JP2021055834A - 更生管、更生管の製造方法および既設管の更生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 更生管の軸方向収縮を抑制するための接着剤を既設管と更生管との間に安定して供給する。【解決手段】既設管２０を更生するための更生管１０Ａは、第１方向に潰された断面形状を有するとともに、第１方向と交差する第２方向において内側に向かって凹んだ凹部１１を有している。更生管１０Ａの管外面には、凹部１１内においてホットメルト接着剤１５が長手方向に沿って連続的に付着されている。更生管１０Ａを既設管２０内で加熱するとともに拡径させることにより、更生管１０Ａで既設管２０の内面をライニングする。この過程で、溶融したホットメルト接着剤１５により更生管１０Ａを既設管１０に接着する。【選択図】図１

Description

本発明は、老朽化した既設管を更生するために用いられる更生管、この更生管を製造する方法、およびこの更生管を用いて既設管を更生する方法に関する。

下水道において、地中に埋設された下水管（以下、既設管という）が老朽化して亀裂が生じると下水が地中に漏れたり、地下水が既設管内に侵入したりする等の不都合が生じる。そこで、老朽化した既設管の内面を樹脂製の更生管でライニングすることにより、既設管を更生する方法が開発されている。

比較的小さな径の既設管をライニングする場合には、断面円形の記憶形状を有する樹脂製の更生管を断面Ω形状に潰して上記既設管に通し、この更生管に加熱蒸気を供給して断面円形に戻すとともに圧縮空気により拡径することにより、更生管を既設管の内面にライニングする。ライニングの後に、既設管の端部と更生管の端部との間を止水材で封止し、これにより、既設管の亀裂等から侵入した地下水が既設管と更生管との間の隙間を経て、管端からマンホールへと流れ込むのを防止している。

更生管はライニング後の冷却工程において温度変化に伴い軸方向に収縮することがある。そのため、管口部分で窪みが生じることがある。
そこで、特許文献１に記載された既設管の更生方法では、更生管と既設管とをその長手方向に連続的に接着している。これにより、更生管の軸方向収縮を防止することができる。また、更生管に発生する軸方向の荷重を分散することができる。具体的には、接着剤を収容した長尺の袋を、断面Ω形状の更生管の凹部に挿入する。更生管が拡径する時に、長尺の袋が、更生管と既設管との間で圧迫されて破れ、接着剤が既設管と更生管の間に供給される。

特開２０１９−１２４２８２号公報

特許文献１による更生方法では、長尺の袋が更生管と別体をなしているため、更生管の拡径時に長尺の袋の支持が不安定で周方向に移動し易いため、接着剤を意図した領域に確実に供給するのが困難である。また、更生管の拡径の過程で長尺の袋が破れるタイミングが不安定であり、早いタイミングで破れた場合には、接着剤が広範囲に広がり、更生管と既設管を強固に接着できない。
さらに、長尺の袋は運搬時や更生管内に引き込み時に破れることもあり、更生管と既設管の良好な接着を阻害する要因となる。

上記課題を解決するために、本発明は、既設管の内面をライニングするために用いられる樹脂製の更生管であって、第１方向に潰された断面形状を有するとともに、上記第１方向と交差する第２方向において内側に向かって凹んだ凹部を有し、管外面にはホットメルト接着剤が長手方向に沿って連続的に付着されていることを特徴とする。
上記構成によれば、ホットメルト接着剤が更生管に付着されているので、更生管を加熱し拡径した時に、ホットメルト接着剤により更生管を意図した領域で既設管に接着することができる。しかも、袋に収容された接着剤のように袋が破れるタイミングで接着領域が大きく変わることがないので、更生管と既設管の良好な接着を確保することができる。

好ましくは、上記ホットメルト接着剤が上記凹部内に配置されている。
上記構成によれば、更生管の運搬時にホットメルト接着剤が剥がされるのを防止することができる。

一つの具体的態様では、上記ホットメルト接着剤が上記凹部の最奥部に付着されている。
上記構成によれば、更生管の拡径の最終段階でホットメルト接着剤が既設管に達するので、より一層良好に更生管を既設管に接着することができる。

他の具体的態様では、上記ホットメルト接着剤が、上記凹部において上記第１方向に対向する壁部のうちの一方の壁部、または当該一方の壁部と上記凹部の最奥部を含む部位に、付着されている。
上記構成によれば、ホットメルト接着剤を比較的広い面領域に付着することができ、更生管と既設管の接着強度を高めることができる。

