JPS6244789B2

JPS6244789B2 -

Info

Publication number: JPS6244789B2
Application number: JP4635083A
Authority: JP
Inventors: Takuji Sokawa; Hiroyuki Sakuragi; Takao Nakajima; Masato Fujii
Original assignee: Ashimori Industry Co Ltd
Current assignee: Ashimori Industry Co Ltd
Priority date: 1983-03-20
Filing date: 1983-03-20
Publication date: 1987-09-22
Also published as: JPS59172570A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、地中に埋設された水道管を更生する
に当り、筒状織布の外面に水密性の被膜を形成し
た内張り材を、流体圧力により裏返して水道管内
壁に貼着する方法において使用するのに適した、
接着剤に関するものである。通常水道の配水管として用いられる鋳鉄管は、
長年月が経つと管内面に錆瘤や腐蝕孔が発生し、
これに伴い流体摩擦係数の増加、通水断面積の減
少、漏水等によつて、通水能力が著しく減退し、
出水不良の原因となつている。また、管内面の錆
瘤が振動等により遊離し、赤水が出るなどの社会
的問題も生じているのである。そこで従来は、古くなつた管の錆瘤を研削しク
リーニングした後に、モルタルライニング、エポ
キシ樹脂ライニングあるいは、配水管の内部に内
挿管を挿入して二重管とする、いわゆるパイプイ
ンパイプ工法等により、配水管を更生することが
行われていた。しかしながら、モルタルライニング法では、湿
潤面に対しても施工できるなどの利点を有する一
方、モルタルの養生やアルカリ分の抽出のため
に、１〜２週間の施工期間を要し、既設の配水管
を更生する場合においては、その間の給水を確保
するために、仮配水管を敷設する必要があるなど
の問題がある。エポキシ樹脂ライニング法では、エポキシ樹脂
の硬化が速く、接着性が良いなどの利点がある反
面、充分な厚みを形成するのが困難であり、ピン
ホールが発生し易く、しかも未硬化状態において
エポキシ樹脂が流動するために、管の下部のみが
厚くなつたりして、均一なライニングを得るのが
困難である。また、パイプインパイプ工法では、直線状の配
管系では効果的であるが、僅かでも彎曲している
と施工不能であり、又管の断面積が縮小するとい
う欠点がある。ところで、近年このような地中埋設管路を更生
する方法として、筒状織布の外面に気密、水密性
の被膜を形成した内張り材の内面に接着剤を塗布
し、該内張り材を流体圧力で裏返しながら、前記
管路内に挿通し、流体圧力を維持しつつ内張り材
を加温して前記接着剤を硬化させ、内張り材を管
路内面に接着する方法が知られている。この方法
は、施工時間が短く、屈曲の多い配管系であつて
も施工でき、しかも施工後ピンホールの生ずる恐
れがないなど、既設の管路の更生方法として、極
めて有効な方法である。しかしながら、水導水は直接人の口に入るもの
であるため、該水道水を通す水道管の内張りの材
料としては、水を汚染することのないものでなけ
ればならない。従つて、内張り材が水質検査に合
格しなければならないことは勿論であるが、内張
り材にピンホールがあつたり傷付いたような場合
には、接着剤も水道水に直接触れる可能性がある
ので、接着剤についても、水質検査に合格するこ
とが要求されるのである。本発明はかかる事情に鑑がみなされたものであ
つて、上記方法により水道管に内張り材を貼り付
けるのに、最も適した接着剤を提供することを目
的とするものである。ところで、本発明の接着剤に要求される条件と
しては、以下に示すような条件がある。接着剤は、気密の管と気密の内張り材との間
