KR20120007515A - 스티렌 배리어를 지니는 현장 경화 파이프 라이너 - Google Patents

스티렌 배리어를 지니는 현장 경화 파이프 라이너 Download PDF

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KR20120007515A
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로버트 제이. 뷔에스너
조셉 제이. 주니어 본토르칙
도날드 에이. 멜처
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루브리졸 어드밴스드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

손상된 파이프, 예컨대, 지하 하수 또는 가스 파이프를 복구하는 라이너를 개시하고 있다. 라이너는 부직포 직물의 섬유성 매트상의 TPU 코팅을 포함한다. TPU 코팅은, 스티렌이 라이너로부터 라이너를 손상된 파이프에 압박하고 열경화성 수지를 활성화시키는데 이용된 매질로 이동하는 것을 저지하기 위한 배리어 층을 함유한다. 열경화성 수지는 라이너가 파이프 내부에서 현장 경화됨에 따라서 라이너를 가요성 상태에서 견고한 상태로 전환시킨다.

Description

스티렌 배리어를 지니는 현장 경화 파이프 라이너{CURED IN PLACE PIPE LINER WITH STYRENE BARRIER}
본 발명은 파이프 또는 다양한 그 밖의 통로를 위한 라이너(liner)에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 파괴되거나, 구멍나거나, 누수되는 주(main) 하수 파이프, 연결(lateral) 하수 파이프, 및 가스 파이프를 복구하는데 사용되는 지중 매설관을 위한 라이너에 관한 것이다. 본 발명은 스티렌의 이동을 방해하는 배리어 층을 지니는 현장 경화 라이너에 관한 것이다. 즉, 상기 라이너는 복구되는 파이프의 내부에서 경화된다. 본 발명은 또한 열의 사용에 의해서 경화(강화)되는 스티렌 기반 폴리에스테르 열경화성 수지가 포화된 직물을 사용하는 현장 경화 라이너에 관한 것이다.
손상된 파이프 또는 파괴된 파이프, 예컨대, 하수도 및 가스 파이프를 라이닝하는 현장 경화 방법은 지중 파이프를 복구하는 아주 성공적인 방법이 되고 있다. 그러한 방법은 지중 파이프를 굴착할 필요가 없으며 외부 기반시설, 예컨대, 포장된 도로 및 빌딩에 대해서 발생되는 손상을 피할 수 있다. 현장 경화 방법은 먼저 파이프의 내부에 라이너를 정위시키면서 라이너가 가요성 상태에 있게 하고, 이어서, 손상된 파이프의 내부에 라이너를 압박하면서 파이프 내에서 라이너를 경화된 상태로 경화시킴을 포함한다. 통상적인 방법은 가요성 라이너가 파이프의 내부에 맞추어지게 하고, 압력에 의해서 라이너를 파이프의 내부에 고정시키면서 라이너를 경화된 상태로 경화시키기 위해서 공기, 증기 또는 물을 사용하여 라이너를 가압한다.
종래 기술의 라이너는 라이너의 한 면은 직물을 사용하고 다른 면은 단일 층 폴리머 시이트를 사용함으로써 제조되었다. 직물은 비경화된 열경화성 재료, 예를 들어 스티렌 기반 폴리에스테르 수지 또는 에폭시 수지로 포화된다. 경화, 즉, 열경화성 재료를 강성 상태로 전환시키는 과정은 라이너가 파이프의 내부에 위치된 후에 수행된다. 라이너는 미국특허 제4,009,063호에 기재된 바와 같은 드래그드-인 방법(dragged-in method) 또는 미국특허 제4,064,211호에 기재된 바와 같은 인버젼 방법(inversion method)중 하나에 의해서 복구되는 파이프 내에 위치될 수 있으며, 상기 두 특허 모두는 본 명세서에 참조로서 포함된다. 직물상에 위치한 폴리머 시이트는 사용된 열경화성 재료에 내성이어야 하며 열경화성 재료를 경화시키는데 사용되는 열에 견딜 수 있어야 한다. 다양한 열가소성물질 및 엘라스토머(elastomer)가 직물을 코팅하는데 사용되며, 폴리우레탄이 자주 사용된다. 열가소성 폴리우레탄이 특히 바람직한데, 그 이유는 이의 내마모성, 내인열성, 및 탄성 때문이다.
스티렌 기반 폴리에스테르를 열경화성 수지로서 사용할 때 발생하는 한 가지 문제점은 스티렌이 수지로부터 수지 흡수성 재료층 상에 코팅된 열가소성 폴리머 층을 통해 이동하는 것이다. 스티렌은 현장 경화 파이프의 공동으로 들어가서 파이프 라이너를 가압하기 위해 사용된 물 또는 증기와 같은 매질을 오염시킨다. 상기 매질이 파이프로부터 배출될 때, 이것은 단순히 지방 도시 하수 시스템으로 전용되는 것이 아니라 스티렌으로 오염되었으므로 특수하게 처리되어야 한다. 또한, 처리되어야 하는 스티렌 악취도 문제가 될 수 있다.
파이프 라이너를 가압하기 위해 사용된 매질로의 스티렌 이동을 현저하게 감소시켜서 보통의 하수 처리 설비를 통해 매질이 처리될 수 있게 하는 열가소성 층을 지니는 것이 바람직할 것이다. 이렇게 되면 설치 비용을 줄일 수 있고 환경이 개선될 수 있다.
발명의 개요
배리어 층을 포함하는 통로 또는 파이프용 현장 경화 라이너는 라이너를 통한 스티렌의 이동을 현저하게 감소시킨다. 라이너는 수지 흡수성 재료의 하나 이상의 층, 바람직하게는 부직포 수지 흡수성 재료를 지닌다. 라이너는 또한 열경화성 수지, 바람직하게는 수지 흡수성 재료층으로 함침된 스티렌 폴리에스테르 수지를 지닌다. 라이너는 수지 흡수성 재료층에 부착된 열가소성 코팅을 지닌다. 상기 코팅은 열가소성 배리어 층을 포함하는데, 이것은 바람직하게는 고 경도(high hardness) 열가소성 폴리우레탄 폴리머이거나 에틸렌 비닐 알코올 폴리머이다. 코팅은 바람직하게는 (a) 수지 흡수성 재료층에 접촉하고 있는 제 1 열가소성 층; (b) 제 1 열가소성 층 및 제 3 열가소성 층에 접촉하고 있는 제 2 열가소성 배리어 층; 및 (c) 배리어 층에 접촉하고 있는 제 3 열가소성 층을 포함하는 3층 코팅이다. 코팅의 제 1 및 제 3층은 열가소성 폴리우레탄(TPU), 코-폴리아미드(COPA) 및 코-폴리에스테르(COPE)로 구성된 군으로부터 선택된 열가소성 폴리머로 제조될 수 있다.
