JP6169773B1 - 管内壁の樹脂コーティング方法およびコーティング層の平坦化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 取付管などの管内壁に既存した凹凸を有するコーティング層の表面に新たな樹脂を平坦にコーティングする方法、およびそれに使用するコーティング層の平坦化装置の提供。【解決手段】 管内壁に形成されている凹凸面を有する既存のコーティング層１２の表面に、新しい樹脂コーティング層１３を形成する方法において、既存のコーティング層１２の表面を管の内側からその半径方向に叩くことにより、凹凸面を平坦化し、次いで平坦化した既存のコーティング層１２の表面に新しい樹脂コーティング層１３を形成することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、下水道管路等の本管に連通する取付管などの管内壁に、既存した凹凸を有するコーティング層の表面に新たな樹脂をコーティングする方法、およびその方法に使用されるコーティング層の平坦化装置に関する。

一般的な下水管路は、口径の大きい本管と、それに連通する口径の小さい複数の取付管（あるいは枝管）により構成される。このような取付管は、例えば工場や家庭における下水の排出部と連通する枡部から地中に延長し、地中埋設された本管にその側壁から連通する。取付管の内壁には樹脂コーティングされることが多い。近年、樹脂コーティング材として品質の優れたものも次第に使用されつつあるが、それでも長期間流体を流し続けると、次第に樹脂に経年劣化が生じることは避けられない。

一方、昭和４０年代のオイルショック時の下水管路整備において、資源不足等の問題から取付管の管材として硬質瀝青管（いわゆるＺパイプ）などが多く使用された経緯があり、それらが現在でも随所に残存敷設されている。硬質瀝青管は硬質紙材の管の内壁に瀝青材を浸透して防水性を高めたものであるが、この瀝青材は石油の蒸留残存物のアスファルト、石油から得られるタールまたは石油由来の乳剤で、一般的には道路舗装用材、・防水剤、腐食剤、接着剤などに用いられているものである。

一方、通常の樹脂コーティングは流体による管自体の腐食や劣化を内側から保護するものである。そして樹脂コーティングが経年劣化すると管本体の損傷が促進されるので、定期的にそれを補修する必要がある。一般的な補修方法として、劣化した樹脂コーティング層の表面に新しい樹脂を重ねてコーティングする方法が採用されている。

樹脂コーティング法の１例が特許文献１に開示されている。特許文献１の方法は、コーティング用の樹脂層が内側に形成された樹脂筒体を、表裏反転させながら圧縮空気で取付管の内部に挿通し、加熱により樹脂を密着硬化させる方法である。この樹脂コーティング方法は、経年劣化した古いコーティング層の表面に新しい樹脂をコーティングする際にも応用できると考えられる。

しかし、経年劣化した古いコーティング層の表面に新しい樹脂をコーティングする際には解決すべき問題があることが分かった。すなわち、経年劣化した古いコーティング層の多くは劣化にムラがあるので、コーティング層の表面に凹凸が発生している。そのような凹凸の存在する古いコーティング層の表面に新しい樹脂コーティング層を重ねると、新しい樹脂コーティング層の表面にも凹凸が形成されてしまう。既存の凹凸が小さければ、新しい樹脂コーティング層の表面の凹凸の程度も小さくなるが、仮に一部であっても凹凸の大きい領域があると、そこの部分を流通する流体の流動抵抗は大きくなってしまう。

新しい樹脂コーティングの施工の際に、古いコーティング層の表面の凹凸を低減させるような方法は、従来知られていない。そこで例えば古いコーティング層を切削機器などにより切削して平坦化することも考えられるが、切削屑が発生し、その除去作業も必要となり、切削作業に多くの手間とコストがかかる。一方、切削の際に誤って取付管自体を損傷してしまう恐れもある。