に介在せしめられた状態で硬化する必要上、溶
剤等の揮発成分を含有していないこと。作業性や付着の均一性を確保するために、使
用時の粘度が、5000〜30000cps程度であるこ
と。作業時間を考慮し、可使時間が20℃におい
て、少なくとも90分以上であること。施工時間を短縮するため、60℃において２時
間以内に実用強度にまで硬化し、且つ硬化後数
時間の内に、通水が可能であること。水の存在下でも硬化が可能であること。水道水を汚染しないこと。水道管のライニングの安全性については、日
本水道規格協会（JWWA）の、「水道用タール
エポキシ樹脂塗料塗装方法（Ｋ−155）」に規定
され、以下の諸条件を満たすことが要求されて
いる。 (1) 濁度 0.5度以下 (2) 色度１度以下 (3) 過マンガン酸カリウム消費量 2ppm以下 (4) 残留塩素の減量 0.7ppm以下 (5) フエノール数 0.005ppm以下 (6) アミン検出しないこと (7) シアン検出しないこと (8) 臭気及び味異常でないこと水による、著しい物性の低下を起こさないこ
と。水道水のポンプが一時的に停止したとき、高
所の水が低所に移行して、水道管内が局部的に
真空になることがあるが、このような場合にお
いても内張り材が潰れることがない程度に、接
着剤の硬度が高いものである必要があり、硬化
後の硬度が、シヨアーＤ硬度で70度以上である
こと。地震等により、水道管が破損したような場合
に、内張り材が破損することなく、管機能を維
持するために、接着剤が適度の脆性を有し、地
震等の際に内張り材を、水道管内面から剥離さ
せ得ること。発明者等は、以上のような諸条件を満足させ得
る接着剤を見出すべく、鋭意研究を重ねた結果、
本発明を完成するに至つたものである。すなわち、本発明の接着剤は、エポキシ当量が
170〜360の、ビスフエノールＡジグリシジルエー
テル型液状エポキシ樹脂を主成分とし、これに稀
釈剤として、ジ又はトリグリシジルエーテル型反
応性稀釈剤が配合されている主剤と、液状化され
た芳香族ポリアミンを主成分とする硬化剤とより
なり、主剤又は硬化剤のいずれか一方または両方
に、充填剤が含まれている、二液混合硬化型エポ
キシ系接着剤であることを特徴とするものであ
る。まず、接着剤に揮発成分を含有してはならない
のであるから、ゴム係やラテツクス係の接着剤は
使用できないのであり、事実上、反応硬化型接着
剤に限定されるのである。反応硬化型接着剤とし
ては、エポキシ樹脂係のほか、ポリエステル樹脂
系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系等が挙げら
れる。しかし、ポリエステル樹脂系のものは水の
存在化では未反応の部分が残り、水質を汚染する
危険性がある。アクリル樹脂系のものは、基本的
に毒性の問題があり、不適当である。ウレタン樹
脂系のものは、やはり水の存在下で発泡したり、
水質上の問題がある。従つて、本発明の接着剤としては、水の存在下
でも硬化し且つ水質を汚染することのない、エポ
キシ樹脂系の加温硬化型接着剤に限定されるので
ある。発明者等はさらに検討を重ね、エポキシ樹脂系
の加温反応硬化型接着剤の内でも、前述の諸条件
を満足し、前記方法に使用するのに最も適した、
主剤と硬化剤との組み合わせを見出したものであ
る。本発明においては、主剤は、硬化剤との反応が
速く、しかも硬化後の硬度が高く、機械的特性に
優れた、ビスフエノールＡと、エピクロルヒドリ
ンとを反応させて得られる、エポキシ当量が170
〜360の範囲にある。ビスフエノールＡジグリシ
ジルエーテル型の、液状エポキシ樹脂を使用す
る。エポキシ当量が小さいと、毒性の問題があ
り、360以上の大きいものは、通常常温で固体状
態であつて、溶剤に溶解しなければ使用できず、
本発明の接着剤としては不適当である。硬化後の
物性が優れて特に望ましいのは、エポキシ当量が