가장 바람직한 구체예에서, 수지 흡수성 재료층은 부직포 폴리에스테르 직물이고, 열경화성 수지는 스티렌 폴리에스테르 수지이며, 코팅은 제 1 및 제 3층으로서 폴리에스테르 열가소성 폴리우레탄 폴리머(TPU)를 지니고 제 1층과 제 3층 사이에 고 경도 TPU 또는 에틸렌 비닐 알코올(EVOH) 폴리머의 배리어 층(제 2층)을 지니는 3층 코팅이다.
발명의 상세한 설명
통로 또는 파이프용 현장 경화 라이너는 (a) 하나 이상의 수지 흡수성 재료층; (b) 수지 흡수성 재료층에 흡수된 열경화성 수지; 및 (c) 배리어 재료를 포함하는 열가소성 코팅 또는 필름으로 구성된다. 바람직하게는, 열가소성 코팅은 수지 흡수성 재료층에 접촉하고 있는 제 1 열가소성 층, 제 2 열가소성 배리어 층, 및 배리어 층에 접촉하고 있는 제 3 열가소성 층을 지니는 3층 필름이다. 제 2 열가소성 배리어 층은 고 경도 TPU 또는 EVOH 폴리머일 수 있다. 코팅의 제 1 및 제 3층은 동일하거나 상이할 수 있고, TPU, COPA 또는 COPE 폴리머일 수 있다. 코-폴리아미드(COPA) 폴리머의 예로는 Arkema로부터 Pebax®로서 시판되는 것이 있다. 코-폴리에스테르(COPE) 폴리머의 예로는 DuPont으로부터 Hytrel®로서 시판되는 것이 있다. 가장 바람직한 구체예는 코팅의 모든 세 층에 TPU 폴리머를 이용하는 것인데, 제 1 및 제 3층은 저 경도 TPU이고 (98 이하의 쇼어(Shore) A) 제 2 배리어 층은 고 경도 (60 이상의 쇼어 D)를 지니는 TPU이다. 고 경도 TPU의 배리어 층은 저 경도 TPU의 제 1 및 제 3층 사이에 배치된다. 본 발명은 코팅의 모든 세 층에 대해 TPU를 이용한 가장 바람직한 구체예에 의해 기술될 것이다. 본 명세서에서 코팅은 필름을 의미한다.
코팅의 제 1 및 제 3층용 TPU
본 발명의 제 1 및 제 3층에 사용된 열가소성 폴리우레탄(TPU) 폴리머는 세 가지의 반응물의 반응에 의해서 제조된다. 첫 번째 반응물은 히드록실 종결된 중간체, 예를 들어 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리카르보네이트 또는 이들의 혼합물의 히드록실 종결된 중간체이다. 두 번째 반응물은 글리콜 또는 아민 사슬 연장제이며, 글리콜 사슬 연장제가 바람직하다. 세 번째 반응물은 이소시아네이트, 바람직하게는 디이소시아네이트이다. 이들 세 가지 반응물 각각이 이하 기재된다.
히드록실 종결된 폴리에스테르 중간체는 일반적으로 약 1000 내지 약 10,000, 바람직하게는 약 2000 내지 약 5000, 더욱 바람직하게는 약 2000 내지 약 3000의 수평균 분자량(Mn)을 지니는 선형 폴리에스테르이다. 분자량은 말단 작용기를 검정함으로써 측정되며 수평균 분자량과 관련이 있다. 히드록실 종결된 폴리에스테르 중간체는 바람직하게는 낮은 산가, 예컨대, 1.5 미만, 바람직하게는 1.0 미만, 더욱 바람직하게는 0.8 미만의 산가를 지닌다. 히드록실 종결된 폴리에스테르 중간체에 대한 낮은 산가는 수분과 접촉하는 라이너의 경우에 바람직한데, 그 이유는 낮은 산가가 TPU 폴리머의 가수분해 안정성을 개선시키기 때문이다. 산가는 ASTM D-4662에 따라서 측정되며, 1.0g의 샘플 중의 산성 구성물을 적정하는데 요구되는 수산화칼륨의 mg으로 나타낸 염기의 양으로서 정의된다. 가수분해 안정성은 또한 TPU 폴리머를 포뮬레이팅(formulating)하는 기술분야의 전문가에게 공지된 가수분해 안정화제를 TPU에 첨가함으로써 개선될 수 있다. 히드록실 종결된 폴리에스테르 중간체는 (1) 하나 이상의 글리콜을 하나 이상의 디카르복실산 또는 이의 무수물과 에스테르화 반응시킴으로써, 또는 (2) 에스테르 교환반응, 즉, 하나 이상의 글리콜을 디카르복실산의 에스테르와 반응시킴으로써 생성된다. 말단 히드록실기가 우세한 선형 사슬을 얻기 위해서는, 산에 대한 글리콜의 몰비가 일반적으로 1몰 이상 과량인 것이 바람직하다. 적합한 폴리에스테르 중간체가 또한 다양한 락톤, 예컨대, ε-카프로락톤과 이작용성 개시제, 예컨대, 디에틸렌 글리콜로부터 전형적으로 제조되는 폴리카프로락톤을 포함한다. 바람직한 폴리에스테르의 디카르복실산은 지방족, 지환족, 방향족 또는 이들의 조합물일 수 있다. 단독으로 사용되거나 혼합물로 사용될 수 있는 적합한 디카르복실산은 일반적으로 전체 4 내지 15개의 탄소원자를 지니며, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세박산, 도데칸디오산, 이소프탈산, 테레프탈산, 및 시클로헥산 디카르복실산 등을 포함한다. 상기 디카르복실산의 무수물, 예컨대, 프탈산 무수물, 또는 테트라히드로프탈산 무수물 등이 또한 사용될 수 있다. 아디프산이 바람직한 산이다. 반응하여 바람직한 폴리에스테르 중간체를 형성시키는 글리콜은 지방족, 방향족, 또는 이들의 조합물일 수 있으며, 전체 2 내지 12개의 탄소원자를 지니고, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 데카메틸렌 글리콜, 및 도데카메틸렌 글리콜 등을 포함하며, 1,4-부탄디올이 바람직한 글리콜이다. 둘 이상의 글리콜의 배합물이 사용될 수 있다. 미생물 내성이 요구되는 파이프, 예컨대, 가스 파이프를 라이닝하는데 사용되는 라이너를 위해서는, 디에틸렌 글리콜이 바람직한 글리콜이다.
