(57)【要約】【課題】工場で製造された後、現場まで運搬される過程での扁平な形状から本来の円筒形状への復帰作業が行われる際に、内部での気泡の集中発生を防止することのできる管状ライニング材を提供すること。【解決手段】管状ライニング材１０の本体部を少なくとも内外の２層（１０−１，１０−２）の構成とし、内側層１０−１における内部での気泡の移動の困難性を外側層１０−２よりも高くしている。これにより、未硬化状態の管状ライニング材が、運搬時における平たく潰れた状態から、既設管内に導入されて加圧空気等によって円形状に形態を変える際に、微細な気泡が被覆フィルムの内側に気泡が集まってくる状況を回避することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の基材に未硬化樹脂を含浸させて構成される本体部の内外表面をフィルム状被覆材で覆って形成され、既設管の更生のために既設管内に挿入されて硬化される既設管補修用の管状ライニング材において、
前記本体部は、少なくとも内外の２層を有し、内側層における内部での気泡の移動の困難性を外側層よりも高くしたことを特徴とする既設管補修用の管状ライニング材。
【請求項２】
前記内側層に含浸される前記未硬化樹脂の粘度を前記外側層に含浸される未硬化樹脂の粘度よりも高くすることで前記気泡の移動困難性を高めたことを特徴とする請求項１に記載の既設管補修用の管状ライニング材。
【請求項３】
前記円筒状の基材は繊維材料にて形成され、
前記内側層の基材の密度を前記外側層の基材の密度よりも高くすることで前記気泡の移動困難性を高めたことを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の既設管補修用の管状ライニング材。
【請求項４】
前記含浸される未硬化樹脂は、
少なくとも内側層は光硬化性樹脂とし、酸化マグネシウムを添加して増粘させて前記気泡の移動困難性を高めたことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の既設管補修用の管状ライニング材。
【請求項５】
前記本体部は３層構造とされ、内側層と外側層の内部での気泡の移動の困難性を中間層よりも高くしたことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の既設管補修用の管状ライニング材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状基材に未硬化樹脂を含浸させて構成され、既設管内で硬化される既設管補修用の管状ライニング材の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、下水管渠などの地中に埋設される管については、設置からの年数の経過による様々な変形、例えば、クラックの発生、ズレによる段差の発生、径の変化などが生じることは不可避であり、そのため、下水管の流下力が低下したり、管内への地下水の浸入による下水処理量が増えたりする問題が起こっている。
【０００３】
この様な既設の下水管路再生補修技術としては、地上からの作業により地面を開削して、老朽化した管路を地上から掘り出して新管を入れる作業方法や非開削で管の内部から管内面を補修する作業方法、更には、非開削で既設管内に新管を挿入していく方法などが採用されている。
【０００４】
上記非開削で新管を挿入する補修工法としては、例えば、補修対象の既設管に未硬化状態の管状ライニング材を導入し、この未硬化管状ライニング材を既設管内側面まで拡径し、その拡径した状態で管状ライニング材を硬化させることで、既設管を補修する既設管更生法が知られている。
【０００５】
この様な既設管更生に用いられる管状ライニング材は、工場にて、円筒状の繊維性基材に樹脂を含浸させその内外側面にべたつき防止等のためにフィルム状のシール部材（インナーフィルム、アウターフィルム）を施して未硬化状態で製造される。使用される樹脂は、所望により光硬化性、熱硬化性、更には双方の性質を組み合わせたものが用いられ、未硬化で既設管内に導入された後、上述のように拡径されて、管内からの光照射や加熱処理により硬化されるものである。
【０００６】
上述のような管状ライニング材は、工場から現場まで未硬化状態で運搬されて使用されるが、その運搬時には、未硬化状態であることから、図６（Ａ）に示したように、管状ライニング材１００は、平たい扁平な形状となっており、この状態で重ねられ又は巻回されている。（なお、図上符号１０２は上述のインナーフィルム、１０４は合う他フィルムである。）そして、現場にて一端側から補修対象である既設管内に導入される。導入方式としては、他方側からワイヤ等で引っ張って引き込む引き込み導入、または表裏反転させつつ導入される反転導入などが採用される。更に、管状ライニング材が未硬化状態で導入された後、管状ライニング材内への圧縮空気の吹き込みにより、同図（Ｂ）に示したように管状ライニング材の拡径が行われる。すなわち、管状ライニング材が本来の円筒状形状に復帰する。
【０００７】