180〜220程度のものである。本発明の主剤として使用できる市販のエポキシ
樹脂としては、エピコート＃815、＃819、
＃827、＃828、＃832、＃836、（以上シエル化学
株式会社製）、DER−＃330、＃331、＃332、
＃334、＃337（以上ダウケミカル株式会社製）、
アデカレジンEp4000（旭電化工業株式会社製）、
エピクロン＃800、＃830（以上大日本インキ化学
工業株式会社製）等が挙げられ、これらを単独
で、又は二種以上を混合して使用することができ
る。主剤に使用する稀釈剤としては、非反応性稀釈
剤を使用すると、水質汚染の可能性があるので、
本発明においては、反応性稀釈剤を使用する必要
がある。具体的には、ジ又はトリグリシジルエー
テル化合物であり、ポリオキシエチレンまたはプ
ロピレン骨格等の、低粘度のジグリシジルエーテ
ル型エポキシ化合物が良い。さらに具体的な化合物としては、グリセリンジ
グリシジルエーテル、エチレングリコールジグリ
シジルエーテル、ポリエチレンジグリシジルエー
テル、グリセリントリグリシジルエーテル、プロ
ピレンジグリシジルエーテル、ポリプロピレンジ
グリシジルエーテル、トリメチロールプロパント
リグリシジルエーテルなどを、挙げることができ
る。これらの化合物は、エポキシ樹脂の橋掛け密
度を下げることがないので、硬化速度が低下した
り、硬化物の硬度等の物性の低下を招くことがな
く、少量の添加により組成物の粘度を下げるに
は、効果的である。稀釈剤の配合量は、エポキシ樹脂100重量部に
対して、５〜20重量部が適当である。５重量部未
満では、粘度を下げる効果がなく、また20重量部
を越えると柔かくなりすぎ、成分が水に抽出され
て、水質検査時の過マンガン酸カリウム消費量
が、大きくなる可能性があるので、好ましくな
い。エポキシ樹脂用硬化剤としては、ポリアミドア
ミン系、脂肪族ポリアミン系、芳香族ポリアミン
系及び、メルカプタン系等の硬化剤があるが、脂
肪族ポリアミン系の硬化剤にあつては、一般に蒸
気圧が高く、人体に対して毒性があり、本発明が
目的とする水道管用の接着剤としては、適当でな
い。またポリアミドアミン系のものは、内張り用
のエポキシ樹脂系接着剤用の硬化剤としては適す
るのであるが、水質検査においてアミンが検出さ
れる恐れがあるので、水道管用の内張り用には使
用することができない。メルカプタン系のもの
も、水質検査時に臭気の点で不合格となる可能性
が大きい。従つて、本発明においては、硬化剤としては、
芳香族ポリアミン系のものを使用するのである。
芳香族ポリアミン系の硬化剤は、水との相溶性が
小さいので、水による影響を受けにくいと共に、
水に対して悪影響を及ぼすことがなく、前述の水
質検査においても充分に合格し得るのである。ま
た、本発明の主剤である、ビスフエノールＡジグ
リシジルエーテル型液状エポキシ樹脂との相溶性
が良いので、完全に反応し易く、硬化後の物性が
良好である。そのため、水の吸収が少なく、また
水に抽出されることがないので、さらに水の汚染
が少ない。このような芳香族ポリアミンの、市販の具体例
としては、アデカハードナーEH＃531、＃532、
＃551（以上旭電化工業株式会社製）、スミキユア
ーML＃２、＃31、＃32（以上住友化学株式会社
製）等が挙げられる。これらの芳香族ポリアミン
を単独で、または所望により組合せて使用するこ
とにより、可使時間及び硬化時間を調整すること
ができ、施工後、10時間以内に通水した場合で
も、水質に影響がないようにすることも可能であ
る。しかしながら、一般に芳香族ポリアミンは固体
であり、それを溶煤に溶解させて使用しなければ
完全反応しにくい。本発明においては、前記芳香
族ポリアミンを溶解する溶媒としては、液状キシ
レン樹脂を使用するのがよい。芳香族ポリアミン
を硬化剤として使用する方法としては、脂肪族ポ
リアミンに溶解して使用する方法や、DOP（ジ
オクチルフタレート）等の溶媒に溶解して、使用
する方法が知られているが、水質検査の結果で
