(57)【要約】【課題】簡単な制御により迅速な光硬化作業を行うことができ且つ品質の高い管状ライニング材の完成品を得ることのできる光硬化性ライニング材の光硬化方法及び光硬化システムを提供すること。【解決手段】未硬化状態の管状ライニング材１０をその外側面が更生対象の既設管１００内壁に沿うように導入するライニング材導入工程と、導入された管状ライニング材１０の内側から光照射によりライニング材を硬化させる光照射工程と、を含む光硬化性ライニング材の光硬化方法において、光照射工程の前に、管状ライニング材１０を光硬化反応が良好となる温度状態まで昇温させるライニング材予熱工程を含んでいる。これにより、光硬化準備のための高出力の光照射を行う必要がなく、完成管状ライニング材の品質の向上が図られる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
未硬化状態の管状の光硬化性ライニング材をその外側面が更生対象の既設管内壁に沿うように導入するライニング材導入工程と、前記導入された管状ライニング材の内側からの光照射によりライニング材を硬化させる光照射工程と、を含む光硬化性ライニング材の光硬化方法において、
前記光照射工程の前に、前記管状ライニング材が光照射による光硬化反応が良好となる温度状態まで前記管状ライニング材を昇温させるライニング材予熱工程を含むことを特徴とする光硬化性ライニング材の光硬化方法。
【請求項２】
前記ライニング材予熱工程は、
前記ライニング材導入工程において前記管状ライニング材の整形のために管状ライニング材内に一端側から吹き込まれる整形用空気を前記管状ライニング材を昇温させることのできる熱風とし、該熱風により前記管状ライニング材を前記温度状態とすることにより行われることを特徴とする請求項１に記載の光硬化性ライニング材の光硬化方法。
【請求項３】
前記光照射工程の前段階及び該光照射工程中に、前記管状ライニング材の一端側から内部に換気用の空気を送り込み、他端側から排出する換気工程が行われ、
前記ライニング材予熱工程は、
前記換気工程における送り込み空気を前記管状ライニング材を昇温させることのできる熱風とし、該熱風により前記管状ライニング材を前記温度状態とすることにより行われることを特徴とする請求項１に記載の光硬化性ライニング材の光硬化方法。
【請求項４】
前記換気工程として行われる管状ライニング材の一端側からの熱風の吹き込みは、
前記他端側から排出された排気を有害物質除去用フィルターを通過させた後、再度前記管状ライニング材の一端側に循環させて吹き込む循環吹き込み式としたことを特徴とする請求項３に記載の光硬化性ライニング材の光硬化方法。
【請求項５】
前記光照射工程における光照射は、前記管状ライニング材内を移動する移動式光照射手段により行われ、
前記ライニング材予熱工程は、
前記移動式光照射手段にその移動方向前方に向けて熱風を噴射する熱風噴射手段を設け、該熱風噴射手段から噴射される熱風により行われることを特徴とする請求項１に記載の光硬化性ライニング材の光硬化方法。
【請求項６】
前記熱風は、
空気に代えて、不燃性ガスを加熱して形成したことを特徴とする請求項３から５の何れか１項に記載の光硬化性ライニング材の光硬化方法。
【請求項７】
前記熱風噴射手段は、
前記移動式光照射手段の外側部に１又は複数取り付けられた熱風噴射ノズルを含み、該熱風噴射ノズルの噴射方向は、前記管状ライニング材の内壁に沿って螺旋状に進行する様に調整可能に設定されたことを特徴とする請求項５又は６の何れか１項に記載の光硬化性ライニング材の光硬化方法。
【請求項８】
前記光照射工程は、
前記管状ライニング材内を移動する硬化用光発光部を有する移動式光照射手段により行われ、
前記ライニング材予熱工程は、
前記移動式光照射手段の前記硬化用発光部より進行方向前方位置に、前記管状ライニング材を加熱するための加熱用発光部を設け、前記光照射工程の際に前記加熱用発光部からの発光により行うことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の光硬化性ライニング材の光硬化方法。
【請求項９】
未硬化状態の管状ライニング材をその外側面が前記更生対象の既設管内壁面に沿うように既設管内に導入するライニング材導入手段と、前記管状ライニング材の内部から光照射し該管状ライニング材を硬化させる硬化用発光部を有する光照射手段と、を含む光硬化性ライニング材のる光硬化システムにおいて、
前記光照射手段による光照射の前段階に、前記管状ライニング材を光硬化反応の良好となる温度状態まで昇温させるライニング材予熱手段を含むことを特徴とする光硬化性ライニング材の光硬化システム。
【請求項１０】
前記ライニング材導入手段は、
前記管状ライニング材の導入時に管状ライニング材を既設管内壁に沿わせるように整形するための空気を前記管状ライニング材内に一端側から吹き込む整形用空気吹き込み機構を有し、
前記ライニング材予熱手段は、
前記整形用空気を前記吹き込み前に前記管状ライニング材を昇温させることのできる熱風とする整形用空気昇温部を有し、該熱風により前記管状ライニング材を前記温度状態とすることを特徴とすることを特徴とする請求項９に記載の光硬化性ライニング材の光硬化システム。
【請求項１１】
前記光照射工程の前段階及び該光照射工程中に、前記管状ライニング材の一端側から内部に換気用の空気を送り込み、他端側から排出させる換気機構を有し、
前記ライニング材予熱手段は、
前記換気機構により送り込まれる換気用空気を前記管状ライニング材を昇温させることのできる熱風とする換気用空気昇温部を有し、該熱風により前記管状ライニング材を前記温度状態とすることを特徴とする請求項９又は１０の何れか１項に記載の光硬化性ライニング材の光硬化システム。
【請求項１２】
前記換気機構は、
前記送り込み空気を熱風と管内温度を降下させるための冷風に切り替える切り替え機構を備えることを特徴とする請求項１１に記載の光硬化性ライニング材の光硬化システム。
【請求項１３】
