JP2619104B2

JP2619104B2 - 既設管のライニング用塩化ビニル樹脂管

Info

Publication number: JP2619104B2
Application number: JP7747790A
Authority: JP
Inventors: 誠伊集院; 昭彦津田; 伸一縄田
Original assignee: 筒中プラスチック工業株式会社
Priority date: 1990-03-26
Filing date: 1990-03-26
Publication date: 1997-06-11
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: JPH03275335A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は既設管の内面のライニング用塩化ビニル樹
脂管、更に詳しくは主として電力配線、通信配線等のケ
ーブル類の敷設用管路を構成する地下あるいは建造物躯
体内に埋設された既設管に対し、その補修、補強等のた
めに内面に爾後的に挿入して内張り状態に設置されるラ
イニング用塩化ビニル樹脂管に関する。

従来の技術上記のような既設管は、長年月の経過による腐食、あ
るいは周りからの外圧に基因して、不測の亀裂、損傷を
生じることがある。そして、これらの損傷を生じると、
例えば地中埋設管にあっては、地下水の浸入等で内部の
電力配線、通信配線等に短絡、漏電、断線等の事故をひ
き起こすおそれがでてくる。しかしながら、実際上、た
とえば地上の建造物の地下に埋設され、あるいは建造物
自体の躯体内に埋設されているようなこの種の既設管
は、それ自体を取替えることが施工上困難である。

このため、近時、かゝる既設管の補修、補強のため
に、その内側に爾後的に合成樹脂管を挿入し、内面をラ
イニングするライニング工法が注目されている。このラ
イニング工法は、特開平１−295828号公報に見られるよ
うに、補修対象とする既設管内に、その内径よりも外径
の小さい熱可塑性合成樹脂管を加熱軟化状態にして挿入
したのち、その樹脂管内にスチームを導入し内圧を加え
ることによって樹脂管を半径方向に膨張させ、既設管内
面に密接せしめ、その後冷却媒体を用いてそのまゝ固化
せしめるものである。

而して、従来、上記のようなライニング用樹脂管とし
ては、材料コスト、耐久性、熱変形特性等の諸点から一
般に地中管路構成材料として広く使用されているような
平均重合度1100〜1300程度の硬質塩化ビニル樹脂管の
使用が考慮され、多く試用されてきた。

発明が解決しようとする課題ところが、このような硬質塩化ビニル樹脂管を使用す
る場合、既設管内への挿入後、加熱媒体による加熱、加
圧膨張過程において次のような問題が生じることが認識
されている。

即ち、ライニング用樹脂管は、既設管内径の50〜95％
程度に相当する外径のものが用いられるが、既設管内へ
の挿入操作の行い易さのためには比較的小径のものを選
択使用することが望まれる。その場合、加熱膨張時に大
きな伸びを示すことが必要となる。ところが、実際上、
ライニング用塩化ビニル樹脂内にスチームを導入して加
熱、軟化させた場合、管内には不可避的にドレンが溜っ
て十分な昇温が妨げられる部分を生じ、あるいは既設管
内面に密接している部分において既設管側に熱を奪われ
る等の影響により、樹脂管の全体においては約75〜95℃
程度の範囲において温度分布のバラツキを生じる。もち
ろんこの温度範囲は、いずれも塩化ビニル樹脂の軟化点
温度（73〜75℃）以上であるものゝ、加熱膨張時におい
て周方向に伸びの不均一が生じ、結果的に膨張後の管厚
が不均一なものとなるのみならず、局部的な過膨張部分
を生じて、甚だしくは管壁にいわゆるバーストと称され
るような亀裂を発生するというような問題があった。

また、ライニング用樹脂管は、ライニング施工時、加
熱膨張後の冷却過程において熱収縮により半径方向及び
長さ方向に収縮が発生する。このような収縮に対して
は、管内に圧力をかけることで周方向の収縮に対応し、
かつ管の両端を固定することで長さ方向の収縮に対応す
るものとしている。しかしながら、このために、ライニ
ング施工後の樹脂管には内部歪が発生し、耐震強度、耐
衝撃強度が著しく低下するというような問題もあった。

そこで、この発明は、加熱による温度分布に上記のよ
うなバラツキを生じても、施工温度範囲において均一か
つ良好な伸びを示し、従って膨張後の管厚の均一化と膨
張時のバーストの発生の防止をはかり得、施工性の向上
をはかり得ると共に、施工後における樹脂管の内部歪を
速やかに緩和ないし解消して耐震強度にも優れたものと
なしうるライニング用塩化ビニル樹脂管を提供すること
を目的とする。