さらに他の具体的態様では、上記ホットメルト接着剤が、長手方向に連続するとともに互いに離間した複数の線を描くようにして管外面に付着されている。
上記構成によれば、更生管を加熱させて既設管にライニングする際に、ホットメルト接着剤が更生管の熱を効率良く吸収して溶融することができ、既設管と更生管を良好に接着することができる。

本発明の他の態様は、上記ホットメルト接着剤が上記凹部内に配置される更生管を製造する方法であって、断面円形の樹脂管を上記第１方向に狭圧して潰すと同時に上記第２方向から押し込んで上記凹部を形成する第１工程と、上記樹脂管の上記凹部に上記ホットメルト接着剤を付着させる第２工程と、上記樹脂管を上記第１方向に狭圧することにより、さらに上記樹脂管の上記第１方向の寸法を減じるとともに、上記凹部の開放端部を狭める第３工程と、を順に実行することを特徴とする。
上記方法によれば、ホットメルトの付着を更生管の潰し工程の途中で実行することにより、比較的簡単にホットメルト接着剤を凹部内に配置させることができる。

上記製造方法の一つの具体的態様では、上記樹脂管の外面には管軸と平行に延びる突条が形成されており、上記第１方向が垂直方向で上記第２方向が水平方向であり、
上記第１工程において、上記樹脂管は、上記突条が上記凹部の最奥部の下側に位置するように加工され、上記第２工程において、上記ホットメルト接着剤が上記凹部の最奥部に付着される。
上記方法によれば、ホットメルト接着剤が重力により垂れるのを突条で制止することができ、意図した面領域にホットメルト接着剤を確実に付着させることができる。

上記製造方法の他の具体的態様では、上記第１方向が垂直方向で上記第２方向が水平方向であり、上記第２工程において、上記凹部の上下に対向する壁部のうち、下側の壁部、またはこの下側の壁部と上記凹部の最奥部を含む部位に、上記ホットメルト接着剤を付着する。
上記方法によれば、下側の壁部の上面に付着されたホットメルト接着剤は重力により垂れず、意図した面領域にホットメルト接着剤を確実に付着させることができる。

好ましくは、上記第２工程において、塗布装置のノズルが、上記樹脂管の上記凹部に配置され、上記ノズルは、樹脂管の長手方向と直交する方向に離間した複数のノズル口を有し、上記ノズルに対して上記樹脂管が長手方向に相対移動する過程で、上記複数のノズル口からホットメルト接着剤が吐出して、上記下側の壁部に付着する。
上記方法によれば、複数のノズル口からホットメルト接着剤を吐出するので、曲面形状を有する壁部に対しても良好にホットメルト接着剤を供給できる。また、複数のノズル口でのホットメルト接着剤の温度の差を小さくすることができ、略均等にホットメルト接着剤を供給することができる。

本発明のさらに他の態様は、上記更生管を用いて既設管を更生する方法であって、更生管を上記既設管に挿入する工程と、上記更生管を上記既設管内で加熱し開展することにより、上記更生管により上記既設管の内面をライニングするとともに、溶融した上記ホットメルト接着剤により上記更生管を上記既設管に接着する工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、更生管を既設管に確実に接着することができ、更生管の軸方向の収縮を抑制することができる。

（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第１実施形態に係る更生管を製造する方法を、順を追って示す横断面図である。 図１の製造方法で製造された更生管を用いて既設管を更生する方法を、順を追って説明する横断面図である。 本発明の第２実施形態に係る更生管の横断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第3実施形態に係る更生管の製造方法を、順を追って示す横断面図である。 本発明の第４実施形態に係る更生管の横断面図である。 本発明の第５実施形態に係る更生管の製造方法を、順を追って示す横断面図である。 図６の方法で製造された更生管のホットメルト接着剤を示す平面図である。 ホットメルト接着剤の形成方法の他の態様を示す平面図である。

更生管の製造方法
以下、本発明の第１実施形態に係る樹脂製の更生管の製造方法について、図１を参照しながら説明する。
工場において図１（Ａ）に示す樹脂管１０が押出成形される。この樹脂管１０は塩化ビニル樹脂等からなり、押出成形ラインの中間のステージで円形の断面形状を記憶するように形状記憶処理される。

