(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素バリア性を有する最外層と、前記最外層よりも内側に配置された樹脂層と、を備えた樹脂配管を補修する方法であって、
酸素バリア性を有するバリア層と、前記バリア層の一方の面の全体に設けられた粘着層とを有するパッチシートを用い、前記最外層の損傷部に前記粘着層を接触させて前記パッチシートを貼付することによって、前記損傷部を覆うことを特徴とする、樹脂配管の補修方法。
【請求項２】
酸素バリア性を有する最外層と、前記最外層よりも内側に配置された樹脂層と、を備えた樹脂配管を補修する方法であって、
酸素バリア性を有する熱可塑性のバリア樹脂からなるバリア層を有し、かつ粘着層を有しないパッチシートを用い、前記最外層の損傷部に前記パッチシートを沿わせた状態で前記パッチシートを加熱して、前記樹脂配管に前記パッチシートを貼付することによって、前記損傷部を覆うことを特徴とする、樹脂配管の補修方法。
【請求項３】
酸素バリア性を有する最外層と、前記最外層よりも内側に配置された樹脂層と、を備えた樹脂配管を補修する方法であって、
酸素バリア性を有するバリア層と、熱可塑性樹脂からなる基材シートとを有するパッチシートを用い、前記基材シートを前記最外層に接触させ、前記最外層の損傷部に前記パッチシートを沿わせた状態で前記パッチシートを加熱して、前記樹脂配管に前記パッチシートを貼付することによって、前記損傷部を覆うことを特徴とする、樹脂配管の補修方法。
【請求項４】
酸素バリア性を有する最外層と、前記最外層よりも内側に配置された樹脂層と、を備えた樹脂配管の外面補修用のパッチシートであって、
酸素バリア性を有するバリア層と、前記バリア層の一方の面の全体に設けられた粘着層とを有し、
前記最外層の損傷部に前記粘着層を接触させて貼付して、前記損傷部を覆うことを特徴とする、樹脂配管の外面補修用のパッチシート。
【請求項５】
酸素バリア性を有する最外層と、前記最外層よりも内側に配置された樹脂層と、を備えた樹脂配管の外面補修用のパッチシートであって、
酸素バリア性を有する熱可塑性のバリア樹脂からなるバリア層を有し、かつ粘着層を有さず、
前記最外層の損傷部に前記パッチシートを沿わせた状態で前記パッチシートを加熱して、前記樹脂配管に前記パッチシートを貼付することによって、前記損傷部を覆うことを特徴とする、樹脂配管の外面補修用のパッチシート。
【請求項６】
酸素バリア性を有する最外層と、前記最外層よりも内側に配置された樹脂層と、を備えた樹脂配管の外面補修用のパッチシートであって、
酸素バリア性を有するバリア層と、熱可塑性樹脂からなる基材シートとを有し、
前記基材シートを前記最外層に接触させ、前記最外層の損傷部に前記パッチシートを沿わせた状態で前記パッチシートを加熱して、前記樹脂配管に前記パッチシートを貼付することによって、前記損傷部を覆うことを特徴とする、樹脂配管の外面補修用のパッチシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂配管の補修方法及びその補修方法に用いるパッチシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス繊維が配合された中間層を備えた樹脂製の配管が知られている（例えば特許文献１）。このような樹脂配管は、管内に金属スケールが発生し易い金属配管に代わって、空調、水道、排水、スプリンクラー等の冷温水管の用途に使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５５７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、金属配管の管壁のガスバリア性は高いため、金属配管内を流れる水に酸素が溶解して、その溶存酸素濃度が高くなることは殆どなかった。一方、樹脂配管の前記中間層のガスバリア性は必ずしも高くない。このため、樹脂配管内を流れる水の溶存酸素濃度が高くなることにより、配管経路に点在する圧送ポンプ等の装置の金属部品が腐食し易くなる問題がある。
【０００５】
本発明者らは、高いガスバリア性を有するエチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）やポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）等の樹脂材料によって、樹脂配管の最外面にバリア層を形成することによって上記問題を解決しているが、以下に説明する新たな課題も見出された。
【０００６】