課題を解決するための手段この発明者らは、上記目的において種々実験と研究の
結果、使用するポリ塩化ビニル樹脂の平均重合度にお
いて、相互に重合度が特定範囲の異なる２種類のポリ塩
化ビニル樹脂を混合して用い、かつ改質剤に特定のもの
を選択使用することにより、一般的なライニング施工温
度範囲（約75〜95℃程度）内において良好な伸び特性を
示し、温度差による伸びの変化を比較的小さいものとし
ながら、施工後の樹脂管に発生する内部歪を速やかに緩
和ないし解消し、実用上十分な強度、耐衝撃性、剛性が
得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、この発明は、既設管の補修、補強用のライニン
グ用塩化ビニル樹脂管を特定対象物として、平均重合度
_L400〜600のポリ塩化ビニル樹脂40〜60重量％と、平
均重合度_H1050〜1350のポリ塩化ビニル樹脂60〜40重
量％との混合物を主成分とし、該混合物100重量部に対
して、MMA系および／またはMBS系改質剤を３〜25重量部
配合した樹脂組成物からなることを特徴とするものであ
る。

この発明による樹脂管の主成分とするポリ塩化ビニル
樹脂に、平均重合度の異なった２種のポリ塩化ビニル樹
脂の組合わせにおいて用いるのは、ライニング施工時の
前記施工温度範囲（約75〜95℃）において可及的良好な
伸びを有するものとしながら、かつ内部応力歪を短時間
に緩和ないし解消せしめるものとするためである。かつ
それぞれのポリ塩化ビニル樹脂の平均重合度を前記範囲
に規定するのは、次の理由による。即ち、相対的に重合
度の低い方のポリ塩化ビニル樹脂の平均重合度（_Ｌ）
が、400未満では、耐衝撃強度が著しく劣るものとな
り、600をこえると上記施工温度範囲において伸びが低
く加熱膨張時にバーストを生じ易いものとなるためであ
る。また相対的に重合度の高い方のポリ塩化ビニル樹脂
の平均重合度（_Ｈ）が1050未満である場合、樹脂管が
機械的強度に著しく劣るものとなり、1350をこえる場合
には前記施工温度範囲での伸びが不十分なものとなり、
かつ作業性にも劣るものとなるためである。本発明者ら
によって数種の平均重合度の異なるポリ塩化ビニル樹脂
の２種類を各種に組合わせて構成した各種混合物につい
て、それらの温度80℃のもとでの平均伸び率を測定し、
かつ応力緩和特性試験を行ったところ、結果は下記第１
表のとおりであった。

上記第１表の結果に示されるように、本発明の規定範
囲に２種類のポリ塩化ビニル樹脂を混合した試料No.1〜
３にあっては、該規定範囲から逸脱する試料No.4、５に
較べ、施工温度範囲のうちの比較的低い温度である80℃
の加熱状態下において、比較的良好な伸びを示し、しか
も経時的な応力残留率も顕著に低いものとなしうること
が判る。互いに混合する各ポリ塩化ビニル樹脂の最も好
ましい平均重合度の範囲は、重合度の低いものにおいて
_L450〜550、高いものにおいて_H1100〜1200程度であ
る。

上記２種類のポリ塩化ビニル樹脂の配合割合について
は、相対的に平均重合度の低い樹脂の配合量が60重量％
をこえると樹脂管の機械的強度が著しく低下し、40重量
％未満では前記施工温度範囲内での均一な伸びが得られ
ない。最も好ましい混合比率としては、重合度の相対的
に低いポリ塩化ビニル樹脂において45〜55重量％程度で
ある。

次に、改質剤の配合は、ポリ塩化ビニル樹脂の主とし
て伸びと強度の改善のために必須とするものであるが、
塩化ビニル用の改質剤として既知の種々のものゝ中で
も、特にMMA系およびMBS系の改質剤をそれらのうちのい
ずれか１種または２種の組合わせにおいて選択使用すべ
きものとする。MMA系改質剤は、アクリル酸エステルを
主体とする共重合ゴムにメチルメタアクリレート、スチ
レン、アクリロニトリル等の単量体をグラフト重合した
多成分系樹脂であり、MBS系改質剤は、ブタジエン・ス
チレン・メチルメタクリレート共重合体である。これら
の両改質剤の１種または２種添加配合により、伸び、強
度の改善に所期する効果を実現しうるが、MBS系改質剤
においては樹脂管の耐候性の改善効果が不十分であり、
この点で相対的にはMMA系改質剤の使用の方が好適であ
る。塩化ビニル樹脂用改質剤としては、他にCPE系、EVA
系、ABS系等が既知であるが、いずれも本発明に使用す
る上記特定の改質剤の使用に較べ、ライニング施工温度
範囲での伸びの改善効果が期待できず、あるいは不十分
なものとなる。

改質剤の配合割合は、ポリ塩化ビニル樹脂の前記混合
物100重量部に対し、３重量部未満では樹脂管の実用強
度が不足し、かつライニング施工温度範囲での伸びの改
善効果も不十分である。しかしながら25重量部をこえて
添加しても、伸びの改善効果、実用強度はそれ以上の向
上を期待できず、むしろ剛性の低下を招く点で不利であ
る。最も好ましい改質剤の配合量は、ポリ塩化ビニル樹
脂の混合物100重量部に対し、６〜18重量部程度であ
る。

