JPH10216608A - 管更生工法と塗料の調製方法及びシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】給水管の管更生を目的として、配管内を研磨清
掃した後に塗料吹き込みによって無溶剤性の塗料被膜を
形成するライニングによる管更生工法は、従来、基剤と
硬化剤の塗料バランスによる均質な混合だけが問題とな
り、混合時における塗料のチクソトロピック特性につい
ては注意が向けられることはなかったが、２液性エポキ
シ樹脂塗料の基剤と硬化剤を混練した後における塗料の
チクソトロピック特性が、空気流速等の管内塗装環境に
応じて、所定範囲で下降変動する特性を有する塗料を管
更生塗料に用いた時に比較的厚手の塗膜形成が可能であ
ることに着目し、塗料のチクソトロピック特性を活用し
た管更生工法と塗料調製の提供を目的とする。 【構成】管更生塗料の基剤と硬化剤の攪拌、混合時にお
ける所定の温度管理と流量管理によって塗料にチクソト
ロピック特性を付与することによって更生管への塗料吹
き込みを見掛け粘度によって行い、見掛け粘度から実粘
度への転化によって塗料被膜の安定乾燥を促進するよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマンションやオフィ
スビル等の生活配管、特に経年により管内壁が劣化した
給水管の管更生を目的として、配管内を研磨清掃した後
に塗料吹き込みによって無溶剤性の塗料被膜を形成する
ライニングによる管更生工法と、この工法に用いる管更
生塗料の調製方法及びシステムに関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】管更生塗料に用いられ
るエポキシ樹脂塗料は、基剤と硬化剤の２液を混合する
ことにより硬化が開始され、混合による架橋反応からゲ
ル化までの可使時間内に管更生作業が行われなければな
らない。

【０００３】この可使時間が短過ぎれば塗料被膜が形成
される前に硬化してしまい管更生作業が不可能となって
しまうと共に可使時間内における粘度差が20000cps以上
となり、均一な塗膜形成ができない。一方、可使時間が
長過ぎれば更生管に吹き込まれた塗料が一旦付着した更
生管内壁から垂下してしまい、均質な塗料被膜の形成が
困難となるだけでなく、被膜の厚みを所定厚に維持でき
なくなってしまうものである。

【０００４】また、エポキシ樹脂塗料は攪拌することに
より塗料に摩擦熱と剪断力が働き、塗料の見掛け粘度を
下げるチクソトロピック特性があり、この特性は塗料に
加えられる剪断力と温度によっても調整されるものであ
る。

【０００５】従来、管更生塗料の調合は両液剤を１つの
容器に入れて手で掻き回し作業技術者の勘によって可使
時間を設定して行ってきたが、基剤と硬化剤は比重も粘
度も全く異なるため、塗料の量が多くなると手作業では
不可能となり、しかも、均質な混合を得られる保証は全
くなかった。

【０００６】そこで基剤と硬化剤の機械混合が行われる
ようになったが、その時点では塗料バランスによる均質
な混合だけが問題となり、混合時における塗料のチクソ
トロピック特性については注意が向けられることはなか
った。

【０００７】この時点で、塗料のチクソトロピック特性
が問題とされたのは、塗料の使用環境によって見掛け粘
度が発生することがあるため、塗料成分の配合時に見掛
け粘度の影響を受けにくい配合が選択され、攪拌混合の
容易な粘度の低い塗料により吹き込み塗装施工時には実
粘度を中心に施工が行なわれてきた。

【０００８】しかし、吹き込みによりエポキシ樹脂塗料
の均一な塗膜を形成する塗装を行うためには、塗料が更
生管に吹き込まれた時点では延伸性のある粘度の低い状
態でありながら更生管内壁に付着した時点で急速に粘度
が増し被膜の厚みを所定厚に維持できる塗料が望ましい
ものとなってくる。

【０００９】理論的に見れば、無溶剤型の２液性エポキ
シ樹脂塗料の基剤と硬化剤を混練した後における塗料の
チクソトロピック特性が、管内の空気流速70ｍ〜110m/s
ecの場合に、所定範囲で下降変動する特性を有する塗料
を管更生塗料に用いた時に比較的厚手の塗膜形成が可能
であることが認められる。