前記換気機構は、
前記空気に代え、不燃性のガスを送り込むことを特徴とする請求項１１又は１２の何れか１項に記載の光硬化性ライニング材の光硬化システム。
【請求項１４】
前記光照射手段は、前記管状ライニング材内を移動する移動式光照射手段を有し、
前記ライニング材予熱手段は、
前記移動式光照射手段の外側部に１又は複数取り付けられ、熱風を前記管状ライニング材の内壁に沿って前記移動式光照射手段の進行方向前方に螺旋状に噴射する様に方向調整可能な噴射ノズルを有することを特徴とする請求項９から１３の何れか１項に記載の光硬化性ライニング材の光硬化システム。
【請求項１５】
前記ライニング材予熱手段は、前記噴射ノズルからの噴射を前記熱風に代え、水又は冷風に切り替え可能とする切り替え機構を備えたことを特徴とする請求項１４に記載の光硬化性ライニング材の光硬化システム。
【請求項１６】
前記光照射手段は、前記硬化用発光部を前記管状ライニング材内で移動可能とする移動式光照射手段として構成され、
前記ライニング材予熱手段は、
前記移動式光照射手段の前記硬化用光発光部より進行方向前方位置に、前記管状ライニング材を加熱するための加熱用発光部を有することを特徴とする請求項８から１５の何れか１項に記載の光硬化性ライニング材の光硬化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はライニング材の光硬化方法及び該方法に用いる光硬化システム、特に、硬化前の光硬化性樹脂ライニング材の内側から光照射を行いライニング材を硬化させるライニング材の光硬化方法及び該方法に用いる光硬化システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
日本の下水道普及率は平均６７％であり、都市部では、ほぼ１００％に近い普及率である。したがって、下水管渠（かんきょ）の新設事業は一部地方を除いて殆ど無くなり、老朽管渠の維持管理が重要なものとなっている。下水管渠の総延長は約３６万kmであり、そのうち耐用年数５０年を越えた管渠は７０００km以上となっている。また、今後年間数千kmずつ増加する見込みである。
【０００３】
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、ズレによる段差の発生や径の変化などが生じることは不可避である。また、特に変形が生じなくても老朽化に伴って交換が必要になり、更には、管路を大型化するために径の大きな管への移行が必要となる。この様な種々の事情から、既設管は所定の時期に何らかの補修が必要となるのが現状である。
【０００４】
この既設管の補修技術として、地面を非開削のままで、既設管を更生させる方法、すなわち、まず、未硬化状態の光硬化性の管状ライニング材を圧縮空気によって反転させながら、或いは引き込みによって既設管内に導入する。この管状ライニング材は、ガラス繊維などの補強芯材に所定の樹脂を含浸させる等して成形されている。次いでライニング材の内側に圧縮空気を吹き込み、ライニング材外壁面を管路内壁面に密着させ、その後、そのライニング管の内側から光照射装置によって樹脂を硬化させ、管路内壁面に不透水性ライニング管を形成して既設管を更生する補修方法が知られている。また、この様な補修に用いられる照射光としては、エネルギーが高く樹脂の硬化時間の短い紫外線が周知であるが、それよりも波長の長い可視光線も光の透過性が良い点や照射装置が安価であるなどの長所により適宜用いられている。
【０００５】
また、上記光照射によるライニング材の硬化は、管状ライニング材に含まれているスチレンなどの可燃性の蒸気を発生させることから引火防止のため、硬化作業中の管状ライニング管内の換気が必要であり、通常、光照射装置が移動する方向と逆の方向に送風が行われるように管状ライニング管の一端側から管内に送風が行われ、他端側から排気されている。
【０００６】
特許文献１では、不飽和ポリエステル樹脂およびスチレンを含む紫外線硬化性樹脂層をアウターフィルムおよびインナーフィルムで内包してなる可撓性のスリーブを用い、既設管内にこれを導入し、既設管内壁に密着させ、紫外線照射装置をスリーブ内を移動させながら未硬化のスリーブに紫外線を照射して樹脂を硬化させる既設管のライニング方法が開示されている。そして、同特許文献１では、紫外線の照射による硬化過程の間に生じ得る火災の危険を排除した既設管のライニング方法ならびに該方法によるライニング作業の安全管理装置および紫外線照射用ライトトレインが開示されている。
【０００７】
また、特許文献２は、光硬化式のライニング管と熱硬化式のライニング管の双方の長所、短所を考慮し、ライニング管の材料として、光硬化性樹脂と熱硬化性樹脂の両者を同時に採用した技術が開示されている。すなわち、光硬化性樹脂を用いたライニング管の場合、硬化速度が早く、硬化時間も短いが、硬化できる層の厚さが薄い。一方、熱硬化性樹脂を用いたライニング管の場合、厚さの厚いライニング材に対してもこれを硬化させることは可能であるが、硬化速度が遅く、硬化するまでに長時間を要する。そこで、ライニング管の材料として、光硬化性樹脂と熱硬化性樹脂の両者を用いることにより、まず、光照射のみによってライニング材の的確な硬化を行うことができ、当該ライニング材に含まれる光硬化性樹脂が光照射を受けて硬化する際の発熱を用いてライニング材に含まれている熱硬化性樹脂を硬化させる様にしている。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１９８２３０号（特許第３００５２０８号）
【特許文献２】特開２００３−３３９７０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来の光照射式のライニング方法を一例とする従来の管状ライニング材及びそれを用いたライニング方法では、光硬化性樹脂製の管状ライニング材（上記特許文献１ではスリーブ、特許文献２ではライニング材）は、所定範囲の波長の光の照射を受けて硬化反応が始まるが、その反応についての適温は、約４０〜５０℃である。この温度に達していないと、硬化反応の進行は極めて遅く迅速な硬化作業は行い難い。しかし、一般的に地中に埋設された既設管の温度は１５℃〜１８℃程度であり、管状ライニング材の温度もこれに近いものである。したがって、より効率よく硬化反応を進めるためには、管状ライニング材の温度をまず４０〜５０℃までに上げなければならない。
