由来するある誤差を生来的に含む。

現場硬化型パイプ設備で後に使用されるライナの巻き付けは、いくつかの課題を有する。例えば、現場硬化型パイプの内側に対する有利な特性は、現場硬化型パイプの外側に対する有利な特性と異なる。一般的に、機械的特性は、パイプの中央および外側に向かって重要であり、表面仕上げ性質は、パイプの内側で重要である。パイプの中央および外側は、木の根または許可を受けない掘削等の機械的力を受け得る。パイプの内側は、高い腐食力を受け得る。

ファブリックライナは、２つまたはそれ以上の層を含むのがよい。各層は、所望の構造的品質を提供するのに適した任意のタイプの繊維を含むのがよい。各層内の補強繊維は、任意のタイプの有機または非有機繊維であってよい。いくつかの例示的な実施形態では、補強繊維は、ガラス、炭素、ポリエステル、ポリオレフィン、ナイロン、アラミド、ポリ（フェニレンサルファイド）、ポリスルホン(PS)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリアクリロニトリル(PAN)、炭化珪素(SiC)、窒化珪素等の任意の１つまたはそれ以上を含む。いくつかの例示的な実施形態では、ファブリック（または層）は、複数の異なるタイプの繊維を含むハイブリッドファブリック（または層）であってよい。

従来技術に対する本発明の少なくとも１つの利点は、ファブリックの非対称的特性である。ファブリックは、ファブリック配置または密度、および、構造的寸法形状の両方において非対称である。繊維は、現場硬化型パイプの外側の機械的特性、および、現場硬化型パイプの内側の表面仕上げ特性の両方に利するように、ファブリック内に分布されている。ファブリックは、非対称的なファブリック分布を強調するために使用される巻き付け工程を許容するように物理的に寸法形状決めされている。

非対称的特性は、さらに、繊維重量に関して記載することができる。浸漬工程後、ガラスライナの非対称的繊維量により、異なるレベルの樹脂がパイプ複合物に存在する。本発明のファブリックは、パイプの内側に露出、摩耗および高圧作動、並びに、試験を受けることとなるファブリックの側でより多い量のベール(veil)または微細マット繊維を有する。より多い量の繊維は、浸漬において樹脂内容量を増加させる。より少ない量のベールまたは微細マット繊維がパイプの中央および外側に向かって位置し、それらの部分のパイプの機械的特性を増大させる。

本願は、パイプを補強するための修復ライナを形成するのに使用される連続ファブリックを形成するための種々の例示的な方法および装置を記載する。１つの例示的な実施形態では、ファブリックは、連続的な第１の部分、および、連続的な第２の部分、を含む。第１の部分の最大厚さは、第２の部分の最大厚さよりも小さい。第１の部分と第２の部分との間の厚さの増加は、段を形成することができる。この段は、本質的に第２の部分だけがファブリックの巻き付けで見えるように、マンドレルのまわりにファブリックをオーバーラップするパターンで巻き付けるための案内として役立つ。

本発明のもう１つ実施形態では、連続ファブリックは、上層、および、１つまたはそれ以上の下層を含む。上層の幅は、連続ファブリックの幅よりも小さく、上層の密度は、１つまたはそれ以上の下層の少なくとも１つの密度よりも小さい。上層は、本質的に上層だけがファブリックの巻き付けで見えるように、マンドレルのまわりにファブリックをオーパーラップするパターンで巻き付けるための案内として役立つことができる。

本発明のもう１つの実施形態では、連続ファブリックは、上層と、上中間層と、下中間層と、下層と、を含む。上層の幅は、連続ファブリックの幅よりも小さい。上層は、本質的に上層だけがファブリックの巻き付けで見えるように、マンドレルのまわりにファブリックをオーパーラップするパターンで巻き付けるための案内として役立つことができる。

もう１つの実施形態では、連続ファブリックは、連続的な第１の部分、および、連続的な第２の部分、を含む。第１の部分の少なくとも一部の密度さは、第２の部分の少なくとも一部の密度よりも大きい。第１の部分の幅は、第２の部分の幅よりも大きいのがよい。ファブリックの厚さは、縁から縁まで一定であるのがよい。

もう１つの実施形態では、パイプを補強するための修復ライナを製造する方法が開示される。この方法は、上層と、上中間層と、下中間層と、を有する連続ファブリックであって、上層の幅は、連続ファブリックの幅よりも小さく、上層の繊維密度は、下中間層の繊維密度よりも小さい連続ファブリックを選択し、連続ファブリックを、上層を外方にした配向で、オーバーラップするパターンでマンドレルのまわりに巻き付ける、ことを含む。連続ファブリックは、上層がライナの長さを本質的に覆うようにしてオーバーラップするパターンでマンドレルのまわりに巻き付けられる。