【００１０】しかしながら、かかる特性を有する塗料を
用いた場合でも、配管の長さ、配管形状、ライニング時
間等により、管内の塗料進行時の剪断力が塗料に充分加
わらないことがあり、所定の見掛け粘度が得られずに所
期する塗膜の形成に失敗する例も多い。

【００１１】また、給水管に用いる無溶剤型の２液性エ
ポキシ樹脂の硬化剤が脂肪族変性アミンによる場合、特
に硬化剤側で液剤と空気中の水分、二酸化炭素が反応
し、液面がカーボナイズ化（白化）し、この種の塗料を
塗料混合機により混合する場合、装置内経路にカーボナ
イズされた塗料が積層付着し、バランスのとれた２液配
合が行なえない問題もあった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題に
対応してこれを解決するため、管更生塗料の基剤と硬化
剤の攪拌混合時におけるチクソトロピック特性の付与を
組織的に行なうことにより従来より実粘度の高い塗料を
使用して見掛け粘度による更生管への塗料吹き込みを行
い、更生管内の温度環境による見掛け粘度から実粘度へ
の急速な転化によって塗料被膜の安定乾燥を促進するよ
うにしたものである。

【００１３】また、管更生塗料に対する組織的なチクソ
トロピック特性の付与構成として、エポキシ樹脂塗料の
基剤と硬化剤について、それぞれに温度調整手段を備え
たベースタンク底部から計量ポンプを経てベースタンク
上部に回流する塗料温度保持手段を備えた回流路と上記
計量ポンプから攪拌手段を備えた混合機構に至る経路を
切替え可能に形成し、ベースタンクに充填した各液剤を
それぞれ所定温度に調整した後、ベースタンク内の攪拌
翼によって攪拌して塗料内温度を均一化し、塗料内温度
がそれぞれの物性に対応する所定温度に達したところ
で、回流路へのバルブを開いて塗料温度を所定温度に保
持しながらベースタンクへの回流を行うことにより、各
液剤の均質化を行って物性の較差に対応する流量に調整
すると共に所定の温度と見掛け粘度に達したところで、
流路を混合機構に至る経路に切替えて両液剤を攪拌混合
することにより摩擦熱と剪断力を加えて塗料バランスと
見掛け粘度を得るようにしたものである。

【００１４】更に、管更生塗料の調整システムとして、
エポキシ樹脂塗料の基剤と硬化剤を、そけぞれに温度調
整手段を備えたベースタンク底部から計量ポンプを経て
ベースタンク上部に回流する流量の調整路と上記計量ポ
ンプから攪拌手段を備えた混合機構に至る経路を切替え
可能に設け、調整路回流による予備調整で各液剤の混合
比を設定する各別の経路によって、両液剤を各ベースタ
ンクから混合機構に搬送すると共に、各ベースタンクに
は不活性ガスの添加機構、搬送経路には塗料温度調整機
構を設けて塗料の温度と見掛け粘度を管理しながらエポ
キシ樹脂塗料と硬化剤の混合を行なうようにしたもので
ある。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下図面に従って本発明によるシ
ステムの実施の形態を説明する。40、41はベースタンク
で、いずれか一方に基剤、他方に硬化剤を充填し混合機
構に搬送するベースとなるものである。

【００１６】ベースタンク40、41には、それぞれ内部に
タンク攪拌羽根26、27が設けられ、周面に内部の塗料温
度に対応して与熱もしくは除熱する温度調整機構とその
温度を調整するための温度センサー22、23が備えられ、
ベースタンク40、41内に充填された基剤、硬化剤それぞ
れの所定の計算にしたがって与熱もしくは除熱して塗料
温度を所定温度に保つようになっている。

【００１７】攪拌羽根26、27は、駆動モーター30、31に
よってそれぞれ駆動し、その先端がベースタンク40、41
の内壁を摺動する形で内壁に貼着するフィラァ等を掻き
落とすように回動して充填された塗料を均一に攪拌して
剪断力を加えてチクソトロピック特性を付与すると共
に、温度むらをなくして均一な架橋反応を準備する。