樹脂配管の一部のバリア層の厚みは、成型性や価格の観点から、ガスバリア性が保てる限りにおいて薄くされるので、配管の運搬、施工、保守等の作業によって、配管の一部のバリア層が剥がれて損傷することがある。この損傷を放置すると上記腐食の問題が発生する懸念があるため、簡便に補修する方法が求められている。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、樹脂配管の酸素バリア性を有する最外層を簡便に補修する方法、及びその方法に用いるパッチシートを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［１］  酸素バリア性を有する最外層と、前記最外層よりも内側に配置された樹脂層と、を備えた樹脂配管を補修する方法であって、前記最外層の損傷部に酸素バリア性を有するパッチシートを貼付することによって、前記損傷部を覆うことを特徴とする、樹脂配管の補修方法。
［２］  前記パッチシートは、酸素バリア性を有するバリア層を備え、前記バリア層は、金属、金属酸化物、無機酸化物、及び樹脂からなる群から選ばれる何れか１つ以上によって形成されていることを特徴とする［１］に記載の樹脂配管の補修方法。
［３］  前記パッチシートの線膨張係数と、前記樹脂配管の線膨張係数とが同等であることを特徴とする［１］又は［２］に記載の樹脂配管の補修方法。
［４］  前記バリア層は、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、及びポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）から選ばれる何れか１つ以上の樹脂によって形成されていることを特徴とする［２］に記載の樹脂配管の補修方法。
［５］    酸素バリア性を有する最外層と、前記最外層よりも内側に配置された樹脂層と、を備えた樹脂配管の外面補修用であり、酸素バリア性を有するバリア層を備えていることを特徴とするパッチシート。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の樹脂配管の補修方法及びパッチシートによれば、樹脂配管の酸素バリア性を有する最外層が損傷した部位を簡便に補修することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の補修方法の対象である樹脂配管の一例を示す破断斜視図である。
【図２】本発明にかかるパッチシートの一例を示す断面図である。
【図３】樹脂配管の外面の損傷部の一例を示す斜視図である。
【図４】樹脂配管の外面の損傷部の一例を補修した様子を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
《樹脂配管の補修方法》
本発明にかかる樹脂配管の補修方法の第一実施形態は、酸素バリア性を有する最外層と、前記最外層よりも内側に配置された樹脂層と、を備えた樹脂配管を補修する方法であって、前記最外層の損傷部に、酸素バリア性を有するパッチシートを貼付することによって、前記損傷部を覆う方法である。
以下、損傷部を補修する方法について説明するが、本発明のパッチシートとしては損傷部以外に用いても良く、例えば、酸素バリア性を有する樹脂配管と、酸素バリア性を有さない継手や短管を接合した場合に、酸素バリア性を有さない継手や短管の表面に対して本発明のパッチシートを貼付して酸素バリア性を付与しても良い。
【００１２】
［樹脂配管］
補修対象である樹脂配管は、その管壁の最外面に酸素バリア性を有する最外層（以下、「最外バリア層」ということがある。）を備えたものであれば特に限定されない。
ここで「酸素バリア性を有する」とは、２０℃、６５％ＲＨ条件下でＪＩＳ  Ｋ  ７１２６（等圧法）によって測定された酸素透過度が、５．０［ｃｃ・２０μｍ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下であることを意味する。酸素透過度としては、１．０［ｃｃ・２０μｍ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下であることが好ましい。
【００１３】
最外バリア層は、上記基準を満たすことが可能な材料によって形成されており、例えば、金属、金属酸化物、無機酸化物、及び酸素バリア性を有する樹脂（バリア樹脂）からなる群から選ばれる何れか１つ以上によって形成されていることが好ましい。なかでも、本実施形態の補修方法によって容易に補修することが可能である観点から、最外バリア層はバリア樹脂によって形成されていることがより好ましい。
【００１４】
好適なバリア樹脂としては、例えば、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）等が挙げられる。最外バリア層を構成するバリア樹脂は１種であってもよいし、２種以上であってもよい。