今、図面を参照すると、図１ａには、連続ファブリックの断面図が示されている。例示的な連続ファブリック１０は、概略的な形態で示されている。当業者は、ファブリック１０を、パイプを補強するための修復ライナを形成するのに使用される任意の連続ファブリックとして解釈すべきである。ファブリック１０は、一般的に、繊維を含むのがよい。ファブリックは、該ファブリック中に、任意の数の層を含むことができる。ファブリックは、種々のガラス繊維製造方法から作られた層、および、種々のガラス密度を有する層で作られるのがよい。

連続ファブリックは、仮の貯蔵のために、多量のロールの形態で作られる。図１ｃでわかるように、連続ファブリックのロールの斜視図が示されている。連続ファブリック１０は、ロール３０から巻き解かれるように示されている。ファブリック１０は、非設置位置のライナが、外方に面する段を有するように、製造され、ロール巻きされ、ロールから巻き解かれ、巻き付けられる。

連続ファブリック１０は、連続的な第１の部分１２、および、連続的な第２の部分１４を含む。各部分１２、１４は、本質的にファブリックの長さに亘って延びている。図１は、連続ファブリック１０の長さに沿った任意の箇所の代表的な断面図である。示されているように、ファブリックの１つの部分は、ファブリックのもう１つの部分よりも厚い。図１ａでは、第１の部分１２および第２の部分の全長さに亘る厚さは、一定であるように示されているが、厚さは、以下に説明するように、変わり得る。厚さが変わろうと、変わるまいと、第２の部分の最大厚さは、第１の部分の最大厚さよりも大きくなる。ファブリック１０について、第１の部分１２は、厚さＨ₂を有し、第２の部分１４は、厚さＨ₁を有する。示されているように、第１の部分１２の厚さＨ₂は、第２の部分１４の厚さＨ₁よりも大きい。例えば、厚さＨ₁は、８５０ｍｍであるのがよい。

ファブリックの２つの部分の間の厚さの差は、肩または段を作る。この段は、本質的に第２の部分だけがファブリックの巻き付けで見えるように、マンドレルのまわりにファブリックをオーバーラップするパターンで巻き付けるための案内として役立つ。詳しくは、ファブリックは、次の巻きが、本質的に段から上流側の連続位置で第１の部分の上面上に入れ子になるように、マンドレルのまわりに巻き付けられる。この巻き付け技術は、以下で詳細に説明される。

第１の部分と第２の部分との間の厚さの差は、劇的であることを意図しない。本願で説明されるように、この差は、特に、マンドレルのまわりにファブリックを巻き付けるのに使用されるわずかな段を作ることが意図されている。この段の高さは、変わり得る。例えば、第１の部分と第２の部分との間の厚さの量的差は、１ｍｍであるのがよい。段の高さは、２つの部分の間の厚さの差によって間接的に評価され得る。１つの例示的な実施形態は、第２の部分の最大厚さの７５％〜９５％の第１の部分の最大厚さを有する。当業者は、２つの部分の間の厚さの量的差は、本発明の実施で変わり得ることを理解するであろう。

厚さは、いずれの部分でも、１つまたはそれ以上の技術によって変わり得る。例えば、１つの部分内の１つまたはそれ以上の領域の区分は、その部分の他の区分よりも小さい繊維密度を含み得る。例えば、第１の部分１２の縁区分１６のいくつかまたはすべて、および、第２の部分の縁区分１８のいくつかまたはすべては、それぞれ、第１の部分、および、第２の部分の残りの区分よりも小さい繊維密度で作られる。かくして、区分１６、１８は、それぞれ、第１の部分１２、および、第２の部分１４に比例して、巻き付け中により多く圧縮することができる。

第１の部分および第２の部分は、幅もまた異なり得る。１つの実施形態では、第１の部分は、第２の部分よりも２倍またはそれ以上広いことがある。再び図１ａを参照すると、連続ファブリック１０は、全幅Ｗ₁を有する。第１の部分１２は、幅Ｗ₃を有し、第２の部分１４は、幅Ｗ₂を有する。示されているように、第１の部分の幅Ｗ₃は、第２の部分１４の幅Ｗ₂よりも大きい。

第１の部分若しくは第２の部分の実際の幅、または、互いの比は、本発明の実施で変わるであろう。例えば、第１の部分の幅は、変わり得る。第１の部分の例示的な幅は、３００ｍｍ〜１３００ｍｍである。第１の部分と第２の部分との比は、変わり得る。例えば、第１の部分の幅は、連続ファブリックの全幅の３０％〜９０％であり得る。例示的な第２の部分は、１００ｍｍ〜５００ｍｍの幅を有するのがよい。第２の部分の幅は、連続ファブリックの幅の１０％〜５０％であるのがよい。説明するように、当業者は、２つの部分の物理的寸法形状が本発明の実施において変わり得ることを理解するであろう。