【００１０】
そこで、実際の施工では、硬化過程を速くするために、パワーの大きめの、すなわちワット数の大きい紫外線ランプが多く使用されている。これにより照射された強い光線が、まず材料に吸収され熱エネルギーとなって材料の温度上昇に寄与する。そして、材料温度が４０〜５０℃までに達すると、硬化反応が一気に始まる。現在、既設管内でのこの様な反応が明確に実証されている状況ではないが、出力の高い紫外線ランプにより、材料の加熱昇温過程と硬化反応過程を区別せず光線照射を行っているのが実情である。
【００１１】
しかし、上述のような大パワーの紫外線ランプの強い光線の照射により、管状ライニング材が短時間に昇温され、硬化反応の適温に達すると、その後、硬化反応が急激に進む。しかし、その一方で、硬化反応そのものは放熱反応であり、反応の進行に伴い熱を発生する。したがって、硬化開始後はその反応熱と照射光線の強いエネルギーで管状ライニング材の温度が急激に高くなり、管径や光照射の出力にも依るが通常、光照射開始から２分〜５分後には、１００から２００℃まで上昇することがある。
【００１２】
しかし、温度が１５０℃以上になると、硬化後の管状ライニング材の性能に悪影響を与えるおそれ、すなわち、強度が弱くなり、製品としての品質は低下するおそれがある。現状でのこの様な状況の回避手法、すなわち、管状ライニング材の過度の上昇を回避するための手法としては、管状ライニング材の内側面の温度を測定しつつ、照射時間を調整している。しかし、管状ライニング材が導入された地中の既設管内で生じている硬化反応のメカニズムに関しては不明の点も多い。
【００１３】
したがって、上述のようなライニング材の劣化の生じない光硬化作業を行うには、現場における温度上昇速度の把握、硬化反応速度の把握、それらの情報に基づく光線照射時間や光線強さの設定、調整を現場で制御することが必要となる。更には、地中の既設管の補修は地上における車両や人の通行を制限した状況で行われることも多く、この様な短時間で準備し、短時間で作業を行わなければならない状況ではより困難である。
【００１４】
また、管状ライニング材の厚さや既設管の設置されている地中の環境等により、管状ライニング材の内側が過度高温となるケースもあり、更に、季節によって、例えば、寒冷期になると管状ライニング材内に送風されるエアの温度も低いことから、ライニング材の温度はかえって低下し、硬化反応の適温よりさらに低くなることもある。また、寒冷の送風により、ＵＶランプが急激に冷却され破裂するおそれもある。
【００１５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な制御により迅速な光硬化作業を行うことができ且つ品質の高い管状ライニング材の完成品を得ることのできる光硬化性樹脂ライニング材の光硬化方法及び該方法に用いる光硬化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため請求項１に係る光硬化性ライニング材の光硬化方法は、
未硬化状態の管状の光硬化性ライニング材をその外側面が更生対象の既設管内壁に沿うように導入するライニング材導入工程と、前記導入された管状ライニング材の内側からの光照射によりライニング材を硬化させる光照射工程と、を含む光硬化性ライニング材の光硬化方法において、前記光照射工程の前に、前記管状ライニング材が光照射による光硬化反応が良好となる温度状態まで前記管状ライニング材の温度を上昇させるライニング材予熱工程を含むことを特徴とする。
【００１７】
この構成により、光照射工程においては、管状ライニング材は光硬化反応のための温度状態に昇温されている（ライニング材予熱工程）。したがって、光照射工程においては、管状ライニング材をまず光硬化のための温度状態とするために強い出力で光照射を行う必要がなく、光硬化のために適切なより弱い出力による光照射で管状ライニング材の硬化を行うことが可能となり、しかもこれを短時間で行うことが可能となる。したがって、必要以上に管状ライニング材の温度が上がることがなく、また、必要以上に温度を上げないようにするための困難な種々の制御を行う必要がなくなる。そして、硬化した管状ライニング材はその品質を劣化させるような温度に昇温されていないことから、良好な品質を維持して硬化が完了する。
【００１８】
なお、上記構成では、管状の光硬化性ライニング材と述べているが、これは少なくとも管状のライニング材が光硬化という性質を含むものであれば良く、上述の特許文献２のように光硬化性樹脂と熱硬化生樹脂の多層構造のライニング材でも良いし、光硬化性樹脂と熱硬化生樹脂とを材料として含む１層の管状ライニング材でも良い。
【００１９】
請求項２に係る光硬化性ライニング材の光硬化方法は、
前記ライニング材予熱工程が、前記ライニング材導入工程において前記管状ライニング材の整形のために管状ライニング材内に一端側から吹き込まれる整形用空気を前記管状ライニング材を昇温させることのできる熱風とし、該熱風により前記管状ライニング材を前記温度状態とすることにより行われることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、光照射工程の前に行うライニング材予熱工程を別途新たな装置を管状ライニング材の内側に導入して行う必要がない。すなわち、管状ライニング材を既設管内に導入するに際しては、整形用空気、例えば、未硬化の管状ライニング材（未だ管状になっていない）を既設管内に引き込み、その管状ライニング材内に空気を吹き込んで拡径・整形する場合や、未硬化の管状ライニング材を反転させつつ既設管内に送り込んでいくような場合に、管状ライニング材内に整形用の圧縮空気を吹き込んでいる。そこで、この管状ライニング材内吹き込まれる空気を温度の高い熱風とすることにより管状ライニング材の導入工程において同時にライニング材予熱工程を行うようにしたものである。従って、ライニング材予熱工程のための付加的な時間や付加的な装置を用いることなく効率的な光硬化が可能となっている。