제 1 및 제 3층에 사용된 TPU 폴리머를 제조하기 위해서 제 2 반응물로서 사용되는 적합한 글리콜 사슬 연장제는 지방족, 방향족 및 이들의 조합물이며, 2 내지 약 12개의 탄소원자를 지닌다. 바람직하게는 글리콜 사슬 연장제는 약 2 내지 약 10개의 탄소원자를 지니는 저급 지방족 또는 단쇄 글리콜이며, 예를 들어, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올 히드로퀴논, 디(히드록시에틸)에테르, 및 네오펜티글리콜 등을 포함하며, 1,4-부탄디올이 바람직하다. 벤젠 글리콜 및 크실렌 글리콜을 포함한 방향족 글리콜을 사슬 연장제로서 사용하여 TPU를 제조할 수 있다. 크실렌 글리콜은 1,4-디(히드록시메틸)벤젠 및 1,2-디(히드록시메틸)벤젠의 혼합물이다. 벤젠 글리콜은 특별히 히드로퀴논, 즉, 1,4-디(2-히드록시에톡시)벤젠으로도 알려진 비스(베타-히드록시에틸)에테르; 레조르시놀, 즉, 1,3-디(2-히드록시에틸)벤젠으로도 알려진 비스(베타-히드록시에틸)에테르; 카테콜, 즉, 1,2-디(2-히드록시에톡시)벤젠으로도 알려진 비스(베타-히드록시에틸)에테르; 및 이들의 혼합물을 포함한다. 둘 이상의 글리콜의 혼합물이 본 발명의 TPU에서 사슬 연장제로서 사용될 수 있다. 1,4-부탄디올과 1,6-헥산디올의 혼합물이 바람직한 혼합물이다.
본 발명의 제 1 및 제 3층용 TPU를 제조하기 위한 세 번째 반응물은 디이소시아네이트이다. 적합한 디이소시아네이트는 방향족 디이소시아네이트, 예컨대, 4,4'-메틸렌비스-(페닐 이소시아네이트)(MDI); m-크실릴렌 디이소시아네이트(XDI), 페닐렌-1,4-디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄-3,3'-디메톡시-4,4'-디이소시아네이트 (TODI) 및 톨루엔 디이소시아네이트(TDI); 및 지방족 디이소시아네이트, 예컨대, 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 1,4-시클로헥실 디이소시아네이트(CHDI), 데칸-1,10-디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 및 디시클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트를 포함한다. 가장 바람직한 디이소시아네이트는 4,4'-메틸렌비스(페닐 이소시아네이트), 즉, MDI이다. 둘 이상의 디이소시아네이트의 혼합물이 사용될 수 있다. 또한, 2 이상의 작용성(functionality)을 지니는 소량의 이소시아네이트, 예컨대, 트리이소시아네이트가 디이소시아네이트와 함께 사용될 수 있다. 3 또는 그 초과의 작용성을 지니는 다량의 이소시아네이트는 이들이 TPU 폴리머를 가교되게 하여 용융 가공되는 그 능력을 방해하므로 피해야 한다.
세 개의 바람직한 반응물(히드록실 종결된 폴리에스테르 중간체, 글리콜 사슬 연장제, 및 디이소시아네이트)은 함께 반응하여 본 발명의 TPU 코팅의 제 1 및 제 3층에서 사용된 고분자량의 TPU를 형성시킨다. 세 가지의 반응물을 반응시키는 어떠한 공지된 과정을 이용하여 TPU를 제조할 수 있다. 바람직한 과정은 세 가지의 모든 반응물을 압출 반응기에 첨가하여 반응시키는 일명 원-샷 과정(one-shot process)이다. 히드록실 함유 성분, 즉, 히드록실 종결된 폴리에스테르 중간체와 사슬 연장제 글리콜의 전체 당량에 대한 디이소시아네이트의 당량은 약 0.95 내지 약 1.10, 바람직하게는 약 0.96 내지 약 1.02, 더욱 바람직하게는 약 0.97 내지 약 1.005이다. 우레탄 촉매를 이용하는 반응 온도는 일반적으로 약 175℃ 내지 약 245℃, 바람직하게는 180℃ 내지 220℃이다.
일반적으로, 임의의 통상의 촉매가 디이소시아네이트를 폴리에스테르 중간체 또는 사슬 연장제와 반응시키기 위해서 사용될 수 있으며, 그러한 촉매는 당 분야 및 문헌에 널리 공지되어 있다. 적합한 촉매의 예는 비스무트 또는 주석의 다양한 알킬 에테르 또는 알킬 티올 에테르를 포함하며, 그러한 촉매에서, 알킬 부분은 1 내지 약 20개의 탄소원자를 지니며, 특별한 예로는 비스무트 옥토에이트, 및 비스무트 라우레이트 등이 포함된다. 바람직한 촉매는 다양한 주석 촉매, 예컨대, 주석 옥토에이트, 디부틸주석 디옥토에이트, 및 디부틸주석 디라우레이트 등을 포함한다. 그러한 촉매의 양은 일반적으로 폴리우레탄 형성 반응물의 전체 중량을 기준으로 하여 약 20 내지 약 200 ppm(parts per million)과 같이 적은 양이다.
