JP3789456B2 - 管ライニング材及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、主として老朽化した管路の補修に用いられる管ライニング材とその製造方法に関する。

一般に、地中に埋設された下水道管その他の管路が老朽化した場合、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工法が既に知られ、実用に供されている。

その種の管ライニング工法は、外周面が高気密性のプラスチックフィルムで被覆された管状樹脂吸収材に熱硬化性樹脂を含浸させて成る管ライニング材を用い、この管ライニング材を水や空気による流体圧で管路内に反転挿入した後、これを流体（水と空気の併用又は単独）圧で管路の内周面に押し付けたまま、その流体を温水に置換するなどして管状樹脂吸収材に含浸された熱硬化性樹脂を硬化させ、以て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というものである。

このような管ライニング工法に用いるライニング材としては、表面にプラスチックフィルムを溶着せしめた不織布などから成る帯状シート（帯状の樹脂吸収材）の両側縁を逢着接合して外周面がプラスチックフィルムで被覆された管状樹脂吸収材とし、これに未硬化の液状熱硬化性樹脂を含浸せしめたものが知られる（例えば、特許文献１）。

又、気密性の高い管状のプラスチックフィルム（プラスチックチューブ）の内側に不織布などから成る管状樹脂吸収材を通し、更にその内側に加圧チューブを通し、該加圧チューブを流体圧により膨張させてプラスチックフィルム及び管状樹脂吸収材を円管状に押し広げると共に、管状樹脂吸収材を真空引きしてその外周面にプラスチックフィルムを密着させ、その後プラスチックフィルムを加熱してこれを樹脂吸収材の外周面に溶着した管ライニング材が知られる（例えば、特許文献２）。

尚、上記のプラスチックフィルム（プラスチックチューブ）は、管ライニング材を流体圧で管路内へ反転挿入するときに係る流体と管状樹脂吸収材の接触を避け、管ライニング材内から流体が漏れ出すのを防止したり、管ライニング材の保管時や施工現場への搬送時に管状樹脂吸収材に含浸した熱硬化性樹脂が外部に漏れ出すのを防止するほか、管状樹脂吸収材内の空気を排出して熱硬化性樹脂の含浸を促すための密閉空間を形成するなどの役割を果たす。

特公昭５８−３３０９８号公報

特公平７−４５１８２号公報

然し乍ら、管状樹脂吸収材の外周面にプラスチックフィルムが溶着されるものでは材料費が嵩むだけでなく、プラスチックフィルムを管状樹脂吸収材に密着させた状態で加熱溶融しなければ溶融プラスチックが強力に溶着しないので製造が難しく、プラスチックフィルムが密着されぬまま加熱されることによりこれが全く溶着されない部分が発生することもある。

このため、係る管ライニング材により補修された管路において、硬化した管状樹脂吸収材の表面（内周面）からプラスチックの被膜が剥離し、これが管路を詰まらせてしまうことがあった。

そこで、管状樹脂吸収材の外周面を非溶着のプラスチックフィルムで被覆した管ライニング材とし、これを管路内に反転挿入して熱硬化性樹脂が含浸された管状樹脂吸収材を硬化させた後、管状樹脂吸収材からプラスチックフィルムを引き剥がして除去することも行われている。

ところが、プラスチックフィルムが引き剥がされた管状樹脂吸収材により内周面をライニングされた管路では、プラスチックフィルムによるシール性が失われ、長期間使用されるうちに管路内の下水などが外部に漏出したり、逆に地下水が管路内に浸入する危険性が少なからずある。

本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的は管路詰まりの原因となる剥離し易いプラスチックフィルムを使わずに管状樹脂吸収材の外周に高気密性の被膜層を一体的に形成する方法とこれにより得られる斬新な高機能性の管ライニング材を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は管状樹脂吸収材に硬化性樹脂を含浸せしめて成る管ライニング材において、前記管状樹脂吸収材の外周に該管状樹脂吸収材を構成する繊維体を加熱溶融して成る高気密性の被膜層が設けられることを特徴とする。

又、係る管ライニング材の製造方法として、繊維体から成る帯状シートの片面上に前記繊維体を加熱溶融して成る高気密性の被膜層を形成した後、該帯状シートの両側縁を接合して前記被膜層を外周に有する管状樹脂吸収材とし、その管状樹脂吸収材に硬化性樹脂を含浸せしめることを特徴とする。