前述した硬質瀝青管の場合は、長期間の使用により瀝青それ自体が内面側に大きく膨出して流路を狭めている上に、ボロボロに剥げ落ちている領域が存在することもある。このような膨出などにより凹凸の程度が大きくなると、切削による平坦化は極めて困難と予測される。しかも硬質瀝青管の管自体は脆弱な硬質紙材で形成されているので、切削作業に際して管自体に大きな損傷もしくは破損などを引き起こす可能性が高い。結論として硬質瀝青管の場合は切削による内壁の平坦化は実用上不可能と考えられる。

特開２０００−２８２５６１号公報

本発明は、表面に凹凸がある経年劣化した古いコーティング層の上に新しい樹脂コーティングを施工する際の問題、特に、硬質瀝青管における管内壁の平坦化の際の問題、などを解決することを課題とする。そして本発明は管内壁に既存する凹凸を有するコーティング層の表面に新たな樹脂をコーティングする新規な方法、およびその方法に使用されるコーティング層の平坦化装置を提供する。

上記課題を解決する本発明の第１の発明は、管内壁に形成されている凹凸面を有する既存のコーティング層の表面に、新しい樹脂コーティング層を形成する方法において、既存のコーティング層の表面を管の内側から、その半径方向に叩くことにより凹凸面を平坦化し、次いで平坦化した既存のコーティング層の表面に新しい樹脂コーティング層を形成することを特徴とする（請求項１）。

第２の発明は、上記第１の発明において、回転により管の半径方向に首振りする球状の押叩体を用いて既存のコーティング層の表面を叩くことを特徴とする（請求項２）。

第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明において、前記管は、硬質瀝青管であることを特徴とする（請求項３）。

第４の発明は、管内壁に形成されている凹凸面を有する既存のコーティング層を平坦化し、平坦化した表面に新しい樹脂コーティング層を形成する際に使用される平坦化装置であって、管内に挿通が可能な可撓性の回転軸の先端部に連結部が固定され、連結部には球状の押叩体がその回転により回転軸の半径方向に首振り回転するように連結され、回転軸の後端部が回転駆動装置に連結されていることを特徴とする（請求項４）。

第５の発明は、上記第４の発明において、前記押叩体は、中空な球体の内部に粒体を封入して構成されていることを特徴とする（請求項５）。

第１の発明は、新しい樹脂コーティング層を形成する前に、予め既存のコーティング層の表面を管の内側からその半径方向に叩くことによりその凹凸面を平坦化することを特徴とする。それによって新たに形成される樹脂コーティング層の表面には流動抵抗増大の原因となる凹凸部がなくなる。また、このような平坦化は切削による平坦化とは異なり、切削屑の発生もなく、誤って管の一部を切削し損傷させることもない。さらに、凹凸の存在する既存の管内に新しい樹脂コーティング層を形成する際には、一例として、外面に樹脂を塗布したコーティング用の樹脂筒を表裏反転させながら挿入し、さらに加熱用流体を注入して樹脂を硬化させる必要があるが、樹脂筒体の挿入に際してその外周面が平坦化されていると、挿入がスムーズとなり途中で引っかかるというような問題も解消される。

第２の発明は、上記第１の発明において、回転により管の半径方向に首振りする球状の押叩体を用いて既存のコーティング層の表面を全面的に叩くことを特徴とする。このようにすると、球状の押叩体における管半径方向の首振り作用により、押叩体の表面が凹凸を構成する山部を優先的に叩きながら押圧していき、凹凸を平坦化する。そして押叩体を連続的に徐々に管内を軸方向に移動させていくだけで、管内壁の全長に亘って均一な平坦化を容易かつ確実に実現できる。

さらに凹凸部分の平坦化力は、押叩体の叩き力および叩き時間により変化させることが可能であるが、叩き力は押叩体の首振り速度、すなわち押叩体の回転速度により調整でき、叩き時間は押叩体管軸方向の移動速度の変化により調整できる。したがって平坦化すべきコーティングの硬さや凹凸の大きさなどに適合した最適な平坦化力を容易に調整することができる。