열가소성 폴리우레탄은 또한 프레-폴리머(pre-polymer) 과정을 이용함으로써 제조될 수 있다. 프레-폴리머 경로에서, 히드록실 종결된 폴리에스테르 중간체는 일반적으로 당량 과량의 하나 이상의 디이소시아네이트와 반응하여 유리 또는 비반응된 디이소시아네이트를 내부에 함유한 프레-폴리머 용액을 형성시킨다. 반응은 일반적으로 적합한 우레탄 촉매의 존재하에 약 80℃ 내지 약 220℃, 바람직하게는 약 150℃ 내지 약 200℃의 온도에서 수행된다. 후속하여, 상기 주지된 바와 같은 선택적 형태의 사슬 연장제가 일반적으로 이소시아네이트 말단기 뿐만 아니라 어떠한 유리 또는 비반응된 디이소시아네이트 화합물과 동일한 당량으로 첨가된다. 따라서, 히드록실기 종결된 폴리에스테르와 사슬 연장제의 전체 당량에 대한 전체 디이소시아네이트의 전체 당량비는 약 0.95 내지 약 1.10, 바람직하게는 약 0.96 내지 약 1.02, 더욱 바람직하게는 약 0.97 내지 약 1.005이다. 사슬 연장제에 대한 히드록실 종결된 폴리에스테르의 당량비는 요구된 쇼어 경도를 얻도록 조절된다. 사슬 연장 반응 온도는 일반적으로 약 180℃ 내지 약 250℃이며, 약 200℃ 내지 약 240℃가 바람직하다. 전형적으로는, 프레-폴리머 경로는 어떠한 통상의 장치에서 수행되며, 압출기가 바람직하다. 따라서, 폴리에스테르 중간체는 압출기의 첫 번째 부분에서 당량 과량의 디이소시아네이트와 반응하여 프레-폴리머 용액을 형성시키고, 후속하여, 사슬 연장제가 하류 부분에서 첨가되고 프레-폴리머 용액과 반응한다. 어떠한 통상의 압출기가 사용될 수 있고, 길이 대 직경 비가 20 이상, 바람직하게는 25 이상인 베리어 스크류(barrier screw)가 장착된 압출기가 바람직하다.
유용한 첨가제가 적합한 양으로 사용될 수 있으며, 그러한 첨가제는 불투명화 안료(opacifying pigment), 가소제, 착색제, 무기 충전제, 안정화제, 윤활제, 왁스, UV 흡수제, 가공 보조제 및 요구되는 대로의 그 밖의 첨가제를 포함한다. 유용한 불투명화 안료는 이산화티탄, 산화아연, 및 티나네이트 옐로우(titanate yellow)를 포함하며, 유용한 색조 안료(tinting pigment)는 카본 블랙, 옐로우 옥사이드(yellow oxide), 브라운 옥사이드(brown oxide), 로 시에나(raw sienna) 및 번트 시에나(burnt sienna) 또는 로 엄버(raw umber) 및 번트 엄버(burnt umber), 산화크롬 그린(chromium oxide green), 카드뮴 안료, 크롬 안료 및 그 밖의 혼합된 금속 옥사이드 및 유기 안료를 포함한다. 유용한 충전제는 규조토(슈퍼플로스) 점토, 실리카, 탈크, 마이카(mica), 월로스토나이트(wallostonite), 황산바륨 및 탄산칼슘을 포함한다. 요구되는 경우, 유용한 안정화제, 예컨대, 항산화제가 사용될 수 있고, 페놀성 항산화제를 포함하며, 유용한 광안정화제는 유기 포스페이트, 및 유기주석 티올레이트(메르캅티드)를 포함한다. 유용한 윤활제는 금속 스테아레이트, 파라핀 오일 및 아미드 왁스를 포함한다. 유용한 UV 흡수제는 2-(2'-히드록시페놀)벤조트리아졸 및 2-히드록시벤조페논을 포함한다. 첨가제를 또한 사용하여 TPU 폴리머의 가수분해 안정성을 개선시킬 수 있다.
TPU 폴리머의 중량 평균 분자량(Mw)은 일반적으로 약 60,000 내지 약 500,000 달톤, 바람직하게는 약 80,000 내지 약 300,000 달톤이다. 파이프 라이너를 기존의 파이프 벽에 압박하고 열경화성 수지를 경화시키는데 증기를 이용하는 적용의 경우, TPU 폴리머는 DSC에 의한 바, 약 120℃ 초과, 바람직하게는 약 140℃ 초과, 더욱 바람직하게는 약 180℃ 미만의 이차 열 용융 흡열 피크 온도의 고온 기능성 특성(high temperature performance property)을 지니는 것이 바람직하다. 이러한 고온 기능성은 현장 경화 설치 동안에 라이너에서 구멍이 형성되는 것을 방지하기 위해서 필요하다. 온도 기능성 특성은 10℃/분의 가열/냉각/가열 모드로 -100℃ 내지 230℃의 스캔 조건을 이용한 시차주사열량계(DSC)를 사용함으로써 측정된다. ASTM D-3418-03 표준이 DSC 시험을 기재하고 있다. 이차 열 용융 흡열 피크 온도는 샘플에서의 어떠한 변수등(variance)을 보정하는데 이용된다.
TPU 라이너의 제 1 및 제 3층에 사용되는 가장 바람직한 TPU 폴리머는 약 85A 내지 약 98A, 바람직하게는 85A 내지 95A의 쇼어 A 경도를 지닐 것이며, 210℃ 및 3.8Kg 부하(load)에서 80g/10분 또는 그 미만, 바람직하게는 65g/10분 미만, 더욱 바람직하게는 50g/10분 미만의 용융 흐름 지수를 지닐 것이다. TPU의 캘린더링(calendaring) 등급은 통상적으로 약 45 내지 80의 용융 흐름 지수를 지닐 것이나, 압출 등급은 통상적으로 40 또는 그 미만의 용융 흐름 지수를 지닐 것이다. 이러한 요건에 부합되는 시판중의 TPU 폴리머는 Estane® TPU 58437, 58277, 58447, 54605, 54777, T5630, T5620, 58605 및 X-1351로 공지되어 있으며, 루브리졸 어드밴스드 머티어리얼스, 인코포레이티드(Lubrizol Advanced Materials, Inc.)로부터 구입할 수 있다. 98 초과의 쇼어 A의 경도를 지니는 TPU 폴리머는, 특히 인버젼 방법에 의하는 경우에, 일부 적용에서 너무 강직성이어서 손상된 파이프내로 라이너를 삽입하기가 용이하지 않을 수 있다. 쇼어 A 및 쇼어 D 경도는 ASTM D2240에 따라 측정된다.
TPU가 가스 파이프를 라이닝하는데 사용하고자 하는 경우, 아디프산을 디에틸렌 글리콜과 반응시킴으로써 제조되는 낮은 산가의 폴리에스테르 중간체로부터 제조되는 TPU를 사용하는 것이 바람직한데, 그 이유는 이러한 형태의 TPU가 더 미생물 내성인 것으로 여겨지기 때문이다. 미생물에 대한 내성은 가스 파이프의 경우에 바람직하다. 사용되는 TPU의 유형은 사용시에 마주치는 환경 및 경화 과정에 요구되는 온도에 따라 다양할 수 있다.