上述の様な管状ライニング材の既設管への導入や導入後の拡径、硬化作業については、特許文献１（特開平８−２６５２４５号公報）に開示されている。例えば、当該文献の図１には未硬化の管状ライニング材の引き込み動作、同文献図２には未硬化の管状ライニング材の反転導入動作、更に、同文献図３には拡径動作等が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２６５２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、工場で製造された未硬化の管状ライニング材が、平らな形状に変形している状態では、図６（Ａ）の部分説明図に示した様に、両端の大きな曲率で折り曲がった部分には、やや肉薄部分が生じている。そして、この状態で既設管内に導入され、圧縮空気等の吹き込みによる拡径が行われる。この形状復帰状態が図７の部分説明図に示されており、図示のように、折り曲がった側端部は、内部からの空気圧の付加により、円筒形状及び本来の厚さに復帰する。
【００１０】
しかしながら、このときインナーフィルム１０２の内側には、本来の形状に戻される復帰動作の過程で、負圧領域が生じる。この負圧状態の発生により、インナーフィルム１０２の内側に気泡の集中、発生現象が見られる。すなわち、負圧状態の発生により、管状ライニング材１００内に存在していた微細な気泡Ｘが浮き出てくる。それが、インナーフィルム１０２の内側面に沿って移動し、図示のようにインナーフィルム１０２の折り曲がっていた部分に大きな気泡として集中する。
【００１１】
管状ライニング材１００は上述のように、繊維状の基材に樹脂を含浸させて形成されるが、その含浸作業において、気泡の残存を完全には排除することは困難であるが、微細な気泡として分散している状態では、管状ライニング材の品質に特に支障はないが、上述のようにインナーフィルム１０２の内側の所定箇所に集中する状況は、品質に影響を与える恐れもあり、回避することが求められる。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、工場で製造された後、現場まで運搬される過程での扁平な形状から本来の円筒形状への復帰作業が行われる際に、内部での気泡の集中発生を防止することのできる管状ライニング材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１に係る既設管補修用の管状ライニング材は、
円筒状の基材に未硬化樹脂を含浸させて構成される本体部の内外表面をフィルム状被覆材で覆って形成され、既設管の更生のために既設管内に挿入されて硬化される既設管補修用の管状ライニング材において、
前記本体部は、少なくとも内外の２層を有し、内側層における内部での気泡の移動の困難性を外側層よりも高くしたことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、管状に形成された未硬化状態の管状ライニング材が、運搬時における平たく潰れた状態から、既設管内に導入された後、例えば、加圧空気によって円形状に形態を変える際に、内側の被覆フィルム側に気泡が集まってくる状況を回避することができる。すなわち、管状ライニング材の構成は均質なものではなく、内側には外側の層よりも内部での気泡の移動の困難性の高い層が設けられており、内側の被覆フィルム近傍の気泡の動きを抑制することができる。これにより、内側の被覆フィルム側への気泡の集まりや内側の被覆フィルムに沿った気泡の良そう集中を回避することができる。
【００１５】
請求項２に係る既設管補修用の管状ライニング材は、
前記内側層に含浸される前記未硬化樹脂の粘度を前記外側層に含浸される未硬化樹脂の粘度よりも高くすることで前記気泡の移動困難性を高めたことを特徴とし、
請求項３に係る既設管補修用の管状ライニング材は、
前記含浸される未硬化樹脂が、少なくとも内側層を光硬化性樹脂とし、酸化マグネシウムを添加して増粘させて前記気泡の移動困難性を高めたことを特徴とする。
【００１６】
上記各請求項の構成は、内部での気泡の移動の困難性を基材に含浸させる樹脂の粘度を高めることにより高めている。これは未硬化の樹脂の粘性が強くなる程、すなわち、その樹脂内に存在する物の樹脂内における移動は、その移動に対する抵抗が大きくなり抑制される。したがって、内側層の粘度高めることで簡単に気泡の移動困難性を高めることができる。
【００１７】
請求項４に係る既設管補修用の管状ライニング材は、
前記円筒状の基材は繊維材料にて形成され、前記内側層の基材の密集度を前記外側層の基材の密集度よりも高くすることで前記気泡の移動困難性を高めたことを特徴とする。上記基材は、フェルトなどの繊維性材料で構成するのが好適であるが、その場合、内側層と外側層で繊維の密集度を変えることで、同じ樹脂を含浸させても内部での気泡の移動困難性を変えることができる。例えば、同じ太さの繊維を用い、単位体積あたりの繊維の本数を増加させることで密集度を高くすることができ、これにより内側層内での気泡の移動困難性が高められる。また、単位体積あたりの繊維の占有率は同じであっても繊維の径についてはより小さいものを用いることが気泡の移動困難性を高めることができる。
【００１８】
請求項５に係る既設管補修用の管状ライニング材は、