は、液状キシレン樹脂に溶解したものが、最も良
好な結果が得られた。キシレンは芳香族系の化合物であるので、主剤
のビスフエノールＡジグリシジルエーテル型エポ
キシ樹脂や、硬化剤の芳香族ポリアミンとの相溶
性に優れており、完全に混合するので、硬化後に
キシレン樹脂が表面に滲出することがない。従つ
て、水質検査においても、フエノールが検出され
ることはないのである。また、一般に芳香族ポリアミンは、硬化のため
に高温に加熱することが必要であつたり、可使時
間と硬化時間との調整が困難であり、硬化物の初
期物性がなかなか発揮されないといつた問題を有
している。こうした問題を解決するために、硬化
剤に、サリチル酸系等の酸触媒を添加するのがよ
い。これによつて芳香族ポリアミンの反応が促進
され、また、その反応速度を調整することも可能
である。本発明の接着剤は、内張り材内面に塗布すると
きや、該内張り材を水道管の内面に圧着するとき
には、粘度が低く、作業性の良いものであること
が必要であるが、内張り材を管内面に圧着した後
においては、流動性を失うものが好ましい。その
ためには、主剤と硬化剤との混合物が、チクソト
ロピツク性を有する必要がある。また前述のよう
に、接着剤が強靭になり過ぎると、地震等の際に
水道管と共に内張り材も破断するので、適度の脆
性を有することが必要である。それ故本発明にお
いては、充填剤を配合しているのである。充填剤
は、主剤または硬化剤のいずれか一方又は両方に
配合する。本発明において使用する充填剤としては、表面
処理を施していない重質炭酸カルシウムを主体と
し、これにチクソトロピツク性を付与する、クレ
ー、タルク、コロイダルシリカ等を、少量配合し
たものが良い。これらのものは、FDA（安全物
質）の認可を受けており、水質上も特に問題を生
じることはない。充填剤の配合量としては、全組成物の20〜50重
量％入れるのが、最も望ましい。20％未満では、
硬化後の物性が強靭になりすぎ、適度の脆性が付
与されない。また50％以上では、接着剤混合物の
粘度が高すぎ、作業性が悪くなると共に、接着後
の接着強力が著しく弱いものとなる恐れがある。本発明に配合する充填剤は、前述のように、表
面処理を施していない重質炭酸カルシウムを主体
とし、平均粒子径が1.0〜10μのものが、混合物
の粘度を過度に高めることなく、高充填が可能で
あり、脆性やチクソトロピツク性の調整も容易で
あつて、好ましい。表面処理を施した重質炭酸カルシウムは、充填
剤とエポキシ樹脂との、密着力が大きいために、
脆性が不足し、好ましくない。また平均粒子径が
１μ未満のものは、高充填したときに、粘度が高
くなりすぎ、硬化後の物性も強靭になりすぎる。
また10μを越える粒子径のものは、接着剤を内張
り材内面に塗布したときに、充填剤が内張り材の
筒状織布の中に浸透しにくく、硬化後の接着剤に
おいて、充填剤の含有量が不均一になり、好まし
くない。さらに、接着剤混合物にチクソトロピツク性を
付与するために、充填剤に、クレー、タルク、コ
ロイダルシリカ等の、１〜数種を添加するのが望
ましい。クレーは、含水珪酸アルミニウムを主成
分とする蝋石を、粉砕精製したもので、平均粒子
径が１〜10μのものが良い。特にクレーは、少量
混入することで、組成物の粘度を高め、前記重質
炭酸カルシウムの沈降を、防止する効果がある。
しかも、硬化後の接着剤の硬度を高める作用もす
る。コロイダルシリカは、超微細な崇高い白色粉末
であり、樹脂の硬度の向上には効果的であるが、
平均粒子径が10〜50ｍμと極めて小さく、吸油量
が大きいため、組成物の粘度を非常に高くする。
従つて、多量に使用するのは好ましくない。しか
しながら、組成物にチクソトロピツク性を付与す
るためには、効果的であり、少量添加することが
できる。タルクも、上記クレーやコロイダルシリ
カと同様の性質を有し、少量の添加は可能であ
る。筒状織布の外面に、気密、水密性の被膜を形成
した内張り材の内面に、本発明の接着剤を塗布