TPU는 또한 용매에 양호한 내성을 지녀야 한다. 용매는 라이너 내로 드릴링된 구멍위에 TPU 패치를 용매-접합(solvent-welding)시키는데 사용될 수 있으며, 그러한 구멍은 열경화성 수지를 수지 흡수층 내로 넣는 것을 용이하게 하기 위해서 제조된다. 용매는 또한 라이너의 길이방향 시임(seam) 상에 TPU 테이프를 용매-접합시켜서 본래 평탄한 사각 시이트로부터 밀폐된 튜브를 제조하는데 사용될 수 있다.
배리어 층
스티렌의 이동을 방해하는 배리어 층 (제 2층)을 상기 논의된 제 1 및 제 3층 사이에 이용한다. 현장 경화 라이너에 사용되는 열경화성 수지는 일반적으로 수지를 경화시키기 위해 스티렌을 이용하는 폴리에스테르 수지이다. 스티렌이 라이너의 열가소성 부분을 통해 이동하면, 스티렌은 라이너를 부풀리기 위해 사용된 물 또는 증기를 오염시킬 수 있다. 너무 많은 스티렌이 물 또는 증기 중에 존재하면, 물은 도시 배수 시스템으로 방출되는 것이 아니라 보다 비용 소모적 수단에 의해서 수집 및 처리되어야 한다.
스티렌 배리어 층이 매우 경질인 TPU 또는 에틸렌 비닐 알코올(EVOH) 폴리머로부터 형성될 수 있다는 것이 발견되었다. 배리어 층은 바람직하게는 제 1 및 제 3층 사이에 위치한다. 배리어 층은 제 1 및 제 3층만큼 수지 흡수성 재료에 양호한 접착력을 지니지 않으므로, 수지 흡수성 재료 위에 바로 정위되는 것이 아니라 제 1 및 제 3층 사이에 정위된다. 배리어 층이 수지 흡수성 재료 위에 바로 정위되는 것이 요망되는 경우, 적합한 접착제를 배리어 층 및 수지 흡수성 재료 사이에 적용시킬 수 있다.
배리어 층은 매우 경질인 TPU인 것이 바람직한데, 이의 경도는 60 이상의 쇼어 D, 바람직하게는 65 이상의 쇼어 D, 보다 바람직하게는 75 이상의 쇼어 D, 및 가장 바람직하게는 약 85 이상의 쇼어 D이다. 배리어 층은 매우 경질인 TPU의 바람직한 재료에 대해 하기에 보다 상세하게 기술될 것이다.
매우 경질인 강성 TPU 폴리머는 폴리이소시아네이트를 단쇄 디올 (즉, 사슬 연장제), 및 임의로 15 중량% 이하의 폴리올 (상기 기술된 제 1 및 제 3 TPU 층에 사용된 바와 같은 히드록실 종결된 중간체)과 반응시킴에 의해 제조된다. 바람직하게는 강성 TPU 폴리머는 5 중량% 미만의 폴리올을 포함하고, 보다 바람직하게는 강성의 매우 경질인 TPU 폴리머에 폴리올이 존재하지 않는다. 강성의 매우 경질인 TPU 폴리머는 60 이상의 쇼어 D, 바람직하게는 65 이상의 쇼어 D, 보다 바람직하게는 75 이상의 쇼어 D, 및 가장 바람직하게는 85 이상의 쇼어 D의 듀로미터(durometer) 경도를 지닌다.
강성의 매우 경질인 TPU 폴리머를 제조하기에 적합한 사슬 연장제는 바람직하게는 약 2개 내지 약 12개의 탄소 원자를 지니는 저급 지방족 또는 단쇄 글리콜이며, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올 히드로퀴논 디(히드록시에틸) 에테르, 네오펜틸글리콜 등뿐 아니라 이들의 혼합물을 포함하고, 1,6-헥산디올이 바람직하다. 방향족 글리콜과 같은 다른 글리콜을 사용할 수 있으나, 바람직하지 않다.
강성의 매우 경질인 TPU 폴리머를 제조하기에 적합한 폴리이소시아네이트로는 방향족 디이소시아네이트, 예를 들어 4,4'-메틸렌비스-(페닐 이소시아네이트) (MDI); m-크실렌 디이소시아네이트 (XDI), 페닐렌-1,4-디이소시아네이트, 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트, 디페닐메탄-3,3'디메톡시-4,4'-디이소시아네이트 및 톨루엔 디이소시아네이트 (TDI); 및 지방족 디이소시아네이트, 예를 들어 이소포론 디이소시아네이트 (IPDI), 1,4-시클로헥실 디이소시아네이트 (CHDI), 데칸-1,10-디이소시아네이트, 및 디시클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트가 있다. 가장 바람직한 디이소시아네이트는 4,4'-메틸렌비스(페닐 이소시아네이트), 즉 MDI이다.
바람직하게는, 강성의 매우 경질인 TPU 폴리머는, 어떠한 폴리올 없이, 상기 제시된 폴리이소시아네이트를 사슬 연장제와 반응시킴에 의해 제조된다. 폴리올을 이용하는 경우, 이것은 전체 TPU 반응물의 15 중량% 이하, 보다 바람직하게는 5 중량% 미만의 소량으로 이용되어야 한다. 히드록실 종결된 중간체로서도 공지된 폴리올을 이용하는 경우, 이것은 충격 강도를 증가시키기 위해 매우 소량으로 사용된다. 사용될 수 있는 폴리올은 TPU 폴리머를 제조하는데 사용되는 일반적인 임의의 폴리올이다. 예로는 히드록실 종결된 폴리에스테르, 히드록실 종결된 폴리에테르, 및 히드록실 종결된 폴리카르보네이트가 있다. 바람직한 히드록실 종결된 중간체는 상기 제 1 및 제 3 TPU 폴리머 층의 설명에서 보다 상세하게 기술된 폴리머이다.
사용된 폴리이소시아네이트, 바람직하게는 디이소시아네이트의 수준은 디이소시아네이트의 당량 대 히드록실 함유 성분 (즉, 사용된 경우 히드록실 종결된 중간체 및 사슬 연장제 글리콜)의 당량이다. 폴리이소시아네이트 대 히드록실 함유 성분의 당량 비는 약 0.95 내지 약 1.10이고, 바람직하게는 약 0.96 내지 약 1.02이며, 보다 바람직하게는 약 0.97 내지 약 1.005이다.
