JP3442463B2 - 管路の補修用管体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス導管、上下水道管
などの、地中に埋設され又は建物内に配管された管路に
対し、その管路内に新たに硬質の管を形成し、管路を補
修するために使用する合成樹脂製管体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】前述のような管路に対して内張りして補
修する方法として、その管路内に硬質ポリエチレンや硬
質ポリ塩化ビニルなどの硬質の熱可塑性樹脂よりなる管
体を挿通し、その管体を加熱軟化させて加圧して膨ま
せ、管路内に硬質の管を形成することが行われている。

【０００３】そしてこの方法においては、硬質の管体を
管路内に挿通するために、管体を管路内径より小径のも
のを使用するか、又は管体を扁平に折畳みさらにそれを
Ｕ字状に折曲げるなどして、管路内に大きな抵抗を生じ
ることなく挿通できるようになし、管体を管路内に挿通
した後、管体内に加熱加圧流体を送入し、管体を軟化さ
せると共に膨ませ、管路内面に沿わせることが行われて
いる。

【０００４】この技術については、米国特許第４８６７
９２１号明細書、第４９８５１９６号明細書、特開昭５
８−８８２８１号公報、特開昭６４−６４８２７号公
報、特開平２−２０２４３１号公報などに記載されてい
る。

【０００５】またこの方法では、管体が加熱されたとき
に部分的に加熱ムラが生じ、内圧がかかったときに膨脹
の仕方にムラが生じて肉厚にばらつきが生じたり、クラ
ックが生じたりすることがあるので、これを解決するた
めに出願人は、熱可塑性樹脂よりなる硬質管を筒状織布
で補強した管体を開発し、先に実願平４−９３７７０号
として実用新案登録出願している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記筒状
織布で補強された管体においては、筒状織布によって長
さ方向の伸長性が失われるため、管路の屈曲部において
管体が屈曲に対応し得ないことがある。

【０００７】すなわち、管体２を扁平に折畳んだ状態で
管路１に挿通すると、その管体２は挿通時のテンション
によって直線状に配置されようとし、その結果管路２の
屈曲部においては、図１に実線で示すように、屈曲の内
側に沿って配置されることになる。

【０００８】一方管路１の屈曲部において正しく内張り
された状態は、図１に鎖線で示すように屈曲の内側も外
側も管体２が管路１の内面に沿っていることが必要であ
り、管体２における彎曲の外側部分は、屈曲の内側に沿
った長さから外側に沿った長さにまで引伸ばされること
が必要である。

【０００９】然るに前記筒状織布で補強された管体２
は、筒状織布によって伸びが制約され、長さ方向に伸長
することができないため、一旦彎曲の内側に沿って配置
された管体２は、外側に沿うことができず、管体２内の
流路が狭くなる。

【００１０】また何等かの方法で管体２を彎曲の外側に
沿わせたとすると、内側の部分では管体２が部分的にだ
ぶつくこととなり、周方向に大きなしわが生じ、内部の
流体の流れに対して大きな抵抗が生じる。

【００１１】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、管路１の屈曲部において屈曲の内側に沿って配
置された管体２が、適切に伸長して屈曲の外側に沿うこ
とができ、且つ管体２自体は筒状織布で補強されて部分
的に過度に伸長することがなく、管路１の全ての箇所に
おいて適切に内張りして補修することのできる管体２を
提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決する手段】而して本発明は、管路内に熱可
塑性樹脂よりなる硬質の管体を挿通し、これを加熱軟化
させて膨脹させ、管路内に硬質の管を形成して管路を補
修する方法において使用する管体であって、熱可塑性樹
脂よりなる硬質管の内面、外面又は肉厚内に、たて糸と
よこ糸とを筒状に織成してなる筒状織布を配し、当該筒
状織布を前記硬質管に一体化してなるものにおいて、前
記管体を加熱したときの長さ方向の単位幅当りの強度
が、管路の直径（Ｄ）と管体を膨ませるための加熱加圧
流体の圧力（Ｐ）との積の１．３倍以上であり、且つ管
体に１．３ＤＰに相当する荷重を作用させたときの長さ
方向の伸びが、１０〜３０％であることを特徴とするも
のである。

【００１３】本発明における前記筒状織布のたて糸とし
ては、合成繊維の巻縮加工糸又は、伸縮性を有する弾性
糸の周囲に、合成繊維糸を螺旋状に巻回したカバリング
糸を使用するのが適当である。