その他、本発明によるポリ塩化ビニル組成物には、通
常添加される安定剤、滑剤、顔料、色剤等の添加が許容
されることはいうまでもない。これらの添加剤の種類、
配合量等については特に限定されるものではなく、樹脂
管の製造の常法に従うものとすれば良い。たとえば安定
剤としては、鉛系、有機錫系、金属石けん等を１種もし
くは２種以上の組合わせにおいて1.0〜3.0重量部配合す
るのが普通であり、また滑剤については0.5〜1.5重量部
を、充填剤としての酸化チタン等や色剤については必要
に応じて0.5重量部以下の範囲に配合すれば良い。

また、この発明に係る樹脂管の製造は、通常の押出成
形法に従って行うものとすれば良く、製造条件等につい
て何ら格別の制限を受けるものではない。

発明の効果この発明の樹脂組成物からなる樹脂管によれば、後掲
の実施例から判るように、既設管の補修等のためのライ
ニング施工時の施工温度範囲において、該範囲内での温
度のばらつきに拘らず比較的安定した良好な伸び特性を
示す。従って、スチームの導入による加熱下に内部から
加圧し、膨張させた場合に管の周方向に温度の多少の不
均一に拘らず均一な伸びを示し、ひいては管の肉厚の均
一化をはかりうると共に、局部的な過剰伸びによるバー
ストの発生を防止でき、施工時の加熱温度条件等の施工
条件のバラツキの許容範囲を拡大して施工性を向上しな
がら欠陥のない確実なライニング施工を可能とする。

また、施工後において樹脂管内に発生する内部応力歪
を比較的短時間のうちに緩和ないし解消できる。従っ
て、強度、とくに耐震強度および耐衝撃性に優れたもの
とすることができ、耐久性、安全性に優れたライニング
施工を行いうる。

実施例下記第２表の配合による樹脂組成物を用い、押出成形
法により直径123mm、肉厚4.0mm（±１％以内）の各種ポ
リ塩化ビニル管を製造した。

そして、上記各種の塩化ビニル樹脂管（Ｐ）を、第１
図に示すように内径150mm（20％膨管）及び185mm（50％
膨管）の２種類の金属製テスト用管（Ｍ）（既設管に相
当）に挿入し、両端をそれぞれスチーム入口（Ｉ）及び
同出口（Ｏ）を有するクランプ型栓体（Ｒ）で閉鎖した
状態で、上記スチーム入口（Ｉ）から温度111℃、圧力
0.5kg/cm²のスチーム（Ｓ）を圧入し、樹脂管（Ｐ）を
膨張させてその外周面をテスト用管（Ｍ）の内周面に密
接せしめるものとし、該加圧状態を保ちながら２時間保
持したのち、圧縮空気により冷却した。

そして、上記樹脂管（Ｐ）をテスト用管（Ｍ）から抜
脱し、内径150mmのテスト用管（Ｍ）を用いた試料（20
％膨管）について、第１図Ｘ−Ｘ部分における膨張後の
樹脂管の円周方向の肉厚分布を測定しその公差を調べ
た。

一方、内径185mmのテスト用管（Ｍ）を用いた試料（5
0％膨管）については、膨張時における管壁からのスチ
ーム洩れの有無及び膨張後の肉眼検査により、バースト
の有無を調べた。

また、前記配合の各樹脂組成物については、JISK6742
の試験方法に準じて、80℃の雰囲気中で伸び率を、更に
上記と同様にして採取した試験片について、該試験片に
0.5％の引張り変形を与えてこれを持続し、100時間経過
後の応力残留率を測定した。

それらの結果を第３表に併記する。

上表に示されるように、本発明に係るポリ塩化ビニル
樹脂組成物からなる樹脂管は、ライニング施工時の比較
的低い加熱温度の部分に相当する80℃において、比較例
のものに較べ明らかに極めて良好な伸びを示す。従っ
て、該ライニング用樹脂管を加熱状態下に膨張させた場
合において、管の肉厚の不均一を生じる度合において小
さく、周方向に均一に膨張させることができ、ひいては
膨張率50％と苛酷に膨張させたような場合にもバースト
を生じることがなく、安全に確実な既設管内へのライニ
ング施工を行いうるものであることを確認し得た。加え
てまた、本発明に係るポリ塩化ビニル樹脂組成物からな
る樹脂管は、加熱膨張後において、経時的な内部応力歪
の緩和特性に優れており、ひいては耐衝撃強度にも優れ
るものであることを確認し得た。

【図面の簡単な説明】

第１図はライニング用樹脂管の膨張試験の実施状態を示
す断面図である。（Ｐ）……樹脂管、（Ｍ）……テスト用管、（Ｉ）……
スチーム入口、（Ｓ）……スチーム。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】平均重合度_L400〜600のポリ塩化ビニル
樹脂40〜60重量％と、平均重合度_H1050〜1350のポリ
塩化ビニル樹脂60〜40重量％との混合物を主成分とし、
該混合物100重量部に対して、MMA系および／またはMBS
系改質剤を３〜25重量部配合した樹脂組成物からなるこ
とを特徴とする、既設管のライニング用塩化ビニル樹脂
管。