本願で説明するように、いずれかのまたは両方の部分の厚さは、連続ファブリックの縁から縁までで変わり得る。１つの実施形態では、各部分は、ファブリックの外側縁近くで薄くなる。この薄化は、ファブリックから最終巻き付けライナまで繰り返される段パターンを最小にするために巻き付けパターンにとって有利である。他の実施形態では、外側縁近くで薄化することなく、ファブリックの各次のループは、隣接した上流側ループに対して「段上げ」された位置で配置されるであろう。かくして、ライナの最終外観は、露出された第２の部分の上面であるか、段上げされた、或いは次のループから分離された鋭い縁を有することになるだろう。薄化は、後続のループが、ライナの外側面がより滑らかになるように、入れ子になることを可能にする。この巻き付け技術は、詳細な説明でより詳細に説明される。

今、図１ｂを参照すると、もう１つの連続ファブリックの断面図が示されている。例示的な連続ファブリック２０は、両縁に沿って減少された厚さを有する。詳しくは、第１の部分と第２の部分の両方の厚さが、連続ファブリックの外側縁でより小さい。示されているように、厚さは、ファブリックの下外側縁に沿って「厚さ損失」によりより小さくなっているが、この図は、例のためにすぎない。本発明の実施では、第１の部分１２の縁区分１６のいくつかまたはすべて、および、第２の部分の縁区分１８のいくつかまたはすべては、それぞれ、第１の部分、および、第２の部分の残りの区分よりも小さい繊維密度で作られる。その結果、かくして、各区分１６、１８は、それぞれ、第１の部分１２、および、第２の部分に比例して、巻き付け中により多く圧縮する。圧縮は、繊維が失われている層で起こることになる。当業者は、外側縁に向かう厚さの差が、寸法形状的に正確でなく、繊維の減少がその方法であるときに、巻き付けの長さに亘って変化するであろうことを理解するであろう。

本発明のファブリックは、厚さ以外の種々の観点から研究されるのがよい。例えば、ファブリックは、上層、および、１つまたはそれ以上の下層を含むのがよい。上層の密度は、前記１つまたはそれ以上の下層の少なくとも１つの密度よりも小さいのがよい。密度の変化は、最終ライニングの構造的特性につき有利な効果を有すると考えられている。これらの特性は、詳細な説明でさらに詳細に説明される。

図２ａには、もう１つの連続ファブリックの断面図が示されている。ファブリック４０は、第１の部分１２、および、第２の部分１４を含む。第２の部分は、第１の部分１２ではない上層２６を含む。第１の部分は、基部２４を形成する１つまたはそれ以上の層で形成されている。上層２６は、基部２４を形成する１つまたはそれ以上の層の全体の密度よりも小さい。そのようにして、第１の部分の密度は、第２の部分の密度よりも大きい。図２ｂには、連続ファブリック４０のロール３０の斜視図が示されている。

詳細な説明で説明するように、ファブリックの厚さは、ファブリックの幅を横切る箇所で変わり得る。図３および図４は、他の連続ファブリック断面図である。各ファブリックは、両縁に沿って１つまたはそれ以上の減少された厚さの部分を有する。これらの部分は、変わる厚さおよび幅の例を提供するように示されている。これらの図は、例のためだけであり、ファブリックの厚さに対する両縁近くの任意の厚さは、例えば、縁およびその近くのファブリックの上部および下部の減少された厚さのような他の形状を有してもよい。

今、図３を参照すると、もう１つの連続ファブリックの断面図が示されている。ファブリック５０は、幅Ｗ₄および高さＨ₅を有する第１の部分１２中の区分、および、幅Ｗ₁₃および高さＨ₄を有する第２の部分１４中の区分、という２つの減少された厚さの区分を含む。そのようにして、第１の部分は、外縁部に厚さＴ₂を有し、第２の部分は、外縁部に厚さＴ₁を有する。図４は、外縁近くに減少された厚さを有するもう１つの連続ファブリックを示す。ファブリック６０は、幅Ｗ₆および高さＨ₇を有する第１の部分１２中の区分、および、幅Ｗ₅および高さＨ₆を有する第２の部分１４中の区分、という２つの減少された厚さの区分を含む。そのようにして、第１の部分は、外縁部に厚さＴ₄を有し、第２の部分は、外縁部に厚さＴ₃を有する。

当業者は、繊維の外側縁の厚さが、本発明の実施において変わり得ることを理解するであろう。例えば、基部層は、連続ファブリックの外側縁に沿って４０ｍｍよりも小さい厚さを有するのがよい。もう１つの例示的なファブリックでは、基部層は、連続ファブリックの外側縁に沿って厚さが５ｍｍよりも小さい。もう１つの例示的なファブリックでは、基部層は、連続ファブリックの外側縁に沿って厚さが２ｍｍよりも小さい。もう１つの例示的なファブリックでは、基部層は、連続ファブリックの外側縁に沿って厚さが１ｍｍよりも小さい。