又、繊維体から成る管状樹脂吸収材の外周面を加熱し、これにより前記管状樹脂吸収材の外周側の繊維体を溶融して該管状樹脂吸収材の外周に高気密性の被膜層を形成し、その後前記管状樹脂吸収材に硬化性樹脂を含浸せしめること、好ましくは管状樹脂吸収材の外周面を加熱する前に、その内側に加圧チューブを通し、該加圧チューブをその内部に注入される流体の圧力により管状樹脂吸収材の内周面に押し付け、その状態を保ったまま前記管状樹脂吸収材の外周側で繊維体を加熱溶融することを特徴とする。

更に、繊維体として、熱不溶性乃至は熱難溶性の下層部と熱易溶性の上層部とから成る二層構造の不織布を用い、熱易溶性の上層部を加熱溶融して被膜層とすることを特徴とする。

本発明に係る管ライニング材によれば、管状樹脂吸収材の外周に該管状樹脂吸収材を構成する繊維体を加熱溶融して成る高気密性の被膜層が設けられることから、プラスチックフィルムを使用せずして硬化性樹脂の含浸や管路内への反転挿入などを行うことが可能になる。

又、従来のようにプラスチックチューブを溶着するのでなく、管状樹脂吸収材を構成する繊維体を加熱溶融することから、管状樹脂吸収材に一体の被膜層を容易に形成することができ、しかも繊維体として熱不溶性乃至は熱難溶性の下層部と熱易溶性の上層部とから成る二層構造の不織布を用い、熱易溶性の上層部を加熱溶融することから、硬化性樹脂を含浸させ得る繊維構造の連続空孔を確実に残して良質の被膜層を容易に形成することができる。

更に、被膜層が管状樹脂吸収材に一体に形成されることから、ライニング施工後に被膜層が剥離することがなく、これが長期に亙って管路の内周面を被覆することから該被膜層と硬質化した管状樹脂吸収材との相互作用により、補修管路内から下水が漏れ出したり、管路内に地下水が浸入したりする虞れを完全に払拭することができ、信頼性が大きく向上する。

以下、本発明の適用例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る管ライニング材を部分的に破断して示した斜視図である。図１において、１は不織布や織布といった繊維体Ｆから成る管状樹脂吸収材であり、この管状樹脂吸収材１には硬化性樹脂、好ましく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が含浸されている。又、管状樹脂吸収材１の外周には、高気密性を有する被膜層２が管状樹脂吸収材１と一体に設けられる。特に、係る被膜層２は従来のようにプラスチックフィルムを溶着するのでなく、管状樹脂吸収材１を構成する繊維体Ｆを加熱溶融することにより形成されるシール機能を有した厚さ０．０１〜１ｍｍの柔軟な薄膜である。

一方、３は管状樹脂吸収材１を被覆する管状のプラスチックフィルムであり、係るプラスチックフィルム３はその全長が管状樹脂吸収材１より稍長く設定され、後述するように管状樹脂吸収材１に硬化性樹脂を含浸する際に両端が封止される。

そして、係る管ライニング材は公知のように水や圧縮空気といった流体を用いて管路内に反転されつつ挿入された後、流体（水、空気、又は水及び空気の併用）圧により管路の内周面に押し付けられた状態で管状樹脂吸収材１に含浸された硬化性樹脂の硬化が行われる。その後、管路内への反転挿入により内周側に転換しているプラスチックフィルム３は、図２に示すよう引き剥がされて管路Ｐ内から除去されるのであり、このためライニング施工後にプラスチックフィルム３が剥離することによる管路詰まりを未然に防止することができる。

特に、プラスチックフィルム３を剥離しても、管路Ｐ内には管状樹脂吸収材１と一体の被膜層２が残り、これによって内周面が被覆されるために、その被膜層２と硬化性樹脂の硬化によって剛性管と化した管状樹脂吸収材１との相互作用により管路Ｐ内の流体が外部に漏れ出したり、地下水が管路Ｐ内に浸入したりすることがなく、しかも被膜層２は管状樹脂吸収材１と一体化した状態にあるのでこれが剥離して管路を詰まらせることもない。