第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明において、前記管は、硬質瀝青管であることを特徴とする。硬質瀝青管のように凹凸部分の一部が劣化により安易に膨出するような比較的自己保持力の小さいコーティング層の場合は、叩きによる押圧作用でその膨出部を容易に押し戻して全体を平坦化できると共に、切削方法で生じるような管損傷の可能性も低い。そのため硬質瀝青管における平坦化された古いコーティング層の上に新しい樹脂コーティング層を重ねて形成することが実用上可能となる。

第４の発明のコーティング層の平坦化装置は、管内に挿通が可能な可撓性の回転軸の先端部に連結部が固定され、連結部には球状の押叩体が回転により回転軸の半径方向に首振り回転（首振りと軸線回りの回転とが同時に行われる）するように連結され、回転軸の後端部が回転駆動装置に連結されていることを特徴とする。

このように構成された平坦化装置は、可撓性の回転軸を既存の管内部に挿入した状態で回転駆動装置を回転しながら軸方向移動をするだけで、既存のコーティング層の凹凸を全長に亘って容易に且つ確実に平坦化することができる。また切削動作を行わないので、切削屑の発生やその除去作業も必要ない。

第５の発明は、上記第４の発明において、前記押叩体は、中空な球体の内部に粒体を封入して構成されていることを特徴とする。このように構成すると、任意の大きさの押叩体を容易に構成することができる上に、粒体の大きさや硬度を選択することにより、押叩体の叩きの柔軟度や変形度を調整することができる。その結果、平坦化すべきコーティング層の硬さに適合した叩きの柔軟度や変形度を容易に設定することができる。

本発明のコーティング層の平坦化装置を用いて凹凸を有する管内壁を平坦化している状態を示す部分断面図。 図１の平坦化装置における叩押体の部分を拡大して示す側断面図（Ａ）と、（Ａ）のＡ−Ａ矢視図。 本発明のコーティング層の平坦化装置を用いて凹凸を有する管内壁を平坦化している状態を示す全体断面図。 樹脂コーティング層を管内に形成する方法の前段部分の説明図。 樹脂コーティング層を管内に形成する方法の後段部分の説明図。 本発明の方法により、古いコーティング層の表面に新しい樹脂コーティング層を形成した状態を示す断面図。 本発明の方法により平坦化する前の凹凸部を有する既存コーティング層の断面図。

次に、図面に基づき本発明の樹脂コーティング方法および使用される平坦化装置の実施形態を説明する。図１は本発明のコーティング層の平坦化装置を用いて凹凸を有する管内壁を平坦化している状態を示す部分断面図、図２は図１の平坦化装置における叩押体部分を拡大して示す側断面図とＢ−Ｂ矢視図、図３は本発明の管内壁のコーティング修復装置を使用して凹凸を有する管内壁を平坦化している状態を示す全体断面図である。

先ず図１、図３に示すように、本実施形における管Ｋは本管Ｈに連通する取付管の例であり、この管Ｋは地下に埋設された本管Ｈと地上に設置された枡部Ｍの間を傾斜して連通している。管Ｋとして既存の硬質瀝青管のほかに既存の通常の樹脂コーティング管でもよい。また本発明は管Ｋのような取付管以外の管でも適用可能である。

図１において、平坦化装置１は、管Ｋ内に挿通可能な可撓性の回転軸２の先端部に連結部３が固定され、連結部３に球状の押叩体４が回転軸２の半径方向に首振り可能に連結されている。なお連結部３より手前の回転軸２の外周には筒体５が固定されている。この筒体５は回転軸２の先端部分を保持するものであり、場合によっては省略できる。回転軸２は例えば可撓性の金属ワイヤ（多数の線材束からなる撚線）や螺旋ワイヤなどで構成することができ、その後端部は電動モータ等の回転駆動装置６に連結される。回転駆動部６としては、例えば回転速度を調整できる可変速モータ装置を使用することができる。