【００２１】
請求項３に係る光硬化性ライニング材の光硬化方法は、
前記光照射工程の前段階及び該光照射工程中に、前記管状ライニング材の一端側から内部に換気用の空気を送り込み、他端側から排出する換気工程が行われ、前記ライニング材予熱工程は、前記換気工程における送り込み空気を前記管状ライニング材を昇温させることのできる熱風とし、該熱風により前記管状ライニング材を前記温度状態とすることにより行われることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、上記請求項２の構成と同じく光照射工程の前に行うライニング材予熱工程を別途新たな装置を管状ライニング材の内側に導入して行う必要がない。すなわち、光照射による光硬化の段階では、種々の有害な蒸気の発生があることから管状ライニング材内の換気が必要となる。そこで、その換気のために送り込まれる換気用空気を温度の高い熱風とすることにより、すなわち換気工程において同時にライニング材予熱工程を行うようにしたものである。従って、ライニング材予熱工程のための付加的な時間や付加的な装置を用いることなく効率的な光硬化が可能となっている。
【００２３】
請求項４に係る光硬化性ライニング材の光硬化方法は、
前記換気工程として行われる管状ライニング材の一端側からの熱風の吹き込みが、前記他端側から排出された排気を有害物質除去用フィルターを通過させた後、再度前記管状ライニング材の一端側に循環させて吹き込む循環吹き込み式とされたことを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、管状ライニング材の他端側から排出された熱風はその温度が通常の外気温度よりもいまだ高い状態にあるので、これを循環させて再度管状ライニング材の一端側から送り込むことにより、換気用空気の温度上昇の作業がより容易なものとなり、昇温のためのエネルギーの削減に貢献することができる。更に、光照射工程中における管状ライニング材内には有害物質も存在していることから、このように排出された空気を循環させて利用することによりできるだけ作業中に発生した空気を外気に排出すること回避することが可能となる。
【００２５】
請求項５に係る光硬化性ライニング材の光硬化方法は、
前記光照射工程における光照射は、前記管状ライニング材内を移動する移動式光照射手段により行われ、前記ライニング材予熱工程は、前記移動式光照射手段にその移動方向前方に向けて熱風を噴射する熱風噴射手段を設け、該熱風噴射手段から噴射される熱風により行われることを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、光照射工程における光照射を行う移動式光照射手段の移動方向前方に向けて熱風が噴射されているので、移動式光照射手段が移動する先の領域の管状ライニング材があらかじめその熱風により昇温された状態となっている。これにより、移動式光照射手段による管状ライニング材の硬化作業にて、上述の請求項１において述べた作用が得られ迅速かつ高品質の硬化ライニング材を得ることが可能となる。また、熱風の噴射手段は移動式光照射手段に設けられることから、移動式光照射手段の移動の他に移動装置を付加的に設ける必要もない。
【００２７】
請求項６に係る光硬化性ライニング材の光硬化方法は、
前記熱風が、空気に代えて不燃性ガスを加熱して形成されたことを特徴とする。これにより、仮に管状ライニング材内部の温度が過度に上昇したとしても、管内における可燃性の蒸気などへの引火を確実に防止することが可能となる。不燃性ガスの供給はボンベなどから行われるが、上記請求項４に記載の光硬化方法のようにガスを循環式にして用いるのが好適である。
【００２８】
請求項７に係る光硬化性ライニング材の光硬化方法は、
前記熱風噴射手段が、前記移動式光照射手段の外側部に１又は複数取り付けられた熱風噴射ノズルを含み、該熱風噴射ノズルの噴射方向は、前記管状ライニング材の内壁に沿って螺旋状に進行する様に調整可能に設定されたことを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、熱風は移動式光照射手段に設けられたノズルから熱風噴射ノズルから管状ライニング材内壁に螺旋状に沿って進行するので熱風による管状ライニング材が効果的に行われることとなる。すなわち、熱風が管状ライニング材の内壁に沿って進行する距離が充分確保されより効率的にライニング材の昇温が図られるものである。
【００３０】
請求項８に係る光硬化性ライニング材の光硬化方法は、
前記光照射工程が、前記管状ライニング材内を移動する硬化用光発光部を有する移動式光照射手段により行われ、前記ライニング材予熱工程は、前記移動式光照射手段の前記硬化用発光部より進行方向前方位置に、前記管状ライニング材を加熱するための加熱用発光部を設け、前記光照射工程の際に前記加熱用発光部からの発光により行うことを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、硬化用の発光部の他に加熱用発光部が上記硬化用発光部より進行方向前方寄り位置に設けられているので、硬化用発光部による光照射が行われる前方の領域であらかじめ加熱用発光部による光照射によって管状ライニング材に対する加熱が行われている。すなわち、光照射以外の熱風などによる管状ライニング材の昇温動作ではなく、硬化動作と同じく光照射による加熱を行うようにしたものである。例えば、硬化の場合には紫外線ランプを用いるのが通常であるが、管状ライニング材の昇温には効率がよく、硬化には影響を与えない赤外線ランプが好的に用いられる。