尚、本発明は管状樹脂吸収材１をプラスチックフィルム３で被覆することをを必須要件とするものでなく、このプラスチックフィルム３を省略しても管状樹脂吸収材１の外周はこれと一体の被膜層２により覆われるので、管路内への反転挿入時に流体が漏れ出したり、反転押圧用の流体が未硬化の硬化性樹脂と混合することを防止できる。又、管状樹脂吸収材１への硬化性樹脂の含浸もプラスチックフィルム３を用いずに後述のような手段により行うことができる。

以下、係る管ライニング材の製造方法について説明する。図３は以上のような管状樹脂吸収材１の材料と成す繊維体Ｆであり、この繊維体Ｆは図示例において所定の厚さと長さを有する帯状シート４とされる。特に、係る繊維体Ｆは、不織布それも熱不溶性乃至は熱難溶性の下層部Ｆ１と、熱易溶性の上層部Ｆ２とから成る二層構造の不織布であり、下層部Ｆ１と上層部Ｆ２はニードルパンチ、接着剤、又は溶融紡糸による原料自体の溶融や圧着により結合される。下層部Ｆ１にはポリエステル、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、キュプラ、綿、羊毛、又はガラスなどの繊維が用いられ、上層部Ｆ２には下層部Ｆ１よりも繊維径が小さく低融点の熱可塑性合成繊維もしくは下層部Ｆ１と材質、性状が同じ繊維と低融点の熱可塑性合成繊維（バインダ繊維）との混合物が用いられる。尚、本発明において、熱難溶性とは上層部Ｆ２の繊維に対して原料自体の融点が高いか、繊維径が太く溶融し難い性状のものであり、熱易溶性とは下層部Ｆ１の繊維に対して原料自体の融点が低いか、繊維径が細く溶融し易い性状のものである。

そして、管ライニング材を製造するに当たって、以上のような繊維体Ｆから成る帯状シート４を用い、その片面上層部Ｆ２側を加熱する。これには、ヒータ線を内蔵する図５のような加熱ローラ５を用い、これを熱易溶性の上層部Ｆ２に接触させながら係る加熱ローラ５を帯状シート４の長さ方向に相対移動させる。これにより、加熱側の上層部Ｆ２は下層部Ｆ１と一体のまま該下層部に溶融結合し、下層部Ｆ１上に上層部Ｆ２の溶融物で成る高気密性の被膜層２が形成される。尚、加熱ローラ５を直接接触して加熱するものによれば、下層部Ｆ１に熱可塑性繊維が用いられている場合でも上層部Ｆ２のみを瞬時に加熱溶融しながら、その溶融物を加圧して表面が滑らかな均等厚の被膜層２を形成できるという利点があるが、加熱ローラ５に代えて図示せぬ面状発熱体を用い、これを上層部Ｆ２に近接させるようにしてもよい。又、図６のような熱風加熱機を用い、これにより帯状シート４の片面（上層部Ｆ２）を加熱溶融し、その直後に一対の加圧ローラ６で帯状シート４を加圧しながら溶融部分を均して被膜層２を形成することもできる。尚、図６において、７は熱風の吐出口となるスリット８を形成する加熱機本体、９は加熱機本体内に挿入するノズル管、１０は各ノズル管に取り付けられる空気加熱器、１１は各ノズル管に接続する送風管、１２は送風管が接続する送風機であり、この送風機１２から送り出される空気が空気加熱器１０により熱風とされてスリット８から噴出する構成とされる。特に、ノズル管９内には図示せぬ温度センサがあり、その検出信号に基づいて空気加熱器１０がフィードバック制御されるようになっている。

斯くて、被膜層２を形成したら、図７のように係る帯状シートを被膜層２が外側になるよう二つ折りにし、長尺な両側縁を逢着結合する。これにより図８のような被膜層２を外周に有する管状樹脂吸収材１を得る。尚、縫合部分１３は熱可塑性フィルムから成るリボンテープ１４を溶着することにより密封する。