【００１８】36、37は窒素（N2）排気バルブで、ベース
タンク40、41内に材料を追加する際にタンク内に封入さ
れている窒素等の圧力排気を行うものである。38、39は
排圧の場合に発生する排気音を消すサイレンサー、34、
35は圧力計、32、33は安全弁となっている。

【００１９】ベースタンク40、41の底部からは、計量ポ
ンプ18、19を経てベースタンク40、41の上部に回流する
塗料温度保持手段を備えた循環ラインａ、ｂによる回流
路と、切替えによって上記計量ポンプから吐出・洗浄切
替えバルブ４、５を経てパワーミキサー２に至る搬送ラ
インＡ、Ｂの経路が循環バルブ８、９とバルブ４、５の
操作によって切替え可能に設定されている。

【００２０】ベースタンク40、41に各別に充填された基
剤と硬化剤は、それぞれベースタンク40、41においてそ
れぞれの所定温度に調整され、所定温度に達すると攪拌
作動が加えられる。

【００２１】最初の温度調整は、各塗料原剤に流動性を
与えて適切な攪拌作動を加えられるようにするためのも
ので、冬場には予備加熱によって所定温度まで与熱し、
夏場に塗料温度が所定温度を超えている場合には冷却に
よって所定温度まで除熱するものである。

【００２２】攪拌羽根26、27は、その先端がベースタン
ク40、41の内壁を摺動する形で内壁に貼着するフィラァ
等を掻き落とすように回動して充填された塗料を均一に
攪拌して剪断力を加えてチクソトロピック特性を付与す
ると共に、温度むらをなくして均一な物性への予備的な
構造をつくり出す。

【００２３】また、各塗料原剤はそれぞれ塗料分散の度
合いが異なるので、攪拌羽根26、27による攪拌を加え
て、ベースタンク40、41の底部にあった塗料原剤を循環
ラインａ、ｂによりベースタンクの上部に移送させて回
流により塗料分散の均一化を図り、それぞれを混合適状
に持っていく。

【００２４】搬送ラインＡ、Ｂと循環ラインａ、ｂに
は、周面にライン温度調整機構42、43とその温度を調整
するための温度センサー16、17が備えられ、各ライン内
の温度を基剤、硬化剤それぞれの所定の計算値にしたが
って調整し、或いは一定に保つようになっている。

【００２５】循環ラインａ、ｂによる移送回流により、
各液剤はその均質化と物性の較差に対応する流量に調整
される。

【００２６】６、７は循環路に設けられたレシオチェッ
クバルブで、ここでそれぞれサンプル吐出を行い、攪拌
混合時の所定配合比が保持されているか否かがチェック
される。なお、レシオチェックバルブに替えて循環路に
流量計を設けることによりレシオチェックすることもで
きる。

【００２７】所定の温度と見掛け粘度に達したところ
で、循環バルブ８、９とバルブ４、５の操作によって搬
送路は循環ラインａ、ｂから搬送ラインＡ、Ｂに切替え
られ、その経路によってそれぞれにパワーミキサー２に
搬送される。基剤と硬化剤はパワーミキサー２において
初めて合流し、混合攪拌されることになる。

【００２８】パワーミキサー２には、基剤と硬化剤がそ
れぞれの比重と粘度に従って調整された流量ずつ吐出バ
ルブ４、５から較差をもって供給され、高速回転するミ
キサーブレードによって一挙に攪拌混合される。

【００２９】次に、基剤と硬化剤についてのチクソトロ
ピック特性の付与システムについて説明する。ベースタ
ンク40、41に基剤と硬化剤がそれぞれ充填されると、先
ず窒素加圧バルブ57が作動してレギュレーター58を通し
てベースタンク40、41に窒素ガスが送られてタンク内の
加圧が行なわれ、次いで各塗料原剤に流動性を与えて適
切な攪拌作動を加えられるように温度調節が行なわれ
る。