강성의 매우 경질인 TPU 폴리머를 제조하기 위한 반응물을 바람직하게는 당업자에게 널리 공지된 원-샷 중합 과정으로 함께 반응시킨다. 원-샷 과정은 반응물을 가열된 트윈 스크류 압출기에 공급하는 것을 포함하는데, 이러한 압출기에서 반응물이 중합되고 폴리머가 압출기를 나갈 때 펠렛으로 형성된다.
배리어 층에 적합한 강성의 매우 경질인 TPU는 Isoplast® 및 HS 85로서 시판되며, 둘 모두는 루브리졸 어드밴스드 머티어리얼스, 인코포레이티드 (Cleveland, Ohio, U.S.A)에서 시판된다.
수지 흡수성 재료
수지 흡수성 재료가 라이너의 한 층으로서 사용된다. 수지 흡수성 재료는 열경화성 수지를 흡수하거나 유지하는 어떠한 재료이다. 수지 흡수성 재료는 0.1 내지 20cm 두께, 바람직하게는 0.2 내지 15cm 두께, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 10cm 두께일 수 있다. 적합한 수지 흡수성 재료는 직포 또는 부직포 섬유일 수 있는 유기 또는 무기 섬유의 섬유성 재료를 포함한다. 바람직하게는 수지 흡수성 재료는 니들 펀칭된 부직포(needle punched non-woven) 재료, 예컨대, 하수관(주 하수관 또는 연결 하수관)을 라이닝하는 경우 폴리에스테르 부직포 매트이다. 가스 파이프를 라이닝하는 경우, 유리 섬유 재료가 전형적으로 바람직하다.
상기 개시된 제 1층의 TPU 폴리머가 수지 흡수성 재료의 한 면상에 코팅된다. 용융 가공 장치를 사용하여 TPU를 수지 흡수성 재료상에 코팅시킬 수 있다. 적합한 용융 가공 장치는 캘린더 및 압출 공정을 포함한다. 라이너 상의 TPU 코팅층(제 1층)의 바람직한 두께는 약 50 내지 약 1000마이크로미터 두께, 바람직하게는 약 100 내지 약 800 마이크로미터 두께, 더욱 바람직하게는 약 100 내지 약 500 마이크로미터 두께이다. TPU 코팅층(제 1층)은 접착제를 사용하지 않고도 폴리에스테르 부직포 매트에 아주 잘 결합되어서, 폴리에스테르 부직포 매트가 본 발명의 TPU 코팅에 바람직하다.
현장 경화 라이너가 복구가 필요한 큰 직경의 파이프 (예를 들어, 25 cm 초과 직경)에 대해 설계되는 경우 종종 두 층의 수지 흡수성 재료가 사용된다. 연결 파이프와 같이 보다 작은 파이프에 사용되는 경우, 단일 층의 수지 흡수성 재료를 이용하는 것이 일반적인 관례이다.
TPU 코팅은 세 개의 분리된 층들로 형성된다. TPU의 제 1층은 수지 흡수성 층 상에 코팅된다. 배리어 층인 제 2층은 제 1층에 적용되고, TPU의 제 3층은 제 2층(배리어 층)에 적용된다. 배리어 층은 약 12마이크로미터 (0.5 mil) 내지 약 75 (3 mil) 마이크로미터, 바람직하게는 약 20 내지 약 30 마이크로미터의 두께를 지녀야 한다. 배리어 층은 고 경도 TPU를 사용할 때 매우 강직성이므로, 층이 두꺼울수록, 파이프 내에 라이너를 설치하기가 더 어려울 것이다. 약 1 mil (25 마이크로미터)의 배리어 층을 이용할 때, 라이너는 복구가 필요한 파이프에서 인버젼 방법에 의해 설치될 수 있다는 것이 발견되었다. 비록 배리어 층이 상기 명시된 것보다 더 얇아지고 여전히 배리어로서 기능할 수 있었으나, 두께가 12 마이크로미터 미만인 필름은 압출하거나 캘린더링하기가 어렵다. 압출 또는 캘린더링은 배리어 층을 위한 필름을 생산하기에 바람직한 방법이기 때문에, 약 1 mil (25 마이크로미터)의 두께를 사용할 것이 추천된다. 제 3 TPU 층을 배리어 층 상에 정위시킨다. 제 3 TPU 층은 제 1 TPU 층 (수지 흡수성 층과 접촉하고 있다)에 대해 상기 개시된 두께를 지닐 것이다. 가장 바람직한 TPU 코팅은 3층 TPU 코팅인데, 제 1 및 제 3층의 두께는 각각 100 마이크로미터이고, 제 2층 (배리어)의 두께는 약 25 마이크로미터이다.
코팅의 제 1 및 제 3층에 있는 보다 연질의 TPU는 수지 흡수성 층에 대한 양호한 접착력을 달성하기 위해 수지 흡수성 층에 접촉할 것이 요구된다. 배리어 층의 매우 경질인 TPU는 제 1 및 제 3층에 사용된 보다 연질의 TPU만큼 수지 흡수성 층에 대해 양호한 접착력을 지니지 않는다. 또한, 제 1 및 제 3층의 보다 연질의 TPU는 라이너의 외층에 있을 것이 요구되는데, 그 이유는 열경화성 수지를 첨가하기 위해 라이너에 홀 컷(holes cut)을 패치시키고 라이너 상에 시임 테이프를 접착시켜 라이너가 생성된 본래 평탄한 사각 형상으로부터 원통 형상의 라이너를 생성하기가 보다 용이하기 때문이다. 매우 경질인 TPU 배리어 층은 경질인 TPU에 패치 또는 테이프를 용매 접착시키기가 쉽지 않으므로, 매우 경질인 TPU 배리어 층이 두 개의 보다 연질인 TPU 층들 사이에 샌드위치되어야 한다.