【００３２】
請求項９に係る光硬化性ライニング材の光硬化システムは、
未硬化状態の管状ライニング材をその外側面が前記更生対象の既設管内壁面に沿うように既設管内に導入するライニング材導入手段と、前記管状ライニング材の内部から光照射し該管状ライニング材を硬化させる硬化用発光部を有する光照射手段と、を含む光硬化性ライニング材のる光硬化システムにおいて、前記光照射手段による光照射の前段階に、前記管状ライニング材を光硬化反応の良好となる温度状態まで昇温させるライニング材予熱手段を含むことを特徴とする。
【００３３】
この構成のシステムにより上述した請求項１による方法を達成することができ、同じく上述したような良好な品質の管状ライニング材を迅速かつ効率的に得ることが可能となる。
【００３４】
請求項１０に係る光硬化性ライニング材の光硬化システムは、
前記ライニング材導入手段が、前記管状ライニング材の導入時に管状ライニング材を既設管内壁に沿わせるように整形するための空気を前記管状ライニング材内に一端側から吹き込む整形用空気吹き込み機構を有し、前記ライニング材予熱手段は、前記整形用空気を前記吹き込み前に前記管状ライニング材を昇温させることのできる熱風とする整形用空気昇温部を有し、該熱風により前記管状ライニング材を前記温度状態とすることを特徴とすることを特徴とする。
【００３５】
このシステムによれば、上述の請求項２に示した光硬化方法を実行することができ、新たな工程の付加を行うことなく管状ライニング材の温度状態への昇温を行うことができる。
【００３６】
請求項１１に係る光硬化性ライニング材の光硬化システムは、
前記光照射工程の前段階及び該光照射工程中に、前記管状ライニング材の一端側から内部に換気用の空気を送り込み、他端側から排出させる換気機構を有し、前記ライニング材予熱手段は、前記換気機構により送り込まれる換気用空気を前記管状ライニング材を昇温させることのできる熱風とする換気用空気昇温部を有し、該熱風により前記管状ライニング材を前記温度状態とすることを特徴とする。
【００３７】
このシステムによれば、上述の請求項３に示した光硬化方法を実行することができ、同じく新たな工程の付加を行うことなく管状ライニング材の温度状態への昇温を行うことができる。
【００３８】
請求項１２に係る光硬化性ライニング材の光硬化システムは、
前記換気機構が、前記送り込み空気を熱風と管内温度を降下させるための冷風に切り替える切り替え機構を備えていることを特徴とする。これにより、管状ライニング材の管内温度が過度に上昇した場合に、冷風の送り込みに切り替えることにより迅速にこれを抑制、降下させることが可能となり、温度上昇による管状ライニング材の品質の劣化を防止することができ、且つ安全性の向上も図られる。
【００３９】
請求項１３に係る光硬化性ライニング材の光硬化システムは、
前記換気機構が、前記空気に代え不燃性のガスを送り込むことを特徴とする。これにより、仮に、管状ライニング材内の温度が過度に上昇した場合でも発生した可燃性蒸気などへの引火を確実に防止することが可能となる。
【００４０】
請求項１４に係る光硬化性ライニング材の光硬化システムは、
前記光照射手段は、前記管状ライニング材内を移動する移動式光照射手段を有し、前記ライニング材予熱手段は、前記移動式光照射手段の外側部に１又は複数取り付けられ、熱風を前記管状ライニング材の内壁に沿って前記移動式光照射手段の進行方向前方に螺旋状に噴射する様に方向調整可能な噴射ノズルを有することを特徴とする。
【００４１】
この光硬化システムによれば、上述の請求項６に係る光硬化方法を実行することが可能であり、移動式光照射手段による光照射の前に進行方向前方領域の管状ライニング材を効率的に昇温させておくことが可能となっている。
【００４２】
請求項１５に係る光硬化性ライニング材の光硬化システムは、
前記ライニング材予熱手段が、前記噴射ノズルからの噴射を前記熱風に代え、水又は冷風に切り替え可能とする切り替え機構を備えたことを特徴とする。これにより、管状ライニング材内に過剰な温度上昇が生じた際にも、冷風の噴射によりこれを迅速に抑制降下させることができ、更に、水の噴射の切り替えにより、仮に火災の発止が生じた場合でも迅速な緊急消火活動が可能となる。なお、噴射ノズルは噴射方向を調整可能とされているので、進行方向の後方側を含めて必要な方向への噴射が可能である。
【００４３】
請求項１６に係る光硬化性ライニング材の光硬化システムは、
前記光照射手段は、前記硬化用発光部を前記管状ライニング材内で移動可能とする移動式光照射手段として構成され、前記ライニング材予熱手段は、前記移動式光照射手段の前記硬化用光発光部より進行方向前方位置に、前記管状ライニング材を加熱するための加熱用発光部を有することを特徴とする。
【００４４】
この光硬化システムによれば、上述の請求項７に記載した。光硬化方法を実行することが可能となり、ライニング材の硬化動作と同じく光照射によって管状ライニング材をあらかじめ昇温させておくことが可能であり、熱風の供給などの他の動作を行う必要がない。したがって、従来の光硬化システムに対して昇温のための異なる機能の手段を付加することなく本発明の好的な光硬化方法を実行することが可能となっている。
【発明の効果】
【００４５】
本発明に係る光硬化性ライニング材の光硬化方法及び該方法に用いる光硬化システムによれば、簡単な構成の付加により、管状ライニング材を光硬化作業の前に適温に昇温させておくことができ、無駄のない効率的な光照射及び複雑な制御を伴わない管状ライニング材の硬化を行うことができる。また、管状ライニング材において光照射中に必要以上の温度上昇がないので、その品質を劣化が的確に防止され、既設管の管状ライニング材による補修の信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