【００１４】以下本発明を図面に基いて説明する。図１
は管体２を管路１の屈曲部に挿通した状態を示すもので
あって、管体２は扁平に折畳まれた状態で管路１に挿通
され、挿通時のテンションによって屈曲の内側に沿って
配置されている。

【００１５】図２は本発明の管体２を示すものであっ
て、熱可塑性樹脂よりなる硬質管３の肉厚内に筒状織布
４を埋入し、当該筒状織布４を前記硬質管３に一体化し
たものである。

【００１６】前記硬質管３としては、硬質のポリエチレ
ンや硬質ポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂よりなるも
のが使用でき、また筒状織布４はたて糸５とよこ糸６と
を筒状に織成したものである。

【００１７】而して本発明においては、前記管体２が、
加熱したときの長さ方向の単位幅当りの強度が、管路１
の直径（Ｄ）と管体２を膨ませるための加熱加圧流体の
圧力（Ｐ）との積の１．３倍以上であり、且つ管体２に
１．３ＤＰに相当する荷重を作用させたときの長さ方向
の伸びが１０〜３０％である。かかる管体２を形成する
ためには、前記筒状織布４のたて糸５として、小さい荷
重で大きい伸びを示すと共に、所定量伸長した状態にお
いては、それ以上伸長することなく大きい荷重を支える
ことができる糸条が使用される。

【００１８】前記たて糸５としては、合成繊維の巻縮加
工糸を使用することができる。巻縮加工糸はそれを構成
する単繊維が巻縮して長さを収縮しており、その巻縮が
解けることにより小さい力で大きな伸びを示すと共に、
所定量伸長して巻縮が解けてしまうと、引張ってもそれ
以上伸長することなく、大きな荷重を支えることができ
るのである。

【００１９】巻縮加工糸を構成する合成繊維は特に限定
されるものではなく、その一例としては、ポリエチレン
テレフタレート繊維又はポリブチレンテレフタレート繊
維などのポリエステル繊維、ナイロン６又はナイロン６
６などのポリアミド繊維が挙げられる。

【００２０】また図３は、前記たて糸５として使用され
る糸条の、他の例を示すものであって、ポリウレタンな
どの伸縮性を有する弾性糸７の周囲に、通常のナイロン
糸、ポリエステル糸などの合成繊維糸８を螺旋状に巻回
してなる、カバリング糸である。

【００２１】図３に示されたものは弾性糸７の周囲に合
成繊維糸８を一重に巻回したものであるが、弾性糸７の
周囲に二本の合成繊維糸８を、互いに交差させながら逆
方向に巻回した、ダブルカバリング糸を使用することも
できる。

【００２２】このカバリング糸は、平常時は弾性糸７の
弾性により収縮しており、これに引張り力を作用させる
と、弾性糸７が伸長すると共に、合成繊維糸８は螺旋状
の形態から直線状に延びることにより伸長が可能であ
り、極めて小さい力で大きな伸びを示すものである。

【００２３】またこれを所定量伸長し、合成繊維糸８が
直線状になった状態においては、引張り荷重を合成繊維
糸８が負担し、それ以上伸長することなく、大きな荷重
を支えることができるのである。

【００２４】さらにこのカバリング糸における合成繊維
糸８として、合成繊維の巻縮加工糸を使用することもで
きる。この場合にはカバリング糸の構造上の伸長性と共
に、直線状に延びた合成繊維糸８において、さらに巻縮
が解けることによる伸長性を有するので、極めて大きな
伸長性を有し、伸長した後は巻縮が解けた合成繊維糸８
が非伸縮性を示す。

【００２５】前記筒状織布４のよこ糸６は、通常の非伸
縮性の合成繊維糸を使用するのが適当であるが、管路１
の内径の変動に対応するため、伸縮性を有する巻縮加工
糸を使用するのも好ましいことである。

【００２６】本発明においては、管体２を加熱したとき
の長さ方向の単位幅当りの強度を、管路１の直径（Ｄ）
と管体２を膨ませるための加熱加圧流体の圧力（Ｐ）と
の積の、１．３倍以上とするべきである。

【００２７】管体２を薄肉円管とみなしたときの長さ方
向の耐圧性能は、理論的には単位幅当り０．２５ＤＰ以
上であれば圧力に耐えることになるが、管路１の屈曲部
においては、その屈曲の外側において管体２に部分的に
大きな引張り力が作用し、引伸ばされるため、かかる引
張り力に耐えるためには、１．３ＤＰ以上の強度を有す
るものとするのが適当である。