外側縁から基部層が徐々に増大して標準厚さ、または、最大厚さまで達する距離もまた、本発明の実施では変化し得る。例えば、基部層は、外側縁から５０ｍｍの距離、厚さが変化する。もう１つの例示的なファブリックでは、基部層は、外側縁から１０ｍｍの距離、厚さが変化する。

今、図５ａを参照すると、複数の層を有する連続ファブリックの断面図が示されている。ファブリックは、合計で４つの層を有する。この複数層ファブリックは、上層、上中間層、下中間層、および、下層を含む。上層の幅は、連続ファブリックの幅よりも小さい。３つの層は、ファブリックの全幅を覆い、上層は、ファブリックの上面の一部のみを覆う。本願で説明するように、上面は、巻き付け配向中に上方に面する面を参照して指示されている。設置において逆にされた後は、この面は、設置配向において内方に面する。当業者は、ファブリック中の層の数は、本発明の実施において変化し得ることを理解するであろう。

図５ａに示された例示的なファブリック１００は、幅Ｗ₂₂を有する上層１０２を含む。図５ｂには、例示的なファブリックの平面図が示されている。説明するように、示されている幅は、ファブリックの全幅Ｗ₂₀の１／３よりも小さい。上層は、いわゆるベール層(veil layer)であるのがよく、ランダム配向ファイバを含む。例えば、上層は、１０〜８０g/m² の繊維密度を有するのがよい。この比較的低い繊維密度は、詳細な説明で説明するように、巻き付けの露出された上層において有利な特性を有する。

次の層、すなわち基部層の最上部は、上中間層１０４である。上中間層１０４もまた、ベール層(veil layer)であるのがよく、ランダム配向繊維を含むのがよい。しかしながら、上中間層１０４は、上層と同じ繊維重量を有しないのがよい。上中間層１０４はまた、１０〜５０g/m² の繊維密度を有するのがよい。本願で説明するように、上中間層１０４は、一般的に、巻き付け作業完了時に覆われる。しかしながら、ベール層１０４は、有利な特性を有すると考えられている上層に対する支持を提供する。

上層と上中間層との間の幅の差はファブリックの上面に沿って段を形成する。本願で説明するように、段２２が、上層１０２の内方側に形成される。段の高さ、すなわち、第１の部分と第２の部分との間の厚さの差は、劇的であることを意図しない。本願で説明するように、差は、他の特徴の中でも、ファブリックをマンドレルのまわりに巻き付けるのに使用されるわずかな段を形成することを意図している。

例示的なファブリック１００の第３の層は、異なる繊維特徴を有する。下中間層１０６は、一般的に、上層１０２または上中間層１０４よりも高い密度を有する。例えば、下中間層１０６は、長配向チョップド繊維を含むのがよい。下中間層１０６は、その幅の大部分またはすべてに亘って３００〜６００g/m² の繊維密度を有するのがよい。示されているように、下中間層１０６は、連続ファブリックの外側縁に沿って、繊維内容量がより少ない縁区分１１０、１１２を含む。かくして、ファブリック１００は、巻き付け中、連続ファブリックの中央に沿ってよりも連続ファブリックの外側縁に沿ってより薄くなる。

今、巻き付け後の外側縁の厚さについて説明する。当業者は、巻き付け後のファブリック中の連続ファブリックの外側縁の厚さが、本願の実施において変わり得ることを理解するであろう。例えば、下中間層１０６は、連続ファブリック１００の中央線に沿った下中間層１０６に比べて、連続ファブリック１００の外側縁に沿って１０％薄くなり得る。量的な意味から、下中間層１０６は、連続ファブリックの外側縁に沿って厚さが５ｍｍよりも小さくなり得る。もう１つの例示的なファブリックでは、下中間層は、連続ファブリックの外側縁に沿って厚さが２ｍｍよりも小さい。もう１つの例示的なファブリックでは、基部層は、連続ファブリックの外側縁に沿って厚さが１ｍｍよりも小さい。

ファブリックの下層は、巻き付けられるときに、マンドレルから最も遠くなり、設置されるときに、パイプに最も近くなる。例示的なファブロック１００中の下層１０８は、ファブリックの全幅を覆い、一般的には、縁から縁まで同じ繊維内容量を有する。下層１０８は、ランダムチョップド繊維を含むのがよい。下層１０８の繊維密度は、１００〜４００g/m² であるのがよい。もう１つの実施形態では、下層１０８は、連続緯糸繊維を含む
のがよく、下層１０８の繊維密度は、例えば５５g/m² であるような、３５〜７００g/m² であるのがよい。