【００１５】
樹脂配管の管壁の積層構造は、酸素バリア性を有する最外層（最外バリア層）と、その最外層よりも内側に配置された樹脂層と、を備えている。
前記樹脂層は単層であってもよいし、複数の層からなる複層であってもよい。
前記複層の構成としては、例えば、樹脂配管の内面をなす内層、配管の構造的強度を高めるガラス繊維を含む中間層、及びこの中間層を覆う外層からなる三層構造が挙げられる。
前記樹脂層と、前記バリア層との間には、両層をつなぐ接着層がさらに設けられていてもよい。
【００１６】
樹脂配管の具体例としては、例えば図１に示す樹脂配管１が挙げられる。樹脂配管１は、液体が流通する中空部を構成する内層２と、内層２よりも熱伸縮率が小さい中間層３と、中間層３よりも外側に配置され、熱融着可能に形成された外層４と、外層４よりも外側に配置され、酸素バリア性を有するバリア層（最外バリア層）６と、外層４と最外バリア層６との間に配置され、外層４と最外バリア層６とを接着する接着層５と、を備えている。
【００１７】
内層２及び外層４の樹脂材料としては、公知の樹脂配管を形成する樹脂材料が適用され、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンが挙げられる。
内層２と外層４の樹脂材料は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００１８】
中間層３は、強化繊維を含むコンポジット樹脂からなる層であることが好ましい。
強化繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維等が挙げられる。コンポジット樹脂の総質量に対する強化繊維の含有量は、例えば１０〜５０質量％が好ましい。
コンポジット樹脂の樹脂成分としては、公知の樹脂材料が適用され、層間の接着性を高める観点から、内層２、外層４の樹脂材料と同じであることが好ましい。
【００１９】
接着層５の樹脂材料は、外層４及び最外バリア層６の樹脂材料に応じて適宜選択される。例えば、外層４がポリオレフィンであり、最外バリア層６がエチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）である場合、接着層５の好適な樹脂材料としては、例えば、ポリオレフィンに無水マレイン酸をグラフト重合してなる無水マレイン酸変性ポリオレフィンや、ゴム系ホットメルト接着剤等が挙げられる。
最外バリア層６の説明は、前述の最外バリア層の説明と同じであるため省略する。
【００２０】
内層２の厚みは、内層２、中間層３及び外層４の合計の厚みに対して、例えば０．１〜０．４倍が好ましい。
中間層３の厚みは、内層２、中間層３及び外層４の合計の厚みに対して、例えば０．３〜０．８倍の厚みが好ましい。
外層４の厚みは、内層２、中間層３及び外層４の合計の厚みに対して、例えば０．１〜０．４倍が好ましい。
【００２１】
内層２、中間層３及び外層４の合計の厚みとしては、給湯設備、空調等の冷水や温水を通す冷温水管の用途であれば、例えば、１．５ｍｍ〜６０ｍｍが好ましい。
接着層５の厚みとしては、接着性と経済性を勘案して、例えば、５０〜２００μｍが挙げられる。
最外バリア層６の厚みとしては、酸素バリア性と経済性を勘案して、例えば、７５〜２００μｍが挙げられる。
樹脂配管１の呼び径（外径）としては、給湯設備、空調等の冷水や温水を通す冷温水管の用途であれば、例えば、呼び径５０ｍｍ（外径６０ｍｍ）〜２００ｍｍ（外径２１６ｍｍ）が挙げられる。
【００２２】
最外バリア層６と接着層５は互いに異なる色で着色されていることが好ましい。最外バリア層６が剥がれて接着層５が露出した損傷部を容易に発見することができる。これと同様の観点から、最外バリア層６と外層４は互いに異なる色で着色されていることが好ましい。
【００２３】
［パッチシート］
本実施形態の補修方法で使用するパッチシートは、酸素バリア性を有する。
パッチシートは、酸素バリア性を有するバリア層（以下、パッチバリア層ということがある。）を備えていることが好ましい。
補修する樹脂配管の最外バリア層とパッチバリア層は、互いに同じ材料によって形成されていてもよいし、異なる材料によって形成されていてもよいが、補修後の酸素バリア性を損傷前と同等にする観点から、同じ材料によって形成されていることが好ましい。
【００２４】
パッチバリア層は、金属、金属酸化物、無機酸化物、及び酸素バリア性を有するバリア樹脂からなる群から選ばれる何れか１つ以上によって形成されていることが好ましい。
【００２５】
前記金属としては、例えば、アルミニウムが挙げられる。
前記金属酸化物としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム等が挙げられる。