上記押出成形ラインの形状記憶処理ステージの後に、樹脂管１０は加工ステージに送られる。この加工ステージでは、第１工程が実行される。すなわち、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように断面円形の樹脂管１０を、樹脂管１０の送り方向に向かって徐々に近づくように配置された上下の押圧板１、２により、Ｙ軸方向（上下方向；第１方向）に潰す。この潰し工程と同時に、変形治具３をＸ軸方向（水平方向；第２方向）から樹脂管１０に押し込むことにより、樹脂管１０に凹部１１を形成する。

樹脂管１０のＹ軸方向の潰し工程は途中で中断される。この状態では、図１（Ｃ）に示すように、凹部１１は略半円をなして外部に大きく開放されている。
次に、第２工程が実行される。すなわち、図１（Ｃ）で示すように、管外面において上記凹部１１の最奥部１１ｘに、厚み２〜３ｍｍ、幅２０〜３０ｍｍの範囲で、樹脂管１０の全長にわたり長手方向（管軸方向）に連続してホットメルト接着剤１５を塗布する。このホットメルト接着剤１５は、主成分としてエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）やポリオレフィン等を含み、７５〜８５℃で十分に軟化することができる。

上記ホットメルト接着剤１５の塗布後に、第３工程が実行される。すなわち、図１（Ｃ）、図１（Ｄ）に示すように再び樹脂管１０を押圧板１，２と同様の押圧板４，５で狭圧して、さらにＹ軸方向に潰すことにより、断面Ω形状の更生管１０Ａが得られる。凹部１１の開放端部は狭められ殆ど閉じられる。
上記のようにして製造された更生管１０Ａは最終ステージでドラムに巻き取られる。

既設管の更生方法
図２を参照しながら、上記ホットメルト接着剤１５付きの更生管１０Ａを用いて、長期使用により劣化した下水道等の既設管２０を更生する方法について説明する。既設管２０の両端はマンホールに接続されている。
図２（Ａ）に示すように、断面Ω形状に潰された長尺の更生管１０Ａを、一方のマンホールから他方のマンホールまでワイヤで牽引することにより、既設管２０の全長にわたって挿入する。
ホットメルト接着剤１５は、予め更生管１０Ａの凹部１１内に配置されているので、運搬時や更生管１０Ａを既設管２０に挿入する際に、傷つくことはない。

次に、更生管１０Ａの一端から他端に向かって更生管１０Ａ内に高温蒸気を流す。これにより、更生管１０Ａは図２（Ｂ）に示すように開展し始め、形状記憶された断面円形に復帰する。さらに圧縮空気を供給して拡径することにより、図２（Ｃ）に示すように、更生管１０Ａが既設管２０の内面に密着し、既設管２０の内面が更生管１０Ａでライニングされた状態となる。

上記のように、更生管１０Ａが拡径して既設管２０に密着する過程で、上記高温蒸気により溶融したホットメルト接着剤１５が既設管２０に達し、この既設管２０と更生管１０Ａを接着する。ホットメルト接着剤１５は、更生管１０Ａに付着しているので、更生管１０Ａに対して周方向に移動したり広がったりすることがなく、意図する領域にホットメルト接着剤１５を配することができる。本実施形態では、ホットメルト接着剤１５は凹部１１の最奥部１１ｘに配置されているので、更生管１０Ａが既設管２０に密着される最終段階で既設管２０に達する。そのため、より一層確実に意図する領域で更生管１０Ａを既設管２０に接着することができる。
最後に、更生管１０Ａの端部と既設管２０の端部間を全周にわたって止水材で封止する。止水材は、例えば速乾エポキシ樹脂や急結モルタル等のパテからなる。

接着剤の作用
次に、ホットメルト接着剤１５の作用について説明する。上述したように既設管２０と更生管１０Ａとが、ホットメルト接着剤１５により接着固定されているので、更生管１０Ａは既設管２０に拘束されており、冷却過程での軸方向の熱収縮を抑制される。そのため、更生管１０Ａの管口部分での窪みの発生を防止することができる。しかも、ホットメルト接着剤１５は更生管２０の全長にわたって長手方向に連続して配されているため、更生管１０Ａに発生する軸方向荷重を分散することができる。

第２実施形態
図３は本発明の第２実施形態を示す。この実施形態において第１実施形態に対応する構成部には同番号を付してその詳細な説明を省略する。図３は、製造工程を終了した直後の更生管１０Ｂを示している。更生管１０Ｂの凹部１１の最奥部１１ｘにホットメルト接着剤１５が付着している点は、第１実施形態の更生管１０Ａと同じである。本実施形態の更生管１０Ｂは、その管外面に、更生管１０Ｂの全長にわたって長手方向に連続して延びる突条１２を有している。突条１２は、凹部１１の最奥部１１ｘの下側、すなわちホットメルト接着剤１５の下側に位置している。