今、図５ｃを参照すると、複数の層を有する連続ファブリックの断面図が示されている。ファブリック２００は、縁から縁まで本質的に一定である厚さを有する。例えば、厚さＴ₂₀は、７５〜１００ｍｍであるのがよい。ファブリック２００は、第１の部分１２、および、第２の部分１４を含む。第１の部分は、第２の部分よりも広い。上層１４は、第１の中間層２１２または下中間層２１２のいずれかの密度よりも小さい。かくして、第１の部分１２の少なくとも一部分は、第２の部分１４の少なくとも一部分の密度よりも大きい密度を有する。

図５ｄには、同様な実施形態が示されている。ファブリック２２０は、示されているように、１つの外縁で薄化する厚さを有する。ファブリック２２０は、第１の部分１２、および、第２の部分１４を含む。第１の部分は、第２の部分よりも広い。上層１４は、下中間層１１２の密度よりも小さい。かくして、第１の部分１２の少なくとも一部分は、第２の部分１４の少なくとも一部分の密度よりも大きい密度を有する。

今、例示的なガラスライナの材料特性を説明する。材料特性を表１に関して説明する。

表１は、４つの例の各々で巻き付けられ、硬化されたラミネートのデータを含む。各ファブリックは、例えば、図５ｂのファブリック１００のような、例えば、上層、上中間層、および、下中間層のような３つまたはそれ以上の層を含むのがよい。試験において、各試料Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの１つまたはそれ以上のロールを使用して巻き付けられたラミネートを作った。ラミネートは、例えば、DIN18820 gr. 3またはEN 13121 gr. 4によるオルソフタル酸とネオペンチルグリコールの組成物および特性に基づくような標準紫外線硬化現場硬化型パイプ樹脂を使用して作られた。

第１の試料Ａは、従来技術の製品である。試料Ａには、上層が含まれておらず、上中間層が含まれていない。表１に含まれている試験データは、試料Ａのファブリックから得られたラミネートの曲げ弾性率および曲げ強さを含む。

試料Ｂ、Ｃ、および、Ｄがまた、表１に含まれている。試料ＢおよびＣは、３０g/m² ベール(veil)から上中間層が作られている。この上中間層は、薄すぎて硬化パイプの内側層上での長期耐摩耗性を保証することができないと考えられている。対照的に、試料Ｄは、上中間層５０g/m² の増加された厚さを有する。しかしながら、表１でわかるように、増大された厚さは、試料ＢおよびＣに比べて、機械的特性、および費用にも直接かつ負の影響を有する。

今、本発明により作られたいくつかのガラスライナの材料特性を説明する。材料特性を表２に関して説明する。

本発明は、ライナの内側の強靭な特性を備えた厚い層、および、薄い上層を備えたファブリックに向けられている。その結果、ファブリックは、試料Ｄによって提供されるような内側の強靭さを犠牲にせずに、例えば試料ＢおよびＣによって提供されるような高い機械的特性を備えたラミネートに巻き付けられて、硬化される。

試料Ｅは、本発明のファブリックであり、試料ＢおよびＣと同様な構造を有するが、増加された配向繊維の内容量により増大された機械的特性を有すると考えられている。例えば、配向繊維は、６９％もの高さを有する。試料Ｅの特性を有するファブリックは、一旦巻き付けられて、ラミネートに硬化されると、試料Ａ−Ｄに比べて、改良された機械的特性および強靭さを有すると考えられており、例えば、ラミネートは、１８８００ＭＰａの曲げ弾性率、および、４６０ＭＰａの曲げ強さを有することができる。

表２には、試料Ｆとして、もう１つの提案される本発明のファブリックの特徴が記載されている。この試料は、試料Ｅと同様な、しかし増加された配向繊維内容量に付加された構造を有し、試料Ｆは、機械的特性に影響を及ぼすことなく内側面品質を保証するために、上中間層の上に上層（２５g/m² ）を付加する。試料Ｆの特性を有するファブリックは、一旦巻き付けられて、ラミネートに硬化されると、試料Ａ−Ｄに比べて、改良された機械的特性および強靭さを有すると考えられており、例えば、ラミネートは、１８５００ＭＰａの曲げ弾性率、および、４４０ＭＰａの曲げ強さを有することができる。

本発明のファブリックの使用方法について説明する。ファブリックは、ライナを形成するために、オーバーラップするパターンでマンドレルに付けられる。ファブリックの巻き付けの一般的な方法は、当業界では知られており、当業者は、任意の知られた受け入れ可能なマンドレル巻き付け機械を、本発明の実施において使用することができることを理解するであろう。例えば、図６は、図５ａの連続ファブリック１００をマンドレル１２０に付けることの斜視図である。巻き付けが始まる前に、フィルムバッグ、または、靴下管(sock)をマンドレルに被せて配置する。ファブリック１００を、マンドレルのまわりに、Ａ₂の方向に付けるとき、マンドレルが回転し、靴下管は、軸線方向Ａ₁に移動し、または、引かれる。