し、該内張り材を、流体圧力により裏返しなが
ら、水道管内に反転挿入し、然る後、前記流体圧
力を作用させながら、蒸気、熱風、温水等の適当
な熱媒体により、内張り材を60〜80℃程度に加温
する。これにより１時間程度で接着剤の硬化は完
了して実用強度に達し、且つ数時間内に通水が可
能となるのである。以下、本発明の接着剤の実施例を示す。試験方法粘度：BH型粘度計（20℃、20rpm）で測
定。可使時間：接着剤200ｇを、20℃においてBH
型粘度計７号ローター920rpmで粘度を測定
し、粘度が10万cpsに達するまでの時間を測
定。硬化性：深さ７mm、直径４cmの円筒容器に接
着剤を入れ、60℃で40分間加熱後、20℃で30分
間冷却し、シヨアーＤ硬度を測定。初期硬度：深さ６mm、直径４cmの円筒容器に
接着剤を入れ、60℃で24時間加熱後、20℃で30
分間冷却し、シヨアーＤ硬度を測定。初期剪断強度：巾25mm×長さ60mmのポリエス
テル織布に接着剤を塗布し、該織布を、巾25mm
×長さ100mm×厚さ1.6mmの磨き鋼板に、12.5mm
ラツプさせて貼り合わせ、60℃で24時間加熱
後、20℃で30分間冷却し、50mm／minの引張り
速度で測定。耐水試験：、の試験片を、50℃の水中に
６か月間放置し、20℃の温度で吸水率、硬度及
び剪断強度を測定。

【表】

【表】本発明の接着剤は、以上のようなものであるの
で、既設の水道管の更生に使用した場合において
も、水質に悪影響を及ぼすことがなく、前記水質
検査規格（JWWA−Ｋ−115）に合格した。また本発明の接着剤は、特に硬化速度が速いの
で、夜間に工事を完了させ、翌朝には通水が可能
なものであり、工事による周辺住民の生活に対す
る障害も極めて小さい。また、耐水性が良好であ
るので、内張りが長期に亘つて水道管を維持し、
しかも地震等により本来の水道管が破損したよう
な場合にも、内張り材が管からはがれてパイプイ
ンパイプ構造となり、内張り材が独自で通水を維
持することができるものである。従つて、本発明
は水道管の内張り用の接着剤としては、極めて優
れたものである。

Claims

【特許請求の範囲】１筒状織布の外面に水密性の被膜を形成してな
る内張り材の内面に接着剤を塗布し、該内張り材
に流体圧力を作用させながら裏返して既設の水道
管に挿通し、次いで流体圧力を維持しつつ内張り
材を加温して接着剤を硬化させ、内張り材を前記
水道管内面に接着する方法において使用する接着
剤において、該接着剤が、エポキシ当量が170〜
360のビスフエノールＡジグリシジルエーテル型
液状エポキシ樹脂を主成分とし、稀釈剤としてジ
又はトリグリシジルエーテル型反応性稀釈剤が配
合されている主剤と、液状化された芳香族ポリア
ミンを主成分とする硬化剤とよりなり、主剤又は
硬化剤のいずれか一方または両方に、充填剤が含
まれている、二液混合硬化型エポキシ系接着剤で
あることを特徴とする、水道管の内張り用接着
剤。２前記硬化剤が、芳香族ポリアミンを液状キシ
レン樹脂に溶解して、液状化したものであること
を特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の水道
管の内張り用接着剤。３前記硬化剤が、芳香族ポリアミンにサリチル
酸系等の酸触媒を添加したものであることを特徴
とする、特許請求の範囲第１項記載の水道管の内
張り用接着剤。４前記充填剤が、全組成物の20〜50重量％添加
されていることを特徴とする、特許請求の範囲第
１項記載の水道管の内張り用接着剤。５前記充填剤が、表面処理を施していない重質
炭酸カルシウムを、主体とするものであることを
特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の水道管
の内張り用接着剤。６前記重質炭酸カルシウムの平均粒子径が、１
〜10μであることを特徴とする、特許請求の範囲
第５項記載の水道管の内張り用接着剤。