その後、係る管状樹脂吸収材１をその外径と同等の口径をもつ管状のプラスチックフィルム３内に通して硬化性樹脂の含浸を行う。これには、図９のように、プラスチックフィルム３の両端開口部を溶着するなどして封止し、封止部１５，１５の一方から管状樹脂吸収材内１に樹脂注入管１６を挿入すると共に、他方側からプラスチックフィルム３内に吸気管１７を挿入する。この状態で吸気管１７が接続する真空ポンプ１８によりプラスチックフィルム３内の空気を吸い出すのであり、これにより容器１９内の硬化性樹脂はプラスチックフィルム３内に引き込まれて管状樹脂吸収材１に含浸されていく。そして、管状樹脂吸収材１の全体に硬化性樹脂が含浸されることにより図１のような管ライニング材を得る。

尚、管状樹脂吸収材１に硬化性樹脂を含浸する場合、プラスチックフィルム３を用いずに、外周が被膜層２とされる管状樹脂吸収材１の両端開口部を粘着テープなどにより封止するようにしてもよく、この場合でも被膜層２により管状樹脂吸収材１内の気密性が確保されるので、管状樹脂吸収材１内の空気を排出しながら硬化性樹脂を良好に含浸させることができる。

次に、他の製造方法について説明する。図１０において、管状樹脂吸収材１は被膜層が未形成の状態のものであり、これは図４のような二層構造の繊維体Ｆから成るシームレスチューブ、あるいは同繊維体Ｆから成る帯状シート４の両側縁を逢着結合して管状としたもので、その内周側は熱不溶性乃至は熱難溶性の下層部Ｆ１、外周側は熱易溶性の上層部Ｆ２とされる。

つまり、本例は管状樹脂吸収体１を構成する繊維体Ｆに帯状の段階で被膜層を形成するのでなく、管状とした段階でその外周に上記例と同様の被膜層を形成する方法を開示するものである。

係る管状樹脂吸収材１の外周に被膜層を形成するには、図１１のように管状樹脂吸収材１の内部に加圧チューブ２０を通し、その内部にコンプレッサ２１から圧縮空気などの流体を注入する。これにより、加圧チューブ２０を膨張させ、これを管状樹脂吸収材１の内周面に押し付けることにより、管状樹脂吸収材１を円筒状に押し広げる。そして、その状態を保ったまま、管状樹脂吸収材１の外周面（熱易溶性を有する繊維体の上層部Ｆ２）を加熱する。これには図１１のような円筒形の熱風加熱機２２を用い、その内部に円筒状に押し広げた管状樹脂吸収材１を通し、その両者を管状樹脂吸収材１の長手方向に相対移動させる（本例において、熱風乾燥機を固定し管状樹脂吸収材１をその長さ方向に移動）。

これにより、管状樹脂吸収材１の外周側でこれを構成する繊維体の上層部Ｆ２が熱風を浴びて溶融し、これが下層部Ｆ１と一体のまま該下層部に溶融結合し、下層部Ｆ１上に上層部Ｆ２の溶融物で成る高気密性の被膜層２が形成される。

ここで、熱風加熱機１５は熱風の吐出口となる環状のスリット２３を形成する内筒２４とこれを覆う外筒２５を有し、外筒２５にはスリット２３に対応する位置で空気加熱器２６を備えた複数のノズル管２７が内筒２４の接線方向に向けて取り付けられ、その各ノズル管２７が送風管２８を介して送風機２９に接続される構造とされる。但し、本発明はその種の熱風加熱機２２を用いることを要件とするものでなく、これに代えて円筒形の電気ヒータなどを用いることもできる。

又、加圧チューブ２０に注入する流体として冷水を用いることもでき、この場合には管状樹脂吸収材１の内周側を冷却して内周側の繊維構造が熱破壊される虞れを防止できるが、その種の加圧チューブ２０を用いず、管状樹脂吸収材１を偏平の状態にしてその外周面を加熱溶融することもできる。これには、図１１のような熱風加熱機（この場合には内筒２４および外筒２５を偏平管状をすることが好ましい）を用いることができるが、そのほか例えば図１２に示すように発熱体Ｈを内蔵する偏平筒状の電気ヒータ３０を用い、その内部に管状樹脂吸収材１を通すようにしてもよい。尚、電気ヒータ３０に図示せぬ冷却器を連ねることが好ましく、これによれば外周面に形成された被膜層を硬化させながら、被膜層が形成された管状樹脂吸収材１の先行部分を巻き取ることができる。