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。なお、本実施の形態では、マンホール間の下水本管の補修を管状ライニング材を用いて行う場合を例として説明する。図１に示したように、補修対象の既設管である本管１００は、いわゆるマンホールと呼ばれる縦坑２００と３００との間にが形成されている。補修を行うに当たっては、前準備として、本管１００の上流側をせき止めるため堰き止め部材１０１がマンホール２００の上流側に設置され、本管１００の途中位置に存在する一般排水の導入路である桝４００及び桝４００から伸長する取付管５００の上流側にも堰き止め部材４０１が設置されている。
【００４７】
図１（Ａ）は、このような下水管本管１００の補修作業における管状ライニング材１０の導入工程の一例が示されている。図示のように、未硬化状態の管状ライニング材１０は、未だ管形状に拡径した状態にはなく、やや平らな形状で本管１００内に引き込まれている。この引き込み動作は、マンホール２００側で収納部１２にローラーに巻回された状態で収納されている管状ライニング材１０をマンホール３００側の地上部に設置された牽引部１４の牽引動作によって本管１００内に引き込むものである。牽引部１４に装着された引き込み用ロープ１７が管状ライニング材１０の先端部１０ａに固定されており、この牽引用ロープ１６を引っ張ることにより管状ライニング材１０がマンホール２００側からマンホール３００側へ本管１００を通って引き込まれていくものである。なお、この引き込み動作をより円滑なものとするために所定個所にローラー１６―１、１６−２、１６−３が適宜設置されている。
【００４８】
図１（Ｂ）は、管状ライニング材１０の本管１００内への導入の他の動作例を示している。この導入法は、管状ライニング材１０をそのまま引き込むのではなく図示のように先端側から反転させつつ本管１００内に押し込んでいくものである。この反転押し込み動作は圧縮空気を吹き込むことにより行われている。図示のように反転して内側となる部分に押し込み用空気（矢印６００）が吹き込まれ、これにより管状ライニング材１０は反転しつつ徐々に本管１００内に押し込まれていくものである。
【００４９】
図２は、上述した図１（Ａ）又は（Ｂ）の引き込み又は押し込み動作が終了した後の管状ライニング材１０の整形作業を示してる。すなわち、未硬化の管状ライニング材１０を本管１００の内壁にできるだけ密着するように沿わせる必要があり、このための拡径・整形作業を行っている。図示のように、本管１００内に設置された未硬化の管状ライニング材１０内に整形用空気（矢印６５０）を吹き込むことによって行われる。設置された管状ライニング材１０の両端部には、必要な貫通孔の形成されたエンドパッカー１８がそれぞれ取り付けられており、マンホール２００側の端部のエンドパッカー１８−１の空気導入口１８ａから空気を吹き込んでいる。この空気の吹き込みにより、管状ライニング材１０内の圧力が上昇し、管状ライニング材１０は本管１００の内壁に沿って整形されて行く。整形用空気６５０の吹き込みは、地上に配置したポンプ２０を備える作業車両２５などから空気供給管２２を介して圧縮空気を送り込むことにより行われている。
【００５０】
なお、この管状ライニング材１０の拡径による整形動作は、上述した図１（Ａ）の引き込み作業によって管状ライニング材１０が設置された場合だけでなく、同図（Ｂ）の反転押し込み動作によって管状ライニング材が本管１００内に設置された場合にも行って良い。反転押し込み動作の場合、同図（Ａ）の引き込み作業の場合に比べ、既に管状ライニング材１０がある程度管状に整形された状態となっているので、図２の整形用空気の吹き込み作業は必要に応じて行えば足りる。
【００５１】
上述の図１（Ａ）又は同図（Ｂ）、及び図２に示した作業によって、管状ライニング材１０の導入工程が行われるものである。そして、本実施の形態において重要なことは、上述した管状ライニング材１０の導入工程において、未硬化の管状ライニング材１０の予熱工程が行われることにある。
【００５２】
上述したように未硬化の管状ライニング材１０の光照射による硬化反応の適温は、一般的に４０℃〜５０℃であり、その温度に達したときに急激な硬化反応が生じるものである。従って、予熱工程においては、この温度に達するように、管状ライニング材１０を昇温するものである。本実施の形態では、この昇温を管状ライニング材１０の整形のために行われる空気の吹き込みを用いて行うものである。すなわち、作業車両２５に設置されたポンプ２０の下流側に整形用空気を加熱する加熱部２４が設けられ、この加熱部２４によって整形用空気は約５０℃〜８０℃に昇温され、管状ライニング材１０内に吹き込まれている（矢印６５０）。これにより、管状ライニング材１０は拡径しつつ整形され、それと同時に光硬化に適する温度に昇温されることとなる。このように従来の光硬化方法を行う工程に特別な工程を付加することなく管状ライニング材の適温状態への昇温を簡単に行うことが可能となっている。
【００５３】
上記実施の形態によれば、管状ライニング材１０の導入工程終了時には、管状ライニング材１０は光硬化のための適温状態になっており、後述する図３に示したような光照射工程をこの後に行うことにより、迅速な光硬化動作が可能となる。特に重要なことは、適切な予熱工程が行われていることにより、管状ライニング材１０をまず適温状態に昇温するための出力の高い光照射を行う必要がないことである。従って、不必要に管状ライニング材１０が高温となることが回避され、また、その不要な高温化を防ぐための管状ライニング材１０の温度検知や光照射手段の細かい制御を行う必要もなくなる。
【００５４】
次に、図３は、光照射工程における管状ライニング材１０内部の状態を示している。図示のように光照射手段は、管状ライニング材１０内を移動可能な移動式光照射手段（通称「ランプトレイン」）３０として構成されている。すなわち、硬化用発光部として複数のランプ３２が連結されており、それぞれのランプ３２間には各ランプ３２が管状ライニング材１０に内壁に衝突することを防ぎつつ管内を移動可能にするための走行手段３４がそれぞれ設けられている。