前記本体部は３層構造とされ、内側層と外側層の内部での気泡の移動の困難性を中間層よりも高くしたことを特徴とする。この構成によれば、未硬化の管状ライニング材が上述した様に既設管内で円形に形態を変える際に、外側の被覆フィルム側に気泡が集まってくる状況を回避することも可能となる。外側の被覆フィルム側への気泡の集中は、内側の被覆フィルム側程は顕著には見られないが、運搬時に折り曲げられて平らに変形されている状況は、外側の被覆フィルムにおいても同様であることから、屈曲部の内外両側面において気泡の集中を抑制できるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明に係る既設管補修用の管状ライニング材によれば、円筒状の基本形状を有する未硬化状態の管状ライニング材が、運搬時における扁平形状から、既設管内での加圧空気等による円形状への復帰の際に、被覆フィルムの内側面に気泡が集まってくる状況を簡単な構成により有効に回避することが可能となっている。すなわち、管状ライニング材の内外の構成を同質のものとせず、被覆フィルム側での気泡の移動の困難性を高めることにより内部での気泡の動きを抑制しているものである。これにより、硬化した管状ライニング材の均質性が向上し、更生管としての品質の信頼性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態に係る管状ライニング材の構成を示しており、運搬時における形状状態を示している。
【図２】図１の実施の形態に係る管状ライニング材が適用される例としての下水道本管の状態を示す説明図である。
【図３】図１の実施の形態に係る管状ライニング材が下水道本管内で円形に復帰したときの状態を示す部分説明図である。
【図４】他の実施の形態の構成を示す構成説明図である。
【図５】更に他の実施の形態の構成を示す構成説明図である。
【図６】従来の一般的な管状ライニング材の構成説明図であり、（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ運搬時における形状状態、既設管内で円形に復帰したときの状態を示す部分説明図である。
【図７】管状ライニング材の円筒形状への復帰時の気泡集中状況を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は実施の形態に係る管状ライニング材１０の構成を示している。インナーフィルム１４、アウターフィルム１６にてそれぞれ表面被覆が行われていることは、図  に示した従来の構成と同様である。また、同図は、製造後、施工現場である補修対象の既設管まで運搬する過程での扁平な状態が示されている。
【００２２】
図示のように、管状ライニング材１０は内外の２層（１０−１、１０−２）を有しており、内側層１０−１は外側層１０−２よりも内部での気泡の移動の困難性が高くなるように層の構成材料が選定されている。本実施の形態では、基材１２はフェルト（不織布）にて形成されているが、ガラス繊維やガラス繊維とフェルト、もしくはその両方の組み合わせで形成されており、これに樹脂を含浸させている。そして、内側基材１２−１も外側基材１２−２もその繊維等の状態については同様の構成としている。すなわち、密集度等は変えていない。しかし、本実施の形態では、内外層１０−１，１０−２で、それぞれに異なる樹脂を含浸させることで、別の層として構成している。
【００２３】
また、少なくとも内側層１０−１は光硬化性の樹脂が含浸され、含浸樹脂は、例えば、ビニエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の樹脂に光開始材を混入し、光照射によって硬化できるものが用いられる。そして、この内側層１０−１の粘度を高めるために、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）を０．１５〜３．０重量％程度添加している。また、内側層１０−１の厚さは、２ｍｍ〜３ｍｍに設定されている。
【００２４】
外側層１０−２への含浸樹脂は、特に、光硬化性樹脂に限られず、熱硬化性又は、熱・光の両方の硬化触媒を混入した樹脂を用いることも可能であり、特に、粘度を高めるための材料の付加はなされていない。また、厚さは、２ｍｍ〜３０ｍｍに設置され、少なくとも、粘性は内側層１０−１よりも低いものに設定されている。
【００２５】
図２は、上記図１に示した管状ライニング材１０を補修対象である下水管に実際に適用する概要を示しており、本例は、補修対象の既設管として下水道本管２００の例を示している。図示のように、所定間隔を置いて設置されたマンホール３００と４００との間には下水道本管２００が配置されている。
【００２６】
管状ライニング材１０は、マンホール３００側の地上に設置されたの供給部１１に例えば巻回されて保管され、徐々に巻き戻しながらマンホール３００内に供給されている。途中に設置される案内リール等は図示を省略している。なお、図上、表示していないが、管状ライニング材１０の内側層１０−１には光硬化性の樹脂が含浸され、この内側層１０−１の粘度を高めるために、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）が上述の範囲で適宜添加されている。また、同じく図上表示していないが、本実施の形態では、外側層１０−２には熱硬化性樹脂が含浸されており、粘度を高めるためのＭｇＯ（酸化マグネシウム）の付加はなされていない。すなわち、粘性は内側層１０−１よりも低いものに設定されている。なお、外側層１０−２にも光硬化性樹脂を含浸することも可能であり、その場合には、粘度を高めるためのＭｇＯ（酸化マグネシウム）の付加量は外側層１０−２の方が少なく設定される。