又、被膜層の形成時に電気ヒータ３０と管状樹脂吸収材１を接触させてもよく、寧ろ管状樹脂吸収材１の外周面全体を電気ヒータ３０の内面に接触させることにより表面が滑らかで厚さが均一の被膜層を効率よく形成することが可能となる。

斯くて、管状樹脂吸収材１の外周に被膜層２が形成されたら、これを上記例と同様に管状のプラスチックフィルム３内に通して管状樹脂吸収材１に硬化性樹脂を含浸することにより図１のような管ライニング材が得られる。尚、本例においてもプラスチックフィルム３を用いず、外周面に被膜層２が形成された管状樹脂吸収材１の両端開口部を粘着テープなどで封止しその状態で硬化性樹脂の含浸を行うことができる。

以上、本発明について説明したが、管状樹脂吸収材を構成する繊維体は不織布に限らず、下層部Ｆ１を熱不溶性の綿や麻といった織布で構成し、上層部Ｆ２を熱可塑性繊維から成る織布又は不織布としてもよい。更に、繊維体を二層構造とせず、これを材質、性状が同一の熱可塑性繊維の単層構造としてもよく、この場合でも加熱温度や加熱時間などの条件設定により管状樹脂吸収材１の外周側となる片面だけを溶融して、その逆側に硬化性樹脂を含浸させ得る繊維構造の連続空孔を残すことができる。

本発明に係る管ライニング材を部分的に破断して示した斜視図 管ライニング材により管路内がライニングされた状態を示す部分断面図 繊維体から帯状シートを示す斜視図 繊維体の拡大断面図 被膜層の形成例を示す説明図 被膜層の他の形成例を示す説明図 帯状シートの両側縁を逢着接合する状態を示した斜視図 外周に被膜層が形成された管状樹脂吸収材を示す斜視図 管状樹脂吸収材に硬化性樹脂を含浸する例を示した説明図 被膜層が未形成の管状樹脂吸収材を示す斜視図 管状樹脂吸収材の外周に被膜層を形成する例を示した説明図 管状樹脂吸収材の外周に被膜層を形成する他の例を示した説明図

符号の説明

Ｆ 繊維体
Ｆ１ 下層部
Ｆ２ 被膜層を形成する熱易溶性の上層部
１ 管状樹脂吸収材
２ 被膜層
３ プラスチックフィルム
４ 帯状シート
５ 加熱ローラ
２０ 加圧チューブ
２２ 熱風加熱機
３０ 電気ヒータ

Claims (5)

1. 管状樹脂吸収材に硬化性樹脂を含浸せしめて成る管ライニング材において、前記管状樹脂吸収材の外周に該管状樹脂吸収材を構成する繊維体を加熱溶融して成る高気密性の被膜層が設けられることを特徴とする管ライニング材。
2. 繊維体から成る帯状シートの片面上に前記繊維体を加熱溶融して成る高気密性の被膜層を形成した後、該帯状シートの両側縁を接合して前記被膜層を外周に有する管状樹脂吸収材とし、その管状樹脂吸収材に硬化性樹脂を含浸せしめることを特徴とする管ライニング材の製造方法。
3. 繊維体から成る管状樹脂吸収材の外周面を加熱し、これにより前記管状樹脂吸収材の外周側の繊維体を溶融して該管状樹脂吸収材の外周に高気密性の被膜層を形成し、その後前記管状樹脂吸収材に硬化性樹脂を含浸せしめることを特徴とする管ライニング材の製造方法。
4. 管状樹脂吸収材の内側に加圧チューブを通し、該加圧チューブをその内部に注入される流体の圧力により管状樹脂吸収材の内周面に押し付け、その状態を保ったまま前記管状樹脂吸収材の外周側で繊維体を加熱溶融することを特徴とする請求項３記載の管ライニング材の製造方法。
5. 繊維体として、熱不溶性乃至は熱難溶性の下層部と熱易溶性の上層部とから成る二層構造の不織布を用い、熱易溶性の上層部を加熱溶融して被膜層とすることを特徴とする請求項２〜４の何れか一項に記載の管ライニング材の製造方法。
   

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