連結部３は、本体７の先端部に固定されたハの字状の取付板８に固定されている。

押叩体４は球状の叩部１０と、それから延長する断面方形な連結体１１を有する。連結体１１の先端面は取付板８に溶接部９により連結されている。

押叩体４と回転軸２とは、図示しない接続部材を介して着脱自在に形成され、取付管の種類に応じて押叩体４の交換などが容易にしている。

図２（Ａ）は、押叩体４と取付板８の部分の断面図で、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ矢視外面図である。 図２（Ａ）に示すように、押叩体４は球状に形成された叩部１０は中空球１０ａの内部に砂等の粒体１０ｂを封入して構成されている。中空球１０ａは強度が高い金属や樹脂材で作られ、十分な耐久力が確保されている。

中空球１０ａは粒体１０ｂの投入後に、その開口部を封鎖具１０ｃで封鎖する。図２（Ａ）に示すように、封鎖具１０ｃは内ネジを形成した筒体とボルトで構成される。中空球１０ａの開口部を封鎖するには、開口部の周縁部を筒体の先端部からその内部に挿入した後、ボルトを筒体にねじ込めばよい。それによって開口部の先端部が筒体とボルトの間に強く挟まれた状態で固定され、開口部が確実に封鎖される。

中空球１０ａの内部に封入する粒体１０ｂは、例えば砂や、鉄などの金属粒やセラミック粒などを使用することができ、中空球１０ａの内部が満杯もしくは、それとほぼ同等の量を封入する。叩部１０をこのように構成し、凹凸のあるコーティング層を叩いた際に、好ましくは凹凸の山部分に過激な衝撃が加わることがないようにする。さらに管自体に対しても同様に過激な衝撃が加わらないので、管を損傷する可能性もない。

次に、図１および図３を基に凹凸を有するコーティング層の表面を平坦化する方法を説明する。先ず図３に示すように、管Ｋの後端部から平坦化装置１の回転軸２先端を挿入し、回転軸２を押しながら先端に設けた押叩体４が管Ｋの先端部（本実施形態では本管Ｈとの連通部）に達するまで挿通する。

次いで、予め所定の回転速度に設定した回転駆動装置６を起動する。回転駆動装置６の起動により回転軸２は所定の回転速度で回転し、それによって連結部３を介して連結された押叩体４が図１の円形矢印のように回転軸の軸線の回りに回転する。押叩体４は回転するとその遠心力で連結部３の溶接部９の軸を中心に管Ｋの半径方向に回転して、実線と鎖線との間の円運動をする。その回転軌跡は実線と鎖線との間の回転円運動である。

押叩体４は、回転すると自己の遠心力で、回転しつつ首振り動作を自動的に行い、管Ｋの内面に案内される。一方、軸線の回りの首振り動作は回転方向に次々と連続して行われ、結果として管Ｋの全周に亘ってこの首振り動作が連続的に且つ均一的に行われることになる。

このような首振り回転動作が行われると、図１に示すように管Ｋの内壁に形成されている既存のコーティング層１２の凹凸表面を次々と叩いていき、その叩きの押圧力により平坦化しながら内周方向に回転する。なお押叩体４の連結構成は、これ以外に、例えば取付板８を省略すると共に、押叩体４の連結体１１を板ばねで構成することも可能である。

上記のように凹凸を管Ｋの周方向に平坦化させながら、図３に示すように回転軸２を手動で徐々に手元側（管Ｋの後端部側）に引いていくと、回転軸２の先端部の押叩体４がそれに追従して管Ｋの軸方向に徐々に移動しながら、管Ｋの全長に亘ってコーティング層１２の凹凸表面を平坦化していく。なお回転軸２の挿通操作を行うために、繰り出し及び巻き戻しを機械的に行う送戻装置を回転駆動装置６に設けることもできる。