図７には、もう１つの例示的な方法が示されている。この斜視図では、連続ファブリックは、マンドレル１２０のまわりに巻き付けられる。この方法では、上層、上中間層、および、下中間層を有する連続ファブリック１００が選択される。図５ａを参照して本願で説明したように、上層の幅は、連続ファブリックの幅よりも小さく、上層の密度は、下中間層の密度よりも小さい。さらに、Ａ₁の方向にファブリックを付けることは、マンドレル軸線の円形方法を変えることによって可能である。

当業界では知られているように、巻き付け工程で、複数のロールを使用することが可能である。この巻き付け工程では。連続ファブリック１００を、上層を外方にした配向で、かつ、上層が本質的にライナの長さを覆うようにしてオーバーラップするパターンでマンドレル１２０のまわりに巻き付ける。ファブリックから下流側で、第２の層が靴下管上に被せて付けられる。示されているように、連続ファブリック１３６が、第２のロール１３４から巻き解かれ、マンドレル１２０に付けられる。第２の連続ファブリック１３６は、マンドレルの周のまわりにループ１３８を形成する。第１の連続ファブリック１００のループ１３０もまた、示されている。図８には、付け方の正面図が示されている。

方法は、本発明のファブリックの構造的特徴に適合されたいくつかの観点を有する。方法は、マンドレルを、所定の軸線方向速度で上流方向に移動させるステップと、マンドレルを、連続ファブリックから遠ざかる方向に、かつ、所定の回転速度で回転させるステップと、を含む。図８に示されているように、ループ１３０は、マンドレル軸線上で角度をなして繰り返し、前の上流側のループの一部を覆う。かくして、ライナ上の隣接したループの間の軸線方法長さは、一定であり、この実施形態では、ファブリックの上層の幅と同じである。換言すれば、後続の下流側のループは、覆われていないループ１３０を残す。図５ａを参照すると、ループ１３０の幅は、本質的に上層１０２の幅Ｗ₂₂である。このパターンで、上層は、ライナの軸線方向長さに沿って自身の上に覆われない。

巻き付け方法は、マンドレル上のファブリックの断面図からも研究することができる。図９および図１０は各々、付け配向で示された連続ファブリックのいくつかの巻きの断面図である。今、図９を参照すると、巻きの部分断面図が、縁から縁まで一定の厚さを備えたファブリックを示す。ファブリック１００は、図５に関連して説明される。ファブリックの３つのループＡ、Ｂ、Ｃが示されており、上面１０２は、マンドレル（図示せず）から遠ざかる方向にある。中央のループＢは、上層１０２だけが露出されており、かくして、ライナの外側でのループＡとループＣとの間の距離は、ループＢの上面の幅である。当業者は、マンドレルからの所定の軸線方向速度、および、マンドレルの所定の回転速度が一定ならば、このオーバーラップするパターンは、ライナの長さで繰り返されることを理解するであろう。

なお図９を参照すると、上中間層１０４および下中間層１０６が示されている。下中間層１０６の密度は、縁から縁まで一定であるのがよく、かくして、肩１５０が、ライナの頂部で繰り返しのパターンで現れ得る。この肩は、浸漬後に現場硬化型パイプの内側面の面の滑らかさを減少させる。

今、図１０を参照すると、もう１つの巻きの部分断面図が示されている。ファブリックの２つのループＤ、Ｅが示されており、上面１０２は、マンドレル（図示せず）に近づく方向にある。下ループＤは、上層１０２だけが露出されており、かくして、ループＤの両側のループの間の距離は、ループＢ中の上面の幅である。当業者は、マンドレルからの所定の軸線方向速度、および、マンドレルの所定の回転速度が一定ならば、このオーバーラップするパターンは、ライナの長さで繰り返されることを理解するであろう。

図１０は、縁から縁まで一定の厚さを有しないファブリックを示している。本願で説明したように、連続ファブリック１００は、低減された繊維密度の領域を有する縁区分１１２を含む。ループＤ上にループＥをオーバーラップさせて付けると、縁区分１１２は、図９に示された巻きに比べて、ループＥの上層とループＤの上層との距離が減少するように、厚さが減少する。肩１５０の寸法を減少させることにより、ライナの外側面、そして、最終的には、現場硬化型パイプの内側面の面の滑らかさが増大する。