【００５５】
なお、本実施の形態では、ランプ３２は可視光と紫外線をまたがる領域の波長を有する３５０〜４５０ｎｍの光線を用いている。これは、管状ライニング材１０の厚さが補修対象である既設管の構成や埋設深さ等の条件により３ｍｍ〜２０ｍｍの間で種々設定されることから、光の浸透力を確保しつつ迅速な光硬化を行うために純粋な４００ｎｍ以下の波長の紫外線のみではなく（紫外線のみでは浸透性が不足することがある）、可視光領域にまたがる範囲の光線を用いているものである。
【００５６】
この光照射工程においては、その工程中に管状ライニング材１０を構成する材料中に含まれるスチレンが蒸気化して管内の圧縮空気と混ざることにより可燃性となり、引火の可能性が生じることから、その引火を防止するために換気が行われる。この換気はエンドパッカー１８−１の換気用空気導入口１８ｂに結合された換気用空気供給管２３によって換気用空気（矢印８００）を送り込むことにより行われる。この換気用空気は図示されていない管状ライニング材１０の他端側から排出され更に、マンホール３００を上昇して地上側に設けられた排気塔から排気される。なお、この排気塔には後述するように有害物質を除去するためのフィルターが設けられている。
【００５７】
このランプトレイン３０の移動は、牽引用ロープ３６で行われ、この牽引用ロープ３６がマンホール２００側の地上に設置された牽引手段（図示せず）によって引かれることにより進行方向（矢印７００方向）に移動するものである。一方、換気用空気８００の送り込みは、図示のようにこのランプトレイン３０の進行方向とは反対方向に流れるように吹き込まれている。なお、この換気用空気の送り込みによる管内換気流速度は、１〜１．２ｍ／ｓで、管内気圧は０．０３〜０．０５ＭＰａである。
【００５８】
本実施の形態では、管状ライニング材１０の予熱工程をこの換気用空気８００の吹き込み作業時に行うようにしている。すなわち、この換気用空気送り込みを熱風の送り込みとして行うことによって管状ライニング材１０を適温状態に昇温させるものである。この換気用空気の昇温は、上述した図２の装置のように換気用空気送り込み手段（図２の作業車両など）に加熱手段を付加するより簡単に構成することができる。
【００５９】
なお、この換気用空気８００の送り込みによって、予熱工程を行うにあたっては、ランプトレイン３０による光照射の作業が始まる前の段階から熱風の送り込みをしておくことが好的である。すなわち、ランプトレイン３０による光照射の段階では、その領域がすでに適温状態に昇温され、その適温状態が保たれることが望ましく、従って、光照射工程の前段階、更に光照射中にこの熱風の送り込み動作を行うのが効果的である。
【００６０】
この実施の形態によれば上記図２に示した実施の形態と同様に従来の光照射によるライニング材硬化方法に対して新たな工程を加えることなく光照射前の管状ライニング材の適温状態への昇温作業を行うことが可能となる。
【００６１】
なお、換気用空気８００は、必ずしも「空気」を用いる場合に限られず、不燃性のガスを代わりに送り込むことも可能である。例えば、窒素ガス等を用いることができ、これにより、仮に、管状ライニング材１０内の温度が過剰に上昇したような場合でも上述のスチレン蒸気などへの引火を有効に防止することが可能となる。
【００６２】
更に、換気用空気８００は、通常は熱風とされるが、地上の作業車両などに設けられた換気用空気送り込み手段（図示せず）に熱風に代えて冷風を送り込む熱・冷切り替え機構を設け、必要に応じ換気用空気８００を冷風として送り込むようにすることも好適である。これにより、管状ライニング材１０が必要以上に昇温されて様な場合にこれを迅速に冷却し、完成後の製品の品質劣化を防止することが可能である。
【００６３】
次に、図４は更に他の実施の形態を示している。この実施の形態は、上記図３に示した換気用空気８００を熱風として予熱工程を行う実施の形態に関連するものであり、特徴的なことは、管状ライニング材１０内に一端側から送り込まれた熱風は、他端側から排出されマンホール３０を通って排気塔４０から排気されるが、この排気される排気熱風そのものを循環パイプ４２を介して換気用空気供給手段４４側に戻し、再度この排気を管状ライニング材１０にその一端側から送り込むというものである。
【００６４】
すなわち、換気用空気８００の供給を循環式にしたことを特徴とすることである。通常、管状ライニング材１０の他端側から排気される排気は５０℃〜６０℃であり、これを循環させて再利用することにより換気用空気４４における供給空気の昇温作業を極めて容易なものとすることができる。すなわち、排気塔４０側から循環パイプ４２を通って換気用空気供給手段４４に戻された排気熱風は、ポンプ４５，及び加熱部４６を通って更に換気用空気供給管２３から管状ライニング材１０に戻される。したがって、加熱部４６におけるヒーターの出力は小さいもので足り、省エネルギーに貢献することができる。
【００６５】
また、排気塔４０においては有害物を除去するためのフィルターが設けられているが有害物質を含む可能性のある排気をできるだけ大気中に放出しないことが望ましい。したがって、上記実施の形態のように排気を循環させて、再度換気用空気として送り込み、これを繰り返すことにより、空気汚染防止にもつながるものである。そして、補修作業の最終段階にのみにおいて排気の外方への排出が行われるので、その排気排出量を減少させることとなるが、排気は循環中は毎回有害物除去フィルターを通るので大きく汚染するおそれもなく、最終段階においても再度害物除去フィルターを通過して外方へ放出されるので、その排気自体が特別な問題となる状況は生じない。
【００６６】
なお、図３の実施の形態と同じく、この実施の形態においても換気用空気８００を不燃性ガスとし、更に、熱風、冷風を切り替え可能な機構を設けることも可能であり、特に、この循環式であれば不燃性ガスの消費も一定量で足り、好適に適用が可能である。
【００６７】