前記無機酸化物としては、例えば、酸化ケイ素が挙げられる。
前記バリア樹脂としては、例えば、前述した最外バリア層の樹脂材料として説明したバリア樹脂と同じものが挙げられる。
【００２６】
上記の金属、金属酸化物、無機酸化物及びバリア樹脂は、単独でパッチシートを構成してもよいし、後述する基材シートに成膜された状態でパッチバリア層を構成していてもよい。基材シートにパッチバリア層を成膜する方法としては、例えば、公知の物理蒸着法が挙げられる。
【００２７】
パッチバリア層の厚みは、酸素バリア性が確保される厚みであれば特に限定されず、成型性と経済性を勘案して、例えば、５０μｍ〜５ｍｍが好ましく、１００μｍ〜１ｍｍがより好ましく、１００μｍ〜５００μｍがさらに好ましい。
【００２８】
樹脂配管の損傷部にパッチシートを貼付する操作を容易にする観点から、パッチシートの剛性は、パッチシートを単独で取り扱うことが可能な程度に高く、樹脂配管の最外バリア層の曲面に沿わせることが可能な程度に低いことが好ましい。
上記の観点から、パッチシートの厚みは、例えば、０．１〜５ｍｍが好ましく、０．２〜２ｍｍがより好ましく、０．３〜１ｍｍがさらに好ましい。
【００２９】
パッチシートは、パッチバリア層のみから構成されていてもよいし、パッチバリア層を支持する基材シートをさらに備えていてもよい。
基材シートは、酸素バリア性を有していてもよいし、有していなくてもよい。
基材シートは、取り扱い性が容易である観点から樹脂シートであることが好ましい。樹脂シートの材料樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
基材シートの厚みは、上記の好適な剛性を得る観点から、例えば、５０μｍ〜２ｍｍが好ましく、１００μｍ〜１ｍｍがより好ましい。
【００３０】
パッチシートは、パッチバリア層に加えて、又は、パッチバリア層及び基材シートに加えて、さらに粘着層を備えていてもよい。粘着層を備えている場合、当該粘着層の粘着性（粘着力）を利用して樹脂配管の損傷部にパッチシートを貼付することができる。
粘着層の材料としては、公知の粘着剤が適用可能である。
粘着層の厚みは特に限定されず、例えば１０μｍ〜５００μｍ程度が挙げられる。
粘着層を備えたパッチシートの使用前（貼付前）の粘着面を保護するために、パッチシートにはさらに離型シートが備えられていてもよい。
【００３１】
本実施形態の一例として、図２にパッチシート１０の断面図を示す。パッチシート１０は、パッチバリア層１１と、粘着層１２とを備えている。
【００３２】
樹脂配管に温水又は冷水を流した場合や、樹脂配管が設置された環境の温度が変化した場合等において、樹脂配管の温度が変化することによって、管壁が膨張したり（伸びたり）、収縮したりする。管壁が伸縮する際に、樹脂配管の損傷部に貼付したパッチシートが管壁に追従して、パッチシートと管壁が一体的に伸縮することが好ましい。
上記の一体性を容易に得る観点から、パッチシートの線膨張係数と、樹脂配管の線膨張係数とは同等であることが好ましい。
【００３３】
また、上記のように両者の線膨張係数が同等であると、樹脂配管の損傷部及びその損傷部に当接させたパッチシートを加熱して、当該損傷部にパッチシートを貼付する場合に、パッチシートに皺が形成され難く、損傷部が目立たないように綺麗に補修することができる。
【００３４】
本明細書及び特許請求の範囲において、「パッチシートの線膨張係数と、樹脂配管の線膨張係数とが同等である」とは、パッチシートの線膨張係数と、樹脂配管の線膨張係数との差が、±１０×１０−５／℃以内であることをいう。
前記差は、±５×１０−５／℃以内であることが好ましい。
【００３５】
樹脂配管の線膨張係数は、１２×１０−５／℃以下が好ましく、６×１０−５／℃以下がより好ましく、４×１０−５／℃以下がさらに好ましい。線膨張係数が低いほど、樹脂配管の熱伸縮が生じ難いため好ましい。
【００３６】
ここで、パッチシート及び樹脂配管の線膨張係数は、下記式（１）によって求められる。下記式（１）における寸法は、樹脂配管についてはその長手方向の長さ寸法（単位：ｍｍ）であり、パッチシートについては、その平面形状とその平面形状を含む最小の円との接点のうち、最も長い距離をなす２つの接点を結ぶ線分の寸法（単位：ｍｍ）である。
線膨張係数＝
｛（６０℃の寸法）−（５℃の寸法）｝÷（５℃の寸法）÷温度差（６０−５）℃  …式（１）
【００３７】
パッチシートの平面形状は特に限定されず、任意の形状でよく、例えば、矩形、三角形、台形、その他の多角形、円形、楕円形等が挙げられる。