【００３０】所定温度への調整が完了すると、モーター
30、31の駆動により攪拌羽根26、27が10〜20ｒｐｍ程度
の速度で、その先端がベースタンク40、41の内壁を摺動
する形で内壁に貼着するフィラァ等を掻き落とすように
回動し、基剤と硬化剤にそれぞれ１次チクソトロピック
特性を付与する。

【００３１】また、加圧により窒素ガスは基剤と硬化剤
のそれぞれに溶け込んでカーボナイズを阻止する特性を
付与すると共に、その背圧と計量ポンプ18、19の駆動に
よってベースタンク40、41のそれぞれから循環ライン
ａ、ｂへの安定した搬送力が付加される。

【００３２】計量ポンプ18、19はロータリーポンプ、プ
ランジャーポンプなどのポンプにより、出力調整によっ
て流量調整を行なっても良いが、うねり形状のステータ
ーを偏心回動させて推進力を与える偏心回動ポンプ（商
品名モーノポンプ）を用いることにより、正確な計量が
行なえると共に各塗料原剤に対する余計な剪断力の影響
を排除できる。

【００３３】基剤と硬化剤が、それぞれ循環ラインａ、
ｂを通じてベースタンクへの回流作動を所定時間行なう
ことによってタンク内の攪拌環境を均一でむらのない状
態に維持することができる。

【００３４】基剤と硬化剤は、循環ラインによる回流調
整後、計量ポンプ18、19により塗料バランスを維持する
送出量に計量されてパワーミキサー２に圧送される。

【００３５】そこで、高速回転するミキサーブレードに
よって一挙に攪拌混合され、強力な剪断力が働き、２次
チクソトロピック特性が付与され、管更生塗料として吐
出供給されることになる。なお、パワーミキサー２は塗
料の性状に対応して回転数を設定するもので可変的な回
転数設定機構を備えている。

【００３６】以上は基剤と硬化剤の混合調製システム
で、その他に調製作業が終了した時に、パワーミキサー
２内を洗浄して新たな作動が行なわれるための洗浄シス
テムが付置されている。

【００３７】ミキサー洗浄システムは、吐出・洗浄切替
えバルブ４、５が切り替えられて、エアーブローバルブ
電磁弁47が作動しエアーブローバルブ44の開弁によりフ
ィルター60を通してドライエアーがバルブ４、５に圧送
される一方、溶剤ブローバルブ電磁弁46も作動して溶剤
ブローバルブ45が開弁すると共に溶剤圧送バルブ50が作
動して溶剤タンク49から溶剤もバルブ４、５に圧送され
て混合状態の攪拌流としてパワーミキサー２内に流入し
て洗浄が行なわれるものである。

【００３８】以上のチクソトロピック特性の付与システ
ムにより調製された塗料は、例えば塗料温度３０°Ｃの
時、チクソトロピック特性を付与していない状態で基剤
粘度30000 〜40000cps、硬化剤粘度35000 〜45000cpsの
実粘度のものが、１次チクソトロピック特性を付与され
ると実粘度に対して基剤では略60〜70％の見掛け粘度と
なり、硬化剤は略70〜80％程度の見掛け粘度となる。

【００３９】また、２次チクソトロピック特性を付与さ
れた攪拌混合粘度は実混合粘度に対して略40〜50％程度
の見掛け粘度となる。

【００４０】チクソトロピック特性の付与システムによ
り調製された塗料を使用して更生管への吹き込みを行な
うと、塗料が吹き込まれた時点では見掛け粘度が実粘度
に対して大きく低下していると共に、管内を通過する空
気流による剪断力も容易に付加されて極めて安定した延
伸性を保持しながら塗料が進行し、可使時間内における
粘度変化も1000〜3000cps 以内で安定する。

【００４１】次いで、塗料が更生管内壁に付着し、流動
を停止することに加え、更生管内の温度環境の差により
塗料の粘度は急速にチクソトロピック特性を失って粘度
を増し実粘度に転化するため、可使時間内の粘度低下を
相殺しながら塗料被膜の安定乾燥を促進する。

【００４２】したがって、更生管内壁に形成される塗膜
は、高粘度で可使時間が短く且つ粘度変化の大きい無溶
剤型２液性エポキシ樹脂であっても、吹き込み作業上の
延伸性を高く維持することができ、しかも、垂下のない
厚手で均一な塗膜を形成することができるものである。