図５は、更に他の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴的な事項は、上述した管状ライニング材１０の予熱工程をランプトレイン３０の先頭部３０ａからその進行方向前方に向かって熱風を噴射することによって行うようにしたことである。すなわち、先頭部３０ａの外周の四方に熱風噴射用のノズル５０を設け、このノズル５０から熱風を噴射するようにしたものである。本実施の形態では、４つのノズル５０は噴射された熱風が螺旋状に管状ライニング材１０の内壁に沿って前進移動するように噴射方向が定められている。また、ノズル５０はその噴射方向を管径等に適合させるために調整できる様に調整可能に取り付けられ、更には、管外から自動的に方向の制御を行うような構成とするのが好適である。
【００６８】
このようにランプトレイン３０が進行する前方をあらかじめこの噴射された熱風により昇温しておくことができ、そして、この昇温動作を管状ライニング材１０が適温状態になるまで行うことにより、後から進行してくるランプトレイン３０による光照射によって迅速な光硬化が達成されることとなる。また、上記ノズル５０が噴射熱風を螺旋状に進行するように噴射することにより、熱風を効率的に管状ライニング材１０の内壁に沿って進行させることができ効果的な昇温が可能となっている。
【００６９】
なお、この各ノズル５０からの噴射熱風の供給は図示のように先頭部３０ａの前方側から柔軟性のある供給管５２を用いて供給しており、牽引用ロープ３６によるランプトレイン３０の牽引と同様の進行状態で供給管５２を引いて移動させるものである。また、図上破線で示したようにノズル５０からの噴射熱風を後方側から引いた供給管５４によって供給することも可能であるが、その場合、供給管３９はランプ３０に接触することなくかつ、管状ライニング材１０の内壁に接触することのないように、走行手段３４に装着することなどにより保持される。
【００７０】
また、上記ノズル５０からは、熱風だけでなく、「冷風」、更には「水」への切り替え噴射ができるように、供給管５２あるいは５４の上流側に設置される供給手段に切り替え噴射機構を設けるのが好適である。これにより、管状ライニング材１０の過度の温度上昇、火災発生の防止、更に、火災時の緊急消火を行うことが可能となる。噴射ノズル５０から水を噴射する場合、ノズル５０の噴射方向を調整し、ランプトレイン３０の進行方向の後方に向けても噴射できるようにするのが好適である。
【００７１】
次に、図６は更に他の実施の形態を示している。本実施の形態において特徴的なことは、管状ライニング材１０の予熱工程を行うためにランプトレイン３０の前方に別途、加熱用発光部として赤外線ランプ６０を設けたことである。この赤外線ランプ６０は、管状ライニング材１０の光硬化のためには有効な機能は奏しないが、管状ライニング材１０を昇温させるには有効に機能する。ここでは、例えば、５００Ｗ〜８００Ｗのものが好適に用いられているが、管径などの条件によっては２０００Ｗ程度のものも用いられる。
【００７２】
この赤外線ランプ６０を前方に設置したことにより、光の照射という光硬化のための手段と同じ手法により、予熱工程を行うことができる。すなわち、赤外線ランプ６０による光照射によって、硬化のための光照射前の段階で管状ライニング材１０を光硬化に適する温度まで昇温させておくことができる。大がかりな装置を付加することなく、ランプの設置数を増やすという簡単な構成の増加により、予熱を行うことができ、他のシステムに変更も不要である。
【００７３】
なお、この加熱用発光部としての赤外線ランプ６０は、１個に限定されるものではなく、必要に応じて複数個設置することが可能である。また、赤外線ランプ６０とランプトレイン３０との連結は、連結ワイヤ６１にて行われており、牽引用ワイヤ３６により、赤外線ランプ６０とランプトレイン３０の全体が同時に牽引される。連結ワイヤ６１の長さにより赤外線ランプ６０とランプトレイン３０との間隔が調整され、例えば、赤外線ランプ６０の出力強度などによりその間隔が調整される。
【００７４】
更に、この加熱発光部の付加による予熱は、上述した他の実施の形態に係る予熱工程との併用が可能であり、例えば、上述の換気用空気の熱風化による実施の形態に加えて、この光加熱手法を用いることも可能である。
【００７５】
本発明は上記の実施の形態の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、図５に示した熱風噴射用のノズル５０の設置数は、四方に１個ずつ設置した例を示したが、個数の限定はなく、例えば三方に１個ずつ設置することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】同図（Ａ）は、管状ライニング材の引き込み動作を示す概略説明図、同図（Ｂ）は、管状ライニング材の反転押し込み動作を示す説明図である。
【図２】実施の形態に係る管状ライニング材の拡径・整形動作を示す動作説明図である。
【図３】実施の形態に係る光照射工程及び換気用空気導入動作を示す概略説明図である。
【図４】実施の形態に係る換気用空気の循環式供給状態を示す説明図である。
【図５】移動式光照射手段の先頭部から熱風を噴射する実施の形態の説明図である。
【図６】移動式光照射手段の前方部に加熱用発光部を設置した実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  管状ライニング材
１２  管状ライニング材収納部
２４  加熱手段
３０  移動式光照射装置
３２  硬化用ランプ
４０  循環パイプ
４４  換気用空気供給手段
５０  熱風噴射ノズル
５２  熱風供給管
６０  赤外線ランプ
６００  押し込み用空気
６５０  整形用空気
８００  換気用空気
【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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