【００２８】また管路１の屈曲部の外側においては、内
圧による前記引張り力を受けて管体２が伸長し、管路１
の内面に適切に沿う必要があるので、管体２に１．３Ｄ
Ｐに相当する荷重を作用させたときの長さ方向の伸び
が、１０〜３０％となるようにするべきである。

【００２９】管体２の伸びが１０％以下であると、屈曲
部の外側部分において管体２が十分に伸長せず、管路１
の内面に沿うのが困難である。また３０％以上伸長する
と、屈曲部の外側部分において内圧により管体２が伸長
するとき、全体に亙って均等に伸長せず、局部的に伸長
する部分と伸長しない部分とが生じ、管体２の肉厚にば
らつきが生じる恐れがある。

【００３０】本発明の管体２を製造する方法としては、
筒状織布４を押出し機のヘッド中を通し、その筒状織布
４の外面から合成樹脂を押出し、当該合成樹脂を押出し
圧力で筒状織布４の布目を通して内側にまで押込み、筒
状織布４の内外面を合成樹脂で被覆して一体化し、硬質
管３内に筒状織布４を埋入した管体２を形成することが
できる。

【００３１】図２の例では、筒状織布４は硬質管３の肉
厚内に埋入されているが、本発明はこの構造に限られる
ことはなく、筒状織布４を硬質管３の内面又は外面に配
し、接着して一体化したものとすることもできる。

【００３２】

【作用】次に本発明の管体２を使用して、地中に埋設さ
れた管路１を補修する方法について説明する。

【００３３】本発明の管体２を扁平に折畳んだ状態で、
幅方向に略Ｕ字状乃至Ｖ字状に彎曲又は折畳み、これを
その一端から管路１内に引込む。

【００３４】このとき本発明の管体２は硬質の合成樹脂
よりなる硬質管３が主体となっているので、引込み時の
テンションは硬質管３が負担する。

【００３５】硬質管３は引張り力により多少伸長する
が、その伸長量は小さく、筒状織布４は引張り力を負担
することができない。従って管体２は筒状織布４で補強
されていない管体と同様に挙動し、硬質管３により引込
みのための引張り力を十分に負担し、過度に伸長するこ
とはない。

【００３６】そして管体２を管路１に引込んだ状態で
は、管路１の屈曲部においては図１に示すように、管体
２はそのテンションにより管路１の屈曲の内側に沿って
配置される。

【００３７】この状態で管体２内に加圧水蒸気などの加
熱加圧流体を挿入すると、管体２は熱により軟化して内
圧により扁平に折畳まれた状態から円筒状に膨まされ、
管路１の内面に圧接せしめられる。

【００３８】このとき管路１の屈曲部においては、管体
２は管路１の屈曲の内側に沿って配置されているが、こ
の状態において内圧がかかって膨まされると、管体２に
おける屈曲の外側の部分は、管路１の屈曲の内側に沿っ
た状態から屈曲の外側に沿った状態にまで移動すること
となり、屈曲の内外部の経路の長さの差に相当する分引
伸ばされる必要がある。

【００３９】管体２は加熱加圧流体により加熱されてお
り、硬質管３は軟化しているので、内圧により屈曲の外
側部分の長さ方向に引張り力が作用したとき、硬質管３
はその引張り力を支えることができず、容易に伸長す
る。一方その硬質管３と一体化した筒状織布４は、前述
のようにたて糸５の性質から、小さい力で大きな伸びを
生じ得る。

【００４０】従って硬質管３も筒状織布４も共に小さい
力で伸長し得るので、管体２における屈曲の内側の部分
は、管路１の屈曲の内側に沿った状態から外側に沿った
状態に向って、その長さ方向に伸長することができる。

【００４１】一般に管路１の屈曲部は、その外側部分の
経路長は内側部分の経路長の約２倍であるのに対し、管
体２は前述のように、１．３ＤＰの荷重時に１０〜３０
％しか伸長せず、屈曲部における管体２の伸長性のみに
よっては、管体２を管路１に沿わせることができない。

【００４２】しかしながら管体２に内圧を作用させたと
き、屈曲の外側部分に引張り力が作用し、その引張り力
により屈曲部が伸長すると共に、その屈曲部に続く直管
部分の管体２を引寄せて伸長させる。