【００４３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による管更生塗料の調整システ
ム図である。

【符号の説明】

１ ミキサー駆動モーター ２ パワーミキサー ３ 吐出バルブ ４・５ 吐出・洗浄切替えバルブ ６・７ レシオチェックバルブ ８・９ 循環バルブ 10・11 吐出圧力計 12・13 吐出圧力スイッチ 14・15 ドレンバルブ 16・17 ライン温度センサー 18・19 計量ポンプ 20・21 エアー抜きバルブ 22・23 タンク温度センサー 24・25 計量ポンプ駆動モーター 26・27 タンク攪拌羽根 28・29 不活性ガス加圧バルブ 30・31 タンク攪拌羽根駆動モーター 32・33 安全弁 34・35 タンク圧力計 36・37 不活性ガス排出バルブ 38・39 サイレンサー 40・41 ベースタンク 42・43 循環ラインの温度調整機構 44 エアーブローバルブ 45 洗浄用の溶剤ブローバルブ 46 溶剤ブローバルブ電磁弁 47 エアーブローバルブ電磁弁 48 吐出バルブ電磁弁 49 溶剤タンク 50 溶剤圧送バルブ 51 レギュレーター 52 溶剤タンク圧力計 53 逆止弁 54 エアー加圧バルブ 55 エアー排気バルブ 56 サイレンサー 57 不活性ガス加圧バルブ 58 レギュレーター 59 エアー加圧バルブ 60 フィルター 61 エアーブロー用レギュレーター 62 エアーブロー用圧力計 Ａ・Ｂ パワーミキサーに至る搬送ライン ａ・ｂ 塗料循環ライン

【手続補正書】

【提出日】平成９年２月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】 管更生工法と塗料の調製方
法及びシステム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗料吹き込みによって既設配管の更生を
   行なう管更生工法において、管更生塗料の基剤と硬化剤
   の攪拌、混合時に塗料にチクソトロピック特性を付与す
   ることによって更生管への塗料吹き込みを見掛け粘度に
   よって行い、見掛け粘度から実粘度への転化によって塗
   料被膜の安定乾燥を促進するようにしたことを特徴とす
   る管更生工法
2. 【請求項２】 エポキシ樹脂塗料の基剤と硬化剤につい
   て、それぞれに温度調整手段を備えたベースタンク底部
   から計量ポンプを経てベースタンク上部に回流する塗料
   温度保持手段を備えた回流路と、上記計量ポンプから攪
   拌手段を備えた混合機構に至る経路を切替え可能に形成
   し、ベースタンクに充填した各液剤をそれぞれ所定温度
   に調整した後、ベースタンク内の攪拌翼によって攪拌し
   ながらそれぞれの物性に対応する所定温度に達したとこ
   ろで、回流路へのバルブを開いてベースタンクへの回流
   を行うことにより、各液剤の均質化を行い、それぞれ物
   性の較差に対応する流量に調整すると共に所定の温度と
   見掛け粘度に達したところで、流路を混合機構に至る経
   路に切替えて両液剤を攪拌混合することにより摩擦熱と
   剪断力を加えて塗料バランスと見掛け粘度を得ることを
   特徴とする管更生塗料の調製方法
3. 【請求項３】 エポキシ樹脂塗料の基剤と硬化剤を、そ
   けぞれ温度調整手段を備えたベースタンク底部から計量
   ポンプを経てベースタンク上部に回流する流量の調整路
   と上記計量ポンプから攪拌手段を備えた混合機構に至る
   経路を切替え可能に設け、調整路回流による予備調整で
   各液剤の混合比を設定する各別の経路によって、両液剤
   を各ベースタンクから混合機構に搬送すると共に、各ベ
   ースタンクには不活性ガスの添加機構、搬送経路には塗
   料温度の保持調整機構を設けて塗料の温度と見掛け粘度
   を管理しながらエポキシ樹脂塗料と硬化剤の混合を行な
   うことを特徴とする管更生塗料の調製システム