また、パッチシートの形状として、テープ形状（ロール形状）を採用してもよい。テープ形状のパッチシートをパッチテープと呼んでもよい。使用前（貼付前）のテープ形状のパッチシートの状態として、芯に巻き回した巻回状態を採用してもよい。巻回状態のパッチシートの層構成として、中心側に粘着層が配置され、外側に基材シートが配置され、その粘着層と基材シートの間にパッチバリア層が配置された層構成が挙げられる。この層構成において、基材シートの外側を向く表面には、巻回しによって重ねられた粘着層の前記表面に対する粘着力を低減する目的で、エンボス加工や粗面加工等の表面加工が施されていてもよい。
【００３８】
パッチシートの任意の層を構成する樹脂材料には、任意成分として、酸化防止剤、架橋剤、滑材、光安定剤、難燃剤、充填剤、顔料、色素等の樹脂シート分野における公知の添加剤が含まれていてもよい。例えば、パッチバリア層を構成するバリア樹脂に顔料が添加されて、補修する樹脂配管の最外バリア層の色と、パッチバリア層の色とが同じであると、補修した形跡が目立たず、綺麗に補修することができる。
【００３９】
［補修方法の手順］
本実施形態の補修方法によって、図３に例示した樹脂配管１の最外バリア層（外面）６の剥がれた損傷部Ｓを補修することができる。その手順は、使用するパッチシートの貼付方法に依存する。
【００４０】
（貼付方法１）
パッチシート１０が粘着層を備えている場合、まず、損傷部Ｓよりも大きな面積のパッチシート１０を準備する。パッチシート１０が粘着層を保護する離型シートを備える場合は、貼付作業の直前に離型シートを取り除く。
次いで、露出した粘着層を樹脂配管１の外面に沿わせながら、樹脂配管１の最外バリア層（外面）６とパッチシート１０の間に空気がなるべく入らないように貼付して、図４に例示するように、損傷部Ｓをパッチシート１０によって完全に覆う。この際、損傷部Ｓがパッチシート１０の中央に位置するように貼付することが好ましく、これによりパッチシート１０のパッチバリア層１１と樹脂配管１の最外バリア層６とが積層する様に設けられ、損傷部Ｓがこのパッチバリア層１１と最外バリア層６との積層構造によって周囲を囲われる。以上の手順により損傷部Ｓが補修される。
【００４１】
（貼付方法２）
パッチシート１０が粘着層を備えておらず、熱可塑性のバリア樹脂からなるパッチバリア層のみを備えている場合、まず、損傷部Ｓよりも大きな面積のパッチシート１０を準備して、パッチシート１０を樹脂配管１の最外バリア層（外面）６に沿わせた状態で、なるべく空気が入らないように保持する。
次いで、パッチシート１０を加熱することにより、軟化して粘着性が付与されたパッチシート１０を損傷部Ｓに貼付し、損傷部Ｓを完全に覆う。この際、損傷部Ｓがパッチシート１０の中央に位置するように貼付することが好ましい。その後、パッチシート１０を冷却すると、硬化したバリア層が形成され、損傷部Ｓが補修される。
【００４２】
（貼付方法３）
パッチシート１０が粘着層を備えておらず、熱可塑性樹脂からなる基材シートと、パッチバリア層とを備えている場合、まず、損傷部Ｓよりも大きな面積のパッチシート１０を準備して、パッチシート１０を樹脂配管１の最外バリア層（外面）６に沿わせた状態で、なるべく空気が入らないように保持する。この際、基材シートを外面６に接触させる。
次いで、パッチシート１０を加熱することにより、軟化して粘着性が付与された基材シートを損傷部Ｓに貼付し、損傷部Ｓを完全に覆う。この際、損傷部Ｓがパッチシート１０の中央に位置するように貼付することが好ましい。その後、パッチシート１０を冷却すると、硬化した基材シートが損傷部Ｓに接着し、その基材シートを介してパッチバリア層が損傷部Ｓを覆い、損傷部Ｓは補修される。
【００４３】
パッチシート１０を加熱する方法は特に限定されず、例えば、工業用ドライヤーから熱風を吹き付ける方法が挙げられる。
パッチシート１０を冷却する方法は特に限定されず、例えば、自然に空冷させる方法が挙げられる。
【００４４】
＜作用効果＞
本発明の樹脂配管の補修方法及びパッチシートによれば、樹脂配管の酸素バリア性が破れた損傷部を、酸素バリア性を有するパッチシートによって覆うことにより、損傷部から樹脂配管内への酸素の透過を遮断することができる。また、樹脂配管を配管システムから取り外さずに補修できるので、配管システムが稼働している現場で補修することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…樹脂配管、２…内層、３…中間層、４…外層、５…接着層、６…最外層（外面）
１０…パッチシート、１１…パッチバリア層、１２…粘着層、Ｓ…損傷部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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