本発明の一般的な概念の種々の観点、概念、および、特徴を、種々の例示的な実施形態の文脈で本願で説明し、例示しているけれども、これらの種々の観点、概念、および、特徴は、多くの代替的実施形態において、単独で、或いは、それらの種々の組み合わせで若しくはサブコンビネーションで使用することができる。本願で明示的に除外しなければ、すべてのかかる組み合わせ、および、サブコンビネーションは、一般的な本発明の概念の範囲内にあることが意図される。さらに、本発明の種々の観点、概念、および、特徴に関する種々の代替実施形態（例えば、代替材料、構造、構成、方法、回路、装置および構成部品、ソフトウエア、ハードウエア、制御ロジック、形態に関する代替、嵌合、並びに、機能等）を本願で記載することができるけれども、かかる記載は、現在知られていようと、後に開発されようと、入手可能な代替実施形態の完全な、或いは網羅的なリストであることを意図しない。当業者は、追加的な実施形態の中に、本発明の観点、概念、および、特徴の１つまたはそれ以上を容易に採用することができ、かかる実施形態が、本願で明示的に開示されていなくても、一般的な本発明の概念を使用することができる。さらに、本発明のいくつかの観点、概念、および、特徴が好ましい構成または方法であるとして本願で記載されているとしても、かかる記載は、明示的に述べられていない限り、かかる特徴は必要なものであることを示唆することを意図しない。さらに、例示的または代表的値および範囲は限定的な意味で解釈されるべきでなく、そのように明示的に述べられている場合にのみ重要な値または範囲であることが意図されている。さらに、種々の観点、概念、および、特徴が、発明的、或いは、発明の一部を形成するものとして明示的に同定されているけれども、かかる同定は、排他的であることを意図するものではなく、むしろ、そのように明示的に、或いは、特定の発明の一部として同定されず、本願に十分に記載されている発明的観点、概念、および、特徴があり得る。例示的な方法または工程の記載は、すべての場合に必要なものとしてすべてのステップの包含に限定されず、また、ステップが提示される順番は、そのように明示的述べられていない限り、必要なものとは解釈されるべきではない。

１０ 連続ファブリック
１２ 第１の部分
１４ 第２の部分
１６ 縁区分
１８ 縁区分
２０ 連続ファブリック
２２ 段
２４ 基部
２６ 上層
３０ ロール
４０ 連続ファブリック
５０ 連続ファブリック
１００ 連続ファブリック
１０２ 上層
１０４ 上中間層
１１０ 縁区分
１１２ 縁区分
１０６ 下中間層
１０８ 下層
１２０ マンドレル
１３０ ループ
１３２ ロール
１３４ 第２のロール
１３５ 連続ファブリック
１３６ 第２の連続ファブリック
１３８ ループ

Claims (44)