以下、更生管１０Ｂの製造方法について説明する。突条１２は樹脂管の押出成形時に樹脂管の外面に管軸と平行に形成される。
樹脂管は、上述した第1工程において、突条１２が凹部１１の１１ｘより下側に位置するように加工される。さらに上述した第２工程において、上記ホットメルト接着剤１５が凹部１１の最奥部１１ｘに塗布される。このホットメルト接着剤１５の塗布時に、ホットメルト接着剤１５が自重により垂れる（樹脂だれ）のを、突条１２で制止することができ、ホットメルト接着剤１５を意図した領域に確実に付着することができる。第３工程は第１実施形態と同様である。
更生管１０Ｂを用いた既設管２０の更生方法は、第１実施形態の更生管１０Ａと同様であるので説明を省略する。

第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について図４（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら説明する。第３実施形態での第１工程は第１実施形態と同様である。図１（Ａ）、（Ｂ）参照。第３実施形態での第２工程において、ホットメルト接着剤１５は、図４（Ａ）に示すように、凹部１１の最奥部１１ｘと、凹部１１の上下に対向する壁部１１ｙ、１１ｚのうち下側の壁部１１ｚを含む面領域に塗布される。上記のように、ホットメルト接着剤１５の塗布領域が下側の壁部１１ｙの上面を含むので、ホットメルト接着剤１５の自重による樹脂だれを抑制することができる。図４（Ｂ）に示す第３工程は第１実施形態と同様に行われる。

第３実施形態の更生管１０Ａも第１実施形態と同様にして既設管の内面にライニングされる。ホットメルト接着剤１５が下側の壁部１１ｙにも付着されるので比較的広い付着領域（例えば幅３０〜５０ｍｍ）を確保でき、更生管１０Ａと既設管の接着強度を高めることができる。

第４実施形態
図５に示す第４実施形態では、第２工程において凹部１１の下側の壁部１１ｚにのみ、ホットメルト接着剤１５が塗布されるので、ホットメルト接着剤１５の樹脂だれをより一層抑制することができる。

第５実施形態
次に、本発明の第５実施形態について図６を参照しながら説明する。第５実施形態での第１工程は第１実施形態と同様である。図１（Ａ）、（Ｂ）参照。
第５実施形態での第２工程では、図６（Ａ）に示すように、ホットメルト接着剤１５が、塗布装置３０により凹部１１の下側の壁部１１ｚに塗布される。塗布装置３０は、接着剤を加熱するタンク（図示しない）と、ノズル３１と、タンクからの溶融された接着剤をノズル３１へと供給する耐圧・耐熱チューブ３２とを有している。この塗布装置３０の基本構造は、第１〜第４実施形態で用いられる塗布装置と共通である。

第１〜第４実施形態で用いられる塗布装置のノズルは、樹脂管１０の長手方向と直交する方向に延びるスリット形状のノズル口を有している。これに対して、本実施形態の塗布装置３０のノズル３１は、互いに樹脂管１０の長手方向と直交する方向に離間した複数（例えば５つ）のノズル口を有している。そのため、樹脂管１０の凹部１１に配置されたノズル３１に対して樹脂管１０が長手方向に搬送される過程で、図６（Ａ）に示すようにノズル３１の複数のノズル口からホットメルト接着剤１５が吐出して塗布されると、ホットメルト接着剤１５は複数の直線を描くようにして付着される。
複数のノズル口からホットメルト接着剤１５を吐出するので、曲面形状を有する壁部１１ｚに対しても良好にホットメルト接着剤を供給できる。
また、スリット状のノズル口ではその両端部で冷めやすいが、複数のノズル口の場合にはホットメルト接着剤１５の温度の差を小さくすることができ、略均等にホットメルト接着剤１５を供給することができる。
図６（Ｂ）に示す第３工程は第１実施形態と同様である。