【００２７】
また、図１で示したように、管状ライニング材１０は巻回されて扁平な状態のままで、収納ケース１１から順次引き出され、未硬化状態で、ワイヤー５００によってマンホール４００側に牽引されて下水道本管２００内に引き込み導入される。そして、この管状ライニング材１０の導入工程の後、管状ライニング材１０を既知の手法、例えば、加圧空気を内部に吹き込むことなどにより拡径し、管状ライニング材１０の外周面を下水道本管２００の内周面２００ａに密着させるものである。
【００２８】
図３は、下水道本管２００内に導入されてほぼ円形に拡径された状態となった管状ライニング材１０の部分説明図である。図示のように、未硬化状態の管状ライニング材１０が、扁平に潰れた状態から、断面略円形に形態を変えても、インナーフィルム１４の内側に気泡が集まってくる状況を回避することができる。すなわち、内側層１０−１は外側層１２−２、すなわち、従来の層よりも粘度が高くなっており、内部での気泡の移動の困難性が高められている。したがって、管状ライニング材１０の扁平状態における両端の大きい曲率で曲がっていた部分が、円形に拡径復帰戻するとき、基材１２内に微細な気泡として若干存在している気泡がインナーフィルム１４側に動きだし、且つこのインナーフィルムに沿って移動して、集まるという気泡の動きを抑制することができる。
【００２９】
この様な作用は、未硬化の樹脂の粘性が強くなる程、その樹脂内に存する物の樹脂内での移動が困難になることに基づくもので、すなわち、その物の移動に対する抵抗が大きくなり抑制されることによるものである。
【００３０】
図４は、他の実施の形態を示している。図示のように、管状ライニング材２０は同じく内外の２層（２０−１、２０−２）に構成されており、また、同様にインナーフィルム２４とアウターフィルム２６にて内外表面が被覆されている。本実施の形態で特徴的なことは、内側層２０−１を外側層２０−２よりも内部での気泡の移動の困難性が高くなるようにするための構成として、それぞれの層を形成するための内側基材２２−１と外側基材２２−２とで繊維２８の密集度を変えていることである。例えば、繊維の太さは同じで、単位体積あたりの繊維の本数を内側基材２２−１よりも外側層２０−２の繊維２８−２の方が大きくなるように設定している。なお、含浸させる樹脂については同様の物を用いている。
【００３１】
この実施の形態によれば、上記図１の実施の形態の構成と同様に、管状ライニング材２０が、略円形状の形態に復帰するときのインナーフィルム２４の内側への気泡の集まり状況を回避することができる。すなわち、内側基材２２−１は外側層基材２２−２よりも繊維密度が高いことからその繊維による気泡の移動の自由度を小さくし、内部での気泡の移動の困難性が高められている。
【００３２】
図５は、更に他の実施の形態を示している。図示のように、管状ライニング材３０は、内・中・外の３層（３０−１、３０−２、３０−３）に構成されている。すなわち、内側層３０−１と外側層３０−３の内部での気泡の移動の困難性を中間層３０−２よりも高くしている。この内部での気泡の移動の困難性を高める手法は、上述の含浸樹脂の粘性や基材の繊維密度の調整など種々採用することができる。この実施の形態によれば、未硬化の管状ライニング材３０が、上述した様に既設管内で円形に形態を変える際に、アウターフィルム３６側に気泡が集まってくる状況をも回避することも可能となる。アウターフィルム３６側への気泡の集中は、扁平な形状になっている時の曲率がインナーフィルム３４側よりも大きいことから、インナーフィルム３４側ほどの気泡の集中は生じないが、運搬時には円形ではなく扁平に変形されている状況は、アウターフィルム３６側においても同様であることから、この実施の形態により、管状ライニング材３０の全体に亘って形状復帰時の気泡の集中を回避することができる。
【００３３】
なお、本発明は上記実施の形態に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、管状ライニング材内での気泡の移動困難性を内側層の方が高くなるように調整するため、図１の実施の形態では、基材の繊維は共通で含浸樹脂を異ならしめることにより、また、図４の実施形態では、含浸樹脂は共通で基材の繊維層の密集度を調整することを行ったが、内側層の基材の繊維の密集度及び含浸樹脂の双方を外側層のものより気泡の移動困難性を高める構成とすることも可能である。すなわち、繊維の密集度を高くすると共に、粘度を高めるための材料の添加を共に行っても良い。
【符号の説明】
【００３４】
１０、２０、３０   管状ライニング材
１０−１、２０−１  内側層
１０−２、２０−２  外側層
１２、２２，３２  基材
１４，２４，３４  インナーフィルム
１６，２６，３６  アウターフィルム
３０−１  内側層
３０−２  中間層
３０−３  外側層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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