【００４３】それによって管体２の伸長率は１０〜３０
％と小さくても、管路１の屈曲部を超える長い範囲が伸
長することにより、屈曲の内外部分の経路長の差に相当
する伸長量を得ることができ、図１に鎖線で示すように
管路１内面に沿うことができるのである。

【００４４】また屈曲部においてもまた直線部分におい
ても、管体２の伸長量が小さい間は伸び得るが、伸長量
が所定量を越えると、筒状織布４のたて糸５が伸び切っ
てそれ以上伸長しなくなり、引張り力を支える。

【００４５】従って管体２が局部的に過度に引伸ばされ
て、部分的に極端に薄くなったり破断したりすることが
ない。

【００４６】

【実施例】

実施例１ たて糸５として１５０d のポリブチレンテレフタレート
繊維の巻縮加工糸を５本撚合わせた糸条を１１７０本使
用し、よこ糸６として１５０d のポリブチレンテレフタ
レート繊維の巻縮加工糸を２１本撚合わせた糸条を２本
引揃え、それを１インチ間に１０本打込んで、筒状織布
４を織成した。

【００４７】線状低密度ポリエチレン樹脂よりなる硬質
管３の内面に上記筒状織布４を貼付けて一体化し、外径
１５１．６mm、肉厚３．５mmの管体２を得た。

【００４８】実施例２ たて糸５として１５０d のポリブチレンテレフタレート
繊維の巻縮加工糸を８本撚合わせた糸条を６０８本使用
し、よこ糸６として１５０d のポリブチレンテレフタレ
ート繊維の巻縮加工糸を４５本撚合わせた糸条を使用
し、それを１インチ間に１０本打込んで、筒状織布４を
織成した。

【００４９】線状低密度ポリエチレン樹脂よりなる硬質
管３の肉厚内に上記筒状織布４を埋入して一体化し、外
径１３６．９mm、肉厚４．０mmの管体２を得た。

【００５０】実施例３ 筒状織布４として実施例１と同一の構成のものを使用
し、ポリ塩化ビニル樹脂よりなる硬質管３の肉厚内に上
記筒状織布４を埋入して一体化し、外径１５１．８mm、
肉厚３．８mmの管体２を得た。

【００５１】比較例１ 筒状織布４を使用することなく、線状低密度ポリエチレ
ン樹脂のみで管体２を形成し、外径１４９．１mm、肉厚
３．９mmの管体２を得た。

【００５２】比較例２ たて糸５として１０００d のポリエステル繊維糸の非伸
縮性嵩高加工糸を２本撚合わせた糸条を３００本使用
し、よこ糸６として１０００d のポリエステル繊維糸の
非伸縮性嵩高加工糸を２本撚合わせた糸条を使用し、そ
れを１インチ間に３８本打込んで、筒状織布４を織成し
た。

【００５３】線状低密度ポリエチレンよりなる硬質管３
の肉厚内に上記筒状織布４を埋入して一体化し、外径１
４８．８mm、肉厚４．１mmの管体２を得た。

【００５４】比較例３ 筒状織布４を使用することなく、ポリ塩化ビニル樹脂の
みで管体２を形成し、外径１５１．０mm、肉厚４．２mm
の管体２を得た。

【００５５】管路への内張り 長さ約３０m 、呼称１５０φの管の途中に４５°ベンド
を４カ所設けた管路１を用意し、これに前記各実施例及
び比較例の管体２で内張りした。

【００５６】管体２を扁平に折畳み、これを幅方向に略
Ｕ字状に変形させながら、予め管路１内に挿通している
ロープで牽引して、管路１内に引込んだ。引込みの速度
は４m/min の速度とした。

【００５７】引込んだ後管体２の両端に気密金具を取付
け、スチームを送入してその圧力を徐々に高め、１．０
kg／cm² にまで昇圧し、５分間圧力を保持した。このと
きの管体２の温度は、約９０℃であった。

【００５８】その後内圧を保持しながらスチームを空気
に置換えて冷却し、管体２の温度が５０℃以下となった
時点で内張り操作を終了した。

【００５９】表１に、各実施例及び比較例の管体２の、
９０℃に加熱した状態における単位幅当りの強度（kgf/
cm）及び、１．３ＤＰ（＝１．３×１５×１＝約２０kg
f/cm）の引張り力を作用させたときの伸びを示した。こ
れらの数値の測定は、JIS Ｋ７１１３のプラスチックの
引張り試験方法に準拠した。