直線状のホットメルト接着剤１５は、図６（Ｂ）、図７に示すように、更生管１０Ａの長手方向と直交する方向に離間し、更生管１０Ａの長手方向に連続して延びている。
上記のようにして複数の直線を描いてホットメルト接着剤１５が付着された更生管１０Ａは、図２（Ａ）〜（Ｃ）と同様の工程で既設管２０をライニングされる。更生管１０Ａ内に高温蒸気を供給して加熱すると、更生管１０Ａからの熱が複数の直線をなすホットメルト接着剤１５に効率よく吸収される。シート状のホットメルト接着剤１５（第１〜大４実施形態参照）に比べて、ホットメルト接着剤１５に影響する更生管１０Ａの体積が大きいからである。その結果、ホットメルト接着剤１５を確実に所望の溶融状態にすることができ、更生管１０Ａを既設管２０の内面により一層良好に接着することができる。

第５実施形態では、複数の直線を描くようにしてホットメルト接着剤１５を塗布したが、その代わりに、図８に示すように波状の複数の線を描くようにして更生管の長手方向に連続するように、ホットメルト接着剤１５を塗布してもよい。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨に反しない限りにおいて種々の改変をなすことができる。
更生管は上述の実施形態よりさらに扁平に潰して略平板形状にしてもよい。
ホットメルト接着剤は、更生管の管外面であれば凹部の外に付着してもよい。
既設管は下水管のみならず他用途の配管であってもよい。

本発明は、下水道等の既設管を更生するための更生管に適用することができる。

１０ 樹脂管
１０Ａ，１０Ｂ 更生管
１１ 凹部
１１ｘ 最奥部
１１ｙ 上側の壁部
１１ｚ 下側の壁部
１２ 突条
１５ ホットメルト接着剤
２０ 既設管

Claims (10)

1. 既設管の内面をライニングするために用いられる樹脂製の更生管であって、
   第１方向に潰された断面形状を有するとともに、上記第１方向と交差する第２方向において内側に向かって凹んだ凹部を有し、
   管外面にはホットメルト接着剤が長手方向に沿って連続的に付着されていることを特徴とする更生管。
2. 上記ホットメルト接着剤が上記凹部内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の更生管。
3. 上記ホットメルト接着剤が上記凹部の最奥部に付着されていることを特徴とする請求項２に記載の更生管。
4. 上記ホットメルト接着剤が、上記凹部において上記第１方向に対向する壁部のうちの一方の壁部、または当該一方の壁部と上記凹部の最奥部を含む部位に、付着されていることを特徴とする請求項２に記載の更生管。
5. 上記ホットメルト接着剤が、長手方向に連続するとともに互いに離間した複数の線を描くようにして管外面に付着されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の更生管。
6. 請求項２に記載の更生管を製造する方法であって、
   断面円形の樹脂管を上記第１方向に狭圧して潰すと同時に上記第２方向から押し込んで上記凹部を形成する第１工程と、
   上記樹脂管の上記凹部に上記ホットメルト接着剤を付着させる第２工程と、
   上記樹脂管を上記第１方向に狭圧することにより、さらに上記樹脂管の上記第１方向の寸法を減じるとともに、上記凹部の開放端部を狭める第３工程と、
   を順に実行することを特徴とする更生管の製造方法。
7. 上記樹脂管の外面には管軸と平行に延びる突条が形成されており、
   上記第１方向が垂直方向で上記第２方向が水平方向であり、
   上記第１工程において、上記樹脂管は、上記突条が上記凹部の最奥部の下側に位置するように加工され、
   上記第２工程において、上記ホットメルト接着剤が上記凹部の最奥部に付着されることを特徴とする請求項６に記載の更生管の製造方法。
8. 上記第１方向が垂直方向で上記第２方向が水平方向であり、上記第２工程において、上記凹部の上下に対向する壁部のうち、下側の壁部、またはこの下側の壁部と上記凹部の最奥部を含む部位に、上記ホットメルト接着剤を付着することを特徴とする請求項６に記載の更生管の製造方法。
9. 上記第２工程において、塗布装置のノズルが、上記樹脂管の上記凹部に配置され、上記ノズルは、樹脂管の長手方向と直交する方向に離間した複数のノズル口を有し、上記ノズルに対して上記樹脂管が長手方向に相対移動する過程で、上記複数のノズル口からホットメルト接着剤が吐出して、上記下側の壁部に付着することを特徴とする請求項８に記載の更生管の製造方法。
10. 請求項１〜５のいずれかに記載の更生管を上記既設管に挿入する工程と、
    上記更生管を上記既設管内で加熱し開展することにより、上記更生管により上記既設管の内面をライニングするとともに、溶融した上記ホットメルト接着剤により上記更生管を上記既設管に接着する工程と、
    を備えたことを特徴とする既設管の更生方法。

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