라이너
본 발명의 라이너를 제조하기 위해서, TPU는 수지 흡수성 재료상으로 용융 코팅되거나 압출 코팅된다. 보다 연질인 TPU의 제 1층은 수지 흡수성 재료 상으로 용융 코팅되거나 압출 코팅될 수 있다. 보다 연질인 TPU의 제 3층은 별도의 단계에서 매우 경질인 TPU 배리어 층과 함께 공-압출될 수 있고 합쳐진 제 3층 및 배리어 층은 제 1 TPU 층이 수지 흡수성 재료 상으로 용융 코팅됨에 따라 제 1 TPU 층으로 용융 적용될 수 있다. 라이너는 또한, TPU 코팅의 세 개 층이 수지 흡수성 재료로 적용되므로 TPU의 모든 세 개 층을 공-압출하거나 캘린더링함에 의해 한 단계로 제조될 수 있다. 열경화성 수지, 예컨대 스티렌을 함유하는 비닐 에스테르 수지 또는 폴리에스테르 수지로 제조될 수 있는 수지가 수지 흡수성 재료에 첨가된다. 이러한 단계 (경화 전)에서, 라이너는 가요성이며 공동의 통로, 예컨대, 하수 파이프내에 위치될 수 있다. 가요성 라이너는 본 기술 분야에 널리 공지된 드래그-인(drag-in) 또는 인버젼 방법에 의해서 삽입될 수 있다. 공동의 내부에 일단 삽입되면, 증기 및/또는 고온의 물을 주입시킴으로써 열과 압력을 가하여 라이너를 파이프의 내부에 압박하고 열가소성 수지를 현장 경화시킨다. 라이너는 또한 가압하에 고온의 물을 사용함으로써 공동내로 삽입될 수 있다. 수지가 경화되면, 이는 열 경화성이 되고, 라이너는 견고하게 되어 파이프 내에서 견고한 파이프를 형성한다.
라이너는 파이프를 복구시키는데 필요한 요망되는 길이로 제조될 수 있으며, 바람직하게는 연속성의 관형 라이너이다. 라이너는 더 짧은 조각으로부터 함께 스플라이싱(splicing)되는 것이 요구되지 않는 하나의 연속적인 길이로 파이프를 복구하기에 충분한 길이를 지녀야 한다. 라이너는 전형적으로는 길이가 50미터 이상일 것이며, 5000미터까지 길 수 있다. 더욱 전형적으로는, 라이너는 길이가 200 내지 1000 미터 길이이다.
폐쇄된 튜브로 형성되는 경우의 라이너의 직경은 복구가 요구되는 파이프의 직경에 따라서 다양할 것이다. 전형적인 직경은 약 5cm 내지 약 250cm이며, 더욱 일반적으로는, 직경은 20cm 내지 약 150cm이다.
라이너는 복구를 필요로 하는 파이프의 내부의 모양에 맞추어질 수 있다. 파이프의 모양은 완전히 원형일 필요는 없으며, 비-원형, 예컨대, 계란-모양 또는 타원-모양일 수 있다. 라이너는 또한 파이프 내의 굴곡부를 잘 통과할 수 있다.
수지 흡수성 직물이 열경화성 수지와 함께 함침되고 라이너가 제조된 후에, 이는 전형적으로는 아이스 배스 또는 냉동 트럭내의 냉온에서 저장된다. 이러한 냉소 저장은 설치되기 전에 열경화성 수지의 조기 경화를 방지하기 위해서 필요하다. 라이너는 냉동 트럭으로 공사 현장에 운반되어 수지의 조기 경화를 방지할 수 있다.
라이너가 손상된 파이프에 삽입된 후에, 수지는 라이너를 일반적으로 약 80℃ 내지 100℃의 상승된 온도에 3 내지 12시간 동안 노출시킴으로써 경화된다. 증기 경화는 일반적으로 8 내지 12시간이 소요되는 고온의 물에 비해서 더 짧은 시간, 일반적으로는 3 내지 5시간이 요구된다.
본 발명은 하기 실시예를 참조함으로써 더욱 잘 이해될 것이다.
실시예
실시예는 본 발명의 코팅 재료의 스티렌 침투에 대한 개선된 내성을 나타내기 위해 제시되었다. 실시예 1 및 2는 현장 경화 파이프 라이너에 일반적으로 사용되는 TPU 필름을 평가하는 비교예이다. 실시예 3, 4 및 5는 본 발명의 예이다.
필름을 ASTM D814 인버티드 컵 퍼미어빌리티(Inverted Cup Permeability) 시험에 따라 스티렌 침투에 대해 평가하였다. 스티렌 침투에 대한 결과를 그램/제곱미터/일(day)로 표시하였다.
실시예 1 (비교예)은 폴리에스테르 폴리올 (아디프산 + 1,4-부탄디올), 1,4-부탄디올 사슬 연장제, 및 MDI로 제조된 93A 쇼어 경도 TPU의 5 mil 두께 (127 마이크로미터) 필름을 이용한다. 실시예 2 (비교예)는 폴리에스테르 폴리올 (아디프산 + 디에틸렌 글리콜), 1,4-부탄디올 사슬 연장제 및 MDI로 제조된 95A 쇼어 경도 TPU의 5 mil 두께 (127 마이크로미터) 필름을 이용한다. 실시예 3은 폴리에스테르 폴리올 (아디프산 + 디에틸렌 글리콜), 1,4-부탄디올 사슬 연장제 및 MDI로 제조된 62D 쇼어 경도 TPU의 5 mil 두께 (127 마이크로미터) 필름을 이용한다. 실시예 4는 사슬 연장제 및 MDI (폴리올 없음)로 제조된 1 mil 두께 (25.4 마이크로미터)의 85 쇼어 D 경도 TPU 및 실시예 1에서 사용된 93 A 쇼어 경도 TPU의 4 mil 두께 (101.6 마이크로미터) 필름으로 형성된 공-압출된 5 mil 두께 (127 마이크로미터) 필름을 이용한다. 실시예 5는 EVOH의 1 mil 두께 (25.4 마이크로미터) 필름 및 실시예 1에서 사용된 TPU의 4 mil 두께 (101.6 마이크로미터) 필름으로 형성된 공-압출된 5 mil 두께 (127 마이크로미터) 필름을 이용한다.
실시예 1-5에 대한 5개 필름의 스티렌 침투 결과 및 인버젼 설치 방법을 이용하면서 필름이 현장 경화 파이프 라이너에 사용되기에 충분한 가요성을 지니는지에 대한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 필름 가요성 ASTM D814 스티렌 침투 (g/m2/일)
1 예 4800
2 예 1800
3 아니오 190
4 예 29
5 예 2.3
상기 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 스티렌 침투는 4 mil 두께의 연질 (93 쇼어 A) TPU와 함께 1 mil 두께의 매우 경질인 (85 쇼어 D) TPU를 이용할 때 현저하게 감소되었다. 또한, EVOH를 1 mil 배리어 층으로 이용한 공-압출된 필름 (실시예 5)이 현저하게 감소된 스티렌 침투를 나타내었다.