【００６０】

【表１】

【００６１】結果 前記実施例１〜３においてはいずれも、管路１の直線部
分及び屈曲の内側部分はもちろんのこと、管路１の屈曲
の外側部分においても、管体２が管路１の内面に適切に
密着しており、管路１と管体２との間に密着不良による
隙間が生じることはなかった。なお実施例２は、屈曲の
外側部分は管体２を管路１に対して押付ける力は殆ど作
用していないと思われるが、管路１を補修する効果は十
分であると認められた。

【００６２】これに対し比較例２においては、引張り荷
重を作用させたときの伸びが小さいため、屈曲の外側部
分において管体２が伸びることができず、管路１内面に
正しく密着せず、大きな隙間が生じていた。

【００６３】また屈曲の内側部分と外側部分との厚みを
比較しても、実施例１及び実施例２においては殆ど厚み
の差はなく、実施例３においても外側部分が内側部分よ
り２０％程度厚みが薄くなっていたものの、内張りとし
て悪影響の生じるような偏肉はなかった。

【００６４】これに対して比較例１においては筒状織布
がないため、屈曲の外側部分において管体２が大きく引
伸ばされ、内側部分の１／３以下の厚みしかなく、管路
の内張りとして不適切なものであった。

【００６５】なお比較例３は筒状織布がなく、また硬質
管の強度が不足するため、加圧の途中で破裂し、内張り
することができなかった。

【００６６】

【発明の効果】従って本発明によれば、管路１の屈曲部
において屈曲の内側と外側とに長さに差があっても、外
側部分の管体２は内圧により伸長して管路１の屈曲の外
側に沿うことができ、また屈曲の内側においても、管体
２がだぶついて皺が生じるようなことがない。

【００６７】また筒状織布４により管体２の伸長性が制
限されているので、部分的に伸長の程度に差が生じて
も、局部的に過度に引伸ばされて極端に厚みが薄くなっ
たり破断したりすることがない。

【００６８】従って管路１の全ての部分において、管体
２は適切に管路１の内面に沿って配置され、管路１を補
修することができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の管体を管路の屈曲部に挿通した状態
を示す中央縦断面図

【図２】 本発明の管体の一部の中央縦断面図

【図３】 本発明の管体において使用するたて糸の一実
施例の拡大側面図

【符号の説明】

１ 管体 ２ 管路 ３ 硬質管 ４ 筒状織布 ５ たて糸 ６ よこ糸 ７ 弾性糸 ８ 合成繊維糸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 惣川 卓治 滋賀県大津市一里山３丁目１番７号 (72)発明者 斉藤 均 大阪府豊中市上新田１丁目24番Ｅ−604 (56)参考文献 特開 昭59−194809（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−132323（ＪＰ，Ｕ) 実用新案登録2605505（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 63/00 - 63/48 F16L 1/00 F16L 55/16

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管路（１）内に熱可塑性樹脂よりなる硬
   質の管体（２）を挿通し、これを加熱軟化させて膨脹さ
   せ、管路（１）内に硬質の管を形成して管路（１）を補
   修する方法において使用する管体（２）であって、熱可
   塑性樹脂よりなる硬質管（３）の内面、外面又は肉厚内
   に、たて糸（５）とよこ糸（６）とを筒状に織成してな
   る筒状織布（４）を配し、当該筒状織布（４）を前記硬
   質管（３）に一体化してなるものにおいて、前記管体
   （２）を加熱したときの長さ方向の単位幅当りの強度
   が、管路（１）の直径（Ｄ）と管体（２）を膨ませるた
   めの加熱加圧流体の圧力（Ｐ）との積の１．３倍以上で
   あり、且つ管体（２）に１．３ＤＰに相当する荷重を作
   用させたときの長さ方向の伸びが、１０〜３０％である
   ことを特徴とする、管路の補修用管体
2. 【請求項２】 前記筒状織布（４）のたて糸（５）が、
   合成繊維の巻縮加工糸であることを特徴とする、請求項
   １に記載の管路の補修用管体
3. 【請求項３】 前記筒状織布（４）のたて糸（５）が、
   伸縮性を有する弾性糸（７）の周囲に、合成繊維糸
   （８）を螺旋状に巻回したカバリング糸であることを特
   徴とする、請求項１に記載の管路の補修用管体