1. パイプを補強するための修復ライナを形成するのに使用される連続ファブリックであって、該連続ファブリックは、
   連続的な第１の部分、および、
   連続的な第２の部分、を含み、
   前記第１の部分の最大厚さが、前記第２の部分の最大厚さよりも小さい、連続ファブリック。
2. 前記第１の部分の幅は、前記第２の部分の幅よりも大きい、請求項１に記載の連続ファブリック。
3. 前記第１の部分の厚さは、前記連続ファブリックの外側縁でより小さい、請求項１に記載の連続ファブリック。
4. 前記第２の部分の厚さは、前記連続ファブリックの外側縁でより小さい、請求項１に記載の連続ファブリック。
5. 前記第１の部分の幅は、前記連続ファブリックの全幅の３０％〜９０％である、請求項１に記載の連続ファブリック。
6. 前記第１の部分の幅は、３００ｍｍ〜１３００ｍｍである、請求項１に記載の連続ファブリック。
7. 前記第２の部分の幅は、前記連続ファブリックの全幅の１０％〜５０％である、請求項１に記載の連続ファブリック。
8. 前記第１の部分の幅は、１００ｍｍ〜５００ｍｍである、請求項１に記載の連続ファブリック。
9. 前記第１の部分の最大厚さは、前記連続ファブリックの最大厚さの７５％〜９５％である、請求項１に記載の連続ファブリック。
10. 前記第１の部分の密度は、前記第２の部分の密度よりも大きい、請求項１に記載の連続ファブリック。
11. パイプを補強するための修復ライナを形成するのに使用される連続ファブリックであって、該連続ファブリックは、
    上層、および、
    １つまたはそれ以上の下層を含み、
    前記上層の幅は、前記連続ファブリックの幅よりも小さく、前記上層の密度は、前記１つまたはそれ以上の下層の少なくとも１つの密度よりも小さい、連続ファブリック。
12. 前記上層は、ランダム配向繊維を含むベール層である、請求項１１に記載の連続ファブリック。
13. 前記下層の１つの最上部は、ランダム配向繊維を含むベール層である、請求項１１に記載の連続ファブリック。
14. 前記上層は、１０〜８０g/m² の繊維密度を有する、請求項１１に記載の連続ファブリック。
15. 前記下層の少なくとも１つは、長配向チョップド繊維を含む、請求項１１に記載の連続ファブリック。
16. 前記下層の少なくとも１つは、３００〜８００g/m² の繊維密度を有する、請求項１１に記載の連続ファブリック。
17. 前記下層の少なくとも１つは、前記連続ファブリックの中央に沿ってよりも前記連続ファブリックの外側縁に沿ってより薄い、請求項１１に記載の連続ファブリック。
18. 前記下層の少なくとも１つは、ランダムチョップド繊維を含む、請求項１１に記載の連続ファブリック。
19. 前記下層の少なくとも１つは、１００〜４００g/m² の繊維密度を有する、請求項１１に記載の連続ファブリック。
20. パイプを補強するための修復ライナを形成するのに使用される連続ファブリックであって、該連続ファブリックは、
    上層と、
    上中間層と、
    下中間層と、
    下層と、を含み、
    前記上層の幅は、前記連続ファブリックの幅よりも小さい、連続ファブリック。
21. 前記上層は、ランダム配向繊維を含むベール層である、請求項２０に記載の連続ファブリック。
22. 前記上中間下は、ランダム配向繊維を含むベール層である、請求項２０に記載の連続ファブリック。
23. 前記上層は、１０〜８０g/m² の繊維密度を有する、請求項２０に記載の連続ファブリック。
24. 前記下中間層は、長配向チョップド繊維を含む、請求項２０に記載の連続ファブリック。
25. 前記下層の少なくとも１つは、３００〜８００g/m² の繊維密度を有する、請求項２０に記載の連続ファブリック。
26. 前記下層は、ランダムチョップド繊維を含む、請求項２０に記載の連続ファブリック。
27. 前記下層の少なくとも１つは、１００〜４００g/m² の繊維密度を有する、請求項２０に記載の連続ファブリック。
28. 前記下中間層は、前記連続ファブリックの中央に沿ってよりも前記連続ファブリックの外側縁に沿ってより薄い、請求項２０に記載の連続ファブリック。
29. 前記下中間層は、前記連続ファブリックの中央に沿ってよりも前記連続ファブリックの外側縁に沿って１０％より薄い、請求項２８に記載の連続ファブリック。
30. 前記下中間層は、前記連続ファブリックの外側縁に沿って５０ｍｍの厚さよりも小さい、請求項２８に記載の連続ファブリック。
31. 前記下中間層は、前記連続ファブリックの外側縁に沿って２ｍｍの厚さよりも小さい、請求項２８に記載の連続ファブリック。
32. 前記下中間層は、前記連続ファブリックの外縁に沿って１ｍｍの厚さよりも小さい、請求項２８に記載の連続ファブリック。
33. パイプを補強するための修復ライナを形成するのに使用される連続ファブリックであって、該連続ファブリックは、
    連続的な第１の部分、および、
    連続的な第２の部分、を含み、
    前記第１の部分の少なくとも一部の密度さが、前記第２の部分の少なくとも一部の密度よりも大きい、連続ファブリック。
34. 前記第１の部分の幅は、前記第２の部分の幅よりも大きい、請求項３３に記載の連続ファブリック。
35. 前記第１の部分の厚さは、前記連続ファブリックの外縁でより小さい、請求項３３に記載の連続ファブリック。
36. 前記第２の部分の厚さは、前記連続ファブリックの外縁でより小さい、請求項３３に記載の連続ファブリック。
37. 前記第１の部分の幅は、前記連続ファブリックの全幅の３０％〜９０％である、請求項３３に記載の連続ファブリック。
38. 前記第１の部分の幅は、３００ｍｍ〜１３００ｍｍである、請求項３３に記載の連続ファブリック。
39. 前記第２の部分の幅は、前記連続ファブリックの全幅の１０％〜５０％である、請求項３３に記載の連続ファブリック。
40. 前記第１の部分の幅は、１００ｍｍ〜５００ｍｍである、請求項３３に記載の連続ファブリック。
41. 前記第１の部分の最大厚さは、前記連続ファブリックの最大厚さの７５％〜９５％である、請求項３３に記載の連続ファブリック。
42. パイプを補強するための修復ライナを製造する方法であって、該方法は、
    上層と、上中間層と、下中間層と、を有する連続ファブリックであって、前記上層の幅は、前記連続ファブリックの幅よりも小さく、前記上層の繊維密度は、前記底中間層の繊維密度よりも小さい連続ファブリックを選択するステップと、
    前記連続ファブリックを、前記上層を外方にした配向で、かつ、前記上層がライナの長さを本質的に覆うようにしてオーバーラップするパターンでマンドレルのまわりに巻き付けるステップと、を含む方法。
43. 前記マンドレルを、所定の軸線方向速度で上流方向に移動させるステップと、
    前記マンドレルを、前記連続ファブリックから遠ざかる方向に、かつ、所定の回転速度で回転させるステップと、
    前記マンドレルの周のまわりにファブリックの繰り返しのループを形成するステップと、をさらに含み、
    ライナ上の２つの隣接したループの間の軸線方法長さは、前記ファブリックの前記上層の幅と同じである、請求項４２に記載の方法。
44. 前記上層は、ライナの軸線方向長さに沿って自身の上にオーバーラップされない、請求項４２に記載の方法。

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