특허 법령에 따라서 최상의 방식 및 바람직한 구체예가 기재되어 있지만, 본 발명의 범위는 그러한 기재에 제한되지 않으며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해서 제한된다.

Claims (27)

  1. 스티렌 이동에 대한 배리어(barrier)인 열가소성 폴리머 재료층을 포함하는 통로 또는 파이프용의 현장 경화 라이너(cured in place liner).
  2. 제 1항에 있어서, 상기 라이너가 수지 흡수성 층을 포함하는 라이너.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 수지 흡수성 층이 부직포 직물 재료인 라이너.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 부직포 재료가 니들 펀칭된 폴리에스테르 부직포 직물(needle punched polyester non-woven fabric)인 라이너.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 배리어 층이 에틸렌 비닐 알코올 폴리머 및 열가소성 폴리우레탄으로 구성된 군으로부터 선택되고, 상기 열가소성 폴리우레탄이 ASTM D2240에 따라 측정하는 경우 60 이상의 쇼어(Shore) D 경도를 지니는 라이너.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 배리어 층이 ASTM D2240에 따라 측정하는 경우 80 이상의 쇼어 D 경도를 지니는 열가소성 폴리우레탄인 라이너.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 배리어 층의 두께가 약 0.5 mil (12 마이크로미터) 내지 약 3.0 mil (75 마이크로미터)인 라이너.
  8. 통로 또는 파이프용의 현장 경화 라이너로서,
    (a) 하나 이상의 수지 흡수성 재료층;
    (b) 상기 수지 흡수성 재료층 내로 흡수된 열경화성 수지; 및
    (c) 상기 수지 흡수성 재료층의 적어도 한쪽 면에 있는 3층 코팅을 포함하며;
    상기 코팅은,
    (i) 상기 수지 흡수성 재료층에 접촉하고 있는 제 1 열가소성 층;
    (ii) 상기 제 1층과 제 3 열가소성 층 사이에 배치된 제 2 열가소성 배리어 층; 및
    (iii) 제 3 열가소성 층을 포함하는, 현장 경화 라이너.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 제 1 및 상기 제 3층이 동일하거나 상이하고, 열가소성 폴리우레탄 폴리머, 코-폴리아미드(COPA) 폴리머 및 코-폴리에스테르 폴리머(COPE)로 구성된 군으로부터 선택되는 라이너.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 제 1 및 상기 제 3층이 ASTM D2240에 따라 측정하는 경우 약 85A 내지 약 98A의 쇼어 A 경도를 지니는 폴리에스테르 열가소성 폴리우레탄인 라이너.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 제 2 열가소성 배리어 층이 에틸렌, 비닐 알코올(EVOH) 폴리머 및 열가소성 폴리우레탄으로 구성된 군으로부터 선택되고, 상기 열가소성 폴리우레탄이 ASTM D2240에 따라 측정하는 경우 60 이상의 쇼어 D 경도를 지니는 라이너.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 열가소성 폴리우레탄이 ASTM D2240에 따라 측정하는 경우 약 80 이상의 쇼어 D 경도를 지니는 라이너.
  13. 제 8항에 있어서, 상기 배리어 층의 두께가 약 0.5 mil (12 마이크로미터) 내지 약 3.0 mil (75 마이크로미터)인 라이너.
  14. 제 8항에 있어서, 상기 3층 코팅 중의 상기 제 1 및 상기 제 3층 각각이 약 50 마이크로미터 내지 약 1000 마이크로미터의 두께를 지니는 라이너.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 3층 코팅 중의 상기 제 1 및 상기 제 3층 각각이 약 100 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터의 두께를 지니는 라이너.
  16. 제 12항에 있어서, 상기 열가소성 폴리우레탄 배리어 층이, 폴리올의 부재하에 사슬 연장제를 디이소시아네이트와 반응시킴에 의해 제조되는 라이너.
  17. 라이너를 통로 또는 파이프의 공동에 도입하고;
    상기 라이너의 내부 구멍에 증기 또는 물을 도입하여 상기 라이너를 상기 통로 또는 상기 파이프의 내부 표면에 압박하고 상기 열경화성 수지의 경화를 활성화시킴을 포함하여, 통로 또는 파이프의 공동을 라이닝(lining)하는 방법으로서,
    상기 라이너는,
    (a) 하나 이상의 수지 흡수성 재료층;
    (b) 상기 수지 흡수성 재료층 내로 포화된 스티렌을 함유하는 열경화성 수지; 및
    (c) 상기 수지 흡수성 재료층의 적어도 한쪽 면에 있는 3층 코팅을 포함하고;
    상기 코팅은,
    (i) 상기 수지 흡수성 재료층에 접촉하고 있는 제 1 열가소성 층;
    (ii) 상기 제 1층과 제 3 열가소성 층 사이에 배치된 제 2 열가소성 배리어 층; 및
    (iii) 상기 배리어 층에 접촉하고 있는 제 3 열가소성 층을 포함하는, 통로 또는 파이프의 공동을 라이닝하는 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 수지 흡수성 재료층이 니들 펀칭된 부직포 폴리에스테르 직물인 방법.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 3층 코팅의 두께가 약 100 내지 약 1000 마이크로미터인 방법.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 3층 코팅의 두께가 약 300 내지 약 500 마이크로미터인 방법.
  21. 제 17항에 있어서, 상기 열경화성 수지가 비닐 에스테르 수지 및 폴리에스테르 수지로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
  22. 제 17항에 있어서, 상기 파이프가 주(main) 하수 파이프, 연결(lateral) 하수 파이프 및 가스 파이프로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
  23. 제 17항에 있어서, 두 층의 상기 수지 흡수성 재료층이 존재하는 방법.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 파이프의 직경이 10 인치 (25.4 cm) 이상인 방법.
  25. 제 17항에 있어서, 상기 제 2 배리어 층의 두께가 약 12 마이크로미터 내지 약 75 마이크로미터인 방법.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 제 2 배리어 층이 ASTM D2240에 따라 측정하는 경우 60 이상의 쇼어 D 경도를 지니는 열가소성 폴리우레탄인 방법.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 제 2 배리어 층이 ASTM D2240에 따라 측정하는 경우 80 이상의 쇼어 D 경도를 지니는 열가소성 폴리우레탄인 방법.
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