次に、図４、図５を基に既存のコーティング層１２を平坦化した後の管Ｋに、新しい樹脂コーティング層を形成する方法を説明する。この樹脂コーティングは公知の各種の方法で行われる。
一例として、図４示すように、コーティング用の樹脂膜を被着した膨張筒体２１の一端を樹脂コーティング装置２０の送出部２３の筒部の先端部に固定し、回転ハンドルの軸部に膨張筒体２１の他端を固定する。この送出部２３には、圧縮空気を供給するコンプレッサーのような空気供給部２２が接続されている。

先ず、図４において、送出部２３の筒部の先端部に膨張筒体２１の先端部を表裏反転させた状態（樹脂層が表面側に反転された状態）で固定する。次に、空気供給部２２から圧縮空気を膨張筒体２１内に供給し、膨張させながら管Ｋの内部を進行させ、本管Ｈまで到達させる。その間、膨張筒体２１の被着したコーティング用の樹脂膜が反転しながら管Ｋ内面に密着する。この状態が図５に示されている。
次に、膨張筒体２１の内部に図示しない加熱装置又は紫外線照射装置を供給管２４から挿入し、コーティング材を硬化させる。

硬化作業が完了した後、管Ｋの先端部に残存する膨張筒体２１を樹脂コーティング装置内に回収する（この例では、回転ハンドルを回転させることで膨張筒体２１を回収できる）。そして、管Ｋ内壁に形成された既存のコーティング層の平坦化した表面に新しい樹脂コーティング層を形成する作業が完了する。

参考までに、図６に本発明により平坦化した後にコーティング層１２の表面に新しい樹脂コーティング層１３を形成した状態を示し、図７に管Ｋ内壁の凹凸を有するコーティング層１２を平坦化する前の状態を示す。

本発明の樹脂コーティング方法および平坦化装置は、下水道管路等の本管に連通する取付管、特に硬質瀝青管などの管の内壁に既存する凹凸を有するコーティング層の表面に、新たな樹脂をコーティングする際に利用できる。

１ 平坦化装置
２ 回転軸
３ 連結部
４ 押叩体
５ 筒体
６ 回転駆動装置
７ 本体

８ 取付板
９ 溶接部
１０ 叩部
１０ａ 中空球
１０ｂ 粒体
１０ｃ 封鎖具
１１ 連結体
１２ コーティング層

１３ 樹脂コーティング層
２０ 樹脂コーティング装置
２１ 樹脂筒体
２２ 空気供給用機械
２３ 送出部
２４ 供給管
Ｋ 管
Ｈ 本管
Ｍ 枡部

Claims (5)

1. 管内壁に形成されている凹凸面を有する既存のコーティング層（１２）の表面に、新しい樹脂コーティング層（１３）を形成する方法において、既存のコーティング層（１２）の表面を管の内側からその半径方向に叩くことにより凹凸面を平坦化し、次いで平坦化した既存のコーティング層（１２）の表面に新しい樹脂コーティング層（１３）を形成することを特徴とする樹脂コーティング方法。
2. 回転により管の半径方向に首振りする球状の押叩体（４）を用いて既存のコーティング層（１２）の表面を叩くことを特徴とする請求項１に記載の樹脂コーティング方法。
3. 前記管は、硬質瀝青管であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の樹脂コーティング方法。
4. 管内壁に形成されている凹凸面を有する既存のコーティング層（１２）を平坦化し、平坦化した表面に新しい樹脂コーティング層（１３）を形成する際に使用される平坦化装置（１）であって、管内に挿通が可能な可撓性の回転軸（２）の先端部に連結部（３）が固定され、連結部（３）には球状の押叩体（４）がその回転により回転軸（２）の半径方向に首振り回転するように連結され、回転軸（２）の後端部が回転駆動装置（６）に連結されていることを特徴とするコーティング層の平坦化装置。
5. 前記押叩体（４）は、中空の球体（１０ａ）の内部に粒体（１０ｂ）を封入して構成されていることを特徴とする請求項４に記載のコーティング層の平坦化装置。

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